JP2015005494A

JP2015005494A - 有機ｅｌ照明の光取り出し基板

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Publication number: JP2015005494A
Application number: JP2014043099A
Authority: JP
Inventors: 上木原　伸幸; Nobuyuki Uekihara; 伸幸上木原; 和田　紀彦; Norihiko Wada; 紀彦和田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: US20140347734A1; JP6264950B2; KR20140137305A; KR101582813B1

Abstract

【課題】発光効率が高く、狭額縁化も可能な有機ＥＬ照明を実現することができる有機ＥＬ照明の光取り出し基板を提供する。
【解決手段】透明な基板１上に、表面が複数の微細な凹凸形状の回折格子部４で形成された第１の層２と、前記回折格子部に隙間なく埋め込まれた第２の層１とを備え、前記第１の層の外周に一定幅の凹み部５と、前記凹み部の外周に一定幅の外郭部６が設けられており、前記凹み部にも前記第２の層が埋め込まれている。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ照明の発光効率を高めるために用いられる有機ＥＬ照明の光取り出し基板に関するものである。

有機ＥＬ照明は、自発光型の照明装置であり、各種ディスプレイの光源だけでなく、平面型照明用途として盛んに研究開発が進んでいる。照明用途としての有機ＥＬ照明は、指向性の高い点光源であるＬＥＤとは異なる面光源であり、薄型化又は軽量化が可能で、部品点数も少ないという利点がある。さらに、フレキシブルな基板を用いることで、薄い曲面の照明を実現できる可能性もあり、実用化が近づくにつれて発光効率の更なる向上が望まれている。

有機ＥＬ照明は、透明な基板の表面に陽極と、有機ＥＬ素子と、陰極とをこの順で積層して、面発光体として形成される。しかしながら、有機ＥＬ素子で発光した光は、屈折率の異なる隣接層の界面で全反射を起こして外部に取り出せないものが多く、一般的なガラス基板を用いたものでは、光取り出し効率が２０％程度と非常に低いのが現状である。

図４に、光取り出し層が形成された従来の有機ＥＬ照明基板の構成を示す。図４は、従来の有機ＥＬ照明基板の断面図である。

まず、矩形のガラス基板１１上に、同じく矩形の光取り出し層１２が設けられ、順に、陽極１３と、有機ＥＬ素子１４と、陰極１５とが積層され、陽極１３と陰極１５との電極取り出し部の上から有機ＥＬ素子１４を封止する封止部１６を備える。陽極１３と陰極１５との間に電圧を印加することで有機ＥＬ素子１４が発光し、光取り出し層１２とガラス基板１１とを経由して、封止部１６とは反対の面から、光が放出される。ガラス基板１１の封止部側の界面と放出面側の界面とで起こる屈折率の差による全反射を、有機ＥＬ素子１４又はガラス基板１１と屈折率の異なる光取り出し層１２を介在させることで抑制し、光取り出し効率を向上させることができる。

さらに、光取り出し効率を向上させる手法としては、ガラス基板１１の表面に高屈折レンズを設けた構造、光取り出し層１２の部位にマイクロレンズが配置された構造（例えば、特許文献１参照）、又は、回折格子が設置された構造等が提案されている。いずれも効率向上は期待できるが、低コスト化及び薄型化は困難である。また、有機ＥＬ素子１４自体に凹凸加工を施したものが提案されているが、構造が複雑になり、実際の製造技術又はコストを考慮すると、実用性に欠けている。また、比較的簡単な従来方法として、光取り出し層１２の部位に、屈折率が異なる散乱材又はビーズ等を含有している光拡散層を形成したり、又は、それらの材料を含有しているフィルムをガラス基板１１の表面に貼り付けたり（例えば、特許文献２参照）して、全反射して内部で減衰してしまう光を減少させる方法等がある。しかしながら、これらの提案による光取り出し効率は、まだ充分ではなく、更なる改善が望まれている。

