JP4660143B2 - 有機電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気エネルギーを光に変換して発光できる有機電界発光素子（発光素子、又はＥＬ素子）に関する。

今日、種々の表示素子に関する研究開発が活発であり、中でも有機電界発光（ＥＬ）素子は、低電圧で高輝度の発光を得ることができるため、有望な表示素子として注目されている。しかしながら、この有機電界発光素子は無機ＬＥＤ素子や、蛍光管に比べ非常に発光効率が低い。。

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（非特許文献１参照）。即ち、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。

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。即ち、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を導波し消失するか、或いは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。その結果、例えば、素子をディスプレイに応用した場合、正面輝度が低いものになってしまう。

これを改善するために、光の全反射を抑制する方法として、集光効果のある、プリズム構造体を用いる方法が知られている。
例えば、特許文献１には、厚み０．３ｍｍのガラスに３Ｍ社製のプリズムシートを固着させた後、プリズムシートが内側にくるようにもう一枚の０．３ｍｍのガラスを貼りあわせた構造の基板を作製後、最初にプリズムシートを固着させた方のガラス上に、有機ＥＬ素子を形成する方法が述べられている。このプリズムシートは集光効果を持つので、上記の全反射による光取り出し効率の減少を緩和する。しかしながら、特許文献１に開示される技術は、プリズムシートを光散乱部として用い、外光が鏡面性電極で反射されて非発光時の機器の表示を見え難くなるのを防ぐことを目的としたものであり、このため、特許文献１に開示されるプリズムシートをディスプレイに用いた場合には、線画像が滲んでしまうという問題があった。

また、特許文献２には、ガラス基板上に熱硬化性樹脂を厚さ３μｍに塗布後、底辺２μｍ、高さ２μｍのプリズム型の鋳型を押し当てながら加熱硬化させ、鋳型を取り除いてからポリイミド樹脂を塗布、硬化させて平坦化させ、その上に有機ＥＬ素子を形成する方法が開示されている。上記方法により得られる有機ＥＬ素子は、集光効果が小さいという問題があった。

従って、高輝度であると共に、微小文字の視認性の良好さなどの高コントラストが要求されるディスプレイ用途として満足適用しうる有機電界発光素子は、未だ提供されていないのが現状である。
特許第２９３１２１１号明細書 特開２００３−８６３５３号公報 「Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ」，１９９７年，第２２巻，第６号，ｐ．３９６

本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、高輝度で高コントラストな画像を表示でき、微小文字の表示に適用された場合であっても視認性に優れた表示ができる有機電界発光素子、び該有機電界発光素子の製造方法を提供することを目的をする。

本発明は、下記手段によって達成された。
＜１＞ 透明基板と一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層とを有する有機電界発光素子において、透明基板が光の取り出し面側に設けられており、透明基板と光の取り出し面側の電極との間に、屈折率（ｎ１）の媒体を含むプリズムパターンと、屈折率（ｎ２）の媒体を含むプリズムパターンと、を発光層側からこの順に組み合わせてなるプリズム構造体を有し、ｎ１／ｎ２が１．５以上であり、且つ、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が、１００μｍ以下である有機電界発光素子。（以下、適宜、「有機電界発光素子（１）」と称する。）

＜１＞ 透明基板と一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層とを有する有機電界発光素子において、透明基板が光の取り出し面側に設けられており、透明基板と光の取り出し面側の電極との間に、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体を含むプリズムパターンと、該プリズムパターン及び透明基板で画された空隙と、を発光層側からこの順に組み合わせてなるプリズム構造体を有し、且つ、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が、１００μｍ以下である有機電界発光素子。（以下、適宜、「有機電界発光素子（１）」と称する。）

＜２＞ 発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が、５０μｍ以下である前記＜１＞に記載の有機電界発光素子。
＜３＞ 発光層とプリズム構造体との間に存在する層の屈折率が、全て発光層の屈折率以上であり、且つ、プリズム構造体を形成する媒体の屈折率が発光層の屈折率以上である前記＜１＞又は＜２＞に記載の有機電界発光素子。

