CN101036071A - 微镜、微镜阵列及其制造方法 - Google Patents

微镜、微镜阵列及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101036071A
CN101036071A CNA2005800342258A CN200580034225A CN101036071A CN 101036071 A CN101036071 A CN 101036071A CN A2005800342258 A CNA2005800342258 A CN A2005800342258A CN 200580034225 A CN200580034225 A CN 200580034225A CN 101036071 A CN101036071 A CN 101036071A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
micro mirror
unimolecular film
base material
peristome
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800342258A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100480739C (zh
Inventor
美浓规央
安保武雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN101036071A publication Critical patent/CN101036071A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100480739C publication Critical patent/CN100480739C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/85—Arrangements for extracting light from the devices
    • H10K50/858—Arrangements for extracting light from the devices comprising refractive means, e.g. lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

一种微镜，包括基材和形成于该基材上的透镜，所述透镜置于所述基材上的开口部；所述开口部通过第1单分子膜覆盖所述基材而形成；所述第1单分子膜，其临界表面能量为22mN/m或22mN/m以下，与所述开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲合性，而且，通过共价键被固定在所述基材表面上。

Description

微镜、微镜阵列及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种微镜、微镜阵列及微镜的制造方法。
背景技术
在基材上形成有透镜的微镜、或在基材上形成有多个透镜的微镜阵列是光学器件，具有各种形状并且由多种材质构成。作为这些微镜或微镜阵列，从制造难易度以及降低成本等观点出发，除了将玻璃等无机材料用于透镜材料的微镜等之外，还提出有由树脂制造的微镜。由于该树脂制微镜的制造方法是将用于形成透镜的树脂溶液搁置在基材上，利用其表面张力以形成半球形透镜的，因此采用着在透镜形成区域之外抑制上述树脂溶液扩散的基材结构。
例如，专利文献1中公开有如下方法：即，在透明基材面上预先形成由排斥透镜用树脂组成物之光感性树脂的部件构成的图案(pattern)，针对该排斥部所包围的图案内滴落透镜用树脂组成物，从而形成透镜。此外，专利文献2中公开有如下方法：即，在基材上形成对透镜用树脂液体具有不湿性、并且由镍制薄板所制的掩蔽材料的图案，针对该图案面上滴落形成透镜用的粘性液体，通过其表面张力使液体形成为球面形，并将其固化形成透镜。
与上述不同，专利文献3公开有如下方法：即，在基材表面上形成可以改变润湿性(wettability)的湿性可变层，在该湿性可变层上形成多个微镜。在此方法中，首先在基材表面全体上形成光催化剂含有层。然后，向光催化剂层照射能量以使润湿性相异的区域成为图案形状。通过透镜用树脂组成物滴落至其图案上，使树脂溶液不扩散至透镜形成部以外的区域。
再者，在专利文献4中公开有在基材上形成用于形成透镜的分割线的方法，该分割线的接触角相对于由酚类树脂等树脂构成的形成透镜用树脂大于等于15度。
然而，如上所述，在透镜形成区域外设置树脂制基层的方法中，因树脂与基材仅仅是物理吸附，所以，与基材的粘合性很弱，因此，由其后处理工序很容易产生层间剥离。所以，形成树脂制基体之后，当在基材上搁置用于形成透镜的树脂时，形成高精度微小的透镜图案是很困难的。尤其是，当由抗蚀树脂(resist resin)形成树脂制基体时，从其容易产生剥离的角度限制了用于形成透镜的树脂及将其分散的溶液种类，且还限制了对折射率的选择。
另外，在形成上述微镜的情况下，为了使机器小型化，存在着使光路长度减小的要求。
从减小光路长度的观点出发，专利文献3所记载的制造方法，因为在基材上设有树脂制湿性可变层，并且在此层上配置有形成透镜用树脂，所以造成该树脂层部分的光路长度的增加。此外，有必要考虑基材、湿性可变层以及形成透镜用树脂的3个折射率相异的构成材料，来进行光学设计。
另一方面，在专利文献1、2或4中，只将基材上的给定区域用树脂覆盖，由此在基材上形成开口部，且在该开口部配置用于形成透镜的树脂。
但是，如图13所示，在此种基材1上由具有开口部的树脂制基体101来划分2个以上的透镜的情况下，由于使用树脂溶液，树脂基体101的厚度就高达至数10μm～数mm。因此，在形成透镜102时，开口部的深度相当的透镜底部103成为死体积，使透镜变厚，其结果，妨碍了光路长度的减小。
上述问题，在将微小的微镜以高精度形成时，则成为妨碍。伴随装置的小型化，要求将透镜自身微小化的同时，还要求透镜厚度更薄，但是，根据上述以往提出的方法，朝向更薄化发展是很困难的。
作为解决上述透镜厚度问题的方法，还公开有取代树脂制基体在基材上形成薄膜单分子膜的方法。
例如，在专利文献5中，记载着如下的图案形成体，并且记载着该图案形成体适用于微镜。该图案形成体具有：基材；形成于基材上的光催化剂含有层；形成于光催化剂含有层上的保护部；以覆盖光催化剂含有层和保护部而形成的，并根据伴随照射能量的光催化剂的作用来变化表面特性的特性变化层；以及特性变化层的特性变化之后的特性变化图案。
此外，专利文献6中，记载着使用自组图案化的单分子膜(self-assembledpatterned monolayer)的方法。在此方法中，首先形成具有由有机分子覆盖表面的给定图案的印模。其次，通过将此印模与基材接触，有机分子被转印至基材上，使在基材上形成自组图案化的单分子膜。然后，在此单分子膜的图案之间形成薄膜，从而形成微镜。
还有，在专利文献7中，公开有将单分子膜的光致异构层形成于基材全体上，且通过向此光致异构层照射光，使表面张力产生倾斜，并将滴落至光致异构层上的用于形成透镜的滴液移动至所需位置的方法。
然而，专利文献5的方法，由于光催化剂含有层形成于基材全体上，进而，保护部及特性变化层形成于光催化剂含有层上。因此，即使当上层的特性变化层为薄膜时，则作为全体的厚度也很大。另外，由于是多层结构，光学设计复杂，同时透镜材料的选择范围窄。
此外，根据专利文献6，因为通过印模印刷，有机分子从印模表面转印至基材上，形成单分子膜。所以，需要将大量的有机分子附着于印模上，且很难形成厚度均一的单分子膜。另外，为将有机分子固定于基材上而使用高活性有机分子时，在印模上有机分子之间容易产生反应。因而，在基材上存在大量的失去与基材结合所需活性而处于游离状态的有机分子，从而容易导致厚膜。此外，形成的单分子膜由于有机分子失去活性，使固定不充分而容易剥落，且非亲和性也不充分。尤其，在专利文献6的微镜形成中，由于并不是在防止上述有机分子失去活性的气氛下，进行附着及转印至基材的运作的，所以，很难充分地形成对透镜材料的非亲和性卓越的均一单分子膜。
另外，在专利文献7所记载的方法中，在设置液滴后，因需要改变单分子膜表面能量的工序，所以，在制作透镜阵列时，控制使透镜形状均质是极其困难的。
并且，无论采用上述任一的单分子膜的方法，伴随透镜的微小化，将透镜材料在基材上的给定位置以给定形状形成都是很困难的。即，若固定于基材上的薄膜单分子膜均质地成膜，便有可能降低透镜厚度，但是，透镜直径越小透镜材料就越容易从设置透镜的给定区域扩散。所以，产生透镜形状歪斜，不能够得到具有给定高度的透镜等的问题便变得显著。
再说，多个透镜形成于基材上的透镜阵列，因试图有效地利用光，所以，期待尽量缩小邻接透镜间的间隔，实现高密度。然而，随着透镜间距缩小，在设置透镜材料的时候，若出现上述透镜材料的扩散，便会给邻接透镜带来影响。由于受到此接近的邻接透镜间的影响，想得到均一的透镜阵列是很困难的。
专利文献1：日本发明专利平2-262601号公开公报
专利文献2：日本发明专利平4-190301号公开公报
专利文献3：日本发明专利平2001-141906号公开公报
专利文献4：国际公开WO95/9372
专利文献5：美国专利2005/31973号公开公报
专利文献6：美国专利2004/163758号公开公报
专利文献7：美国专利2004/151828号公开公报
发明内容
本发明鉴于以上问题而作出，其目的在于提供一种耐剥落性优越的同时，可减少光路长度，且，在针对透镜追求微小化和高密度化的场合下，也能够确保充分光学特性的微镜、微镜阵列及其制造方法。
即，本发明提供的微镜，包括基材和形成于该基材上的透镜，所述透镜置于所述基材上的开口部；所述开口部通过第1单分子膜覆盖所述基材而形成；所述第1单分子膜，其临界表面能量为22mN/m以下，与所述开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲合性，而且，通过共价键被固定在所述基材表面上。
此外，本发明提供的微镜阵列包括上述微镜。
还有，本发明提供的微镜的制造方法，该微镜包括基材和形成于该基材上的透镜，该制造方法包括以下步骤：使有机分子接触于所述基材表面具有活性氢的区域，该有机分子在一个末端具有能够与所述活性氢产生缩合反应形成共价键的末端结合官能基团、并且在另一端具有对透镜材料显示非亲合性的末端基团；通过将所述末端结合官能基团与所述活性氢进行缩合反应形成共价键，使对所述透镜材料显示非亲合性的第1单分子膜选择性地固定在所述基材表面上，从而在基材表面上形成开口部；在所述开口部上设置所述透镜材料以形成微镜阵列。
附图说明
图1是模式性地表示本发明实施方式1的微镜阵列的斜视图。
图2是在本发明实施方式1中形成有第1单分子膜的基材的概要截面图。
图3是本发明实施方式1的微镜阵列的概要截面图。
图4A及图4B是说明本发明实施方式4的微镜根据第1单分子膜对透镜材料的非亲合性相异而产生透镜形状差异的概要截面图。
图5是本发明实施方式5的微镜的概要截面图。
图6是表示本发明实施方式6的发光装置的基本结构的概要截面图。
图7A～图7G是表示本发明实施方式6的发光装置的制造方法的概要图。
图8是本发明实施方式1的第1单分子膜的红外线吸收光谱。
图9是本发明实施方式1的微镜阵列的电子显微镜照片。
图10是本发明实施方式2的微镜阵列的电子显微镜照片。
图11是本发明实施方式5的第2单分子膜的红外线吸收光谱。
图12是本发明实施方式5的微镜阵列的电子显微镜照片。
