本发明涉及一种光学衬底，其包括透明衬底、折射率低于透明衬底且设置在透明衬底之上的低折射率层、以及设置在低折射率层之上的溶胶-凝胶膜；一种发光元件，其具有位于该光学衬底的溶胶-凝胶膜之上的第一电极、发光层和第二电极；以及一种具有该发光元件的显示器件。
低折射率层，其折射率低于所述透明衬底的折射率，并且设置在所述透明衬底之上；和溶胶-凝胶膜，其设置在所述低折射率层之上，所述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在-1 -1
1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收A，在1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0，其中所述溶胶-凝胶膜是更稠密的膜，通过向由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜导入紫外辐射，使得溶胶-凝胶膜更稠密，并且所述溶胶-凝胶膜具有比低折射率层的折射率更大的折射率。
2.根据权利要求1所述的光学衬底，其中所述低折射率层是多孔层。
3.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于所述低折射率层的折射率范围是从
4.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于所述低折射率层是硅石气凝胶层。
5.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于所述溶胶-凝胶膜具有Si-O-C结构。
6.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于由Ra1代表的所述低折射率层的表面粗糙度与由Ra2代表的所述低折射率层之上的所述溶胶-凝胶膜的表面粗糙度之间的关系是Ra1＞Ra2。
7.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于所述溶胶-凝胶膜的厚度范围是从
8.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于所述透明衬底是塑料衬底。
9.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于在所述溶胶-凝胶膜之上还设置了阻挡层。
10.根据权利要求1所述的光学衬底，其特征在于所述透明衬底是具有薄膜晶体管的衬底。
低折射率层，其折射率低于所述透明衬底的折射率，并且设置在所述透明衬底之上；
溶胶-凝胶膜，其设置在所述低折射率层之上，所述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在-1 -1
1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收A，在1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0；
其中所述溶胶-凝胶膜是更稠密的膜，通过向由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜导入紫外辐射，使得溶胶-凝胶膜更稠密，并且所述溶胶-凝胶膜具有比低折射率层的折射率更大的折射率。
12.根据权利要求11所述的发光元件，其中所述低折射率层是多孔层。
13.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述低折射率层的折射率范围是从
14.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述低折射率层是硅石气凝胶层。
15.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述溶胶-凝胶膜具有Si-O-C结构。
16.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于由Ra1代表的所述低折射率层的表面粗糙度与由Ra2代表的所述低折射率层之上的所述溶胶-凝胶膜的表面粗糙度之间的关系是Ra1＞Ra2。
17.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述溶胶-凝胶膜的厚度范围是从
18.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述透明衬底是塑料衬底。
19.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于在所述溶胶-凝胶膜之上还设置了阻挡层，并且所述第一电极被设置在所述阻挡层之上。
20.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述透明衬底是具有薄膜晶体管的衬底。
21.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述透明衬底具有彩色转换滤色镜。
22.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述透明衬底具有滤色镜。
23.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于从所述发光层发出的光是单色的。
24.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于从所述发光层发出的光是白光。
25.根据权利要求23所述的发光元件，其特征在于所述单色光是蓝光。
26.根据权利要求11所述的发光元件，其特征在于所述发光元件是有机电致发光元件。
27.一种显示器件，包括根据权利要求11所述的发光元件以及用于驱动所述发光元件的装置，所述装置设置在所述透明衬底上。
28.根据权利要求27所述的显示器件，其特征在于所述用于驱动的装置是薄膜晶体管。
29.根据权利要求28所述的显示器件，其特征在于还包括水平间隙缓冲膜，用于减缓由所述薄膜晶体管引起的凸起。
30.根据权利要求27所述的显示器件，其特征在于所述低折射率层的膜厚为4μm或更少。
31.一种制造光学衬底的方法，包括如下步骤：在透明衬底上设置低折射率层；
