JPWO2017099086A1 - 基板、光学素子、金型、有機発光素子、有機薄膜太陽電池、および、基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、特許文献2、および、特許文献3で開示されているような格子は、例えば250nm、150nm、90nmなどの小さな粒径の粒子を組み合わせ、これをマスクにしてエッチングにより作製される。このため、有機層を成膜する過程において、凹凸構造が有機層や電極などの成膜材料によって埋まりやすくなり、元の格子形状が失われ易い。この点、特許文献1で開示されている単一格子を作製する場合のように、比較的大きな粒径の粒子を用いて格子を作製することで凹凸構造が埋まりにくくする工夫も考えられる。しかし、単一格子で取り出せる対応波長は一波長であるため、広帯域である太陽光スペクトルの用途には必ずしも向いているとは言えない。
0≦(X−Y)<1.2×Y 又は 0≦(Y−X)<1.2×X
のうちいずれか一方の式の関係を満たす基板の製造方法が提供される。
[基板の構成]
図1(a)および(b)に示すように、有機発光ダイオードや有機薄膜太陽電池に用いられる基板11は、一つの面である被加工面11Sを有しており、被加工面11Sはエッチングされて突部形成面11S´が形成される。
図4において、突部14と第1中心点O1との関係も、上述した突部14と第2中心点O2との関係と同様であり、複数の第1中心点O1同士は三角格子状に配列している。即ち、破線で示した円弧以外の円弧も同様に第1中心点O1を有し、第1中心点O1同士も第2中心点O2とは異なる三角格子状に配列している。
図5は、第1中心点O1a,O1b,O1cが属する三角格子状に配列Iと、円弧の第2中心点O2a,O2b,O2cが属する三角格子状に配列IIとが存在する例である。図5の例では、配列Iと配列IIは、同じ三角格子構造で、かつ、異なる格子軸方向D1,D2および異なる配列ピッチを有している。円弧の中心点の配列ピッチは、凹凸構造の表面形状を二次元フーリエ変換処理して得られる周期に等しい。図5のような凹凸構造は、同じ格子構造を有しながら、格子軸方向と格子ピッチが異なることから、2種類の波数成分を有することになり、2種類の波長に対応することになる。
なお、これとは逆で、最初に形成される第1周期性凹凸構造の第1ピッチ(X)が第2周期性凹凸構造(Y)より小さく、そのため、第1ピッチ(X)が第2周期性マスクパターン13Aの第2ピッチ(Y)より小さい場合(Y−X)、次のような関係になることが好ましい。
これにより、所望する周期性成分を含む凹凸構造を得ることができる。
第1エッチングと第2エッチングが同じ条件の場合、第1円弧部14Aの半径の第2円弧部14Bの半径に対する比は、複数の第1円形突部12の配列周期の複数の第2円形突部13の配列周期に対する比に略等しい。第1エッチングと第2エッチングが異なる条件の場合、第1円弧部14Aの半径の第2円弧部14Bの半径に対する比は、複数の第1円形突部12の配列周期の複数の第2円形突部13の配列周期に対する比とは異なるように変えることができる。
隣り合う第1円形突部12の第1中心O1間の距離である第1ピッチX、および、隣り合う第2円形突部13の第2中心O2間の距離である第2ピッチYは、突部形成面11S´の二次元画像である原画像のフーリエ変換像によって求められる。
凹凸構造が有する、第1円形突部12の周期性と第2円形突部13の周期性は、フーリエ変換で求められる。2つの周期成分を有する凹凸構造のフーリエ変換像について図7を用いて説明する。なお、ここでフーリエ変換像として対象とするものは、第二高調波以上のものではなく、基本波によるものである。