图13是表示以往的微镜的概要截面图。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。以下实施方式均将微镜阵列作为例子进行说明，因为这些微镜阵列是多个微镜以一维或二维设置在1个基材上的，所以，即使本发明为1个微镜形成于1个基材上时，也同样可以适用的，这很容易理解。
再说，在本发明中，所谓“单分子膜”是指由单分子的有机分子形成的膜，通过共价键被固定在基材表面上的膜。本发明的单分子膜优选包括1个有机分子形成的单一的膜(1层)，但是，也可以将单一的膜复数层叠，从而包括2个以上的有机分子所形成层叠体的膜。另外，单分子膜并不限于只由一种来形成，从其结构、形状、尺寸、非亲合性等观点出发，也可以由不同种类来形成的单分子膜。
实施方式1
为说明本发明的微镜可参照图1。再说，包括此图1，表示微镜的附图均是为容易理解地说明本发明而模式性地表示的，其大小、形状等并不反映实际状况。
图1是本发明微镜阵列的斜视图。如图1所示，在基材1上二维设置有各透镜4。在本实施方式中，除了该透镜4的底面部分，包括透镜4周围的基材全体表面，都覆盖有与开口部内的区域相比针对透镜4的透镜材料具有非亲合性的第1单分子膜2。再说，虽然第1单分子膜可以只覆盖设置透镜之开口部底面的周围，但是，考虑到制造工序，如图1所示，除了开口部之外，基材全体表面被第1单分子膜覆盖为佳。
图2是图1所示的本发明实施方式1中，形成透镜之前的基材的截面图。如图2所示，设置各透镜的区域，是作为用于形成透镜的开口部3而形成的。此开口部3是在基材1的基材表面，通过第1单分子膜2覆盖开口部3的底面F1周围而形成的。因此，在开口部3内部的区域中，没有形成第1单分子膜2的开口部3的底面F1，与第1单分子膜2或开口部3内壁F2相比针对透镜材料显示不同的亲合性。
再说，在图2及图3中，开口部3以凹进的形状被记载在图纸上，但是，实际上各开口部3是通过第1单分子膜2覆盖开口部3底面F1周围而形成的，而且第1单分子膜的厚度在30nm以下，所以，上述开口部深度也是纳米等级。因此，由开口部3所形成的高度差异非常小，甚至有时远远小于根据使用的基材1之种类而引起的其表面粗度的变动。而且，在本发明中，因为第1单分子膜2由共价键坚固地固定在基材1上，所以，不会因后处理而产生剥落等问题。
图3表示图2的第1单分子膜2以给定图案形成，而透镜材料则收容于设有开口部3的基材1上的情况。如此，透镜形成区域亦即开口部3的周围，由于覆盖有与开口部3底面F1相比针对透镜材料更显示非亲合性的第1单分子膜2，所以，被收容的透镜材料超过开口部3，以全体呈现大体半球形或先端部呈现大体半球形的大体柱形状态来被收容。
并且，当将透镜材料设置于开口部3后，则由于第1单分子膜2具有22mN/m以下的临界表面能量，且对透镜材料显示比开口部3内的区域低的亲合性，因此，透镜材料不会向该开口部3以外的区域扩散。而且，在基材上要形成该开口部3的位置，任意地取决于第1单分子膜2所覆盖的位置。
此外，设置此透镜的开口部3的大小，可以根据所使用的装置尺寸、光学设计等，适当地选择。
本发明的微镜，因为开口部通过与开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲合性的第1单分子膜来形成，所以，可以以高密度并高精度地形成其凹部长径或长边为1,000,000nm(1mm)以下的微镜。另一方面，若透镜尺寸过小，那么便很难得到给定光量，因此，优选上述长度为10nm以上，更优选为50nm以上。
在本发明的微镜阵列中，邻接的透镜之间的距离优选在10nm以上。另一方面，上述透镜之间的距离越大，受邻接透镜的影响就越小，因此优选。但是考虑到实现高密度、高精度透镜阵列，优选在1,000,000nm(1mm)以下。但是，在装置中，所需要微镜阵列的部位以岛屿状并以给定间隔在多个位置被设置、并且该岛屿状位置间的间隔为透镜图案间隔的情况下，则很容易理解上述透镜间隔会进一步增大。
本发明微镜阵列的透镜密度，相应于所使用装置可以适当地改变。最大密度可为2.5×1015个/m2，但是，优选为1×1014个/m2以下，更优选为2×1012个/m2以下。
接着，对本发明第1单分子膜进行说明。
在本发明中，为形成第1单分子膜，作为基材使用在表面可以与有机分子相结合的、具有如-OH、-NH2、＝N-H、季铵离子、-PO3H、-SO3H、-SH等结构的活性氢特性基团的基材。还有，作为有机分子，使用在分子链的一末端具有能够与该基材的活性氢反应而共价结合的末端结合官能基团、并且在另一末端具有对所收容透镜材料显示非亲合性的特性基团的有机分子。本发明优选将如上有机分子与上述基材相接触，经过进行缩合反应的单分子膜形成工序来形成第1单分子膜。
本发明所使用的基材，例如，除了玻璃基片、石英基片、合成石英基片、硅基片等之外，还可以举出：丙烯制基片、聚苯乙烯制基片、氯乙烯制基片、环氧树脂制基片、硅树脂(聚二甲基硅)制基片、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)制基片、聚碳酸脂制基片等的各种聚合物制基片；陶瓷制基片；金属制基片等的已公众所知的基材。其中，玻璃基片及石英基片，由于其表面具有大量的氢氧基，因此优选。再说，在上述基材下部再连接其他基材的情况也有。
本发明的微镜，并不限于上述基材的例子，还可以将构成后述发光装置的一层作为基材来使用。
上述基材也可以是除基材表面的活性氢以外，其他部分被包含在基材内部的。例如，可以是活性氢以外的部分被包含在基材内部、并且该部分与构成基材的元素相结合的。更具体地说，例如，基材是将金属氧化物作为构成材料的，并且该基材在具有活性氢的特性基团为-PO3H时，则-PO3H全体露出于基材表面也可，或者-PO3H中只有-OH露出于表面也可以。这时，被包含在基材内部的-PO2-部分，可以是仍然保持-PO2-状态而存在，或者可以是与P相结合的氧通过与金属氧化物块中的金属原子(金属离子)M1结合，从而成为例如具有-P-O-M1-结构的状态下所存在。
基材在形成第1单分子膜的时候，只要具有活性氢便已足够。即，基材可以是预先并没充分具有作为形成单分子膜所需的活性氢的基材，可以是在单分子形成工序之前，被给予了活性氢的基材。
通过上述活性氢和后述有机分子的末端结合官能基团的缩合反应所形成的共价键，虽取决于存在于基材上具有活性氢的特性基团的结构、以及作为第1单分子膜原料的有机分子种类，但优选选自M-O键、M-N键以及M-S键(M为Si、Ti、Al或Sn)构成的组中的至少一种共价键。其中，从容易制造的观点出发，键优选含有选自Si-O键、Si-N键以及Si-S键构成的组中的至少一种结构，更优选为Si-O键、Si-N键，最优选为Si-O键。
在本发明中，第1单分子膜通过将下述通式(1)所表示的有机分子或其衍生物，与基材上的活性氢反应来形成。
CFxHy-(CbL2b)-Z-DqEr    (1)
式中：x、y为满足x＝1～3、y＝0～2、x+y＝3的整数；CbL2b为直链结构或者具有支链的结构，L为H或F，b为2～24的整数；Z为选自Si、Ti、Al和Sn中的1种元素；D为选自卤族、OCH3、OC2H5和OCN中的1种特性基团；E为选自由氢、CH3、C2H5和C3H7构成的组中的1种特性基团；q及r为满足q＝1～3、r＝0～2、q+r＝3的整数。
再说，当置于内部的特性基团(-CbL2b-)具有支链结构时，则有机分子末端数成为3以上，这时，具有这样的支链结构的有机分子，可以是除末端结合官能基团(-Z-DqEr)之外，至少在1个末端上具备末端基(CFxHy-)的。另外，作为本发明中式(1)的有机分子的衍生物，例如可以举出：结构上，在内部的特性基团(-CbL2b-)之间进一步具备其他特性基团的有机分子。作为这样的特性基团，优选是由下式(2)所示的特性基团。
Figure A20058003422500111
(2)
在本发明中，为形成分子定向性优异的第1单分子膜，有机分子优选为直链状，优选其分子链长度以直链部分内部的特性基团(-CbL2b-)的碳原子数在2以上，更优选为9以上。另一方面，若上述特性基团的碳原子数过多则分子定向性降低，出现很难得到为防止透镜材料扩散所需要临界表面能量的趋势，因此，内部的特性基团(-CbL2b-)的碳原子数优选在17以下。
因为使如上的有机分子与基材共价结合，在基材上形成第1单分子膜，所以，单分子膜厚度为30nm以下。就此点，本发明与厚度至少达到μm等级的以往的树脂制基体大不相同。此外，本发明中第1单分子膜可以是由如上所述的有机分子而形成的1层单分子膜，也可以是将2个以上的有机分子层叠的2层以上的单分子膜。此时，1层单分子膜的膜厚优选在0.5～3.4nm的范围。然而，层叠的膜厚越大定向性崩溃的可能性就越大，所以，就此点其厚度优选在30nm以下，下限更优选在1nm以上。
再说，本发明中的单分子膜厚度，是指将由单分子膜覆盖的基材用环氧树脂包埋后，使用超薄切片机制作厚度为100nm的薄片，再将其用氩离子蚀刻法来进行表面加工的试料使用透过型电子显微镜(日立制作所制、H-900UHR)以加速电压300kv、倍率100万倍观察时的数值。
在本发明中，在如上所述由基材表面活性氢与有机分子的缩合反应得到的第1单分子膜之中，使用其临界表面能量为22mN/m以下的第1单分子膜，优选使用在18mN/m以下的第1单分子膜。若第1单分子膜临界表面能量大于22mN/m时，即使第1单分子膜对透镜材料显示比开口部内的区域更低的亲和性也好，当透镜材料设置于开口部时，防止透镜材料的扩散效果就易于不充分。另外，当设为高密度微镜时，由于微镜间距狭小，所以，透镜材料的扩散也会对邻接透镜的形成带来影响，因而，很难得到高精度并均一的微镜阵列。再说，若考虑有机分子种类，优选第1单分子膜临界表面能量为5mN/m以上。
当形成具有如上临界表面能量的第1分子膜时，在上述有机分子中，则优选在一端末端基(CFxHy)具有全氟烷基、在另一端的末端结合官能基团(-Z-DqEr)具有-Si-D3(D为卤族)而且置于内部的特性基团(-CbL2b-)为碳原子数在9～17的有机分子，将它在低湿度气氛下的单分子膜形成工序中使用。
此外，本发明的第1单分子膜，优选使用与所使用的透镜材料的临界表面能量相比存在大差异的，两者临界表面能量之差优选在12mN/m以上，更优选在20mN/m以上，上述差值越大对透镜材料的非亲和性就越大，因此优选。另一方面，从选择透镜材料的观点出发，临界表面能量之差优选在67mN/m以下。
在此，本发明临界表面能量由以下方法测定。首先，在室温下向测定试料的6个不同位置分别滴落润湿指数标准液(Nacalai Tesque公司制)4μL，测量滴落后的各液滴接触角(通过协和界面科学公司制的接触角计来测定的静接触角)的平均值。接着，X轴取接触角的余弦值，Y轴取标准液的能量，将测定的接触角和所使用的标准液的能量之点写入在图里，在该图中将余弦值向0外推时的数值为临界表面能量。再说，以平面状态测定困难的场合下，例如透镜等具有曲线的测定对象，是通过同一材料所制作的平面板来进行测定。
上述临界表面能量之差可以通过透镜材料和第1单分子膜中的末端特性基团种类来控制，作为优选的组合可以举出如下例子。例如，作为对透镜材料显示非亲和性的末端特性基团，使用具有CF3基的有机分子的情况下，作为优选的透镜材料可以使用聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚酰胺低聚物等的树脂材料。
通过组合使用临界表面能量之差为如上的第1单分子膜和透镜材料，可以抑制在透镜形成工序中的树脂的扩散，不只是在形状方面、还在透镜直径、透镜厚度的尺寸方面可以得到均一的透镜。
在本发明中，在通式(1)所表示的有机分子或其衍生物中，从充分确保单分子膜的均一性的观点、以及从充分确保在形成单分子膜时排列的有机分子的分子密度的观点出发，优选采用下述(101)～(127)所示的有机分子。
CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3  …(101)
CF3(CH2)9SiCl3  …(102)
CH2F(CH2)9SiCl3  …(103)
CF3(CF2)4(CH2)2SiCl3  …(104)
CF3(CF2)6SiCl3  …(105)
CH3(CH2)9SiCl3  …(106)
CH3(CH2)5SiCl3  …(107)
CH3(CH2)6SiCl3  …(108)
CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCH3)3  …(109)
CH3(CH2)9Si(OCH3)3  …(110)
CF3(CF2)6Si(OCH3)3  …(111)
CF3(CF2)7(CH2)2SiBr3  …(112)
CH3(CH2)9SiBr3  …(113)
CF3(CF2)6SiBr3  …(114)
CF3(CF2)7(CH2)2Si(OCN)3  …(115)
CH3(CH2)9Si(OCN)3  …(116)
CF3(CF2)6Si(OCN)3  …(117)
CF3(CF2)7(CH2)2SiH2Cl  …(118)
CH3(CH2)9SiH2Cl  …(119)
CF3(CF2)6SiH2Cl  …(120)
CF3(CF2)7(CH2)2Si(CH3)2(OCH3)  …(121)
CH3(CH2)9Si(CH3)2(OCH3)  …(122)
CF3(CF2)6Si(CH3)2(OCH3)  …(123)
CF3(CF2)2(CH2)2Al(OC2H5)3  …(124)
CH3(CH2)4SnCl(C3H7)2  …(125)
CF2H(CF2)2(CH2)2SiH2Cl  …(126)
CF3(CF2)7(CH2)2TiCl(CH3)2  …(127)
CF3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)15SiCl3  …(128)
CF3(CF2)3(CH3)2Si(CH2)9SiCl3  …(129)
CF3(CF2)7(CH2)2(CH3)2Si(CH2)9SiCl3  …(130)
作为上述有机分子，例如可举出：信越化学工业株式会社制的硅烷耦合剂、GE东芝有机硅公司制的硅烷耦合剂、Chisso Corporation制的有机硅、Dow Corning TorayCo.，Ltd.制的硅烷耦合剂、AZmax株式会社制的特殊化学品等。
接着，使用上述基材及有机分子，对本发明微镜的制造方法进行说明。
第1单分子膜通过将上述有机分子与具有活性氢的基材接触来形成。此接触处理可以在气相或液相中进行，但是从容易制造的观点出发，优选液相处理。
液相处理是将有机分子溶解或悬浮于溶媒中的有机分子含有液与基材相接触来进行。但是，上述有机分子与基材相结合的一侧的末端结合官能基团，其活性越高越易加水分解，由此，因末端结合官能基团之间进行自缩合，容易形成缩合物，所以，使用非质子溶剂。若使用醇等的质子溶剂，因溶液中的缩合，在与基材表面接触之前末端官能基团便已消失，从而很难形成单分子膜。
此外，为得到具有上述临界表面能量的第1单分子膜，在液相处理中，接触于有机分子含有液的气相中的水分量，其相对湿度值(换算成在22℃时的湿度值)优选为35％以下，更优选为25％以下，更加优选为5％以下。通过在此种低湿度气氛下进行液相处理，抑制了活性有机分子之间的缩合反应，从而在形成有第1单分子膜的全区域中可以得到均质的临界表面能量。
作为在上述工序中使用的反应容器，优选手套箱(glove box)等的密闭系统。作为构成将水分量调节到上述范围之内的气相的气体，优选选自稀有气体及氮气构成的组中的至少一种气体。
经过这样的接触工序形成第1单分子膜，在该工序中作为形成开口部的适宜方法的例子，可举出如下方法。
首先，为了覆盖成为开口部底面的区域，在基材上形成给定的抗蚀图案(resistpattern)。接下来，将形成抗蚀图案之后的基材与有机分子相接触，由此，只在没有抗蚀的区域上选择性地覆盖第1单分子膜。然后，去掉抗蚀图案，形成开口部。在此，抗蚀图案可以是正型抗蚀图案(positive-type resist pattern)，也可以是负型抗蚀图案(negative-type resist pattern)。
在上述工序中，使形成有抗蚀图案的基材与有机分子相接触时，在调整至上述低湿度的气氛下进行液相处理。
在本发明中，调制有机分子含有液时所使用的非质子溶剂，若不溶解抗蚀图案，便可以根据有机分子种类适当地决定。例如，从容易并确实地得到膜厚薄且膜厚的均质性优越之单分子膜的观点出发，优选氟类溶剂。作为氟类溶剂，优选住友3M株式会社制的全氟化碳溶液或氢氟醚(hydrofluoro ether)溶液。例如，可以使用住友3M株式会社制的商品名：“HFE-7200”、商品名：“PF-5080”、及商品名：“FC-77”的商品。再说，针对有机分子含有液的有机分子浓度来说，没有特别限制，但是优选为10-4mol/L左右以上，更优选为10-3mol/L以上。上限优选为10-1mol/L左右。针对基材与有机分子的接触时间来说，没有特别限制，但是优选为数秒～10小时，更优选为1分～1小时。另外，有机分子含有液的温度，例如为10～80℃，优选为20～30℃的范围。
再说，此时，在调整有机分子含有液的时候，有必要将与溶液相接触的气相中的水分量调节至上述范围内。
接着，形成第1单分子膜后的抗蚀图案的去除，例如用丙酮来进行。
在液相中形成抗蚀图案后，在基材上形成单分子膜的方法并不特别局限于上述方法，例如还可以采用网筛法、滴液法、喷墨法等方法。
通过以上工序，在基材上形成由第1单分子膜覆盖周围的开口部。
在本发明中，开口部底部的形状配合所需要的透镜的形状来做适当的调整。具体地说，例如开口部的底部不只是圆形，还可以是矩形凹部形状的开口部。
接下来，在此基材上的开口部中，设置与该开口部内的区域相比针对第1单分子膜更显示非亲和性的透镜材料。
在本发明中，作为透镜材料，除了光透过性树脂之外，还可以使用玻璃等无机材料。作为树脂制材料，可举出热固化性树脂或能量线固化性树脂等。上述能量线可举出：紫外线、可视光线、电子线、X线等。这样的树脂，从材料主体来看，有高分子材料和低分子材料。作为高分子材料，例如可以举出：环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚醚树脂、硅树脂、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、甲基邻苯二甲酸(methylphthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、二乙二醇、双烯丙基碳酸酯(bis-allylcarbonate)、丙烯腈、苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、聚丙烯或者这些的衍生物等。此外，作为低分子材料，例如可以举出：聚酰胺低聚物、丙烯单体、不饱和聚酯低聚物、聚丙烯低聚物、烯硫醇单体(enthiol monomer)、烷基聚硅氧烷低聚物(alkylpolysiloxane oligomer)或者这些的衍生物。
这些透镜材料，根据其表面张力，在设置于开口部时形成半球状液滴，由此形成微镜。
根据本发明，可形成球面透镜、薄型透镜(low-thickness lense)等多种形状的透镜。透镜体积优选为1×10-25～3×10-10m3，更优选为3×10-19～3×10-16m3。
在本发明中，微镜在开口部的设置，是将在表面形成有给定第1单分子膜的基材浸渍至含有透镜材料的溶液中，然后从该溶液中取出基材，由此，很容易地只在开口部设置透镜。即，在基材上形成有第1单分子膜的区域，具有低临界表面能量，并且对透镜材料显示非亲和性，从而抑制了在该区域上透镜材料的附着，由此，便只在开口部位置上设置透镜材料。所以，通过浸渍来设置透镜材料的方法也好，不必设置从基材上去除无用透镜材料的工序。而且，设置在开口部的透镜材料根据表面张力，呈现大体半球形或先端为大体半球形的大致柱形的形状。除上述浸渍方法以外，还可以采用棒材涂层方法或旋转覆涂方法等。
在本发明中，根据透镜材料的溶液黏度、或者第1单分子膜对透镜材料非亲合性的程度而遇到很难做适当的设置的场合下，也可以采用适当排出(eject)透镜材料的方法。例如，可举出：由吸管滴液、由分配器(dispenser)滴液、或由喷墨法滴液等方法。
再说，若由喷墨法或分配器等方法来控制所滴落透镜材料的滴落量，则根据滴落量可以形成具有半球面以上形状或者具有半球面以下形状的透镜。在形成半球面以上的形状时，例如为大体接近球面形状，第1单分子膜对透镜材料的非亲合性便越高越好。另外，优选在基材表面上预先形成具有纳米等级高度的凹凸(高度：100nm～1μm，宽度：10～100nm)反复出现的图案，且在其表面上形成高非亲合性的第1单分子膜。
作为上述透镜材料溶液所使用的溶媒，只要能够溶解透镜材料或悬浮透镜材料，便不再加以特别限制。然而，在制造透镜中，为提高设置在开口部的透镜体积，优选使用对透镜材料具有高溶解性的溶媒。此外，为从透镜材料溶液中容易地去除溶媒，优选溶媒为低沸点且高挥发性的溶媒。
从制造上看，溶液中的透镜材料浓度优选为20质量％以上。但是，即使未满20质量％，也可以由以数次供给含有透镜材料的溶液，来形成所要求的透镜。
如上所述地将透镜材料设置在开口部后，根据需要设置固化工序，由此形成微镜。作为这种固化的条件，例如，作为热固化树脂使用聚酯树脂时，优选固化温度为140～150℃、固化时间为10～30分钟。此外，作为光固化树脂使用环氧树脂时，作为固化所使用的照射源使用紫外线光源等。照射条件例如为400mJ/cm2。还可以进行加热处理(例如70℃、120分钟)。另外，作为透镜材料使用硅酸玻璃等无机材料时，例如采用：在烷氧基硅烷材料中加入水、酒精等并进行搅拌来调制溶胶-凝胶溶液，然后，将该溶胶-凝胶溶液设置于开口部，再进行加热处理的方法。
实施方式2
在本发明的微镜制作中，开口部的形成还可以采用与实施方式1不同的方法。作为这样的方法，可举出：在形成第1单分子膜后，通过照射能量来去除所形成的第1单分子膜的一部分，由此在基材上选择性地形成开口部的工序。
在此方法中，与实施方式1不同，由于没有使用抗蚀图案，因此调制有机分子含有液时所使用的非质子溶剂，只要是可以溶解有机分子的溶媒，便不做特别的限制而可以使用。例如，可使用十六烷、氯仿、四氯化碳、硅油、己烷、甲苯等的有机溶剂。这些溶剂，可以使用其中的任意一种，也可以将两种以上混合使用。
其中，作为非质子溶剂优选使用含有十六烷、氯仿及四氯化碳的混合溶剂。通过使用这样的溶剂，例如，可以充分地防止因水分介于有机分子之间而进行的聚合现象(聚合物化)。因此，可有效地进行有机分子末端结合官能基团和基材活性氢的缩合反应。根据此缩合反应有机分子由共价键(例如，硅氧烷键(-Si-O-))结合于基材上，形成单分子膜。再说，缩合反应在上述相对湿度值的环境下进行。
接下来，为保护由照射在第1单分子膜上的能量带来的损伤，供给光掩膜。此光掩膜，例如设置在紫外线光源与形成第1单分子膜的基材之间时，具有紫外线选择性地只照射覆盖基材上开口部区域的第1单分子膜的结构。接着，以此光掩膜为媒介，将紫外线照射到形成有第1单分子膜的基材上，选择性地只去除覆盖开口部区域的第1单分子膜，从而在基材上形成开口部。而且，由于基材表面被露出，因此第1单分子膜与开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲和性。
再说，作为紫外线照射方法，例如使用激态原子激光(excimer laser)、脉冲激光等的激光时，也可以采用不使用光掩膜，将紫外线定位照射至第1单分子膜特定区域的方法。还有，取代紫外线照射，还可以采用由电子线照射处理、电晕处理、等离子处理等来选择性地只去除第1单分子膜的方法。此外，这些处理优选在氧的存在下进行。