＜４＞ 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと第二の透明基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を作製する工程と、プリズム構造体付き基板における第一の基材側の面上に、陽極、有機層、及び陰極を設ける工程と、を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。（以下、適宜、「製造方法（１）」と称する。）

＜５＞ 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体用いて、プリズムパターンを形成する工程と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと第二の基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を作製する工程と、プリズム構造体付き基板における第一の基材側の面と、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板における陰極側の面と、を貼り合わせる工程と、を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。（以下、適宜、「製造方法（２）」と称する。）

＜６＞ 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去してプリズム構造体付き基板を作製する工程と、プリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面上に、陽極、有機層、及び陰極を設ける工程と、を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。（以下、適宜、「製造方法（３）」と称する。）

＜７＞ 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去してプリズム構造体付き基板を作製する工程と、プリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面と、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板における陰極側の面と、を貼りあわせる工程と、を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。（以下、適宜、「製造方法（４）」と称する。）

本発明によれば、高輝度で高コントラストな画像を表示でき、微小文字の表示に適用された場合であっても視認性に優れた表示ができる有機電界発光素子、び該有機電界発光素子の製造方法を提供できる。

以下、本発明について詳細に説明する。
［有機電界発光素子］
本発明の有機電界発光素子は、透明基板と一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層とを有する有機電界発光素子において、透明基板が光の取り出し面側に設けられており、透明基板と光の取り出し面側の電極との間に、屈折率（ｎ１）の媒体を含むプリズムパターンと、屈折率（ｎ２）の媒体を含むプリズムパターンと、を発光層側からこの順に組み合わせてなるプリズム構造体を有し、ｎ１／ｎ２が１．５以上であり、且つ、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が、１００μｍ以下である有機電界発光素子であり、本発明においては該プリズム構造体を、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体を含むプリズムパターンと、該プリズムパターン及び透明基板で画された空隙と、を発光層側からこの順に組み合わせてなるプリズム構造体として構成する

有機電界発光素子においては、発光層から発した光が、透明基板を通して外に取り出される。この場合、発光層と透明基板との間に、プリズム構造体を有すると、光の集光性が生じて全反射が抑制される結果、正面から見た時の輝度が向上する。
本発明においては、プリズム構造体を構成する媒体の屈折率（ｎ１）と屈折率（ｎ２）との比が１．５以上になるように制御し、且つ、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離を１００μｍ以下にしたことにより、高輝度で高コントラストな画像を表示でき、微小文字の表示に適用された場合であっても優れた視認性を発揮することができる。

即ち、本発明の有機電界発光素子においては、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体が、屈折率（ｎ１）の媒体であり、空隙に含まれる空気等の気体が、屈折率（ｎ２）の媒体である。

本発明の有機電界発光素子は、透明基板と光の取り出し面側の電極との間に、屈折率（ｎ１）の媒体を含むプリズムパターンと、屈折率（ｎ２）の媒体を含むプリズムパターンと、を発光層側からこの順に組み合わせてなるプリズム構造体を有しており、プリズム構造体を構成する２種の媒体の屈折率の比（ｎ１／ｎ２）が１．５以上であることが必要である。

ここで、プリズムとは、一般的には光学的平面を２つ以上持ち、少なくとも一組の面は近似的にも平行でない透明体を意味する。プリズムは集光効果を持つので、光学部材に応用されている。その例としては、プラスチックフィルムの片面全面に、平行なＶ型溝を数十〜数百ミクロンピッチで多数形成したプリズムシートと呼ばれるものがあり、液晶表示装置においてバックライトを集光させるために用いられている。この場合、面がウェーブ状になったものや、プリズムラインの頂点が丸みを帯びたものも同じ目的で用いられている。本発明におけるプリズム構造体も、このような、面が曲面であるもの、頂点または谷部が丸みを帯びているものも含むものとする。

本発明におけるプリズム構造体は、屈折率（ｎ１）の媒体（可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体）を含むプリズムパターンと、屈折率（ｎ２）の媒体（空隙に含まれる空気等の気体）を含むプリズムパターンと、を発光層側からこの順に組み合わせたものである。

