JP6290888B2

JP6290888B2 - 透明ｏｌｅｄ光抽出器

Info

Publication number: JP6290888B2
Application number: JP2015528530A
Authority: JP
Inventors: ラマンスキーサージェイ; アレフェギデウォン; エル．ベールマンキース; ジェイ．マックマンスティーブン; エー．アニム−アドジョナサン; エー．トルバートウィリアム
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2033-08-15
Also published as: US9537116B2; JP2015529959A; US20170301888A1; US20170110690A1; CN104813500B; CN104813500A; CN108878685A; KR102140985B1; WO2014031421A1; US20150228931A1; KR20150046128A

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、本明細書と同日付で出願された米国特許出願「ＭＩＣＲＯＣＡＶＩＴＹＯＬＥＤＬＩＧＨＴＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ」（代理人整理番号第７０１１５ＵＳ００２号）に関するものであり、これは本明細書において参照として組み込まれる。

有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置は、カソードとアノードとの間に挟まれたエレクトロルミネセント有機材料の薄膜を含み、これらの電極の一方又は両方は透明な伝導体である。電圧がこれらの装置に印加されると、電子及び正孔は、それぞれ対応する電極から注入されて、放射性励起子の中間生成物を介してエレクトロルミネセント有機材料内に再結合する。

ＯＬＥＤ装置において、生成した光の７０％以上が装置構造体内のプロセスのために典型的には失われる。より高い屈折率の有機層及びインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層とより低い屈折率の基材層との間のインタフェースでの光の捕捉が、この低い抽出効率の１つの原因である。放射された光の比較的少量のみが、透明な電極を通って「有用な」光として現われ得る。光の大半は内部反射し、その結果、光は、装置の縁部から放射されるか、あるいは装置内で捕捉され、また繰り返されるパスを作った後、最終的には装置内で吸収されて失われる。光取り出しフィルムは、装置内におけるこのような導波損失を低減させ得る、内部ナノ構造を使用する。

アクティブマトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイは、ディスプレイ市場において、優位に立ちつつある。可動性ＡＭＯＬＥＤディスプレイはほとんど全て、ＯＬＥＤが反射性下部電極の上部に配置される、いわゆる上部発光設計によりもたらされるが、テレビ市場は、反射性電極がＯＬＥＤ有機層の後に堆積される、いわゆる下部発光設計に依存する傾向にある。ＡＭＯＬＥＤテレビの下部発光設計は、輝度角度のより良好な制御、より単純な製造プロセス、及びより大きな画素サイズを備えながら適度に高い口径比を達成する能力という観点（prospective）から魅力的である。しかしながら、アウトカップリング（光抽出）又は周辺光コントラストなどの、重要な光学的パラメータを制御するための、下部発光設計は限定的である。

本開示は、透明ＯＬＥＤ設計に基づく、ＡＭＯＬＥＤディスプレイを含む新規の発光装置を提示し、積層ナノ構造化光取り出しフィルムは、軸方向の、合計光学ゲイン、加えて改善された角輝度及び色を生じ得る。一般的に、サブミクロンの積層抽出器を備える透明ＡＭＯＬＥＤディスプレイは（ａ）透明装置の両側での光アウトカップリングのための透明基材上の抽出器、又は（ｂ）下部発光（ＢＥ）ＡＭＯＬＥＤの下部からの光アウトカップリングをもたらすための、反射性フィルム上の抽出器、又は（ｃ）ＢＥＡＭＯＬＥＤの下部からのアウトカップリングをもたらし、かつ周囲光コントラストを改善するための、光吸収フィルム上の抽出器を含む。

一態様において、本開示は、上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、上部電極、反対側の下部電極、及び背面板はそれぞれ、ＯＬＥＤ装置により発される光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、上部電極と直接隣接するように配置されたキャッピング層と、キャッピング層と隣接するように配置された光取り出しフィルムとを備える、発光装置を提示する。光取り出しフィルムは、基材、基材に適用されたナノ構造の層、及びナノ構造の上に、キャッピング層と隣接するように配置されたバックフィル層を含み、バックフィル層はナノ構造の屈折率よりも高い屈折率を有する。特定の一実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光に対して実質的に透明な材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板、及び基材を通過することができる。別の特定の実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に反射する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる。更に別の特定の実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に吸収する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる。

別の態様において、本開示は、発光装置のアレイを含むアクティブマトリックス発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）装置を提示し、各発光装置は、上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、上部電極、反対側の下部電極、及び背面板はそれぞれ、ＯＬＥＤ装置により発される光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、上部電極と直接隣接するように配置されたキャッピング層とを含む。ＡＭＯＬＥＤ装置は、発光装置のアレイの上に配置された光取り出しフィルムを更に含み、光取り出しフィルムはキャッピング層と隣接している。光取り出しフィルムは、基材、基材に適用されたナノ構造の層、及びナノ構造の上に、キャッピング層と隣接するように配置されたバックフィル層を含み、バックフィル層はナノ構造の屈折率よりも高い屈折率を有する。特定の一実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光に対して実質的に透明な材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板、及び基材を通過することができる。別の特定の実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に反射する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる。更に別の特定の実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に吸収する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる。

更に別の態様において、本開示は、複数の発光装置を含む画像表示装置を提示し、各発光装置は、上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、上部電極、反対側の下部電極、及び背面板はそれぞれ、ＯＬＥＤ装置により発される光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、上部電極と直接隣接するように配置されたキャッピング層とを含む。画像表示装置は更に、キャッピング層と隣接するように配置された光取り出しフィルム、及び各発光装置を起動することができる電子回路を含む。光取り出しフィルムは、基材、基材に適用されたナノ構造の層、及びナノ構造の上に、キャッピング層と隣接するように配置されたバックフィル層を含み、バックフィル層はナノ構造の屈折率よりも高い屈折率を有する。特定の一実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光に対して実質的に透明な材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板、及び基材を通過することができる。別の特定の実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に反射する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる。更に別の特定の実施形態において、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に吸収する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる。

上記の概要は、本開示のそれぞれの開示される実施形態又は全ての実現形態を説明することを目的としたものではない。以下の図面及び詳細な説明により、実例となる実施形態をより詳細に例示する。

本明細書の全体を通じ、同様の参照符合が同様の要素を示す添付の図面を参照する。図中、
透明光取り出しフィルムを含む発光装置の断面概略図を示す。反射光取り出しフィルムを含む発光装置の断面概略図を示す。吸収光取り出しフィルムを含む発光装置の断面概略図を示す。対照装置及び光抽出器を積層した装置における、効率性対輝度を示す。対照装置及び光抽出器を積層した装置における、効率性対輝度を示す。

図は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。図中、用いられる同様の番号は同様の構成要素を示すものとする。しかしながら、ある図においてある構成要素を示すための数字の使用は、同じ数字により示された別の図における構成要素を限定しようとするものではない。

