JP2003086353A - 有機ｅｌ素子用透明性基板および有機ｅｌ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は安価に有機エレクトロル
ミネッセンス（ＥＬ）素子の光取り出し効率を改善する
ことのできる透明性基板を提供し、これを用いることに
より高い発光効率の有機ＥＬ素子を提供することにあ
る。 【解決手段】 本発明は、有機ＥＬ素子において、透明
性基板と透明性電極との間に、集光性を有する構造物
（マイクロレンズ、微小プリズム等）を設置し、かつ該
集光性構造物よりも高い屈折率を有する透明性樹脂によ
り平坦化した集光層を設けたことを特徴とする有機ＥＬ
素子に関する。また、本発明は有機ＥＬ用透明性基板に
透明性樹脂を塗布した後、該集光性構造物の鋳型の表面
形状を有する部材で押し付けて硬化させることにより前
記集光性構造物を形成し、さらに前記透明性樹脂より屈
折率の高い透明性樹脂を重ねて塗布した後、平坦な表面
を有する部材で押し付けて硬化させることにより平坦化
することを特徴とする有機ＥＬ用透明性基板の製造法に
関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネッセンス（ＥＬ）素子用基板およびこれを用いた有
機ＥＬ素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は近年のフラットディスプ
レイの需要の高まりから新たに注目されている素子であ
る。素子の構成は、ガラス基板上に形成した陽極、ホー
ル輸送層、電子輸送性発光層、陰極のものがTangとVans
lykeにより提案されている（Appl. Phys. Lett., 51, 9
13, 1987）。この他には、ガラス基板のかわりにフィル
ム基板を用いて軽量化やかとう性を実現した素子（Semi
conductorFPD World 2001, 6, 152）、前記素子構成の
うち陰極に透明性材料を用い、さらにその上に透明性フ
ィルムを設置して陰極側から発光を取り出すトップエミ
ッション方式を採用した素子（SemiconductorFPD World
2001, 4, 136）などが知られている。有機ＥＬ素子
は、従来フラットパネルディスプレイとして広く用いら
れてきた液晶素子に比較して優れた点を有する。すなわ
ち自発光素子であるがゆえに視野角依存性が少ないこ
と、消費電力が小さいこと、きわめて薄い素子にできる
ことである。しかしながらフラットディスプレイとする
にはいまだ解決すべき問題点も多い。そのうち一つは素
子の発光寿命が短いことである。これに対しては現在、
素子の構成要素のうち発光層材料を改良することによっ
て１万時間程度の寿命が達成されているが、フラットデ
ィスプレイにこの素子を適用するためにはまだ満足でき
る寿命ではない。

【０００３】寿命が短いとフラットディスプレイに静止
画を長時間表示した場合、点灯画素と非点灯画素の間に
輝度の差が生じ残像として視認されるという、残像現象
があるためである。発光寿命に関係する要因は多々ある
が、発光輝度を高めるためにより高い電圧を素子に印加
すると、より寿命が短くなることが知られている。しか
しながら有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの発光輝度
は、低電圧の印加状態では満足できるものではなく、昼
間室外でのディスプレイの視認性を確保するためには素
子に高い電圧を印加して発光輝度を高める必要がある。
このように有機ＥＬ素子には、寿命を長くしようとすれ
ば発光輝度を弱くせねばならず、視認性を高めようとす
れば寿命が短くなるというジレンマに陥っていた。

【０００４】この問題を解決するために、従来より有機
ＥＬ素子の発光層材料の改良が精力的に進められてき
た。すなわちより低い電圧印加で高い発光輝度を実現す
るため、内部エネルギー効率の高い発光層材料を開発す
るものである。

【０００５】一方、Thompsonらによれば有機ＥＬ素子の
発光効率を示す外部エネルギー効率は、素子の内部エネ
ルギー効率と光取り出し効率との積であらわせる（Opti
csLetters 22, 6, 396, 1997）。すなわち有機ＥＬ素子
の発光効率を向上するためには、内部エネルギー効率を
向上させるほかに、光取り出し効率も向上させる必要が
ある。