形成具有比所述低折射率层的折射率更大的折射率的溶胶-凝胶膜，其中通过在所述低折射率层上形成由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜并且向所述前体膜导入紫外辐射，使得所述溶胶-凝胶膜变得更加稠密来获得所述溶胶-凝胶膜。
32.根据权利要求31所述的制造光学衬底的方法，其中所述低折射率层是多孔层。
33.根据权利要求31所述的制造光学衬底的方法，其特征在于所述低折射率层是硅石气凝胶层。
34.根据权利要求31所述的制造光学衬底的方法，其特征在于，引入紫外辐射使得所-1述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收A，在-1
1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0。
35.一种制造发光元件的方法，包括如下步骤：在透明衬底上设置低折射率层；
形成具有比所述低折射率层的折射率更大的折射率的溶胶-凝胶膜，其中通过在所述低折射率层上形成由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜并且向所述前体膜导入紫外辐射，使得所述溶胶-凝胶膜变得更加稠密来获得所述溶胶-凝胶膜；
36.根据权利要求35所述的制造发光元件的方法，其中所述低折射率层是多孔层。
37.根据权利要求35所述的制造发光元件的方法，其特征在于所述低折射率层是硅石气凝胶层。
38.根据权利要求35所述的制造发光元件的方法，其特征在于，引入紫外辐射使得所-1述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收A，在-1
1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0。
39.一种制造显示器件的方法，包括如下步骤：在具有驱动装置的透明衬底上设置低折射率层；
形成具有比所述低折射率层的折射率更大的折射率的溶胶-凝胶膜，其中通过在所述低折射率层上形成由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜并且向所述前体膜导入紫外辐射，使得所述溶胶-凝胶膜变得更加稠密来获得所述溶胶-凝胶膜；
40.根据权利要求39所述的制造显示器件的方法，其中所述低折射率层是多孔层。
41.根据权利要求39所述的制造显示器件的方法，其特征在于所述低折射率层是硅石气凝胶层。
42.根据权利要求39所述的制造显示器件的方法，其特征在于，引入紫外辐射使得所-1述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收A，在-1
1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0。
43.一种光学衬底，包括：透明衬底；折射率低于所述透明衬底的折射率并且设置在所述透明衬底之上的低折射率层；和设置在所述低折射率层之上的溶胶-凝胶膜，其特征在于：所述低折射率层的折射率范围是从1.003至1.400；
由Ra1代表的所述低折射率层的表面粗糙度与由Ra2代表的所述低折射率层之上的所述溶胶-凝胶膜的表面粗糙度之间的关系是Ra1＞Ra2；
所述溶胶-凝胶膜的折射率大于所述低折射率层的折射率；以及-1
所述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收-1A，在1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0；以及其中所述溶胶-凝胶膜是更稠密的膜，通过向由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜导入紫外辐射，使得溶胶-凝胶膜更稠密，并且所述溶胶-凝胶膜具有比低折射率层的折射率更大的折射率。
44.一种发光元件，包括：透明衬底；折射率低于所述透明衬底的折射率并且设置在所述透明衬底之上的低折射率层；设置在所述低折射率层之上的溶胶-凝胶膜；位于所述溶胶-凝胶膜之上的第一电极；位于所述第一电极之上的发光层；和位于所述发光层之上的第二电极，其特征在于：所述低折射率层的折射率范围是从1.003至1.400；
由Ra1代表的所述低折射率层的表面粗糙度与由Ra2代表的所述低折射率层之上的所述溶胶-凝胶膜的表面粗糙度之间的关系是Ra1＞Ra2；
所述溶胶-凝胶膜的折射率大于所述低折射率层的折射率；以及-1
所述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收-1A，在1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0；以及其中所述溶胶-凝胶膜是更稠密的膜，通过向由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜导入紫外辐射，使得溶胶-凝胶膜更稠密，并且所述溶胶-凝胶膜具有比低折射率层的折射率更大的折射率。
45.一种显示器件，包括发光元件、用于驱动所述发光元件的薄膜晶体管和用于减缓由所述薄膜晶体管引起的凸起的水平间隙缓冲膜，其特征在于：所述发光元件包括：透明衬底；折射率低于所述透明衬底的折射率并且设置在所述透明衬底之上的低折射率层；设置在所述低折射率层之上的溶胶-凝胶膜；位于所述溶胶-凝胶膜之上的第一电极；位于所述第一电极之上的发光层；和位于所述发光层之上的第二电极，其中所述低折射率层的折射率范围是从1.003至1.400；
由Ra1代表的所述低折射率层的表面粗糙度与由Ra2代表的所述低折射率层之上的所述溶胶-凝胶膜的表面粗糙度之间的关系是Ra1＞Ra2；
所述溶胶-凝胶膜的折射率大于所述低折射率层的折射率；
所述溶胶-凝胶膜在其红外吸收谱中在1107±2cm 波数处具有由Si-O-C引起的吸收-1A，在1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且所述吸收A和所述吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0；以及其中所述溶胶-凝胶膜是更稠密的膜，通过向由具有Si-H基团的烃氧基硅形成的前体膜导入紫外辐射，使得溶胶-凝胶膜更稠密，并且所述溶胶-凝胶膜具有比低折射率层的折射率更大的折射率。
光学衬底、发光元件、显示器件及其制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种发光元件的光学衬底、使用这种光学衬底的发光元件、使用这种发光元件的显示器件以及它们的制造方法。
