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光學(xué)基板、用于制造光學(xué)基板的模具、及含光學(xué)基板的發(fā)光元件的制作方法

文檔序號:11893192閱讀:331來源:國知局
光學(xué)基板、用于制造光學(xué)基板的模具、及含光學(xué)基板的發(fā)光元件的制作方法與工藝

本發(fā)明是關(guān)于一種于表面形成有凹凸形狀的光學(xué)基板、用于制造該光學(xué)基板的模具、及包含該光學(xué)基板的發(fā)光元件。



背景技術(shù):

先前,已知有用作顯示器等影像顯示裝置或面光源的有機電致發(fā)光元件(有機EL元件)。有機EL元件中,自陽極通過電洞注入層進入的電洞、及自陰極通過電子注入層進入的電子分別被運送至發(fā)光層。并且,運送至發(fā)光層的電洞與電子于發(fā)光層內(nèi)的有機分子上再結(jié)合而激發(fā)有機分子。藉此,會釋出光。為了將有機EL元件用作顯示裝置或照明裝置,必須減少漏電流并且自元件表面高效率地提取來自發(fā)光層的光。

下述專利文獻1中揭示有由包含基層及有機電致發(fā)光層的積層體構(gòu)成的有機電致發(fā)光元件,其具有如下構(gòu)成:藉由使經(jīng)加熱的基層發(fā)生熱收縮,而于基層的表面形成凹凸形狀并且于有機電致發(fā)光層形成對應(yīng)于基層的表面的凹凸形狀。且記載有藉由形成于各層的凹凸形狀,而提高光提取效率。

[先前技術(shù)文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-021089號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

[發(fā)明所欲解決的問題]

然而,根據(jù)凹凸形狀的圖案,有時容易產(chǎn)生漏電流,無法獲得充分的發(fā)光效率(電流效率)。于本技術(shù)領(lǐng)域中,期望獲得提高發(fā)光效率的光學(xué)基板、用于制造該光學(xué)基板的模具、及包含該光學(xué)基板的發(fā)光元件。

[解決問題的技術(shù)手段]

本發(fā)明的一態(tài)樣的光學(xué)基板是具備支持基板、及積層于支持基板上且于表面形成有凹凸形狀的凹凸構(gòu)造層的光學(xué)基板,凹凸構(gòu)造層所含的凸部的延伸方向于俯視上呈不規(guī)則分布,凹凸構(gòu)造層的每單位面積的區(qū)域所含的凸部的俯視上的輪廓線包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間。

于一實施形態(tài)中,亦可相對于凸部的延伸方向于俯視上大致正交的方向的凸部的寬度為固定。

于一實施形態(tài)中,亦可于藉由以凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分凸部的俯視上的輪廓線而形成多個區(qū)間的情形時,曲線區(qū)間為相對于區(qū)間的兩端點間的輪廓線的長度的該兩端點間的直線距離的比為0.75以下的區(qū)間,直線區(qū)間為所述多個區(qū)間中并非曲線區(qū)間的區(qū)間。

于一實施形態(tài)中,亦可于藉由以凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分凸部的俯視上的輪廓線而形成多個區(qū)間的情形時,曲線區(qū)間為連接區(qū)間的一端及該區(qū)間的中點的線段與連接該區(qū)間的另一端及該區(qū)間的中點的線段所成的兩個角度中成為180°以下的角度為120°以下的區(qū)間,直線區(qū)間為所述多個區(qū)間中并非曲線區(qū)間的區(qū)間,所述多個區(qū)間中曲線區(qū)間的比率為70%以上。

本發(fā)明的其他態(tài)樣的光學(xué)基板是具備支持基板、積層于支持基板上且于表面形成有凹凸形狀的凹凸構(gòu)造層的光學(xué)基板,凹凸形狀所含的凸部的延伸方向于俯視上呈不規(guī)則分布,相對于凸部的延伸方向于俯視上大致正交的方向的凸部的寬度為固定。

于一實施形態(tài)中,亦可于對利用掃描式探針顯微鏡分析形成在凹凸構(gòu)造層表面的凹凸形狀而獲得的凹凸分析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得傅立葉變換像的情形時,傅立葉變換像顯示出以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀或圓環(huán)狀花樣,且圓狀或圓環(huán)狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。

于一實施形態(tài)中,亦可凹凸構(gòu)造層的凹凸的平均間距為100~1500nm,凹凸構(gòu)造層的凹凸深度的標準偏差為10~100nm。

于一實施形態(tài)中,亦可進而具備于支持基板的與形成有凹凸構(gòu)造層的面相反的面形成的光學(xué)功能層。

于一實施形態(tài)中,亦可進而具備于凹凸構(gòu)造層上形成的被覆層。

本發(fā)明的其他態(tài)樣的模具為用于制造所述光學(xué)基板的模具,所述模具具備凹凸部,所述凹凸部形成有與形成在光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的凹凸形狀對應(yīng)的凹凸圖案。

本發(fā)明的其他態(tài)樣的發(fā)光元件是包含所述光學(xué)基板的發(fā)光元件,所述發(fā)光元件是于凹凸構(gòu)造層上依序積層第一電極、發(fā)光的有機層、及第二電極而形成。

[發(fā)明的效果]

根據(jù)本發(fā)明的各種態(tài)樣及實施形態(tài),可提供一種能降低漏電流的產(chǎn)生而提高發(fā)光效率的光學(xué)基板、用于制造該光學(xué)基板的模具、及包含該光學(xué)基板的發(fā)光元件。

附圖說明

圖1是模式性表示一實施形態(tài)的光學(xué)基板的剖視圖。

圖2是表示本實施形態(tài)的光學(xué)基板的測定區(qū)域的俯視分析圖像的一例的圖。

圖3是用以對在俯視分析圖像中判定凸部的分支的方法的一例進行說明的圖。

圖4是表示比較例的光學(xué)基板的測定區(qū)域的俯視分析圖像的一例的圖。

圖5(a)是用以說明曲線區(qū)間的第一定義方法的圖,(b)是用以說明曲線區(qū)間的第二定義方法的圖。

圖6是用以說明光學(xué)基板的制造步驟的圖。

圖7是金屬模具的概略立體圖。

圖8是模式性表示將本實施形態(tài)的光學(xué)基板用作衍射光柵基板的有機EL元件的剖視圖。

圖9是模式性表示有機EL元件的變化例的剖視圖。

圖10是表示實施例1的光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的表面的(a)俯視分析圖像、及(b)FFT像的圖。

圖11是表示實施例2的光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的表面的(a)俯視分析圖像、及(b)FFT像的圖。

圖12是表示實施例3的光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的表面的(a)俯視分析圖像、及(b)FFT像的圖。

圖13是表示實施例4的光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的表面的(a)俯視分析圖像、及(b)FFT像的圖。

圖14是表示比較例1的光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的表面的(a)俯視分析圖像、及(b)FFT像的圖。

圖15是表示比較例2的光學(xué)基板的凹凸構(gòu)造層的表面的(a)俯視分析圖像、及(b)FFT像的圖。

圖16是表示與實施例1~4及比較例1、2的光學(xué)基板相關(guān)的各種測定值的表。

具體實施方式

以下一面參照圖式一面說明實施形態(tài)。于可能的情形時,對相同部分標注相同符號,省略重復(fù)的說明。

[光學(xué)基板]

圖1(a)是模式性表示一實施形態(tài)的光學(xué)基板1的剖視圖。如圖1(a)所示,本實施形態(tài)的光學(xué)基板1具備:支持基板2、及積層于支持基板2上且于表面形成有凹凸形狀的凹凸構(gòu)造層3。

作為支持基板2,例如可使用:由玻璃或石英、硅基板等無機材料構(gòu)成的基板;聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亞胺(PI)、聚芳酯(polyarylate)等樹脂基板;以及為了提高阻氣性而將無機材料與樹脂材料復(fù)合而成的基板等。又,作為支持基板2,例如亦可使用砷化鎵、藍寶石、硅、氮化硅、碳化硅、及氧化鋅等。支持基板2可為透明亦可為不透明。

于支持基板2上,亦可為了提高密接性而進行表面處理或設(shè)置易接著層。又,于支持基板2上,亦可以防止水分或氧等氣體的滲入為目的而設(shè)置阻氣層。又,支持基板2可于與形成凹凸構(gòu)造層的面相反側(cè)的面形成具有聚光及光擴散等各種光學(xué)功能的透鏡構(gòu)造、或具有聚光及光擴散等各種光學(xué)功能的其他光學(xué)功能層。

作為凹凸構(gòu)造層3,例如可使用二氧化硅、Ti系材料或ITO(銦-錫-氧化物)系材料、ZnO、ZrO2、Al2O3等溶膠凝膠材料。例如于利用溶膠凝膠法于支持基板2上形成由二氧化硅構(gòu)成的凹凸構(gòu)造層3的情形時,制備金屬烷氧化物(二氧化硅前驅(qū)物)的溶膠凝膠材料作為基底材料。作為二氧化硅的前驅(qū)物,可使用四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、四-異丙氧基硅烷、四-正丙氧基硅烷、四-異丁氧基硅烷、四-正丁氧基硅烷、四-第二丁氧基硅烷、四-第三丁氧基硅烷等四烷氧基硅烷所代表的四烷氧化物單體,或甲基三甲氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、異丙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三丙氧基硅烷、丙基三丙氧基硅烷、異丙基三丙氧基硅烷、苯基三丙氧基硅烷、甲基三異丙氧基硅烷、乙基三異丙氧基硅烷、丙基三異丙氧基硅烷、異丙基三異丙氧基硅烷、苯基三異丙氧基硅烷、甲苯基三乙氧基硅烷等三烷氧基硅烷所代表的三烷氧化物單體,或二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二丙氧基硅烷、二甲基二異丙氧基硅烷、二甲基二-正丁氧基硅烷、二甲基二-異丁氧基硅烷、二甲基二-第二丁氧基硅烷、二甲基二-第三丁氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、二乙基二丙氧基硅烷、二乙基二異丙氧基硅烷、二乙基二-正丁氧基硅烷、二乙基二-異丁氧基硅烷、二乙基二-第二丁氧基硅烷、二乙基二-第三丁氧基硅烷、二丙基二甲氧基硅烷、二丙基二乙氧基硅烷、二丙基二丙氧基硅烷、二丙基二異丙氧基硅烷、二丙基二-正丁氧基硅烷、二丙基二-異丁氧基硅烷、二丙基二-第二丁氧基硅烷、二丙基二-第三丁氧基硅烷、二異丙基二甲氧基硅烷、二異丙基二乙氧基硅烷、二異丙基二丙氧基硅烷、二異丙基二異丙氧基硅烷、二異丙基二-正丁氧基硅烷、二異丙基二-異丁氧基硅烷、二異丙基二-第二丁氧基硅烷、二異丙基二-第三丁氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二丙氧基硅烷、二苯基二異丙氧基硅烷、二苯基二-正丁氧基硅烷、二苯基二-異丁氧基硅烷、二苯基二-第二丁氧基硅烷、二苯基二-第三丁氧基硅烷等二烷氧基硅烷所代表的二烷氧化物單體。進而,亦可使用烷基的碳數(shù)為C4~C18的烷基三烷氧基硅烷或二烷基二烷氧基硅烷。亦可使用:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等具有乙烯基的單體,2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷等具有環(huán)氧基的單體,對苯乙烯基三甲氧基硅烷等具有苯乙烯基的單體,3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等具有甲基丙烯?;膯误w,3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等具有丙烯?;膯误w,N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基硅烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等具有氨基的單體,3-脲基丙基三乙氧基硅烷等具有脲基的單體,3-巰基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巰基丙基三甲氧基硅烷等具有巰基的單體,雙(三乙氧基硅烷基丙基)四硫化物等具有硫基(sulfide group)的單體,3-異氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等具有異氰酸酯基的單體,使該等單體少量聚合而成的聚合物,以及特征在于對所述材料的一部分導(dǎo)入官能基或聚合物的復(fù)合材料等金屬烷氧化物。又,該等化合物的烷基或苯基的一部分、或者全部可經(jīng)氟取代。進而,可列舉:金屬乙酰丙酮酸鹽、金屬羧酸酯、氧氯化物、氯化物、或該等的混合物等,但并不限定于該等。作為金屬種類,除Si以外可列舉:Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等、或該等的混合物等,但并不限定于該等。亦可使用適當混合所述氧化金屬的前驅(qū)物而成者。進而,作為二氧化硅的前驅(qū)物,可使用分子中含有與二氧化硅具有親和性、反應(yīng)性的水解基及具有撥水性的有機官能基的硅烷偶合劑。例如可列舉:正辛基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷等硅烷單體,乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷等乙烯基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等甲基丙烯?;柰?,2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷等環(huán)氧硅烷,3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基丙基三乙氧基硅烷等巰基硅烷,3-辛酰硫基-1-丙基三乙氧基硅烷等含硫硅烷,3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(N-苯基)氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷,以及使該等單體聚合而成的聚合物等。又,可藉由對該等材料中添加界面活性劑而進行中孔化。

于使用TEOS與MTES的混合物作為溶膠凝膠材料的溶液的情形時,該等的混合比例如以莫耳比計可設(shè)為1:1。于使用該溶膠凝膠材料的情形時,可藉由進行水解及聚縮合反應(yīng)而生成非晶質(zhì)二氧化硅。為了調(diào)整溶液的pH值作為合成條件,可添加鹽酸等酸或氨等堿。又,亦可添加藉由照射紫外線等光而產(chǎn)生酸或堿的材料。pH值可為4以下或10以上。又,為了進行水解,亦可添加水。所添加的水量可相對于金屬烷氧化物種類以莫耳比計設(shè)為1.5倍以上。