円環とは、アークの範囲が拡張して隣のアークと重なるまで格子軸の方向がばらつく場合に生じる円環状のパワースペクトル成分である。または、原画像において格子軸が多いとき、輝点と輝点が重なって円環となる場合に生じる円環状のパワースペクトル成分である(例えば、原画像の面積が大きい場合に起こり得る。)。上述した製造方法の中で、コロイダルリソグラフィ技術を用いた単粒子膜をマスクに用いたときには、単粒子膜が結晶軸の互いに異なる結晶領域から構成される多結晶体であるために、パワースペクトルは円環として現れる。ただし、単粒子膜をマスクに用いた場合であっても、原画像の領域が狭く、凹凸構造が10周期程度で少ないときには、輝点として現れることもある。
λr=(√3/2)×(1/K)×n
の関係を満たす。
λb=(√3/2)×(1/K)×n
の関係を満たす。
また、図6(a)および(b)に示すように、格子構造が正方格子構造である場合、長波長側の発光ピークの波長(λr)と同心円C1の半径(波数K)は、
λr=(1/K)×n
の関係を満たす。
λb=(1/K)×n
の関係を満たす。
なお、従来のように、基板11の突部形成面11S´に、単一のピッチの突部が形成されている場合、フーリエ変換像には、円周上に複数の輝点が現れる。基板11の突部形成面11S´に、単一のピッチの突部が配列している微小エリアが、多数存在し、突部の配列方向が微小エリア毎に異なる場合、フーリエ変換像には、円環状のパワースペクトルが現れる。また、複数の突部が二次元にランダムに配列した場合(ピッチに幅がある場合)、フーリエ変換像には、一定幅を有する帯状の円環状のパワースペクトルが現れる。
以上のように構成される基板11は、以下に説明するように、有機発光ダイオード又は、有機薄膜太陽電池の基板として用いられる。そして、以上のような基板11を有機発光ダイオードの基板に用いた場合、基板11には、第1半径R1の第1円形突部12を構成する第1円弧部14Aと第2半径R2の第2円形突部13を構成する第2円弧部14Bとで構成された突部14が複数設けられている。これにより、第1円形突部12の周期性と第2円形突部13の周期性に対応する波長の光取り出し効率を向上することができる。
なお、上記基板11は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・図9(a)および(b)に示すように、第1円弧部14Aと第2円弧部14Bの半径は、同じであってもよい。
また、第1ピッチXと第2ピッチYが同じ場合は、基板11を有機発光ダイオードの基板に用いた場合、当該ピッチに対応した単一波長の光取り出し効率をとりわけ高めることができる。
・突部形成面11S´に設ける円形突部は、半径の異なるものを3つ以上設けてもよい。例えば、第3円形突部の第3ピッチは、例えば白色光に含まれる緑(G)の波長に合わせることができ、このような基板を発光素子用いた場合には、緑の成分の取り出し効率を向上することができる。また、このような基板を有機薄膜太陽電池に用いた場合には、更に、多くの太陽光に含まれる波長の光を表面プラズモンに変換し、光電変換効率を高めることができる。
本発明の第1製造方法は、周期性凹凸構造を形成するための2つの周期性パターンの重ね合わせた構造を形成するための2つの微細加工工程を含む。第1製造方法では、第1微細加工工程で用いる粒子の粒径が、第2微細加工工程で用いる粒子の粒径よりも大きいが、本発明では、第1微細加工工程で用いる粒子の粒径が、第2微細加工工程で用いる粒子の粒径よりも小さい場合、2つの工程で用いる粒子の粒径が等しい場合も含む。第1微細加工工程は、第1粒子膜形成工程と第1粒子エッチング工程とを含み、第2微細加工工程は、第2粒子膜形成工程と第2粒子エッチング工程とを含む。
[第1粒子膜形成工程]
第1微細加工工程にて用いられる単粒子膜を構成する第1粒子SLの材料としては、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、有機高分子、その他の半導体材料、無機高分子などが挙げられ、これらは少なくとも2種類を併用することもできる。
