有機ＥＬ発光装置
【課題】高精細画素においても高輝度でかつ光の混色が生じない有機ＥＬ発光装置を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ素子２１の光取り出し側に、色変換部材（カラーフィルタ２４）と、低屈折率層２５と、マイクロレンズ１１と、をこの順に設け、低屈折率層２５の屈折率が、前記色変換部材及びマイクロレンズ１１の屈折率よりも小さいことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置１。
【解決手段】有機ＥＬ素子２１の光取り出し側に、色変換部材（カラーフィルタ２４）と、低屈折率層２５と、マイクロレンズ１１と、をこの順に設け、低屈折率層２５の屈折率が、前記色変換部材及びマイクロレンズ１１の屈折率よりも小さいことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ発光装置は、薄膜状であって自発光であることを特徴とした有機ＥＬ素子を有する発光装置であり、新方式のフラットパネルディスプレイとして様々な応用がなされている。ここで有機ＥＬ発光装置の構成部材である有機ＥＬ素子は、陰極から電子を、陽極からホール（正孔）を、それぞれ有機化合物層に注入し、有機化合物層中の発光層にて励起子を生成させ、これら励起子が基底状態に戻る際に光が放出される原理を利用している。ここで有機化合物層に含まれる発光層は、蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物、量子ドット等の発光性材料からなる薄膜状の層である。
【０００３】
カラー表示をする有機ＥＬ発光装置は、各画素に赤色、緑色、青色のいずれかを発光する有機ＥＬ素子を形成し、各画素の発光輝度を制御して所望の色や画像を表示させるのが一般的である。この有機ＥＬ素子の作製方法としては、マスク成膜による真空蒸着法や、有機ＥＬ材料を溶媒中に溶かして得たインクを滴下して薄膜を形成するインクジェット法が知られている。
【０００４】
しかしこれらの方法では、画素ピッチが小さい有機ＥＬ発光装置を製造するのは困難である。困難である理由としては、マスク成膜による真空蒸着法の場合では、高精細マスクの作製精度や成膜時のアライメント誤差の影響を受けやすくなるからである。またインクジェット法による成膜の場合は、ごく小さな液滴を所定の領域に吐出し着滴させるための制御が難しいからである。
【０００５】
これに対して、最近では、白色発光する有機ＥＬ材料を有する白色有機ＥＬ素子及びカラーフィルタあるいは色変換フィルタを使用してカラー表示をする有機ＥＬ発光装置が提案されている。この有機ＥＬ発光装置では、各画素に設けられる有機ＥＬ素子を画素毎に区分・区画することなく一括に形成できるという特徴を有する。このため、微小エリアを対象として性質が異なる複数種類の薄膜を選択的に成膜する必要がなくなる。またこの有機ＥＬ発光装置において画素ピッチを支配するのは、カラーフィルタあるいは色変換フィルタ作製時の精度（フォトリソグラフィー精度）となる。このためカラーフィルタ、色変換フィルタといった色変換部材の大きさ（広さ）を小さくすればその分だけ画素ピッチをより小さくすることが可能である。
【０００６】
ただし画素ピッチが小さくなると、その分だけ隣接する画素への特定画素の発光の影響が大きくなる。具体的には、特定画素（に含まれる有機ＥＬ素子）が発光すると当該特定画素に隣接する画素において偽色や漏れ光が発生しやすくなる。ここで偽色や漏れ光が発生すると、色純度やコントラストの低下につながり、画質の劣化を招くことがある。
【０００７】
ここで上述した課題の解決に向けて様々な提案がなされている。特許文献１では、パネルの最表面にあるガラスと空気との界面で生じる光の全反射の特性を利用して、隣接する画素領域に侵入する光をパネルの外に出さないように設計された有機ＥＬ表示装置が提案されている。
【０００８】
また白色有機ＥＬ素子と色変換部材（カラーフィルタ、色変換フィルタ）とを組み合わせる方式では、白色有機ＥＬ素子から出力された白色光のうち一部の波長領域の光のみを取り出すための構成を必然的に設けることになる。ただしこの構成を設けると、赤色、緑色、青色等のカラー発光を装置の外部へ出力する際に必然的に発光効率が低くなる。この発光効率の低下による輝度の不足を補うために、発光素子上にマイクロレンズを形成することがよく知られている。ここで発光素子上にマイクロレンズを形成する際には、隣接画素間とのクロストークを防ぐために、特許文献２にて提案されているように、マイクロレンズの下層に低屈折率層が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−３４５９１公報
【特許文献２】特開２００９−５１２００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら特許文献１及び２にて提案された構成では、隣接する画素での発光による影響を抑えるには不十分である。まず特許文献１にて提案された構成では、あくまでパネルの最表層であるガラス面から空気界面へ光が出射する時の全反射特性を利用して、隣接画素から出力される光を抑えることで混色を防止している。そのためガラス基板の内側にマイクロレンズを形成した場合、マイクロレンズ内に侵入してくる隣接する画素での発光の影響を低減させることはできない。このため、結果として混色した光がパネルの外へ出射してしまうことになる。
【００１１】
一方、特許文献２にて提案された構成では、発光素子とマイクロレンズとの間に低屈折率層を設けているため、マイクロレンズに侵入する隣接する画素から出力された光を、低屈折率層の全反射特性を用いることで低減させることができる。しかし特許文献２にて提案された構成は、あくまで単色であり、フルカラー表示装置に適用するための手段までは開示されていない。また特許文献２にて提案された構成は、低屈折率層で全反射した光が迷光となり、場合によっては迷光が再出射することがありこれにより画質の劣化を招く可能性が生じる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高精細画素においても高輝度でかつ光の混色が生じない有機ＥＬ発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ発光装置は、第一の態様として、有機ＥＬ発光素子の光取り出し側に、色変換部材と、低屈折率層と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記低屈折率層の屈折率が、前記色変換部材及び前記マイクロレンズの屈折率よりも小さいことを特徴とする態様がある。
【００１４】
また本発明の有機発光装置は、第二の態様として、有機ＥＬ発光素子の光取り出し側に、色変換部材と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記色変換部材の屈折率が前記マイクロレンズの屈折率よりも大きいことを特徴とする態様がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高精細画素においても高輝度でかつ光の混色が生じない有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
【００１６】
即ち、本発明の有機ＥＬ発光装置においては、特定の画素（発光画素）から出力された光がこの特定の画素に隣接する画素のマイクロレンズに入射しにくい入射角が大きい光を全反射させることができる。ここで全反射した光は迷光となるが、一旦色変換部材（カラーフィルタ）を通過して着色した光は、異なる色の色変換部材を透過する場合は消光し、同色の色変換部材を透過する場合は斜め導波する距離長から効果的に減衰する。結果として迷光の再出射量を大幅に抑えることができる。
【００１７】
以上により本発明の有機ＥＬ発光装置は、従来の有機ＥＬ発光装置に比べ高精細、高輝度であると共に、隣接画素とのクロストークを低減させた有機ＥＬ発光装置であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機ＥＬ発光装置における第一の実施形態を示す平面模式図である。
【図２】図１の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。
【図３】低屈折率層を配置しない場合における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【図４】図２の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ発光装置における第三の実施形態を示す平面模式図である。
【図７】図６の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ発光装置における第四の実施形態を示す断面模式図である。
【図９】図８の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【図１０】本発明の有機ＥＬ発光装置における第五の実施形態を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の有機ＥＬ発光装置における第六の実施形態を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の有機ＥＬ発光装置は、以下に説明する２つの態様に大別される。
【００２０】
第一の態様は、有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、低屈折率層と、マイクロレンズと、をこの順に設ける態様がある。ここで第一の態様においては、低屈折率層の屈折率は、色変換部材及びマイクロレンズの屈折率よりも小さいという特徴を有する。
【００２１】
また第二の態様は、有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、マイクロレンズと、をこの順に設ける態様がある。ここで第二の態様においては、色変換部材の屈折率がマイクロレンズの屈折率よりも大きいという特徴を有する。
【００２２】
いずれの態様においても、有機ＥＬ素子の光取り出し側と色変換部材との間に、さらにガスバリア層と、緩衝層と、を備え、前記ガスバリア層及び前記緩衝層が、層内において屈折率が段階的に変化する層である態様が好ましい。また本発明の有機ＥＬ発光装置を構成する色変換部材の外周には遮光膜がさらに設けられていることが好ましい。
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機ＥＬ発光装置の実施形態について説明する。ただし本発明は、これら実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第一の実施形態を示す平面模式図である。尚、図１の有機ＥＬ発光装置１は、画素単位（画素１個あたり）における平面的な装置構成を示している。つまり、本発明の有機ＥＬ発光装置は、図１に示される構成を複数備える装置である。
【００２５】
ここで図１の有機ＥＬ発光装置１は、三種類の副画素、即ち、赤色副画素２Ｒと、緑色副画素２Ｇと、青色副画素２Ｂと、を有している。ただし本発明において副画素の種類は三種類に限定されるものではない。
【００２６】
ここでこの三種類の副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）は、それぞれ所定の副画素領域１０（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）に含まれている。また図１の有機ＥＬ発光装置１は、三種類の副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の設置位置に対応する位置に、それぞれマイクロレンズ１１が１個ずつ設けられている。ここで副画素１個につきマイクロレンズ１１を１個設ける必要があるため、マイクロレンズ１１同士が接触しないように各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の配置位置を決めるのが望ましい。逆に言うと、マイクロレンズ１１同士が接触しないように各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の配置位置が決められていれば、図１の有機ＥＬ発光装置１に含まれる三種類の副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）を設ける領域は、特に限定されるものではない。
【００２７】
また図１の有機ＥＬ発光装置１において、各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）は、ストライプ状に配列されている。ただし本発明において副画素領域１０の配列様式は図１に示されるストライプ状に限定されるものではない。ストライプ状に配列する代わりに、デルタ状、ダイアゴナル状、レクタングル状等に配列してもよいし、これらの配列方法を組み合わせたものであっても構わない。
【００２８】
図２は、図１の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。図２にて示される有機ＥＬ発光装置１には、基板２０と、有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）と、ガスバリア層２２と、緩衝層２３と、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）と、低屈折率層２５と、マイクロレンズ１１と、がこの順に積層されている。尚、図２の有機ＥＬ発光装置１には、有機ＥＬ素子２１として白色発光する白色有機ＥＬ素子を使用することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
図２の有機ＥＬ発光装置１において、基板２０は、例えば、基材上にトランジスタを含む回路が形成されている回路基板である。尚、以下の説明において、この回路基板を単に基板２０ということがある。図２の有機ＥＬ発光装置１を構成する基板２０としては、ガラス基板、合成樹脂等からなる絶縁性基板、表面に酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁層を形成した導電性基板若しくは半導体基板等が挙げられる。ここで基板２０は、透明であってもよいし不透明であってもよい。
【００３０】
基板２０として回路基板を使用する場合、基板２０を構成する回路には、トランジスタが含まれている。トランジスタとして、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、半導体基板に形成されたトランジスタ等が挙げられる。ここで上記回路としてＴＦＴを含んだ回路を採用すると、各副画素に含まれる有機ＥＬ発光素子に対して所望のタイミング、強度で給電を行うことができるので、好ましい。
【００３１】