作為溶膠凝膠材料溶液的溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、異丙醇(IPA)、丁醇等醇類,己烷、庚烷、辛烷、癸烷、環(huán)己烷等脂肪族烴類,苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴類,二乙醚、四氫呋喃、二惡烷等醚類,丙酮、甲基乙基酮、異佛爾酮、環(huán)己酮等酮類,丁氧基乙醚、己氧基乙醇、甲氧基-2-丙醇、芐氧基乙醇等醚醇類,乙二醇、丙二醇等二醇類,乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇醚類,乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內(nèi)酯等酯類,苯酚、氯酚等酚類,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯啶酮等酰胺類,氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、單氯苯、二氯苯等鹵素系溶劑,二硫化碳等含雜原子化合物,水及該等的混合溶劑。又,可使用乙醇及異丙醇,又,亦可將乙醇及異丙醇與水加以混合而使用。

作為溶膠凝膠材料溶液的添加物,可使用用以調(diào)整黏度的聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷、羥基丙基纖維素、聚乙烯醇、或作為溶液穩(wěn)定劑的三乙醇胺等烷醇胺、乙酰丙酮等β二酮、β酮酯、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二惡烷等。

作為凹凸構(gòu)造層3的材料,可使用聚硅氮烷?!妇酃璧椤瓜稻哂泄?氮鍵的聚合物,且為由Si-N、Si-H、N-H等構(gòu)成的SiO2、Si3N4及兩者的中間固溶體SiOxNy等陶瓷前驅(qū)物無機聚合物。例如可使用日本特開平8-112879號公報記載的具有由下述通式(1)所表示的單元構(gòu)成的主骨架,于相對低溫下陶瓷化而改性為二氧化硅的化合物。

通式(1):-Si(R1)(R2)-N(R3)-

所述通式(1)中,R1、R2、R3分別表示氫原子、烷基、烯基、環(huán)烷基、芳基、烷基硅烷基、烷基氨基或烷氧基。

作為凹凸構(gòu)造層3的材料,亦可使用全氫聚硅氮烷(亦稱為PHPS)或有機聚硅氮烷,亦可使用:使聚硅氮烷與硅烷氧化物反應(yīng)而獲得的硅烷氧化物加成聚硅氮烷(例如,日本特開平5-238827號公報)、使聚硅氮烷與去水甘油反應(yīng)而獲得的去水甘油加成聚硅氮烷(例如,日本特開平6-122852號公報)、使聚硅氮烷與醇反應(yīng)而獲得的醇加成聚硅氮烷(例如,日本特開平6-240208號公報)、使聚硅氮烷與金屬羧酸鹽反應(yīng)而獲得的金屬羧酸鹽加成聚硅氮烷(例如,日本特開平6-299118號公報)、使聚硅氮烷與含金屬的乙酰丙酮酸鹽錯合物反應(yīng)而獲得的乙酰丙酮酸鹽錯合物加成聚硅氮烷(例如,日本特開平6-306329號公報)、添加金屬微粒子而獲得的添加金屬微粒子的聚硅氮烷(例如,日本特開平7-196986號公報)等。作為制備含有聚硅氮烷的液體的有機溶劑,可使用脂肪族烴、脂環(huán)式烴、芳香族烴等烴溶劑、鹵化烴溶劑、脂肪族醚、脂環(huán)式醚等醚類。有機聚硅氮烷可為與其Si鍵結(jié)的氫部分的一部分經(jīng)烷基等取代的衍生物。為了促進對氧化硅化合物的改質(zhì),亦可添加胺或金屬的觸媒。

又,作為凹凸構(gòu)造層3,亦可使用樹脂。作為硬化性樹脂,例如可列舉:光硬化型、熱硬化型、濕氣硬化型、及化學(xué)硬化型(二液混合)等樹脂。具體而言,可列舉:環(huán)氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧雜環(huán)丁烷系、氨基甲酸乙酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烴系、酚系、交聯(lián)型液晶系、氟系、硅酮系、聚酰胺系等的單體、低聚物、聚合物等各種樹脂。

又,可于凹凸構(gòu)造層3的表面進行疏水化處理。作為疏水化處理的方法,可使用已知的方法。例如,若凹凸構(gòu)造層3的表面為二氧化硅表面,則可以二甲基二氯硅烷、三甲基烷氧基硅烷等進行疏水化處理,亦可以六甲基二硅氮烷等三甲基硅烷基化劑與硅酮油進行疏水化處理,還可使用利用超臨界二氧化碳的金屬氧化物粉末的表面處理方法。藉由使凹凸構(gòu)造層3的表面為疏水性,于將光學(xué)基板1用于有機EL元件等器件(device)的制造的情形時,于該器件的制造步驟中,可容易自光學(xué)基板1除去水分,可防止有機EL元件中產(chǎn)生暗點之類的缺陷、或防止器件的劣化。又,亦可以防止水分或氧等氣體的滲入為目的,而于凹凸構(gòu)造層3的表面設(shè)置阻氣層。

凹凸構(gòu)造層3的材料可為于無機材料或硬化性樹脂材料中含有紫外線吸收材料者。紫外線吸收材料具有藉由吸收紫外線將光能轉(zhuǎn)換為如熱的無害形態(tài)而抑制膜的劣化的作用。作為紫外線吸收材料,可使用先前以來公知者,例如,可列舉:苯并三唑系吸收劑、三嗪(triazine)系吸收劑、水楊酸衍生物系吸收劑、二苯甲酮系吸收劑等。

凹凸構(gòu)造層3是藉由如下方式形成:將如上所述制備的溶膠凝膠材料的溶液或樹脂涂布于支持基板2上,進而轉(zhuǎn)印凹凸圖案轉(zhuǎn)印用的模具的凹凸圖案。對于凹凸圖案轉(zhuǎn)印用的模具及于凹凸構(gòu)造層3上轉(zhuǎn)印凹凸圖案的制造步驟,后面會進行敘述。

其次,對形成于凹凸構(gòu)造層3的表面的凹凸形狀進行說明。為了分析該凹凸形狀,可利用原子力顯微鏡(AFM)等掃描式探針顯微鏡(SPM)而獲得。于本實施形態(tài)中,藉由使用掃描式探針顯微鏡(例如,日立高新技術(shù)科學(xué)股份有限公司制造的制品名「E-sweep」等),而于下述分析條件下分析凹凸構(gòu)造層3的凹凸形狀,獲得凹凸分析圖像及俯視分析圖像。于本說明書中,以下定義的凹凸深度分布的平均值、及凹凸深度的標準偏差、凹凸的平均深度、凹凸的平均間距、凸部的寬度的平均值、直線區(qū)間與曲線區(qū)間的比率與形成有凹凸的表面的材料無關(guān),可利用如下述的測定方法而求出。

<分析條件>

測定方式:懸臂斷續(xù)接觸方式

懸臂的材質(zhì):硅

懸臂的桿寬:40μm

懸臂的尖梢前端的直徑:10nm

使用掃描式探針顯微鏡(例如,日立高新技術(shù)科學(xué)股份有限公司制造的制品名「E-sweep」等),對形成在光學(xué)基板1的凹凸構(gòu)造層3表面的凹凸形狀測定凹凸分析圖像。于凹凸分析時,以所述條件測定任意3μm見方(縱3μm、橫3μm)或10μm見方(縱10μm、橫10μm)的測定區(qū)域,求出凹凸分析圖像。以奈米尺度分別求出此時測定區(qū)域內(nèi)的16384點(縱128點×橫128點)以上的測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù)。再者,此種測定點的數(shù)量亦根據(jù)所使用的測定裝置的種類或設(shè)定而有所不同。例如,于使用所述日立高新技術(shù)科學(xué)股份有限公司制造的制品名「E-sweep」作為測定裝置的情形時,可于3μm見方或10μm見方的測定區(qū)域內(nèi)進行65536點(縱256點×橫256點)的測定(以256×256像素的分辨率測定)。此處,對于凹凸分析圖像,為了提高測定精度,亦可實施包含1次傾斜修正的平坦處理。又,為了于以下敘述的與凹凸形狀相關(guān)的各種分析中保證充分的測定精度,測定區(qū)域可設(shè)為將該測定區(qū)域所含的凸部的寬度的平均值的15倍以上的長度設(shè)為1邊的長度的正方形狀的區(qū)域。

凹凸深度的測定具體而言可藉由以下的方式進行。首先,確定全測定點中距支持基板2的表面的高度最高的測定點P。并且,將包含該測定點P且與支持基板2的表面平行的面決定為基準面(水平面),算出距該基準面的深度的值作為凹凸深度的數(shù)據(jù)。距基準面的深度的值例如可為自測定點P的距支持基板2的高度的值減去各測定點的距支持基板2的高度所得的差量。此種凹凸深度的數(shù)據(jù)根據(jù)測定裝置(例如,日立高新技術(shù)科學(xué)股份有限公司制造的制品名「E-sweep」等),可藉由測定裝置中的軟件等自動計算而求出。

以如此方式求出各測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù)之后,采用可藉由求出其算術(shù)平均及標準偏差而算出的值分別作為凹凸深度分布的平均值及凹凸深度的標準偏差。

凹凸的平均深度于測定形成有凹凸的凹凸構(gòu)造層3的表面的凸部與凹部的深度的差(相互鄰接的凸部的頂部與凹部的底部的深度方向的距離)的情形時,是指深度的差的平均值。此種凹凸的平均深度可藉由于所述凹凸分析圖像中,測定任意鄰接的凸部的頂部與凹部的底部的深度方向的距離100點以上,求出其算術(shù)平均而算出。

凹凸的平均間距于測定形成有凹凸的凹凸構(gòu)造層3的表面的凹凸的間距(相鄰?fù)共康捻敳勘舜嘶蛳噜彴疾康牡撞勘舜说拈g隔)的情形時,是指凹凸的間距的平均值。此種凹凸的間距的平均值可藉由測定所述凹凸分析圖像中的任意相鄰?fù)共康捻敳勘舜嘶蛳噜彴疾康牡撞勘舜说拈g隔100點以上,求出其算術(shù)平均而算出。

凹凸的平均間距例如可設(shè)為100~1500nm的范圍內(nèi),進而可設(shè)為200~1200nm的范圍內(nèi)。凹凸深度分布的平均值可設(shè)為20~200nm的范圍內(nèi),進而可設(shè)為30~150nm的范圍內(nèi)。凹凸深度的標準偏差可設(shè)為10~100nm的范圍內(nèi)。

于本實施形態(tài)中,將凹凸深度為凹凸深度分布的平均值以上的區(qū)域定義為凸部,將凹凸深度未達凹凸深度分布的平均值的區(qū)域定義為凹部。例如,藉由以用白色顯示凸部,用黑色顯示凹部的方式對凹凸分析圖像進行處理,獲得如圖2所示的俯視分析圖像(黑白圖像)。圖2是表示本實施形態(tài)的光學(xué)基板1的測定區(qū)域的俯視分析圖像的一例的圖。

又,凸部的寬度是指俯視分析圖像的凸部(白色顯示部)的寬度。此種凸部的寬度的平均值可藉由自俯視分析圖像的凸部中選擇任意100個以上的部位,對各個部位測定相對于凸部的延伸方向于俯視上大致正交的方向的自凸部的交界至相反側(cè)的交界的長度,求出其算術(shù)平均而算出。

再者,算出凸部的寬度的平均值時,如上所述,使用自俯視分析圖像的凸部隨機抽出的位置的值,可不使用凸部分支的位置的值。于凸部中,某區(qū)域是否為分支的區(qū)域,例如可藉由該區(qū)域是否延伸一定長度以上而判定。更具體而言,可藉由該區(qū)域的延伸長度相對于該區(qū)域的寬度的比是否為一定值(例如1.5)以上而判定。

使用圖3,說明對在向某方向延伸的凸部的中途位置,向與該凸部的延伸軸線大致正交的方向突出的區(qū)域判定該區(qū)域是否分支的方法的一例。此處,凸部的延伸軸線于將是否分支的判定對象區(qū)域自凸部除外的情形時,是指沿著根據(jù)凸部的外緣形狀決定的凸部的延伸方向的假想軸線。更具體而言,凸部的延伸軸線是以通過與凸部的延伸方向正交的凸部的寬度的大致中心點的方式引出的線。圖3(a)及圖3(b)均為僅將俯視分析圖像的凸部的一部分抽出進行說明的概要圖,區(qū)域S表示凸部。圖3(a)及圖3(b)中,將于凸部的中途位置突出的區(qū)域A1、A2決定為是否分支的判定對象區(qū)域。于該情形時,將區(qū)域A1、A2自凸部除外的情形時,將通過與凸部的延伸方向正交的凸部的寬度的大致中心點的線規(guī)定為延伸軸線L1、L2。此種延伸軸線可藉由計算機的圖像處理而規(guī)定,亦可由實施分析作業(yè)的作業(yè)者規(guī)定,亦可藉由計算機的圖像處理及作業(yè)者的手工作業(yè)兩者規(guī)定。于圖3(a)中,區(qū)域A1是于沿延伸軸線L1延伸的凸部的中途位置,向與延伸軸線L1正交的方向突出。于圖3(b)中,區(qū)域A2是于沿延伸軸線L2延伸的凸部的中途位置,向與延伸軸線L2正交的方向突出。再者,關(guān)于相對于與延伸軸線L1、L2正交的方向傾斜突出的區(qū)域,亦只要使用與以下敘述的關(guān)于區(qū)域A1、A2的思考方法同樣的思考方法,判定是否為分支即可。