そこで、本発明者らは、光学解析技術を使って有機ＥＬ素子１４から光取り出し層１２に入射する光の発光パターンを解析することで、効率良く光を取り出せるパターンを持つ回折格子形状と、その上層と下層とで屈折率の異なる二層構造を持つ光取り出し層１２を設計するとともに、現在、その実用化を鋭意検討中である。（以降、ガラス基板１１に光取り出し層１２が積層された状態の基板を光取り出し基板と記述する。）
図５Ａ及び図５Ｂに、光取り出し基板の構成を示す。図５Ａは光取り出し基板の斜視図で、図５Ｂは断面図である。図５Ｂに示すように、矩形のガラス基板１１上に、波動光学解析によって得られた独自の形状の凹凸部３４を備え、ガラス基板の屈折率に近い材料で成膜された第１の層３２が形成されている。さらに、凹凸部３４の上に、凹凸部３４の表面の凹凸を埋め込み平坦化させる機能を持ち、発光層である有機ＥＬ素子１４の屈折率に近い材料で成膜された第２の層３３が形成されている。

図５のような構成の光取り出し基板を低コストで実現するために、第２の層３３は比較的安価な樹脂材料を塗布で成膜することを検討中である。

特開２０１０−１５７４２１号公報特開２０１１−２４８１０４号公報

しかしながら、図５のような構成の光取り出し基板では、通常の塗布方法を用いると、図６に示すように、端部で盛り上がり３３ａが発生しやすいため、第２の層３３を平坦化することは困難である。盛り上がり３３ａが発生して第２の層３３の厚みが局部的に大きくなると、光の透過率が低下する部位が発生するため、光取り出し効率が低下するだけでなく、その上に積層される陽極の断線又は有機ＥＬ素子からの発光量減少のリスクもある。その対策のために、第２の層３３の盛り上がり３３ａの部位を発光領域の有効範囲外として設計すると、発光しないパネル周辺の額縁部分が大きくなってしまう。ディスプレイ用途として展開する上でも、この額縁部分を少なくするという狭額縁化と低コスト化とは必須の課題である。

また、塗布端部での液の流動が塗布液自体の粘性又は基板との濡れ性の影響で変動しやすいため、矩形パターンである第２の層３３の塗布幅精度を向上させることは極めて困難である。さらに、塗布端部の膜厚がなだらかに減少していくので、第２の層３３は、少なくとも第１の層３２の発光領域より広く塗布する必要がある。その対策として、第２の層３３を広めに塗布した後で幅の変動部分と薄膜部分とを除去することも考えられる。しかしながら、工程数が増えるだけでなく、材料のロス又は除去する際のダスト対策が必要になりコストアップにつながる。従って、図５Ａ及び図５Ｂのような構成の光取り出し基板を塗布で実現するためには、第２の層３３を必要以上に広く塗布する必要があるので狭額縁化が困難になるだけでなく、低コスト化も困難になる。

本発明は、発光効率が高く、狭額縁化も可能な有機ＥＬ照明を実現することができる有機ＥＬ照明の光取り出し基板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の１つの態様によれば、透明な基板上に、表面が複数の微細な凹凸形状の回折格子部で形成された第１の層と、前記回折格子部に隙間なく埋め込まれた第２の層とを備え、前記第１の層の外周に一定幅の凹み部と、前記凹み部の外周に一定幅の外郭部が設けられており、前記凹み部にも前記第２の層が埋め込まれている有機ＥＬ照明の光取り出し基板を提供する。

さらに、前記回折格子部と前記凹み部と前記外郭部とが同一材料で形成されていること、前記回折格子部と前記外郭部とが分断されていること、前記凹み部は矩形枠形状であり、かつ、その幅寸法が、対向する２辺同士では同じで、直交する２辺同士では異なること、又は、前記第２の層の表面が平坦であることを特徴とする構造とし、又は、前記回折格子部と、前記凹み部と、前記外郭部とが光硬化性樹脂であること、又は、分断された前記外郭部が多孔質であることも特徴とする。