本発明において、プリズム構造体を形成する各媒体の屈折率（ｎ１）と屈折率（ｎ２）との比（ｎ１／ｎ２）は、１．５以上であることが必要である。屈折率の比（ｎ１／ｎ２）の制御は、各媒体の種類の選択等により行われる。
なお、屈折率は波長によって異なるものであるが、上記の関係は、少なくとも可視域で成り立っている必要がある。

既述のごとく、本発明の有機電界発光素子は、屈折率（ｎ１）の媒体を含むプリズムパターンとして、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体を用い、屈折率（ｎ２）の媒体を含むプリズムパターンを空隙として構成している。
即ち、本発明においては、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体と、空隙によりプリズム構造体の機能を発揮することになる。なお、空隙部分には、窒素やアルゴンなどの、有機ＥＬ素子に悪影響を及ぼさないガスを含んでいてもよい。
本発明におけるプリズム構造体の具体的な構成例としては、屈折率（ｎ１）の媒体を含むプリズムパターンとして、透明媒体（ポリマー、等）の表面（発光層から見て反対側）にＶ型の溝を所定のピッチで形成し、更に、屈折率（ｎ２）の媒体を含むプリズムパターンとして、前記Ｖ型の溝に屈折率が異なる別の透明な媒体（空気、等）が充填された態様が挙げられる。
上記溝は、一方向、二方向、三方向、及び多方向に形成できるが、溝の方向を９０度変えて二方向に切ると、ピラミッド状の形になり、６０度ずつ変えて三方向に切ると三角錐状の態様が得られる。本発明においては、一方向又は９０度変えた二方向（ピラミッド）が、集光性及び製造の容易さの観点から好ましい。

プリズム間のピッチは、輝度への影響は比較的小さいが、ピッチが小さいほど、コントラストが良化する傾向がある。実際には、プリズム構造体の作製上の容易さの点から、プリズム間のピッチとしては、０．１μｍから５０μｍが好ましく、０．５μｍから３０μｍがより好ましく、１μｍから２０μｍが最も好ましい。

また、プリズムの頂角は、鋭角の方が、輝度向上が大きいが、コントラスト低下も大きくなる。逆に鈍角であるとコントラスト低下が小さくなるが、輝度向上度も小さくなる。従って、頂角としては、６０度から１２０度が好ましく、９０度前後が更に好ましい。

プリズム構造体に用いられる屈折率（ｎ１）の媒体としては本発明に係る屈折率の比が得られるものであれば、特に限定されないが、透明な樹脂が好適に用いられる。樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、成形の容易さの点からは、アクリル樹脂、又はエポキシ樹脂がより好ましい。
なお、既述のごとく、本発明における屈折率（ｎ２）媒体は、空気等の気体になる。

本発明におけるプリズム構造体の作製方法について、以下に具体例を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
先ず、屈折率（ｎ１）の透明媒体表面に、Ｖ型の溝からなるパターンを形成する。
パターン形成に際しては、透明媒体の表面に、直接、機械加工によってＶ型の溝を形成してもよいが、より生産性が高いのは、予めパターンが形成された金属などの鋳型を用いる方法である。即ち、鋳型に溶液状の媒体を流し込み、冷却による硬化、或いは光や熱の作用などによる反応で硬化させた後、鋳型から取り外すと、媒体にパターンが転写される。流し込む溶液状媒体としては、最終的にプリズム構造体を形成するものであってもよいし、シリコーンエラストマーなどの中間転写媒体で合ってもよい。すなわち、必要に応じて、転写を繰り返してもよい。
このようにして屈折率（ｎ１）の媒体表面にプリズムパターンを形成後、得られた屈折率（ｎ１）の媒体を含むプリズムパターンと透明基板とを貼り合わせることで、プリズムパターンと透明基板とで画された空隙が形成されることでプリズム構造体が形成される。

