JP2007035550A - エレクトロルミネッセンス素子用基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、外光の影響を受けにくく、高コントラストおよび高輝度等の表示品位に優れ、光の取出し効率が高い光散乱層を有するＥＬ素子用基板を提供することを主目的とする。
【解決手段】 本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、上記微粒子の平均粒径が１．０μｍ〜１．６μｍの範囲内であることを特徴とするＥＬ素子用基板を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばエレクトロルミネッセンス表示装置に用いられるエレクトロルミネッセンス素子用基板に関するものである。

エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す。）素子は、電界を印加することにより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子との再結合エネルギーにより蛍光性物質などが発光する原理を利用した自発光素子である。ＥＬ素子は、数Ｖの低電圧で数千ｃｄ／ｍ^２以上の高輝度の面発光が可能であり、また発光層等に用いる有機化合物等を適切に選択することにより、青色から赤色までの任意の波長の発光が可能であるという特徴を有している。このＥＬ素子は、自発光素子であるため視野角が広く、μｓ以下の高速応答性が可能であることから、液晶表示装置やプラズマディスプレイに変わりうる表示装置として、近年活発な研究開発が行われている。

従来のＥＬ素子の基本構造の一例としては、透明基板上に透明電極と、発光層と、背面電極とを積層した構造を挙げることができる。通常、背面電極には反射特性を有する金属電極が用いられており、発光層から発せられた光のうち、発光層の後方（金属電極側）に出射した光は、金属電極により反射され、前方（透明電極側）に出射されるので、素子の輝度が向上するという利点がある。
しかしながら、この金属電極は外部から素子に入射した光も反射するため、非表示（非発光）であるべき領域から外光による反射が生じ、表示のコントラストが低下するという問題がある。特に、屋外等明るい環境下で使用する携帯用の表示装置においては、このような外光の反射が問題になる。

このような外光の反射によるコントラストの低下を抑えるためには、透明基板の前面に円偏光板を設けるのが一般的である（例えば特許文献１参照）。円偏光板を使用した場合には、外光が金属電極で反射する際に円偏光の回転方向が逆になるために、効率よく外光の反射を抑えることができ、高コントラストの表示が得られる。
しかしながら、ＥＬ素子における発光層からの発光は一般に非偏光であるため、外光反射を防止するために円偏光板を使用した場合は、発光の約半分が円偏光板により吸収されてしまう。このため、外部への発光の取り出し効率が低下し、輝度が半分以下まで低下するという問題がある。

また、ＥＬ素子では、発光層から発せられた光のうち、透明基板の屈折率と出射媒質（例えば空気）の屈折率とによって決まる臨界角以上の入射角を有する光が、透明基板と出射媒質との界面で全反射し、発光層の内部に閉じ込められて、外部に取り出すことができないため、光の取出し効率が低下するという問題がある。

光の取り出し効率を向上させる手法としては、光散乱層を設けることが提案されている（例えば特許文献２〜４参照）。上述した構成の有機ＥＬ素子において、例えば透明基板と発光層との間に光散乱層を形成した場合、光散乱層によって、臨界角以上の入射角を有する光も出射媒質（例えば空気）に導かれることになる。このため、光散乱層を形成することにより、光の取り出し効率を向上させることができるのである。

上記の特許文献２〜４における光散乱層は、層中に微粒子を分散させたものである。光散乱層としては、後方散乱が少なく、効率よく光の伝送角を変え得る特性を有するものが好ましく、例えば特許文献２〜４では、微粒子の特性、微粒子とマトリクスとの屈折率差、微粒子の分散状態、光散乱層の形成位置等により光学設計を行っている。

しかしながら、光散乱効果を得るために例えば光散乱層の厚みを厚くしたり、微粒子の含有量を多くしたりすると、全光線透過率が低下してしまい、その結果、輝度が低下するという問題がある。このため、上記の特許文献２〜４に記載されているような微粒子の特性、微粒子とマトリクスとの屈折率差、微粒子の分散状態、光散乱層の形成位置等による光学設計では、優れた散乱特性および表示品位を満足する光散乱層を得ることは困難である。

特開平８−３２１３８１号公報 特開平６−３４７６１７号公報 特開平６−１５１０６１号公報 特開２００４−３９３８８公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、外光の影響を受けにくく、高コントラストおよび高輝度等の表示品位に優れ、光の取出し効率が高い光散乱層を有するＥＬ素子用基板を提供することを主目的とするものである。