以上のように、本発明の１つの態様にかかる有機ＥＬ照明の光取り出し基板を用いることで、発光効率が高く、狭額縁化も可能な有機ＥＬ照明を提供することができる。

本発明の実施の形態における有機ＥＬ照明基板の構造を示す図本発明の実施の形態における光取り出し基板の構造を示す斜視図本発明の実施の形態における光取り出し基板の構造を示す断面図本発明の実施の形態における光取り出し基板の製造方法を示す図特許文献１に記載された従来の有機ＥＬ照明基板の構造を示す図従来の光取り出し基板の構造を示す斜視図従来の光取り出し基板の構造を示す断面図従来の光取り出し基板において、端部で盛り上がりが発生している状態を示す図本発明の実施の形態における光取り出し基板において、凹み部の幅が、対向する２辺は同じで、直交する２辺では異なることを示す斜視図本発明の実施の形態における光取り出し基板において、凹み部の幅が、対向する２辺は同じで、直交する２辺では異なることを示す平面図本発明の実施の形態における光取り出し基板において、回折格子部と外郭部とが分断されている例を示す一部断面拡大図

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の１つの実施の形態にかかる有機ＥＬ照明基板４０の構成について説明する。

図１は、本発明の実施の形態における有機ＥＬ照明基板４０の構造を示す図である。

図１において、Ｘ１は発光領域４１の有効範囲外の寸法を示し、有機ＥＬ照明パネルの額縁部となる。本実施の形態では、寸法Ｘ１の領域を額縁部４２と呼ぶこととする。

本実施の形態の有機ＥＬ照明基板４０は、透明基板１上に、それぞれ光取り出し層でありかつ第１の層の一例として機能する低屈層（低屈折率層）２と第２の層の一例として機能する高屈層（高屈折率層）３とが順に積層して形成される。さらに、その上に、透光性を有する陽極１３と、有機ＥＬ素子１４と、陰極１５とが、この順に積層されていて、陽極１３と陰極１５との電極取り出し部の上から、有機ＥＬ素子１４を封止する封止部１６を備える。透明基板１と低屈層２と高屈層３とにより、光取り出し基板４３を構成する。

なお、各図において、低屈層２の構成を明りょうに示すため、高屈層３の断面ハッチングは省略して図示している。

次に、光取り出し基板４３の構成についてさらに詳細に説明する。

図２Ａ及び図２Ｂは、本実施の形態の光取り出し基板４３の構造を示す図である。

図２Ａ及び図２Ｂにおいて、低屈層２は、矩形の領域に形成された回折格子部４と、回折格子部４の外周に矩形枠形の溝状に形成された一定幅の凹み部５と、さらにその外周に上向きに突出して矩形枠状に形成された一定幅の外郭部（外郭凸部）６とを備えて構成される。低屈層２の回折格子部４には高屈層３が隙間なく埋め込まれて配置されるとともに、凹み部５と外郭部６との上にも高屈層３が埋め込まれて配置される。高屈層３は、低屈層２の凹み部５の上面まで埋め込まれる。ここで、有機ＥＬ照明基板４０の発光領域４１は、回折格子部４の外周より所定の幅だけ内側の領域（図示せず）となる。なお、外郭部６の上面は高屈層３の上面より突出しないようにするのが良い。

よって、低屈層２は、回折格子部４と凹み部５と外郭部６とで構成され、基本的には光硬化樹脂などで単一の部材として構成されているが、本発明はこれに限られるものではなく、後述するように、外郭部６のみ多孔質の別部材で構成することもできる。

また、低屈層２の外郭部６が多孔質であるようにする。また、低屈層２を光硬化性樹脂にする。さらに、高屈層３の表面が平坦であるようにする。これらについては、後で詳細に説明する。