また基板２０を構成する回路上には、一般的にアクリル樹脂、ポリイミド系樹脂、ノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂等からなる平坦化膜（不図示）がフォトリソグラフィー技術等によって所望のパターンにて形成されている。ここで平坦化層は、基材上に回路を設けることで生じる凹凸を平坦化するための層である。また平坦化層の、材料や製法は特に限定されるものではない。尚、平坦化層と回路との間に、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化シリコン等の無機材料からなる絶縁層を形成してもよい。また画素・副画素のサイズやプロセス工程において一定の制約を受ける場合には、樹脂ベースで平坦化層を形成する代わりに、ＣＭＰ（化学機械研磨）による平坦化処理を行ってもよい。配線形成と配線間絶縁膜形成に合わせてこの平坦化処理を繰り返し実施することで、複数層に跨る配線層を形成することができる。特に画素サイズが小さい場合は回路を設ける領域を充分確保できないことがあるので、有効な作製方法となる。
【００３２】
基板２０上に設けられる有機ＥＬ素子２１は、下部電極と、有機化合物層と、上部電極と、から構成される。
【００３３】
下部電極は、基板２０に含まれる回路の一部と電気接続する電極層である。ここで下部電極は、透明電極であってもよいし反射電極であってもよい。下部電極が透明電極である場合、下部電極の構成材料として、ＩＴＯ、Ｉｎ2Ｏ3等の光透過性の導電材料（透明導電材料）が挙げられる。下部電極が反射電極である場合、その構成材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｉｒ、Ｔｉ等の金属単体、これら金属単体を複数種組み合わせた合金、ヨウ化銅等の金属化合物等が挙げられる。下部電極の膜厚は、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。基板２０の表面から光を取り出す場合、下部電極は反射電極とする。尚、この反射電極には、上述した金属単体、合金、金属化合物のいずれかからなる反射電極層と、透明導電材料からなる透明電極層と、をこの順で積層した積層電極を使用することができる。
【００３４】
有機化合物層は、下部電極上に設けられる有機化合物からなる層である。有機ＥＬ素子２１として白色有機ＥＬ素子を採用する場合、有機化合物層は、白色光を出力させるための発光層を有していれば、一層（発光層）のみで構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）の発光機能を考慮して適宜選ぶことができる。有機化合物層を構成する発光層以外の層として、具体的には、ホール注入層、ホール輸送層、電子障壁層、正孔障壁層、電子輸送層、電子注入層等が挙げられる。また有機化合物層を構成する各層の構成材料として、公知の化合物を使用することができる。
【００３５】
ところで発光層を白色に発光させるためには、一般的にＣｙａｎ発光層とＹｅｌｌｏｗ発光層を組み合わせることが知られているが、本発明の有機ＥＬ発光装置においては適用可能である。尚、本発明において発光層を白色に発光させる方法は、これ（Ｃｙａｎ発光層とＹｅｌｌｏｗ発光層との組み合わせ）に限定されるものではない。
【００３６】
尚、有機化合物層は発光する領域は、発光層等の特定の層内であってもよいし、隣接する層同士の界面であってもよい。また有機化合物層を構成する各層は、真空蒸着法、インクジェット法等により形成することができる。
【００３７】
有機化合物層上に形成される上部電極は、光の取り出し方向に応じて透明導電材料からなる透明電極であってもよいし、光を反射する材料からなる反射電極であってもよいし、透明電極と反射電極とを組み合わせたものであってもよい。ここで図２の有機ＥＬ発光装置は基板２０の反対側から光を取り出すため、上部電極は透明電極であるのが好ましい。上部電極の構成材料は、下部電極の構成材料と同様の材料を使用することもできる。尚、上部電極を形成することにより基板２０上に有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）が形成される。
【００３８】
ところで、本発明の有機ＥＬ発光装置において、装置に含まれる有機ＥＬ素子として、白色有機ＥＬ素子を採用すると、全画素において統一された発光素子を一括して形成することができる。このため各画素において画素の種類に応じて発光層を選択的に形成する工程を省略することができると共に、従来下部電極の周縁部に設けられていた隔壁を省略することができる。下部電極の周縁部に隔壁を設ける場合は、その構成材料として、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化シリコン等からなる無機絶縁層やアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック系樹脂等が挙げられる。
【００３９】
ガスバリア層２２は、大気中の酸素や水蒸気から白色有機ＥＬ素子２１を保護するために設けられる。ここでガスバリア層２２としては、窒化珪素を主成分とする無機薄膜が好適である。ここで窒化珪素を主成分とする無機薄膜は、緻密で耐酸化性があるため、防湿性の高い膜として広く知られている。ガスバリア層２２となる薄膜の成膜方法としては、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。ここでスパッタ法やプラズマＣＶＤ法は、低温での成膜が可能なため好適である。
【００４０】
緩衝層２３は、ガスバリア層２２とカラーフィルタ２４との間に設けられる層であり、ガスバリア層２２とカラーフィルタ２４との間の屈折率差を緩やかにするために設けられる。緩衝層２３の構成材料として、例えば、ＳｉＯＮ等が用いられる。また緩衝層２３となる薄膜の成膜方法としては、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
【００４１】
本発明の有機ＥＬ発光装置において、装置に含まれる有機ＥＬ素子２１として、白色有機ＥＬ素子を採用した場合、カラー表示を行う際には、白色有機ＥＬ素子上にカラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）等の色変換部材を副画素単位で設けておく。ここで白色有機ＥＬ素子（有機ＥＬ素子２１）から出力される白色光を色変換部材で異なる色の光に変換する場合、白色有機ＥＬ素子に印加される電流・電圧を制御するだけでは特定色の最大輝度が不足する場合がある。係る場合は、各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の面積を、必要に応じて適宜調整するのが望ましい。例えば、上述した最大輝度を考慮して赤副画素２Ｒ、緑副画素２Ｇ及び青副画素２Ｂの面積比を１：１：２（＝２Ｒ：２Ｇ：２Ｂ）となるように設定して１つの画素を構成してもよい。
【００４２】
カラーフィルタ２４等の色変換部材を形成する方法としては、公知の方法、具体的には、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を採用することができる。特に画素ピッチが小さい場合は、高精度で位置ずれの小さいフォトリソグラフィー法を利用して色変換部材を形成するのが好ましい。尚、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成するにあたり、下地層（不図示）を形成してもよい。下地層の機能としては、カラーフィルタ形成時の濡れ性安定化や平坦化等がある。またカラーフィルタ形成後に、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）を保護する層を設けてもよい。保護する層としては、以下に述べる低屈折率層２５を併用しても構わない。
【００４３】
低屈折率層２５は、屈折率が小さい材料（低屈折率材料）からなる層である。例えば、酸化ケイ素（屈折率１．４５）、フッ化マグネシウム（屈折率１．３８）、シリカエアロゲル、若しくはフッ素樹脂の何れかを適用することが可能である。特に、低屈折率の樹脂は、現在盛んに開発されており、上述した材料以外の材料も適用できるものがあれば使用しても構わない。例えば、現在市販されている低屈折率のフッ素系樹脂として、屈折率１．３４、内部透過率９５％のものがある。これらの材料からなる低屈折率層２５は、真空成膜若しくはスピナー塗布等により、基板２０の全面に均一に形成することが可能となる。
【００４４】
カラーフィルタ２４を透過して出力される光の輝度を向上させる一手段として、図２の有機ＥＬ発光装置１には、カラーフィルタ２４上に、各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）に対応する領域にマイクロレンズ１１が設けられている。尚、図２の有機ＥＬ発光装置１において、マイクロレンズ１１は副画素１個につき１個設けられている。
【００４５】
ここでマイクロレンズ１１を用いて輝度を向上させるには、カラーフィルタ２４を透過した光を屈折・集光させる必要がある。ここで光を集光させるには、マイクロレンズ１１は、高い屈折率（１．６５〜）を有する凸型レンズ形状であることが求められる。
【００４６】
マイクロレンズの作製方法としては、感光性材料からなる薄膜を形成した後、この薄膜の所定の領域について局所的に露光・現像を行ったのち、加熱処理することで形状が変化し（リフロー）、凸型のレンズ形状を形成することができる。また上述したリフローによって凸型レンズ形状を作製した後、さらに当該凸型レンズ形状をエッチングマスクにして下層をエッチング加工することで当該凸型レンズ形状を下層に転写する方法等によっても作製することができる。ここでマイクロレンズ１１は、必ずしも球レンズ状に限定されるものではなく、矩形状の構造のレンズであっても類似の光学的な効果を得ることができる。
【００４７】
ところで、マイクロレンズ１１が形成されていることで所定の副画素から当該副画素に隣接する副画素に侵入した光は、カラーフィルタと空気との界面で全反射されず、より屈折率の高いマイクロレンズ側へ侵入することがある。これにより当該副画素から隣接する副画素に侵入した光の一部が装置の外へ出射し、この光が混色の原因となる。本発明の第一の態様としては、この混色を防ぐための方法論として、カラーフィルタ２４とマイクロレンズ１１との間に、カラーフィルタ２４よりも屈折率が小さい低屈折率層２５を設ける方法がある。この方法によりカラーフィルタ２４と低屈折率層２５との屈折率差による全反射特性を利用することができる。また上記全反射特性を利用することができることから、所定の副画素から隣接する副画素に侵入した光を反射し、カラーフィルタ２４の上にあるマイクロレンズ１１へ光が侵入するのを防ぐことができる。上述したように、低屈折率層２５は、その屈折率がカラーフィルタ２４の屈折率（１．５５〜１．６５）よりも小さい層である。本発明においては、低屈折率層２５とカラーフィルタ２４との屈折率差は、できるだけ大きくすることが好ましい。
【００４８】
次に、本実施形態の有機ＥＬ発光装置の作用効果について説明する。本実施形態の有機ＥＬ発光装置の作用効果については、具体的には、光線追跡シミュレーション（商用名：ＺＥＭＡＸ）で確認することができる。
【００４９】
図３は、低屈折率層を配置しない場合における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。図４は、図２の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【００５０】
ところで図３及び図４に示されるように、特定の副画素（発光副画素）に設けられている光源３０から出力された光は大きく分けて下記（Ａ）乃至（Ｃ）に示される三種類に分類される。尚、図３及び図４中の光源３０は、図２の有機ＥＬ素子２１に対応する。
（Ａ）当該副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３１（以下、単に「光３１」という場合がある。）
（Ｂ）当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３２（以下、単に「光３２」という場合がある。）
（Ｃ）各層の界面（カラーフィルタ２４と空気との界面、緩衝層２３とカラーフィルタ２４との界面、ガスバリア層２２と緩衝層２３との界面）で全反射され装置内部へ戻される出射光３３（以下、単に「光３３」という場合がある。）
【００５１】
カラーフィルタ２４とマイクロレンズ１１との間に低屈折率層を設けない場合（図３）、光源３０から出力された光の一部は、当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズに侵入する（光３２）ことが確認できる。一方、カラーフィルタ２４とマイクロレンズ１１との間に低屈折率層２５を設ける場合（図４）、光源３０から出力された光のうち、当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズに侵入する光３２を図３の場合と比較して半分以下に抑えられる。
【００５２】
ここで互いに隣接する副画素間における各副画素に設けられる各光源３０の設置間隔及び光源３０からマイクロレンズ１１までの距離を適宜調整する。そして特定の副画素に設けられる光源３０から当該副画素に隣接する副画素へ侵入する光において、この光が当該隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズ１１への入射するときの角度（入射角）を全反射角以上に設定する。そうすると、隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズからの光の出射を略無にすることも可能である。尚、この場合では、画素ピッチ、ガスバリア層の膜厚、プロセス歩留まり等を考慮して設定する必要がある。
【００５３】
本実施形態において、スネル則で計算した入射層（カラーフィルタ２４）と低屈折率層２５との全反射角度の関係は、下記表１に示される通りである。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１に示されるように、屈折率の大きい媒体から屈折率の小さい媒体に光が侵入する際に、両媒体の屈折率差が大きいほど全反射角度は小さくなる。即ち、カラーフィルタ２４と低屈折率層２５との屈折率差が大きくなると、特定の副画素からこの副画素に隣接する副画素へ侵入する光が当該隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズ１１にさらに進入する光が少なくなってくる。ここでカラーフィルタ２４と低屈折率層２５との屈折率差が０．１５以上であると、約６５°以上で入射した光はカラーフィルタ２４と低屈折率層２５との界面で全反射させることができ、実用的な効果を奏することができる。
【００５６】
尚、本発明においては、光源３０から出力された光のうち図４中の光３１以外の光に関しては、カラーフィルタ２４を通過させてから全反射させることが好ましい。というのも仮にカラーフィルタ２４よりも下層で光の全反射を生じさせると、全反射によって迷光となった光は装置の内部を伝搬し、十分に減衰する前に装置の外部へ再出射してしまう可能性があるからである。これに対して、少なくともカラーフィルタ２４を通過させてから光の全反射を生じさせるようにすれば、迷光を効果的に減衰させることができる。
【００５７】