本発明者等は、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、円偏光板を用いることなく外光の反射を抑制するためには、光散乱層の光学設計が必要であり、光散乱効果の指標となるヘイズ値が微粒子の平均粒径に大きく依存すること、および、コントラストや輝度等を考慮しつつ光散乱効果を得るためには最適な微粒子の平均粒径が存在することを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、上記微粒子の平均粒径が１．０μｍ〜１．６μｍの範囲内であることを特徴とするＥＬ素子用基板を提供する。

本発明によれば、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、ヘイズ値を高くすることができるので、本発明のＥＬ素子用基板をＥＬ表示装置に用いた場合には、外光の反射を抑制してコントラストを向上させ、透明基板と出射媒質との界面における発光の全反射を抑制して光の取り出し効率を向上させることが可能である。

また本発明においては、上記透明基板上にさらに着色層が形成され、上記光散乱層および上記着色層が順不同に積層されていてもよい。

さらに本発明においては、上記透明基板上に遮光部がパターン状に形成されていてもよく、この場合、更にコントラストを向上させることができる。

また、本発明のＥＬ素子用基板は、ヘイズ値が３０〜９５の範囲内であることが好ましい。ヘイズ値が上記範囲より小さいと、十分な光散乱効果が得られない場合があるからである。

本発明においては、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、ヘイズ値を高めることができるので、本発明のＥＬ素子用基板をＥＬ表示装置に用いた場合には、高コントラストおよび高輝度の表示が実現できるという効果を奏する。

以下、本発明のＥＬ素子用基板について詳細に説明する。
本発明のＥＬ素子用基板は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、上記微粒子の平均粒径が１．０μｍ〜１．６μｍの範囲内であることを特徴とするものである。

ここで一般的に、光散乱層の光学設計には微粒子の粒径が大きく影響し、具体的には微粒子の粒径ｄにより散乱状態が異なることが知られている。すなわち、
（１）粒径ｄが光波長λに比べて大きい場合（ｄ＞λ）は、幾何光学領域となり、幾何光学的な屈折、反射による散乱が発生し、波長依存性はない。
（２）粒径ｄが光波長λに近い場合（λ／３＜ｄ＜λ）は、回折散乱領域（ミー散乱）となり、幾何光学的な散乱と回折効果（光干渉）とによる散乱が発生し、複雑な波長依存性を有する。このため、散乱による色付きが生じる。
（３）粒径ｄが光波長λより小さい場合（ｄ＜λ／３）は、レイリー散乱領域となり、原子・分子との相互作用による散乱が発生し、ほぼ均一に全方向に散乱する。このため、前方散乱のみならず後方散乱も発生する。

本発明のＥＬ素子用基板をＥＬ表示装置に用いた場合、外光の反射を抑制してコントラストを向上させ、また透明基板と出射媒質（例えば空気）との界面における発光の全反射を抑制して光の取り出し効率を向上させるためには、全方向の散乱は好ましくない。したがって、微粒子の粒径が、上記のうち前方散乱特性に優れる（１）または（２）の場合に該当することが好ましい。さらに、散乱による色付きを防止するためには、微粒子の粒径が上記（１）の幾何光学的領域となることが好ましい。

また、光散乱層による散乱光の強度を十分なものとするためには、ヘイズ値［ヘイズ値＝（拡散光線透過率）／（全光線透過率）×１００］を高くする必要がある。特に、ＥＬ表示装置においては、より高いヘイズ値が要求される。これは、例えば液晶表示装置では光源として外光を用いる場合があり、この場合には積極的に反射光を表示に使用するのに対し、ＥＬ素子は自発光素子であるので、光源として外光を用いる必要がなく、表示品位の向上のためには外光の反射を抑制することが好ましいからである。ヘイズ値がより高いものであれば、外光の反射を効果的に抑制するとともに、透明基板と出射媒質（例えば空気）との界面における発光の全反射も効果的に抑制することができる。