本開示は、透明ＯＬＥＤ設計に基づく、ＡＭＯＬＥＤディスプレイを含む新規の発光装置について記載し、積層したナノ構造光取り出しフィルムは、軸方向の合計光ゲインを生成し、更に改善された角度輝度、及び色を生じ得る。一般的に、サブミクロンの積層抽出器を備える透明ＡＭＯＬＥＤディスプレイは（ａ）透明装置の両側での光アウトカップリングのための透明基材上の抽出器、又は（ｂ）下部発光（ＢＥ）ＡＭＯＬＥＤの下部からの光アウトカップリングをもたらすための、反射性フィルム上の抽出器、又は（ｃ）ＢＥＡＭＯＬＥＤの下部からのアウトカップリングをもたらし、かつ周囲光コントラストを改善するための、光吸収フィルム上の抽出器を含む。

本開示の実施形態は、ＯＬＥＤ装置のための光取り出しフィルム及びその使用に関する。光取り出しフィルムの例は、米国特許出願公開番号第２００９／００１５７５７号、及び同第２００９／００１５１４２号、並びにまた同時継続米国特許出願番号第１３／２１８６１０号（代理人整理番号第６７９２１ＵＳ００２号）に記載される。

以下の説明文では、本明細書の一部を構成し、例として示した添付の図面を参照する。本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され実施され得る点を理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で解釈されるべきではない。

特に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される構造体の大きさ、量、物理的特性を表わす全ての数字は、全ての場合において「約」なる語により修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、上記の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、当業者が本明細書に開示される教示を用いて得ようとする所望の特性に応じて異なり得る近似値である。

本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」には、その内容によって明らかに示されない限りは複数の指示対象物を有する実施形態が含まれる。内容によってそうでないことが明らかに示されない限り、本明細書及び添付の「特許請求の範囲」において使用するところの「又は」なる語は、「及び／又は」を含めた意味で広く用いられる。

これらに限定されるものではないが、「下側」、「上側」、「下」、「下方」、「上方」、及び「〜の上」などの空間的に関連した語は、本明細書において用いられる場合、ある要素の別の要素に対する空間的関係を述べるうえで説明を容易にする目的で用いられる。このような空間的に関連した語には、図に示され、本明細書に述べられる特定の向き以外に、使用又は作動中の装置の異なる向きが含まれる。例えば、図に示される物体が反転又は裏返されるならば、その前には他の要素の下方又は下として述べられた部分は、これらの他の要素の上となるであろう。

本明細書で使用されるとき、ある要素、部材若しくは層が、例えば別の要素、部材若しくは層と「一致する境界面」を形成する、これらの「上にある」、これらと「接続される」、「結合される」、若しくは「接触する」として述べられる場合、その要素、部材若しくは層は、例えば、特定の要素、部材若しくは層の直接上にあるか、これらと直接接続されるか、直接結合されるか、直接接触してよく、又は介在する要素、部材若しくは層が特定の要素、部材若しくは層の上にあるか、これらと接続されるか、結合されるか、若しくは接触しうる。例えばある要素、部材又は層が、別の要素の「直接上にある」、別の要素に「直接接続される」、「直接結合する」、又は「直接接触する」ものとして表される場合、介在する要素、部材又は層は存在しない。

ＯＬＥＤ外部効率は、高解像度ディスプレイから照明に及ぶ範囲における全てのＯＬＥＤ用途において考慮すべきパラメータであるが、これはこのパラメータが、電力消費、輝度、及び耐用寿命などの重要な装置の特性に影響するためである。ＯＬＥＤ積層体自体の内部（例えば、高屈折率有機層、及びインジウムスズ酸化物内における導波様式）、中間的屈折率の基材の内部における光学的損失、かつ電極（カソード又はアノード）の金属の表面プラズモンポラリトンにおける励起子消光により、ＯＬＥＤ外部効率が制限され得ることが示された。最大可能内部効率を有する装置において、上記の損失により、この効率性の約７５〜８０％が内部で消散し得る。加えて、ディスプレイ用途において、光の５０％超が、例えば、アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）周囲光コントラストを改善するために使用される円偏光子内で消失し得る。現在のＡＭＯＬＥＤディスプレイにおいて行われる光抽出の改善に対処する主な手法は、強力な光学マイクロキャビティを含み、これは一定の（通常約１．５Ｘ）軸方向及び合計ゲインを可能にするが、有意な輝度及び色角度の問題を誘発し得る。

本開示は、下部発光、及び透明ＡＭＯＬＥＤディスプレイ、画像表示装置を含む、発光装置の光学的設計の改善のための技術について記載し、これはまた上部発光（ＴＥ）ＡＭＯＬＥＤ装置、及びディスプレイにも適用できる。いくつかの場合において、これらの技術はまた、透明又は下部発光ＯＬＥＤ照明に適用され得る。

特定の一実施形態において、本開示は、ＯＬＥＤ積層体の一方の表面（例えば、上部）にのみ光学的に結合される（例えば、積層される）光取り出しフィルムを備え、装置の両側（すなわち、下部及び上部）に同様の光抽出効果及び輝度角度の改善をもたらす、透明ＡＭＯＬＥＤディスプレイを提示する。

特定の一実施形態において、本開示は、ミラーフィルム基材へとコーティングされた取り出しフィルム（例えば、高反射率（ＥＳＲ）フィルムなどの多層光学フィルム、又は銀、金、アルミニウム、又は金属合金を含む表面ミラー）を製造し、このようなフィルムを透明ＯＬＥＤ積層体の上部へと光学的に結合する（例えば、積層により）ことにより得られる、改善された光抽出／広い角度性能を備える、下部発光ＡＭＯＬＥＤディスプレイを提示する。

特定の一実施形態において、本開示は、黒色／吸収性フィルム基材などの、光吸収基材上に配置される取り出しフィルムを製造し、このようなフィルムを透明ＯＬＥＤ積層体の上部へと光学的に結合する（例えば、積層により）ことにより得られる、改善された光抽出／広い角度性能、及び改善された周囲光コントラストを備える、下部発光ＡＭＯＬＥＤディスプレイを提示する。

例えば、米国特許出願公開番号第２００９／００１５７５７号、及び同第２００９／００１５１４２号において、１．５〜２．２Ｘの係数のＯＬＥＤ輝度向上が、ナノ構造の（サブミクロン）ＯＬＥＤ光抽出器により示されている。しかしながら、公開されている文献に報告される事例の多くが、ナノ構造の抽出器の上部にＯＬＥＤ積層体を構築することについて記載している。このようなフィルム上に下部発光ＯＬＥＤディスプレイを構築する概念は魅力的であるが、未だ不可能である。下部発光（ＢＥ）ＯＬＥＤディスプレイは典型的には、抽出器構造上に、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）背面板を構築することを必要とする。背面板の製造に使用されるプロセスは、要求が多く、かつ積極的であるため、ＢＥ装置においてこのようなナノ構造を使用するための障害を呈する。例えば、背面板の製造中に、基材にかかる熱的及び化学的負荷は、影響を受けやすい基材品質に悪影響を及ぼし得る。いくつかの場合において、ＬＴＰＳ背面板の珪素を処理するために、３５０℃〜６００℃もの高温が使用されることがあり、これは背面板の製造の前に抽出器フィルムを適用することを、ほぼ不可能とは言わないまでも、非常に難しいものとする。