本発明におけるプリズム構造体は、光の取り出し面側の電極と、光の取り出し面側に設けられた透明基板との間に備えられることを要する。プリズム構造体と電極面とは直接接していてもよいし、プリズム構造体と電極面との間に更に透明な他の基材等の他の層が存在していてもよい。

本発明の有機電界発光素子においては、上記観点から、プリズム側の面からプリズム構造体の最低面までの距離が、１００μｍであることが必要であるが、高コントラストを発揮させる観点からは、５０μｍ以下であることが好ましい。このように、プリズム側の面からプリズムの最低面までの距離を制御することにより、高精細画面における微小文字もはっきり読めるなど、視認性が著しく向上する。なお、ここでプリズムの最低面とは、プリズム構造体においてプリズムパターンの発光層側に最も近い面を意味し、例えば、Ｖ型の溝が形成されている場合であれば、最も深い谷を含む面を言う。発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離について、本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す模式断面図（図１）を用いて具体的に説明するに、図１中に示される距離ｄが、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離を示す。なお、図１中、１及び４は一対の電極を示し、２は一対の電極１及び４間に設けられた有機層を示し、３は有機層２中の発光層を示す。５は屈折率（ｎ１）の媒体を、６は屈折率（ｎ２）の媒体を示し、各々プリズムパターンを形成しており、これらが組み合わされてプリズム構造体７が構成される。８は透明基板を示す。

上記事項は、従来のプリズム構造体を導入した有機電界発光素子を用いてディスプレイを作製した場合、コントラストが低下する傾向が見られ、その場合、コントラストに最も影響が大きいのは発光層のプリズム側の面からプリズム最低面までの距離であり、これの距離を１００μｍ以下にすることにより、高コントラストが発揮されるという、本発明者らの研究により得られた知見に基づくものである。

本発明の有機電界発光素子においては、輝度向上の観点から、更に、発光層とプリズム構造体との間に存在する層の屈折率が、全て発光層の屈折率以上であり、且つ、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体の屈折率が発光層の屈折率以上であることが好ましい。
上記屈折率であると、発光層から発せられた光は途中で全反射することがなく、殆ど全てがプリズムに入射するので、輝度向上が著しいものとなる。

本発明の有機電界発光素子における透明基板としては、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、又はプラスチックフイルムなどが挙げられる。また、有機電界発光素子としては、蛍光発光する素子、燐光発光する素子のいずれでもよい。電界発光素子における、電極、有機層等の他の構成要素については、例えば、特開２００４−２２１０６８号、特開２００４−２１４１７８号、特開２００４−１４６０６７号、特開２００４−１０３５７７号、特開２００３−３２３９８７号、特開２００２−３０５０８３号、特開２００１−１７２２８４号、特開２０００−１８６０９４号等の各公報に記載のものが本発明においても同様に適用することができる。

また、本発明の有機電界発光素子の方式についても、ＴＦＴ等の回路基板側から光を取り出すボトムエミッション、ＴＦＴ等の回路基板側と反対側から光を取り出すトップエミッション等如何なる方式であってもよい。

［有機電界発光素子の製造方法］
本発明の有機電界発光素子は、前述したプリズム構造体を、有機電界発光素子に組み込んで構成されることが特徴である。
以下、本発明の有機電界発光素子の製造方法の例を説明する。

有機電界発光素子の製造方法としては、下記の製造方法（１）乃至（４）が特に好適に用いられる。

−製造方法（１）−
製造方法（１）は、一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程（工程１−１）と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を作製する工程（工程１−２）と、プリズム構造体付き基板における第一の基材側の面上に、陽極、有機層、及び陰極を設ける工程（工程１−３）と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。

工程１−１においては、透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンが形成される。
ここで用いられる第一の基材としては、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、又はプラスチックフィルムなどが用いられる。
第一の基材の厚さは、適宜設定することができるが、本発明においては、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下になることが必須であり、通常、この距離は第一の基材の厚みにより調節される。
工程１−１におけるプリズムパターンの具体的な形成方法は、前記プリズム構造体の作製方法において詳述した内容と同様である。ここで用いられる、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体としては、前記プリズム構造体の作製方法において挙げた樹脂の中から選択される。