・ラングミュア−ブロジェット法(LB法)
・ディップコーティング法
・スピンコーティング法
・スリット(ダイ)コーティング法
・粒子吸着法(電気的方法)
・バインダー層固定法
LB法においては、溶剤からなる分散媒のなかに粒子が分散した分散液が用いられ、まず、水の液面に分散液が滴下される。ついで、分散液から溶剤が揮発することによって、粒子からなる単粒子膜が水面に形成される。そして、水面に形成された単粒子膜が、水中から引き上げられる基板11上の被加工面11Sに移し取られることによって、被加工面11Sに単粒子膜が形成される。
図13にLB法で基板上に形成された単粒子膜FLを示す。単層の第1粒子SLから構成される単粒子膜FLは、被加工面11S上に形成される。単粒子膜FLは、被加工面11Sの平面視にて、第1粒子SLが最密充填された三角格子構造を有している。
第2粒子膜形成工程にて用いられる単粒子膜を構成する第2粒子SSは、第1粒子SLよりも小さい粒径を有している。第2粒子SSの材料は上述の第1粒子膜形成工程にて例示した各種の材料が用いられる。第2粒子膜形成工程において単粒子膜を形成する方法は、第1粒子膜形成工程の説明で例示した方法のいずれか1つを用いることができる。
0≦(A−B)<1.2×B
の関係を満たすように設定される。これにより、周期が第1ピッチXの第1円形突部12が形成されるとともに、これに重畳するようにして、周期が第2ピッチYの第2円形突部13が形成される。
図16に示すように、単層の第2粒子SSから構成される単粒子膜FSは、第1粒子エッチング工程によって第1円形突部12が形成された被加工面11Sに形成される。単粒子膜FSは、被加工面11Sの平面視にて、第2粒子SSが最密充填した構造を有している。第2粒子SSは、第1円形突部12の平坦な外表面上に重なるように並ぶ。第2粒子エッチング工程では、第1粒子エッチング工程と同様のプロセスによって、第2粒子SSをマスクとして、被加工面11Sがエッチングされる。
先ず、凹凸構造を備えた突部形成面11S´の任意の範囲を原子間力顕微鏡により測定し、前記範囲の高さ分布曲線を作成して、最頻高さHaを求める。最頻高さHaを測定するためには、100個以上の突部を含む前記凹凸構造の表面を測定することが好ましい。
以上の例では、第1粒子膜形成工程を経て、第2粒子膜形成工程を行う例を説明したが、これとは逆に、第2粒子膜形成工程を経てから第1粒子膜形成工程を行うことによっても、突部14を形成することができる。以下、第2製造方法に含まれる各工程を処理の順に説明する。
第2製造方法にて用いられる単粒子膜FSを構成する第2粒子SSの粒径や材料は、上述の第1製造方法にて例示した粒径や材料と同様である。第2粒子膜形成工程では、第1製造方法にて例示した単粒子膜形成方法と同様の方法によって、被加工面11Sに第2粒子SSから構成される単粒子膜FSが形成される。
図20に示すように、単層の第2粒子SSから構成される単粒子膜FSは、被加工面11Sに形成される。単粒子膜FSは、被加工面11Sの平面視にて、第2粒子SSが六方充填した構造を有している。
[第1粒子膜形成工程]
第2製造方法にて用いられる単粒子膜を構成する第1粒子SLの粒径や材料は、第1製造方法にて例示した粒径や材料と同様である。第1粒子膜形成工程では、第1製造方法にて例示した単粒子膜形成方法と同様の方法によって、第2円形突部13が形成された被加工面11Sに、第1粒子SLから構成される単粒子膜FLが形成される。ここで、第1製造方法では、第1円形突部12の大きさに対して、その上に配置される第2粒子SSの大きさは小さいが、第2製造方法では、第2円形突部13の大きさに対して、その上に配置される第1粒子SLの大きさは大きい。したがって、第1製造方法よりも第2製造方法の方が、第2円形突部13の形成後に被加工面11Sに形成される単粒子膜FLが平坦になりやすく、被加工面11Sに粒子が規則正しく並びやすい。結果として、第1製造方法よりも第2製造方法の方が、被加工面11Sにおける凹凸構造の配置の均一性が高められる。
0≦(B−A)<1.2×A
の関係を満たすように設定される。
図23に示すように、単層の第1粒子SLから構成される単粒子膜FLは、第2粒子エッチング工程によって第2円形突部13が形成された被加工面11S上に形成される。単粒子膜FLは、被加工面11Sの平面視にて、第1粒子SLが六方細密充填した構造を有している。
[凹凸構造の製造方法の変形例]
なお、上記製造方法は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
なお、第1製造方法や第2製造方法によって製造された基板11は、これを原盤として用い、第3工程として、原盤表面の構造を金型やスタンパに転写し、金型やスタンパの凹凸パターンを、基板11となる基板に転写するようにしてもよい。
図26を参照して有機発光ダイオードの一実施形態を説明する。図26はボトムエミッション型有機発光ダイオードの一例であり、透明体の基板11上に、透明導電体からなる陽極導電層32と、有機半導体層33と、Agからなる陰極導電層34とが順次積層されて構成される。
基板の表面に周期性パターンを有する第1マスクを配列し、第1マスクを介して前記基板をエッチングすることによって、複数の突部を形成する。次に、基板の複数の突部が形成された面に、第1マスクの周期性パターンとは、格子構造と格子ピッチが同じであり、かつ、格子軸方向または格子点の少なくとも一方が異なっている第2マスクを配列して、第2マスクを介して基板をエッチングする。このプロセスによって、同一の格子ピッチを有する2つのマスクを使用し、同一平面上に同一の格子ピッチを有する2つの格子を重畳して作製することができる。
発光層33Cで発光分子から発光する際に、ごく近傍に近接場光が発生する。発光層33Cと陰極導電層34との距離は非常に近いため、近接場光は陰極導電層34の表面にて伝播型の表面プラズモンのエネルギーに変換される。金属表面の伝播型表面プラズモンは、入射した電磁波(近接場光など)により生じる自由電子の粗密波が表面電磁場を伴うものである。平坦な金属表面に存在する表面プラズモンの場合、該表面プラズモンの分散曲線と光(空間伝播光)の分散直線とは交差しないため、表面プラズモンのエネルギーを光として取り出すことはできない。これに対し、金属表面に凹凸構造があり表面プラズモンを回折することができると、該凹凸構造によって回折された表面プラズモンの分散曲線が空間伝播光の分散曲線と交差するようになり、表面プラズモンのエネルギーを輻射光として取り出すことができる。本発明において、2つの周期性を有する凹凸構造を重複して導入した場合、表面プラズモンの波長も2種類取り出すことができる。また、本発明において、1つの周期性を有する凹凸構造を重複して導入した場合、取り出される表面プラズモンの波長は1種類であるが、強度としては1つの周期性を有する凹凸構造を単独で導入した場合に比べて高い出力を得ることができる。
なお、上記有機発光ダイオードは、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・有機発光ダイオードの光取出し方式は、上述したボトムエミッション型であってもよく、また、トップエミッション型であってもよい。トップエミッション型である場合、積層上面は、陰極導電層であっても陽極導電層であっても良い。また、ボトムエミッション型の場合、基板は透明または半透明である。トップエミッション型の場合、基板は透明に限定されない。
(1)ボトムエミッション方式[光取り出し面は透明基板]:
透明基板(凹凸構造を陽極導電層側の表面に持つ)−陽極導電層(透明電極)−有機半導体層(ホール注入層−ホール輸送層−発光層−電子輸送層−電子注入層)−陰極導電層(金属電極)。
基板(凹凸構造を反射層側の表面に持つ)−反射層−陽極導電層(透明電極)−有機半導体層(ホール注入層−ホール輸送層−発光層−電子輸送層−電子注入層)−陰極導電層(半透過金属電極)−補助電極(透明電極)。
基板(凹凸構造を陰極導電層側の表面に持つ)−陰極導電層(金属電極)−有機半導体層(電子注入層−電子輸送層−発光層−ホール輸送層−ホール注入層)−陽極導電層(透明電極)。
基板の表面に周期性パターンを有する第1マスクを配列し、第1マスクを介して前記基板をエッチングすることによって、複数の突部を形成する。次に、基板の複数の突部が形成された面に、第1マスクの周期性パターンとは、格子構造が同じであり、かつ、格子軸方向または格子ピッチの少なくとも一方が異なっている第2マスクを配列して、第2マスクを介して基板をエッチングする。または、格子構造基板の複数の突部が形成された面に、第1マスクの周期性パターンとは、格子ピッチが同じ、または、異なっている第2マスクを配列し、第2マスクを介して前記基板をエッチングする。
図27を参照して、有機光電変換素子の一具体例である有機薄膜太陽電池の一実施形態を説明する。有機薄膜太陽電池40は、透明材料よりなり太陽光を透過する基板11と、基板11上に形成された格子構造40Aとを備える。格子構造40Aは、第1ピッチXおよび第2ピッチYの2つの周期成分を含む複数の突部14によって構成されている。さらに、格子構造40A上には、陽極導電層46と、ホール取り出し層48と、電子ブロッキング層50と、電子供与型有機半導体層52A(p層)(以下、電子供与体層52Aともいう。)と、電子供与体層52A上に形成された電子受容型有機半導体層52B(n層)(以下、電子受容体層52Bともいう。)と、電子取り出し層54と、陰極導電層56とが順次積層されている。なお、p層とn層の間にi層(真性半導体層)を設けても良い。なお、ホール取り出し層48〜電子取り出し層54までが有機半導体層52である。
以上のように作製した有機薄膜太陽電池40においては、基板11側から入射した太陽光は陽極などを透過した後、有機半導体層52に到達する。有機半導体層52は、電子供与体層52Aと電子受容体層52Bとが接するpn界面を持つ。こうした有機半導体層52のpn界面に光エネルギーが与えられることで、光が有機半導体層52の電子供与体分子により吸収され励起子が生成される。励起子は、電子供与体と電子受容体の界面で電荷が分離され、電子を電子受容体に渡し、電子は最終的に電子受容体より陰極導電層56に流れる。一方、ホールは陽極導電層46に流れる。そして、光の一部は電子供与体層52Aと電子受容体層52Bを透過し、さらに陰極導電層56に到達して陰極導電層56より反射され、再び電子供与体層52Aと電子受容体層52Bのpn界面における電荷分離に寄与し、さらに一部が有機薄膜太陽電池40の素子外に放射される。
一方、本発明の有機薄膜太陽電池40においては、素子内に太陽光(伝搬光)が入射した際に、伝搬光の一部は電子取り出し層54と陰極導電層56との界面における凹凸構造によって回折し、陰極導電層56上を伝播する表面プラズモンに変換される。そして、陰極導電層56で変換された表面プラズモンが陰極表面を伝搬している時間、表面プラズモンによる電磁場は上記の有機半導体層52によるpn接合界面を包含するため、有機半導体層52により効率的に電荷分離が行われることになる。そのため、従来の有機薄膜太陽電池に比べ、有機薄膜太陽電池40の光電エネルギー変換効率が高くなる。
なお、上記有機薄膜太陽電池は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・互いに異なる所定ピッチの突部で構成される格子構造の数は、2つに限定されるものではない。例えば、有機半導体層52の吸光ピークまたは発電に利用したい太陽光スペクトルの波長が、3箇所以上あるときに、格子構造の数は3つ以上であってもよい。
[実施例]
以下に本発明の実施の形態の一例を説明する。本発明の概念を用いるものである限り、必ずしも対象とする有機発光ダイオードの構造、構成、方式を限定するものではない。
<第1粒子膜形成工程>
平均粒子径が361.1nmで、粒子径の変動係数が6.4%である球形コロイダルシリカの10.0質量%水分散体(分散液)を用意した。なお、平均粒子径および粒子径の変動係数は、Malvern Instruments Ltd製 Zetasizer Nano−ZSによる粒子動的光散乱法で求めた粒度分布をガウス曲線にフィッティングさせて得られるピークから求めた。
こうして得られた濃度約1質量%の疎水化コロイダルシリカ分散液を、粒子単層膜の表面圧を計測する表面圧力センサーと、粒子単層膜を液面に沿う方向に圧縮する可動バリアとを備えた水槽(LBトラフ装置)中の液面(下層水として水を使用、水温25.5℃)に滴下速度0.25mL/秒で滴下した。なお、水槽の下層水には、あらかじめ有機発光ダイオードの透明基板として用いるための石英基板(30mm×30mm×1.0mm、両面鏡面研磨)を略鉛直方向に浸漬しておいた。
<第1エッチング工程>
ついで、得られた粒子単層膜付き石英基板に対して、CHF3ガスによりドライエッチングを行った。ドライエッチング条件は、アンテナパワー1500W、バイアスパワー50〜300W(13.56MHz)、ガス流量50〜200sccm、圧力1.0〜3.0Paとした。
<第2粒子膜形成工程>
第1エッチング工程で得られた凹凸構造付石英基板の凹凸構造上に、平均粒子径が468.5nmで、粒子径の変動係数が4.1%である球形コロイダルシリカの単層膜を配置した。粒径とその変動係数が異なる以外は第1粒子膜形成工程と同様の操作を行った。
<第2エッチング工程>
ついで、粒子単層膜付き石英基板に対して、CHF3ガスによりドライエッチングを行った。ドライエッチング条件は、アンテナパワー1500W、バイアスパワー50〜300W(13.56MHz)、ガス流量50〜200sccm、圧力1.0〜3.0Paとした。
<微細構造の評価>
ドライエッチング後、得られた基板表面を原子間力顕微鏡(AFM)による観察したところ、図28(a)に示すような重複微細構造体を確認した。この重複微細構造体における凸部の最頻高さHaを、無作為に選択された重複微細構造体表面から取得したAFM像合計5カ所の5μm×5μmの領域において、段落0116の記載のように求め、さらにそれらの平均値を求めたところ、132.0nmであった。
<有機発光ダイオードの作製>
作製した重複格子構造体基板の微細構造面側に、陽極導電層としてIZOを120nmの厚さでスパッタリング法により成膜した。次にホール注入材料として2−TNATAを30nmの厚さで蒸着法によって成膜してホール注入層を形成した。次にホール輸送材料としてα−NPDを70nmの厚さで蒸着法によって成膜してホール輸送層を形成した。次に電子移動・発光層として、3層構造の多層膜を以下の手順で形成した。すなわち、ホール輸送層上に、クマリンC545Tを1.0%濃度でAlqにドープした赤色発光材料を5nmの厚さで蒸着法によって成膜し、次にIr(piq)3を導電性材料(PH1)に5.0%濃度でドープした緑色発光材料を20nmの厚さで蒸着法によって成膜し、次にBcZVBiを5.0%濃度でDPVBiにドープした青色発光材料を30nmの厚さで蒸着法によって成膜した。次に電子輸送材料としてAlq3を20nmの厚さで蒸着法によって成膜して電子輸送層を形成した。さらに電子注入層としてLiFを0.6nmの厚さで蒸着法によって成膜した。最後に、アルミニウムを150nmの厚さで蒸着法によって成膜して陰極導電層を形成し、ボトムエミッション型の白色有機発光ダイオード素子を作製した。蒸着にシャドウマスクを使用することにより、発光エリアは2×2mmに作製した。
第1エッチング工程で使用する球形コロイダルシリカおよびエッチング条件を実施例1の第2エッチング工程で使用する球形コロイダルシリカおよびエッチング条件に変更し、第2エッチング工程で使用する球形コロイダルシリカおよびエッチング条件を実施例1の第1エッチング工程で使用する球形コロイダルシリカおよびエッチング条件に変更した以外は実施例1と同様に重複微細構造体を作製し、更に白色有機発光ダイオード素子を作製した。図29(a)は、実施例2における基板表面のAFM画像であり、図29(b)は、二次元フーリエ変換像である。なお、2次元フーリエ変換像が得られたピッチXおよびピッチYならびにAFM像による高さは表1のとおりである。
第2エッチング工程で使用する球形コロイダルシリカおよびエッチング条件を実施例1の第1エッチング工程で使用する球形コロイダルシリカおよびエッチング条件に変更した以外は実施例1と同様に重複微細構造体を作製し、更に白色有機発光ダイオード素子を作製した。図30(a)は、実施例3における基板表面のAFM画像、図30(b)は、二次元フーリエ変換像である。なお、2次元フーリエ変換像が得られたピッチXおよびピッチYならびにAFM像による高さは表1のとおりである。
第2エッチング工程を行わない以外は実施例1と同じ操作を行って、凹凸構造付石英基板を作製し、更に白色有機発光ダイオード素子を作製した。図31(a)は、比較例1における基板表面のAFM画像、図31(b)は、二次元フーリエ変換像である。なお、2次元フーリエ変換像が得られたピッチXおよびピッチYならびにAFM像による高さは表1のとおりである。
第1エッチング工程を行わない以外は実施例1と同じ操作を行って、凹凸構造付石英基板を作製し、更に白色有機発光ダイオード素子を作製した。図32(a)は、比較例1における基板表面のAFM画像、図32(b)は、二次元フーリエ変換像である。なお、2次元フーリエ変換像が得られたピッチXおよびピッチYならびにAFM像による高さは表1のとおりである。
未処理の石英基板(段落0178で準備した基板と同じもの)を用意し、第1エッチング工程および第2エッチング工程を行わない以外は実施例1と同じ操作を行って、白色有機発光ダイオード素子を作製した。
実施例1〜3および比較例1〜3で得た白色有機発光ダイオードについて、下記手順で電流効率特性を評価した。
Claims (17)
- 一つの面の少なくとも一部に凹凸構造を備えた基板であって、
前記凹凸構造は、複数の突部を備え、
前記突部の輪郭形状は、前記一つの面に対して対向する平面視において、円弧形状を有しており、
前記輪郭形状は、中心の異なる第1円弧部と第2円弧部とで構成され、
前記第1円弧部と前記第2円弧部とが、互いに反対方向に膨らんでいる
基板。 - 前記複数の突部は、互いに隣り合う第1突部と第2突部とを含み、
前記第1突部における前記第1円弧部または前記第2円弧部の延長線上に位置する延長円弧部は、前記第2突部における前記第1円弧部または前記第2円弧部と重なる
請求項1に記載の基板。 - 前記複数の第1円弧部の円弧の中心点群と前記複数の第2円弧部の円弧の中心点群とは、それぞれ独立した格子配列を構成している
請求項1に記載の基板。 - 前記複数の突部は、互いに隣り合う第1突部と第2突部とを含み、
前記第1突部の前記第1円弧部の中心点と前記第2突部の前記第1円弧部の中心点とが構成する格子配列と、前記第1突部の前記第2円弧部の中心点と前記第2突部の前記第2円弧部の中心点とが構成する格子配列とは、
格子構造が同じであり、
格子軸方向および格子ピッチの少なくとも一方が異なっている
請求項3に記載の基板。 - 前記複数の突部は、互いに隣り合う第1突部と第2突部とを含み、
前記第1突部の前記第1円弧部の中心点と前記第2突部の前記第1円弧部の中心点とが構成する格子配列と、前記第1突部の前記第2円弧部の中心点と前記第2突部の前記第2円弧部の中心点とが構成する格子配列とは、
格子構造が異なる
請求項3に記載の基板。 - 前記格子配列の少なくとも1つが、三角格子配列を形成する
請求項3〜請求項5のうち何れか1項に記載の基板。 - 前記三角格子配列のピッチが245nm以上537nm以下の範囲である
請求項6に記載の基板。 - 前記格子配列の少なくとも1つが、正方格子配列を形成する
請求項3〜請求項5のうち何れか1項に記載の基板。 - 前記正方格子配列のピッチが212nm以上465nm以下の範囲である
請求項8に記載の基板。 - 一つの面に凹凸構造を備えた基板であって、
前記凹凸構造は、周期が互いに異なる複数の周期性成分の重ね合わせを有する凹凸構造であり、
前記凹凸構造の表面形状を二次元フーリエ変換処理して得られる高さ分布のパワースペクトルにおいて、原点を中心として、半径が互いに異なる2つ以上の同心円のそれぞれの円周上に円環、アーク、または、複数の輝点を備え、
前記同心円のそれぞれの半径が1.9μm−1以上4.7μm−1以下である
基板。 - 前記複数の周期性成分のうち少なくとも2つの周期性成分は、周期の差が30nm以上である
請求項10に記載の基板。 - 請求項1〜11のうち何れか1項に記載の基板における凹凸構造を転写した形状を基板上の少なくとも一部の面に有する光学素子。
- 請求項1〜11のうち何れか1項に記載の基板における凹凸構造を転写した形状を表面の少なくとも一部の面に有する金型。
- 少なくとも陰極導電層、有機半導体層、および陽極導電層を有する有機発光素子であって、
前記陰極導電層と前記有機半導体層の界面に、請求項1〜11のうち何れか1項に記載の基板における凹凸構造が形成されている有機発光素子。 - 少なくとも陰極導電層、有機半導体層、および陽極導電層を有する有機薄膜太陽電池であって、
前記陰極導電層と前記有機半導体層の界面に、請求項1〜11のうち何れか1項に記載の基板における凹凸構造が形成されている有機薄膜太陽電池。 - 少なくとも一つの面に周期が第1ピッチ(X)である第1周期性凹凸構造を有する基板の前記第1周期性凹凸構造を、第2ピッチ(Y)の周期性マスクパターンを介してエッチングし第2周期性凹凸構造を形成する工程を含み、
前記第1周期性凹凸構造と前記第2周期性凹凸構造の重ね合わせ周期を有する凹凸構造を形成する基板の製造方法であって、
前記第1ピッチ(X)と前記第2ピッチ(Y)との関係は、
0≦(X−Y)<1.2×Y 又は 0≦(Y−X)<1.2×X
のうちいずれか一方の式の関係を満たす基板の製造方法。 - 一つの面の少なくとも一部に凹凸構造を備えた基板であって、
前記凹凸構造は、複数の突部を備え、
前記突部の輪郭形状は、前記一つの面に対して対向する平面視において、円弧形状を有しており、
前記輪郭形状は、中心の異なる第1円弧部と第2円弧部とで構成され、
前記第1円弧部と前記第2円弧部とが、互いに反対方向に膨らんでおり、
前記複数の突部の中で互いに隣り合う第1突部と第2突部において、
前記第1突部の前記第1円弧部の中心点と前記第2突部の前記第1円弧部の中心点とが構成する格子配列と、前記第1突部の前記第2円弧部の中心点と前記第2突部の前記第2円弧部の中心点とが構成する格子配列とは、
格子構造が一致し、
格子点が一致せず、
格子ピッチが同じである
基板。
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