電極付き基板、その製造方法、有機ＬＥＤ素子およびその製造方法
【課題】光取り出し効率を向上しつつも、放熱性を高め、高効率で長寿命の有機ＬＥＤ素子などの光デバイスを提供する。
【解決手段】本発明の電極付基板は、反射性の基板と、前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層と、前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備したことを特徴とする。
【解決手段】本発明の電極付基板は、反射性の基板と、前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層と、前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極付き基板、その製造方法、有機ＬＥＤ素子およびその製造方法に係り、特に、有機ＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの光取り出し構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＬＥＤ素子は、有機層を電極間に挟み、電極間に電圧を印加して、ホール、電子を注入し、有機層内で再結合させて、発光分子が励起状態から基底状態に至る過程で発生する光を取り出すもので、ディスプレイやバックライト、照明用途に用いられている。
有機層の屈折率は波長４３０ｎｍで１．８〜２．１程度である。一方、例えば透光性電極層としてＩＴＯ（酸化インジウム錫：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いる場合の屈折率は、ＩＴＯ成膜条件や組成（Ｓｎ-Ｉｎ比率）で異なるが、１．９〜２．１程度が一般的である。このように有機層と透光性電極層の屈折率は近く、発光光は有機層と透光性電極層間で全反射することなく、透光性電極層と透光性基板の界面に到達する。透光性基板には通常ガラスや樹脂基板が用いられるが、これらの屈折率は１．５〜１．６程度であり、有機層あるいは透光性電極層よりも低屈折率である。スネルの法則から考えると、ガラス基板に浅い角度で進入しようとした光は全反射で有機層方向に反射され、反射性電極で再度反射され再び、ガラス基板の界面に到達する。この時、ガラス基板への入射角度は変わらないため、反射を有機層、透光性電極層内で繰り返し、ガラス基板から外に取り出すことができない。概算では、発光光の６０％程度がこのモード（有機層・透光性電極層伝播モード）で取り出せないことが分かる。同様なことが基板、大気界面でも起き、これにより発光光の２０％程度がガラス内部を伝播して、光が取り出せない（基板伝播モード）。従って、有機ＬＥＤ素子の外部に取り出せる光の量は、発光光の２０％足らずになっているのが現状である。
【０００３】
また特許文献１では、透光性電極と基板との間に粒子を含有しない低屈折率層と、光散乱粒子含有浸みだし光散乱層とを形成し、光取り出し効率を向上する素子構成の記載がある（特許文献１段落０１１３）。この構成は、光取り出し側に基板側に光散乱粒子含有浸み出し光散乱層を設け、光の浸み出しにより光を有効に取り出す構造の素子である。
ところで、上記有機ＬＥＤ素子は、基板側から光取り出しを行う、いわゆるボトムエミッション型素子であった。これは基板側から光取出しを行なうように、安価で保護性の高いガラス基板を使用することができ、また最適な層配列で構成されるため、下地層の段差に起因する膜厚のばらつきを生じることもない。
【０００４】
これに対し、特許文献２に示すように、基板の素子形成面側から光を取り出すいわゆるトップエミッション型の有機ＬＥＤ素子も提案されている。ここでは、散乱層または反射性散乱層と素子部との間に発光層の屈折率よりも高屈折率の平坦化膜を形成し、凹凸による素子劣化を低減する素子構成の記載がある（特許文献２段落００５４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９６４３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年高輝度特性を持つ有機ＬＥＤ素子が求められる傾向が高まっており、大電流化が進むにつれて、放熱の問題が生じている。ガラスなどの放熱性の悪い基板を用いると、素子の温度が上昇し、輝度劣化の加速や電極間短絡などの問題が顕在化している。ここで、熱伝導率の良い基板を用いた素子が望まれている。熱伝導の良い基板としては、金属やセラミクスなど反射性基板が挙げられ、反射性基板を用いた有機ＬＥＤ素子などの光デバイスの実用化が望まれている。
【０００７】
しかしながら、高輝度特性を得るために大電流を流すような場合に、反射性基板を用いると、配線パターンの引き回しにも自由度が高まり、取り出し抵抗の低減をはかることができる一方で、反射性基板による反射光が基板あるいは素子側面に出てしまい、取り出し効率が十分ではなかった。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、光取り出し効率を向上しつつも、高効率で長寿命の有機ＬＥＤ素子などの光デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明の電極付基板は、反射性の基板と、前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層と、前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、散乱層の存在により、効率よくトップエミッションを取り出すことができ、光取り出し効率が向上する。
【００１０】
また、本発明は、上記電極付き基板であって、前記散乱層は、前記基板上に形成され、透過する光の少なくとも１波長に対して第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備したガラスからなる散乱層と、前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備した電極付き基板であって、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっているものを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記電極付き基板であって、前記透光性電極が、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い第３の屈折率を有するものを含む。
さらにまた、前記第３の屈折率は第１の屈折率よりも高く、その差が０．２を越えないように形成されていてもよい。
【００１２】
また、本発明は、上記電極付き基板であって、前記散乱層の透光性電極側の表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝２μｍにおける前記散乱物質の密度ρ４に対し、ρ４＞ρ３を満たすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層表面の表面粗さＲａが３０ｎｍ以下である。
【００１４】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層中における前記散乱物質の含有率は少なくとも１ｖｏｌ％である。
【００１５】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質は気泡である。
【００１６】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質は前記ベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である。
【００１７】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質は前記ベース層を構成するガラスの析出結晶である。
【００１８】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質の前記散乱層１ｍｍ２当たりの数は、少なくとも１×１０４個である。
【００１９】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質のうち、最大長さが５μｍ以上である散乱の割合が１５%以下である。
【００２０】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層は、前記ガラス基板上に所望のパターンを構成するように選択的に形成される。
【００２１】
また、本発明は、上記電極付き基板において、波長λ（４３０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍ）のうち少なくとも一つの波長における前記第１の屈折率は１．８以上である。
【００２２】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層の、１００℃から４００℃における平均熱膨張係数が、７０×１０−７（℃−１）から９５×１０−７（℃−１）であり、且つガラス転移温度が、４５０℃から５５０℃であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層が、ｍｏｌ％表記で、Ｐ２Ｏ５ １５〜３０％、ＳｉＯ２ ０〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１８％、Ｎｂ２Ｏ５ ５〜４０％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜３０％、ただし、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜６０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％を含むガラスをベース材とするものを含む。
【００２４】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層が、Ｐ２Ｏ５が２０〜３０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が、３〜１４ｍｏｌ％、Ｌｉ２ＯとＮａ２ＯとＫ２Ｏの総量が１０〜２０ｍｏｌ％、Ｂｉ２Ｏ３が１０〜２０ｍｏｌ％、ＴｉＯ２が３〜１５ｍｏｌ％、Ｎｂ２Ｏ５が１０〜２０ｍｏｌ％、ＷＯ３が５〜１５ｍｏｌ％を含む。
【００２５】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記反射性の基板は、金属製の基板である。
この構成により、放熱性が高められ、大電流下での使用が容易となる。
【００２６】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記反射性の基板は、表面を金属膜で被覆された基板である。
【００２７】
また、本発明の電極付き基板の製造方法は、反射性の基板を用意する工程と、前記基板上に、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層を形成する工程と、前記散乱層上に透光性電極を形成する工程とを含む。
【００２８】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記散乱層を形成する工程は、前記基板上にガラス粉末を含む塗布材料を塗布する工程と、前記塗布されたガラス粉末を焼成する工程とを含み、第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備し、前記散乱層内部から最表面にむかって、散乱層中の散乱物質の層内分布が、小さくなっている散乱層を形成する。
【００２９】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも４０〜１００℃以上高い温度で焼成する工程を含む。
【００３０】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも６０〜１００℃以上高い温度で焼成する工程を含む。
【００３１】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも４０〜６０℃高い温度で焼成する工程を含む。
【００３２】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記塗布する工程は、粒径のＤ１０が０．２μｍ以上でかつ、Ｄ９０が５μｍ以下であるガラス粉末を塗布する工程を含む。
【００３３】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記第１電極としての前記透光性電極上に発光機能を有する層を形成する工程と、前記発光機能を有する層上に第２電極を形成する工程とを含む。
【００３４】
また、本発明の有機ＬＥＤ素子は、反射性の基板と、前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を備えたガラスからなる散乱層と、前記散乱層上に形成された第１の透光性電極と、前記第１の透光性電極上に形成される有機層と、前記有機層上に形成される第２の透光性電極とを備える。
【００３５】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記反射性の基板は、金属製の基板である。
【００３６】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記反射性の基板は、表面を金属膜で被覆された基板である。
ここで反射性の基板としてガラス基板などの透光性基板を金属膜で被覆した基板を用いる場合、透光性基板側に散乱層を形成したもの、金属膜側に散乱層を形成したもの、いずれも有効である。
【００３７】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記散乱層は、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質と、を備えるとともに、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっているものを含む。
【００３８】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記第１の透光性電極は、前記散乱層上に形成され、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い前記波長における第３の屈折率を有するものを含む。
また、上記有機ＬＥＤ素子において、前記第１の透光性電極は、前記散乱層上に形成され、前記第１の屈折率よりも高く、その差が０．２を越えないように形成された第３の屈折率を有するものであってもよい。
【００３９】
また、本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法は、反射性の基板を準備する工程と、前記基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数個の散乱物質と、を備えたガラスからなる散乱層を形成する工程と、前記散乱層上に、第１の透光性電極を形成する工程と、前記第１の透光性電極上に有機層を形成する工程と、前記有機層上に第２の透光性電極を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、基板側からの放熱が可能であり、長寿命で信頼性の高い有機ＬＥＤ素子を提供することが可能となる。光の取り出し効率を向上することができ、取り出し効率の高い光デバイスを提供することが可能な、電極付き基板を提供することが可能となる。
また、散乱層をガラスで構成することにより、安定性と高強度性を実現することができ、本来のガラスからなる透光性基板に比べて厚みを増大することなく、散乱性に優れた透光性基板を提供することが可能となる。
本発明によれば、取り出し効率を最大で発光光の９８％まで向上した有機ＬＥＤ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１の電極付き基板および有機ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
【図２】光取り出し効率（％）と散乱物質の密度（個／ｍｍ３）の関係および散乱物質の含有率（ｖｏｌ％）と散乱物質の密度（個／ｍｍ３）の関係を示す図である。
【図３】光取り出し効率（％）と散乱物質の直径（μｍ）の関係および散乱物質の含有率（ｖｏｌ％）と散乱物質の直径（μｍ）の関係を示す図である。
【図４】取り出し光量（Ｗ）と散乱物質の散乱物質の屈折率との関係を示す図である。
【図５】取り出し光量（Ｗ）と散乱物質のベース材の屈折率との関係を示す図である。
【図６】取り出し光量（Ｗ）と散乱層のベース材の透過率との関係を示す図である。
【図７】取り出し光量（Ｗ）と基板の反射率（％）との関係を示す図である。
【図８】取り出し光量（Ｗ）と散乱層の膜厚（μｍ）との関係を示す図である。
【図９】取り出し光量（Ｗ）と散乱粒子密度との関係を示す図である。
【図１０】シミュレーションを行う有機ＬＥＤ素子の断面図である。
【図１１】導波モードによるロスと屈折率との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の電極付き基板の散乱層を構成するガラス粒子の塗布時の状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の電極付き基板の散乱層を構成するガラス粒子の焼成時の状態を示す模式図である。
【図１４】本発明の比較例としてガラスの軟化温度よりも低い温度で焼成したときの散乱層の状態を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の散乱層（ガラスの軟化温度よりも十分に高い温度で焼成したとき）の状態を示す模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態１の散乱層表面のうねりの状態を示す模式図である。
【図１７】散乱層表面のミクロな凹部を示す模式図である。
【図１８】散乱層表面のミクロな凹部を示す模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態１の散乱層表面の状態を示す模式図である。
【図２０】比較例（焼成温度が高すぎたとき）の散乱層表面の状態を示す模式図である。
【図２１】本発明の実施の形態２の有機ＬＥＤ素子用を示す図
【図２２】本発明の実施の形態３の有機ＬＥＤ素子用を示す図
【図２３】本発明の有機ＬＥＤ素子用基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２５】有機ＬＥＤ表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態４の有機ＬＥＤ素子を示す断面図である。
【図２７】例１と例２の条件において、正面から観測した結果である。
【図２８】評価素子の構造を示す、図２９のＣ方向から見たＡ−Ａ線における断面図である。
【図２９】図２８のＢ方向から見た評価素子の上面図である。
【図３０】本発明の実施例２の電極付き基板の散乱層の焼成温度と表面粗さの関係を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
（実施の形態１）
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態１の電極付き基板および有機ＬＥＤ素子について説明する。図１は、この電極付き基板を備えた有機ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。（ａ）は断面説明図、（ｂ）は光の出射方向を示す概略断面図である。
本発明の有機ＬＥＤ素子は、図１に示すように、電極付き基板１００と、有機層１１０と、透光性電極１２０とにより構成される。電極付き基板１００は、反射性基板１０１と、散乱層１０２と、透光性電極１０３とにより構成される。
【００４３】
ここで反射性基板１０１の厚さｔ１は１ｍｍであり、この上に形成される散乱層１０２は、膜厚ｔ２が３０μｍ、屈折率２．０のベース材１０５に屈折率１．０の散乱物質１０４を１μｍΦ、１０７個/ｍｍ３含有する。また透光性電極１０３は、膜厚ｔ３が１．５μｍ、屈折率１．９の酸化インジウム錫層からなり、この上層に、発光機能を有する層としての膜厚ｔ４が１．６μｍ、屈折率１．９の有機層１１０と、膜厚ｔ５が０．８μｍ、屈折率１．９の酸化インジウム錫層からなる透光性電極１２０が形成され素子部を構成している。なおここで反射性基板１０１としては反射率１００％となる金属材料を選択する。
【００４４】
本発明で用いられる電極付き基板１００は、前述したように反射性の基板１０１と、前記基板１０１上に形成されたガラスからなる散乱層１０２と透光性電極１０３を具備し、前記散乱層が、透過する光の１波長に対して第１の屈折率を有するベース材１０５と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質１０４とを具備し、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっている。そしてこの透光性電極１０３は、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い第３の屈折率を有する。
また、ガラスからなる前記散乱層１０２の半分の厚さ（δ／２）における散乱物質の密度ρ１と、前記透光性電極と対向する側の前記散乱層の表面（すなわち基板側の表面）から距離ｘ（δ／２＜ｘ≦δ）における散乱物質の密度ρ２とは、ρ１≧ρ２を満たす。
【００４５】
さらに、ガラスからなる前記散乱層の透光性電極側表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝２μｍにおける前記散乱物質の密度ρ４に対し、ρ４＞ρ３を満たすようにするのが好ましい。
【００４６】
さらにまた、ガラスからなる前記散乱層の透光性電極側表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝５μｍにおける前記散乱物質の密度ρ５に対し、ρ５＞ρ３を満たすようにするのが好ましい。
【００４７】
この構成によれば、気泡や析出結晶あるいはベース材と異なる組成の材料からなる散乱物質がガラス層からなる散乱層表層および直下に存在する確率が、散乱層内部より低く構成されており、平滑な表面を得ることができる。このため、例えば有機ＬＥＤ素子を形成する場合、透光性基板の表面すなわち散乱層表面が平滑であるため、この上層に形成される透光性電極（第１電極）表面が平滑であり、この上層に塗布法などによって発光機能を有する層などを形成する場合にも、発光機能を有する層を均一に形成することができ、透光性電極と、発光機能を有する層上に形成される透光性電極（第２電極）表面との間の電極間距離も均一となる。その結果、発光機能を有する層に局所的に大電圧が印加されることもないため、長寿命化をはかることができる。また高解像度ディスプレイのように、微細画素で構成する表示装置を形成する場合には、微細な画素パターンを形成する必要があり、表面の凹凸は、画素の位置やサイズにばらつきが生じる原因となるだけでなく、この凸凹で有機ＬＥＤ素子が短絡してしまうという問題があったが、微細パターンを精度よく形成することができる。
また、反射性基板を用いた、トップエミッション構造をとるため、基板側の配線の引き回しも膜厚も制約なしに形成することができ、低抵抗化が可能となり、大電流デバイスの形成が可能である。
また反射性基板として金属基板や金属酸化物基板などの熱伝導性の良好な基板を用いれば、放熱性も良好であり、特性が良好で信頼性の高い有機ＬＥＤ素子を提供することが可能となる。
【００４８】
（計算方法）
本発明者らは、散乱層の特性を知るために、光学シミュレーションを行い、それぞれのパラメータについて、その取り出し効率に与える影響を調べた。用いた計算ソフトはＣＹＢＥＲＮＥＴ社のＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓである。本ソフトは光線追跡ソフトであると同時に、散乱層はＭｉｅ散乱の理論式を適用することが可能である。計算に用いたモデルは図１に示したものである。ここでは図１に示したように、直径１０ｍｍφの有機エレクトロルミネッセンス素子の積層体の中に一辺Ｌ１が２ｍｍの正方形状で厚さＬ２が１．２μｍの発光部１１０ＬＥＲを考える。受光部Ｒｃは、素子上方０．１μｍのところに大きさ１０ｍｍφの円で設置している。実際に電荷注入・輸送層、発光部などの発光機能を有する層として用いられる有機層１１０の厚さは、合計０．１μｍから０．３μｍ程度であるが、光線追跡では光線の角度は厚さを変えても変わらないことから、計算可能な膜厚として、上記値を用いた。また、各層の屈折率も上記値を用いた。散乱層１０２はベース材と散乱粒子から構成され、散乱粒子は屈折率１．０で直径１μｍの球が、１０７（個／ｍｍ３）の密度で分布しているものとした。また反射性基板１０１では、反射率は１００％とした。また、各層内での吸収はないものとした。この有機層１１０内の発光部１１０ＬＥＲでは、波長５５０ｎｍの光が、合計６面から指向性を持たずに出射するものとする。全光束量を１Ｗとし、光線本数を１万本として計算した。光取り出し効率は受光部Ｒｃに到達した光（Ｗ）／１（Ｗ）×１００（％）として算出した。また有機層が薄いことから、厳密に考えると干渉による導波路モードが立つが、幾何光学的に扱っても、大きく結果を変えることはないので、本発明の構成による効果を計算で見積もるには十分である。但し透光性電極１０３の屈折率が、散乱層のベース材の屈折率よりも大きくなる場合では、導波路的な考察が必要となる為、別途導波路計算を行った。以下上記条件をベースに各パラメータを変化させたときの取り出し光量の変化を計算した。
【００４９】
（散乱層がない場合）
散乱層がない構造での取り出し光量は０．１５０Ｗであった。このことから取り出し効率は１５．０％であることが分かる。
【００５０】
（散乱層内の散乱物質の密度）
図２は、取り出し光量と散乱物質の密度との関係を示す図である。図２に示すように、散乱層中における散乱物質の密度が上昇するに連れて、取り出し光量が増大していることが分かる。散乱粒子数が１０４個／ｍｍ３でも、取り出し効率が１８．５Ｗとなっており、上述した散乱層がない場合と比較して取り出し光量の改善が認められるが、１０５個／ｍｍ３以上あれば、取り出し効率は、２５％以上となる。さらに望ましくは、１０６個／ｍｍ３以上であれば、取り出し効率は７０％以上とさらに向上する。また１０７個／ｍｍ３以上であれば、取り出し効率は、９０％以上となり最も望ましい。
【００５１】
（散乱物質の大きさ）
次に、図３に、散乱粒子の直径と取り出し光量の関係を測定した結果を示す。散乱粒子径が大きくなるに従って、取り出し光量が多くなることが分かる。散乱粒子が大きくなるに連れて、ガラス内部に均一に配置することが困難になるため、散乱粒子径は、望ましくは、０．１〜５μｍであり、さらに望ましくは、０．２〜３μｍであり、最も望ましくは、０．５〜２μｍである。また図２及び図３から、散乱粒子の含有量は、０．００１ｖｏｌ％でも改善効果が認められるが、０．１ｖｏｌ％以上であることが望ましく、１ｖｏｌ％以上であることが更に望ましく、５ｖｏｌ％以上が最も望ましい。
【００５２】
（散乱物質の屈折率）
図４に散乱物質の屈折率と取り出し光量の関係を測定した結果を示す。ここで散乱層ベース材の屈折率は２．０である。散乱層ベース材と散乱物質の屈折率差が、０．１以上であれば、光取出しが改善されるが、屈折率差が０．２以上が望ましく、０．３以上が更に望ましい。
【００５３】
（散乱層ベース材の屈折率）
図５に散乱層ベース材の屈折率と取り出し光量の関係を測定した結果を示す。ベース材の屈折率が透光性電極の屈折率と同じか大きい場合には、取り出し光量が高く望ましい。ベース材の屈折率が小さくなるに連れて、取り出し光量が下がることが分かる。なお、ベース材の屈折率が透光性電極の屈折率よりも小さい場合においては、導波路的な考察が必要なため後述する。
【００５４】
（散乱層ベース材の透過率）
散乱層ベース材のバルクとしての透過率と取り出し光量の関係を測定した結果を図６に示す。１ｍｍ厚の透過率が、２０％以上であれば、４０％以上の取り出し効率が得られる。また、１ｍｍ厚の透過率が、７０％以上であれば、７０％以上の取り出し効率が得られる。さらに望ましくは、１ｍｍ厚の透過率が、９５％以上である。このときは、９０％以上の取り出し効率が得られ、最も望ましい。
【００５５】
（基板反射率）
次に、基板反射率と取り出し光量の関係を測定した結果を図７に示す。ここで反射はミラー反射を想定しているが、拡散反射性基板を用いても良い。この図から明らかなように反射率が低下するにつれて、取り出し光量が減少することが分かる。ここで反射率が５０％以上であれば、取り出し効率は２０％以上となり、反射率が８０％以上であれば、取り出し効率は４０％以上となりさらに望ましく、反射率が９０％以上であれば、５５％以上の取り出し効率が得られ最も望ましい。
【００５６】
（散乱層の厚さ）
次に、散乱層の厚さを変更したときの取り出し光量を図８に示す。ここで散乱粒子密度は１０７（個/ｍｍ３）、粒子径は1μｍである。このように散乱層膜厚が厚くなるほど、取り出し効率が向上する。散乱層膜厚が１μｍ以上であれば、５５％以上の取り出し効率が得られるが、５μｍ以上であれば、８０％以上の光取出しが可能であり、さらに望ましく、１０μｍ以上であれば、９０％以上の光取り出しが可能であり最も望ましい。
【００５７】
（散乱層単位面積当たりの散乱粒子数密度）
散乱粒子の密度及び、散乱層の厚さを変更した場合の取り出し光量の変化について、散乱層単位面積あたりの散乱粒子数と取り出し光量の関係に換算した。結果を図９に示す。ａは散乱層の厚さｔ２を示す。
このように、１０４（個/ｍｍ２）以上であれば、光取り出し効率は５０％以上であり望ましく、１０５（個/ｍｍ２）以上であれば、光取り出し効率は８０％以上でありさらに望ましく、１０６（個/ｍｍ２）以上であれば、光取り出し効率は９０％以上であり最も望ましい。散乱粒子の密度を変えずに散乱層の厚さｔ２を変えた場合でも、単位面積当たりの散乱粒子数が変わる。
【００５８】
（散乱層ベース材屈折率と透光性電極屈折率の関係の導波路的考察）
先に述べたように、透光性電極１０３の屈折率が散乱層ベース材の屈折率よりも大きい場合には、導波路的な考察が必要である。
以下、図面を用いて、散乱層のベース材の屈折率と透光性電極の屈折率との関係を導波路的に考察したシミュレーション結果を示す。ここでいう導波路的考察とは、透光性電極内に存在が許されるモードの存在割合を計算する事を意味しており、具体的には外部から有機層に光を入射させ、その光がどの程度有機層から透光性電極へ移譲し、透光性電極中を漏れずに伝播するかを計算した。
【００５９】
図１０は、このシミュレーションを行うに際し、想定した有機ＬＥＤ素子のサンプルの断面図である。サンプルの有機ＬＥＤ素子は、高屈折率を有する散乱層１０２と、散乱層１０２上に設けられる透光性電極１０３と、透光性電極１０３上に設けられる有機層１１０および透光性電極１２０とを備えるものとした。散乱層１０２は、屈折率２．０のガラスとした。散乱層１０２のベース材の屈折率と透光性電極１０３の屈折率との関係に注目するため、散乱層１０２（１０２Ｂ）は、ベース材のみで構成され、散乱物質を含まないものとした。高い光取り出し効率を得るためには、散乱物質が重要な要素であることに変わりはない。散乱層の厚みは有機層、透光性電極に比べて、十分厚いため、散乱層の厚さについては考慮しないことにした。透光性電極１０３は、厚さ０．１〜０．８μｍ、屈折率１．９６〜２．２とした。
【００６０】
