JP2020177796A - 自発光パネルおよびその製造方法、並びに自発光表示装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの増加を抑制しつつ、表示面の見栄えがよく、かつ、光取り出し効率が改善された自発光パネルを提供する。【解決手段】基板１１の上方に行列状に配された複数の画素電極１３と、前記複数の画素電極１３に対向して配された対向電極２０と、前記複数の画素電極１３と対向電極２０の間に介在する発光層１７と、前記対向電極２０の上方に配され透光性の樹脂材料からなる第１封止層２２と、前記第１封止層上に積層され透光性のガラス材料からなる第２封止層２３と、を備え、前記第２封止層２３の前記第１封止層２２側の面には、前記発光層１７に向けて膨出する複数の凸レンズ状部２４が形成されており、かつ、前記第２封止層２３の屈折率が前記第１封止層２２の屈折率よりも高い。【選択図】図３

Description

本開示は、基板上方に複数の自発光素子を行列状に配してなる自発光パネル、及びその製造方法、並びに当該自発光パネルを画像表示部として用いた自発光表示装置、電子機器に関する。

近年、自発光型のディスプレイとして、基板上に行列方向に沿って有機ＥＬ素子を複数配列した有機ＥＬパネルが、電子機器のディスプレイとして実用化されている。各有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の一対の電極対の間に有機発光材料を含む発光層が配設された基本構造を有し、駆動時に一対の電極対間に電圧を印加し、陽極から発光層に注入される正孔と、陰極から発光層に注入される電子との再結合に伴って発光する電流駆動型の発光素子である。

このような有機ＥＬ素子にあっては、発光層から光が拡散して射出され、機能層や封止層を経由して外部に向けて進行するが、特に有機ＥＬ素子の最表面の封止層と外部の空気層との界面において全反射現象が生じやすく、かなりの量の光束が有機ＥＬ素子の外部に出射するに至らず、その結果、光の取り出し効率が悪くなるという問題があった。

これを解消するため、例えば、特許文献１においては、有機ＥＬ素子の光取り出し側にマイクロレンズを配するようにしている。

図２０は、その構成を示す模式図である。同図に示すように特許文献１に係る有機ＥＬ素子では、基板７１１上にＴＦＴなどの半導体からなる駆動回路の層７１２を形成し、その上に陰極７１３、発光層７１４、陽極７１５および封止層７１６を積層し、さらに封止層７１６の上面に半球状の微小な凸レンズ７１７を複数設けている。

このような構成によれば、例えば、発光層７１４から左斜め方向に射出された光Ｌ１は、凸レンズ７１７と外部の空気の界面で全反射することなく、外部に取り出されるので、光取り出し効率が向上する。

特開２００４−３９５００号公報 特開２０１１−６０５５２号公報

ところが、上記有機ＥＬパネルを、テレビなどの画像表示デバイスとして使用するとき、画像表示面に凸レンズ７１７の凹凸が露出していては大変見栄えが悪い上に、ほこりなどがレンズとレンズの隙間に入り込んで溜まりやすく、清掃がしにくい。

特許文献２には、マイクロレンズの上方に隙間を介して透明な板状部材を配する構成が開示されている。しかし、最近では有機ＥＬパネルの大型化の要請が強く、そのため板状部材のサイズも大型化しなければならないが、当該板状部材の中央部が撓まないようにするため、厚みを大きくして剛性を高める必要があり、製造コストの大幅な増加が避けられない。

上記と同様な課題は、発光層として有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネル以外にも、発光層が無機材料からなる無機ＥＬパネルや、発光層が、量子ドット発光素子（ＱＬＥＤ：quantum dot-LED）からなる量子ドットパネルなど、およそ自発光素子を備えた自発光パネルについて共通に生じる課題である。

本開示は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、製造コストの増加を抑制しつつ、表示面側が平坦で見栄えがよく、かつ、光取り出し効率が改善された自発光パネル、及びその製造方法、並びに当該自発光パネルを画像表示部として用いた自発光表示装置、電子機器を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る自発光パネルは、基板と、前記基板の上方に行列状に配された複数の光反射性の画素電極と、前記複数の画素電極に対向して配された対向電極と、前記複数の画素電極と対向電極の間に介在する発光層と、前記対向電極の上方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、前記第１封止層上に積層され透光性の第２の材料からなる第２封止層と、を備え、前記第２封止層は、その前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、かつ、前記第２封止層の屈折率が前記第１封止層の屈折率よりも高いことを特徴とする。

また、本開示の別の態様に係る自発光パネルの製造方法は、基板を準備する第１工程と、前記基板上方に複数の画素電極を行列状に形成する第２工程と、前記画素電極の上方に発光層を形成する第３工程と、前記発光層の上方に前記複数の画素電極に対向する対向電極を形成する第４工程と、前記対向電極の上方に封止部を形成する第５工程と、を含み、前記封止部は、前記画素電極の上方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、前記第１封止層上に積層され、前記第１封止層よりも屈折率の大きなシート状の透光性の第２の材料からなる第２封止層とを有し、前記第２封止層の前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、前記第５工程は、前記対向電極の上方に前記第１封止層の材料となる液状の第２の材料を塗布し、片面に前記複数の凸状部が形成されたシート状の第２封止層を、当該凸状部が前記発光層に対向するようにして前記液状の樹脂材料に貼り合わせた後、前記第１の材料を硬化させることを特徴とする。

上記態様に係る自発光パネルによれば、表面にマイクロレンズなどの凹凸がなくなって画像が見やすくなると共に清掃が容易であり、また、封止部の構成要素で光取り出し効率を向上させることができるので、別途透光性の平板状部材を自発光パネルより外側に配置するような場合に比べ、製造コストの増加を大幅に抑制できる。

本開示の態様に係る有機ＥＬ表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記有機ＥＬ表示装置における有機ＥＬパネルの画像表示面の一部を拡大した模式平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。 （ａ）は、第２封止層２３を、その下面から見たときの形状を示す一部斜視図であり、（ｂ）は、一つの凸レンズ状部の斜視図であり、（ｃ）は、凸レンズ状部の横断面形状、（ｄ）は、凸レンズ状部の縦断面図である。 平面視において、各凸レンズ状部と対応する副画素との位置関係を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）は、有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図６に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図７に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図８に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図９に続く有機ＥＬ素子の製造過程を模式的に示す部分断面図である。 有機ＥＬ素子の製造工程を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、平板状のガラスの片面に複数の凸レンズ状部を形成する工程を示す図である。 光取り出し効率を、光学シミュレーションで求めるための有機ＥＬ素子の積層モデルを示す図である。 （ａ）は、ガラス材料からなる第２封止層の内側に、有機ＥＬ素子構造体に対して膨出する凸レンズ状部を形成した場合における有機ＥＬ素子の積層構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の場合において第１封止層２２の屈折率（樹脂屈折率）と第２封止層の屈折率（ガラス屈折率）とを変化させたときの全光束量のシミュレーションの結果を、第２封止層に凸レンズ状部が形成されていない平板状のガラス材料であるときの全光束量を１とした場合の相対比で示すグラフである。 （ａ）は、図１４（ａ）に対する比較例としてガラス材料からなる第２封止層の内側に、有機ＥＬ素子構造体に対して凹入する凹入部を形成した場合における有機ＥＬ素子の積層構造を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の場合において第１封止層２２の屈折率（樹脂屈折率）と第２封止層の屈折率（ガラス屈折率）とを変化させたときの全光束量のシミュレーションの結果を、第２封止層に凸レンズ状部が形成されていない平板状のガラス材料であるときの全光束量を１とした場合の相対比で示すグラフである。 本開示の別の態様に係る有機ＥＬ素子の積層構造を示す模式図である。 本開示のさらに別の態様に係る有機ＥＬ素子の積層構造を示す模式図である。 本開示の別の態様に係るボトムエミッション型の有機ＥＬ素子の積層構造を示す模式図である。 本開示係る有機ＥＬ表示装置を採用したテレビシステムの外観斜視図である。 従来の有機ＥＬ素子の構造を示す模式図である。