工程１−２では、上記工程１−１において得られたプリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板が作製される。
工程１−２で用いられる透明な第二の基材としては、上記第一の基材と同様のものを用いることができる。また、プリズムパターンと第二の透明基材との貼り合わせは、光又は熱硬化性樹脂を用いて接着させること等により行うことができる。

次いで、工程１−３では、工程１−２により得られたプリズム構造体付き基板における第一の基材側の面上に、陽極、有機層、及び陰極が設けられる。
陽極、有機層、及び陰極等の詳細、及びその形成方法等については、本発明の有機電界発光素子の説明において例示した各公報等に記載の内容を、本工程においても同様に用いることができる。

−製造方法（２）−
製造方法（２）は、一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体用いて、プリズムパターンを形成する工程（工程２−１）と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を作製する工程（工程２−２）と、プリズム構造体付き基板における第一の基材側の面と、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板における陰極側の面と、を貼り合わせる工程（工程２−３）と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。

製造方法（２）は、所謂トップエミッションとして知られている方式の有機電界発光素子を得る場合に用いる方法である。
工程２−１及び工程２−２は、製造方法（１）における工程１−１及び工程１−２と同様である。
工程２−３では、プリズム構造体付き基板とは別個に、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板を作製し、この基板の陰極側の面とプリズム構造体付き基板における第一の基材側の面とが貼り合わされる。
工程２−３における第三の基材としては、上記第一の基材と同様のものを用いることができる。プリズム構造体付き基板と、電極及び有機層が設けられた基板との貼り合わせは、光又は熱硬化性樹脂を用いて接着させること等により行うことができる。
また、陽極、有機層、及び陰極等の詳細、及びその形成方法等については、本発明の有機電界発光素子の説明において例示した各公報等に記載の内容を、本工程においても同様に用いることができる。

製造方法（１）及び（２）は、第一の基材を残す態様であり、これらの方法により得られた有機電界発光素子における層の基本的な構成は、透明基板（第二の基材）／プリズム構造体／透明基板（第一の基材）／電極／有機層／電極、になる。
第一の基材は、場合によっては除去することも可能である。以下に説明する製造方法（３）及び（４）は、このような態様の製造方法である。これらの方法により得られた有機電界発光素子における層の基本的な構成は、透明基板（第二の基材）／プリズム構造体／電極／有機層／電極、になる。

−製造方法（３）−
製造方法（３）は、一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体にを用いて、プリズムパターンを形成する工程（程３−１）と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと第二の透明基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去してプリズム構造体付き基板を作製する工程（工程３−２）と、プリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面上に、陽極、有機層、及び陰極を設ける工程（工程３−３）と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。

工程３−１におけるプリズムパターン形成は、製造方法（１）における工程１−１と同様に行われるが、ここで用いられる第一の基材は、工程３−２において除去可能なものが適用される。また、本工程で用いられる第一の基材は、後の工程で除去されるため、製造方法（１）及び（２）における第一の基材に要求された透明性は特に必要ない。
本工程で用いられる第一の基材として、具体的には、例えば、ＰＶＡフィルム、ゼラチンフィルム等の水溶性基材、ポリメチルメタクリレートフィルム等の油溶性基材等、溶液処理によって除去可能な基材が挙げられる。

工程３−２では、製造方法（１）における工程１−２と同様にしてプリズムパターンと第二の透明基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去する。
第一の基材の除去の態様としては、例えば、第一の基材がＰＶＡフィルムなど水溶性の基材である場合であれば、プリズムパターンの形成後に第一の基材を水に溶解させて除去するればよい。

工程３−３では、工程３−２で得られたプリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面上に、陽極、有機層、及び陰極が設けられる。陽極、有機層、及び陰極等の詳細、及びその形成方法等については、本発明の有機電界発光素子の説明において例示した各公報等に記載の内容を、本工程においても同様に用いることができる。

−製造方法（４）−
製造方法（４）は、一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程（工程４−１）と、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと第二の透明基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去してプリズム構造体付き基板を作製する工程（工程４−２）と、プリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面と、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板における陰極側の面と、を貼りあわせる工程（工程４−３）と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。

製造方法（４）は、所謂トップエミッションとして知られている方式の有機電界発光素子を得る場合に用いる方法である。
工程４−１及び工程４−２は、製造方法（３）における工程３−１及び３−２と同様にして行われる。
工程４−３では、プリズム構造体付き基板とは別個に、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板を作製し、この基板の陰極側の面とプリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面とが貼り合わされる。
工程４−３における第三の基材、プリズム構造体付き基板と、電極及び有機層が設けられた基板との貼り合わせの態様、陽極、有機層、及び陰極等の詳細、及びその形成方法等については、製造方法（２）における工程２−３と同様である。

製造方法（３）及び（４）により得られる有機電界発光素子は、発光層のプリズム側の面からプリズム構造体の最低面まで間に設けられる層が、非常に薄く形成されるものであるため、特段の調整をすることなく、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離（１００μｍ以下）を充分に達成することができる。

以下、本発明について実施例を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］
＜有機ＥＬ素子の作製＞
（シリコーン製プリズムパターンの作製）
Ｎｉの表面をダイヤモンドバイトで切り込むことにより、頂角９０度、ピッチ１０μｍのプリズムパターンを有する鋳型を形成した。この上に、シリコーンエラストマーを流し込み、硬化させた後、鋳型よりはずして、シリコーン製プリズムパターンを作成した。
（プリズム構造体の作製）
厚さ７０μｍのガラス基材（第一の基材）に、ＵＶ硬化型エポキシ樹脂を（商品名：ＯＧ１１４、エポキシテクノロジー社製）、硬化後の屈折率は可視部全域に渡って１．５以上）を、（塗布量：１２ｍｌ／ｍ²の量で塗布した。次いで、上記のシリコーン製プリズムパターンを押し当て、ガラス基板側からＵＶ光（３６５ｎｍ）を１分間照射して樹脂を硬化させた。次いで、シリコーン製プリズムパターンを取り除き、厚さ７０μｍのガラス基材上に、エポキシ樹脂のプリズムパターンが形成された基材を得た。

上記により得られた、プリズムパターンが形成された基材と、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（第二の基材）とを、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、第二の基材に当接するようにして貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を得た。

得られたプリズム構造体付き基板における第一の基材側の面上（即ち、第一の基材におけるプリズムパターンが形成された面の対向面）に、直流電源を用い、スパッタ法にてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ、インジウム／錫＝９５／５モル比）の陽極を形成した（厚み０．１５μｍ）。この陽極の表面抵抗は１０Ω／□であった。

上記陽極上に、有機層（有機正孔輸送層及び有機発光層）を設置した。
まず、有機正孔輸送層として、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンを真空蒸着法にて膜厚０．０４μｍで設けた。さらに、その上に有機発光層としてトリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウムを真空蒸着法にて０．０６μｍ厚で設けた。
次いで、有機層の上にパタ−ニングしたマスクを設置し、蒸着装置内でマグネシウム：銀＝１０：１（モル比）を０．２５μｍ厚で蒸着し、さらに銀を０．３μｍ厚で蒸着して陰極を設けた。
陽極、陰極よりそれぞれアルミニウムのリ−ド線を出して、実施例１の有機ＥＬ素子−Ａを作製した。
有機ＥＬ素子−Ａにおいて、ｎ１／ｎ２は１．５、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約８０μｍであった。

［実施例２］
実施例１において、第一の基材として用いた厚さ７０μｍのガラス基材の代わりに、厚さ３０μｍのガラス基材を用いた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の有機ＥＬ素子−Ｂを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｂにおいて、ｎ１／ｎ２は１．５、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約４０μｍであった。