例えば、特定の副画素に含まれるカラーフィルタ２４を透過して着色した光は、当該特定の画素に隣接する画素に含まれる異なる色のカラーフィルタ２４に侵入した場合、着色した光がこのカラーフィルタにて吸収されるので消光する。またカラーフィルタ２４に斜め方向に入射した光の透過距離は、垂直方法に入射して透過する場合の透過距離と比べて数倍以上になるためカラーフィルタ２４を透過した後の光の減衰量が大きくなる。例えば、内部透過率７０％のカラーフィルタにおいて、光の透過距離が例えば３．５倍（６０°で入射した場合の入射距離と反射距離との合計）になるとカラーフィルタと透過した後の光の強度は２９％に減衰する。
【００５８】
以上より、光源３０とマイクロレンズ１１との間に設けられる複数の層、例えば、図２に示されるガスバリア層２２、緩衝層２３、カラーフィルタ２４、低屈折率層２５において、各層の屈折率は光の出射方向に沿って小さくなるように設定するのが好ましい。そして本発明の第一の態様では、上記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差は、カラーフィルタ２４（色変換部材）と低屈折率層２５との間で最大にするのが特に好ましい。例えば、有機ＥＬ素子の光取り出し側において、上部電極から低屈折率層２５に至るまでの層について、下記表２のように屈折率を設定するのが好ましい。
【００５９】
【表２】
【００６０】
［第二の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第二の実施形態について説明する。図５は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第一の実施形態との相違点を中心に説明し、第一の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図５は、図１と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに、本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）は、第一の実施形態と同様の方法で形成される。
【００６１】
本実施形態においては、第一の実施形態と比較して、ガスバリア層２２及び緩衝層２３を、層内において屈折率が段階的に変化する層となっている点で異なる。具体的には、光の出射方向に沿って屈折率が段階的に減少するように設定されている。これにより、上部電極からカラーフィルタ２４に至るまでの層の屈折率を滑らかにすることができる。またこうすることでカラーフィルタ２４より下層において生じ得る光の全反射の量を減らし、より多くの光をカラーフィルタ２４まで導くことができる。尚、ここでいう屈折率を滑らかにするとは、隣接する層間の屈折率差を小さくすることをいう。
【００６２】
本実施形態の具体例としては、下記表３のように屈折率が設定されている有機ＥＬ発光装置がある。
【００６３】
【表３】
【００６４】
本実施形態において、ガスバリア層２２及び緩衝層２３をそれぞれ成膜・形成する際には、Ｐ−ＣＶＤ法等を採用することができる。ここでＰ−ＣＶＤによりガスバリア層２２及び緩衝層２３を成膜する場合は、ガス混合比を調整することで、層内の屈折率が連続的に変化するようにガスバリア層２２及び緩衝層２３を形成することが可能である。
【００６５】
本実施形態の有機ＥＬ発光装置についても第一の実施形態と同様に光線追跡シミュレーション（商用名：ＺＥＭＡＸ）で、光源から出力された光の光路のシミュレーションを行った。その結果、図３及び図４と同様の結果が得られた。即ち、カラーフィルタ２４上に低屈折率層２５を設けずにマイクロレンズ１１を設けた場合では、発光画素から出力された光の一部が隣接する画素に対応して設けられるマイクロレンズへ侵入する様子が確認できた。一方、カラーフィルタ２４上に低屈折率層２５を設けた場合では、発光画素から隣接する画素のマイクロレンズ１１に侵入する光線を半分以下に抑えられることを確認できた。
【００６６】
さらに本実施形態では各層（特に、ガスバリア層２２、緩衝層２３）の屈折率を緩やかに変化するようにした。これにより、有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）から出力された光が、有機ＥＬ素子２１とガスバリア層２２との界面、ガスバリア層２２と緩衝層２３との界面、緩衝層２３とカラーフィルタ２４との界面で全反射する光の量がいずれも減少する。従って、カラーフィルタ２４により多くの光を侵入させることができる。また本実施形態においては、低屈折率層２５で全反射される光（即ち、迷光）を、効果的に減衰することができ、迷光の再出射量をより抑えることができる。
【００６７】
［第三の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第三の実施形態について説明する。図６は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第三の実施形態を示す平面模式図である。また図７は、図６の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第一及び第二の実施形態との相違点を中心に説明し、第一又は第二の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）は、第一及び第二の実施形態と同様の方法で形成される。
【００６８】
図６及び図７の有機ＥＬ発光装置４は、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の外周に遮光膜４０が形成されている。言い換えると、遮光膜４０は、互いに隣接する副画素にそれぞれ設けられている２枚のカラーフィルタの境界部近傍においてこれらカラーフィルタに挟まれるように形成されている。
【００６９】
このように、遮光膜４０を形成することで、隣接する副画素への侵入する光や迷光をより効果的に減衰させることができる。但し、副画素のピッチが小さくなると、遮光膜を形成するプロセス精度等から、装置自体の開口率や視野角に影響が出る場合があるため、これらを考慮して遮光膜４０の配置を決める必要がある。遮光膜４０は、例えば、ブラックレジストをフォトリソプロセスによるパターニングによって形成することによって高精度に形成することが可能である。
【００７０】
［第四の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第四の実施形態について説明する。図８は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第四の実施形態を示す平面模式図である。尚、本実施形態においては、第一乃至第三の実施形態との相違点を中心に説明し、第一乃至第三の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図８は、図１と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）は、第一乃至第三の実施形態と同様の方法で形成される。
【００７１】
図８の有機ＥＬ発光装置５は、図１及び図２の有機ＥＬ発光装置１と比較して、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）とマイクロレンズとの間に低屈折率層２５が設けられていない。その代わり図８の有機ＥＬ発光装置５では、カラーフィルタ２４の屈折率がマイクロレンズの屈折率よりも大きくなるように設定されている。このような簡易な構成によっても、本発明の作用効果を奏することができる。
【００７２】
本実施形態において、スネル則で計算した入射層（カラーフィルタ２４）とマイクロレンズ１１との全反射角度の関係は、下記表４に示される通りである。
【００７３】
【表４】
【００７４】
ただしカラーフィルタ２４の屈折率は、最大でも樹脂材料の屈折率程度までであり、およそ１．７程度である。そのためマイクロレンズ１１の屈折率を小さくするならば、例えば、およそ１．４０程度に設定する。ただしマイクロレンズ１１の屈折率が低くなると、マイクロレンズ１１自体の集光性能が低下することがある。そのため本実施形態においては、マイクロレンズ１１の性能、製造コスト、製造プロセス等の制約を考慮しながらマイクロレンズ１１の材料を決める必要がある。
【００７５】
本実施形態の有機ＥＬ発光装置についても第一の実施形態と同様に光線追跡シミュレーション（商用名：ＺＥＭＡＸ）で、光源から出力された光の光路のシミュレーションを行った。
【００７６】
図９は、図８の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。ところで図９に示されるように、特定の副画素（発光副画素）に設けられている光源３０から出力された光は大きく分けて下記（Ａ）乃至（Ｃ）に示される三種類に分類される。尚、図９中の光源３０は、図８の有機ＥＬ素子２１に対応する。
（Ａ）当該副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３１（以下、単に「光３１」という場合がある。）
（Ｂ）当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３２（以下、単に「光３２」という場合がある。）
（Ｃ）各層の界面（カラーフィルタ２４と空気との界面、緩衝層２３とカラーフィルタ２４との界面、ガスバリア層２２と緩衝層２３との界面）で全反射され装置内部へ戻される出射光３３（以下、単に「光３３」という場合がある。）
尚、低屈折率層を設けていない有機ＥＬ発光装置では、図９に示されるように隣接する副画素に対応して設けられているマイクロレンズから光源３０から出射された光が装置の外へ出射していくことがある（出射光３２）。ここで本実施形態のように、カラーフィルタ２４の屈折率をマイクロレンズ１１の屈折率よりも大きくなるように設定する。こうすることで、図９に示されるように特定の副画素から当該副画素に隣接する画素のマイクロレンズに侵入する光３２の光量を図３と比較して半分以下に抑えられることを確認できる。
【００７７】
ここで互いに隣接する副画素間における各副画素に設けられる各光源３０の設置間隔及び光源３０からマイクロレンズ１１までの距離を適宜調整する。そして特定の副画素に設けられる光源３０から当該副画素に隣接する副画素へ侵入する光において、この光が当該隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズ１１への入射するときの角度（入射角）を全反射角以上に設定する。そうすると、隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズからの光の出射を略無にすることも可能である。尚、この場合では、画素ピッチ、ガスバリア層の膜厚、プロセス歩留まり等を考慮して設定する必要がある。
【００７８】
また有機ＥＬ素子の光取り出し側の上に設けられている複数の部材において、各層の屈折率は光の出射方向に沿って小さくなるように設定するのが好ましい。本実施形態では、光源３０とマイクロレンズ１１との間に設けられる層、例えば、図８に示されるガスバリア層２２、緩衝層２３、カラーフィルタ２４、マイクロレンズ１１において、各層の屈折率は光の出射方向に沿って小さくなるように設定するのが好ましい。そして本発明の第二の態様では、上記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差は、カラーフィルタ２４（色変換部材）とマイクロレンズ１１との間で最大にするのが特に好ましい。
【００７９】
［第五の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第五の実施形態について説明する。図１０は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第五の実施形態を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第四の実施形態との相違点を中心に説明し、第四の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図１０は、図１と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに、本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１は、第一の実施形態と同様の方法で形成される。
【００８０】
本実施形態においては、第四の実施形態と比較して、ガスバリア層２２及び緩衝層２３を、層内において屈折率が段階的に変化する層となっている点で異なる。具体的には、光の出射方向に沿って屈折率が段階的に減少するように設定されている。これにより、上部電極からカラーフィルタ２４に至るまでの層の屈折率を滑らかにすることができる。またこうすることでカラーフィルタ２４より下層において生じ得る光の全反射の量を減らし、より多くの光をカラーフィルタ２４まで導くことができる。尚、ここでいう屈折率を滑らかにするとは、隣接する層間の屈折率差を小さくすることをいう。
【００８１】
本実施形態の具体例としては、下記表５のように屈折率が設定されている有機ＥＬ発光装置がある。
【００８２】
【表５】
【００８３】
本実施形態において、ガスバリア層２２及び緩衝層２３をそれぞれ成膜・形成する際には、Ｐ−ＣＶＤ法等を採用することができる。ここでＰ−ＣＶＤによりガスバリア層２２及び緩衝層２３を成膜する場合は、ガス混合比を調整することで、層内の屈折率が連続的に変化するようにガスバリア層２２及び緩衝層２３を形成することが可能である。
【００８４】
［第六の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第六の実施形態について説明する。図１１は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第六の実施形態を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第四及び第五の実施形態との相違点を中心に説明し、第四又は第五の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図１１は、図５と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに、本実施形態において、基板２０上に形成される白色有機ＥＬ素子２１は、第四及び第五の実施形態と同様の方法で形成される。
【００８５】
図１１の有機ＥＬ発光装置７は、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の外周に遮光膜４０が形成されている。言い換えると、遮光膜４０は、互いに隣接する画素にそれぞれ設けられている２枚のカラーフィルタに挟まれるように形成されている。
【００８６】
このように、遮光膜４０を形成することで、隣接する画素への侵入する光や迷光をより効果的に減衰させることができる。但し、副画素のピッチが小さくなると、遮光膜を形成するプロセス精度等から、開口率や視野角に影響が出る場合があるため、これらを考慮して遮光膜４０の配置を決める必要がある。遮光膜４０は、例えば、ブラックレジストをフォトリソプロセスによるパターニングによって形成することによって高精度に形成することが可能である。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例にて本発明の有機ＥＬ発光装置を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００８８】