≪本開示の一態様の概要≫
（１）本開示の一態様に係る自発光パネルは、基板と、前記基板の上方に行列状に配された複数の光反射性の画素電極と、前記複数の画素電極に対向して配された対向電極と、前記複数の画素電極と対向電極の間に介在する発光層と、前記対向電極の上方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、前記第１封止層上に積層され透光性の第２の材料からなる第２封止層と、を備え、前記第２封止層は、その前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、かつ、前記第２封止層の屈折率が前記第１封止層の屈折率よりも高い。

係る態様によれば、第２封止層の下側面に発光層へ向けて膨出する凸状部を設け、第２封止層の屈折率が第１封止層より高くなるようにしているので、これによりトップエミッション型の自発光パネルにおいて、発光層で発生した拡散光が全反射することを抑制して光取り出し効率の向上が望める。しかも、本来必要な封止層の一部を利用して光取り出し効率を改善しているので、製造コストの増加も可及的に抑えることができる。また、第２封止層の上側面には凸状部などの凹凸がなく平坦なので、見栄えがよく、清掃が容易である。

（２）本開示の一態様に係る自発光パネルは、基板と、前記基板の上方に行列状に配された複数の透光性の画素電極と、前記複数の画素電極に対向して配された光反射性の対向電極と、前記複数の画素電極と対向電極の間に介在する発光層と、前記画素電極の下方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、前記第１封止層下方に積層され透光性の第２の材料からなる第２封止層と、を備え、前記第２封止層は、その前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、かつ、前記第２封止層の屈折率が前記第１封止層の屈折率よりも高い。

これにより、画像表示面が平坦で見栄えがよく、光取り出し効率の高いボトムエミッション型の自発光パネルを提供することができる。

（３）本開示の別の態様は、前記基板を平面視したときに、一の前記凸状部が、対応する一の前記画素電極と重なる前記発光層の領域を覆っている。

係る構成により、各画素電極に重なる発光層から発光された全光束に対して、凸状部による全反射抑制の効果が及ぶので、より光取り出し効率の向上の効果が得られる。

（４）また、本開示の別の態様は、前記凸状部の、前記基板に平行な少なくとも１つの方向に直交する断面における輪郭は、半円状である。

このように凸状部の、少なくとも一の方向に直交する断面の輪郭形状を半円状とすることにより、全反射する光束量をより効率的に低減させることができ、光取り出し効率の向上に資する。

（５）また、本開示の別の態様は、前記第１の材料は、樹脂であり、前記第２の材料は、ガラスである。

第２の材料がガラスであるため、特に封止性に優れる。

（６）また、本開示の別の態様は、前記第１封止層の屈折率は、１．３以上１．５以下の値であって、前記第２封止層の屈折率は、前記第１封止層の屈折率の値よりも大きく、最大で１．７の屈折率である。

このように第１封止層の屈折率と第２封止層の屈折率を上記範囲内に設定することにより、第２封止層における凸状部による光取り出し効率をより向上させることができる。

（７）また、本開示の別の態様は、前記基板の上方であって、前記複数の画素電極のうち行方向に隣接する画素電極間に、列方向に延在する隔壁が配されており、前記第２封止層下面の、前記隔壁の頂面に対向する部分であって、当該頂面の前記行方向における幅以内の領域には前記凸状部が形成されていない平坦部が前記隔壁の延在方向と平行に延在している。

このように、平面視において第２封止層下面の、隔壁の頂面の直上部分に平坦部が延在するため、その部分では全反射抑制機能が発揮されず、斜めに入射した光束が全反射しやすくなって外部に射出されない。これにより、一色の副画素から射出される光の拡散性が抑制されるので、コントラストが向上し表示画質が鮮明化する。

（８）また、本開示の別の態様は、前記対向電極と前記第１封止層との間には、無機材料からなる透光性の保護膜が形成されており、前記保護膜の上面の、前記第２封止層の各凸状部に対向する位置には、上方に膨出する別の凸状部が形成されており、前記保護膜の屈折率は前記第１封止層の屈折率よりも大きい。

これにより、第１封止層を挟んで、凸状部が対峙することになり、より全反射抑制機能が改善され、光取り出し効率が一層向上する。

（９）また、本開示の別の態様に係る自発光表示装置は、上記態様に係る自発光パネルと、前記自発光パネルを駆動して画像を表示させる駆動部とを備える。

（１０）また、本開示の別の態様に係る電子機器は、上記態様において、画像表示部として上記自発光表示装置を備える。

（１１）また、本開示の別の態様に係る自発光パネルの製造方法は、基板を準備する第１工程と、前記基板上方に複数の画素電極を行列状に形成する第２工程と、前記画素電極の上方に発光層を形成する第３工程と、前記発光層の上方に前記複数の画素電極に対向する対向電極を形成する第４工程と、前記対向電極の上方に封止部を形成する第５工程と、を含み、前記封止部は、前記画素電極の上方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、前記第１封止層上に積層され、前記第１封止層よりも屈折率の大きなシート状の透光性の第２の材料からなる第２封止層とを有し、前記第２封止層の前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、前記第５工程は、前記対向電極の上方に前記第１封止層の材料となる液状の第２の材料を塗布し、片面に前記複数の凸状部が形成されたシート状の第２封止層を、当該凸状部が前記発光層に対向するようにして前記液状の樹脂材料に貼り合わせた後、前記第１の材料を硬化させることを特徴とする。

係る態様により、上述のように製造コストの増加を抑制しつつ、光取り出し効率が優れ、かつ、表示画面が見やすい自発光パネルの製造が可能となる。

なお、上記各開示の態様において「上」とは、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）を指すものではなく、自発光パネルの積層構造における積層順を基に、相対的な位置関係により規定されるものである。具体的には、自発光パネルにおいて、基板の主面に垂直な方向であって、基板から積層物側に向かう側を上方向とする。また、例えば「基板上」と表現した場合は、基板に直接接する領域のみを指すのではなく、積層物を介した基板の上方の領域も含めるものとする。また、例えば「基板の上方」と表現した場合、基板と間隔を空けた上方領域のみを指すのではなく、基板上の領域も含めるものとする。

また、本明細書において、「屈折率」は、真空における屈折率を「１」としたときの「絶対的屈折率」を意味する。

≪実施の形態≫
本開示の一態様に係る自発光パネルおよび自発光表示装置について、以下、有機ＥＬパネルおよび当該有機ＥＬパネルを組み込んだ有機ＥＬ表示装置を例にして、図面を参照しつつ説明する。なお、図面は、模式的なものを含んでおり、各部材の縮尺や縦横の比率などが実際とは異なる場合がある。

１．有機ＥＬ表示装置１の全体構成
図１は、有機ＥＬ表示装置１の全体構成を示すブロック図である。有機ＥＬ表示装置１は、例えば、テレビ、パーソナルコンピュータ、携帯端末、業務用ディスプレイ（電子看板、商業施設用大型スクリーン）などに用いられる表示装置である。

有機ＥＬ表示装置１は、有機ＥＬパネル１０と、これに電気的に接続された駆動制御部２００とを備える。

有機ＥＬパネル１０は、本実施の形態では、例えば、上面が長方形状の画像表示面であるトップエミッション型の表示パネルである。有機ＥＬパネル１０では、画像表示面に沿って複数の有機ＥＬ素子（不図示）が配列され、各有機ＥＬ素子の発光を組み合わせて画像を表示する。なお、有機ＥＬパネル１０は、一例として、アクティブマトリクス方式を採用している。

駆動制御部２００は、有機ＥＬパネル１０に接続された駆動回路２１０と、計算機などの外部装置又はアンテナなどの受信装置に接続された制御回路２２０とを有する。駆動回路２１０は、各有機ＥＬ素子に電力を供給する電源回路、各有機ＥＬ素子への供給電力を制御する電圧信号を印加する信号回路、一定の間隔ごとに電圧信号を印加する箇所を切り替える走査回路などを有する。