实施方式3
在本发明的微镜制造中，在形成第1单分子膜的基材表面上，活性氢不充分时，优选在单分子膜形成工序之前预先设置供给活性氢的工序。通过设置这样的工序，能够扩大基材的选择范围。
作为在基材上供给活性氢的方法，例如有：化学性氧化处理基材表面的方法、在氧存在下的等离子处理方法、臭氧处理方法等。另外，还有通过例如SiCl4、HSiCl3、SiCl3O-(SiCl2-O)u-SiCl3(其中u为0～6的整数)、Si(OH)4、HSi(OH)3、Si(OH)3O-(Si(OH)2-O)u-Si(OH)3(其中u为0～6的整数)等来亲水处理基材的方法。
以下针对氧化处理基材表面的方法进行具体说明。氧化处理在提供氧及氢原子的提供物质的存在下，朝向基材表面照射能量来进行。例如，由照射紫外线分解气相中的氧生成臭氧，该臭氧与氢原子提供物质反应生成具有活性氢的活性种。此外，当紫外线照射至基材表面时，材料中的构成表面附近的原子之间的共价键被切断，形成悬挂键(dangling bond)。通过含有活性氢的活性种作用于该悬挂键，得到具有活性氢的基材。作为氧化处理所使用的装置，UV臭氧处理装置或激态原子UV照射装置是有效的。
作为优选的氢原子提供物质，例如可举出水、氨等。例如，作为氢原子提供物质，若使用水时，则以至少含有由-OH所示的构造的特性基团来针对基材表面供给活性氢。另外，作为氢原子提供物质，若使用氨时，则以至少含有由-NH所示的构造的特性基团来针对基材表面供给活性氢。再说，取代紫外线照射处理也可以采用电晕处理、等离子处理等。
还有，另外可以对树脂制基材表面通过镀金、蒸镀、CVD等方法来设置活性氢或含有活性氢的层。
经过如上处理给予了活性氢的基材，根据与实施方式1相同的方法来制造微镜。
实施方式4
在本发明的微镜中，通过改变形成开口部内壁的第1单分子膜对透镜材料的非亲和性程度，来改变透镜高度的方案也是优选的实施方式。
即，如图4A或图4B所示，根据改变构成在实施方式1中所形成开口部内壁的第1单分子膜对透镜材料的非亲和性，改变透镜根部高度。图4A是表示第1单分子膜所形成的开口部内壁，是由对透镜材料具有比较显示亲和性的有机分子来形成时的图。图4B是表示开口部内壁形成有由对透镜材料显示憎性(repellent)的有机分子所形成的第1单分子膜时的图。其中，图4B的实施方式由于透镜根部高度实质为0，因此优选。
作为图4A的实施方式，可举出：在使用上述式(102)的有机分子来形成的开口部中，设置例如硅树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂等的透镜材料的方式。
此外，作为图4B的实施方式，可举出：在使用上述式(101)的有机分子来形成的开口部中，设置例如聚氨酯树脂、聚酯树脂、硅树脂、聚醚树脂等的透镜材料的方式。
实施方式5
在本发明中，在开口部内的区域中形成对透镜材料显示亲和性的第2单分子膜的方案也是优选的实施方式。
如图5所示，在本实施方式中由在基材上形成对透镜材料显示非亲和性的第1单分子膜2来形成开口部。并且，在该开口部内的区域中，进一步形成对透镜材料显示亲和性的第2单分子膜5。由于在开口部内的区域中形成有对透镜材料显示亲和性的第2单分子膜5，这样，进一步加大了开口部内的区域、以及形成于其周围显示非亲和性的第1单分子膜2各对透镜材料显示的亲和性的差值，因此优选。还有，由于透镜材料与第2单分子膜5形成化学键，从而透镜材料被巩固地固定在开口部内部，因此优选。
上述第2单分子膜，是通过在其表面持有对透镜材料显示高润湿性的官能基团，在设置透镜材料的时候，能够提高透镜材料的保持性为目的而形成的。因此，优选使用具有与上述透镜材料的临界表面能量相同程度的物质。尤其，透镜材料和第2单分子膜临界表面能量之差未满12mN/m为优选。再说，在因开口部小而很难直接测定形成在开口部内的第2单分子膜临界表面能量的情况下，使用由相同材料制作的平面板来测定。
在本实施方式中，作为透镜材料使用树脂时，使用当末端结合官能基团与基材上活性氢共价结合时，则在另一端具有对透镜材料显示亲和性的官能基团的有机分子。官能基团的种类根据所使用的树脂的种类来决定。例如，使用聚氨酯树脂(临界表面能量为约38mN/m)为透镜材料时，采用在末端具有CCl2H-基的有机分子，例如有CCl2H(CH2)8SiCl3(临界表面能量为约39mN/m)。
此外，使用聚酰胺树脂(临界表面能量为约42mN/m)为透镜材料时，采用在末端具有CCl2＝H-基的有机分子，例如有CCl2＝CH(CH2)8SiCl3(临界表面能量为约43mN/m)。
另外，作为对上述树脂具有亲和性的有机分子，例如可举出如下通式的有机分子。
CH2＝CH(CH2)vSiCl3  …(201)
NC(CH2)vSiCl3  …(202)
…(203)
C6H5(CH2)vSiCl3  …(204)
在式(201)～(204)中，v表示2～22的整数。
还有，在本实施方式中，除上述以外，作为形成第2单分子膜可使用的有机分子可以举出如下有机分子。
H2N(CH2)3Si(OCH3)3  …(301)
OHC(CH2)3Si(OCH2CH3)3  …(302)
HOOC(CH2)5Si(OCH3)3  …(303)
HO(CH2)5Si(OCH3)3  …(304)
H3COOC(CH2)5Si(OCH2CH3)3  …(305)
(OH)2OP(CH2)3Si(OCH3)3  …(306)
HO2S(CH2)3Si(OCH3)3  …(307)
HS(CH2)3Si(OCH3)3  …(308)
CH2＝CH(CH2)6Si(OCH3)3  …(309)
CH3C6H4Si(OCH3)3  …(310)
ClCH2C6H4Si(OCH3)3  …(311)
上述有机分子，是和前述形成第1单分子膜所使用的有机分子相同地，都以化合物的形式来可以得到。
再说，第2单分子膜的膜厚优选比第1单分子膜的膜厚薄。因此，从形成上述第2单分子膜所使用有机分子的分子链长来说，采用：与形成第1单分子膜所使用有机分子相比，链长度短的有机分子。
第2单分子膜以与形成第1单分子膜相同的方法来制作。作为本实施方式的微镜的制作：首先在基材上形成第1单分子膜设置开口部，然后，在其开口部内部形成第2单分子膜也可以；或者，预先在基材上形成第2单分子膜，之后用第1单分子膜覆盖其它基材表面也可以。此时，为了使透镜材料的设置位置固定于开口部，有必要使不形成透镜的区域中不形成第2单分子膜。因此，在形成第2单分子膜时，优选将不形成透镜的区域与第1单分子膜的形成相同地由抗蚀等材料来覆盖。再说，在抗蚀材料上预先形成具有憎性的第1单分子膜时，根据要求，优选将形成有第1单分子膜的基材暴露于六甲基二硅胺烷蒸汽中以提高抗蚀材料的粘合性。
实施方式6
本发明的微镜可以将发光装置中的构成要素之一作为基材来使用。若使用此种基材，可以在发光装置内部形成微镜，所以，不必增大装置尺寸，便可改善光学特性。
图6是作为应用了本发明的微镜的发光装置的一个例子，表示发光装置(有机EL)基本构成的截面图。
图6所示的发光装置包括：形成在透明基片(省略图示)上的透明电极11、对电极12、发光层13以及光取出层14。该光取出层14具备本发明的微镜。透明电极11和光取出层14具有透过由发光层13所发出的光的功能，对电极12具有将发光层13所发出的光反射或透过的功能。
发光装置的电极具有透明电极11和对电极12，分别以阳极或阴极而作用。在本实施方式中，阳极材料及阴极材料使用以往公知的材料。
作为阴极材料可以使用：功函数小的金属、以及含有该金属的合金或氧化物。具体地说，例如，可以举出：钠、锂等碱金属单体或其合金(例如，铝-锂合金)。此外，还可以举出：钙、镁等碱土类金属单体或其合金(例如，镁-铟合金)。合金由上述金属与铝、银、铟等构成。另外，还可以使用镓、铟等的一部分第3族金属。
作为阳极材料可以使用功函数大的金属或合金。具体地说，例如，可以举出：铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟氧化物、锡氧化物、金、碘化铜及其衍生材料等。
作为发光层13的材料，可以使用低分子有机化合物、树枝状聚合物(dendrimer)、高分子化合物等。具体地说，例如，可以举出：铝-羟基喹啉络合物(complexes ofaluminum and quinolinol)、铍-苯羟基喹啉络合物(complexes of beryllium andbenzoquinolinol)、恶二唑衍生物、三氮唑衍生物、喹吖啶酮衍生物、二萘嵌苯类化合物、二苯基并四苯(diphenyltetracene)、红荧烯、铕络合物、铂卟啉络合物(platinum porphyrin complexes)、铱络合物、聚对苯撑乙烯衍生物、聚苯衍生物、聚噻吩类、聚芴类、二苯联苯类衍生物(distilbiphenyl derivatives)、二苯乙烯衍生物、二氨基咔唑衍生物、香豆素(cumarin)类化合物、萘类化合物、双苯乙烯类化合物、吡嗪类化合物、聚苯咔唑类(polybenzo carbozoles)。
在上述发光层13的材料中，作为铝-羟基喹啉络合物的具体例子，可以举出三(8-羟基喹啉)铝(省略号：Alq3)等；作为铍-苯羟基喹啉络合物的具体例子，可以举出双(苯喹啉)铍络合物(bis(benzoquinolinolate)beryllium complex)等；作为铕络合物的具体例子，可以举出三(二苯甲酰基)菲罗啉铕络合物(tri(dibenzoylmethyl)phenantoroline europium complex)等；作为二苯乙烯衍生物的具体例子，可以举出联甲苯乙烯二苯酯(ditolyl vinyl biphenyl)等；作为聚对苯撑乙烯衍生物的具体例子，可以举出聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1，4-(1-氰基亚乙烯基)对苯)等。
光取出层14设置在透明电极11与相反电极12之间，透镜15埋设在该层之中。再说，在电极间也可以进一步形成以往公知的空穴输送层、电子输送层、空穴阻止层、电子阻止层等其他层。根据该透镜15，发光层13所发射的光被折射或衍射，而出射至透明电极11。由此，改变入射至透明电极11之光的入射角，减小在透明电极11和光取出层14的界面及其对面所引起的反射比率，这样，光学特性被改善。而且，在装置中的构成要素之一的透明电极11以基材使用，并不必另外设置形成单分子膜所需要的基材，因此，还可以抑制装置厚度的增大。
如图6所示，在光取出层14和透明电极11的界面上，形成有第1单分子膜18，且通过该第1单分子膜来形成用于设置透镜15的开口部。并且，与上述实施方式相同，第1单分子膜18，与开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲和性，且具有临界表面能量在22mN/m以下的特性。因此，当将透镜材料设置于各开口部时，透镜材料不会超过开口部边缘而扩散，各透镜都以给定间隔与邻接透镜离开。
在本实施方式中，第1单分子膜18的形成，除了将透明电极11以基材使用之外，按照与其他实施方式相同的方法来形成。
