有機エレクトロルミネッセンス素子
【課題】光取り出し効率の高いドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子および表示素子を提供すること。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に少なくとも、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備える。基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層をこの順で備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層、第２下地層、第３下地層の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層及び、第３下地層には、前記有機発光層が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されている。表示素子は、かかる有機エレクトロルミネッセンス素子を備える。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に少なくとも、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備える。基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層をこの順で備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層、第２下地層、第３下地層の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層及び、第３下地層には、前記有機発光層が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されている。表示素子は、かかる有機エレクトロルミネッセンス素子を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極と陽極に挟持された有機発光層に電子と正孔を注入することにより有機発光層から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子のうち、ドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に有機発光層が挟持された構造をもつ発光素子であり、電圧の印加により陽極から正孔が、陰極から電子が注入され、この正孔と電子の対が有機発光層表面あるいは内部で再結合することによって発生したエネルギーを光として取り出す素子である。発光層に有機物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は古くから研究されていたが発光効率の問題で実用化が進展しなかった。これに対し、１９８７年にＣ．Ｗ．Ｔａｎｇにより有機層を発光層と正孔輸送層の２層に分けた積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、低電圧で高効率の発光が確認され（非特許文献１等参照）、それ以降、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究が盛んに行われている。かかる積層構造をとることにより、発光層に注入された電子や正孔が対向電極に流れてしまうことを防ぐことができ、発光層内での再結合の効率が向上する。また、電子や正孔を発光層に注入する効率を高めることができる。そのため、現在では有機エレクトロルミネッセンス素子は積層構造をとるものが一般的で、その構造は発光層と正孔注入層の２層構造、電子注入層と発光層と正孔注入層の３層構造、電子注入層と発光層と正孔輸送層と正孔注入層の４層構造等といった構造の素子が提案されている。
【０００３】
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層での再結合の際に、蛍光を放つために必要な一重項の生成確率は統計的に２５％であることが知られている。そのため、理論的には注入した電子と正孔のうちの１／４しか光として取り出すことができないことになる。これに対し、励起三重項からの燐光を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され（非特許文献２等参照）、近年では室温で燐光を示す材料の研究が盛んに行われている。
【０００４】
それでも、有機層に用いられる材料の屈折率は比較的高く、有機発光層内部で三次元的に等方に光が放たれるため、基板面に対して臨界角以上の角度で発生した光は全反射を起こし、臨界角以下の光も一部は界面で反射するために外部には取り出すことができない。このため発光層の屈折率を仮に１．６とすると発生した光の約２０％程度しか外部に取り出すことができず、発光層の屈折率が高いとさらにこの数値は低下してしまう。
【０００５】
この光取り出し効率を向上させる手法として様々な提案がなされている。その中で比較的容易な手法で光取り出し効率を向上させる手法として基板部分で光の進行方向を変える手法がいくつか提案されている。例えば、特許文献１、特許文献２には基板の外部に散乱性の層を設けたものが提案されている。また特許文献３では基板自体に散乱性を持たせている。更に特許文献４では基板表面にレンズ構造を持たせている。しかしながら、これらの構造は基板まで到達した光に対して有効な手段であり、発光層から基板に入射する光の取り出し効率には影響しない。さらに、これらの手段は、有機エレクトロルミネッセンス素子を面光源として用いる場合には有効であるが、微細なピクセルを持つドットマトリクスの素子では視差を考慮すると有効な手段とはいえない。
【０００６】
また特許文献５は基板と光取り出し面との間に屈折率が発光層と同等以上で、かつ散乱性を有する層を設けたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子を提案しているが、この場合、基板までの光取り出し効率は向上するが、基板と外界での臨界角の問題が存在するために、基板まで到達しつつも、外界への臨界角以上の光については光取り出し効率を向上させることができない。この場合に基板内部あるいは外部表面で散乱や回折等の構造をとれば光取り出し効率は向上可能であるが、この場合も前述のようにドットマトリクスディスプレイのように基板上に発光色の異なる画素をもつ素子では有効な手段ではなくなる。
【０００７】
このように、ドットマトリクスディスプレイの素子の光取り出し効率を向上させるためには、基板の内側に取り出し構造を設ける必要がある。このような構成を提案しているものとしては特許文献６や特許文献７等が挙げられる。これらの提案では、基板上に低屈折率の層を設け、その上に散乱等、光の進行方向を変化させる機能を持つ層を積層することで基板からの光取り出し効率を向上させている。このように散乱構造を基板の内部に設けることで視差をなくし、ドットマトリクスディスプレイに使用する際の画素ボケを防止することが可能になる。このとき、基板上に形成される低屈折率層の臨界角の点から屈折率は低い方が好ましく、この目的を達成するために用いる低屈折率層としてフッ化物の樹脂、フッ化マグネシウムと並んで多孔性シリカ（ポーラスシリカ）を提案しているが、これらの材料のうち、屈折率が最も低く、低屈折率層の材料として好適であるのはポーラスシリカであることが示されている。ポーラスシリカによる低屈折率層の形成の工程は、テトラアルコキシシランあるいはそのオリゴマーを主体とするポーラスシリカ前駆体の溶液を基板上に塗布する工程の後、加熱による縮合反応によってポーラスシリカの膜を形成する工程からなるが、この時、ポーラスシリカ前駆体の組成によって、形成されるポーラスシリカ膜の屈折率を制御することが可能である。
【０００８】
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子において有機発光層は、発光するために必要なエネルギーバンドギャップの大きさから、紫外域に吸収を持ち、その吸収に引きずられる形で可視光域での屈折率が高くなっている分子を用いることが多い。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子が発生させる光の波長における有機層の屈折率は通常１．７から１．９程度となっており、基板等の材料と比較して高くなっている。従って、屈折率が高い発光層から発生する光を効率よく取り出し、散乱等によって光の進行方向を変化させるための層は、臨界角の点から屈折率が高い方が好ましく、特に有機発光層の屈折率よりも高いことが好ましい。
【０００９】
屈折率が高く、この用途で好適な膜としてはケイ素の窒化物、酸窒化物、あるいはアルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ等の金属の酸化物、窒化物のスパッタリング膜、やＣＶＤ膜、蒸着膜等が挙げられる。しかし、スパッタリングやＣＶＤ等の気相法を用いて成膜する場合、膜の内部に散乱させるための粒子を含有させることが困難である。一方、チタンやジルコニウム等の金属のアルコキシドの溶液を基板に塗布し、加熱・焼成によって、金属アルコキシドを加水分解、縮合を起こしてチタンやジルコニウム等の非晶質酸化物膜を形成する、いわゆるゾル−ゲル法を用いれば、原料の金属のアルコキシドの溶液に散乱粒子を分散させることで、容易に屈折率の高い散乱膜を作成することが可能である。ゾル−ゲル法によって得られる金属の非晶質酸化物膜は気相法によって形成される同じ金属の酸化物膜と比べると非晶質である分だけ屈折率は低下するが、それでも１．７から１．９の屈折率を得ることは可能である。
【００１０】
ゾル−ゲル法によって、基板上に金属の非晶質酸化物膜を作成する場合、加水分解による金属のアルコキシドからのアルコールの脱離や加熱による溶媒の蒸発により、塗布時の組成に対して焼成後の組成は重量が減少し、膜は塗布時に比べて収縮している。そのため、焼成時には収縮の応力が働くことになる。一方、前述のように、低屈折率層に用いるポーラスシリカは前駆体の組成によって、形成されるポーラスシリカ膜の屈折率を制御することが可能であるが、光取り出し効率を向上させるために、ポーラスシリカ膜の屈折率を低くすることは、膜中の空隙の割合を多くすることになるため、膜の機械的強度を低下させてしまい、その膜上にゾル−ゲル法によって金属の非晶質酸化物膜を作成する際に、焼成時の収縮の応力でポーラスシリカの層にクラックを発生させる要因になってしまう。
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、５１巻、９１３頁、１９８７年
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１項、１９９８年
【特許文献１】特開２００３−１０９７４７号公報
【特許文献２】特開２００２−７５６５７号公報
【特許文献３】特開２００１−３５６２０７号公報
【特許文献４】特開平８−８３６８８号公報
【特許文献５】特開２００４−２９６４２９号公報
【特許文献６】特開２００４−３０３７２４号公報
【特許文献７】特開２００４−３１９３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光取り出し効率の高いドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子および表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは前記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記（１）〜（１３）に示される有機エレクトロルミネッセンス素子および下記（１４）に示される表示装置を提供する。
【００１３】
（１）
基板上に少なくとも、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、前記有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層をこの順で備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層、第２下地層、第３下地層の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層及び、第３下地層には、前記有機発光層が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
（２）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、前記基板の屈折率よりも小さく、かつ１．４以下であることを特徴とする上記（１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
（３）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、１．３以下であることを特徴とする上記（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１６】
（４）
前記第１下地層が、ポーラスシリカを含むことを特徴とする上記（１）ないし（３
のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１７】
（５）
前記第２下地層が、樹脂を含むことを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
（６）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．７以上であることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
（７）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．８以上であることを特徴とする上記（６）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
（８）
前記第３下地層の上に平滑化層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
（９）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする上記（８）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
（１０）
前記平滑化層の上にガスバリア層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする上記（８）または（９）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２３】
（１１）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする上記（１０）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
（１２）
前記微粒子が、金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする上記（１）ないし（１１）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
（１３）
前記金属化合物が、チタン、ジルコニウム、アルミニウムおよびセリウムの酸化物または窒化物であることを特徴とする上記（１２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
（１４）
上記（１）ないし（１３）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、前記有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層の順に形成し、第２下地層および第３下地層には散乱性を持たせ、各層の屈折率を上記の通り最適化することで、光取り出し効率に優れたドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを用いた表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の幾つかの形態を説明する。全図にわたって同一または同様の構成要素は、同一参照符号で示す。
【００２９】
図１は、本発明の第１の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す概略断面図である。有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、基板１０１上に、基板側から第１下地層１０２、第２下地層１０３、第３下地層１０４をこの順で備え、さらにその上に２つの電極１０５、１０７に挟持された有機発光層１０６が配置されている。また、有機発光層１０６が放出する光の波長における第１下地層１０２、第２下地層１０３、第３下地層１０４の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層１０３及び、第３下地層１０４には、有機発光層１０６が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されている。なお、有機発光層１０６が放出する光の波長は、ピーク波長として、通常、４２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲内にある。
【００３０】
有機発光層１０６で発生した光は基板側の電極１０５（通常は透明電極）を通過するが、この場合通常は透明である電極１０５の屈折率は有機発光層１０６の屈折率よりも高いために臨界角は存在しない。さらに光が電極１０５を通過し、第３下地層１０４に入射する場合では、電極１０５と第３下地層１０４との界面に到達した光はスネルの法則に従って屈折を起こし、臨界角以上の角度で界面に到達した光は全反射を起こすため、第３下地層１０４に進入できない。
【００３１】
また通常、電極１０５は光透過性が必要なため、電極にはＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）膜、あるいはＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）膜等が用いられ、その屈折率は１．８〜２．０程度である。また、前述のように有機発光層１０６の屈折率は１．６あるいは１．７以上であることが多い。そのため、臨界角を大きくするためには第３下地層１０４の屈折率ｎ３は大きいほうがよく、特に有機発光層１０６の屈折率よりも高くすることで臨界角をなくすことが可能である。よって第３下地層１０４の屈折率ｎ３は、有機発光層１０６が放出する光の波長において、好ましくは１．７以上、更に好ましくは１．８以上である。ただし、あまり大きすぎると第３下地層１０４と電極１０５界面での反射が強くなり好ましくない。第３下地層１０４の屈折率ｎ３は、通常２．５以下である。
【００３２】
更に、第３下地層１０４から第２下地層１０３に光が入射するが、第３下地層１０４は、有機発光層１０６から発生する光の波長において第３下地層１０４の屈折率ｎ３と異なる屈折率を有する微粒子が分散されているため、入射した光が第３下地層１０４に進入すると層内に含有する微粒子によって散乱を起こす。一方、第２下地層１０３は例えば樹脂で形成することができる。この樹脂層は有機発光層から発生する光を外部に出すためにはその光の波長において吸収のない樹脂を用いる必要がある。ドットマトリクスディスプレイ型の素子の場合、有機発光層１０６には異なる発光色をもつ複数のピクセル、通常は赤、青、緑の三原色をパターニングしているため、第２下地層１０３に用いる樹脂は可視光の全ての領域で光の吸収がない、透明な樹脂を用いる必要がある。このような透明な樹脂としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、これらの樹脂を用いる場合、屈折率ｎ２は１．４５〜１．６程度と低くなる。そのため第３下地層１０４から第２下地層１０３に光が入射する際には臨界角が存在することになるが、第３下地層１０４で光が散乱を起こすために、臨界角以上の角度で第３下地層１０４から第２下地層１０３に入射し、第３下地層１０４と第２下地層１０３との界面で全反射を起こして第３下地層１０４に戻った光は第３下地層１０４内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、別の角度で再度第２下地層１０３に入射する。このため、臨界角以上の角度で入射した光も散乱を起こす度に角度が変わるため、図２に矢印で示すように第２下地層１０３に進入することが可能になる。
【００３３】
第２下地層１０３を通過した光は更に、第１下地層１０２へ入射するが、第２下地層１０３は、有機発光層１０６が発生する光の波長において第２下地層１０３の屈折率ｎ２と異なる屈折率を有する微粒子が分散されているため、光は第２下地層１０３に進入すると層内に含有する微粒子によって散乱を起こす。一方、第１下地層１０２は例えばポーラスシリカによって形成すると、その屈折率は、有機発光層１０６が放出する光の波長において、１．４以下、さらに好ましくは１．３以下である。そのため第２下地層１０３から第１下地層１０２に光が入射する際には臨界角が存在することになるが、第２下地層１０３で光が散乱を起こすために、臨界角以上の角度で第２下地層１０３から第１下地層１０２に入射し、第２下地層１０３と第１下地層１０２との界面で全反射を起こして第２下地層１０３に戻った光は第２下地層１０３内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、別の角度で再度第１下地層１０２に入射する。このため、臨界角以上の角度で入射した光も散乱を起こす度に角度が変わるため、図３に矢印で示すように第１下地層１０２に進入することが可能になる。なお、第１下地層の屈折率は、通常、１．０以上である。
【００３４】
更に第１下地層１０２を通過した光が基板を経て、最後に屈折率１．０の空気層（外界）に出射する際の臨界角θｃはｓｉｎθｃ＝１／ｎ（ｎは基板の屈折率）と表されるが、第１下地層１０２から基板に入射する際に、その入射角をθ’とすると基板に進入した光の角度θはスネルの法則ｓｉｎθ＝ｓｉｎθ’・（ｎ１／ｎ）に従って屈折を起こすために、第１下地層１０２から見た空気層に対する臨界角θ’ｃはｓｉｎθ’ｃ＝１／ｎ１と表され、基板の屈折率ｎに関係なく、ｎ１で臨界角が決まり、第１下地層１０２の屈折率ｎ１を、１．４以下とすることで外界への臨界角を約４６°以上と大きくすることが可能になり、また、ｎ１を１．３以下とすることで外界への臨界角を約５０°以上と大きくすることが可能になる。
【００３５】
このように、第１下地層１０２の屈折率ｎ１は低ければ低いほど臨界角を大きくすることができ、光取り出し効率を高めることが可能であるが、前述のようにポーラスシリカは屈折率を低くするほど機械的強度が低下する。
【００３６】
そのため、このポーラスシリカの膜の上にゾル−ゲル法によって直接高屈折率の散乱層である第３下地層を積層する場合、本発明同様の光取り出し効果は得られるが、ポーラスシリカ膜の機械的強度が低いために、ポーラスシリカ層の上にゾル−ゲル法で金属酸化物の非晶質膜を焼成する際に、ポーラスシリカ層にクラックを発生させてしまう。しかし、本発明において、ポーラスシリカの第１下地層１０２の上に直接成膜されるのは本態様では、樹脂膜である第２下地層１０３であり、応力の低い樹脂膜を用いることで第１下地層１０２のクラックの発生を抑止することが可能である。さらに、第２下地層１０３の上にゾル−ゲル法によって第３下地層１０４を形成する場合、第３下地層１０４の焼成の際には同様に収縮による応力が発生するが、第２下地層１０３が応力を緩和するために第１下地層１０２のクラック発生を抑止することが可能になる。
【００３７】
図４は、本発明の第２の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子４００を示す概略断面図である。図４に示す有機エレクトロルミネッセンス素子４００は、第３下地層１０４と電極１０５との間に平滑化層４０１を設けた以外は、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子１００と同様の構造を有する。
【００３８】
上に述べたように、第２下地層１０３および第３下地層１０４には各下地層の屈折率と異なる屈折率を持つ微粒子を含有している。そのため、第３下地層１０４の表面には凹凸がある。この上に２つの電極１０５、１０７に挟持された有機発光層１０６を形成する場合、その下の層の凹凸によって有機発光層１０６にムラが生じ、局所的に２つの電極１０５、１０７がショートする箇所が発生してしまう可能性がある。そこで平滑化層４０１を第３下地層１０４と電極１０５との間に形成することによって下地層の凹凸をなくすことが可能である。しかし、平滑化層４０１と有機発光層１０６の屈折率差は前記下地層と有機発光層との屈折率差同様に臨界角の問題と反射の問題を生じさせる。そこで、平滑化層４０１の屈折率を１．７以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を高めることができ、更に好ましくは有機発光層の屈折率が高い場合は、平滑化層４０１の屈折率を１．８以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を更に高めることができる。
【００３９】
図５は、本発明の第３の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子５００を示す概略断面図である。有機エレクトロルミネッセンス素子５００は、平滑化層４０１の上にガスバリア層５０１をさらに設けた以外は図４に示す有機エレクトロルミネッセンス素子４００と同様の構造を有する。
【００４０】
第２下地層１０３が上に述べたように樹脂により形成される場合、この樹脂からのアウトガスが有機発光層１０６及び電極１０５、１０７に悪影響を与えることがある。このため、平滑化層４０１と電極１０５との間にガスバリア層５０１を形成することが好ましい。しかし、ガスバリア層５０１と有機発光層１０６の屈折率差は前記下地層と有機発光層との屈折率差同様に臨界角の問題を生じさせる。そこでガスバリア層５０１の屈折率を１．７以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を高めることができ、更に好ましくは有機発光層の屈折率が高い場合はガスバリア層５０１の屈折率を１．８以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を高めることができる。
【００４１】
本発明の表示装置は、本発明の光取り出し効率が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を用いており、表示装置の消費電力を低減することができ、また、有機エレクトロルミネッセンス素子に流す電流を低減することができるため、素子の長寿命化を可能にする。
【００４２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンスに用いられる基板は可視光において透光性があるものを用いる。透光性としては基板の透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上あることが更に好ましい。また、屈折率は下地層の屈折率よりも高い屈折率を持っていれば特に制限はないが、屈折率が１．８を超えるような高屈折率の基板の場合、基板表面での外光の反射率が高くなり、外光の映りこみが顕著になるため好ましくない。また、第１下地層の屈折率は基板の屈折率よりも小さいため第１下地層の空気層に対する臨界角θ’ｃは基板の空気層に対する臨界角θｃよりも大きくなる。このため、第１下地層が無いときに比べて、基板と外界の界面で全反射した光が下地層まで戻って各下地層との界面で散乱し、臨界角以下に角度を変えて再度基板に進入して外界まで光が到達する光が減少する。このため、図６のような厚い基板１０１を介した多重反射と散乱による画素のボケの発生を抑制することが可能である。なお、図６は、本発明において第１下地層１０２が無い場合、基板１０１と空気界面で全反射を起こした光が再び第２下地層１０３に戻って散乱し、進行方向を変えて光源から離れた位置で外部に取り出されてしまう場合を示した図である。
【００４３】
そのような基板としては、例を挙げると、ＢＫ７、ＢａＫ１、Ｆ２等の光学ガラス、石英ガラス、液晶ディスプレイに用いられる無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等のガラス基板、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン等のスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂等といった樹脂基板を挙げることができる。また、基板の厚さは通常０．１ｍｍ〜１０ｍｍのものが用いられるが、機械的強度や、基板の重量を考慮すると０．３〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍのものが用いられる。
【００４４】
本発明において第１下地層には屈折率が１．４以下、更に好ましくは１．３以下のポーラスシリカを用いることができる。ポーラスシリカは１９９２年に米国Ｍｏｂｉｌｅ社が発表したＭＣＭ−４１のようなメソポーラスシリカの作成方法等の方法を用いることができる。（Ｃ．Ｔ．Ｋｒｅｓｇｅ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３５９巻、７１０頁、１９９２年等）この方法では鋳型として自己組織能をもつ界面活性剤や液晶とシリカ源となるケイ酸塩の溶液を作成し、ｐＨを調整することでミセルやラメラといった組織構造を作り出し、この組織の隙間にケイ酸塩が網目状に分散している溶液を基板に塗布する。塗布の手段はスピンコート、ディップコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、スプレーコート等の既知の手法を用いることができる。これらの塗布法により基板上に前記のシリカ前駆体溶液を塗布したのち、基板を乾燥させてから常圧あるいは減圧下で２００℃〜５５０℃の温度で焼成し、鋳型になっているミセルあるいはラメラを形成する有機物を除去することでポーラスシリカの薄膜が得られる。
【００４５】
本発明において第２下地層には可視光の全ての領域で光の吸収がない、透明な樹脂を用いることができる。このような透明な樹脂としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、第２下地層には、有機発光層が放出する光の波長において、第２下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されるが、これらの粒子には、特に金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂を好ましく用いることができる。また、金属化合物は、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、セリウムの酸化物あるいは窒化物は好ましく用いられる。これらの微粒子は光の散乱性を考慮すると５０ｎｍ以上の粒径を持つことが好ましく、第２下地層の平滑性の点から５μｍ以下の粒径であることが好ましい。また、分散する粒子の屈折率は第２下地層の樹脂の屈折率より高くても低くても、異なっていれば散乱が発生するため、本発明に用いることが可能であるが、散乱効率を高めるためには第２下地層と粒子の屈折率差は大きいほうがよい。この目的に合致する金属化合物の例を挙げると酸化チタン（Ｔｉ０２：屈折率２．３〜２．５５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２：屈折率２．０〜２．１）、酸化セリウム（ＣｅＯ２：屈折率約２．２）等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの微粒子を樹脂に分散には、ロールミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、ニーダー、ペイントシェイカー、超音波分散機等の各種分散手段を用いることができる。また、微粒子の分散を良好にし、再凝集を防止するために各種分散助剤を添加することもできる。特に樹脂に無機化合物の微粒子を分散する際、有機／無機材料の親和性を向上させるためにシランカップリング剤を添加してもよい。
【００４６】
また、本発明において第２下地層の膜に安定性、機械的強度を付与するために、下地層形成用分散樹脂組成物に熱硬化性モノマーを加えて熱硬化によって膜を硬化させても良く、下地層形成用分散樹脂組成物に光硬化性モノマー、光重合開始剤を加えて光硬化によって膜を硬化させてもよい。
【００４７】
さらに本発明の第２下地層を形成するための分散樹脂組成物には各種塗布工程に適した粘度や組成物の安定性、塗布時の塗膜の平滑性を得るために各種溶剤を用いることができる。溶剤の例としては、メタノール、エタノール、トルエン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルベンゼン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸イソアミル、乳酸エチル、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、プロピレングリコールジアセテート、エトキシプロピオン酸エチル、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの各種溶剤は必要に応じて適宜、複数を混合して使用してもよい。また、塗布時の塗膜の平滑性を得る目的で各種添加剤を添加してもよい。また、分散粒子の粒径が大きかったり濃度が高い場合に、塗膜の平滑性が十分に得られない場合があるが、この場合に、さらにオーバーコート層として透明樹脂層を形成してもよいが、この際の透明樹脂の屈折率は第２下地層の屈折率とほぼ等しくなければならない。そのため、オーバーコート層を形成する場合には、第２下地層形成用の分散樹脂組成物から分散粒子を除いたものを用いることが好ましい。
【００４８】
第２下地層の上に形成される第３下地層は、有機発光層から発生する光の波長における屈折率ｎ３が好ましくは１．７以上、更に好ましくは１．８以上である。屈折率１．７以上で薄膜形成に適した高屈折率の材料としては、ゾル−ゲル法によって形成した非晶質金属酸化物の薄膜がある。ゾル−ゲル法は簡単な塗布法によって、高い屈折率を持つ薄膜を得ることができ。本発明に好適に用いられる。本発明においては第３下地層を形成する無機材料の原料となるチタンアルコキシドやジルコニウムアルコキシド等の金属アルコキシドとアルコール類、水等を溶媒としてゾル−ゲル法で薄膜を形成するための塗布液を作成し、この塗布液に、有機発光層が放出する光の波長において第２下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子を分散させる。分散させる微粒子は第２下地層に分散させる微粒子と同様に金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂を好ましく用いることができる。また、この金属化合物は、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、セリウムの酸化物あるいは窒化物等が好ましく用いられる。また、第３下地層の屈折率は１．７以上と高いため、シリカの微粒子（屈折率１．４６）を分散させても十分に散乱の効果を得ることができる。これらの微粒子は第２下地層同様に光の散乱性を考慮すると５０ｎｍ以上の粒径を持つことが好ましく、第２下地層の平滑性の点から５μｍ以下の粒径である。第２下地層と第３下地層の分散粒子は同じものを用いても、異なるものを用いても構わない。これらの微粒子を塗布液に分散させる手段および、基板上に塗布する手段は第２下地層形成の際に用いる手段と同様の手法を用いることができる。次に基板上に塗布された分散塗布液を適切な温度で焼成することによって薄膜を得ることができる。焼成温度は１００℃〜４００℃であればよいが、あまり高い温度で焼成すると下地の樹脂層が変質する場合があるので焼成温度は１００℃〜２００℃が好ましい。
【００４９】
第３下地層の分散粒子の粒径が大きかったり濃度が高い場合に、塗膜の平滑性が十分に得られない場合があるが、この場合に、さらに平滑化層を形成してもよいが、前述のように第３下地層の屈折率が高いものが好ましいことと同じ理由で屈折率が高いものが好ましく、有機発光層で発生する光の波長における屈折率が１．７以上、更に好ましくは１．８以上のものを用いる。この場合、平滑化層は第３下地層形成用の分散塗布液から分散粒子を除いたものを用いることが好ましい。
【００５０】
さらに本発明の第３下地層および平滑化層を塗布する時に、塗膜の平滑性を得る目的で塗布液に各種添加剤を添加してもよい。また、第３下地層形成用の組成物または平滑化層形成用の組成物を基板上にコートする手段としてはスピンコート、ディップコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、スプレーコート等の各種塗布手段を挙げることができる。
【００５１】
一方、本発明において、第２下地層やその上のオーバーコート層に用いる樹脂が含有している水分が長い時間を経て下地の層から有機発光層に侵出し、この水分が有機層や陰極の金属と反応することで素子寿命低下やダークスポットの原因となることがある。このため本発明では平滑化層の素子側にガスのバリア層を設けることが好ましい。ガスバリア層の材料は、前述の第３下地層の屈折率が高いものが好ましいことと同じ理由で屈折率が高いものが好ましく、屈折率が好ましくは１．７以上、更に好ましくは１．８以上のものを用いる。
【００５２】
一般的に有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられるバリア層は窒化ケイ素、酸窒化ケイ素酸化アルミニウム等の薄膜であり、これらの薄膜の屈折率は有機物の屈折率に比べて十分高いために問題はない。ただし、ガスバリア層によく用いられるシリカは屈折率が１．５程度と低いために本発明においては好ましくない。また、膜厚は０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、膜応力や透明性を考慮すると０．１〜１μｍがより好ましい。
【００５３】
本発明におけるバリア層の形成方法は、この用途に利用可能なものであれば特に制限はないが、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ、マグネトロンスパッタ、ＥＣＲスパッタ、対向ターゲットスパッタ、イオンビームスパッタ等の各種スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ等を挙げることができる。
【００５４】
また、有機発光層で発生した光を取り出す側の電極は透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の金属酸化物が通常用いられるが、特に透明性や導電性の面から酸化インジウム錫が好ましい。透明電極層の膜厚は透明性と導電性の確保の点から８０〜４００ｎｍ好ましくは１００〜２００ｎｍである。透明導電膜の形成方法はスパッタリング法やイオンプレーティング法等公知の手法を用いることができる。また、ドットマトリクスディスプレイの場合、透明導電膜は画素や、配線の形状に応じてパターニングする必要がある。本発明においては透明電極のパターニングの方法は公知の手法を用いることができる。代表的な方法としてはフォトリソグラフィによるパターニングが挙げられる。この場合、透明導電膜を形成した基板にフォトレジストをスピンコート等の方法で塗布し電極パターンに応じたフォトマスクを用いてパターン露光を行う。さらに現像を行ってレジストをパターニングした基板をサンドブラストやドライエッチング、王水等の酸を用いたウェットエッチング等の方法で透明電極をパターニングする。また、有機発光層を形成する前にパターニングした透明導電膜上に酸素プラズマ処理やＵＶオゾン処理を行うことも好ましい。この場合、透明導電膜表面の有機物汚染が除去され、また透明電極が酸化インジウム錫の場合、酸素プラズマ処理やＵＶオゾン処理によって酸化インジウム錫の仕事関数が高くなるため、有機発光層への正孔の注入が容易になり、素子の性能が向上することが知られている。また、透明電極加工後に電極パターンのエッジ部の形状が素子のショートを引き起こすことがあるが、この場合は電極のエッジ部を覆うように絶縁層のパターンを形成してもよい。
【００５５】
本発明において、有機発光層に用いる材料については特に限定はなく、低分子系の材料、高分子系の材料共に好適に用いられる。発光層に低分子系の材料を用いる場合は、電極のパターニング加工を行った基板の上にドットマトリクスのパターンに応じた孔あるいはスリットを設けたシャドーマスクを用いて、各発光色に応じた有機発光層を発光色数回蒸着する。また、発光層の下に共通の正孔注入層あるいは輸送層を設けてもよい。また、発光層の陰極側には共通の電子注入層あるいは輸送層を設けてもよい。これらの発光層、輸送層、注入層は単一の材料からなる膜であってもよいし、ドーピングのために複数の材料を共蒸着して形成してもよい。有機発光層を形成した後に蒸着で陰極を形成するが、このときは電極の形状に応じたスリットを設けたシャドーマスクを用いて金属を蒸着する方法が一般的だが、予め、陰極が形成されない箇所に応じてパターニングされた絶縁層の膜（セパレータ）を形成しておき、この絶縁層のパターンの端部を逆テーパ状（ひさし状）にしておくことで、上記シャドーマスクを用いずに陰極の金属を蒸着すれば、セパレータパターン端部の形状によって、セパレータ上の陰極の層と有機発光層上の陰極の層を分断するという方法も知られている。
【００５６】
また、有機発光層に高分子系の材料を用いる場合、発光層の下に形成される共通の正孔注入層あるいは輸送層の形成を行う場合は注入層や輸送層の材料を溶媒に溶かした、あるいは分散させた溶液をスピンコート、ディップコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、スプレーコート等の各種塗布手段で塗布して乾燥させる方法が一般的である。このようにして形成された共通層の上に発光層をドットマトリクスの画素パターンに応じてパターニングして形成させる必要がある。この際に用いられるパターニング方法としてはインクジェット法や印刷法等が挙げられる。印刷法は高分子発光層の材料と溶剤を混合してなるインクを基板上に印刷する方法である。用いる印刷方式は、グラビア印刷、スクリーン印刷、凸版印刷、平版印刷、反転印刷等既知の手法である。これによって発光層のパターンを得ることが可能である。インクジェット法はインクジェットノズルの吐出部に印刷法は高分子発光層の材料と溶剤を混合してなるインクを供給し、ピエゾ素子の振動や熱エネルギーによってインクの粒をノズルより吐出し、パターン形状に応じて基板上に着滴させることで発光層のパターンを形成する方法である。インクジェット法の場合、特開昭５９−７５２０５号公報に記載されているように、ノズルから吐出されたインクの着滴位置の精度に限界があるため、予め基板上の画素の縁になる部分に、フォトリソグラフィ等を用いて、バンクと呼ばれる、撥液性のある材料で形成されたパターンを形成しておき、ノズルから吐出されたインクが着滴する目標の画素から外れた場合に、画素から外れて着滴した部分のバンクでインクがはじいて画素部分にインクを移動させることでパターン形状を正確に形成させている。また、有機発光層を形成する輸送層、注入層、発光層をすべて低分子系、あるいは高分子系の材料で統一する必要は無く、高分子系の材料で注入層を形成した後に、低分子系の材料を用いて発光層は蒸着で形成する等、低分子、高分子を併用してもよい。
【実施例】
【００５７】
以下に本発明の実施の形態で示した有機エレクトロルミネッセンス素子の作成方法に基づいて素子の作成を行った。ただし、本発明はこの実施例の条件に限定されるものではない。
【００５８】
実施例
〔第１下地層、第２下地層の形成〕
厚さ０．７ｍｍのガラス基板をよく洗浄した後、低屈折率層の第１下地層形成用塗布液としてアルバック製のＩＳＭ−２（ヘキサメチルジシロキサンやヘキサメチルジシラザン等を含有するポーラスシリカ形成用塗布液）をスピンコートで塗布し、基板を乾燥させた後、５Ｐａまで減圧したオーブンを用いて４００℃でベークし、第１下地層を形成した。ベークした基板上の第１下地層の膜厚は３５０ｎｍであった。次に透明なアクリル樹脂と、硬化剤としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（多官能アクリルモノマー）をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解した溶液に平均粒径１５０ｎｍのチタニア微粒子を分散させ、超音波ホモジナイザーで分散させて第２下地層形成用塗布液を調整した。この塗布液を前記基板上にスピンコートで塗布し、乾燥後ベークした。第２下地層の膜中に含まれるチタニア粒子の重量％は３０％であった。また、第２下地層の平均膜厚は５００ｎｍであった。
【００５９】
〔第３下地層の形成〕
チタンテトライソプロポキシドの１％イソプロパノール溶液に２Ｎ塩酸の３％エタノール溶液を滴下してゾル液を調整し、これに平均粒径１１０ｎｍのシリカ微粒子を混合させた後、スターラーでよく攪拌し、分散させた。この溶液をスピンコートで前記基板上に塗布し、２００℃のホットプレートで加熱してアモルファスチタニアに
シリカ微粒子が分散された高屈折率散乱層である第３下地層を形成した、第３下地層の膜厚は１７０ｎｍであった。さらに上記ゾル液から粒子を抜いたものを調整し、同様にスピンコートとベークを行い、高屈折率の平滑化層を得た。平滑化層の膜厚は１００ｎｍであった。次いで、この基板にガスバリア層としてシリコンモノオキサイド（ＳｉＯ）の薄膜を１５０ｎｍ蒸着した。
【００６０】
〔電極及び有機発光層の形成〕
上記基板にＲＦスパッタによって１５０ｎｍのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜を形成し、画素形状にエッチングすることで陽極を得た。さらに洗剤洗浄及び超音波洗浄を行ったのち、オゾン雰囲気下で低圧紫外線ランプの紫外線を照射して電極面を清浄化した。ついで、この基板を真空蒸着機に入れ、次の順で各有機層を蒸着した。
【００６１】
正孔注入層：下記式１で示される銅フタロシアニンを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で１５ｎｍの厚さに形成した。
【化１】
【００６２】
発光層１：下記式２で示されるα−ＮＰＤを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で２０ｎｍの厚さに形成した。その際、下記式３で示されるルブレンを１重量％ドープした。
【化２】
【００６３】
【化３】
【００６４】
発光層２：下記式４で示されるジナフチルアントラセンを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で３０ｎｍの厚さに形成した。その際、下記式５で示されるペリレンを１重量％ドープした。
【化４】
【００６５】
【化５】
【００６６】
電子注入層：下記式６で示されるＡｌｑ３を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で３０ｎｍの厚さに形成した。
【化６】
【００６７】
ついで、電子注入層上に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ（蒸着速度０．０１ｎｍ／秒）の厚さに形成し、最後にアルミニウムを陰極のパターンに応じて１５０ｎｍ（蒸着速度５ｎｍ／秒）蒸着し、グローブボックス内で封止して素子を得た。作製した素子を顕微鏡で観察したところ、クラックや剥離は見られなかった。また、素子に通電し、量子効率を測定したところ、電流密度が１００Ａ／ｍ2のときに２．６９％であった。また、正面方向での電流輝度効率は最大で１０．５ｃｄ／Ａであった。
【００６８】
比較例
実施例と比較を行うために比較例の素子を作成した。この素子は第１〜第３下地層を形成せずに、ガラス基板上に直接ＩＴＯを実施例と同じ条件で成膜し、その後のパターニング、有機発光層の形成も実施例と同じ条件で行って作成したものである。作製した素子の量子効率を測定したところ、電流密度が１００Ａ／ｍ2のときに１．９２％であった。また、正面方向での電流輝度効率は最大で６．５ｃｄ／Ａであった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略断面図。
【図２】図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子において、第３下地層１０４から第２下地層１０３に臨界角以上の角度で入射し、反射した光が第３下地層１０４に戻って、１０４内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、再度１０３に入射する様子を示す図。
【図３】有機エレクトロルミネッセンス素子において、第２下地層１０３から第１下地層１０２に臨界角以上の角度で入射し、反射した光が第２下地層１０３に戻って、１０３内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、再度１０２に入射する様子を示す図。
【図４】第２の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略断面図。
【図５】第３の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略断面図。
【図６】図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子において第１下地層１０２がない場合、基板１０１と空気界面で全反射を起こした光が再び第２下地層１０３に戻って散乱し、進行方向を変えて光源から離れた位置で外部に取り出されてしまう場合を示した図。
【符号の説明】
【００７０】
１００、４００、５００…有機エレクトロルミネッセンス素子
１０１…基板
１０２…第１下地層
１０３…第２下地層
１０４…第３下地層
１０５、１０７…電極
１０６…有機発光層
４０１…平滑化層
５０１…ガスバリア層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極と陽極に挟持された有機発光層に電子と正孔を注入することにより有機発光層から光を取り出す有機エレクトロルミネッセンス素子のうち、ドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に有機発光層が挟持された構造をもつ発光素子であり、電圧の印加により陽極から正孔が、陰極から電子が注入され、この正孔と電子の対が有機発光層表面あるいは内部で再結合することによって発生したエネルギーを光として取り出す素子である。発光層に有機物を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は古くから研究されていたが発光効率の問題で実用化が進展しなかった。これに対し、１９８７年にＣ．Ｗ．Ｔａｎｇにより有機層を発光層と正孔輸送層の２層に分けた積層構造の有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、低電圧で高効率の発光が確認され（非特許文献１等参照）、それ以降、有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究が盛んに行われている。かかる積層構造をとることにより、発光層に注入された電子や正孔が対向電極に流れてしまうことを防ぐことができ、発光層内での再結合の効率が向上する。また、電子や正孔を発光層に注入する効率を高めることができる。そのため、現在では有機エレクトロルミネッセンス素子は積層構造をとるものが一般的で、その構造は発光層と正孔注入層の２層構造、電子注入層と発光層と正孔注入層の３層構造、電子注入層と発光層と正孔輸送層と正孔注入層の４層構造等といった構造の素子が提案されている。
【０００３】
しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子において、発光層での再結合の際に、蛍光を放つために必要な一重項の生成確率は統計的に２５％であることが知られている。そのため、理論的には注入した電子と正孔のうちの１／４しか光として取り出すことができないことになる。これに対し、励起三重項からの燐光を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され（非特許文献２等参照）、近年では室温で燐光を示す材料の研究が盛んに行われている。
【０００４】
それでも、有機層に用いられる材料の屈折率は比較的高く、有機発光層内部で三次元的に等方に光が放たれるため、基板面に対して臨界角以上の角度で発生した光は全反射を起こし、臨界角以下の光も一部は界面で反射するために外部には取り出すことができない。このため発光層の屈折率を仮に１．６とすると発生した光の約２０％程度しか外部に取り出すことができず、発光層の屈折率が高いとさらにこの数値は低下してしまう。
【０００５】
この光取り出し効率を向上させる手法として様々な提案がなされている。その中で比較的容易な手法で光取り出し効率を向上させる手法として基板部分で光の進行方向を変える手法がいくつか提案されている。例えば、特許文献１、特許文献２には基板の外部に散乱性の層を設けたものが提案されている。また特許文献３では基板自体に散乱性を持たせている。更に特許文献４では基板表面にレンズ構造を持たせている。しかしながら、これらの構造は基板まで到達した光に対して有効な手段であり、発光層から基板に入射する光の取り出し効率には影響しない。さらに、これらの手段は、有機エレクトロルミネッセンス素子を面光源として用いる場合には有効であるが、微細なピクセルを持つドットマトリクスの素子では視差を考慮すると有効な手段とはいえない。
【０００６】
また特許文献５は基板と光取り出し面との間に屈折率が発光層と同等以上で、かつ散乱性を有する層を設けたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子を提案しているが、この場合、基板までの光取り出し効率は向上するが、基板と外界での臨界角の問題が存在するために、基板まで到達しつつも、外界への臨界角以上の光については光取り出し効率を向上させることができない。この場合に基板内部あるいは外部表面で散乱や回折等の構造をとれば光取り出し効率は向上可能であるが、この場合も前述のようにドットマトリクスディスプレイのように基板上に発光色の異なる画素をもつ素子では有効な手段ではなくなる。
【０００７】
このように、ドットマトリクスディスプレイの素子の光取り出し効率を向上させるためには、基板の内側に取り出し構造を設ける必要がある。このような構成を提案しているものとしては特許文献６や特許文献７等が挙げられる。これらの提案では、基板上に低屈折率の層を設け、その上に散乱等、光の進行方向を変化させる機能を持つ層を積層することで基板からの光取り出し効率を向上させている。このように散乱構造を基板の内部に設けることで視差をなくし、ドットマトリクスディスプレイに使用する際の画素ボケを防止することが可能になる。このとき、基板上に形成される低屈折率層の臨界角の点から屈折率は低い方が好ましく、この目的を達成するために用いる低屈折率層としてフッ化物の樹脂、フッ化マグネシウムと並んで多孔性シリカ（ポーラスシリカ）を提案しているが、これらの材料のうち、屈折率が最も低く、低屈折率層の材料として好適であるのはポーラスシリカであることが示されている。ポーラスシリカによる低屈折率層の形成の工程は、テトラアルコキシシランあるいはそのオリゴマーを主体とするポーラスシリカ前駆体の溶液を基板上に塗布する工程の後、加熱による縮合反応によってポーラスシリカの膜を形成する工程からなるが、この時、ポーラスシリカ前駆体の組成によって、形成されるポーラスシリカ膜の屈折率を制御することが可能である。
【０００８】
一方、有機エレクトロルミネッセンス素子において有機発光層は、発光するために必要なエネルギーバンドギャップの大きさから、紫外域に吸収を持ち、その吸収に引きずられる形で可視光域での屈折率が高くなっている分子を用いることが多い。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子が発生させる光の波長における有機層の屈折率は通常１．７から１．９程度となっており、基板等の材料と比較して高くなっている。従って、屈折率が高い発光層から発生する光を効率よく取り出し、散乱等によって光の進行方向を変化させるための層は、臨界角の点から屈折率が高い方が好ましく、特に有機発光層の屈折率よりも高いことが好ましい。
【０００９】
屈折率が高く、この用途で好適な膜としてはケイ素の窒化物、酸窒化物、あるいはアルミニウム、チタン、ジルコニウム、ニオブ等の金属の酸化物、窒化物のスパッタリング膜、やＣＶＤ膜、蒸着膜等が挙げられる。しかし、スパッタリングやＣＶＤ等の気相法を用いて成膜する場合、膜の内部に散乱させるための粒子を含有させることが困難である。一方、チタンやジルコニウム等の金属のアルコキシドの溶液を基板に塗布し、加熱・焼成によって、金属アルコキシドを加水分解、縮合を起こしてチタンやジルコニウム等の非晶質酸化物膜を形成する、いわゆるゾル−ゲル法を用いれば、原料の金属のアルコキシドの溶液に散乱粒子を分散させることで、容易に屈折率の高い散乱膜を作成することが可能である。ゾル−ゲル法によって得られる金属の非晶質酸化物膜は気相法によって形成される同じ金属の酸化物膜と比べると非晶質である分だけ屈折率は低下するが、それでも１．７から１．９の屈折率を得ることは可能である。
【００１０】
ゾル−ゲル法によって、基板上に金属の非晶質酸化物膜を作成する場合、加水分解による金属のアルコキシドからのアルコールの脱離や加熱による溶媒の蒸発により、塗布時の組成に対して焼成後の組成は重量が減少し、膜は塗布時に比べて収縮している。そのため、焼成時には収縮の応力が働くことになる。一方、前述のように、低屈折率層に用いるポーラスシリカは前駆体の組成によって、形成されるポーラスシリカ膜の屈折率を制御することが可能であるが、光取り出し効率を向上させるために、ポーラスシリカ膜の屈折率を低くすることは、膜中の空隙の割合を多くすることになるため、膜の機械的強度を低下させてしまい、その膜上にゾル−ゲル法によって金属の非晶質酸化物膜を作成する際に、焼成時の収縮の応力でポーラスシリカの層にクラックを発生させる要因になってしまう。
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ、Ｓ．Ａ．ＶａｎＳｌｙｋｅ、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、５１巻、９１３頁、１９８７年
【非特許文献２】Ｍ．Ａ．Ｂａｌｄｏ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３９５巻、１５１項、１９９８年
【特許文献１】特開２００３−１０９７４７号公報
【特許文献２】特開２００２−７５６５７号公報
【特許文献３】特開２００１−３５６２０７号公報
【特許文献４】特開平８−８３６８８号公報
【特許文献５】特開２００４−２９６４２９号公報
【特許文献６】特開２００４−３０３７２４号公報
【特許文献７】特開２００４−３１９３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は前記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光取り出し効率の高いドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子および表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは前記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記（１）〜（１３）に示される有機エレクトロルミネッセンス素子および下記（１４）に示される表示装置を提供する。
【００１３】
（１）
基板上に少なくとも、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、前記有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層をこの順で備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層、第２下地層、第３下地層の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層及び、第３下地層には、前記有機発光層が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１４】
（２）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、前記基板の屈折率よりも小さく、かつ１．４以下であることを特徴とする上記（１）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１５】
（３）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、１．３以下であることを特徴とする上記（２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１６】
（４）
前記第１下地層が、ポーラスシリカを含むことを特徴とする上記（１）ないし（３
のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１７】
（５）
前記第２下地層が、樹脂を含むことを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
（６）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．７以上であることを特徴とする上記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
（７）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．８以上であることを特徴とする上記（６）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２０】
（８）
前記第３下地層の上に平滑化層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２１】
（９）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする上記（８）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２２】
（１０）
前記平滑化層の上にガスバリア層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする上記（８）または（９）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２３】
（１１）
前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする上記（１０）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２４】
（１２）
前記微粒子が、金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする上記（１）ないし（１１）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２５】
（１３）
前記金属化合物が、チタン、ジルコニウム、アルミニウムおよびセリウムの酸化物または窒化物であることを特徴とする上記（１２）に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００２６】
（１４）
上記（１）ないし（１３）のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、前記有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層の順に形成し、第２下地層および第３下地層には散乱性を持たせ、各層の屈折率を上記の通り最適化することで、光取り出し効率に優れたドットマトリクス方式の有機エレクトロルミネッセンス素子、およびそれを用いた表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の幾つかの形態を説明する。全図にわたって同一または同様の構成要素は、同一参照符号で示す。
【００２９】
図１は、本発明の第１の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子１００を示す概略断面図である。有機エレクトロルミネッセンス素子１００は、基板１０１上に、基板側から第１下地層１０２、第２下地層１０３、第３下地層１０４をこの順で備え、さらにその上に２つの電極１０５、１０７に挟持された有機発光層１０６が配置されている。また、有機発光層１０６が放出する光の波長における第１下地層１０２、第２下地層１０３、第３下地層１０４の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層１０３及び、第３下地層１０４には、有機発光層１０６が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されている。なお、有機発光層１０６が放出する光の波長は、ピーク波長として、通常、４２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲内にある。
【００３０】
有機発光層１０６で発生した光は基板側の電極１０５（通常は透明電極）を通過するが、この場合通常は透明である電極１０５の屈折率は有機発光層１０６の屈折率よりも高いために臨界角は存在しない。さらに光が電極１０５を通過し、第３下地層１０４に入射する場合では、電極１０５と第３下地層１０４との界面に到達した光はスネルの法則に従って屈折を起こし、臨界角以上の角度で界面に到達した光は全反射を起こすため、第３下地層１０４に進入できない。
【００３１】
また通常、電極１０５は光透過性が必要なため、電極にはＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）膜、あるいはＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）膜等が用いられ、その屈折率は１．８〜２．０程度である。また、前述のように有機発光層１０６の屈折率は１．６あるいは１．７以上であることが多い。そのため、臨界角を大きくするためには第３下地層１０４の屈折率ｎ３は大きいほうがよく、特に有機発光層１０６の屈折率よりも高くすることで臨界角をなくすことが可能である。よって第３下地層１０４の屈折率ｎ３は、有機発光層１０６が放出する光の波長において、好ましくは１．７以上、更に好ましくは１．８以上である。ただし、あまり大きすぎると第３下地層１０４と電極１０５界面での反射が強くなり好ましくない。第３下地層１０４の屈折率ｎ３は、通常２．５以下である。
【００３２】
更に、第３下地層１０４から第２下地層１０３に光が入射するが、第３下地層１０４は、有機発光層１０６から発生する光の波長において第３下地層１０４の屈折率ｎ３と異なる屈折率を有する微粒子が分散されているため、入射した光が第３下地層１０４に進入すると層内に含有する微粒子によって散乱を起こす。一方、第２下地層１０３は例えば樹脂で形成することができる。この樹脂層は有機発光層から発生する光を外部に出すためにはその光の波長において吸収のない樹脂を用いる必要がある。ドットマトリクスディスプレイ型の素子の場合、有機発光層１０６には異なる発光色をもつ複数のピクセル、通常は赤、青、緑の三原色をパターニングしているため、第２下地層１０３に用いる樹脂は可視光の全ての領域で光の吸収がない、透明な樹脂を用いる必要がある。このような透明な樹脂としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、これらの樹脂を用いる場合、屈折率ｎ２は１．４５〜１．６程度と低くなる。そのため第３下地層１０４から第２下地層１０３に光が入射する際には臨界角が存在することになるが、第３下地層１０４で光が散乱を起こすために、臨界角以上の角度で第３下地層１０４から第２下地層１０３に入射し、第３下地層１０４と第２下地層１０３との界面で全反射を起こして第３下地層１０４に戻った光は第３下地層１０４内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、別の角度で再度第２下地層１０３に入射する。このため、臨界角以上の角度で入射した光も散乱を起こす度に角度が変わるため、図２に矢印で示すように第２下地層１０３に進入することが可能になる。
【００３３】
第２下地層１０３を通過した光は更に、第１下地層１０２へ入射するが、第２下地層１０３は、有機発光層１０６が発生する光の波長において第２下地層１０３の屈折率ｎ２と異なる屈折率を有する微粒子が分散されているため、光は第２下地層１０３に進入すると層内に含有する微粒子によって散乱を起こす。一方、第１下地層１０２は例えばポーラスシリカによって形成すると、その屈折率は、有機発光層１０６が放出する光の波長において、１．４以下、さらに好ましくは１．３以下である。そのため第２下地層１０３から第１下地層１０２に光が入射する際には臨界角が存在することになるが、第２下地層１０３で光が散乱を起こすために、臨界角以上の角度で第２下地層１０３から第１下地層１０２に入射し、第２下地層１０３と第１下地層１０２との界面で全反射を起こして第２下地層１０３に戻った光は第２下地層１０３内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、別の角度で再度第１下地層１０２に入射する。このため、臨界角以上の角度で入射した光も散乱を起こす度に角度が変わるため、図３に矢印で示すように第１下地層１０２に進入することが可能になる。なお、第１下地層の屈折率は、通常、１．０以上である。
【００３４】
更に第１下地層１０２を通過した光が基板を経て、最後に屈折率１．０の空気層（外界）に出射する際の臨界角θｃはｓｉｎθｃ＝１／ｎ（ｎは基板の屈折率）と表されるが、第１下地層１０２から基板に入射する際に、その入射角をθ’とすると基板に進入した光の角度θはスネルの法則ｓｉｎθ＝ｓｉｎθ’・（ｎ１／ｎ）に従って屈折を起こすために、第１下地層１０２から見た空気層に対する臨界角θ’ｃはｓｉｎθ’ｃ＝１／ｎ１と表され、基板の屈折率ｎに関係なく、ｎ１で臨界角が決まり、第１下地層１０２の屈折率ｎ１を、１．４以下とすることで外界への臨界角を約４６°以上と大きくすることが可能になり、また、ｎ１を１．３以下とすることで外界への臨界角を約５０°以上と大きくすることが可能になる。
【００３５】
このように、第１下地層１０２の屈折率ｎ１は低ければ低いほど臨界角を大きくすることができ、光取り出し効率を高めることが可能であるが、前述のようにポーラスシリカは屈折率を低くするほど機械的強度が低下する。
【００３６】
そのため、このポーラスシリカの膜の上にゾル−ゲル法によって直接高屈折率の散乱層である第３下地層を積層する場合、本発明同様の光取り出し効果は得られるが、ポーラスシリカ膜の機械的強度が低いために、ポーラスシリカ層の上にゾル−ゲル法で金属酸化物の非晶質膜を焼成する際に、ポーラスシリカ層にクラックを発生させてしまう。しかし、本発明において、ポーラスシリカの第１下地層１０２の上に直接成膜されるのは本態様では、樹脂膜である第２下地層１０３であり、応力の低い樹脂膜を用いることで第１下地層１０２のクラックの発生を抑止することが可能である。さらに、第２下地層１０３の上にゾル−ゲル法によって第３下地層１０４を形成する場合、第３下地層１０４の焼成の際には同様に収縮による応力が発生するが、第２下地層１０３が応力を緩和するために第１下地層１０２のクラック発生を抑止することが可能になる。
【００３７】
図４は、本発明の第２の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子４００を示す概略断面図である。図４に示す有機エレクトロルミネッセンス素子４００は、第３下地層１０４と電極１０５との間に平滑化層４０１を設けた以外は、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子１００と同様の構造を有する。
【００３８】
上に述べたように、第２下地層１０３および第３下地層１０４には各下地層の屈折率と異なる屈折率を持つ微粒子を含有している。そのため、第３下地層１０４の表面には凹凸がある。この上に２つの電極１０５、１０７に挟持された有機発光層１０６を形成する場合、その下の層の凹凸によって有機発光層１０６にムラが生じ、局所的に２つの電極１０５、１０７がショートする箇所が発生してしまう可能性がある。そこで平滑化層４０１を第３下地層１０４と電極１０５との間に形成することによって下地層の凹凸をなくすことが可能である。しかし、平滑化層４０１と有機発光層１０６の屈折率差は前記下地層と有機発光層との屈折率差同様に臨界角の問題と反射の問題を生じさせる。そこで、平滑化層４０１の屈折率を１．７以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を高めることができ、更に好ましくは有機発光層の屈折率が高い場合は、平滑化層４０１の屈折率を１．８以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を更に高めることができる。
【００３９】
図５は、本発明の第３の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子５００を示す概略断面図である。有機エレクトロルミネッセンス素子５００は、平滑化層４０１の上にガスバリア層５０１をさらに設けた以外は図４に示す有機エレクトロルミネッセンス素子４００と同様の構造を有する。
【００４０】
第２下地層１０３が上に述べたように樹脂により形成される場合、この樹脂からのアウトガスが有機発光層１０６及び電極１０５、１０７に悪影響を与えることがある。このため、平滑化層４０１と電極１０５との間にガスバリア層５０１を形成することが好ましい。しかし、ガスバリア層５０１と有機発光層１０６の屈折率差は前記下地層と有機発光層との屈折率差同様に臨界角の問題を生じさせる。そこでガスバリア層５０１の屈折率を１．７以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を高めることができ、更に好ましくは有機発光層の屈折率が高い場合はガスバリア層５０１の屈折率を１．８以上にすれば前述の理由と同じ理由で光取り出し効率を高めることができる。
【００４１】
本発明の表示装置は、本発明の光取り出し効率が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を用いており、表示装置の消費電力を低減することができ、また、有機エレクトロルミネッセンス素子に流す電流を低減することができるため、素子の長寿命化を可能にする。
【００４２】
本発明の有機エレクトロルミネッセンスに用いられる基板は可視光において透光性があるものを用いる。透光性としては基板の透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上あることが更に好ましい。また、屈折率は下地層の屈折率よりも高い屈折率を持っていれば特に制限はないが、屈折率が１．８を超えるような高屈折率の基板の場合、基板表面での外光の反射率が高くなり、外光の映りこみが顕著になるため好ましくない。また、第１下地層の屈折率は基板の屈折率よりも小さいため第１下地層の空気層に対する臨界角θ’ｃは基板の空気層に対する臨界角θｃよりも大きくなる。このため、第１下地層が無いときに比べて、基板と外界の界面で全反射した光が下地層まで戻って各下地層との界面で散乱し、臨界角以下に角度を変えて再度基板に進入して外界まで光が到達する光が減少する。このため、図６のような厚い基板１０１を介した多重反射と散乱による画素のボケの発生を抑制することが可能である。なお、図６は、本発明において第１下地層１０２が無い場合、基板１０１と空気界面で全反射を起こした光が再び第２下地層１０３に戻って散乱し、進行方向を変えて光源から離れた位置で外部に取り出されてしまう場合を示した図である。
【００４３】
そのような基板としては、例を挙げると、ＢＫ７、ＢａＫ１、Ｆ２等の光学ガラス、石英ガラス、液晶ディスプレイに用いられる無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等のガラス基板、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスチレン等のスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂等といった樹脂基板を挙げることができる。また、基板の厚さは通常０．１ｍｍ〜１０ｍｍのものが用いられるが、機械的強度や、基板の重量を考慮すると０．３〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜２ｍｍのものが用いられる。
【００４４】
本発明において第１下地層には屈折率が１．４以下、更に好ましくは１．３以下のポーラスシリカを用いることができる。ポーラスシリカは１９９２年に米国Ｍｏｂｉｌｅ社が発表したＭＣＭ−４１のようなメソポーラスシリカの作成方法等の方法を用いることができる。（Ｃ．Ｔ．Ｋｒｅｓｇｅ ｅｔ ａｌ．，Ｎａｔｕｒｅ、３５９巻、７１０頁、１９９２年等）この方法では鋳型として自己組織能をもつ界面活性剤や液晶とシリカ源となるケイ酸塩の溶液を作成し、ｐＨを調整することでミセルやラメラといった組織構造を作り出し、この組織の隙間にケイ酸塩が網目状に分散している溶液を基板に塗布する。塗布の手段はスピンコート、ディップコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、スプレーコート等の既知の手法を用いることができる。これらの塗布法により基板上に前記のシリカ前駆体溶液を塗布したのち、基板を乾燥させてから常圧あるいは減圧下で２００℃〜５５０℃の温度で焼成し、鋳型になっているミセルあるいはラメラを形成する有機物を除去することでポーラスシリカの薄膜が得られる。
【００４５】
本発明において第２下地層には可視光の全ての領域で光の吸収がない、透明な樹脂を用いることができる。このような透明な樹脂としてはアクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、第２下地層には、有機発光層が放出する光の波長において、第２下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されるが、これらの粒子には、特に金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂を好ましく用いることができる。また、金属化合物は、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、セリウムの酸化物あるいは窒化物は好ましく用いられる。これらの微粒子は光の散乱性を考慮すると５０ｎｍ以上の粒径を持つことが好ましく、第２下地層の平滑性の点から５μｍ以下の粒径であることが好ましい。また、分散する粒子の屈折率は第２下地層の樹脂の屈折率より高くても低くても、異なっていれば散乱が発生するため、本発明に用いることが可能であるが、散乱効率を高めるためには第２下地層と粒子の屈折率差は大きいほうがよい。この目的に合致する金属化合物の例を挙げると酸化チタン（Ｔｉ０２：屈折率２．３〜２．５５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２：屈折率２．０〜２．１）、酸化セリウム（ＣｅＯ２：屈折率約２．２）等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらの微粒子を樹脂に分散には、ロールミル、サンドミル、アトライター、ボールミル、ニーダー、ペイントシェイカー、超音波分散機等の各種分散手段を用いることができる。また、微粒子の分散を良好にし、再凝集を防止するために各種分散助剤を添加することもできる。特に樹脂に無機化合物の微粒子を分散する際、有機／無機材料の親和性を向上させるためにシランカップリング剤を添加してもよい。
【００４６】
また、本発明において第２下地層の膜に安定性、機械的強度を付与するために、下地層形成用分散樹脂組成物に熱硬化性モノマーを加えて熱硬化によって膜を硬化させても良く、下地層形成用分散樹脂組成物に光硬化性モノマー、光重合開始剤を加えて光硬化によって膜を硬化させてもよい。
【００４７】
さらに本発明の第２下地層を形成するための分散樹脂組成物には各種塗布工程に適した粘度や組成物の安定性、塗布時の塗膜の平滑性を得るために各種溶剤を用いることができる。溶剤の例としては、メタノール、エタノール、トルエン、シクロヘキサン、イソホロン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルベンゼン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸イソアミル、乳酸エチル、エチルメチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、プロピレングリコールジアセテート、エトキシプロピオン酸エチル、ブチルカルビトール、カルビトールアセテート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらの各種溶剤は必要に応じて適宜、複数を混合して使用してもよい。また、塗布時の塗膜の平滑性を得る目的で各種添加剤を添加してもよい。また、分散粒子の粒径が大きかったり濃度が高い場合に、塗膜の平滑性が十分に得られない場合があるが、この場合に、さらにオーバーコート層として透明樹脂層を形成してもよいが、この際の透明樹脂の屈折率は第２下地層の屈折率とほぼ等しくなければならない。そのため、オーバーコート層を形成する場合には、第２下地層形成用の分散樹脂組成物から分散粒子を除いたものを用いることが好ましい。
【００４８】
第２下地層の上に形成される第３下地層は、有機発光層から発生する光の波長における屈折率ｎ３が好ましくは１．７以上、更に好ましくは１．８以上である。屈折率１．７以上で薄膜形成に適した高屈折率の材料としては、ゾル−ゲル法によって形成した非晶質金属酸化物の薄膜がある。ゾル−ゲル法は簡単な塗布法によって、高い屈折率を持つ薄膜を得ることができ。本発明に好適に用いられる。本発明においては第３下地層を形成する無機材料の原料となるチタンアルコキシドやジルコニウムアルコキシド等の金属アルコキシドとアルコール類、水等を溶媒としてゾル−ゲル法で薄膜を形成するための塗布液を作成し、この塗布液に、有機発光層が放出する光の波長において第２下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子を分散させる。分散させる微粒子は第２下地層に分散させる微粒子と同様に金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂を好ましく用いることができる。また、この金属化合物は、チタン、ジルコニウム、アルミニウム、セリウムの酸化物あるいは窒化物等が好ましく用いられる。また、第３下地層の屈折率は１．７以上と高いため、シリカの微粒子（屈折率１．４６）を分散させても十分に散乱の効果を得ることができる。これらの微粒子は第２下地層同様に光の散乱性を考慮すると５０ｎｍ以上の粒径を持つことが好ましく、第２下地層の平滑性の点から５μｍ以下の粒径である。第２下地層と第３下地層の分散粒子は同じものを用いても、異なるものを用いても構わない。これらの微粒子を塗布液に分散させる手段および、基板上に塗布する手段は第２下地層形成の際に用いる手段と同様の手法を用いることができる。次に基板上に塗布された分散塗布液を適切な温度で焼成することによって薄膜を得ることができる。焼成温度は１００℃〜４００℃であればよいが、あまり高い温度で焼成すると下地の樹脂層が変質する場合があるので焼成温度は１００℃〜２００℃が好ましい。
【００４９】
第３下地層の分散粒子の粒径が大きかったり濃度が高い場合に、塗膜の平滑性が十分に得られない場合があるが、この場合に、さらに平滑化層を形成してもよいが、前述のように第３下地層の屈折率が高いものが好ましいことと同じ理由で屈折率が高いものが好ましく、有機発光層で発生する光の波長における屈折率が１．７以上、更に好ましくは１．８以上のものを用いる。この場合、平滑化層は第３下地層形成用の分散塗布液から分散粒子を除いたものを用いることが好ましい。
【００５０】
さらに本発明の第３下地層および平滑化層を塗布する時に、塗膜の平滑性を得る目的で塗布液に各種添加剤を添加してもよい。また、第３下地層形成用の組成物または平滑化層形成用の組成物を基板上にコートする手段としてはスピンコート、ディップコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、スプレーコート等の各種塗布手段を挙げることができる。
【００５１】
一方、本発明において、第２下地層やその上のオーバーコート層に用いる樹脂が含有している水分が長い時間を経て下地の層から有機発光層に侵出し、この水分が有機層や陰極の金属と反応することで素子寿命低下やダークスポットの原因となることがある。このため本発明では平滑化層の素子側にガスのバリア層を設けることが好ましい。ガスバリア層の材料は、前述の第３下地層の屈折率が高いものが好ましいことと同じ理由で屈折率が高いものが好ましく、屈折率が好ましくは１．７以上、更に好ましくは１．８以上のものを用いる。
【００５２】
一般的に有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられるバリア層は窒化ケイ素、酸窒化ケイ素酸化アルミニウム等の薄膜であり、これらの薄膜の屈折率は有機物の屈折率に比べて十分高いために問題はない。ただし、ガスバリア層によく用いられるシリカは屈折率が１．５程度と低いために本発明においては好ましくない。また、膜厚は０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、膜応力や透明性を考慮すると０．１〜１μｍがより好ましい。
【００５３】
本発明におけるバリア層の形成方法は、この用途に利用可能なものであれば特に制限はないが、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ、マグネトロンスパッタ、ＥＣＲスパッタ、対向ターゲットスパッタ、イオンビームスパッタ等の各種スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ等を挙げることができる。
【００５４】
また、有機発光層で発生した光を取り出す側の電極は透明導電膜が用いられる。透明導電膜としては酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の金属酸化物が通常用いられるが、特に透明性や導電性の面から酸化インジウム錫が好ましい。透明電極層の膜厚は透明性と導電性の確保の点から８０〜４００ｎｍ好ましくは１００〜２００ｎｍである。透明導電膜の形成方法はスパッタリング法やイオンプレーティング法等公知の手法を用いることができる。また、ドットマトリクスディスプレイの場合、透明導電膜は画素や、配線の形状に応じてパターニングする必要がある。本発明においては透明電極のパターニングの方法は公知の手法を用いることができる。代表的な方法としてはフォトリソグラフィによるパターニングが挙げられる。この場合、透明導電膜を形成した基板にフォトレジストをスピンコート等の方法で塗布し電極パターンに応じたフォトマスクを用いてパターン露光を行う。さらに現像を行ってレジストをパターニングした基板をサンドブラストやドライエッチング、王水等の酸を用いたウェットエッチング等の方法で透明電極をパターニングする。また、有機発光層を形成する前にパターニングした透明導電膜上に酸素プラズマ処理やＵＶオゾン処理を行うことも好ましい。この場合、透明導電膜表面の有機物汚染が除去され、また透明電極が酸化インジウム錫の場合、酸素プラズマ処理やＵＶオゾン処理によって酸化インジウム錫の仕事関数が高くなるため、有機発光層への正孔の注入が容易になり、素子の性能が向上することが知られている。また、透明電極加工後に電極パターンのエッジ部の形状が素子のショートを引き起こすことがあるが、この場合は電極のエッジ部を覆うように絶縁層のパターンを形成してもよい。
【００５５】
本発明において、有機発光層に用いる材料については特に限定はなく、低分子系の材料、高分子系の材料共に好適に用いられる。発光層に低分子系の材料を用いる場合は、電極のパターニング加工を行った基板の上にドットマトリクスのパターンに応じた孔あるいはスリットを設けたシャドーマスクを用いて、各発光色に応じた有機発光層を発光色数回蒸着する。また、発光層の下に共通の正孔注入層あるいは輸送層を設けてもよい。また、発光層の陰極側には共通の電子注入層あるいは輸送層を設けてもよい。これらの発光層、輸送層、注入層は単一の材料からなる膜であってもよいし、ドーピングのために複数の材料を共蒸着して形成してもよい。有機発光層を形成した後に蒸着で陰極を形成するが、このときは電極の形状に応じたスリットを設けたシャドーマスクを用いて金属を蒸着する方法が一般的だが、予め、陰極が形成されない箇所に応じてパターニングされた絶縁層の膜（セパレータ）を形成しておき、この絶縁層のパターンの端部を逆テーパ状（ひさし状）にしておくことで、上記シャドーマスクを用いずに陰極の金属を蒸着すれば、セパレータパターン端部の形状によって、セパレータ上の陰極の層と有機発光層上の陰極の層を分断するという方法も知られている。
【００５６】
また、有機発光層に高分子系の材料を用いる場合、発光層の下に形成される共通の正孔注入層あるいは輸送層の形成を行う場合は注入層や輸送層の材料を溶媒に溶かした、あるいは分散させた溶液をスピンコート、ディップコート、スリットコート、ダイコート、ロールコート、スプレーコート等の各種塗布手段で塗布して乾燥させる方法が一般的である。このようにして形成された共通層の上に発光層をドットマトリクスの画素パターンに応じてパターニングして形成させる必要がある。この際に用いられるパターニング方法としてはインクジェット法や印刷法等が挙げられる。印刷法は高分子発光層の材料と溶剤を混合してなるインクを基板上に印刷する方法である。用いる印刷方式は、グラビア印刷、スクリーン印刷、凸版印刷、平版印刷、反転印刷等既知の手法である。これによって発光層のパターンを得ることが可能である。インクジェット法はインクジェットノズルの吐出部に印刷法は高分子発光層の材料と溶剤を混合してなるインクを供給し、ピエゾ素子の振動や熱エネルギーによってインクの粒をノズルより吐出し、パターン形状に応じて基板上に着滴させることで発光層のパターンを形成する方法である。インクジェット法の場合、特開昭５９−７５２０５号公報に記載されているように、ノズルから吐出されたインクの着滴位置の精度に限界があるため、予め基板上の画素の縁になる部分に、フォトリソグラフィ等を用いて、バンクと呼ばれる、撥液性のある材料で形成されたパターンを形成しておき、ノズルから吐出されたインクが着滴する目標の画素から外れた場合に、画素から外れて着滴した部分のバンクでインクがはじいて画素部分にインクを移動させることでパターン形状を正確に形成させている。また、有機発光層を形成する輸送層、注入層、発光層をすべて低分子系、あるいは高分子系の材料で統一する必要は無く、高分子系の材料で注入層を形成した後に、低分子系の材料を用いて発光層は蒸着で形成する等、低分子、高分子を併用してもよい。
【実施例】
【００５７】
以下に本発明の実施の形態で示した有機エレクトロルミネッセンス素子の作成方法に基づいて素子の作成を行った。ただし、本発明はこの実施例の条件に限定されるものではない。
【００５８】
実施例
〔第１下地層、第２下地層の形成〕
厚さ０．７ｍｍのガラス基板をよく洗浄した後、低屈折率層の第１下地層形成用塗布液としてアルバック製のＩＳＭ−２（ヘキサメチルジシロキサンやヘキサメチルジシラザン等を含有するポーラスシリカ形成用塗布液）をスピンコートで塗布し、基板を乾燥させた後、５Ｐａまで減圧したオーブンを用いて４００℃でベークし、第１下地層を形成した。ベークした基板上の第１下地層の膜厚は３５０ｎｍであった。次に透明なアクリル樹脂と、硬化剤としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（多官能アクリルモノマー）をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解した溶液に平均粒径１５０ｎｍのチタニア微粒子を分散させ、超音波ホモジナイザーで分散させて第２下地層形成用塗布液を調整した。この塗布液を前記基板上にスピンコートで塗布し、乾燥後ベークした。第２下地層の膜中に含まれるチタニア粒子の重量％は３０％であった。また、第２下地層の平均膜厚は５００ｎｍであった。
【００５９】
〔第３下地層の形成〕
チタンテトライソプロポキシドの１％イソプロパノール溶液に２Ｎ塩酸の３％エタノール溶液を滴下してゾル液を調整し、これに平均粒径１１０ｎｍのシリカ微粒子を混合させた後、スターラーでよく攪拌し、分散させた。この溶液をスピンコートで前記基板上に塗布し、２００℃のホットプレートで加熱してアモルファスチタニアに
シリカ微粒子が分散された高屈折率散乱層である第３下地層を形成した、第３下地層の膜厚は１７０ｎｍであった。さらに上記ゾル液から粒子を抜いたものを調整し、同様にスピンコートとベークを行い、高屈折率の平滑化層を得た。平滑化層の膜厚は１００ｎｍであった。次いで、この基板にガスバリア層としてシリコンモノオキサイド（ＳｉＯ）の薄膜を１５０ｎｍ蒸着した。
【００６０】
〔電極及び有機発光層の形成〕
上記基板にＲＦスパッタによって１５０ｎｍのインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）膜を形成し、画素形状にエッチングすることで陽極を得た。さらに洗剤洗浄及び超音波洗浄を行ったのち、オゾン雰囲気下で低圧紫外線ランプの紫外線を照射して電極面を清浄化した。ついで、この基板を真空蒸着機に入れ、次の順で各有機層を蒸着した。
【００６１】
正孔注入層：下記式１で示される銅フタロシアニンを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で１５ｎｍの厚さに形成した。
【化１】
【００６２】
発光層１：下記式２で示されるα−ＮＰＤを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で２０ｎｍの厚さに形成した。その際、下記式３で示されるルブレンを１重量％ドープした。
【化２】
【００６３】
【化３】
【００６４】
発光層２：下記式４で示されるジナフチルアントラセンを蒸着速度０．２ｎｍ／秒で３０ｎｍの厚さに形成した。その際、下記式５で示されるペリレンを１重量％ドープした。
【化４】
【００６５】
【化５】
【００６６】
電子注入層：下記式６で示されるＡｌｑ３を蒸着速度０．２ｎｍ／秒で３０ｎｍの厚さに形成した。
【化６】
【００６７】
ついで、電子注入層上に、フッ化リチウムを０．５ｎｍ（蒸着速度０．０１ｎｍ／秒）の厚さに形成し、最後にアルミニウムを陰極のパターンに応じて１５０ｎｍ（蒸着速度５ｎｍ／秒）蒸着し、グローブボックス内で封止して素子を得た。作製した素子を顕微鏡で観察したところ、クラックや剥離は見られなかった。また、素子に通電し、量子効率を測定したところ、電流密度が１００Ａ／ｍ2のときに２．６９％であった。また、正面方向での電流輝度効率は最大で１０．５ｃｄ／Ａであった。
【００６８】
比較例
実施例と比較を行うために比較例の素子を作成した。この素子は第１〜第３下地層を形成せずに、ガラス基板上に直接ＩＴＯを実施例と同じ条件で成膜し、その後のパターニング、有機発光層の形成も実施例と同じ条件で行って作成したものである。作製した素子の量子効率を測定したところ、電流密度が１００Ａ／ｍ2のときに１．９２％であった。また、正面方向での電流輝度効率は最大で６．５ｃｄ／Ａであった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略断面図。
【図２】図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子において、第３下地層１０４から第２下地層１０３に臨界角以上の角度で入射し、反射した光が第３下地層１０４に戻って、１０４内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、再度１０３に入射する様子を示す図。
【図３】有機エレクトロルミネッセンス素子において、第２下地層１０３から第１下地層１０２に臨界角以上の角度で入射し、反射した光が第２下地層１０３に戻って、１０３内部で散乱を起こして光の進行方向を変え、再度１０２に入射する様子を示す図。
【図４】第２の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略断面図。
【図５】第３の態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略断面図。
【図６】図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子において第１下地層１０２がない場合、基板１０１と空気界面で全反射を起こした光が再び第２下地層１０３に戻って散乱し、進行方向を変えて光源から離れた位置で外部に取り出されてしまう場合を示した図。
【符号の説明】
【００７０】
１００、４００、５００…有機エレクトロルミネッセンス素子
１０１…基板
１０２…第１下地層
１０３…第２下地層
１０４…第３下地層
１０５、１０７…電極
１０６…有機発光層
４０１…平滑化層
５０１…ガスバリア層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、前記有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層をこの順で備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層、第２下地層、第３下地層の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層及び、第３下地層には、前記有機発光層が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、前記基板の屈折率よりも小さく、かつ１．４以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、１．３以下であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第１下地層が、ポーラスシリカを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第２下地層が、樹脂を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．７以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．８以上であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記第３下地層の上に平滑化層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記平滑化層の上にガスバリア層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする請求項８または９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記微粒子が、金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記金属化合物が、チタン、ジルコニウム、アルミニウムおよびセリウムの酸化物または窒化物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【請求項１】
基板上に少なくとも、発光領域を有する１層以上の有機発光層と、前記有機発光層に正孔を注入する陽極と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記基板には基板側から第１下地層、第２下地層、第３下地層をこの順で備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層、第２下地層、第３下地層の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２、ｎ３とすると、ｎ１＜ｎ２かつ、ｎ２＜ｎ３であり、かつ、第２下地層及び、第３下地層には、前記有機発光層が放出する光の波長において、各々の下地層の屈折率と異なる屈折率を有する微粒子が分散されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、前記基板の屈折率よりも小さく、かつ１．４以下であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第１下地層の屈折率が、１．３以下であることを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項４】
前記第１下地層が、ポーラスシリカを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記第２下地層が、樹脂を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項６】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．７以上であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記第３下地層の屈折率が、１．８以上であることを特徴とする請求項６に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
前記第３下地層の上に平滑化層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記平滑化層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記平滑化層の上にガスバリア層をさらに備え、前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．７以上であることを特徴とする請求項８または９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記有機発光層が放出する光の波長における前記ガスバリア層の屈折率が１．８以上であることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記微粒子が、金属、金属化合物、ケイ素化合物、樹脂またはそれらの混合物からなることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
前記金属化合物が、チタン、ジルコニウム、アルミニウムおよびセリウムの酸化物または窒化物であることを特徴とする請求項１２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−１６３４７（Ｐ２００８−１６３４７Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８６９９２（Ｐ２００６−１８６９９２）
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【出願人】（５０４２６５７５４）財団法人山形県産業技術振興機構 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【出願人】（５０４２６５７５４）財団法人山形県産業技術振興機構 (60)
【Ｆターム（参考）】
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