制御回路２２０は、外部装置や受信装置から入力された画像情報を含むデータに応じて、駆動回路２１０の動作を制御する。

なお、図１では、一例として、駆動回路２１０が有機ＥＬパネル１０の周囲に４つ配置されているが、駆動制御部２００の構成はこれに限定されるものではなく、駆動回路２１０の数や位置は適宜変更可能である。また、以下では説明のため、図１に示すように、有機ＥＬパネル１０上面の長辺に沿った方向をＸ方向、有機ＥＬパネル１０上面の短辺に沿った方向をＹ方向とする。

２．有機ＥＬパネル１０の構成
（Ａ）平面構成
図２は、有機ＥＬパネル１０の画像表示面の一部を拡大した模式平面図である。有機ＥＬパネル１０では、一例として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）（以下、単にＲ、Ｇ、Ｂともいう。）にそれぞれ発光する副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが行列状に配列されている。副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、Ｘ方向に交互に並び、Ｘ方向に並ぶ一組の副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが、一つの画素Ｐを構成している。画素Ｐでは、階調制御された副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂの発光輝度を組み合わせることにより、フルカラーを表現することが可能である。

また、Ｙ方向においては、副画素１００Ｒ、副画素１００Ｇ、副画素１００Ｂのいずれかのみが並ぶことでそれぞれ副画素列ＣＲ、副画素列ＣＧ、副画素列ＣＢが構成されている。これにより、有機ＥＬパネル１０全体として画素Ｐが、Ｘ方向及びＹ方向に沿った行列状に並び、この行列状に並ぶ画素Ｐの発色を組み合わせることにより、画像表示面に画像が表示される。

副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂには、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの色に発光する有機ＥＬ素子２（Ｒ）、２（Ｇ）、２（Ｂ）（図３参照）が配置されている。

また、本実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０では、いわゆるラインバンク方式を採用している。すなわち、副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢを１列ごとに仕切る隔壁（列バンク）１４がＸ方向に間隔をおいて複数配置され、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢでは、副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが、発光層を共有している。

ただし、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢでは、副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ同士を絶縁する画素規制層（行バンク）１４１がＹ方向に間隔をおいて複数配置され、各副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂは、独立して発光することができるようになっている。

なお、画素規制層１４１の高さは、発光層のインク塗布時における液面の高さよりも低い。図２では、隔壁１４及び画素規制層１４１は点線で表されているが、これは、画素規制層１４１及び隔壁１４が、画像表示面の表面に露出しておらず、画像表示面の内部に配置されているからである。

（Ｂ）断面構成
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。

有機ＥＬパネル１０において、一つの画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂをそれぞれ発光する３つの副画素からなり、各副画素は、対応する色を発光する有機ＥＬ素子２（Ｒ）、２（Ｇ）、２（Ｂ）で構成される。

各発光色の有機ＥＬ素子２（Ｒ）、２（Ｇ）、２（Ｂ）は、基本的には、ほぼ同様の構成を有するので、これらを区別しないときは、単に「有機ＥＬ素子２」として説明する。

図３に示すように、有機ＥＬ素子２は、基板１１、層間絶縁層１２、画素電極（陽極）１３、隔壁１４、正孔注入層１５、正孔輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９、対向電極（陰極）２０、保護膜２１、第１封止層２２、第２封止層２３とからなる。第１封止層２２と第２封止層２３が、光取り出し効率を向上させる構造（以下、「光取り出し向上構造」という。）を兼ねている。詳しくは後述する。

基板１１、層間絶縁層１２、電子輸送層１８、電子注入層１９、対向電極２０、保護膜２１、および第１封止層２２、第２封止層２３は、副画素ごとに個別層として形成されてもよいが、有機ＥＬパネル１０が備える複数の有機ＥＬ素子２に共通して形成することにより、封止特性が向上させつつ、プロセスコストを低減させることができる。

（１）基板
基板１１は、絶縁材料である基材１１１と、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）層１１２とを含む。ＴＦＴ層１１２には、副画素ごとに駆動回路が形成されている。基材１１１は、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板、ガリウム砒素などの半導体基板、プラスチック基板等を採用することができる。

プラスチック材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化樹脂いずれの樹脂を用いてもよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうち１種、または２種以上を積層した積層体を用いることができる。

（２）層間絶縁層
層間絶縁層１２は、基板１１上に形成されている。層間絶縁層１２は、樹脂材料からなり、ＴＦＴ層１１２の上面の段差を平坦化するためのものである。樹脂材料としては、例えば、ポジ型の感光性材料が挙げられる。また、このような感光性材料として、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂、フェノール系樹脂が挙げられる。また、図３の断面図には示されていないが、層間絶縁層１２には、副画素ごとにコンタクトホールが形成されている。

（３）画素電極
画素電極１３は、光反射性の金属材料からなる金属層を含み、層間絶縁層１２上に形成されている。画素電極１３は、副画素ごとに設けられ、コンタクトホール（不図示）を通じてＴＦＴ層１１２と電気的に接続されている。

本実施の形態においては、画素電極１３は、陽極として機能する。

光反射性を具備する金属材料の具体例としては、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、アルミニウム合金、Ｍｏ（モリブデン）、ＡＰＣ（銀、パラジウム、銅の合金）、ＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＭｏＷ（モリブデンとタングステンの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）などが挙げられる。

画素電極１３は、金属層単独で構成してもよいが、金属層の上に、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）やＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）のような金属酸化物からなる層を積層した積層構造としてもよい。

（４）隔壁・画素規制層
隔壁１４は、基板１１の上方に副画素ごとに配置された複数の画素電極１３を、Ｘ方向（図２参照）において列毎に仕切るものであって、Ｘ方向に並ぶ副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢの間においてＹ方向に延伸するラインバンク形状である。

この隔壁１４には、電気絶縁性材料が用いられる。電気絶縁性材料の具体例として、例えば、絶縁性の有機材料（例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂等）が用いられる。

隔壁１４は、発光層１７を塗布法で形成する場合に塗布された各色のインクが溢れて混色しないようにするための構造物として機能する。

なお、樹脂材料を用いる際は、加工性の点から感光性を有することが好ましい。当該感光性は、ポジ型、ネガ型のいずれであってもよい。

隔壁１４は、有機溶媒や熱に対する耐性を有することが好ましい。また、インクの流出を抑制するために、隔壁１４の表面は、画素電極１３もしくは塗布下地層（塗布したインクの直下の層）よりも高い撥液性を有することが好ましい。

画素電極１３が形成されていない部分において、隔壁１４の底面が層間絶縁層１２の上面と接している。

画素規制層１４１は、電気絶縁性材料からなり、各副画素列においてＹ方向（図２）に隣接する画素電極１３の端部を覆い、当該Ｙ方向に隣接する画素電極１３同士を仕切っている。

画素規制層１４１の膜厚は、画素電極１３の膜厚よりも若干大きいが、画素規制層１４１の上面が塗布直後の発光材料のインクの液面よりも低くなるような厚みになるように設定されている。これにより、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢにおける発光層１７は、画素規制層１４１によっては仕切られず、発光層１７を形成する際のインクの流動が妨げられない。そのため、各副画素列における発光層１７の厚みを均一に揃えることを容易にする。

画素規制層１４１は、上記構造により、Ｙ方向に隣接する画素電極１３の電気絶縁性を向上しつつ、各副画素列ＣＲ、ＣＧ、ＣＢにおける発光層１７の段切れ抑制、画素電極１３と対向電極２０との間の電気絶縁性の向上などの役割を有する。

画素規制層１４１に用いられる電気絶縁性材料の具体例としては、上記隔壁１４の材料として例示した樹脂材料や無機材料などが挙げられる。また、上層となる発光層１７を形成する際、インクが濡れ広がりやすいように、画素規制層１４１の表面のインクに対する親液性が、隔壁１４表面の親液性よりも大きいことが好ましい。

（５）正孔注入層
正孔注入層１５は、画素電極１３から発光層１７への正孔の注入を促進させる目的で、画素電極１３上に設けられている。正孔注入層１５は、例えば、Ａｇ（銀）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）、Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｉｒ（イリジウム）などの酸化物、あるいは、ＰＥＤＯＴ（ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物）などの導電性ポリマー材料からなる層である。例えばスパッタプロセスやウエットプロセスにより形成しても良いが、ウエットプロセスによって形成する方がコスト的なメリットが大きく、また、光共振器構造を構築する場合において、発光色毎の膜厚の調整が容易である。