次に、本実施の形態の有機ＥＬ照明基板４０の動作について説明する。

図１に示すように、陽極１３と陰極１５との間に電圧を印加することで有機ＥＬ素子１４が発光し、その発光した光は、透光性を有している陽極１３を透過して、高屈層３に入射する。発光層である有機ＥＬ素子１４に近い屈折率を有する高屈層３の内部では、光がほとんど反射せずに低屈層２に出射する。高屈層３と低屈層２との界面で光は拡散し、放出側の透明基板１の屈折率に近い低屈層２の内部で反射する角度で低屈層２に入射した光も、一部は低屈層２の内部で反射することなく低屈層２を通過する。光学解析による拡散パターンの計算によって導出された最も効率良く光を通過させる界面の形状が、高屈層３と低屈層２との界面の低屈層２側に形成される。そして、低屈層２から、透明基板１を経由して、封止部１６とは反対の面から光が放出される。

次に、光取り出し基板４３の製造方法について説明する。以下は、具体的な例を例示しながら説明する。

透明基板１の材料は、透光性を有している無アルカリガラス等のガラス基板又は耐熱性も有しているＰＥＴフィルム等の樹脂基板が用いられる。その透明基板１の表面を、Ｏ_２アッシング又はＵＶ照射等のドライ洗浄、又は有機溶剤又は界面活性剤を含んだ純水等によるウェット洗浄により、清浄化する。

次に、シランカップリング剤等の接着剤（図示せず）を透明基板１上にスピンコータ又はスプレー等で塗布し、乾燥させる。低屈層２又は透明基板１と結合しやすい高分子材料を用いる。

低屈層２の材料は、後述する光硬化性樹脂等を主成分とする有機材料だけでなく、酸化ビスマス等を主成分とする無機材料を用いる。このような材料を使用するとき、任意の溶媒と混合されたインクをスピンコータ等で塗布した後、インクに含有されている溶媒を除去してから、所望の形状に成型（本実施の形態ではナノインプリント）する。

低屈層２は、回折格子部４と凹み部５との反転形状であるモールドを、溶媒が除去された膜に押し付け、その後、その膜を硬化させた後、モールドを離型することで、成型される。モールドの押し付け面には、離型処理が予め付与される。

図３は、光取り出し基板４３の製造方法を示す図である。高屈層３の材料は、熱硬化性樹脂等を主成分とする有機材料を用いる。低屈層２と同様に、任意の溶媒と混合されたインクを、図３に示すように、低屈層２が形成された透明基板１上を、横方向の矢印Ｈの方向に走行させながら、上下方向の矢印Ｖの方向に上下するノズル１００から、毛細管現象によってノズル１００の内部から吸い出し、低屈層２の表面に塗布する。高屈層端部５２が凹み部５の内側に入るように、塗布開始位置を調整する。高屈層３の塗布方法は、本実施の形態で説明しているキャピラリーコート方式であることが望ましいが、スクリーン印刷又はオフセット印刷等のパターン印刷方式又はダイコート等を選択しても良い。

かかる構成によれば、高屈層３の外周部での盛り上がりを、凹み部５で吸収することとなり、高屈層外周部５１を平坦化することが可能になる。このため、光の透過率が低下する部位が発生する現象、又は、陽極１３の断線又は有機ＥＬ素子１４からの発光量減少等の品質課題を解消することができる。また、発光しないパネル周辺の額縁部４２が増大することもなくなるので、狭額縁化が可能になる。さらに、安価な有機材料での塗布で実現できるので、低コスト化も可能になる。

次に、本実施の形態の特徴と効果について説明する。

本実施の形態の第１の特徴は、回折格子部４の外周に凹み部５と外郭部６とを付加し、ダム構造にして、高屈層３のインクが凹み部５の外側へ流動するのを防止するダムのような機能を外郭部６に持たせるようにしたことである。

前述のように、低屈層２の回折格子部４の外周に凹み部５を形成する目的は、低屈層２の上面に塗布される高屈層３の外周部での盛り上がりを抑制することである。しかし、この偏肉部分の体積は、高屈層３のインクの物性又は低屈層２との濡れ性の影響で変動し易いため、凹み部５の体積で吸収しきれなかった場合、凹み部５の外側へ流動し、塗布幅が拡大してしまう。つまり、発光領域４１以外の部位が広がってしまうため、狭額縁化の妨げとなる。