ここで、有機層１１０と透光性電極１２０は一体と考え、厚さ０．１５μｍ、屈折率２．０とした。なお、実際の有機層１１０は複数の層からなる積層体であるが、散乱層１０２のベース材の屈折率と透光性電極１０３の屈折率との関係に注目するため、透光性電極１０３と合わせて単層とした。以上のように想定したモデルをＢＰＭ法（Ｂｅａｍ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）を用いて計算した。ここで、計算波長を４７０ｎｍ、有機層へ入射させる光のモードをガウシアン、計算結果を示す出力モニターを透光性電極内に存在する光強度、計算ステップをＸ＝０．０１μｍ、Ｙ＝０．００５μｍ、Ｚ＝０．５μｍ、計算領域をＸ：±４μｍ、Ｙ：＋４μｍ、−２μｍ、Ｚ：＋１０００μｍとした。
【００６１】
図１１は、シミュレーションの結果を示す図である。図１１の縦軸は透光性電極１０３内の導波路モードのエネルギー量で、取り出し損失に相当する量である。横軸は透光性電極１０３の屈折率である。凡例は透光性電極１０３の膜厚を示している。図からわかるように、透光性電極１０３の屈折率が散乱層のベース材の屈折率より同じか、低い場合には、導波路モードの損失は見られない。一方透光性電極１０３の屈折率が散乱層１０２のベース材の屈折率より高い場合には、その屈折率差（Δｎ）が大きくなるにつれて、損失が大きくなる。図中でデータが振動しているのは、受光部Ｒｃでの電界強度が条件により変化する影響を受けているためだが、上記傾向は変わらない。また透光性電極の厚さが０．１μｍから０．３μｍの場合では、損失が発生する透光性電極１０３の屈折率は、それぞれ２．１０、２．０６、２．０４となっているが、それよりも厚い場合には、２．０を超えると損失が生じている。しかしながら、Δｎが０．２以下であれば、透光性電極１０３の膜厚が変化しても、損失は７％以下であり、散乱層の光取り出し改善効果を十分保つことが可能である。
【００６２】
なお、散乱層は反射性基板である金属基板上に直接形成されているが、例えば金属基板上にスパッタ法によってシリカ薄膜を形成した後、散乱層を形成するなど、バリア層を介して形成してもよい。しかし、反射性基板上に接着剤や有機層を介する事無くガラスからなる散乱層を形成することで、極めて安定でかつ平坦な表面を得ることができる上、無機物質のみで構成することで、熱的に安定で長寿命の光デバイスを形成することが可能となる。
【００６３】
次に、このような散乱層の持つ特性について詳細に説明する。
ガラス粉末を焼成する場合、ガラス粉末を好適な方法で、塗布した状態の概念図を図１２に示す。ここでは本発明の電極付き基板を構成する散乱層であるガラス層の最上部の断面を示している。この状態は、例えば、溶剤あるいは樹脂と溶剤を混合したものにガラス粒子Ｇを分散させ所望の厚さに塗布することで得られる。例えば、ガラス粒子Ｇの大きさは最大長さで０．１から１０μｍ程度のものを用いる。樹脂と溶剤を混合した場合には、ガラス粒子Ｇが分散した樹脂膜を加熱し、樹脂を分解することで、図１２の状態が得られる。図１２は簡略して記載しているが、ガラス粒の間には、隙間が空いている。
【００６４】
仮にガラス粒子Ｇのガラス粒の大きさに分布があれば、大きなガラス粒子Ｇの間の隙間に小さいガラス粒子が入り込む構造になると考えられる。さらに温度を上げると、ガラスの軟化温度より１０℃から２０℃低い温度で、ガラスの粒子同士が融着し始める。この時の様子を図１３に示す。ガラス粒同士が融着すると、図１２のガラス粒子の間に形成された隙間はガラスが軟化することで変形し、ガラス中に閉空間を形成する。ガラス粒子の最上層では、ガラス粒子同士が融着することで、散乱層１０２（ガラス層）の最表面を形成する。最表面では、閉空間にならない隙間は、凹みとして存在している。
【００６５】
更に温度を上げるとガラスの軟化、流動が進み、ガラス内部の隙間は球形の気泡を形成する、ガラス最表面２００では、ガラス粒子Ｇの隙間に起因する凹みは平滑化されていく。この様子を図１４に示す。ガラス粒子Ｇの隙間による気泡だけでなく、ガラスが軟化する際にガスが発生し、気泡を形成する場合もある。例えば、ガラス層表面に有機物が付着している場合には、それが分解してＣＯ２を生じ気泡を生じる場合もある。またこのように熱で分解する物質を導入し積極的に気泡を発生させても良い。このような状態は通常軟化温度付近で得られる。ガラスの粘度は、軟化温度で１０７．６ポアズと高く、気泡の大きさが数μｍ以下であれば、浮上することができない。従って小さな気泡を発生するように材料組成を調整するとともに、さらに温度を上げるか、保持時間を長くするかで、気泡の浮上を抑えつつ、表面をさらに平滑にすることが可能である。このようにして、表面を平滑にした状態から冷却すると図１５に示すような散乱物質の密度が、散乱層内部よりも表面で小さく、表面が平滑な散乱層が得られる。
【００６６】
このように、ガラス層を形成するための材料組成および焼成温度を調整することにより、ガラス層中には気泡を残しつつ、かつガラス層最表面には、気泡や、凹みの発生を抑制することが可能である。つまり、散乱物質の上昇を防ぎ、ガラス層に残留させて表面まで上昇しないように、焼成温度プロファイルを調整すると共に焼成時間を調整することで、散乱特性に優れ、表面平滑性の高い、電極付き基板を提供することが可能となる。
【００６７】
またこの時に、処理温度、ガラス層用ガラス材料、ガラス粒の大きさ、基板材料によっては、ガラス層最表面がうねることがある。その概念図を図１６に示す。ここでうねりとは、周期λが、１０μｍ以上のものである。うねりの大きさ（粗さ）は、Ｒａで０．０１μｍから５μｍ程度である。このようなうねりが存在している場合でもミクロな平滑性は保たれている。処理温度が低い場合では、最表面のミクロな凹部が残る場合があるが、焼成時間を長くとることで、凹部の形状は、図１７に示すようなオーバーハング状ではなく、図１８に示すように緩やとなる。ここでオーバーハングとは、図１７のようにθが鋭角になっていることであり、緩やかとは図１８中のθが鈍角あるいは直角であることを言う。このように緩やかである場合には、この凹部により有機ＬＥＤ素子が電極間短絡を起こす可能性は低いと言える。焼成温度はガラス転移温度から、４０℃から６０℃程度高いことが望ましい。あまり温度が低すぎると、焼結不足となり表面が平滑にならないので、焼成温度はガラス転移温度から、５０℃から６０℃程度高いことが更に望ましい。
【００６８】
また、結晶化しやすいガラスを用いることで、ガラス層内部に結晶を析出させることが可能である。この時結晶の大きさが０．１μｍ以上であれば、光散乱物質として機能する。この時の様子を図１９に示す。焼成温度を適切に選ぶことで、このようにガラス層最表面での結晶析出を抑制しつつかつ、ガラス層内部に結晶を析出させることが可能となる。具体的には、ガラス転移温度から６０℃から１００℃程度温度が高くするのが望ましい。この程度の温度上昇であれば、ガラスの粘性が高く、気泡が浮上することはない。
【００６９】
温度が高すぎる場合には、ガラス層最表面でも結晶が析出してしまい、最表面の平滑性が失われる為、好ましくない。概念図を図２０に示す。従って、焼成温度はガラス転移温度から６０℃から８０℃度程度高くすることがより望ましく、さらには６０℃から７０℃高くすることが最も望ましい。このような手法によりガラス層中に、気泡や析出結晶を散乱物質として存在させ、ガラス最表面ではそれらの発生を抑制することが可能である。これらが可能であるのは、ガラスがある温度範囲で自らが平坦化し、かつ気泡は浮上しない高粘性を実現できる、あるいは結晶を析出できるためである。樹脂では上述のような高粘性でプロセスを制御するのは困難であり、また結晶を析出させることもできない。
【００７０】
このように、材料組成や焼成条件を調整することで、前記散乱層最表面の散乱物質の密度が、前記散乱層内部の散乱物質の密度より小さい基板を得ることができる。
また、ガラスからなる前記散乱層の半分の厚さにおける散乱物質の密度ρ１と、散乱層最表面からの距離ｘが０≦ｘ≦δを満足する、ｘにおける散乱物質の密度ρ２が、ρ１≧ρ２を満たすδが存在するような基板を用いることで、十分な散乱特性を有しかつ平滑な表面を持つ基板を得ることが可能となる。
【００７１】
さらにまた、散乱層表面にはうねりが形成されている場合もある。うねりがある場合は、図１６に示すように、この散乱層表面の表面粗さＲａの、表面のうねりの波長Ｒλaに対する比Ｒａ/Ｒλａが１．０×１０−４以上３．０×１０−２以下であるのが望ましい。
【００７２】
また、前記散乱層表面の表面粗さＲａは３０ｎｍ以下であるのが望ましい。さらに望ましくは、前記散乱層の表面粗さが１０ｎｍ以下であるのが望ましい。
例えば、このような基板上に有機ＬＥＤ素子を形成する場合、例えば透光性電極は薄く形成する必要があるが、この透光性電極が下地の影響を受ける事無く形成できるのは表面粗さが３０ｎｍ以下、望ましくは１０ｎｍ以下である。表面粗さが３０ｎｍを越えると、その上に形成される有機層の被覆性が悪くなる場合があり、ガラス散乱層上に形成される透光性電極ともう一方の電極との間で短絡が発生する場合がある。電極間短絡により、素子は不灯となるが、過電流を印加することにより、修復することが可能な場合がある。修復を可能とするうえで、ガラス散乱層の粗さは望ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに望ましくは、３ｎｍ以下である。
なお、ある材料系では焼成温度を５７０℃以上としたときに表面粗さ１０ｎｍ以下とすることができることがわかっている（表１参照）。材料系によって最適な焼成条件は異なるが、散乱物質の種類や大きさをコントロールすることで散乱物質が最表面に存在するのを抑制し、表面平滑性に優れた散乱層を得ることができる。
【００７３】
【表１】
【００７４】
また、散乱物質の大きさは、散乱層中に気泡がある場合、気泡が大きくなると、焼成などの散乱層形成プロセスで浮力が大きくなり、浮上し易くなり、最表面に到達すると気泡が破裂し、表面平滑性を著しく低下させることになる可能性がある。また相対的にその部分の散乱物質の数が少なくなるためその部分のみ散乱性が低下することにもなる。このように大きな気泡が凝集すれば、むらとなって視認されることにもなる。さらにまた直径が５μｍ以上の気泡の割合が１５％以下であるのが望ましく、さらに望ましくは、１０％以下であり、さらに望ましくは７％以下である。また、散乱物質が気泡以外の場合でも、相対的にその部分の散乱物質の数が少なくなるため、その部分のみ散乱性が低下することになる。従って散乱物質の最大長さが５μｍ以上のものの割合が１５％以下であるのが望ましく、望ましくは１０％以下であり、さらに望ましくは７％以下である。
【００７５】
また、前記散乱層中における前記散乱物質の含有率は少なくとも１ｖｏｌ％であるのがのぞましい。
これは実験結果から１ｖｏｌ％以上散乱物質が含有されているとき、十分な光散乱性を得ることができることがわかる。
【００７６】
また、散乱物質としては、気泡である場合と、ベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である場合と、ベース層の析出結晶である場合とがあり、これら単体でもよいし、混合でもよい。
散乱物質が気泡である場合には、焼成温度などの焼成条件を調整することで、気泡の大きさや気泡分布や密度を調整可能である。
散乱物質がベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である場合には、材料組成物の調整、焼成温度などの焼成条件を調整することで、散乱物質の大きさや分布や密度を調整可能である。
前記散乱物質が前記ベース層を構成するガラスの析出結晶である場合には、焼成温度などの焼成条件を調整することで、気泡の大きさや気泡分布や密度を調整可能である。
【００７７】
また、波長λ（４３０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍ）のうち少なくとも一つの波長におけるベース層の第１の屈折率は１．８以上であるのが望ましい。高屈折率材料層を形成するのは困難であるが、ガラス材料の材料組成を調整することで、屈折率の調整が容易となる。
【００７８】
（実施の形態２）
＜有機ＬＥＤ素子の他の構成例＞
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態２の有機ＬＥＤ素子について説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付与し、説明を省略する。図２１は、本発明の有機ＬＥＤ素子の他の構造を示す断面図である。本発明の他の有機ＬＥＤ素子は、透光性電極付き基板１００として、透光性のガラス基板１０１Ｔ上に銀層からなる反射膜Ｒを形成し、この上層にガラス層からなる散乱層１０２を形成しこの上層にＩＴＯからなる透光性電極１０３を形成してなることを特徴とするものである。他部については前記実施の形態１と同様に形成されているため、ここでは説明を省略する。
【００７９】
（実施の形態３）
＜有機ＬＥＤ素子の他の構成例＞
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態３の有機ＬＥＤ素子について説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付与し、説明を省略する。図２２は、本発明の有機ＬＥＤ素子の他の構造を示す断面図である。本発明の他の有機ＬＥＤ素子では、透光性電極付き基板１００として、反射膜Ｒを透光性のガラス基板１０１Ｔの背面側に形成したものを用いた点で前記実施の形態２と異なるのみで、他は前記実施の形態２と同様に形成されている。
【００８０】
以下各部材について詳細に説明する。
＜基板＞
反射性基板としては、アルミニウム基板のように基板自体が反射性の基板である場合と、基板に反射膜を形成した基板とがある。前者としては、セラミックス、アルミナ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＬＴＣＣ（LOW TEMPERATURE CO-FIRED CERAMICS）などの多層セラミック基板、ＡｌＮ、結晶化ガラス、金属、鉄、銅、ステンレスなどが適用可能である。後者としては、ガラス基板などの透光性基板あるいは遮光性基板上に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｉ、Ｒｕなどの反射膜を形成したものが適用可能である。ここで特に望ましくはセラミックス（耐熱性）、更には、アルミナ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＬＴＣＣ（反射率）更にはアルミナ（熱伝導）が用いられる。
【００８１】
さらにまたシリカ/チタニア多層膜などの誘電体多層膜も有効である。なおガラス基板などの透光性基板を用いた場合には、反射膜の位置が素子側（上）と逆側（下）の２通りが考えられる。
さらにまた基板上にガラスビーズを敷き詰めるなどの方法により、ガラスビーズの回帰反射を利用することも可能である。
【００８２】
上述した基板材料のうち、反射性の基板としては、反射率の面では、Ａｇ、Ａｌなどの反射率が高い材料が特に望ましい。更には、耐熱性を考慮すると、基板はセラミックスが望ましい。更には、熱伝導を考慮すると基板はアルミナを用いるのが望ましい。さらに、実装作業性を考慮すると、サーマルビアを有したＬＴＣＣなどの多層セラミック基板などが適用可能である。
【００８３】
ここで、反射膜の位置が素子側でなく、素子と逆側である場合には、透光性基板１０１としては、主としてガラス基板など、可視光に対する透過率が高い材料が用いられる。ガラス基板の材料としては、アルカリガラス、無アルカリガラスまたは石英ガラスなどの無機ガラスがある。透光性の基板１０１の厚さは、ガラスの場合０．１ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。但し、あまり薄いと強度が低下するので、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが特に好ましい。
【００８４】
なお、散乱層をガラスフリットで作製するには、歪の問題等が生じるので、熱膨張係数は５０×１０−７／℃以上、好ましくは７０×１０−７／℃以上、より好ましくは８０×１０−７／℃以上が好ましい。
【００８５】
また、さらには散乱層の１００℃から４００℃における平均熱膨張係数が、７０×１０−７（℃−１）から９５×１０−７（℃−１）であり、且つガラス転移温度が、４５０℃から５５０℃であるのが望ましい。
【００８６】
＜散乱層＞
以下、散乱層の構成、作製方法、特性および屈折率の測定方法について、詳細に説明する。なお、詳細は後述するが、本発明の主眼である光取り出し効率の向上を実現するためには、散乱層の屈折率は、透光性電極材料の屈折率よりも同等若しくは高くすることが好ましい。
【００８７】
（構成）
本実施の形態では、散乱層１０２は、前述したように、塗布などの方法でガラス基板上にガラス粉末を形成し、所望の温度で焼成することで形成され、第１の屈折率を有するベース材１０５と、前記ベース材１０５中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質１０４とを具備し、前記散乱層内部から最表面にむかって、前記散乱層中の前記散乱物質の層内分布が、小さくなっており、ガラス層を用いることで前述したように、優れた散乱特性を有しつつも表面の平滑性を維持することができ、発光デバイスなどの光出射面側に用いることで極めて高効率の光取り出しを実現することができる。
また、散乱層としては、コーティングされた主表面を有する光透過率の高い材料（ベース材）が用いられる。ベース材としては、ガラス、結晶化ガラス、透光性樹脂、透光性セラミックスが用いられる。ガラスの材料としては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどの無機ガラスがある。なお、ベース材の内部には、複数の散乱物質１０４（例えば、気泡、析出結晶、ベース材とは異なる材料粒子、分相ガラスがある。）が形成されている。ここで、粒子とは固体の小さな物質をいい、例えば、フィラーやセラミックスがある。また、気泡とは、空気若しくはガスの物体をいう。また、分相ガラスとは、２種類以上のガラス相により構成されるガラスをいう。なお、散乱物質が気泡の場合、散乱物質の径とは空隙の長さをいう。
【００８８】
また、本発明の主たる目的である光取り出し効率の向上を実現するためには、ベース材の屈折率は、透光性電極材料の屈折率と同等若しくは高くするのが好ましい。屈折率が低い場合、ベース材と透光性電極材料との界面において、全反射による損失が生じてしまうためである。ベース材の屈折率は、少なくとも発光層の発光スペクトル範囲における一部分（例えば、赤、青、緑など）において上回っていれば良いが、発光スペクトル範囲全域（４３０ｎｍ〜６５０ｎｍ）に亘って上回っていることが好ましく、可視光の波長範囲全域（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）に亘って上回っていることがより好ましい。
【００８９】
また、有機ＬＥＤ素子の電極間の短絡を防ぐ為に散乱層主表面は平滑である必要がある。その為には散乱層の主表面から散乱物質が突出していることは好ましくない。散乱物質が散乱層の主表面から突出しないためにも、散乱物質が散乱層の主表面から０．２μｍ以内に存在していないことが好ましい。散乱層の主表面のＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）は３０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましく(表１参照)、１ｎｍ以下が特に望ましい。散乱物質とベース材の屈折率はいずれも高くても構わないが、屈折率の差（Δｎ）は、少なくとも発光層の発光スペクトル範囲における一部分において０．２以上であることが好ましい。十分な散乱特性を得るために、屈折率の差（Δｎ）は、発光スペクトル範囲全域（４３０ｎｍ〜６５０ｎｍ）若しくは可視光の波長範囲全域（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）に亘って０．２以上であることがより好ましい。
【００９０】
最大の屈折率差を得るためには、上記高光透過率材料としては高屈折率ガラス、散乱物質としては気体の物体すなわち気泡という構成とすることが望ましい。この場合、ベース材の屈折率はできるだけ高いことが望ましいため、ベース材を高屈折率のガラスとすることが好ましい。高屈折率のガラスの成分として、ネットワークフォーマとしてはＰ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｇｅ２Ｏ、ＴｅＯ２から選ばれる一種類または二種類以上の成分を、高屈折率成分として、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３から選ばれる一種類または二種類以上の成分を含有する高屈折率ガラスを使用することが出来る。その他に、ガラスの特性を調整する意味で、アルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物、フッ化物などを屈折率に対して要求される物性を損なわない範囲で使用しても良い。具体的なガラス系としてはＢ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系、Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ−Ｒ”Ｏ−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−ＷＯ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＴｅＯ２−ＺｎＯ系、Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＺｎＯ系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、Ｐ２Ｏ５−ＺｎＯ系、などが挙げられる。ここで、Ｒ’はアルカリ金属元素、Ｒ”はアルカリ土類金属元素を示す。なお、以上は例であり、上記の条件を満たすような構成であれば、この例に限定されるものではない。
【００９１】
ベース材に特定の透過率スペクトルを持たせることにより、発光の色味を変化させることもできる。着色剤としては、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、金属コロイドなどの公知のものを、単独であるいは組み合わせて使うことができる。
【００９２】
ここで、一般的に、バックライトや照明用途では、白色発光させることが必要である。白色化は、赤、青、緑を空間的に塗り分ける方法（塗り分け法）、異なる発光色を有する発光層を積層する方法（積層法）、青色発光した光を空間的に分離して設けた色変換材料で色変換する方法（色変換法）が知られている。バックライトや照明用途では、均一に白色を得ればよいので、積層法が一般的である。積層する発光層は加色混合で白になるような組み合わせを用いる、例えば、青緑層とオレンジ層を積層する場合や、赤、青、緑を積層する場合がある。特に、照明用途では照射面での色再現性が重要で、可視光領域に必要な発光スペクトルを有していることが望ましい。青緑層とオレンジ層を積層する場合には、緑色の発光強度が低い為、緑を多く含んだものを照明すると、色再現性が悪くなってしまう。積層方法は、空間的に色配置を変える必要がないというメリットがある一方で、以下２つの課題を抱えている。１つ目の問題は上記のように有機層の膜厚が薄いことから、取り出された発光光は干渉の影響を受ける。したがって、見る角度によって、色味が変化することになる。白色の場合には、人間の目の色味に対する感度が高い為、このような現象は問題になることがある。２つ目の問題は発光している間に、キャリアバランスがずれて、各色での発光輝度が変わり、色味が変わってしまうことである。
【００９３】
従来の有機ＬＥＤ素子は、散乱層若しくは拡散層に蛍光体を分散させる思想がないので、上述の色味が変わってしまうという問題点を解決できていない。そのため、従来の有機ＬＥＤ素子は、バックライトや照明用途としては、まだ不十分であった。しかし、本発明の有機ＬＥＤ素子用基板および有機ＬＥＤ素子は、散乱物質またはベース材に蛍光性物質を使用することができる。そのため、有機層からの発光により、波長変換を行い色味を変化させる効果をもたらすことができる。この場合には、有機ＬＥＤの発光色を減らすことが可能であり、かつ発光光は散乱されて出射するので、色味の角度依存性や色味の経時変化を抑制することができる。
【００９４】
（散乱層の作製方法）
散乱層の作製方法は、塗布および焼成により行うが、特に、１０〜１００μｍの厚膜を大面積に均一かつ迅速に形成するという観点から、ガラスをフリットペースト化して作製する方法が好ましい。フリットペースト法を活用するために、基板ガラスの熱変形を抑制するために、散乱層のガラスの軟化点（Ｔｓ）が基板ガラスの歪点（ＳＰ）よりも低く、かつ熱膨張係数αの差が小さいことが望ましい。軟化点と歪点の差は３０℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましい。また、散乱層と反射性基板の膨張率差は、±１０×１０−７（１／Ｋ）以下であることが好ましく、±５×１０−７（１／Ｋ）以下であることがより好ましい。ここで、フリットペーストとは、ガラス粉末が樹脂、溶剤、フィラーなどに分散したものを指す。フリットペーストをスクリーン印刷などのパターン形成技術を用いてパターニング、焼成することで、ガラス層被覆が可能となる。以下技術概要を示す。
【００９５】
（フリットペースト材料）
１．ガラス粉末
ガラス粉末粒径は１μm〜１０μmである。焼成された膜の熱膨張を制御するため、フィラーを入れることがある。フィラーは、具体的には、ジルコン、シリカ、アルミナなどが用いられ、粒径は０．１μm〜２０μmである。
【００９６】
以下にガラス材料について説明する。
本発明では、前記散乱層が、たとえばＰ２Ｏ５が２０〜３０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が、３〜１４ｍｏｌ％、Ｌｉ２ＯとＮａ２ＯとＫ２Ｏの総量が１０〜２０ｍｏｌ％、Ｂｉ２Ｏ３が１０〜２０ｍｏｌ％、ＴｉＯ２が３〜１５ｍｏｌ％、Ｎｂ２Ｏ５が１０〜２０ｍｏｌ％、ＷＯ３が５〜１５ｍｏｌ％を含み、以上成分の合量が、９０ｍｏｌ％以上であるものを用いる。
【００９７】
散乱層を形成するガラス組成としては、所望の散乱特性が得られ、フリットペースト化して焼成可能であれば特に限定はされないが、取り出し効率を最大化するためには、例えば、Ｐ２Ｏ５を必須成分として含有し、さらにＮｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する系、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＬａ２Ｏ３を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の一成分以上を含有する系、ＳｉＯ２を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の一成分以上を含有する系、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含有し、ネットワーク形成成分としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などを含有する系などが挙げられる。
【００９８】
なお、本発明において散乱層として使用する全てのガラス系において、環境に対して悪影響を及ぼす成分である、Ａｓ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＣｄＯ、ＴｈＯ２、ＨｇＯについては、原料由来の不純物としてやむを得ず混入する場合を除いて含まない。
【００９９】
Ｐ２Ｏ５を含み、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、Ｐ２Ｏ５ １５〜３０％、ＳｉＯ２ ０〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１８％、Ｎｂ２Ｏ５ ５〜４０％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜３０％、ただし、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜６０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１００】
各成分の効果は、ｍｏｌ％表記で、以下の通りである。
Ｐ２Ｏ５は、このガラス系の骨格を形成しガラス化させる必須成分であるが、含有量が小さすぎる場合、ガラスの失透性が大きくなりガラスを得ることができなくなるため、１５％以上が好ましく、１８％以上がより好ましい。一方、含有量が大きすぎると屈折率が低下するため、発明の目的を達成することができなくなる。従って、含有量は３０％以下が好ましく、２８％以下がより好ましい。
【０１０１】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス中に添加することにより耐失透性を向上させ、熱膨張率を低下させる成分である任意成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率が低下してしまうため、１８％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１０２】
ＳｉＯ２は、微量を添加することによりガラスを安定化させ、耐失透性を向上させる成分である任意成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率が低下してしまうため、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、８％以下が特に好ましい。
【０１０３】
Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を向上させ、耐侯性を高める効果も同時に有する必須成分である。そのため、含有量は、５％以上が好ましく、８％以上がより好ましい。一方、含有量が大きすぎると、失透性が強まりガラスが得られなくなってしまうため、その含有量は４０％以下が好ましく、３５％以下がより好ましい。
【０１０４】
ＴｉＯ２は、屈折率を向上させる任意成分であるが、含有量が大きすぎるとガラスの着色が強くなり、散乱層における損失が大きくなってしまい、光取り出し効率の向上という目的を達成することができなくなってしまう。そのため含有量は１５％以下が好ましく、１３％以下であるとさらに好ましい。
【０１０５】
ＷＯ３は、屈折率を向上させ、ガラス転移温度を低下させ焼成温度を低下させる任意成分であるが、過度に導入するとガラスが着色してしまい、光取り出し効率の低下をもたらすため、その含有量は５０％以下が好ましく、４５％以下がさらに好ましい。
【０１０６】
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を向上させる成分であり、ガラスの安定性を維持しながら比較的多量にガラス中に導入することができる。しかしながら過度に導入することにより、ガラスが着色し、透過率が低下してしまうという問題点が発生するため、含有量は３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
【０１０７】
屈折率を所望の値よりも高くするためには、上記Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３のうちの一成分またはそれ以上を必ず含まなくてはならない。具体的には（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）の合量が２０％以上であることが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。一方これらの成分の合量が大きすぎる場合、着色したり、失透性が強くなりすぎるため、６０％以下であることが好ましく、５５％以下であることがより好ましい。
【０１０８】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を向上させる任意成分であるが、添加量が大きすぎる場合、耐失透性が低下してしまうことに加え、価格が高いことから、その含有量は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。