上記のうち、酸化金属からなる正孔注入層１５は、仕事関数が大きく、発光層１７に対し安定的に正孔を注入する。

（６）正孔輸送層
正孔輸送層１６は、正孔注入層１５から注入された正孔を発光層１７へ輸送する機能を有する。正孔輸送層１６は、例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいは、ポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物であって、親水基を備えないものなどを用いて印刷装置などを用いたウエットプロセスにより形成される。これにより光共振器構造を構築するための発光色毎の膜厚の調整が容易となる。

（７）発光層
発光層１７は、開口部１４ａ内に形成されており、正孔と電子の再結合により、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光を発光する機能を有する。なお、特に、発光色を特定して説明する必要があるときには、発光層１７（Ｒ）、１７（Ｇ）、１７（Ｂ）と記す。

発光層１７の材料としては、公知の材料を利用することができる。具体的には、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、８−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、２−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とＩＩＩ族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体などの蛍光物質で形成されることが好ましい。

（８）電子輸送層
電子輸送層１８は、対向電極２０からの電子を発光層１７へ輸送する機能を有する。電子輸送層１８は、電子輸送性が高い有機材料からなり、さらにアルカリ金属、および、アルカリ土類金属もしくは、それらの化合物や、例えば、Ｌｉｑ（リチウムキノラート錯体などを含有させても構わない。

電子輸送層１８に用いられる有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。

（９）電子注入層
電子注入層１９は、対向電極２０から供給される電子を発光層１７側へと注入する機能を有する。電子注入層１９は、例えば、電子輸送性が高い有機材料に、アルカリ金属、または、アルカリ土類金属、ランタノイド金属から選択されるドープ金属がドープされて形成されている。

アルカリ金属に該当する金属は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、フランシウム（Ｆｒ）であり、アルカリ土類金属に該当する金属は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）であり、ランタノイド金属に該当する金属は、例えば、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）などである。

本実施の形態では、バリウム（Ｂａ）がドープされている。

また、電子注入層１９に用いられる有機材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ）、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）、フェナンスロリン誘導体（ＢＣＰ、Ｂｐｈｅｎ）などのπ電子系低分子有機材料が挙げられる。

（１０）対向電極
対向電極２０は、透光性の導電性材料からなり、電子注入層１９上に形成されている。対向電極２０は、陰極として機能する。

対向電極２０としては、例えば、金属薄膜または、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜を用いることができる。光共振器構造をより効果的に得るためには、対向電極２０の材料として、アルミニウム、マグネシウム、銀、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等のうち少なくとも１つの材料からなる金属薄膜を形成するのが望ましい。この場合において、金属薄膜の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下とすることが望ましい。

また、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電膜と金属薄膜の積層物膜を対向電極とするようにしても構わない。

（１１）保護膜
保護膜２１は、正孔注入層１５、正孔輸送層１６、発光層１７、電子輸送層１８、電子注入層１９などの有機機能層が水分に晒されたり、空気に晒されたりして劣化するのを防止するために設けられるものである。保護膜２１は、特に、有機ＥＬパネル１０の製造途中における有機機能層の劣化を防ぐという重要な役目を果たす。

後述するように、保護膜２１は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁性を有する透光性材料をスパッタリングすることにより形成される。

（１２）封止部（第１封止層、第２封止層）
保護膜２１上に、さらに第１封止層２２および第２封止層２３を積層して封止部を形成することにより、有機ＥＬパネル１０における封止性を強化し、内部の有機機能層が、大気中の水分や酸素などにより劣化するのを阻止して長寿命化を図ると共に、第２封止層２３の下面に凸レンズ状部２４を副画素に対応して設けることにより、光取り出し効率を向上させる機能を有する。

第１封止層２２は、透光性を有する紫外線硬化性樹脂材料からなる。紫外線硬化樹脂は、硬化速度が速く、作業時間を短縮できる。また、紫外線を照射しないと硬化しないので、塗布工程の制約が少なく、また低温硬化が可能であるという利点を有する。紫外線硬化樹脂として、例えば、アクリレート系樹脂やエポキシ系樹脂などが使用できる。

場合によっては、熱硬化性樹脂を使用してもよい。熱硬化性樹脂としては、ＵＦユリア樹脂、ＭＦメラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。

第２封止層２３は、透明なガラス材料で形成されており、その下面には、複数の凸レンズ状部２４が、連続して形成されている。第２封止層２３を形成するガラス材料は、第１封止層２２を形成する樹脂材料より屈折率が大きくなるような種類のガラス材料と樹脂材料が選択されている。

図４（ａ）は、第２封止層２３を下側の面から見たときの部分斜視図であり、図４（ｂ）は、一つの凸レンズ状部２４を取り出したときの拡大斜視図を示す。また、図４（ｃ）は、図４（ｂ）の凸レンズ状部２４のＸ方向中央における横断面図であり、図４（ｄ）は、凸レンズ状部２４のＹ方向中央における縦断面図である。

図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、凸レンズ状部２４は、Ｘ方向に伸びる蒲鉾形状になっており、Ｘ軸に垂直な平面での断面形状が、半円状であると共に、Ｙ軸に垂直な平面による断面形状は、両肩部に丸みがついた矩形状になっている。

このような形状の凸レンズ状部２４が、図４（ａ）に示すように第２封止層２３の下面のＸＹ方向に整列して複数並んで形成されている。凸レンズ状部２４のＸ、Ｙそれぞれの方向におけるピッチは、図２に示した副画素のＸ、Ｙにおけるピッチと同じである。

図５は、図３の有機ＥＬパネル１０を平面視したときの各凸レンズ状部２４と副画素との位置関係を示す透視図であり、１個の凸レンズ状部２４で、１個の副画素全体を覆うように配置されている。

図３に戻り、例えば、発光層１７（Ｇ）で発光した光は、第１封止層２２を通過して、凸レンズ状部２４との界面に至るが、凸レンズ状部２４の形状が半円状であり外側に膨らむ曲面を有し、第２封止層２３の屈折率が第１封止層２２の屈折率よりも大きいので、丁度凸レンズと同様に、斜めに射出された光Ｌ２は、凸レンズ状部２４の表面で全反せずに少し内側に屈折して進行する。そのため光Ｌ２は、第２封止層２３の上面と外部の空気との界面において全反射せずに外部に取り出される。

これによって、内部で全反射されずに有機ＥＬ素子２から外部に取り出される光束が多くなり、光取り出し効率が改善される。これは、取りも直さず、所定の輝度を得るための駆動電流が低減することを意味し、有機ＥＬパネル１０のより低消費電力化が可能となる。

また、有機ＥＬパネル１０の表示面を平坦にして画面が大変見やすくなると共に、特に第２封止層２３のガラス材料は、水分や空気を透過させないので、封止性を強化して、内部の有機機能層の劣化を防ぎ、製品の長寿命化が図れる。

３．有機ＥＬパネル１０の製造方法
以下、有機ＥＬパネル１０の製造方法について、図面を用いて説明する。

図６（ａ）〜（ｆ）、図７（ａ）〜（ｄ）、図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）〜（ｄ）、および図１０（ａ）〜（ｃ）は、有機ＥＬパネル１０の製造における各工程での状態を示す模式断面図である。また、図１１は、有機ＥＬパネル１０の製造工程を示すフローチャートである。

（１）基板準備工程
まず、図６（ａ）に示すように、基材１１１上にＴＦＴ層１１２を成膜して基板１１を準備する（図１１のステップＳ１）。ＴＦＴ層１１２は、公知のＴＦＴの製造方法により成膜することができる。

（２）層間絶縁層形成工程
次に、図６（ｂ）に示すように、基板１１上に、層間絶縁層１２を形成する（図１１のステップＳ２）。

具体的には、一定の流動性を有する樹脂材料を、例えば、ダイコート法により、基板１１の上面に沿って、ＴＦＴ層１１２による基板１１上の凹凸を埋めるように塗布する。これにより、層間絶縁層１２の上面は、基材１１１の上面に沿って平坦化した形状となる。

また、層間絶縁層１２における、ＴＦＴ素子の例えばソース電極上の個所にドライエッチング法を行い、コンタクトホール（不図示）を形成する。コンタクトホールは、その底部にソース電極の表面が露出するようにパターニングなどを用いて形成される。

次に、コンタクトホールの内壁に沿って接続電極層を形成する。接続電極層の上部は、その一部が層間絶縁層１２上に配される。接続電極層の形成は、例えば、スパッタリング法を用いることができ、金属膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法およびウエットエッチング法を用いてパターニングすればよい。

（３）画素電極・正孔注入層の形成工程
次に、図６（ｃ）に示すように、層間絶縁層１２上に画素電極材料層１３０を形成する。画素電極材料層１３０は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法などを用いて形成することができる。

さらに、画素電極材料層１３０上に正孔注入材料層１５０を形成する（図６（ｄ））。正孔注入材料層１５０は、例えば、反応性スパッタ法などを用いて形成することができる。

そして、図６（ｅ）に示すように、画素電極材料層１３０と正孔注入材料層１５０とをエッチングによりパターニングして、副画素ごとに区画された複数の画素電極１３と正孔注入層１５とを形成する（図１１のステップＳ３）。

なお、画素電極１３、正孔注入層１５の形成方法は上述の方法に限られず、例えば、画素電極材料層１３０をパターニングして画素電極１３を形成してから、正孔注入層１５を形成してもよい。

また、隔壁１４を形成してから、正孔注入層１５をウエットプロセスによって形成するようにしてもよい。

（４）隔壁・画素規制層形成工程
次に、隔壁１４および画素規制層１４１を形成する（図１１のステップＳ４）。

本実施の形態では、画素規制層１４１と隔壁１４を別工程で形成するようにしている。

（４−１）画素規制層形成
まず、Ｙ方向（図２）における画素電極列を副画素毎に仕切るため、Ｘ方向に伸びる画素規制層１４１を形成する。

図７（ａ）に示すように、画素電極１３、正孔注入層１５が形成された層間絶縁層１２上に、画素規制層１４１の材料となる感光性の樹脂材料を一様に塗布して、形成すべき画素規制層１４１の高さと等しい膜厚の画素規制層材料層１４１０を形成する。

具体的な塗布方法として、例えばダイコート法やスリットコート法、スピンコート法などのウエットプロセスを用いることができる。塗布後には、例えば、真空乾燥及び６０℃〜１２０℃程度の低温加熱乾燥（プリベーク）などを行って不要な溶媒を除去するとともに、画素規制層材料層１４１０を層間絶縁層１２に定着させることが好ましい。

そして、フォトリソグラフィ法を用いて、画素規制層材料層１４１０をパターニングする。

例えば、画素規制層材料層１４１０がポジ型の感光性を有する場合は、画素規制層１４１として残す箇所を遮光し、除去する部分が透明なフォトマスク（不図示）を介して画素規制層材料層１４１０を露光する。

次に、現像を行い、画素規制層材料層１４１０の露光領域を除去することにより、画素規制層１４１を形成することができる。具体的な現像方法としては、例えば、基板１１全体を、画素規制層材料層１４１０の露光により感光した部分を溶解させる有機溶媒やアルカリ液などの現像液に浸した後、純水などのリンス液で基板１１を洗浄すればよい。

その後、所定温度で焼成（ポストベーク）することにより、層間絶縁層１２上に、Ｘ方向に延伸する画素規制層１４１を形成することができる（図５（ｂ））。

（４−２）隔壁形成
次に、Ｙ方向に伸びる隔壁１４を上記画素規制層１４１と同様にして形成する。

すなわち、上記画素電極１３、正孔注入層１５、画素規制層１４１が形成された層間絶縁層１２上に、隔壁用の樹脂材料を、ダイコート法などを用いて塗布して、形成すべき隔壁１４の高さと等しい膜厚の隔壁材料層１４０を形成し（図７（ｃ））、フォトリソグラフィ法により隔壁材料層１４０にＹ方向に延在する隔壁１４をパターニングした後、所定の温度で焼成して隔壁１４を形成する（図７（ｄ））。

なお、上記では、画素規制層１４１と隔壁１４のそれぞれの材料層をウエットプロセスで形成した後にパターニングするようにしたが、いずれか一方または双方の材料層をドライプロセスで形成して、フォトリソグラフィ法とエッチング法により、パターニングするようにしてもよい。

（５）正孔輸送層形成工程
次に、図８（ａ）に示すように、隔壁１４が規定する開口部１４ａに対し、正孔輸送層１６の構成材料を含むインクを、印刷装置の塗布ヘッド３０１のノズル３０１１から吐出して開口部１４ａ内の正孔注入層１５上に塗布する。この際、正孔輸送層１６のインクは、画素電極列の上方においてＹ方向（図２）に沿って延伸するように塗布される。その後、乾燥させて、正孔輸送層１６を形成する（図１１のステップＳ５）。

（６）発光層形成工程
次に、上記正孔輸送層１６の上方に、発光層１７を形成する（図１１のステップＳ６）。

具体的には、図８（ｂ）に示すように、各開口部１４ａに対応する発光色の発光材料を含むインクを、印刷装置の塗布ヘッド３０１のノズル３０１１から順次吐出して開口部１４ａ内の正孔輸送層１６上に塗布する。この際、インクを画素規制層１４１の上方においても連続するように塗布する。これにより、Ｙ方向に沿ってインクが流動可能となり、インクの塗布むらを低減して、同一の副画素列における発光層１７の膜厚を均一化することが可能となる。

そして、インク塗布後の基板１１を真空乾燥室内に搬入して真空環境下で加熱することにより、インク中の有機溶媒を蒸発させる。これにより、発光層１７を形成できる。

（７）電子輸送層形成工程
次に、図９（ａ）に示すように、発光層１７および隔壁１４上に、電子輸送層１８を形成する（図１１のステップＳ７）。電子輸送層１８は、例えば、電子輸送性の有機材料を蒸着法により各副画素に共通して成膜することにより形成される。

（８）電子注入層形成工程
次に、図９（ｂ）に示すように、電子輸送層１８上に、電子注入層１９を形成する（図１１のステップＳ８）。電子注入層１９は、例えば、電子輸送性の有機材料とドープ金属を共蒸着法により各副画素に共通して成膜することにより形成される。

（９）対向電極形成工程
次に、図９（ｃ）に示すように、電子注入層１９上に、対向電極２０を形成する（図１１のステップＳ９）。対向電極２０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、銀、アルミニウム等を、スパッタリング法、真空蒸着法により成膜することにより形成される。

（１０）保護膜形成工程
次に、図９（ｄ）に示すように、対向電極２０上に、保護膜２１を形成する（図１１のステップＳ１０）。保護膜２１は、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ等を、スパッタリング法、ＣＶＤ法などにより成膜することにより形成することができる。

（１１）封止部形成工程
まず、図１０（ａ）に示すように、保護膜２１上に、液状（硬化前の流動性を有する状態）の紫外線硬化樹脂を塗布して所定の厚み（例えば、１０μｍ）の樹脂材料層２２０１を形成する（図１１のステップＳ１１）。具体的な塗布方法として、例えばダイコート法やスリットコート法、スピンコート法などのウエットプロセスを用いることができる。

そして、図４（ａ）のように下面に複数の凸レンズ状部２４が形成された第２封止層２３を、凸レンズ状部２４の形成された面が下方にし、各凸レンズ状部２４が対応する副画素と一致するように位置合わせして（図５参照）、上記第１封止層２２形成用の樹脂材料層２２０１の上面から圧着させる（図１０（ｂ）、図１１のステップＳ１２）。

この作業は、樹脂材料層２２０１の上面と第２封止層２３の下面との間に空気の泡や異物などが混入しないように、真空圧着法により実行されるのが望ましい。

これにより流動状態の樹脂材料層２２０１の樹脂が、第２封止層２３の凸レンズ状部２４の湾曲形状に沿って変形して密着するので、第２封止層２３の上方から紫外線を照射して、樹脂材料層２２０１を硬化させる（図１０（ｃ）、図１１のステップＳ１３）。