［実施例１］
図２に示される有機ＥＬ発光装置を、以下に示す方法で作製した。
【００８９】
まず下地層がＣｒであり、表面がＡｌ合金で形成されている下部電極を配設した回路基板（基板２０）を、ＵＶ／オゾンにて洗浄処理を行った。尚、この回路基板上の画素領域には、反射膜であるＡｌＳｉ膜と、Ａｎｏｄｅ電極として機能するＩＴＯ膜とが、この順で、フォトリソグラフィー技術により積層体として形成されている。また副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のサイズは、それぞれ約４．２μ×約１２．６μｍ程度である。さらに各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）には、赤副画素２Ｒと、緑副画素２Ｇと、青副画素２Ｂと、のうちのいずれかの副画素が含まれており、これら三種類の副画素を１つずつ合わせることで１つの画素が構成されている。一方、本実施例において、最隣接画素間の距離は、図１のＡＢ線上において約６μｍである。
【００９０】
次に、真空蒸着法により、有機化合物層を構成する正孔注入層、正孔輸送層、電子障壁層、Ｃｙａｎ発光層、Ｙｅｌｌｏｗ発光層、正孔障壁層、電子輸送層及び電子注入層を、この順で形成した。そして電子注入層上に、スパッタリング法でＩＺＯを成膜し上部電極を形成し有機ＥＬ素子２１）白色有機ＥＬ素子）を作製した。
【００９１】
次に、有機ＥＬ素子２１が形成されている基板１０を、大気中に解放せず、かつ露点状況を維持しながらＰＥＣＶＤ装置に搬入した。次に、ＳｉＮ（屈折率：１．８５）を成膜してガスバリア層２２を形成した。このときガスバリア層２２の膜厚は２μｍであった。次に、連続してＳｉＯＮ（屈折率：１．７０）を成膜して緩衝層２３を形成した。このとき緩衝層２３の膜厚は０．２μｍであった。
【００９２】
次に、緩衝層２３まで形成した基板２０を大気中に解放した後、濡れ性及び平坦化性を上げるための薄膜（屈折率：１．６、不図示）を形成した。このとき当該薄膜の膜厚は０．２μｍであった。尚、この薄膜は、次の工程で形成するカラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の下地層として機能する。
【００９３】
次に、各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）に対応する位置に、フォトリソグラフィー技術により、カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成した。このときカラーフィルタの膜厚は１μｍであった。次に、カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の上に、屈折率が低い樹脂材料（屈折率１．３５）を塗布成膜して低屈折率層２５を形成した。このとき低屈折率層２５の膜厚は０．２μｍであった。
【００９４】
次に、感光性樹脂（屈折率１．６５）からなる薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィー技術で露光・現像して、リフロー処理することで、複数のレンズ形状（マイクロレンズ１１）を、各副画素に対応する位置に配置されるように作製した。このときマイクロレンズ１１の形状は、直径５μｍの半球形状の凸形状のレンズであった。以上により、有機ＥＬ発光装置を得た。
【００９５】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、低屈折率層２５を設けないで作製した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。
【００９６】
［実施例２］
図５に示される有機ＥＬ発光装置３を、以下に説明する方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の部分については説明を省略することがある。また本実施例において副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のサイズは、それぞれ約５．３μｍ×約１５．９μｍ程度である。さらに各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）には、赤副画素２Ｒと、緑副画素２Ｇと、青副画素２Ｂと、のうちのいずれかの副画素が含まれており、これら三種類の副画素を１つずつ合わせることで１つの画素が構成されている。一方、本実施例において、最隣接画素間の距離は、図１のＡＢ線上において約７．５μｍである。
【００９７】
本実施例では、実施例１において、ガスバリア層２２及び緩衝層２３の形成方法を変更したことを除いては、実施例１と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。以下に、本実施例におけるガスバリア層２２及び緩衝層２３の形成方法を説明する。
【００９８】
（ガスバリア層の形成方法）
ＰＥＣＶＤ装置を用いてガスバリア層２２の成膜を行った。具体的には、ガスバリア層２２を構成するＳｉ及びＮの各原料ガスの流量を調整して、膜中のＳｉ／Ｎ比率が段階的に変化するように成膜した。これにより、屈折率が１．９５から１．８０まで徐々に変化するガスバリア層２２を形成した。
【００９９】
（緩衝層の形成方法）
ＰＥＣＶＤ装置を用いて緩衝層２３の成膜を行った。具体的には、緩衝層２３を構成するＳｉ、Ｎ及びＯの各原料ガスの流量を調整して、膜中のＳｉ／Ｎ／Ｏの比率が段階的に変化するように成膜した。これにより、屈折率が１．７５から１．６０まで徐々に変化する緩衝層２３を形成した。
【０１００】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また実施例１と同様の比較評価を行ったところ、実施例１と同様に、約６０°以上の高視野角から観察したときに偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認できた。尚、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、隣接する画素へ侵入する光の大部分を全反射できる構成であるため、高角度側での偽色、漏れ光の発生を実施例１よりも抑えることができた。
【０１０１】
［実施例３］
図７に示される有機ＥＬ発光装置４を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例２との相違点を中心に説明し、実施例２と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１０２】
本実施例においては、実施例２において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成する前に、フォトリソプロセスにより、副画素領域１０の境界部の近傍を囲むようにブラックレジストをパターニング形成した。これを除いては、実施例２と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１０３】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また実施例１と同様の比較評価を行ったところ、実施例１と同様に、約６０°以上の高視野角から観察したときに偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認できた。尚、本実施例では、遮光膜４０にて隣接する画素への侵入する光や迷光を遮断することができるため、高角度側での偽色、漏れ光の発生を実施例１よりも抑えることができた。
【０１０４】
［実施例４］
図８に示される有機ＥＬ発光装置５を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１０５】
本実施例においては、実施例１において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成した後、低屈折率層２５の形成を省略してマイクロレンズ１１をカラーフィルタ２４上に形成した。またカラーフィルタ２４の屈折率を１．６５に設定し、マイクロレンズ１１の屈折率を１．４５に設定した。これらを除いては、実施例１と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１０６】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、カラーフィルタ２４及びマイクロレンズの屈折率をそれぞれ１．５５、１．６５に設定した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。
【０１０７】
［実施例５］
図１０に示される有機ＥＬ発光装置６を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例２との相違点を中心に説明し、実施例２と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１０８】
本実施例においては、実施例２において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成した後、低屈折率層２５の形成を省略してマイクロレンズ１１をカラーフィルタ２４上に形成した。またカラーフィルタ２４の屈折率を１．６５に設定し、マイクロレンズ１１の屈折率を１．４５に設定した。これらを除いては、実施例２と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１０９】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、カラーフィルタ２４及びマイクロレンズの屈折率をそれぞれ１．５５、１．６５に設定した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。
【０１１０】
［実施例６］
図１１に示される有機ＥＬ発光装置７を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例３との相違点を中心に説明し、実施例３と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１１１】
本実施例においては、実施例３において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）それぞれを形成した後、低屈折率層２５の形成を省略してマイクロレンズ１１をカラーフィルタ２４上に形成した。またカラーフィルタ２４の屈折率を１．６５に設定し、マイクロレンズ１１の屈折率を１．４５に設定した。これらを除いては、実施例３と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１１２】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、カラーフィルタ２４及びマイクロレンズの屈折率をそれぞれ１．５５、１．６５に設定した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。尚、本実施例では、遮光膜４０にて隣接する画素への侵入する光や迷光を遮断することができるため、高角度側での偽色、漏れ光の発生を実施例４や実施例５よりも抑えることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、白色発光する白色有機ＥＬ素子と、マイクロレンズと、を備える有機ＥＬ発光装置において、隣接する画素との混色防止のための技術として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１（３，４，５，６，７）：有機ＥＬ発光装置、２Ｒ（２Ｇ、２Ｂ）：画素、１０：副画素領域、１１：マイクロレンズ、２０：基板、２１：有機ＥＬ素子（白色有機ＥＬ素子）、２２：ガスバリア層、２３：緩衝層、２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）：カラーフィルタ、２５：低屈折率層、３０：光源、３１（３２，３３）：出射光、４０：遮光膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ発光装置は、薄膜状であって自発光であることを特徴とした有機ＥＬ素子を有する発光装置であり、新方式のフラットパネルディスプレイとして様々な応用がなされている。ここで有機ＥＬ発光装置の構成部材である有機ＥＬ素子は、陰極から電子を、陽極からホール（正孔）を、それぞれ有機化合物層に注入し、有機化合物層中の発光層にて励起子を生成させ、これら励起子が基底状態に戻る際に光が放出される原理を利用している。ここで有機化合物層に含まれる発光層は、蛍光性有機化合物若しくは燐光性有機化合物、量子ドット等の発光性材料からなる薄膜状の層である。
【０００３】
カラー表示をする有機ＥＬ発光装置は、各画素に赤色、緑色、青色のいずれかを発光する有機ＥＬ素子を形成し、各画素の発光輝度を制御して所望の色や画像を表示させるのが一般的である。この有機ＥＬ素子の作製方法としては、マスク成膜による真空蒸着法や、有機ＥＬ材料を溶媒中に溶かして得たインクを滴下して薄膜を形成するインクジェット法が知られている。
【０００４】
しかしこれらの方法では、画素ピッチが小さい有機ＥＬ発光装置を製造するのは困難である。困難である理由としては、マスク成膜による真空蒸着法の場合では、高精細マスクの作製精度や成膜時のアライメント誤差の影響を受けやすくなるからである。またインクジェット法による成膜の場合は、ごく小さな液滴を所定の領域に吐出し着滴させるための制御が難しいからである。
【０００５】
これに対して、最近では、白色発光する有機ＥＬ材料を有する白色有機ＥＬ素子及びカラーフィルタあるいは色変換フィルタを使用してカラー表示をする有機ＥＬ発光装置が提案されている。この有機ＥＬ発光装置では、各画素に設けられる有機ＥＬ素子を画素毎に区分・区画することなく一括に形成できるという特徴を有する。このため、微小エリアを対象として性質が異なる複数種類の薄膜を選択的に成膜する必要がなくなる。またこの有機ＥＬ発光装置において画素ピッチを支配するのは、カラーフィルタあるいは色変換フィルタ作製時の精度（フォトリソグラフィー精度）となる。このためカラーフィルタ、色変換フィルタといった色変換部材の大きさ（広さ）を小さくすればその分だけ画素ピッチをより小さくすることが可能である。
【０００６】
ただし画素ピッチが小さくなると、その分だけ隣接する画素への特定画素の発光の影響が大きくなる。具体的には、特定画素（に含まれる有機ＥＬ素子）が発光すると当該特定画素に隣接する画素において偽色や漏れ光が発生しやすくなる。ここで偽色や漏れ光が発生すると、色純度やコントラストの低下につながり、画質の劣化を招くことがある。
