KR101808502B1 - 광학 기판, 광학 기판의 제조에 사용되는 몰드, 및 광학 기판을 포함하는 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
일 실시형태에 따르는 광학 기판(1)은, 지지 기판(2)과, 지지 기판(2) 위에 적층되고, 표면에 요철 형상이 형성된 요철 구조층(3)을 구비한다. 요철 구조층(3)에 포함되는 볼록부의 연신 방향은, 평면시상 불규칙적으로 분포되어 있다. 요철 구조층(3)의 단위 면적당 영역에 포함되는 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선(X)은, 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함한다.
Description
본 발명은, 표면에 요철 형상이 형성된 광학 기판, 상기 광학 기판의 제조에 사용되는 몰드, 및 상기 광학 기판을 포함하는 발광 소자에 관한 것이다.
종래, 디스플레이 등의 영상 표시 장치나 면 광원으로서 사용되는 유기 일렉트로루미네선스 소자(유기 EL 소자)가 알려져 있다. 유기 EL 소자에서는, 양극으로부터 정공 주입층을 통해 들어간 정공, 및, 음극으로부터 전자 주입층을 통해 들어간 전자가, 각각 발광층으로 운반된다. 그리고, 발광층으로 운반된 정공과 전자가, 발광층 내의 유기 분자 위에서 재결합하여 유기 분자를 여기(勵起)한다. 이것에 의해, 광이 방출된다. 유기 EL 소자를 표시 장치나 조명 장치로서 사용하기 위해서는, 리크 전류를 작게 하는 동시에 발광층으로부터의 광을 소자 표면으로부터 효율적으로 추출할 필요가 있다.
하기 특허문헌 1에는, 기층(基層)과 유기 일렉트로루미네선스층을 포함하는 적층체로 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 소자에 있어서, 가열된 기층이 열 수축됨으로써, 기층의 표면에 요철 형상이 형성되는 동시에 유기 일렉트로루미네선스층에 기층의 표면에 대응하는 요철 형상이 형성되는 구성이 나타나 있다. 각 층에 형성된 요철 형상에 의해, 광 추출 효율이 높아지는 것이 기재되어 있다.
그러나, 요철 형상의 패턴에 따라서는, 리크 전류가 발생하기 쉬워, 충분한 발광 효율(전류 효율)을 얻을 수 없는 경우가 있다. 본 기술 분야에서는, 발광 효율을 향상시킨 광학 기판, 상기 광학 기판의 제조에 사용되는 몰드, 및 상기 광학 기판을 포함하는 발광 소자가 요망되고 있다.
본 발명의 일측면에 따르는 광학 기판은, 지지 기판과, 지지 기판 위에 적층되고, 표면에 요철 형상이 형성된 요철 구조층을 구비하는 광학 기판으로서, 요철 구조층에 포함되는 볼록부의 연신 방향이, 평면시(平面視)상 불규칙적으로 분포되어 있고, 요철 구조층의 단위 면적당 영역에 포함되는 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이, 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함한다.
일 실시형태에서는, 볼록부의 연신 방향에 대해 평면시상 대략 직교하는 방향에서의 볼록부의 폭이 일정해도 좋다.
일 실시형태에서는, 곡선 구간은, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선을 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)배의 길이로 구획함으로써 복수의 구간을 형성하는 경우에 있어서, 구간의 양 끝점간의 윤곽선의 길이에 대한 상기 양 끝점간의 직선 거리의 비가 0.75 이하가 되는 구간이며, 직선 구간은, 상기 복수의 구간 중 곡선 구간이 아닌 구간이라도 좋다.
일 실시형태에서는, 곡선 구간은, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선을 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)배의 길이로 구획함으로써 복수의 구간을 형성하는 경우에 있어서, 구간의 한쪽 끝 및 상기 구간의 중간점을 연결한 선분과 상기 구간의 다른쪽 끝 및 상기 구간의 중간점을 연결한 선분이 이루는 2개의 각도 중 180°이하가 되는 쪽의 각도가 120°이하가 되는 구간이며, 직선 구간은 상기 복수의 구간 중 곡선 구간이 아닌 구간이며, 상기 복수의 구간 중 직선 구간의 비율이 70% 이상이라도 좋다.
본 발명의 다른 측면에 따르는 광학 기판은, 지지 기판과, 지지 기판 위에 적층되고, 표면에 요철 형상이 형성된 요철 구조층을 구비하는 광학 기판으로서, 요철 형상에 포함되는 볼록부의 연신 방향이, 평면시상 불규칙적으로 분포되어 있으며, 볼록부의 연신 방향에 대해 평면시상 대략 직교하는 방향에서의 볼록부의 폭이 일정하다.
일 실시형태에서는, 요철 구조층의 표면에 형성된 요철 형상을 주사형 프로브 현미경에 의해 해석하여 얻어지는 요철 해석 화상에 2차원 고속 푸리에 변환 처리를 실시하여 푸리에 변환 상을 얻은 경우에 있어서, 푸리에 변환 상이, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상 또는 원환상의 모양을 나타내고 있으며, 또한, 원상 또는 원환상의 모양이, 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재해도 좋다.
일 실시형태에서는, 요철 구조층의 요철의 평균 피치가 100 내지 1500nm이고, 요철 구조층의 요철 깊이의 표준 편차가 10 내지 100nm이라도 좋다.
일 실시형태에서는, 지지 기판의 요철 구조층이 형성된 면과는 반대의 면에 형성된 광학 기능층을 추가로 구비해도 좋다.
일 실시형태에서는, 요철 구조층 위에 형성된 피복층을 추가로 구비해도 좋다.
본 발명의 다른 측면에 따르는 몰드는, 상기 광학 기판의 제조에 사용되는 몰드로서, 광학 기판의 요철 구조층에 형성되는 요철 형상에 대응하는 요철 패턴이 형성된 요철부를 구비한다.
본 발명의 다른 측면에 따르는 발광 소자는, 상기 광학 기판을 포함하는 발광 소자로서, 요철 구조층 위에, 제1 전극, 발광하는 유기층, 및 제2 전극이 순차 적층되어 형성되어 있다.
본 발명의 다양한 측면 및 실시형태에 의하면, 리크 전류의 발생을 저감시킬 수 있으며, 발광 효율을 향상시킨 광학 기판, 상기 광학 기판의 제조에 사용되는 몰드, 및 상기 광학 기판을 포함하는 발광 소자를 제공할 수 있다.
[도 1] 일 실시형태에 따르는 광학 기판을 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 2] 본 실시형태에 따르는 광학 기판에서의 측정 영역의 평면시 해석 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
[도 3] 평면시 해석 화상에 있어서 볼록부의 분기(分岐)를 판정하는 방법의 일례에 관해서 설명하기 위한 도면이다.
[도 4] 비교예에 따르는 광학 기판에서의 측정 영역의 평면시 해석 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
[도 5] (a)는 곡선 구간의 제1 정의 방법을 설명하기 위해 사용하는 도면이고, (b)는 곡선 구간의 제2 정의 방법을 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
[도 6] 광학 기판의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
[도 7] 금속 몰드의 개략 사시도이다.
[도 8] 본 실시형태에 따르는 광학 기판을 회절 격자 기판으로서 사용한 유기 EL 소자를 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 9] 유기 EL 소자의 변형예를 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 10] 실시예 1에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 11] 실시예 2에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 12] 실시예 3에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 13] 실시예 4에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 14] 비교예 1에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 15] 비교예 2에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 16] 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에 따르는 광학 기판에 관한 각종 측정값을 나타내는 표이다.
[도 2] 본 실시형태에 따르는 광학 기판에서의 측정 영역의 평면시 해석 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
[도 3] 평면시 해석 화상에 있어서 볼록부의 분기(分岐)를 판정하는 방법의 일례에 관해서 설명하기 위한 도면이다.
[도 4] 비교예에 따르는 광학 기판에서의 측정 영역의 평면시 해석 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
[도 5] (a)는 곡선 구간의 제1 정의 방법을 설명하기 위해 사용하는 도면이고, (b)는 곡선 구간의 제2 정의 방법을 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
[도 6] 광학 기판의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
[도 7] 금속 몰드의 개략 사시도이다.
[도 8] 본 실시형태에 따르는 광학 기판을 회절 격자 기판으로서 사용한 유기 EL 소자를 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 9] 유기 EL 소자의 변형예를 모식적으로 도시한 단면도이다.
[도 10] 실시예 1에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 11] 실시예 2에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 12] 실시예 3에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 13] 실시예 4에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 14] 비교예 1에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 15] 비교예 2에 따르는 광학 기판의 요철 구조층의 표면의 (a) 평면시 해석 화상 및 (b) FFT상을 도시하는 도면이다.
[도 16] 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2에 따르는 광학 기판에 관한 각종 측정값을 나타내는 표이다.
이하, 도면을 참조하면서, 실시형태를 설명한다. 가능한 경우에는, 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명을 생략한다.
[광학 기판]
도 1의 (a)는, 일 실시형태에 따르는 광학 기판(1)을 모식적으로 도시한 단면도면이다. 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따르는 광학 기판(1)은, 지지 기판(2), 및 지지 기판(2) 위에 적층되어 표면에 요철 형상이 형성된 요철 구조층(3)을 구비한다.
지지 기판(2)으로서는, 예를 들면, 유리나 석영, 실리콘 기판 등의 무기 재료로 이루어지는 기판이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 사이클로올레핀 중합체(COP), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리이미드(PI), 폴리아릴레이트 등의 수지 기판, 가스 차단성을 향상시키기 위해 무기 재료와 수지 재료를 복합한 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 지지 기판(2)으로서는, 예를 들면, 갈륨비소, 사파이어, 실리콘, 질화실리콘, 탄화규소, 및 산화아연 등을 사용할 수도 있다. 지지 기판(2)은 투명해도 불투명해도 좋다.
지지 기판(2) 위에는, 밀착성을 향상시키기 위해, 표면 처리를 하거나, 이접착층(易接着層)을 제공하거나 해도 좋다. 또한, 지지 기판(2) 위에는, 수분이나 산소 등의 기체의 침입을 방지할 목적으로, 가스 차단층을 제공해도 좋다. 또한, 지지 기판(2)은 요철 구조층을 형성하는 면과는 반대측의 면에, 집광 및 광 확산 등의 다양한 광학 기능을 갖는 렌즈 구조나, 집광 및 광 확산 등의 다양한 광학 기능을 갖는 기타 광학 기능층이 형성되어 있어도 좋다.
요철 구조층(3)으로서는, 예를 들면, 실리카, Ti계의 재료나 ITO(인듐·주석·옥사이드)계의 재료, ZnO, ZrO2, Al2O3 등의 졸겔 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 지지 기판(2) 위에 실리카로 이루어지는 요철 구조층(3)을 졸겔법으로 형성하는 경우는, 하지(下地) 재료로서 금속 알콕사이드(실리카 전구체)의 졸겔 재료를 조제한다. 실리카의 전구체로서, 테트라메톡시실란(TMOS), 테트라에톡시실란(TEOS), 테트라-i-프로폭시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라-i-부톡시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-sec-부톡시실란, 테트라-t-부톡시실란 등의 테트라알콕시실란으로 대표되는 테트라알콕사이드 단량체나, 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 이소프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 에틸트리프로폭시실란, 프로필트리프로폭시실란, 이소프로필트리프로폭시실란, 페닐트리프로폭시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 프로필트리이소프로폭시실란, 이소프로필트리이소프로폭시실란, 페닐트리이소프로폭시실란, 톨릴트리에톡시실란 등의 트리알콕시실란으로 대표되는 트리알콕사이드 단량체나, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디메틸디프로폭시실란, 디메틸디이소프로폭시실란, 디메틸디-n-부톡시실란, 디메틸디-i-부톡시실란, 디메틸디-sec-부톡시실란, 디메틸디-t-부톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 디에틸디에톡시실란, 디에틸디프로폭시실란, 디에틸디이소프로폭시실란, 디에틸디-n-부톡시실란, 디에틸디-i-부톡시실란, 디에틸디-sec-부톡시실란, 디에틸디-t-부톡시실란, 디프로필디메톡시실란, 디프로필디에톡시실란, 디프로필디프로폭시실란, 디프로필디이소프로폭시실란, 디프로필디-n-부톡시실란, 디프로필디-i-부톡시실란, 디프로필디-sec-부톡시실란, 디프로필디-t-부톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 디이소프로필디에톡시실란, 디이소프로필디프로폭시실란, 디이소프로필디이소프로폭시실란, 디이소프로필디-n-부톡시실란, 디이소프로필디-i-부톡시실란, 디이소프로필디-sec-부톡시실란, 디이소프로필디-t-부톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐디프로폭시실란, 디페닐디이소프로폭시실란, 디페닐디-n-부톡시실란, 디페닐디-i-부톡시실란, 디페닐디-sec-부톡시실란, 디페닐디-t-부톡시실란 등의 디알콕시실란으로 대표되는 디알콕사이드 단량체를 사용할 수 있다. 또한, 알킬기의 탄소수가 C4 내지 C18인 알킬트리알콕시실란이나 디알킬디알콕시실란을 사용할 수도 있다. 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 등의 비닐기를 갖는 단량체, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 에폭시기를 갖는 단량체, p-스티릴트리메톡시실란 등의 스티릴기를 갖는 단량체, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란 등의 메타크릴기를 갖는 단량체, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 아크릴기를 갖는 단량체, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노기를 갖는 단량체, 3-우레이도프로필트리에톡시실란 등의 우레이도기를 갖는 단량체, 3-머캅토프로필 메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란 등의 머캅토기를 갖는 단량체, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드 등의 설파이드기를 갖는 단량체, 3-이소시아네이토프로필트리에톡시실란 등의 이소시아네이토기를 갖는 단량체, 이들 단량체를 소량 중합한 중합체, 상기 재료의 일부에 관능기나 중합체를 도입한 것을 특징으로 하는 복합 재료 등의 금속 알콕사이드를 사용해도 좋다. 또한, 이들 화합물의 알킬기나 페닐기의 일부, 또는 전부가 불소로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 금속 아세틸아세토네이트, 금속 카르복실레이트, 옥시염화물, 염화물이나, 이들의 혼합물 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 금속종으로서는, Si 이외에 Ti, Sn, Al, Zn, Zr, In 등이나, 이들 혼합물 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되지 않는다. 상기 산화금속의 전구체를 적절히 혼합한 것을 사용할 수도 있다. 또한, 실리카의 전구체로서, 분자 중에 실리카와 친화성, 반응성을 갖는 가수 분해기 및 발수성을 갖는 유기 관능기를 갖는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 예를 들면, n-옥틸트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란 등의 실란 단량체, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 비닐메틸디메톡시실란 등의 비닐실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 메타크릴실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란 등의 에폭시실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란, 3-머캅토프로필 트리에톡시실란 등의 머캅토실란, 3-옥타노일티오-1-프로필트리에톡시실란 등의 설퍼실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-(N-페닐)아미노프로필트리메톡시실란 등의 아미노실란, 이들 단량체를 중합한 중합체 등을 들 수 있다. 또한, 이들 재료 중에 계면 활성제를 가함으로써, 메조포러스화해도 좋다.
졸겔 재료의 용액으로서 TEOS와 MTES의 혼합물을 사용하는 경우에는, 이들의 혼합비는, 예를 들면, 몰비로 1:1로 할 수 있다. 이 졸겔 재료를 사용한 경우에는, 가수 분해 및 중축합 반응을 행하게 함으로써 비정질 실리카가 생성된다. 합성 조건으로서 용액의 pH를 조정하기 위해, 염산 등의 산 또는 암모니아 등의 알칼리가 첨가된다. 또한, 자외선 등의 광을 조사함으로써 산이나 알칼리를 발생하는 재료를 첨가해도 좋다. pH는 4 이하 또는 10 이상이라도 좋다. 또한, 가수 분해를 행하기 위해 물이 가해져도 좋다. 가하는 물의 양은, 금속 알콕사이드종에 대하여 몰비로 1.5배 이상으로 할 수 있다.