例えば、本明細書と同日付で出願された、同時継続米国仮特許出願、表題「ＭＩＣＲＯＣＡＶＩＴＹＯＬＥＤＬＩＧＨＴＥＸＴＲＡＣＴＩＯＮ」（代理人整理番号第７０１１５ＵＳ００２号）に示されるように、高屈折率の光結合層を介して、抽出器フィルムが上部発光（ＴＥ）マイクロキャビティＯＬＥＤに光学的に結合されるとき、有意な光学的ゲイン、及び輝度／色角度の均一性における改善が見られた。抽出器のマイクロキャビティＯＬＥＤへの適用は、最も積極的で影響を受けやすいディスプレイ製造工程が完了した後に行われるために、積層取り出しフィルムの概念は、魅力的である。

図１Ａは、本開示の一態様に係る発光装置１００の断面概略図を示す。図１において、透明な装置の両側における光アウトカップリングのために、透明基材上に抽出器が設けられている。発光装置１００は、キャッピング層１２２に隣接して配置される、透明光取り出しフィルム１１０ａを含む。キャッピング層１２２は、ＯＬＥＤ装置１２０の上部電極１２４に直接隣接するように配置される。特定の一実施形態において、発光装置１００は、ＡＭＯＬＥＤ表示装置の新規の部分、又は当業者に既知の駆動電子装置を含む画像表示装置の一部であり得る。透明光取り出しフィルム１１０ａは、実質的に透明な基材１１２ａ（可撓性又は剛性）、ナノ構造１１５を含むナノ構造層１１４、及びナノ構造１１５上に実質的に平坦な表面１１７を形成し得るバックフィル層１１６を含み得る。バックフィル層１１６は、ナノ構造層１１４の屈折率よりも高い屈折率を有する材料を含む。用語「実質的に平坦な表面」は、バックフィル層が下にある層を平面にすることを意味するが、わずかな表面のばらつきが実質的に平坦な表面に存在してもよい。バックフィル層の平坦な表面がＯＬＥＤ装置１２０の光出力表面に対して配置されると、ナノ構造は、ＯＬＥＤ装置１２０からの光出力を少なくとも部分的に高める。平坦な表面１１７は、ＯＬＥＤ光出力表面に直接当てて、又は平坦な表面と光出力表面との間の別の層を介して、配置されてもよい。

ＯＬＥＤ装置１２０は、下部電極１２８、エレクトロルミネッセンス有機材料１２６、及び上部電極１２４を有するＯＬＥＤを含み、更にこれが実質的に透明な背面板１３０上に配置され得る。当業者に既知であるように、電極１２４及び下部電極１２８はそれぞれ、透明なカソード及び透明なアノードであり得る。エレクトロルミネッセンス有機材料１２６内で生成される光は、上部電極１２４及び下部電極１２８を通じてＯＬＥＤ装置１２０から逃れ得る。いくつかの場合において、上部電極は、約５００ｎｍ未満、又は約３００ｎｍ未満、又は約１００ｎｍ未満、又は約５０ｎｍ未満、又は更に約３０ｎｍ未満の厚さを有する透明な導電性酸化物などの、金属酸化物を含む、透明電極であり得る。ＯＬＥＤ装置１２０は更に、上部電極１２４と直接隣接するように配置される、キャッピング層１２２を更に含む。キャッピング層１２２が、一般的に少なくともエレクトロルミネッセンス有機材料１２６よりも大きい、十分に高い屈折率を有する場合、ＯＬＥＤ装置１２０からの光抽出の効率が改善され得る。

いくつかの場合において、キャッピング層は、約１．８、又は約１．９、又は約２．０以上の屈折率を有し得る。本明細書において使用するとき、屈折率とは、特に指定のない限り、５５０ｎｍの波長を有する光の屈折率を指す。特定の一実施形態において、キャッピング層は、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、又はこれらの組み合わせを含む。特定の一実施形態において、セレン化亜鉛を含むキャッピング層が好ましい場合がある。いくつかの場合において、キャッピング層は、約６０ｎｍ〜４００ｎｍの厚さを有する。キャッピング層の厚さは（所望により）、ＯＬＥＤ積層体内の、導波損失モードを抽出器へと最も効率的に結合するために最適化され得る。キャッピング層は上記の光学的機能を有するが、これはまた、いくつかの場合においてはＯＬＥＤ有機材料の、取り出しフィルム構成要素から（例えば、取り出しフィルムをＯＬＥＤ装置に適用するために使用される光結合層／接着剤から）の追加的な保護をもたらし得る。したがって、キャッピング層が、ＯＬＥＤ光取り出しフィルムの構成要素に対して、いくつかのレベルの障壁特性を呈することが望ましい場合がある。

透明な光取り出しフィルム１１０ａは、典型的には、ＯＬＥＤ装置１２０に適用される別個のフィルムとして作製される。例えば、光結合層１１８を使用して、透明光取り出しフィルム１１０ａをＯＬＥＤ装置１２０の光出力表面に光学的に結合することができる。光結合層１１８は、透明光取り出しフィルム１１０ａ、ＯＬＥＤ装置１２０、又は両方に適用され得、これは透明な光取り出しフィルム１１０ａのＯＬＥＤ装置１２０への適用を促進するために、接着剤により実施されてもよい。別個の光結合層１１８の代替としては、バックフィル層１１６の光学機能及び平坦化機能、並びに光結合層１１８の接着機能が同じ層で行なわれるように、バックフィル層１１６が高屈折率の接着剤からなってもよい。光結合層、及びそれらを使用して光取り出しフィルムをＯＬＥＤ装置に積層するプロセスの例は、例えば、２０１１年３月１７日に出願された米国特許出願第１３／０５０３２４号、表題「ＯＬＥＤＬｉｇｈｔＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＦｉｌｍｓＨａｖｉｎｇＮａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄＰｅｒｉｏｄｉｃＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」に記載されている。

透明光取り出しフィルム１１０ａのナノ構造１１５は、粒子状ナノ構造、非粒子状ナノ構造、又はこれらの組み合わせであり得る。いくつかの場合において、非粒子状ナノ構造は、工学処理されたナノスケールパターンを有する、工学処理されたナノ構造を含み得る。ナノ構造１１５は、基材と一体的に、又は基材に適用される層内に形成され得る。例えば、ナノ構造は、低屈折率の材料を基材に適用し、続いて材料をパターン化することで基材上に形成することができる。いくつかの場合において、ナノ構造は、実質的に透明な基材１１２の表面内にエンボス加工され得る。工学処理されたナノ構造は、少なくとも１つの寸法、例えば、幅が１マイクロメートル未満である構造である。工学処理されたナノ構造は、個々の粒子ではないが、工学処理されたナノ構造を形成するナノ粒子から構成されてもよく、ナノ粒子は、工学処理された構造の外形寸法よりも著しく小さい。

透明光取り出しフィルム１１０ａ用の工学処理されたナノ構造は１つの寸法のみに周期的である意味の一次元（１Ｄ）であり得る。すなわち、最近傍の特徴は、直行方向に沿ってではなく、表面に沿って一つの方向に等しい間隔を置く。１Ｄのナノ周期構造の場合には、隣接した周期的特徴間の間隔は１マイクロメートル未満である。一次元の構造としては、例えば、連続的若しくは細長いプリズム若しくはリッジ、又は線形格子が挙げられる。いくつかの場合において、ナノ構造層１１４は、可変ピッチを有するナノ構造１１５を含み得る。特定の一実施形態において、ナノ構造層１１４は、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ又はこれらの組み合わせのピッチを有するナノ構造を含み得る。