【０１０９】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物（Ｒ２Ｏ）は、溶融性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる効果をもつと同時に、ガラス基板との親和性を高め、密着力を高める効果を有する。そのため、これらの１種類または２種類以上を含有していることが望ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合量として５％以上を含むことが望ましく、１０％以上であることがより好ましい。しかしながら、過剰に含有させると、ガラスの安定性を損なってしまうのに加え、いずれも屈折率を低下させる成分であるため、ガラスの屈折率が低下してしまい、所望の光取り出し効率の向上が望めなくなってしまう。そのため、合計の含有量は４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。
【０１１０】
Ｌｉ２Ｏは、ガラス転移温度を低下させ、溶解性を向上させるための成分である。しかしながら、含有量が多すぎると失透性が高くなりすぎ、均質なガラスを得ることができなくなる。また、熱膨張率が大きくなりすぎ、基板との膨張率差が大きくなってしまうとともに、屈折率も低下し所望の光取出し効率の向上を達成できなくなる。そのため、含有量は２０％以下であることが望ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。
【０１１１】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはいずれも溶融性を向上させる任意成分であるが、過度の含有により、屈折率が低下し、所望の光取り出し効率を達成できなくなってしまう。そのため、含有量はそれぞれ２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１１２】
ＺｎＯは、屈折率を向上させ、ガラス転移温度を低下させる成分であるが、過剰に添加するとガラスの失透性が高くなり均質なガラスを得ることができなくなる。そのため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１１３】
ＢａＯは、屈折率を向上させると同時に、溶解性を向上させる成分であるが、過剰に添加するとガラスの安定性を損なうため、その含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがより好ましい。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯは、溶融性を向上させる任意成分であるが、同時に屈折率を低下させる成分であるため、いずれも１０％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましい。
【０１１４】
高屈折率かつ安定なガラスを得るためには、上記成分の合量は、９０％以上であることが好ましく、９３％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
【０１１５】
以上に記載の成分の他に、必要なガラスの特性を損なわない範囲で、清澄剤やガラス化促進成分、屈折率調整成分、波長変換成分などを少量添加しても良い。具体的には、清澄剤としてはＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２が挙げられ、ガラス化促進成分としては、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、屈折率調整成分としては、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、波長変換成分としては、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３などの希土類成分などが挙げられる。
【０１１６】
Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、の一成分以上を含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜１０％、ＺｎＯ ５〜５０％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜２５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２５％、Ｙ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｙｂ２Ｏ３ ０〜２０％、ただし、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３ ５％〜３０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２０％、ＷＯ３ ０〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１１７】
各成分の効果は、ｍｏｌ％表記で、以下の通りである。
Ｂ２Ｏ３は、ネットワーク形成酸化物であり、このガラス系における必須成分である。含有量が少なすぎる場合、ガラス形成しなくなるか、ガラスの耐失透性の低下をもたらすため、２０％以上含有することが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。一方、含有量が多すぎると、屈折率が低下し、さらに対抗性の低下を招くため、含有量は６０％以下に制限され、より好ましくは５５％以下である。
【０１１８】
ＳｉＯ２は、この系のガラス中に添加されるとガラスの安定性を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎる場合、屈折率の低下やガラス転移温度の上昇をもたらす。そのため、含有量は２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
Ｌｉ２Ｏは、ガラス転移温度を低下させる成分である。しかしながら、導入量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低下してしまう。そのため、含有量は２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１１９】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは溶解性を向上させるが、導入により耐失透性の低下や屈折率の低下がもたらされるため、それぞれ１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましい。
ＺｎＯは、ガラスの屈折率を向上させるとともに、ガラス転移温度を低下させる必須成分である。そのため、導入量は５％以上が好ましく、７％以上がより好ましい。一方、添加量が大きすぎる場合、耐失透性が低下してしまい均質なガラスが得られなくなってしまうため、５０％以下であることが好ましく、４５％以下であることがより好ましい。
【０１２０】
Ｌａ２Ｏ３は高屈折率を達成し、かつＢ２Ｏ３系ガラスに導入すると耐侯性を向上させる必須成分である。そのため、含有量は５％以上であることが好ましく、７％以上であることがより好ましい。一方、導入量が大きすぎる場合、ガラス転移温度が高くなったり、ガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスが得られなくなってしまう。そのため、含有量は２５％以下が好ましく、２２％以下がさらに好ましい。
【０１２１】
Ｇｄ２Ｏ３は高屈折率を達成し、かつＢ２Ｏ３系ガラスに導入すると耐侯性を向上させ、Ｌａ２Ｏ３と共存させることにより、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎる場合、ガラスの安定性が低下してしまうため、その含有量は２５％以下が好ましく、２２％以下がさらに好ましい。
Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３は高屈折率を達成し、かつＢ２Ｏ３系ガラスに導入すると耐侯性を向上させ、Ｌａ２Ｏ３と共存させることにより、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎる場合、ガラスの安定性が低下してしまうため、含有量はそれぞれ２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることが好ましい。
【０１２２】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、といった希土類酸化物は、高屈折率を達成し、かつガラスの耐侯性を向上させるためには必須の成分であるため、これらの成分の合量、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３は５％以上であることが好ましく、８％以上であることがより好ましい。しかしながら、導入量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスを得ることができなくなるため、３０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。
【０１２３】
ＺｒＯ２は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
【０１２４】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２５】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２６】
ＷＯ３は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２７】
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、ガラスに着色が生じ透過率の低下をもたらし取り出し効率を低下させてしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２８】
ＢａＯは屈折率を向上させる成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下してしまうため、２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
本発明の目的に合致させるためには、以上に記載の成分の合量は９０％以上であることが望ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。以上に記載の成分以外であっても、清澄、溶解性向上などの目的で本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。このような成分として、例えば、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、フッ素が挙げられる。
【０１２９】
ＳｉＯ２を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３のうち一成分以上を含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、ＳｉＯ２ ２０〜５０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５ １〜２０％、ＴｉＯ２ １〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１５％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＺｒＯ２ ５〜４０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜４０％、Ｎａ２Ｏ ０〜３０％、Ｋ２Ｏ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １〜４０％、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１３０】
ＳｉＯ２はガラス形成をさせるためのネットワークフォーマとして働く必須成分であり、その含有量が少なすぎるとガラスを形成しなくなってしまうため２０％以上であることが好ましく、２２％以上であることがより好ましい。
【０１３１】
Ｂ２Ｏ３はＳｉＯ２と比較的少量添加することによりガラス形成を助け失透性を低下させるが、含有量が多すぎると、屈折率の低下をもたらすため、その含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがより好ましい。
【０１３２】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を向上させるための必須成分であり、その含有量は１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。しかしながら、過剰に添加することによりガラスの耐失透性を低下させ、均質なガラスを得ることができなくなるため、その含有量は２０％以下であることが望ましく、１８％以下であることがより好ましい。
【０１３３】
ＴｉＯ２は屈折率を向上させるための必須成分であり、その含有量は１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。しかしながら、過剰に添加することによりガラスの耐失透性を低下させ、均質なガラスを得ることができなくなり、さらに着色をもたらし、散乱層を光が伝播する際の吸収による損失を大きくしてしまう。そのため、その含有量は２０％以下であることが望ましく、１８％以下であることがより好ましい。
【０１３４】
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を向上させるための成分であるが、過剰に添加することによりガラスの耐失透性を低下させ、均質なガラスを得ることができなくなり、さらに着色をもたらし、散乱層を光が伝播する際の吸収による損失を大きくしてしまう。そのため、その含有量は１５％以下であることが望ましく、１２％以下であることがより好ましい。
【０１３５】
ＺｒＯ２は着色度を悪化させること無く屈折率を向上させる成分であるが、含有量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスが得られなくなってしまう。そのため、含有量は１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。
高屈折率のガラスを得るためには、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＺｒＯ２が５％以上であることが好ましく、８％以上であることがより好ましい。一方、この合量が大きすぎると、ガラスの耐失透性が低下したり、着色を生じたりするため、４０％以下が好ましく、３８％以下がより好ましい。
【０１３６】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは溶解性を向上させるとともにガラス転移温度を低下させる成分であり、さらにガラス基板との親和性を高める成分である。そのためこれらの成分の合量Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。一方、アルカリ酸化物成分の含有量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低くなり、均質なガラスが得られなくなるため、その含有量は、４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。
【０１３７】
ＢａＯは屈折率を向上させると同時に溶解性を向上させる成分であるが、過度に含有した場合、ガラスの安定性を損ない、均質なガラスを得ることができなくなるため、その含有量は２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１３８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯはガラスの溶解性を向上させる成分であり、適度に添加するとガラスの耐失透性を低下させることができるが、過度に含有すると失透性が高くなってしまい均質なガラスを得ることができなくなるため、その含有量はそれぞれ２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１３９】
本発明の目的に合致させるためには、以上に記載の成分の合量は９０％以上であることが望ましい。また、以上に記載の成分以外であっても、清澄、溶解性向上などの目的で本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。このような成分として、例えば、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３が挙げられる。
【０１４０】
Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含有し、ガラス形成助剤としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などを含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、Ｂｉ２Ｏ３ １０〜５０％、Ｂ２Ｏ３ １〜４０％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、ただし、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２ １０〜４０％、Ｐ２Ｏ５ ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１５％、Ｎａ２Ｏ ０〜１５％、Ｋ２Ｏ ０〜１５％、ＴｉＯ２ ０〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２０％、ＴｅＯ２ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＧｅＯ２ ０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１４１】
各成分の効果は、ｍｏｌ％表記で、以下の通りである。
Ｂｉ２Ｏ３は、高屈折率を達成し、かつ多量に導入しても安定にガラスを形成する必須成分である。そのため、その含有量は、１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましい。一方、過剰に添加すると、ガラスに着色が生じ、本来透過すべき光を吸収してしまい、取り出し効率が低下してしまうことに加え、失透性が高くなり、均質なガラスを得ることができなくなってしまう。そのため、含有量は５０％以下が好ましく、４５％以下がより好ましい。
Ｂ２Ｏ３は、Ｂｉ２Ｏ３を多量に含むガラスにおいて、ネットワークフォーマとして働き、ガラス形成を助ける必須成分であり、その含有量は、１％以上が好ましく、３％以上がより好ましい。しかしながら、添加量が大きすぎる場合、ガラスの屈折率が低下してしまうため、４０％以下が好ましく、３８％以下がより好ましい。
【０１４２】
ＳｉＯ２は、Ｂｉ２Ｏ３をネットワークフォーマとしてガラス形成を助ける働きをする成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率の低下をもたらすため、３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
【０１４３】
Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２は、組合わせることによってガラス形成を向上させるため、その合量は５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。一方、導入量が大きすぎる場合、屈折率が低下してしまうため、４０％以下であることが好ましく、３８％であることがより好ましい。
【０１４４】
Ｐ２Ｏ５は、ガラス形成を助けるとともに、着色度の悪化を抑制する成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率の低下をもたらすため、２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１４５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、ガラス溶解性を向上させ、さらにガラス転移温度を低下させるための成分であるが、過度に含有するとガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスを得ることができなくなってしまう。このため、それぞれ１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましい。また、以上のアルカリ酸化物成分の合量、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが大きすぎると屈折率の低下を招き、さらにガラスの耐失透性を低下させるため、３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
【０１４６】
ＴｉＯ２は、屈折率を向上させる成分であるが、含有量が大きすぎる場合、着色を生じたり、耐失透性が低下し、均質なガラスを得ることができなくなってしまう。そのため、含有量は２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１４７】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎるとガラスの耐失透性が低下し、安定なガラスが得られなくなってしまう。そのため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがさらに好ましい。
【０１４８】
ＴｅＯ２は着色度を悪化させずに屈折率を向上させる成分であるが、過度の導入により、耐失透性が低下し、フリット化したのちに焼成した時の着色の原因となるため、その含有量は２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１４９】
ＧｅＯ２は、屈折率を比較的高く維持しつつ、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、極めて高価であるため、含有量は１０％以下が好ましく、８％以下であることがより好ましく、含まないことがさらに好ましい。
【０１５０】
Ｇａ２Ｏ３は、屈折率を比較的高く維持しつつ、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、極めて高価であるため、含有量は１０％以下が好ましく、８％以下であることがより好ましく、含まないことがさらに好ましい。
【０１５１】
本発明の目的に合致させるためには、以上に記載の成分の合量は９０％以上であることが望ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。以上に記載の成分以外であっても、清澄、溶解性向上、屈折率調整などの目的で本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。このような成分として、例えば、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。
【０１５２】
散乱層を形成するガラス組成としては、所望の散乱特性が得られ、フリットペースト化して焼成可能であれば特に限定はされないが、取り出し効率を最大化するためには、例えば、Ｐ２Ｏ５を含み、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する系、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、の一成分以上を含有する系、ＳｉＯ２を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の一成分以上を含有する系、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含有し、ガラス形成助剤としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などを含有する系などが挙げられる。なお、本発明において散乱層として使用する全てのガラス系において、環境に対して悪影響を及ぼす成分である、Ａｓ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＣｄＯ、ＴｈＯ２、ＨｇＯについては、原料由来の不純物としてやむを得ず混入する場合を除いて含んでいてはならない。
【０１５３】
Ｐ２Ｏ５を含み、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する成分においては、以下の組成範囲のガラスが好ましい。なお、以下組成はｍｏｌ％で表記する。
【０１５４】
２．樹脂
樹脂は、スクリーン印刷後、塗膜中のガラス粉末、フィラーを支持するもので、必要に応じて使用される。具体例としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂などが用いられる。主剤として用いられるのは、エチルセルロースとニトロセルロースがある。なお、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂は塗膜強度向上の為の添加として用いられる。焼成時の脱バインダ温度は、エチルセルロースで３５０℃から４００℃、ニトロセルロースで２００℃から３００℃である。
【０１５５】
３．溶剤
樹脂を溶解しかつ印刷に必要な粘度を調整する。また印刷中には乾燥せず、乾燥工程では、すばやく乾燥する。沸点２００℃から２３０℃のものが望ましい。粘度、固形分比、乾燥速度調整のためブレンドして用いる。具体例としては、スクリーン印刷時のペーストの乾燥適合性からエーテル系溶剤（ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル、酢酸ブチルセロソルブ）、アルコール系溶剤（α−テルピネオール、パインオイル、ダワノール）、エステル系溶剤（２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）、フタル酸エステル系溶剤（ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＭＰ（ジメチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート））がある。主に用いられているのは、α−テルピネオールや２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）である。なお、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＭＰ（ジメチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）は、可塑剤としても機能する。
【０１５６】
４．その他
粘度調整、フリット分散促進の為、界面活性剤を使用しても良い。フリット表面改質の為、シランカップリング剤を使用しても良い。
【０１５７】
（フリットペースト膜の作製方法）
（１）フリットペースト
ガラス粉末とビヒクルを準備する。ここで、ビヒクルとは、樹脂、溶剤、界面活性剤を混合したものをいう。具体的には、５０℃〜８０℃に加熱した溶剤中に樹脂、界面活性剤などを投入し、その後４時間から１２時間程度静置したのち、ろ過し、得られる。
次に、ガラス粉末とビヒクルとを、プラネタリーミキサーで混合した後、３本ロールで均一分散させる。その後粘度調整のため、混練機で混練する。通常ガラス材料７０〜８０ｗｔ％に対してビヒクル２０〜３０ｗｔ％とする。
【０１５８】
（２）印刷
（１）で作製したフリットペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷する。スクリーン版のメッッシュ荒さ、乳剤の厚み、印刷時の押し圧、スキージ押し込み量などで形成される、フリットペースト膜の膜厚を制御できる。印刷後焼成炉で乾燥させる。
【０１５９】
（３）焼成
焼成炉で印刷、乾燥した基板を焼成する。焼成は、フリットペースト中の樹脂を分解・消失させる脱バインダ処理とガラス粉末を焼結、軟化させる焼成処理からなる。脱バインダ温度は、エチルセルロースで３５０℃〜４００℃、ニトロセルロースで２００℃〜３００℃であり、３０分から１時間大気雰囲気で加熱する。その後温度を上げて、ガラスを焼結、軟化させる。焼成温度は軟化温度から軟化温度＋２０℃であり、処理温度により内部に残存する気泡の形状、大きさが異なる。その後、冷却して基板上にガラス層が形成される。得られる膜の厚さは、５μｍ〜３０μｍであるが、印刷時に積層することでさらに厚いガラス層が形成可能である。
【０１６０】
なお、上記で印刷工程をドクターブレード印刷法、ダイコート印刷法を用いると、より厚い膜形成が可能となる（グリーンシート印刷）。ＰＥＴフィルム等の上に膜を形成した後、乾燥するとグリーンシートが得られる。次いでローラー等によりグリーンシートを基板上に熱圧着し、フリットペーストと同様の焼成行程を経て焼成膜を得る。得られる膜の厚さは、５０μｍ〜４００μｍであるが、グリーンシートを積層して用いることにより、さらに厚いガラス膜が形成可能である。
（散乱層の屈折率の測定方法）
散乱層の屈折率を測定するには、下記の２つの方法がある。
一つは、散乱層の組成を分析し、その後、同一組成のガラスを作製し、プリズム法にて屈折率を評価する。他の一つは、散乱層を１〜２μｍまで薄く研磨し、泡のない１０μｍΦ程度の領域で、エリプソ測定し、屈折率を評価する。なお、本発明では、プリズム法にて屈折率を評価することを前提としている。
【０１６１】
（散乱層の表面粗さ）
散乱層は、透光性電極が設けられる主表面を有している。上述したように、本発明の散乱層は、散乱物質を含有している。上述したように、散乱物質の径としては、大きければ大きいほど含有量が少なくても光取り出し効率の向上が図れる。しかし、発明者の実験によれば、径が大きければ大きいほど、散乱層の主表面から突出した場合に散乱層の主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなる傾向にある。上述したように、散乱層の主表面には透光性電極が設けられる。そのため、散乱層の主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きいほど、透光性電極と散乱層間で短絡し、有機ＬＥＤ素子が発光しないという問題がある。上述した特許文献１は、段落００１０において、基板に形成された凹凸が数μｍ程度であっても問題であること開示しているが、発明者らの実験によると、μｍの単位では有機ＬＥＤ素子の発光が得られないことがわかった。
【０１６２】
＜透光性電極＞
透光性電極（陽極）１０３は、有機層１１０で発生した光を外部に取り出すために、８０％以上の透光性が要求される。また、多くの正孔を注入するため、仕事関数が高いものが要求される。具体的には、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３：アルミニウムがドーピングされた亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３：ガリウムがドーピングされた亜鉛酸化物）、ＮｂドープＴｉＯ２、ＴａドープＴｉＯ２などの材料が用いられる。陽極１０３の厚さは、１００ｎｍ以上が好ましい。なお、陽極１０３の屈折率は、１．９〜２．２程度である。ここで、キャリア濃度を増加させると、ＩＴＯの屈折率を低下させることができる。市販されているＩＴＯは、ＳｎＯ２が１０ｗｔ％が標準となっているが、これより、Ｓｎ濃度を増やすことで、ＩＴＯの屈折率を下げることができる。但し、Ｓｎ濃度増加により、キャリア濃度は増加するが、移動度および透過率の低下がある為、これらのバランスをとって、Ｓｎ量を決める必要がある。