そこで、本実施の形態では、凹み部５の外周に外郭部６を設けてダム構造とする。すなわち、外郭部６を設けることで、凹み部５で吸収しきれなかった場合でも、外郭部６が防波堤となり、高屈層３のインクが凹み部５の外側へ流動するのを外郭部６で防止して、塗布幅が拡大することを外郭部６で防ぐことができる。

従って、本実施の形態の第１の特徴である凹み部５の外周に外郭部６を設けることで、高屈層３の外周部６での盛り上がりを抑制するだけでなく、狭額縁化も可能になる。

一方、このようなダム構造を形成する手段として、平板プレス方式のインプリント工法が考えられる。しかしながら、インプリント工法において、微細パターンの凹凸形状が施されたモールドを、硬化前の樹脂層に押し込むとき、樹脂層の厚さが凹凸形状の段差より薄い場合でも、樹脂層の粘弾性による反力により、薄い膜が必然的に残ることになる。従って、回折格子部４と外郭部６とを同じ材料で一体成形すると、薄い膜を必要としない凹み部５にも残膜が形成されることになる。このため、図１のように、回折格子部４と外郭部６とが繋がった構造になる。そのような残膜の形成を防止する防止策として、回折格子部４と外郭部６とを別の材料で形成する場合、又は、同じ材料であっても回折格子部４と外郭部６との形成工程を別々に２段階にする場合のいずれかを行うことで、膜で繋がることがないように回折格子部４と外郭部６とを分断することも可能である（図８参照）。本実施の形態では、回折格子部４と凹み部５と外郭部６とを含む第１の層２の屈折率と、透明基板１の屈折率とはほぼ同等なので、何れの場合も可能である。なお、回折格子部４と外郭部６とが分断されている場合、別々の材料で回折格子部４と外郭部６とを形成すれば、回折格子部４（図８のＷ１参照）では濡れ性を低めて濡れる一方、外郭部６（図８のＷ２参照）では濡れ性を高めて弾くようにすることができるため、回折格子部４と外郭部６とをそれぞれ適切な濡れ性に調整することができる。これは、例えば、高屈層３を塗布するとき、高屈層３の材料が濡れ広がり易い場合に有効である。

一方、逆に、回折格子部４と凹み部５と外郭部６との３つの部材が同一材料で形成されているようにしてもよい。この場合には、３つの部材の濡れ性が一定になり、高屈層３の材料が濡れ広がりにくい場合に有効であるとともに、３つの部材を一つの工程で形成することができ、工程数を削減することができて、品質を向上させることができる効果がある。

また、高屈層３を塗布する手段として、図３に示すようなキャピラリーコート方式又はダイコート方式を用いる場合、透明基板１を走行させる方向の塗り始めの端部と塗り終わりの端部とは、ノズル１００と基板１との隙間又は供給するインクの量若しくは圧力を調整することで、盛り上がりを抑制することが可能である。このため、この位置に相当する凹み部５（５ａ，５ｂ）の幅は、狭くすることができる。しかし、これと直交するノズル幅方向の両端部は調整不可であるため、凹み部５（５ｃ，５ｄ）の幅を狭くできない。従って、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、基板走行方向の端部に相当する２辺の凹み部５ａ，５ｂの幅寸法と、ノズル幅方向に相当する２辺の凹み部５ｃ，５ｄの幅寸法とは、それぞれ、対向する２辺同士（５ａと５ｂ、又は、５ｃと５ｄ）は同一であるが、直交する２辺同士（５ａと５ｃ、又は、５ａと５ｄ、又は、５ｂと５ｃ、又は、５ｂと５ｄ）の幅寸法は異なっていることが望ましい。その理由は、４つの凹み部５ａ〜５ｄに対する高屈層３の埋め込み量が均一になり、平坦性が向上するためである。

さらに、外郭部６は、高屈層３のインクを確実に堰き止めるために、回折格子部４より厚くしても良いが、高屈層３の表面より厚くすると、外郭部６近傍が盛り上がるので、外郭部６の高さは、回折格子部４の高さ以上でかつ高屈層３の表面より低いことが望ましい。

本実施の形態の第２の特徴は、高屈層３の表面が平坦であることである。

高屈層３の表面は、下地となる低屈層２の回折格子部４の凹凸に左右されるが、平坦性が悪い場合には、高屈層３の上に積層される陽極１３が屈曲する。このように陽極１３が屈曲すると、陽極１３に断線の危険性があるだけでなく、さらに陽極１３の上に積層される有機ＥＬ素子１４は、０．０１μｍ単位の複数の層から構成されるため、部分的に欠落が生じ、発光量が著しく減少する危険性もある。

そこで、本実施の形態では、高屈層３の表面を平坦にするために、０．０１μｍ以下の面粗さで成膜できる膜厚を実験より求めた結果、回折格子部４の高低差の２倍以上の膜厚にすることが必須であることが判明した。但し、高屈層３の厚みが回折格子部４の高低差の５倍以上になると、光の透過率が著しく低下するので、高屈層３の平坦にするためには、回折格子部４の高低差の２〜４倍の膜厚にするのが望ましい。

従って、本実施の形態の第２の特徴である高屈層３の表面を平坦にすることで、品質の高い光取り出し基板４３が得られる。

本実施の形態の第３の特徴は、低屈層２を光硬化性樹脂にすることである。

低屈層２の回折格子部４は、表面が例えば１μｍ以下の複数の微細な凹凸で形成されており、その形状精度は、光の拡散パターンに多大な影響を与える。このため、低屈層２の材料がシリコンウェハ等の無機材料の場合、通常、半導体素子のパターン形成に用いられるフォトリソグラフィーによる露光及び現像プロセスで行われるが、ウェットエッチングによる現像プロセスは、多くの時間とコストを要する。

そこで、低屈層２の回折格子部４を、低コストの光硬化樹脂を用いたナノインプリントで形成する。ナノインプリントで量産化するための課題は、大面積モールドの低コスト化であるが、石英モールドの原版から、直接、大面積モールドの原版をナノインプリントで実現する独自工法を用いて具現化する技術が開発されており、実用化の目処も立っている。

従って、本実施の形態の第３の特徴である低屈層２を光硬化樹脂にすることで、光取り出し基板４３の低コスト化が可能になる。

本実施の形態の第４の特徴は、外郭部６を多孔質にすることである。

本実施の形態では凹み部５の上に塗布される高屈層３のインクとしては、可能な限り薄く塗布する必要があるため、有機溶剤等の溶媒を多く含んだものが選択される。最終的に凹み部５に残留するのは、インク中の溶媒が揮発した後の固形分である熱硬化樹脂のみとなる。しかしながら、塗布直後のインクは余分な溶媒を多く含んでいるため、溶媒が揮発する過程で、固形分が凹み部５の底面又は壁面に定着する前に固形分が乾燥する部位が発生し、高屈層３の外周部において固形分中に気泡が残留する。気泡は屈折率を低下させてしまうので、高屈層３の外周部に屈折率の低い部位ができてしまう。

そこで、外郭部６のみを多孔質にすることで、高屈層３の材料に含まれる溶媒のみ外郭部６の多孔質内に含浸させてから、溶媒を揮発させるようにすることができる。このとき、基本的には、外郭部６の側面から溶媒が揮発するが、高屈層３に覆われていない外郭部６の上面からも溶媒が揮発する。このようにして、凹み部５に溶媒を残存させないことが重要である。このような作用により、高屈層３の外周部の気泡が無くなり、屈折率の低い部位が減少した。

従って、本実施の形態の第４の特徴である外郭部６を多孔質にすることで、品質の高い光取り出し基板４３が得られる。

次に、本実施の形態の実施例における構成の光取り出し基板４３と先行技術における構成の光取出し基板とをそれぞれ作製し、高屈層塗布後の塗布幅と端部膜厚の盛り上がり量とを比較した結果を説明する。