【０００６】光取り出し効率とは、素子の発光に対して
素子の透明性基板正面から大気中に放出される発光の割
合である。すなわち発光層での発光が大気中に放出され
るには、幾つかの屈折率の異なる媒質の界面を通過する
必要があるが、スネルの屈折の法則に従えば、各界面に
その臨界角以上の角度で入射した光は、界面で全反射さ
れて層中にを導波し消失するか層側面より放出され、そ
の分だけ素子正面からの光放出が減少する。

【０００７】前記Thompsonらによれば有機ＥＬ素子の光
取り出し効率は約０．１７５であり、発光層で発生した
光のおよそ１８％は素子外に取り出されるが、残り約８
２％は素子中に封じ込められ消失するか素子側面から放
出している。

【０００８】このため、光取り出し効率を向上すること
が重要な課題であり、従来より様々な試みが行われてい
る。透明電極や発光層に粒界を形成し可視光を散乱させ
るもの（特公平３−１８３２０号公報）、透明性基板と
して一方の表面が粗面化されたガラス基板を用いて発光
を散乱させるもの（特開昭６１−１５６６９１号公
報）、電極と有機層との界面付近に散乱領域を設けたも
の（特開平０９−１２９３７５号公報）が開示されてい
る。しかしながらこれらの試みは全て素子各層の膜厚を
乱す恐れがあり、絶縁破壊および素子発光の不均一性を
生じる原因となるため、素子の量産性の観点からは満足
できるものではなかった。

【０００９】またこの他には、マイクロレンズフィルム
をシールガラス上部の観察面側に設ける方法があるが、
この方法では輝度向上は実現できても、ＥＬ素子の画素
領域とマイクロレンズがシールガラスの厚みより離れて
いるために、表示画像がぼやけるという問題点があっ
た。

【００１０】さらにこの他には透明性基板に凸型マイク
ロレンズを設置し、かつ透明性電極と該マイクロレンズ
の隙間を低屈折率絶縁性液体によって満たすという方法
がある（特開平１１−７４０７２号公報）。この方法に
より確かに輝度向上は実現できるが、その構成要素に液
体を含んでいるため封止が困難であり、かつ温度変化に
対する信頼性に乏しいため、これらを保証するために高
価な素材を用いる必要があった。また、この方法を実施
すれば一般的な有機ＥＬ素子の製造法と異なる専用のプ
ロセスを用いる必要があるため、大幅なコストアップを
もたらし、実用化には至っていない。

【００１１】したがって有機ＥＬ素子の光取り出し効率
が低いという問題点は依然解決されていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の背景に
基づきなされてものであり、その目的は安価に有機ＥＬ
素子の光取り出し効率を改善することのできる透明性基
板を提供し、これを用いることにより高い発光効率の有
機ＥＬ素子を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機ＥＬ素子
において、透明性基板の発光層側の面上に、マイクロレ
ンズまたは微小凹凸等の集光性を有する構造物を設置
し、かつ該集光性構造物よりも高い屈折率を有する透明
性樹脂により平坦化した集光層を設けたことを特徴とす
る有機ＥＬ素子用透明性基板に関する。

【００１４】また、本発明は上記の集光層を設け透明性
基板を有する有機ＥＬ素子に関する。

【００１５】更に、本発明は、有機ＥＬ用透明性基板に
透明性樹脂を塗布した後、集光性構造物の鋳型の表面形
状を有する部材で押し付けて硬化させることにより前記
集光性構造物を形成し、さらに前記透明性樹脂より屈折
率の高い透明性樹脂を重ねて塗布した後、平坦な表面を
有する部材で押し付けて硬化させることにより平坦化す
ることを特徴とする有機ＥＬ用透明性基板の製造法に関
する。

【００１６】また更に、本発明は、有機ＥＬ用透明性基
板に感光性を有する透明性樹脂を塗布し、フォトリソグ
ラフィーにより集光性構造物を形成した後、透明性樹脂
を塗布硬化することにより平坦化したことを特徴とする
有機ＥＬ用透明性基板の製造法に関する。