再说，在本实施方式中，为了形成第1单分子膜，作为有机分子使用有机硅烷化合物的情况下，由于易于形成第1单分子膜，因此优选将基材表面预先进行表面处理。作为这样的表面处理方法，可以举出：由硅烷偶合剂进行处理、氧化覆膜处理(oxide coatingtreatment)等的方法。根据这样的表面处理，可使与有机硅烷化合物反应的透明电极11表面的活性氢量增加。在由硅烷偶合剂的处理中，可以使用：例如，四氯硅甲烷、六氯二硅氧烷(hexachlorodisiloxane)、四甲氧基硅烷等，具有在一分子内含有多个硅芳基(silole group)或通过加水分解能够形成硅芳基的基团(氯硅烷基、烷氧硅烷基(alkoxysilane group))的低分子量的硅烷偶合剂。通过用这些硅烷偶合剂处理表面基材，使基材表面形成一层或多层的覆盖膜。此外，在氧化覆膜处理中，基材表面通过等离子处理或臭氧处理等来形成不达到数个原子层的氧化覆盖膜(例如：二氧化硅覆盖膜)。由上述处理方法所形成的覆盖膜及第1单分子膜，都确认有隧道电流，通过这样的形成不会使发光装置的特性恶化。
在本实施方式中，作为透镜材料可以使用与上述实施方式1中所使用透镜材料相同的材料，但是，由于光取出层14设置在透明电极11和对电极12之间，因而，至少在垂直方向需要导电性。
针对透镜材料附加导电性的方法，例如，透镜材料的主成分为树脂的情况下，通过使用高导电性树脂来得到给定的导电性。
作为这样的高导电性树脂，具体地说，例如，可以举出：水溶性环氧丙烯酸酯、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯衍生物、聚噻吩衍生物、聚苯胺衍生物等。例如，确认了由水溶性环氧丙烯酸酯所形成透镜材料的电阻率为1×109～1×1013Ω·cm、由聚苯胺形成的透镜材料的电阻率为1×10-2～1×101Ω·cm。
当作为透镜材料使用上述高导电性树脂时，为形成透镜还可以使用与实施方式1相同的加热固化或紫外线固化等的方法。作为其它方法，还可以使树脂在开口部上聚合化(polymerize)。例如，当使用聚吡咯时，也可以采用以下的方法。
首先，由微量分配器等的器具来将吡咯的乙醇溶液配置在开口部上。接下来，通过此配置的透镜材料与氯化铁水溶液或醇溶液接触来聚合吡咯，从而形成聚吡咯透镜。
还有，作为其它方法，首先将聚乙烯醇与氯化铁水溶液或醇溶液进行混合，再由微量分配器等器具来将含有聚乙烯醇的溶液配置在开口部上。接着，由滴落、浸渍等方法使吡咯的乙醇溶液和含有聚乙烯醇的溶液相接触，在开口部上设置吡咯溶液。然后，所设置的吡咯由氯化铁的作用来进行聚合，由此形成聚吡咯透镜。
与上述不同，在导电性低的树脂或无机材料为透镜材料主体的情况下，就使用添加了导电性物质的透镜材料。
作为如上导电性物质，具体可以举出：例如，上述ITO、IZO、氧化锌、氧化锡、氧化铟等金属无机化合物。另外，虽然存在减少透镜透明性的可能性，但是其减少是在光学器件的容许范围内、且能够添加电导电性，作为这样的材料，具体可以举出：例如，碳黑、铜、铜合金、银、银合金、焊锡、镍等。这些材料优选以微粉末或以填充物形状来使用。
此外，作为上述以外的导电性物质，具体地说，例如，可以使用以聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔、聚噻吩来代表的导电性聚合物微粒。还有，微粒状聚合物或填充状聚合物的周围用金等金属来表面涂层的材料也很有效。
将上述导电性物质含入至透镜材料中的方法并不特别制限。作为透镜材料的主成分，使用树脂的情况下，可以使用将上述ITO等材料的微粒(其形状包括填充物等的针状粒子)与树脂预先进行混揉或捏和、然后进行了调整的溶液。
具体地说，例如：在以聚甲基丙烯酸甲酯为主成分的树脂中，添加作为导电物质的苯胺聚合物粉末的透镜材料，确认其电阻率为7×10-2～1×100Ω·cm；在以不饱和聚酯为主要成分的树脂材料中，添加作为导电物质的硫酸钡微粒的透镜材料，确认其电阻率为3×10-2～7×101Ω·cm。
另外，作为透镜材料的主成分，使用无机材料的情况下，例如，使用胶体-凝胶材料的金属乙酰丙酮材料之一的硫酸乙酰丙酮铟时，通过调整上述化合物和锡的混合溶液，形成氧化铟和锡的混合体亦即导电物质。此时，虽然根据形成条件有所不同，但确认最高可以给予1×10-4～1×10-3Ω·cm左右的导电性。
在本实施方式中，将透镜材料设置于开口部时，虽然可以使用与上述实施方式相同的方法，但是，为使形成透镜阵列时的体积相同，优选通过使用可以控制滴落量的分配器或喷墨器等来将透镜材料滴落至开口部的方法。
透镜材料如上所述地配置在开口部后，为形成透镜，与实施方式1相同，根据需要可进行固化处理。
在本实施方式中，光取出层14具有平坦膜19使得埋设透镜15。平坦膜19是为了将由第1单分子膜18及透镜15所形成的凹凸面弄平而设置的。
作为构成平坦膜19的材料主要使用有机材料。另外，平坦膜19的材料优选在湿式工序的方法(例如，旋转覆涂法)中可使用的材料。具体地说，例如，可以举出：丙烯酸甲酯类化合物、丙烯酸酯类化合物、硅类化合物、氨酯类化合物、丙烯酸硅类化合物、有机烷氧基硅烷类化合物材料等。另外，作为平坦膜19材料还可以使用无机材料，具体地说，例如，可以举出：硅酸盐类化合物、烷氧基硅烷类化合物。更具体的例示，作为丙烯酸酯类化合物，可举出：聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨酯丙烯酸酯等。作为有机烷氧基硅烷类化合物，可以举出：缩水廿油醚基丙基三甲氧基硅等。这些材料根据透镜15等的光取出层结构、透明电极11、发光层13等各构成要素的光学特性来可以适当选择。
平坦膜19也与透镜15相同，因通常缺乏导电性，所以，优选至少在基材垂直方向给予导电性。作为给予平坦膜19导电性的方法，可以采用与向透镜材料给予的相同方法。
平坦膜19的形成，通过旋转涂敷法将上述材料涂于透镜15上，再根据需要固化来进行。例如，作为平坦膜19的材料，使用甲基丙烯酸缩水甘油酯和4’-甲基丙烯酰氧查耳酮(4’-methacryloylo oxychalcone)的共聚物时，首先，调制环己烷溶液，将此溶液旋转涂敷在透镜15上。然后，在100℃下焙烘10分钟，再由紫外线进行固化，之后在120℃下焙烘20分钟，从而形成平坦膜19。
在本实施方式中，光取出层14全体的导电性以电阻率表示优选在1×10-2～1×1013Ω·cm的范围。电阻率在上述范围外时发光容易出现问题。再说，上述电阻率是另外在纵向结构(column structure)的两个金制电极之间夹入测定试料，从其电流电压所测得的。
再说，在本实施方式中，如图6例示了从图面向下凸形的透镜15，但是根据发光装置结构及制造工序，也可以形成从图面向上凸形的透镜15。此时，作为基材利用发光层13。
图7A～图7G是说明本实施方式所涉及的发光装置(有机EL单元)制造工序的图，除了在电极之间形成有光取出层14以外，基本上利用以往公知的有机EL元件的制造方法。
首先，如图7A所示，用溅射法将铟锡氧化物(ITO)以给定厚度成膜，在透明基片10上形成ITO制的透明电极11。再说，作为透明基片10，例如，使用玻璃板等的透光性基片。
在此透明电极11上面形成光取出层14。
光取出层14，是根据上述方法，首先形成第1单分子膜18，由此在透明电极11上形成开口部17。
然后，在所形成的开口部17上，根据上述方法设置导电性透镜15(图7C)，还有，在第1单分子膜18及透镜15上形成导电性的平坦膜19，从而形成光取出层14(图7D)。
如上所述地形成的光取出层14上形成有空穴输送层16。该空穴输送层16是任意构成要素，可以由以往公知的材料及制法来形成。例如，将N，N′-二(3-甲基苯基)-二苯基-N，N′-(1，1′-联苯)-4，4′-二胺(TPD)作为蒸镀源，通过加热蒸镀形成给定厚度的薄膜，从而形成空穴输送层16。
接下来，在空穴输送层16上形成发光层13(图7F)。此发光层13，例如，将三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)作为蒸发源来使用，通过真空蒸镀法以给定厚度形成于空穴输送层16上。
然后，在发光层13上形成对电极12(图7G)。此对电极12，例如，将铝-锂合金(Li：含有15％)作为蒸发源，使用金属膜由真空蒸镀法以给定厚度形成于发光层13上。
如上所述，可以制造在内部包含微镜的发光装置，该微镜是作为构成有机EL元件的构成要素之一的基材而使用的。
再说，本实施方式虽然对将透明电极作为基材来使用的例子进行了说明，但是也可以将其它构成要素作为基材来使用。此外，在本实施方式中，在形成透明基片10的电极侧之对面，还可以形成本发明的微镜。通过形成该微镜，可以进一步改善光学特性。
其它实施方式
作为本发明的其它实施方式，还可以是如下微镜。
(1)作为基材，也可以使用具有反射性的材料。通过使用这样的基材，可以发挥将反射光聚光的效果。作为这样的反射性基材，除了使用铝、银等金属之外，还可以使用硅等。
(2)本发明的微镜，其透镜形状并不局限于圆形，还可以是柱形或底面形状为矩形的透镜。在透镜为底面矩形透镜的情况下，透镜阵列成为稠密结构，从而可以使透镜间距减小。因此优选。另外，还可以在同一基材中形成2种以上的透镜形状。
本申请基于2004年10月6日申请的日本发明专利申请2004-293608号主张优先权，上述内容根据参照被编入于本申请中。
以下，通过实施例进一步详细说明本发明，但是下述实施例并不限定本发明，以上述及下述宗旨为特征所改变设计的，都包含在本发明的技术范围内。
实施例
实施例1
作为基材使用了玻璃基片(松波硝子公司制青板玻璃，尺寸：50mm×50mm×0.8mm，临界表面能量：约70mN/m)。将基材由半导体加工制造用丙酮(关东化学公司制)超音波清洗2分钟之后，立即用纯水流水清洗了5分钟，再用旋转吹风机吹干。干燥后，用UV/臭氧清洗装置(SAMCO国际研究所制UV-300)清洗处理了基材表面10分钟。
接下来，在上述基材的一侧表面上通过旋转覆涂而形成了厚度为1μm的正型抗蚀(东京应化工业公司制OFPR8000)，再实施了80℃的焙烘。在此抗蚀上配置了具有多个不同尺寸开口的掩膜，再由紫外线露光装置露光后，立即由显影液(东京应化工业公司制NMD-3)进行了显影。
上述之外，在室温下、并在相对湿度为5％以下(以22℃时换算)的干燥气氛下的手套箱内，为了形成第1单分子膜，调整了CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3(信越化学工业公司制X-24-9367C)的氢氟醚溶液(住友3M公司制HFE-7100)(浓度：2质量％)。
在相同手套箱内放入了形成有抗蚀的基材，将它浸渍于含有所调制有机分子的液体中2分钟。从溶液中取出基材，立即在手套箱内，用氢氟醚清洗液(住友3M公司制HFE-7200)涮洗了5分钟2次，由此洗净了基材表面。通过目视确认基材已干燥后，从手套箱取出了基材。
接着，由半导体处理制造用丙酮(关东化学公司制)，反复3次5分钟的涮洗从而去除了基材上的抗蚀。
单分子膜的确认，是通过分析形成于基材上的单分子膜的分子结构来进行了。图8是表示如上所述地形成了单分子膜的傅立叶转换红外吸收光谱的测定图谱。在波数为2930cm-1和2860cm-1位置上，确认到分子主链CH2CH2基的振动。另外，在由19F-磁核共振谱的测定中，确认到CF3、CF2的信号。还有，在由质量分析光谱的测定中，确认到相当于分子结构的给定质量的部分(fragment)。从以上，确认到基材上形成有单分子膜(CF3(CF2)7(CH2)2Si-O-)。此外，通过观察用透过型电子显微镜拍摄的截面照片，确认到单分子膜的厚度为约一分子长的1.6nm。另外，所形成的第1单分子膜的临界表面能量为8.5mN/m。
接下来，用旋转涂敷器将透镜材料的紫外线固化型树脂(大日本油墨化学工业公司制(DAICURE Clear SD)涂在基材上。
涂敷后，使用紫外线灯(SEN特殊光源公司制)向基材上照射了紫外线，使树脂固化，从而制成了微镜阵列。再说，通过另外制作的平面板来测定了此透镜材料的临界表面能量，其为21.2mN/m，透镜材料和第1单分子膜之间的临界表面能量差为12.7mN/m。