【０００７】
ここで上述した課題の解決に向けて様々な提案がなされている。特許文献１では、パネルの最表面にあるガラスと空気との界面で生じる光の全反射の特性を利用して、隣接する画素領域に侵入する光をパネルの外に出さないように設計された有機ＥＬ表示装置が提案されている。
【０００８】
また白色有機ＥＬ素子と色変換部材（カラーフィルタ、色変換フィルタ）とを組み合わせる方式では、白色有機ＥＬ素子から出力された白色光のうち一部の波長領域の光のみを取り出すための構成を必然的に設けることになる。ただしこの構成を設けると、赤色、緑色、青色等のカラー発光を装置の外部へ出力する際に必然的に発光効率が低くなる。この発光効率の低下による輝度の不足を補うために、発光素子上にマイクロレンズを形成することがよく知られている。ここで発光素子上にマイクロレンズを形成する際には、隣接画素間とのクロストークを防ぐために、特許文献２にて提案されているように、マイクロレンズの下層に低屈折率層が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−３４５９１公報
【特許文献２】特開２００９−５１２００公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら特許文献１及び２にて提案された構成では、隣接する画素での発光による影響を抑えるには不十分である。まず特許文献１にて提案された構成では、あくまでパネルの最表層であるガラス面から空気界面へ光が出射する時の全反射特性を利用して、隣接画素から出力される光を抑えることで混色を防止している。そのためガラス基板の内側にマイクロレンズを形成した場合、マイクロレンズ内に侵入してくる隣接する画素での発光の影響を低減させることはできない。このため、結果として混色した光がパネルの外へ出射してしまうことになる。
【００１１】
一方、特許文献２にて提案された構成では、発光素子とマイクロレンズとの間に低屈折率層を設けているため、マイクロレンズに侵入する隣接する画素から出力された光を、低屈折率層の全反射特性を用いることで低減させることができる。しかし特許文献２にて提案された構成は、あくまで単色であり、フルカラー表示装置に適用するための手段までは開示されていない。また特許文献２にて提案された構成は、低屈折率層で全反射した光が迷光となり、場合によっては迷光が再出射することがありこれにより画質の劣化を招く可能性が生じる。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高精細画素においても高輝度でかつ光の混色が生じない有機ＥＬ発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の有機ＥＬ発光装置は、第一の態様として、有機ＥＬ発光素子の光取り出し側に、色変換部材と、低屈折率層と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記低屈折率層の屈折率が、前記色変換部材及び前記マイクロレンズの屈折率よりも小さいことを特徴とする態様がある。
【００１４】
また本発明の有機発光装置は、第二の態様として、有機ＥＬ発光素子の光取り出し側に、色変換部材と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記色変換部材の屈折率が前記マイクロレンズの屈折率よりも大きいことを特徴とする態様がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高精細画素においても高輝度でかつ光の混色が生じない有機ＥＬ発光装置を提供することができる。
【００１６】
即ち、本発明の有機ＥＬ発光装置においては、特定の画素（発光画素）から出力された光がこの特定の画素に隣接する画素のマイクロレンズに入射しにくい入射角が大きい光を全反射させることができる。ここで全反射した光は迷光となるが、一旦色変換部材（カラーフィルタ）を通過して着色した光は、異なる色の色変換部材を透過する場合は消光し、同色の色変換部材を透過する場合は斜め導波する距離長から効果的に減衰する。結果として迷光の再出射量を大幅に抑えることができる。
【００１７】
以上により本発明の有機ＥＬ発光装置は、従来の有機ＥＬ発光装置に比べ高精細、高輝度であると共に、隣接画素とのクロストークを低減させた有機ＥＬ発光装置であるといえる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の有機ＥＬ発光装置における第一の実施形態を示す平面模式図である。
【図２】図１の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。
【図３】低屈折率層を配置しない場合における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【図４】図２の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。
【図６】本発明の有機ＥＬ発光装置における第三の実施形態を示す平面模式図である。
【図７】図６の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ発光装置における第四の実施形態を示す断面模式図である。
【図９】図８の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【図１０】本発明の有機ＥＬ発光装置における第五の実施形態を示す断面模式図である。
【図１１】本発明の有機ＥＬ発光装置における第六の実施形態を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の有機ＥＬ発光装置は、以下に説明する２つの態様に大別される。
【００２０】
第一の態様は、有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、低屈折率層と、マイクロレンズと、をこの順に設ける態様がある。ここで第一の態様においては、低屈折率層の屈折率は、色変換部材及びマイクロレンズの屈折率よりも小さいという特徴を有する。
【００２１】
また第二の態様は、有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、マイクロレンズと、をこの順に設ける態様がある。ここで第二の態様においては、色変換部材の屈折率がマイクロレンズの屈折率よりも大きいという特徴を有する。
【００２２】
いずれの態様においても、有機ＥＬ素子の光取り出し側と色変換部材との間に、さらにガスバリア層と、緩衝層と、を備え、前記ガスバリア層及び前記緩衝層が、層内において屈折率が段階的に変化する層である態様が好ましい。また本発明の有機ＥＬ発光装置を構成する色変換部材の外周には遮光膜がさらに設けられていることが好ましい。
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の有機ＥＬ発光装置の実施形態について説明する。ただし本発明は、これら実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第一の実施形態を示す平面模式図である。尚、図１の有機ＥＬ発光装置１は、画素単位（画素１個あたり）における平面的な装置構成を示している。つまり、本発明の有機ＥＬ発光装置は、図１に示される構成を複数備える装置である。
【００２５】
ここで図１の有機ＥＬ発光装置１は、三種類の副画素、即ち、赤色副画素２Ｒと、緑色副画素２Ｇと、青色副画素２Ｂと、を有している。ただし本発明において副画素の種類は三種類に限定されるものではない。
【００２６】
ここでこの三種類の副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）は、それぞれ所定の副画素領域１０（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）に含まれている。また図１の有機ＥＬ発光装置１は、三種類の副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の設置位置に対応する位置に、それぞれマイクロレンズ１１が１個ずつ設けられている。ここで副画素１個につきマイクロレンズ１１を１個設ける必要があるため、マイクロレンズ１１同士が接触しないように各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の配置位置を決めるのが望ましい。逆に言うと、マイクロレンズ１１同士が接触しないように各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の配置位置が決められていれば、図１の有機ＥＬ発光装置１に含まれる三種類の副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）を設ける領域は、特に限定されるものではない。
【００２７】
また図１の有機ＥＬ発光装置１において、各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）は、ストライプ状に配列されている。ただし本発明において副画素領域１０の配列様式は図１に示されるストライプ状に限定されるものではない。ストライプ状に配列する代わりに、デルタ状、ダイアゴナル状、レクタングル状等に配列してもよいし、これらの配列方法を組み合わせたものであっても構わない。
【００２８】
図２は、図１の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。図２にて示される有機ＥＬ発光装置１には、基板２０と、有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）と、ガスバリア層２２と、緩衝層２３と、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）と、低屈折率層２５と、マイクロレンズ１１と、がこの順に積層されている。尚、図２の有機ＥＬ発光装置１には、有機ＥＬ素子２１として白色発光する白色有機ＥＬ素子を使用することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２９】
図２の有機ＥＬ発光装置１において、基板２０は、例えば、基材上にトランジスタを含む回路が形成されている回路基板である。尚、以下の説明において、この回路基板を単に基板２０ということがある。図２の有機ＥＬ発光装置１を構成する基板２０としては、ガラス基板、合成樹脂等からなる絶縁性基板、表面に酸化シリコンや窒化シリコン等の絶縁層を形成した導電性基板若しくは半導体基板等が挙げられる。ここで基板２０は、透明であってもよいし不透明であってもよい。
【００３０】
基板２０として回路基板を使用する場合、基板２０を構成する回路には、トランジスタが含まれている。トランジスタとして、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、半導体基板に形成されたトランジスタ等が挙げられる。ここで上記回路としてＴＦＴを含んだ回路を採用すると、各副画素に含まれる有機ＥＬ発光素子に対して所望のタイミング、強度で給電を行うことができるので、好ましい。
【００３１】
また基板２０を構成する回路上には、一般的にアクリル樹脂、ポリイミド系樹脂、ノルボルネン系樹脂、フッ素系樹脂等からなる平坦化膜（不図示）がフォトリソグラフィー技術等によって所望のパターンにて形成されている。ここで平坦化層は、基材上に回路を設けることで生じる凹凸を平坦化するための層である。また平坦化層の、材料や製法は特に限定されるものではない。尚、平坦化層と回路との間に、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化シリコン等の無機材料からなる絶縁層を形成してもよい。また画素・副画素のサイズやプロセス工程において一定の制約を受ける場合には、樹脂ベースで平坦化層を形成する代わりに、ＣＭＰ（化学機械研磨）による平坦化処理を行ってもよい。配線形成と配線間絶縁膜形成に合わせてこの平坦化処理を繰り返し実施することで、複数層に跨る配線層を形成することができる。特に画素サイズが小さい場合は回路を設ける領域を充分確保できないことがあるので、有効な作製方法となる。
【００３２】
基板２０上に設けられる有機ＥＬ素子２１は、下部電極と、有機化合物層と、上部電極と、から構成される。
【００３３】
下部電極は、基板２０に含まれる回路の一部と電気接続する電極層である。ここで下部電極は、透明電極であってもよいし反射電極であってもよい。下部電極が透明電極である場合、下部電極の構成材料として、ＩＴＯ、Ｉｎ2Ｏ3等の光透過性の導電材料（透明導電材料）が挙げられる。下部電極が反射電極である場合、その構成材料として、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｉｒ、Ｔｉ等の金属単体、これら金属単体を複数種組み合わせた合金、ヨウ化銅等の金属化合物等が挙げられる。下部電極の膜厚は、好ましくは、０．１μｍ〜１μｍである。基板２０の表面から光を取り出す場合、下部電極は反射電極とする。尚、この反射電極には、上述した金属単体、合金、金属化合物のいずれかからなる反射電極層と、透明導電材料からなる透明電極層と、をこの順で積層した積層電極を使用することができる。
【００３４】
有機化合物層は、下部電極上に設けられる有機化合物からなる層である。有機ＥＬ素子２１として白色有機ＥＬ素子を採用する場合、有機化合物層は、白色光を出力させるための発光層を有していれば、一層（発光層）のみで構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）の発光機能を考慮して適宜選ぶことができる。有機化合物層を構成する発光層以外の層として、具体的には、ホール注入層、ホール輸送層、電子障壁層、正孔障壁層、電子輸送層、電子注入層等が挙げられる。また有機化合物層を構成する各層の構成材料として、公知の化合物を使用することができる。
【００３５】
ところで発光層を白色に発光させるためには、一般的にＣｙａｎ発光層とＹｅｌｌｏｗ発光層を組み合わせることが知られているが、本発明の有機ＥＬ発光装置においては適用可能である。尚、本発明において発光層を白色に発光させる方法は、これ（Ｃｙａｎ発光層とＹｅｌｌｏｗ発光層との組み合わせ）に限定されるものではない。
【００３６】
尚、有機化合物層は発光する領域は、発光層等の特定の層内であってもよいし、隣接する層同士の界面であってもよい。また有機化合物層を構成する各層は、真空蒸着法、インクジェット法等により形成することができる。
【００３７】
有機化合物層上に形成される上部電極は、光の取り出し方向に応じて透明導電材料からなる透明電極であってもよいし、光を反射する材料からなる反射電極であってもよいし、透明電極と反射電極とを組み合わせたものであってもよい。ここで図２の有機ＥＬ発光装置は基板２０の反対側から光を取り出すため、上部電極は透明電極であるのが好ましい。上部電極の構成材料は、下部電極の構成材料と同様の材料を使用することもできる。尚、上部電極を形成することにより基板２０上に有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）が形成される。
【００３８】
ところで、本発明の有機ＥＬ発光装置において、装置に含まれる有機ＥＬ素子として、白色有機ＥＬ素子を採用すると、全画素において統一された発光素子を一括して形成することができる。このため各画素において画素の種類に応じて発光層を選択的に形成する工程を省略することができると共に、従来下部電極の周縁部に設けられていた隔壁を省略することができる。下部電極の周縁部に隔壁を設ける場合は、その構成材料として、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化シリコン等からなる無機絶縁層やアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック系樹脂等が挙げられる。
【００３９】
ガスバリア層２２は、大気中の酸素や水蒸気から白色有機ＥＬ素子２１を保護するために設けられる。ここでガスバリア層２２としては、窒化珪素を主成分とする無機薄膜が好適である。ここで窒化珪素を主成分とする無機薄膜は、緻密で耐酸化性があるため、防湿性の高い膜として広く知られている。ガスバリア層２２となる薄膜の成膜方法としては、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。ここでスパッタ法やプラズマＣＶＤ法は、低温での成膜が可能なため好適である。
【００４０】
緩衝層２３は、ガスバリア層２２とカラーフィルタ２４との間に設けられる層であり、ガスバリア層２２とカラーフィルタ２４との間の屈折率差を緩やかにするために設けられる。緩衝層２３の構成材料として、例えば、ＳｉＯＮ等が用いられる。また緩衝層２３となる薄膜の成膜方法としては、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
【００４１】
本発明の有機ＥＬ発光装置において、装置に含まれる有機ＥＬ素子２１として、白色有機ＥＬ素子を採用した場合、カラー表示を行う際には、白色有機ＥＬ素子上にカラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）等の色変換部材を副画素単位で設けておく。ここで白色有機ＥＬ素子（有機ＥＬ素子２１）から出力される白色光を色変換部材で異なる色の光に変換する場合、白色有機ＥＬ素子に印加される電流・電圧を制御するだけでは特定色の最大輝度が不足する場合がある。係る場合は、各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）の面積を、必要に応じて適宜調整するのが望ましい。例えば、上述した最大輝度を考慮して赤副画素２Ｒ、緑副画素２Ｇ及び青副画素２Ｂの面積比を１：１：２（＝２Ｒ：２Ｇ：２Ｂ）となるように設定して１つの画素を構成してもよい。
【００４２】
カラーフィルタ２４等の色変換部材を形成する方法としては、公知の方法、具体的には、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法等を採用することができる。特に画素ピッチが小さい場合は、高精度で位置ずれの小さいフォトリソグラフィー法を利用して色変換部材を形成するのが好ましい。尚、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成するにあたり、下地層（不図示）を形成してもよい。下地層の機能としては、カラーフィルタ形成時の濡れ性安定化や平坦化等がある。またカラーフィルタ形成後に、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）を保護する層を設けてもよい。保護する層としては、以下に述べる低屈折率層２５を併用しても構わない。
【００４３】
低屈折率層２５は、屈折率が小さい材料（低屈折率材料）からなる層である。例えば、酸化ケイ素（屈折率１．４５）、フッ化マグネシウム（屈折率１．３８）、シリカエアロゲル、若しくはフッ素樹脂の何れかを適用することが可能である。特に、低屈折率の樹脂は、現在盛んに開発されており、上述した材料以外の材料も適用できるものがあれば使用しても構わない。例えば、現在市販されている低屈折率のフッ素系樹脂として、屈折率１．３４、内部透過率９５％のものがある。これらの材料からなる低屈折率層２５は、真空成膜若しくはスピナー塗布等により、基板２０の全面に均一に形成することが可能となる。
【００４４】
カラーフィルタ２４を透過して出力される光の輝度を向上させる一手段として、図２の有機ＥＬ発光装置１には、カラーフィルタ２４上に、各副画素（２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ）に対応する領域にマイクロレンズ１１が設けられている。尚、図２の有機ＥＬ発光装置１において、マイクロレンズ１１は副画素１個につき１個設けられている。
【００４５】
ここでマイクロレンズ１１を用いて輝度を向上させるには、カラーフィルタ２４を透過した光を屈折・集光させる必要がある。ここで光を集光させるには、マイクロレンズ１１は、高い屈折率（１．６５〜）を有する凸型レンズ形状であることが求められる。
【００４６】
マイクロレンズの作製方法としては、感光性材料からなる薄膜を形成した後、この薄膜の所定の領域について局所的に露光・現像を行ったのち、加熱処理することで形状が変化し（リフロー）、凸型のレンズ形状を形成することができる。また上述したリフローによって凸型レンズ形状を作製した後、さらに当該凸型レンズ形状をエッチングマスクにして下層をエッチング加工することで当該凸型レンズ形状を下層に転写する方法等によっても作製することができる。ここでマイクロレンズ１１は、必ずしも球レンズ状に限定されるものではなく、矩形状の構造のレンズであっても類似の光学的な効果を得ることができる。
【００４７】
ところで、マイクロレンズ１１が形成されていることで所定の副画素から当該副画素に隣接する副画素に侵入した光は、カラーフィルタと空気との界面で全反射されず、より屈折率の高いマイクロレンズ側へ侵入することがある。これにより当該副画素から隣接する副画素に侵入した光の一部が装置の外へ出射し、この光が混色の原因となる。本発明の第一の態様としては、この混色を防ぐための方法論として、カラーフィルタ２４とマイクロレンズ１１との間に、カラーフィルタ２４よりも屈折率が小さい低屈折率層２５を設ける方法がある。この方法によりカラーフィルタ２４と低屈折率層２５との屈折率差による全反射特性を利用することができる。また上記全反射特性を利用することができることから、所定の副画素から隣接する副画素に侵入した光を反射し、カラーフィルタ２４の上にあるマイクロレンズ１１へ光が侵入するのを防ぐことができる。上述したように、低屈折率層２５は、その屈折率がカラーフィルタ２４の屈折率（１．５５〜１．６５）よりも小さい層である。本発明においては、低屈折率層２５とカラーフィルタ２４との屈折率差は、できるだけ大きくすることが好ましい。
【００４８】
次に、本実施形態の有機ＥＬ発光装置の作用効果について説明する。本実施形態の有機ＥＬ発光装置の作用効果については、具体的には、光線追跡シミュレーション（商用名：ＺＥＭＡＸ）で確認することができる。
【００４９】
図３は、低屈折率層を配置しない場合における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。図４は、図２の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。
【００５０】
ところで図３及び図４に示されるように、特定の副画素（発光副画素）に設けられている光源３０から出力された光は大きく分けて下記（Ａ）乃至（Ｃ）に示される三種類に分類される。尚、図３及び図４中の光源３０は、図２の有機ＥＬ素子２１に対応する。
（Ａ）当該副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３１（以下、単に「光３１」という場合がある。）
（Ｂ）当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３２（以下、単に「光３２」という場合がある。）
（Ｃ）各層の界面（カラーフィルタ２４と空気との界面、緩衝層２３とカラーフィルタ２４との界面、ガスバリア層２２と緩衝層２３との界面）で全反射され装置内部へ戻される出射光３３（以下、単に「光３３」という場合がある。）
【００５１】
カラーフィルタ２４とマイクロレンズ１１との間に低屈折率層を設けない場合（図３）、光源３０から出力された光の一部は、当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズに侵入する（光３２）ことが確認できる。一方、カラーフィルタ２４とマイクロレンズ１１との間に低屈折率層２５を設ける場合（図４）、光源３０から出力された光のうち、当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズに侵入する光３２を図３の場合と比較して半分以下に抑えられる。
【００５２】
ここで互いに隣接する副画素間における各副画素に設けられる各光源３０の設置間隔及び光源３０からマイクロレンズ１１までの距離を適宜調整する。そして特定の副画素に設けられる光源３０から当該副画素に隣接する副画素へ侵入する光において、この光が当該隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズ１１への入射するときの角度（入射角）を全反射角以上に設定する。そうすると、隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズからの光の出射を略無にすることも可能である。尚、この場合では、画素ピッチ、ガスバリア層の膜厚、プロセス歩留まり等を考慮して設定する必要がある。
【００５３】
本実施形態において、スネル則で計算した入射層（カラーフィルタ２４）と低屈折率層２５との全反射角度の関係は、下記表１に示される通りである。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１に示されるように、屈折率の大きい媒体から屈折率の小さい媒体に光が侵入する際に、両媒体の屈折率差が大きいほど全反射角度は小さくなる。即ち、カラーフィルタ２４と低屈折率層２５との屈折率差が大きくなると、特定の副画素からこの副画素に隣接する副画素へ侵入する光が当該隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズ１１にさらに進入する光が少なくなってくる。ここでカラーフィルタ２４と低屈折率層２５との屈折率差が０．１５以上であると、約６５°以上で入射した光はカラーフィルタ２４と低屈折率層２５との界面で全反射させることができ、実用的な効果を奏することができる。
【００５６】
尚、本発明においては、光源３０から出力された光のうち図４中の光３１以外の光に関しては、カラーフィルタ２４を通過させてから全反射させることが好ましい。というのも仮にカラーフィルタ２４よりも下層で光の全反射を生じさせると、全反射によって迷光となった光は装置の内部を伝搬し、十分に減衰する前に装置の外部へ再出射してしまう可能性があるからである。これに対して、少なくともカラーフィルタ２４を通過させてから光の全反射を生じさせるようにすれば、迷光を効果的に減衰させることができる。
【００５７】
例えば、特定の副画素に含まれるカラーフィルタ２４を透過して着色した光は、当該特定の画素に隣接する画素に含まれる異なる色のカラーフィルタ２４に侵入した場合、着色した光がこのカラーフィルタにて吸収されるので消光する。またカラーフィルタ２４に斜め方向に入射した光の透過距離は、垂直方法に入射して透過する場合の透過距離と比べて数倍以上になるためカラーフィルタ２４を透過した後の光の減衰量が大きくなる。例えば、内部透過率７０％のカラーフィルタにおいて、光の透過距離が例えば３．５倍（６０°で入射した場合の入射距離と反射距離との合計）になるとカラーフィルタと透過した後の光の強度は２９％に減衰する。
【００５８】
以上より、光源３０とマイクロレンズ１１との間に設けられる複数の層、例えば、図２に示されるガスバリア層２２、緩衝層２３、カラーフィルタ２４、低屈折率層２５において、各層の屈折率は光の出射方向に沿って小さくなるように設定するのが好ましい。そして本発明の第一の態様では、上記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差は、カラーフィルタ２４（色変換部材）と低屈折率層２５との間で最大にするのが特に好ましい。例えば、有機ＥＬ素子の光取り出し側において、上部電極から低屈折率層２５に至るまでの層について、下記表２のように屈折率を設定するのが好ましい。
【００５９】
【表２】
【００６０】
［第二の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第二の実施形態について説明する。図５は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第二の実施形態を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第一の実施形態との相違点を中心に説明し、第一の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図５は、図１と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに、本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）は、第一の実施形態と同様の方法で形成される。
【００６１】
本実施形態においては、第一の実施形態と比較して、ガスバリア層２２及び緩衝層２３を、層内において屈折率が段階的に変化する層となっている点で異なる。具体的には、光の出射方向に沿って屈折率が段階的に減少するように設定されている。これにより、上部電極からカラーフィルタ２４に至るまでの層の屈折率を滑らかにすることができる。またこうすることでカラーフィルタ２４より下層において生じ得る光の全反射の量を減らし、より多くの光をカラーフィルタ２４まで導くことができる。尚、ここでいう屈折率を滑らかにするとは、隣接する層間の屈折率差を小さくすることをいう。
【００６２】
本実施形態の具体例としては、下記表３のように屈折率が設定されている有機ＥＬ発光装置がある。
【００６３】
【表３】
【００６４】
本実施形態において、ガスバリア層２２及び緩衝層２３をそれぞれ成膜・形成する際には、Ｐ−ＣＶＤ法等を採用することができる。ここでＰ−ＣＶＤによりガスバリア層２２及び緩衝層２３を成膜する場合は、ガス混合比を調整することで、層内の屈折率が連続的に変化するようにガスバリア層２２及び緩衝層２３を形成することが可能である。
【００６５】
本実施形態の有機ＥＬ発光装置についても第一の実施形態と同様に光線追跡シミュレーション（商用名：ＺＥＭＡＸ）で、光源から出力された光の光路のシミュレーションを行った。その結果、図３及び図４と同様の結果が得られた。即ち、カラーフィルタ２４上に低屈折率層２５を設けずにマイクロレンズ１１を設けた場合では、発光画素から出力された光の一部が隣接する画素に対応して設けられるマイクロレンズへ侵入する様子が確認できた。一方、カラーフィルタ２４上に低屈折率層２５を設けた場合では、発光画素から隣接する画素のマイクロレンズ１１に侵入する光線を半分以下に抑えられることを確認できた。
【００６６】
さらに本実施形態では各層（特に、ガスバリア層２２、緩衝層２３）の屈折率を緩やかに変化するようにした。これにより、有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）から出力された光が、有機ＥＬ素子２１とガスバリア層２２との界面、ガスバリア層２２と緩衝層２３との界面、緩衝層２３とカラーフィルタ２４との界面で全反射する光の量がいずれも減少する。従って、カラーフィルタ２４により多くの光を侵入させることができる。また本実施形態においては、低屈折率層２５で全反射される光（即ち、迷光）を、効果的に減衰することができ、迷光の再出射量をより抑えることができる。
【００６７】
［第三の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第三の実施形態について説明する。図６は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第三の実施形態を示す平面模式図である。また図７は、図６の有機ＥＬ表示装置のＡＢ断面を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第一及び第二の実施形態との相違点を中心に説明し、第一又は第二の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）は、第一及び第二の実施形態と同様の方法で形成される。
【００６８】
図６及び図７の有機ＥＬ発光装置４は、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の外周に遮光膜４０が形成されている。言い換えると、遮光膜４０は、互いに隣接する副画素にそれぞれ設けられている２枚のカラーフィルタの境界部近傍においてこれらカラーフィルタに挟まれるように形成されている。
【００６９】
このように、遮光膜４０を形成することで、隣接する副画素への侵入する光や迷光をより効果的に減衰させることができる。但し、副画素のピッチが小さくなると、遮光膜を形成するプロセス精度等から、装置自体の開口率や視野角に影響が出る場合があるため、これらを考慮して遮光膜４０の配置を決める必要がある。遮光膜４０は、例えば、ブラックレジストをフォトリソプロセスによるパターニングによって形成することによって高精度に形成することが可能である。
【００７０】
［第四の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第四の実施形態について説明する。図８は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第四の実施形態を示す平面模式図である。尚、本実施形態においては、第一乃至第三の実施形態との相違点を中心に説明し、第一乃至第三の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図８は、図１と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１（白色有機ＥＬ素子）は、第一乃至第三の実施形態と同様の方法で形成される。
【００７１】
図８の有機ＥＬ発光装置５は、図１及び図２の有機ＥＬ発光装置１と比較して、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）とマイクロレンズとの間に低屈折率層２５が設けられていない。その代わり図８の有機ＥＬ発光装置５では、カラーフィルタ２４の屈折率がマイクロレンズの屈折率よりも大きくなるように設定されている。このような簡易な構成によっても、本発明の作用効果を奏することができる。
【００７２】
本実施形態において、スネル則で計算した入射層（カラーフィルタ２４）とマイクロレンズ１１との全反射角度の関係は、下記表４に示される通りである。
【００７３】
【表４】
【００７４】
ただしカラーフィルタ２４の屈折率は、最大でも樹脂材料の屈折率程度までであり、およそ１．７程度である。そのためマイクロレンズ１１の屈折率を小さくするならば、例えば、およそ１．４０程度に設定する。ただしマイクロレンズ１１の屈折率が低くなると、マイクロレンズ１１自体の集光性能が低下することがある。そのため本実施形態においては、マイクロレンズ１１の性能、製造コスト、製造プロセス等の制約を考慮しながらマイクロレンズ１１の材料を決める必要がある。
【００７５】
本実施形態の有機ＥＬ発光装置についても第一の実施形態と同様に光線追跡シミュレーション（商用名：ＺＥＭＡＸ）で、光源から出力された光の光路のシミュレーションを行った。
【００７６】
図９は、図８の有機ＥＬ発光装置における光線追跡の計算結果を示す断面概略図である。ところで図９に示されるように、特定の副画素（発光副画素）に設けられている光源３０から出力された光は大きく分けて下記（Ａ）乃至（Ｃ）に示される三種類に分類される。尚、図９中の光源３０は、図８の有機ＥＬ素子２１に対応する。
（Ａ）当該副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３１（以下、単に「光３１」という場合がある。）
（Ｂ）当該副画素に隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズを経由して装置外部へ出射する出射光３２（以下、単に「光３２」という場合がある。）
（Ｃ）各層の界面（カラーフィルタ２４と空気との界面、緩衝層２３とカラーフィルタ２４との界面、ガスバリア層２２と緩衝層２３との界面）で全反射され装置内部へ戻される出射光３３（以下、単に「光３３」という場合がある。）
尚、低屈折率層を設けていない有機ＥＬ発光装置では、図９に示されるように隣接する副画素に対応して設けられているマイクロレンズから光源３０から出射された光が装置の外へ出射していくことがある（出射光３２）。ここで本実施形態のように、カラーフィルタ２４の屈折率をマイクロレンズ１１の屈折率よりも大きくなるように設定する。こうすることで、図９に示されるように特定の副画素から当該副画素に隣接する画素のマイクロレンズに侵入する光３２の光量を図３と比較して半分以下に抑えられることを確認できる。
【００７７】
ここで互いに隣接する副画素間における各副画素に設けられる各光源３０の設置間隔及び光源３０からマイクロレンズ１１までの距離を適宜調整する。そして特定の副画素に設けられる光源３０から当該副画素に隣接する副画素へ侵入する光において、この光が当該隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズ１１への入射するときの角度（入射角）を全反射角以上に設定する。そうすると、隣接する副画素に対応して設けられるマイクロレンズからの光の出射を略無にすることも可能である。尚、この場合では、画素ピッチ、ガスバリア層の膜厚、プロセス歩留まり等を考慮して設定する必要がある。
【００７８】
また有機ＥＬ素子の光取り出し側の上に設けられている複数の部材において、各層の屈折率は光の出射方向に沿って小さくなるように設定するのが好ましい。本実施形態では、光源３０とマイクロレンズ１１との間に設けられる層、例えば、図８に示されるガスバリア層２２、緩衝層２３、カラーフィルタ２４、マイクロレンズ１１において、各層の屈折率は光の出射方向に沿って小さくなるように設定するのが好ましい。そして本発明の第二の態様では、上記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差は、カラーフィルタ２４（色変換部材）とマイクロレンズ１１との間で最大にするのが特に好ましい。
【００７９】
［第五の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第五の実施形態について説明する。図１０は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第五の実施形態を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第四の実施形態との相違点を中心に説明し、第四の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図１０は、図１と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに、本実施形態において、基板２０上に形成される有機ＥＬ素子２１は、第一の実施形態と同様の方法で形成される。
【００８０】
本実施形態においては、第四の実施形態と比較して、ガスバリア層２２及び緩衝層２３を、層内において屈折率が段階的に変化する層となっている点で異なる。具体的には、光の出射方向に沿って屈折率が段階的に減少するように設定されている。これにより、上部電極からカラーフィルタ２４に至るまでの層の屈折率を滑らかにすることができる。またこうすることでカラーフィルタ２４より下層において生じ得る光の全反射の量を減らし、より多くの光をカラーフィルタ２４まで導くことができる。尚、ここでいう屈折率を滑らかにするとは、隣接する層間の屈折率差を小さくすることをいう。
【００８１】
本実施形態の具体例としては、下記表５のように屈折率が設定されている有機ＥＬ発光装置がある。
【００８２】
【表５】
【００８３】
本実施形態において、ガスバリア層２２及び緩衝層２３をそれぞれ成膜・形成する際には、Ｐ−ＣＶＤ法等を採用することができる。ここでＰ−ＣＶＤによりガスバリア層２２及び緩衝層２３を成膜する場合は、ガス混合比を調整することで、層内の屈折率が連続的に変化するようにガスバリア層２２及び緩衝層２３を形成することが可能である。
【００８４】
［第六の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明の第六の実施形態について説明する。図１１は、本発明の有機ＥＬ発光装置における第六の実施形態を示す断面模式図である。尚、本実施形態においては、第四及び第五の実施形態との相違点を中心に説明し、第四又は第五の実施形態と同様のものについては同一の符号を付けるなりして説明を省略することがある。また図１１は、図５と同様の平面構成の有機ＥＬ発光装置のＡＢ断面を表す断面模式図である。さらに、本実施形態において、基板２０上に形成される白色有機ＥＬ素子２１は、第四及び第五の実施形態と同様の方法で形成される。
【００８５】
図１１の有機ＥＬ発光装置７は、各カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の外周に遮光膜４０が形成されている。言い換えると、遮光膜４０は、互いに隣接する画素にそれぞれ設けられている２枚のカラーフィルタに挟まれるように形成されている。
【００８６】
このように、遮光膜４０を形成することで、隣接する画素への侵入する光や迷光をより効果的に減衰させることができる。但し、副画素のピッチが小さくなると、遮光膜を形成するプロセス精度等から、開口率や視野角に影響が出る場合があるため、これらを考慮して遮光膜４０の配置を決める必要がある。遮光膜４０は、例えば、ブラックレジストをフォトリソプロセスによるパターニングによって形成することによって高精度に形成することが可能である。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例にて本発明の有機ＥＬ発光装置を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００８８】
［実施例１］
図２に示される有機ＥＬ発光装置を、以下に示す方法で作製した。
【００８９】
まず下地層がＣｒであり、表面がＡｌ合金で形成されている下部電極を配設した回路基板（基板２０）を、ＵＶ／オゾンにて洗浄処理を行った。尚、この回路基板上の画素領域には、反射膜であるＡｌＳｉ膜と、Ａｎｏｄｅ電極として機能するＩＴＯ膜とが、この順で、フォトリソグラフィー技術により積層体として形成されている。また副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のサイズは、それぞれ約４．２μ×約１２．６μｍ程度である。さらに各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）には、赤副画素２Ｒと、緑副画素２Ｇと、青副画素２Ｂと、のうちのいずれかの副画素が含まれており、これら三種類の副画素を１つずつ合わせることで１つの画素が構成されている。一方、本実施例において、最隣接画素間の距離は、図１のＡＢ線上において約６μｍである。
【００９０】
次に、真空蒸着法により、有機化合物層を構成する正孔注入層、正孔輸送層、電子障壁層、Ｃｙａｎ発光層、Ｙｅｌｌｏｗ発光層、正孔障壁層、電子輸送層及び電子注入層を、この順で形成した。そして電子注入層上に、スパッタリング法でＩＺＯを成膜し上部電極を形成し有機ＥＬ素子２１）白色有機ＥＬ素子）を作製した。
【００９１】
次に、有機ＥＬ素子２１が形成されている基板１０を、大気中に解放せず、かつ露点状況を維持しながらＰＥＣＶＤ装置に搬入した。次に、ＳｉＮ（屈折率：１．８５）を成膜してガスバリア層２２を形成した。このときガスバリア層２２の膜厚は２μｍであった。次に、連続してＳｉＯＮ（屈折率：１．７０）を成膜して緩衝層２３を形成した。このとき緩衝層２３の膜厚は０．２μｍであった。
【００９２】
次に、緩衝層２３まで形成した基板２０を大気中に解放した後、濡れ性及び平坦化性を上げるための薄膜（屈折率：１．６、不図示）を形成した。このとき当該薄膜の膜厚は０．２μｍであった。尚、この薄膜は、次の工程で形成するカラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の下地層として機能する。
【００９３】
次に、各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）に対応する位置に、フォトリソグラフィー技術により、カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成した。このときカラーフィルタの膜厚は１μｍであった。次に、カラーフィルタ（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）の上に、屈折率が低い樹脂材料（屈折率１．３５）を塗布成膜して低屈折率層２５を形成した。このとき低屈折率層２５の膜厚は０．２μｍであった。
【００９４】
次に、感光性樹脂（屈折率１．６５）からなる薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィー技術で露光・現像して、リフロー処理することで、複数のレンズ形状（マイクロレンズ１１）を、各副画素に対応する位置に配置されるように作製した。このときマイクロレンズ１１の形状は、直径５μｍの半球形状の凸形状のレンズであった。以上により、有機ＥＬ発光装置を得た。
【００９５】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、低屈折率層２５を設けないで作製した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。