根據(jù)所述判定方法,區(qū)域A1的延伸長度d2相對于區(qū)域A1的寬度d1的比大約為0.5(未達1.5),因此判定區(qū)域A1為非分支的區(qū)域。于該情形時,通過區(qū)域A1且與延伸軸線L1正交的方向的長度d3為用以算出凸部的寬度的平均值的測定值之一。另一方面,區(qū)域A2的延伸長度d5相對于區(qū)域A2的寬度d4的比大約為2(1.5以上),因此判定區(qū)域A2為分支的區(qū)域。于該情形時,通過區(qū)域A2且與延伸軸線L2正交的方向的長度d6并非用以算出凸部的寬度的平均值的測定值之一。

如圖2所示,本實施形態(tài)的光學(xué)基板1中,凹凸構(gòu)造層3的表面形成的凹凸形狀所含的凸部(白色部分)的延伸方向于俯視上呈不規(guī)則分布。即,凸部并非規(guī)則準確排列的條紋狀或規(guī)則準確配置的點形狀等,成為于不規(guī)則方向延伸的形狀。又,測定區(qū)域即凹凸構(gòu)造層3的特定區(qū)域中,每單位面積的區(qū)域所含的凸部的俯視上的輪廓線包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間。

圖4是表示比較例的光學(xué)基板的測定區(qū)域的俯視分析圖像的一例的圖。于本實施形態(tài)中,所謂「包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間」是指直覺上未形成如圖4所示的比較例的光學(xué)基板般于凸部的輪廓線上的全區(qū)間中彎曲的區(qū)間占大部分的凹凸圖案。凸部的俯視上的輪廓線是否包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間,可藉由使用例如以下所示的兩種曲線區(qū)間的定義方法中任一者而判定。

(曲線區(qū)間的第一定義方法)

于曲線區(qū)間的第一定義方法中,曲線區(qū)間于藉由以凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分凸部的俯視上的輪廓線而形成多個區(qū)間的情形時,定義為區(qū)間的兩端點間的直線距離相對于兩端點間的輪廓線的長度的比為0.75以下的區(qū)間。又,直線區(qū)間定義為所述多個區(qū)間中曲線區(qū)間以外的區(qū)間即所述比大于0.75的區(qū)間。以下,參照圖5(a),對使用所述第一定義方法判定凸部的俯視上的輪廓線是否包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間的順序的一例進行說明。圖5(a)是表示凹凸構(gòu)造層3的俯視分析圖像的一部分的圖,為方便起見,涂布白色表示凹部。區(qū)域S1表示凸部,區(qū)域S2表示凹部。

順序1-1.自測定區(qū)域內(nèi)的多個凸部選擇一個凸部。將該凸部的輪廓線X上的任意位置決定為起點。圖5(a)中,作為一例,將點A設(shè)定為起點。自該起點,于凸部的輪廓線X上,以特定的間隔設(shè)置基準點。此處,特定的間隔為凸部的寬度的平均值的π(圓周率)/2倍的長度。于圖5(a)中,作為一例,依序設(shè)定點B、點C及點D。

順序1-2.將作為基準點的點A~D設(shè)定于凸部的輪廓線X上后,可設(shè)定判定對象的區(qū)間。此處,將起點及終點為基準點,且包含成為中間點的基準點的區(qū)間設(shè)定為判定對象。于圖5(a)的例中,于選擇點A作為區(qū)間的起點的情形時,自點A數(shù)起設(shè)定為第二個的點C成為區(qū)間的終點。距點A的間隔此處設(shè)定為凸部的寬度的平均值的π/2倍的長度,因此點C是沿輪廓線X以凸部的寬度的平均值的π倍的長度自點A偏離的點。同樣,于選擇點B作為區(qū)間的起點的情形時,自點B數(shù)起設(shè)定為第二個的點D成為區(qū)間的終點。再者,此處,以設(shè)定好的順序設(shè)定成為對象的區(qū)間,點A為最初設(shè)定的點。即,最初,將點A及點C的區(qū)間(區(qū)間AC)設(shè)為處理對象的區(qū)間。然后,測定如圖5(a)所示的連接點A及點C的凸部的輪廓線X的長度La與點A及點C之間的直線距離Lb。

順序1-3.使用順序1-2中測定的長度La及直線距離Lb,計算直線距離Lb相對于長度La的比(Lb/La)。于該比成為0.75以下的情形時,判定成為凸部的輪廓線X的區(qū)間AC的中點的點B為存在于曲線區(qū)間的點。另一方面,于所述比大于0.75的情形時,判定點B為存在于直線區(qū)間的點。再者,圖5(a)所示的例中,所述比(Lb/La)為0.75以下,因此判定點B為存在于曲線區(qū)間的點。

順序1-4.對于分別選擇順序1-1中設(shè)定的各點作為起點的情形,執(zhí)行順序1-2及順序1-3。

順序1-5.對測定區(qū)域內(nèi)的所有凸部執(zhí)行順序1-1~順序1-4。

順序1-6.于對測定區(qū)域內(nèi)的所有凸部設(shè)定的所有點中判定為存在于直線區(qū)間的點的點的比率為整體的50%以上的情形時,判定為凸部的俯視上的輪廓線包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間。另一方面,于對測定區(qū)域內(nèi)的所有凸部設(shè)定的所有點中判定為存在于直線區(qū)間的點的點的比率未達整體的50%的情形時,判定為凸部的俯視上的輪廓線包含曲線區(qū)間多于直線區(qū)間。

所述順序1-1~順序1-6的處理可藉由測定裝置所具備的測定功能進行,亦可藉由執(zhí)行與所述測定裝置不同的分析用軟件等而進行,亦可以手動進行。

再者,所述順序1-1中,于凸部的輪廓線上設(shè)定點的處理只要于以下情形時結(jié)束即可,即繞凸部1周或自測定區(qū)域超出,因此無法繼續(xù)設(shè)定點。又,對于最初設(shè)定的點與最后設(shè)定的點的外側(cè)的區(qū)間,由于無法算出所述比(Lb/La),故只要設(shè)為所述判定的對象外即可。又,對于輪廓線的長度未滿凸部的寬度的平均值的π倍的凸部,只要設(shè)為所述判定的對象外即可。

(曲線區(qū)間的第二定義方法)

于曲線區(qū)間的第二定義方法中,曲線區(qū)間于藉由以凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分凸部的俯視上的輪廓線而形成多個區(qū)間的情形時,定義為連接區(qū)間的一端(點A)及該區(qū)間的中點(點B)的線段(線段AB)與連接該區(qū)間的另一端(點C)及該區(qū)間的中點(點B)的線段(線段CB)所成的兩個角度中較小(成為180°以下)的角度為120°以下的區(qū)間。又,直線區(qū)間定義為所述多個區(qū)間中曲線區(qū)間以外的區(qū)間,即所述角度大于120°的區(qū)間。以下,參照圖5(b),對使用所述第二定義方法判定凸部的俯視上的輪廓線是否包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間的順序的一例進行說明。圖5(b)表示與圖5(a)相同的凹凸構(gòu)造層3的俯視分析圖像的一部分的圖。

順序2-1.自測定區(qū)域內(nèi)的多個凸部選擇一個凸部。將該凸部的輪廓線X上的任意位置決定為起點。于圖5(b)中,作為一例,將點A設(shè)定為起點。自該起點,于凸部的輪廓線X上以特定的間隔設(shè)置基準點。此處,特定的間隔為凸部的寬度的平均值的π(圓周率)/2倍的長度。于圖5(b)中,作為一例,依序設(shè)定點B、點C及點D。

順序2-2.將作為基準點的點A~D設(shè)定于凸部的輪廓線X上后,可設(shè)定判定對象的區(qū)間。此處,將起點及終點為基準點,且包含成為中間點的基準點的區(qū)間設(shè)定為判定對象。于圖5(b)的例中,于選擇點A作為區(qū)間的起點的情形時,自點A數(shù)起設(shè)定為第二個的點C成為區(qū)間的終點。距離點A的間隔此處設(shè)定為凸部的寬度的平均值的π/2倍的長度,因此點C為沿輪廓線X以凸部的寬度的平均值的π倍的長度自點A偏離的點。同樣,于選擇點B作為區(qū)間的起點的情形時,自點B數(shù)起設(shè)定為第二個的點D成為區(qū)間的終點。再者,此處,以設(shè)定好的順序設(shè)定成為對象的區(qū)間,點A為最初設(shè)定的點。即,最初,將點A及點C的區(qū)間設(shè)為處理對象的區(qū)間。然后,測定線段AB與線段CB所成的兩個角度中較小(為180°以下)的角度θ。

順序2-3.于角度θ為120°以下的情形時,判定點B為存在于曲線區(qū)間的點。另一方面,于角度θ大于120°的情形時,判定點B為存在于直線區(qū)間的點。再者,于圖5(b)所示的例中,角度θ為120°以下,因此判定點B為存在于曲線區(qū)間的點。

順序2-4.對于分別選擇順序2-1中設(shè)定的各點作為起點的情形,執(zhí)行順序2-2及順序2-3。

順序2-5.對測定區(qū)域內(nèi)的所有凸部執(zhí)行順序2-1~順序2-4。

順序2-6.于對測定區(qū)域內(nèi)的所有凸部設(shè)定的所有點中判定為存在于直線區(qū)間的點的點的比率為整體的70%以上的情形時,判定凸部的俯視上的輪廓線包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間。另一方面,于對測定區(qū)域內(nèi)的所有凸部設(shè)定的所有點中判定為存在于直線區(qū)間的點的點的比率未達整體的70%的情形時,判定凸部的俯視上的輪廓線包含曲線區(qū)間多于直線區(qū)間。

所述順序2-1~2-6的處理可藉由測定裝置所具備的測定功能進行,亦可藉由執(zhí)行與所述測定裝置不同的分析用軟件等而進行,亦可以手動進行。

再者,所述順序2-1中,于凸部的輪廓線上設(shè)定點的處理只要于以下情形時結(jié)束即可,即繞凸部1周或自測定區(qū)域超出,因此無法繼續(xù)設(shè)定點。又,對于最初設(shè)定的點與最后設(shè)定的點的外側(cè)的區(qū)間,由于無法算出所述角度θ,因此只要設(shè)為所述判定的對象外即可。又,對于輪廓線的長度未滿凸部的寬度的平均值的π倍的凸部,只要設(shè)為所述判定的對象外即可。

如以上所述,藉由使用曲線區(qū)間的第一及第二定義方法的任一者,可對測定區(qū)域判定凸部的俯視上的輪廓線X是否包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間。再者,對某光學(xué)基板1的凹凸構(gòu)造層3進行的「每單位面積的區(qū)域所含的凸部的俯視上的輪廓線是否包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間」的判定可藉由根據(jù)自光學(xué)基板1的凹凸構(gòu)造層3的表面上的區(qū)域隨機抽出所測定的一個測定區(qū)域進行判定而進行,亦可藉由對有關(guān)相同的光學(xué)基板1的多個不同測定區(qū)域的判定結(jié)果綜合性判定而進行。于該情形時,例如可采用有關(guān)多個不同測定區(qū)域的判定結(jié)果中較多的判定結(jié)果作為「每單位面積的區(qū)域所含的凸部的俯視上的輪廓線是否包含直線區(qū)間多于曲線區(qū)間」的判定結(jié)果。藉由以滿足所述形狀的條件的方式于凹凸構(gòu)造層3的表面形成凹凸形狀,可降低漏電流的產(chǎn)生,可提高發(fā)光效率。

于光學(xué)基板1中,相對于凹凸構(gòu)造層3的凸部的延伸方向于俯視上大致正交的方向的凸部的寬度為固定。凸部的寬度是否為固定可根據(jù)藉由所述測定獲得的100點以上的凸部的寬度而判定。具體而言,根據(jù)100點以上的凸部的寬度算出凸部的寬度的平均值及凸部的寬度的標準偏差。并且,將藉由將凸部的寬度的標準偏差除以凸部的寬度的平均值而算出的值(凸部的寬度的標準偏差/凸部的寬度的平均值)定義為凸部的寬度的變異系數(shù)。凸部的寬度越固定(寬度的變動越少),則該變異系數(shù)成為越小的值。藉此,可藉由變異系數(shù)是否為特定值以下,而判定凸部的寬度是否為固定。例如,于變異系數(shù)為0.25以下的情形時,可將凸部的寬度定義為固定。藉由以滿足所述形狀的條件的方式于凹凸構(gòu)造層3的表面形成凹凸形狀,可降低漏電流的產(chǎn)生,而可提高發(fā)光效率。

再者,于以下的說明中,將第一定義方法中直線區(qū)間的比率顯示為50%以上(或第二定義方法中直線區(qū)間的比率顯示為70%以上)的條件稱為「直線條件」,將凸部的寬度的變異系數(shù)顯示為0.25以下的條件稱為「寬度條件」。

關(guān)于光學(xué)基板1,對利用掃描式探針顯微鏡分析形成在凹凸構(gòu)造層3表面的凹凸形狀而獲得的凹凸分析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得傅立葉變換像的情形時,傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀或圓環(huán)狀花樣,且圓狀或圓環(huán)狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下(可設(shè)為0.667~10μm-1的范圍內(nèi),進而可設(shè)為0.833~5μm-1的范圍內(nèi))的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)亦可。藉由以滿足所述條件(以下稱為「FFT條件」)的方式于凹凸構(gòu)造層3的表面形成凹凸形狀,可充分減少發(fā)光的波長相依性及指向性(向固定的方向發(fā)出強光的性質(zhì))。