背景技术
[0002] 随着近年来信息和通信技术的发展，已经开发出了各种显示器件。其中之一是自发光有机电致发光(EL)元件，由于其高显示质量以及较薄的厚度，正吸引着人们的兴趣。
[0003] 有机EL元件是自发光元件，其体现了这样的原理：通过施加电场，从正极注入的空穴与从负极注入的电子之间的复合能使得荧光物质发光。因为已经公开报道了一种薄板低压驱动有机EL元件，所以已经对由一种有机材料或另一有机材料组成的有机EL元件进行了许多研究尝试。一个示例是一种使用三(8-羟基喹啉)铝作为发光层，并用三苯基二胺衍生物作为空穴传输层的元件。薄板结构的优点包括空穴向发光层的注入效率以及激子的生成效率提高以及将所生成的激子限制在发光层之内，其中通过阻断从负极注入的电子，通过复合生成激子。例如上述双层结构这样的有机EL元件的其他已知元件结构包括三层结构，这三层结构包括空穴传输层、发光层和电子传输层。这些薄板元件体现了元件结构或形成方法中的许多设计，意在提高注入空穴和电子的复合效率。而且，通过使用不同的材料作为发光层，可以改变发射光的波长。
[0004] 然而，在有机EL元件中，由于在载流子复合时与自旋统计特性的相关性，所以对单态生成的概率存在限制，从而导致发光效率存在上限。该上限的水平已知为大约25％。当铱络合物被用作发光层的掺杂材料时，来自铱的三重态激子的发光达到了高概率，这与单态激子的利用相结合，使得能够以75％至100％的高概率生成激子。
[0005] 顺便地，有机EL元件等通过作为它们的光学现象特征的全反射效应来限制光。因为发光层或透明电极的折射率高于衬底或空气的折射率，所以发射角度等于或大于临界角的光被透明电极/衬底界面或衬底/空气界面完全反射，并且不能从衬底中抽取出去。假设包括发射层在内的有机层的折射率是1.6，透明电极的折射率是2.0且衬底的折射率是1.5，则被发射到外部的光(即，发光效率)不超过20％左右。由于这一原因，能量转换效率的极限决不会高，只有大约5％(包括了单态生成的概率)，即使利用三重态激子，总体上也不会超过15～20％。这不仅对有机EL元件而且一般地对平面发光元件(其发光材料放出光)带来了问题。
[0006] 在专利文献1(日本专利未审公开No.2001-202827)中提出了一种提高该光抽取效率的方法：在衬底和透明电极之间排列低折射率层，这种发光结构如图11所示。根据这一公开的方法，透明导电膜(透明电极层)302与低折射率体301的至少一个表面接触，这被用来提高将通过低折射率体301的光抽取到空气中的比率，并且这一提高的将光抽取到外部的比率以及低折射率体301的1.003至1.300的折射率使得通过低折射率体301的光能够被更有效地抽取到空气中，从而导致了光被抽取到外部的更高的抽取率。另外，通过使用硅石气凝胶作为低折射率体301，可以实现接近1的超低折射率。
[0007] 专利文献2(日本专利未审公开No.2002-278477)也公开了同一发明人的一个发明，其中专利文献1的发光元件被应用于薄膜晶体管(TFT)衬底。根据该公开的技术，透明导电层另一侧表面上的低折射率层而不是发光层是在1.01至1.3的范围之内。
[0008] 另 外，非 专 利 文 献 1(T.Tsutsi，Adv.Mater.2001，13，No.15，August 3，pp.1149-1152)公开了一种结构，其中将有机EL元件设置在衬底之上，该衬底具有作为低折射率层的10μm厚的硅石气凝胶膜、排列在硅石气凝胶膜上的50nm厚的二氧化硅(SiO2)膜、以及排列在二氧化硅膜上的100nm厚的透明电极(ITO)。这里，二氧化硅膜是通过溅射形成的。该参考材料声明了所公开的结构的外量子效率是不具有硅石气凝胶膜的元件结构的1.8倍。
[0009] 然而，上述这些相关领域仍然留有如下几方面的改进空间。
[0010] 专利文献1和2中公开的结构中在衬底和透明电极层之间排列低折射率层，这种结构在通过将临界角之内的光收集起来从而提高光抽取效率方面是有效的，但是透明电极和低折射率层之间的界面所反射的光使得光抽取效率的提高仍然不足。当使用多孔的硅石气凝胶膜来获得超低折射率层时，膜的机械强度非常弱。另外，当以湿法工艺来形成透明电极的图案时，从多孔硅石气凝胶膜流向四周的刻蚀剂使得难以形成指定的图案。此外，多孔膜的表面粗糙度引起内电极泄漏以及像素短路，这使得不稳定的发光增加，或者不能发光。这样，这些技术仍然不足以用作可以被应用于有机EL元件的光抽取方法。
[0011] 在非专利文献1中公开的方法通过在10μm厚的硅石气凝胶膜上溅射来形成二氧化硅膜，由于所溅射的膜不能用来改进硅石气凝胶薄的表面粗糙度，所以这种方法也是不充分的，并且该方法类似地引起内电极泄漏和像素短路。另外，难以形成具有足够均匀度的只有10μm厚的硅石气凝胶膜，因此元件特性易于波动。如果这种方法要被应用于具有薄膜晶体管(TFT)的显示器件，则10μm的膜厚使得难以形成用于将像素电极和TFT的源电极连接起来所需的接触孔，这使得不能实现所希望的应用。
发明内容
[0012] 本发明的目的是解决现有技术中的上述问题，并且提供一种在光抽取效率方面占优的用于发光元件的光学衬底、使用其的发光元件、以及使用这种发光元件的显示器件。具体地说，本发明意在提供一种可靠的发光元件和具有高产率的显示器件，以及具有高等级图像质量和高分辨率的显示器件。
[0013] 根据本发明的光学衬底包括：透明衬底；折射率低于透明衬底的折射率并且设置在透明衬底之上的低折射率层；和设置在低折射率层之上的溶胶-凝胶膜。
[0014] 根据本发明的发光元件包括：透明衬底；折射率低于透明衬底的折射率并且设置在透明衬底之上的低折射率层；设置在低折射率层之上的溶胶-凝胶膜；在溶胶-凝胶膜之上的第一电极；在第一电极之上的发光层；和在发光层之上的第二电极。
[0015] 根据本发明的显示器件包括发光元件、用于驱动发光元件且设置在透明衬底上的薄膜晶体管，其中发光元件包括：折射率低于透明衬底的折射率并且设置在透明衬底之上的低折射率层；设置在低折射率层之上的溶胶-凝胶膜；在溶胶-凝胶膜之上的第一电极；在第一电极之上的发光层；和在发光层之上的第二电极。可以以矩阵形式来形成该显示器件中的多个发光元件。
[0016] 根据本发明，设置在低折射率层之上的溶胶-凝胶膜大大改进了光抽取效率。溶胶-凝胶膜被用来减小低折射率层的表面粗糙度，减小在低折射率层和透明电极之间的界面上发生的漫反射，由此可以大大改进光抽取效率。
[0017] 根据本发明，低折射率层的折射率范围可以被设置在1.003至1.400之间。
[0018] 根据本发明，硅石气凝胶可以被合适地用作低折射率层。
[0019] 根据本发明，具有Si-O-C结构的材料可以被合适地用作溶胶-凝胶膜。
[0020] 根据本发明，在其红外吸收谱中在1107±2cm-1波数处具有由Si-O-C引起的吸收的材料可以被用作溶胶-凝胶膜。
[0021] 根据本发明，在其红外吸收谱中在1107±2cm-1波数处具有由Si-O-C引起的吸收-1A，并且在1070±2cm 波数处具有由Si-O-Si引起的吸收B，并且吸收A和吸收B之间的强度比A/B的范围是从0.5至1.0的材料可以被合适地用作溶胶-凝胶膜。
[0022] 根据本发明，由Ra1代表的低折射率层的表面粗糙度与由Ra2代表的低折射率层之上的溶胶-凝胶膜的表面粗糙度之间的关系可以是Ra1＞Ra2。
[0023] 根据本发明，溶胶-凝胶膜的折射率可以大于低折射率层的折射率。
[0024] 根据本发明，溶胶-凝胶膜的厚度范围可以在0.05至1.0μm之间。
[0025] 根据本发明，可以通过使用具有Si-H基团的前体来形成溶胶-凝胶膜。
[0026] 根据本发明，塑料衬底可以被合适地用作透明衬底。
[0027] 根据本发明，在溶胶-凝胶膜之上还可以设置阻挡层，并且将第一电极设置在阻挡层之上。
[0028] 根据本发明，透明衬底可以是具有薄膜晶体管的衬底。
[0029] 根据本发明的发光元件可以被如此组成，从而从发光层发出的光是单色的。另外，这种单色光可以是白光或蓝光。
[0030] 根据本发明的发光元件可以被应用于许多不同类型的光学元件，除了有机EL元件和无机EL元件之外还包括发光二极管元件、等离子体显示元件等。
[0031] 根据本发明的显示器件可以是具有包括薄膜晶体管(TFT)和其他元件的电子电路作为驱动装置的TFT显示器件。
[0032] 根据本发明的显示器件可以具有这样的配置：其具有水平间隙缓冲膜，用于减缓包括TFT和其他元件的电子电路引起的凸起。
[0033] 根据本发明的显示器件可以被如此配置，从而使低折射率层的膜厚等于或小于4μm。
[0034] 根据本发明的制造光学衬底的方法包括如下步骤：在透明衬底上设置低折射率层；在低折射率层上涂敷溶胶-凝胶膜；以及在干燥之后，通过利用紫外线照射，来增加溶胶-凝胶膜的密度。可以在该溶胶-凝胶膜之上提供发光元件。低折射率层也可以被设置在具有驱动装置的透明衬底上。
[0035] 本发明可以提供下列优点。
[0036] 第一个优点是利用设置在低折射率层之上的溶胶-凝胶膜减小了在低折射率层界面上出现的漫反射，由此大大改进了光学衬底的光抽取效率。这种光学衬底的使用使得可以提供具有高发光效率(换言之，具有高亮度)的发光元件和显示器件，同时还消耗了更少的电能。
[0037] 第二个优点是：因为通过溶胶-凝胶膜减小了低折射率层的表面粗糙度，所以即使在诸如有机EL元件中使用非常薄的膜厚的发光层的情况下，也可以抑制电极间泄漏或像素短路，导致可以提供具有高亮度、而消耗更少电能、并且在产出率和可靠性方面占优的发光元件和显示器件。
[0038] 第三个优点是：用于消除由诸如TFT之类的驱动发光元件的装置引起的凸起的水平间隙缓冲层使得可以形成没有膜厚的不均匀性和裂缝的低折射率层，导致了可以提供具有高亮度、而消耗更少电能、且在产出率、可靠性和图像质量方面占优的显示器件。
[0039] 第四个优点是：由于可以利用膜厚为4μm或更小，甚至是1μm或更小的低折射率层来获得具有高发光效率的发光元件，所以可以使接触孔的大小保持非常小，导致可以提供具有高亮度、而消耗更少电能、且在产出率、可靠性和图像质量方面占优的显示器件，并且还具有可以以高比例获得非常精细的接触孔的优点
[0040] 第五个优点是：在溶胶-凝胶膜的前体中存在Si-H基团意味着可以使用由紫外线照射引起的光学反应来固化溶胶-凝胶膜。因为这使得可以进行低温工艺，而这可以被应用于不是非常耐热的塑料衬底，所以可以提供具有高发光效率的轻、薄且柔软的光学衬底、发光元件和显示器件。
附图说明
[0041] 图1示出了根据本发明的光学衬底的示例的截面图；
[0042] 图2示出了根据本发明的光学衬底的另一示例的截面图；
[0043] 图3是示出了根据本发明的光学衬底的制造方法的工艺图；
[0044] 图4示出了在溶胶-凝胶膜的光致反应前后的红外吸收谱；
[0045] 图5示出了根据本发明的光学元件的示例的截面图；
[0046] 图6示出了根据本发明的光学元件的另一示例的截面图；
[0047] 图7示出了根据本发明的光学元件的另一示例的截面图；
[0048] 图8示出了根据本发明的显示器件的示例的截面图；
[0049] 图9示出了根据本发明的光学元件的另一示例的截面图；
[0050] 图10示出了根据本发明的光学元件的另一示例的截面图；以及
[0051] 图11示出了传统的光学衬底的截面图。
具体实施方式
[0052] 下面将参考附图描述本发明的优选实施例。
[0053] 第一实施例
[0054] 图1示出了作为本发明第一实施例的光学衬底的截面图。这样，根据本发明的光学衬底10具有在透明衬底1的一个表面上的低折射率层2和在低折射率层2之上的溶胶-凝胶膜3。
[0055] 图2示出了通过与图1的光学衬底的上表面相接触地设置第一电极层20所配置的衬底的截面图。
[0056] 该光学衬底在溶胶-凝胶膜3之上安装了发光区域，被用作发光元件的衬底。溶胶-凝胶膜3减小了低折射率层2的表面粗糙度，减少了低折射率体301和透明电极302之间(如图11所示，不存在溶胶-凝胶膜)的界面上出现的漫反射，并且由此可以用来大大改进光抽取效率。换言之，低折射率层2和溶胶-凝胶膜3之间的界面以及溶胶-凝胶膜3和第一电极层20之间的界面这两个界面构成了属于本发明该实施例的重要元素。
[0057] 下面将详细描述属于本实施例的光学衬底的组成部分。
[0058] 透明衬底1被用作发光元件的光提取衬底。其至少传输可见辐射范围中的某些波长。在该实施例中，透明衬底1能至少传输400到800nm范围中的某些波长就足够了，并且其材料可以是无机材料或有机材料。可用的无机材料包括玻璃，并且可用的有机材料包括塑料。可用的玻璃种类中包括光学玻璃，诸如熔融石英、无碱玻璃、苏打玻璃或重火石玻璃。可用于该目的的塑料包括工程塑料，诸如聚醚砜(PBS)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。透明衬底1的适当折射率是从1.4至2.1。透明衬底1可以覆盖有阻挡层，以抑制湿气和氧气的渗透。从实践的角度看，透明衬底1的厚度希望但不限于是0.1至2.0mm。
[0059] 折射率低于透明衬底1的透明材料被用作低折射率层2。与透明衬底一样，该层可以至少通过400到800nm范围中某些波长的光。其理想的折射率范围是从1.003至1.400。对于使折射率变低存在限制，并且1.003被认为是实践中的限制。低折射率的最优选的材料是硅石气凝胶。
[0060] 通过在存在处于超过其临界点的超临界状态中的酒精或某些其他溶剂的条件下，水解烷氧基硅烷并聚合水解得到的产物，得到硅石框架，将湿态的凝胶化合物干燥，从而可以生产出硅石气凝胶。
[0061] 与透明衬底1和低折射率层2一样，溶胶-凝胶膜3能至少通过400到800nm范围中某些波长的光就足够了。这里，可以使用由硅的醇化物或诸如钛之类的金属、水、酸、酒精等组成的溶胶溶液，但是从透明度以及处理难易程度来看，硅基醇化物是优选的。
[0062] 图3示出了本发明该实施例的光学衬底的制造方法的一个示例。图3(A)示出了在透明衬底1上设置了低折射率层2的状态。以该状态开始，低折射率层2被覆盖了溶胶-凝胶膜，如图3(B)所示，通过干燥去除溶剂，并且由此获得溶胶-凝胶膜的前体3’。然后，利用紫外线8照射溶胶-凝胶膜的前体3’，以加速溶胶-凝胶膜中的反应(诸如凝聚)。如图3(C)所示，获得了膜厚比溶胶-凝胶膜的前体3’小(换言之，比溶胶-凝胶膜的前体3’稠密)的溶胶-凝胶膜3。这里，在前体3’被紫外线照射时，也可以将其加热。加热环境可以进一步增加密度。通过类似的方法，可以制造体现这种模式中本发明的发光元件和显示器件。可以使用任何波长的紫外线，只要其能被溶胶-凝胶膜的前体3’吸收。可以从下列器件中选取紫外线的有效来源：氙灯、汞氙灯、汞灯、受激准分子灯、受激准分子激光器、YAG激光器等等。受激准分子灯对根据本发明的光学衬底是尤其有效的，具体地说，优选的受激准分子灯包括波长为172nm的Xe2灯、波长为146nm的Kr2灯和波长为126nm的Ar2灯。
[0063] 图4示出了在进行光致反应以形成溶胶-凝胶膜3之前和之后的红外吸收谱，在-1这种情形中溶胶-凝胶膜3是由硅基醇化物制成的。在图4(A)中，A代表826±2cm 的-1 -1
Si-H吸收峰；B代表1070±2cm 的Si-O-Si吸收峰；C代表1107±2cm 的Si-O-C吸收峰；
-1 -1
D代表2360±2cm 的Si-H吸收峰。图4(B)示出了图4(A)中波数从1000至1200cm 区域的展开图。溶胶-凝胶膜3通常是通过光致反应或热反应被固化的；由于参考制造方法利用前述紫外线来进行照射，由此造成的在光致反应前后的吸收峰对比展示了由Si-H引-1
起的在波数为826cm 处的峰在光致反应后大大降低。这可以被如下事实解释：溶胶-凝胶膜的前体具有高含量的高光学反应性Si-H基团，由于紫外线的照射，这些Si-H基团几乎都被光致反应消除。然而，在紫外线照射后在溶胶-凝胶膜中存在的Si-H基团不会带来任何问题。
[0064] 通过利用这种由紫外线照射引起的光致反应，使得低温固化工艺变为可能。这使得不耐热的材料(诸如塑料)可以用作透明衬底，由此有助于扩展衬底材料的选择范围。结果，可以容易地获得厚度可以减小的柔性轻质光学衬底以及使用这种光学衬底的高光抽取效率的发光元件。即使对于其中如图8所示的薄膜晶体管(TFT)是通过低温工艺形成的衬底而言，也存在着减小TFT特性恶化以及可靠性的优点。结果，提供允许减小厚度的轻质且柔性的显示器件变得更容易，并且这种显示器件在亮度、质量和可靠性方面也是出色的。
[0065] 再参考图4，在溶胶-凝胶膜3的反应之后留下了Si-O-C的吸收峰。当硅石气凝胶膜被用作低折射率层时，因为在硅石气凝胶膜中还有Si-O-C的吸收峰，所以通过使用硅基醇化物作为溶胶-凝胶膜3，获得了高化学亲和力的优点。优选地，Si-O-C吸收峰的强度与Si-O-Si吸收峰的强度比(吸光比：Si-O-C/Si-O-Si)是0.5至1.0。大于1.0的强度比意味着溶胶-凝胶膜的凝聚反应不够。
[0066] 通过连续在透明衬底1上堆叠低折射率层2和溶胶-凝胶膜3，从而制作了属于本发明该实施例的光学衬底。通过在光学衬底上至少堆积第一电极20和发光层，从而制作了属于该实施例的发光元件。由于这一原因，如果透明衬底1的表面不平坦，则这种不平坦将会影响第一电极20和发光层，这会引起电流泄漏以及电极之间的短路。因此，优选地使用平坦的透明衬底1。然而，许多可用作低折射率层2的材料是多孔的膜质地，就如同通常在硅石气凝胶中看到的那样，并且表面粗糙度是没有意义的。那么，如果低折射率层2的表面粗糙度由Ra1代表，并且溶胶-凝胶膜3的表面粗糙度由Ra2代表，则在这两者之间应该保持
[0067] Ra1＞Ra2的关系。这里的表面粗糙度是以中心线平均粗糙度来定义的。因此，通过使第一电极20的基座平滑，以限制电极之间出现的电流泄漏和短路，同时减少两个界面(一个是低折射率层2和溶胶-凝胶膜3之间的界面，另一个是溶胶-凝胶膜3和第一电极层20之间的界面)上发生的漫反射，可以提高光抽取效率。
[0068] 另外，为了利用溶胶-凝胶膜3来减小低折射率层2的不平坦并减小溶胶-凝胶膜3的表面粗糙度，需要比多孔的膜质地更精细的膜质地。一般来讲，膜的质地越精细，折射率就越大。因此，优选地，溶胶-凝胶膜3的折射率应该大于低折射率层的折射率。
[0069] 虽然溶胶-凝胶膜3的适当厚度是从0.05至1.0μm，但是更优选地，该厚度是在0.05和0.5μm之间，并且更优选地，是在0.05和0.3μm之间。如果厚度小于0.05μm，则将难以减小低折射率层2的不平坦，即难以减小上述的Ra2。如果厚度大于1.0μm，则将更可能出现由于膜形成期间的各种因素导致的厚度不规则或裂缝，这会引起光学特性的不稳定。
[0070] 在本实施例中，使用诸如氧化铟锡(ITO)或掺锑氧化锡(ATO)之类的透明导电材料作为溶胶-凝胶膜3使得可以使用其作为辅助电极，以减小第一电极层20的电阻。
[0071] 第二实施例
[0072] 本发明的该实施例是这样一个示例，其中参考第一实施例描述的光学衬底被用于有机电致发光(EL)元件。
[0073] 图5示出了属于本发明该实施例的有机EL元件的示例的截面图。在光学衬底10上连续配备了第一电极20、有机发光层50和第二电极30。这里的有机发光层50由一层或多层组成。其可能的多层结构包括由空穴传输层和发光层或者发光层和电子传输层组成的双层结构；由空穴传输层、发光层和电子传输层组成的三层结构；由空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层组成的四层结构；以及由空穴注入层、空穴传输层、发光层、空穴阻断层和电子传输层组成的五层结构。可以在发光层一侧配备负极，其带有低功函数的金属、氟化物等的缓冲层。顺便地，该实施例中的EL元件可以是低分子类型或是高分子类型。在本实施例中，排列有机EL元件的光学衬底，从而从发光层发射出来的光通过光学衬底。
[0074] 多种材料可用来在空穴传输中使用。具体地说，存在包括N，N’-二苯基-N，N’-双(3-甲基苯基)-1，1’-联苯基-4，4’-二胺(缩写为TPD)和N，N’-二苯基-N，N’-双(α-萘基)-1，1’-联苯基-4，4’-二胺(缩写为α-NPD)在内的二胺衍生物；4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)-三苯胺；以及星爆式类型的分子。
[0075] 可用于电子传输的材料也是非常广泛的。具体地说，存在三(8-羟基喹啉)铝络合物(Alq3)；包括2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑和双{2-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑}-m-亚苯基在内的噁二唑衍生物；三唑衍生物；以及基于羟基喹啉的金属络合物。
[0076] 可用的发光材料例如包括：三(8-羟基喹啉)铝络合物(Alq3)、双二苯基乙烯基联苯基(BDPVBi)、1，3-双(对-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑基(oxadiazolil))苯基(OXD-7)、N，N’-双(2，5-二叔丁基苯基)苝四羧酸二酰亚胺(BPPC)以及1，4双(对甲苯基-对甲基苯乙烯基苯基)萘烷。通过利用荧光材料来掺杂电荷传输材料所形成的层也可以被用作发光材料。例如，可以使用如下这些层：通过利用4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)、诸如2，3-奎丫啶酮[7]之类的喹吖啶酮衍生物、诸如3-(2’-苯并噻唑)-7-二乙基氨基香豆素之类的香豆素衍生物、苝、二苯并四苯或苯并芘来掺杂诸如上述的Alq3之类的羟基喹啉金属络合物所形成的层；通过利用诸如苝之类的稠多环芳香族化合物来掺杂由双(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基苯酚-铝络合物组成的电子传输材料所形成的层；或者是通过利用红荧烯等来掺杂由4，4’-双(间甲苯基苯基氨基)联苯(TPD)组成的空穴传输材料所形成的层。
[0077] 在图5所示的元件中，第一电极20用于将空穴注入到空穴传输层或发光层，并且优选地应该具有4.5eV或更大的功函数。可用作该实施例中所使用的第一电极20的材料包括诸如氧化铟锡(ITO)合金和氧化铟锌(IZO)合金之类的透明导电材料。第二电极30扮演将电子注入到电子传输层或发光层的角色，并且优选地应该具有低的功函数。用作负极120的材料具体而言可以是但并不限于如下材料：铟、铝、镁、镁-铟合金、镁-铝合金、铝-锂合金、铝-钪-锂合金、镁-银合金等。
[0078] 顺便地，该实施例的有机EL元件可以被加入的诸如薄膜晶体管(TFT)之类的有源元件被动驱动或主动驱动。
[0079] 构成该实施例的有机EL元件的各层的形成方法并不限于任何具体方法，但是可以从公知的方法中适当选取，诸如真空沉积、分子束外延(MBE)以及包括在溶剂中溶解了的溶液中浸渍、旋转涂敷、铸造、杆式涂敷以及辊式涂敷的涂敷方法。
[0080] 在本实施例中，光学衬底10可以提高可见辐射范围中的光抽取效率，而不依赖于所发射的光的波长。因此，通过使用独立发射红色、绿色、蓝色的材料作为有机发光层50，可以获得高效率的背景彩色元件或高效率的全彩色元件；还可以获得图6所示的使用白光发光层70的高效率滤色镜类型有机EL元件或图7所示的使用蓝光发光层80的高效率彩色转换类型有机EL元件。白光发光层或蓝光发光层可以被配置为类似上述的多层结构。
[0081] 图6的滤色镜类型有机EL元件在包括有透明衬底1、低折射率层2和溶胶-凝胶膜3的光学衬底10上与低折射率层2不同一侧的表面上具有红色滤色镜220、绿色滤色镜221和蓝色滤色镜222。其具有这样的配置：在溶胶-凝胶膜3连续堆叠第一电极20、白光发光层70和第二电极30。从白光发光层70发射出的白光210分别被红色滤色镜220、绿色滤色镜221和蓝色滤色镜分离为红色发光200、绿色发光201和蓝色发光202。这使得能够获得高亮度的全彩色元件。
[0082] 图7所示的彩色转换类型有机EL元件在包括有透明衬底1、低折射率层2和溶胶-凝胶膜3的光学衬底10上与低折射率层2不同一侧的表面上具有红色转换滤色镜230和绿色转换滤色镜231。其具有这样的配置：在溶胶-凝胶膜3上连续堆叠了第一电极20、蓝光发光层80和第二电极30。从蓝光发光层80发射出的蓝光202分别被红色转换滤色镜230和绿色转换滤色镜231转换为红色发光200和绿色发光201。这里，蓝色发光202既可以按原样发射出去，也可以在被滤色镜进一步改进色彩纯度之后发射出去，其中滤色镜是专为这一目的提供的。
[0083] 如前所述，本发明该实施例的发光元件可以提供具有高发光效率的全彩色有机EL元件。
[0084] 尽管在图5至图7中示出了关于发光元件的元件结构，但是在实际的显示器件中所使用的结构包括在透明衬底1上的发光元件和诸如薄膜晶体管(TFT)之类的驱动装置。
[0085] 图8示出了该实施例的有机EL显示器件的另一示例的截面图。将低折射率层2和溶胶-凝胶膜3设置在形成有TFT的衬底110的一面，并且与每个像素相匹配的第一电极20、有机发光层50和第二电极30以这一顺序堆叠在溶胶-凝胶膜3之上。因为发光层50是非常薄的膜，所以其具有边缘保护层109，以防止第一电极20的边缘的不平坦引起与第二电极30之间的电极间短路。在形成有TFT的衬底110中，标号100表示像素驱动TFT电路单元；101表示多晶硅；104表示栅极电极；105表示栅极氧化膜；102表示漏极电极；103表示源极电极；106表示第一层间膜；107表示第二层间膜；以及108表示水平间隙缓冲膜。
像素驱动TFT电路单元100作为控制发光层50发光的元件，被排列在彼此在正交方向延伸的栅极线和数据线(未示出)之间的每个交点处。取决于驱动系统，可以设置多个像素驱动TFT电路单元。
[0086] 在本实施例的显示器件中，水平间隙缓冲膜108被设置在像素驱动TFT电路单元100的区域外部，换言之，在与发光层50相匹配的区域L中。如果没有设置水平间隙缓冲膜，则像素驱动TFT电路单元100将使得区域L变为凹入。这种凹入在湿法涂敷低折射率层2或溶胶-凝胶膜3过程中会聚集液体，这增加了膜厚的不均匀性以及裂缝，并由此导致拙劣的图像质量。通过提供水平间隙缓冲膜108，解决了这一问题。
[0087] 在本实施例的光学衬底或发光元件中，低折射率层2可以具有任意的所希望的膜厚，但是在该实施例的显示器件中，低折射率层2的大于4μm的膜厚将使得难以形成用于连接源极电极103和第一电极20的接触孔。具体地说，在130ppi或以上的非常精细的显示器件中像素之间的距离很短，这种显示器件需要大小小于4μm的接触孔，以便获得高比例的孔。由于这一原因，优选地，低折射率层2的膜厚应该不大于4μm，并且更优选地，为1μm或更小。为了使低折射率层能够充分生效，其膜厚应该小于0.1μm。
[0088] 如前所述，应用了这种模式的本发明的显示器件可以是高亮度但消耗更少电能的全彩色显示器件。
[0089] 第三实施例
[0090] 为了说明本发明的该实施例，将描述在参考第二实施例描述的发光元件中的溶胶-凝胶膜和第一电极之间具有阻挡层的示例。
[0091] 图9示出了本实施例的有机EL元件的一个示例的截面图。阻挡层4被排列在光学衬底10之上，并且第一电极20、有机发光层50和第二电极30被连续设置在阻挡层4之上。
[0092] 一般而言，溶胶-凝胶膜虽然在平整功能方面占优，但是其具有高吸水的特性，这是由于膜的化学结构造成的。许多可用于有机EL元件的有机材料是容易被湿气破坏的。由于这一原因，必须在高温下或在组成有机材料时通过加热来使光学衬底脱水。
[0093] 阻挡层4具有限制从溶胶-凝胶膜3释放出的湿气的功能。通过提供阻挡层4，这种脱水完全可以省去，或者至少脱水过程可以缩短时间。这使得可以以低成本获得高亮度的全彩色有机EL元件。
[0094] 第四实施例
[0095] 为了说明本发明的该实施例，将描述其中参考第一实施例所描述的光学衬底被用作无机电致发光(EL)元件的示例。
[0096] 图10示出了该实施例的无机EL元件的一个示例的截面图。第一电极20、绝缘层40、无机发光层60、另一绝缘层40和第二电极被连续设置在光学衬底10之上。在该实施例的无机EL元件中，光学衬底被如此排列，从而从发光层发出的光通过光学衬底。顺便地，可以使用已知的材料来制作本实施例的无机EL元件。
[0097] 在本实施例中，光学衬底10可以提高可以辐射范围中的光抽取效率，而并不依赖于发射光的波长。因此，通过使用独立发射红色、绿色、蓝色的材料作为无机发光层60，可以获得高效率的背景彩色元件或高效率的全彩色元件；还可以获得如参考第二实施例所述的使用白光发光层的高效率滤色镜类型无机EL元件或使用蓝光发光层的高效率彩色转换类型无机EL元件。这使得能够获得高亮度的全彩色无机EL元件。
[0098] 示例
[0099] 将参考本发明的示例来描述本发明。顺便地，本发明并不限于下列示例，而是可以按照各种适当的修改来实现。
[0100] 在下列示例中，有机EL元件的发光特性是用设置在衬底的法向方向、聚光角为0.1度的亮度计(SR-3，Topcon TechnohouseCorporation的产品)测量的。有机EL元件
2 2
的每个发光部分的面积是0.4cm，并且向该元件施加恒定电流，以测量1mA/cm 的电流密度时的电流-亮度效率以及工作在第一电极和第二电极之间的元件电压。每个元件具有四个发光部分，并且测量结果是四个点的平均。忽略了从发生了电极间泄漏或像素短路的发光部分得到的数据。
[0101] 在下列示例以及对比示例中，在指定的光学衬底上使用了绿色、红色和蓝色发光层。对比示例1将被用作绿光的参考，对比示例2被用作红光的参考，并且对比示例3被用作蓝色的参考；电流-亮度效率(发光效率)计数是相对于100的参考水平的相对值；并且元件电压是与参考之间的相对电压差。测量结果都放在了表1中。
[0102] 示例1
[0103] 选择了厚度为0.7mm、折射率为1.52的无碱玻璃(OA-10，NipponElectric Glass Co.，Ltd.的产品)作为透明衬底，在该透明衬底的一面上通过旋转涂敷形成了折射率为1.25、厚度为0.85μm的硅石气凝胶膜作为低折射率层。低折射率层的表面粗糙度Ra1是
8nm。接着，在低折射率层上通过旋转涂敷形成折射率为1.50、厚度为0.1μm的硅的醇化物(T12-800，Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.的产品)膜作为溶胶-凝胶膜，从而制作了光学衬
2
底。在形成溶胶-凝胶膜时，用累积光能为600mJ/cm 的紫外线进行照射。溶胶-凝胶膜的表面粗糙度Ra2是5nm，小于Ra1。
[0104] 然后，在光学衬底上通过溅射形成薄层电阻为15Ω/□或更小的ITO膜，作为第一电极，并且用由盐酸、硝酸和水组成的刻蚀剂对该膜进行湿法刻蚀，以获得指定的图案。该ITO膜是100nm厚，并且折射率是1.78。接着，在ITO膜上通过真空沉积形成50nm厚的α-NPD(N，N’-二苯基-N，N’-双(α-萘基)-1，1’-联苯基-4，4’-二胺)的膜，作为空穴注入/传输层。然后，为了形成发光层，与喹吖啶酮(掺杂浓度4重量百分比)的掺杂剂共同沉积Alq3(三(8-喹啉)铝络合物)至25nm厚。接着，通过真空沉积，形成厚度为35nm的Alq3，作为电子传输层。最后，共同沉积Al和Li至30nm厚，随后只沉积Al至40nm厚，以形成负极层；这样，就形成了绿色发光有机EL元件。结果，发现电流-亮度效率是184，元件电压差是0.4V。
[0105] 示例2
[0106] 除了使用氰基亚甲基吡喃(DCM，掺杂浓度为5重量百分比)的掺杂剂来共同沉积Alq3(三(8-喹啉)铝络合物)至25nm厚作为发光层之外，在与示例1相同的条件下形成红色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是166，元件电压差是0.3V。
[0107] 示例3
[0108] 除了4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯被共同沉积为35nm厚的发光层之外，在与示例1相同的条件下形成了蓝色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是182，元件电压差是0.3V。
[0109] 示例4