透明光取り出しフィルム１１０ａ用の工学処理されたナノ構造はまた、２つの寸法に周期的である意味の二次元（２Ｄ）であり得る。すなわち、最近傍の特徴は、表面に沿って２つの異なる方向に等しい間隔を置く。工学処理されたナノ構造の実施例はまた、例えば、２０１１年８月２６日に出願された、米国特許出願番号第１３／２１８，６１０号（代理人整理番号第６７９２１ＵＳ００２号）に見出すことができる。２Ｄナノ構造の場合において、両方向における間隔は１マイクロメートル未満である。２つの異なる方向の間隔は異なってもよいことに留意されたい。二次元の構造としては、例えば、レンズレット、ピラミッド、台形、丸形若しくは角形の柱、又はフォトニック結晶構造が挙げられる。二次元の構造の他の例としては、米国特許出願公開第２０１０／０１２８３５１号に記載されるような湾曲面を持つ円錐構造が挙げられる。

透明光取り出しフィルム１１０ａ用の基材、ナノ構造、及びバックフィル層の材料は、上記の公開された特許出願に提示されている。例えば、基材は、ガラス、ＰＥＴ、ポリイミド、ＴＡＣ、ＰＣ、ポリウレタン、ＰＶＣ、又は可撓性ガラスで実行することができる。透明な光取り出しフィルム１１０ａを作製するプロセスはまた、上記の公開された特許出願に提示されている。必要に応じて、光取り出しフィルムを組み入れるデバイスを湿気又は酸素から守るために、基材はバリアフィルムを備えて実行することができる。バリアフィルムの例は、米国特許出願公開第２００７／００２０４５１号及び米国特許第７，４６８，２１１号に開示されている。

発光装置１００の上部電極１２４及び下部電極１２８に電圧が印加されると、これらの各電極から電子及び正孔が注入されて、放射性励起子１４０の中間生成物を介してエレクトロルミネセント有機材料１２６内で再結合する。放射性励起子１４０は、実質的に透明な基材１１２ａを通過することにより、発光装置１００から出る上部発射光線１４２と、実質的に透明な背面板１３０を通過することにより発光装置１００から出る下部発射光線１４４ａを生成する。上部発射光線１４２は、上方半角θ１内の光を含む、上方光線１４３内に含まれ、下部発射光線１４４ａは、下方半角θ２内の光を含む、下部光線１４５ａ内に含まれる。透明な光取り出しフィルム１１０ａの存在は、発光装置の角度（すなわち、上部光線１４３の上方半角θ１の広がりの大きさ、及び下部光線１４５ａの下部半角θ２ａの広がりの大きさ）、及びまた輝度（すなわち、上部光線１４３及び下部光線１４５ａの大きさ）を向上させるか、ないしは別の方法で修正することができる。いくつかの場合において、上部半角θ１は、底部半角θ２ａと同等であり得、及び／又は上部光線１４３の大きさは、下部光線１４５ａの大きさと同等であり得るが、これは必須ではない。

図１Ｂは、本開示の一態様に係る発光装置１０１の断面概略図を示す。図１Ｂにおいて、表面反射器上の抽出器は、装置の下部からの光アウトカップリングをもたらし、反射器は、他所に記載されるように、装置の底部からのみ光を発射させる。図１Ｂに示される要素１１４〜１３０のそれぞれは、上記に述べた図１Ａに示される同様の参照番号で示された要素に対応している。例えば、図１Ｂの実質的に透明な背面板１３０は、図１Ａの実質的な背面板１３０と対応する、などである。

最も典型的なＯＬＥＤ設計（上部及び下部発光の両方）は反射性電極を含み、これは電荷注入だけではなく、ＯＬＥＤによりこのような反射電極に向けて発射される光の反射又は再方向付けもまた司る。これは通常、第２透明電極を通じて効率を改善することになる。図１Ｂに示される発光装置１０１は、装置の上部に反射性フィルムを設けることにより、このような光反射又は再方向付けをもたらす。フィルム反射器を備えるこのような装置は、金属性反射性電極を備える従来のＯＬＥＤと同程度に高効率であるものと予測され、これが示される。更に、図１Ｂに示される装置は光抽出ナノ構造を含むため、このような装置は、従来的なＯＬＥＤと比較してより高い効率性を有し得る。

発光装置１０１は、透明光取り出しフィルム１１０ａを含む図１Ａに示される発光装置１００とは対照的に、反射光取り出しフィルム１１０ｂを含む。反射光取り出しフィルム１１０ｂは、反射性基材１１２ｂを含み、透明光取り出しフィルム１１０ａは、実質的に透明な基材１１２ａを含む。図１Ｂに示される発光装置１０１の他の全ての構成要素は、図１Ａに示される発光装置１００の同様の構成要素と同一である。

反射性基材１１２ｂは、例えば、銀、アルミニウムなど、バルク金属及び表面蒸着金属、及び金属合金と、金属酸化物積層体など、無機及び有機多層フィルムの両方を含む多層誘電反射器と、３ＭＣｏｍｐａｎｙから入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＥＳＲフィルムなどの多層光学フィルムなどの有機多層フィルムと、これらの組み合わせとを含む、任意の好適な光反射性材料を含み得る。いくつかの場合において、ナノ構造１１５は、反射性基材１１２ｂの表面に直接エンボス加工され得る。

発光装置１０１の上部電極１２４及び下部電極１２８に電圧が印加されると、これらの各電極から電子及び正孔が注入されて、放射性励起子１４０の中間生成物を介してエレクトロルミネセント有機材料１２６内で再結合する。放射性励起子１４０は、上部電極１２４に向けられた上部発射光線１４２、及び底部電極１２８に、透明背面板１３０を通じて向けられた下部発射光線１４４ｂを生成する。上部発射光線１４２は反射性基材１１２ｂから、反射された上部発射光線１４６として反射され、これはまた、透明な背面板１３０を通じて方向付けられる。

反射した上部発射光線１４６は、反射した上方半角θ３内の光を含む、反射した上方光線１４７内に含まれ、下部発射光線１４４ｂは、下方半角θ２ｂ内の光を含む、下部光線１４５ｂ内に含まれる。反射光取り出しフィルム１１０ｂの存在は、発光装置の角度（すなわち、反射した上部光線１４７の反射した上方半角θ３の広がりの大きさ、及び下部光線１４５ｂの下部半角θ２ｂの広がりの大きさ）、及びまた輝度（すなわち、反射した上部光線１４７、及び下部光線１４５ｂの大きさ）を向上させるか、ないしは別の方法で修正することができる。いくつかの場合において、反射した上部半角θ３は、底部半角θ２ａと同等であり得、かつ／又は反射した上部光線１４７の大きさは、下部光線１４５ｂの大きさと同等であり得るが、これは必須ではない。