「傅立葉變換像的圓狀或圓環(huán)狀花樣」是于傅立葉變換像中藉由亮點集合而觀測到的花樣。因此,此處所謂「圓狀」意指亮點集合而成的花樣幾乎看成圓形的形狀,且為亦包含外形的一部分看成凸狀或凹狀者的概念。又,「圓環(huán)狀」意指亮點集合而成的花樣幾乎看成圓環(huán)狀,且為如下概念:亦包含環(huán)的外側(cè)的圓或內(nèi)側(cè)的圓的形狀幾乎看成圓形的形狀者且亦包含該環(huán)的外側(cè)的圓或內(nèi)側(cè)的圓的外形的一部分看成凸狀或凹狀者。又,「圓狀或圓環(huán)狀花樣可存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下(可設(shè)為0.667~10μm-1的范圍內(nèi),進而可設(shè)為0.833~5μm-1的范圍內(nèi))的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)」是指構(gòu)成傅立葉變換像的亮點中30%以上的亮點存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下(可設(shè)為0.667~10μm-1的范圍內(nèi),進而可設(shè)為0.833~5μm-1的范圍內(nèi))的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。

再者,關(guān)于凹凸構(gòu)造的圖案與傅立葉變換像的關(guān)系,可知如下情況。于凹凸構(gòu)造本身于間距上無分布或指向性的情形時,傅立葉變換像亦以無規(guī)圖案(無花樣)顯現(xiàn),但于凹凸構(gòu)造于XY方向上整體為等向性但于間距上存在分布的情形時,顯現(xiàn)圓或圓環(huán)狀傅立葉變換像。又,于凹凸構(gòu)造具有單一間距的情形時,有傅立葉變換像所顯現(xiàn)的圓環(huán)變得清晰(sharp)的傾向。

所述傅立葉變換像是藉由如下方式獲得:利用掃描式探針顯微鏡(例如,日立高新技術(shù)科學(xué)股份有限公司制造的制品名「E-sweep」等)分析形成在凹凸構(gòu)造層3表面的凹凸形狀,獲得凹凸分析圖像之后,對該凹凸分析圖像實施二維高速傅立葉變換處理。所述凹凸分析圖像的二維高速傅立葉變換處理可藉由使用具備二維高速傅立葉變換處理軟件的計算機的電子圖像處理而容易進行。

[光學(xué)基板的制造方法]

其次,對所述光學(xué)基板1的制造方法進行說明。光學(xué)基板1例如可藉由如下方式而制造。首先,于在支持基板2上涂布成為凹凸構(gòu)造層3的材料的溶膠凝膠材料而形成的基底材料層4按壓形成有凹凸圖案的膜狀模具5,并且使基底材料層4硬化。繼而,自硬化后的基底材料層4(凹凸構(gòu)造層3)將膜狀模具5取下。以下,使用圖6,對膜狀模具5及所述步驟進行詳細說明。

如圖6所示,膜狀模具5具備:基板部5a、及形成于基板部5a上的凹凸部5b?;宀?a及凹凸部5b均具有可撓性。凹凸部5b的表面藉由自下述金屬模具8轉(zhuǎn)印凹凸圖案而預(yù)先形成有凹凸圖案?;宀?a為膜或片狀,例如由硅酮樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)烯烴聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亞胺(PI)、或聚芳酯等有機材料形成。又,凹凸部5b可由與基板部5a相同的材料一體地形成,亦可使用不同材料。作為形成凹凸部5b的材料,可使用光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂等。又,于基板部5a上,可為了提高密接性而進行表面處理或設(shè)置易接著層,亦可以防止水分或氧等氣體的滲入為目的而設(shè)置阻氣層。

膜狀模具5的尺寸、尤其長度可根據(jù)量產(chǎn)的光學(xué)基板1的尺寸、或一次制造制程中連續(xù)性制造的光學(xué)基板1的數(shù)量(批數(shù))而適當設(shè)定。例如,可制成長度10m以上的長條模具,將卷取于輥的膜狀模具5一面自輥連續(xù)性卷出一面連續(xù)性轉(zhuǎn)印于多個基板。膜狀模具5的寬度可為50~3000mm,厚度可為1~500μm。于基板部5a與凹凸部5b之間,為了提高密接性,可實施表面處理或易接著處理。又,視需要,可于凹凸部5b的凹凸圖案面上實施脫模處理。

如圖6所示,藉由在按壓輥6與搬送至其正下方的支持基板2之間送入膜狀模具5,膜狀模具5的凹凸部5b的凹凸圖案轉(zhuǎn)印于支持基板2上的基底材料層4。此處,于基底材料層4上按壓膜狀模具5后,亦可預(yù)煅燒基底材料層4。藉由預(yù)煅燒,推進基底材料層4的凝膠化,使凹凸圖案固化,而于剝離時不易走樣。于進行預(yù)煅燒的情形時,可于大氣中以40~150℃的溫度進行加熱。再者,預(yù)煅燒并非必需。

膜狀模具5的按壓或基底材料層4的預(yù)煅燒之后,自基底材料層4剝離膜狀模具5。膜狀模具5的剝離時,可采用公知的剝離方法。例如可一面加熱一面剝離膜狀模具5。藉此,可釋出自基底材料層4產(chǎn)生的氣體,防止基底材料層4內(nèi)產(chǎn)生氣泡。于使用輥制程的情形時,與壓制式中使用的板狀模具相比,剝離力可較小,基底材料層4不會殘留于膜狀模具5,可容易將膜狀模具5自基底材料層4剝離。尤其,一面加熱一面對基底材料層4按壓,因此反應(yīng)容易進行,剛按壓后,膜狀模具5容易自基底材料層4剝離。進而,為了提高膜狀模具5的剝離性,可使用剝離輥7。于本實施形態(tài)中,如圖6所示,將剝離輥7設(shè)置于按壓輥6的下游側(cè),利用剝離輥7一面對基底材料層4賦予勢能,一面旋轉(zhuǎn)支持膜狀模具5。藉此,可僅以按壓輥6與剝離輥7之間的距離(固定時間)維持膜狀模具5附著于基底材料層4的狀態(tài)。并且,以于剝離輥7的下游側(cè)將膜狀模具5提起至剝離輥7的上方的方式變更膜狀模具5的路線。藉此,膜狀模具5自形成有凹凸的基底材料層4剝離。再者,于膜狀模具5附著于基底材料層4的期間,可進行所述基底材料層4的預(yù)煅燒或加熱。再者,于使用剝離輥7的情形時,例如可藉由一面加熱至40~150℃一面剝離,而使模具50的剝離更加容易。

自基底材料層4剝離膜狀模具5之后,可使基底材料層4硬化。藉此,形成圖1所示的具有凹凸圖案的凹凸構(gòu)造層3。于本實施形態(tài)中,可藉由正式煅燒而使由溶膠凝膠材料構(gòu)成的基底材料層4硬化。藉由正式煅燒,使構(gòu)成基底材料層4的二氧化硅(非晶二氧化硅)中所含的羥基等脫離,而使基底材料層4變得更牢固。正式煅燒可以200~1200℃的溫度進行5分鐘~6小時左右。以此方式使基底材料層4硬化,形成具有與膜狀模具5的凹凸圖案對應(yīng)的凹凸圖案的凹凸構(gòu)造層3。此時,于凹凸構(gòu)造層3由二氧化硅構(gòu)成的情形時,根據(jù)煅燒溫度、煅燒時間,成為非晶質(zhì)狀態(tài)、晶質(zhì)狀態(tài)、或非晶質(zhì)與晶質(zhì)的混合狀態(tài)。

又,亦可將藉由照射紫外線等光而產(chǎn)生酸或堿的材料添加于基底材料層4。又,于將膜狀模具5的凹凸部5b的凹凸圖案轉(zhuǎn)印于支持基板2上的基底材料層4時,亦可對基底材料層4照射UV或準分子UV等能量線而進行光硬化,藉此制造光學(xué)基板1。又,亦可以防止水分或氧等氣體的滲入為目的而于凹凸構(gòu)造層3的表面設(shè)置阻氣層。

[膜狀模具的制造方法]

其次,對膜狀模具5的制造方法進行說明。為了制作膜狀模具5,最初,制作用以形成模具的凹凸圖案的母模圖案。母模的凹凸圖案例如可使用如下方法形成:本申請人等記載于WO2012/096368號的利用嵌段共聚物的加熱下的自體組織化(微相分離)的方法(以下,適當稱為「BCP(Block Copolymer)熱退火法」),或本申請人等揭示于WO2011/007878A1的利用嵌段共聚物的溶劑氛圍下的自體組織化的方法(以下,適當稱為「BCP溶劑退火法」)。母模的凹凸圖案可利用光微影法代替BCP熱退火法、及BCP溶劑退火法而形成。此外,亦可藉由例如切削加工法、電子束直接繪圖法、粒子線束加工法及操作探針加工法等微細加工法、以及使用微粒子的自體組織化的微細加工法而制作母模的凹凸圖案。于利用BCP熱退火法形成圖案的情形時,形成圖案的材料可使用任意材料。例如,可為由選自由如聚苯乙烯之類的苯乙烯系聚合物、如聚甲基丙烯酸甲酯之類的聚甲基丙烯酸烷基酯、聚環(huán)氧乙烷、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚乙烯吡啶、及聚乳酸所組成的群中的2種的組合所構(gòu)成的嵌段共聚物。

BCP溶劑退火法是于WO2012/096368號記載的BCP熱退火法中,代替進行第一加熱步驟、蝕刻步驟及第二加熱步驟,將涂布于基板上并干燥而成的嵌段共聚物的薄膜于有機溶劑蒸氣的氛圍下進行溶劑退火(溶劑相分離)處理,而將嵌段共聚物的相分離構(gòu)造形成于薄膜內(nèi)的方法??山逵稍撊軇┩嘶鹛幚磉M行嵌段共聚物的自體組織化,使嵌段共聚物發(fā)生微相分離而形成凹凸構(gòu)造。

溶劑退火處理例如可藉由使如干燥器的可密閉的容器內(nèi)部形成有機溶劑的蒸氣氛圍,將作為對象物的嵌段共聚物的薄膜暴露該氛圍下而實施。有機溶劑蒸氣于促進嵌段共聚物的相分離方面可為高濃度。又,有機溶劑蒸氣可為飽和蒸氣壓。于該情形時,濃度管理亦相對容易。例如,于有機溶劑為氯仿的情形時,已知飽和蒸氣量于室溫(0℃~45℃)下為0.4g/l~2.5g/l。溶劑退火處理的處理時間可為6小時~168小時,亦可為12小時~48小時、或12小時~36小時。

用于溶劑退火處理的有機溶劑可為沸點為20℃~120℃的有機溶劑。例如,可使用氯仿、二氯甲烷、甲苯、四氫呋喃(THF)、丙酮、二硫化碳、該等的混合溶劑等。其中,可使用氯仿、二氯甲烷、丙酮、丙酮/二硫化碳的混合溶劑。溶劑退火的氛圍溫度可于0℃~45℃的范圍內(nèi)進行。若溶劑退火的氛圍溫度高于45℃,則形成于薄膜的凹凸構(gòu)造變鈍易于走樣。若為低于0℃的環(huán)境,則有機溶劑不易蒸發(fā),難以引起嵌段共聚物的相分離。

亦可對藉由所述溶劑退火處理獲得的薄膜的凹凸構(gòu)造實施加熱處理。由于藉由所述溶劑退火處理已形成凹凸構(gòu)造,故而該加熱處理使形成的凹凸構(gòu)造變得光滑,但并非必需。因某些原因,而有于所述溶劑退火處理后的凹凸構(gòu)造的表面的一部分產(chǎn)生突起的情形,或?qū)φ{(diào)整凹凸構(gòu)造的周期或高度的目的有效的情形。加熱溫度例如可設(shè)為構(gòu)成嵌段共聚物的聚合物片段的玻璃轉(zhuǎn)移溫度以上,例如可設(shè)為其等的均聚物的玻璃轉(zhuǎn)移溫度以上且高于玻璃轉(zhuǎn)移溫度70℃的溫度以下。加熱處理可使用烘箱等,于大氣氛圍下進行??捎谶M行溶劑退火處理之后,藉由利用UV或準分子UV等能量線照射的蝕刻或RIE(反應(yīng)性離子蝕刻)之類的干式蝕刻法而進行蝕刻。又,可進而進行加熱處理。

可于利用BCP熱退火法或BCP溶劑退火法等形成凹凸圖案的母模之后,利用電鑄法等形成進而轉(zhuǎn)印有凹凸圖案的金屬模具。最初,可利用無電解鍍敷、濺鍍、及蒸鍍等將用于電鑄處理的成為導(dǎo)電層的籽晶層形成于具有圖案的母模上。為了使后續(xù)電鑄步驟的電流密度均勻,固定藉由后續(xù)電鑄步驟堆積的金屬層的厚度,籽晶層的厚度可為10nm以上。作為籽晶層的材料,例如可使用鎳、銅、金、銀、鉑、鈦、鈷、錫、鋅、鉻、金-鈷合金、金-鎳合金、硼-鎳合金、焊料、銅-鎳-鉻合金、錫鎳合金、鎳-鈀合金、鎳-鈷-磷合金、及該等的合金等。其次,藉由電鑄(電場鍍敷)于籽晶層上堆積金屬層。金屬層的厚度例如可設(shè)為包含籽晶層的厚度在內(nèi)以整體計為10~3000μm的厚度。作為藉由電鑄而堆積的金屬層的材料,可使用可用作籽晶層的所述金屬種類的任一種。就向后續(xù)膜狀模具5的凹凸部5b的按壓、剝離及洗凈等處理的容易性而言,所形成的金屬層期望具有適度的硬度及厚度。