[0110] 选择了厚度为0.7mm、折射率为1.52的无碱玻璃(OA-10，NipponElectric Glass Co.，Ltd.的产品)作为透明衬底，在该透明衬底的一面上通过旋转涂敷形成了折射率为1.25、厚度为0.85μm的硅石气凝胶膜作为低折射率层。低折射率层的表面粗糙度Ra1是
8nm。接着，通过旋转涂敷形成折射率为1.50、厚度为0.1μm的硅的醇化物(T12-800，Tokyo Ohka Kogyo Co.，Ltd.的产品)膜作为溶胶-凝胶膜，从而制作了光学衬底。在形成溶胶-凝
2
胶膜时，用累积光能为600mJ/cm 的紫外线进行照射。溶胶-凝胶膜的表面粗糙度Ra2是
5nm，小于Ra1。
[0111] 然后，在光学衬底上通过CVD形成折射率为1.5、厚度为0.05μm的二氧化硅膜作为阻挡层；在阻挡层上通过溅射形成薄层电阻为15Ω/□或更小的ITO膜，作为第一电极，并且用由盐酸、硝酸和水组成的刻蚀剂对该膜进行湿法刻蚀，以获得指定的图案。该ITO膜是100nm厚，并且折射率是1.78。接着，在ITO膜上通过真空沉积形成50nm厚的α-NPD(N，N’-二苯基-N，N’-双(α-萘基)-1，1’-联苯基-4，4’-二胺)的膜，作为空穴注入/传输层。然后，为了形成发光层，与喹吖啶酮(掺杂浓度4重量百分比)的掺杂剂共同沉积Alq3(三(8-喹啉)铝络合物)至25nm厚。接着，通过真空沉积，形成厚度为35nm的Alq3，作为电子传输层。最后，共同沉积Al和Li至30nm厚，随后只沉积Al至40nm厚，以形成负极层；这样，就形成了绿色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是170，元件电压差是0.1V。
[0112] 示例5
[0113] 除了使用氰基亚甲基吡喃(DCM，掺杂浓度为5重量百分比)的掺杂剂来共同沉积Alq3(三(8-喹啉)铝络合物)至25nm厚作为发光层之外，在与示例4相同的条件下形成红色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是160，元件电压差是0V。
[0114] 示例6
[0115] 除了4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯被共同沉积为35nm厚的发光层之外，在与示例4相同的条件下形成了蓝色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是171，元件电压差是0V。
[0116] 对比示例1
[0117] 通过使用既没有低折射率层又没有凝胶-溶胶膜的透明衬底来在与示例1相同的条件下形成绿色发光元件。该对比示例的电流-亮度效率和元件电压被用作每个示例的绿色发光的参考。
[0118] 对比示例2
[0119] 通过使用既没有低折射率层又没有凝胶-溶胶膜的透明衬底来在与示例2相同的条件下形成红色发光元件。该对比示例的电流-亮度效率和元件电压被用作每个示例的红色发光的参考。
[0120] 对比示例3
[0121] 通过使用既没有低折射率层又没有凝胶-溶胶膜的透明衬底来在与示例3相同的条件下形成蓝色发光元件。该对比示例的电流-亮度效率和元件电压被用作每个示例的蓝色发光的参考。
[0122] 对比示例4
[0123] 选择了厚度为0.7mm、折射率为1.52的无碱玻璃(OA-10，NipponElectric Glass Co.，Ltd.的产品)作为透明衬底，在该透明衬底的一面上通过旋转涂敷形成了折射率为1.25、厚度为0.85μm的硅石气凝胶膜作为低折射率层。低折射率层的表面粗糙度Ra1是
8nm。接着，在低折射率层上通过溅射形成折射率为1.50、厚度为0.1μm的二氧化硅膜，从而制作了光学衬底。二氧化硅膜的表面粗糙度Ra2是8nm，与Ra1一样。在该光学衬底上，在与示例1相同的条件下形成绿色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是120，元件电压差是0.1V。在四个发光部分中，一个遭受了严重的电极间泄漏，并且没有指定的光发射。
[0124] 对比示例5
[0125] 选择了厚度为0.7mm、折射率为1.52的无碱玻璃(OA-10，NipponElectric Glass Co.，Ltd.的产品)作为透明衬底，在该透明衬底的一面上通过旋转涂敷形成了折射率为1.25、厚度为0.85μm的硅石气凝胶膜作为低折射率层。低折射率层的表面粗糙度Ra1是
8nm。接着，在低折射率层上通过溅射形成折射率为1.50、厚度为0.1μm的二氧化硅膜，从而制作了光学衬底。二氧化硅膜的表面粗糙度Ra2是8nm，与Ra1一样。在该光学衬底上，在与示例2相同的条件下形成红色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是116，元件电压差是0V。在四个发光部分之外，两个遭受了严重的电极间泄漏，并且没有指定的光发射。
[0126] 对比示例6
[0127] 选择了厚度为0.7mm、折射率为1.52的无碱玻璃(OA-10，NipponElectric Glass Co.，Ltd.的产品)作为透明衬底，在该透明衬底的一面上通过旋转涂敷形成了折射率为1.25、厚度为0.85μm的硅石气凝胶膜作为低折射率层。低折射率层的表面粗糙度Ra1是
8nm。接着，在低折射率层上通过溅射形成折射率为1.50、厚度为0.1μm的二氧化硅膜，从而制作了光学衬底。二氧化硅膜的表面粗糙度Ra2是8nm，与Ra1一样。在该光学衬底上，在与示例3相同的条件下形成蓝色发光有机EL元件。结果，电流-亮度效率是118，元件电压差是0.1V。在四个发光部分中，一个遭受了严重的电极间泄漏，并且没有指定的光发射。
[0128] 对比示例7
[0129] 选择了厚度为0.7mm、折射率为1.52的无碱玻璃(OA-10，NipponElectric Glass Co.，Ltd.的产品)作为透明衬底，在该透明衬底的一面上通过旋转涂敷形成了折射率为1.25、厚度为0.85μm的硅石气凝胶膜作为低折射率层；从而形成了光学衬底。在该光学衬底上通过溅射形成薄层电阻为15Ω/□或更小的ITO膜，作为第一电极，并且用由盐酸、硝酸和水组成的刻蚀剂对该膜进行湿法刻蚀，以获得指定的图案。然而，刻蚀剂流向四周，甚至流进了不应被刻蚀的区域，这是由于组成低折射率层的硅石气凝胶膜的多孔质地造成的，因此不能获得指定的ITO图案。
[0130] 表1
[0131]
[0132] 前述的本发明可以被用于在有机EL元件、无机EL元件、发光二极管元件、等离子显示元件等中所使用的发光元件；以及显示器件。