졸겔 재료 용액의 용매로서는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올(IPA), 부탄올 등의 알코올류, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸, 사이클로헥산 등의 지방족 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 에테르류, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 이소포론, 사이클로헥사논 등의 케톤류, 부톡시에틸 에테르, 헥실옥시에틸알코올, 메톡시-2-프로판올, 벤질옥시에탄올 등의 에테르 알코올류, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 등의 글리콜류, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등의 글리콜 에테르류, 아세트산 에틸, 락트산 에틸, γ-부티롤락톤 등의 에스테르류, 페놀, 클로로페놀 등의 페놀류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류, 클로로포름, 염화메틸렌, 테트라클로로에탄, 모노클로로벤젠, 디클로로벤젠 등의 할로겐계 용매, 이황화탄소 등의 함헤테로원소 화합물, 물, 및 이들의 혼합 용매를 들 수 있다. 또한, 에탄올 및 이소프로필알코올을 사용해도 좋고, 또한 에탄올 및 이소프로필알코올과 물을 혼합시켜 사용해도 좋다.
졸겔 재료 용액의 첨가물로서는, 점도 조정을 위한 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌옥사이드, 하이드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐알코올이나, 용액 안정제인 트리에탄올아민 등의 알칸올아민, 아세틸아세톤 등의 β디케톤, β케토에스테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥산 등을 사용할 수 있다.
요철 구조층(3)의 재료로서는, 폴리실라잔을 사용해도 좋다. 「폴리실라잔」이란, 규소-질소 결합을 갖는 중합체로서, Si-N, Si-H, N-H 등으로 이루어지는 SiO2, Si3N4 및 양자의 중간 고용체 SiOxNy 등의 세라믹 전구체 무기 중합체이다. 예를 들면 일본 공개특허공보 특개평8-112879호에 기재되어 있는 하기의 화학식 1로 표시되는 것과 같은 단위로 이루어지는 주골격을 가지며, 비교적 저온에서 세라믹화되어 실리카로 변성되는 화합물을 사용해도 좋다.
상기 화학식 1에 있어서,
R1, R2, R3은, 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알킬실릴기, 알킬아미노기 또는 알콕시기이다.
요철 구조층(3)의 재료로서는, 퍼하이드로폴리실라잔(PHPS라고도 한다)이나 오가노폴리실라잔을 사용할 수 있고, 폴리실라잔에 규소알콕사이드를 반응시켜 얻어지는 규소알콕사이드 부가 폴리실라잔(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개평5-238827호), 글리시돌을 반응시켜 얻어지는 글리시돌 부가 폴리실라잔(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개평6-122852호), 알코올을 반응시켜 얻어지는 알코올 부가 폴리실리잔(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개평6-240208호), 금속 카복실산염을 반응시켜 얻어지는 금속 카복실산염 부가 폴리실라잔(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개평6-299118호), 금속을 포함하는 아세틸 아세토네이트 착체를 반응시켜 얻어지는 아세틸 아세토네이트 착체 부가 폴리실라잔(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개평6-306329호), 금속 미립자를 첨가하여 얻어지는 금속 미립자 첨가 폴리실라잔(예를 들면, 일본 공개특허공보 특개평7-196986호) 등을 사용할 수도 있다. 폴리실라잔을 함유하는 액체를 조제하는 유기 용매로서는, 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소, 방향족 탄화수소 등의 탄화수소 용매, 할로겐화 탄화수소 용매, 지방족 에테르, 지환식 에테르 등의 에테르류를 사용할 수 있다. 유기 폴리실라잔은, 이의 Si와 결합하는 수소 부분이 일부 알킬기 등으로 치환된 유도체라도 좋다. 산화규소 화합물로의 개질을 촉진시키기 위해, 아민이나 금속의 촉매를 첨가할 수도 있다.
또한, 요철 구조층(3)으로서는, 수지를 사용할 수도 있다. 경화성 수지로서는, 예를 들면, 광 경화형, 열 경화형, 습기 경화형, 및 화학 경화형(2액 혼합) 등의 수지를 들 수 있다. 구체적으로는 에폭시계, 아크릴계, 메타크릴계, 비닐 에테르계, 옥세탄계, 우레탄계, 멜라민계, 우레아계, 폴리에스테르계, 폴리올레핀계, 페놀계, 가교형 액정계, 불소계, 실리콘계, 폴리아미드계, 등의 단량체, 올리고머, 중합체 등의 각종 수지를 들 수 있다.
또한, 요철 구조층(3)의 표면에 소수화 처리를 행해도 좋다. 소수화 처리의 방법으로서는, 알려져 있는 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 요철 구조층(3)의 표면이 실리카 표면이면, 디메틸디클로로실란, 트리메틸알콕시실란 등으로 소수화 처리해도 좋고, 헥사메틸디실라잔 등의 트리메틸실릴화제와 실리콘 오일로 소수화 처리해도 좋고, 초임계 이산화탄소를 사용한 금속 산화물 분말의 표면 처리 방법을 사용해도 좋다. 요철 구조층(3)의 표면을 소수성으로 함으로써, 광학 기판(1)을 유기 EL 소자 등의 디바이스의 제조에 사용하는 경우에, 상기 디바이스의 제조 공정에 있어서 광학 기판(1)으로부터 수분을 용이하게 제거할 수 있어, 유기 EL 소자에서의 다크 스팟과 같은 결함의 발생이나, 디바이스의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 요철 구조층(3)의 표면에, 수분이나 산소 등의 기체의 침입을 방지할 목적으로, 가스 차단층을 제공해도 좋다.
요철 구조층(3)의 재료는, 무기 재료 또는 경화성 수지 재료에 자외선 흡수 재료를 함유시킨 것이라도 좋다. 자외선 흡수 재료는, 자외선을 흡수하여 광 에너지를 열과 같은 무해한 형태로 변환함으로써, 막의 열화를 억제하는 작용이 있다. 자외선 흡수 재료로서는, 종래부터 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 벤조트리아졸계 흡수제, 트리아진계 흡수제, 살리실산 유도체계 흡수제, 벤조페논계 흡수제 등을 사용할 수 있다.
요철 구조층(3)은, 상기와 같이 조제한 졸겔 재료의 용액 또는 수지가 지지 기판(2) 위에 도포되고, 또한 요철 패턴 전사용 몰드의 요철 패턴이 전사됨으로써 형성된다. 요철 패턴 전사용 몰드 및 요철 구조층(3)에 요철 패턴을 전사하는 제조 공정에 관해서는, 후술하다.
다음으로, 요철 구조층(3)의 표면에 형성된 요철 형상에 관해서 설명한다. 상기 요철 형상을 해석하기 위해서는, 원자간력 현미경(AFM) 등의 주사형 프로브 현미경(SPM)에 의해 얻을 수 있다. 본 실시형태에서는, 주사형 프로브 현미경(예를 들면, 가부시키가이샤 히타치 하이테크사이언스사 제조의 제품명「E-sweep」등)을 사용함으로써, 하기 해석 조건하, 요철 구조층(3)의 요철 형상을 해석하여, 요철 해석 화상 및 평면시 해석 화상을 얻는 것으로 한다. 본 명세서에 있어서, 이하에 정의하는 요철 깊이 분포의 평균값, 및 요철 깊이의 표준 편차, 요철의 평균 깊이, 요철의 평균 피치, 볼록부의 폭의 평균값, 직선 구간과 곡선 구간의 비율은, 요철이 형성되어 있는 표면의 재료에 상관없이, 하기와 같은 측정 방법에 의해 구할 수 있다.
<해석 조건>
측정 방법: 캔틸레버 단속적 접촉 방식
캔틸레버의 재질: 실리콘
캔틸레버의 레버 폭: 40㎛
캔틸레버의 칩 선단의 직경: 10nm
광학 기판(1)의 요철 구조층(3)의 표면에 형성된 요철의 형상을, 주사형 프로브 현미경(예를 들면, 가부시키가이샤 히타치 하이테크사이언스사 제조의 제품명「E-sweep」등)을 사용하여 요철 해석 화상을 측정한다. 요철 해석시, 상기의 조건으로 임의의 3㎛ 각(세로 3㎛, 가로 3㎛) 또는 10㎛ 각(세로 10㎛, 가로 10㎛)의 측정 영역을 측정하여 요철 해석 화상을 구한다. 그 때에 측정 영역 내의 16384점(세로 128점×가로 128점) 이상의 측정점에서의 요철 깊이의 데이터를 나노미터 스케일로 각각 구한다. 또한, 이러한 측정점의 수는, 사용하는 측정 장치의 종류나 설정에 따라서도 상이하다. 예를 들면, 측정 장치로서 상기의 가부시키가이샤 히타치 하이테크사이언스 제조의 제품명「E-sweep」을 사용한 경우에는, 3㎛ 각 또는 10㎛ 각의 측정 영역 내에 있어서 65536점(세로 256점×가로 256점)의 측정(256×256 픽셀의 해상도에서의 측정)을 행할 수 있다. 여기서, 요철 해석 화상에는, 측정 정밀도를 높이기 위해, 1차 기울기 보정을 포함하는 플랫 처리가 가해져도 좋다. 또한, 이하에 서술하는 요철 형상에 관한 다양한 해석에 있어서 충분한 측정 정밀도를 담보하기 위해서는, 측정 영역은, 상기 측정 영역에 포함되는 볼록부의 폭의 평균값의 15배 이상의 길이를 1변의 길이로 하는 정방 형상의 영역으로 하는 것이 좋다.
요철 깊이의 측정은, 구체적으로는 이하와 같이 하여 행할 수 있다. 우선, 전체 측정점 중, 지지 기판(2)의 표면으로부터의 높이가 가장 높은 측정점(P)이 결정된다. 그리고, 이러한 측정점(P)을 포함하고, 또한 지지 기판(2)의 표면과 평행한 면이 기준면(수평면)으로서 결정되고, 그 기준면으로부터의 깊이의 값이 요철 깊이의 데이터로서 산출된다. 기준면으로부터의 깊이의 값은, 예를 들면, 측정점(P)에서의 지지 기판(2)으로부터의 높이의 값으로부터 각 측정점에서의 지지 기판(2)으로부터의 높이를 뺀 차분(差分)이라도 좋다. 이러한 요철 깊이의 데이터는, 측정 장치(예를 들면, 가부시키가이샤 히타치 하이테크사이언스 제조의 제품명「E-sweep」등)에 의해서는 측정 장치 중의 소프트 등에 의해 자동적으로 계산하여 구하는 것이 가능하다.
이와 같이 하여, 각 측정점에서의 요철 깊이의 데이터를 구한 후, 그 산술 평균 및 표준 편차를 구함으로써 산출할 수 있는 값을 각각 요철 깊이 분포의 평균값 및 요철 깊이의 표준 편차로서 채용한다.
요철의 평균 깊이란, 요철이 형성되어 있는 요철 구조층(3)의 표면에서의 볼록부와 오목부의 깊이의 차(서로 인접하는 볼록부의 꼭대기부와 오목부의 바닥부의 깊이 방향의 거리)를 측정한 경우에 있어서, 깊이의 차의 평균값을 말한다. 이러한 요철의 평균 깊이는, 상기 요철 해석 화상 중에 있어서, 임의의 인접하는 볼록부의 꼭대기부와 오목부의 바닥부의 깊이 방향의 거리를 100점 이상 측정하고, 그 산술 평균을 구함으로써 산출할 수 있다.
요철의 평균 피치란, 요철이 형성되어 있는 요철 구조층(3)의 표면에서의 요철의 피치(이웃하는 볼록부의 꼭대기부끼리 또는 이웃하는 오목부의 바닥부끼리의 간격)를 측정한 경우에 있어서, 요철의 피치의 평균값을 말한다. 이러한 요철의 피치의 평균값은, 상기 요철 해석 화상 중에서의, 임의의 이웃하는 볼록부의 꼭대기부끼리 또는 이웃하는 오목부의 바닥부끼리의 간격을 100점 이상 측정하여, 그 산술 평균을 구함으로써 산출할 수 있다.
요철의 평균 피치는, 예를 들면 100 내지 1500nm의 범위 내로 할 수 있고, 또한 200 내지 1200nm의 범위 내로 해도 좋다. 요철 깊이 분포의 평균값은, 20 내지 200nm의 범위 내로 해도 좋고, 또한 30 내지 150nm의 범위 내로 해도 좋다. 요철 깊이의 표준 편차는, 10 내지 100nm의 범위 내로 해도 좋다.
본 실시형태에서는, 요철 깊이가 요철 깊이 분포의 평균값 이상인 영역은 볼록부, 오목부 깊이가 요철 깊이 분포의 평균값 미만인 영역은 오목부라고 정의된다. 예를 들면, 볼록부를 흰색, 오목부를 검은색으로 표시하도록 요철 해석 화상이 처리됨으로써, 도 2에 도시하는 바와 같은 평면시 해석 화상(흑백 화상)이 얻어진다. 도 2는, 본 실시형태에 따르는 광학 기판(1)에서의 측정 영역의 평면시 해석 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
또한, 볼록부의 폭이란, 평면시 해석 화상의 볼록부(흰 표시부)의 폭을 말한다. 이러한 볼록부의 폭의 평균값은, 평면시 해석 화상의 볼록부 중에서 임의의 100 이상의 개소를 선택하고, 각각에 관해서 볼록부의 연신 방향에 대해 평면시상 대략 직교하는 방향에서의 볼록부의 경계에서부터 반대측의 경계까지의 길이를 측정하고, 그 산술 평균을 구함으로써 산출할 수 있다.
또한, 볼록부의 폭의 평균값을 산출할 때에는, 상기한 바와 같이, 평면시 해석 화상의 볼록부로부터 무작위로 추출된 위치에서의 값을 사용하지만, 볼록부가 분기되어 있는 위치의 값은 사용하지 않아도 좋다. 볼록부에 있어서, 어떤 영역이 분기에 따르는 영역인지 아닌지는, 예를 들면, 상기 영역이 일정 이상 연신되어 있는지 여부에 의해 판정되어도 좋다. 보다 구체적으로는, 상기 영역의 폭에 대한 상기 영역의 연신 길이의 비가 일정(예를 들면 1.5) 이상인지 여부에 의해 판정되어도 좋다.
도 3을 사용하여, 어떤 방향으로 연재(延在)되는 볼록부의 중도 위치에 있어서 상기 볼록부의 연재 축선에 대략 직교하는 방향으로 돌출된 영역에 관해서, 상기 영역이 분기인지 여부를 판정하는 방법의 일례를 설명한다. 여기서, 볼록부의 연재 축선이란, 분기 여부의 판정 대상 영역을 볼록부로부터 제외한 경우에 있어서, 볼록부의 외연의 형상으로부터 정해지는 볼록부의 연신 방향을 따른 가상적인 축선이다. 보다 구체적으로는, 볼록부의 연재 축선이란, 볼록부의 연신 방향에 직교하는 볼록부의 폭의 대략 중심점을 통과하도록 그어진 선이다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는, 모두 평면시 해석 화상에서의 볼록부의 일부만을 추출하여 설명하는 개요도이며, 영역 S는, 볼록부를 나타내고 있다. 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에서는, 볼록부의 중도 위치에 있어서 돌출된 영역(A1, A2)이, 분기인지 여부의 판정 대상 영역으로서 정해져 있는 것으로 한다. 이 경우, 볼록부로부터 영역(A1, A2)을 제외한 경우에 있어서, 볼록부의 연신 방향에 직교하는 볼록부의 폭의 대략 중심점을 통과하는 선으로서, 연재 축선(L1, L2)이 규정된다. 이러한 연재 축선은, 컴퓨터에 의한 화상 처리에 의해 규정되어도 좋고, 해석 작업을 실시하는 작업자에 의해 규정되어도 좋고, 컴퓨터에 의한 화상 처리 및 작업자에 의한 수작업의 양방에 의해 규정되어도 좋다. 도 3의 (a)에서는, 영역(A1)은 연재 축선(L1)을 따라 연재되는 볼록부의 중도 위치에 있어서, 연재 축선(L1)에 직교하는 방향으로 돌출되어 있다. 도 3의 (b)에서는, 영역(A2)은 연재 축선(L2)을 따라 연재되는 볼록부의 중도 위치에 있어서, 연재 축선(L2)에 직교하는 방향으로 돌출되어 있다. 또한, 연재 축선(L1, L2)에 직교하는 방향에 대해 경사져 돌출되는 영역에 관해서도, 이하에 서술하는 영역(A1, A2)에 관한 생각과 같은 생각을 사용하여 분기인지 여부를 판정하면 좋다.