高いヘイズ値（高にごり度）を可能とするには、微粒子の含有量を多くしたり、光散乱層の厚みを厚くしたりする必要があるが、このとき全光線透過率および拡散光線透過率が低下するのは好ましくない。例えば、光散乱層に一般的な微粒子として知られている酸化チタンや炭酸カルシウムを用いた場合、微粒子の含有量を多くしたり、光散乱層の厚みを厚くしたりすることによってヘイズ値を高めることはできるが、その一方で微粒子のもつ遮光性が発現して、全光線透過率が著しく低下してしまう。
これに対し本発明においては、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、全光線透過率および拡散光線透過率の低下を抑制しつつ、ヘイズ値を高めることが可能である。

さらに本発明においては、光散乱層に用いる微粒子の平均粒径を所定の範囲とすることにより、円偏光板を用いることなく、上述したように外光の反射を抑制することができるので、ＥＬ表示装置に用いた場合に発光層からの発光を有効に利用することができ、輝度を向上させることが可能である。

本発明のＥＬ素子用基板について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。図１に例示するように、本発明のＥＬ素子用基板１０は、透明基板１と、その上に形成された光散乱層２とを有するものである。光散乱層２は、透明樹脂中に所定の平均粒径を有する微粒子を分散させることにより構成されている。

また本発明においては、光散乱層上に着色層が形成されていてもよい。例えば図２（ａ）に示すように、透明基板１と光散乱層２との間に着色層３が形成されていてもよい。通常、着色層３は、赤色着色パターン３Ｒ、緑色着色パターン３Ｇ、および青色着色パターン３Ｂから構成される。
上述したように、光散乱層中の微粒子の粒径によっては、散乱により光散乱層に色付きが生じる場合がある。このような場合であっても、着色層が形成されている場合は、着色層の色特性補正で光散乱層の色付きを確実に補うことができるので、光散乱に伴う色特性の低下を効果的に抑えることが可能となる。

さらに本発明においては、透明基板上に遮光部が形成されていてもよい。この遮光部は、ＥＬ表示装置のパネルの周縁部を遮光するため、ＥＬ素子用基板の各色着色パターンのアライメントを取るため、あるいは、各色着色パターン間を遮光するために設けられるものである。
以下、本発明のＥＬ素子用基板の各構成について説明する。

１．光散乱層
本発明に用いられる光散乱層は、本発明のＥＬ素子用基板を例えばＥＬ表示装置に用いた場合、ＥＬ表示装置における発光層から発せられた光に適度の散乱を生じさせて十分な視認性を確保するために設けられるものであり、透明樹脂中に、所定の平均粒径を有し光散乱作用を有する微粒子を分散させたものである。

本発明に用いられる微粒子の平均粒径は、１．０μｍ〜１．６μｍの範囲内であり、好ましくは１．０μｍ〜１．４μｍ、より好ましくは１．２μｍ〜１．４μｍの範囲内である。平均粒径が上記範囲であることにより、高いヘイズ値を達成することができ、優れた光散乱特性を得ることができるからである。また、平均粒径が上記範囲であれば、通常のスピンナーによる塗布で、均一な膜厚分布を達成することができ、さらにパターニング特性に優れる比較的厚みの薄い光散乱層が形成可能であるからである。

ここで、平均粒径とは、一般に粒子の粒度を示すために用いられるものであり、本発明においては、レーザー法により測定した値である。レーザー法とは、粒子を溶媒中に分散し、その分散溶媒にレーザー光線を当てて得られた散乱光を細くし、演算することにより、平均粒径、粒度分布等を測定する方法である。なお、上記平均粒径は、レーザー法による粒径測定機として、リーズ＆ノースラップ（Leeds & Northrup）社製 粒度分析計 マイクロトラックUPA Model-9230を使用して測定した値である。

本発明に用いられる微粒子としては、光散乱作用を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物、あるいは、これらの２種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。

また、上記微粒子は透明性を有していることが好ましい。これにより、全光線透過率や拡散光線透過率を向上させることができるからである。このような微粒子としては、上記の中でも、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル系樹脂、およびその混合系樹脂や共重合体などが好ましく用いられる。なお、これらの微粒子は耐久性も有している。

さらに、上記微粒子の形状としては特に限定されるものではないが、球状であることが好ましい。

本発明においては、微粒子の屈折率が後述する透明樹脂の屈折率より大きいことが好ましい。一般的に、光散乱特性を発現させるためには、微粒子と透明樹脂との屈折率差を利用しており、理想的には透明樹脂の屈折率が微粒子の屈折率より大きくなるように設定することが好ましい。しかしながら、微粒子と透明樹脂との屈折率差を明確にすることや、光散乱層の色付きを考慮すると、微粒子の屈折率が透明樹脂の屈折率より大きくなるように設定することが好ましいのである。