將以如上方式獲得的包含籽晶層的金屬層自具有凹凸構(gòu)造的母模剝離而獲得金屬基板。金屬層的剝離可物理性進行,亦可將形成圖案的材料使用溶解該等的有機溶劑例如甲苯、四氫呋喃(THF)、氯仿等進行溶解而除去。于將金屬基板自母模剝離時,可藉由洗凈而將殘留的材料成分除去。作為洗凈方法,可使用利用界面活性劑等的濕式洗凈、或者利用紫外線或電漿等的干式洗凈。又,例如可使用黏著劑或接著劑,將殘留的材料成分附著除去等。如此,獲得自母模轉(zhuǎn)印有圖案的金屬基板。

該金屬基板亦可使凹凸圖案為外側(cè)形成輥狀。藉此,如圖7所示,獲得沿外周緣形成有凹凸部8a的圓筒狀的金屬模具8。此處,形成于凹凸部8a的凹凸圖案如上所述,是藉由利用BCP熱退火法或BCP溶劑退火法等進行的嵌段共聚物的微相分離而形成的凹凸圖案,且是對應(yīng)于光學(xué)基板1的凹凸構(gòu)造層3所形成的凹凸形狀的凹凸圖案。再者,于圖7中,省略凹凸部8a所形成的凹凸圖案的詳細圖標。

繼而,對藉由轉(zhuǎn)印金屬模具8的凹凸圖案而制作膜狀模具5的方法進行說明。于將硬化性樹脂涂布于基板部5a并于基板部5a上形成樹脂層(成為凹凸部5b的部分)后,將金屬模具8的凹凸部8a按壓于樹脂層并使樹脂層硬化。此處,作為硬化性樹脂,例如可使用環(huán)氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧雜環(huán)丁烷系、氨基甲酸乙酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、酚系、交聯(lián)型液晶系、氟系、硅酮系等各種樹脂。作為將硬化性樹脂涂布于基板部5a的方法,例如可采用旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法、浸漬涂布法、滴加法、凹版印刷法、網(wǎng)版印刷法、凸版印刷法、模嘴涂布法、簾幕式涂布法、噴墨法、濺鍍法等各種涂布方法。進而,作為使硬化性樹脂硬化的條件,根據(jù)所使用的樹脂的種類而有所不同,例如,硬化溫度可為室溫~250℃的范圍內(nèi),硬化時間可為0.5分鐘~3小時的范圍內(nèi)。又,亦可為藉由照射如紫外線或電子束之類的能量線而硬化的方法,于該情形時,照射量可為20mJ/cm2~5J/cm2的范圍內(nèi)。

繼而,自硬化后的樹脂層取下金屬模具8。作為取下金屬模具8的方法,并不限定于機械性剝離法,可采用公知的方法。以如此方式,獲得于基板部5a上具有形成有凹凸的凹凸部5b的膜狀模具5。該膜狀模具5亦可用作膜形態(tài)的光學(xué)基板。

如圖1(b)所示,于光學(xué)基板1中,可于凹凸構(gòu)造層3上形成被覆層9。藉此,制造以凹凸構(gòu)造層3的凹凸深度的標準偏差的25~150%的范圍內(nèi)的膜厚形成被覆層9的光學(xué)基板20。根據(jù)光學(xué)基板20,于凹凸構(gòu)造層3的表面具有異物或缺陷的情形時,可利用被覆層9被覆該等。使用如此般形成有被覆層9的光學(xué)基板20作為有機EL元件用的基板的情形時,可具有良好的光提取效率,并且可有效抑制有機EL元件的漏電流。因此,形成有被覆層9的光學(xué)基板20作為用于有機EL元件等各種器件的構(gòu)件是有效的。

作為被覆層9的材料(被覆材料),可使用用于凹凸構(gòu)造層3的材料或與基底材料層4同樣的溶膠凝膠材料或聚硅氮烷、硬化性樹脂等。

作為被覆材料,可使用TiO2、ZnO、ZnS、ZrO、BaTiO3、SrTiO2等無機材料。其中,根據(jù)成膜性或折射率的關(guān)系,可使用TiO2。被覆層9可利用任意方法形成,可使用涂布溶膠凝膠材料的溶液使其凝膠化的方法、涂布無機微粒子分散液并使其干燥的方法、液相堆積法(LPD:Liquid Phase Deposition)等。于使用TiO2的分散液的情形時,可使用利用旋轉(zhuǎn)涂布等涂布使用鈦的烷氧化物或有機化合物的溶膠凝膠溶液,對其干燥加熱而使其凝膠化的溶膠凝膠法。

又,亦可使用硅烷偶合劑作為被覆材料。藉此,于使用具有凹凸構(gòu)造層3的光學(xué)基板20制造有機EL元件的情形時,可提高被覆層9與形成于其上的電極等層之間的密接性,可提高有機EL元件的制造步驟中的洗凈步驟或高溫處理步驟中的耐性。用于被覆層9的硅烷偶合劑的種類并無特別限制。作為此種硅烷偶合劑,例如可使用RSiX3所示的有機化合物。R為包含選自乙烯基、縮水甘油氧基、丙烯酰基、甲基丙烯?;被皫€基中的至少1種的有機官能基,X為鹵素元素或烷氧基。作為涂布硅烷偶合劑的方法,例如可采用旋轉(zhuǎn)涂布法、噴涂法、浸漬涂布法、滴加法、凹版印刷法、網(wǎng)版印刷法、凸版印刷法、模嘴涂布法、簾幕式涂布法、噴墨法、濺鍍法等各種涂布方法。其后,根據(jù)各材料,于適當?shù)臈l件下使其干燥,藉此可獲得硬化的膜。例如,可于100~150℃加熱干燥15~90分鐘。

又,可于被覆層9的表面實施疏水化處理。疏水化處理的方法只要使用已知的方法即可,例如,若被覆層9的表面為二氧化硅表面,則可利用二甲基二氯硅烷、三甲基烷氧基硅烷等進行疏水化處理,亦可使用利用六甲基二硅氮烷等三甲基硅烷基化劑與硅酮油進行疏水化處理的方法,亦可使用利用超臨界二氧化碳的金屬氧化物粉末的表面處理方法。藉由使被覆層9的表面為疏水性,而于將光學(xué)基板20用于有機EL元件等器件的制造的情形時,可于制造步驟中容易自光學(xué)基板20除去水分。藉此,可防止有機EL元件中產(chǎn)生暗點之類的缺陷、或防止器件的劣化。

基底材料及/或被覆材料可為于無機材料或硬化性樹脂材料中含有紫外線吸收材料者。紫外線吸收材料具有藉由吸收紫外線將光能轉(zhuǎn)換為如熱的無害形態(tài)而抑制膜的劣化的作用。作為紫外線吸收劑,可使用先前以來公知者,例如可使用苯并三唑系吸收劑、三嗪系吸收劑、水楊酸衍生物系吸收劑、二苯甲酮系吸收劑等。

[有機EL元件]

圖8(a)是模式性表示使用光學(xué)基板1作為衍射光柵基板的有機EL元件(發(fā)光元件)的一例(有機EL元件100)的剖視圖。圖8(b)是模式性表示使用光學(xué)基板20作為衍射光柵基板的有機EL元件(發(fā)光元件)的一例(有機EL元件200)的剖視圖。

作為積層有機層11的方法,可適當采用蒸鍍法、濺鍍法、旋轉(zhuǎn)涂布法、模嘴涂布法等公知的方法。如圖8(a)所示,有機EL元件100是以形成于凹凸構(gòu)造層3的表面的凹凸形狀于各層中得以維持的方式依序積層支持基板2、凹凸構(gòu)造層3、第一電極10、有機層11、第二電極12而形成。

另一方面,如圖8(b)所示,于利用先前公知的涂布法于凹凸構(gòu)造層3上形成被覆層9的情形時,由于凹凸構(gòu)造層3的表面的凹部容易積存用以形成被覆層9的液體,故而被覆層9的形狀成為較凹凸構(gòu)造層3的凹凸形狀平緩的凹凸形狀。并且,形成于被覆層9上的第一電極10、有機層11、第二電極12是以形成于被覆層9的表面的凹凸形狀于各層中得以維持的方式而形成。

然而,于所述的任一情形時,有機層11的表面可以較形成于凹凸構(gòu)造層3或被覆層9的表面的凹凸圖案平緩的形狀形成。又,其表面亦可為平坦。同樣,積層于有機層11上的第二電極12的表面可以較形成于有機層11的凹凸圖案平緩的形狀形成,亦可為平坦。例如,于有機層11利用先前公知的涂布法形成的情形時,有機層11的形狀成為較第一電極10的凹凸形狀進而平緩的凹凸形狀。

第一電極10使來自形成于其上的有機層11的光透射至光學(xué)基板1側(cè),故而具有透射性。因此,亦稱為透明電極。作為電極材料,例如使用氧化銦、氧化鋅、氧化錫、及作為該等的複合體的銦-錫-氧化物(ITO)、金、鉑、銀、銅。該等之中,就透明性與導(dǎo)電性的觀點而言,可使用ITO。有機層11只要可用于有機EL元件的有機層,則無特別限制,可適當利用公知的有機層。作為第二電極12的材料,可適當使用功函數(shù)小的物質(zhì),并無特別限定,例如可列舉:鋁、MgAg、MgIn、AlLi。

圖9表示有機EL元件100的變化形態(tài)(有機EL元件300)。該有機EL元件300使用于支持基板2的外側(cè)面(與形成有凹凸構(gòu)造層3的面相反側(cè)的面)設(shè)置有光學(xué)功能層13的光學(xué)基板30作為衍射光柵。藉由設(shè)置此種光學(xué)功能層13,可抑制通過支持基板2內(nèi)的光于支持基板2(包含光學(xué)功能層13)與空氣的界面進行全反射,可提高光提取效率。作為光學(xué)功能層13,例如可采用半球透鏡、波浪形(corrugate)構(gòu)造透鏡(日本特開2011-243308中記載的微透鏡)。光學(xué)功能層13只要為可用于有機EL元件300的光的提取者,則無特別限制,可使用具有可控制光的折射、或聚光、擴散(散射)、衍射、反射等將光取出至元件外側(cè)的構(gòu)造的任意光學(xué)構(gòu)件。作為光學(xué)功能層13,例如可使用如半球透鏡之類的凸透鏡、凹透鏡、棱鏡透鏡、圓柱狀透鏡、雙凸(lenticular)型透鏡、可利用與制造所述光學(xué)基板1同樣的方法形成的由波浪形構(gòu)造的凹凸層構(gòu)成的微透鏡等各種透鏡構(gòu)件。又,作為光學(xué)功能層13,可使用將擴散材料混練至透明體而成的擴散片、擴散板,亦可使用于表面具有凹凸構(gòu)造的擴散片、擴散板、衍射光柵、具有抗反射功能的構(gòu)件等。該等之中,就可更有效率地提取光而言,可使用透鏡構(gòu)件。又,作為此種透鏡構(gòu)件,可使用多個透鏡構(gòu)件,于該情形時,可排列微細的透鏡構(gòu)件,形成所謂微透鏡(陣列)。光學(xué)功能層13亦可使用市售品。

又,作為此種用以將光提取至外部的光學(xué)功能層13,可根據(jù)有機EL元件的用途或尺寸、構(gòu)成等使用各種尺寸及形狀者,就抑制空氣與外側(cè)提取構(gòu)造的界面的反射的觀點而言,可使用半球透鏡及可利用與下述制造衍射光柵基板的方法同樣的方法形成的由波浪形構(gòu)造的凹凸層構(gòu)成的微透鏡。進而,于不重視有機EL元件的厚度(較厚亦可)的情形時,可使用半球透鏡作為光學(xué)功能層13。又,于重視厚度(較佳為較薄)的情形時,可使用所述由波浪形構(gòu)造的凹凸層構(gòu)成的微透鏡或菲涅耳透鏡(Fresnel lens)作為光學(xué)功能層13。再者,光學(xué)功能層13主要以作為控制光的折射的透鏡的角色而使用,但并不限于此,亦可用作目的在于賦予光的聚光或擴散(散射)、衍射、抗反射等各種光學(xué)特性的層。

此種光學(xué)功能層13的材質(zhì)并無特別限制,可使用由任意材質(zhì)構(gòu)成的光學(xué)構(gòu)件。光學(xué)功能層13例如可使用玻璃等透明無機材料、由聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、纖維素系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚醚砜系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂等之類的透明聚合物等構(gòu)成的透明樹脂材料等。又,為了抑制有機EL元件與光學(xué)功能層13之間的反射,光學(xué)功能層13亦可以于有機EL元件與光學(xué)功能層13之間不混入空氣的方式,經(jīng)由黏著劑層及/或接著劑層而積層于支持基板2上。

進而,就提高其表面的耐摩擦性或耐損傷性的觀點而言,光學(xué)功能層13于光學(xué)構(gòu)件的表面上(于使用如上所述的由凹凸層構(gòu)成的微透鏡作為光學(xué)功能層13的情形時,為形成有凹凸形狀的表面上)可積層保護層。作為此種保護層,可使用透明膜或透明無機蒸鍍層。作為此種透明膜,并無特別限制,可使用任意透明膜,例如可列舉:由聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯系樹脂、纖維素系樹脂、乙酸酯系樹脂、聚醚砜系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂等之類的透明聚合物構(gòu)成的膜。又,此種透明膜可于一面形成黏著劑層或接著劑層,貼合于光學(xué)構(gòu)件的表面上而使用(再者,于使用如上所述的由凹凸層構(gòu)成的微透鏡作為光學(xué)功能層13的情形時,可以于凸部間形成空間的方式貼合透明膜)。作為此種黏著劑或接著劑,例如可使用丙烯酸系黏著劑、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、天然橡膠系黏著劑、聚異丁烯、丁基橡膠、苯乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等合成橡膠系黏著劑、聚氨基甲酸乙酯系黏著劑、聚酯系黏著劑。

又,于積層無機蒸鍍層作為所述保護層的情形時,可適當利用可藉由蒸鍍法而形成透明的無機層的公知的金屬材料,例如可列舉Sn、In、Te、Ti、Fe、Co、Zn、Ge、Pb、Cd、Bi、Se、Ga、Rb等金屬的氧化物、氮化物、硫化物等。又,作為此種金屬材料,就可充分防止因氧化引起的劣化的觀點而言,可較佳地使用TiO2,又,就可廉價獲得高亮度的觀點而言,可較佳使用ZnS。又,作為形成此種無機蒸鍍層的方法,并無特別限制,可使用任意的物理蒸鍍裝置而適當制造。

以上,對將光學(xué)基板1、20用作衍射光柵基板的有機EL元件100、200,及將光學(xué)基板30用作衍射光柵基板的底部發(fā)光(bottom emission)型有機EL元件200進行說明。然而,光學(xué)基板1、20、30的用途并不限定于底部發(fā)光型有機EL元件的衍射光柵基板。光學(xué)基板1、20、30例如亦可應(yīng)用于頂部發(fā)光(top emission)型有機EL元件、LED、LEC、ECL、太陽電池、微透鏡陣列、棱鏡陣列、光波導(dǎo)等光學(xué)元件、透鏡等光學(xué)零件、抗反射膜、視角改善膜、半導(dǎo)體芯片、圖案媒體(patterned media)、數(shù)據(jù)儲存、電子紙、LSI等的制造、防霧用基板、撥水基板、親水基板、防污基板、抗菌基板、滑動基板(slip substrate)、電傳路徑的低電阻基板、造紙、食品制造、免疫分析芯片、及細胞培養(yǎng)片等生物領(lǐng)域等的用途中所使用的基板。又,光學(xué)基板1、20、30例如亦可應(yīng)用于各種電子器件、尤其半導(dǎo)體集成電路、平面屏幕(flat screen)、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)、傳感器元件、光盤、高密度內(nèi)存盤片等磁性記錄媒體、衍射光柵或凸紋全息圖(relief hologram)等光學(xué)零件、奈米器件、光學(xué)器件、用于平板顯示器制作的光學(xué)膜或偏光元件、液晶顯示器的薄膜晶體管、有機晶體管、彩色濾光片、保護層(over-coating layer)、柱材、液晶配向用的肋材、微透鏡陣列、免疫分析芯片、DNA分離芯片、微反應(yīng)器、奈米生物器件、光波導(dǎo)、光學(xué)過濾器、光子液晶(參照日本特開2013-46003)等。

又,于凹凸構(gòu)造層3的凸部的寬度為固定的情形時,自金屬模具8向膜狀模具5轉(zhuǎn)印凹凸圖案及自膜狀模具5向凹凸構(gòu)造層3轉(zhuǎn)印凹凸圖案時,可期待降低形狀走樣,穩(wěn)定地進行凹凸圖案的轉(zhuǎn)印。又,于將形成于金屬模具8的凹凸部8a的凹凸圖案轉(zhuǎn)印于膜狀模具5時,可期待可降低涂附于膜狀模具5的基板部5a上的樹脂對金屬模具8的凹凸部8a的堵塞,抑制金屬模具8的劣化。又,于將形成于膜狀模具5的凹凸部5b的凹凸圖案轉(zhuǎn)印于光學(xué)基板1時,可期待可降低涂附于支持基板2上的基底材料層4對膜狀模具5的凹凸部5b的堵塞,抑制膜狀模具5的劣化。

[使用實施例及比較例的光學(xué)基板的有機EL元件的特性的評價]

其次,關(guān)于分別使用本實施形態(tài)的實施例的光學(xué)基板及比較例的光學(xué)基板作為衍射光柵基板的有機EL元件,對測定、評價電流效率及漏電流的結(jié)果進行說明。

使用上述說明的制造方法,于分別不同的制作條件下制作六個樣品,使用AFM獲得任意測定區(qū)域的俯視分析圖像及FFT像(參照圖9~圖14)。并且,分別測定凸部的寬度的平均值(nm)、凸部的寬度的標準偏差(nm)、凸部的寬度的變異系數(shù)、直線區(qū)間的比率(%)、及凹凸深度的標準偏差(nm)。

(實施例1)

關(guān)于該樣品,制作衍射光柵基板(具有凹凸構(gòu)造層的光學(xué)基板),繼而使用該衍射光柵基板而制造有機EL元件。

<膜模具的制作>

首先,為了制作衍射光柵基板,使用BCP溶劑退火法制作具有凹凸表面的膜模具M-1。準備如下所述的由聚苯乙烯(以下適當簡稱為「PS」)及聚甲基丙烯酸甲酯(以下適當簡稱為「PMMA」)構(gòu)成的由Polymer Source公司制造的嵌段共聚物。

PS片段的Mn=750,000、

PMMA片段的Mn=720,000、

嵌段共聚物的Mn=1,470,000、

PS片段與PMMA片段的體積比(PS:PMMA)=54:46、

分子量分布(Mw/Mn)=1.21、PS片段的Tg=107℃、

PMMA片段的Tg=134℃

嵌段共聚物的PS片段及PMMA片段的體積比(PS片段:PMMA片段)是將聚苯乙烯的密度設(shè)為1.05g/cm3、聚甲基丙烯酸甲酯的密度設(shè)為1.19g/cm3而算出。聚合物片段或聚合物的數(shù)量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)是使用凝膠滲透層析法(東曹(股)制造,型號「GPC-8020」,串聯(lián)連接TSK-GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000及SuperH4000而成者)而測定。聚合物片段的玻璃轉(zhuǎn)移點(Tg)是使用示差掃描熱量計(Perkin-Elmer公司制造,制品名「DSC7」),對0~200℃的溫度范圍以20℃/min的升溫速度進行升溫而測定。聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度參數(shù)分別為9.0及9.3(參照化學(xué)便覽應(yīng)用篇修定2版)。

于該嵌段共聚物210mg與作為聚環(huán)氧乙烷的52.5mg的由Aldrich制造的聚乙二醇2050(平均Mn=2050)中,以總量成為15g的方式添加甲苯使其溶解,制備嵌段共聚物溶液。

利用孔徑0.5μm的薄膜過濾器過濾該嵌段共聚物溶液,獲得嵌段共聚物溶液。將Shin-Etsu Silicones公司制造的KBM-5103 1g、離子交換水1g、乙酸0.1ml、異丙醇19g的混合溶液旋轉(zhuǎn)涂布于玻璃基板上(以旋轉(zhuǎn)速度500rpm進行10秒鐘后,繼續(xù)以800rpm進行45秒鐘)。于130℃進行15分鐘處理,獲得硅烷偶合處理玻璃。將所獲得的嵌段共聚物溶液藉由旋轉(zhuǎn)涂布以100~120nm的膜厚涂布于作為基材的硅烷偶合處理玻璃上。旋轉(zhuǎn)涂布是以旋轉(zhuǎn)速度200rpm進行10秒鐘后,繼續(xù)以300rpm進行30秒鐘。

繼而,將形成有薄膜的基材于預(yù)先充滿氯仿的蒸氣的干燥器中于室溫靜置24小時,藉此實施溶劑退火處理。干燥器(容量5L)內(nèi)設(shè)置有填充氯仿100g的螺旋瓶,干燥器內(nèi)的氛圍由飽和蒸氣壓的氯仿充滿。于溶劑退火處理后的薄膜的表面觀察到凹凸,可知構(gòu)成薄膜的嵌段共聚物發(fā)生微層分離。利用透射型電子顯微鏡(TEM)(日立公司制造的H-7100FA)觀察該薄膜的剖面,結(jié)果PS部分的圓形的剖面于與基板表面平行的方向相互隔離并且于垂直于基板表面的方向(高度方向)排列成二段,若一并考察原子力顯微鏡的分析圖像,則可知PS部分自PMMA部分相分離為水平圓柱構(gòu)造。形成PS部分成為核心(島),其周圍被PMMA部分(海)包圍的狀態(tài)。

藉由濺鍍于藉由所述溶劑退火處理而波形化的薄膜的表面形成20nm左右的薄鎳層作為電流籽晶層。繼而,將該附薄膜的基材放入氨基磺酸鎳浴中,于溫度50℃進行電鑄(最大電流密度0.05A/cm2)處理,使鎳析出直至厚度達到250μm。自以如此方式獲得的鎳電鑄體將附薄膜的基材機械性剝離。繼而,將鎳電鑄體浸漬放置于四氫呋喃溶劑中2小時,其后,涂布丙烯酸系UV硬化樹脂使其硬化,并將其剝離,重復(fù)該過程3次,藉此除去電鑄體的表面一部分附著的聚合物成分。其后,將鎳電鑄體浸漬于日本CB化學(xué)制造的Chemisol 2303中,一面于50℃攪拌2小時一面洗凈。其后,對鎳電鑄體實施UV臭氧處理10分鐘。

繼而,將鎳電鑄體浸漬于大金化成品銷售公司制造的HD-2101TH中約1分鐘,干燥之后,靜置一晩。第二天,將鎳電鑄體浸漬于大金化成品銷售公司制造的HDTH中進行約1分鐘超音波處理洗凈。如此,獲得經(jīng)脫模處理的鎳模具。

繼而,于PET基板(東洋紡制造,COSMOSHINE A-4100)上涂布氟系UV硬化性樹脂,一面按壓鎳模具一面以600mJ/cm2照射紫外線,藉此使氟系UV硬化性樹脂硬化。樹脂硬化后,自硬化后的樹脂剝離鎳模具。如此,獲得由轉(zhuǎn)印有鎳模具的表面形狀的附樹脂膜的PET基板構(gòu)成的膜模具M-1。

<凹凸構(gòu)造層的形成>

作為材料,于混合有乙醇24.3g、水2.15g及濃鹽酸0.0098g的液體中滴加添加四乙氧基硅烷(TEOS)3.74g及甲基三乙氧基硅烷(MTES)0.89g,于23℃、濕度45%攪拌2小時,獲得SiO2的溶膠凝膠材料溶液。將該溶膠凝膠材料溶液棒式涂布于10×10×0.07cm的無堿玻璃基板(日本電氣硝子公司制造,OA10GF)上,形成涂膜。使用刮刀(YOSHIMITSU SEIKI公司制造)作為棒式涂布機。該刮刀是以涂膜的膜厚成為5μm的方式設(shè)計,但于刮刀貼附厚度35μm的酰亞胺膠帶,將涂膜的膜厚調(diào)整為40μm。涂布溶膠凝膠材料溶液60秒之后,對于涂膜(基底材料層),使用加熱為80℃的按壓輥,將以所述方式制作的膜模具M-1一面按壓于玻璃板上的涂膜,一面旋轉(zhuǎn)移動。涂膜的按壓結(jié)束后,剝離膜模具M-1,繼而使用烘箱,于300℃加熱60分鐘進行正式煅燒。如此,轉(zhuǎn)印有膜模具M-1的凹凸圖案的凹凸構(gòu)造層形成于玻璃基板上。再者,按壓輥是于內(nèi)部具備加熱器,外周經(jīng)4mm厚的耐熱硅酮被覆的輥,使用輥徑φ為50mm、軸方向長度為350mm者。

關(guān)于該凹凸構(gòu)造層的凹凸圖案,對表面的凹凸形狀使用原子力顯微鏡(日立高新技術(shù)科學(xué)股份有限公司制造的附環(huán)境控制單元的掃描式探針顯微鏡「NanonaviII station/E-sweep」),獲得分析圖像。原子力顯微鏡的分析條件如下所述。

測定模式:動態(tài)力模式

懸臂:SI-DF40(材質(zhì):Si、桿寬:40μm、尖梢前端的直徑:10nm)

測定氛圍:大氣中

測定溫度:25℃

<凹凸的平均深度>

于凹凸構(gòu)造層的任意位置測定3μm見方(縱3μm、橫3μm)的測定區(qū)域,以所述方式求出凹凸分析圖像。測定該凹凸分析圖像中任意相互鄰接的凹部的底部及凸部的頂部于深度方向上的距離100點以上,算出其平均,設(shè)為凹凸的平均深度。該例中獲得的分析圖像中,凹凸構(gòu)造層的凹凸的平均深度為54nm。

<凹凸分析圖像的傅立葉變換像>

測定凹凸構(gòu)造層的任意3μm見方(縱3μm、橫3μm)的測定區(qū)域,以所述方式求出凹凸分析圖像。對所獲得的凹凸分析圖像實施包含1次傾斜修正的平坦處理之后,實施二維高速傅立葉變換處理,藉此獲得傅立葉變換像。如圖10(b)所示,確認以此種方式獲得的傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀花樣,且所述圓狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。

<凹凸的平均間距>

測定凹凸構(gòu)造層的任意3μm見方(縱3μm、橫3μm)的測定區(qū)域,以所述方式求出凹凸分析圖像。測定該凹凸分析圖像中任意相互相鄰的凸部的頂部彼此或相鄰的凹部的底部彼此的間隔100點以上,算出其平均,設(shè)為凹凸的平均間距。該例中獲得的分析圖像中,凹凸構(gòu)造層的凹凸的平均間距為338nm。

<凹凸深度分布的平均值>

測定凹凸構(gòu)造層的任意3μm見方(縱3μm、橫3μm)的測定區(qū)域,求出凹凸分析圖像。以奈米尺度分別求出此時測定區(qū)域內(nèi)的16384點(縱128點×橫128點)以上的測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù)。該實施例中使用的E-sweep是于3μm見方的測定區(qū)域內(nèi)進行65536點(縱256點×橫256點)的測定(以256×256像素的分辨率測定)。關(guān)于以此種方式測定的凹凸深度(nm),首先,求出全測定點中距基板的表面的高度最高的測定點P。并且,將包含該測定點P且與基板的表面平行的面設(shè)為基準面(水平面),求出距該基準面的深度的值(自測定點P的距基板的高度的值減去各測定點的距基板的高度所得的差量)作為凹凸深度的數(shù)據(jù)。再者,此種凹凸深度的數(shù)據(jù)可利用E-sweep中的軟件自動計算而求出,可利用此種自動計算而求出的值作為凹凸深度的數(shù)據(jù)。以如此方式求出各測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù)之后,凹凸深度分布的平均值(m)可藉由使用下述式(I)進行計算而求出。

[數(shù)1]

<mrow> <mi>m</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

[式(I)中,N表示測定點的總數(shù),xi表示第i測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù)。]

以該樣品獲得的凹凸構(gòu)造層的凹凸深度分布的平均值(m)為43.2nm。

<凹凸深度的標準偏差>

以與所述深度分布的平均值(m)的測定方法同樣的方式對凹凸構(gòu)造層的3μm見方的測定區(qū)域內(nèi)的16384點(縱128點×橫128點)以上的測定點求出凹凸深度的數(shù)據(jù)。于該例中,采用65536點(縱256點×橫256點)的測定點。其后,根據(jù)各測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù),計算凹凸深度分布的平均值(m)與凹凸深度的標準偏差(σ)。再者,平均值(m)如上所述,可計算所述式(I)而求出。另一方面,凹凸深度的標準偏差(σ)可藉由使用下述式(II)進行計算而求出。

[數(shù)2]

<mrow> <mi>&sigma;</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>N</mi> </mfrac> <munderover> <mo>&Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>-</mo> <mi>m</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mi>I</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

[式(II)中,N表示測定點的總數(shù)(總像素數(shù)),xi表示第i測定點的凹凸深度的數(shù)據(jù),m表示凹凸深度分布的平均值。]

以該樣品獲得的凹凸構(gòu)造層的凹凸深度的標準偏差(σ)為20.2nm。<凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)>

將凹凸深度為凹凸深度分布的平均值以上的區(qū)域設(shè)為凸部,將凹凸深度未達凹凸深度分布的平均值的區(qū)域設(shè)為凹部,以用白色顯示凸部,用黑色顯示凹部的方式對凹凸分析圖像進行處理,藉此獲得圖10(a)所示的俯視分析圖像(黑白圖像)。自該俯視分析圖像的凸部中選擇任意100個以上的部位,對各個部位測定相對于凸部的延伸方向于俯視上大致正交的方向的自凸部的交界至相反側(cè)的交界的長度。再者,如上所述,凸部分支的位置的值自測定值除外。藉由求出如此測定的長度的算術(shù)平均,而算出凸部的寬度的平均值。該例中獲得的凸部的寬度的平均值為162.5nm。又,凸部的寬度的標準偏差為24.4nm。進而,藉由將凸部的寬度的標準偏差除以凸部的寬度的平均值,而算出凸部的寬度的變異系數(shù)(凸部的寬度的標準偏差/凸部的寬度的平均值)。確認該樣品的凸部的寬度的變異系數(shù)為0.15,滿足寬度條件。

<第一定義方法中的直線區(qū)間的比率>

對于圖10(a)所示的俯視分析圖像,藉由所述順序(順序1-1~順序1-6)算出曲線區(qū)間的第一定義方法中的直線區(qū)間的比率。該樣品的第一定義方法中的直線區(qū)間的比率為84.0%,確認第一定義方法中滿足直線條件。

<第二定義方法中的直線區(qū)間的比率>

對于圖10(a)所示的俯視分析圖像,藉由所述順序(順序2-1~順序2-6)算出曲線區(qū)間的第二定義方法中的直線區(qū)間的比率。該樣品的第二定義方法中的直線區(qū)間的比率為92.5%,確認第二定義方法中滿足直線條件。

如上所述,該樣品滿足寬度條件及直線條件,故而可認為是本實施形態(tài)的實施例(實施例1)。

<有機EL元件的制作>

其次,于具備所述獲得的凹凸圖案層的衍射光柵基板上,藉由濺鍍法,以厚度120nm成膜ITO,繼而,利用蒸鍍法分別積層電洞傳輸層(4,4',4″三(9-咔唑)三苯基胺,厚度:35nm)、發(fā)光層(摻雜有三(2-苯基吡啶)合銥(III)錯合物的4,4',4″三(9-咔唑)三苯基胺,厚度15nm;摻雜有三(2-苯基吡啶)合銥(III)錯合物的1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯,厚度15nm)、電子傳輸層(1,3,5-三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯,厚度:65nm)作為有機層。進而,蒸鍍氟化鋰層(厚度:1.5nm)、金屬電極(鋁,厚度:50nm)。如此,如圖8所示,獲得于支持基板2上分別形成有凹凸構(gòu)造層3、被覆層9、第一電極10、有機層11、及作為第二電極12的金屬電極的有機EL元件。

再者,圖16的表中分別表示關(guān)于實施例1中獲得的有機EL元件的凹凸構(gòu)造層的各測定值(凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)、測定區(qū)域的1邊的長度、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率、及凹凸深度的標準偏差)。

(實施例2)

<膜模具的制作>

首先,為了制作衍射光柵基板,使用BCP溶劑退火法制作具有凹凸表面的膜模具M-2。為了制作膜模具M-2,準備如下所述的由聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯構(gòu)成的由Polymer Source公司制造的嵌段共聚物。并且,于該嵌段共聚物225mg與作為聚環(huán)氧乙烷的56.3mg的由Aldrich制造的聚乙二醇2050中,以總量成為15g的方式添加甲苯使其溶解,制備嵌段共聚物溶液。并且,將該嵌段共聚物溶液以100~120nm的膜厚涂布于基材上。關(guān)于所述以外的操作,藉由與實施例1中制作的膜模具M-1同樣的方法及條件制作膜模具M-2。

PS片段的Mn=590,000、

PMMA片段的Mn=570,000、

嵌段共聚物的Mn=1,160,000、

PS片段與PMMA片段的體積比(PS:PMMA)=54:46、

分子量分布(Mw/Mn)=1.25、PS片段的Tg=107℃、

PMMA片段的Tg=134℃

<凹凸構(gòu)造層的形成>

除使用膜模具M-2代替膜模具M-1以外,以與實施例1同樣的方式形成凹凸構(gòu)造層。

<測定結(jié)果>

以與實施例1同樣的方式,獲得凹凸分析圖像、凹凸分析圖像的傅立葉變換像(參照圖11(b))、及俯視分析圖像(參照圖11(a))。該凹凸分析圖像中,凹凸的平均深度為95nm。又,如圖11(b)所示,確認凹凸分析圖像的傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀花樣,且所述圓狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。又,根據(jù)凹凸分析圖像及圖11(a)所示的俯視分析圖像,確認凹凸的平均間距為305nm、凹凸深度分布的平均值(m)為57.3nm、凹凸深度的標準偏差為31.7nm、凸部的寬度的平均值為148.8nm、凸部的寬度的標準偏差為15.8nm、凸部的寬度的變異系數(shù)為0.11、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率為88.4%、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率為92.2%。即,該樣品滿足寬度條件并且第一及第二定義方法中任一者均滿足直線條件,故而可認為是本實施形態(tài)的實施例(實施例2)。

<有機EL元件的制作>

使用具備所述獲得的凹凸構(gòu)造層的衍射光柵基板,以與實施例1同樣的方式制作有機EL元件。再者,圖16的表中分別表示關(guān)于實施例2中獲得的有機EL元件的凹凸構(gòu)造層的各測定值(凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)、測定區(qū)域的1邊的長度、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率、及凹凸深度的標準偏差)。

(實施例3)

<膜模具的制作>

首先,為了制作衍射光柵基板,使用BCP溶劑退火法制作具有凹凸表面的膜模具M-3。為了制作膜模具M-3,準備如下所述的由聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯構(gòu)成的由Polymer Source公司制造的嵌段共聚物。并且,于該嵌段共聚物225mg與作為聚環(huán)氧乙烷的56.3mg的由Aldrich制造的聚乙二醇2050中,以總量成為15g的方式添加甲苯使其溶解,制備嵌段共聚物溶液。并且,將該嵌段共聚物溶液以140~160nm的膜厚涂布于基材上。關(guān)于所述以外的操作,藉由與實施例1中制作的膜模具M-1同樣的方法及條件制作膜模具M-3。

PS片段的Mn=680,000、

PMMA片段的Mn=580,000、

嵌段共聚物的Mn=1,260,000、

PS片段與PMMA片段的體積比(PS:PMMA)=57:43、

分子量分布(Mw/Mn)=1.28、PS片段的Tg=107℃、

PMMA片段的Tg=134℃

<凹凸構(gòu)造層的形成>

除使用膜模具M-3代替膜模具M-1以外,以與實施例1同樣的方式形成凹凸構(gòu)造層。

<測定結(jié)果>

以與實施例1同樣的方式,獲得凹凸分析圖像、凹凸分析圖像的傅立葉變換像(參照圖12(b))、及俯視分析圖像(參照圖12(a))。其中,測定10μm見方(縱10μm、橫10μm)的測定區(qū)域,求出凹凸分析圖像。該凹凸分析圖像中,凹凸的平均深度為91nm。又,如圖11(b)所示,確認凹凸分析圖像的傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀花樣,且所述圓狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。又,根據(jù)凹凸分析圖像及圖12(a)所示的俯視分析圖像,確認凹凸的平均間距為562nm、凹凸深度分布的平均值(m)為62.5nm、凹凸深度的標準偏差為29.7nm、凸部的寬度的平均值為251.2nm、凸部的寬度的標準偏差為48.8nm、凸部的寬度的變異系數(shù)為0.19、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率為76.2%、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率為81.2%。即,該樣品滿足寬度條件并且于第一及第二定義方法的任一者中均滿足直線條件,故而可認為是本實施形態(tài)的實施例(實施例3)。

<有機EL元件的制作>

使用具備所述獲得的凹凸構(gòu)造層的衍射光柵基板,以與實施例1同樣的方式制作有機EL元件。再者,圖16的表中分別表示關(guān)于實施例3中獲得的有機EL元件的凹凸構(gòu)造層的各測定值(凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)、測定區(qū)域的1邊的長度、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率、及凹凸深度的標準偏差)。

(實施例4)

<膜模具的制作>

首先,為了制作衍射光柵基板,使用BCP溶劑退火法制作具有凹凸表面的膜模具M-4。為了制作膜模具M-4,準備如下所述的由聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯構(gòu)成的由Polymer Source公司制造的嵌段共聚物。并且,于該嵌段共聚物240mg與作為聚環(huán)氧乙烷的60.0mg的由Aldrich制造的聚乙二醇2050中,以總量成為15g的方式添加甲苯使其溶解,制備嵌段共聚物溶液。并且,將該嵌段共聚物溶液以170~190nm的膜厚涂布于基材上。關(guān)于所述以外的操作,藉由與實施例1中制作的膜模具M-1同樣的方法及條件制作膜模具M-4。

PS片段的Mn=900,000、

PMMA片段的Mn=800,000、

嵌段共聚物的Mn=1,700,000、

PS片段與PMMA片段的體積比(PS:PMMA)=55:45、

分子量分布(Mw/Mn)=1.26、PS片段的Tg=107℃、

PMMA片段的Tg=134℃

<凹凸構(gòu)造層的形成>

除使用膜模具M-4代替膜模具M-3以外,以與實施例3同樣的方式形成凹凸構(gòu)造層。

<測定結(jié)果>

以與實施例3同樣的方式,獲得凹凸分析圖像、凹凸分析圖像的傅立葉變換像(參照圖13(b))、及俯視分析圖像(參照圖13(a))。該凹凸分析圖像中,凹凸的平均深度為138nm。又,如圖13(b)所示,確認凹凸分析圖像的傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀花樣,且所述圓狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。又,根據(jù)凹凸分析圖像及圖13(a)所示的俯視分析圖像,確認凹凸的平均間距為767nm、凹凸深度分布的平均值(m)為78.9nm、凹凸深度的標準偏差為46.7nm、凸部的寬度的平均值為370.9nm、凸部的寬度的標準偏差為54.5nm、凸部的寬度的變異系數(shù)為0.15、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率為78.5%、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率為79.7%。即,該樣品滿足寬度條件并且于第一及第二定義方法的任一者中均滿足直線條件,故而可認為是本實施形態(tài)的實施例(實施例4)。

<有機EL元件的制作>

使用具備所述獲得的凹凸構(gòu)造層的衍射光柵基板,以與實施例1同樣的方式制作有機EL元件。再者,圖16的表中分別表示關(guān)于實施例4中獲得的有機EL元件的凹凸構(gòu)造層的各測定值(凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)、測定區(qū)域的1邊的長度、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率、及凹凸深度的標準偏差)。