상기 판정 방법에 의하면, 영역(A1)의 폭(d1)에 대한 영역(A1)의 연신 길이(d2)의 비는, 약 0.5(1.5 미만)이기 때문에, 영역(A1)은 분기에 따르는 영역이 아니라고 판정된다. 이 경우, 영역(A1)을 통과하고 또한 연재 축선(L1)에 직교하는 방향에서의 길이(d3)는, 볼록부의 폭의 평균값을 산출하기 위한 측정값 중 하나가 된다. 한편, 영역(A2)의 폭(d4)에 대한 영역(A2)의 연신 길이(d5)의 비는, 약 2(1.5 이상)이기 때문에, 영역(A2)은, 분기에 따르는 영역이라고 판정된다. 이 경우에는, 영역(A2)을 통과하고 또한 연재 축선(L2)에 직교하는 방향에서의 길이(d6)는, 볼록부의 폭의 평균값을 산출하기 위한 측정값 중 하나로는 되지 않는다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따르는 광학 기판(1)에서는, 요철 구조층(3)의 표면에 형성된 요철 형상에 포함되는 볼록부(흰 부분)의 연신 방향은, 평면시상 불규칙적으로 분포하고 있다. 즉, 볼록부는, 규칙적으로 나열된 스트라이프상이나 규칙적으로 배치된 도트 형상 등이 아니라, 불규칙적인 방향으로 연신된 형상으로 되어 있다. 또한, 측정 영역, 즉 요철 구조층(3)의 소정의 영역에 있어서, 단위 면적당 영역에 포함되는 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선은, 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하고 있다.
도 4는, 비교예에 따르는 광학 기판에서의 측정 영역의 평면시 해석 화상의 일례를 도시하는 도면이다. 본 실시형태에 있어서,「곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함한다」란, 직감적으로는, 도 4에 도시한 비교예에 따르는 광학 기판과 같이 볼록부의 윤곽선 위의 전 구간에 있어서 꼬불 꼬불 구부러진 구간이 대세를 차지하는 것과 같은 요철 패턴으로는 되어 있지 않은 것을 의미한다. 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는지 여부에 관해서는, 예를 들면 이하에 나타내는 2개의 곡선 구간의 정의 방법 중 어느 한쪽을 사용함으로써 판정할 수 있다.
(곡선 구간의 제1 정의 방법)
곡선 구간의 제1 정의 방법에서는, 곡선 구간은, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선을 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)배의 길이로 구획함으로써 복수의 구간을 형성한 경우에 있어서, 구간의 양 끝점간의 윤곽선의 길이에 대한 양 끝점간의 직선 거리의 비가 0.75 이하가 되는 구간으로서 정의된다. 또한, 직선 구간은, 상기 복수의 구간 중 곡선 구간 이외의 구간, 즉 상기 비가 0.75보다 큰 구간으로서 정의된다. 이하, 도 5의 (a)를 참조하여, 상기 제1 정의 방법을 사용하여 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는지 여부를 판정하는 수순의 일례에 관해서 설명한다. 도 5의 (a)는 요철 구조층(3)의 평면시 해석 화상의 일부를 도시하는 도면이며, 편의상, 오목부를 흰색으로 나타내고 있다. 영역(S1)은 볼록부를 나타내고, 영역(S2)은 오목부를 나타내고 있다.
수순 1-1. 측정 영역 내의 복수의 볼록부로부터, 하나의 볼록부가 선택된다. 상기 볼록부의 윤곽선(X) 위의 임의의 위치가 스타트점으로서 결정된다. 도 5의 (a)에서는, 일례로서 점 A가 스타트점으로서 설정되어 있다. 상기 스타트점으로부터, 볼록부의 윤곽선(X) 위에, 소정의 간격으로 기준점이 제공된다. 여기에서는, 소정의 간격은, 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)/2배의 길이이다. 도 5의 (a)에서는, 일례로서 점 B, 점 C 및 점 D가 순차 설정된다.
수순 1-2. 기준점인 점 A 내지 D가 볼록부의 윤곽선(X) 위에 설정되면, 판정 대상의 구간이 설정된다. 여기서는, 시점 및 종점이 기준점이며, 중간점이 되는 기준점을 포함하는 구간이 판정 대상으로서 설정된다. 도 5의 (a)의 예에서는, 구간의 시점으로서 점 A가 선택된 경우에는, 점 A로부터 헤아려 2번째에 설정된 점 C가 구간의 종점이 된다. 점 A로부터의 간격은, 여기에서는 볼록부의 폭의 평균값의 π/2배의 길이로 설정되어 있기 때문에, 점 C는, 윤곽선(X)을 따라 볼록부의 폭의 평균값의 π배의 길이만큼 점 A로부터 떨어진 점이다. 마찬가지로, 구간의 시점으로서 점 B가 선택된 경우에는, 점 B로부터 헤아려 2번째에 설정된 점 D가 구간의 종점이 된다. 또한, 여기에서는, 설정된 순으로 대상이 되는 구간이 설정되는 것으로 하고, 점 A가 처음에 설정된 점인 것으로 한다. 즉, 처음에, 점 A 및 점 C의 구간(구간(AC))이 처리 대상의 구간이 된다. 그리고, 도 5의 (a)에 도시된, 점 A 및 점 C를 연결하는 볼록부의 윤곽선(X)의 길이(La)와, 점 A 및 점 C 사이의 직선 거리(Lb)가 측정된다.
수순 1-3. 수순 1-2에서 측정된 길이(La) 및 직선 거리(Lb)를 사용하여, 길이(La)에 대한 직선 거리(Lb)의 비(Lb/La)가 계산된다. 상기 비가 0.75 이하가 되는 경우에, 볼록부의 윤곽선(X)의 구간(AC)의 중간점이 되는 점 B가 곡선 구간에 존재하는 점이라고 판정된다. 한편, 상기 비가 0.75보다도 큰 경우에는, 점 B가 직선 구간에 존재하는 점이라고 판정된다. 또한 도 5의 (a)에 도시한 예에서는, 상기 비(Lb/La)는 0.75 이하가 되기 때문에, 점 B는 곡선 구간에 존재하는 점이라고 판정된다.
수순 1-4. 수순 1-1에서 설정된 각 점이 각각 시점으로서 선택된 경우에 관해서, 수순 1-2 및 수순 1-3이 실행된다.
수순 1-5. 측정 영역 내의 전체 볼록부에 관해서, 수순 1-1 내지 수순 1-4가 실행된다.
수순 1-6. 측정 영역 내의 전체 볼록부에 관해서 설정된 전체 점 중 직선 구간에 존재하는 점이라고 판정된 점의 비율이 전체의 50% 이상인 경우에, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는 것으로 판정된다. 한편, 측정 영역 내의 전체 볼록부에 관해서 설정된 전체 점 중 직선 구간에 존재하는 점이라고 판정된 점의 비율이 전체의 50% 미만인 경우에는, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 직선 구간보다도 곡선 구간을 많이 포함하는 것으로 판정된다.
상기 수순 1-1 내지 수순 1-6의 처리는, 측정 장치에 구비되어 있는 측정 기능에 의해 행해도 좋고, 상기 측정 장치와는 상이한 해석용 소프트웨어 등의 실행에 의해 행해도 좋고, 수동으로 행해도 좋다.
또한, 상기 수순 1-1에 있어서 볼록부의 윤곽선 위에 점이 설정되는 처리는, 볼록부를 1바퀴 돌거나, 측정 영역으로부터 비어져 나오거나 함으로써, 그 이상 점을 설정할 수 없게 된 경우에 종료하면 좋다. 또한, 처음에 설정된 점과 마지막에 설정된 점의 외측의 구간에 관해서는, 상기 비(Lb/La)를 산출할 수 없기 때문에, 상기 판정의 대상 외로 하면 좋다. 또한, 윤곽선의 길이가 볼록부의 폭의 평균값의 π배를 만족하지 않는 볼록부에 관해서는, 상기 판정의 대상 외로 하면 좋다.
(곡선 구간의 제2 정의 방법)
곡선 구간의 제2 정의 방법에서는, 곡선 구간은, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선을 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)배의 길이로 구획함으로써 복수의 구간을 형성한 경우에 있어서, 구간의 한쪽 끝(점 A) 및 상기 구간의 중간점(점 B)을 연결한 선분(선분 AB)과 상기 구간의 다른쪽 끝(점 C) 및 상기 구간의 중간점(점 B)을 연결한 선분(선분 CB)이 이루는 2개의 각도 중 작은 쪽(180°이하가 되는 쪽)의 각도가 120°이하가 되는 구간으로서 정의된다. 또한, 직선 구간은 상기 복수의 구간 중 곡선 구간 이외의 구간, 즉, 상기 각도가 120°보다도 큰 구간으로서 정의된다. 이하, 도 5의 (b)를 참조하여, 상기 제2 정의 방법을 사용하여 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는지 여부를 판정하는 수순의 일례에 관해서 설명한다. 도 5의 (b)는 도 5의 (a)와 동일한 요철 구조층(3)의 평면시 해석 화상의 일부를 도시하는 도면이다.
수순 2-1. 측정 영역 내의 복수의 볼록부로부터, 하나의 볼록부가 선택된다. 상기 볼록부의 윤곽선(X) 위의 임의의 위치가 스타트점으로서 결정된다. 도 5의 (b)에서는, 일례로서 점 A가 스타트점으로서 설정되어 있다. 상기 스타트점으로부터, 볼록부의 윤곽선(X) 위에, 소정의 간격으로 기준점이 제공된다. 여기에서는, 소정의 간격은, 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)/2배의 길이이다. 도 5의 (b)에서는, 일례로서 점 B, 점 C 및 점 D가 순차 설정된다.
수순 2-2. 기준점인 점 A 내지 D가 볼록부의 윤곽선(X) 위에 설정되면, 판정 대상의 구간이 설정된다. 여기에서는, 시점 및 종점이 기준점이며, 중간점이 되는 기준점을 포함하는 구간이 판정 대상으로서 설정된다. 도 5의 (b)의 예에서는, 구간의 시점으로서 점 A가 선택된 경우에는, 점 A로부터 헤아려 2번째에 설정된 점 C가 구간의 종점이 된다. 점 A로부터의 간격은, 여기에서는 볼록부의 폭의 평균값의 π/2배의 길이로 설정되어 있기 때문에, 점 C는 윤곽선(X)을 따라 볼록부의 폭의 평균값의 π배의 길이만큼 점 A로부터 떨어진 점이다. 마찬가지로, 구간의 시점으로서 점 B가 선택된 경우에는, 점 B로부터 헤아려 2번째에 설정된 점 D가 구간의 종점이 된다. 또한, 여기에서는, 설정된 순으로 대상이 되는 구간이 설정되는 것으로 하고, 점 A가 처음에 설정된 점인 것으로 한다. 즉, 처음에, 점 A 및 점 C의 구간이 처리 대상의 구간이 된다. 그리고, 선분 AB와 선분 CB가 이루는 2개의 각도 중 작은 쪽(180°이하가 되는 쪽)의 각도(θ)가 측정된다.
수순 2-3. 각도(θ)가 120°이하가 되는 경우에는, 점 B가 곡선 구간에 존재하는 점이라고 판정된다. 한편, 각도(θ)가 120°보다도 큰 경우에는, 점 B가 직선 구간에 존재하는 점이라고 판정된다. 또한, 도 5의 (b)에 도시한 예에서는, 각도(θ)는 120°이하가 되기 때문에, 점 B는 곡선 구간에 존재하는 점이라고 판정된다.
수순 2-4. 수순 2-1에서 설정된 각 점이 각각 시점으로서 선택된 경우에 관해서, 수순 2-2 및 수순 2-3이 실행된다.
수순 2-5. 측정 영역 내의 전체 볼록부에 관해서, 수순 2-1 내지 수순 2-4가 실행된다.
수순 2-6. 측정 영역 내의 전체 볼록부에 관해서 설정된 전체 점 중 직선 구간에 존재하는 점이라고 판정된 점의 비율이 전체의 70% 이상인 경우에, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는 것으로 판정된다. 한편, 측정 영역 내의 전체 볼록부에 관해서 설정된 전체 점 중 직선 구간에 존재하는 점이라고 판정된 점의 비율이 전체의 70% 미만인 경우에는, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 직선 구간보다도 곡선 구간을 많이 포함하는 것으로 판정된다.
상기 수순 2-1 내지 2-6의 처리는, 측정 장치에 구비되어 있는 측정 기능에 의해 행해도 좋고, 상기 측정 장치와는 상이한 해석용 소프트웨어 등을 실행함으로써 행해도 좋고, 수동으로 행해도 좋다.
또한, 상기 수순 2-1에 있어서 볼록부의 윤곽선 위에 점이 설정되는 처리는, 볼록부를 1바퀴 돌거나, 측정 영역으로부터 비어져 나옴으로써, 그 이상 점을 설정할 수 없게 된 경우에 종료하면 좋다. 또한, 처음에 설정된 점과 마지막에 설정된 점의 외측 구간에 관해서는, 상기 각도(θ)를 산출할 수 없기 때문에, 상기 판정의 대상 외로 하면 좋다. 또한, 윤곽선의 길이가 볼록부의 폭의 평균값의 π배를 만족하지 않는 볼록부에 관해서는, 상기 판정의 대상 외로 하면 좋다.
이상 서술한 바와 같이, 곡선 구간의 제1 및 제2 정의 방법 중 어느 한쪽을 사용함으로써, 측정 영역에 관해서, 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선(X)이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는지 여부를 판정할 수 있다. 또한, 어떤 광학 기판(1)의 요철 구조층(3)에 관해서,「단위 면적당 영역에 포함되는 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는지 여부」의 판정은, 광학 기판(1)의 요철 구조층(3)의 표면 위의 영역으로부터 무작위로 추출하여 측정한 1개의 측정 영역에 기초하여 판정함으로써 행해도 좋고, 동일한 광학 기판(1)에서의 복수의 상이한 측정 영역에 관한 판정 결과를 종합적으로 판정함으로써 행해도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 복수의 상이한 측정 영역에 관한 판정 결과 중 많은 쪽의 판정 결과를,「단위 면적당 영역에 포함되는 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하는지 여부」의 판정 결과로서 채용해도 좋다. 상기한 형상의 조건을 만족하도록 요철 구조층(3)의 표면에 요철 형상을 형성함으로써, 리크 전류의 발생을 저감시킬 수 있어, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
광학 기판(1)에 있어서, 요철 구조층(3)의 볼록부의 연신 방향에 대해 평면시상 대략 직교하는 방향에서의 볼록부의 폭은 일정하다. 볼록부의 폭이 일정한지 여부는, 상기의 측정에 의해 얻어진 100점 이상의 볼록부의 폭에 기초하여 판정할 수 있다. 구체적으로는, 100점 이상의 볼록부의 폭으로부터, 볼록부의 폭의 평균값 및 볼록부의 폭의 표준 편차를 산출한다. 그리고, 볼록부의 폭의 표준 편차를 볼록부의 폭의 평균값으로 나눔으로써 산출되는 값(볼록부의 폭의 표준 편차/볼록부의 폭의 평균값)을 볼록부의 폭의 변동 계수라고 정의한다. 이 변동 계수는, 볼록부의 폭이 일정할(폭의 변동이 적을)수록, 작은 값이 된다. 따라서, 변동 계수가 소정값 이하인지 여부에 의해, 볼록부의 폭이 일정한지 여부를 판정할 수 있다. 예를 들면, 변동 계수가 0.25 이하인 경우에 볼록부의 폭이 일정하다고 정의할 수 있다. 상기한 형상의 조건을 만족하도록 요철 구조층(3)의 표면에 요철 형상을 형성함으로써, 리크 전류의 발생을 저감시킬 수 있어, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 이후의 설명에 있어서는, 제1 정의 방법에서 직선 구간의 비율이 50% 이상(또는 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율이 70% 이상)인 것을 나타내는 조건을「직선 조건」이라고 하고, 볼록부의 폭의 변동 계수가 0.25 이하인 것을 나타내는 조건을「폭 조건」이라고 한다.