後述する透明樹脂の屈折率は一般的に１．５程度であることから、微粒子の屈折率は１．５より大きいことが好ましい。このような微粒子としては、例えば酸化アルミニウム（１．６２）、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド縮合体（１．６６）、ベンゾクアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合体（１．６６、１．５２）、メラミン・ホルムアルデヒド縮合体（１．６６）、シリカ・アクリル複合化合物（１．５２）、メタクリル化合物（１．５１）等が挙げられる。なお、括弧内の数字は屈折率を示す。

また、光散乱層中の微粒子の含有量は、光を散乱させることができ、光散乱層の透明性を損なわない程度の量であれば特に限定されるものではなく、具体的には０．５〜７０重量％程度で設定することができ、好ましくは１．０〜５０重量％の範囲内である。微粒子の含有量が少なすぎると光散乱効果が得られない場合があり、また、微粒子の含有量が多すぎると光散乱層の透明性や強度を保つことが困難となる可能性があるからである。

本発明に用いられる透明樹脂は、上記微粒子との屈折率差、光散乱層の透明性、透明基板や着色層との密着性等を考慮して適宜選択される。透明樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ビニルエーテル系樹脂等を挙げることができる。これらの透明樹脂は、単独で、または２種以上の混合物として使用することができる。

本発明に用いられる光散乱層の全光線透過率は、８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上、最も好ましくは９０％以上である。全光線透過率が小さすぎると、本発明のＥＬ素子用基板をＥＬ表示装置に用いた場合に輝度が低下するおそれがあるからである。

また、光散乱層のヘイズ値は、３０〜９５程度であることが好ましく、より好ましくは５０〜９５の範囲内、最も好ましくは６０〜９０の範囲内である。ヘイズ値が上記範囲より小さいと、十分な光散乱効果が得られない場合があるからである。

なお、上記の全光線透過率およびヘイズ値は、積分球を用いて、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターにより測定した値である。

光散乱層は、透明基板の全面に形成されていてもよく、パターン状に形成されていてもよい。また、パターン状の光散乱層は、ＥＬ表示装置における発光層のパターンに応じて形成されていてもよく、また後述する着色層が形成されている場合は着色層の着色パターンに応じて形成されていてもよい。

本発明に用いられる光散乱層は、微粒子および透明樹脂を含有する光散乱層形成用塗工液を塗布し、固化させることにより形成することができる。この際、光散乱層形成用塗工液は、紫外線硬化型レジストであることが好ましく、中でもネガ型紫外線硬化型レジストであることが好ましい。光散乱層形成用塗工液が紫外線硬化型レジストであれば、例えばフォトマスクを介して露光することにより、容易にパターニングできるからである。

この際、用いられる紫外線硬化型レジストには紫外線硬化性のバインダ樹脂や光重合開始剤などが含有される。この紫外線硬化性のバインダ樹脂や光重合開始剤などを紫外線硬化型レジストに多量に含有させて、厚膜の光散乱層を形成すると、光散乱層に色付きが生じる可能性がある。このため、光散乱層の厚みは比較的薄い方が好ましい。

光散乱層の厚みは、透明性を損なわないような厚みであれば特に限定されるものではなく、通常０．５μｍ〜２０μｍ程度であり、好ましくは１．０μｍ〜５μｍの範囲内である。また、パターニングの観点からは、１．５μｍ〜６．５μｍの範囲内が好ましい。光散乱層の厚みが上記範囲より薄い場合、透明基板との密着性を支配するレジスト成分が減少し、凹凸表面を形成するため、現像により膜あれが発生する可能性があるからである。この際、光散乱層の厚みが薄すぎると、微粒子ごとに現像されてしまい、所望のパターンが得られない場合がある。一方、光散乱層の厚みが厚すぎると、透明性を保つことが困難となる可能性がある。特に、光散乱層の厚みが６．５μｍより厚いと、紫外線露光を利用した場合、光散乱層の下部まで光が到達せず、未露光の状態となり、パターニング特性が得られない可能性がある。

２．透明基板
本発明に用いられる透明基板としては、一般にＥＬ表示装置に用いることができるものであれば特に限定されるものではない。例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。この中でも、コーニング社製イーグル２０００または１７３７材ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり寸法安定性および高温加熱処理における作業性に優れ、また、ガラス中にアルカリ成分を含まない無アルカリガラスであるため、好ましく用いられる。特に、本発明のＥＬ素子用基板をアクティブ駆動方式のＥＬ表示装置に適用する場合に好適である。

３．着色層
本発明においては、透明基板上にさらに着色層が形成されてもよい。着色層３は、例えば図２（ａ）に示すように透明基板１と光散乱層２との間に形成されていてもよく、例えば図２（ｂ）に示すように光散乱層２上に形成されていてもよい。
透明基板と光散乱層との間に着色層が形成されている場合は、光散乱層に比べて透明基板表面の方が平坦であることから、着色層の成膜およびパターニングが容易であるという利点がある。また、光散乱層よりも色特性補正のための着色層の方が光の出射面側に設けられることになるので、光散乱層に色付きがあった場合でも、色の変化を抑制することができる。さらに、着色層形成時の熱工程（ポストベーク）に曝されることなく光散乱層を形成できるので、光散乱層中の透明樹脂が熱により黄変するのを回避することができる。
一方、光散乱層上に着色層が形成されている場合は、光散乱層を介して着色層が形成されているため、光散乱層によって透明基板と着色層との密着性をより高いものとすることができる。

本発明に用いられる着色層は、複数色の着色パターンから構成されているものである。複数色の着色パターンとしては、赤色着色パターン、緑色着色パターン、および青色着色パターンから構成するのが一般的である。着色パターンの配列としては特に限定されるものではなく、例えばストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等が挙げられる。

このような着色パターンの間に後述する遮光部が形成されていない場合は、着色パターンは隙間なく形成されていることが好ましい。これにより、コントラストを向上させることができるからである。

着色層の形成材料としては、一般的にカラーフィルタに用いられる材料を適用することができ、例えば有機顔料や無機顔料が挙げられる。

また、着色層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、上記光散乱層の色付きの色特性補正が可能な厚みであることが好ましい。例えば着色層の厚みを比較的薄くすることにより、上記光散乱層の色付きの色特性補正ができる。この場合、着色層の厚みは、目的とする色特性補正に応じて適宜調整される。

上記着色層は、一般的な顔料分散法、染色法、電着法等により形成することができる。顔料分散法により着色層を形成する場合は、着色層形成用塗工液として上述した有機顔料や無機顔料を分散させた顔料分散レジストが用いられる。

着色パターンを精度良く形成するためには、アライメントマークが形成されていることが好ましい。アライメントマークは、通常、１色目の着色パターンの形成と同時に形成される。後述する遮光部が所定の位置に形成されている場合には、この遮光部をアライメントマークとして用いることができる。

４．遮光部
本発明においては、例えば図３に示すように透明基板１上に遮光部５がパターン状に形成されていてもよい。この遮光部は、ＥＬ表示装置における発光層のパターン間を遮光するため、またはＥＬ表示装置のパネルの周縁部を遮光するため、あるいは、上記着色層が形成されている場合は着色層の着色パターン間を遮光するため、または着色パターンのアライメントをとるため、等に設けられるものであり、更にコントラストも向上させることができる。

さらに、上記遮光部は、透明基板上に形成されていればよく、透明基板の光散乱層が形成されている側、または光散乱層が形成されていない側のいずれに形成されていてもよい。

本発明に用いられる遮光部は、例えば遮光性樹脂、クロム等の金属により形成することができる。

５．平坦化層
本発明においては、光散乱層表面の微細な凹凸をなくして平坦な面を形成するために、また上記着色層が形成されている場合には、着色層表面の微細な凹凸をなくして平坦な面を形成するために、または、着色層の各着色パターンによる凹凸をなくして平坦な面を形成するために、光散乱層や着色層の上に平坦化層が形成されていてもよい。

特に、本発明のＥＬ素子用基板を用いてＥＬ表示装置を作製する際に、例えばＥＬ素子用基板における光散乱層上に透明電極層等が形成される場合には、上記平坦化層が形成されていることが好ましい。光散乱層は微粒子を含有するため表面に微細な凹凸が生じやすく、均一な透明電極層の形成が困難となる場合があるが、光散乱層上に平坦化層が形成されていることにより、均一な透明電極層を形成することができるからである。
また、光散乱層上に着色層が形成されている場合には、光散乱層と着色層との間に平坦化層を設けることにより、光散乱層表面の微細な凹凸を平坦化することができ、着色層のパターニング特性が向上するからである。さらに、この場合には、着色層上に平坦化層が形成されていることにより、上記の場合と同様に、均一な透明電極層を形成することができる。また、上記着色層が形成されている場合、透明電極層に着色層の各着色パターンによる凹凸が反映されると電極間で短絡が生じる場合があるが、平坦化層が形成されていることにより、この電極間の短絡を防止することができる。

一方、例えばＥＬ素子用基板と対向基板とを別々に作製して貼り合わせることによりＥＬ表示装置を作製する場合には、上記平坦化層は形成されていなくてもよい。

上記平坦化層は、透明基板上に光散乱層のみが形成されている場合は、光散乱層上に形成されるものであるが、上記着色層が形成されている場合は、光散乱層および着色層の積層順にかかわらず、光散乱層および着色層が積層された上に形成されていてもよく、光散乱層と着色層との間に形成されていてもよい。

本発明に用いられる平坦化層は、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ポリイミド系樹脂、プロピニル系樹脂等を用いて形成することができる。

６．ガスバリア層
本発明においては、光散乱層上にガスバリア層が形成されていてもよい。ＥＬ表示装置における発光層やその他の有機層は、酸素、水蒸気、およびその他のガス等に弱い部材であるため、ガスバリア層を設けることにより、ダークスポットやダークエリアの発生を抑制することができるからである。特に、上記着色層が形成されている場合には、ＥＬ表示装置の製造時や駆動時に、この着色層等からガスが発生する場合があるが、ガスバリア層によって、この発生したガスにより発光層等が劣化するのを抑えることができる。

ガスバリア層としては、一般にＥＬ表示装置のガスバリア層として用いられるものを使用することができ、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素等が用いられる。

７．透明電極層
本発明においては、光散乱層上に透明電極層が形成されていてもよい。透明電極層は、透明基板上に光散乱層のみが形成されている場合は、光散乱層上に形成されるものであるが、上記着色層が形成されている場合は、光散乱層および着色層が積層された上に形成される。

本発明に用いられる透明電極層としては、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等、またはその合金等が用いられる。また、透明電極層は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の一般的な成膜方法により形成することができる。

上記透明電極層の厚みは、０．０１μｍ〜１μｍ程度で設定することができ、好ましくは０．０３μｍ〜０．５μｍ程度である。

８．その他
本発明のＥＬ素子用基板のヘイズ値としては、３０〜９５程度であることが好ましく、より好ましくは５０〜９５の範囲内、最も好ましくは６０〜９０の範囲内である。ヘイズ値が上記範囲より小さいと、十分な光散乱効果が得られない場合があるからである。また、正面輝度の観点から、ヘイズ値の上限は９５であることが好ましいのである。

また、本発明のＥＬ素子用基板の全光線透過率としては、８０％以上であることが好ましく、より好ましくは８５％以上、最も好ましくは９０％以上である。全光線透過率が小さすぎると、本発明のＥＬ素子用基板をＥＬ表示装置に用いた場合、輝度が低下するおそれがあるからである。

なお、上記ヘイズ値、全光線透過率および拡散光線透過率は、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターを用いて測定した値である。

本発明のＥＬ素子用基板は、例えばＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などの自発光型表示装置に適用することができる。本発明のＥＬ素子用基板を用いることにより、高コントラストおよび高輝度の表示を得ることが可能である。これらの中でも、本発明のＥＬ素子用基板は、ＥＬ表示装置に適用することが好ましい。この場合、本発明のＥＬ素子用基板は、有機ＥＬ表示装置にも無機ＥＬ表示装置にも適用可能である。