［実施例３］
厚さ５０μｍのＰＶＡフィルム（第一の基材）上に、平均粒径が約２０ｎｍの酸化ジルコニウム粒子が７０％、及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが３０％含まれる溶液状分散物を、２２ｍｌ／ｍ²の量で塗布した。この上に実施例１で用いたものと同じシリコーン製プリズムパターンを押し当て、ＰＶＡ側からＵＶ光ＵＶ光（３６５ｎｍ）を１分間照射して樹脂を硬化させた。次いで、シリコーン製パターンを取り除き、厚さ５０μｍのＰＶＡフィルム上にプリズムパターンが形成された基材を得た。。

上記により得られた、プリズムパターンが形成された基材と、０．７ｍｍのガラス基板（第二の基材）上に、プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、第二の基材に当接するようにして貼り合わせた後、ＰＶＡを水に溶解させて除去し、プリズム構造体付き基板を得た。

得られたプリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面（平滑面）の上に、実施例１と同様にして、陽極、有機発光層、及び陰極を設け、更に、陽極、陰極よりそれぞれアルミニウムのリ−ド線を出して、実施例３の有機ＥＬ素子−Ｃを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｃにおいて、ｎ１は１．７であり、有機発光層であるトリス（８−ヒドロキシキノリノ）アルミニウムとほぼ等しい屈折率となる。また、陽極は、屈折率が約２．０なので、発光層とプリズム構造体との間に存在する層の屈折率は、全て発光層の屈折率以上となる。また、ｎ１／ｎ２は１．７、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約２０μｍであった。

［比較例１］
実施例１において、第一の基材として、厚さ７０μｍのガラス基材を用いる代わりに、厚さ０．１ｍｍのガラス基材を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子−Ｄを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｄにおいて、ｎ１／ｎ２は１．５、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約１１０μｍであった。

［比較例２］
実施例１において、第一の基材として、厚さ７０μｍのガラス基材を用いる代わりに、厚さ０．２ｍｍのガラス基材を用た以外は、実施例１と同様にして、比較例２の有機ＥＬ素子−Ｅを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｅにおいて、ｎ１／ｎ２は１．５、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約２１０μｍであった。

［比較例３］
実施例１において、第一の基材として、厚さ７０μｍのガラス基材を用いる代わりに、厚さ０．３ｍｍのガラス基材を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例３の有機ＥＬ素子−Ｆを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｆにおいて、ｎ１／ｎ２は１．５、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約３１０μｍであった。

［比較例４］
ＰＶＡフィルム（第一の基材）上に、実施例３と同様にして、屈折率（ｎ１）が１．７のプリズムパターンを形成後、その上に、硬化後の屈折率（ｎ２）が約１．５となるアクリレート系モノマー（商品名：ＴＢ３０６６、（株）スリーボンド製）を８ｍｌ／ｍ²の量で流し込み、ＵＶ光照射によって硬化させて、ＰＶＡフィルム上にプリズムパターンが形成された基材を得た。
上記により得られたプリズムパターンが形成された基材を、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（第二の基材）上に、屈折率（ｎ２）の樹脂で形成された側の面が、第二の基材になるよう貼り合わせた後、ＰＶＡを水に溶解させて除去し、プリズム構造体付き基板を得た。
得られたプリズム構造体付き基板における屈折率（ｎ１）の樹脂で形成された側の面（平滑面）の上に、実施例３と同様にして、陽極、有機発光層、及び陰極を設け、比較０４の有機ＥＬ素子−Ｇを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｇにおいて、ｎ１／ｎ２は約１．１、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約３０μｍであった。

［比較例５］
実施例１において、ＵＶ硬化型樹脂として、含フッ素アクリレート系ＵＶ硬化型樹脂（硬化後の屈折率１．４）を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例５の有機ＥＬ素子−Ｈを作製した。
有機ＥＬ素子−Ｈにおいて、ｎ１／ｎ２は１．４、発光層のプリズム側の面からプリズムの最底面までの距離は約８０μｍであった。

［比較例６］
実施例１において、プリズム構造体を形成せず、単に０．７ｍｍのガラス基板上に、陽極、有機発光層、及び陰極を設けた以外は、実施例１と同様にして、比較例６の有機ＥＬ素子−Ｉを作製した。

＜評価＞
１．輝度の評価
実施例、比較例で得られた素子に直流電圧１２Ｖを印加し、発光させた。有機ＥＬ素子−Ｉの輝度を１として、該素子に対する各素子の輝度を輝度向上度として算出し、輝度の評価とした。結果を下記表１に示す。
２．視認性の評価
視認性の評価は、実施例、比較例で得られた各有機ＥＬ素子を用いた表示装置を作製し、画面上に幅２００μｍの発光線・非発光線の繰り返しパターンを表示し、線画像の視認性を観察することで行った。評価は５点法で表した。本評価において、４点以上である場合は、画面上で７ポイントの文字（アルファベットのＨなど）もくっきりと視認できるレベルである。結果を下記表１に示す。

なお、上記表１中、「発光層からプリズムまでの距離」は、「発光層のプリズム側の面からプリズム構造体中のＶ型の溝の谷までの距離」を意味する（図１中のｄを参照。）。

上記表１から明らかな通り、実施例１〜３の有機ＥＬ素子を用いた場合の評価は、比較例の各有機ＥＬ素子を用いた場合の評価と比較して、輝度向上度及び線画像視認性が何れもが良好であることが分かる。即ち、本発明の有機ＥＬ素子は、高輝度で高コントラストな画像を表示でき、微小文字の表示に適用された場合であっても視認性に優れた表示ができる有機ＥＬ素子であることが分かる。

本発明により得られる有機電界発光素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信等の分野に好適に使用できる。

本発明の有機電界発光素子の層構成の一例を示す模式断面図である。

符号の説明

１ 電極
２ 有機層
３ 発光層
４ 電極
５ 屈折率（ｎ１）の媒体
６ 屈折率（ｎ２）の媒体
７ プリズム構造体
８ 透明基板
ｄ 発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離

Claims (7)

1. 透明基板と一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層とを有する有機電界発光素子において、透明基板が光の取り出し面側に設けられており、透明基板と光の取り出し面側の電極との間に、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体を含むプリズムパターンと、該プリズムパターン及び透明基板で画された空隙と、を発光層側からこの順に組み合わせてなるプリズム構造体を有し、且つ、発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が、１００μｍ以下である有機電界発光素子。
2. 発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が、５０μｍ以下である請求項２に記載の有機電界発光素子。
3. 発光層とプリズム構造体との間に存在する層の屈折率が、全て発光層の屈折率以上であり、且つ、可視部全域の波長での屈折率が１．５以上の媒体の屈折率が発光層の屈折率以上である請求項１又は２に記載の有機電界発光素子。
4. 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、
   透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程と、
   プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと第二の透明基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を作製する工程と、
   プリズム構造体付き基板における第一の基材側の面上に、陽極、有機層、及び陰極を設ける工程と、
   を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。
5. 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、
   透明な第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体用いて、プリズムパターンを形成する工程と、
   プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせて、プリズム構造体付き基板を作製する工程と、
   プリズム構造体付き基板における第一の基材側の面と、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板における陰極側の面と、を貼り合わせる工程と、
   を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。
6. 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、
   第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体にを用いて、プリズムパターンを形成する工程と、
   プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去してプリズム構造体付き基板を作製する工程と、
   プリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面上に、陽極、有機層、及び陰極を設ける工程と、
   を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。
7. 一対の電極間に発光層を含む一層以上の有機層を有する有機電界発光素子の製造方法において、
   第一の基材上に、可視部全域の波長で屈折率が１．５以上の媒体を用いて、プリズムパターンを形成する工程と、
   プリズムパターンにおけるプリズムの頂点が、透明な第二の基材と当接するように、プリズムパターンと透明な第二の基材とを貼り合わせた後、第一の基材を除去してプリズム構造体付き基板を作製する工程と、
   プリズム構造体付き基板におけるプリズム構造体側の面と、第三の基材上に、陽極、有機層、及び光透過性の陰極がこの順に設けられた基板における陰極側の面と、を貼りあわせる工程と、
   を有する発光層のプリズム側の面からプリズムの最低面までの距離が１００μｍ以下である有機電界発光素子の製造方法。

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