광학 기판(1)에 있어서, 요철 구조층(3)의 표면에 형성된 요철 형상을 주사형 프로브 현미경에 의해 해석하여 얻어지는 요철 해석 화상에 2차원 고속 푸리에 변환 처리를 실시하여 푸리에 변환 상을 얻은 경우에 있어서, 푸리에 변환 상이, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상 또는 원환상의 모양을 나타내고 있으며, 또한, 원상 또는 원환상의 모양이, 파수의 절대값이 10㎛-1 이하(0.667 내지 10㎛-1의 범위 내로 해도 좋고, 또한 0.833 내지 5㎛-1의 범위 내로 해도 좋다)의 범위 내가 되는 영역 내에 존재해도 좋다. 상기 조건(이하,「FFT 조건」이라고 한다)을 만족하도록 요철 구조층(3)의 표면에 요철 형상을 형성함으로써, 발광의 파장 의존성 및 지향성(일정 방향으로 강하게 발광하는 성질)을 충분히 적게 할 수 있다.
「푸리에 변환 상의 원상 또는 원환상의 모양」은, 푸리에 변환 상에 있어서 휘점(輝點)이 집합함으로써 관측되는 모양이다. 이로 인해, 여기에서의「원상」이란, 휘점이 집합한 모양이 거의 원형의 형상으로 보이는 것을 의미하고, 외형의 일부가 볼록상 또는 오목상으로 되어 있는 것처럼 보이는 것도 포함하는 개념이다. 또한,「원환상」이란, 휘점이 집합한 모양이 거의 원환상으로 보이는 것을 의미하고, 환의 외측 원이나 내측 원의 형상이 거의 원형의 형상으로 보이는 것도 포함하고 또한 이러한 환의 외측 원이나 내측 원의 외형의 일부가 볼록상 또는 오목상으로 되어 있는 것처럼 보이는 것도 포함하는 개념이다. 또한,「원상 또는 원환상의 모양이, 파수의 절대값이 10㎛-1 이하(0.667 내지 10㎛-1의 범위 내로 해도 좋고, 또한 0.833 내지 5㎛-1의 범위 내로 해도 좋다)의 범위 내가 되는 영역 내에 존재한다」란, 푸리에 변환 상을 구성하는 휘점 중 30% 이상의 휘점이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하(0.667 내지 10㎛-1의 범위 내로 해도 좋고, 또한 0.833 내지 5㎛-1의 범위 내로 해도 좋다)의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것을 말한다.
또한, 요철 구조의 패턴과 푸리에 변환 상의 관계에 관해서, 다음의 것을 알고 있다. 요철 구조 자체에 피치에 분포나 지향성이 없는 경우에는, 푸리에 변환 상도 랜덤한 패턴(모양이 없다)으로 나타나지만, 요철 구조가 XY 방향으로 전체적으로 등방적이지만 피치에 분포가 있는 경우에는, 원 또는 원환상의 푸리에 변환 상이 나타난다. 또한, 요철 구조가 단일한 피치를 갖는 경우에는, 푸리에 변환 상에 나타나는 원환이 샤프해지는 경향이 있다.
상기 푸리에 변환 상은, 요철 구조층(3)의 표면에 형성되어 있는 요철의 형상을 주사형 프로브 현미경(예를 들면, 가부시키가이샤 히타치 하이테크사이언스 제조의 제품명「E-sweep」등)에 의해 해석하여 요철 해석 화성을 얻은 후에, 상기 요철 해석 화상에 2차원 고속 푸리에 변환 처리를 실시함으로써 얻어진다. 상기 요철 해석 화상의 2차원 고속 푸리에 변환 처리는, 2차원 고속 푸리에 변환 처리 소프트웨어를 구비한 컴퓨터를 사용한 전자적인 화상 처리에 의해 용이하게 행할 수 있다.
[광학 기판의 제조 방법]
다음에, 상기의 광학 기판(1)의 제조 방법에 관해서 설명한다. 광학 기판(1)은, 예를 들면 이하와 같이 하여 제조하는 것이 가능하다. 우선, 지지 기판(2) 위에 요철 구조층(3)의 재료가 되는 졸겔 재료를 도포하여 형성한 하지 재료층(4)에, 요철 패턴이 형성된 필름상 몰드(5)를 가압하면서, 하지 재료층(4)을 경화시킨다. 계속해서, 경화 후의 하지 재료층(4)(요철 구조층(3))으로부터 필름상 몰드(5)를 분리한다. 이하, 도 6을 사용하여, 필름상 몰드(5) 및 상기 공정에 관해서 상세하게 설명한다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 필름상 몰드(5)는, 기판부(5a)와, 기판부(5a) 위에 형성된 요철부(5b)를 구비한다. 기판부(5a) 및 요철부(5b)는, 모두 가요성을 가진다. 요철부(5b)의 표면에는, 후술하는 금속 몰드(8)로부터 요철 패턴이 전사됨으로써 미리 요철 패턴이 형성되어 있다. 기판부(5a)는 필름 또는 시트상이며, 예를 들면, 실리콘 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌테레나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 사이클로올레핀 중합체(COP), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS), 폴리이미드(PI), 또는 폴리아릴레이트 등의 유기 재료로 형성된다. 또한, 요철부(5b)는, 기판부(5a)와 동일 재료로 일체적으로 형성되어 있어도 좋고, 상이한 재료를 사용해도 좋다. 요철부(5b)를 형성하는 재료로서는, 광경화성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 기판부(5a) 위에는 밀착성을 향상시키기 위해, 표면 처리를 하거나, 이접착층을 설치하거나 해도 좋고, 수분이나 산소 등의 기체의 침입을 방지할 목적으로, 가스 차단층을 설치해도 좋다.
필름상 몰드(5)의 치수, 특히 길이는, 양산하는 광학 기판(1)의 치수나, 1회의 제조 프로세스로 연속적으로 제조하는 광학 기판(1)위 수(로트 수)에 의해 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 길이 10m 이상의 기다란 몰드로 하고, 롤에 권취된 필름상 몰드(5)를 롤로부터 연속적으로 풀어내면서 복수의 기판에 연속적으로 전사해도 좋다. 필름상 몰드(5)의 폭은, 50 내지 3000㎜, 두께 1 내지 500㎛으로 할 수 있다. 기판부(5a)와 요철부(5b) 사이에는, 밀착성을 높이기 위해 표면 처리나 이접착 처리를 실시해도 좋다. 또한, 필요에 따라, 요철부(5b)의 요철 패턴면 위에 이형 처리를 실시해도 좋다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 가압 롤(6)과 그 바로 아래로 반송되어 있는 지지 기판(2) 사이에 필름상 몰드(5)가 보내짐으로써, 필름상 몰드(5)의 요철부(5b)의 요철 패턴이 지지 기판(2) 위의 하지 재료층(4)에 전사된다. 여기서, 하지 재료층(4)에 필름상 몰드(5)를 가압한 후, 하지 재료층(4)을 가소성해도 좋다. 가소성함으로써, 하지 재료층(4)의 겔화가 진행되어, 요철 패턴이 고화되어, 박리 시에 붕괴되기 어려워진다. 가소성을 행하는 경우에는, 대기중에서 40 내지 150℃의 온도에서 가열해도 좋다. 또한, 가소성은 반드시 행할 필요는 없다.
필름상 몰드(5)의 가압 또는 하지 재료층(4)의 가소성 후, 하지 재료층(4)으로부터 필름상 몰드(5)를 박리한다. 필름상 몰드(5)의 박리에는, 공지의 박리 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면 가열하면서 필름상 몰드(5)를 박리해도 좋다. 이것에 의해, 하지 재료층(4)으로부터 발생하는 가스를 놓아주어, 하지 재료층(4) 내에 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 롤 프로세스를 사용하는 경우, 프레스식에서 사용하는 플레이트상 몰드에 비해 박리력은 작아도 좋으며, 하지 재료층(4)이 필름상 몰드(5)에 잔류하지 않고, 용이하게 필름상 몰드(5)를 하지 재료층(4)으로부터 박리할 수 있다. 특히, 하지 재료층(4)을 가열하면서 가압하기 때문에 반응이 진행되기 쉽고, 가압 직후에 필름상 몰드(5)는 하지 재료층(4)으로부터 박리하기 쉬워진다. 또한, 필름상 몰드(5)의 박리성의 향상을 위해, 박리 롤(7)을 사용해도 좋다. 본 실시형태에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 박리 롤(7)을 가압 롤(6)의 하류측에 설치하고, 박리 롤(7)에 의해 필름상 몰드(5)를 하지 재료층(4)에 가압하면서 회전 지지한다. 이것에 의해, 필름상 몰드(5)가 하지 재료층(4)에 부착된 상태를, 가압 롤(6)과 박리 롤(7) 사이의 박리만큼(일정 시간) 유지할 수 있다. 그리고, 박리 롤(7)의 하류측에서 필름상 몰드(5)를 박리 롤(7)의 상방으로 끌어 올리듯이 필름상 몰드(5)의 진로를 변경한다. 이것에 의해, 필름상 몰드(5)는, 요철이 형성된 하지 재료층(4)으로부터 벗겨진다. 또한, 필름상 몰드(5)가 하지 재료층(4)에 부착되어 있는 기간에, 상기한 하지 재료층(4)의 가소성이나 가열을 행해도 좋다. 또한, 박리 롤(7)을 사용하는 경우에는, 예를 들면 40 내지 150℃로 가열하면서 박리함으로써 필름상 몰드(5)의 박리를 한층 용이하게 할 수 있다.
하지 재료층(4)으로부터 필름상 몰드(5)를 박리한 후, 하지 재료층(4)을 경화해도 좋다. 이것에 의해, 도 1에 도시한 바와 같은 요철 패턴을 갖는 요철 구조층(3)이 형성된다. 본 실시형태에서는, 본 소성에 의해 졸겔 재료로 이루어지는 하지 재료층(4)을 경화시킬 수 있다. 본 소성에 의해 하지 재료층(4)을 구성하는 실리카(비정질 실리카) 중에 함유되어 있는 수산기 등이 탈리되어 하지 재료층(4)이 보다 강고해진다. 본 소성은, 200 내지 1200℃의 온도에서, 5분 내지 6시간 정도 행하는 것이 좋다. 이렇게 하여 하지 재료층(4)이 경화되어, 필름상 몰드(5)의 요철 패턴에 대응하는 요철 패턴을 갖는 요철 구조층(3)이 형성된다. 이 때, 요철 구조층(3)이 실리카로 이루어지는 경우, 소성 온도, 소성 시간에 따라 비정질 상태, 결정질 상태, 또는 비정질과 결정질의 혼합 상태가 된다.
또한, 자외선 등의 광을 조사함으로써 산이나 알칼리를 발생하는 재료를 하지 재료층(4)에 첨가해도 좋다. 또한, 필름상 몰드(5)의 요철부(5b)의 요철 패턴을 지지 기판(2) 위의 하지 재료층(4)에 전사할 때에, 하지 재료층(4)에 UV나 엑시머 UV 등의 에너지선을 조사하여 광 경화함으로써, 광학 기판(1)을 제조해도 좋다. 또한, 요철 구조층(3)의 표면에, 수분이나 산소 등의 기체의 침입을 방지할 목적으로, 가스 차단층을 설치해도 좋다.
[필름상 몰드의 제조 방법]
다음에, 필름상 몰드(5)의 제조 방법에 관해서 설명한다. 필름상 몰드(5)를 제작하기 위해서는, 처음에 몰드의 요철 패턴을 형성하기 위한 모형(母型) 패턴의 제작을 행한다. 모형의 요철 패턴은, 예를 들면, 본 출원인들에 의한 WO 2012/096368호에 기재된 블록 공중합체의 가열에 의한 자기 조직화(미크로상 분리)를 이용하는 방법(이하, 적절히「BCP(Block Copolymer) 열 어닐링법」이라고 한다)이나, 본 출원인들에 의한 WO 2011/007878 A1에 개시된 블록 공중합체의 용매 분위기하에서의 자기 조직화를 이용하는 방법(이하, 적절히「BCP 용매 어닐링법」이라고 한다)을 사용하여 형성해도 좋다. 모형의 요철 패턴은, BCP 열 어닐링법, 및 BCP 용매 어닐링법 대신, 포토리소그래피법으로 형성해도 좋다. 그 외에, 예를 들면, 절삭 가공법, 전자선 직접 묘화법, 입자선 빔 가공법 및 조작 프로브 가공법 등의 미세 가공법, 및 미립자의 자기 조직화를 사용한 미세 가공법에 의해서도, 모형의 요철 패턴을 제작할 수 있다. BCP 열 어닐링법으로 패턴을 형성하는 경우, 패턴을 형성하는 재료는 임의의 재료를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리스티렌과 같은 스티렌계 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 폴리알킬메타크릴레이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리비닐피리딘, 및 폴리락트산으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 2종의 조합으로 이루어지는 블록 공중합체라도 좋다.
BCP 용매 어닐링법은, WO 2012/096368호에 기재되는 BCP 열 어닐링법에 있어서, 제1 가열 공정, 에칭 공정 및 제2 가열 공정을 행하는 대신, 기판 위에 도포하여 건조시킨 블록 공중합체의 박막을 유기 용매 증기의 분위기하에서 용매 어닐링(용매 상 분리) 처리하여, 블록 공중합체의 상 분리 구조를 박막 내에 형성시키는 방법이다. 이 용매 어닐링 처리에 의해 블록 공중합체의 자기 조직화가 진행되어, 블록 공중합체가 미크로상 분리하여 요철 구조를 형성할 수 있다.
용매 어닐링 처리는, 예를 들면, 데시케이터와 같은 밀폐 가능한 용기 내부에 유기 용매의 증기 분위기를 초래하고, 이 분위기하에 대상물인 블록 공중합체의 박막을 노출시킴으로써 실시할 수 있다. 유기 용매 증기는, 블록 공중합체의 상 분리를 촉진하는데에 높은 농도라도 좋다. 또한, 유기 용매 증기는, 포화 증기압이라도 좋다. 이 경우, 농도 관리도 비교적 용이하다. 예를 들면, 유기 용매가 클로로포름인 경우, 포화 증기량은 실온(0 내지 45℃)에서 0.4 내지 2.5g/l인 것이 알려져 있다. 용매 어닐링 처리의 처리 시간은 6 내지 168시간이라도 좋고, 12 내지 48시간, 또는 12 내지 36시간으로 해도 좋다.
용매 어닐링 처리에 사용하는 유기 용매는, 비점이 20 내지 120℃인 유기 용매라도 좋다. 예를 들면, 클로로포름, 디클로로메탄, 톨루엔, 테트라하이드로푸란(THF), 아세톤, 이황화탄소, 이들의 혼합 용매 등을 사용할 수 있다. 이 중, 클로로포름, 디클로로메탄, 아세톤, 아세톤/이황화탄소의 혼합 용매를 사용해도 좋다. 용매 어닐링의 분위기 온도는, 0 내지 45℃의 범위 내에서 행해도 좋다. 용매 어닐링의 분위기 온도가 45℃보다 높으면, 박막에 형성되는 요철 구조가 무디어져 붕괴되기 쉬워진다. 0℃보다 낮은 환경에서는, 유기 용매가 증발되기 어려워져, 블록 공중합체의 상 분리가 일어나기 어려워진다.