图9是在不同尺寸的矩形开口部内的区域中所形成的微镜阵列，将它从上方拍摄的电子显微镜照片。从确认到表示各个开口部轮廓的干涉条纹可知，透镜形成在开口部内的区域中。确认到得到的微镜都设置在形成于矩形图案上的开口部内的区域中，且透镜材料没超过开口部边缘而扩散。另外，在图9中，开口部底面的一边，以从大到小依次为9.01、7.47、5.49、4.20、3.21、2.10及1.30μm。确认到这些尺寸大致与掩膜开口尺寸相同。
此外，由表面形貌测量仪(surface profilometer)测定的透镜高度为0.6～4.6μm，并确认到是大致半球状的透镜。
实施例2
在实施例1的微镜阵列制作中，除了在形成抗蚀时作为掩膜使用了具有多个相同尺寸开口的掩膜以外，其他则由实施例1相同的方法制作了微镜。
图10是如上所述地制作的、在尺寸大体相同的矩形开口部内的区域中所形成的微镜阵列，将它从上方拍摄的电子显微镜照片。从确认到表示各个开口部轮廓的干涉条纹可知，透镜形成在开口部内的区域中。确认到得到的微镜都设置在形成于矩形图案上的开口部内的区域中，且透镜材料没超过开口部边缘而扩散，也没有互相给邻接透镜带来影响，而且，从透镜的设置来看也没有漏设。针对开口部的宽度测量了3处，在3.52～3.77μm之间，而透镜间隔为约20μm，确认到掩膜开口以及间隔大致相同。另外，确认到透镜高度为1.71～1.89μm、透镜形状均为大致半球状的透镜。
实施例3
在实施例2的第1单分子膜的形成中，除了作为有机分子使用了CF3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)15SiCl3(信越化学工业公司制，通过在日本发明专利平4-120082号公开公报所记载的方法来制造，单分子膜的结构：CF3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)15Si-O-)以外，其他则由与实施例2相同的方法制造了第1单分子膜。此第1单分子膜的厚度为约1nm，且临界表面能量为17.9mN/m。
上述之外，还准备了透镜材料。作为透镜材料，调制了甲基丙烯酸缩水甘油酯和4’-甲基丙烯酰氧查耳酮的共聚物的环己烷溶液。
将形成有第1单分子膜的基材浸渍在调制的上述溶液中。从溶液中取出基材后，由与实施例1相同的方法固化了透镜材料，从而制作了微镜阵列。
上述透镜材料固化后的临界表面能量约为40mN/m，透镜材料与第1单分子膜之间的临界表面能量差为约22mN/m。
所得到的微镜阵列与实施例2相同，确认到形成有大体半球形状透镜。另外，针对开口部宽度测量了3处，其结果为5.11～5.27μm，透镜间隔为约20μm，透镜高度为约1.9～2.1μm。
实施例4
在实施例2的第1单分子膜形成中，除了作为有机分子使用了CF3(CF2)3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)9SiCl3(信越化学工业公司制，通过在日本发明专利平4-120082号公开公报所记载的制造方法来制得，单分子膜结构：CF3(CF2)3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)9Si-O-)以外，其他则与实施例2相同地制造了第1单分子膜。此第1单分子膜厚度为约1nm，此外，临界表面能量为11.5mN/m。
然后，使用与实施例3相同的透镜材料，由与实施例3相同的方法制造了微镜。
透镜材料和第1单分子膜临界表面能量之差为约28.5mN/m。
所得到的微镜阵列与实施例2相同，确认到形成有大体半球形状透镜。另外，针对开口部宽度测量了3处，其结果为5.03～5.25μm，透镜间隔为约20μm，透镜高度为1.9～2.2μm。
实施例5
在实施例2的微镜阵列制作中，除了在透镜材料被配置于开口部之前、在开口部内的区域中形成了第2单分子膜以外，其它则与实施例2相同地制作了微镜阵列。
作为基材，使用了在表面以给定图案具有由实施例2相同方法形成了第1单分子膜的基材。在通过此基材表面的第1单分膜所形成的开口部内的区域中，按照以下方法形成了第2单分子膜。
首先，将形成有第1单分子膜的基材，与实施例1中的玻璃基片相同，由丙酮来超音波清洗，再由纯水清洗，然后用旋转吹风机进行了烘干。
接下来，为了形成第2单分子膜，除了使用CH3(CH2)7SiCl3(Azmax公司制，n-辛基硅烷)以外，其他则与实施例1形成微镜阵列中所形成第1单分子膜相同，通过将基材浸渍在有机分子含有液中，使在开口部内的区域中形成了第2单分子膜(结构式：CH3(CH2)7Si-O-)。
第2单分子膜的确认，是由分析形成在基材上的单分子膜的分子结构来进行了。图11是表示第2单分子膜傅立叶转换红外吸收光谱的测定光谱。在波数2930cm-1和2860cm-1上，确认到有分子主链CH2CH2基的振动。此外，第2单分子膜的厚度为1.2nm。还有，红外吸收光谱及第2单分子膜厚度的测定，由于开口部内的面积微小，所以，通过使用另外形成在同一基片上的图案(20mm角)来进行了测定。另外，第2单分子膜临界表面能量为20.3mN/m，第2单分子膜与透镜材料之间的临界表面能量差为0.9mN/m。
接着，使用形成有上述第1单分子膜及第2单分子膜的基材，与实施例1相同地形成了透镜，从而制作了微镜阵列。
图12是从上方拍摄所得到的微镜阵列的电子显微镜照片。从确认到表示各个开口部轮廓的干涉条纹可知，透镜形成在开口部内的区域中。此外，确认到：所得到的微镜都设置在形成于矩形图案上的开口部内的区域中；并没超过开口部边缘而扩散；也没有互相给邻接透镜带来影响；且从透镜的设置来看并没有漏设。
针对开口部宽度与长度分别测量了3处，其结果宽为2.78～2.84μm、长为3.52～3.58μm。另外，透镜间隔为约5.5μm。从而确认到这些掩模的开口及间隔大体相同。此外，确认到透镜高度为1.40～1.41μm、透镜形状均为大体半球形状的透镜。
比较例1
研讨了如下微镜阵列，即：以美国专利第2004/163758号公开公报的实施例3为依据，采用印模法在基材上形成单分子膜的方法来制造的微镜阵列。
首先，对10质量份的RTV硅橡胶(信越化学工业公司制)混合了1质量份的固化剂，再将其脱泡以调制了溶液。将溶液供给到具有给定图案凹凸的不锈钢板上，在室温静置了24小时来进行了固化。固化后，将固化橡胶从不锈钢板上剥离，来形成了转印有不锈钢板凹凸的印模。
接着，调制了用于转印的有机分子含有液。再说，有机分子含有液的调制、向印模面的转印以及向基材中的有机分子的转印，均在室温下，且不是在干燥气氛下而是暴露在相对湿度为77％(以22℃时换算)的外气中的条件下进行了。作为有机分子，因为用于对比，所以使用了与实施例1相同的CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3(信越化学工业公司制X-24-9367C)。将有机分子添加到皿内，使如上所述地形成了印模的印模面浸渍在钵内。在印模上有极少量的溶液被转印。此时，在印模上确认到推测是有机分子的聚缩合反应物亦即聚硅氧烷的白浊。
作为转印的基材，准备了N型硅晶片(信越半导体公司制)。将印模按压到上述硅晶片，从而使印模上的有机分子转印到晶片上。目视确认到白浊物转印至在晶片上的印模面接触部位，但是却确认不到在印模面上所设置的凹凸图案的转印。
通过确认转印物的形成状态，由于白浊物被转印，因此可以推测其厚度为400nm以上。另外，转印的白浊物对基材的黏着性很差，在于容易剥落的状态。此外，接触角根据测定部位不同而大不相同。临界表面能量6处平均为41.2mN/m。
在如上所述地得到的基材上，与实施例1相同地覆涂了透镜材料。虽然确认了对应于印模凹部区域中是否设置有透镜材料，但是确认不到透镜的形成。
比较例2
在实施例2的第1单分子膜形成中，除了作为有机分子使用了CH2＝CH(CH2)17SiCl3(信越化学工业公司制，单分子膜结构：CH2＝CH(CH2)17Si-O-)以外，其他则与实施例2相同地制造了第1单分子膜。第1单分子膜临界表面能量为31.0mN/m。
然后，使用与实施例1相同的透镜材料(上述第1单分子膜与透镜材料之间的临界表面能量差为：9.8mN/m)，由与实施例1相同的方法，将透镜材料覆涂在如上所述地制作的基材上，这时从开口部的透镜材料的扩散被观察到。另外，在形成有开口部的区域以外的区域中，也确认到透镜材料的附着。
实施例6
如下所述地制作了具有形成有本发明微镜的光取出层的发光装置。
在玻璃基片上，作为透明电极，准备了铟锡氧化物(ITO)以给定图案形成的电极基片(松波硝子公司制)。上述基片的ITO层的面电阻值为约20Ω/sq，其膜厚为约100nm。
在上述ITO层上，由旋转涂敷法涂敷正型抗蚀(东京应化工业社制OFPR-800)以其厚度为约1μm。走过了抗蚀的预先焙烘工序之后，使用设有给定图案的光掩膜(对应于像素部位设有直径1μm的图案阵列的掩膜)进行了露光、显像。
上述之外，在室温下，并在相对湿度值为5％以下(以22℃时换算)的干燥气氛下的手套箱内，为了形成第1单分子膜，调整了CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3(信越化学工业公司制X-24-9367C)的氢氟醚溶液(住友3M公司制HFE7100)(浓度：1体积％)。
将形成有抗蚀的玻璃基片放入手套箱内，充分暴露在干燥气氛中后，再将玻璃基片浸渍在盛满上述溶液的容器中。浸渍时间为15分钟，其间，用搅拌器缓慢地进行了搅拌。
在手套箱内，另外准备了用于清洗而注入了氢氟醚的两个容器。浸渍结束后，立即将基片浸渍于准备好的清洗容器中，进行了清洗。清洗是以对每一个容器进行了5分钟(合计10分钟)，之后，目视确认了玻璃基片表面没被溶剂等而濡湿，然后，从手套箱内取出。
将从手套箱取出的玻璃基片进一步用纯水进行了清洗，由氮气枪去除了玻璃基片表面的水滴，保管于干燥容器内。
接着，玻璃基片浸渍于丙酮中，除去了形成于玻璃基片表面上的正型抗蚀。为了确实地去除抗蚀，由丙酮的清洗反复了2次。在这些操作中，在ITO层上形成了第1单分子膜的图案。第1单分子膜的形成，是通过傅立叶变换吸收光谱及X线光电子分光分析来确认了。
上述之外，另外准备了透镜材料。调制了向紫外线固化树脂(荒川化学工业公司制的水溶性环氧丙烯酸酯)90质量％中，添加有作为添加剂的光聚合开始剂(长濑产业公司制Irgacure)5质量％和水5质量％的溶液。
将上述方法调制的溶液滴落到玻璃基片上，进行了旋转覆涂(转速500rpm、10秒钟)。
接下来，使用照度80mW/cm2的光固化装置(SEN特殊光源公司制的HandyCurerub)照射紫外线10秒钟，进行了玻璃基片上的溶液附着部的光固化。用显微镜观察了玻璃表面，确认到有半球形状透镜的形成。再说，此透镜材料的电阻率为1×109～1×1013Ω·cm。
上述之外，作为透镜材料，调制了甲基丙烯酸缩水甘油酯和4’-甲基丙烯酰氧查耳酮的共聚物的环己烷溶液。
将用于形成平坦膜的溶液滴落到形成有透镜的玻璃基片上，再由旋转涂敷器形成薄膜以其厚度为约500nm，之后，在100℃下进行了预焙烘10分钟，再用360mJ/cm2的高压水银灯照射紫外线30秒钟，最后在120℃下、进行了20分钟的后焙烘来使完全固化。制成的平坦膜的电阻率为1×108～1×1013Ω·cm。
将形成了平坦膜的玻璃基片投入到电阻加热式蒸镀装置内。在真空度为10-6Torr的减压下，以约50nm的膜厚形成了作为空穴输送层的TPD。TPD的蒸镀速度为0.2nm/s。
然后，同样地，在电阻加热式蒸镀装置内，在空穴输送层上以约60nm的膜厚来形成了作为发光层的Alq3。再说，Alq3的蒸镀速度为0.2nm/s。
还有，同样地，在电阻加热式蒸镀装置内，将含有15at％Li的Al-Li合金作为蒸镀源，在发光层上以150nm的膜厚来成膜了作为对电极的阴极。这些由真空蒸镀的成膜方法，是以日本发明专利2001-085157号公开公报为依据而进行了。