図１Ｃは、本開示の一態様に係る発光装置１０２の断面概略図を示す。図１Ｃにおいて、吸収性フィルム上の抽出器は、装置の下部からのアウトカップリングと共に、改善された周囲光コントラストをもたらし、吸収器は、他所に記載されるように、光が装置の下部のみから発射されるようにする図１Ｃに示されている要素１１４〜１３０はそれぞれ、前に記載されている、図１Ａ及び図１Ｂの同様の参照番号を付された要素に対応している。例えば、図１Ｃの実質的に透明な背面板１３０は、図１Ａ及び図１Ｂの実質的に透明な背面板１３０に対応する、などである。

装置の周囲光コントラストを改善するために、ＯＬＥＤディスプレイ内で黒色又は光吸収電極のいずれかを使用することが、他所に記載されている。しかしながら、このような装置は典型的には、このような電極が、ＯＬＥＤの発した光を吸収するために、更にかなりの光の損失を生じる。図１Ｃに示される発光装置１０２は、吸収性電極を備える装置と比較して、より高い光効率を生じ得るが、これは一部に、透明ＯＬＥＤ装置、及び吸収性基材上の光取り出しフィルムを含む、光学積層体に光抽出ナノ構造が組み込まれるためである。ＯＬＥＤ装置のいずれかの小平面上に積層された抽出器は、反対側の電極を通じて光アウトカップリングの改善をもたらす。

発光装置１０２は、透明な光取り出しフィルム１１０ａを含む図１Ａに示される発光装置１００、又は反射光取り出しフィルム１１０ｂを含む図１Ｂに示される発光装置１０１と対照的な、吸収光取り出しフィルム１１０ｃを含む。吸収光取り出しフィルム１１０ｃは、光吸収基材１１２ｃを含み、透明光取り出しフィルム１１０ａは実質的に透明な基材１１２ａを含み、反射光取り出しフィルム１１０ｂは反射性基材１１２ｂを含む。図１Ｃに示される発光装置１０２の他の全ての構成要素は、それぞれ図１Ａ及び図１Ｂに示される発光装置１００及び１０１の同様の構成要素と同一である。

光吸収基材１１２ｃは、任意の好適な光吸収材料、特に、基材上にコーティングされ、かつ基材全体に分散する、色素及び／又は染料、ミクロ構造化及び／又はミクロテクスチャー化した光吸収表面コーティング、並びにこれらの組み合わせを含む、可視光吸収材料を含み得る。いくつかの場合において、ナノ構造１１５は、光吸収基材１１２ｃの表面に直接エンボス加工され得る。

発光装置１０２の上部電極１２４及び下部電極１２８に電圧が印加されると、これらの各電極から電子及び正孔が注入されて、放射性励起子１４０の中間生成物を介してエレクトロルミネセント有機材料１２６内で再結合する。放射性励起子１４０は、上部電極１２４に向けられた上部発射光線１４２、及び底部電極１２８に、透明背面板１３０を通じて向けられた下部発射光線１４４ｃを生成する。上部発射光線１４２は、光吸収基材１１２ｃにより吸収される。

下部発射光線１４４ｃは、下部半角θ２ｃ内に光を含む、下部光線１４５ｃ内に含まれる。吸収光取り出しフィルム１１０ｃの存在は、発光装置の角度（すなわち、下部光線１４５ｃの下方半角θ２ｃの広がりの大きさ）、及びまた輝度（すなわち、下部光線１４５ｂの大きさ）を向上させるか、ないしは別の方法で修正することができる。吸収光取り出しフィルム１１０ｃの存在は更に、実質的に透明な背面板１３０から入る、任意の周囲光１５０を吸収することにより、発光装置１０２のコントラストを向上させる。

実施例における全ての部、百分率、比等は、特に明記しない限り、重量基準である。用いた溶媒及びその他の試薬は、特に異なる指定のない限り、Ｓｉｇｍａ−ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）から入手した。

調製例
Ｄ５１０安定した５０ｎｍＴｉＯ_２ナノ粒子分散液の調製
およそ５２％重量パーセントのＴｉＯ_２で分散したＴｉＯ_２ナノ粒子をＳＯＬＰＬＵＳＤ５１０と１−メトキシ−２−プロパノールとの存在下で、粉砕工程を用いて調製した。ＳＯＬＰＬＵＳＤ５１０をＴｉＯ_２の重量に基づいて２５重量パーセントの量で加えた。混合物を１０分間ＤＩＳＰＥＲＭＡＴミキサー（ＰａｕｌＮ．ＧａｒｄｎｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（ＰｏｍｐａｎｏＢｅａｃｈ，ＦＬ））を用いてあらかじめ混合し、次に、ＮＥＴＺＳＣＨＭｉｎｉＣｅｒＭｉｌｌ（ＮＥＴＺＳＣＨＰｒｅｍｉｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＬＬＣ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ））を４３００ｒｐｍ、０．２ｍｍＹＴＺ粉砕媒体、及び２５０ｍＬ／分の流量の条件で用いた。１時間の粉砕後、１−メトキシ−２−プロパノール中に分散した白いペースト状のＴｉＯ_２を得た。粒径は、ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＺＥＴＡＳＩＺＥＲＮａｎｏＺＳ（ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ（Ｗｅｓｔｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ））を用いて５０ｎｍ（Ｚ−平均粒子径）であると判定された。

高屈折率バックフィル溶液（ＨＩ−ＢＦ）の調製：
２０ｇのＤ５１０安定した５０ｎｍＴｉＯ_２溶液と、２．６ｇのＳＲ８３３Ｓと、０．０６ｇのＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４と、２５．６ｇの１−メトキシ−２−プロパノールと、３８．４ｇの２−ブタノンと、を混合して、均一の高屈折率バックフィル溶液を調整した。

４００ｎｍのピッチを有するナノ構造化フィルムの製造
最初に（合成単結晶ダイヤモンド（ＳｕｍｉｔｏｍｏＤｉａｍｏｎｄ（Ｊａｐａｎ））を使用して）米国特許第７，１４０，８１２号に記載されるような多重先端ダイヤモンド工具を作製することにより、４００ｎｍ「鋸歯状」格子フィルムを製造した。

次いで、このダイヤモンド工具を使用して、銅製ミクロ複製ロールを作製し、次いで、それを使用して、０．５％（２，４，６トリメチルベンゾイル）ジフェニルホスフィン酸化物を７５：２５のＰＨＯＴＯＭＥＲ６２１０及びＳＲ２３８のブレンド内に混合することによって作製されたポリマー性樹脂を用いる連続鋳造及び硬化プロセスにおいて、ＰＥＴフィルム上に４００ｎｍの１Ｄ構造を作製した。

ＨＩ−ＢＦ溶液を、ロール・ツー・ロール被覆プロセスを用いて、４．５ｍ／分（１５フィート／分）のウェブ速度及び５．１ｃｃ／分の分散吐出速度で、４００ｎｍピッチの１Ｄ構造のフィルム上に被覆した。被覆を室温で空気乾燥させ、その後８２℃（１８０°Ｆ）で更に乾燥させてから、ＦｕｓｉｏｎＵＶ−ＳｙｓｔｅｍｓＩｎｃ．（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）製のＨ−電球装備のＬｉｇｈｔ−Ｈａｍｍｅｒ６ＵＶプロセッサを、生産ライン速度４．５ｍ／分（１５フィート／分）、７５％ランプ電力、窒素雰囲気下で作動させて硬化させた。

（実施例１）
上部発光（ＴＥ）ＯＬＥＤ試験クーポンは、約１０^−６トール（０．０００１Ｐａ）の基礎圧力において、真空系において標準的な熱堆積を使用して、形成された。基材は、正方形の構成で４つの５×５ｍｍ画素を生成するようにパターン化された、０．５μｍ厚さのフォトレジストコーティング、及び８０ｎｍＩＴＯコーティングを備える、研磨したフロートガラス上に作製された。正方形の寸法を４×４ｍｍに縮小し、はっきりと画定された画素縁部をもたらすように、画素画定層（ＰＤＬ）が適用された。以下の構造が形成された：
基材／８０ｎｍＩＴＯ下部電極（カソード）／２０ｎｍＥＩＬ／２５ｎｍＥＴＬ／３０ｎｍＥＭＬ／１０ｎｍＨＴＬ２／１６５ｎｍＨＴＬ１／１００ｎｍＨＩＬ／８０ｎｍＩＴＯ上部電極（アノード）／２００ｎｍＭｏＯ３キャッピング層（ＣＰＬ）。

ここでＨＩＬ、ＨＴＬ、ＥＭＬ、及びＥＴＬとはそれぞれ、正孔注入、正孔輸送、発光、及び電子輸送層を表す。上部電極は、基材層と位置合わせさせるように、シャドーマスクによりパターン化された８０ｎｍＩＴＯを有した。正方形の寸法を４×４ｍｍに縮小し、はっきりと画定された画素縁部をもたらすように、画素画定層（ＰＤＬ）が適用された。キャッピング層（ＣＰＬ）は、２００ｎｍの厚さのＭｏＯ_３であった。ＭｏＯ_３に関し、公開された文献に引用される屈折率の典型的な値は、１．７〜１．９の範囲である。ＭｏＯ_３は、室温に維持された基材上に堆積され、これにより、「ＯｐｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＭｏＯ_３ｔｈｉｎｆｉｌｍｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｗａｖｅＣＯ_２ｌａｓｅｒ−ａｓｓｉｓｔｅｄｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ」（Ｃａｒｄｅｎａｓｅｔａｌ．，ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，Ｖｏｌ．４７８，Ｉｓｓｕｅｓ１〜２，Ｐａｇｅｓ１４６〜１５１，Ｍａｙ２００５）に報告されるように、６００ｎｍの波長において測定される、およそ１．７１の屈折率が生じる。

装置作製の後、かつ封入の前に、「４００ｎｍのピッチを有するナノ構造化フィルムの製造」に記載される高屈折率を有する裏込めした４００ｎｍピッチの１Ｄ対称抽出器が、米国仮特許出願第６１／６０４１６９号の実施例７に記載されるように調整された光結合層を使用して、各試験クーポンの４つの画素のうち２つに適用されたがただし、ポリマー−ＩＩの合成において、３．７ｇではなく、２．０ｇの３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが使用された。光結合層は、約１．７の屈折率を有した。抽出器積層は、不活性（Ｎ_２）雰囲気下において行われ、その後ＮａｇａｓｅＸＮＲ５５１６Ｚ−Ｂ１紫外線硬化性樹脂を蓋の周囲に適用することにより取り付けられたガラスの蓋の下で保護して、ＵＶ−Ａ光源で１６ジュール／ｃｍ^２で４００秒にわたり硬化させた。

製造された装置の電気的及び光学的性能が、標準的なＯＬＥＤ測定技術のセットを使用して評価され、これには、ＰＲ６５０カメラ（ＰｈｏｔｏＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ．，Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，ＣＡ）及びＫｅｉｔｈｌｅｙ２４００Ｓｏｕｒｃｅｍｅｔｅｒ（ＫｅｉｔｈｌｅｙＩｎｓｔｒｕｍｅｍｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）を使用した輝度−電流−電圧（ＬＩＶ）測定、ＡＵＴＲＯＮＩＣＣｏｎｏｓｃｏｐｅ（ＡＵＴＲＯＮＩＣ−ＭＥＬＣＨＥＲＳＧｍｂＨ，Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用した角輝度及びエレクトロルミネセンススペクトル測定、及びＰＲ６５０カメラを使用したゴニオメトリック測定が含まれる。ナノ構造を伴わない画素が対照として試験された。透明な装置の光学的特性は、装置の上部（積層側）及び下部の両方で評価された。

図２は、透明な対照及び積層装置の上部及び下部発光側の両方の典型的な軸方向効率性−輝度プロットを示す。図２において、上面発光対照の性能は「Ａ」と標識され、抽出器を積層された上面発光は「Ｂ」と標識され、下面発光対照は「Ｃ」と標識され、抽出器を積層された下面発光は「Ｄ」と標識される。約１．３Ｘの軸方向光学ゲインが、装置の積層側（上部）、及び下部で観察された。装置のコノスコープ像は、軸方向ＬＩＶ試験と一致して、装置の各側において約１．３Ｘの軸方向ゲインを示し、各側で最大１．４Ｘの合計ゲインを示す。装置の上部及び下部において、非常に似た輝度遠視野像が観察され、積層された抽出器が、双方向で抽出された光に影響する、同じ光学積層体の一部となったことを示す。

（実施例２）
透明なＯＬＥＤ装置は、実施例１に記載される手順に従って構築及び評価されるが、ガラス封入の直前に、２００ｎｍ厚さのＡｇフィルムが４つの画素全てに真空堆積されて（対照画素、及びナノ構造取り出しフィルムが積層された画素の両方）光を底部発光（ＢＥ）側のみに方向を変更した。

図３は、ＢＥ装置の軸方向効率性−輝度プロットを示し、ナノ構造抽出器を有する装置において、かなりの軸方向ゲイン（ほぼ２Ｘ）が得られたことがわかる。図３において、Ａｇコーティングのみを有する対照の性能は「Ａ」と標識され、Ａｇコーティング及び積層抽出器が積層されたサンプルは「Ｂ」と標識される。制御装置のコノスコープ輝度遠視野像、非常に典型的な幅広い輝度分布を示した一方で、輝度パターンは、ナノ構造抽出器を組み込む装置においては、特徴的な前方に向けられたバンドへと変化した。およそ２Ｘの軸方向の、合計光学ゲインが観察された。

実施例３−反射性取り出しフィルムの調整
４００ｎｍの構造を有するＰＥＴフィルムが、「４００ｎｍピッチを有するナノ構造化フィルムの作製」に記載されるように調整されたが、バックフィルは適用されなかった。フィルムは、０．６６ｍ（２６インチ）のより低電力の電極による反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、及び中央ガスポンピングに向けて構成された、市販のバッチプラズマシステム（Ｐｌａｓｍａ−Ｔｈｅｒｍ，Ｓｔ．Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇ，ＦＬより入手可能なＰｌａｓｍａ−ＴｈｅｒｍＭｏｄｅｌ３０３２）を使用してプラズマ処理された。チャンバは、乾式機械ポンプ（ＥｄｗａｒｄｓＵＳ，Ｓａｎｂｏｒｎ，ＮＹより入手可能なＥｄｗａｒｄｓＭｏｄｅｌｉＱＤＰ８０）を取り付けたルーツ送風機（ＥｄｗａｒｄｓＵＳ，Ｓａｎｂｏｒｎ，ＮＹより入手可能なＥｄｗａｒｄｓＭｏｄｅｌＥＨ１２００）によりポンピングされた。ＲＦ出力は、インピーダンス整合ネットワークを通じて３ｋＷ、１３．５６ＭＨｚのソリッドステート発生器（ＲＦＰｏｗｅｒＰｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｖｏｏｒｈｅｅｓ，ＮＪより入手可能なＲＦＰＰＭｏｄｅｌＲＦ３０Ｓ）によって供給した。システムは、５ｍＴｏｒｒ（０．７Ｐａ）の公称基本圧力を有する。ガス流量は、ＭＫＳ流量調整装置（ＭＫＳＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ａｎｄｏｖｅｒ，ＭＡ）によって制御した。サンプルはバッチプラズマ装置の低電力電極上に配置された。表面調整工程は、５００標準状態ｃｍ^３／分の流量、２００ワットのプラズマ電力で、３０秒にわたり、Ｏ_２を流すことにより行われた。プラズマ処理は、テトラメチルシランガスを１５０標準状態ｃｍ^３／分の流量、２００Ｗのプラズマ出力で１２０秒間流すことによって行われた。堆積中の圧力は、およそ２０ｍＴｏｒｒ（２．７Ｐａ）であった。ポストエッチは、５００標準状態ｃｍ^３／分の流量、３００ワットのプラズマ電力で、２０秒にわたり、Ｏ_２を流すことにより行われた。プラズマ処理が完了した後、チャンバを大気に通気し、サンプルを取り出した。

ＥＳＲのシート（ＥｎｈａｎｃｅｄＳｐｅｃｕｌａｒＲｅｆｌｅｃｔｏｒ，３ＭＣｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）が、耐溶剤ポリエステル樹脂溶液で下塗りされ、８０℃で３分間にわたり炉で乾燥させた。下塗り層の厚さは乾燥後、０．３マイクロメートルであった。ＥＳＲの下塗りしたシートは、７１℃（１６０°Ｆ）のホットプレート上の金属プレート上で、下塗りした面を上に向けて、配置された。プラズマ処理したナノ構造化ＰＥＴフィルムは、構造化面が下に向くようにして、ＥＳＲ上に配置された。テープの断片を使用して、双方のフィルムを互いに、その上縁部付近で取り付けた。ＰＥＴフィルムが下縁部から上げられ、ＵＶ硬化性多官能性ウレタンアクリレート樹脂の薄いビーズが、その上縁部付近のフィルムの間に適用された。ＰＥＴフィルムはその後、ＥＳＲに戻されて、樹脂ビーズが両方のフィルムと接触した。金属プレート及びフィルムがその後加熱された積層ニップに通されて、ＰＥＴフィルムとＥＳＲとの間で樹脂が薄く均等に広がった。使用された積層機は、ＧＢＣＣａｔｅｎａ３５（ＧＢＣＤｏｃｕｍｅｎｔＦｉｎｉｓｈｉｎｇ，Ｌｉｎｃｏｌｎｓｈｉｒｅ，ＩＬ）であり、ニップロールは、１１０℃（２３０°Ｆ）に設定され、「５」の速度設定が使用され、ニップは最も狭い位置まで閉じられた（「強いゲージ」と標識される）。

樹脂はその後、１００％出力にした、７９Ｗ／ｃｍ（６００Ｗ／インチ）ＦｕｓｉｏｎＤ−バルブの下を、ベルト式硬化ステーション上で金属プレート及びフィルムを通過させることにより硬化させた。ＰＥＴフィルムをＥＳＲフィルムの上にして、１２ｍ／分（４０ｆｔ／分）で２回通過させた。その後、複製されたＥＳＲからツールが剥離されて、構造を露出させた。ＥＳＲフィルム上に生じたナノ構造複製物が、ＨｉｔａｃｈｉＳ−４５００ＳＥＭ器具（Ｈｉｔａｃｈｉ，Ｌｔｄ．，Ｊａｐａｎ）を使用して、ＳＥＭにより評価された。本実施例において剥離は最適ではなく、一部の樹脂がツールフィルムに残ったが、ＳＥＭ画像は、ＥＳＲフィルムへの周期的ナノ構造の複製の高忠実度を示した。

以下は、本開示の実施形態の一覧である。

項目１は、上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、上部電極、反対側の下部電極、及び背面板のそれぞれが、ＯＬＥＤ装置が発する光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、上部電極に直接隣接するように配置されたキャッピング層と、キャッピング層に直接隣接するように配置された光取り出しフィルムであって、基材、基材に適用されたナノ構造の層、及びナノ構造の上にキャッピング層と隣接するように配置された、ナノ構造の屈折率よりも大きな屈折率を有する、バックフィル層を含む、光取り出しフィルムと、を含む、発光装置。

項目２は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光に対して実質的に透明な材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板、及び基材を通過することができる、項目１に記載の発光装置。

項目３は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に反射する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる、項目１又は項目２に記載の発光装置。

項目４は、ＯＬＥＤ装置により発される光を実質的に反射する材料は、反射性金属、無機誘電積層体、ポリマー多層フィルム、又はこれらの組み合わせを含む、項目３に記載の発光装置。

項目５は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に吸収する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる、項目１〜４に記載の発光装置。

項目６は、材料はまた、ＯＬＥＤ装置を通過する周囲可視光を実質的に吸収する、項目５に記載の発光装置。

項目７は、バックフィル層は、光取り出しフィルムをキャッピング層に結合するための接着剤を含む、項目１〜６に記載の発光装置。

項目８は、キャッピング層に直接隣接するように配置された接着性光学結合層を更に含む、項目１〜７に記載の発光装置。

項目９は、基材の主表面にエンボス加工を行うことにより、ナノ構造の層が基材に適用される、項目１〜８に記載の発光装置。

項目１０は、コーティングをパターン化することにより、ナノ構造の層が基材に適用される、項目１〜９に記載の発光装置。

項目１１は、ナノ構造の層は、粒子状ナノ構造、非粒子状ナノ構造、又はこれらの組み合わせを含む、項目１〜１０に記載の発光装置。

項目１２は、非粒子状ナノ構造は、工学処理されたナノスケールパターンを含む、項目１１に記載の発光装置。

項目１３は、バックフィル層は非散乱ナノ粒子充填層を含む、項目１〜１２に記載の発光装置。

項目１４は、上部電極及び反対の下部電極の少なくとも一方が、透明な導電性酸化物を含む、項目１〜１３に記載の発光装置。

項目１５は、透明な導電性酸化物が、約３００ｎｍ未満の厚さを有する、項目１４に記載の発光装置。

項目１６は、透明な導電性酸化物が、約１００ｎｍ未満の厚さを有する、項目１４に記載の発光装置。

項目１７は、透明な導電性酸化物が、約３０ｎｍ未満の厚さを有する、項目１４に記載の発光装置。

項目１８は、キャッピング層は、約１．７超の屈折率を有する材料を含む、項目１〜１７に記載の発光装置。

項目１９は、キャッピング層は、酸化モリブデン、インジウムスズ酸化物、セレン化亜鉛、又はこれらの組み合わせを含む、項目１〜１８に記載の発光装置。

項目２０は、キャッピング層は、約６０ｎｍ〜４００ｎｍの厚さを有する、項目１〜１９に記載の発光装置。

項目２１は、光取り出しフィルムが、可変ピッチを有するナノ構造を含む、項目１〜２０に記載の発光装置。

項目２２は、光取り出しフィルムは、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、又はこれらの組み合わせを有するナノ構造を含む、項目１〜２１に記載の発光装置。

項目２３は、発光装置のアレイを含む、アクティブマトリックス発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）装置であって、各発光装置は、上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、上部電極、反対側の下部電極、及び背面板のそれぞれが、ＯＬＥＤ装置が発する光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、上部電極に直接隣接するように配置されたキャッピング層と、発光装置のアレイの上に配置された光取り出しフィルムであって、基材、基材に適用されたナノ構造の層、及びナノ構造の上にキャッピング層と隣接するように配置された、ナノ構造の屈折率よりも大きな屈折率を有する、バックフィル層を含む、光取り出しフィルムと、を含む、アクティブマトリックス発光ダイオード装置。

項目２４は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光に対して実質的に透明な材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板、及び基材を通過することができる、項目２３に記載のＡＭＯＬＥＤ装置。

項目２５は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に反射する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる、項目２３又は項目２４に記載のＡＭＯＬＥＤ装置。

項目２６は、ＯＬＥＤ装置により発される光を実質的に反射する材料は、反射性金属、無機誘電積層体、ポリマー多層フィルム、又はこれらの組み合わせを含む、項目２５に記載のＡＭＯＬＥＤ装置。

項目２７は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に吸収する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる、項目２３又は項目２６に記載のＡＭＯＬＥＤ装置。

項目２８は、材料はまた、ＯＬＥＤ装置を通過する周囲可視光を実質的に吸収する、項目２７に記載のＡＭＯＬＥＤ装置。

項目２９は、バックフィル層は、光取り出しフィルムをキャッピング層に結合するための接着剤を含む、項目２３〜２６に記載の発光装置。

項目３０は、キャッピング層に直接隣接するように配置された接着性光学結合層を更に含む、項目２３〜２６に記載のＡＭＯＬＥＤ装置。

項目３１は、複数の発光装置を含む、画像表示装置であって、各発光装置は、上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、上部電極、反対側の下部電極、及び背面板のそれぞれが、ＯＬＥＤ装置が発する光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、上部電極に直接隣接するように配置されたキャッピング層と、キャッピング層に隣接するように配置された光取り出しフィルムと、各発光装置を起動することができる電子回路とを含み、光取り出しフィルムは、基材、基材に適用されたナノ構造の層、及びナノ構造の上にキャッピング層と隣接するように配置された、ナノ構造の屈折率よりも大きな屈折率を有する、バックフィル層を含む、画像表示装置。

項目３２は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光に対して実質的に透明な材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板、及び基材を通過することができる、項目３１に記載の発光装置。

項目３３は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に反射する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる、項目３１又は項目３２に記載の発光装置。

項目３４は、ＯＬＥＤ装置により発される光を実質的に反射する材料は、反射性金属、無機誘電積層体、ポリマー多層フィルム、又はこれらの組み合わせを含む、項目３３に記載の発光装置。

項目３５は、基材がＯＬＥＤ装置により発された光を実質的に吸収する材料を含み、これによりＯＬＥＤ装置により発された光が、背面板を通過することができる、項目３１〜３４に記載の発光装置。

項目３６は、材料はまた、ＯＬＥＤ装置を通過する周囲可視光を実質的に吸収する、項目３５に記載の発光装置。

項目３７は、複数の発光装置が、アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）装置を含む、項目３１〜３６に記載の画像表示装置。

別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲において用いる、機構の寸法、数量、及び物理特性を表す全ての数値は、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の「特許請求の範囲」で示される数値パラメータは、当業者が本明細書で開示される教示内容を用いて、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。

本明細書に引用される全ての参考文献及び刊行物は、それらが本開示と直接矛盾しうる場合を除き、それらの全容を参照によって本開示に明確に援用するものである。以上、本明細書において具体的な実施形態を図示、説明したが、様々な代替的かつ／又は等価的な実現形態を、図示及び説明された具体的な実施形態に本開示の範囲を逸脱することなく置き換えることができる点は当業者であれば認識されるところであろう。本出願は、本明細書において検討される具体的な実施形態のあらゆる適合例及び変形例を網羅しようとするものである。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されるものとする。

Claims

発光装置であって、
上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、前記上部電極、前記反対側の下部電極、及び前記背面板はそれぞれ、前記ＯＬＥＤ装置により発される光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、
前記上部電極と直接隣接するように配置されたキャッピング層と、
前記キャッピング層と隣接するように配置された光取り出しフィルムと、を備え、
前記光取り出しフィルムは、前記ＯＬＥＤ装置により発された光が背面板を通過するようにＯＬＥＤ装置により発された光を反射する材料を含む基材、前記基材に適用されたナノ構造の層、及び前記ナノ構造の上に、前記キャッピング層と隣接するように配置されたバックフィル層を含み、前記バックフィル層は前記ナノ構造の屈折率よりも高い屈折率を有する、
発光装置。
発光装置のアレイを含む、アクティブマトリックス有機発光ダイオード（ＡＭＯＬＥＤ）装置であって、
各発光装置は、
上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、前記上部電極、前記反対側の下部電極、及び前記背面板はそれぞれ、前記ＯＬＥＤ装置により発される光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、
前記上部電極と直接隣接するように配置されたキャッピング層と、
発光装置の前記アレイの上に配置された光取り出しフィルムであって、前記光取り出しフィルムは前記キャッピング層と隣接する、光取り出しフィルムと、を備え、
前記光取り出しフィルムは、前記ＯＬＥＤ装置により発された光が背面板を通過するようにＯＬＥＤ装置により発された光を反射する材料を含む基材、前記基材に適用されたナノ構造の層、及び前記ナノ構造の上に、前記キャッピング層と隣接するように配置されたバックフィル層を含み、前記バックフィル層は前記ナノ構造の屈折率よりも高い屈折率を有する、
アクティブマトリックス有機発光ダイオード装置。
複数の発光装置を備える画像表示装置であって、
各発光装置は、
上部電極及び背面板上に配置された反対側の下部電極を有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置であって、前記上部電極、前記反対側の下部電極、及び前記背面板はそれぞれ、前記ＯＬＥＤ装置により発される光に対して実質的に透明である、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置と、
前記上部電極と直接隣接するように配置されたキャッピング層と、
前記キャッピング層と隣接するように配置された光取り出しフィルムと、
前記発光装置をそれぞれ起動することができる電子回路と
を含み、
前記光取り出しフィルムは、前記ＯＬＥＤ装置により発された光が背面板を通過するようにＯＬＥＤ装置により発された光を反射する材料を含む基材、前記基材に適用されたナノ構造の層、及び前記ナノ構造の上に、前記キャッピング層と隣接するように配置されたバックフィル層を含み、前記バックフィル層は前記ナノ構造の屈折率よりも高い屈折率を有する、
画像表示装置。