【００１７】更にまた、本発明は、有機ＥＬ用透明性基
板に感光性を有する透明性樹脂を塗布し、フォトリソグ
ラフィーにより集光性構造物を形成した後、反応性イオ
ンエッチングにより基板に該集光性構造物を転写し、こ
れに透明性樹脂を塗布硬化することにより平坦化したこ
とを特徴とする有機ＥＬ用透明性基板の製造法に関す
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の透明性基板を用いた有機
ＥＬ素子の例を図１に示す。本発明の有機ＥＬ素子用透
明性基板８はガラス、有機フィルムなど透明性基体１と
透明性電極２の間に、微小なマイクロレンズまたはプリ
ズムのような形状の集光性を有する構造物５を設置し、
かつ該集光性構造物５よりも高い屈折率を有する透明性
樹脂６により平坦化した集光層７を設けたことを特徴と
する。

【００１９】有機エレクトロクロミック素子は、本発明
による透明性基板８の上に透明電極２、発光層を含む有
機層３、電極４、を順次堆積してゆくことにより作成さ
れる。これらの堆積層の厚みは非常に薄く、透明性基板
８の表面が粗面であると絶縁破壊をおこす恐れがある。
したがって本発明による透明性基板８の発光層側表面は
充分に平滑化されている必要がある。

【００２０】また、トップエミッション方式の素子構成
にも本発明は適用でき、この方式には発光素子を別の基
板に形成した後に本発明による透明性基板８を組み合わ
せて作成される。

【００２１】図２に示すように従来の、本発明による集
光層の設けられていない透明性基板１を用いた場合につ
いて、発光層３より発生した光のうち透明性基板１から
大気へ全反射臨界角θ以上の角度で入射した光５は全反
射される。全反射された光は電極表面４で再び全反射さ
れ、これを繰り返すことによって光は素子内を導波し消
失するので基板正面より光をとりだすことはできない。

【００２２】ところが本発明による集光層を備えた透明
性基板を用いると、図３に示すように発光層３から透明
性基板８に入射する光は本発明による集光層７により集
光され、透明性基板８と大気との界面への入射光１１の
入射角θ’が全反射臨界角θよりも小さくなるため、透
明性基板正面より光を取り出すことが出来るようにな
る。

【００２３】したがって本発明による透明性基板を用い
るだけで通常の有機ＥＬ素子の外部発光効率を大幅に向
上させることができ、ひいては先述のように有機ＥＬ素
子の発光輝度と寿命の両立を達成することが可能とな
る。

【００２４】また本発明による集光層を有する透明性基
板は、透明性樹脂により平坦化されているため、発光層
を作成するにあたり、絶縁破壊などの悪影響を及ぼすこ
とがない。さらに本発明による集光層は自立性の膜であ
るため、該集光層の上に容易に透明性電極および発光層
を含む有機層を既知の方法に従い堆積することができ、
安価に有機ＥＬ素子を製造することが出来る。

【００２５】本発明に用いる透明性基板とはシリカガラ
ス、ソーダガラス、有機フィルムなどの透明な基体であ
り、いづれかの表面にカラーフィルタやブラックマトリ
クスが形成されているものでもよい。この透明性基板の
発光層側になる一面に、微小なマイクロレンズやプリズ
ムのような集光能力を持つ形状の集光性構造物を形成す
る。

【００２６】該集構成構造物の集光能力を有する形状に
ついて具体的に述べると、図１に示すような凸レンズ形
状のものおよび図４に示すような凹レンズ形状のものま
たは図５に示すようなプリズム形状のものが好適に用い
られる。

【００２７】ここで言う集光能力とは、仮に該集光性構
造物に並行光束の光を入射したとき、その集光性構造物
を通過して入射面に対して反対の面からの出射光の光束
の幅が狭くすることができる能力である。一般に知られ
ている顕微鏡用レンズが、この能力を有している例であ
る。この集光能力が高い形状であればあるほど、本発明
の目的である光取り出し効率の改善にはより効果的であ
る。