상기 용매 어닐링 처리에 의해 얻어진 박막의 요철 구조에 가열 처리를 실시해도 좋다. 상기 용매 어닐링 처리로 요철 구조가 이미 형성되어 있기 때문에, 이 가열 처리는 형성된 요철 구조를 매끄럽게 하지만, 반드시 필요한 것은 아니다. 어떠한 원인으로, 상기 용매 어닐링 처리 후의 요철 구조의 표면의 일부에 돌기가 발생하고 있는 경우나, 요철 구조의 주기나 높이를 조정할 목적을 위해 유효해지는 경우가 있다. 가열 온도는, 예를 들면, 블록 공중합체를 구성하는 중합체 세그먼트의 유리 전이 온도 이상으로 할 수 있고, 예를 들면, 이들 호모 중합체의 유리 전이 온도 이상으로, 또한 유리 전이 온도보다 70℃ 높은 온도 이하로 할 수 있다. 가열 처리는 오븐 등을 사용하여 대기 분위기하에서 행할 수 있다. 용매 어닐링 처리를 행한 후에, UV나 엑시머 UV 등의 에너지선 조사에 의한 에칭이나 RIE(반응성 이온 에칭)와 같은 드라이 에칭법에 의해 에칭을 행해도 좋다. 또한, 추가로 가열 처리를 행해도 좋다.
요철 패턴의 모형을 BCP 열 어닐링법이나 BCP 용매 어닐링법 등에 의해 형성한 후, 전주법(電鑄法) 등에 의해, 요철 패턴을 추가로 전사한 금속 몰드를 형성할 수 있다. 처음에, 전주 처리를 위한 도전층이 되는 시드층을, 무전해 도금, 스퍼터, 및 증착 등에 의해 패턴을 갖는 모형 위에 형성할 수 있다. 시드층의 두께는, 후속 전주 공정에서의 전류 밀도를 균일하게 하여 후속 전주 공정에 의해 퇴적되는 금속층의 두께를 일정하게 하기 위해, 10nm 이상이라도 좋다. 시드층의 재료로서, 예를 들면, 니켈, 구리, 금, 은, 백금, 티탄, 코발트, 주석, 아연, 크롬, 금·코발트 합금, 금·니켈 합금, 붕소·니켈 합금, 땜납, 구리·니켈·크롬 합금, 주석 니켈 합금, 니켈·팔라듐 합금, 니켈·코발트·인 합금, 및 이들의 합금 등을 사용할 수 있다. 다음에, 시드층 위에 전주(전해 도금)에 의해 금속층을 퇴적시킨다. 금속층의 두께는, 예를 들면, 시드층의 두께를 포함하여 전체로 10 내지 3000㎛의 두께로 할 수 있다. 전주에 의해 퇴적시키는 금속층의 재료로서, 시드층으로서 사용할 수 있는 상기 금속종 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 형성한 금속층은, 후속 필름상 몰드(5)의 요철부(5b)에 대한 가압, 박리 및 세정 등의 처리의 용이성에서 보면, 적당한 경도 및 두께를 갖는 것이 바람직하다.
상기와 같이 하여 얻어진 시드층을 포함하는 금속층을, 요철 구조를 갖는 모형으로부터 박리하여 금속 기판을 얻는다. 금속층의 박리는, 물리적으로 행해도 좋고, 패턴을 형성하는 재료를, 이들을 용해하는 유기 용매, 예를 들면, 톨루엔, 테트라하이드로푸란(THF), 클로로포름 등을 사용하여 용해하여 제거해도 좋다. 금속 기판을 모형으로부터 박리할 때에, 잔류하고 있는 재료 성분을 세정하여 제거할 수 있다. 세정 방법으로서는, 계면 활성제 등을 사용한 습식 세정이나, 자외선이나 플라즈마 등을 사용한 건식 세정을 사용할 수 있다. 또한, 예를 들면, 점착제나 접착제를 사용하여, 잔류하고 있는 재료 성분을 부착 제거하는 등 해도 좋다. 이렇게 하여 모형으로부터 패턴이 전사된 금속 기판이 얻어진다.
이 금속 기판은, 요철 패턴을 외측으로 하여 롤상으로 되어도 좋다. 이것에 의해, 도 7에 도시하는 바와 같이, 외주연을 따라 요철부(8a)가 형성된 원통상의 금속 몰드(8)가 얻어진다. 여기서, 요철부(8a)에 형성되어 있는 요철 패턴은, 상기한 바와 같이, BCP 열 어닐링법이나 BCP 용매 어닐링법 등에 의한 블록 공중합체의 미크로상 분리에 의해 형성된 요철 패턴이며, 광학 기판(1)의 요철 구조층(3)에 형성되는 요철 형상에 대응하는 요철 패턴이다. 또한, 도 7에 있어서는, 요철부(8a)에 형성되어 있는 요철 패턴의 상세한 도시는 생략하고 있다.
계속해서, 금속 몰드(8)의 요철 패턴을 전사함으로써 필름상 몰드(5)를 제작하는 방법에 관해서 설명한다. 경화성 수지를 기판부(5a)에 도포하여 기판부(5a) 위에 수지층(요철부(5b)가 되는 부분)을 형성한 후, 금속 몰드(8)의 요철부(8a)를 수지층에 가압하면서 수지층을 경화시킨다. 여기서, 경화성 수지로서는, 예를 들면, 에폭시계, 아크릴계, 메타크릴계, 비닐 에테르계, 옥세탄계, 우레탄계, 멜라민계, 우레아계, 폴리에스테르계, 페놀계, 가교형 액정계, 불소계, 실리콘계 등의 각종 수지를 사용할 수 있다. 경화성 수지를 기판부(5a)에 도포하는 방법으로서는, 예를 들면, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 딥 코트법, 적하법, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 볼록판 인쇄법, 다이 코트법, 커텐 코트법, 잉크젯법, 스퍼터법 등의 각종 코트 방법을 채용할 수 있다. 또한, 경화성 수지를 경화시키는 조건으로서는, 사용하는 수지의 종류에 따라 상이하지만, 예를 들면, 경화 온도가 실온 내지 250℃의 범위 내이고, 경화 시간이 0.5분 내지 3시간의 범위 내라도 좋다. 또한, 자외선이나 전자선과 같은 에너지선을 조사함으로써 경화시키는 방법이라도 좋고, 이 경우에는, 조사량은 20mJ/㎠ 내지 5J/㎠의 범위 내라도 좋다.
이어서, 경화 후의 수지층으로부터 금속 몰드(8)를 분리한다. 금속 몰드(8)를 분리하는 방법으로서는, 기계적인 박리법으로 한정되지 않으며, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 이와 같이 하여, 기판부(5a) 위에 요철이 형성된 요철부(5b)를 갖는 필름상 몰드(5)가 얻어진다. 이 필름상 몰드(5)는 필름 형태의 광학 기판으로서 사용할 수도 있다.
도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 광학 기판(1)에는, 요철 구조층(3) 위에 피복층(9)을 형성해도 좋다. 이것에 의해, 요철 구조층(3)의 요철 깊이의 표준 편차의 25 내지 150%의 범위 내의 막 두께로 피복층(9)을 형성한 광학 기판(20)이 제조된다. 광학 기판(20)에 의하면, 요철 구조층(3)의 표면에 이물이나 결함이 있는 경우에, 이들을 피복층(9)으로 피복할 수 있다. 이와 같이 피복층(9)이 형성된 광학 기판(20)을 유기 EL 소자용의 기판으로서 사용한 경우에는, 양호한 광 추출 효율을 가지면서, 유기 EL 소자의 리크 전류를 유효하게 억제할 수 있다. 이로 인해, 피복층(9)이 형성된 광학 기판(20)은, 유기 EL 소자 등의 각종 디바이스에 사용되는 부재로서 유효하다.
피복층(9)의 재료(피복 재료)로서는, 요철 구조층(3)에 사용하는 재료나 하지 재료층(4)과 같은 졸겔 재료나 폴리실라잔, 경화성 수지 등을 사용할 수 있다.
피복 재료로서는, TiO2, ZnO, ZnS, ZrO, BaTiO3, SrTiO2 등의 무기 재료를 사용해도 좋다. 이 중, 성막성이나 굴절률의 관계에서 TiO2를 사용해도 좋다. 피복층(9)은 임의의 방법으로 형성할 수 있지만, 졸겔 재료의 용액을 도포하여 겔화하는 방법, 무기 미립자 분산액을 도포 건조시키는 방법, 액상 퇴적법(LPD: Liquid Phase Deposition) 등을 사용할 수 있다. TiO2의 분산액을 사용하는 경우에는, 티탄의 알콕사이드나 유기 화합물을 사용한 졸겔 용액을 스핀 코트 등으로 도포하여, 건조 가열하여 겔화시키는 졸겔법을 사용해도 좋다.
또한, 피복 재료로서 실란 커플링제를 사용해도 좋다. 이것에 의해 요철 구조층(3)을 갖는 광학 기판(20)을 사용하여 유기 EL 소자를 제조하는 경우, 피복층(9)과 그 위에 형성되는 전극 등의 층 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 유기 EL 소자의 제조 공정에서의 세정 공정이나 고온 처리 공정에서의 내성이 향상된다. 피복층(9)에 사용되는 실란 커플링제의 종류는, 특별히 제한되지 않는다. 이러한 실란 커플링제로서는, 예를 들면 RSiX3로 나타내는 유기 화합물을 사용할 수 있다. R은, 비닐기, 글리시독시기, 아크릴기, 메타크릴기, 아미노기 및 머캅토기로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 유기 관능기이며, X는 할로겐 원소 또는 알콕실기이다. 실란 커플링제를 도포하는 방법으로서는, 예를 들면, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 딥 코트법, 적하법, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법, 볼록판 인쇄법, 다이 코트법, 커텐 코트법, 잉크젯법, 스퍼터법 등의 각종 코트 방법을 채용할 수 있다. 그 후, 각 재료에 따라 적정한 조건으로 건조시킴으로써 경화된 막을 얻을 수 있다. 예를 들면, 100 내지 150℃에서 15 내지 90분간 가열 건조시켜도 좋다.
또한, 피복층(9)의 표면에 소수화 처리를 행해도 좋다. 소수화 처리의 방법은 알려져 있는 방법을 사용하면 좋으며, 예를 들면, 피복층(9)의 표면이 실리카 표면이면, 디메틸디클로로실란, 트리메틸알콕시실란 등으로 소수화 처리할 수도 있고, 헥사메틸디실라잔 등의 트리메틸실릴화제와 실리콘 오일로 소수화 처리하는 방법을 사용해도 좋고, 초임계 이산화탄소를 사용한 금속 산화물 분말의 표면 처리 방법을 사용해도 좋다. 피복층(9)의 표면을 소수성으로 함으로써, 광학 기판(20)을 유기 EL 소자 등의 디바이스의 제조에 사용하는 경우에, 제조 공정에 있어서 광학 기판(20)으로부터 수분을 용이하게 제거할 수 있다. 이것에 의해, 유기 EL 소자에서의 다크 스팟과 같은 결함의 발생이나, 디바이스의 열화를 방지할 수 있다.
하지 재료 및/또는 피복 재료는, 무기 재료 또는 경화성 수지 재료에 자외선 흡수 재료를 함유시킨 것이라도 좋다. 자외선 흡수 재료는, 자외선을 흡수하여 광 에너지를 열과 같은 무해한 형태로 변환함으로써, 막의 열화를 억제하는 작용이 있다. 자외선 흡수제로서는, 종래부터 공지된 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 벤조트리아졸계 흡수제, 트리아진계 흡수제, 살리실산 유도체계 흡수제, 벤조페논계 흡수제 등을 사용할 수 있다.
[유기 EL 소자]
도 8의 (a)는 광학 기판(1)을 회절 격자 기판으로서 사용한 유기 EL 소자(발광 소자)의 일례(유기 EL 소자(100))를 모식적으로 도시한 단면도면이다. 도 8의 (b)는 광학 기판(20)을 회절 격자 기판으로서 사용한 유기 EL 소자(발광 소자)의 일례(유기 EL 소자(200))를 모식적으로 도시한 단면도면이다.
유기층(11)을 적층하는 방법으로서는, 증착법, 스퍼터법, 스핀 코트법, 다이 코트법 등의 공지된 방법을 적절히 채용할 수 있다. 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 유기 EL 소자(100)는, 요철 구조층(3)의 표면에 형성된 요철 형상이 각 층에 있어서 유지되도록, 지지 기판(2), 요철 구조층(3), 제1 전극(10), 유기층(11), 제2 전극(12)이 이 순서로 적층되어 형성된다.
한편, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 구조층(3) 위에 피복층(9)이 종래 공지된 도포법에 의해 형성되는 경우에는, 요철 구조층(3) 표면의 오목부에 피복층(9)을 형성하기 위한 액이 고이기 쉽기 때문에, 피복층(9)의 형상은, 요철 구조층(3)의 요철 형상보다도 매끄러운 요철 형상이 된다. 그리고, 피복층(9) 위에 형성되는 제1 전극(10), 유기층(11), 제2 전극(12)은, 피복층(9)의 표면에 형성된 요철 형상이 각 층에 있어서 유지되도록 하여 형성된다.
단, 상기 어느 경우에 있어서도 유기층(11)의 표면은, 요철 구조층(3) 또는 피복층(9)의 표면에 형성되어 있는 요철 패턴보다도 매끄러운 형상으로 형성되어도 좋다. 또한, 그 표면이 평탄해도 좋다. 마찬가지로, 유기층(11)의 위에 적층되는 제2 전극(12)의 표면은, 유기층(11)에 형성되어 있는 요철 패턴보다도 매끄러운 형상으로 형성되어도 좋고, 평탄해도 좋다. 예를 들면, 유기층(11)이 종래 공지된 도포법에 의해 형성되는 경우에, 유기층(11)의 형상은, 제1 전극(10)의 요철 형상보다도 더욱 매끄러운 요철 형상이 된다.
제1 전극(10)은, 그 위에 형성되는 유기층(11)으로부터의 광을 광학 기판(1)측에 투과시키기 위해 투과성을 가진다. 이로 인해, 투명 전극이라고도 불린다. 전극 재료로서는, 예를 들면, 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 및 이들의 복합체인 인듐·주석·옥사이드(ITO), 금, 백금, 은, 구리가 사용된다. 이들 중에서도, 투명성과 도전성의 관점에서, ITO를 사용해도 좋다. 유기층(11)은 유기 EL 소자의 유기층에 사용하는 것이 가능한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 공지의 유기층을 적절히 이용할 수 있다. 제2 전극(12)의 재료로서는, 일함수가 작은 물질을 적절히 사용할 수 있으며, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 알루미늄, MgAg, MgIn, AlLi를 들 수 있다.
도 9에, 유기 EL 소자(100)의 변형 형태(유기 EL 소자(300))를 도시한다. 이 유기 EL 소자(300)는, 회절 격자로서, 지지 기판(2)의 외측면(요철 구조층(3)이 형성된 면과 반대측의 면)에 광학 기능층(13)이 제공된 광학 기판(30)을 사용하고 있다. 이러한 광학 기능층(13)을 제공함으로써, 지지 기판(2) 내를 통과해 온 광이 지지 기판(2)(광학 기능층(13)을 포함한다)과 공기의 계면에 있어서 전반사하는 것을 억제하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 광학 기능층(13)으로서는, 예를 들면, 반구 렌즈, 콜게이트 구조 렌즈(일본 공개특허공보 제2011-243308호에 기재되어 있는 마이크로 렌즈)를 채용할 수 있다. 광학 기능층(13)은 유기 EL 소자(300)의 광의 추출을 위해 사용하는 것이 가능한 것이면 좋으며, 특별히 제한되지 않으며, 광의 굴절이나, 집광, 확산(산란), 회절, 반사 등을 제어하여 소자의 외측으로 광을 추출하는 것이 가능한 구조를 갖는 임의의 광학 부재를 사용할 수 있다. 광학 기능층(13)으로서는, 예를 들면, 반구 렌즈와 같은 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 프리즘 렌즈, 원주상 렌즈, 렌티큘러형 렌즈, 상기의 광학 기판(1)을 제조하는 방법과 같은 방법으로 형성하는 것이 가능한 콜게이트 구조의 요철층으로 이루어지는 마이크로 렌즈 등의 각종 렌즈 부재를 사용할 수 있다. 또한, 광학 기능층(13)으로서는, 투명체에 확산재가 이겨 넣어진 확산 시트, 확산판을 사용해도 좋고, 표면에 요철 구조를 갖는 확산 시트, 확산판, 회절 격자, 반사 방지 기능을 갖는 부재 등을 사용해도 좋다. 이들 중, 보다 효율적으로 광을 추출하는 것이 가능해지는 것에서, 렌즈 부재를 사용해도 좋다. 또한, 이러한 렌즈 부재로서는, 복수의 렌즈 부재를 사용해도 좋고, 이 경우에는 미세한 렌즈 부재를 배열시켜, 소위 마이크로 렌즈(어레이)를 형성해도 좋다. 광학 기능층(13)에는 시판품을 사용해도 좋다.