(比較例1)

<膜模具的制作>

首先,利用旋轉(zhuǎn)涂布法于基材(材質(zhì):玻璃)上涂布硅酮系聚合物[硅酮橡膠(瓦克化學(xué)公司制造,制品名「Elastosil RT601」)90質(zhì)量%與硬化劑10質(zhì)量%的混合樹脂組合物],于100℃加熱1小時,使其硬化,形成硅酮系聚合物膜。

繼而,藉由蒸鍍法,于溫度為100℃、壓力為1×10-3Pa的條件下,于硅酮系聚合物膜上形成鋁蒸鍍膜(厚度:10nm),其后,將鋁蒸鍍膜用30分鐘冷卻至室溫(25℃)之后,使壓力恢復(fù)至大氣壓(1.013×105Pa)。于形成于硅酮系聚合物膜上的鋁蒸鍍膜的表面形成凹凸。繼而,利用滴加法于鋁蒸鍍膜上涂布硅酮系聚合物[硅酮橡膠(瓦克化學(xué)公司制造,制品名「Elastosil RT601」)90質(zhì)量%與硬化劑10質(zhì)量%的混合樹脂組合物],于100℃加熱1小時,使其硬化之后,自鋁蒸鍍膜取下,獲得母模(M-5A)。

并且,利用蒸鍍法,于溫度為100℃、壓力為1×10-3Pa的條件下,于表面形成有凹凸的母模(M-5A)上形成鋁蒸鍍膜(厚度:10nm),其后,將鋁蒸鍍膜用30分鐘冷卻至室溫(25℃)之后,使壓力恢復(fù)至大氣壓(1.013×105Pa)。于形成于母模(M-5A)上的鋁蒸鍍膜的表面形成凹凸。繼而,利用滴加法于鋁蒸鍍膜上涂布硅酮系聚合物[硅酮橡膠(瓦克化學(xué)公司制造,制品名「Elastosil RT601」)90質(zhì)量%與硬化劑10質(zhì)量%的混合樹脂組合物],于100℃加熱1小時,使其硬化之后,自鋁蒸鍍膜取下,獲得母模(M-5B)。進而,利用蒸鍍法,于溫度為100℃、壓力為1×10-3Pa的條件下,于表面形成有凹凸的母模(M-5B)上形成鋁蒸鍍膜(厚度:10nm),其后,將鋁蒸鍍膜用30分鐘冷卻至室溫(25℃)之后,使壓力恢復(fù)至大氣壓(1.013×105Pa)。于形成于母模(M-5B)上的鋁蒸鍍膜的表面形成凹凸。繼而,利用滴加法于鋁蒸鍍膜上涂布硅酮系聚合物[硅酮橡膠(瓦克化學(xué)公司制造,制品名「Elastosil RT601」)90質(zhì)量%與硬化劑10質(zhì)量%的混合樹脂組合物],于100℃加熱1小時,使其硬化之后,自鋁蒸鍍膜取出,獲得母模(M-5C)。

其次,準備玻璃基板(Matsunami公司制造,制品名「Micro slide glass」)及硬化性樹脂(Norland Optical Adhesive公司制造,制品名「NOA81」),于玻璃基板上涂布硬化性樹脂,其后,按壓母模(M-5C)并且對硬化性樹脂照射紫外線1小時,使其硬化。其后,自硬化后的硬化樹脂層取下母模(M-5C),獲得將形成有凹凸的硬化樹脂層形成于玻璃基板上的母模(M-5D)。對該母模(M-5D)進行與實施例1同樣的操作,藉此獲得Ni電鑄體(M-5E),繼而獲得膜模具(M-5F)。

<凹凸構(gòu)造層的形成>

除使用膜模具M-5F代替膜模具M-1以外,以與實施例1同樣的方式形成凹凸構(gòu)造層。

<測定結(jié)果>

以與實施例1同樣的方式,獲得凹凸分析圖像、凹凸分析圖像的傅立葉變換像(參照圖14(b))、及俯視分析圖像(參照圖14(a))。該凹凸分析圖像中,凹凸的平均深度為59nm。又,如圖14(b)所示,確認凹凸分析圖像的傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀花樣,且所述圓狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。又,根據(jù)凹凸分析圖像及圖14(a)所示的俯視分析圖像,確認凹凸的平均間距為372nm、凹凸深度分布的平均值(m)為46.5nm、凹凸深度的標準偏差為19.8nm、凸部的寬度的平均值為146.3nm、凸部的寬度的標準偏差為51.4nm、凸部的寬度的變異系數(shù)為0.35、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率為47.4%、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率為56.8%。即,該樣品不滿足寬度條件,于第一及第二定義方法的任一者中均不滿足直線條件,故而可認為是本實施形態(tài)的比較例(比較例1)。

<有機EL元件的制作>

使用具備所述獲得的凹凸構(gòu)造層的衍射光柵基板,以與實施例1同樣的方式制作有機EL元件。再者,圖16的表中分別表示關(guān)于比較例1中獲得的有機EL元件的凹凸構(gòu)造層的各測定值(凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)、測定區(qū)域的1邊的長度、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率、及凹凸深度的標準偏差)。

(比較例2)

<膜模具的制作>

首先,為了制作衍射光柵基板,利用使用硅酮橡膠的方法制作具有凹凸表面的膜模具。除將形成于硅酮系聚合物膜上的鋁蒸鍍膜的厚度設(shè)為30nm而非10nm以外,藉由與比較例1中制作的膜模具M-5F同樣的方法及條件制作膜模具M-6。

<凹凸構(gòu)造層的形成>

除使用膜模具M-6代替膜模具M-3以外,以與實施例3同樣的方式形成凹凸構(gòu)造層。

<測定結(jié)果>

以與實施例3同樣的方式,獲得凹凸分析圖像、凹凸分析圖像的傅立葉變換像(參照圖15(b))、及俯視分析圖像(參照圖15(a))。該凹凸分析圖像中,凹凸的平均深度為142nm。又,如圖15(b)所示,確認凹凸分析圖像的傅立葉變換像顯示以波數(shù)的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀花樣,且所述圓狀花樣存在于波數(shù)的絕對值成為10μm-1以下的范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)。又,根據(jù)凹凸分析圖像及圖15(a)所示的俯視分析圖像,確認凹凸的平均間距為784nm、凹凸深度分布的平均值(m)為81.6nm、凹凸深度的標準偏差為45.7nm、凸部的寬度的平均值為396.7nm、凸部的寬度的標準偏差為127.0nm、凸部的寬度的變異系數(shù)為0.32、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率為48.3%、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率為59.6%。即,該樣品不滿足寬度條件,于第一及第二定義方法的任一者中均不滿足直線條件,故而可認為是本實施形態(tài)的比較例(比較例2)。

<有機EL元件的制作>

使用具備所述獲得的凹凸構(gòu)造層的衍射光柵基板,以與實施例1同樣的方式制作有機EL元件。再者,圖16的表中分別表示關(guān)于比較例2中獲得的有機EL元件的凹凸構(gòu)造層的各測定值(凸部的寬度的平均值、凸部的寬度的標準偏差、凸部的寬度的變異系數(shù)、測定區(qū)域的1邊的長度、第一定義方法中的直線區(qū)間的比率、第二定義方法中的直線區(qū)間的比率、及凹凸深度的標準偏差)。

(電流效率的評價方法)

求出實施例1~4及比較例1、2的有機EL元件的亮度1000cd/m2下的電流效率,關(guān)于各有機EL元件的電流效率,分別算出相對于使用不具備凹凸構(gòu)造的平坦的原玻璃(raw glass)基板作為光學(xué)基板時的有機EL元件的電流效率的倍率。將結(jié)果示于圖16。倍率越高,表示電流效率越良好。圖16的表中,將倍率為1.1~1.3倍者表記為「C」、將1.3~1.5倍者表記為「B」、將大于1.5倍者表記為「A」。再者,電流效率是利用以下的方法而測定。對有機EL元件施加電壓,利用施加測定器(ADC股份有限公司制造,R6244)測定施加電壓V及流通于有機EL元件中的電流I,并利用Spectra Coop公司制造的全光束測定裝置測定全光束量L。根據(jù)如此獲得的施加電壓V、電流I及全光束量L的測定值算出亮度值L',關(guān)于電流效率,使用下述計算式(F1):

電流效率=(L'/I)×S···(F1)

算出有機EL元件的電流效率。于所述式中,S為元件的發(fā)光面積。再者,亮度值L'假定為有機EL元件的配光特性依據(jù)Lambert法則者,利用下述計算式(F2)進行換算。

L'=L/π/S···(F2)

(漏電流的評價方法)

對實施例1~4及比較例1、2的有機EL元件施加元件不會發(fā)光的程度的低電壓(1.0V),利用施加測定器(KEITHLEY公司制造,2612A SYSTEM Source Meter)測定流通于有機EL元件中的電流。藉由將測定的電流值除以有機EL元件的發(fā)光面積而計算電流密度。圖16的表中,將該施加1.0V時的電流密度未達5.0×10-6A/cm2者表記為「A」,將5.0×10-6A/cm2以上者表記為「B」。

(比較例的電流效率及漏電流)

如圖16所示,使用比較例1的光學(xué)基板的有機EL元件的電流效率的評價為「C」。又,使用比較例1的光學(xué)基板的有機EL元件的漏電流的評價為「B」。

又,如圖16所示,使用比較例2的光學(xué)基板的有機EL元件的電流效率的評價為「B」。又,使用比較例2的光學(xué)基板的有機EL元件的漏電流的評價為「B」。

(實施例的電流效率及漏電流)

又,如圖16所示,使用實施例1的光學(xué)基板的有機EL元件的電流效率的評價為「B」。又,使用實施例1的光學(xué)基板的有機EL元件的漏電流的評價為「A」。

又,如圖16所示,使用實施例2的光學(xué)基板的有機EL元件的電流效率的評價為「A」。又,使用實施例2的光學(xué)基板的有機EL元件的漏電流的評價為「A」。

又,如圖16所示,使用實施例3的光學(xué)基板的有機EL元件的電流效率的評價為「A」。又,使用實施例3的光學(xué)基板的有機EL元件的漏電流的評價為「A」。

又,如圖16所示,使用實施例4的光學(xué)基板的有機EL元件的電流效率的評價為「A」。又,使用實施例4的光學(xué)基板的有機EL元件的漏電流的評價為「A」。

(實施例1與比較例1的比較)

若將使用實施例1的光學(xué)基板的有機EL元件與使用比較例1的光學(xué)基板的有機EL元件進行比較,則確認實施例1的有機EL元件顯示高于比較例1的有機EL元件的電流效率。即,確認藉由滿足直線條件及寬度條件,可獲得更高的電流效率。再者,關(guān)于漏電流,實施例1的有機EL元件少于比較例1的有機EL元件,亦獲得良好的結(jié)果。

(實施例1與實施例2的比較)

實施例1的光學(xué)基板與實施例2的光學(xué)基板均滿足直線條件及寬度條件。實施例1的光學(xué)基板及實施例2的光學(xué)基板的主要不同點在于,實施例2的光學(xué)基板的凹凸深度的標準偏差為實施例1的光學(xué)基板的凹凸深度的標準偏差的約1.5倍。若將使用實施例1的光學(xué)基板的有機EL元件與使用實施例2的光學(xué)基板的有機EL元件進行比較,則確認使用凹凸深度的標準偏差較大的實施例2的光學(xué)基板的有機EL元件顯示更高的電流效率。

凹凸深度的標準偏差是反映該凹凸構(gòu)造的深度的值,且是凹凸的階差越大則取得越大值的參數(shù)。凹凸深度的標準偏差較大的光學(xué)基板的凹凸的階差變大,作為衍射光柵的效果提高,故而認為實施例2獲得高于實施例1的電流效率。

(實施例3與比較例1的比較)

實施例3的光學(xué)基板是較實施例1、2的光學(xué)基板,將凸部的寬度的平均值擴大了100nm左右者。使用實施例3的光學(xué)基板的有機EL元件滿足直線條件及寬度條件,根據(jù)電流效率及漏電流的兩者的觀點,獲得較使用比較例1的光學(xué)基板的有機EL元件良好的結(jié)果。如此,確認即便于擴大了凸部的寬度的尺度的情形時,亦可藉由滿足直線條件及寬度條件獲得更高的電流效率。

(實施例4與比較例2的比較)

實施例4的光學(xué)基板及比較例2的光學(xué)基板是較實施例3的光學(xué)基板,將凸部的寬度的平均值進而增大了120~145nm左右者。若將使用實施例4的光學(xué)基板的有機EL元件與使用比較例2的光學(xué)基板的有機EL元件進行比較,則實施例4的有機EL元件顯示高于比較例2的有機EL元件的電流效率。如此,確認即便于進而擴大了凸部的寬度的尺度的情形時,亦可藉由滿足直線條件及寬度條件獲得更高的電流效率。再者,關(guān)于漏電流,實施例4的有機EL元件少于比較例2的有機EL元件,亦獲得良好的結(jié)果。

【符號說明】:

1、20、30 光學(xué)基板

2 支持基板

3 凹凸構(gòu)造層

4 基底材料層

5 膜狀模具

5a 基板部

5b 凹凸部

6 按壓輥

7 剝離輥

8 金屬模具

8a 凹凸部

9 被覆層

10 第一電極

11 有機層

12 第二電極

13 光學(xué)功能層

100、200、300 有機EL元件

La 輪廓線的長度

Lb 直線距離

X 輪廓線。

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