（実施例１）
まず、透明基板１として使用する長さ１２０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、厚み０．７ｍｍの無アルカリガラスを、Ｏ_２アッシングでドライ洗浄する。次に、透明基板１である無アルカリガラスの片側の面に、エタノールで希釈されたシランカップリング剤をスピンコータの回転数１０００ｒｐｍ、時間２０ｓｅｃの条件で塗布し、オーブンで温度８０℃、時間３０ｍｉｎの条件で乾燥させる。次に、低屈層２の材料であるＵＶ樹脂を、シランカップリング剤が形成された面上に、スピンコータの回転数１５００ｒｐｍ３０ｓｅｃで塗布し、オーブンで温度１００℃、時間２０ｍｉｎの条件で溶媒分を除去する。尚、ＵＶ樹脂の固形分濃度は２０〜６０％、溶媒はシクロヘキサノン、粘度は約１０ｍＰａ・ｓで薄膜塗布用に調合されていて、低屈層２の厚みは２μｍになる。

次に、幅０．８μｍ、深さ１．２μｍの複数の凹凸が形成された任意形状のフッ素樹脂系のフィルムモールドの凹凸面を、ＵＶ樹脂層が形成されたガラスの透明基板１の上から所定の位置に合わせて重ね、さらにガラスの透明基板１の裏面に、一辺が１００ｍｍの正方形の露光部が形成された遮光マスク用のガラス基板を重ねて、平板プレス方式のインプリント装置で４５０Ｎの荷重で６０ｓｅｃプレスした後、下面から１０００ｍＪ／ｃｍ^２の積算露光量のＵＶ光を照射する。尚、遮光マスクの一辺が１００ｍｍの正方形の露光部の外周には幅０．５ｍｍの遮光部が形成され、さらにその外側に０．１ｍｍの露光部が形成されており、インプリント後のＵＶ樹脂層の表面には硬化した回折格子部４と、その外周に０．５ｍｍの凹み部５と、さらにその外側に０．１ｍｍの外郭部６が形成される。

次に、インプリント装置から取り出したＵＶ樹脂が形成されたガラスの透明基板１とフィルムモールドとを取り出し、フィルムモールドを剥離した後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で未硬化部分の樹脂を洗い落とし、温度１５０℃、時間３０ｍｉｎで追加乾燥して低屈層２が出来上がる。

次に、図３に示す方式のキャピラリーコータで、高屈層３を速度１０ｍｍ／ｓｅｃ、ギャップ０．２ｍｍで、低屈層２が形成されたガラスの透明基板１上に塗布する。次に、これをオーブンで温度２００℃、時間３０ｍｉｎの条件で乾燥及び硬化させて、本実施の形態で説明した凹み部５と外郭部６とが設けられた低屈層２が形成されたガラスの透明基板１上に、高屈層３が形成される。尚、高屈層３の主成分である熱硬化樹脂の固形分濃度は１０〜４０％、溶媒はシクロヘキサノン、粘度は約４ｍＰａ・ｓで薄膜塗布用に調合されていて、高屈層単独の膜厚は３μｍになる。

（比較例１）
まず、実施例１と同じガラス基板と、シランカップリンング剤と、ＵＶ樹脂とを用いて、実施例１と同様の条件で低屈層を作成する。但し、遮光マスクには一辺が１００ｍｍの正方形の露光部しか形成されておらず、インプリント後に未硬化部分の樹脂を除去した後の低屈層は、回折格子部が残っているだけである。

次に、実施例１と同じ熱硬化樹脂を実施例１と同様の条件で回折格子部のみの低屈層が形成されたガラス基板上に塗布する。さらに、実施例１と同様の条件で乾燥及び硬化させて、回折格子部のみの低屈層が形成されたガラス基板上に、高屈層が形成される。