또한, 이러한 광을 외부로 추출하기 위한 광학 기능층(13)으로서는, 유기 EL 소자의 용도나 사이즈, 구성 등에 따라, 다양한 사이즈 및 형상인 것을 사용할 수 있지만, 공기와 외측 추출 구조의 계면에서의 반사를 억제하는 관점에서, 반구 렌즈 및 후술하는 회절 격자 기판을 제조하는 방법과 같은 방법으로 형성하는 것이 가능한 콜게이트 구조의 요철층으로 이루어지는 마이크로 렌즈를 사용해도 좋다. 또한, 유기 EL 소자의 두께가 중요시되지 않는(두꺼워도 상관없다) 경우에는, 광학 기능층(13)으로서 반구 렌즈를 사용해도 좋다. 또한, 두께가 중요시되는(얇은 편이 바람직하다) 경우에는, 광학 기능층(13)으로서 상기 콜게이트 구조의 요철층으로 이루어지는 마이크로 렌즈나 프레넬 렌즈를 사용해도 좋다. 또한, 광학 기능층(13)은 주로 광의 굴절을 제어하는 렌즈로서의 역할로 사용하고 있지만, 이것으로 한정되지 않으며, 광의 집광이나 확산(산란), 회절, 반사 방지 등의 다양한 광학 특성을 부여시킬 목적의 층으로서 사용할 수도 있다.
이러한 광학 기능층(13)의 재질은, 특별히 제한되지 않으며, 임의의 재질로 이루어지는 광학 부재를 사용할 수 있다. 광학 기능층(13)에는, 예를 들면, 유리 등의 투명 무기 재료, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 설폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지 등과 같은 투명한 중합체 등으로 이루어지는 투명 수지 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 광학 기능층(13)은 유기 EL 소자와 광학 기능층(13) 사이에서의 반사를 억제하기 위해, 유기 EL 소자와 광학 기능층(13) 사이에 공기를 끼워넣지 않도록, 점착제층 및/또는 접착제층을 개재하여 지지 기판(2) 위에 적층되어 있어도 좋다.
또한, 광학 기능층(13)은, 그 표면의 내마찰성이나 내흠집성이 향상된다는 관점에서, 광학 부재의 표면 위(광학 기능층(13)으로서 상기한 바와 같은 요철층으로 이루어지는 마이크로 렌즈를 사용하는 경우, 요철 형상이 형성되어 있는 표면 위)에 보호층이 적층되어 있어도 좋다. 이러한 보호층으로서는, 투명 필름이나 투명한 무기 증착층을 사용할 수 있다. 이러한 투명 필름으로서는 특별히 제한되지 않으며, 임의의 투명 필름을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 설폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지 등과 같은 투명한 중합체로 이루어지는 필름을 들 수 있다. 또한, 이러한 투명 필름은 한쪽 면에 점착제층 또는 접착제층을 형성하여, 광학 부재의 표면 위에 함께 붙여 사용해도 좋다(또한, 광학 기능층(13)으로서 상기한 바와 같은 요철층으로 이루어지는 마이크로 렌즈를 사용하는 경우, 볼록부 사이에 공간이 형성되도록 하여 투명 필름을 함께 붙여도 좋다.). 이러한 점착제 또는 접착제로서는, 예를 들면, 아크릴계 점착제, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 천연 고무계 점착제, 폴리이소부틸렌, 부틸 고무, 스티렌-부틸렌-스티렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 등의 합성 고무계 점착제, 폴리우레탄계 점착제, 폴리에스테르계 점착제를 사용해도 좋다.
또한, 상기 보호층으로서 무기 증착층을 적층하는 경우에는, 증착법에 의해 투명한 무기층을 형성하는 것이 가능한 공지의 금속 재료를 적절히 이용할 수 있으며, 예를 들면, Sn, In, Te, Ti, Fe, Co, Zn, Ge, Pb, Cd, Bi, Se, Ga, Rb 등의 금속의 산화물, 질화물, 황화물 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 금속 재료로서는, 산화에 의한 열화를 충분히 방지할 수 있다는 관점에서는, TiO2를 적합하게 사용할 수 있고, 또한, 염가로 고휘도가 얻어진다는 관점에서는 ZnS를 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 이러한 무기 증착층을 형성하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않으며, 임의의 물리 증착 장치를 사용하여 적절히 제조할 수 있다.
이상, 광학 기판(1, 20)이 회절 격자 기판으로서 사용된 유기 EL 소자(100, 200), 및, 광학 기판(30)이 회절 격자 기판으로서 사용된 보텀 에미션형의 유기 EL 소자(200)에 관해서 설명하였다. 그러나, 광학 기판(1, 20, 30)의 용도는 보텀 에미션형의 유기 EL 소자의 회절 격자 기판으로 한정되지 않는다. 광학 기판(1, 20, 30)은, 예를 들면, 탑 에미션형의 유기 EL 소자, LED, LEC, ECL, 태양 전지, 마이크로 렌즈 어레이, 프리즘 어레이, 광도파로 등의 광학 소자, 렌즈 등의 광학 부품, 반사 방지 필름, 시야각 개선 필름, 반도체 칩, 패턴드 미디어, 데이터 스토리지, 전자 페이퍼, LSI 등의 제조, 방담용 기판, 발수 기판, 친수 기판, 방오 기판, 항균 기판, 슬립 기판, 전송로의 저임피던스 기판, 제지, 식품 제조, 면역 분석 칩, 및 세포 배양 시트 등의 바이오 분야 등에서의 용도에서 사용되는 기판에도 적용할 수 있다. 또한, 광학 기판(1, 20, 30)은, 예를 들면, 각종 전자 디바이스, 특히, 반도체 집적 회로, 플랫 스크린, 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS), 센서 소자, 광 디스크, 고밀도 메모리 디스크 등의 자기 기록 매체, 회절 격자나 릴리프 홀로그램 등의 광학 부품, 나노 디바이스, 광학 디바이스, 플랫 패널 디스플레이 제작을 위한 광학 필름이나 편광 소자, 액정 디스플레이의 박막 트랜지스터, 유기 트랜지스터, 컬러 필터, 오버 코트층, 기둥재, 액정 배향용의 리브재, 마이크로 렌즈 어레이, 면역 분석 칩, DNA 분리 칩, 마이크로 리액터, 나노 바이오 디바이스, 광도파로, 광학 필터, 포토닉 액정(일본 공개특허공보 특개2013-46003호 참조) 등에도 적용할 수 있다.
또한, 요철 구조층(3)의 볼록부의 폭이 일정한 경우에는, 금속 몰드(8)로부터 필름상 몰드(5)로의 요철 패턴의 전사, 및 필름상 몰드(5)로부터 요철 구조층(3)으로의 요철 패턴의 전사에 있어서, 형(型) 붕괴가 저감되어, 요철 패턴의 전사를 안정적으로 행하는 것을 기대할 수 있다. 또한, 금속 몰드(8)의 요철부(8a)에 형성된 요철 패턴을 필름상 몰드(5)에 전사할 때에는, 필름상 몰드(5)의 기판부(5a) 위에 도포한 수지의 금속 몰드(8)의 요철부(8a)로의 메움을 저감시킬 수 있어, 금속 몰드(8)의 열화를 억제하는 것을 기대할 수 있다. 또한, 필름상 몰드(5)의 요철부(5b)에 형성된 요철 패턴을 광학 기판(1)에 전사할 때에는, 지지 기판(2) 위에 도포한 하지 재료층(4)의 필름상 몰드(5)의 요철부(5b)로의 메움을 저감시킬 수 있어, 필름상 몰드(5)의 열화를 억제하는 것을 기대할 수 있다.
[실시예 및 비교예에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 특성의 평가]
다음에, 본 실시형태의 실시예에 따르는 광학 기판 및 비교예에 따르는 광학 기판을 각각 회절 격자 기판으로서 사용한 유기 EL 소자에 관해서, 전류 효율 및 리크 전류를 측정·평가한 결과에 관해서 설명한다.
상기 설명한 제조 방법을 사용하여, 각각 상이한 제작 조건하에서 6개의 샘플을 작성하고, AFM을 사용하여 임의의 측정 영역의 평면시 해석 화상 및 FFT상을 얻었다(도 9 내지 도 14 참조). 그리고, 볼록부의 폭의 평균값(nm), 볼록부의 폭의 표준 편차(nm), 볼록부의 폭의 변동 계수, 직선 구간의 비율(%), 및 요철 깊이의 표준 편차(nm)를 각각 측정하였다.
(실시예 1)
이 샘플에서는, 회절 격자 기판(요철 구조층을 갖는 광학 기판)을 제작하고, 이어서 이 회절 격자 기판을 사용하여 유기 EL 소자를 제조한다.
<필름 몰드의 제작>
처음에, 회절 격자 기판을 제작하기 위해, BCP 용매 어닐링법을 사용하여 요철 표면을 갖는 필름 몰드 M-1을 제작하였다. 하기와 같은 폴리스티렌(이하, 적당하게「PS」라고 약칭한다)과 폴리메틸메타크릴레이트(이하, 적당하게「PMMA」라고 약칭한다)로 이루어지는 Polymer Source사 제조의 블록 공중합체를 준비하였다.
PS 세그먼트의 Mn=750,000,
PMMA 세그먼트의 Mn=720,000,
블록 공중합체의 Mn=1,470,000,
PS 세그먼트와 PMMA 세그먼트의 체적비(PS:PMMA)=54:46,
분자량 분포(Mw/Mn)=1.21, PS 세그먼트의 Tg=107℃, PMMA 세그먼트의 Tg=134℃
블록 공중합체에서의 PS 세그먼트 및 PMMA 세그먼트의 체적비(PS 세그먼트:PMMA 세그먼트)는, 폴리스티렌의 밀도가 1.05g/㎤이고, 폴리메틸메타크릴레이트의 밀도가 1.19g/㎤인 것으로서 산출하였다. 중합체 세그먼트 또는 중합체의 수 평균분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw)은, 겔 침투 크로마토그래피(토소(주) 제조, 형번「GPC-8020」, TSK-GEL SuperH1000, SuperH2000, SuperH3000 및 SuperH4000을 직렬로 접속한 것)를 사용하여 측정하였다. 중합체 세그먼트의 유리 전이점(Tg)은, 시차 주사 열량계(Perkin-Elmer사 제조, 제품명「DSC7」)를 사용하여, 0 내지 200℃의 온도 범위에 관해서 20℃/분의 승온 속도로 승온시키면서 측정하였다. 폴리스티렌 및 폴리메틸메타크릴레이트의 용해도 파라미터는 각각 9.0 및 9.3이다(화학편람 응용편 개정2판 참조).
이 블록 공중합체 210㎎과 폴리에틸렌옥사이드로서 52.5㎎의 Aldrich 제조 폴리에틸렌 글리콜 2050(평균 Mn=2050)에, 톨루엔을 총량이 15g이 되도록 가하여 용해시키고, 블록 공중합체 용액을 조제하였다.
이 블록 공중합체 용액을 구멍 직경 0.5㎛의 멤브레인 필터로 여과하여 블록 공중합체 용액을 얻었다. 신에츠 실리콘사 제조 KBM-5103을 1g, 이온 교환수 1g, 아세트산 0.1㎖, 이소프로필알코올 19g의 혼합 용액을 유리 기판 위에 스핀 코트 도포하였다(회전 속도 500rpm으로 10초간 행한 후, 계속해서 800rpm으로 45초간 행하였다). 130℃에서 15분간 처리하여, 실란 커플링 처리 유리를 얻었다. 얻어진 블록 공중합체 용액을, 기재로서의 실란 커플링 처리 유리 위에, 스핀 코트에 의해 100 내지 120nm의 막 두께로 도포하였다. 스핀 코트는 회전 속도 200rpm으로 10초간 행한 후, 계속해서 300rpm으로 30초간 행하였다.
이어서, 박막이 형성된 기재를, 미리 클로로포름의 증기를 가득 채운 데시케이터 중에 24시간, 실온에서 정치함으로써 용매 어닐링 처리를 실시하였다. 데시케이터(용량 5L) 내에는, 클로로포름을 100g 충전한 스크류병이 설치되어 있고, 데시케이터 내의 분위기는 포화 증기압의 클로로포름으로 채워져 있었다. 용매 어닐링 처리 후의 박막의 표면에는, 요철이 관찰되어, 박막을 구성하는 블록 공중합체가 미크로층 분리되어 있는 것을 알 수 있었다. 이 박막의 단면을 투과형 전자 현미경(TEM)(히타치사 제조 H-7100FA)에 의해 관찰한 결과, PS 부분의 원형의 단면이 기판 표면과 평행한 방향으로 서로 이격되면서 기판 표면에 수직인 방향(높이 방향)으로 2단으로 배열되어 있고, 원자간력 현미경의 해석 화상과 함께 고찰하면, PS 부분이 PMMA 부분으로부터 수평 실린더 구조로 상분리되어 있는 것을 알 수 있었다. PS 부분이 코어(섬)가 되고, 그 주위를 PMMA 부분이 둘러싸고 있는(바다) 상태였다.
상기 용매 어닐링 처리에 의해 파형화된 박막의 표면에, 스퍼터에 의해, 전류 시드층으로서 20nm 정도의 얇은 니켈층을 형성하였다. 이어서, 이 박막 부착 기재를 설퍼민산 니켈욕 중에 넣고, 온도 50℃에서, 전주(최대 전류 밀도 0.05A/㎠) 처리하여 니켈을 두께 250㎛이 될 때까지 석출시켰다. 이렇게 하여 얻어진 니켈 전주체로부터 박막 부착 기재를 기계적으로 박리하였다. 다음에, 니켈 전주체를 테트라하이드로푸란 용매 중에 2시간 침지해 두고, 그 후, 아크릴계 UV 경화 수지를 도포하여 경화하고, 박리하는 것을 3회 반복함으로써, 전주체의 표면에 일부 부착되어 있던 중합체 성분을 제거하였다. 그 후, 니켈 전주체를 니혼씨비케미칼 제조 케미졸2303 중에 침지하고, 50℃에서 2시간 교반하면서 세정하였다. 그 후, 니켈 전주체에 UV 오존 처리를 10분간 실시하였다.
이어서, 니켈 전주체를 다이킨카세이힌한바이사 제조 HD-2101TH에 약 1분 침지하고, 건조시킨 후, 하룻밤 정치하였다. 다음날, 니켈 전주체를, 다이킨카세이힌한바이사 제조 HDTH 중에 침지하여 약 1분간 초음파 처리 세정을 행하였다. 이와 같이 하여 이형 처리된 니켈 몰드를 얻었다.
다음에, PET 기판(토요호세키, 코스모샤인 A-4100) 위에 불소계 UV 경화성 수지를 도포하고, 니켈 몰드를 가압하면서 자외선을 600mJ/㎠로 조사함으로써, 불소계 UV 경화성 수지를 경화시켰다. 수지가 경화된 후, 경화된 수지로부터 니켈 몰드를 박리하였다. 이렇게 하여 니켈 몰드의 표면 형상이 전사된 수지막 부착 PET 기판으로 이루어지는 필름 몰드 M-1을 얻었다.
<요철 구조층의 형성>
재료로서, 에탄올 24.3g, 물 2.15g 및 농염산 0.0098g을 혼합한 액에, 테트라에톡시실란(TEOS) 3.74g과 메틸트리에톡시실란(MTES) 0.89g을 적하하여 가하고, 23℃, 습도 45%에서 2시간 교반하여 SiO2의 졸겔 재료 용액을 얻었다. 이 졸겔 재료 용액을, 10×10×0.07㎝의 무알칼리 유리 기판(니혼덴키가라스사 제조, OA10GF) 위에 바 코트하여 도막을 형성하였다. 바 코터로서 닥터 블레이드(YOSHIMITSU SEIKI사 제조)를 사용하였다. 이 닥터 블레이드는 도막의 막 두께가 5㎛가 되는 것과 같은 설계였지만, 닥터 블레이드에 35㎛ 두께의 이미드 테이프를 붙여 도막의 막 두께가 40㎛이 되도록 조정하였다. 졸겔 재료 용액의 도포 60초 후에, 도막(하지 재료층)에 상기와 같이 하여 제작한 필름 몰드 M-1을, 80℃로 가열한 가압 롤을 사용하여 유리판 위의 도막에 가압하면서 회전 이동하였다. 도막의 가압이 종료된 후, 필름 몰드 M-1을 박리하고, 이어서 오븐을 사용하여 300℃에서 60분 가열하여 본 소성을 행하였다. 이렇게 하여 필름 몰드 M-1의 요철 패턴이 전사된 요철 구조층이 유리 기판 위에 형성되었다. 또한, 가압 롤은 내부에 히터를 구비하고, 외주가 4㎜ 두께인 내열 실리콘이 피복된 롤이며, 롤 직경(φ)이 50㎜, 축 방향 길이가 350㎜인 것을 사용하였다.
이 요철 구조층의 요철 패턴에 관해서, 표면의 요철 형상을 원자간력 현미경(가부시키가이샤 히타치 하이테크사이언스 제조의 환경 제어 유닛 부착 주사형 프로브 현미경「Nanonavill 스테이션/E-sweep」)을 사용하여 해석 화상을 얻었다. 원자간력 현미경의 해석 조건은, 이하와 같다.
측정 모드: 다이나믹포스 모드
캔틸레버: SI-DF40(재질: Si, 레버 폭: 40㎛, 칩 선단의 직경: 10㎚)
측정 분위기: 대기중
측정 온도: 25℃
<요철의 평균 깊이>
요철 구조층의 임의의 위치에 3㎛ 각(세로 3㎛, 가로 3㎛)의 측정 영역을 측정하여, 상기와 같이 하여 요철 해석 화상을 구하였다. 이러한 요철 해석 화상 중에서의, 임의의 서로 인접하는 오목부의 바닥부 및 볼록부의 꼭대기부의 깊이 방향의 거리를 100점 이상 측정하고, 그 평균을 산출하여 요철의 평균 깊이로 한다. 이 예에서 얻어진 해석 화상에서는, 요철 구조층의 요철의 평균 깊이는 54㎚이었다.
<요철 해석 화상의 푸리에 변환 상>
요철 구조층의 임의의 3㎛ 각(세로 3㎛, 가로 3㎛)의 측정 영역을 측정하여 상기와 같이 하여 요철 해석 화상을 구하였다. 얻어진 요철 해석 화상에 대해, 1차 기울기 보정을 포함하는 플랫 처리를 실시한 후에, 2차원 고속 푸리에 변환 처리를 실시함으로써 푸리에 변환 상을 얻었다. 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 이와 같이 하여 얻어진 푸리에 변환 상은, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상의 모양을 나타내고 있으며, 또한 상기 원상의 모양이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것이 확인되었다.
<요철의 평균 피치>
요철 구조층의 임의의 3㎛ 각(세로 3㎛, 가로 3㎛)의 측정 영역을 측정하여 상기와 같이 하여 요철 해석 화상을 구하였다. 이러한 요철 해석 화상 중에서의, 임의의 서로 이웃하는 볼록부의 꼭대기부끼리, 또는 이웃하는 오목부의 바닥부끼리의 간격을 100점 이상 측정하고, 그 평균을 산출하여 요철의 평균 피치로 하였다. 이 예에서 얻어진 해석 화상에서는, 요철 구조층의 요철의 평균 피치는 338㎚이었다.
<요철 깊이 분포의 평균값>
요철 구조층의 임의의 3㎛ 각(세로 3㎛, 가로 3㎛)의 측정 영역을 측정하여 요철 해석 화상을 구하였다. 이 때에 측정 영역 내의 16384점(세로 128점×가로 128점) 이상의 측정점에서의 요철 깊이의 데이터를 나노 미터 스케일로 각각 구하였다. 이 실시예에서 사용한 E-sweep에서는, 3㎛ 각의 측정 영역 내에 있어서 65536점(세로 256점×가로 256점)의 측정(256×256 픽셀의 해상도에서의 측정)을 행하였다. 이와 같이 하여 측정되는 요철 깊이(㎚)에 관해서, 우선, 전체 측정점 중, 기판의 표면으로부터의 높이가 가장 높은 측정점(P)을 구하였다. 그리고, 이러한 측정점(P)을 포함하고, 또한 기판의 표면과 평행한 면을 기준면(수평면)으로 하고, 그 기준면으로부터의 깊이의 값(측정점(P)에서의 기판으로부터의 높이의 값으로부터 각 측정점에서의 기판으로부터의 높이를 뺀 차분)을 요철 깊이의 데이터로서 구하였다. 또한, 이러한 요철 깊이의 데이터는, E-sweep 중의 소프트에 의해 자동적으로 계산하여 구하는 것이 가능하며, 이러한 자동적으로 계산하여 구해진 값을 요철 깊이의 데이터로서 이용할 수 있다. 이와 같이 하여, 각 측정점에서의 요철 깊이의 데이터를 구한 후, 요철 깊이 분포의 평균값(m)은, 하기 수학식 I을 사용하여 계산함으로써 구할 수 있다.
[수학식 I]
상기 수학식 I에 있어서,
N은 측정점의 총 수이고,
xi는 i번째 측정점의 요철 깊이의 데이터이다.
이 샘플에서 얻어진 요철 구조층의 요철 깊이 분포의 평균값(m)은 43.2㎚이었다.
<요철 깊이의 표준 편차>
상기의 깊이 분포의 평균값(m)의 측정 방법과 같이 하여 요철 구조층의 3㎛ 각의 측정 영역 내의 16384점(세로 128점×가로 128점) 이상의 측정점에 있어서 요철 깊이의 데이터를 구하였다. 이 예에서는, 65536점(세로 256점×가로 256점)에서의 측정점을 채용하였다. 그 후, 각 측정점의 요철 깊이의 데이터에 기초하여 요철 깊이 분포의 평균값(m)과 요철 깊이의 표준 편차(σ)를 계산하였다. 또한, 평균값(m)은, 상기한 바와 같이, 상기 수학식 I을 계산하여 구할 수 있다. 한편, 요철 깊이의 표준 편차(σ)는, 하기 수학식 II를 사용하여 계산함으로써 구할 수 있다.
[수학식 II]
상기 수학식 II에 있어서,
N은 측정점의 총 수(총 픽셀수)이고,
xi는 i번째 측정점의 요철 깊이의 데이터이고,
m은 요철 깊이 분포의 평균값이다.
이 샘플에서 얻어진 요철 구조층의 요철 깊이의 표준 편차(σ)는 20.2nm이었다.
<볼록부의 폭의 평균값·볼록부의 폭의 표준 편차·볼록부의 폭의 변동 계수>
요철 깊이가 요철 깊이 분포의 평균값 이상인 영역을 볼록부, 요철 깊이가 요철 깊이 분포의 평균값 미만인 영역을 오목부로 하여, 볼록부를 흰색, 오목부를 검은색으로 표시하도록 요철 해석 화상을 처리함으로써, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같은 평면시 해석 화상(흑백 화상)을 얻었다. 이 평면시 해석 화상의 볼록부 중에서 임의의 100 이상의 개소를 선택하고, 각각에 관해서 볼록부의 연신 방향에 대해 평면시상 대략 직교하는 방향에서의 볼록부의 경계에서부터 반대측의 경계까지의 길이를 측정하였다. 또한, 상기한 바와 같이, 볼록부가 분기하고 있는 위치의 값에 관해서는 측정값에서 제외하였다. 이와 같이 측정한 길이의 산술 평균을 구함으로써, 볼록부의 폭의 평균값을 산출하였다. 이 예에서 얻어진 볼록부의 폭의 평균값은 162.5㎚이었다. 또한, 볼록부의 폭의 표준 편차는 24.4㎚이었다. 또한, 볼록부의 폭의 표준 편차를 볼록부의 폭의 평균값으로 나눔으로써, 볼록부의 폭의 변동 계수(볼록부의 폭의 표준 편차/볼록부의 폭의 평균값)를 산출하였다. 이 샘플의 볼록부의 폭의 변동 계수는 0.15로, 폭 조건을 충족하는 것이 확인되었다.
<제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율>
도 10의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상에 관해서, 상기한 수순(수순 1-1 내지 수순 1-6)에 의해, 곡선 구간의 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율을 산출하였다. 이 샘플의 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 84.0%로, 제1 정의 방법에 있어서 직선 조건을 만족하는 것이 확인되었다.
<제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율>
도 10의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상에 관해서, 상기한 수순(수순 2-1 내지 수순 2-6)에 의해, 곡선 구간의 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율을 산출하였다. 이 샘플의 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 92.5%로, 제2 정의 방법에 있어서 직선 조건을 만족하는 것이 확인되었다.
이상과 같이, 이 샘플은 폭 조건 및 직선 조건을 만족하기 때문에, 본 실시형태의 실시예(실시예 1)라고 할 수 있다.
<유기 EL 소자의 제작>
다음에 상기에서 얻어진 요철 패턴층을 구비하는 회절 격자 기판 위에, ITO를 스퍼터법에 의해 두께 120nm으로 성막하고, 이어서, 유기층으로서, 정공 수송층(4,4',4''트리스(9-카바졸)트리페닐아민, 두께: 35㎚), 발광층(트리스(2-페닐피리디나토)이리듐(III) 착체를 도핑한 4,4',4''트리스(9-카바졸)트리페닐아민, 두께 15㎚, 트리스(2-페닐피리디나토)이리듐(III) 착체를 도핑한 1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠, 두께 15㎚), 전자 수송층(1,3,5-트리스(N-페닐벤즈이미다졸-2-일)벤젠, 두께: 65㎚)을 각각 증착법으로 적층하였다. 또한, 불화리튬층(두께: 1.5㎚), 금속 전극(알루미늄, 두께: 50㎚)을 증착하였다. 이와 같이 하여 도 8에 도시하는 바와 같이, 지지 기판(2) 위에, 요철 구조층(3), 피복층(9), 제1 전극(10), 유기층(11), 제2 전극(12)으로서의 금속 전극이 각각 형성된 유기 EL 소자를 얻었다.
또한, 도 16의 표 중에, 실시예 1에서 얻어진 유기 EL 소자의 요철 구조층에 관한 각 측정값(볼록부의 폭의 평균값, 볼록부의 폭의 표준 편차, 볼록부의 폭의 변동 계수, 측정 영역의 1변의 길이, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 및 요철 깊이의 표준 편차)을 각각 나타내고 있다.
(실시예 2)
<필름 몰드의 제작>
처음에, 회절 격자 기판을 제작하기 위해, BCP 용매 어닐링법을 사용하여 요철 표면을 갖는 필름 몰드 M-2를 제작하였다. 필름 몰드 M-2를 제작하기 위해, 하기와 같은 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지는 Polymer Source사 제조의 블록 공중합체를 준비하였다. 그리고, 이 블록 공중합체 225mg과 폴리에틸렌옥사이드로서 56.3㎎의 Aldrich 제조의 폴리에틸렌 글리콜 2050에, 톨루엔을 총량이 15g이 되도록 가하여 용해시켜, 블록 공중합체 용액을 조제하였다. 그리고, 이 블록 공중합체 용액을 기재 위에 100 내지 120㎚의 막 두께로 도포하였다. 상기 이외에 관해서는 실시예 1에서 제작한 필름 몰드 M-1과 같은 방법 및 조건으로, 필름 몰드 M-2를 제작하였다.
PS 세그먼트의 Mn=590,000,
PMMA 세그먼트의 Mn=570,000,
블록 공중합체의 Mn=1,160,000,
PS 세그먼트와 PMMA 세그먼트의 체적비(PS:PMMA)=54:46,
분자량 분포(Mw/Mn)=1.25, PS 세그먼트의 Tg=107℃, PMMA 세그먼트의 Tg=134℃
<요철 구조층의 형성>
필름 몰드 M-1을 사용하는 대신 필름 몰드 M-2를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 요철 구조층을 형성하였다.
<측정 결과>
실시예 1과 같이 하여, 요철 해석 화상, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상(도 11의 (b) 참조), 및 평면시 해석 화상(도 11의 (a) 참조)을 얻었다. 이 요철 해석 화상에서는, 요철의 평균 깊이는 95㎚이었다. 또한, 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상은, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상의 모양을 나타내고 있으며, 또한 상기 원상의 모양이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 요철 해석 화상 및 도 11의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상으로부터, 요철의 평균 피치는 305㎚, 요철 깊이 분포의 평균값(m)은 57.3㎚, 요철 깊이의 표준 편차는 31.7㎚, 볼록부의 폭의 평균값은 148.8㎚, 볼록부의 폭의 표준 편차는 15.8㎚, 볼록부의 폭의 변동 계수는 0.11, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 88.4%, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 92.2%인 것이 확인되었다. 즉, 이 샘플은, 폭 조건을 만족하는 동시에 제1 및 제2 정의 방법 중 어느 것에 있어서도 직선 조건을 만족하기 때문에, 본 실시형태의 실시예(실시예 2)라고 할 수 있다.
<유기 EL 소자의 제작>
상기에서 얻어진 요철 구조층을 구비하는 회절 격자 기판을 사용하여, 실시예 1과 같이 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 도 16의 표 중에, 실시예 2에서 얻어진 유기 EL 소자의 요철 구조층에 관한 각 측정값(볼록부의 폭의 평균값, 볼록부의 폭의 표준 편차, 볼록부의 폭의 변동 계수, 측정 영역의 1변의 길이, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 및 요철 깊이의 표준 편차)을 각각 나타내고 있다.
(실시예 3)
<필름 몰드의 제작>
처음에, 회절 격자 기판을 제작하기 위해, BCP 용매 어닐링법을 사용하여 요철 표면을 갖는 필름 몰드 M-3을 제작하였다. 필름 몰드 M-3을 제작하기 위해, 하기와 같은 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지는 Polymer Source사 제조의 블록 공중합체를 준비하였다. 그리고, 이 블록 공중합체 225㎎와 폴리에틸렌옥사이드로서 56.3㎎의 Aldrich 제조의 폴리에틸렌 글리콜 2050에, 톨루엔을 총량이 15g이 되도록 가하여 용해시켜, 블록 공중합체 용액을 조제하였다. 그리고, 이 블록 공중합체 용액을 기재 위에 140 내지 160㎚의 막 두께로 도포하였다. 상기 이외에 관해서는, 실시예 1에서 제작한 필름 몰드 M-1과 같은 방법 및 조건으로, 필름 몰드 M-3을 제작하였다.
PS 세그먼트의 Mn=680,000,
PMMA 세그먼트의 Mn=580,000,
블록 공중합체의 Mn=1,260,000,
PS 세그먼트와 PMMA 세그먼트의 체적비(PS:PMMA)=57:43,
분자량 분포(Mw/Mn)=1.28, PS 세그먼트의 Tg=107℃, PMMA 세그먼트의 Tg=134℃
<요철 구조층의 형성>
필름 몰드 M-1을 사용하는 대신 필름 몰드 M-3을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 요철 구조층을 형성하였다.