【００２８】上記のような集光性構造物は、透明性感光
性樹脂を光により微細にパターニングした後加熱するこ
とによってレンズ形状にする方法、光硬化性または熱硬
化性樹脂を基板に塗布した後、集光性構造物形状の鋳型
を押し当て光照射または加熱により樹脂を硬化させた後
鋳型を取り去る方法、エッチング法により基板に塗布し
た透明性材料もしくは基板自身を削ることによって作成
する方法が適用できる。また市販のマイクロレンズシー
トやプリズムシートを透明性基板に接着する方法によっ
ても本発明による集光性構造物を有する透明性基板を作
成できる。

【００２９】本発明による有機ＥＬ素子を画像表示素子
として用いる場合などに、モアレなど光の回折現象によ
る画像の劣化現象をさけるためには、本発明に用いる集
光性構造物の形状規則性を乱すこともできる。

【００３０】上記のような集光性構造物の素材として
は、透明であれば有機物であるか無機物であるかは問わ
ないが、有機物の場合、好適には透明性有機樹脂組成物
が用いられる。

【００３１】透明性有機樹脂組成物とは可視光の透過率
が少なくとも８０％以上である有機高分子に必要に応じ
て有機溶剤、界面活性剤、密着増強剤、架橋剤、増感
剤、感光剤を加えた組成物であり、光照射、加熱、乾
燥、加圧などの操作により集光性構造物の形状を保持で
きる程度の硬さに硬化させることができるものである透
明性有機樹脂組成物をいう。例示すればシリコーン系、
エポキシ系、ウレタン系、アクリル系、シアノアクリレ
ート系等、エポキシ系アクリレート、ポリエステル系ア
クリレート、ポリウレタン系アクリレート、多価アルコ
ール系アクリレート等のアクリル基を有する樹脂、ポリ
チオールポリエン樹脂等の光重合性プレポリマー、ポリ
イミド系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂が上げられるが、アクリル系樹脂やポリイミド系、ポ
リカーボネート系樹脂樹脂が好適に用いられる。

【００３２】さらに詳しく述べれば、該透明性有機樹脂
組成物は後の透明電極層、発光層を含む有機層を堆積さ
せるときにさらされる高温に対して充分な耐性を持つこ
とが望ましい。好適には２５０℃、1時間の熱履歴にさ
らされた場合であっても、その集光性構造物の形状を保
持し、かつ樹脂の熱分解等による着色が見られない、ポ
リイミド系樹脂やポリカーボネート系樹脂が望ましい。

【００３３】無機物を集光性構造の素材とする場合、シ
リカ等の無機酸化物により集光性構造物を作成すること
が好ましい。

【００３４】次に集光性構造物の上に塗布し、平坦化さ
せて平滑な集光層を形成するための、本発明に用いる透
明性樹脂について述べる。

【００３５】該透明性樹脂は、該集光性構造物に塗布し
た後、光照射、加熱、乾燥、加圧などの操作により硬化
させることができ、平坦かつ自立性の集光層を得ること
ができることが望ましい。また、硬化処理以前の状態で
は充分に低い粘度である透明性樹脂組成物であることが
望ましい。該透明性樹脂の素材としては、好適には透明
性有機樹脂組成物が用いられる。

【００３６】透明性有機樹脂組成物とは可視光の透過率
が少なくとも８０％以上である有機高分子に必要に応じ
て有機溶剤、界面活性剤、密着増強剤、架橋剤、増感
剤、感光剤を加えた組成物であり、光照射、加熱、乾
燥、加圧などの操作により集光層の平坦性を保持できる
程度の硬さに硬化させることができるものである透明性
有機樹脂組成物をいう。例示すればシリコーン系、エポ
キシ系、ウレタン系、アクリル系、シアノアクリレート
系等、エポキシ系アクリレート、ポリエステル系アクリ
レート、ポリウレタン系アクリレート、多価アルコール
系アクリレート等のアクリル基を有する樹脂、ポリチオ
ールポリエン樹脂等の光重合性プレポリマー、ポリイミ
ド系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂が
上げられるが、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂が好
適に用いられる。

【００３７】さらに詳しく述べれば、該透明性有機樹脂
組成物は後の透明電極層、発光層を含む有機層を堆積さ
せるときにさらされる高温に対して充分な耐性を持つこ
とが望ましい。好適には２５０℃、1時間の熱履歴にさ
らされた場合であっても、その集光層の平坦性を保持
し、かつ樹脂の熱分解等による着色が見られない、ポリ
イミド系樹脂やポリカーボネート系樹脂が望ましい。

【００３８】本発明による集光構造物の形状と屈折率に
ついて詳しく述べる。図１に示すような凸型マイクロレ
ンズ形状の場合、レンズは半球型もしくは角の丸まった
箱型をしており、かつそれぞれの凸型マイクロレンズが
水平面内において最密充填していることが望ましい。各
凸型マイクロレンズは発光素子の一つの画素領域を一つ
のマイクロレンズで覆ってもよいし、一つの画素領域を
複数のマイクロレンズで覆っていてもよい。マイクロレ
ンズと、マイクロレンズを平坦化するための透明性樹脂
それぞれの屈折率については、この形状の場合、マイク
ロレンズの屈折率の方が平坦化するための透明性樹脂の
屈折率よりも低いことが求められる。また相互の屈折率
の差が大きい方が本発明の目的には望ましく、さらに詳
しくは相互の屈折率差が０．１以上であることが望まし
い。

【００３９】また、図４に示すような凹型マイクロレン
ズ形状の場合、レンズは半球型もしくは角の丸まった箱
型をしており、かつそれぞれの凹型マイクロレンズが水
平面内において最密充填していることが望ましい。各凹
型マイクロレンズは発光素子の一つの画素領域を一つの
マイクロレンズで覆ってもよいし、一つの画素領域を複
数のマイクロレンズで覆っていてもよい。マイクロレン
ズと、マイクロレンズを平坦化するための透明性樹脂そ
れぞれの屈折率については、この形状の場合、マイクロ
レンズの屈折率の方が平坦化するための透明性樹脂の屈
折率よりも低いことが求められる。また相互の屈折率の
差が大きい方が本発明の目的には望ましく、さらに詳し
くは相互の屈折率差が０．１以上であることが望まし
い。

【００４０】さらに、図４に示すような微小プリズム形
状の場合、プリズムは多角錐状凸プリズム形状をしてお
り、かつそれぞれの微小プリズムが水平面内において最
密充填していることが望ましい。各微小プリズムは発光
素子の一つの画素領域を一つの微小プリズムで覆っても
よいし、一つの画素領域を複数の微小プリズムで覆って
いてもよい。マイクロレンズと、マイクロレンズを平坦
化するための透明性樹脂それぞれの屈折率については、
この形状の場合、マイクロレンズの屈折率の方が平坦化
するための透明性樹脂の屈折率よりも低いことが求めら
れる。また相互の屈折率の差が大きい方が本発明の目的
には望ましく、さらに詳しくは相互の屈折率差が０．１
以上であることが望ましい。

【００４１】さらに本発明に用いる集光性構造物の作成
方法について詳述するが、本発明を実施するための集光
性構造物作成方法は以下の方法に限定されるものではな
い。

【００４２】まず透明性基板上に感光性を有する透明な
ポジ型アクリル系樹脂組成物を回転塗布あるいは印刷法
により均一に塗布する。フォトリソグラフィー法により
フォトマスクに描かれたパターンを紫外線で感光させた
後現像することにより円柱状のパターンにし、この後１
８０℃程度に加熱することにより硬化させる。次により
低粘度に調製した同材料を塗布し加熱硬化させること
で、凸型マイクロレンズを形成することができる。

【００４３】また、透明性基板上にクロロメチルスチレ
ン系樹脂組成物を回転塗布法等により均一に塗布し１５
０℃に加熱して硬化させた後、その上にさらに感光性を
有する透明なポジ型アクリル系樹脂組成物を回転塗布あ
るいは印刷法により均一に塗布する。フォトリソグラフ
ィー法によりフォトマスクに描かれたパターンを紫外線
で感光させた後現像することにより円柱状のパターンに
し、この後フォトマスクを介さずに全面を紫外線照射
し、さらに２００℃程度に加熱することによって円柱状
パターンは熱フローを起してレンズ形状になる。ここで
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行うことで、感光
性アクリル系樹脂で形成したレンズ形状を耐熱性の高い
クロロメチルスチレン系樹脂に転写することができ、本
発明に好適な凸型マイクロレンズを作成することができ
る。