特に、本発明のＥＬ素子用基板は、アクティブ駆動方式のＥＬ表示装置に好適に用いられる。これは、本発明のＥＬ素子用基板が外光の反射を抑えることが可能であり、外部環境で使用するデジタルスチルカメラやデジタルビデオムービー等に用いられる表示装置に適しているからである。一般的に、デジタルスチルカメラやデジタルビデオムービー等の解像度はメガピクセルを有するものが用いられるため、それを表示する表示装置に対しても解像度が要求される。パッシブ駆動方式の表示装置では、その構成から高解像度を得ることができず、高精細の表示装置は一般的にアクティブ駆動方式に移行してきている。また、色の表示色に関しても、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子等で中間色を制御できるアクティブ駆動方式の表示装置の方が表示色を多く再現できる。

図４に、本発明のＥＬ素子用基板を用いたＥＬ表示装置の一例を示す。図４（ａ）はボトムエミッションのＥＬ表示装置の例であり、図４（ｂ）はトップエミッションのＥＬ表示装置の例である。
例えば図４（ａ）に示すＥＬ表示装置３０においては、ＥＬ素子用基板１０の上に透明電極層１２、発光層１１、および金属電極層１３が形成され、その上に基板１５が形成されている。発光層１１の間には隔壁１６が形成され、透明電極層１２は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１７とともに形成されている。
また例えば図４（ｂ）に示すＥＬ表示装置３０においては、ＥＬ素子用基板１０と、基板１５上に金属電極層１３、発光層１１、透明電極層１２および屈折率マッチング層１４が形成された対向基板２０とが積層されている。そして、発光層１１の間には隔壁１６が形成され、金属電極層１３は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１７とともに形成されている。
本発明のＥＬ素子用基板は、外光の反射を抑制し、透明基板と出射媒体との界面における発光の全反射を抑制するものであるので、いずれのＥＬ表示装置においても、光の取り出し面側にＥＬ素子用基板が配置される。

ボトムエミッションとトップエミッションとでは、トップエミッションの方が発光部分の割合（発光面積率）が大きい点で有利である。これは、ボトムエミッションでは、光の取出し面側にＴＦＴ回路が形成されるため、発光面積が狭くなってしまうが、トップエミッションでは、ＴＦＴ回路の形成面とは反対側の面から光を取り出すため、複雑なＴＦＴ回路が形成されていても、発光面積には影響しないからである。

また、本発明のＥＬ素子用基板は、例えば白色を発光する発光層を用いたＥＬ表示装置、三原色をそれぞれ発光する発光層を用いたＥＬ表示装置、および青色を発光する発光層を用い、色変換により三原色を表示するＥＬ表示装置のいずれにも適用することが可能である。
本発明のＥＬ素子用基板が透明基板と光散乱層とを有するものである場合には、三原色をそれぞれ発光する発光層を用いたＥＬ表示装置に好ましく用いられる。一方、本発明のＥＬ素子用基板が透明基板と光散乱層と着色層とを有するものである場合には、白色を発光する発光層を用いたＥＬ表示装置に好ましく用いられる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に、下記組成の光散乱層形成用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストベーク（２００℃、３０分）を行い、光散乱層（厚み６μｍ）を形成した。

（光散乱層形成用塗工液）
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）製、KAYARAD PET.30） ５０重量部
・メラミン系樹脂ビーズ １０重量部
・重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュア184） ４重量部
・希釈溶剤（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート） ３６重量部
メラミン系樹脂ビーズの平均粒径は、０．８μｍ〜２．３μｍの範囲内で変化させた。

このようにして得られたＥＬ素子用基板のヘイズ値を、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターで測定した。結果を下記の表１に示す。

表１から明らかなように、メラミン系樹脂ビーズの平均粒径が１．０〜１．６μｍであるときに高いヘイズ値が得られた。

［実施例２］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製、１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に、赤色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製、カラーモザイクＣＲ−７０００）をスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製、ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。
同様に、緑色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製、カラーモザイクＣＧ−７０００）および青色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製、カラーモザイクＣＢ−７０００）を使用して、上記と同様にして緑色の着色パターン、青色の着色パターンを形成し着色層とした。なお、この着色層形成では、上記の光散乱層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。
次に、着色層上に、実施例１と同様にして、光散乱層（厚み６μｍ）を形成した。

このようにして得られたＥＬ素子用基板のヘイズ値を、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターで測定した。結果を上記の表１に示す。実施例１と同様に、メラミン系樹脂ビーズの平均粒径が１．０〜１．６μｍであるときに高いヘイズ値が得られた。