针对如上所述地制作的发光装置的取出光量(quantity of extracted light)进行了检测。评价以普林斯顿大学发表论文“Opt.Lett.，22，6，396(1997)”所记载的方法为依据来进行。其结果，取出光量与没有设置透镜的样品相比较，确认到增加了2.1倍。再说，在实施了光学设计仿真的情况下，确认到有4倍取出光量的增加。
如上详细说明，本发明的微镜，因为由膜厚为30nm以下的单分子膜覆盖基材表面来形成用于设置透镜的开口部，所以可以减小开口部深度。而且，由此设置在开口部的透镜，其透镜根部的厚度被减小，光路长度也有所缩短。
此外，在本发明中，基材表面与第1单分子膜是通过共价键来结合。此结合是非常坚固的结合。所以，与树脂制的基体不同，减少了在处理中发生的剥落问题。因此，即使应用于微小的微镜，也可以得到轮廓清晰的高精度的透镜。
另外，形成本发明开口部的第1单分子膜，其临界表面能量为22mN/m以下，并且与所述开口部内的区域相比针对透镜形成材料更显示非亲和性。因此，当透镜材料配置在开口部时，可以充分防止透镜材料的扩散。并且，由此，即使透镜直径小也可以形成高精度的微镜。
还有，在本发明中，形成有多个上述微镜微镜的微镜阵列，由于难以形成微小图案的树脂基体不同，可以选择性地形成稠密的单分子膜，因此可以得到高密度的透镜阵列。此外，当应用于透镜间隔小的透镜阵列时，因为抑制了设置在邻接开口部中的透镜材料的扩散，所以，减小了由邻接透镜带来的影响。因此，即使透镜密度很高，也可以得到高精度的微镜阵列。而且，即使是微小的透镜，也因不产生微镜形状的崩溃，从而可使各个透镜均匀。
另外，本发明的第1单分子膜是将有机分子通过共价键结合于基材表面而形成的，所以，根据有机分子种类的不同，可以改变针对透镜材料的非亲和性。因此，缓和了透镜材料的选择条件。另外，所得到的透镜形状也可以是多种形状。
还有，本发明的微镜，优选第1单分子膜和透镜材料的临界表面能量之差以12mN/m以上。
通过使微镜具备上述特性，可以进一步抑制透镜材料从开口部扩散。
在本发明的微镜中，第1单分子膜是将由下述通式所示的有机分子或其衍生物接触于所述基材而形成的，
CFxHy-(CbL2b)-Z-DqEr    (S1)
式中：x、y为满足x＝1～3、y＝0～2、x+y＝3的整数；CbL2b为直链结构或者具有支链的结构，L为H或F，b为2～24的整数；Z为选自Si、Ti、Al和Sn中的1种元素；D为选自卤族、OCH3、OC2H5和OCN中的1种特性基团；E为选自由氢、CH3、C2H5和C3H7构成的组中的1种特性基团；q及r为满足q＝1～3、r＝0～2、q+r＝3的整数。
通过使用这样的有机分子，可使在与基材形成共价键的方面优异，并且，在临界表面能量低的情况下，可以形成针对透镜基材显示大非亲和性的第1单分子膜。
此外，在本发明中，作为上述有机分子，优选使用选自由CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3、CF3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)15SiCl3、CF3(CF2)3(CH3)2Si(CH2)9SiCl3、及CF3(CF2)7(CH2)2(CH3)2Si(CH2)9SiCl3构成的组中的至少一种。
通过使用上述有机分子，可以容易地形成临界表面能量抵的第1单分子膜。
另外，在本发明的微镜中，所述开口部为凹部形状，所述凹部的长径或长边为10nm以上且1,000,000nm以下。
另外，本发明的微镜优选，在开口部内的区域中，还形成有对所述透镜材料显示亲和性且比所述第1单分子膜的厚度薄的第2单分子膜，该第2单分子膜通过共价键被固定在所述基材表面上。
通过形成这样的结构的微镜，可以提高开口部内的区域与第1单分子膜的非亲和性，并且，由此进一步可以防止透镜材料的扩散。
另外，在本发明的微镜制造方法中，优选在相对湿度值(换算成在22℃时的相对湿度值的值)为35％以下的气氛中，通过液相处理，形成所述第1单分子膜。
通过在这样的低湿度气氛下进行液相处理，可以抑制高活性有机分子之间的反应，可以形成厚度薄、耐脱离性优越、还对透镜材料显示高非亲和性的第1单分子膜。
还有，本发明的微镜可以将发光装置的构成要素作为基材来使用。换言说，本发明可应用于如下发光装置，即：该发光装置具有一对电极和在电极之间的发光层，在上述电极之间还具有光取出层，其中，上述光取出层在其一侧具有：给定图案的第1单分子膜、和配置于上述第1单分子膜图案之间的透镜。
根据该构成，可以提供取出光量有所增大的发光装置。
此外，在上述实施例6中，示例了本发明的微镜应用于发光装置的例子，但本发明对发光层为多层的发光装置也很有效。进而，作为上述发光装置以外的应用，还可以作为：液晶显示装置的背光照明器具、LED照明器具、光通信用的偶合器具、去除平面光的光量不均的光扩散器具、用于立体识别的透镜阵列、检测用聚光点阵列、近场光的漏出部及所漏光的摄取部(再说，此时设置于透镜或透镜阵列的开口部尺寸需要在100nm以下，另外，在说明书中，根据目前的制作装置的制约，将开口部的下限值设在10nm以上，但是就本用途其下限低于10nm也可预见显示效果。)，生物传感器(遗传基因、蛋白质等)的多处同时检测用的用具等光学器件来使用。

Claims (11)

1.一种微镜，其特征在于，包括基材和形成于该基材上的透镜，其中：
所述透镜置于所述基材上的开口部；
所述开口部通过第1单分子膜覆盖所述基材而形成；
所述第1单分子膜，其临界表面能量为22mN/m以下，与所述开口部内的区域相比针对透镜材料更显示非亲合性，而且，通过共价键被固定在所述基材表面上。
2.根据权利要求1所述的微镜，其特征在于，
所述第1单分子膜的膜厚为30nm以下。
3.根据权利要求1所述的微镜，其特征在于，
所述第1单分子膜和所述透镜材料的临界表面能量之差为12mN/m以上。
4.根据权利要求1所述的微镜，其特征在于，
所述第1单分子膜是将由下述通式所示的有机分子或其衍生物接触于所述基材而形成的，
CFxHy-(CbL2b)-Z-DqEr      (S1)
式中：x、y为满足x＝1～3、y＝0～2、x+y＝3的整数；CbL2b可以为直链结构或者具有支链的结构，L为H或F，b为2～24的整数；Z为选自Si、Ti、Al和Sn中的1种元素；D为选自卤族、OCH3、OC2H5和OCN中的1种特性基团；E为选自由氢、CH3、C2H5和C3H7构成的组中的1种特性基团；q及r为满足q＝1～3、r＝0～2、q+r＝3的整数。
5.根据权利要求4所述的微镜，其特征在于，
所述由通式(S1)所示的有机分子或其衍生物为选自由CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3、CF3(CH2)2(CH3)2Si(CH2)15SiCl3、CF3(CF2)3(CH3)2Si(CH2)9SiCl3、及CF3(CF2)7(CH2)2(CH3)2Si(CH2)9SiCl3构成的组中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的微镜，其特征在于，
所述开口部为凹部形状，所述凹部的长径或长边为10nm以上且1,000,000nm以下。
7.根据权利要求1所述的微镜，其特征在于，
在所述开口部内的区域中，还形成有对所述透镜材料显示亲和性且比所述第1单分子膜的厚度薄的第2单分子膜，该第2单分子膜通过共价键被固定在所述基材表面上。
8.一种微镜阵列，其特征在于，包括权利求要求1所述的微镜。
9.根据权利要求8所述的微镜阵列，其特征在于，
所述微镜阵列的透镜间隔在10nm以上且1,000,000nm以下。
10.一种微镜的制造方法，所述微镜包括基材和形成于该基材上的透镜，其特征在于包括以下的步骤：
使有机分子接触于所述基材表面具有活性氢的区域，该有机分子在一个末端具有能够与所述活性氢产生缩合反应形成共价键的末端结合官能基团、并且在另一端具有对透镜材料显示非亲合性的末端基团；
通过将所述末端结合官能基团与所述活性氢进行缩合反应形成共价键，使对所述透镜材料显示非亲合性的第1单分子膜选择性地固定在所述基材表面上，从而在基材表面上形成开口部；
在所述开口部上设置所述透镜材料以形成微镜阵列。
11.根据权利要求10所述的微镜制造方法，其特征在于，
在相对湿度值(换算成在22℃时的相对湿度值的值)为35％以下的气氛中，通过液相处理，形成所述第1单分子膜。
CNB2005800342258A 2004-10-06 2005-10-05 微镜、微镜阵列及其制造方法 Expired - Fee Related CN100480739C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP293608/2004 2004-10-06
JP2004293608 2004-10-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101036071A true CN101036071A (zh) 2007-09-12
CN100480739C CN100480739C (zh) 2009-04-22

Family

ID=36142720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005800342258A Expired - Fee Related CN100480739C (zh) 2004-10-06 2005-10-05 微镜、微镜阵列及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7532405B2 (zh)
JP (1) JP4615520B2 (zh)
CN (1) CN100480739C (zh)
WO (1) WO2006038648A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102422452A (zh) * 2009-05-08 2012-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 电致发光设备
CN102576099A (zh) * 2009-07-16 2012-07-11 Lg伊诺特有限公司 规则图案光学片
CN103972250A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 台湾积体电路制造股份有限公司 界面的润湿性差异产生的自对准
CN104345359A (zh) * 2014-10-28 2015-02-11 京东方科技集团股份有限公司 微透镜阵列及其制作方法、图像获取装置、显示装置
CN110208984A (zh) * 2019-05-28 2019-09-06 惠州市华星光电技术有限公司 背光结构和显示面板
CN111192972A (zh) * 2019-03-18 2020-05-22 广东聚华印刷显示技术有限公司 薄膜封装结构及其制备方法和显示装置
CN111653689A (zh) * 2020-06-15 2020-09-11 京东方科技集团股份有限公司 透镜阵列的制备方法、显示装置及其制备方法
CN113608285A (zh) * 2021-06-30 2021-11-05 中国科学院高能物理研究所 一种Ni柱子辅助PMMA微透镜阵列及其制备方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7737636B2 (en) * 2006-11-09 2010-06-15 Intematix Corporation LED assembly with an LED and adjacent lens and method of making same