（比較例２）
実施例１と同じガラス基板に、実施例１と同じ熱硬化樹脂を実施例１と同様の条件でガラス基板上に塗布する。さらに、実施例１と同様の条件で乾燥及び硬化させて、ガラス基板上に高屈層のみ形成される。

実施例１と比較例１で作製した光取り出し基板と比較例２で作製したダミー基板の塗布幅を工具顕微鏡で、端部膜厚の盛り上がり量をレーザー顕微鏡で測定し、サンプル数５０で比較した結果を表１に示す。

実施例１と比較例１の結果を比較すると明らかなように、本実施の形態の実施例１にかかる光取り出し基板は、塗布幅変動と端部盛り上がりとを大幅に低減する効果が認められた。

比較例１の場合、端部盛り上がり量は、高屈層のみ単独で塗布した比較例２と同等だが、塗布幅のばらつきが著しく増加していた。これは、低屈層端部での基板の濡れ性が大きく影響していると考えられる。

しかしながら、本実施の形態の構造による実施例１の場合、塗布幅変動を規制する外郭部６の効果で、外郭部６のパターニング程度の塗布幅精度が得られる。

さらに、凹み部５で盛り上がり部分の余剰分の体積を吸収する効果で、盛り上がり量を大幅に低減できる。

以上、本実施の形態の有機ＥＬ照明基板４０を用いることで、安価な材料を用いた塗布プロセスによる製造方法でも高品質な光取り出し基板が得られることが確認できた。

前記実施の形態によれば、有機ＥＬ照明の光取り出し基板４３を用いることで、発光効率が高く、狭額縁化も可能な有機ＥＬ照明を安価な製造方法で提供することができる。

前記実施の形態によれば、さらに、前記外郭部６が多孔質であること、又は、前記高屈層３の表面が平坦であることを特徴とする構造とし、前記低屈層２と前記凹み部５と前記外郭部６とが光硬化性樹脂とする。このような構成にすれば、発光効率が高く、狭額縁化も可能な有機ＥＬ照明の光取出し基板４３を安価な塗布方法で実現することができる。

なお、上記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の有機ＥＬ照明の光取り出し基板は、有機ＥＬ照明パネルの低コスト化と狭額縁化とが可能になるだけでなく、透明な基板での適用も可能なので、今後、展開が期待されるフレキシブルディスプレイ用途にも適用できる。

１透明基板
２低屈層
３高屈層
４回折格子部
５凹み部
６外郭部
１１ガラス基板
１２光取り出し層
１３陽極
１４有機ＥＬ素子
１５陰極
１６封止材
３２第１の層
３３第２の層
３４凹凸部
４０有機ＥＬ照明基板
４１発光領域
４２額縁部
４３光取り出し基板
５１高屈層外周部
５２高屈層端部
１００ノズル

Claims

透明な基板上に、表面が複数の微細な凹凸形状の回折格子部で形成された第１の層と、前記回折格子部に隙間なく埋め込まれた第２の層とを備え、前記第１の層の外周に一定幅の凹み部と、前記凹み部の外周に一定幅の外郭部が設けられており、前記凹み部にも前記第２の層が埋め込まれている、有機ＥＬ照明の光取り出し基板。
前記回折格子部と前記凹み部と前記外郭部とが同一材料で形成されている請求項１に記載の、有機ＥＬ照明の光取り出し基板。
前記回折格子部と前記外郭部とが分断されている請求項１に記載の、有機ＥＬ照明の光取り出し基板。
前記凹み部は矩形枠形状であり、かつ、その幅寸法が、対向する２辺同士では同じで、直交する２辺同士では異なる請求項１に記載の、有機ＥＬ照明の光取り出し基板。
前記第２の層の表面が平坦である請求項１又は２に記載の有機ＥＬ照明の光取り出し基板。
前記回折格子部と、前記凹み部と、前記外郭部とが光硬化性樹脂である請求項１〜３のいずれか１つに記載の、有機ＥＬ照明の光取り出し基板。
分断された前記外郭部が多孔質である請求項１に記載の、有機ＥＬ照明の光取り出し基板。