なお、透光性電極を陰極としても良いことは言うまでもない。
【０１６３】
＜有機層（発光機能を有する層）＞
有機層１１０は、発光機能を有する層であり、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とにより構成される。有機層１１０の屈折率は、１．７〜１．８程度である。
【０１６４】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は、陽極としての透光性電極１０３からの正孔注入障壁を低くするために、イオン化ポテンシャルの差が小さいものが要求される。正孔注入層における電極界面からの電荷の注入効率の向上は、素子の駆動電圧を下げるとともに、電荷の注入効率を高める。高分子では、ポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）がドープされたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、低分子ではフタロシアニン系の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が広く用いられる。
【０１６５】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、正孔注入層から注入された正孔を発光層に輸送する役割をする。適切なイオン化ポテンシャルと正孔移動度を有することが必要である。正孔輸送層は、具体的には、トリフェニルアミン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ナフチル）−４’−アミノビフェニル−４−イル］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＴＥ）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＨＴＭ２）およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などが用いられる。正孔輸送層の厚さは、１０ｎｍ〜１５０ｎｍが好ましい。厚さは薄ければ薄いほど低電圧化できるが、電極間短絡の問題から１０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが特に好ましい。
【０１６６】
＜発光層＞
発光層は、注入された電子と正孔が再結合する場を提供し、かつ、発光効率の高い材料を用いる。詳細に説明すると、発光層に用いられる発光ホスト材料および発光色素のドーピング材料は、陽極および陰極から注入された正孔および電子の再結合中心として機能する、また、発光層におけるホスト材料への発光色素のドーピングは、高い発光効率を得ると共に、発光波長を変換させる。これらは電荷注入のための適切なエネルギーレベルを有すること、化学的安定性や耐熱性に優れ、均質はアモルファス薄膜を形成することなどが求められる。また、発光色の種類や色純度が優れていることや発光効率の高いことが求められる。有機材料である発光材料には、低分子系と高分子系の材料がある。さらに、発光機構によって、蛍光材料、りん光材料に分類される。発光層は、具体的には、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、ビス（８−ヒドロキシ）キナルジンアルミニウムフェノキサイド（Ａｌｑ′２ＯＰｈ）、ビス（８−ヒドロキシ）キナルジンアルミニウム−２，５−ジメチルフェノキサイド（ＢＡｌｑ）、モノ（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）リチウム錯体（Ｌｉｑ）、モノ（８−キノリノラート）ナトリウム錯体（Ｎａｑ）、モノ（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）リチウム錯体、モノ（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）ナトリウム錯体およびビス（８−キノリノラート）カルシウム錯体（Ｃａｑ２）などのキノリン誘導体の金属錯体、テトラフェニルブタジエン、フェニルキナクドリン（ＱＤ）、アントラセン、ペリレン並びにコロネンなどの蛍光性物質が挙げられる。ホスト材料としては、キノリノラート錯体が好ましく、特に、８−キノリノールおよびその誘導体を配位子としたアルミニウム錯体が好ましい。
【０１６７】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、電極から注入された電子を輸送するという役割をする。電子輸送層は、具体的には、キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、オキサジアゾール誘導体（例えば、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）および２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）など）、トリアゾール誘導体、バソフェナントロリン誘導体、シロール誘導体などが用いられる。
【０１６８】
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子の注入効率を高めるものが要求される。電子注入層は、具体的には、陰極界面にリチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属をドープした層を設ける。
【０１６９】
＜透光性電極＞
透光性電極（陰極）１２０には、陽極と同様、ＩＴＯなどの透光性膜が用いられるが、仕事関数の小さな金属またはその合金の極薄膜を介して形成される場合もある。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属および周期表第３属の金属などが挙げられる。このうち、安価で化学的安定性の良い材料であることから、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはこれらの合金などが好ましく用いられる。いずれの場合も極薄膜と透光性導電膜との積層膜である。
【０１７０】
＜電極付き基板（有機ＬＥＤ素子）の製造方法＞
以下に、図面を用いて、本発明の電極付き基板の製造方法を説明する。図２３は、本発明の電極付き基板の製造方法を示すフローチャートである。本発明の電極付き基板の製造方法は、反射性基板を準備する工程（ステップ１１００）と、反射性基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長において第１の屈折率を有するベース材と、ベース材内部に設けられベース材と異なる屈折率を有する複数の散乱物質とを備えた散乱層を形成する工程（ステップ１１１０）と、散乱層上に、透光性電極を形成する工程（ステップ１１２０）とを有する。
【０１７１】
初めに、透光性基板上を反射膜で被覆した反射性基板を準備する（ステップ１１００）。ここで、透光性基板は、具体的には、ガラス基板やプラスチック基板が用いられる。
次に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長において第１の屈折率を有するベース材と、ベース材内部に設けられベース材と異なる屈折率を有する複数の散乱物質とを備えた散乱層を準備する。そして、準備した散乱層を反射性基板上に形成する（ステップ１１１０）。
【０１７２】
次に、散乱層上に、透光性電極、好ましくは、第１の屈折率と同じ若しくはより低い第２の屈折率を有する透光性電極を形成する（ステップ１１２０）。具体的に説明すると、基板上にＩＴＯを成膜して、そのＩＴＯ膜にエッチングを施すことによって形成する。ＩＴＯはスパッタや蒸着によって、反射膜で被覆したガラス基板全面に均一性よく成膜することができる。フォトリソグラフィーおよびエッチングによりＩＴＯパターンを形成する。このＩＴＯパターンが透光性電極（陽極）となる。レジストとしてはフェノールノボラック樹脂を使用し、露光現像を行う。エッチングはウェットエッチングあるいはドライエッチングのいずれでもよいが、例えば、塩酸および硝酸の混合水溶液を使用してＩＴＯをパターニングすることができる。レジスト剥離材としては例えば、モノエタノールアミンを使用することができる。
【０１７３】
＜有機ＬＥＤ素子の製造方法＞
以下に、図面を用いて、本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法を説明する。図２４は、本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法を示すフローチャートである。本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法は、反射性基板を準備する工程（ステップ１１００）と、反射性基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長において第１の屈折率を有するベース材と、ベース材内部に設けられベース材と異なる屈折率を有する複数の散乱物質とを備えた散乱層を形成する工程（ステップ１１１０）と、散乱層上に、透光性電極を形成する工程（ステップ１１２０）と、透光性電極上に有機層を形成する工程（ステップ１２００）と、有機層上に透光性電極を形成する工程（ステップ１２１０）とを有する。
【０１７４】
上述のステップ１１００からステップ１１２０を行った後、透光性電極上に有機層を形成する（ステップ１２００）。ここで、有機層は、塗布法と蒸着法の併用により、形成される。例えば、有機層のある１層以上が塗布法により形成されれば、その他の層は蒸着法により形成される。塗布法により形成した層の後、その上の層を蒸着法で形成する場合、蒸着法で有機層を形成する前に、濃縮乾燥硬化を行う。また、有機層は塗布法のみ蒸着法のみで形成するようにしてもよい。
【０１７５】
次に、有機層上に透光性電極を形成する（ステップ１２１０）。具体的に説明すると、有機層上に、ＩＴＯ等の透光性材料を蒸着することにより、透光性電極を形成する。
【０１７６】
次に上述の工程により形成された有機ＬＥＤ素子を封止するため、封止用の対向基板を製造する工程について説明する。まず。素子基板とは別のガラス基板を用意する。このガラス基板を加工して捕水材を収納するための捕水材収納部を形成する。捕水材収納部はガラス基板にレジストを塗布し、露光、現像により基板の一部を露出させる。この露出部分をエッチングにより薄くすることにより捕水材収納部を形成する。
【０１７７】
図２５に示すように、発光層としての有機層１１０の周囲に設けられたこの捕水材収納部１３００に酸化カルシウム等の捕水材１３１０を配置した後、二枚の基板を重ね合わせて接着する。なお、図２５は有機ＬＥＤ表示装置の構成を模式的に示す断面図である。具体的には、対向基板１３２０の捕水材収納部１３００が設けられた面に、ディスペンサを用いてシール材１３３０を塗布する。シール材１３３０として、例えば、エポキシ系紫外線硬化性樹脂を用いることができる。また、シール材１３３０は、有機ＬＥＤ素子と対向する領域の外周全体に塗布する。二枚の基板を位置合わせして対向させた後、紫外線を照射してシール材を硬化させ、基板同士を接着する。この後、シール材の硬化をより促進させるために、例えば、８０℃のクリーンオーブン中で１時間の熱処理を施す。この結果、シール材および一対の基板によって、有機ＬＥＤ素子が存在する基板間と、基板の外部とが隔離される。捕水材１３１０を配置することにより、封止された空間に残留または侵入してくる水分等による有機ＬＥＤ素子の劣化を防止することができる。
【０１７８】
有機層１１０からの発光が図の上方向に出射される。対向基板１３２０の有機ＬＥＤ素子が形成された面とは反対側の面すなわち、出射面に光学シート１３４０を貼り付ける。光学シート１３４０は偏光板と１／４波長板を有しており、反射防止膜として機能する。この光学シート１３４０が設けられた面側に有機薄膜層からの光が取り出される。
【０１７９】
基板の外周付近の不要部分を切断除去し、陽極配線１３５０に信号電極ドライバを接続し、陰極接続配線に走査電極ドライバを接続する。基板端部において各配線に接続される端子部が形成されている。この端子部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を貼付け、駆動回路が設けられたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）を接続する。具体的には端子部にＡＣＦを仮圧着する。ついで駆動回路が内蔵されたＴＣＰを端子部に本圧着する。これにより駆動回路が実装される。この有機ＬＥＤ表示パネルが筐体に取り付けられ、有機ＬＥＤ表示装置が完成する。上記は、ドットマトリックス表示素子の場合を示したが、キャラクター表示でもよく、又素子仕様によっては上記の構成の限りではない。
【０１８０】
（実施の形態４）
＜有機ＬＥＤ素子の他の構成例＞
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態４の有機ＬＥＤ素子について説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付与し、説明を省略する。図２６は、本発明の有機ＬＥＤ素子用積層体及び有機ＬＥＤ素子用積層体の他の構造を示す断面図である。本発明の他の有機ＬＥＤ素子は、透光性電極つき反射性基板（有機ＬＥＤ素子用積層体）１４００と、有機層１４１０と、透光性電極１２０とにより構成される。透光性電極付き基板１４００は、反射性の基板１０１と、散乱層１４０１と、透光性電極１０３とにより構成される。有機層１４１０は、正孔注入・輸送層１４１１と、発光層１４１２と、電子注入・輸送層１４１３とにより構成される。
【０１８１】
ここで、図１に示した実施の形態１の有機ＬＥＤ素子の発光層は、３つの層により構成されている。３つのいずれか一つの層は、３色の発光色（赤、緑、青）のいずれか一つの色を発光するように形成されている。しかし、図２６の有機ＬＥＤ素子の発光層１４１２は、散乱層１４０１の内部に設けられる複数の散乱物質１４２０を赤色および緑色の発光を行う蛍光発光材料（例えば、フィラー）とすることにより、青色のみを発光する一つの層により構成できる。つまり、本発明の有機ＬＥＤ素子の他の構成によれば、発光層を青・緑・赤色のいずれか一つの色を発光する層とすることができ、有機ＬＥＤ素子をダウンサイズすることができるという効果を奏する。
【０１８２】
なお本発明の透光性電極付き基板は、有機ＬＥＤ素子に限定されることなく、無機ＥＬ素子、液晶など、種々の発光デバイス、あるいは光量センサ、太陽電池などの受光デバイスなど光デバイスの高効率化に有効である。
【実施例】
【０１８３】
（散乱層の効果の実証）
以下、光取り出し効率の向上のために、散乱層が効果的であることの実証を説明する。試料１は本発明の散乱層を備えた実施例であり、試料２が内部に散乱物質が設けられていない散乱層を備えた比較例である。計算方法は、上述の散乱層の計算方法と同じである。以下、各条件および結果（取り出し効率）を表２に示す。
【０１８４】
【表２】
【０１８５】
実施例と比較例の前面取り出し効率の比較結果を図２７に示す。図２７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ試料２と試料１の条件において、光取り出し面側から観測した結果を示す図である。図２７に示すように、本発明の電極付き基板および有機ＬＥＤ素子によれば、未処置の場合に２０％程度の光取り出し効率を８０％程度まで向上させることが可能となる。
【０１８６】
以下に、図面を用いて、本発明の電極付き基板が外部取り出し効率を改善していることを確認するために行った評価実験の内容および結果について説明する。
【０１８７】
初めに、図２８および図２９に示される評価素子を準備した。ここで、図２８は評価素子の構造を示す、図２９のＣ方向から見たＡ−Ａ線における断面図である。図２９は、図２８のＢ方向から見た評価素子の上面図である。なお、図２９は、ガラス基板１６１０と散乱層１６２０の位置関係を明確にするため、ガラス基板１６１０と散乱層１６２０のみを記載している。これらのガラス基板は背面側に銀膜などの反射性膜を形成して反射性基板として用いられる。
【０１８８】
評価素子は、ガラス基板１６１０と、散乱層１６２０と、ＩＴＯ膜１６３０と、Ａｌｑ３（トリス（８−キリノリラート）アルミニウム錯体）膜１６４０と、ＩＴＯ膜１６５０とを有する。ここで、散乱層の有無による光取り出し効率の違いを比較するために、評価素子を散乱層ありの領域１６００Ａと散乱層なしの領域１６００Ｂの２つに分けた。散乱層ありの領域１６００Ａの評価素子は、ガラス基板１６１０上に散乱層１６２０が形成されている。散乱層なしの領域１６００Ｂの評価素子は、ガラス１６１０上にＩＴＯ膜１６３０が形成されている。
【０１８９】
ガラス基板は、旭硝子株式会社製ガラス基板[商品名：ＰＤ２００]を用いた。このガラスは歪点５７０℃、熱膨張係数８３×１０−７（１／℃）である。このような高歪点と高い熱膨張係数を有するガラス基板は、ガラスフリットペーストを焼成して散乱層を形成する場合に好適である。
【０１９０】
散乱層１６２０は、高屈折率ガラスフリットペースト層である。ここでは、散乱層１６２０として、表３に示す組成を有するガラスを作製した。このガラスのガラス転移温度は４８３℃、屈服点は５２８℃、熱膨張係数は８３×１０−７（１／℃）である。このガラスのＦ線（４８６．１３ｎｍ）での屈折率ｎＦは２．０３５５８、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での屈折率ｎｄは１．９９８１０、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）での屈折率ｎＣは１．９８３４４である。屈折率は、屈折率計（カルニュー光学工業社製、商品名：ＫＲＰ−２）で測定した。ガラス転移点（Ｔｇ）および屈服点(Ａｔ)は、熱分析装置（Ｂｒｕｋｅｒ社製、商品名：ＴＤ５０００ＳＡ）で熱膨張法により、昇温速度５℃／分で測定した。
【０１９１】
【表３】
【０１９２】
以下の手順で、散乱層１６２０を形成した。表３の比率で示される組成となるように、粉末原料を調合した。調合した粉末原料をアルミナ製のボールミルで１２時間乾式粉砕し、平均粒径（ｄ５０、積算値５０％の粒度、単位μｍ）が１〜３μｍであるガラス粉末を作製した。そして、得られたガラス粉末７５ｇを、有機ビヒクル（α―テルピネオール等にエチルセルロースを１０質量％程度溶解したもの）２５ｇと混練してペーストインク（ガラスペースト）を作製した。このガラスペーストを、前述のガラス基板上に、焼成後の膜厚が１５μｍ、３０μｍ、６０μｍ、１２０μｍとなるよう均一に印刷し、これを１５０℃で３０分間乾燥した後、一旦室温に戻し、４５０℃まで４５分で昇温し、４５０℃で１０時間保持し、その後、５５０℃まで１２分で昇温し、５５０℃で３０分間保持し、その後、室温まで３時間で降温し、ガラス基板上にガラス層を形成した。膜厚１２０μｍの散乱層については、膜厚が６０μｍにあるまで表面を研磨した。これにより形成された、ガラス膜中には、多くの気泡が含まれており、これによる散乱が生じる。一方で散乱層ガラス最表面には、うねりはあるものの、気泡が開口するなど、有機ＬＥＤの電極間短絡の原因となるような局所的な凹凸は見られなかった。
【０１９３】
（実施例２）
（散乱層の主表面の平坦性の実証）
以下、光取り出し効率の向上のために、散乱層の主表面が平坦（算術平均粗さが３０ｎｍ以下）であることが効果的であることの実証を説明する。
まず、基板としては、上述の旭硝子株式会社製ガラス基板[ＰＤ２００]を用いた。散乱層は以下のように作製した。まずガラス組成が表３になるように粉末原料を調合し、１１００℃の電気炉にて溶解し、ロールにキャストしてガラスのフレークを得た。このガラスのガラス転移温度は４９９℃、屈服点は５４５℃、熱膨張係数は７４×１０−７（１／℃）（１００〜３００℃の平均値）である。このガラスのＦ線（４８６．１３ｎｍ）での屈折率ｎＦは２．０４４８、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での屈折率ｎｄは２．００６５、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）での屈折率ｎＣは１．９９１８である。屈折率およびガラス転移点・屈服点の測定方法は、上述の例と同様である。反射性基板として用いられるときにはガラス基板の背面側にアルミニウム薄膜（反射性膜）を形成して用いられる。
【０１９４】
さらに作製したフレークをジルコニア製の遊星ミルで２時間粉砕した後、ふるいにかけて粉末を作製した。このときの粒度分布は、Ｄ50が、０．９０５μｍ、Ｄ１0が、０．３９８μｍ、Ｄ９0が、３．０２４μｍであった。次に、得られたガラス粉末２０ｇを有機ビヒクル７．６ｇと混錬してガラスペーストを作製した。このガラスペーストを、前述のガラス基板上に直径が１０ｍｍの円形で焼成後の膜厚が１５μｍとなるように均一に印刷し、これを１５０℃で３０分間乾燥した後、一旦室温に戻し、４５０℃まで４５分で昇温し、４５０℃で３０分間保持・焼成し、その後５５０℃まで１２分で昇温し、５５０℃で３０分間保持し、その後室温まで３時間で降温し、ガラス基板上に散乱層を形成した。その他同様の温度プロファイルで、保持・焼成温度のみ５７０℃、５８０℃とした散乱層も作製した。
【０１９５】
次いでこれらの表面粗さを測定した。測定には、菱化システム社製三次元非接触表面形状計測システム Ｍｉｃｒｏｍａｐを用いた。測定は円形散乱層の中央部付近の２ケ所であり、測定領域は１辺が３０μｍの正方形とした。またうねりのカットオフ波長は１０μｍとした。10μｍ以上の周期を有する凸凹であれば、有機LED素子形成に用いられるスパッタ、蒸着、スピンコート、スプレーなどの方式により形成された膜は、その凸凹に十分追従できると考えられ、１０μｍより小さい周期の凸凹については、蒸着などでは、その被覆性が十分でなくなる場合があると考えられる。図３０に各温度で焼成した散乱層の算術表面粗さ（Ｒａ）を示す。５５０℃で焼成したものは、焼成が不完全で、散乱層中の気泡が球形でなかったり、表面が荒れている為、その上に素子を作製すると、電極間短絡など不具合を生じやすい。これに対して５７０℃、５８０℃焼成品では、散乱層中の気泡が球形となっていて、表面も平滑になっている。
【０１９６】
こうして作製された散乱層付ガラス基板の全光透過率は７７．８、ヘイズ値は８５．２であった。測定装置はスガ試験機社製ヘーズコンピュータ（商品名：ＨＺ−２）を用い、リファレンスとしてガラス基板[ＰＤ２００]の素板を用いて測定した。
【０１９７】
なお、気泡と結晶は別のメカニズムで発生するため、ガラス材料、粉末粒径、表面状態、焼成条件（雰囲気、圧力）などを制御することで、気泡のみあるいは結晶のみを発生させることが可能である。例えば、ガラスのネットワークフォーマを増やしたり、結晶析出を抑制するアルカリ酸化物成分を増やすことで、結晶析出は抑制され、減圧下で焼成すれば、気泡発生は抑制される。
【０１９８】
ガラス散乱層中には、散乱物質があるため、ガラス基板の背面側に反射膜を形成した反射性基板面は鏡面のように視認されないが、仮に散乱性を低くした場合では、鏡面として視認され、外観上好ましくない可能性がある。
【０１９９】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
以上説明してきたように、本発明の電極付き基板は、光散乱性が良好でありかつ安定で信頼性の高い散乱層を具備した反射性基板を具備していることから、光の取り出し効率あるいは取り込み効率を増大することができ、発光デバイス、受光デバイスなどに適用可能である。
【符号の説明】
【０２０１】
１００ 電極付き基板
１０１ 反射性基板
１０２ 散乱層
１０３ 透光性電極
１０４ 散乱物質
１０５ ベース材
１１０ 有機層
１２０ 透光性電極
１１０ＬＥＲ 発光領域
Ｒｃ 受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極付き基板、その製造方法、有機ＬＥＤ素子およびその製造方法に係り、特に、有機ＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの光取り出し構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＬＥＤ素子は、有機層を電極間に挟み、電極間に電圧を印加して、ホール、電子を注入し、有機層内で再結合させて、発光分子が励起状態から基底状態に至る過程で発生する光を取り出すもので、ディスプレイやバックライト、照明用途に用いられている。
有機層の屈折率は波長４３０ｎｍで１．８〜２．１程度である。一方、例えば透光性電極層としてＩＴＯ（酸化インジウム錫：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）を用いる場合の屈折率は、ＩＴＯ成膜条件や組成（Ｓｎ-Ｉｎ比率）で異なるが、１．９〜２．１程度が一般的である。このように有機層と透光性電極層の屈折率は近く、発光光は有機層と透光性電極層間で全反射することなく、透光性電極層と透光性基板の界面に到達する。透光性基板には通常ガラスや樹脂基板が用いられるが、これらの屈折率は１．５〜１．６程度であり、有機層あるいは透光性電極層よりも低屈折率である。スネルの法則から考えると、ガラス基板に浅い角度で進入しようとした光は全反射で有機層方向に反射され、反射性電極で再度反射され再び、ガラス基板の界面に到達する。この時、ガラス基板への入射角度は変わらないため、反射を有機層、透光性電極層内で繰り返し、ガラス基板から外に取り出すことができない。概算では、発光光の６０％程度がこのモード（有機層・透光性電極層伝播モード）で取り出せないことが分かる。同様なことが基板、大気界面でも起き、これにより発光光の２０％程度がガラス内部を伝播して、光が取り出せない（基板伝播モード）。従って、有機ＬＥＤ素子の外部に取り出せる光の量は、発光光の２０％足らずになっているのが現状である。
【０００３】
また特許文献１では、透光性電極と基板との間に粒子を含有しない低屈折率層と、光散乱粒子含有浸みだし光散乱層とを形成し、光取り出し効率を向上する素子構成の記載がある（特許文献１段落０１１３）。この構成は、光取り出し側に基板側に光散乱粒子含有浸み出し光散乱層を設け、光の浸み出しにより光を有効に取り出す構造の素子である。
ところで、上記有機ＬＥＤ素子は、基板側から光取り出しを行う、いわゆるボトムエミッション型素子であった。これは基板側から光取出しを行なうように、安価で保護性の高いガラス基板を使用することができ、また最適な層配列で構成されるため、下地層の段差に起因する膜厚のばらつきを生じることもない。
【０００４】
これに対し、特許文献２に示すように、基板の素子形成面側から光を取り出すいわゆるトップエミッション型の有機ＬＥＤ素子も提案されている。ここでは、散乱層または反射性散乱層と素子部との間に発光層の屈折率よりも高屈折率の平坦化膜を形成し、凹凸による素子劣化を低減する素子構成の記載がある（特許文献２段落００５４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９６４３７号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年高輝度特性を持つ有機ＬＥＤ素子が求められる傾向が高まっており、大電流化が進むにつれて、放熱の問題が生じている。ガラスなどの放熱性の悪い基板を用いると、素子の温度が上昇し、輝度劣化の加速や電極間短絡などの問題が顕在化している。ここで、熱伝導率の良い基板を用いた素子が望まれている。熱伝導の良い基板としては、金属やセラミクスなど反射性基板が挙げられ、反射性基板を用いた有機ＬＥＤ素子などの光デバイスの実用化が望まれている。
【０００７】
しかしながら、高輝度特性を得るために大電流を流すような場合に、反射性基板を用いると、配線パターンの引き回しにも自由度が高まり、取り出し抵抗の低減をはかることができる一方で、反射性基板による反射光が基板あるいは素子側面に出てしまい、取り出し効率が十分ではなかった。
【０００８】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、光取り出し効率を向上しつつも、高効率で長寿命の有機ＬＥＤ素子などの光デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで本発明の電極付基板は、反射性の基板と、前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層と、前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備したことを特徴とする。
この構成によれば、散乱層の存在により、効率よくトップエミッションを取り出すことができ、光取り出し効率が向上する。
【００１０】
また、本発明は、上記電極付き基板であって、前記散乱層は、前記基板上に形成され、透過する光の少なくとも１波長に対して第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備したガラスからなる散乱層と、前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備した電極付き基板であって、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっているものを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記電極付き基板であって、前記透光性電極が、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い第３の屈折率を有するものを含む。
さらにまた、前記第３の屈折率は第１の屈折率よりも高く、その差が０．２を越えないように形成されていてもよい。
【００１２】
また、本発明は、上記電極付き基板であって、前記散乱層の透光性電極側の表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝２μｍにおける前記散乱物質の密度ρ４に対し、ρ４＞ρ３を満たすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層表面の表面粗さＲａが３０ｎｍ以下である。
【００１４】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層中における前記散乱物質の含有率は少なくとも１ｖｏｌ％である。
【００１５】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質は気泡である。
【００１６】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質は前記ベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である。
【００１７】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質は前記ベース層を構成するガラスの析出結晶である。
【００１８】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質の前記散乱層１ｍｍ２当たりの数は、少なくとも１×１０４個である。
【００１９】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱物質のうち、最大長さが５μｍ以上である散乱の割合が１５%以下である。
【００２０】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層は、前記ガラス基板上に所望のパターンを構成するように選択的に形成される。
【００２１】
また、本発明は、上記電極付き基板において、波長λ（４３０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍ）のうち少なくとも一つの波長における前記第１の屈折率は１．８以上である。
【００２２】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層の、１００℃から４００℃における平均熱膨張係数が、７０×１０−７（℃−１）から９５×１０−７（℃−１）であり、且つガラス転移温度が、４５０℃から５５０℃であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層が、ｍｏｌ％表記で、Ｐ２Ｏ５ １５〜３０％、ＳｉＯ２ ０〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１８％、Ｎｂ２Ｏ５ ５〜４０％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜３０％、ただし、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜６０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％を含むガラスをベース材とするものを含む。
【００２４】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記散乱層が、Ｐ２Ｏ５が２０〜３０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が、３〜１４ｍｏｌ％、Ｌｉ２ＯとＮａ２ＯとＫ２Ｏの総量が１０〜２０ｍｏｌ％、Ｂｉ２Ｏ３が１０〜２０ｍｏｌ％、ＴｉＯ２が３〜１５ｍｏｌ％、Ｎｂ２Ｏ５が１０〜２０ｍｏｌ％、ＷＯ３が５〜１５ｍｏｌ％を含む。
【００２５】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記反射性の基板は、金属製の基板である。
この構成により、放熱性が高められ、大電流下での使用が容易となる。
【００２６】
また、本発明は、上記電極付き基板において、前記反射性の基板は、表面を金属膜で被覆された基板である。
【００２７】
また、本発明の電極付き基板の製造方法は、反射性の基板を用意する工程と、前記基板上に、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層を形成する工程と、前記散乱層上に透光性電極を形成する工程とを含む。
【００２８】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記散乱層を形成する工程は、前記基板上にガラス粉末を含む塗布材料を塗布する工程と、前記塗布されたガラス粉末を焼成する工程とを含み、第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備し、前記散乱層内部から最表面にむかって、散乱層中の散乱物質の層内分布が、小さくなっている散乱層を形成する。
【００２９】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも４０〜１００℃以上高い温度で焼成する工程を含む。
【００３０】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも６０〜１００℃以上高い温度で焼成する工程を含む。
【００３１】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも４０〜６０℃高い温度で焼成する工程を含む。
【００３２】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記塗布する工程は、粒径のＤ１０が０．２μｍ以上でかつ、Ｄ９０が５μｍ以下であるガラス粉末を塗布する工程を含む。
【００３３】
また、本発明は、上記電極付き基板の製造方法において、前記第１電極としての前記透光性電極上に発光機能を有する層を形成する工程と、前記発光機能を有する層上に第２電極を形成する工程とを含む。
【００３４】
また、本発明の有機ＬＥＤ素子は、反射性の基板と、前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を備えたガラスからなる散乱層と、前記散乱層上に形成された第１の透光性電極と、前記第１の透光性電極上に形成される有機層と、前記有機層上に形成される第２の透光性電極とを備える。
【００３５】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記反射性の基板は、金属製の基板である。
【００３６】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記反射性の基板は、表面を金属膜で被覆された基板である。
ここで反射性の基板としてガラス基板などの透光性基板を金属膜で被覆した基板を用いる場合、透光性基板側に散乱層を形成したもの、金属膜側に散乱層を形成したもの、いずれも有効である。
【００３７】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記散乱層は、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質と、を備えるとともに、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっているものを含む。
【００３８】
また、本発明は、上記有機ＬＥＤ素子において、前記第１の透光性電極は、前記散乱層上に形成され、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い前記波長における第３の屈折率を有するものを含む。
また、上記有機ＬＥＤ素子において、前記第１の透光性電極は、前記散乱層上に形成され、前記第１の屈折率よりも高く、その差が０．２を越えないように形成された第３の屈折率を有するものであってもよい。
【００３９】
また、本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法は、反射性の基板を準備する工程と、前記基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数個の散乱物質と、を備えたガラスからなる散乱層を形成する工程と、前記散乱層上に、第１の透光性電極を形成する工程と、前記第１の透光性電極上に有機層を形成する工程と、前記有機層上に第２の透光性電極を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、基板側からの放熱が可能であり、長寿命で信頼性の高い有機ＬＥＤ素子を提供することが可能となる。光の取り出し効率を向上することができ、取り出し効率の高い光デバイスを提供することが可能な、電極付き基板を提供することが可能となる。
また、散乱層をガラスで構成することにより、安定性と高強度性を実現することができ、本来のガラスからなる透光性基板に比べて厚みを増大することなく、散乱性に優れた透光性基板を提供することが可能となる。
本発明によれば、取り出し効率を最大で発光光の９８％まで向上した有機ＬＥＤ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１の電極付き基板および有機ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。
【図２】光取り出し効率（％）と散乱物質の密度（個／ｍｍ３）の関係および散乱物質の含有率（ｖｏｌ％）と散乱物質の密度（個／ｍｍ３）の関係を示す図である。
【図３】光取り出し効率（％）と散乱物質の直径（μｍ）の関係および散乱物質の含有率（ｖｏｌ％）と散乱物質の直径（μｍ）の関係を示す図である。
【図４】取り出し光量（Ｗ）と散乱物質の散乱物質の屈折率との関係を示す図である。
【図５】取り出し光量（Ｗ）と散乱物質のベース材の屈折率との関係を示す図である。
【図６】取り出し光量（Ｗ）と散乱層のベース材の透過率との関係を示す図である。
【図７】取り出し光量（Ｗ）と基板の反射率（％）との関係を示す図である。
【図８】取り出し光量（Ｗ）と散乱層の膜厚（μｍ）との関係を示す図である。
【図９】取り出し光量（Ｗ）と散乱粒子密度との関係を示す図である。
【図１０】シミュレーションを行う有機ＬＥＤ素子の断面図である。
【図１１】導波モードによるロスと屈折率との関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１の電極付き基板の散乱層を構成するガラス粒子の塗布時の状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の電極付き基板の散乱層を構成するガラス粒子の焼成時の状態を示す模式図である。
【図１４】本発明の比較例としてガラスの軟化温度よりも低い温度で焼成したときの散乱層の状態を示す模式図である。
【図１５】本発明の実施の形態１の散乱層（ガラスの軟化温度よりも十分に高い温度で焼成したとき）の状態を示す模式図である。
【図１６】本発明の実施の形態１の散乱層表面のうねりの状態を示す模式図である。
【図１７】散乱層表面のミクロな凹部を示す模式図である。
【図１８】散乱層表面のミクロな凹部を示す模式図である。
【図１９】本発明の実施の形態１の散乱層表面の状態を示す模式図である。
【図２０】比較例（焼成温度が高すぎたとき）の散乱層表面の状態を示す模式図である。
【図２１】本発明の実施の形態２の有機ＬＥＤ素子用を示す図
【図２２】本発明の実施の形態３の有機ＬＥＤ素子用を示す図
【図２３】本発明の有機ＬＥＤ素子用基板の製造方法を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図２５】有機ＬＥＤ表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態４の有機ＬＥＤ素子を示す断面図である。
【図２７】例１と例２の条件において、正面から観測した結果である。
【図２８】評価素子の構造を示す、図２９のＣ方向から見たＡ−Ａ線における断面図である。
【図２９】図２８のＢ方向から見た評価素子の上面図である。
【図３０】本発明の実施例２の電極付き基板の散乱層の焼成温度と表面粗さの関係を測定した結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
（実施の形態１）
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態１の電極付き基板および有機ＬＥＤ素子について説明する。図１は、この電極付き基板を備えた有機ＬＥＤ素子の構造を示す断面図である。（ａ）は断面説明図、（ｂ）は光の出射方向を示す概略断面図である。
本発明の有機ＬＥＤ素子は、図１に示すように、電極付き基板１００と、有機層１１０と、透光性電極１２０とにより構成される。電極付き基板１００は、反射性基板１０１と、散乱層１０２と、透光性電極１０３とにより構成される。
【００４３】
ここで反射性基板１０１の厚さｔ１は１ｍｍであり、この上に形成される散乱層１０２は、膜厚ｔ２が３０μｍ、屈折率２．０のベース材１０５に屈折率１．０の散乱物質１０４を１μｍΦ、１０７個/ｍｍ３含有する。また透光性電極１０３は、膜厚ｔ３が１．５μｍ、屈折率１．９の酸化インジウム錫層からなり、この上層に、発光機能を有する層としての膜厚ｔ４が１．６μｍ、屈折率１．９の有機層１１０と、膜厚ｔ５が０．８μｍ、屈折率１．９の酸化インジウム錫層からなる透光性電極１２０が形成され素子部を構成している。なおここで反射性基板１０１としては反射率１００％となる金属材料を選択する。
【００４４】
本発明で用いられる電極付き基板１００は、前述したように反射性の基板１０１と、前記基板１０１上に形成されたガラスからなる散乱層１０２と透光性電極１０３を具備し、前記散乱層が、透過する光の１波長に対して第１の屈折率を有するベース材１０５と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質１０４とを具備し、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっている。そしてこの透光性電極１０３は、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い第３の屈折率を有する。
また、ガラスからなる前記散乱層１０２の半分の厚さ（δ／２）における散乱物質の密度ρ１と、前記透光性電極と対向する側の前記散乱層の表面（すなわち基板側の表面）から距離ｘ（δ／２＜ｘ≦δ）における散乱物質の密度ρ２とは、ρ１≧ρ２を満たす。
【００４５】
さらに、ガラスからなる前記散乱層の透光性電極側表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝２μｍにおける前記散乱物質の密度ρ４に対し、ρ４＞ρ３を満たすようにするのが好ましい。
【００４６】
さらにまた、ガラスからなる前記散乱層の透光性電極側表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝５μｍにおける前記散乱物質の密度ρ５に対し、ρ５＞ρ３を満たすようにするのが好ましい。
【００４７】
この構成によれば、気泡や析出結晶あるいはベース材と異なる組成の材料からなる散乱物質がガラス層からなる散乱層表層および直下に存在する確率が、散乱層内部より低く構成されており、平滑な表面を得ることができる。このため、例えば有機ＬＥＤ素子を形成する場合、透光性基板の表面すなわち散乱層表面が平滑であるため、この上層に形成される透光性電極（第１電極）表面が平滑であり、この上層に塗布法などによって発光機能を有する層などを形成する場合にも、発光機能を有する層を均一に形成することができ、透光性電極と、発光機能を有する層上に形成される透光性電極（第２電極）表面との間の電極間距離も均一となる。その結果、発光機能を有する層に局所的に大電圧が印加されることもないため、長寿命化をはかることができる。また高解像度ディスプレイのように、微細画素で構成する表示装置を形成する場合には、微細な画素パターンを形成する必要があり、表面の凹凸は、画素の位置やサイズにばらつきが生じる原因となるだけでなく、この凸凹で有機ＬＥＤ素子が短絡してしまうという問題があったが、微細パターンを精度よく形成することができる。
また、反射性基板を用いた、トップエミッション構造をとるため、基板側の配線の引き回しも膜厚も制約なしに形成することができ、低抵抗化が可能となり、大電流デバイスの形成が可能である。
また反射性基板として金属基板や金属酸化物基板などの熱伝導性の良好な基板を用いれば、放熱性も良好であり、特性が良好で信頼性の高い有機ＬＥＤ素子を提供することが可能となる。
【００４８】
（計算方法）
本発明者らは、散乱層の特性を知るために、光学シミュレーションを行い、それぞれのパラメータについて、その取り出し効率に与える影響を調べた。用いた計算ソフトはＣＹＢＥＲＮＥＴ社のＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓである。本ソフトは光線追跡ソフトであると同時に、散乱層はＭｉｅ散乱の理論式を適用することが可能である。計算に用いたモデルは図１に示したものである。ここでは図１に示したように、直径１０ｍｍφの有機エレクトロルミネッセンス素子の積層体の中に一辺Ｌ１が２ｍｍの正方形状で厚さＬ２が１．２μｍの発光部１１０ＬＥＲを考える。受光部Ｒｃは、素子上方０．１μｍのところに大きさ１０ｍｍφの円で設置している。実際に電荷注入・輸送層、発光部などの発光機能を有する層として用いられる有機層１１０の厚さは、合計０．１μｍから０．３μｍ程度であるが、光線追跡では光線の角度は厚さを変えても変わらないことから、計算可能な膜厚として、上記値を用いた。また、各層の屈折率も上記値を用いた。散乱層１０２はベース材と散乱粒子から構成され、散乱粒子は屈折率１．０で直径１μｍの球が、１０７（個／ｍｍ３）の密度で分布しているものとした。また反射性基板１０１では、反射率は１００％とした。また、各層内での吸収はないものとした。この有機層１１０内の発光部１１０ＬＥＲでは、波長５５０ｎｍの光が、合計６面から指向性を持たずに出射するものとする。全光束量を１Ｗとし、光線本数を１万本として計算した。光取り出し効率は受光部Ｒｃに到達した光（Ｗ）／１（Ｗ）×１００（％）として算出した。また有機層が薄いことから、厳密に考えると干渉による導波路モードが立つが、幾何光学的に扱っても、大きく結果を変えることはないので、本発明の構成による効果を計算で見積もるには十分である。但し透光性電極１０３の屈折率が、散乱層のベース材の屈折率よりも大きくなる場合では、導波路的な考察が必要となる為、別途導波路計算を行った。以下上記条件をベースに各パラメータを変化させたときの取り出し光量の変化を計算した。
【００４９】
（散乱層がない場合）
散乱層がない構造での取り出し光量は０．１５０Ｗであった。このことから取り出し効率は１５．０％であることが分かる。
【００５０】
（散乱層内の散乱物質の密度）
図２は、取り出し光量と散乱物質の密度との関係を示す図である。図２に示すように、散乱層中における散乱物質の密度が上昇するに連れて、取り出し光量が増大していることが分かる。散乱粒子数が１０４個／ｍｍ３でも、取り出し効率が１８．５Ｗとなっており、上述した散乱層がない場合と比較して取り出し光量の改善が認められるが、１０５個／ｍｍ３以上あれば、取り出し効率は、２５％以上となる。さらに望ましくは、１０６個／ｍｍ３以上であれば、取り出し効率は７０％以上とさらに向上する。また１０７個／ｍｍ３以上であれば、取り出し効率は、９０％以上となり最も望ましい。
【００５１】
（散乱物質の大きさ）
次に、図３に、散乱粒子の直径と取り出し光量の関係を測定した結果を示す。散乱粒子径が大きくなるに従って、取り出し光量が多くなることが分かる。散乱粒子が大きくなるに連れて、ガラス内部に均一に配置することが困難になるため、散乱粒子径は、望ましくは、０．１〜５μｍであり、さらに望ましくは、０．２〜３μｍであり、最も望ましくは、０．５〜２μｍである。また図２及び図３から、散乱粒子の含有量は、０．００１ｖｏｌ％でも改善効果が認められるが、０．１ｖｏｌ％以上であることが望ましく、１ｖｏｌ％以上であることが更に望ましく、５ｖｏｌ％以上が最も望ましい。
【００５２】
（散乱物質の屈折率）
図４に散乱物質の屈折率と取り出し光量の関係を測定した結果を示す。ここで散乱層ベース材の屈折率は２．０である。散乱層ベース材と散乱物質の屈折率差が、０．１以上であれば、光取出しが改善されるが、屈折率差が０．２以上が望ましく、０．３以上が更に望ましい。
【００５３】
（散乱層ベース材の屈折率）
図５に散乱層ベース材の屈折率と取り出し光量の関係を測定した結果を示す。ベース材の屈折率が透光性電極の屈折率と同じか大きい場合には、取り出し光量が高く望ましい。ベース材の屈折率が小さくなるに連れて、取り出し光量が下がることが分かる。なお、ベース材の屈折率が透光性電極の屈折率よりも小さい場合においては、導波路的な考察が必要なため後述する。
【００５４】
（散乱層ベース材の透過率）
散乱層ベース材のバルクとしての透過率と取り出し光量の関係を測定した結果を図６に示す。１ｍｍ厚の透過率が、２０％以上であれば、４０％以上の取り出し効率が得られる。また、１ｍｍ厚の透過率が、７０％以上であれば、７０％以上の取り出し効率が得られる。さらに望ましくは、１ｍｍ厚の透過率が、９５％以上である。このときは、９０％以上の取り出し効率が得られ、最も望ましい。
【００５５】
（基板反射率）
次に、基板反射率と取り出し光量の関係を測定した結果を図７に示す。ここで反射はミラー反射を想定しているが、拡散反射性基板を用いても良い。この図から明らかなように反射率が低下するにつれて、取り出し光量が減少することが分かる。ここで反射率が５０％以上であれば、取り出し効率は２０％以上となり、反射率が８０％以上であれば、取り出し効率は４０％以上となりさらに望ましく、反射率が９０％以上であれば、５５％以上の取り出し効率が得られ最も望ましい。
【００５６】
（散乱層の厚さ）
次に、散乱層の厚さを変更したときの取り出し光量を図８に示す。ここで散乱粒子密度は１０７（個/ｍｍ３）、粒子径は1μｍである。このように散乱層膜厚が厚くなるほど、取り出し効率が向上する。散乱層膜厚が１μｍ以上であれば、５５％以上の取り出し効率が得られるが、５μｍ以上であれば、８０％以上の光取出しが可能であり、さらに望ましく、１０μｍ以上であれば、９０％以上の光取り出しが可能であり最も望ましい。
【００５７】
（散乱層単位面積当たりの散乱粒子数密度）
散乱粒子の密度及び、散乱層の厚さを変更した場合の取り出し光量の変化について、散乱層単位面積あたりの散乱粒子数と取り出し光量の関係に換算した。結果を図９に示す。ａは散乱層の厚さｔ２を示す。
このように、１０４（個/ｍｍ２）以上であれば、光取り出し効率は５０％以上であり望ましく、１０５（個/ｍｍ２）以上であれば、光取り出し効率は８０％以上でありさらに望ましく、１０６（個/ｍｍ２）以上であれば、光取り出し効率は９０％以上であり最も望ましい。散乱粒子の密度を変えずに散乱層の厚さｔ２を変えた場合でも、単位面積当たりの散乱粒子数が変わる。
【００５８】
（散乱層ベース材屈折率と透光性電極屈折率の関係の導波路的考察）
先に述べたように、透光性電極１０３の屈折率が散乱層ベース材の屈折率よりも大きい場合には、導波路的な考察が必要である。
以下、図面を用いて、散乱層のベース材の屈折率と透光性電極の屈折率との関係を導波路的に考察したシミュレーション結果を示す。ここでいう導波路的考察とは、透光性電極内に存在が許されるモードの存在割合を計算する事を意味しており、具体的には外部から有機層に光を入射させ、その光がどの程度有機層から透光性電極へ移譲し、透光性電極中を漏れずに伝播するかを計算した。
【００５９】
図１０は、このシミュレーションを行うに際し、想定した有機ＬＥＤ素子のサンプルの断面図である。サンプルの有機ＬＥＤ素子は、高屈折率を有する散乱層１０２と、散乱層１０２上に設けられる透光性電極１０３と、透光性電極１０３上に設けられる有機層１１０および透光性電極１２０とを備えるものとした。散乱層１０２は、屈折率２．０のガラスとした。散乱層１０２のベース材の屈折率と透光性電極１０３の屈折率との関係に注目するため、散乱層１０２（１０２Ｂ）は、ベース材のみで構成され、散乱物質を含まないものとした。高い光取り出し効率を得るためには、散乱物質が重要な要素であることに変わりはない。散乱層の厚みは有機層、透光性電極に比べて、十分厚いため、散乱層の厚さについては考慮しないことにした。透光性電極１０３は、厚さ０．１〜０．８μｍ、屈折率１．９６〜２．２とした。
【００６０】
ここで、有機層１１０と透光性電極１２０は一体と考え、厚さ０．１５μｍ、屈折率２．０とした。なお、実際の有機層１１０は複数の層からなる積層体であるが、散乱層１０２のベース材の屈折率と透光性電極１０３の屈折率との関係に注目するため、透光性電極１０３と合わせて単層とした。以上のように想定したモデルをＢＰＭ法（Ｂｅａｍ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）を用いて計算した。ここで、計算波長を４７０ｎｍ、有機層へ入射させる光のモードをガウシアン、計算結果を示す出力モニターを透光性電極内に存在する光強度、計算ステップをＸ＝０．０１μｍ、Ｙ＝０．００５μｍ、Ｚ＝０．５μｍ、計算領域をＸ：±４μｍ、Ｙ：＋４μｍ、−２μｍ、Ｚ：＋１０００μｍとした。
【００６１】
図１１は、シミュレーションの結果を示す図である。図１１の縦軸は透光性電極１０３内の導波路モードのエネルギー量で、取り出し損失に相当する量である。横軸は透光性電極１０３の屈折率である。凡例は透光性電極１０３の膜厚を示している。図からわかるように、透光性電極１０３の屈折率が散乱層のベース材の屈折率より同じか、低い場合には、導波路モードの損失は見られない。一方透光性電極１０３の屈折率が散乱層１０２のベース材の屈折率より高い場合には、その屈折率差（Δｎ）が大きくなるにつれて、損失が大きくなる。図中でデータが振動しているのは、受光部Ｒｃでの電界強度が条件により変化する影響を受けているためだが、上記傾向は変わらない。また透光性電極の厚さが０．１μｍから０．３μｍの場合では、損失が発生する透光性電極１０３の屈折率は、それぞれ２．１０、２．０６、２．０４となっているが、それよりも厚い場合には、２．０を超えると損失が生じている。しかしながら、Δｎが０．２以下であれば、透光性電極１０３の膜厚が変化しても、損失は７％以下であり、散乱層の光取り出し改善効果を十分保つことが可能である。
【００６２】
なお、散乱層は反射性基板である金属基板上に直接形成されているが、例えば金属基板上にスパッタ法によってシリカ薄膜を形成した後、散乱層を形成するなど、バリア層を介して形成してもよい。しかし、反射性基板上に接着剤や有機層を介する事無くガラスからなる散乱層を形成することで、極めて安定でかつ平坦な表面を得ることができる上、無機物質のみで構成することで、熱的に安定で長寿命の光デバイスを形成することが可能となる。
【００６３】
次に、このような散乱層の持つ特性について詳細に説明する。
ガラス粉末を焼成する場合、ガラス粉末を好適な方法で、塗布した状態の概念図を図１２に示す。ここでは本発明の電極付き基板を構成する散乱層であるガラス層の最上部の断面を示している。この状態は、例えば、溶剤あるいは樹脂と溶剤を混合したものにガラス粒子Ｇを分散させ所望の厚さに塗布することで得られる。例えば、ガラス粒子Ｇの大きさは最大長さで０．１から１０μｍ程度のものを用いる。樹脂と溶剤を混合した場合には、ガラス粒子Ｇが分散した樹脂膜を加熱し、樹脂を分解することで、図１２の状態が得られる。図１２は簡略して記載しているが、ガラス粒の間には、隙間が空いている。
【００６４】
仮にガラス粒子Ｇのガラス粒の大きさに分布があれば、大きなガラス粒子Ｇの間の隙間に小さいガラス粒子が入り込む構造になると考えられる。さらに温度を上げると、ガラスの軟化温度より１０℃から２０℃低い温度で、ガラスの粒子同士が融着し始める。この時の様子を図１３に示す。ガラス粒同士が融着すると、図１２のガラス粒子の間に形成された隙間はガラスが軟化することで変形し、ガラス中に閉空間を形成する。ガラス粒子の最上層では、ガラス粒子同士が融着することで、散乱層１０２（ガラス層）の最表面を形成する。最表面では、閉空間にならない隙間は、凹みとして存在している。
【００６５】
更に温度を上げるとガラスの軟化、流動が進み、ガラス内部の隙間は球形の気泡を形成する、ガラス最表面２００では、ガラス粒子Ｇの隙間に起因する凹みは平滑化されていく。この様子を図１４に示す。ガラス粒子Ｇの隙間による気泡だけでなく、ガラスが軟化する際にガスが発生し、気泡を形成する場合もある。例えば、ガラス層表面に有機物が付着している場合には、それが分解してＣＯ２を生じ気泡を生じる場合もある。またこのように熱で分解する物質を導入し積極的に気泡を発生させても良い。このような状態は通常軟化温度付近で得られる。ガラスの粘度は、軟化温度で１０７．６ポアズと高く、気泡の大きさが数μｍ以下であれば、浮上することができない。従って小さな気泡を発生するように材料組成を調整するとともに、さらに温度を上げるか、保持時間を長くするかで、気泡の浮上を抑えつつ、表面をさらに平滑にすることが可能である。このようにして、表面を平滑にした状態から冷却すると図１５に示すような散乱物質の密度が、散乱層内部よりも表面で小さく、表面が平滑な散乱層が得られる。
【００６６】
このように、ガラス層を形成するための材料組成および焼成温度を調整することにより、ガラス層中には気泡を残しつつ、かつガラス層最表面には、気泡や、凹みの発生を抑制することが可能である。つまり、散乱物質の上昇を防ぎ、ガラス層に残留させて表面まで上昇しないように、焼成温度プロファイルを調整すると共に焼成時間を調整することで、散乱特性に優れ、表面平滑性の高い、電極付き基板を提供することが可能となる。
【００６７】
またこの時に、処理温度、ガラス層用ガラス材料、ガラス粒の大きさ、基板材料によっては、ガラス層最表面がうねることがある。その概念図を図１６に示す。ここでうねりとは、周期λが、１０μｍ以上のものである。うねりの大きさ（粗さ）は、Ｒａで０．０１μｍから５μｍ程度である。このようなうねりが存在している場合でもミクロな平滑性は保たれている。処理温度が低い場合では、最表面のミクロな凹部が残る場合があるが、焼成時間を長くとることで、凹部の形状は、図１７に示すようなオーバーハング状ではなく、図１８に示すように緩やとなる。ここでオーバーハングとは、図１７のようにθが鋭角になっていることであり、緩やかとは図１８中のθが鈍角あるいは直角であることを言う。このように緩やかである場合には、この凹部により有機ＬＥＤ素子が電極間短絡を起こす可能性は低いと言える。焼成温度はガラス転移温度から、４０℃から６０℃程度高いことが望ましい。あまり温度が低すぎると、焼結不足となり表面が平滑にならないので、焼成温度はガラス転移温度から、５０℃から６０℃程度高いことが更に望ましい。
【００６８】
また、結晶化しやすいガラスを用いることで、ガラス層内部に結晶を析出させることが可能である。この時結晶の大きさが０．１μｍ以上であれば、光散乱物質として機能する。この時の様子を図１９に示す。焼成温度を適切に選ぶことで、このようにガラス層最表面での結晶析出を抑制しつつかつ、ガラス層内部に結晶を析出させることが可能となる。具体的には、ガラス転移温度から６０℃から１００℃程度温度が高くするのが望ましい。この程度の温度上昇であれば、ガラスの粘性が高く、気泡が浮上することはない。
【００６９】
温度が高すぎる場合には、ガラス層最表面でも結晶が析出してしまい、最表面の平滑性が失われる為、好ましくない。概念図を図２０に示す。従って、焼成温度はガラス転移温度から６０℃から８０℃度程度高くすることがより望ましく、さらには６０℃から７０℃高くすることが最も望ましい。このような手法によりガラス層中に、気泡や析出結晶を散乱物質として存在させ、ガラス最表面ではそれらの発生を抑制することが可能である。これらが可能であるのは、ガラスがある温度範囲で自らが平坦化し、かつ気泡は浮上しない高粘性を実現できる、あるいは結晶を析出できるためである。樹脂では上述のような高粘性でプロセスを制御するのは困難であり、また結晶を析出させることもできない。
【００７０】
このように、材料組成や焼成条件を調整することで、前記散乱層最表面の散乱物質の密度が、前記散乱層内部の散乱物質の密度より小さい基板を得ることができる。
また、ガラスからなる前記散乱層の半分の厚さにおける散乱物質の密度ρ１と、散乱層最表面からの距離ｘが０≦ｘ≦δを満足する、ｘにおける散乱物質の密度ρ２が、ρ１≧ρ２を満たすδが存在するような基板を用いることで、十分な散乱特性を有しかつ平滑な表面を持つ基板を得ることが可能となる。
【００７１】
さらにまた、散乱層表面にはうねりが形成されている場合もある。うねりがある場合は、図１６に示すように、この散乱層表面の表面粗さＲａの、表面のうねりの波長Ｒλaに対する比Ｒａ/Ｒλａが１．０×１０−４以上３．０×１０−２以下であるのが望ましい。
【００７２】
また、前記散乱層表面の表面粗さＲａは３０ｎｍ以下であるのが望ましい。さらに望ましくは、前記散乱層の表面粗さが１０ｎｍ以下であるのが望ましい。
例えば、このような基板上に有機ＬＥＤ素子を形成する場合、例えば透光性電極は薄く形成する必要があるが、この透光性電極が下地の影響を受ける事無く形成できるのは表面粗さが３０ｎｍ以下、望ましくは１０ｎｍ以下である。表面粗さが３０ｎｍを越えると、その上に形成される有機層の被覆性が悪くなる場合があり、ガラス散乱層上に形成される透光性電極ともう一方の電極との間で短絡が発生する場合がある。電極間短絡により、素子は不灯となるが、過電流を印加することにより、修復することが可能な場合がある。修復を可能とするうえで、ガラス散乱層の粗さは望ましくは１０ｎｍ以下であり、さらに望ましくは、３ｎｍ以下である。
なお、ある材料系では焼成温度を５７０℃以上としたときに表面粗さ１０ｎｍ以下とすることができることがわかっている（表１参照）。材料系によって最適な焼成条件は異なるが、散乱物質の種類や大きさをコントロールすることで散乱物質が最表面に存在するのを抑制し、表面平滑性に優れた散乱層を得ることができる。
【００７３】
【表１】
【００７４】
また、散乱物質の大きさは、散乱層中に気泡がある場合、気泡が大きくなると、焼成などの散乱層形成プロセスで浮力が大きくなり、浮上し易くなり、最表面に到達すると気泡が破裂し、表面平滑性を著しく低下させることになる可能性がある。また相対的にその部分の散乱物質の数が少なくなるためその部分のみ散乱性が低下することにもなる。このように大きな気泡が凝集すれば、むらとなって視認されることにもなる。さらにまた直径が５μｍ以上の気泡の割合が１５％以下であるのが望ましく、さらに望ましくは、１０％以下であり、さらに望ましくは７％以下である。また、散乱物質が気泡以外の場合でも、相対的にその部分の散乱物質の数が少なくなるため、その部分のみ散乱性が低下することになる。従って散乱物質の最大長さが５μｍ以上のものの割合が１５％以下であるのが望ましく、望ましくは１０％以下であり、さらに望ましくは７％以下である。
【００７５】
また、前記散乱層中における前記散乱物質の含有率は少なくとも１ｖｏｌ％であるのがのぞましい。
これは実験結果から１ｖｏｌ％以上散乱物質が含有されているとき、十分な光散乱性を得ることができることがわかる。
【００７６】
また、散乱物質としては、気泡である場合と、ベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である場合と、ベース層の析出結晶である場合とがあり、これら単体でもよいし、混合でもよい。
散乱物質が気泡である場合には、焼成温度などの焼成条件を調整することで、気泡の大きさや気泡分布や密度を調整可能である。
散乱物質がベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である場合には、材料組成物の調整、焼成温度などの焼成条件を調整することで、散乱物質の大きさや分布や密度を調整可能である。
前記散乱物質が前記ベース層を構成するガラスの析出結晶である場合には、焼成温度などの焼成条件を調整することで、気泡の大きさや気泡分布や密度を調整可能である。
【００７７】
また、波長λ（４３０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍ）のうち少なくとも一つの波長におけるベース層の第１の屈折率は１．８以上であるのが望ましい。高屈折率材料層を形成するのは困難であるが、ガラス材料の材料組成を調整することで、屈折率の調整が容易となる。
【００７８】
（実施の形態２）
＜有機ＬＥＤ素子の他の構成例＞
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態２の有機ＬＥＤ素子について説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付与し、説明を省略する。図２１は、本発明の有機ＬＥＤ素子の他の構造を示す断面図である。本発明の他の有機ＬＥＤ素子は、透光性電極付き基板１００として、透光性のガラス基板１０１Ｔ上に銀層からなる反射膜Ｒを形成し、この上層にガラス層からなる散乱層１０２を形成しこの上層にＩＴＯからなる透光性電極１０３を形成してなることを特徴とするものである。他部については前記実施の形態１と同様に形成されているため、ここでは説明を省略する。
【００７９】
（実施の形態３）
＜有機ＬＥＤ素子の他の構成例＞
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態３の有機ＬＥＤ素子について説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付与し、説明を省略する。図２２は、本発明の有機ＬＥＤ素子の他の構造を示す断面図である。本発明の他の有機ＬＥＤ素子では、透光性電極付き基板１００として、反射膜Ｒを透光性のガラス基板１０１Ｔの背面側に形成したものを用いた点で前記実施の形態２と異なるのみで、他は前記実施の形態２と同様に形成されている。
【００８０】
以下各部材について詳細に説明する。
＜基板＞
反射性基板としては、アルミニウム基板のように基板自体が反射性の基板である場合と、基板に反射膜を形成した基板とがある。前者としては、セラミックス、アルミナ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＬＴＣＣ（LOW TEMPERATURE CO-FIRED CERAMICS）などの多層セラミック基板、ＡｌＮ、結晶化ガラス、金属、鉄、銅、ステンレスなどが適用可能である。後者としては、ガラス基板などの透光性基板あるいは遮光性基板上に、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗ、Ｎｉ、Ｒｕなどの反射膜を形成したものが適用可能である。ここで特に望ましくはセラミックス（耐熱性）、更には、アルミナ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＬＴＣＣ（反射率）更にはアルミナ（熱伝導）が用いられる。
【００８１】
さらにまたシリカ/チタニア多層膜などの誘電体多層膜も有効である。なおガラス基板などの透光性基板を用いた場合には、反射膜の位置が素子側（上）と逆側（下）の２通りが考えられる。
さらにまた基板上にガラスビーズを敷き詰めるなどの方法により、ガラスビーズの回帰反射を利用することも可能である。
【００８２】
上述した基板材料のうち、反射性の基板としては、反射率の面では、Ａｇ、Ａｌなどの反射率が高い材料が特に望ましい。更には、耐熱性を考慮すると、基板はセラミックスが望ましい。更には、熱伝導を考慮すると基板はアルミナを用いるのが望ましい。さらに、実装作業性を考慮すると、サーマルビアを有したＬＴＣＣなどの多層セラミック基板などが適用可能である。
【００８３】
ここで、反射膜の位置が素子側でなく、素子と逆側である場合には、透光性基板１０１としては、主としてガラス基板など、可視光に対する透過率が高い材料が用いられる。ガラス基板の材料としては、アルカリガラス、無アルカリガラスまたは石英ガラスなどの無機ガラスがある。透光性の基板１０１の厚さは、ガラスの場合０．１ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましい。但し、あまり薄いと強度が低下するので、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが特に好ましい。
【００８４】
なお、散乱層をガラスフリットで作製するには、歪の問題等が生じるので、熱膨張係数は５０×１０−７／℃以上、好ましくは７０×１０−７／℃以上、より好ましくは８０×１０−７／℃以上が好ましい。
【００８５】
また、さらには散乱層の１００℃から４００℃における平均熱膨張係数が、７０×１０−７（℃−１）から９５×１０−７（℃−１）であり、且つガラス転移温度が、４５０℃から５５０℃であるのが望ましい。
【００８６】
＜散乱層＞
以下、散乱層の構成、作製方法、特性および屈折率の測定方法について、詳細に説明する。なお、詳細は後述するが、本発明の主眼である光取り出し効率の向上を実現するためには、散乱層の屈折率は、透光性電極材料の屈折率よりも同等若しくは高くすることが好ましい。
【００８７】
（構成）
本実施の形態では、散乱層１０２は、前述したように、塗布などの方法でガラス基板上にガラス粉末を形成し、所望の温度で焼成することで形成され、第１の屈折率を有するベース材１０５と、前記ベース材１０５中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質１０４とを具備し、前記散乱層内部から最表面にむかって、前記散乱層中の前記散乱物質の層内分布が、小さくなっており、ガラス層を用いることで前述したように、優れた散乱特性を有しつつも表面の平滑性を維持することができ、発光デバイスなどの光出射面側に用いることで極めて高効率の光取り出しを実現することができる。
また、散乱層としては、コーティングされた主表面を有する光透過率の高い材料（ベース材）が用いられる。ベース材としては、ガラス、結晶化ガラス、透光性樹脂、透光性セラミックスが用いられる。ガラスの材料としては、ソーダライムガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス、石英ガラスなどの無機ガラスがある。なお、ベース材の内部には、複数の散乱物質１０４（例えば、気泡、析出結晶、ベース材とは異なる材料粒子、分相ガラスがある。）が形成されている。ここで、粒子とは固体の小さな物質をいい、例えば、フィラーやセラミックスがある。また、気泡とは、空気若しくはガスの物体をいう。また、分相ガラスとは、２種類以上のガラス相により構成されるガラスをいう。なお、散乱物質が気泡の場合、散乱物質の径とは空隙の長さをいう。
【００８８】
また、本発明の主たる目的である光取り出し効率の向上を実現するためには、ベース材の屈折率は、透光性電極材料の屈折率と同等若しくは高くするのが好ましい。屈折率が低い場合、ベース材と透光性電極材料との界面において、全反射による損失が生じてしまうためである。ベース材の屈折率は、少なくとも発光層の発光スペクトル範囲における一部分（例えば、赤、青、緑など）において上回っていれば良いが、発光スペクトル範囲全域（４３０ｎｍ〜６５０ｎｍ）に亘って上回っていることが好ましく、可視光の波長範囲全域（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）に亘って上回っていることがより好ましい。
【００８９】
また、有機ＬＥＤ素子の電極間の短絡を防ぐ為に散乱層主表面は平滑である必要がある。その為には散乱層の主表面から散乱物質が突出していることは好ましくない。散乱物質が散乱層の主表面から突出しないためにも、散乱物質が散乱層の主表面から０．２μｍ以内に存在していないことが好ましい。散乱層の主表面のＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）は３０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましく(表１参照)、１ｎｍ以下が特に望ましい。散乱物質とベース材の屈折率はいずれも高くても構わないが、屈折率の差（Δｎ）は、少なくとも発光層の発光スペクトル範囲における一部分において０．２以上であることが好ましい。十分な散乱特性を得るために、屈折率の差（Δｎ）は、発光スペクトル範囲全域（４３０ｎｍ〜６５０ｎｍ）若しくは可視光の波長範囲全域（３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）に亘って０．２以上であることがより好ましい。
【００９０】
最大の屈折率差を得るためには、上記高光透過率材料としては高屈折率ガラス、散乱物質としては気体の物体すなわち気泡という構成とすることが望ましい。この場合、ベース材の屈折率はできるだけ高いことが望ましいため、ベース材を高屈折率のガラスとすることが好ましい。高屈折率のガラスの成分として、ネットワークフォーマとしてはＰ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｇｅ２Ｏ、ＴｅＯ２から選ばれる一種類または二種類以上の成分を、高屈折率成分として、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＢａＯ、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３から選ばれる一種類または二種類以上の成分を含有する高屈折率ガラスを使用することが出来る。その他に、ガラスの特性を調整する意味で、アルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物、フッ化物などを屈折率に対して要求される物性を損なわない範囲で使用しても良い。具体的なガラス系としてはＢ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系、Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−Ｒ’２Ｏ−Ｒ”Ｏ−ＴｉＯ２−Ｎｂ２Ｏ５−ＷＯ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＴｅＯ２−ＺｎＯ系、Ｂ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３系、ＳｉＯ２−ＺｎＯ系、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系、Ｐ２Ｏ５−ＺｎＯ系、などが挙げられる。ここで、Ｒ’はアルカリ金属元素、Ｒ”はアルカリ土類金属元素を示す。なお、以上は例であり、上記の条件を満たすような構成であれば、この例に限定されるものではない。
【００９１】
ベース材に特定の透過率スペクトルを持たせることにより、発光の色味を変化させることもできる。着色剤としては、遷移金属酸化物、希土類金属酸化物、金属コロイドなどの公知のものを、単独であるいは組み合わせて使うことができる。
【００９２】
ここで、一般的に、バックライトや照明用途では、白色発光させることが必要である。白色化は、赤、青、緑を空間的に塗り分ける方法（塗り分け法）、異なる発光色を有する発光層を積層する方法（積層法）、青色発光した光を空間的に分離して設けた色変換材料で色変換する方法（色変換法）が知られている。バックライトや照明用途では、均一に白色を得ればよいので、積層法が一般的である。積層する発光層は加色混合で白になるような組み合わせを用いる、例えば、青緑層とオレンジ層を積層する場合や、赤、青、緑を積層する場合がある。特に、照明用途では照射面での色再現性が重要で、可視光領域に必要な発光スペクトルを有していることが望ましい。青緑層とオレンジ層を積層する場合には、緑色の発光強度が低い為、緑を多く含んだものを照明すると、色再現性が悪くなってしまう。積層方法は、空間的に色配置を変える必要がないというメリットがある一方で、以下２つの課題を抱えている。１つ目の問題は上記のように有機層の膜厚が薄いことから、取り出された発光光は干渉の影響を受ける。したがって、見る角度によって、色味が変化することになる。白色の場合には、人間の目の色味に対する感度が高い為、このような現象は問題になることがある。２つ目の問題は発光している間に、キャリアバランスがずれて、各色での発光輝度が変わり、色味が変わってしまうことである。
【００９３】
従来の有機ＬＥＤ素子は、散乱層若しくは拡散層に蛍光体を分散させる思想がないので、上述の色味が変わってしまうという問題点を解決できていない。そのため、従来の有機ＬＥＤ素子は、バックライトや照明用途としては、まだ不十分であった。しかし、本発明の有機ＬＥＤ素子用基板および有機ＬＥＤ素子は、散乱物質またはベース材に蛍光性物質を使用することができる。そのため、有機層からの発光により、波長変換を行い色味を変化させる効果をもたらすことができる。この場合には、有機ＬＥＤの発光色を減らすことが可能であり、かつ発光光は散乱されて出射するので、色味の角度依存性や色味の経時変化を抑制することができる。
【００９４】
（散乱層の作製方法）
散乱層の作製方法は、塗布および焼成により行うが、特に、１０〜１００μｍの厚膜を大面積に均一かつ迅速に形成するという観点から、ガラスをフリットペースト化して作製する方法が好ましい。フリットペースト法を活用するために、基板ガラスの熱変形を抑制するために、散乱層のガラスの軟化点（Ｔｓ）が基板ガラスの歪点（ＳＰ）よりも低く、かつ熱膨張係数αの差が小さいことが望ましい。軟化点と歪点の差は３０℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましい。また、散乱層と反射性基板の膨張率差は、±１０×１０−７（１／Ｋ）以下であることが好ましく、±５×１０−７（１／Ｋ）以下であることがより好ましい。ここで、フリットペーストとは、ガラス粉末が樹脂、溶剤、フィラーなどに分散したものを指す。フリットペーストをスクリーン印刷などのパターン形成技術を用いてパターニング、焼成することで、ガラス層被覆が可能となる。以下技術概要を示す。
【００９５】
（フリットペースト材料）
１．ガラス粉末
ガラス粉末粒径は１μm〜１０μmである。焼成された膜の熱膨張を制御するため、フィラーを入れることがある。フィラーは、具体的には、ジルコン、シリカ、アルミナなどが用いられ、粒径は０．１μm〜２０μmである。
【００９６】
以下にガラス材料について説明する。
本発明では、前記散乱層が、たとえばＰ２Ｏ５が２０〜３０ｍｏｌ％、Ｂ２Ｏ３が、３〜１４ｍｏｌ％、Ｌｉ２ＯとＮａ２ＯとＫ２Ｏの総量が１０〜２０ｍｏｌ％、Ｂｉ２Ｏ３が１０〜２０ｍｏｌ％、ＴｉＯ２が３〜１５ｍｏｌ％、Ｎｂ２Ｏ５が１０〜２０ｍｏｌ％、ＷＯ３が５〜１５ｍｏｌ％を含み、以上成分の合量が、９０ｍｏｌ％以上であるものを用いる。
【００９７】
散乱層を形成するガラス組成としては、所望の散乱特性が得られ、フリットペースト化して焼成可能であれば特に限定はされないが、取り出し効率を最大化するためには、例えば、Ｐ２Ｏ５を必須成分として含有し、さらにＮｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する系、Ｂ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＬａ２Ｏ３を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の一成分以上を含有する系、ＳｉＯ２を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の一成分以上を含有する系、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含有し、ネットワーク形成成分としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などを含有する系などが挙げられる。
【００９８】
なお、本発明において散乱層として使用する全てのガラス系において、環境に対して悪影響を及ぼす成分である、Ａｓ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＣｄＯ、ＴｈＯ２、ＨｇＯについては、原料由来の不純物としてやむを得ず混入する場合を除いて含まない。
【００９９】
Ｐ２Ｏ５を含み、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、Ｐ２Ｏ５ １５〜３０％、ＳｉＯ２ ０〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１８％、Ｎｂ２Ｏ５ ５〜４０％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜３０％、ただし、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜６０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１００】
各成分の効果は、ｍｏｌ％表記で、以下の通りである。
Ｐ２Ｏ５は、このガラス系の骨格を形成しガラス化させる必須成分であるが、含有量が小さすぎる場合、ガラスの失透性が大きくなりガラスを得ることができなくなるため、１５％以上が好ましく、１８％以上がより好ましい。一方、含有量が大きすぎると屈折率が低下するため、発明の目的を達成することができなくなる。従って、含有量は３０％以下が好ましく、２８％以下がより好ましい。
【０１０１】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス中に添加することにより耐失透性を向上させ、熱膨張率を低下させる成分である任意成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率が低下してしまうため、１８％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１０２】
ＳｉＯ２は、微量を添加することによりガラスを安定化させ、耐失透性を向上させる成分である任意成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率が低下してしまうため、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、８％以下が特に好ましい。
【０１０３】
Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を向上させ、耐侯性を高める効果も同時に有する必須成分である。そのため、含有量は、５％以上が好ましく、８％以上がより好ましい。一方、含有量が大きすぎると、失透性が強まりガラスが得られなくなってしまうため、その含有量は４０％以下が好ましく、３５％以下がより好ましい。
【０１０４】
ＴｉＯ２は、屈折率を向上させる任意成分であるが、含有量が大きすぎるとガラスの着色が強くなり、散乱層における損失が大きくなってしまい、光取り出し効率の向上という目的を達成することができなくなってしまう。そのため含有量は１５％以下が好ましく、１３％以下であるとさらに好ましい。
【０１０５】
ＷＯ３は、屈折率を向上させ、ガラス転移温度を低下させ焼成温度を低下させる任意成分であるが、過度に導入するとガラスが着色してしまい、光取り出し効率の低下をもたらすため、その含有量は５０％以下が好ましく、４５％以下がさらに好ましい。
【０１０６】
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を向上させる成分であり、ガラスの安定性を維持しながら比較的多量にガラス中に導入することができる。しかしながら過度に導入することにより、ガラスが着色し、透過率が低下してしまうという問題点が発生するため、含有量は３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
【０１０７】
屈折率を所望の値よりも高くするためには、上記Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３のうちの一成分またはそれ以上を必ず含まなくてはならない。具体的には（Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３）の合量が２０％以上であることが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。一方これらの成分の合量が大きすぎる場合、着色したり、失透性が強くなりすぎるため、６０％以下であることが好ましく、５５％以下であることがより好ましい。
【０１０８】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を向上させる任意成分であるが、添加量が大きすぎる場合、耐失透性が低下してしまうことに加え、価格が高いことから、その含有量は１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましい。
【０１０９】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物（Ｒ２Ｏ）は、溶融性を向上させ、ガラス転移温度を低下させる効果をもつと同時に、ガラス基板との親和性を高め、密着力を高める効果を有する。そのため、これらの１種類または２種類以上を含有していることが望ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの合量として５％以上を含むことが望ましく、１０％以上であることがより好ましい。しかしながら、過剰に含有させると、ガラスの安定性を損なってしまうのに加え、いずれも屈折率を低下させる成分であるため、ガラスの屈折率が低下してしまい、所望の光取り出し効率の向上が望めなくなってしまう。そのため、合計の含有量は４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。
【０１１０】
Ｌｉ２Ｏは、ガラス転移温度を低下させ、溶解性を向上させるための成分である。しかしながら、含有量が多すぎると失透性が高くなりすぎ、均質なガラスを得ることができなくなる。また、熱膨張率が大きくなりすぎ、基板との膨張率差が大きくなってしまうとともに、屈折率も低下し所望の光取出し効率の向上を達成できなくなる。そのため、含有量は２０％以下であることが望ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。
【０１１１】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏはいずれも溶融性を向上させる任意成分であるが、過度の含有により、屈折率が低下し、所望の光取り出し効率を達成できなくなってしまう。そのため、含有量はそれぞれ２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１１２】
ＺｎＯは、屈折率を向上させ、ガラス転移温度を低下させる成分であるが、過剰に添加するとガラスの失透性が高くなり均質なガラスを得ることができなくなる。そのため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１１３】
ＢａＯは、屈折率を向上させると同時に、溶解性を向上させる成分であるが、過剰に添加するとガラスの安定性を損なうため、その含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがより好ましい。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯは、溶融性を向上させる任意成分であるが、同時に屈折率を低下させる成分であるため、いずれも１０％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましい。
【０１１４】
高屈折率かつ安定なガラスを得るためには、上記成分の合量は、９０％以上であることが好ましく、９３％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
【０１１５】
以上に記載の成分の他に、必要なガラスの特性を損なわない範囲で、清澄剤やガラス化促進成分、屈折率調整成分、波長変換成分などを少量添加しても良い。具体的には、清澄剤としてはＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２が挙げられ、ガラス化促進成分としては、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、屈折率調整成分としては、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、波長変換成分としては、ＣｅＯ２、Ｅｕ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３などの希土類成分などが挙げられる。
【０１１６】
Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、の一成分以上を含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、Ｂ２Ｏ３ ２０〜６０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜１０％、ＺｎＯ ５〜５０％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜２５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２５％、Ｙ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｙｂ２Ｏ３ ０〜２０％、ただし、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３ ５％〜３０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２０％、ＷＯ３ ０〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１１７】
各成分の効果は、ｍｏｌ％表記で、以下の通りである。
Ｂ２Ｏ３は、ネットワーク形成酸化物であり、このガラス系における必須成分である。含有量が少なすぎる場合、ガラス形成しなくなるか、ガラスの耐失透性の低下をもたらすため、２０％以上含有することが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。一方、含有量が多すぎると、屈折率が低下し、さらに対抗性の低下を招くため、含有量は６０％以下に制限され、より好ましくは５５％以下である。
【０１１８】
ＳｉＯ２は、この系のガラス中に添加されるとガラスの安定性を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎる場合、屈折率の低下やガラス転移温度の上昇をもたらす。そのため、含有量は２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
Ｌｉ２Ｏは、ガラス転移温度を低下させる成分である。しかしながら、導入量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低下してしまう。そのため、含有量は２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１１９】
Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは溶解性を向上させるが、導入により耐失透性の低下や屈折率の低下がもたらされるため、それぞれ１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましい。
ＺｎＯは、ガラスの屈折率を向上させるとともに、ガラス転移温度を低下させる必須成分である。そのため、導入量は５％以上が好ましく、７％以上がより好ましい。一方、添加量が大きすぎる場合、耐失透性が低下してしまい均質なガラスが得られなくなってしまうため、５０％以下であることが好ましく、４５％以下であることがより好ましい。
【０１２０】
Ｌａ２Ｏ３は高屈折率を達成し、かつＢ２Ｏ３系ガラスに導入すると耐侯性を向上させる必須成分である。そのため、含有量は５％以上であることが好ましく、７％以上であることがより好ましい。一方、導入量が大きすぎる場合、ガラス転移温度が高くなったり、ガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスが得られなくなってしまう。そのため、含有量は２５％以下が好ましく、２２％以下がさらに好ましい。
【０１２１】
Ｇｄ２Ｏ３は高屈折率を達成し、かつＢ２Ｏ３系ガラスに導入すると耐侯性を向上させ、Ｌａ２Ｏ３と共存させることにより、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎる場合、ガラスの安定性が低下してしまうため、その含有量は２５％以下が好ましく、２２％以下がさらに好ましい。
Ｙ２Ｏ３およびＹｂ２Ｏ３は高屈折率を達成し、かつＢ２Ｏ３系ガラスに導入すると耐侯性を向上させ、Ｌａ２Ｏ３と共存させることにより、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎる場合、ガラスの安定性が低下してしまうため、含有量はそれぞれ２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることが好ましい。
【０１２２】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、といった希土類酸化物は、高屈折率を達成し、かつガラスの耐侯性を向上させるためには必須の成分であるため、これらの成分の合量、Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３は５％以上であることが好ましく、８％以上であることがより好ましい。しかしながら、導入量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスを得ることができなくなるため、３０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。
【０１２３】
ＺｒＯ２は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は１５％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
【０１２４】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２５】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２６】
ＷＯ３は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、液相温度が過度に向上してしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２７】
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を向上させるための成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下したり、ガラスに着色が生じ透過率の低下をもたらし取り出し効率を低下させてしまうため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
【０１２８】
ＢａＯは屈折率を向上させる成分であるが、含有量が大きすぎると耐失透性が低下してしまうため、２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
本発明の目的に合致させるためには、以上に記載の成分の合量は９０％以上であることが望ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。以上に記載の成分以外であっても、清澄、溶解性向上などの目的で本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。このような成分として、例えば、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、フッ素が挙げられる。
【０１２９】
ＳｉＯ２を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３のうち一成分以上を含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、ＳｉＯ２ ２０〜５０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５ １〜２０％、ＴｉＯ２ １〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜１５％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＺｒＯ２ ５〜４０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜４０％、Ｎａ２Ｏ ０〜３０％、Ｋ２Ｏ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １〜４０％、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＯ ０〜２０％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１３０】
ＳｉＯ２はガラス形成をさせるためのネットワークフォーマとして働く必須成分であり、その含有量が少なすぎるとガラスを形成しなくなってしまうため２０％以上であることが好ましく、２２％以上であることがより好ましい。
【０１３１】
Ｂ２Ｏ３はＳｉＯ２と比較的少量添加することによりガラス形成を助け失透性を低下させるが、含有量が多すぎると、屈折率の低下をもたらすため、その含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがより好ましい。
【０１３２】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を向上させるための必須成分であり、その含有量は１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。しかしながら、過剰に添加することによりガラスの耐失透性を低下させ、均質なガラスを得ることができなくなるため、その含有量は２０％以下であることが望ましく、１８％以下であることがより好ましい。
【０１３３】
ＴｉＯ２は屈折率を向上させるための必須成分であり、その含有量は１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。しかしながら、過剰に添加することによりガラスの耐失透性を低下させ、均質なガラスを得ることができなくなり、さらに着色をもたらし、散乱層を光が伝播する際の吸収による損失を大きくしてしまう。そのため、その含有量は２０％以下であることが望ましく、１８％以下であることがより好ましい。
【０１３４】
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を向上させるための成分であるが、過剰に添加することによりガラスの耐失透性を低下させ、均質なガラスを得ることができなくなり、さらに着色をもたらし、散乱層を光が伝播する際の吸収による損失を大きくしてしまう。そのため、その含有量は１５％以下であることが望ましく、１２％以下であることがより好ましい。
【０１３５】
ＺｒＯ２は着色度を悪化させること無く屈折率を向上させる成分であるが、含有量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスが得られなくなってしまう。そのため、含有量は１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。
高屈折率のガラスを得るためには、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＺｒＯ２が５％以上であることが好ましく、８％以上であることがより好ましい。一方、この合量が大きすぎると、ガラスの耐失透性が低下したり、着色を生じたりするため、４０％以下が好ましく、３８％以下がより好ましい。
【０１３６】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは溶解性を向上させるとともにガラス転移温度を低下させる成分であり、さらにガラス基板との親和性を高める成分である。そのためこれらの成分の合量Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましい。一方、アルカリ酸化物成分の含有量が大きすぎる場合、ガラスの耐失透性が低くなり、均質なガラスが得られなくなるため、その含有量は、４０％以下であることが好ましく、３５％以下であることがより好ましい。
【０１３７】
ＢａＯは屈折率を向上させると同時に溶解性を向上させる成分であるが、過度に含有した場合、ガラスの安定性を損ない、均質なガラスを得ることができなくなるため、その含有量は２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１３８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯはガラスの溶解性を向上させる成分であり、適度に添加するとガラスの耐失透性を低下させることができるが、過度に含有すると失透性が高くなってしまい均質なガラスを得ることができなくなるため、その含有量はそれぞれ２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１３９】
本発明の目的に合致させるためには、以上に記載の成分の合量は９０％以上であることが望ましい。また、以上に記載の成分以外であっても、清澄、溶解性向上などの目的で本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。このような成分として、例えば、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３が挙げられる。
【０１４０】
Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含有し、ガラス形成助剤としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などを含有する散乱層は、ｍｏｌ％表記で、Ｂｉ２Ｏ３ １０〜５０％、Ｂ２Ｏ３ １〜４０％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、ただし、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２ １０〜４０％、Ｐ２Ｏ５ ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１５％、Ｎａ２Ｏ ０〜１５％、Ｋ２Ｏ ０〜１５％、ＴｉＯ２ ０〜２０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２０％、ＴｅＯ２ ０〜２０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＧｅＯ２ ０〜１０％、Ｇａ２Ｏ３ ０〜１０％の組成範囲のガラスが好ましい。
【０１４１】
各成分の効果は、ｍｏｌ％表記で、以下の通りである。
Ｂｉ２Ｏ３は、高屈折率を達成し、かつ多量に導入しても安定にガラスを形成する必須成分である。そのため、その含有量は、１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましい。一方、過剰に添加すると、ガラスに着色が生じ、本来透過すべき光を吸収してしまい、取り出し効率が低下してしまうことに加え、失透性が高くなり、均質なガラスを得ることができなくなってしまう。そのため、含有量は５０％以下が好ましく、４５％以下がより好ましい。
Ｂ２Ｏ３は、Ｂｉ２Ｏ３を多量に含むガラスにおいて、ネットワークフォーマとして働き、ガラス形成を助ける必須成分であり、その含有量は、１％以上が好ましく、３％以上がより好ましい。しかしながら、添加量が大きすぎる場合、ガラスの屈折率が低下してしまうため、４０％以下が好ましく、３８％以下がより好ましい。
【０１４２】
ＳｉＯ２は、Ｂｉ２Ｏ３をネットワークフォーマとしてガラス形成を助ける働きをする成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率の低下をもたらすため、３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
【０１４３】
Ｂ２Ｏ３とＳｉＯ２は、組合わせることによってガラス形成を向上させるため、その合量は５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。一方、導入量が大きすぎる場合、屈折率が低下してしまうため、４０％以下であることが好ましく、３８％であることがより好ましい。
【０１４４】
Ｐ２Ｏ５は、ガラス形成を助けるとともに、着色度の悪化を抑制する成分であるが、含有量が大きすぎる場合、屈折率の低下をもたらすため、２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１４５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは、ガラス溶解性を向上させ、さらにガラス転移温度を低下させるための成分であるが、過度に含有するとガラスの耐失透性が低下し、均質なガラスを得ることができなくなってしまう。このため、それぞれ１５％以下が好ましく、１３％以下がより好ましい。また、以上のアルカリ酸化物成分の合量、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが大きすぎると屈折率の低下を招き、さらにガラスの耐失透性を低下させるため、３０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。
【０１４６】
ＴｉＯ２は、屈折率を向上させる成分であるが、含有量が大きすぎる場合、着色を生じたり、耐失透性が低下し、均質なガラスを得ることができなくなってしまう。そのため、含有量は２０％以下が好ましく、１８％以下がより好ましい。
【０１４７】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を向上させる成分であるが、導入量が大きすぎるとガラスの耐失透性が低下し、安定なガラスが得られなくなってしまう。そのため、含有量は２０％以下であることが好ましく、１８％以下であることがさらに好ましい。
【０１４８】
ＴｅＯ２は着色度を悪化させずに屈折率を向上させる成分であるが、過度の導入により、耐失透性が低下し、フリット化したのちに焼成した時の着色の原因となるため、その含有量は２０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【０１４９】
ＧｅＯ２は、屈折率を比較的高く維持しつつ、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、極めて高価であるため、含有量は１０％以下が好ましく、８％以下であることがより好ましく、含まないことがさらに好ましい。
【０１５０】
Ｇａ２Ｏ３は、屈折率を比較的高く維持しつつ、ガラスの安定性を向上させる成分であるが、極めて高価であるため、含有量は１０％以下が好ましく、８％以下であることがより好ましく、含まないことがさらに好ましい。
【０１５１】
本発明の目的に合致させるためには、以上に記載の成分の合量は９０％以上であることが望ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。以上に記載の成分以外であっても、清澄、溶解性向上、屈折率調整などの目的で本発明の効果を損なわない範囲で添加しても良い。このような成分として、例えば、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３が挙げられる。
【０１５２】
散乱層を形成するガラス組成としては、所望の散乱特性が得られ、フリットペースト化して焼成可能であれば特に限定はされないが、取り出し効率を最大化するためには、例えば、Ｐ２Ｏ５を含み、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する系、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、の一成分以上を含有する系、ＳｉＯ２を必須成分として含み、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２の一成分以上を含有する系、Ｂｉ２Ｏ３を主成分として含有し、ガラス形成助剤としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３などを含有する系などが挙げられる。なお、本発明において散乱層として使用する全てのガラス系において、環境に対して悪影響を及ぼす成分である、Ａｓ２Ｏ３、ＰｂＯ、ＣｄＯ、ＴｈＯ２、ＨｇＯについては、原料由来の不純物としてやむを得ず混入する場合を除いて含んでいてはならない。
【０１５３】
Ｐ２Ｏ５を含み、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＷＯ３、の一成分以上を含有する成分においては、以下の組成範囲のガラスが好ましい。なお、以下組成はｍｏｌ％で表記する。
【０１５４】
２．樹脂
樹脂は、スクリーン印刷後、塗膜中のガラス粉末、フィラーを支持するもので、必要に応じて使用される。具体例としては、エチルセルロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂、酢酸ビニル、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂などが用いられる。主剤として用いられるのは、エチルセルロースとニトロセルロースがある。なお、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ロジン樹脂は塗膜強度向上の為の添加として用いられる。焼成時の脱バインダ温度は、エチルセルロースで３５０℃から４００℃、ニトロセルロースで２００℃から３００℃である。
【０１５５】
３．溶剤
樹脂を溶解しかつ印刷に必要な粘度を調整する。また印刷中には乾燥せず、乾燥工程では、すばやく乾燥する。沸点２００℃から２３０℃のものが望ましい。粘度、固形分比、乾燥速度調整のためブレンドして用いる。具体例としては、スクリーン印刷時のペーストの乾燥適合性からエーテル系溶剤（ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールブチルエーテル、酢酸ブチルセロソルブ）、アルコール系溶剤（α−テルピネオール、パインオイル、ダワノール）、エステル系溶剤（２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）、フタル酸エステル系溶剤（ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＭＰ（ジメチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート））がある。主に用いられているのは、α−テルピネオールや２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレート）である。なお、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）、ＤＭＰ（ジメチルフタレート）、ＤＯＰ（ジオクチルフタレート）は、可塑剤としても機能する。
【０１５６】
４．その他
粘度調整、フリット分散促進の為、界面活性剤を使用しても良い。フリット表面改質の為、シランカップリング剤を使用しても良い。
【０１５７】
（フリットペースト膜の作製方法）
（１）フリットペースト
ガラス粉末とビヒクルを準備する。ここで、ビヒクルとは、樹脂、溶剤、界面活性剤を混合したものをいう。具体的には、５０℃〜８０℃に加熱した溶剤中に樹脂、界面活性剤などを投入し、その後４時間から１２時間程度静置したのち、ろ過し、得られる。
次に、ガラス粉末とビヒクルとを、プラネタリーミキサーで混合した後、３本ロールで均一分散させる。その後粘度調整のため、混練機で混練する。通常ガラス材料７０〜８０ｗｔ％に対してビヒクル２０〜３０ｗｔ％とする。
【０１５８】
（２）印刷
（１）で作製したフリットペーストをスクリーン印刷機を用いて印刷する。スクリーン版のメッッシュ荒さ、乳剤の厚み、印刷時の押し圧、スキージ押し込み量などで形成される、フリットペースト膜の膜厚を制御できる。印刷後焼成炉で乾燥させる。
【０１５９】
（３）焼成
焼成炉で印刷、乾燥した基板を焼成する。焼成は、フリットペースト中の樹脂を分解・消失させる脱バインダ処理とガラス粉末を焼結、軟化させる焼成処理からなる。脱バインダ温度は、エチルセルロースで３５０℃〜４００℃、ニトロセルロースで２００℃〜３００℃であり、３０分から１時間大気雰囲気で加熱する。その後温度を上げて、ガラスを焼結、軟化させる。焼成温度は軟化温度から軟化温度＋２０℃であり、処理温度により内部に残存する気泡の形状、大きさが異なる。その後、冷却して基板上にガラス層が形成される。得られる膜の厚さは、５μｍ〜３０μｍであるが、印刷時に積層することでさらに厚いガラス層が形成可能である。
【０１６０】
なお、上記で印刷工程をドクターブレード印刷法、ダイコート印刷法を用いると、より厚い膜形成が可能となる（グリーンシート印刷）。ＰＥＴフィルム等の上に膜を形成した後、乾燥するとグリーンシートが得られる。次いでローラー等によりグリーンシートを基板上に熱圧着し、フリットペーストと同様の焼成行程を経て焼成膜を得る。得られる膜の厚さは、５０μｍ〜４００μｍであるが、グリーンシートを積層して用いることにより、さらに厚いガラス膜が形成可能である。
（散乱層の屈折率の測定方法）
散乱層の屈折率を測定するには、下記の２つの方法がある。
一つは、散乱層の組成を分析し、その後、同一組成のガラスを作製し、プリズム法にて屈折率を評価する。他の一つは、散乱層を１〜２μｍまで薄く研磨し、泡のない１０μｍΦ程度の領域で、エリプソ測定し、屈折率を評価する。なお、本発明では、プリズム法にて屈折率を評価することを前提としている。
【０１６１】
（散乱層の表面粗さ）
散乱層は、透光性電極が設けられる主表面を有している。上述したように、本発明の散乱層は、散乱物質を含有している。上述したように、散乱物質の径としては、大きければ大きいほど含有量が少なくても光取り出し効率の向上が図れる。しかし、発明者の実験によれば、径が大きければ大きいほど、散乱層の主表面から突出した場合に散乱層の主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きくなる傾向にある。上述したように、散乱層の主表面には透光性電極が設けられる。そのため、散乱層の主表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が大きいほど、透光性電極と散乱層間で短絡し、有機ＬＥＤ素子が発光しないという問題がある。上述した特許文献１は、段落００１０において、基板に形成された凹凸が数μｍ程度であっても問題であること開示しているが、発明者らの実験によると、μｍの単位では有機ＬＥＤ素子の発光が得られないことがわかった。
【０１６２】
＜透光性電極＞
透光性電極（陽極）１０３は、有機層１１０で発生した光を外部に取り出すために、８０％以上の透光性が要求される。また、多くの正孔を注入するため、仕事関数が高いものが要求される。具体的には、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３：アルミニウムがドーピングされた亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３：ガリウムがドーピングされた亜鉛酸化物）、ＮｂドープＴｉＯ２、ＴａドープＴｉＯ２などの材料が用いられる。陽極１０３の厚さは、１００ｎｍ以上が好ましい。なお、陽極１０３の屈折率は、１．９〜２．２程度である。ここで、キャリア濃度を増加させると、ＩＴＯの屈折率を低下させることができる。市販されているＩＴＯは、ＳｎＯ２が１０ｗｔ％が標準となっているが、これより、Ｓｎ濃度を増やすことで、ＩＴＯの屈折率を下げることができる。但し、Ｓｎ濃度増加により、キャリア濃度は増加するが、移動度および透過率の低下がある為、これらのバランスをとって、Ｓｎ量を決める必要がある。
なお、透光性電極を陰極としても良いことは言うまでもない。
【０１６３】
＜有機層（発光機能を有する層）＞
有機層１１０は、発光機能を有する層であり、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層とにより構成される。有機層１１０の屈折率は、１．７〜１．８程度である。
【０１６４】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は、陽極としての透光性電極１０３からの正孔注入障壁を低くするために、イオン化ポテンシャルの差が小さいものが要求される。正孔注入層における電極界面からの電荷の注入効率の向上は、素子の駆動電圧を下げるとともに、電荷の注入効率を高める。高分子では、ポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）がドープされたポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、低分子ではフタロシアニン系の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が広く用いられる。
【０１６５】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、正孔注入層から注入された正孔を発光層に輸送する役割をする。適切なイオン化ポテンシャルと正孔移動度を有することが必要である。正孔輸送層は、具体的には、トリフェニルアミン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［Ｎ−フェニル−Ｎ−（２−ナフチル）−４’−アミノビフェニル−４−イル］−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＮＰＴＥ）、１，１−ビス［（ジ−４−トリルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（ＨＴＭ２）およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などが用いられる。正孔輸送層の厚さは、１０ｎｍ〜１５０ｎｍが好ましい。厚さは薄ければ薄いほど低電圧化できるが、電極間短絡の問題から１０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが特に好ましい。
【０１６６】
＜発光層＞
発光層は、注入された電子と正孔が再結合する場を提供し、かつ、発光効率の高い材料を用いる。詳細に説明すると、発光層に用いられる発光ホスト材料および発光色素のドーピング材料は、陽極および陰極から注入された正孔および電子の再結合中心として機能する、また、発光層におけるホスト材料への発光色素のドーピングは、高い発光効率を得ると共に、発光波長を変換させる。これらは電荷注入のための適切なエネルギーレベルを有すること、化学的安定性や耐熱性に優れ、均質はアモルファス薄膜を形成することなどが求められる。また、発光色の種類や色純度が優れていることや発光効率の高いことが求められる。有機材料である発光材料には、低分子系と高分子系の材料がある。さらに、発光機構によって、蛍光材料、りん光材料に分類される。発光層は、具体的には、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、ビス（８−ヒドロキシ）キナルジンアルミニウムフェノキサイド（Ａｌｑ′２ＯＰｈ）、ビス（８−ヒドロキシ）キナルジンアルミニウム−２，５−ジメチルフェノキサイド（ＢＡｌｑ）、モノ（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）リチウム錯体（Ｌｉｑ）、モノ（８−キノリノラート）ナトリウム錯体（Ｎａｑ）、モノ（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）リチウム錯体、モノ（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナート）ナトリウム錯体およびビス（８−キノリノラート）カルシウム錯体（Ｃａｑ２）などのキノリン誘導体の金属錯体、テトラフェニルブタジエン、フェニルキナクドリン（ＱＤ）、アントラセン、ペリレン並びにコロネンなどの蛍光性物質が挙げられる。ホスト材料としては、キノリノラート錯体が好ましく、特に、８−キノリノールおよびその誘導体を配位子としたアルミニウム錯体が好ましい。
【０１６７】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、電極から注入された電子を輸送するという役割をする。電子輸送層は、具体的には、キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）、オキサジアゾール誘導体（例えば、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）および２−（４−ｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）など）、トリアゾール誘導体、バソフェナントロリン誘導体、シロール誘導体などが用いられる。
【０１６８】
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子の注入効率を高めるものが要求される。電子注入層は、具体的には、陰極界面にリチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属をドープした層を設ける。
【０１６９】
＜透光性電極＞
透光性電極（陰極）１２０には、陽極と同様、ＩＴＯなどの透光性膜が用いられるが、仕事関数の小さな金属またはその合金の極薄膜を介して形成される場合もある。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属および周期表第３属の金属などが挙げられる。このうち、安価で化学的安定性の良い材料であることから、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはこれらの合金などが好ましく用いられる。いずれの場合も極薄膜と透光性導電膜との積層膜である。
【０１７０】
＜電極付き基板（有機ＬＥＤ素子）の製造方法＞
以下に、図面を用いて、本発明の電極付き基板の製造方法を説明する。図２３は、本発明の電極付き基板の製造方法を示すフローチャートである。本発明の電極付き基板の製造方法は、反射性基板を準備する工程（ステップ１１００）と、反射性基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長において第１の屈折率を有するベース材と、ベース材内部に設けられベース材と異なる屈折率を有する複数の散乱物質とを備えた散乱層を形成する工程（ステップ１１１０）と、散乱層上に、透光性電極を形成する工程（ステップ１１２０）とを有する。
【０１７１】
初めに、透光性基板上を反射膜で被覆した反射性基板を準備する（ステップ１１００）。ここで、透光性基板は、具体的には、ガラス基板やプラスチック基板が用いられる。
次に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長において第１の屈折率を有するベース材と、ベース材内部に設けられベース材と異なる屈折率を有する複数の散乱物質とを備えた散乱層を準備する。そして、準備した散乱層を反射性基板上に形成する（ステップ１１１０）。
【０１７２】
次に、散乱層上に、透光性電極、好ましくは、第１の屈折率と同じ若しくはより低い第２の屈折率を有する透光性電極を形成する（ステップ１１２０）。具体的に説明すると、基板上にＩＴＯを成膜して、そのＩＴＯ膜にエッチングを施すことによって形成する。ＩＴＯはスパッタや蒸着によって、反射膜で被覆したガラス基板全面に均一性よく成膜することができる。フォトリソグラフィーおよびエッチングによりＩＴＯパターンを形成する。このＩＴＯパターンが透光性電極（陽極）となる。レジストとしてはフェノールノボラック樹脂を使用し、露光現像を行う。エッチングはウェットエッチングあるいはドライエッチングのいずれでもよいが、例えば、塩酸および硝酸の混合水溶液を使用してＩＴＯをパターニングすることができる。レジスト剥離材としては例えば、モノエタノールアミンを使用することができる。
【０１７３】
＜有機ＬＥＤ素子の製造方法＞