US9162519B2 (en) * 2008-07-31 2015-10-20 Seiren Co., Ltd. Decorative surface structure of synthetic resin molded article, method for producing the same and automobile interior part
US20110181797A1 (en) * 2008-09-01 2011-07-28 Lensvector Inc. Wafer-level fabrication of liquid crystal optoelectronic devices
JP5322182B2 (ja) * 2010-05-14 2013-10-23 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 有機ｅｌ素子用のマイクロレンズ、それを用いた有機ｅｌ素子、及びそれらの製造方法
US9778470B2 (en) 2010-09-22 2017-10-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-view display device
TWI514009B (zh) * 2011-04-12 2015-12-21 Matsunami Glass Ind Ltd Lens array
JP2014041181A (ja) * 2012-08-21 2014-03-06 Hitachi Chemical Co Ltd レンズ付き基板及びその製造方法、並びにレンズ付き光導波路
US9190563B2 (en) 2013-11-25 2015-11-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Nanostructure semiconductor light emitting device
KR102193876B1 (ko) * 2015-10-15 2020-12-24 한국전자통신연구원 광소자 및 그 제조 방법
CN107039596B (zh) * 2015-10-15 2020-04-21 韩国电子通信研究院 光学装置及其制备方法
DE102016119623B4 (de) 2015-10-15 2021-04-22 Electronics And Telecommunications Research Institute Verfahren zur Herstellung einer optischen Vorrichtung
DE102017004562A1 (de) * 2017-05-14 2018-11-15 Docter Optics Se Verfahren zum Herstellen eines Mikroprojektors und eines Projektionsdisplays
JP2019124725A (ja) * 2018-01-12 2019-07-25 富士通コンポーネント株式会社 光導波路及び光導波路の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02262601A (ja) 1989-04-03 1990-10-25 Ricoh Co Ltd 微小集光素子の作成方法
JP2907515B2 (ja) 1990-09-07 1999-06-21 松下電器産業株式会社 末端パーフルオロアルキルシラン化合物及びその製造方法
JPH04190301A (ja) 1990-11-26 1992-07-08 Nippon Sheet Glass Co Ltd 平板レンズアレイの製造方法
US5800907A (en) 1993-09-30 1998-09-01 Grapac Japan Co., Inc. Method of producing lens method of fabricating article with lens articles with lens resin composition for forming defining lines and lens-forming resin composition
JP4312319B2 (ja) 1999-11-10 2009-08-12 大日本印刷株式会社 マイクロレンズ基板およびその製造法
US7491286B2 (en) 2000-04-21 2009-02-17 International Business Machines Corporation Patterning solution deposited thin films with self-assembled monolayers
JP2002196106A (ja) 2000-12-27 2002-07-10 Seiko Epson Corp マイクロレンズアレイ及びその製造方法並びに光学装置
EP1251365B1 (en) * 2001-04-20 2004-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Microlens array and method of its manufacturing
JP4262910B2 (ja) 2001-09-21 2009-05-13 富士フイルム株式会社 マイクロレンズの製造方法
US20040151828A1 (en) 2003-02-04 2004-08-05 Anis Zribi Method for fabrication and alignment of micro and nanoscale optics using surface tension gradients
JP4289924B2 (ja) 2003-04-07 2009-07-01 大日本印刷株式会社 パターン形成体
US7601386B2 (en) 2003-07-11 2009-10-13 Seiko Epson Corporation Process for forming a film, process for manufacturing a device, electro-optical device and electronic equipment
KR100723405B1 (ko) * 2005-06-07 2007-05-30 삼성전자주식회사 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102422452A (zh) * 2009-05-08 2012-04-18 皇家飞利浦电子股份有限公司 电致发光设备
CN102422452B (zh) * 2009-05-08 2015-03-25 皇家飞利浦电子股份有限公司 电致发光设备
CN102576099A (zh) * 2009-07-16 2012-07-11 Lg伊诺特有限公司 规则图案光学片
CN103972250A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 台湾积体电路制造股份有限公司 界面的润湿性差异产生的自对准
CN103972250B (zh) * 2013-01-28 2016-12-28 台湾积体电路制造股份有限公司 界面的润湿性差异产生的自对准
CN104345359A (zh) * 2014-10-28 2015-02-11 京东方科技集团股份有限公司 微透镜阵列及其制作方法、图像获取装置、显示装置
CN111192972A (zh) * 2019-03-18 2020-05-22 广东聚华印刷显示技术有限公司 薄膜封装结构及其制备方法和显示装置
CN110208984A (zh) * 2019-05-28 2019-09-06 惠州市华星光电技术有限公司 背光结构和显示面板
CN110208984B (zh) * 2019-05-28 2020-12-25 惠州市华星光电技术有限公司 背光结构和显示面板
CN111653689A (zh) * 2020-06-15 2020-09-11 京东方科技集团股份有限公司 透镜阵列的制备方法、显示装置及其制备方法
WO2021254219A1 (zh) * 2020-06-15 2021-12-23 京东方科技集团股份有限公司 透镜阵列的制备方法、显示装置及其制备方法
CN113608285A (zh) * 2021-06-30 2021-11-05 中国科学院高能物理研究所 一种Ni柱子辅助PMMA微透镜阵列及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006038648A1 (ja) 2006-04-13
CN100480739C (zh) 2009-04-22
US7532405B2 (en) 2009-05-12
US20080186585A1 (en) 2008-08-07
JPWO2006038648A1 (ja) 2008-05-15
JP4615520B2 (ja) 2011-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101036071A (zh) 微镜、微镜阵列及其制造方法
CN1268177C (zh) 硬掩模的形成方法
CN100338139C (zh) 热衰变材料、使用其的转印薄片及形成图案的方法
CN1320076C (zh) 有机电致发光元件密封用粘接剂及其应用
CN1263352C (zh) 电致发光元件及其制造方法
CN1877450A (zh) 涂料组合物
CN1682388A (zh) 以图案表面为模板的材料及其制造方法
CN1379284A (zh) 图案形成体的制造方法以及用于其中的光掩膜
CN1653858A (zh) 电致发光元件及其制造方法
CN1551331A (zh) 图案及其形成法、器件及其制法、电光学装置、电子仪器
CN1950414A (zh) 有机金属聚合物材料
CN1085564C (zh) 化学吸附膜的制造方法
CN1483205A (zh) 导电性有机薄膜及其制造方法及使用该导电性有机薄膜的有机光电子器件、电线及电极
CN1855501A (zh) 利用有机－无机复合介孔材料的非易失性纳米沟道存储器件
CN1574201A (zh) 图案的形成方法及其装置、器件的制造方法、电光学装置
CN1645977A (zh) 有机电致发光显示装置及其制造方法
CN1575105A (zh) 薄膜图案形成方法、器件及其制造方法、电光装置
CN1449229A (zh) 发光装置和制造这种发光装置的方法
CN1487776A (zh) 电致发光元件的制造方法
CN1698181A (zh) 图案形成方法及半导体器件的制造方法
CN1684236A (zh) 真空装置、其颗粒监控方法、程序以及颗粒监控用窗口部件
CN1819302A (zh) 发光装置、发光装置的制造方法、以及电子设备
CN1774962A (zh) 输出溶液、使用该输出溶液的图样的制备方法和电子设备的制备方法,和电子设备
CN1832222A (zh) 有机电致发光器件及其制造方法
CN1551297A (zh) 薄膜图案形成法、器件及其制法、电光学装置和电子仪器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090422

Termination date: 20161005

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee