JP2017126611A - Light-emitting electrochemical element, and light-emitting device having the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting electrochemical element (i.e. LEC: light-emitting electrochemical cell) which enables the dramatic rise in the efficiency of light extraction from a light-emitting face, and a light-emitting device having the LEC, and to provide an LEC which makes possible to obtain white light emission extremely close to white at a high efficiency, and a light-emitting device having the LEC.SOLUTION: A light-emitting electrochemical element has a laminate structure comprising an optical substrate, a first electrode, a light-emitting layer, and a second electrode in this order. The light-emitting layer includes a particular conductive polymer, a polymer electrolyte and an electrolytic salt. At least one face of the light-emitting layer is bumpy in geometry. A light-emitting device comprises the light-emitting electrochemical element.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、発光電気化学素子及び該発光電気化学素子を有する発光装置に関する。   The present invention relates to a light-emitting electrochemical element and a light-emitting device having the light-emitting electrochemical element.

近年、有機電界発光素子(OLED;Organic Light-Emitting Diode)は一般に、軽量で薄く大面積の発光面を形成することが可能であることから、照明、ディスプレイ等の各種発光デバイスへの利用が期待されている。
この有機電界発光素子は、一般に、陽極、陰極及び発光層から構成され、両極間に電圧を印加することにより陽極から注入された正孔(ホール)と、陰極から注入された電子とが発光層で結合することにより発光する。この有機電界発光素子の発光効率を高めるためには、発光層の他に正孔と電子の再結合効率を向上させるための正孔注入層や電子注入層等を設けて多層構造とする必要があり、構造が複雑になると共に製造工程も煩雑になってしまうという課題を有する。更に、駆動に高電界が必要であることも課題となっている。
In recent years, organic light-emitting diodes (OLEDs) are generally lightweight, thin and capable of forming a large-area light-emitting surface, and are expected to be used in various light-emitting devices such as lighting and displays. Has been.
This organic electroluminescent element is generally composed of an anode, a cathode, and a light emitting layer, and a light emitting layer includes holes injected from the anode by applying a voltage between both electrodes and electrons injected from the cathode. It emits light by combining with. In order to increase the luminous efficiency of the organic electroluminescent device, it is necessary to provide a hole injection layer or an electron injection layer for improving the recombination efficiency of holes and electrons in addition to the light emitting layer to form a multilayer structure. There is a problem that the structure becomes complicated and the manufacturing process becomes complicated. In addition, a high electric field is required for driving.

上記した有機電界発光素子の課題を解決する素子として、発光電気化学素子(LEC;Light-emitting Electrochemical Cell)が、例えば、特許文献1、特許文献2等にて提案されている。
このLECは、第1電極、第2電極及び電極間に設けられた発光層から構成される。発光層は、発光材料となる導電性ポリマー及び電解塩を電解質に分散して形成される。このLECにおいては、両極間に電圧を印加することによって、電極からの正負電荷の注入と支持塩の正負両イオンの移動によりp−n接合又はp−i−n接合が形成され、正孔と電子が、発光層内の発光分子上で再結合して発光分子を励起し、励起状態から基底状態に失活することにより発光すると推定されている。
このLECは一般的に、OLEDに対して、(1)駆動電圧が低い、(2)大気中で安定な電極の使用が可能、(3)単一の発光層での素子の製造が可能になるため素子構成が簡単、等の優位性を持つ。中でも、固体電解質を使用するLECは、素子製造時の封止が容易であることや、素子破損時に環境に与える影響が少ないことから、特に注目されている。
As an element that solves the problems of the organic electroluminescence element described above, a light-emitting electrochemical cell (LEC) has been proposed in, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and the like.
The LEC includes a first electrode, a second electrode, and a light emitting layer provided between the electrodes. The light emitting layer is formed by dispersing a conductive polymer, which is a light emitting material, and an electrolytic salt in an electrolyte. In this LEC, by applying a voltage between the two electrodes, a pn junction or a pin junction is formed by injection of positive and negative charges from the electrode and movement of both positive and negative ions of the supporting salt. It is presumed that electrons recombine on the light-emitting molecules in the light-emitting layer to excite the light-emitting molecules and emit light by deactivation from the excited state to the ground state.
This LEC generally has (1) low driving voltage, (2) use of stable electrodes in the atmosphere, and (3) manufacture of a device with a single light emitting layer compared to OLEDs. Therefore, it has advantages such as a simple element configuration. Among them, LEC using a solid electrolyte is particularly attracting attention because it is easy to seal at the time of device manufacture and has little influence on the environment when the device is damaged.

しかしながら、LEC等の層構造を有する発光素子においては、発光層と、光を取り出す側の透明電極等との屈折率の相違により、発光光の一部が素子内に閉じ込められたり、発光面ではなく素子の側面から外部へ漏出したりするため、発光面からの光取り出し効率が低いという問題がある。
この問題を解決する手段として、光の取り出し効率を高めるために、例えば、特許文献3には、透明基板上に複数のアノード電極、有機エレクトロルミネッセンス層及びカソード電極をこの順に積層してなる有機エレクトロルミネッセンス表示素子(OLED)において、前記透明基板上に位置的にランダムなドット状の凹凸が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示素子が開示されている。
However, in a light-emitting element having a layer structure such as LEC, a part of the emitted light is confined in the element due to the difference in refractive index between the light-emitting layer and the transparent electrode on the light extraction side. There is a problem that the light extraction efficiency from the light emitting surface is low because the leakage from the side surface of the device to the outside occurs.
As a means for solving this problem, in order to increase the light extraction efficiency, for example, Patent Document 3 discloses, for example, an organic electroluminescence device in which a plurality of anode electrodes, organic electroluminescence layers, and cathode electrodes are laminated in this order on a transparent substrate. In a luminescence display element (OLED), an organic electroluminescence display element is disclosed in which random dot-like irregularities are formed on the transparent substrate.

特開2008−291230号公報JP 2008-291230 A 特表2012−516033号公報Special table 2012-516033 gazette 特開2000−40584号公報JP 2000-40584 A

特許文献3のようなOLEDにおいては、有機層を蒸着法、スパッタ法等の気相中において形成することが可能であるため、例えば、凹凸形状を有する基板上に形成した場合、基板の凹凸形状に倣った凹凸形状の有機層の形成が容易である。しかしながら、LECの発光層は、電解質を用いているため、有機層を形成するには、発光化合物を含有する溶液を塗布法により形成する必要がある。塗布方法を用いた場合、凹凸形状を有する基板上に、該凹凸形状に倣った凹凸形状の有機層を形成しても、凹部に有機層が充填されて凹凸形状が均されてしまい、所望の深さの凹凸形状を形成することが困難と考えられ、このために、凸部での短絡が発生したりして、十分な光取り出し効率を有するLECを作成できないと考えられる。   In the OLED as in Patent Document 3, since the organic layer can be formed in a vapor phase such as vapor deposition or sputtering, for example, when formed on a substrate having an uneven shape, the uneven shape of the substrate It is easy to form an uneven organic layer following the above. However, since the light emitting layer of LEC uses an electrolyte, it is necessary to form a solution containing a light emitting compound by a coating method in order to form an organic layer. When the coating method is used, even if an uneven organic layer that follows the uneven shape is formed on a substrate having an uneven shape, the organic layer is filled in the recess, and the uneven shape is smoothed. It is considered that it is difficult to form a concavo-convex shape with a depth. For this reason, it is considered that a short circuit occurs at the convex portion and an LEC having sufficient light extraction efficiency cannot be created.

前述したような事情により、特許文献3に開示のなだらかな凹凸では、発光化合物を含有する溶液を塗布法により形成するLECにおいては、光取り出し効率が十分ではなくなってしまう。
そこで、本発明の課題は、発光面からの光取り出し効率を飛躍的に向上できるLEC及び該LECを有する発光装置を提供することにある。さらに、限りなく白に近い白色発光が高効率で得られるLEC及び該LECを有する発光装置を提供することにある。
Due to the above-described circumstances, the light extraction efficiency is not sufficient in the LEC in which the solution containing the light emitting compound is formed by the coating method with the gentle unevenness disclosed in Patent Document 3.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an LEC capable of dramatically improving the light extraction efficiency from the light emitting surface and a light emitting device having the LEC. It is another object of the present invention to provide an LEC capable of obtaining white light emission that is almost as white as possible with high efficiency and a light emitting device having the LEC.

本発明者らは前記課題について鋭意研究した結果、少なくともその片面に特定の凹凸形状を有する発光層を備えるLECを開発することにより、光取り出し効率の飛躍的向上に成功し、本発明を完成させるに至った。さらに、当該凹凸形状を形成することに加え、発光層中に特定の2種類の導電性ポリマーを含有させることにより、低駆動電圧で高輝度の白色光を高効率で得る発明も完成させた。   As a result of intensive research on the above problems, the present inventors have succeeded in dramatically improving the light extraction efficiency by developing a LEC including a light emitting layer having a specific uneven shape on at least one side thereof, thereby completing the present invention. It came to. Furthermore, in addition to forming the uneven shape, an invention has been completed in which two specific types of conductive polymers are contained in the light emitting layer, whereby high-intensity white light is obtained with high efficiency at a low driving voltage.

すなわち、本発明によれば、光学基板、第1電極、発光層及び第2電極の順番の積層構造を有する発光電気化学素子において、前記発光層が、導電性ポリマー、ポリマー電解質及び電解塩を含有し、前記発光層の少なくとも片面が凹凸形状である発光電気化学素子が提供される。
また、本発明の発光電気化学素子は、白色光を得る場合、前記導電性ポリマーが、少なくとも導電性ポリマーA及び導電性ポリマーBから構成され、前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBの最高被占軌道(HOMO)間、又は最低空軌道(LUMO)間のエネルギー差の絶対値が0.5eV以下である。
さらに、本発明の別の観点によれば、当該発光電気化学素子、及び該発光電気化学素子の第1電極と第2電極の間に電圧を印加する電圧部を有することを特徴とする発光装置が提供される。
That is, according to the present invention, in the light emitting electrochemical device having a laminated structure in the order of the optical substrate, the first electrode, the light emitting layer, and the second electrode, the light emitting layer contains a conductive polymer, a polymer electrolyte, and an electrolytic salt. And the light emitting electrochemical element whose at least one surface of the said light emitting layer is uneven | corrugated shape is provided.
In the light emitting electrochemical device of the present invention, when white light is obtained, the conductive polymer is composed of at least a conductive polymer A and a conductive polymer B, and the highest of the conductive polymer A and the conductive polymer B. The absolute value of the energy difference between the occupied orbits (HOMO) or the lowest unoccupied orbit (LUMO) is 0.5 eV or less.
Furthermore, according to another viewpoint of this invention, it has the voltage part which applies a voltage between the 1st electrode of the said light emitting electrochemical element, and this light emitting electrochemical element, and a 2nd electrode, The light emitting device characterized by the above-mentioned. Is provided.

本発明の発光電気化学素子は、発光層の少なくとも片面を凹凸形状とすることで、低駆動電圧で、高効率に高輝度を得ることができる。
また、本発明の発光電気化学素子において、特定の発光特性を有する2種類の導電性ポリマーを発光層中に含有しているLECは、低駆動電圧で、高輝度かつ限りなく白に近い白色発光を高効率で得ることができる。本出願において、限りなく白に近い白色とは、色度図においてx及びyが、0.33±0.09の範囲に入るものをいうものとする。本発明の発光電気化学素子や該素子に係る化合物の発光色は、「瞬間マルチ測光システム(広ダイナミックレンジタイプ)MCPD9800」(大塚電子株式会社製)で測定した結果を、CIE色度座標に当てはめたときの色とする。なお、以降、このように白色度の良好なものを高白色度と称する場合もある。
また、本発明の発光電気化学素子を用いた発光装置とすることにより、高輝度及び高白色度の白色光が得られる高効率発光装置とすることができる。
The light-emitting electrochemical element of the present invention can obtain high luminance with high efficiency at a low driving voltage by forming at least one surface of the light-emitting layer to have an uneven shape.
In the light emitting electrochemical device of the present invention, the LEC containing two kinds of conductive polymers having specific light emitting characteristics in the light emitting layer has a low driving voltage, high luminance, and white light emission that is almost infinitely white. Can be obtained with high efficiency. In the present application, white as close as possible to white means that x and y are in the range of 0.33 ± 0.09 in the chromaticity diagram. The emission color of the light-emitting electrochemical element of the present invention and the compound related to the element is applied to the CIE chromaticity coordinates based on the result of measurement using “instant multi-photometry system (wide dynamic range type) MCPD9800” (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The color when In addition, hereinafter, a thing with such a favorable whiteness may be called high whiteness.
In addition, by using a light emitting device using the light emitting electrochemical element of the present invention, a highly efficient light emitting device capable of obtaining white light with high brightness and high whiteness can be obtained.

本発明の発光電気化学素子の一実施形態に係る光学基板の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical board | substrate which concerns on one Embodiment of the light emitting electrochemical element of this invention. 光学基板又は発光層の凹凸形状の平面視解析画像を示す図である。It is a figure which shows the planar view analysis image of the uneven | corrugated shape of an optical board | substrate or a light emitting layer. 本発明の一実施形態に係る発光電気化学素子の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting electrochemical device according to an embodiment of the present invention. 凹凸形状の凸部(白色部)の延伸形態A、Bの判定方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the determination method of the extending | stretching form A and B of an uneven | corrugated shaped convex part (white part). 光学基板の製造工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing process of an optical board | substrate. 実施例1の光学基板1の凹凸構造層3の凹凸形状を、AFMにより解析した凹凸解析画像、及びそのフーリエ変換像を示す図である。(a)を拡大したものが(b)であり、(a)、(b)とも左上にフーリエ変換像を示す。It is a figure which shows the unevenness | corrugation analysis image which analyzed the uneven | corrugated shape of the uneven structure layer 3 of the optical substrate 1 of Example 1 by AFM, and its Fourier transform image. (B) is an enlarged version of (a), and (a) and (b) both show Fourier transform images. 実施例1で作製した素子(1)の発光層5の凹凸形状を、AFMにより解析した凹凸解析画像、及びそのフーリエ変換像を示す図である。(a)を拡大したものが(b)であり、(a)、(b)とも左上にフーリエ変換像を示す。It is a figure which shows the uneven | corrugated analysis image which analyzed the uneven | corrugated shape of the light emitting layer 5 of the element (1) produced in Example 1 by AFM, and its Fourier transform image. (B) is an enlarged version of (a), and (a) and (b) both show Fourier transform images. 実施例1及び比較例1における、発光性能測定時の電流効率(cd/A)の推移を示す図である。It is a figure which shows transition of the current efficiency (cd / A) at the time of the light emission performance measurement in Example 1 and Comparative Example 1. 比較例1で作製した素子(3)の概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view of an element (3) manufactured in Comparative Example 1. FIG.

以下、本発明について詳述する。
本発明の発光電気化学素子は、光学基板、第1電極、発光層及び第2電極がこの順番に積層された積層体構造を有している。そして発光層は、導電性ポリマー、ポリマー電解質及び電解塩を含有し、発光層の少なくとも片面が凹凸形状となっている。
本発明の発光電気化学素子は、前記導電性ポリマーは1種類でも良いが、白色光を発光させる場合は、導電性ポリマーA及び導電性ポリマーBの2種類からから構成される。また、前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBの最高被占軌道(HOMO)間、又は最低空軌道(LUMO)間のエネルギー差の絶対値は0.5eV以下である。
本発明の発光電気化学素子は、第1電極と第2電極との間に電圧を印加することにより、導電性ポリマーが、青色〜青緑色、又は赤色〜赤橙色に発光する。また、導電性ポリマーとして導電性ポリマーA及び導電性ポリマーBを使用する場合は、導電性ポリマーAが青色〜青緑色発光し、導電性ポリマーBが赤色〜赤橙色発光することで白色発光し、あるいは導電性ポリマーAが青色〜青緑色発光し、導電性ポリマーBが赤色〜赤橙色発光し、導電性ポリマーA及び/又は導電性ポリマーBにより形成される励起錯体が蛍光を発光することで白色発光する。該励起錯体は、導電性ポリマーA又は導電性ポリマーBにより形成されるエキサイマー、導電性ポリマーAと導電性ポリマーBの間に形成されるエキサイプレックス若しくはエレクトロプレックスであり、それぞれエキサイマー蛍光、エキサイプレックス蛍光若しくはエレクトロプレックス蛍光を発光する。発光層の少なくとも片面が凹凸形状であることにより、高効率で白色光を取り出すことができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The light emitting electrochemical device of the present invention has a laminated structure in which an optical substrate, a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode are laminated in this order. The light emitting layer contains a conductive polymer, a polymer electrolyte, and an electrolytic salt, and at least one surface of the light emitting layer has an uneven shape.
In the light-emitting electrochemical element of the present invention, the conductive polymer may be one type, but when emitting white light, it is composed of two types of conductive polymer A and conductive polymer B. The absolute value of the energy difference between the highest occupied orbit (HOMO) or the lowest unoccupied orbit (LUMO) between the conductive polymer A and the conductive polymer B is 0.5 eV or less.
In the light-emitting electrochemical element of the present invention, when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the conductive polymer emits light in blue to blue-green or red to red-orange. Further, when the conductive polymer A and the conductive polymer B are used as the conductive polymer, the conductive polymer A emits blue to blue green light, and the conductive polymer B emits red to red orange light to emit white light. Alternatively, the conductive polymer A emits blue to blue-green light, the conductive polymer B emits red to red-orange light, and the exciplex formed by the conductive polymer A and / or the conductive polymer B emits fluorescence to emit white light. Emits light. The exciplex is an excimer formed by the conductive polymer A or the conductive polymer B, and an exciplex or an electroplex formed between the conductive polymer A and the conductive polymer B. The excimer fluorescence and the exciplex fluorescence are respectively used. Alternatively, electroplex fluorescence is emitted. When at least one surface of the light emitting layer is uneven, white light can be extracted with high efficiency.

エキサイマー、エキサイプレックス又はエレクトロプレックスとは、同一若しくは種類の異なる原子又は分子からなる励起二量体であり、励起状態の原子又は分子が、同一又は他の種類の基底状態の原子又は分子と結合することにより形成される。また、エキサイマー蛍光、エキサイプレックス蛍光又はエレクトロプレックス蛍光とは、励起状態のエキサイマー、エキサイプレックス又はエレクトロプレックスが失活するときに発光される蛍光のことである。
なお、発光電気化学素子におけるエキサイプレックスは、正孔がHOMOに注入されたドナー分子と、電子がLUMOに注入されたアクセプター分子から形成される励起二量体であり、それぞれの波動関数の重なりによって電子と正孔の非局在化が起こっている。発光過程においては、励起二量体中の電子と正孔が再結合し発光する。
また、エレクトロプレックスでは、正孔がHOMOに注入されたドナー分子と、電子がLUMOに注入されたアクセプター分子間の波動関数の重なりが小さく、電荷の非局在化がほとんど起こっていない。そのため、発光はアクセプター分子のLUMOからドナー分子のHOMOへの直接の電子遷移で起こる。
An excimer, exciplex or electroplex is an excited dimer consisting of the same or different types of atoms or molecules, where the excited state atoms or molecules bind to the same or other types of ground state atoms or molecules. Is formed. Excimer fluorescence, exciplex fluorescence or electroplex fluorescence is fluorescence emitted when an excited excimer, exciplex or electroplex is deactivated.
An exciplex in a light-emitting electrochemical element is an excited dimer formed from a donor molecule in which holes are injected into HOMO and an acceptor molecule in which electrons are injected into LUMO. Electron and hole delocalization is occurring. In the light emission process, electrons and holes in the excited dimer recombine to emit light.
In addition, in the electroplex, the overlap of the wave function between the donor molecule in which holes are injected into HOMO and the acceptor molecule in which electrons are injected into LUMO is small, and delocalization of charges hardly occurs. Therefore, light emission occurs by direct electronic transition from the LUMO of the acceptor molecule to the HOMO of the donor molecule.

本発明の光学基板は、発光電気化学素子に使用できるものであれば特に制限はなく、公知のものを使用してもよい。図1に好ましい光学基板の例を示す。光学基板1は支持基板層2と凹凸構造層3との積層体であり、凹凸構造層3が、支持基板層2と接していない側の表面に凹凸形状を有する基板である。該凹凸形状の凸部の延伸方向が平面視上不規則に分布していることが好ましい。すなわち、凹凸による波打ちの方向が不規則となるように凹凸形状が形成されていることが好ましい。本発明の光学基板としては、図1の光学基板1が好ましいが、これに限定されるわけではなく、凹凸構造層3を有さず、支持基板層2のみの基板、すなわち凹凸形状を有さないものであってもよい。
また、光学基板の厚さは、目的とするLECの大きさによっても異なるので、特に限定されるものではないが、1μm〜1cm程度の間で、LECの大きさ、及び発光層や電極の厚さに応じて好適な厚さとすればよい。なお、凹凸の深さ等は、光学基板の厚さと比較して非常に小さいので、当該厚さに対して該凹凸の影響は考慮しなくてもよい。
The optical substrate of the present invention is not particularly limited as long as it can be used for a light-emitting electrochemical element, and a known substrate may be used. FIG. 1 shows an example of a preferable optical substrate. The optical substrate 1 is a laminate of the support substrate layer 2 and the concavo-convex structure layer 3, and the concavo-convex structure layer 3 is a substrate having a concavo-convex shape on the surface not in contact with the support substrate layer 2. It is preferable that the extending direction of the concavo-convex convex portions is irregularly distributed in plan view. That is, it is preferable that the concavo-convex shape is formed so that the direction of undulation due to the concavo-convex becomes irregular. The optical substrate of the present invention is preferably the optical substrate 1 of FIG. 1, but is not limited to this, and does not have the uneven structure layer 3 but only the support substrate layer 2, that is, has an uneven shape. It may not be.
Further, the thickness of the optical substrate varies depending on the size of the target LEC, and is not particularly limited. However, the size of the LEC and the thickness of the light emitting layer and the electrode are between 1 μm and 1 cm. A suitable thickness may be set according to the thickness. In addition, since the depth of the unevenness is very small as compared with the thickness of the optical substrate, it is not necessary to consider the influence of the unevenness on the thickness.

支持基板層2としては、例えば、ガラスや石英、シリコン基板等の無機材料からなる基板やポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリイミド(PI)、ポリアリレート等の樹脂基板を用い得る。発光光を光学基板1側から取り出すため、支持基板層2は透明であることが好ましい。   Examples of the supporting substrate layer 2 include substrates made of inorganic materials such as glass, quartz, and silicon substrates, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), and polymethyl. Resin substrates such as methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyimide (PI), and polyarylate can be used. In order to extract emitted light from the optical substrate 1 side, the support substrate layer 2 is preferably transparent.

凹凸構造層3との密着性を向上させるために、支持基板層2の凹凸構造層3と接する面側を表面処理したり、又は易接着層を設けたりしてもよい。また、支持基板層2の凹凸構造層3と接する面と反対側の面に、水分や酸素等の気体の侵入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けてもよい。
また、光学基板1は、支持基板層2の凹凸構造層3と接する面と反対側の面に、集光及び光拡散等の種々の光学機能を有するレンズ構造や、集光及び光拡散等の種々の光学機能を有するその他の光学機能層を備えていてもよい。
In order to improve the adhesiveness with the concavo-convex structure layer 3, the surface side of the support substrate layer 2 in contact with the concavo-convex structure layer 3 may be surface-treated or an easy-adhesion layer may be provided. In addition, a gas barrier layer may be provided on the surface of the support substrate layer 2 opposite to the surface in contact with the concavo-convex structure layer 3 for the purpose of preventing intrusion of gases such as moisture and oxygen.
Further, the optical substrate 1 has a lens structure having various optical functions such as condensing and light diffusion on the surface opposite to the surface in contact with the concavo-convex structure layer 3 of the supporting substrate layer 2, and condensing and light diffusion. Other optical functional layers having various optical functions may be provided.

凹凸構造層3としては、例えば、シリカ、Ti系の材料やITO(インジウム・スズ・オキサイド)系の材料、ZnO、ZrO、Al等のゾルゲル材料を使用し得る。例えば、支持基板層2上にシリカからなる凹凸構造層3をゾルゲル法で形成する場合は、下地材料として金属アルコキシド(シリカ前駆体)のゾルゲル材料を調製する。シリカの前駆体として、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−i−ブトキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−t−ブトキシシラン等のテトラアルコキシシランに代表されるテトラアルコキシドモノマーや、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン(MTES)、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、イソプロピルトリプロポキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリイソプロポキシシラン、イソプロピルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、トリルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシランに代表されるトリアルコキシドモノマーや、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラン、ジメチルジ−i−ブトキシシラン、ジメチルジ−sec−ブトキシシラン、ジメチルジ−t−ブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジ−n−ブトキシシラン、ジエチルジ−i−ブトキシシラン、ジエチルジ−sec−ブトキシシラン、ジエチルジ−t−ブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン、ジプロピルジイソプロポキシシラン、ジプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジプロピルジ−i−ブトキシシラン、ジプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジプロピルジ−t−ブトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ジイソプロピルジプロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジ−n−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−i−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−sec−ブトキシシラン、ジイソプロピルジ−t−ブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジ−n−ブトキシシラン、ジフェニルジ−i−ブトキシシラン、ジフェニルジ−sec−ブトキシシラン、ジフェニルジ−t−ブトキシシラン等のジアルコキシシランに代表されるジアルコキシドモノマーを用いることができる。さらに、アルキル基の炭素数がC〜C18であるアルキルトリアルコキシシランやジアルキルジアルコキシシランを用いることもできる。ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル基を有するモノマー、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基を有するモノマー、p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル基を有するモノマー、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル基を有するモノマー、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル基を有するモノマー、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するモノマー、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するモノマー、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト基を有するモノマー、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド基を有するモノマー、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート基を有するモノマー、これらモノマーを少量重合したポリマー、前記材料の一部に官能基やポリマーを導入したことを特徴とする複合材料などの金属アルコキシドを用いてもよい。また、これらの化合物のアルキル基やフェニル基の一部、あるいは全部がフッ素で置換されていてもよい。さらに、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート、オキシ塩化物、塩化物や、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。金属種としては、Si以外にTi、Sn、Al、Zn、Zr、Inなどや、これらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。上記酸化金属の前駆体を適宜混合したものを用いることもできる。さらに、シリカの前駆体として、分子中にシリカと親和性、反応性を有する加水分解基及び撥水性を有する有機官能基を有するシランカップリング剤を用いることができる。例えば、n−オクチルトリエトキシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン等のシランモノマー、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のビニルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリルシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン、3−オクタノイルチオ−1−プロピルトリエトキシシラン等のサルファーシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(N−フェニル)アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン、これらモノマーを重合したポリマー等が挙げられる。 As the concavo-convex structure layer 3, for example, silica, a Ti-based material, an ITO (indium tin oxide) -based material, a sol-gel material such as ZnO, ZrO 2 , and Al 2 O 3 can be used. For example, when the uneven structure layer 3 made of silica is formed on the support substrate layer 2 by a sol-gel method, a metal alkoxide (silica precursor) sol-gel material is prepared as a base material. As precursors of silica, tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), tetra-i-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-i-butoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra- Tetraalkoxide monomers typified by tetraalkoxysilane such as sec-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane (MTES), ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, ethyltripro Xysilane, propyltripropoxysilane, isopropyltripropoxysilane, phenyltripropoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, propyltriisopropoxysilane, isopropyltriisopropoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, tolyltriethoxy Trialkoxide monomers represented by trialkoxysilanes such as silane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldipropoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, dimethyldi-n-butoxysilane, dimethyldi-i-butoxysilane, dimethyldi -Sec-butoxysilane, dimethyldi-t-butoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, die Ludipropoxysilane, diethyldiisopropoxysilane, diethyldi-n-butoxysilane, diethyldi-i-butoxysilane, diethyldi-sec-butoxysilane, diethyldi-t-butoxysilane, dipropyldimethoxysilane, dipropyldiethoxysilane, di Propyl dipropoxysilane, dipropyldiisopropoxysilane, dipropyldi-n-butoxysilane, dipropyldi-i-butoxysilane, dipropyldi-sec-butoxysilane, dipropyldi-t-butoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, diisopropyldiethoxysilane, diisopropyl Dipropoxysilane, diisopropyldiisopropoxysilane, diisopropyldi-n-butoxysilane, diisopropyldi-i-butoxysilane, diisopropyl Lopyldi-sec-butoxysilane, diisopropyldi-t-butoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldipropoxysilane, diphenyldiisopropoxysilane, diphenyldi-n-butoxysilane, diphenyldi-i-butoxysilane Dialkoxide monomers typified by dialkoxysilanes such as diphenyldi-sec-butoxysilane and diphenyldi-t-butoxysilane can be used. Furthermore, alkyltrialkoxysilanes or dialkyldialkoxysilanes in which the alkyl group has C 4 to C 18 carbon atoms can also be used. Monomers having a vinyl group such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxy Monomers having an epoxy group such as silane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, monomers having a styryl group such as p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyl Monomers having a methacrylic group such as dimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropiyl Monomers having an acrylic group such as trimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltri Monomers having amino groups, such as methoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, Monomers having a ureido group such as 3-ureidopropyltriethoxysilane, monomers having a mercapto group such as 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, sulfs such as bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide A monomer having an alkyl group, a monomer having an isocyanate group such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, a polymer obtained by polymerizing a small amount of these monomers, a composite material characterized by introducing a functional group or a polymer into a part of the material, etc. The metal alkoxides may be used. In addition, some or all of the alkyl group and phenyl group of these compounds may be substituted with fluorine. Furthermore, metal acetylacetonate, metal carboxylate, oxychloride, chloride, a mixture thereof and the like can be mentioned, but not limited thereto. Examples of the metal species include, but are not limited to, Ti, Sn, Al, Zn, Zr, In, and a mixture thereof in addition to Si. What mixed suitably the precursor of the said metal oxide can also be used. Furthermore, a silane coupling agent having a hydrolyzable group having affinity and reactivity with silica and an organic functional group having water repellency can be used as a precursor of silica. For example, silane monomers such as n-octyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, vinylsilane such as vinylmethyldimethoxysilane, Methacrylic silane such as 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycyl Epoxy silanes such as Sidoxypropyltriethoxysilane, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane, Mercaptosilanes such as 3-Mercaptopropyltriethoxysilane, 3-Octanoylthio-1-pro Sulfur silane such as rutriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)- Examples include aminosilanes such as 3-aminopropylmethyldimethoxysilane and 3- (N-phenyl) aminopropyltrimethoxysilane, and polymers obtained by polymerizing these monomers.

ゾルゲル材料の溶液としてTEOSとMTESとの混合物を用いる場合には、それらの混合比は、例えばモル比で1:1にすることができる。このゾルゲル材料を用いた場合には、加水分解及び重縮合反応を行わせることによって非晶質シリカが生成される。合成条件として溶液のpHを調整するために、塩酸等の酸又はアンモニア等のアルカリが添加される。また、紫外線などの光を照射することによって酸やアルカリを発生する材料を添加してもよい。pHは4以下もしくは10以上であってもよい。また、加水分解を行うために水が加えられてもよい。加える水の量は、金属アルコキシド種に対してモル比で1.5倍以上にすることができる。   When a mixture of TEOS and MTES is used as the sol-gel material solution, the mixing ratio can be 1: 1, for example, in a molar ratio. When this sol-gel material is used, amorphous silica is produced by performing hydrolysis and polycondensation reactions. In order to adjust the pH of the solution as a synthesis condition, an acid such as hydrochloric acid or an alkali such as ammonia is added. Further, a material that generates an acid or an alkali by irradiation with light such as ultraviolet rays may be added. The pH may be 4 or less, or 10 or more. Water may also be added to perform the hydrolysis. The amount of water to be added can be 1.5 times or more in molar ratio with respect to the metal alkoxide species.

ゾルゲル材料溶液の溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、ブタノール等のアルコール類、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソホロン、シクロヘキサノン等のケトン類、ブトキシエチルエーテル、ヘキシルオキシエチルアルコール、メトキシ−2−プロパノール、ベンジルオキシエタノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエタン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒、二硫化炭素等の含ヘテロ元素化合物、水、及びこれらの混合溶媒が挙げられる。また、エタノール及びイソプロピルアルコールを用いてもよく、またエタノール及びイソプロピルアルコールと水とを混合させて用いてもよい。   Solvents for the sol-gel material solution include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA) and butanol, aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, decane and cyclohexane, benzene, toluene, xylene, mesitylene and the like Aromatic hydrocarbons, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane and other ethers, acetone, methyl ethyl ketone, isophorone, cyclohexanone and other ketones, butoxyethyl ether, hexyloxyethyl alcohol, methoxy-2-propanol, benzyloxyethanol, etc. Ether alcohols, glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, Glycol ethers such as lenglycol monomethyl ether acetate, esters such as ethyl acetate, ethyl lactate and γ-butyrolactone, phenols such as phenol and chlorophenol, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N- Examples thereof include amides such as methylpyrrolidone, halogen-based solvents such as chloroform, methylene chloride, tetrachloroethane, monochlorobenzene and dichlorobenzene, hetero-containing compounds such as carbon disulfide, water, and mixed solvents thereof. Further, ethanol and isopropyl alcohol may be used, or ethanol and isopropyl alcohol may be mixed with water.

ゾルゲル材料溶液の添加物としては、粘度調整のためのポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコールや、溶液安定剤であるトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン、アセチルアセトンなどのβ−ジケトン、β−ケトエステル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキサンなどを用いることができる。   Examples of additives for the sol-gel material solution include polyethylene glycol, polyethylene oxide, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl alcohol for viscosity adjustment, alkanolamines such as triethanolamine which are solution stabilizers, β-diketones such as acetylacetone, β- Ketoester, formamide, dimethylformamide, dioxane and the like can be used.

また、凹凸構造層3としては、樹脂を使用することもできる。硬化性樹脂としては、例えば、光硬化型、熱硬化型、湿気硬化型、及び化学硬化型(二液混合)等の樹脂が挙げられる。具体的にはエポキシ系、アクリル系、メタクリル系、ビニルエーテル系、オキセタン系、ウレタン系、メラミン系、ウレア系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系、ポリアミド系、等の各種樹脂が挙げられる。   Further, as the concavo-convex structure layer 3, a resin can also be used. Examples of the curable resin include photo-curing resins, thermosetting resins, moisture-curing resins, and chemical-curing resins (two-component mixing). Specifically, epoxy, acrylic, methacrylic, vinyl ether, oxetane, urethane, melamine, urea, polyester, polyolefin, phenol, cross-linkable liquid crystal, fluorine, silicone, polyamide And various resins.

凹凸構造層3の凹凸形状表面に疎水化処理を行ってもよい。疎水化処理の方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、凹凸構造層3の表面がシリカ表面であれば、ジメチルジクロルシラン、トリメチルアルコキシシラン等で疎水化処理してもよいし、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチルシリル化剤とシリコーンオイルとで疎水化処理してもよいし、超臨界二酸化炭素を用いた金属酸化物粉末の表面処理方法を用いてもよい。凹凸構造層3の表面を疎水性にすることにより、光学基板1を発光電気化学素子の製造に用いる場合に、当該素子の製造工程において光学基板1から水分を容易に除去でき、発光電気化学素子の欠陥の発生や、劣化を防止することができる。また、凹凸構造層3の凹凸形状表面に、水分や酸素等の気体の侵入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けてもよい。   Hydrophobic treatment may be performed on the uneven surface of the uneven structure layer 3. A known method can be used as a method for the hydrophobization treatment. For example, if the surface of the concavo-convex structure layer 3 is a silica surface, it may be hydrophobized with dimethyldichlorosilane, trimethylalkoxysilane or the like, or hydrophobized with a trimethylsilylating agent such as hexamethyldisilazane and silicone oil. The surface treatment method of the metal oxide powder using supercritical carbon dioxide may be used. By making the surface of the concavo-convex structure layer 3 hydrophobic, when the optical substrate 1 is used for manufacturing a light-emitting electrochemical element, moisture can be easily removed from the optical substrate 1 in the manufacturing process of the element, and the light-emitting electrochemical element It is possible to prevent the occurrence of defects and deterioration. In addition, a gas barrier layer may be provided on the concavo-convex surface of the concavo-convex structure layer 3 for the purpose of preventing the entry of gas such as moisture and oxygen.

凹凸構造層3は、上記のように調製したゾルゲル材料の溶液又は樹脂が支持基板層2上に塗布され、さらに凹凸パターン転写用のモールドの凹凸パターンが転写されることで形成される。凹凸パターン転写用のモールド及び凹凸構造層3に凹凸パターンを転写する製造工程については、後述する。   The concavo-convex structure layer 3 is formed by applying the solution or resin of the sol-gel material prepared as described above onto the support substrate layer 2 and further transferring the concavo-convex pattern of the mold for transferring the concavo-convex pattern. The manufacturing process for transferring the uneven pattern to the uneven pattern transfer mold and the uneven structure layer 3 will be described later.

次に、凹凸構造層3の凹凸形状表面について説明する。当該凹凸形状を解析するためには、原子間力顕微鏡(AFM)等の走査型プローブ顕微鏡(SPM)を使用することができる。本実施形態では、走査型プローブ顕微鏡(例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「E−sweep」等)を用いることで、下記解析条件の下、凹凸構造層3の凹凸形状を解析し、凹凸解析画像及び平面視解析画像を得るものとする。本明細書において、以下に定義する凹凸深さ分布の平均値、及び凹凸深さの標準偏差、凹凸の平均深さ、凹凸の平均ピッチは、凹凸構造層3の材料に関わらず、下記のような解析条件及び測定方法により求めることができる。
<解析条件>
測定方式:カンチレバー断続的接触方式
カンチレバーの材質:シリコン
カンチレバーのレバー幅:40μm
カンチレバーのチップ先端の直径:10nm
Next, the uneven surface of the uneven structure layer 3 will be described. In order to analyze the uneven shape, a scanning probe microscope (SPM) such as an atomic force microscope (AFM) can be used. In the present embodiment, by using a scanning probe microscope (for example, product name “E-sweep” manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.), the concavo-convex shape of the concavo-convex structure layer 3 is analyzed under the following analysis conditions. It is assumed that an unevenness analysis image and a planar view analysis image are obtained. In this specification, the average value of the uneven depth distribution defined below, the standard deviation of the uneven depth, the average depth of the unevenness, and the average pitch of the unevenness are as follows regardless of the material of the uneven structure layer 3 It can be determined by various analysis conditions and measurement methods.
<Analysis conditions>
Measuring method: Cantilever intermittent contact method Cantilever material: Silicon Cantilever lever width: 40μm
Cantilever tip tip diameter: 10 nm

上記凹凸形状の解析の具体例を説明する。E−sweepにより、上述の条件で任意の3μm角(縦3μm、横3μm)又は10μm角(縦10μm、横10μm)の測定領域を測定して凹凸解析画像を求める。その際に測定領域内の16384点(縦128点×横128点)以上の測定点における凹凸深さをナノメートルスケールでそれぞれ求める。測定点の数は用いるSPMの種類や設定によっても異なるが、E−sweepの場合、3μm角又は10μm角の測定領域内において65536点(縦256点×横256点)の測定(256×256ピクセルの解像度での測定)を行うことができる。
凹凸解析画像には、測定精度を高めるために、1次傾き補正を含むフラット処理が施されてもよい。また、以下に述べる凹凸形状に関する種々の解析において十分な測定精度を担保するためには、測定領域は、当該測定領域に含まれる凸部の幅の平均値の15倍以上の長さを1辺の長さとする正方形状の領域とするのがよい。
A specific example of the analysis of the uneven shape will be described. By using E-sweep, an arbitrary 3 μm square (3 μm in length, 3 μm in width) or 10 μm square (10 μm in length, 10 μm in width) is measured under the above-described conditions to obtain an unevenness analysis image. At that time, the depth of unevenness at the measurement points of 16384 points (128 vertical points × 128 horizontal points) or more in the measurement region is obtained on a nanometer scale. The number of measurement points varies depending on the type and setting of the SPM to be used. In the case of E-sweep, measurement of 65536 points (256 vertical points × 256 horizontal points) within a measurement area of 3 μm square or 10 μm square (256 × 256 pixels). Measurement at a resolution of 1).
The unevenness analysis image may be subjected to flat processing including first-order inclination correction in order to increase measurement accuracy. Moreover, in order to ensure sufficient measurement accuracy in various analyzes related to the uneven shape described below, the measurement region has a length of 15 times or more of the average value of the widths of the convex portions included in the measurement region. It is preferable to use a square region with a length of.

凹凸深さの測定は、具体的には以下のようにして行うことができる。まず、全測定点のうち、支持基板層2と凹凸構造層3の界面からの高さが最も高い測定点Pが決定される。そして、かかる測定点Pを含み、かつ該界面と平行な面が基準面(水平面)として決定され、その基準面からの深さの値が凹凸深さとして算出される。基準面からの深さの値は、例えば、測定点Pにおける上記界面からの高さの値から各測定点における上記界面からの高さを差し引いた差分であってもよい。このような凹凸深さは、例えば、E−sweepでは、ソフトウェアにより自動的に計算して求めることが可能である。   Specifically, the uneven depth can be measured as follows. First, of all the measurement points, the measurement point P having the highest height from the interface between the support substrate layer 2 and the concavo-convex structure layer 3 is determined. A plane including the measurement point P and parallel to the interface is determined as a reference plane (horizontal plane), and a depth value from the reference plane is calculated as the unevenness depth. The depth value from the reference plane may be, for example, a difference obtained by subtracting the height from the interface at each measurement point from the height value from the interface at the measurement point P. Such unevenness depth can be calculated and calculated automatically by software in E-sweep, for example.

このようにして、全測定点における凹凸深さを求めた後、その算術平均及び標準偏差を求めることにより算出できる値をそれぞれ凹凸深さ分布の平均値、及び凹凸深さの標準偏差として採用する。   Thus, after calculating | requiring the uneven | corrugated depth in all the measurement points, the value which can be calculated by calculating | requiring the arithmetic mean and standard deviation is employ | adopted as the average value of uneven | corrugated depth distribution, and the standard deviation of uneven | corrugated depth, respectively. .

具体的には、凹凸深さ分布の平均値(m)は次の式(I)により算出する。
[式(I)中、mは凹凸深さ分布の平均値、Nは測定点の総数、xはi番目の測定点の凹凸深さを示す。]
Specifically, the average value (m) of the uneven depth distribution is calculated by the following formula (I).
[In formula (I), m indicates the average value of uneven depth distribution, the total number of N measuring points, the irregularity depth of the x i is the i-th measurement point. ]

また、凹凸深さの標準偏差(σ)は次の式(II)により算出する。
[式(II)中、σは凹凸深さの標準偏差、Nは測定点の総数、xはi番目の測定点の凹凸深さ、mは凹凸深さ分布の平均値を示す。]
Further, the standard deviation (σ) of the unevenness depth is calculated by the following equation (II).
[In the formula (II), sigma is the standard deviation of the unevenness depth, the total number of N measuring points, x i is the i th measuring point of the uneven depth, m is an average value of uneven depth distribution. ]

上記で算出した凹凸深さ分布の平均値を用いて本発明の凸部及び凹部を定義する。すなわち、凹凸深さが凹凸深さ分布の平均値以上の領域は凸部、凹凸深さが凹凸の平均深さ未満の領域は凹部と定義される。例えば、凸部を白、凹部を黒で表示するように凹凸解析画像が処理されることで、図2に示すような平面視解析画像(白黒画像)が得られる。図2は、本実施形態に係る光学基板1における測定領域の平面視解析画像の一例を示す図である。以後、凹凸形状を説明する場合、凸部を白色部、凹部を黒色部と称する場合がある。   The convex part and concave part of this invention are defined using the average value of the uneven | corrugated depth distribution calculated above. That is, a region where the unevenness depth is equal to or greater than the average value of the unevenness depth distribution is defined as a convex portion, and a region where the unevenness depth is less than the average depth of the unevenness is defined as a recessed portion. For example, the unevenness analysis image is processed so that the convex portions are displayed in white and the concave portions are displayed in black, whereby a plan view analysis image (monochrome image) as shown in FIG. 2 is obtained. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a planar view analysis image of the measurement region in the optical substrate 1 according to the present embodiment. Hereinafter, when the uneven shape is described, the convex portion may be referred to as a white portion and the concave portion may be referred to as a black portion.

また、凹凸の平均深さとは、凹凸が形成されている凹凸構造層3の表面における凸部と凹部の深さの差(互いに隣接する凸部の頂部と凹部の底部との深さ方向の距離)を測定した場合において、深さの差の平均値のことをいう。このような凹凸の平均深さは、上記凹凸解析画像中において、任意の隣接する凸部の頂部と凹部の底部の深さ方向の距離を100点以上測定し、その算術平均を求めることにより算出できる。   The average depth of the unevenness is the difference between the depths of the protrusions and the recesses on the surface of the uneven structure layer 3 on which the unevenness is formed (the distance in the depth direction between the tops of the adjacent protrusions and the bottoms of the recesses). ) Is the average depth difference. The average depth of such irregularities is calculated by measuring 100 or more distances in the depth direction between the top of any adjacent convex part and the bottom of the concave part in the concave / convex analysis image, and calculating the arithmetic average thereof. it can.

凹凸の平均ピッチとは、凹凸が形成されている凹凸構造層3の表面における凹凸のピッチ(隣り合う凸部の頂部同士又は隣り合う凹部の底部同士の間隔)を測定した場合において、凹凸のピッチの平均値のことをいう。このような凹凸のピッチの平均値は、上記凹凸解析画像中における、任意の隣り合う凸部の頂部同士又は隣り合う凹部の底部同士の間隔を100点以上測定し、その算術平均を求めることにより算出できる。   The average pitch of the unevenness is the pitch of the unevenness when the pitch of the unevenness on the surface of the uneven structure layer 3 on which the unevenness is formed (the interval between the tops of the adjacent protrusions or the bottoms of the adjacent recesses). It means the average value of. The average value of the pitch of such irregularities is obtained by measuring the interval between the tops of any adjacent convex portions or the bottom portions of adjacent concave portions in the above-described concave / convex analysis image, and obtaining the arithmetic average thereof. It can be calculated.

凹凸の平均深さは、30〜300nmの範囲が好ましく、さらに40〜200nmの範囲がより好ましい。また、凹凸の平均ピッチとしては、例えば100〜1500nmの範囲が好ましく、200〜1200nmの範囲がより好ましい。凹凸深さ分布の平均値は、20〜200nmの範囲が好ましく、さらに30〜150nmの範囲がより好ましい。凹凸深さの標準偏差は、10〜100nmの範囲が好ましく、さらに15〜75nmの範囲がより好ましい。
光学基板1の凹凸形状を反映させて発光層を形成させる場合、発光層の凹凸形状の範囲がこれらの範囲内であることによって光の取り出し効率が良好となるからである。
The average depth of the irregularities is preferably in the range of 30 to 300 nm, more preferably in the range of 40 to 200 nm. Moreover, as an average pitch of an unevenness | corrugation, the range of 100-1500 nm is preferable, for example, and the range of 200-1200 nm is more preferable. The average value of the uneven depth distribution is preferably in the range of 20 to 200 nm, more preferably in the range of 30 to 150 nm. The standard deviation of the concavo-convex depth is preferably in the range of 10 to 100 nm, and more preferably in the range of 15 to 75 nm.
This is because when the light emitting layer is formed reflecting the uneven shape of the optical substrate 1, the light extraction efficiency is improved when the uneven shape range of the light emitting layer is within these ranges.

また、凸部の幅とは、平面視解析画像の凸部(白表示部)の幅のことをいう。図2を例として具体的に説明すると、図2において不規則に延伸した紐状に観察される白色部の幅を凸部の幅とする。
このような凸部の幅の平均値は、平面視解析画像の凸部のうちから任意の100以上の箇所を選択し、それぞれについて凸部の延伸方向に対して平面視上略直交する方向における凸部の境界から反対側の境界までの長さを測定し、その算術平均を求めることにより算出できる。なお、当該紐状の白色部には分岐部も存在するが、当該分岐部は凸部の幅の平均値を求めるための測定箇所とはしない。
なお、凸部の幅の平均値は、凹凸の平均ピッチの約半分程度である。
Further, the width of the convex portion refers to the width of the convex portion (white display portion) of the planar view analysis image. Specifically, taking FIG. 2 as an example, the width of the white portion observed as an irregularly stretched string in FIG. 2 is defined as the width of the convex portion.
For the average value of the widths of the convex portions, arbitrary 100 or more locations are selected from the convex portions of the planar view analysis image, and in each of the directions substantially orthogonal to the extending direction of the convex portions in a plan view. It can be calculated by measuring the length from the boundary of the convex part to the boundary on the opposite side and calculating the arithmetic average thereof. In addition, although the branch part also exists in the said string-like white part, the said branch part is not used as the measurement location for calculating | requiring the average value of the width | variety of a convex part.
In addition, the average value of the width | variety of a convex part is about about half of the average pitch of an unevenness | corrugation.

さらに、凹凸構造層3の凹凸形状表面をフーリエ変換像で特定することもできる。
光学基板1において、凹凸構造層3の表面に形成された凹凸形状を走査型プローブ顕微鏡により解析して得られる凹凸解析画像に2次元高速フーリエ変換処理を施してフーリエ変換像を得た場合において、フーリエ変換像が、波数の絶対値が0μm−1である原点を略中心とする円状又は円環状の模様を示しており、且つ、円状又は円環状の模様が、波数の絶対値が10μm−1以下(0.667〜10μm−1の範囲内としてもよく、更に0.833〜5μm−1の範囲内としてもよい)の範囲内となる領域内に存在してもよい。上記条件(以下、「FFT条件」という。)を満たすように凹凸構造層3の表面に凹凸形状を形成することにより、発光の波長依存性及び指向性(一定の方向に強く発光する性質)を十分に少なくすることができる。
Furthermore, the uneven surface of the uneven structure layer 3 can be identified by a Fourier transform image.
In the optical substrate 1, when a concavo-convex analysis image obtained by analyzing the concavo-convex shape formed on the surface of the concavo-convex structure layer 3 with a scanning probe microscope is subjected to a two-dimensional fast Fourier transform process to obtain a Fourier transform image, The Fourier transform image shows a circular or annular pattern whose center is the origin where the absolute value of the wave number is 0 μm −1 , and the absolute value of the wave number is 10 μm. -1 (may be in the range of 0.667~10Myuemu -1, further also may be within the range of 0.833~5Myuemu -1) may be present in a range within become within the region of. By forming a concavo-convex shape on the surface of the concavo-convex structure layer 3 so as to satisfy the above conditions (hereinafter referred to as “FFT conditions”), the wavelength dependency and directivity (property of emitting light strongly in a certain direction) of light emission are obtained. It can be reduced sufficiently.

「フーリエ変換像の円状又は円環状の模様」は、フーリエ変換像において輝点が集合することにより観測される模様である。そのため、ここでの「円状」とは、輝点が集合した模様がほぼ円形の形状に見えることを意味し、外形の一部が凸状又は凹状となっているように見えるものも含む概念である。また、「円環状」とは、輝点が集合した模様がほぼ円環状に見えることを意味し、環の外側の円や内側の円の形状がほぼ円形の形状に見えるものも含み且つかかる環の外側の円や内側の円の外形の一部が凸状又は凹状となっているように見えるものも含む概念である。また、「円状又は円環状の模様が、波数の絶対値が10μm−1以下(0.667〜10μm−1の範囲内としてもよく、更に0.833〜5μm−1の範囲内としてもよい)の範囲内となる領域内に存在する」とは、フーリエ変換像を構成する輝点のうちの30%以上の輝点が波数の絶対値が10μm−1以下(0.667〜10μm−1の範囲内としてもよく、更に0.833〜5μm−1の範囲内としてもよい)の範囲内となる領域内に存在することをいう。 The “circular or annular pattern of the Fourier transform image” is a pattern observed when bright spots are gathered in the Fourier transform image. Therefore, “circular shape” here means that the pattern of bright spots gathers appears to be almost circular, and includes the concept that part of the outer shape appears to be convex or concave. It is. In addition, “annular” means that a pattern of bright spots gathers appears to be almost circular, and includes those in which the shape of the outer circle and inner circle appear to be almost circular. It is a concept including what appears to be a convex shape or a concave shape of a part of the outer shape of the outer circle and the inner circle. Further, the pattern of "circular or annular, the absolute value of wavenumber 10 [mu] m -1 or less (may be in the range of 0.667~10Myuemu -1, may be further within the scope of 0.833~5Myuemu -1 ”Exists in a region within the range of“) ”means that 30% or more of the luminescent spots constituting the Fourier transform image have an absolute wave number of 10 μm −1 or less (0.667 to 10 μm −1). Or within the range of 0.833 to 5 μm −1 ).

なお、凹凸構造のパターンとフーリエ変換像との関係について、次のことが分かっている。凹凸構造自体にピッチに分布や指向性がない場合には、フーリエ変換像もランダムなパターン(模様がない)で現れるが、凹凸構造がXY方向に全体として等方的であるがピッチに分布がある場合には、円又は円環状のフーリエ変換像が現れる。また、凹凸構造が単一のピッチを有する場合には、フーリエ変換像に現れる円環がシャープになる傾向がある。   In addition, the following is known about the relationship between the pattern of the concavo-convex structure and the Fourier transform image. If the concavo-convex structure itself has no distribution or directivity in the pitch, the Fourier transform image also appears as a random pattern (no pattern), but the concavo-convex structure is isotropic in the XY direction as a whole, but the distribution is in the pitch. In some cases, a circular or annular Fourier transform image appears. Further, when the concavo-convex structure has a single pitch, the ring appearing in the Fourier transform image tends to be sharp.

上記フーリエ変換像は、凹凸構造層3の表面に形成されている凹凸の形状を走査型プローブ顕微鏡(例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製の製品名「E−sweep」等)により解析して凹凸解析画像を得た後に、当該凹凸解析画像に2次元高速フーリエ変換処理を施すことにより得られる。上記凹凸解析画像の2次元高速フーリエ変換処理は、2次元高速フーリエ変換処理ソフトウェアを備えたコンピュータを用いた電子的な画像処理によって容易に行うことができる。   The Fourier transform image is analyzed by analyzing the shape of the unevenness formed on the surface of the uneven structure layer 3 using a scanning probe microscope (for example, product name “E-sweep” manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.). After obtaining the image, it is obtained by subjecting the unevenness analysis image to a two-dimensional fast Fourier transform process. The two-dimensional fast Fourier transform processing of the unevenness analysis image can be easily performed by electronic image processing using a computer equipped with two-dimensional fast Fourier transform processing software.

本発明の発光電気化学素子100は、図3に示すように、光学基板1、第1電極4、発光層5及び第2電極6がこの順番に積層された積層構造を有している。光学基板1は、上記で説明した凹凸構造層を有する図1に示す光学基板1であることが好ましい。光学基板1(凹凸構造層3)の表面の凹凸形状に対応させて発光層5の表面に凹凸形状を形成させるのに好適だからである。   As shown in FIG. 3, the light-emitting electrochemical device 100 of the present invention has a laminated structure in which an optical substrate 1, a first electrode 4, a light-emitting layer 5, and a second electrode 6 are laminated in this order. The optical substrate 1 is preferably the optical substrate 1 shown in FIG. 1 having the concavo-convex structure layer described above. This is because it is suitable for forming a concavo-convex shape on the surface of the light emitting layer 5 in correspondence with the concavo-convex shape on the surface of the optical substrate 1 (uneven structure layer 3).

本発明に係る発光層5はその少なくとも片面が凹凸形状となっている(図3)。
発光層5に係る凹凸深さ分布の平均値及び凹凸深さの標準偏差の算出方法、並びに凹凸の平均深さ、凹凸の平均ピッチ、及び凸部の延伸方向等の凹凸形状は、上記光学基板1で説明した算出方法及び凹凸形状と同様である。また、発光層5の凹凸形状の凸部の延伸方向についても、平面視上不規則に分布していることが好ましい。
凹凸形状の形成の容易さの点で、光学基板1が凹凸形状を有し、その凹凸形状に対応した形で発光層5の凹凸形状が形成されることが好ましい。従って、発光層5は図3に示すようにその両面に凹凸形状を有することが好ましい。なお、凹凸形状の解析は、光学基板1の場合と同様にして行う。また、発光層5の凹凸形状の平面視解析画像としても、図2を例示できる。
The light emitting layer 5 according to the present invention has an uneven shape on at least one side (FIG. 3).
The calculation method of the average value of the uneven depth distribution and the standard deviation of the uneven depth related to the light emitting layer 5, and the uneven shape such as the average depth of the unevenness, the average pitch of the unevenness, and the extending direction of the protruding portions are the optical substrate. This is the same as the calculation method and the uneven shape described in 1. Moreover, it is preferable that the extending direction of the concavo-convex convex portion of the light emitting layer 5 is also irregularly distributed in a plan view.
From the viewpoint of easy formation of the uneven shape, it is preferable that the optical substrate 1 has an uneven shape, and the uneven shape of the light emitting layer 5 is formed in a shape corresponding to the uneven shape. Therefore, the light emitting layer 5 preferably has an uneven shape on both sides thereof as shown in FIG. The analysis of the uneven shape is performed in the same manner as in the case of the optical substrate 1. Moreover, FIG. 2 can also be illustrated as a planar view analysis image of the uneven shape of the light emitting layer 5.

光取り出し効率の点で、図2に例示する発光層5の不規則に延伸した紐状に観察される白色部の延伸形態が、以下に説明する条件を満たすことが好ましい。
白色部の延伸部を、白色部(凸部)の幅の平均値のπ(円周率)倍の長さで区切ることで当該延伸部を複数に区切った場合において、区間の両端点間の輪郭線の長さに対する両端点間の直線距離の比が0.75以下となる形態を延伸形態Aとする。一方、上記比が0.75より大きい形態を延伸形態Bとする。
白色部の延伸部を区切る場合、例えば、白色部の一端点を始点として、「白色部の幅の平均値のπ倍」ごとに区切っていけばよい。このとき、別の端点に至り、その最後の区切りが当該π倍に満たない場合は、その区切りは延伸形態の判断には用いないこととする。また、枝分かれ(例えば三叉路)を有する白色部の場合は、一つの方向を選択して区切っていくこととする。なお、選択されなかった方向については、当該枝分かれ部を始点として、その選択されなかった方向に新たな「π倍ごとの区切り」を行ってもよい。
From the viewpoint of light extraction efficiency, it is preferable that the stretched form of the white portion observed in an irregularly stretched string shape of the light emitting layer 5 illustrated in FIG. 2 satisfies the conditions described below.
In the case where the stretched part of the white part is divided by a length that is π (circumferential ratio) times the average value of the width of the white part (convex part), the stretched part is divided into a plurality of parts, and between the end points of the section The form in which the ratio of the linear distance between the two end points to the length of the contour line is 0.75 or less is referred to as a stretched form A. On the other hand, a form in which the ratio is greater than 0.75 is defined as a stretched form B.
In the case of dividing the extending portion of the white portion, for example, the white portion may be divided for each “π times the average value of the width of the white portion”, starting from one end point of the white portion. At this time, when another end point is reached and the last break is less than the π times, the break is not used for the determination of the stretching mode. In the case of a white portion having a branch (for example, a three-way), one direction is selected and divided. For directions that are not selected, a new “separation every π times” may be performed in the directions that are not selected, starting from the branching portion.

以下、図4を参照して、延伸形態A及びBの判定方法について説明する。図4では、便宜上、凹部を黒色で示していないが、領域S1が白色部(凸部)、領域S2が凹部である。
白色部は幅を有しているため、輪郭線の設定場所によって輪郭線の長さが異なってくるが、当該区間内で一番短くなる線を輪郭線とする。図4で説明するとXで示す線である。図4において起点をa、終点をbとした場合、Laが白色部の幅の平均値のπ倍であり、Lbが区間abの直線距離を表す。Lb/Laの値が0.75以下を延伸形態A、0.75を超える場合を延伸形態Bと判定する。図4に例示するものは延伸形態Aである。
このように延伸形態を判定する白色部の区間を100区間任意に選定して、延伸形態A及びBのいずれであるかを判定する。延伸形態Bの割合が50%以上であることが光取り出し効率の点で好ましい。延伸形態Bの割合が50%以上、80%以下であることがより好ましい。上記100区間を一つの白色部で確保することは困難なため、通常、複数の白色部を任意に選択して上記のように区切り、当該100区間を選定する。
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the determination method of the extending | stretching form A and B is demonstrated. In FIG. 4, for convenience, the concave portions are not shown in black, but the region S1 is a white portion (convex portion) and the region S2 is a concave portion.
Since the white portion has a width, the length of the contour line differs depending on the setting position of the contour line, but the shortest line in the section is defined as the contour line. If it demonstrates in FIG. 4, it is a line shown by X. FIG. In FIG. 4, when the starting point is a and the end point is b, La is π times the average value of the width of the white portion, and Lb represents the linear distance of the section ab. The case where the value of Lb / La is 0.75 or less is determined as the stretched form A, and the case where it exceeds 0.75 is determined as the stretched form B. The example illustrated in FIG.
Thus, the section of the white portion for determining the stretching form is arbitrarily selected as 100 sections, and it is determined which of the stretching forms A and B is. The ratio of the stretched form B is preferably 50% or more from the viewpoint of light extraction efficiency. More preferably, the ratio of the stretched form B is 50% or more and 80% or less. Since it is difficult to secure the 100 sections with one white portion, normally, a plurality of white portions are arbitrarily selected and divided as described above, and the 100 sections are selected.

光学基板1に凹凸形状を形成し、後述の製造方法で説明する、その凹凸パターンを反映させる方法で発光層5の凹凸形状を作製する場合は、光学基板1の凹凸形状においても、その延伸形態Bの割合が50%以上であることが好ましく、50%以上、80%以下であることがより好ましい。当該割合が発光層5の凹凸形状に反映されるからである。   In the case where the concavo-convex shape of the light-emitting layer 5 is formed by a method of forming the concavo-convex shape on the optical substrate 1 and reflecting the concavo-convex pattern, which will be described in the manufacturing method described later, even in the concavo-convex shape of the optical substrate 1, the extended form The ratio of B is preferably 50% or more, and more preferably 50% or more and 80% or less. This is because the ratio is reflected in the uneven shape of the light emitting layer 5.

次に、発光層の発光を担う発光化合物について説明する。
本発明の発光層は、発光化合物として、導電性ポリマーを含有する。白色光を発光させる場合は、導電性ポリマーAと導電性ポリマーBを含有し、前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBの最高被占軌道(HOMO)間、又は最低空軌道(LUMO)間のエネルギー差の絶対値が0.5eV以下である。このように最高被占軌道(HOMO)間、又は最低空軌道(LUMO)間のエネルギー差の絶対値を小さくすることにより、両者からの発光を得ることができる。前記エネルギー差の絶対値が0.5eVを超える場合、前記導電性ポリマーA又は前記導電性ポリマーBの何れか一方のみの発光、あるいは前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーの間に形成されるエキサイプレックスのみ、若しくはエレクトロプレックスのみ、又はエキサイプレックスとエレクトロプレックスのみの発光となり、白色発光からほど遠い発光となってしまうことがある。
また、白色発光を得るためには、前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBの発光が補色関係を満たすことが好ましいが、補色関係となる化合物を見つけることは極めて困難であり、補色関係からずれて、良好な白色発光を得られないことがある。
このため、本発明においては、導電性ポリマーAと導電性ポリマーBが自ら発光すると共に、前記導電性ポリマーA及び/又は前記導電性ポリマーBにより形成される励起錯体が、補完する蛍光色で発光するように設計することで、前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBによる発光に対して補色関係となる新たな蛍光を加えることができるので、良好な白色発光を得ることができるようになる。
また、本発明の導電性ポリマーAは、電子及び/又は正孔輸送機能を有するものであり、電子及び/又は正孔を効率よく輸送できる導電性ポリマーである。なかでも、導電性ポリマーA同士で、又は導電性ポリマーBとの組み合わせにおいて良好なエキサイマー蛍光又はエキサイプレックス蛍光を発光する点で、フルオレン骨格を有する導電性ポリマー又はコポリマーが好ましい。フルオレン骨格を有すポリマー又はコポリマーは、自ら青色発光すると共に、導電性ポリマーA同士でエキサイマーを形成してエキサイマー蛍光を発光したり、導電性ポリマーBとエキサイプレックスを形成してエキサイプレックス蛍光を発光したりすることができる。なお、導電性ポリマーBも自ら発光できるものである。
Next, a light emitting compound responsible for light emission of the light emitting layer will be described.
The light emitting layer of the present invention contains a conductive polymer as a light emitting compound. When emitting white light, it contains conductive polymer A and conductive polymer B, and is between the highest occupied orbit (HOMO) or lowest empty orbit (LUMO) of conductive polymer A and conductive polymer B. The absolute value of the energy difference is 0.5 eV or less. Thus, by reducing the absolute value of the energy difference between the highest occupied orbits (HOMO) or the lowest unoccupied orbit (LUMO), light emission from both can be obtained. When the absolute value of the energy difference exceeds 0.5 eV, light emission of only one of the conductive polymer A or the conductive polymer B, or formed between the conductive polymer A and the conductive polymer. Only the exciplex, or the electroplex, or only the exciplex and the electroplex, may emit light far from white light emission.
Further, in order to obtain white light emission, it is preferable that the light emission of the conductive polymer A and the conductive polymer B satisfy a complementary color relationship, but it is extremely difficult to find a compound having a complementary color relationship. In some cases, good white light emission cannot be obtained.
Therefore, in the present invention, the conductive polymer A and the conductive polymer B emit light by themselves, and the exciplex formed by the conductive polymer A and / or the conductive polymer B emits light with a complementary fluorescent color. By designing so as to be able to add new fluorescence that is complementary to the light emission by the conductive polymer A and the conductive polymer B, it is possible to obtain good white light emission. .
In addition, the conductive polymer A of the present invention has an electron and / or hole transport function, and is a conductive polymer that can efficiently transport electrons and / or holes. Among these, a conductive polymer or copolymer having a fluorene skeleton is preferable in that it excites good excimer fluorescence or exciplex fluorescence between the conductive polymers A or in combination with the conductive polymer B. A polymer or copolymer having a fluorene skeleton emits blue light by itself, forms excimers with conductive polymers A to emit excimer fluorescence, or forms exciplex with conductive polymers B to emit exciplex fluorescence. You can do it. The conductive polymer B can also emit light itself.

上記フルオレン骨格を有する導電性ポリマーAとしては、下記式(1)に示される導電性ポリマーが好ましい。高白色度の白色光が得られるからである。
[式(1)中、Rは炭素数1〜20のアルキル基であり、mは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]
As the conductive polymer A having the fluorene skeleton, a conductive polymer represented by the following formula (1) is preferable. This is because white light with high whiteness can be obtained.
[In Formula (1), R is a C1-C20 alkyl group, m shows a polymerization degree, 5 or more, Preferably it is 10 or more, More preferably, it represents an integer of 20 or more. ]

上記式(1)のフルオレン骨格を有する導電性ポリマーとしては、以下を例として挙げることができる。
下記式(1a)のポリ(9,9-ジ-n-ヘキシルフルオレニル-2,7-ジイル)。
[式(1a)中、nは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]
Examples of the conductive polymer having the fluorene skeleton of the above formula (1) include the following.
Poly (9,9-di-n-hexylfluorenyl-2,7-diyl) of the following formula (1a):
[In the formula (1a), n represents the degree of polymerization and represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more. ]

下記式(1b)のポリ[9,9-ビス-(2-エチルヘキシル)-9H-フルオレン-2,7-ジイル]。

[式(1b)中、nは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]
Poly [9,9-bis- (2-ethylhexyl) -9H-fluorene-2,7-diyl] of the following formula (1b).

[In the formula (1b), n represents the degree of polymerization and represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more. ]

下記式(1c)のポリ(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7-ジイル)。
[式(1c)中、nは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]
Poly (9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl) of the following formula (1c):
[In the formula (1c), n represents the degree of polymerization and represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more. ]

下記式(1d)のポリ(9,9-ジ-n-ドデシルフルオレニル-2,7-ジイル)。
[式(1d)中、nは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]
Poly (9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) of the following formula (1d):
[In the formula (1d), n represents the degree of polymerization and represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more. ]

導電性ポリマーAの重合度について、発光層を形成できるのであれば特に上限はなく、発光層組成物を調製でき、該組成物を溶融又は溶媒に溶解して塗付等によって発光層を形成できる重合度範囲であればよい。
上記フルオレン骨格を有する導電性ポリマーAとしては、特に、式(1d)に示すポリ(9,9-ジ-n-ドデシルフルオレニル-2,7-ジイル)がより好ましい。より一層高白色度の白色光が得られるからである。
There is no particular upper limit on the degree of polymerization of the conductive polymer A as long as a light emitting layer can be formed. A light emitting layer composition can be prepared, and the light emitting layer can be formed by melting or dissolving the composition in a solvent. Any degree of polymerization may be used.
As the conductive polymer A having the fluorene skeleton, poly (9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) represented by the formula (1d) is more preferable. This is because white light with higher whiteness can be obtained.

次に、本発明の発光層に含有される導電性ポリマーBについて説明する。
導電性ポリマーBとしては、上記導電性ポリマーAとの間でエキサイプレックス又はエレクトロプレックスを形成するものであれば特に制限はないが、電圧を印加した際に、正孔を効率よく輸送する役割を果たすものである。
Next, the conductive polymer B contained in the light emitting layer of the present invention will be described.
The conductive polymer B is not particularly limited as long as it forms an exciplex or electroplex with the conductive polymer A. However, when a voltage is applied, the conductive polymer B plays a role in efficiently transporting holes. To fulfill.

導電性ポリマーBとしては、下記式(2)、(3)及び(4)に示す、フェニレンビニレン骨格を有するポリマー若しくはコポリマー、又はチオフェン骨格を有するポリマー若しくはコポリマーが、正孔移動度が高く、効率良くエキシトンを形成でき、高白色度の白色光が得られる点で好ましい。   As the conductive polymer B, a polymer or copolymer having a phenylene vinylene skeleton or a polymer or copolymer having a thiophene skeleton represented by the following formulas (2), (3), and (4) has high hole mobility and efficiency. It is preferable in that excitons can be formed well and white light with high whiteness can be obtained.


[式(2)中、Wは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]

[In the formula (2), W represents the degree of polymerization and represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more. ]


[式(3)中、Xは重合度を示し、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表す。]

[In Formula (3), X represents a degree of polymerization and represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more. ]


[式(4)中、Y及びZは重合度を示し、それぞれ独立に、5以上、好ましくは10以上、さらに好ましくは20以上の整数を表し、同じであっても異なっていてもよい。]

[In Formula (4), Y and Z represent the degree of polymerization, and each independently represents an integer of 5 or more, preferably 10 or more, more preferably 20 or more, and may be the same or different. ]

導電性ポリマーBの重合度について、発光層を形成できるのであれば特に上限はなく、発光層組成物を調製でき、該組成物を溶融又は溶媒に溶解して塗付等によって発光層を形成できる重合度範囲であればよい。
具体的な導電性ポリマーBとしては、ポリ[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシロキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ[2-メトキシ−5−(3′,7′-ジメチルオクチルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ[3−オクチルチオフェン−2,5−ジイル−co−3―デシロキシチオフェン―2,5−ジイル](POT−co−DOT)等を用いることができる。
There is no particular upper limit on the degree of polymerization of the conductive polymer B as long as a light emitting layer can be formed. A light emitting layer composition can be prepared, and the light emitting layer can be formed by melting or dissolving the composition in a solvent. Any degree of polymerization may be used.
Specific examples of the conductive polymer B include poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene], poly [2-methoxy-5- (3 ′, 7′-dimethyl). Octyloxy) -1,4-phenylenevinylene], poly [3-octylthiophene-2,5-diyl-co-3-decyloxythiophene-2,5-diyl] (POT-co-DOT), etc. Can do.

白色光を発光させる場合の、導電性ポリマーAと導電性ポリマーBとの最高被占軌道(HOMO)間、又は最低空軌道(LUMO)間のエネルギー差の絶対値が0.5eV、より好ましくは0.3eV以下となるように両導電性ポリマーを選定する。また、このようなエネルギー差は、HOMO間又はLUMO間のいずれかで有していればよく、両者がこのようなエネルギー差であってもよい。
両導電性ポリマーの、HOMO間又はLUMO間のエネルギー差をこのように選定することにより、両導電性ポリマーに電荷が注入されやすくなるという作用があり、両導電性ポリマーからの発光が得られやすいという利点がある。
When emitting white light, the absolute value of the energy difference between the highest occupied orbit (HOMO) or the lowest empty orbit (LUMO) between the conductive polymer A and the conductive polymer B is 0.5 eV, more preferably Both conductive polymers are selected so as to be 0.3 eV or less. Moreover, such an energy difference should just have either between HOMO or LUMO, and both may be such an energy difference.
By selecting the energy difference between HOMO or LUMO of both conductive polymers in this way, there is an effect that charges are easily injected into both conductive polymers, and light emission from both conductive polymers can be easily obtained. There is an advantage.

導電性ポリマーAと導電性ポリマーBとの含有比は、導電性ポリマーA100重量部に対して導電性ポリマーBが1〜200重量部であることが好ましく、5〜120重量部であることがより好ましい。下限値は10重量部以上がさらに好ましい。当該範囲内であれば、より良好な蛍光発光が得られると共に発光効率をより良好にでき、高白色度の白色光となる。更に、前記導電性ポリマーA及び/又は前記導電性ポリマーBによる励起錯体を形成し易くなることから、導電性ポリマーAと導電性ポリマーBによる発光を補完して良好な白色発光を得ることができる。前記範囲外となる場合、良好な蛍光発光が得られなくなる場合がある。   The content ratio of the conductive polymer A and the conductive polymer B is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 5 to 120 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer A. preferable. The lower limit is more preferably 10 parts by weight or more. If it is in the said range, more favorable fluorescence light emission will be obtained, luminous efficiency can be made more favorable, and it will become white light of high whiteness. Furthermore, since it becomes easy to form an exciplex by the conductive polymer A and / or the conductive polymer B, good white light emission can be obtained by complementing the light emission by the conductive polymer A and the conductive polymer B. . When it is out of the above range, good fluorescence may not be obtained.

発光層に含有されるポリマー電解質は、エチレンオキサイド骨格を有するポリマーであることが好ましい。例えば、下記式(5)で表されるエチレンオキサイド骨格を有するポリマーであり、これらを主鎖又は側鎖に有する構造として分岐構造を有している樹脂を挙げることができる。
−(C−C−O)− (5)
また、例えば、エチレンオキサイド骨格は、結合する水素原子が、メチル、エチル等のアルキル基、また、フェニル基等の芳香環を有するアリール基で置換されていてもよい。
これら中でも、ポリアルキレンオキサイドが好ましく、更にポリエチレンオキサイドがより好ましい。加工性、イオン伝導度、機械特性、透明性の点で優れているからである。
ポリエチレンオキサイドは、粘度平均分子量(Mv)が100,000〜2,000,000であることが好ましく、より好ましくは300,000〜900,000である。加工性、及びイオン伝導度がより良好となる。
The polymer electrolyte contained in the light emitting layer is preferably a polymer having an ethylene oxide skeleton. For example, a resin having an ethylene oxide skeleton represented by the following formula (5) and having a branched structure as a structure having these in the main chain or side chain can be given.
-(C-C-O) n- (5)
Further, for example, in the ethylene oxide skeleton, the hydrogen atom to be bonded may be substituted with an alkyl group such as methyl or ethyl, or an aryl group having an aromatic ring such as a phenyl group.
Among these, polyalkylene oxide is preferable, and polyethylene oxide is more preferable. This is because it is excellent in terms of workability, ionic conductivity, mechanical properties, and transparency.
The polyethylene oxide preferably has a viscosity average molecular weight (Mv) of 100,000 to 2,000,000, more preferably 300,000 to 900,000. Workability and ionic conductivity become better.

なお、発光層中のポリマー電解質の含有量は、導電性ポリマーの合計量100重量部に対して10〜400重量部が好まく、より好ましくは40〜160重量部である。ポリマー電解質含有量が前記下限値未満である場合、発光層が薄く、短絡しやすくなるおそれがあり、前記上限値を超える場合、きれいな面発光が得られない可能性がある。   The content of the polymer electrolyte in the light emitting layer is preferably 10 to 400 parts by weight, more preferably 40 to 160 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the conductive polymer. When the polymer electrolyte content is less than the lower limit value, the light emitting layer is thin and may be short-circuited easily. When the polymer electrolyte content exceeds the upper limit value, clean surface emission may not be obtained.

発光層に含有される電解塩としては、LiCl、LiBr、LiI、LiBF、LiClO、LiPF、LiCFSOなどのリチウム塩、KCl、KI、KBr、KCFSOなどのカリウム塩、NaCl、NaI、NaBrなどのナトリウム塩、或いはほうフッ化テトラエチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ほうフッ化テトラブチルアンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムハライドなどのテトラアルキルアンモニウム塩を挙げることができる。上述の4級アンモニウム塩のアルキル鎖長は同じであっても異なっていても良く、必要に応じて1種のみでも良いし、2種以上組み合わせて用いても良い。これらの中でも、イオン伝導度、相溶性、安定性の点からKCFSOが好ましい。 Examples of the electrolytic salt contained in the light emitting layer include lithium salts such as LiCl, LiBr, LiI, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 and LiCF 3 SO 3 , potassium salts such as KCl, KI, KBr, and KCF 3 SO 3 , List sodium salts such as NaCl, NaI, and NaBr, or tetraalkylammonium salts such as tetraethylammonium borofluoride, tetraethylammonium perchlorate, tetrabutylammonium perfluoride, tetrabutylammonium perchlorate, and tetrabutylammonium halide. Can do. The alkyl chain lengths of the quaternary ammonium salts described above may be the same or different, and only one kind may be used as necessary, or two or more kinds may be used in combination. Among these, KCF 3 SO 3 is preferable from the viewpoints of ionic conductivity, compatibility, and stability.

また、電解塩としてイオン液体を用いることもできる。本発明のイオン液体とは、室温(25℃)で液体として存在する塩を意味する。イオン液体のカチオンとしては、例えば、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、又はテトラアルキルホスホニウムカチオン等が挙げられる。   Moreover, an ionic liquid can also be used as an electrolytic salt. The ionic liquid of the present invention means a salt that exists as a liquid at room temperature (25 ° C.). Examples of the cation of the ionic liquid include an imidazolium cation, a pyridinium cation, a pyrrolidinium cation, a piperidinium cation, a tetraalkylammonium cation, a pyrazolium cation, and a tetraalkylphosphonium cation.

上記イミダゾリウムカチオンとしては、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−アリル−3−メチルイミダゾリウム、1−アリル−3−エチルイミダゾリウム、1−アリル−3−ブチルイミダゾリウム、1,3−ジアリルイミダゾリウム等が挙げられる。   Examples of the imidazolium cation include 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-allyl-3-methylimidazolium, 1 -Allyl-3-ethylimidazolium, 1-allyl-3-butylimidazolium, 1,3-diallylimidazolium and the like.

上記ピリジニウムカチオンとしては、例えば、1−プロピルピリジニウム、1−ブチルピリジニウム、1−エチル−3−(ヒドロキシメチル)ピリジニウム、1−エチル−3−メチルピリジニウム等が挙げられる。   Examples of the pyridinium cation include 1-propylpyridinium, 1-butylpyridinium, 1-ethyl-3- (hydroxymethyl) pyridinium, 1-ethyl-3-methylpyridinium, and the like.

上記ピロリジニウムカチオンとしては、例えば、N−メチル−N−プロピルピロリジニウム、N−メチル−N−ブチルピロリジニウム、N−メチル−N−メトキシメチルピロリジニウム等が挙げられる。   Examples of the pyrrolidinium cation include N-methyl-N-propylpyrrolidinium, N-methyl-N-butylpyrrolidinium, N-methyl-N-methoxymethylpyrrolidinium, and the like.

上記ピペリジニウムカチオンとしては、例えば、N−メチル−N−プロピルピペリジニウム等が挙げられる。   Examples of the piperidinium cation include N-methyl-N-propylpiperidinium.

上記テトラアルキルアンモニウムカチオンとしては、例えば、N,N,N−トリメチル−N−プロピルアンモニウム、メチルトリオクチルアンモニウム等が挙げられる。   Examples of the tetraalkylammonium cation include N, N, N-trimethyl-N-propylammonium and methyltrioctylammonium.

上記ピラゾリウムカチオンとしては、例えば、1−エチル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム、1−プロピル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム、1−ブチル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム等が挙げられる。   Examples of the pyrazolium cation include 1-ethyl-2,3,5-trimethylpyrazolium, 1-propyl-2,3,5-trimethylpyrazolium, 1-butyl-2,3,5- And trimethylpyrazolium.

上記テトラアルキルホスホニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム等が挙げられる。   Examples of the tetraalkylphosphonium cation include tetramethylphosphonium and tetrabutylphosphonium.

また、上記カチオンと組み合わされてイオン液体を構成するアニオンとしては、例えば、BF 、NO 、PF 、SbF 、CHCHOSO 、CHCO 、又はCFCO 、CFSO 、(CFSO[ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド]、(CFSOなどのフルオロアルキル基含有アニオンが挙げられる。 In addition, examples of the anion that forms an ionic liquid in combination with the cation include BF 4 , NO 3 , PF 6 , SbF 6 , CH 3 CH 2 OSO 3 , CH 3 CO 2 , or CF 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N - [ bis (trifluoromethylsulfonyl) imide], (CF 3 SO 2) 3 C - mentioned fluoroalkyl group-containing anions such as It is done.

なお、発光層中の電解塩の含有量は、導電性ポリマーの合計量100重量部に対して0.01〜40重量部が好まく、より好ましくは0.1〜20重量部である。電解塩含有量が前記下限値未満である場合、電流が流れず発光しない可能性があり、前記上限値を超える場合、ドーピングが進みすぎて短絡を起こしやすくなるおそれがある。   In addition, 0.01-40 weight part is preferable with respect to 100 weight part of total amounts of a conductive polymer, and, as for content of the electrolytic salt in a light emitting layer, More preferably, it is 0.1-20 weight part. If the electrolytic salt content is less than the lower limit value, current may not flow and light may not be emitted. If the content exceeds the upper limit value, doping may proceed excessively, which may cause a short circuit.

本発明の発光層の平均層厚としては、1nm〜1000nmの範囲であり、より好ましくは10〜500nm、さらに好ましくは50nm〜250nmの範囲である。平均層厚が前記下限値より小さい場合、短絡することがあり、前記上限値を超える場合は、前記導電性ポリマーA及び/又は前記導電性ポリマーBによる励起錯体形成の効率が低くなる場合がある。なお、本発明の発光層は少なくとも片面に上記で説明した凹凸形状を有しており、厚さの薄い部分と厚い部分が存在するので、薄い部分と厚い部分を均等に選定して平均層厚を求める。   The average layer thickness of the light emitting layer of the present invention is in the range of 1 nm to 1000 nm, more preferably in the range of 10 to 500 nm, and still more preferably in the range of 50 nm to 250 nm. When the average layer thickness is smaller than the lower limit value, a short circuit may occur, and when the upper limit value is exceeded, the efficiency of exciplex formation by the conductive polymer A and / or the conductive polymer B may be reduced. . The light emitting layer of the present invention has the uneven shape described above on at least one surface, and since there are a thin portion and a thick portion, the thin layer and the thick portion are selected equally and the average layer thickness is selected. Ask for.

本発明の発光電気化学素子を構成する第1電極及び第2電極は、少なくとも一方の電極が透光性電極、すなわち透明電極であり、発光した光を取り出すことができる。透明電極の材料としては、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ、酸化インジウム・酸化亜鉛化合物、酸化錫・アンチモン化合物、酸化ガリウム・酸化亜鉛化合物などを挙げることができる。好ましい透明電極としては、酸化インジウムスズを用いたITO電極が挙げられる。
また、他方の電極としては透明電極である必要はなく、例えば、アルミニウム、インジウム、マグネシウム、タングステン、チタン、モリブデン、カルシウム、ナトリウム、カリウム、イットリウム、リチウム、マンガン、金、銀、銅、パラジウム、白金、錫、鉛、ニッケル等の金属、これらの金属の合金などを使用できる。もちろん、透明電極であってもよい。導電性、経済性の点でアルミニウムが好ましい。
As for the 1st electrode and 2nd electrode which comprise the light emitting electrochemical element of this invention, at least one electrode is a translucent electrode, ie, a transparent electrode, and it can take out emitted light. Examples of the material for the transparent electrode include tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide, indium oxide / zinc oxide compound, tin oxide / antimony compound, and gallium oxide / zinc oxide compound. A preferable transparent electrode is an ITO electrode using indium tin oxide.
The other electrode does not need to be a transparent electrode, for example, aluminum, indium, magnesium, tungsten, titanium, molybdenum, calcium, sodium, potassium, yttrium, lithium, manganese, gold, silver, copper, palladium, platinum Further, metals such as tin, lead, nickel, and alloys of these metals can be used. Of course, it may be a transparent electrode. Aluminum is preferable in terms of conductivity and economy.

本発明では、光学基板上に積層して形成する電極を第1電極と称することとする。よって、発光光は光学基板側から取り出すので、少なくとも第1電極は透明電極である。
第1電極は、酸化インジウムスズ等の電極材料を用いて、光学基板上にスパッタリング法、真空蒸着法等により形成する。
In the present invention, the electrode formed by being stacked on the optical substrate is referred to as a first electrode. Therefore, since emitted light is extracted from the optical substrate side, at least the first electrode is a transparent electrode.
The first electrode is formed on an optical substrate by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like using an electrode material such as indium tin oxide.

上記構成を有する本発明の発光電気化学素子は、第1電極と第2電極の間に電圧を印加することにより、導電性ポリマーが特定の色で発光する。2種類の導電性ポリマーを用いる場合は、前記導電性ポリマーAが青色〜青緑色発光し、前記導電性ポリマーBが赤色〜赤橙色発光することで白色発光する、あるいは前記導電性ポリマーAが青色〜青緑色発光し、前記導電性ポリマーBが赤色〜赤橙色発光し、前記導電性ポリマーA又は前記導電性ポリマーBにより形成される励起錯体が、補完する蛍光色で発光することで外部には白色光として発光される。
白色発光を求めない場合は、導電性ポリマーA又は導電性ポリマーBのいずれか一方を導電性ポリマーとして使用してもよい。
In the light-emitting electrochemical element of the present invention having the above configuration, the conductive polymer emits light with a specific color by applying a voltage between the first electrode and the second electrode. When two kinds of conductive polymers are used, the conductive polymer A emits blue to blue-green light, and the conductive polymer B emits red to red-orange light to emit white light, or the conductive polymer A is blue. ~ Blue-green light emission, the conductive polymer B emits red to red-orange light, and the exciplex formed by the conductive polymer A or the conductive polymer B emits light with a complementary fluorescent color to the outside. Emitted as white light.
When white light emission is not required, either one of the conductive polymer A or the conductive polymer B may be used as the conductive polymer.

本発明の発光装置は、上記本発明の発光電気化学素子、及び該発光電気化学素子に電圧を印加するための電圧部を有する構成である。当該電圧部としては、直流電圧又は交流電圧の何れであってもよい。   The light-emitting device of the present invention is configured to include the light-emitting electrochemical element of the present invention and a voltage unit for applying a voltage to the light-emitting electrochemical element. The voltage unit may be either a DC voltage or an AC voltage.

次に、本発明の発光電気化学素子の製造方法例について、図を参照しながら説明する。   Next, an example of a method for producing the light-emitting electrochemical element of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図3により、発光電気化学素子100の概略製造手順を説明する。発光電気化学素子100は、光学基板1上に第1電極4として真空蒸着法により設けられたITO電極等の表面に、導電性ポリマー、電解塩及びポリマー電解質を溶媒に溶解・分散した分散溶液を、例えばスピンコート塗布法により塗付し、溶媒を乾燥除去して発光層5を積層する。ここで、分散溶液のための溶媒は、各構成成分を溶解するものであれば特に限定されないが、例えば、クロロホルム、シクロヘキサノン、トルエン及びこれらの混合溶媒等の溶媒を使用することができる。
続いて、発光層5上に第2電極6としてのアルミニウムを、例えば、真空蒸着法により蒸着、製膜させることにより積層する。
以上の様にして発光電気化学素子100を作製することができる。
First, a schematic manufacturing procedure of the light-emitting electrochemical element 100 will be described with reference to FIG. The light-emitting electrochemical device 100 has a dispersion solution in which a conductive polymer, an electrolytic salt, and a polymer electrolyte are dissolved and dispersed in a solvent on the surface of an ITO electrode or the like provided as a first electrode 4 on the optical substrate 1 by a vacuum deposition method. For example, it is applied by a spin coat application method, and the light-emitting layer 5 is laminated by removing the solvent by drying. Here, the solvent for the dispersion solution is not particularly limited as long as it dissolves each constituent component. For example, a solvent such as chloroform, cyclohexanone, toluene, and a mixed solvent thereof can be used.
Subsequently, aluminum as the second electrode 6 is laminated on the light emitting layer 5 by vapor deposition and film formation by, for example, a vacuum vapor deposition method.
The light emitting electrochemical device 100 can be manufactured as described above.

続いて、凹凸形状の形成方法も含めてより詳細に発光電気化学素子100の製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing the light-emitting electrochemical device 100 will be described in more detail, including a method for forming a concavo-convex shape.

凹凸形状を有する光学基板1は次のように作製することができる。図5に示すように、まず、支持基板2上に凹凸構造層3の材料となるゾルゲル材料を塗布して形成した下地材料層7に、凹凸パターンが形成されたフィルム状モールド8を押し付けつつ、下地材料層7を硬化させる。続いて、硬化後の下地材料層7(凹凸構造層3)からフィルム状モールド8を取り外す。これによって、フィルム状モールド8の凹凸パターンが下地材料層7の表面に転写され、凹凸形状を有する凹凸構造層3が形成される。   The optical substrate 1 having a concavo-convex shape can be produced as follows. As shown in FIG. 5, first, while pressing the film-shaped mold 8 on which the concavo-convex pattern is formed on the base material layer 7 formed by applying a sol-gel material as the material of the concavo-convex structure layer 3 on the support substrate 2, The base material layer 7 is cured. Subsequently, the film mold 8 is removed from the base material layer 7 (uneven structure layer 3) after curing. Thereby, the concavo-convex pattern of the film-shaped mold 8 is transferred to the surface of the base material layer 7, and the concavo-convex structure layer 3 having the concavo-convex shape is formed.

図5に示すように、フィルム状モールド8は、基板部8aと、基板部8a上に形成された凹凸部8bとを備える。基板部8a及び凹凸部8bは、いずれも可撓性を有する。凹凸部8bの表面には、後述する金属モールドから凹凸パターンを転写されることにより予め凹凸パターンが形成されている。基板部8aは、フィルム又はシート状であり、例えば、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンテレナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリイミド(PI)、又は、ポリアリレート等の有機材料で形成される。また、凹凸部8bは、基板部8aと同一材料で一体的に形成されていてもよいし、異なる材料を使用してもよい。凹凸部8bを形成する材料としては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を使用することができる。また、基板部8a上(8bとの境界)には密着性を向上させるために、表面処理をしたり、易接着層を設けたりしてもよいし、水分や酸素等の気体の侵入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けてもよい。   As shown in FIG. 5, the film-shaped mold 8 includes a substrate portion 8a and an uneven portion 8b formed on the substrate portion 8a. Both the substrate portion 8a and the concavo-convex portion 8b have flexibility. A concavo-convex pattern is formed in advance on the surface of the concavo-convex portion 8b by transferring the concavo-convex pattern from a metal mold to be described later. The substrate portion 8a is in the form of a film or a sheet. For example, silicone resin, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene terephthalate (PEN), polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyimide (PI), or an organic material such as polyarylate. Further, the uneven portion 8b may be integrally formed of the same material as the substrate portion 8a, or a different material may be used. As a material for forming the concavo-convex portion 8b, a photocurable resin, a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or the like can be used. Moreover, in order to improve adhesiveness on the board | substrate part 8a (border with 8b), you may surface-treat or provide an easily bonding layer, and prevent invasion of gas, such as a water | moisture content and oxygen. For the purpose, a gas barrier layer may be provided.

凹凸パターンを転写するために使用されるフィルム状モールド8は、例えば、次のようにして製造することができる。
フィルム状モールド8を作製するためには、最初にモールドの凹凸パターンを形成するための、凹凸構造を有する母型の作製を行う。該母型は、例えば、本出願人らによるWO2012/096368号に記載されたブロック共重合体の加熱による自己組織化(ミクロ相分離)を利用する方法(以下、適宜「BCP(Block Copolymer)熱アニール法」という)や、本出願人らによるWO2011/007878A1に開示されたブロック共重合体の溶媒雰囲気下における自己組織化を利用する方法(以下、適宜「BCP溶媒アニール法」という)を用いて形成してもよい。また、母型は、BCP熱アニール法、及びBCP溶媒アニール法に代えて、フォトリソグラフィ法で形成してもよい。そのほか、例えば、切削加工法、電子線直接描画法、粒子線ビーム加工法及び操作プローブ加工法等の微細加工法、並びに微粒子の自己組織化を使用した微細加工法によっても、母型を作製することができる。BCP熱アニール法で母型を形成する場合、母型を形成する材料は任意の材料を使用することができる。例えば、ポリスチレンのようなスチレン系ポリマー、ポリメチルメタクリレートのようなポリアルキルメタクリレート、ポリエチレンオキシド、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリビニルピリジン、及びポリ乳酸からなる群から選択される2種の組合せからなるブロック共重合体であってもよい。
The film mold 8 used for transferring the concavo-convex pattern can be manufactured as follows, for example.
In order to produce the film mold 8, first, a mother die having a concavo-convex structure for forming a concavo-convex pattern of the mold is produced. The matrix is, for example, a method using self-assembly (microphase separation) by heating of a block copolymer described in WO2012 / 096368 by the present applicants (hereinafter referred to as “BCP (Block Polymermer) heat” as appropriate. Annealing method) and a method using self-assembly of a block copolymer in a solvent atmosphere disclosed in WO2011 / 007878A1 by the present applicants (hereinafter referred to as “BCP solvent annealing method” as appropriate). It may be formed. Further, the matrix may be formed by a photolithography method instead of the BCP thermal annealing method and the BCP solvent annealing method. In addition, for example, a mother die is also produced by a fine machining method such as a cutting method, a direct electron beam drawing method, a particle beam beam machining method, and an operation probe machining method, and a fine machining method using self-organization of fine particles. be able to. In the case of forming the mother die by the BCP thermal annealing method, any material can be used as a material for forming the mother die. For example, a block copolymer composed of two combinations selected from the group consisting of styrene-based polymers such as polystyrene, polyalkyl methacrylates such as polymethyl methacrylate, polyethylene oxide, polybutadiene, polyisoprene, polyvinyl pyridine, and polylactic acid. It may be a coalescence.

BCP溶媒アニール法は、WO2012/096368号に記載されるBCP熱アニール法において、第1加熱工程、エッチング工程及び第2加熱工程を行う代わりに、基板上に塗布し乾燥させたブロック共重合体の薄膜を有機溶媒蒸気の雰囲気下で溶媒アニール(溶媒相分離)処理して、ブロック共重合体の相分離構造を薄膜内に形成させる方法である。この溶媒アニール処理によってブロック共重合体の自己組織化が進行し、ブロック共重合体がミクロ相分離して凹凸構造を有する母型を形成することができる。   The BCP solvent annealing method is the same as the BCP thermal annealing method described in WO2012 / 096368, but instead of performing the first heating step, the etching step, and the second heating step, In this method, the thin film is subjected to solvent annealing (solvent phase separation) in an atmosphere of an organic solvent vapor to form a phase separation structure of the block copolymer in the thin film. By this solvent annealing treatment, self-assembly of the block copolymer proceeds, and the block copolymer can be microphase-separated to form a matrix having an uneven structure.

溶媒アニール処理は、例えば、デシケータのような密閉可能な容器内部に有機溶媒の蒸気雰囲気をもたらし、この雰囲気下に対象物であるブロック共重合体の薄膜を曝すことにより実施することができる。有機溶媒蒸気は、ブロック共重合体の相分離を促進する上で高い濃度であってもよい。また、有機溶媒蒸気は、飽和蒸気圧であってもよい。この場合、濃度管理も比較的容易である。例えば、有機溶媒がクロロホルムの場合、飽和蒸気量は室温(0℃〜45℃)にて0.4g/L〜2.5g/Lであることが知られている。溶媒アニール処理の処理時間は6時間〜168時間であってもよいし、12時間〜48時間、又は12時間〜36時間としてもよい。   The solvent annealing treatment can be performed, for example, by providing a vapor atmosphere of an organic solvent inside a sealable container such as a desiccator, and exposing the target block copolymer thin film to this atmosphere. The organic solvent vapor may be at a high concentration to promote phase separation of the block copolymer. The organic solvent vapor may be a saturated vapor pressure. In this case, the concentration management is relatively easy. For example, when the organic solvent is chloroform, the saturated vapor amount is known to be 0.4 g / L to 2.5 g / L at room temperature (0 ° C. to 45 ° C.). The treatment time of the solvent annealing treatment may be 6 hours to 168 hours, or may be 12 hours to 48 hours, or 12 hours to 36 hours.

溶媒アニール処理に用いる有機溶媒としては、沸点が20℃〜120℃の有機溶媒であってもよい。例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トルエン、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、二硫化炭素、それらの混合溶媒などを用いることができる。このうち、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトン、アセトン/二硫化炭素の混合溶媒を用いてもよい。溶媒アニールの雰囲気温度は、0℃〜45℃の範囲内で行ってもよい。溶媒アニールの雰囲気温度が45℃より高いと、形成される凹凸構造が形状を維持できず所望の凹凸構造が得られ難くなる。0℃より低い環境では、有機溶媒が蒸発しにくくなり、ブロック共重合体の相分離が起こり難くなる。   The organic solvent used for the solvent annealing treatment may be an organic solvent having a boiling point of 20 ° C to 120 ° C. For example, chloroform, dichloromethane, toluene, tetrahydrofuran (THF), acetone, carbon disulfide, a mixed solvent thereof or the like can be used. Of these, chloroform, dichloromethane, acetone, acetone / carbon disulfide mixed solvent may be used. The ambient temperature of the solvent annealing may be performed within a range of 0 ° C to 45 ° C. If the ambient temperature of the solvent annealing is higher than 45 ° C., the concavo-convex structure to be formed cannot maintain its shape and it becomes difficult to obtain a desired concavo-convex structure. In an environment lower than 0 ° C., the organic solvent is difficult to evaporate, and phase separation of the block copolymer is difficult to occur.

上記溶媒アニール処理後、さらに加熱処理を施してもよい。上記溶媒アニール処理で凹凸構造が既に形成されているため、この加熱処理は形成された凹凸構造を滑らかにするが、必ずしも必要ではない。何らかの原因で、上記溶媒アニール処理後の凹凸構造の表面の一部に突起が生じている場合や、凹凸構造の周期や高さを調整する目的のために有効となる場合がある。加熱温度は、例えば、ブロック共重合体を構成するポリマーセグメントのガラス転移温度以上にすることができ、例えば、それらのホモポリマーのガラス転移温度以上で且つガラス転移温度より70℃高い温度以下にすることができる。加熱処理は、オーブン等を用いて大気雰囲気下で行うことができる。溶媒アニール処理を行った後に、UVやエキシマUVなどのエネルギー線照射によるエッチングやRIE(反応性イオンエッチング)のようなドライエッチング法によってエッチングを行ってもよい。また、さらに加熱処理を行ってもよい。
以上のようにして凹凸構造を有する母型を作製することができる。
After the solvent annealing treatment, heat treatment may be further performed. Since the concavo-convex structure has already been formed by the solvent annealing treatment, this heat treatment smooths the formed concavo-convex structure, but it is not always necessary. For some reason, there are cases where protrusions are formed on a part of the surface of the concavo-convex structure after the solvent annealing treatment, or for the purpose of adjusting the period and height of the concavo-convex structure. The heating temperature can be, for example, not less than the glass transition temperature of the polymer segment constituting the block copolymer, for example, not less than the glass transition temperature of those homopolymers and not more than 70 ° C. higher than the glass transition temperature. be able to. The heat treatment can be performed in an air atmosphere using an oven or the like. After the solvent annealing treatment, the etching may be performed by etching using energy rays such as UV or excimer UV, or by a dry etching method such as RIE (reactive ion etching). Further, heat treatment may be performed.
As described above, a matrix having an uneven structure can be manufactured.

次に、該母型を基にして、母型の凹凸構造が転写された金属モールドを作製する。金属モールド作製のための一例を以下に示す。
まず、電鋳処理のための導電層となるシード層を、無電解めっき、スパッタ、及び蒸着等により母型の凹凸構造層上に形成する。シード層の厚みは、後続の電鋳工程における電流密度を均一にして後続の電鋳工程により堆積される金属層の厚みを一定にするために、10nm以上であってもよい。シード層の材料として、例えば、ニッケル、銅、金、銀、白金、チタン、コバルト、錫、亜鉛、クロム、金・コバルト合金、金・ニッケル合金、ホウ素・ニッケル合金、はんだ、銅・ニッケル・クロム合金、錫ニッケル合金、ニッケル・パラジウム合金、ニッケル・コバルト・リン合金、及びそれらの合金等を用いることができる。次に、シード層上に電鋳(電界めっき)により金属層を堆積させて金属モールドを作製する。電鋳により堆積させる金属層の材料としては、シード層として用いることができる上記金属種のいずれかを用いることができる。作製した金属モールドは、後続のフィルム状モールド8への押し付け、剥離及び洗浄等の処理の容易性からすれば、適度な硬度及び厚さを有することが望ましい。該厚さとしては、10〜3000μmの厚さが好ましい。
Next, based on the mother die, a metal mold to which the concave and convex structure of the mother die is transferred is produced. An example for metal mold fabrication is shown below.
First, a seed layer serving as a conductive layer for electroforming is formed on the concavo-convex structure layer of the matrix by electroless plating, sputtering, vapor deposition, or the like. The thickness of the seed layer may be 10 nm or more in order to make the current density in the subsequent electroforming process uniform and make the thickness of the metal layer deposited by the subsequent electroforming process constant. Examples of seed layer materials include nickel, copper, gold, silver, platinum, titanium, cobalt, tin, zinc, chromium, gold / cobalt alloy, gold / nickel alloy, boron / nickel alloy, solder, copper / nickel / chromium An alloy, a tin-nickel alloy, a nickel-palladium alloy, a nickel-cobalt-phosphorus alloy, and an alloy thereof can be used. Next, a metal layer is deposited on the seed layer by electroforming (electroplating) to produce a metal mold. As a material for the metal layer deposited by electroforming, any of the above metal species that can be used as a seed layer can be used. The produced metal mold preferably has an appropriate hardness and thickness in view of the ease of processing such as pressing, peeling and cleaning to the subsequent film mold 8. The thickness is preferably 10 to 3000 μm.

作製した金属モールドを母型から剥離する。金属モールドの剥離は、物理的に行ってもよいし、母型を溶解する有機溶媒、例えば、トルエン、テトラヒドロフラン(THF)、クロロホルム等を用いて母型を溶解して除去してもよい。金属モールドを母型から剥離するときに、残留している材料成分を洗浄にて除去することができる。洗浄方法としては、界面活性剤などを用いた湿式洗浄や、紫外線やプラズマ等を使用した乾式洗浄を用いることができる。また、例えば、粘着剤や接着剤を用いて、残留している材料成分を付着除去する等してもよい。   The produced metal mold is peeled from the matrix. The metal mold may be peeled physically or may be removed by dissolving the matrix using an organic solvent that dissolves the matrix, such as toluene, tetrahydrofuran (THF), chloroform, or the like. When the metal mold is peeled from the mother die, the remaining material components can be removed by washing. As a cleaning method, wet cleaning using a surfactant or the like, or dry cleaning using ultraviolet rays, plasma, or the like can be used. Further, for example, the remaining material components may be adhered and removed using an adhesive or an adhesive.

上記のようにして作製する金属モールドに形成される凹凸パターンは、上述の通り、BCP熱アニール法やBCP溶媒アニール法等によるブロック共重合体のミクロ相分離により形成される母型の凹凸構造を転写した凹凸パターンである。   As described above, the concave / convex pattern formed on the metal mold produced as described above has a matrix concave / convex structure formed by microphase separation of the block copolymer by the BCP thermal annealing method or the BCP solvent annealing method. It is the transferred concavo-convex pattern.

この金属モールドを用いて、以下のようにしてフィルム状モールド8を作製する。
硬化性樹脂を基板部8aに塗布して基板部8a上に樹脂層(凹凸部8bとなる部分)を形成した後、金属モールドの凹凸部を樹脂層に押し付けつつ樹脂層を硬化させる。ここで、硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、アクリル系、メタクリル系、ビニルエーテル系、オキセタン系、ウレタン系、メラミン系、ウレア系、ポリエステル系、フェノール系、架橋型液晶系、フッ素系、シリコーン系等の各種樹脂を用いることができる。硬化性樹脂を基板部8aに塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、滴下法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、凸版印刷法、ダイコート法、カーテンコート法、インクジェット法、スパッタ法等の各種コート方法を採用することができる。さらに、硬化性樹脂を硬化させる条件としては、使用する樹脂の種類により異なるが、例えば、硬化温度が室温〜250℃の範囲内であり、硬化時間が0.5分〜3時間の範囲内であってもよい。また、紫外線や電子線のようなエネルギー線を照射することで硬化させる方法でもよく、その場合には、照射量は20mJ/cm〜5J/cmの範囲内であってもよい。
Using this metal mold, the film-shaped mold 8 is produced as follows.
A curable resin is applied to the substrate portion 8a to form a resin layer (a portion that becomes the uneven portion 8b) on the substrate portion 8a, and then the resin layer is cured while pressing the uneven portion of the metal mold against the resin layer. Here, as the curable resin, for example, epoxy, acrylic, methacrylic, vinyl ether, oxetane, urethane, melamine, urea, polyester, phenol, cross-linked liquid crystal, fluorine, silicone Various resins such as a system can be used. Examples of the method for applying the curable resin to the substrate portion 8a include spin coating, spray coating, dip coating, dropping, gravure printing, screen printing, letterpress printing, die coating, curtain coating, Various coating methods such as an inkjet method and a sputtering method can be employed. Furthermore, the conditions for curing the curable resin vary depending on the type of resin used. For example, the curing temperature is in the range of room temperature to 250 ° C., and the curing time is in the range of 0.5 minutes to 3 hours. There may be. It is also possible by a method of curing by irradiation of energy rays such as ultraviolet rays or electron beams, in which case the dose may be in the range of 20mJ / cm 2 ~5J / cm 2 .

次いで、硬化後の樹脂層から金属モールドを取り外す。金属モールドを取り外す方法としては、機械的な剥離法に限定されず、公知の方法を採用することができる。このようにして、基板部8a上に凹凸パターンが形成された凹凸部8bを有するフィルム状モールド8が作製される。このフィルム状モールド8は、フィルム形態の光学基板として用いることもできる。   Next, the metal mold is removed from the cured resin layer. The method for removing the metal mold is not limited to the mechanical peeling method, and a known method can be adopted. In this way, the film mold 8 having the concavo-convex portion 8b in which the concavo-convex pattern is formed on the substrate portion 8a is produced. This film mold 8 can also be used as an optical substrate in the form of a film.

フィルム状モールド8の寸法、特に長さは量産する光学基板1の寸法や、1回の製造プロセスで連続的に製造する光学基板1の数(ロット数)によって適宜設定することができる。例えば、長さ10m以上の長尺なモールドにして、ロールに巻き取られたフィルム状モールド8をロールから連続的に繰り出しながら複数の基板に連続的に転写してもよい。フィルム状モールド8の幅は、50〜3000mm、厚み1〜500μmにし得る。基板部8aと凹凸部8bとの間には、密着性を高めるために表面処理や易接着処理を施してもよい。また、必要に応じて、凹凸部8bの凹凸パターン面上に離型処理を施してもよい。   The dimensions, particularly the length, of the film mold 8 can be appropriately set according to the dimensions of the optical substrate 1 to be mass-produced and the number (lot number) of the optical substrates 1 that are continuously manufactured in one manufacturing process. For example, a long mold having a length of 10 m or more may be used, and the film-shaped mold 8 wound around the roll may be continuously transferred to a plurality of substrates while being continuously fed from the roll. The film mold 8 may have a width of 50 to 3000 mm and a thickness of 1 to 500 μm. Surface treatment or easy adhesion treatment may be performed between the substrate portion 8a and the concavo-convex portion 8b in order to improve adhesion. Moreover, you may perform a mold release process on the uneven | corrugated pattern surface of the uneven | corrugated | grooved part 8b as needed.

光学基板1の凹凸構造層3となる下地材料層7に、以上のようにして作製したフィルム状モールド8の凹凸パターンを次のようにして転写する。
図5に示すように、押圧ロール9とその直下に搬送されている支持基板2との間にフィルム状モールド8が送り込まれることにより、フィルム状モールド8の凹凸部8bの凹凸パターンが支持基板2上の下地材料層7に転写される。ここで、下地材料層7にフィルム状モールド8を押し付けた後、下地材料層7を仮焼成してもよい。仮焼成することにより、下地材料層7のゲル化が進み、凹凸パターンが固化され、剥離の際に崩れにくくなる。仮焼成を行う場合は、大気中で40〜150℃の温度で加熱してもよい。なお、仮焼成は必ずしも行う必要はない。
The concavo-convex pattern of the film mold 8 produced as described above is transferred to the base material layer 7 to be the concavo-convex structure layer 3 of the optical substrate 1 as follows.
As shown in FIG. 5, when the film-shaped mold 8 is fed between the pressing roll 9 and the support substrate 2 conveyed immediately below, the uneven pattern of the uneven portions 8 b of the film-shaped mold 8 is changed to the support substrate 2. Transferred to the upper base material layer 7. Here, after pressing the film-shaped mold 8 against the base material layer 7, the base material layer 7 may be temporarily fired. By pre-firing, the gelation of the base material layer 7 proceeds, the uneven pattern is solidified, and is less likely to collapse during peeling. When performing pre-baking, you may heat at the temperature of 40-150 degreeC in air | atmosphere. Note that the preliminary firing is not necessarily performed.

フィルム状モールド8の押圧又は下地材料層7の仮焼成の後、下地材料層7からフィルム状モールド8を剥離する。フィルム状モールド8の剥離には、公知の剥離方法を採用することができる。例えば加熱しながらフィルム状モールド8を剥離してもよい。これにより、下地材料層7から発生するガスを逃がし、下地材料層7内に気泡が発生することを防ぐことができる。ロールプロセスを使用する場合、プレス式で用いるプレート状モールドに比べて剥離力は小さくてよく、下地材料層7がフィルム状モールド8に残留することなく、容易にフィルム状モールド8を下地材料層7から剥離することができる。特に、下地材料層7を加熱しながら押圧するので反応が進行し易く、押圧直後にフィルム状モールド8は下地材料層7から剥離し易くなる。さらに、フィルム状モールド8の剥離性の向上のために、剥離ロール10を使用してもよい。本実施形態では、図5に示すように、剥離ロール10を押圧ロール9の下流側に設け、剥離ロール10によりフィルム状モールド8を下地材料層7に付勢しながら回転支持する。これにより、フィルム状モールド8が下地材料層7に付着された状態を、押圧ロール9と剥離ロール10との間の距離だけ(一定時間)維持することができる。そして、剥離ロール10の下流側でフィルム状モールド8を剥離ロール10の上方に引き上げるようにフィルム状モールド8の進路を変更する。これにより、フィルム状モールド8は、凹凸が形成された下地材料層7から引き剥がされる。なお、フィルム状モールド8が下地材料層7に付着されている期間に、上述の下地材料層7の仮焼成や加熱を行ってもよい。なお、剥離ロール10を使用する場合には、例えば40〜150℃に加熱しながら剥離することによりフィルム状モールド8の剥離を一層容易にすることができる。   After the pressing of the film mold 8 or the preliminary firing of the base material layer 7, the film mold 8 is peeled from the base material layer 7. A known peeling method can be employed for peeling the film mold 8. For example, the film mold 8 may be peeled off while heating. As a result, the gas generated from the base material layer 7 can escape and bubbles can be prevented from being generated in the base material layer 7. When the roll process is used, the peel force may be smaller than that of the plate-type mold used in the press method, and the base material layer 7 does not remain on the film-type mold 8, and the film-type mold 8 can be easily attached to the base material layer 7. Can be peeled off. In particular, since the base material layer 7 is pressed while being heated, the reaction is likely to proceed, and the film mold 8 is easily peeled off from the base material layer 7 immediately after pressing. Further, in order to improve the peelability of the film mold 8, a peeling roll 10 may be used. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the peeling roll 10 is provided on the downstream side of the pressing roll 9, and the film-shaped mold 8 is rotated and supported while being biased by the peeling roll 10 against the base material layer 7. Thereby, the state in which the film-shaped mold 8 is attached to the base material layer 7 can be maintained only for the distance between the pressing roll 9 and the peeling roll 10 (a certain time). Then, the course of the film mold 8 is changed so that the film mold 8 is pulled up above the peeling roll 10 on the downstream side of the peeling roll 10. Thereby, the film-shaped mold 8 is peeled off from the base material layer 7 in which the unevenness is formed. In addition, during the period in which the film-shaped mold 8 is attached to the base material layer 7, the above-described base material layer 7 may be temporarily fired or heated. In addition, when using the peeling roll 10, peeling of the film-shaped mold 8 can be made still easier by peeling, for example, heating at 40-150 degreeC.

下地材料層7からフィルム状モールド8を剥離した後、下地材料層7を硬化してもよい。これにより、図1に示したような凹凸形状を有する凹凸構造層3が形成される。本実施形態では、本焼成によりゾルゲル材料からなる下地材料層7を硬化させることができる。本焼成により下地材料層7を構成するシリカ(アモルファスシリカ)中に含まれている水酸基などが脱離して下地材料層7がより強固となる。本焼成は、200〜1200℃の温度で、5分〜6時間程度行うのが良い。こうして下地材料層7が硬化して、フィルム状モールド8の凹凸パターンに対応する凹凸形状を有する凹凸構造層3が形成される。この時、凹凸構造層3がシリカからなる場合、焼成温度、焼成時間に応じて非晶質の状態、結晶質の状態、又は非晶質と結晶質の混合状態となる。   After peeling off the film-shaped mold 8 from the base material layer 7, the base material layer 7 may be cured. Thereby, the concavo-convex structure layer 3 having the concavo-convex shape as shown in FIG. 1 is formed. In the present embodiment, the base material layer 7 made of a sol-gel material can be cured by the main baking. By the main baking, the hydroxyl group contained in the silica (amorphous silica) constituting the base material layer 7 is detached, and the base material layer 7 becomes stronger. The main baking is preferably performed at a temperature of 200 to 1200 ° C. for about 5 minutes to 6 hours. Thus, the base material layer 7 is cured, and the concavo-convex structure layer 3 having a concavo-convex shape corresponding to the concavo-convex pattern of the film mold 8 is formed. At this time, when the concavo-convex structure layer 3 is made of silica, it is in an amorphous state, a crystalline state, or a mixed state of amorphous and crystalline depending on the firing temperature and firing time.

また、フィルム状モールド8の凹凸部8bの凹凸パターンを支持基板2上の下地材料層7に転写する際に、下地材料層7にUVやエキシマUV等のエネルギー線を照射して光硬化することで、光学基板1を製造してもよい。また、凹凸構造層3の表面に、水分や酸素等の気体の侵入を防ぐ目的で、ガスバリア層を設けてもよい。   Further, when the uneven pattern of the uneven portion 8b of the film mold 8 is transferred to the underlying material layer 7 on the support substrate 2, the underlying material layer 7 is photocured by irradiating it with an energy beam such as UV or excimer UV. Thus, the optical substrate 1 may be manufactured. Further, a gas barrier layer may be provided on the surface of the concavo-convex structure layer 3 for the purpose of preventing the entry of gas such as moisture and oxygen.

以上のようにして作製した凹凸形状を有する光学基板1上に真空蒸着方法等によって、ITO電極等の第1電極4を積層する。このようにして第1電極4を積層することによって、図3に示すように、光学基板1の凹凸形状を反映した凹凸パターンが第1電極4の表面上にも形成される。続いて、第1電極4上に、導電性ポリマー、電解塩及びポリマー電解質を含有する発光層材料の溶液をスピンコート塗布、ディップコート塗布等の塗布方法により塗布し、その後、溶媒を乾燥させることにより積層して発光層5を形成する。このようにして発光層5を積層することによって、光学基板1の凹凸形状を反映した凹凸パターンが発光層5の表面上にも形成される(図3)。この場合、発光層を塗布法により形成しているため、発光層の凹凸形状が第1電極4の凹凸形状より凹凸が緩和された凹凸形状になるが、前記光学基板1の凹凸形状を調整することで、所望の光取り出し性能を有する凹凸形状を形成できる。また、前記第1電極4と接する面に十分な深さの凹凸形状が維持されていれば、前記第1電極4と接する面とは反対面の凹凸が緩和されてもよく、略平坦面となっていてもよい。光取り出し性能を向上する上では、発光層5の両面に凹凸面を有することが好ましい。さらに、発光層5上に、真空蒸着方法等によって、アルミニウム等の第2電極6を積層する。
第2電極6の発光層5とは反対側表面は、図3に示すような、発光層5等の凹凸形状に対応した凹凸形状としてもよく、平坦にしてもよい。
The first electrode 4 such as an ITO electrode is stacked on the optical substrate 1 having the concavo-convex shape produced as described above by a vacuum deposition method or the like. By laminating the first electrode 4 in this manner, a concavo-convex pattern reflecting the concavo-convex shape of the optical substrate 1 is also formed on the surface of the first electrode 4 as shown in FIG. Subsequently, a light emitting layer material solution containing a conductive polymer, an electrolytic salt and a polymer electrolyte is applied onto the first electrode 4 by a coating method such as spin coating or dip coating, and then the solvent is dried. The light emitting layer 5 is formed by laminating. By laminating the light emitting layer 5 in this manner, an uneven pattern reflecting the uneven shape of the optical substrate 1 is also formed on the surface of the light emitting layer 5 (FIG. 3). In this case, since the light emitting layer is formed by a coating method, the uneven shape of the light emitting layer becomes an uneven shape in which the unevenness is less than the uneven shape of the first electrode 4, but the uneven shape of the optical substrate 1 is adjusted. Thereby, the uneven | corrugated shape which has desired light extraction performance can be formed. Further, as long as the unevenness shape with a sufficient depth is maintained on the surface in contact with the first electrode 4, the unevenness on the surface opposite to the surface in contact with the first electrode 4 may be relaxed, and the substantially flat surface It may be. In order to improve the light extraction performance, it is preferable that the light emitting layer 5 has an uneven surface on both sides. Further, a second electrode 6 made of aluminum or the like is laminated on the light emitting layer 5 by a vacuum vapor deposition method or the like.
The surface of the second electrode 6 opposite to the light emitting layer 5 may have an uneven shape corresponding to the uneven shape of the light emitting layer 5 or the like as shown in FIG.

以上説明した製造方法のように、光学基板1の凹凸形状を反映させるようにして、第1電極4及び発光層5に凹凸形状を形成する方法によって発光電気化学素子100を製造することが、製造の容易さ及び光取り出し性能を向上できる点で好ましい。   Like the manufacturing method described above, the light emitting electrochemical device 100 is manufactured by the method of forming the uneven shape on the first electrode 4 and the light emitting layer 5 so as to reflect the uneven shape of the optical substrate 1. It is preferable at the point which can improve the ease and light extraction performance.

本発明の発光電気化学素子100の素子特性は、発光光の輝度により評価することができる。また、2種類の導電性ポリマーを用いて白色光を発光させる場合は、その白色度合いを、色度図(色度座標)のxy座標の数値で評価することができる。   The device characteristics of the light-emitting electrochemical device 100 of the present invention can be evaluated by the luminance of the emitted light. Further, when white light is emitted using two types of conductive polymers, the degree of whiteness can be evaluated by the numerical value of the xy coordinates of the chromaticity diagram (chromaticity coordinates).

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例では、光学基板として凹凸構造層を有する光学基板を作製し、当該構造層上に第1電極、発光層、及び第2電極を積層していく方法で発光電気化学素子を製造した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
In this example, an optical substrate having a concavo-convex structure layer was produced as an optical substrate, and a light-emitting electrochemical element was manufactured by a method of laminating a first electrode, a light-emitting layer, and a second electrode on the structure layer.

<発光電気化学素子を構成する各層の化合物>
[光学基板1]
・支持基板2;無アルカリガラス[OA10GF、日本電気硝子(株)製]
・凹凸構造層3用下地材料層7;テトラエトキシシラン(TEOS)及びメチルトリエトキシシラン(MTES)を含有するゾルゲル材料
[第1電極4];ITO(インジウム・スズ・オキサイド)電極
[発光層5]
・導電性ポリマーA(A);上記式(1d)のポリ(9,9-ジ-n-ドデシルフルオレニル-2,7-ジイル)(PFD)(Aldrich社製)。LUMO:−3.2eV、HOMO:−6.1eV
・導電性ポリマーB(B);上記式(2)のポリ[2-メトキシ-5-(2-エチルヘキシロキシ)-1,4-フェニレンビニレン](MEH−PPV)(Aldrich社製)。LUMO:−3.4eV、HOMO:−5.5eV
・ポリマー電解質(C);ポリエチレンオキサイド(PEO)(Mv600,000、Aldrich社製)
・電解塩(D);KCFSO(Aldrich社製)
各導電性ポリマーのエネルギー準位については、以下の方法により決定した。
導電性ポリマーのHOMO準位は、サイクリックボイルタモグラム(CV)の酸化波の立ち上がりから酸化電位E(フェロセン基準)を決定した後、フェロセン基準の仕事関数を5.23eVとし、式:HOMO=−(eE+5.23)を用いて決定した。ここで「e」は単位電荷である。また、バンドギャップエネルギー(Eg)は、紫外可視スペクトルの吸収ピークの立ち上がりから決定した。LUMO準位は、LUMO=HOMO+Egの式から算出したものである。
[第2電極6];アルミニウム
<Compound of each layer constituting light emitting electrochemical element>
[Optical substrate 1]
Support substrate 2: non-alkali glass [OA10GF, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.]
Base material layer 7 for the uneven structure layer 3; Sol-gel material containing tetraethoxysilane (TEOS) and methyltriethoxysilane (MTES) [first electrode 4]; ITO (indium tin oxide) electrode [light emitting layer 5 ]
Conductive polymer A (A); poly (9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) of formula (1d) (manufactured by Aldrich). LUMO: -3.2 eV, HOMO: -6.1 eV
Conductive polymer B (B): poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene vinylene] (MEH-PPV) (made by Aldrich) of the above formula (2). LUMO: -3.4 eV, HOMO: -5.5 eV
・ Polymer electrolyte (C); polyethylene oxide (PEO) (Mv 600,000, manufactured by Aldrich)
Electrolytic salt (D); KCF 3 SO 3 (Aldrich)
The energy level of each conductive polymer was determined by the following method.
The HOMO level of the conductive polymer is determined by determining the oxidation potential E (ferrocene standard) from the rising edge of the oxidation wave of the cyclic boil tomogram (CV), then setting the ferrocene standard work function to 5.23 eV, and the formula: HOMO = -(EE + 5.23). Here, “e” is a unit charge. The band gap energy (Eg) was determined from the rise of the absorption peak in the UV-visible spectrum. The LUMO level is calculated from the formula LUMO = HOMO + Eg.
[Second electrode 6]; Aluminum

<発光層5の構成>
実施例1、2及び比較例1、2における発光層5中の上記化合物の構成及びその配合割合を表1に示す(組成物1、2)。また、導電性ポリマーAとBの両ポリマーを使用する実施例2における、両ポリマーのLUMOの差(絶対値)も併せて表1に示す。
<Configuration of Light-Emitting Layer 5>
The composition of the above compounds in the light emitting layer 5 in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 and the blending ratio thereof are shown in Table 1 (Compositions 1 and 2). Table 1 also shows the LUMO difference (absolute value) of both polymers in Example 2 using both the conductive polymers A and B.

(実施例1)
1.フィルム状モールド8;モールドM1の作製
光学基板1を作製するためのフィルム状モールド8としてのモールドM1を次のようにして作製した。
(1)母型の作製(BCP溶媒アニール法)
モールドM1の凹凸パターンを形成するための凹凸構造を有する母型を、スチレンとメチルメタクリレートのブロック共重合体及びポリエチレングリコールの混合物によって作製した。該共重合体として、Polymer Source社製の下記性状のブロック共重合体を使用した。
・ブロック共重合体:数平均分子量(Mn);1,700,000、ポリスチレン部(PSセグメント)のMn;900,000、ポリメチルメタクリレート部(PMMAセグメント)のMn;800,000、PSセグメント:PMMAセグメント(体積比)=55:45、分子量分布(Mw/Mn)=1.26、PSセグメントのガラス転移点(Tg)=107℃、PMMAセグメントのTg=134℃
Example 1
1. Film Mold 8; Production of Mold M1 Mold M1 as film mold 8 for producing optical substrate 1 was produced as follows.
(1) Fabrication of matrix (BCP solvent annealing method)
A matrix having a concavo-convex structure for forming the concavo-convex pattern of the mold M1 was prepared by a mixture of a block copolymer of styrene and methyl methacrylate and polyethylene glycol. As the copolymer, a block copolymer having the following properties manufactured by Polymer Source was used.
Block copolymer: number average molecular weight (Mn): 1,700,000, Mn of polystyrene part (PS segment); 900,000, Mn of polymethyl methacrylate part (PMMA segment); 800,000, PS segment: PMMA segment (volume ratio) = 55: 45, molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.26, PS segment glass transition point (Tg) = 107 ° C., PMMA segment Tg = 134 ° C.

ブロック共重合体における「PSセグメント:PMMAセグメント」は、ポリスチレン(PS)の密度が1.05g/cm、ポリメチルメタクリレート(PMMA)の密度が1.19g/cmであるとして算出した。
ブロック共重合体及び各セグメントのMn及びMw(重量平均分子量)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(東ソー(株)製、型番「GPC−8020」、TSK−GEL SuperH1000、SuperH2000、SuperH3000及びSuperH4000を直列に接続したもの)を用いて測定した。
各セグメントのTgは、示差走査熱量計(Perkin−Elmer社製、製品名「DSC7」)を用いて、0〜200℃の温度範囲について20℃/minの昇温速度にて昇温しつつ測定した。
なお、PS及びPMMAの溶解度パラメータはそれぞれ9.0及び9.3である(化学便覧 応用編 改定2版参照)。
“PS segment: PMMA segment” in the block copolymer was calculated assuming that the density of polystyrene (PS) was 1.05 g / cm 3 and the density of polymethyl methacrylate (PMMA) was 1.19 g / cm 3 .
Mn and Mw (weight average molecular weight) of the block copolymer and each segment are connected in series to gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, model number “GPC-8020”, TSK-GEL SuperH1000, SuperH2000, SuperH3000, and SuperH4000. Measured).
Tg of each segment was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin-Elmer, product name “DSC7”) while increasing the temperature at a temperature increase rate of 20 ° C./min in the temperature range of 0 to 200 ° C. did.
The solubility parameters of PS and PMMA are 9.0 and 9.3, respectively (refer to Chemical Handbook Application Edition 2nd revised edition).

このブロック共重合体210mgとポリエチレングリコール2050(Mn=2050、Aldrich社製)52.5mgとをトルエンに溶解し、ブロック共重合体−ポリエチレングリコール混合溶液15gを調製した。続いて、該混合溶液を孔径0.5μmのメンブレンフィルターでろ過した。以後、ろ過後の混合溶液を精製混合溶液と称する。   210 mg of this block copolymer and 52.5 mg of polyethylene glycol 2050 (Mn = 2050, manufactured by Aldrich) were dissolved in toluene to prepare 15 g of a block copolymer-polyethylene glycol mixed solution. Subsequently, the mixed solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.5 μm. Hereinafter, the mixed solution after filtration is referred to as a purified mixed solution.

信越シリコーン社製シランカップリング剤KBM−5103を1g、イオン交換水を1g、酢酸を0.1mL、及びイソプロピルアルコールを19g、以上の成分を混合した混合溶液をガラス基板上にスピンコートで塗布した(回転速度500rpmで10秒間行った後、引き続いて800rpmで45秒間行った)。130℃で15分間加熱処理して、シランカップリング処理ガラス基板(以後、単に処理基板と称する)を得た。
該処理基板上に、精製混合溶液をスピンコートによって塗付し、大気下室温で乾燥させて膜厚が100〜120nmの薄膜を形成した。スピンコートは、回転速度200rpmで10秒間行った後、引き続いて300rpmで30秒間行った。
1 g of silane coupling agent KBM-5103 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., 1 g of ion exchange water, 0.1 mL of acetic acid, 19 g of isopropyl alcohol, and a mixed solution in which the above components were mixed were applied onto a glass substrate by spin coating. (After 10 seconds at a rotational speed of 500 rpm, it was subsequently performed at 800 rpm for 45 seconds). A heat treatment was performed at 130 ° C. for 15 minutes to obtain a silane coupling-treated glass substrate (hereinafter simply referred to as a treated substrate).
The purified mixed solution was applied onto the treated substrate by spin coating and dried at room temperature in the atmosphere to form a thin film having a thickness of 100 to 120 nm. The spin coating was performed at a rotational speed of 200 rpm for 10 seconds, and subsequently at 300 rpm for 30 seconds.

次いで、薄膜が形成された処理基板を、予めクロロホルムの蒸気を充満したデシケータ中に35時間、室温にて静置することで溶媒アニール処理を施した。デシケータ(容量5L)内には、クロロホルムを100g充填したスクリュー瓶が設置されており、デシケータ内の雰囲気は飽和蒸気圧のクロロホルムで満たされていた。   Next, the processing substrate on which the thin film was formed was left in a desiccator previously filled with chloroform vapor for 35 hours at room temperature to perform a solvent annealing treatment. A screw bottle filled with 100 g of chloroform was installed in the desiccator (capacity 5 L), and the atmosphere in the desiccator was filled with chloroform having a saturated vapor pressure.

溶媒アニール処理後の薄膜の表面には、凹凸が観察されて、薄膜を構成するブロック共重合体がミクロ層分離していることが分かった。この薄膜の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)(日立社製H−7100FA)により観察したところ、PS部分の円形の断面が基板表面と平行な方向に互いに離隔しつつ基板表面に垂直な方向(高さ方向)に二段に配列しており、原子間力顕微鏡の解析画像と併せて考察すると、PS部分がPMMA部分から水平シリンダ構造に相分離していることが分かった。PS部分がコア(島)となり、その周りをPMMA部分が取り囲んでいる(海)状態であった。
以上のようにして、凹凸形状を有する母型を作製した。
Unevenness was observed on the surface of the thin film after the solvent annealing treatment, and it was found that the block copolymer constituting the thin film was micro-layer separated. When the cross section of this thin film was observed with a transmission electron microscope (TEM) (H-7100FA manufactured by Hitachi, Ltd.), the circular cross section of the PS portion was separated from each other in the direction parallel to the substrate surface, and the direction perpendicular to the substrate surface ( When arranged together with the analysis image of the atomic force microscope, it was found that the PS portion was phase-separated from the PMMA portion into a horizontal cylinder structure. The PS part was a core (island), and the PMMA part was surrounded by it (the sea).
As described above, a matrix having an uneven shape was produced.

(2)金属モールドの作製
上記で作製した母型の凹凸表面に、スパッタにより、電流シード層として20nmのニッケル層を形成した。次いで、ニッケル層を形成した母型をスルファミン酸ニッケル浴中に入れ、温度50℃で、電鋳(最大電流密度0.05A/cm)処理してニッケルを厚み250μmになるまで析出させた。こうして得られたニッケル電鋳体から母型を機械的に剥離した。次に、ニッケル電鋳体をテトラヒドロフラン溶媒中に2時間浸漬して一次洗浄した。
続いて、ニッケル電鋳体を取り出して乾燥し、アクリル系UV硬化樹脂をニッケル電鋳体の母型と接していた側の表面に塗布して硬化させた後、硬化樹脂を剥離した。該アクリル系UV硬化樹脂の塗付、硬化、剥離を3回繰り返すことによって、ニッケル電鋳体の表面に付着していた母型からのポリマー付着物をほぼ完全に除去した。
次に、ニッケル電鋳体を日本シービーケミカル社製ケミゾール2303中に浸漬し、50℃にて2時間攪拌しながら更に洗浄した後、ニッケル電鋳体にUVオゾン処理を10分間施した。
(2) Production of Metal Mold A 20 nm nickel layer was formed as a current seed layer on the irregular surface of the mother die produced above by sputtering. Next, the mother mold on which the nickel layer was formed was placed in a nickel sulfamate bath, and electrocasting (maximum current density 0.05 A / cm 2 ) was performed at a temperature of 50 ° C. to deposit nickel until the thickness reached 250 μm. The mother die was mechanically peeled from the nickel electroformed body thus obtained. Next, the nickel electroformed body was immersed in a tetrahydrofuran solvent for 2 hours for primary cleaning.
Subsequently, the nickel electroformed body was taken out and dried. After the acrylic UV curable resin was applied to the surface of the nickel electroformed body in contact with the mother die and cured, the cured resin was peeled off. By repeating the application, curing, and peeling of the acrylic UV curable resin three times, the polymer deposits from the matrix that had adhered to the surface of the nickel electroformed body were almost completely removed.
Next, the nickel electroformed body was immersed in Chemisole 2303 manufactured by Nippon CB Chemical Co., Ltd., and further washed with stirring at 50 ° C. for 2 hours, and then subjected to UV ozone treatment for 10 minutes.

次いで、ニッケル電鋳体を、フッ素系離型剤「オプツールHD−2101TH」(ダイキン化成品販売社製)に約1分間浸漬し、乾燥させた後、一晩静置した。静置後、ニッケル電鋳体を、「HDTH」(ダイキン化成品販売社製)中に浸漬して約1分間超音波処理リンスを行った。
以上のようにして、凹凸形状を有するニッケル製の金属モールド(以後、ニッケルモールドと称する)を作製した。
Next, the nickel electroformed body was immersed in a fluorine-based mold release agent “OPTOOL HD-2101TH” (manufactured by Daikin Chemicals Sales Co., Ltd.) for about 1 minute, dried, and then allowed to stand overnight. After standing, the nickel electroformed body was immersed in “HDTH” (manufactured by Daikin Chemicals Sales Co., Ltd.) and subjected to ultrasonic treatment rinsing for about 1 minute.
As described above, a nickel metal mold (hereinafter referred to as a nickel mold) having an uneven shape was produced.

(3)モールドM1の作製
PET基板(基板部8a)[コスモシャインA−4100、東洋紡(株)製]上にフッ素系UV硬化性樹脂を塗布した後、ニッケルモールドを押し付けながら紫外線を600mJ/cmで照射することで、フッ素系UV硬化性樹脂を硬化させた(凹凸部8b)。樹脂が硬化した後、硬化した樹脂からニッケルモールドを剥離した。
以上のようにして、ニッケルモールド表面の凹凸形状が転写された凹凸部8bと基板部8aからなるモールドM1(フィルム状モールド8)を得た。
(3) Production of mold M1 After applying a fluorine-based UV curable resin on a PET substrate (substrate part 8a) [Cosmo Shine A-4100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.], ultraviolet rays were applied at 600 mJ / cm while pressing the nickel mold. The fluorine-based UV curable resin was cured by irradiating with 2 (uneven portion 8b). After the resin was cured, the nickel mold was peeled from the cured resin.
As described above, a mold M1 (film mold 8) composed of the concavo-convex portion 8b onto which the concavo-convex shape of the nickel mold surface was transferred and the substrate portion 8a was obtained.

2.光学基板1の作製及び凹凸構造層3の解析
(1)光学基板1の作製
エタノール24.3g、水2.15g及び濃塩酸0.0098gを混合した液に、テトラエトキシシラン(TEOS)3.74gとメチルトリエトキシシラン(MTES)0.89gを滴下して加え、23℃、湿度45%で2時間攪拌してSiOのゾルゲル材料溶液を得た。
10cm×10cm×0.07cmの無アルカリガラス製の支持基板2(OA10GF、日本電気硝子社製)上に、該ゾルゲル材料溶液をバーコートして膜厚40μmの塗膜(下地材料層7)を形成した。バーコーターとしてドクターブレード(YOSHIMITSU SEIKI社製)を用いた。該ドクターブレードは塗膜の膜厚が5μmとなるような設計であったがドクターブレードに35μmの厚みのイミドテープを張り付けて塗膜の膜厚が40μmとなるように調整した。
下地材料層7形成後、図5に示すようにして、下地材料層7にモールドM1を、80℃に加熱した押圧ロール9を用いて押し付け、モールドM1の凹凸パターンを下地材料層7に転写した。凹凸パターンが転写された下地材料層7を、300℃で60分間焼成して支持基板2上に凹凸構造層3を形成した。なお、押圧ロール9は、内部にヒータを備え、外周が4mm厚の耐熱シリコーンが被覆されたロールであり、ロール径φが50mm、軸方向長さが350mmのものを用いた。
以上のようにして、光学基板1を作製した。
2. Preparation of optical substrate 1 and analysis of concavo-convex structure layer 3 (1) Preparation of optical substrate 1 Tetraethoxysilane (TEOS) 3.74 g was mixed with a solution in which 24.3 g of ethanol, 2.15 g of water and 0.0098 g of concentrated hydrochloric acid were mixed. And methyltriethoxysilane (MTES) 0.89 g was added dropwise and stirred at 23 ° C. and humidity 45% for 2 hours to obtain a sol-gel material solution of SiO 2 .
The sol-gel material solution is bar-coated on a 10 cm × 10 cm × 0.07 cm non-alkali glass support substrate 2 (OA10GF, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) to form a 40 μm-thick coating film (underlying material layer 7). Formed. A doctor blade (manufactured by YOSHIMITSU SEIKI) was used as a bar coater. The doctor blade was designed to have a film thickness of 5 μm, but an imide tape with a thickness of 35 μm was attached to the doctor blade so that the film thickness of the film was 40 μm.
After forming the base material layer 7, as shown in FIG. 5, the mold M <b> 1 was pressed against the base material layer 7 using a pressing roll 9 heated to 80 ° C., and the uneven pattern of the mold M <b> 1 was transferred to the base material layer 7. . The underlying material layer 7 to which the concavo-convex pattern was transferred was baked at 300 ° C. for 60 minutes to form the concavo-convex structure layer 3 on the support substrate 2. The press roll 9 is a roll having a heater inside and covered with heat-resistant silicone having an outer periphery of 4 mm thick, and has a roll diameter φ of 50 mm and an axial length of 350 mm.
The optical substrate 1 was produced as described above.

(2)光学基板1の凹凸構造層3の凹凸形状解析
凹凸構造層3の凹凸形状を原子間力顕微鏡(SIIナノテクノロジー社製の環境制御ユニット付走査型プローブ顕微鏡「NanonaviIIステーション/E−sweep」)を用いて解析し、凹凸解析画像を得た。凹凸解析画像を図6に、異なる倍率(a)及び(b)で示す。
原子間力顕微鏡の解析条件は、以下の通りである。
測定モード:ダイナミックフォースモード カンチレバー:SI−DF40(材質:Si、レバー幅:40μm、チップ先端の直径:10nm) 測定雰囲気:大気中 測定温度:25℃
(2) Concavity and convexity analysis of concave-convex structure layer 3 of optical substrate 1 The concave-convex shape of concave-convex structure layer 3 is measured by an atomic force microscope (scanning probe microscope “Nonavi II station / E-sweep” with an environmental control unit manufactured by SII Nanotechnology). ) To obtain an unevenness analysis image. The unevenness analysis image is shown in FIG. 6 at different magnifications (a) and (b).
The analysis conditions of the atomic force microscope are as follows.
Measurement mode: Dynamic force mode Cantilever: SI-DF40 (material: Si, lever width: 40 μm, tip diameter: 10 nm) Measurement atmosphere: in air Measurement temperature: 25 ° C.

<凹凸深さ分布の平均値>
凹凸構造層3の任意の3μm角(縦3μm、横3μm)の測定領域を測定して凹凸解析画像を求めた。該測定領域中の凹凸深さの測定点の総数(N)は65536点(縦256点×横256点;256×256ピクセルの解像度での測定)とした。測定した凹凸深さの値を用いて式(I)により、凹凸深さ分布の平均値(m)を求めた。なお、本実施例において、式(I)のm及びxの単位は(nm)である。
[式(I)中、mは凹凸深さ分布の平均値、Nは測定点の総数、xはi番目の測定点の凹凸深さを示す。]
実施例1の凹凸構造層3のmの値は79nmであった。
<Average value of uneven depth distribution>
An arbitrary 3 μm square (3 μm length, 3 μm width) measurement region of the concavo-convex structure layer 3 was measured to obtain a concavo-convex analysis image. The total number (N) of the measurement points of the unevenness depth in the measurement region was 65536 points (256 vertical points × 256 horizontal points; measurement at a resolution of 256 × 256 pixels). The average value (m) of the uneven depth distribution was determined by the formula (I) using the measured uneven depth value. In this example, the unit of m and x i in formula (I) is (nm).
[In formula (I), m indicates the average value of uneven depth distribution, the total number of N measuring points, the irregularity depth of the x i is the i-th measurement point. ]
The value of m of the concavo-convex structure layer 3 of Example 1 was 79 nm.

<凹凸深さの標準偏差>
凹凸深さの標準偏差(σ)を下記式(II)により求めた。
<Standard deviation of uneven depth>
The standard deviation (σ) of the unevenness depth was determined by the following formula (II).

[式(II)中、σは凹凸深さの標準偏差、mは凹凸深さ分布の平均値、Nは測定点の総数、xはi番目の測定点の凹凸深さを示す。]
実施例1の凹凸構造層3のσの値は47nmであった。
Wherein (II), sigma represents a standard deviation of the unevenness depth, the average value of m is uneven depth distribution, N is the total number of measurement points, the irregularity depth of the x i is the i-th measurement point. ]
The value of σ of the uneven structure layer 3 of Example 1 was 47 nm.

<凹凸の平均深さ>
凹凸構造層3の任意の位置の3μm角(縦3μm、横3μm)の測定領域を測定して、凹凸解析画像を求めた。かかる凹凸解析画像中における、任意の互いに隣接する凹部の底部及び凸部の頂部の深さ方向の距離を100点測定し、その平均を算出して凹凸の平均深さとする。この例で得られた解析画像では、凹凸構造層3の凹凸の平均深さは138nmであった。
<Average depth of irregularities>
A measurement area of 3 μm square (3 μm in length and 3 μm in width) at an arbitrary position of the concavo-convex structure layer 3 was measured to obtain a concavo-convex analysis image. In such an unevenness analysis image, the distances in the depth direction of the bottoms of arbitrary adjacent recesses and the tops of the protrusions are measured at 100 points, and the average is calculated as the average depth of the unevenness. In the analysis image obtained in this example, the average depth of the unevenness of the uneven structure layer 3 was 138 nm.

<凹凸の平均ピッチ>
凹凸構造層3の任意の位置の3μm角(縦3μm、横3μm)の測定領域を測定して、凹凸解析画像を求めた。かかる凹凸解析画像中における、任意の互いに隣り合う凸部の頂部同士又は隣り合う凹部の底部同士の間隔を100点測定し、その平均を算出して凹凸の平均ピッチとした。この例で得られた解析画像では、凹凸構造層の凹凸の平均ピッチは770nmであった。
<Average pitch of unevenness>
A measurement area of 3 μm square (3 μm in length and 3 μm in width) at an arbitrary position of the concavo-convex structure layer 3 was measured to obtain a concavo-convex analysis image. In this unevenness analysis image, the distance between the tops of any adjacent convex portions or the bottom portions of adjacent concave portions was measured at 100 points, and the average was calculated as the average pitch of the unevenness. In the analysis image obtained in this example, the average pitch of the unevenness of the uneven structure layer was 770 nm.

<凹凸解析画像のフーリエ変換像>
得られた凹凸解析画像に対し、1次傾き補正を含むフラット処理を施した後に、2次元高速フーリエ変換処理を施すことによりフーリエ変換像を得た。該フーリエ変換像を図6の(a)及び(b)の左上に示す。
図6に示すように、このようにして得られたフーリエ変換像は、波数の絶対値が0μm−1である原点を略中心とする円状の模様を示しており、且つ上記円状の模様が波数の絶対値が10μm−1以下の範囲内となる領域内に存在することが確認された。
<Fourier transform image of unevenness analysis image>
The obtained unevenness analysis image was subjected to flat processing including primary inclination correction, and then subjected to two-dimensional fast Fourier transform processing to obtain a Fourier transform image. The Fourier transform image is shown in the upper left of (a) and (b) of FIG.
As shown in FIG. 6, the Fourier transform image obtained in this way shows a circular pattern whose center is the origin whose absolute value of the wave number is 0 μm −1 , and the circular pattern described above. Has been confirmed to be present in a region where the absolute value of the wave number is in the range of 10 μm −1 or less.

3.発光電気化学素子100;素子(1)の作製と発光層5の解析
(1)素子(1)の作製
次に、上記で得られた凹凸構造層3を備える光学基板1上に、ITOをスパッタ法により平均厚み120nmで成膜した。これにより第1電極4の表面に凹凸構造層3の凹凸パターンを反映した凹凸形状が形成された。続いて、第1電極4上に、表1に示す組成物1の各成分をクロロホルム/シクロヘキサノン(1.62:1.0)混合溶媒に溶解し、溶液濃度9.5mg/mL(溶液1mL中に組成物1が9.5mg)の組成物1溶液を調製した。組成物1溶液をスピンコート塗布法により塗付した後、当該混合溶媒を乾燥除去して平均厚み100nmの発光層5を積層した。更に、この発光層5上にアルミニウムを真空蒸着して平均厚み100nmの第2電極6を積層した。
以上の操作により、第1電極4、発光層5、及び第2電極6のいずれもが、光学基板1aの凹凸構造層3の凹凸パターンを反映した凹凸形状を有する素子(1)を作製した。
3. Light-emitting electrochemical element 100; Preparation of element (1) and analysis of light-emitting layer 5 (1) Preparation of element (1) Next, ITO is sputtered on the optical substrate 1 provided with the uneven structure layer 3 obtained above. The film was formed with an average thickness of 120 nm by the method. As a result, an uneven shape reflecting the uneven pattern of the uneven structure layer 3 was formed on the surface of the first electrode 4. Subsequently, on the first electrode 4, each component of the composition 1 shown in Table 1 was dissolved in a mixed solvent of chloroform / cyclohexanone (1.62: 1.0) to obtain a solution concentration of 9.5 mg / mL (in 1 mL of the solution). The composition 1 solution in which the composition 1 was 9.5 mg) was prepared. After the composition 1 solution was applied by spin coating, the mixed solvent was removed by drying, and the light emitting layer 5 having an average thickness of 100 nm was laminated. Furthermore, the second electrode 6 having an average thickness of 100 nm was laminated on the light emitting layer 5 by vacuum deposition of aluminum.
Through the above operation, an element (1) in which all of the first electrode 4, the light emitting layer 5, and the second electrode 6 have a concavo-convex shape reflecting the concavo-convex pattern of the concavo-convex structure layer 3 of the optical substrate 1a was produced.

(2)素子(1)の発光層5の凹凸形状の解析
光学基板1の場合と同様にして、AFMにより解析した発光層5の凹凸形状を図7に、異なる倍率(a)及び(b)で示す。凹凸深さ分布の平均値、凹凸深さの標準偏差、凹凸の平均深さ、及び凹凸の平均ピッチの解析結果を表2に示す。発光層5の凹凸形状については第2電極6の積層前に測定した。
表2から分かるように、発光層5の凹凸形状の凹凸を特定する各数値の値は、凹凸構造層3の凹凸形状の凹凸を特定する各数値の値より小さいものであった。
また、発光層5のフーリエ変換像を図7の(a)及び(b)の左上に併せて示す。得られたフーリエ変換像は、波数の絶対値が0μm−1である原点を略中心とする円状の模様を示しており、且つ上記円状の模様が波数の絶対値が10μm−1以下の範囲内となる領域内に存在することが確認された。
(2) Analysis of the uneven shape of the light emitting layer 5 of the element (1) As in the case of the optical substrate 1, the uneven shape of the light emitting layer 5 analyzed by AFM is shown in FIG. 7 with different magnifications (a) and (b). It shows with. Table 2 shows the analysis results of the average value of the unevenness distribution, the standard deviation of the unevenness depth, the average depth of the unevenness, and the average pitch of the unevenness. The uneven shape of the light emitting layer 5 was measured before the second electrode 6 was laminated.
As can be seen from Table 2, the value of each numerical value specifying the unevenness of the concavo-convex shape of the light emitting layer 5 was smaller than the value of each numerical value specifying the unevenness of the concavo-convex shape of the uneven structure layer 3.
Moreover, the Fourier transform image of the light emitting layer 5 is shown together with the upper left of (a) and (b) of FIG. The obtained Fourier transform image shows a circular pattern whose center is the origin where the absolute value of the wave number is 0 μm −1 , and the circular pattern has an absolute value of the wave number of 10 μm −1 or less. It was confirmed that it exists in the area within the range.

4.素子(1)の発光性能の測定
素子(1)の発光性能について、電圧印加時の発光光の輝度、該輝度と後述の比較例1の素子(3)の輝度との比から求めた発光光の効率向上率、及び色度図で評価した。各測定結果を表3に示す。なお、実施例1では赤橙色光の発光が得られた。
効率向上率は次の判定基準とした。
A;比較例1の素子(3)の輝度の1.5倍以上の輝度
B;比較例1の素子(3)の輝度の1.3倍以上、1.5倍未満の輝度
C;比較例1の素子(3)の輝度の1.0倍以上、1.3倍未満の輝度
また、素子(1)の経時による電流効率の変化を、下記比較例1の素子(3)と比較して図8に示す。ここで、電流効率は単位電流当たりの光度で表す。
4). Measurement of Luminous Performance of Element (1) Regarding the luminous performance of element (1), emitted light obtained from the luminance of emitted light when voltage is applied and the ratio of the luminance to the luminance of element (3) of Comparative Example 1 described later. The efficiency improvement rate and the chromaticity diagram were evaluated. Table 3 shows the measurement results. In Example 1, red-orange light emission was obtained.
The efficiency improvement rate was the following criterion.
A: Brightness of 1.5 times or more of the brightness of the element (3) of Comparative Example 1 B: Brightness of 1.3 times or more and less than 1.5 times of the brightness of the element (3) of Comparative Example 1 C: Comparative Example The luminance of the element (3) of 1.0 or more and less than 1.3 times the luminance of the element (3) The change in current efficiency of the element (1) over time is compared with the element (3) of Comparative Example 1 below. As shown in FIG. Here, the current efficiency is expressed in luminous intensity per unit current.

(実施例2)
発光層5の構成を、実施例1の組成物1から表1の組成物2に代えた以外は、モールドM1を使用したことも含め実施例1と同様にして、発光電気化学素子100として素子(2)を作製した。また、実施例1と同様に、素子(2)の凹凸構造層3及び発光層5の凹凸形状を解析し、素子(2)の発光性能を測定した。なお、効率向上率は、比較例2の素子(4)の輝度との比較で判定した。結果を表2及び3に示す。
(Example 2)
The light-emitting electrochemical element 100 is the same as the light-emitting electrochemical element 100 except that the composition of the light-emitting layer 5 is changed from the composition 1 of Example 1 to the composition 2 of Table 1 and the mold M1 is used. (2) was produced. Moreover, the uneven | corrugated shape of the uneven structure layer 3 of the element (2) and the light emitting layer 5 was analyzed similarly to Example 1, and the light emission performance of the element (2) was measured. The efficiency improvement rate was determined by comparison with the luminance of the element (4) of Comparative Example 2. The results are shown in Tables 2 and 3.

(比較例1)
1.発光電気化学素子100’;素子(3)の作製、及び発光性能の測定
光学基板1に凹凸形状を形成しない、すなわち、フィルム状モールド8を用いた凹凸構造層3の作製を実施しない(光学基板1’は支持基板2のみ)以外は、実施例1と同様にして第1電極4’、発光層5’及び第2電極6’を積層し、図9に示すような全ての層が凹凸形状を有せず平坦である素子(3)を作製した。素子(3)の発光性能を実施例1と同様にして測定した。結果を表2及び3に示す。
(Comparative Example 1)
1. Light-emitting electrochemical element 100 ′; Production of element (3) and measurement of light-emitting performance No uneven shape is formed on the optical substrate 1, that is, no production of the uneven structure layer 3 using the film-shaped mold 8 is carried out (optical substrate) The first electrode 4 ′, the light emitting layer 5 ′ and the second electrode 6 ′ are laminated in the same manner as in Example 1 except that 1 ′ is the support substrate 2 only), and all the layers as shown in FIG. A device (3) that is flat without having a thickness was produced. The light emitting performance of the element (3) was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 and 3.

(比較例2)
1.発光電気化学素子100’;素子(4)の作製、及び発光性能の測定
光学基板1に凹凸形状を形成しない、すなわち、フィルム状モールド8を用いた凹凸構造層3の作製を実施しない(光学基板1’は支持基板2のみ)以外は、実施例2と同様にして第1電極4’、発光層5’及び第2電極6’を積層し、図9に示すような全ての層が凹凸形状を有せず平坦である素子(4)を作製した。素子(4)の発光性能を実施例1と同様にして測定した。結果を表2及び3に示す。
(Comparative Example 2)
1. Production of light emitting electrochemical element 100 ′; production of element (4) and measurement of light emission performance No irregularity is formed on optical substrate 1, that is, production of irregular structure layer 3 using film mold 8 is not carried out (optical substrate) The first electrode 4 ′, the light emitting layer 5 ′, and the second electrode 6 ′ are stacked in the same manner as in Example 2 except that 1 ′ is the support substrate 2 only), and all the layers as shown in FIG. A device (4) which is flat without having a thickness was produced. The light emitting performance of the element (4) was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 and 3.

表3の結果から明らかなように、実施例1及び2は、それぞれ比較例1及び2に比較して、輝度で、約1.5倍の性能を発揮した。また、実施例2は、白色発光することが分かる。従って、本発明の発光層表面が特定の凹凸形状である発光電気化学素子は、発光層が凹凸形状を有さない発光電気化学素子に比較して優れた発光特性を発揮することが分かる。   As is clear from the results in Table 3, Examples 1 and 2 exhibited about 1.5 times the luminance in comparison with Comparative Examples 1 and 2, respectively. It can also be seen that Example 2 emits white light. Therefore, it can be seen that the light-emitting electrochemical element in which the surface of the light-emitting layer of the present invention has a specific concavo-convex shape exhibits excellent light-emitting characteristics as compared with a light-emitting electrochemical element in which the light-emitting layer does not have a concavo-convex shape.

1、1’ 光学基板
2 支持基板層
3 凹凸構造層
4、4’ 第1電極
5、5’ 発光層
6、6’ 第2電極
7 下地材料層
8 フィルム状モールド
8a 基板部
8b 凹凸部
9 押圧ロール
10 剥離ロール
100、100’ 発光電気化学素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 'Optical substrate 2 Supporting substrate layer 3 Uneven structure layer 4, 4' 1st electrode 5, 5 'Light emitting layer 6, 6' 2nd electrode 7 Base material layer 8 Film-shaped mold 8a Substrate part 8b Uneven part 9 Press Roll 10 Peeling roll 100, 100 'Light emitting electrochemical element

Claims (17)

光学基板、第1電極、発光層及び第2電極の順番の積層構造を有する発光電気化学素子において、
前記発光層が、導電性ポリマー、ポリマー電解質及び電解塩を含有し、
前記発光層の少なくとも片面が凹凸形状を有する、
発光電気化学素子。
In a light-emitting electrochemical element having a laminated structure in the order of an optical substrate, a first electrode, a light-emitting layer, and a second electrode,
The light emitting layer contains a conductive polymer, a polymer electrolyte and an electrolytic salt,
At least one surface of the light emitting layer has an uneven shape,
Luminescent electrochemical element.
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加されることにより、前記導電性ポリマーが発光する、
請求項1に記載の発光電気化学素子。
When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the conductive polymer emits light.
The light-emitting electrochemical device according to claim 1.
前記導電性ポリマーが、少なくとも導電性ポリマーA及び導電性ポリマーBから構成され、
前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBの最高被占軌道(HOMO)間、又は最低空軌道(LUMO)間のエネルギー差の絶対値が0.5eV以下である、
請求項1に記載の発光電気化学素子。
The conductive polymer is composed of at least a conductive polymer A and a conductive polymer B,
The absolute value of the energy difference between the highest occupied orbit (HOMO) or the lowest unoccupied orbit (LUMO) between the conductive polymer A and the conductive polymer B is 0.5 eV or less.
The light-emitting electrochemical device according to claim 1.
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加されることにより、前記導電性ポリマーAが青色〜青緑色発光し、前記導電性ポリマーBが赤色〜赤橙色発光することで白色発光する、
請求項3に記載の発光電気化学素子。
When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, the conductive polymer A emits blue to blue green light, and the conductive polymer B emits red to red orange light to emit white light. To
The light-emitting electrochemical device according to claim 3.
前記光学基板は、支持基板層と凹凸構造層との積層体であり、
前記凹凸構造層は前記支持基板層と接していない表面に凹凸形状を有する、
請求項1〜4の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The optical substrate is a laminate of a support substrate layer and an uneven structure layer,
The concavo-convex structure layer has a concavo-convex shape on a surface not in contact with the support substrate layer,
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 1 to 4.
前記発光層の凹凸形状の凸部の延伸方向が、平面視上不規則に分布している、
請求項1〜5の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The extending direction of the convex and concave portions of the light emitting layer is irregularly distributed in plan view,
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 1 to 5.
前記第1電極と前記第2電極との間に電圧が印加されることにより、前記導電性ポリマーA及び/又は前記導電性ポリマーBにより励起錯体が形成され、前記励起錯体から蛍光が発光される、
請求項3〜6の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
When a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, an exciplex is formed by the conductive polymer A and / or the conductive polymer B, and fluorescence is emitted from the exciplex. ,
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 3 to 6.
前記励起錯体は、前記導電性ポリマーA同士若しくは前記導電性ポリマーB同士により形成されたエキサイマー、又は前記導電性ポリマーAと前記導電性ポリマーBとの間に形成されたエキサイプレックス若しくはエレクトロプレックスであり、それぞれエキサイマー蛍光、エキサイプレックス蛍光又はエレクトロプレックス蛍光を発光する、
請求項7に記載の発光電気化学素子。
The exciplex is an excimer formed between the conductive polymers A or the conductive polymers B, or an exciplex or an electroplex formed between the conductive polymer A and the conductive polymer B. , Emitting excimer fluorescence, exciplex fluorescence or electroplex fluorescence, respectively,
The light-emitting electrochemical element according to claim 7.
前記導電性ポリマーAは、フルオレン骨格を有する導電性ポリマーである、
請求項3〜8の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The conductive polymer A is a conductive polymer having a fluorene skeleton.
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 3 to 8.
前記フルオレン骨格を有する導電性ポリマーは、式(1)で表される化合物である、
請求項9に記載の発光電気化学素子。
[式(1)中、Rは炭素数1〜20のアルキル基であり、mは重合度を示し、5以上の整数を表す。]
The conductive polymer having a fluorene skeleton is a compound represented by the formula (1).
The light-emitting electrochemical device according to claim 9.
[In Formula (1), R is a C1-C20 alkyl group, m shows a polymerization degree and represents the integer of 5 or more. ]
前記導電性ポリマーBは、フェニレンビニレン骨格を有する導電性ポリマー及びチオフェン骨格を有する導電性ポリマーから選択される少なくとも一種の導電性ポリマーである、
請求項3〜10の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The conductive polymer B is at least one conductive polymer selected from a conductive polymer having a phenylene vinylene skeleton and a conductive polymer having a thiophene skeleton.
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 3 to 10.
前記フェニレンビニレン骨格を有する導電性ポリマーは、式(2)又は(3)で表される化合物、及び前記チオフェン骨格を有する導電性ポリマーは式(4)で表される化合物である、
請求項11に記載の発光電気化学素子。
[式(2)中、Wは重合度を示し、5以上の整数を表す。]
[式(3)中、Xは重合度を示し、5以上の整数を表す。]
[式(4)中、Y及びZは重合度を示し、それぞれ独立に、5以上の整数を表し、同じであっても異なっていてもよい。]
The conductive polymer having a phenylene vinylene skeleton is a compound represented by formula (2) or (3), and the conductive polymer having a thiophene skeleton is a compound represented by formula (4).
The light-emitting electrochemical device according to claim 11.
[In Formula (2), W shows a polymerization degree and represents an integer greater than or equal to 5. ]
[In Formula (3), X represents a polymerization degree and represents an integer of 5 or more. ]
[In Formula (4), Y and Z show the degree of polymerization, each independently represents an integer of 5 or more, and may be the same or different. ]
前記ポリマー電解質は、ポリエチレンオキサイドである、
請求項1〜12の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The polymer electrolyte is polyethylene oxide.
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 1 to 12.
前記導電性ポリマーAは、ポリ(9,9−ジ−n−ドデシルフルオレニル−2,7−ジイル)である、
請求項3〜13の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The conductive polymer A is poly (9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl).
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 3 to 13.
前記導電性ポリマーBは、ポリ[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシロキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ[2-メトキシ−5−(3′,7′-ジメチルオクチルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン]、ポリ[オクチル−チオフェン]、ポリ[デシロキシ−チオフェン]、及びオクチル−チオフェンとデシロキシ−チオフェンとのコポリマーから選択される少なくとも一以上の導電性ポリマーである、
請求項3〜14の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The conductive polymer B is poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylenevinylene], poly [2-methoxy-5- (3 ′, 7′-dimethyloctyloxy) 1,4-phenylene vinylene], poly [octyl-thiophene], poly [decyloxy-thiophene], and at least one conductive polymer selected from a copolymer of octyl-thiophene and desiloxy-thiophene,
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 3 to 14.
前記発光層の凹凸形状の凹凸の平均ピッチが、100〜1500nmであり、前記凹凸構造層の凹凸深さの標準偏差が、10〜100nmである、
請求項1〜15の何れか一項に記載の発光電気化学素子。
The average pitch of the concavo-convex shape of the light emitting layer is 100 to 1500 nm, and the standard deviation of the concavo-convex depth of the concavo-convex structure layer is 10 to 100 nm.
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 1 to 15.
請求項1〜16の何れか一項に記載の発光電気化学素子、及び該発光電気化学素子の第1電極と第2電極の間に電圧を印加する電圧部を有する、
発光装置。
The light-emitting electrochemical element according to any one of claims 1 to 16, and a voltage unit for applying a voltage between the first electrode and the second electrode of the light-emitting electrochemical element,
Light emitting device.
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