【００９６】
［実施例２］
図５に示される有機ＥＬ発光装置３を、以下に説明する方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の部分については説明を省略することがある。また本実施例において副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）のサイズは、それぞれ約５．３μｍ×約１５．９μｍ程度である。さらに各副画素領域（１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ）には、赤副画素２Ｒと、緑副画素２Ｇと、青副画素２Ｂと、のうちのいずれかの副画素が含まれており、これら三種類の副画素を１つずつ合わせることで１つの画素が構成されている。一方、本実施例において、最隣接画素間の距離は、図１のＡＢ線上において約７．５μｍである。
【００９７】
本実施例では、実施例１において、ガスバリア層２２及び緩衝層２３の形成方法を変更したことを除いては、実施例１と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。以下に、本実施例におけるガスバリア層２２及び緩衝層２３の形成方法を説明する。
【００９８】
（ガスバリア層の形成方法）
ＰＥＣＶＤ装置を用いてガスバリア層２２の成膜を行った。具体的には、ガスバリア層２２を構成するＳｉ及びＮの各原料ガスの流量を調整して、膜中のＳｉ／Ｎ比率が段階的に変化するように成膜した。これにより、屈折率が１．９５から１．８０まで徐々に変化するガスバリア層２２を形成した。
【００９９】
（緩衝層の形成方法）
ＰＥＣＶＤ装置を用いて緩衝層２３の成膜を行った。具体的には、緩衝層２３を構成するＳｉ、Ｎ及びＯの各原料ガスの流量を調整して、膜中のＳｉ／Ｎ／Ｏの比率が段階的に変化するように成膜した。これにより、屈折率が１．７５から１．６０まで徐々に変化する緩衝層２３を形成した。
【０１００】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また実施例１と同様の比較評価を行ったところ、実施例１と同様に、約６０°以上の高視野角から観察したときに偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認できた。尚、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、隣接する画素へ侵入する光の大部分を全反射できる構成であるため、高角度側での偽色、漏れ光の発生を実施例１よりも抑えることができた。
【０１０１】
［実施例３］
図７に示される有機ＥＬ発光装置４を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例２との相違点を中心に説明し、実施例２と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１０２】
本実施例においては、実施例２において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成する前に、フォトリソプロセスにより、副画素領域１０の境界部の近傍を囲むようにブラックレジストをパターニング形成した。これを除いては、実施例２と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１０３】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また実施例１と同様の比較評価を行ったところ、実施例１と同様に、約６０°以上の高視野角から観察したときに偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認できた。尚、本実施例では、遮光膜４０にて隣接する画素への侵入する光や迷光を遮断することができるため、高角度側での偽色、漏れ光の発生を実施例１よりも抑えることができた。
【０１０４】
［実施例４］
図８に示される有機ＥＬ発光装置５を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例１との相違点を中心に説明し、実施例１と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１０５】
本実施例においては、実施例１において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成した後、低屈折率層２５の形成を省略してマイクロレンズ１１をカラーフィルタ２４上に形成した。またカラーフィルタ２４の屈折率を１．６５に設定し、マイクロレンズ１１の屈折率を１．４５に設定した。これらを除いては、実施例１と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１０６】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、カラーフィルタ２４及びマイクロレンズの屈折率をそれぞれ１．５５、１．６５に設定した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。
【０１０７】
［実施例５］
図１０に示される有機ＥＬ発光装置６を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例２との相違点を中心に説明し、実施例２と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１０８】
本実施例においては、実施例２において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）をそれぞれ形成した後、低屈折率層２５の形成を省略してマイクロレンズ１１をカラーフィルタ２４上に形成した。またカラーフィルタ２４の屈折率を１．６５に設定し、マイクロレンズ１１の屈折率を１．４５に設定した。これらを除いては、実施例２と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１０９】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、カラーフィルタ２４及びマイクロレンズの屈折率をそれぞれ１．５５、１．６５に設定した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。
【０１１０】
［実施例６］
図１１に示される有機ＥＬ発光装置７を、以下に示す方法により作製した。尚、以下の説明に当たっては、実施例３との相違点を中心に説明し、実施例３と同様の部分については説明を省略することがある。
【０１１１】
本実施例においては、実施例３において、カラーフィルタ２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）それぞれを形成した後、低屈折率層２５の形成を省略してマイクロレンズ１１をカラーフィルタ２４上に形成した。またカラーフィルタ２４の屈折率を１．６５に設定し、マイクロレンズ１１の屈折率を１．４５に設定した。これらを除いては、実施例３と同様の方法により、有機ＥＬ発光装置を作製した。
【０１１２】
以上のようにして作製した有機ＥＬ発光装置について、駆動回路を通じ給電することで点灯させた。また本実施例の効果を確認するために、カラーフィルタ２４及びマイクロレンズの屈折率をそれぞれ１．５５、１．６５に設定した有機ＥＬ発光装置と性能を比較した。その結果、本実施例の有機ＥＬ発光装置は、特に、約６０°以上の高視野角から観察したときに、偽色、漏れ光の発生が抑えられていることが確認された。尚、本実施例では、遮光膜４０にて隣接する画素への侵入する光や迷光を遮断することができるため、高角度側での偽色、漏れ光の発生を実施例４や実施例５よりも抑えることができた。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、白色発光する白色有機ＥＬ素子と、マイクロレンズと、を備える有機ＥＬ発光装置において、隣接する画素との混色防止のための技術として利用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１（３，４，５，６，７）：有機ＥＬ発光装置、２Ｒ（２Ｇ、２Ｂ）：画素、１０：副画素領域、１１：マイクロレンズ、２０：基板、２１：有機ＥＬ素子（白色有機ＥＬ素子）、２２：ガスバリア層、２３：緩衝層、２４（２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂ）：カラーフィルタ、２５：低屈折率層、３０：光源、３１（３２，３３）：出射光、４０：遮光膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、低屈折率層と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記低屈折率層の屈折率が、前記色変換部材及び前記マイクロレンズの屈折率よりも小さいことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側と前記色変換部材との間に、さらにガスバリア層と、緩衝層と、を備え、
前記ガスバリア層及び前記緩衝層が、層内において屈折率が段階的に変化する層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項３】
前記低屈折率層が、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、シリカエアロゲル又はフッ素樹脂からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項４】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側と前記マイクロレンズとの間に設けられている複数の層が、光の出射方向に沿って屈折率の小さい順に設けられており、
前記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差が、前記色変換部材と前記低屈折率層との間で最も大きいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項５】
有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記色変換部材の屈折率が前記マイクロレンズの屈折率よりも大きいことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置。
【請求項６】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側と前記色変換部材との間に、さらにガスバリア層と、緩衝層と、を備え、
前記ガスバリア層及び前記緩衝層が、層内において屈折率が段階的に変化する層であることを特徴とする、請求項５に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項７】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側の上に設けられている複数の部材が、光の出射方向に沿って屈折率の小さい順に設けられており、
前記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差が、前記色変換部材と前記マイクロレンズとの間で最も大きいことを特徴とする、請求項５又は６に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項８】
前記色変換部材の外周に遮光膜がさらに設けられていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項１】
有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、低屈折率層と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記低屈折率層の屈折率が、前記色変換部材及び前記マイクロレンズの屈折率よりも小さいことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側と前記色変換部材との間に、さらにガスバリア層と、緩衝層と、を備え、
前記ガスバリア層及び前記緩衝層が、層内において屈折率が段階的に変化する層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項３】
前記低屈折率層が、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム、シリカエアロゲル又はフッ素樹脂からなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項４】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側と前記マイクロレンズとの間に設けられている複数の層が、光の出射方向に沿って屈折率の小さい順に設けられており、
前記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差が、前記色変換部材と前記低屈折率層との間で最も大きいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項５】
有機ＥＬ素子の光取り出し側に、色変換部材と、マイクロレンズと、をこの順に設け、
前記色変換部材の屈折率が前記マイクロレンズの屈折率よりも大きいことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置。
【請求項６】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側と前記色変換部材との間に、さらにガスバリア層と、緩衝層と、を備え、
前記ガスバリア層及び前記緩衝層が、層内において屈折率が段階的に変化する層であることを特徴とする、請求項５に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項７】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し側の上に設けられている複数の部材が、光の出射方向に沿って屈折率の小さい順に設けられており、
前記複数の層において、互いに隣接する層間の屈折率差が、前記色変換部材と前記マイクロレンズとの間で最も大きいことを特徴とする、請求項５又は６に記載の有機ＥＬ発光装置。
【請求項８】
前記色変換部材の外周に遮光膜がさらに設けられていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５８４４７（Ｐ２０１３−５８４４７Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７２８１（Ｐ２０１１−１９７２８１）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]