以上により、図３に示す有機ＥＬパネル１０が完成する。

なお、図１２に、第２封止層２３の下面に、行列状に並んだ複数の凸レンズ状部２４を形成する方法の一例を示す。

まず、加熱プレート６０２上に第２封止層２３の材料となるガラス基板２３００を載置し、ガラス基板２３００を数百℃に加熱して軟化させる（図１２（ａ））。加熱プレート６０２の上方には、凸レンズ状部２４のキャビティ６０５が形成された金型６０１が、例えば、油圧式アクチュエーター（不図示）のロッド６０３、６０４により保持されて待機しており、ガラス基板２３００が目的の温度に達すると、金型６０１を下降させてガラス基板２３００をプレス成型する。この作業は雰囲気を真空状態にして行うことにより、金型６０１とガラス基板２３００との間に気体が残留しないようにするのが望ましい。

上記の各製造方法は、あくまで例示であり、適宜変更可能である。

４．有機ＥＬ素子の光取り出し効率の評価
次に、上記実施の形態により形成された有機ＥＬ素子について、青色発光の有機ＥＬ素子を例にして、その光取り出し効率について、光学シミュレーションを行った。

図１３は、光学シミュレーションの対象となった有機ＥＬ素子のモデルにおける各層の膜厚を発光層１７より上の層のみについて示す図である。

なお、図１３において、上部機能層は、電子輸送層１８、電子注入層１９および対向電極（カソード電極）２０を合わせたものであり、下部機能層は、画素電極（アノード電極）１３と正孔注入層１５、正孔輸送層１６を合わせたものである。樹脂封止層の厚みは、第１封止層２２の最薄部（凸レンズ状部２４の頂点に対向する部分）の厚みを示しており、ガラスの厚みは、最厚部（凸レンズ状部２４の頂点部分）における第２封止層２３の厚みを示している。

なお、可視光波長範囲（およそ４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に対して、各部の屈折率は以下のように設定している。

＜保護膜＞ ： １．８〜２．０
＜上部機能層＞ ： カソード電極 ０．１３〜０．１７
電子注入層 ２．０〜２．２
電子輸送層 １．７〜２．０
＜発光層＞ ： １．６〜２．０
＜下部機能層＞ ： アノード電極 ０．５〜１．７
正孔注入層 ２．１〜２．３
正孔輸送層 １．７〜１．９
そして、青色の発光波長を４６５ｎｍとし、空気の屈折率は、真空と同じ１．０として、光取り出し効率をシミュレーションした。

図１４（ａ）は、図３で示した本実施の形態の有機ＥＬ素子２の積層構造を模式的に示すものであり、層間絶縁層１２から保護膜２１に至るまでの構成は、有機ＥＬ構造体１１０として簡潔に示している。

図１４（ｂ）は、光取り出し効率のシミュレーション結果を示すグラフである。

図１３のシミュレーションモデルについて、第１封止層２２である封止樹脂層の屈折率をｎｃ、第２封止層２３であるガラスの屈折率をｎｇとし、封止樹脂層の屈折率ｎｃが、「１．３」、「１．４」、「１．５」のときにおいて、レンズ効果を生じるｎｇ＞ｎｃの条件の下で、ガラスの屈折率ｎｇを変化させて、有機ＥＬ素子から射出される全光束量Ｍａと、第２封止層２３に凸レンズ状部２４が形成されていない平板状のガラスが使用されている有機ＥＬ素子における全光束量Ｍｂを、それぞれシミュレーションにより求めて、両者の比（全光量比ｈ＝Ｍａ／Ｍｂ）を求めたものである。したがって、ｈの値が１を超えて大きければ大きいほど、光取り出し効率の改善の効果が認められることになる。

図１４（ｂ）においては、横軸がガラスの屈折率ｎｇの値を示し、縦軸は、上記全光量比ｈを示す。また、実線の折れ線Ｇ１、破線の折れ線Ｇ２、一点鎖線の折れ線Ｇ３は、それぞれ、樹脂層の屈折率ｎｃが「１．３」、「１．４」、「１．５」の場合における全光量比ｈの変化を示している。

図１４（ｂ）のグラフを見ても分かるように、ガラスの屈折率ｎｇ＞樹脂の屈折率ｎｃの関係が成立しても、必ずしも全光量比ｈが、「１」よりも大きくなるわけではない。これは、樹脂の屈折率ｎｃやガラスの屈折率ｎｇの大きさによっては、それぞれに隣接する層との界面（シミュレーションモデルにおいては、樹脂封止層と保護膜との界面、ガラスと空気層との界面）において全反射が起こりやすい条件なって、結果として有機ＥＬ素子外部に射出される全光束量が低減する場合もあるからであると考えられる。

今、平板状のガラスを第２封止層２３として使用したときよりも５％以上全光束量が増加した場合（ｈが１．０５以上）を光取り出し効率が改善されたと評価すると、図１４（ｂ）のシミュレーション結果から、ｈが１．０５以上となる屈折率の条件は、図１４（ｂ）に示すように、樹脂屈折率ｎｃが「１．３」の場合には、ガラス屈折率ｎｇは、１．３＜ｎｇ≦１．７であり、樹脂屈折率ｎｃが「１．４」の場合、ガラス屈折率ｎｇは、１．４＜ｎｇ≦１．７であり、樹脂屈折率が、「１．５」の場合、ガラス屈折率ｎｇは、１．５＜ｎｇ≦１．７が望ましいことが分かる。 いずれも、ガラス屈折率の最大値が、「１．７」までとなっているは、これ以上大きくすると外部の空気層の屈折率「１．０」との差が大きくなり過ぎ、臨界角が小さくなって各ガラスと空気層との界面における全反射現象が増加するためであると考えられる。

なお、屈折率の値である、１．２、１．３、・・・１．７などは、単なる代表点に過ぎなく、実際には連続して変化させても、図１４（ｂ）のシミュレーション結果は成立する。

以上のシミュレーション結果から、ｈ≧１．０５を評価基準とした場合には、樹脂屈折率ｎｃが、１．３以上１．５以下の場合に、ガラス屈折率ｎｇは、その樹脂屈折率ｎｃよりも大きい値であって、１．７以下であることが望ましいといえる。

上記光学シミュレーションは、青色の波長４６５ｎｍを一例にして行ったが、可視光の波長の範囲内であれば、屈折率にほとんど差はないと解され、少なくとも青色波長域である４５０ｎｍから４８０ｎｍ未満の波長については問題なく妥当する。

なお、透光性を有する樹脂材料として、屈折率が１．３〜１．５の範囲を含むものが存在し、また、透光性を有するガラス材料として屈折率が１．３〜１．７の範囲を含むものがガラスメーカーから市販されているので、上記の評価基準を満たす有機ＥＬ素子２の製造は十分可能である。

図１５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本実施形態の比較例に係る有機ＥＬ素子の構成と、その光取り出し効率の光学シミュレーションの結果を示すものである。

図１５（ａ）に示すように、この比較例に係る有機ＥＬ素子は、第２封止層２７の有機ＥＬ構造体１１０に対向する面が、凸レンズ状部２４ではなく、凸レンズ状部２４とほぼ同じ形状の凹入部２７１が形成されている点が異なる。第１封止層２６の樹脂層の屈折率ｎｃを第２封止層２７の屈折率ｎｇよりも大きく設定すれば、第１封止層２６と第２封止層２７の凹入部との界面で凸レンズ効果を発揮して、本実施の形態と同様な光取り出し効率の改善が見られると想像されるが、実際に光学シミュレーションを行ったところ、図１５（ｂ）のグラフに示すような結果となった（なお、本シミュレーションでは、ｎｃとｎｇの大小関係は限定せずに行った。）。

ほとんどの樹脂屈折率ｎｃに対して、全光量比ｈが１以下であり、上記評価基準ｈ≧１．０５には及ばない。

比較例の場合にこのような結果になった理由として、次のようなことが考えられる。

（ア）第２封止層側に凹入形状を形成することにより、有機ＥＬ構造体１１０から出射された光束が、第２封止層のガラス層に至るまでの距離が長くなり、それだけ第１封止層２６の樹脂層を進む距離が長くなる。一般に、樹脂材料の光透過率は、ガラスの光透過率よりも低いと考えられるので、光量が減衰するため。