【００４４】さらに好適には、透明性基板上に熱硬化性
を有する透明なポリカーボネート系樹脂を回転塗布ある
いは印刷法により均一に塗布し、ここに該集光性構造物
の鋳型となる表面形状を有する金属板を押し当て、加圧
しながら加熱して樹脂を硬化させ、その後金属板を剥離
することにより凸型マイクロレンズ、凹型マイクロレン
ズ、微小プリズムなど集光性構造物を作成することがで
きる。

【００４５】また、透明性基板とほぼ同じ反応性イオン
エッチング速度を有する樹脂にて集光性構造物を形成
し、ここに反応性イオンエッチングをおこなうことで、
透明性基板素材に集光性構造物形状を転写することがで
きる。

【００４６】さらに本発明に用いる集光性構造物の、透
明性樹脂による平坦化方法について詳述するが、以下の
方法に限定されるものではない。

【００４７】まず集光性構造物の形成された透明性基板
上にスチレン系の熱硬化性オーバーコート材を回転塗布
法により均一に塗布する。この後約100℃に加熱するこ
とにより塗布膜を硬化させる。必要により、同様の操作
を繰り返すことで、さらに本発明の目的に好適なより平
坦化された集光層を得ることができる。また、この後研
磨や加圧などの方法により表面を平坦化することができ
る。

【００４８】さらに好適には、集光性構造物の形成され
た透明性基板上にスチレン系の熱硬化性オーバーコート
材を印刷法等により均一に塗布し、ここに平坦な表面を
有する金属板を押し当て、加圧しながら加熱して樹脂を
硬化させ、その後金属板を剥離することにより非常に生
産性よく本発明による集光層を作成することができる。
剥離を容易にするために離型剤を樹脂と金属板の間に介
在させることもできる。

【００４９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、これらは例示的なものであって、本発明をな
んら限定するものではない。

【００５０】実施例１ 感光性アクリル樹脂（ジェイエスアール（株）製 商品
名 ＭＦＲ３８０Ｈ）の溶液を、屈折率が１．５４のガ
ラス基板上にスピンナーを用いて塗布した後、１００℃
で３分間ホットプレート上でプレベークして塗膜を形成
した。上記で得られた塗膜に、直径３μｍの円形マスク
が０．２５μｍ間隔で最密充填された模様のパターンマ
スクを用いて、２５４ｎｍでの強度が１０ｍＷ／ｃｍ２
である紫外線を６秒間照射した。次いで東京応化（株）
製現像液ＮＭＤ−Ｗで２５℃で３０秒間現像した後、純
水で１分間リンスした。上記で形成されたパターンに２
５４ｎｍでの強度が１０ｍＷ／ｃｍ２である紫外線を６
秒間照射した後、オーブン中で１００℃で３分間加熱し
た後、１８０℃で６分間の加熱で硬化させ膜厚１．５μ
ｍの集光性構造物のパターン状薄膜を得た。

【００５１】このガラス基板を、反応性イオンエッチン
グ装置に設置し、該ガラス基板の集光性構造物のパター
ン状薄膜形成面をエッチングガスに曝しＲＦ（無線周波
数）電力を印加した。これによって樹脂とガラス基板が
エッチングされる。一定時間が経過した後、フォトレジ
スト要素は完全に除去され、ガラス基板上には当初のフ
ォトレジスト要素に対応した半球面状の凸型マイクロレ
ンズが形成された。

【００５２】引き続き集光層の平坦化工程を行った。ガ
ラス基板の凸型マイクロレンズが配列されている面上に
透明性ポリイミド樹脂溶液（日産化学工業（株）製 商
品名ＳＥ−８１２）を印刷法により塗布し、ガラス基板
の表面の凹部を完全に埋め、更にある程度の厚みが載っ
た状態にした後、約１００℃に加熱して仮硬化させた。
この表面に平坦な金属製押さえ板を押し当て、この状態
で基板全体を２００℃に加熱して透明樹脂を硬化させ
た。次に押さえ板を取り除くことにより、図１に示す平
坦化された集光層を有する透明性基板が得られた。