以下に、図面を用いて、本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法を説明する。図２４は、本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法を示すフローチャートである。本発明の有機ＬＥＤ素子の製造方法は、反射性基板を準備する工程（ステップ１１００）と、反射性基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長において第１の屈折率を有するベース材と、ベース材内部に設けられベース材と異なる屈折率を有する複数の散乱物質とを備えた散乱層を形成する工程（ステップ１１１０）と、散乱層上に、透光性電極を形成する工程（ステップ１１２０）と、透光性電極上に有機層を形成する工程（ステップ１２００）と、有機層上に透光性電極を形成する工程（ステップ１２１０）とを有する。
【０１７４】
上述のステップ１１００からステップ１１２０を行った後、透光性電極上に有機層を形成する（ステップ１２００）。ここで、有機層は、塗布法と蒸着法の併用により、形成される。例えば、有機層のある１層以上が塗布法により形成されれば、その他の層は蒸着法により形成される。塗布法により形成した層の後、その上の層を蒸着法で形成する場合、蒸着法で有機層を形成する前に、濃縮乾燥硬化を行う。また、有機層は塗布法のみ蒸着法のみで形成するようにしてもよい。
【０１７５】
次に、有機層上に透光性電極を形成する（ステップ１２１０）。具体的に説明すると、有機層上に、ＩＴＯ等の透光性材料を蒸着することにより、透光性電極を形成する。
【０１７６】
次に上述の工程により形成された有機ＬＥＤ素子を封止するため、封止用の対向基板を製造する工程について説明する。まず。素子基板とは別のガラス基板を用意する。このガラス基板を加工して捕水材を収納するための捕水材収納部を形成する。捕水材収納部はガラス基板にレジストを塗布し、露光、現像により基板の一部を露出させる。この露出部分をエッチングにより薄くすることにより捕水材収納部を形成する。
【０１７７】
図２５に示すように、発光層としての有機層１１０の周囲に設けられたこの捕水材収納部１３００に酸化カルシウム等の捕水材１３１０を配置した後、二枚の基板を重ね合わせて接着する。なお、図２５は有機ＬＥＤ表示装置の構成を模式的に示す断面図である。具体的には、対向基板１３２０の捕水材収納部１３００が設けられた面に、ディスペンサを用いてシール材１３３０を塗布する。シール材１３３０として、例えば、エポキシ系紫外線硬化性樹脂を用いることができる。また、シール材１３３０は、有機ＬＥＤ素子と対向する領域の外周全体に塗布する。二枚の基板を位置合わせして対向させた後、紫外線を照射してシール材を硬化させ、基板同士を接着する。この後、シール材の硬化をより促進させるために、例えば、８０℃のクリーンオーブン中で１時間の熱処理を施す。この結果、シール材および一対の基板によって、有機ＬＥＤ素子が存在する基板間と、基板の外部とが隔離される。捕水材１３１０を配置することにより、封止された空間に残留または侵入してくる水分等による有機ＬＥＤ素子の劣化を防止することができる。
【０１７８】
有機層１１０からの発光が図の上方向に出射される。対向基板１３２０の有機ＬＥＤ素子が形成された面とは反対側の面すなわち、出射面に光学シート１３４０を貼り付ける。光学シート１３４０は偏光板と１／４波長板を有しており、反射防止膜として機能する。この光学シート１３４０が設けられた面側に有機薄膜層からの光が取り出される。
【０１７９】
基板の外周付近の不要部分を切断除去し、陽極配線１３５０に信号電極ドライバを接続し、陰極接続配線に走査電極ドライバを接続する。基板端部において各配線に接続される端子部が形成されている。この端子部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を貼付け、駆動回路が設けられたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）を接続する。具体的には端子部にＡＣＦを仮圧着する。ついで駆動回路が内蔵されたＴＣＰを端子部に本圧着する。これにより駆動回路が実装される。この有機ＬＥＤ表示パネルが筐体に取り付けられ、有機ＬＥＤ表示装置が完成する。上記は、ドットマトリックス表示素子の場合を示したが、キャラクター表示でもよく、又素子仕様によっては上記の構成の限りではない。
【０１８０】
（実施の形態４）
＜有機ＬＥＤ素子の他の構成例＞
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態４の有機ＬＥＤ素子について説明する。なお、図１と同じ構成については、同じ番号を付与し、説明を省略する。図２６は、本発明の有機ＬＥＤ素子用積層体及び有機ＬＥＤ素子用積層体の他の構造を示す断面図である。本発明の他の有機ＬＥＤ素子は、透光性電極つき反射性基板（有機ＬＥＤ素子用積層体）１４００と、有機層１４１０と、透光性電極１２０とにより構成される。透光性電極付き基板１４００は、反射性の基板１０１と、散乱層１４０１と、透光性電極１０３とにより構成される。有機層１４１０は、正孔注入・輸送層１４１１と、発光層１４１２と、電子注入・輸送層１４１３とにより構成される。
【０１８１】
ここで、図１に示した実施の形態１の有機ＬＥＤ素子の発光層は、３つの層により構成されている。３つのいずれか一つの層は、３色の発光色（赤、緑、青）のいずれか一つの色を発光するように形成されている。しかし、図２６の有機ＬＥＤ素子の発光層１４１２は、散乱層１４０１の内部に設けられる複数の散乱物質１４２０を赤色および緑色の発光を行う蛍光発光材料（例えば、フィラー）とすることにより、青色のみを発光する一つの層により構成できる。つまり、本発明の有機ＬＥＤ素子の他の構成によれば、発光層を青・緑・赤色のいずれか一つの色を発光する層とすることができ、有機ＬＥＤ素子をダウンサイズすることができるという効果を奏する。
【０１８２】
なお本発明の透光性電極付き基板は、有機ＬＥＤ素子に限定されることなく、無機ＥＬ素子、液晶など、種々の発光デバイス、あるいは光量センサ、太陽電池などの受光デバイスなど光デバイスの高効率化に有効である。
【実施例】
【０１８３】
（散乱層の効果の実証）
以下、光取り出し効率の向上のために、散乱層が効果的であることの実証を説明する。試料１は本発明の散乱層を備えた実施例であり、試料２が内部に散乱物質が設けられていない散乱層を備えた比較例である。計算方法は、上述の散乱層の計算方法と同じである。以下、各条件および結果（取り出し効率）を表２に示す。
【０１８４】
【表２】
【０１８５】
実施例と比較例の前面取り出し効率の比較結果を図２７に示す。図２７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ試料２と試料１の条件において、光取り出し面側から観測した結果を示す図である。図２７に示すように、本発明の電極付き基板および有機ＬＥＤ素子によれば、未処置の場合に２０％程度の光取り出し効率を８０％程度まで向上させることが可能となる。
【０１８６】
以下に、図面を用いて、本発明の電極付き基板が外部取り出し効率を改善していることを確認するために行った評価実験の内容および結果について説明する。
【０１８７】
初めに、図２８および図２９に示される評価素子を準備した。ここで、図２８は評価素子の構造を示す、図２９のＣ方向から見たＡ−Ａ線における断面図である。図２９は、図２８のＢ方向から見た評価素子の上面図である。なお、図２９は、ガラス基板１６１０と散乱層１６２０の位置関係を明確にするため、ガラス基板１６１０と散乱層１６２０のみを記載している。これらのガラス基板は背面側に銀膜などの反射性膜を形成して反射性基板として用いられる。
【０１８８】
評価素子は、ガラス基板１６１０と、散乱層１６２０と、ＩＴＯ膜１６３０と、Ａｌｑ３（トリス（８−キリノリラート）アルミニウム錯体）膜１６４０と、ＩＴＯ膜１６５０とを有する。ここで、散乱層の有無による光取り出し効率の違いを比較するために、評価素子を散乱層ありの領域１６００Ａと散乱層なしの領域１６００Ｂの２つに分けた。散乱層ありの領域１６００Ａの評価素子は、ガラス基板１６１０上に散乱層１６２０が形成されている。散乱層なしの領域１６００Ｂの評価素子は、ガラス１６１０上にＩＴＯ膜１６３０が形成されている。
【０１８９】
ガラス基板は、旭硝子株式会社製ガラス基板[商品名：ＰＤ２００]を用いた。このガラスは歪点５７０℃、熱膨張係数８３×１０−７（１／℃）である。このような高歪点と高い熱膨張係数を有するガラス基板は、ガラスフリットペーストを焼成して散乱層を形成する場合に好適である。
【０１９０】
散乱層１６２０は、高屈折率ガラスフリットペースト層である。ここでは、散乱層１６２０として、表３に示す組成を有するガラスを作製した。このガラスのガラス転移温度は４８３℃、屈服点は５２８℃、熱膨張係数は８３×１０−７（１／℃）である。このガラスのＦ線（４８６．１３ｎｍ）での屈折率ｎＦは２．０３５５８、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での屈折率ｎｄは１．９９８１０、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）での屈折率ｎＣは１．９８３４４である。屈折率は、屈折率計（カルニュー光学工業社製、商品名：ＫＲＰ−２）で測定した。ガラス転移点（Ｔｇ）および屈服点(Ａｔ)は、熱分析装置（Ｂｒｕｋｅｒ社製、商品名：ＴＤ５０００ＳＡ）で熱膨張法により、昇温速度５℃／分で測定した。
【０１９１】
【表３】
【０１９２】
以下の手順で、散乱層１６２０を形成した。表３の比率で示される組成となるように、粉末原料を調合した。調合した粉末原料をアルミナ製のボールミルで１２時間乾式粉砕し、平均粒径（ｄ５０、積算値５０％の粒度、単位μｍ）が１〜３μｍであるガラス粉末を作製した。そして、得られたガラス粉末７５ｇを、有機ビヒクル（α―テルピネオール等にエチルセルロースを１０質量％程度溶解したもの）２５ｇと混練してペーストインク（ガラスペースト）を作製した。このガラスペーストを、前述のガラス基板上に、焼成後の膜厚が１５μｍ、３０μｍ、６０μｍ、１２０μｍとなるよう均一に印刷し、これを１５０℃で３０分間乾燥した後、一旦室温に戻し、４５０℃まで４５分で昇温し、４５０℃で１０時間保持し、その後、５５０℃まで１２分で昇温し、５５０℃で３０分間保持し、その後、室温まで３時間で降温し、ガラス基板上にガラス層を形成した。膜厚１２０μｍの散乱層については、膜厚が６０μｍにあるまで表面を研磨した。これにより形成された、ガラス膜中には、多くの気泡が含まれており、これによる散乱が生じる。一方で散乱層ガラス最表面には、うねりはあるものの、気泡が開口するなど、有機ＬＥＤの電極間短絡の原因となるような局所的な凹凸は見られなかった。
【０１９３】
（実施例２）
（散乱層の主表面の平坦性の実証）
以下、光取り出し効率の向上のために、散乱層の主表面が平坦（算術平均粗さが３０ｎｍ以下）であることが効果的であることの実証を説明する。
まず、基板としては、上述の旭硝子株式会社製ガラス基板[ＰＤ２００]を用いた。散乱層は以下のように作製した。まずガラス組成が表３になるように粉末原料を調合し、１１００℃の電気炉にて溶解し、ロールにキャストしてガラスのフレークを得た。このガラスのガラス転移温度は４９９℃、屈服点は５４５℃、熱膨張係数は７４×１０−７（１／℃）（１００〜３００℃の平均値）である。このガラスのＦ線（４８６．１３ｎｍ）での屈折率ｎＦは２．０４４８、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での屈折率ｎｄは２．００６５、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）での屈折率ｎＣは１．９９１８である。屈折率およびガラス転移点・屈服点の測定方法は、上述の例と同様である。反射性基板として用いられるときにはガラス基板の背面側にアルミニウム薄膜（反射性膜）を形成して用いられる。
【０１９４】
さらに作製したフレークをジルコニア製の遊星ミルで２時間粉砕した後、ふるいにかけて粉末を作製した。このときの粒度分布は、Ｄ50が、０．９０５μｍ、Ｄ１0が、０．３９８μｍ、Ｄ９0が、３．０２４μｍであった。次に、得られたガラス粉末２０ｇを有機ビヒクル７．６ｇと混錬してガラスペーストを作製した。このガラスペーストを、前述のガラス基板上に直径が１０ｍｍの円形で焼成後の膜厚が１５μｍとなるように均一に印刷し、これを１５０℃で３０分間乾燥した後、一旦室温に戻し、４５０℃まで４５分で昇温し、４５０℃で３０分間保持・焼成し、その後５５０℃まで１２分で昇温し、５５０℃で３０分間保持し、その後室温まで３時間で降温し、ガラス基板上に散乱層を形成した。その他同様の温度プロファイルで、保持・焼成温度のみ５７０℃、５８０℃とした散乱層も作製した。
【０１９５】
次いでこれらの表面粗さを測定した。測定には、菱化システム社製三次元非接触表面形状計測システム Ｍｉｃｒｏｍａｐを用いた。測定は円形散乱層の中央部付近の２ケ所であり、測定領域は１辺が３０μｍの正方形とした。またうねりのカットオフ波長は１０μｍとした。10μｍ以上の周期を有する凸凹であれば、有機LED素子形成に用いられるスパッタ、蒸着、スピンコート、スプレーなどの方式により形成された膜は、その凸凹に十分追従できると考えられ、１０μｍより小さい周期の凸凹については、蒸着などでは、その被覆性が十分でなくなる場合があると考えられる。図３０に各温度で焼成した散乱層の算術表面粗さ（Ｒａ）を示す。５５０℃で焼成したものは、焼成が不完全で、散乱層中の気泡が球形でなかったり、表面が荒れている為、その上に素子を作製すると、電極間短絡など不具合を生じやすい。これに対して５７０℃、５８０℃焼成品では、散乱層中の気泡が球形となっていて、表面も平滑になっている。
【０１９６】
こうして作製された散乱層付ガラス基板の全光透過率は７７．８、ヘイズ値は８５．２であった。測定装置はスガ試験機社製ヘーズコンピュータ（商品名：ＨＺ−２）を用い、リファレンスとしてガラス基板[ＰＤ２００]の素板を用いて測定した。
【０１９７】
なお、気泡と結晶は別のメカニズムで発生するため、ガラス材料、粉末粒径、表面状態、焼成条件（雰囲気、圧力）などを制御することで、気泡のみあるいは結晶のみを発生させることが可能である。例えば、ガラスのネットワークフォーマを増やしたり、結晶析出を抑制するアルカリ酸化物成分を増やすことで、結晶析出は抑制され、減圧下で焼成すれば、気泡発生は抑制される。
【０１９８】
ガラス散乱層中には、散乱物質があるため、ガラス基板の背面側に反射膜を形成した反射性基板面は鏡面のように視認されないが、仮に散乱性を低くした場合では、鏡面として視認され、外観上好ましくない可能性がある。
【０１９９】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０２００】
以上説明してきたように、本発明の電極付き基板は、光散乱性が良好でありかつ安定で信頼性の高い散乱層を具備した反射性基板を具備していることから、光の取り出し効率あるいは取り込み効率を増大することができ、発光デバイス、受光デバイスなどに適用可能である。
【符号の説明】
【０２０１】
１００ 電極付き基板
１０１ 反射性基板
１０２ 散乱層
１０３ 透光性電極
１０４ 散乱物質
１０５ ベース材
１１０ 有機層
１２０ 透光性電極
１１０ＬＥＲ 発光領域
Ｒｃ 受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性の基板と、
前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層と、
前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備した電極付き基板。
【請求項２】
請求項１に記載の電極付き基板であって、
前記散乱層は、
前記基板上に形成され、透過する光の少なくとも１波長に対して第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備したガラスからなる散乱層と、
前記散乱層上に形成された電極付き基板であって、
前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっている電極付き基板。
【請求項３】
請求項１に記載の電極付き基板であって、
前記透光性電極は、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い第３の屈折率を有する電極付き基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層の透光性電極側の表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝２μｍにおける前記散乱物質の密度ρ４に対し、ρ４＞ρ３を満たすことを特徴とする電極付き基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層表面の表面粗さＲａが３０ｎｍ以下である電極付き基板。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層中における前記散乱物質の含有率は少なくとも１ｖｏｌ％である電極付き基板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質は気泡である電極付き基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質は前記ベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である電極付き基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質は前記ベース層を構成するガラスの析出結晶である電極付き基板。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質の前記散乱層１ｍｍ２当たりの数は、少なくとも１×１０４個である電極付き基板。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質のうち、最大長さが５μｍ以上である散乱物質の割合が１５%以下である電極付き基板。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層は、前記ガラス基板上に所望のパターンを構成するように選択的に形成された電極付き基板。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の電極付き基板であって、
波長λ（４３０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍ）のうち少なくとも一つの波長における前記第１の屈折率は１．８以上である電極付き基板。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の電極付き基板であって、前記散乱層の、１００℃から４００℃における平均熱膨張係数が、７０×１０−７（℃−１）から９５×１０−７（℃−１）であり、且つガラス転移温度が、４５０℃から５５０℃である電極付き基板。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の電極付き基板であって、前記散乱層が、ｍｏｌ％表記で、Ｐ２Ｏ５ １５〜３０％、ＳｉＯ２ ０〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１８％、Ｎｂ２Ｏ５ ５〜４０％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜３０％、ただし、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜６０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％を含むガラスをベース材とする電極付き基板。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記反射性の基板は、金属製の基板である電極付き基板。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記反射性の基板は、表面を金属膜で被覆された基板である電極付き基板。
【請求項１８】
反射性の基板を用意する工程と、
前記基板上に、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層を形成する工程と、
前記散乱層上に透光性電極を形成する工程とを含む電極付き基板の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電極付き基板の製造方法であって、
前記散乱層を形成する工程は、
前記基板上にガラス粉末を含む塗布材料を塗布する工程と、
前記塗布されたガラス粉末を焼成する工程とを含み、
第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備し、
前記散乱層内部から最表面にむかって、散乱層中の散乱物質の層内分布が、小さくなっている散乱層を形成する電極付き基板の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電極付き基板の製造方法であって、
前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも４０〜１００℃以上高い温度で焼成する工程を含む電極付き基板の製造方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０のいずれかに記載の電極付き基板の製造方法であって、
前記塗布する工程は、粒径のＤ１０が０．２μｍ以上でかつ、Ｄ９０が５μｍ以下であるガラス粉末を塗布する工程を含む電極付き基板の製造方法。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のいずれかに記載の電極付き基板の製造方法を含み、
前記第１電極としての前記透光性電極上に発光機能を有する層を形成する工程と、
前記発光機能を有する層上に第２電極を形成する工程とを含む有機ＬＥＤ素子の製造方法。
【請求項２３】
反射性の基板と、
前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を備えたガラスからなる散乱層と、
前記散乱層上に形成された第１の透光性電極と
前記第１の透光性電極上に形成される有機層と、
前記有機層上に形成される第２の透光性電極とを備えた有機ＬＥＤ素子。
【請求項２４】
請求項２３に記載の有機ＬＥＤ素子であって、
前記散乱層は、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質と、を備えるとともに、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっている有機ＬＥＤ素子。
【請求項２５】
請求項２３に記載の有機ＬＥＤ素子であって、
前記第１の透光性電極は、前記散乱層上に形成され、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い前記波長における第３の屈折率を有する有機ＬＥＤ素子。
【請求項２６】
反射性の基板を準備する工程と、
前記基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数個の散乱物質と、を備えたガラスからなる散乱層を形成する工程と、
前記散乱層上に、第１の透光性電極を形成する工程と、
前記第１の透光性電極上に有機層を形成する工程と、
前記有機層上に第２の透光性電極を形成する工程とを有する有機ＬＥＤ素子の製造方法。
【請求項１】
反射性の基板と、
前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層と、
前記散乱層上に形成された透光性電極とを具備した電極付き基板。
【請求項２】
請求項１に記載の電極付き基板であって、
前記散乱層は、
前記基板上に形成され、透過する光の少なくとも１波長に対して第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備したガラスからなる散乱層と、
前記散乱層上に形成された電極付き基板であって、
前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっている電極付き基板。
【請求項３】
請求項１に記載の電極付き基板であって、
前記透光性電極は、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い第３の屈折率を有する電極付き基板。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層の透光性電極側の表面からの距離ｘ（ｘ≦０．２μｍ）における散乱物質の密度ρ３が、距離ｘ＝２μｍにおける前記散乱物質の密度ρ４に対し、ρ４＞ρ３を満たすことを特徴とする電極付き基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層表面の表面粗さＲａが３０ｎｍ以下である電極付き基板。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層中における前記散乱物質の含有率は少なくとも１ｖｏｌ％である電極付き基板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質は気泡である電極付き基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質は前記ベース層とは異なる組成をもつ材料粒子である電極付き基板。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質は前記ベース層を構成するガラスの析出結晶である電極付き基板。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質の前記散乱層１ｍｍ２当たりの数は、少なくとも１×１０４個である電極付き基板。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱物質のうち、最大長さが５μｍ以上である散乱物質の割合が１５%以下である電極付き基板。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記散乱層は、前記ガラス基板上に所望のパターンを構成するように選択的に形成された電極付き基板。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の電極付き基板であって、
波長λ（４３０ｎｍ＜λ＜６５０ｎｍ）のうち少なくとも一つの波長における前記第１の屈折率は１．８以上である電極付き基板。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の電極付き基板であって、前記散乱層の、１００℃から４００℃における平均熱膨張係数が、７０×１０−７（℃−１）から９５×１０−７（℃−１）であり、且つガラス転移温度が、４５０℃から５５０℃である電極付き基板。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の電極付き基板であって、前記散乱層が、ｍｏｌ％表記で、Ｐ２Ｏ５ １５〜３０％、ＳｉＯ２ ０〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１８％、Ｎｂ２Ｏ５ ５〜４０％、ＴｉＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜３０％、ただし、Ｎｂ２Ｏ５＋ＴｉＯ２＋ＷＯ３＋Ｂｉ２Ｏ３ ２０〜６０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜２０％、Ｎａ２Ｏ ０〜２０％、Ｋ２Ｏ ０〜２０％、ただしＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１０％を含むガラスをベース材とする電極付き基板。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記反射性の基板は、金属製の基板である電極付き基板。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれかに記載の電極付き基板であって、
前記反射性の基板は、表面を金属膜で被覆された基板である電極付き基板。
【請求項１８】
反射性の基板を用意する工程と、
前記基板上に、複数個の散乱物質を具備したガラス層からなる散乱層を形成する工程と、
前記散乱層上に透光性電極を形成する工程とを含む電極付き基板の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電極付き基板の製造方法であって、
前記散乱層を形成する工程は、
前記基板上にガラス粉末を含む塗布材料を塗布する工程と、
前記塗布されたガラス粉末を焼成する工程とを含み、
第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材中に分散された、前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質とを具備し、
前記散乱層内部から最表面にむかって、散乱層中の散乱物質の層内分布が、小さくなっている散乱層を形成する電極付き基板の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電極付き基板の製造方法であって、
前記焼成する工程は、前記塗布されたガラス材料のガラス転移温度よりも４０〜１００℃以上高い温度で焼成する工程を含む電極付き基板の製造方法。
【請求項２１】
請求項１９または２０のいずれかに記載の電極付き基板の製造方法であって、
前記塗布する工程は、粒径のＤ１０が０．２μｍ以上でかつ、Ｄ９０が５μｍ以下であるガラス粉末を塗布する工程を含む電極付き基板の製造方法。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１のいずれかに記載の電極付き基板の製造方法を含み、
前記第１電極としての前記透光性電極上に発光機能を有する層を形成する工程と、
前記発光機能を有する層上に第２電極を形成する工程とを含む有機ＬＥＤ素子の製造方法。
【請求項２３】
反射性の基板と、
前記基板上に形成され、複数個の散乱物質を備えたガラスからなる散乱層と、
前記散乱層上に形成された第１の透光性電極と
前記第１の透光性電極上に形成される有機層と、
前記有機層上に形成される第２の透光性電極とを備えた有機ＬＥＤ素子。
【請求項２４】
請求項２３に記載の有機ＬＥＤ素子であって、
前記散乱層は、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数の散乱物質と、を備えるとともに、前記散乱物質の前記散乱層内分布が、前記散乱層内部から前記透光性電極にむかって、小さくなっている有機ＬＥＤ素子。
【請求項２５】
請求項２３に記載の有機ＬＥＤ素子であって、
前記第１の透光性電極は、前記散乱層上に形成され、前記第１の屈折率と同じ若しくはより低い前記波長における第３の屈折率を有する有機ＬＥＤ素子。
【請求項２６】
反射性の基板を準備する工程と、
前記基板上に、有機ＬＥＤ素子の発光光の波長のうち少なくとも一つの波長において第１の屈折率を有するベース材と、前記ベース材内部に位置し前記ベース材と異なる第２の屈折率を有する複数個の散乱物質と、を備えたガラスからなる散乱層を形成する工程と、
前記散乱層上に、第１の透光性電極を形成する工程と、
前記第１の透光性電極上に有機層を形成する工程と、
前記有機層上に第２の透光性電極を形成する工程とを有する有機ＬＥＤ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２０１０−１７０９６９（Ｐ２０１０−１７０９６９Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４７９５（Ｐ２００９−１４７９５）
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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