（イ）隣接する凹入部２７１の縁に近い部分２７２における間隔が狭いので、一旦第１封止層２６から第２封止層２７に抜けた光束が、再度、隣の凹入部に進入して、外部に出られなくなってしまうため。

したがって、たとえ図２０に示した従来の有機ＥＬ素子において、マイクロレンズ上に樹脂層を介してガラスシートを貼着させても、図１５（ａ）の比較例と同様、光取り出し効率の改善はあまり期待できないと考えられる。

５．効果（まとめ）
以上、説明したように本表示の態様に係る有機ＥＬ素子によれば、封止層を樹脂材料からなる第１封止層に、ガラス基板の片面に加工して、複数の凸レンズ状部を行と列方向に配設してなる第２封止層を、各凸レンズ状部が最小単位画素（本実施の形態では、「副画素」）を一つずつ覆うようにして積層しており、第２封止層の屈折率が第１封止層の屈折率より高くなるようにしているので、発光層から第１封止層に入射した光束は、第２封止層の凸レンズ状部と第１封止層の界面で全反射せずに、入射角よりも小さい出射角で進行する。そのため、第２封止層と外部空気層の界面に入射する光束の入射角が臨界角以上となりにくく、外部に射出される光束が増えて、光取り出し効率が向上する。

また、板状の第２封止層本体と凸レンズ状部とは一体的に形成されているので、一旦下地層を形成してから凸レンズ状部をその上に形成するような手間は不要であるため製造コストの削減に資するし、第２封止層本体と凸レンズ状部との間に界面が存在しないので、界面通過時に光束が減少するようなおそれもなく 、この点でも光取り出し効率の向上に資する。第２封止層の表面側は凸レンズ状部が形成されていないので、汚れにくく、見栄えもよい。

≪変形例≫
以上、本開示の一態様として有機ＥＬパネル及び有機ＥＬパネルの製造方法について実施形態に基づき説明したが、本開示は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の説明に何ら限定されるものではない。以下では、本開示の他の態様（変形例）について説明する。

（１）凸レンズ状部の形状の変形例
（１−１）上記実施の形態では、凸レンズ状部２４は、副画素の形状が短辺と長辺を有する矩形状であるため、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように横断面が半円状で、全体として蒲鉾状のものを形成したが、多少断面形状が異なっていても外側に膨出した形状を有しており、第２封止層の屈折率が第１封止層の屈折よりも所定量大きく適切な関係にあれば、全反射する光束を減少させて光取り出し効率を向上させることが可能である。

また、凸レンズ状部を平面視した形状および大きさは、図５に示すように、一つの副画素の領域（平面視において画素電極と発光層が重なる領域）を完全に覆う形状・大きさを有することが望ましいが、必ずしも厳密には要求されない。

副画素の平面視における形状が別の形状であれば、凸レンズ状部２４の平面視の形状も副画素の開口に合わせて別の形状を採用し得る。

また、副画素の開口の形状によっては、凸レンズ状部２４を、完全な半球状にしたり、または、Ｘ、Ｙの両方向における横断面が、半円状もしくはそれに近い形状にすることも考えられる。これらの場合には、より全反射を防止する機能が増し、光取り出し効率のさらなる向上が望めると考えられる。

（１−２）上記実施の形態では、隣接する凸レンズ状部２４同士の基端部が接していたが、図１６の模式図に示すように有機ＥＬ構造体１１０の隔壁１４の頂面の直上部分に、隣接する凸レンズ状部２４の基端部に、上記隔壁１４の頂面のＸ方向の幅と同じか、それよりもわずかに小さな幅の平坦部２５を隔壁１４の伸びる方向と平行に設けるようにしてもよい。

平坦部２５には凸レンズの作用が働かないため、この部分に斜めから入射した光束は、全反射して第２封止層２３を透過しない可能性が高くなり、これにより一つの副画素から発光された光束が必要以上に拡散して第２封止層２３を透過するのを制限することができ、コントラストに優れた高品質の表示画面を提供することができると考えられる。

なお、隔壁１４の直上のみならず、画素規制層１４１の直上にも同様な平坦部を形成するようにしても差し支えない。

（１−３）また、図１７の模式図のように、保護膜２８を上記実施形態よりも厚めに形成して、エッチングなどの手法により、第２封止層２３の凸レンズ状部２４に対向する上向きの凸状レンズ部２９を形成してもよい。凸レンズ状部２４と２９のＸ方向における光軸は一致させる方が望ましいが、断面形状は、必ずしも上下対称である必要はない。

第２封止層２３の屈折率ｎｇ、第１封止層２２の屈折率ｎｃ、保護膜２８の屈折率ｎｄの関係は、ｎｃ＜ｎｇ、ｎｃ＜ｎｄとなる。なお、屈折率ｎｇとｎｄ間の大小関係は特に問わない。本変形例によれば、全反射抑制の効果がさらに高められ、より一層光取り出し効率が向上すると考えられる。

（２）凸レンズ状部２４の形成方法の変形例
上記実施の形態では、プレス法により、ガラス基板２３００上に複数凸レンズ状部２４を形成して、第２封止層２３を製造したが（図１２参照）、これに限定されるわけではない。

例えば、レーザーアブレーションを利用して微細加工して、凸レンズ状部２４の部分を成形するようにパターニングすることも可能である。

（３）上記実施形態においては、第２封止層２３として、ガラス材料を使用したが、透光性を有し、上記で説明した屈折率の条件を満たすならば樹脂材料を使用しても構わない。これによりフレキシブル性に優れた有機ＥＬパネルを提供することができる。

（４）有機ＥＬ素子の積層構造の変形例
上記実施の形態では、有機ＥＬ素子の積層構成として、電子輸送層１８や電子注入層１９、正孔注入層１５や正孔輸送層１６を有する構成であるとしたが、これに限られない。例えば、正孔輸送層１６を有しない有機ＥＬ素子であってもよい。また、例えば、正孔注入層１５と正孔輸送層１６とに替えて、単一層の正孔注入輸送層を有していてもよい。

また、発光層１７と電子注入輸送層１８との間に、別の機能層を介在させても構わない。当該機能層として、例えば、電子輸送性があり、かつ、正孔ブロック性を有する有機材料等からなる層（正孔ブロック層）や、あるいは、電子注入輸送層１８から有機発光層１７への電子注入性を改善するため、アルカリ金属のハロゲン化物（例えば、ＮａＦ）等を含む層を設けるようにしてもよい。

（５）上記実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０では、図２に示すように、画素規制層１４１の延伸方向が有機ＥＬパネル１０の長軸Ｘ方向、隔壁１４の延伸方向が有機ＥＬパネル１０の短軸Ｙ方向であったが、画素規制層１４１と隔壁１４の延伸方向は、逆であってもよい。

また、上記実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０では、一例として画像表示面を長方形状としたが、画像表示面の形状に限定はなく、適宜変更可能である。

また、上記実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０では、画素電極１３を長方形平板状の部材としたが、これに限られない。

さらに、上記実施の形態においてはラインバンク方式の有機ＥＬパネルについて説明したが、一つの副画素ごとにその四方を隔壁で囲むようにした、いわゆるピクセルバンク方式の有機ＥＬパネルであっても構わない。

（６）上記実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０では、Ｒ、Ｇ、Ｂ色にそれぞれ発光する副画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが配列されていたが、副画素の発光色はこれに限られず、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂに加えて黄色（Ｙ）の４色であってもよい。また、一つの画素Ｐにおいて、副画素は１色あたり１個に限られず、複数配置されてもよい。また、画素Ｐにおける副画素の配列は、図２に示すような、赤色、緑色、青色の順番に限られず、これらを入れ替えた順番であってもよい。

（７）また、上記実施の形態に係る有機ＥＬパネル１０は、アクティブマトリクス方式を採用したが、これに限られず、パッシブマトリクス方式を採用してもよい。また、トップエミッション型の有機ＥＬパネルだけでなくボトムエミッション型の有機ＥＬパネルにも適用可能である。

図１８は、ボトムエミッション型の有機ＥＬパネルにおける有機ＥＬ素子２‘の一態様を示す模式図であり、有機ＥＬ構造体の下方側（ボトム側）に、上方に向けて（発光層側に向けて）膨出する凸レンズ状部２４を有する第２封止層を、第１封止層２２を介して配するようにしている。そして、第２封止層２３の下方に層間絶縁層１２、基板１１が配される構成となっている。

図１８において、図３と共通の符号を付したものは、基本的に同じ構成を示しているので、説明を省略し、以下では、異なる点を中心に説明する。

＜対向電極２０＞
対向電極２０は、透光性を有する必要はなく、反射性を有する金属等で形成される。

＜画素電極１３＞
画素電極１３は、透光性を有する導電性材料で形成される。ＩＴＯやＩＺＯ、もしくは膜厚が透光性を有する範囲内（５ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の金属薄膜などからなる。ＩＴＯまたはＩＺＯと金属薄膜を積層したものであってもよい。

＜層間絶縁層１２＞
層間絶縁層１２は、透光性を有する絶縁有機材料によって形成される。

＜基板１１＞
ガラスシートまたは透光性の樹脂シートからなる基材１１１上にＴＦＴ層１１２を形成するが、ＴＦＴ層１１２の駆動回路１１２１は、発光層１７から出射される光束の進行をできるだけ妨げない位置（主に隔壁１４の下方部分）に形成される。

なお、ボトムエミッション型の有機ＥＬ素子は、ＴＦＴ層１１２の駆動回路１１２１があるため、トップエミッション型のものに比べて、開口率がやや劣るというデメリットがあるが、ボトム側においては、第１封止層２２、第２封止層２３に加えて基板１１、層間絶縁層１２などが封止の役目も果たすので、封止性が極めて高い。

したがって、画素電極１３を陰極、対向電極２０を陽極に設定して、水分や酸素と反応して劣化しやすい電子注入輸送層１８、電子注入層１９などを、発光層１７よりも下方に配置させれば、製品寿命をより長くすることができるという利点がある。また、第２封止層２３の外側が、層間絶縁層１２に隣接するので、第２封止層２３からいきなり外部の空気層に光束が射出されるよりも、有利な場合がある。例えば、層間絶縁層１２および基板１１の屈折率を第２封止層２３よりも小さな屈折率の材料で形成すれば、光束Ｌ３が基板１１から空気層に射出される際に、より全反射しにくくなり、光取り出し効率の更なる向上が望める場合がある。

（８）上記実施の形態で示した有機ＥＬパネルは、図１９に示すようにテレビ装置４００の表示部４０１や、その他パーソナルコンピュータ、形態端末、業務用ディスプレイなど様々な電子機器の表示パネルとして用いることができる。

（９）上記実施形態では、自発光パネルとして、発光層として有機ＥＬを使用した有機ＥＬパネルについて説明したが、その他、発光層として無機ＥＬを使用した無機ＥＬパネルや、発光層に量子ドットを使用した量子ドットパネル（例えば、特開２０１０−１９９０６７号公報参照）などの自発光パネルについても、発光層の種類が異なるだけで、画素電極と対向電極との間に発光層を介在させるという構成において有機ＥＬパネルと同じであり、光取り出し側に上記実施形態に係る封止部を設けることにより、光取り出し効率の向上を図ることができる。
≪補足≫
以上、本開示に係る自発光パネルおよびその製造方法並びに自発光表示装置、電子機器について、実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本開示は、上記の実施の形態および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態および変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態および変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示に係る自発光パネルは、様々な電子機器に用いられる表示パネルに広く利用することができる。

１ 有機ＥＬ表示装置
２ 有機ＥＬ素子
１０ 有機ＥＬパネル
１１ 基板
１２ 層間絶縁層
１３ 画素電極
１４ 隔壁
１５ 正孔注入層
１６ 正孔輸送層
１７ 発光層
１８ 電子輸送層
１９ 電子注入層
２０ 対向電極
２１ 保護膜
２２ 第１封止層
２３ 第２封止層
２４ 凸レンズ状部（凸状部）
１００Ｂ、１００Ｇ、１００Ｒ 副画素
１１１ 基材
１１２ ＴＦＴ層

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板の上方に行列状に配された複数の光反射性の画素電極と、
   前記複数の画素電極に対向して配された透光性の対向電極と、
   前記複数の画素電極と対向電極の間に介在する発光層と、
   前記対向電極の上方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、
   前記第１封止層上に積層され透光性の第２の材料からなる第２封止層と、
   を備え、
   前記第２封止層は、その前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、かつ、前記第２封止層の屈折率が前記第１封止層の屈折率よりも高い
   ことを特徴とする自発光パネル。
2. 基板と、
   前記基板の上方に行列状に配された複数の透光性の画素電極と、
   前記複数の画素電極に対向して配された光反射性の対向電極と、
   前記複数の画素電極と対向電極の間に介在する発光層と、
   前記画素電極の下方に配され透光性の第１の材料からなる第１封止層と、
   前記第１封止層下方に積層され透光性の第２の材料からなる第２封止層と、
   を備え、
   前記第２封止層は、その前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、かつ、前記第２封止層の屈折率が前記第１封止層の屈折率よりも高い
   ことを特徴とする自発光パネル。
3. 前記基板を平面視したときに、一の前記凸状部が、対応する一の前記画素電極と重なる前記発光層の領域を覆っている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の自発光パネル。
4. 前記凸状部の、前記基板に平行な少なくとも１つの方向に直交する断面における輪郭は、半円状である
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の自発光パネル。
5. 前記第１の材料は、樹脂であり、前記第２の材料は、ガラスである
   請求項１から４までのいずれかに記載の自発光パネル。
6. 前記第１封止層の屈折率は、１．３以上１．５以下の値であって、前記第２封止層の屈折率は、前記第１封止層の屈折率の値よりも大きく、最大で１．７の屈折率である
   ことを特徴とする請求項１に記載の自発光パネル。
7. 前記基板の上方であって、前記複数の画素電極のうち行方向に隣接する画素電極間に、列方向に延在する隔壁が配されており、
   前記第２封止層下面の、前記隔壁の頂面に対向する部分であって、当該頂面の前記行方向における幅以内の領域には前記凸状部が形成されていない平坦部が前記隔壁の延在方向と平行に延在している
   ことを特徴とする請求項１に記載の自発光パネル。
8. 前記対向電極と前記第１封止層との間には、無機材料からなる透光性の保護膜が形成されており、前記保護膜の上面の、前記第２封止層の各凸状部に対向する位置には、上方に膨出する別の凸状部が形成されており、前記保護膜の屈折率は前記第１封止層の屈折率よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の自発光パネル。
9. 請求項１から８までのいずれかに記載の自発光パネルと、
   前記自発光パネルを駆動して画像を表示させる駆動部と
   を備える自発光表示装置。
10. 画像表示部として請求項９に記載の自発光表示装置を備えた
    電子機器。
11. 基板を準備する第１工程と、
    前記基板上方に複数の画素電極を行列状に形成する第２工程と、
    前記画素電極の上方に発光層を形成する第３工程と、
    前記発光層の上方に前記複数の画素電極に共通して対向する対向電極を形成する第４工程と、
    前記対向電極の上方に封止部を形成する第５工程と、
    を含み、
    前記封止部は、前記画素電極の上方に配され透光性の樹脂材料からなる第１封止層と、前記第１封止層上に積層され、前記第１封止層よりも屈折率の大きなシート状の透光性のガラス材料からなる第２封止層とを有し、前記第２封止層の前記第１封止層側の面に、前記発光層に向けて膨出する複数の凸状部を含み、
    前記第５工程は、前記対向電極の上方に前記第１封止層の材料となる液状の樹脂材料を塗布し、片面に前記複数の凸状部が形成されたシート状のガラス材料を、当該凸状部が前記発光層に対向するようにして前記液状の樹脂材料に貼り合わせた後、前記有機材料を硬化させる
    ことを特徴とする自発光パネルの製造方法。

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