【００５３】実施例２ ガラス基板上に透明性熱硬化性樹脂（日産化学工業
（株）製 商品名 ＡＣ５１００）を印刷法により均一
に厚さ３μｍに塗布し、７０℃に加熱して仮硬化させ
た。ここに所定の微小プリズム形状の金属性鋳型（正四
角錐、底辺２μｍ、高さ２μｍの凸型プリズムが最密充
填された構造）を押し当て、加圧して基板全体を１５０
℃に加熱し、樹脂を硬化させた。次に金属性鋳型を取り
除くと微小プリズム形状が透明性樹脂表面上に転写さ
れ、対応する微小プリズム形状の集光性構造物が得られ
た。引き続き集光層の平坦化工程を行った。ガラス基板
の微小プリズムが配列されている面上に透明性ポリイミ
ド樹脂溶液（日産化学工業（株）製商品名 ＳＥ−８１
２）を印刷法により塗布し、ガラス基板の表面の凹部を
完全に埋め、更にある程度の厚みが載った状態にした
後、約１００℃に加熱して仮硬化させた。この表面に平
坦な金属製押さえ板を押し当て、この状態で基板全体を
２００℃に加熱して透明樹脂を硬化させた。次に押さえ
板を取り除くことにより、図５に示す平坦化された集光
層を有する透明性基板が得られた。

【００５４】実施例３ ガラス基板上に透明性熱硬化性樹脂（日産化学工業
（株）製 商品名 ＡＣ５１００）を印刷法により均一
に厚さ３μｍに塗布し、７０℃に加熱して仮硬化させ
た。ここに所定の微小凹レンズ形状の金属性鋳型（底辺
直径３μｍ、高さ１．５μｍの凸型レンズが最密充填さ
れた構造）を押し当て、加圧して基板全体を１５０℃に
加熱し、樹脂を硬化させた。次に金属性鋳型を取り除く
と微小凹レンズ形状が透明性樹脂表面上に転写され、対
応する微小凹レンズ形状の集光性構造物が得られた。引
き続き集光層の平坦化工程を行った。ガラス基板の微小
凹レンズが配列されている面上に透明性平坦化樹脂（日
産化学工業（株）製 商品名 ＡＣ８１００）をスピン
コート法により塗布し、基板の表面の凹部を完全に埋
め、更にある程度の厚みが載った状態にした。１８０℃
にて３０分間加熱硬化させることにより、図４に示す平
坦化された集光層を有する透明性基板が得られた。

【００５５】実施例４ 上記実施例１〜３より得られた集光層を有する透明性基
板、および集光層を形成していない透明性基板を比較例
として用いて、それぞれ有機ＥＬ素子を作成した。それ
ぞれの透明性基板の集光層の上に、透明性電極としてス
パッタ法によりインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）を
１００ｎｍの厚みで成膜した。このときのシート抵抗値
は２０Ω／ｃｍ２であった。この表面にホール輸送層材
料としては本出願人が先に出願した特願２０００−３４
１７７５号に記載のオリゴアニリン誘導体（アニリン５
量体をＤＭＦに溶解させそれに３倍モル当量の５−スル
ホサリチルをドーピングしたもの）を７０ｎｍの厚み
で、発光層としてはＮ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビスフェニル−４，
４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）を５０ｎｍの厚みで、電
子輸送層としてはトリス（８−ヒドロキシキノリン）ア
ルミニウム（Ａｌｑ３）を５０ｎｍの厚みで順次形成し
た。続いて陰極としてマグネシウム−銀合金を蒸着し形
成した。このときの陰極の膜厚は２００ｎｍとした。

【００５６】このようにして作成した有機ＥＬ素子の両
電極に電圧を１０Ｖ印加し、透明性基板正面からの発光
量を測定し、比較例の測定値を１として実施例１と実施
例２の透明性基板より作成した素子の測定値と比較し
た。結果、実施例１の素子では２．２、実施例２の素子
では１．８、実施例３の素子では２．２となり、このこ
とから本発明による透明性基板を用いることで従来構造
の有機ＥＬ素子の面発光輝度を大幅に上昇させることを
確認するに至った。