［実施例３］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製、１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に、赤色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製、カラーモザイクＣＲ−７０００）をスピンコーティング法により塗布し、所定のフォトマスクを介して塗布膜を露光し、その後、現像液（富士フィルムオーリン（株）製、ＣＤ）を用いて現像し、ガラス基板を２００℃に３０分間保持して着色層を硬化させ赤色の着色パターンを形成した。

同様に、緑色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製、カラーモザイクＣＧ−７０００）および青色着色パターン用の感光性着色材料（富士フィルムオーリン（株）製、カラーモザイクＣＢ−７０００）を使用して、上記と同様にして緑色の着色パターン、青色の着色パターンを形成し着色層とした。なお、この着色層形成では、上記の光散乱層の色付きの色特性補正のために、感光性着色材料のコーティング膜の厚さを、従来の５０〜８０％とした。

次に、着色層上に、下記組成の光散乱層形成用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストベーク（２００℃、３０分）を行い、光散乱層（厚み６μｍ）を形成した。

（光散乱層形成用塗工液）
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）製、KAYARAD PET.30） ５０重量部
・メラミン系樹脂ビーズ １０重量部
・重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュア184） ４重量部
・希釈溶剤（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート） ３６重量部
メラミン系樹脂ビーズの平均粒径は、１．４μｍ〜２．３μｍの範囲内で変化させた。

このようにして得られたＥＬ素子用基板のヘイズ値を、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターで測定した。
また、ＥＬ素子用基板について、（株）村上色彩技術研究所製の変角光度計を用いて変角反射分光測定を行った。変角反射分光測定は、Ｃｒの反射板上にマッチングオイルを塗布し、その上に評価試料を配置して、受光部を４０°、入射部を正反射に対して±３０°、測定ピッチを２°毎として行った。評価試料としては、上記のＥＬ素子用基板の他に、比較として円偏光板を用いた。また、Ｃｒの反射板のみについても測定した。なお、ＥＬ素子用基板の測定の際には、反射板／光散乱層／着色層／ガラス基板となるように配置し、円偏光板の測定の際には、反射板／ガラス基板／円偏光板となるように配置した。
結果を下記の表２に示す。

表２より、ＥＬ素子用基板のヘイズ値が５０以上であるときに、円偏光板と同等の性能（正反射抑制の性能）が得られることがわかった。

［実施例４］
基板として、厚み０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備した。このガラス基板上に、下記組成の光散乱層形成用塗工液をスピンコーティング法により塗布し乾燥させ、その後、露光、現像、ポストベーク（２００℃、３０分）を行い、光散乱層（厚み６μｍ）を形成した。

（光散乱層形成用塗工液）
・アクリル系樹脂（日本化薬（株）製、KAYARAD PET.30） ５０重量部
・メラミン系樹脂ビーズ １０重量部
・重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、イルガキュア184） ４重量部
・希釈溶剤（ポリエチレングリコールモノエチルアセテート） ３６重量部
メラミン系樹脂ビーズの平均粒径は、０．８μｍ〜１．４μｍの範囲内で変化させた。

このようにして得られた光散乱層のヘイズ値を、東洋精機製作所（株）製の直読ヘイズメーターで測定した。また、上記光散乱層について、積分球を用いて全光線透過率を測定した。比較として、円偏光板の全光線透過率も測定した。結果を下記の表３に示す。

表３より、光散乱層は、ヘイズ値が高くても、円偏光板を上回る全光線透過率を有することがわかった。

本発明のＥＬ素子用基板の一例を示す概略断面図である。 本発明のＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。 本発明のＥＬ素子用基板の他の例を示す概略断面図である。 本発明のＥＬ素子用基板を用いたＥＬ表示装置の一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ … 透明基板
２ … 光散乱層
３ … 着色層
５ … 遮光部
１０ … ＥＬ素子用基板

Claims (4)

1. 透明基板と、前記透明基板上に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、前記微粒子の平均粒径が１．０μｍ〜１．６μｍの範囲内であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子用基板。
2. 前記透明基板上にさらに着色層が形成され、前記光散乱層および前記着色層が順不同に積層されていることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセンス素子用基板。
3. 前記透明基板上に遮光部がパターン状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレクトロルミネッセンス素子用基板。
4. ヘイズ値が３０〜９５の範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセンス素子用基板。

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