【００５７】

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明の有機Ｅ
Ｌ素子用基板は量産性に優れ、かつこの基板を用いて素
子を構成することにより、光の外部取り出し効率を向上
させた有機ＥＬ素子を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の凸型マイクロレンズ集光性構造物と
透明性樹脂からなる集光層を有する透明性基板を有機Ｅ
Ｌ素子に適用したものを示した断面図。

【図２】従来の透明性基板を用いた場合の発光層からの
光の内部閉じ込めを示したものを示した断面図。

【図３】本発明による透明性基板を用いた場合の発光層
からの光の、基板正面からの取り出しを示したものを示
した断面図。

【図４】実施例３による凹型マイクロレンズ集光性構造
物と透明性樹脂からなる集光層を有する透明性基板を有
機ＥＬ素子に適用したものを示した断面図。

【図５】実施例２による微細プリズム集光性構造物と透
明性樹脂からなる集光層を有する透明性基板を有機ＥＬ
素子に適用したものを示した断面図。

【符号の説明】

１．透明性基板 ２．透明性電極 ３．発光層を有する有機層 ４．電極層 ５．マイクロレンズや微小プリズムなどの集光性構造物 ６．透明性樹脂組成物 ７．本発明による集光層 ８．本発明による有機ＥＬ素子用透明性基板 ９．透明性基板と大気との界面で全反射し素子内を導波
する光 １０．界面で全反射せず、素子より取り出される光 １１．本発明による集光層の作用により素子外へ取り出
された光 θ．透明性基板と大気との界面の全反射角 θ’．本発明による集光層の作用により集光された光
が、透明性基板と大気との界面に入射したときの入射
角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｂ Ｄ Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB18 BB06 CA01 CB01 DA01 DB03 EB00 FA00 5C094 AA10 BA27 DA13 EA05 EB02 EB10 ED01 FA01 FA02 FB01 FB15 GB10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機ＥＬ素子の透明性基板において、透
   明性基板の発光層側の面上に、集光性を有する構造物を
   設置し、かつ該集光性構造物よりも高い屈折率を有する
   透明性樹脂により平坦化した集光層を設けたことを特徴
   とする有機ＥＬ素子用透明性基板。
2. 【請求項２】 集光性を有する構造物がマイクロレンズ
   からなる請求項１記載の有機ＥＬ素子用透明性基板。
3. 【請求項３】 集光性を有する構造物が微小プリズムか
   らなる請求項１記載の有機ＥＬ素子用透明性基板。
4. 【請求項４】 集光性を有する構造物が微小凸レンズか
   らなる請求項１記載の有機ＥＬ素子用透明性基板。
5. 【請求項５】 集光性を有する構造物が微小凹レンズか
   らなる請求項１記載の有機ＥＬ素子用透明性基板。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかの請求項に記載
   の透明性基板を有する有機ＥＬ素子。
7. 【請求項７】 有機ＥＬ用透明性基板に透明性樹脂を塗
   布した後、集光性構造物の鋳型の表面形状を有する部材
   で押し付けて硬化させることにより前記集光性構造物を
   形成し、さらに前記透明性樹脂より屈折率の高い透明性
   樹脂を重ねて塗布した後、平坦な表面を有する部材で押
   し付けて硬化させることにより平坦化することを特徴と
   する有機ＥＬ素子用透明性基板の製造法。
8. 【請求項８】 有機ＥＬ用透明性基板に感光性を有する
   透明性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーにより集光
   性構造物を形成した後、透明性樹脂を塗布硬化すること
   により平坦化したことを特徴とする有機ＥＬ素子用透明
   性基板の製造法。
9. 【請求項９】 有機ＥＬ用透明性基板に感光性を有する
   透明性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーにより集光
   性構造物を形成した後、反応性イオンエッチングにより
   基板に該集光性構造物を転写し、これに透明性樹脂を塗
   布硬化することにより平坦化したことを特徴とする有機
   ＥＬ素子用透明性基板の製造法。