<측정 결과>
실시예 1과 같이 하여, 요철 해석 화상, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상(도 12의 (b) 참조), 및 평면시 해석 화상(도 12의 (a) 참조)을 얻었다. 단, 10㎛ 각(세로 10㎛, 가로 10㎛)의 측정 영역을 측정하여 요철 해석 화상을 구하였다. 이 요철 해석 화상에서는, 요철의 평균 깊이는 91㎚이었다. 또한, 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상은, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상의 모양을 나타내고 있으며, 또한 상기 원상의 모양이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 요철 해석 화상 및 도 12의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상으로부터, 요철의 평균 피치는 562㎚, 요철 깊이 분포의 평균값(m)은 62.5㎚, 요철 깊이의 표준 편차는 29.7㎚, 볼록부의 폭의 평균값은 251.2㎚, 볼록부의 폭의 표준 편차는 48.8㎚, 볼록부의 폭의 변동 계수는 0.19, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 76.2%, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 81.2%인 것이 확인되었다. 즉, 이 샘플은, 폭 조건을 만족하는 동시에 제1 및 제2 정의 방법 중 어느 것에 있어서도 직선 조건을 만족하기 때문에, 본 실시형태의 실시예(실시예 3)라고 할 수 있다.
<유기 EL 소자의 제작>
상기에서 얻어진 요철 구조층을 구비하는 회절 격자 기판을 사용하여, 실시예 1과 같이 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 도 16의 표 중에, 실시예 3에서 얻어진 유기 EL 소자의 요철 구조층에 관한 각 측정값(볼록부의 폭의 평균값, 볼록부의 폭의 표준 편차, 볼록부의 폭의 변동 계수, 측정 영역의 1변의 길이, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 및 요철 깊이의 표준 편차)을 각각 나타내고 있다.
(실시예 4)
<필름 몰드의 제작>
처음에, 회절 격자 기판을 제작하기 위해, BCP 용매 어닐링법을 사용하여 요철 표면을 갖는 필름 몰드 M-4를 제작하였다. 필름 몰드 M-4를 제작하기 위해, 하기와 같은 폴리스티렌과 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지는 Polymer Source사 제조의 블록 공중합체를 준비하였다. 그리고, 이 블록 공중합체 240㎎과 폴리에틸렌옥사이드로서 60.0㎎의 Aldrich 제조의 폴리에틸렌 글리콜 2050에, 톨루엔을 총량이 15g이 되도록 가하여 용해시켜, 블록 공중합체 용액을 조제하였다. 그리고, 이 블록 공중합체 용액을 기재 위에 170 내지 190㎚의 막 두께로 도포하였다. 상기 이외에 관해서는, 실시예 1에서 제작한 필름 몰드 M-1과 같은 방법 및 조건으로, 필름 몰드 M-4를 제작하였다.
PS 세그먼트의 Mn=900,000,
PMMA 세그먼트의 Mn=800,000,
블록 공중합체의 Mn=1,700,000,
PS 세그먼트와 PMMA 세그먼트의 체적비(PS:PMMA)=55:45,
분자량 분포(Mw/Mn)=1.26, PS 세그먼트의 Tg=107℃, PMMA 세그먼트의 Tg=134℃
<요철 구조층의 형성>
필름 몰드 M-3을 사용하는 대신 필름 몰드 M-4를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 같이 하여, 요철 구조층을 형성하였다.
<측정 결과>
실시예 3과 같이 하여, 요철 해석 화상, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상(도 13의 (b) 참조), 및 평면시 해석 화상(도 13의 (a) 참조)을 얻었다. 이 요철 해석 화상에서는, 요철의 평균 깊이는 138㎚이었다. 또한, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상은, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상의 모양을 나타내고 있으며, 또한 상기 원상의 모양이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 요철 해석 화상 및 도 13의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상으로부터, 요철의 평균 피치는 767㎚, 요철 깊이 분포의 평균값(m)은 78.9㎚, 요철 깊이의 표준 편차는 46.7㎚, 볼록부의 폭의 평균값은 370.9㎚, 볼록부의 폭의 표준 편차는 54.5㎚, 볼록부의 폭의 변동 계수는 0.15, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 78.5%, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 79.7%인 것이 확인되었다. 즉, 이 샘플은, 폭 조건을 만족하는 동시에 제1 및 제2 정의 방법 중 어느 것에 있어서도 직선 조건을 만족하기 때문에, 본 실시형태의 실시예(실시예 4)라고 할 수 있다.
<유기 EL 소자의 제작>
상기에서 얻어진 요철 구조층을 구비하는 회절 격자 기판을 사용하여, 실시예 1과 같이 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 도 16의 표 중에, 실시예 4에서 얻어진 유기 EL 소자의 요철 구조층에 관한 각 측정값(볼록부의 폭의 평균값, 볼록부의 폭의 표준 편차, 볼록부의 폭의 변동 계수, 측정 영역의 1변의 길이, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 및 요철 깊이의 표준 편차)을 각각 나타내고 있다.
(비교예 1)
<필름 몰드의 제작>
우선, 기재(재질: 유리) 위에 실리콘계 중합체[실리콘 고무(와카케미사 제조, 제품명「Elastosil RT601」) 90질량%와 경화제 10질량%의 혼합 수지 조성물]를 스핀 코트법에 의해 도포하고, 100℃에서 1시간 가열하여 경화시켜 실리콘계 중합체막을 형성하였다.
다음에, 실리콘계 중합체막 위에 증착법에 의해, 온도가 100℃이고, 압력이 1×10-3Pa인 조건하에서, 알루미늄 증착막(두께: 10㎚)을 형성하고, 그 후, 알루미늄 증착막을 30분에 걸쳐 실온(25℃)까지 냉각시킨 후에, 압력을 대기압(1.013×105Pa)으로 되돌렸다. 실리콘계 중합체막 위에 형성된 알루미늄 증착막의 표면에는 요철이 형성되어 있었다. 이어서, 알루미늄 증착막 위에 실리콘계 중합체[실리콘 고무(와카케미사 제조, 제품명「Elastosil RT601」) 90질량%와 경화제 10질량%의 혼합 수지 조성물]을 적하법에 의해 도포하고, 100℃에서 1시간 가열하여 경화시킨 후에, 알루미늄 증착막으로부터 분리하여 모형(M-5A)을 얻었다.
그리고, 표면에 요철이 형성되어 있는 모형(M-5A) 위에 증착법에 의해, 온도가 100℃이고, 압력이 1×10-3Pa인 조건하에서, 알루미늄 증착막(두께: 10㎚)을 형성하고, 그 후, 알루미늄 증착막을 30분에 걸쳐 실온(25℃)까지 냉각시킨 후에, 압력을 대기압(1.013×105Pa)으로 되돌렸다. 모형(M-5A) 위에 형성된 알루미늄 증착막의 표면에는 요철이 형성되어 있었다. 이어서, 알루미늄 증착막 위에 실리콘계 중합체[실리콘 고무(와카케미사 제조, 제품명「Elastosil RT601」) 90질량%와 경화제 10질량%의 혼합 수지 조성물]을 적하법에 의해 도포하고, 100℃에서 1시간 가열하여 경화시킨 후에, 알루미늄 증착막으로부터 분리하여 모형(M-5B)을 얻었다. 또한, 표면에 요철이 형성되어 있는 모형(M-5B) 위에 증착법에 의해, 온도가 100℃이고, 압력이 1×10-3Pa인 조건하에서, 알루미늄 증착막(두께: 10㎚)을 형성하고, 그 후, 알루미늄 증착막을 30분에 걸쳐 실온(25℃)까지 냉각시킨 후에, 압력을 대기압(1.013×105Pa)으로 되돌렸다. 모형(M-5B) 위에 형성된 알루미늄 증착막의 표면에는 요철이 형성되어 있었다. 이어서, 알루미늄 증착막 위에 실리콘계 중합체[실리콘 고무(와카케미사 제조, 제품명「Elastosil RT601」) 90질량%와 경화제 10질량%의 혼합 수지 조성물]를 적하법에 의해 도포하고, 100℃에서 1시간 가열하여 경화시킨 후에, 알루미늄 증착막으로부터 분리하여 모형(M-5C)을 얻었다.
다음에, 유리 기판(Matsunami사 제조, 제품명「Micro slide glass」) 및 경화성 수지(Norland Optical Adhesive사 제조, 제품명「NOA 81」)를 준비하고, 유리 기판 위에 경화성 수지를 도포하고, 그 후, 모형(M-5C)을 가압하면서 경화성 수지에 자외선을 1시간 조사하여 경화시켰다. 그 후, 경화 후의 경화 수지층으로부터 모형(M-5C)을 분리하여, 유리 기판 위에 요철을 형성시킨 경화 수지층을 형성한 모형(M-5D)을 얻었다. 이 모형(M-5D)에 관해서 실시예 1과 같은 조작을 함으로써, Ni 전주체(M-5E), 이어서 필름 몰드(M-5F)를 얻었다.
<요철 구조층의 형성>
필름 몰드 M-1을 사용하는 대신 필름 몰드 M-5F를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 하여, 요철 구조층을 형성하였다.
<측정 결과>
실시예 1과 같이 하여, 요철 해석 화상, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상(도 14의 (b) 참조), 및 평면시 해석 화상(도 14의 (a) 참조)을 얻었다. 이 요철 해석 화상에서는, 요철의 평균 깊이는 59㎚이었다. 또한, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상은, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상의 모양을 나타내고 있으며, 또한 상기 원상의 모양이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 요철 해석 화상 및 도 14의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상으로부터, 요철의 평균 피치는 372㎚, 요철 깊이 분포의 평균값(m)은 46.5㎚, 요철 깊이의 표준 편차는 19.8㎚, 볼록부의 폭의 평균값은 146.3㎚, 볼록부의 폭의 표준 편차는 51.4㎚, 볼록부의 폭의 변동 계수는 0.35, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 47.4%, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 56.8%인 것이 확인되었다. 즉, 이 샘플은, 폭 조건을 만족하지 않고, 제1 및 제2 정의 방법 중 어느 것에 있어서도 직선 조건을 만족하지 않기 때문에, 본 실시형태의 비교예(비교예 1)라고 할 수 있다.
<유기 EL 소자의 제작>
상기에서 얻어진 요철 구조층을 구비하는 회절 격자 기판을 사용하여, 실시예 1과 같이 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 도 16의 표 중에, 비교예 1에서 얻어진 유기 EL 소자의 요철 구조층에 관한 각 측정값(볼록부의 폭의 평균값, 볼록부의 폭의 표준 편차, 볼록부의 폭의 변동 계수, 측정 영역의 1변의 길이, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 및 요철 깊이의 표준 편차)을 각각 나타내고 있다.
(비교예 2)
<필름 몰드의 제작>
처음에, 회절 격자 기판을 제작하기 위해, 실리콘 고무를 사용한 방법으로 요철 표면을 갖는 필름 몰드를 제작하였다. 실리콘계 중합체막 위에 형성하는 알루미늄 증착막의 두께를 10㎚가 아니라 30㎚로 한 것 이외에는, 비교예 1에서 제작한 필름 몰드 M-5F와 같은 방법 및 조건으로, 필름 몰드 M-6을 제작하였다.
<요철 구조층의 형성>
필름 몰드 M-3을 사용하는 대신 필름 몰드 M-6을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 같이 하여, 요철 구조층을 형성하였다.
<측정 결과>
실시예 3과 같이 하여, 요철 해석 화상, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상(도 15의 (b) 참조), 및 평면시 해석 화상(도 15의 (a) 참조)을 얻었다. 이 요철 해석 화상에서는, 요철의 평균 깊이는 142㎚이었다. 또한, 도 15의 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철 해석 화상의 푸리에 변환 상은, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 대략 중심으로 하는 원상의 모양을 나타내고 있으며, 또한 상기 원상의 모양이 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는 것이 확인되었다. 또한, 요철 해석 화상 및 도 15의 (a)에 도시하는 평면시 해석 화상으로부터, 요철의 평균 피치는 784㎚, 요철 깊이 분포의 평균값(m)은 81.6㎚, 요철 깊이의 표준 편차는 45.7㎚, 볼록부의 폭의 평균값은 396.7㎚, 볼록부의 폭의 표준 편차는 127.0㎚, 볼록부의 폭의 변동 계수는 0.32, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 48.3%, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율은 59.6%인 것이 확인되었다. 즉, 이 샘플은, 폭 조건을 만족하지 않고, 제1 및 제2 정의 방법 중 어느 것에 있어서도 직선 조건을 만족하지 않기 때문에, 본 실시형태의 비교예(비교예 2)라고 할 수 있다.
<유기 EL 소자의 제작>
상기에서 얻어진 요철 구조층을 구비하는 회절 격자 기판을 사용하여, 실시예 1과 같이 하여 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 도 16의 표 중에, 비교예 2에서 얻어진 유기 EL 소자의 요철 구조층에 관한 각 측정값(볼록부의 폭의 평균값, 볼록부의 폭의 표준 편차, 볼록부의 폭의 변동 계수, 측정 영역의 1변의 길이, 제1 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 제2 정의 방법에서의 직선 구간의 비율, 및 요철 깊이의 표준 편차)을 각각 나타내고 있다.
(전류 효율의 평가 방법)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에 따르는 유기 EL 소자의 휘도 1000cd/㎡에서의 전류 효율을 높여, 각 유기 EL 소자의 전류 효율에 관해서, 광학 기판으로서 요철 구조를 구비하지 않는 평탄한 소(素) 유리 기판을 사용한 경우의 유기 EL 소자의 전류 효율에 대한 배율을 각각 산출하였다. 결과를 도 16에 도시한다. 배율이 높을수록, 전류 효율이 양호한 것을 나타내고 있다. 도 16의 표 중에 있어서, 배율이 1.1 내지 1.3배인 것을「C」, 1.3 내지 1.5배인 것을「B」, 1.5배보다 큰 것을「A」라고 표기하였다. 또한, 전류 효율은 이하의 방법으로 측정하였다. 유기 EL 소자에 전압을 인가하여, 인가 전압(V) 및 유기 EL 소자에 흐르는 전류(I)를 인가 측정기(가부시키가이샤 에이디씨사 제조, R6244)로, 또한 전광속량(L)을 스펙트라·코프사 제조의 전광속 측정 장치로 측정하였다. 이와 같이 하여 얻어진 인가 전압(V), 전류(I) 및 전광속량(L)의 측정값으로부터 휘도값(L')을 산출하고, 전류 효율에 관해서는, 하기 계산식 (F1):
[계산식 F1]
전류 효율=(L'/I)×S
을 사용하여, 유기 EL 소자의 전류 효율을 산출하였다. 상기 계산식에 있어서, S는 소자의 발광 면적이다. 또한, 휘도값(L')은 유기 EL 소자의 배광 특성이 램버트 법칙에 따르는 것으로 가정하고, 하기 계산식 (F2)로 환산하였다.
[계산식 F2]
L'=L/π/S
(리크 전류의 평가 방법)
실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에 따르는 유기 EL 소자에, 소자가 발광하지 않을 정도의 저전압(1.0V)을 인가하여, 유기 EL 소자에 흐르는 전류를 인가 측정기(KEITHLEY사 제조, 2612A SYSTEM Source Meter)로 측정하였다. 측정한 전류값을 유기 EL 소자의 발광 면적으로 나눔으로써 전류 밀도를 계산하였다. 도 16의 표 중에 있어서는, 이 1.0V 인가 시의 전류 밀도가 5.0×10-6A/㎠ 미만인 것을「A」, 5.0×10-6A/㎠ 이상인 것을「B」라고 표기하였다.
(비교예의 전류 효율 및 리크 전류)
도 16에 도시하는 바와 같이, 비교예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 전류 효율의 평가는「C」였다. 또한, 비교예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 리크 전류의 평가는「B」였다.
또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 비교예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 전류 효율의 평가는「B」였다. 또한, 비교예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 리크 전류의 평가는「B」였다.
(실시예의 전류 효율 및 리크 전류)
또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 실시예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 전류 효율의 평가는「B」였다. 또한, 실시예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 리크 전류의 평가는「A」였다.
또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 실시예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 전류 효율의 평가는「A」였다. 또한, 실시예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 리크 전류의 평가는「A」였다.
또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 실시예 3에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 전류 효율의 평가는「A」였다. 또한, 실시예 3에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 리크 전류의 평가는「A」였다.
또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 실시예 4에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 전류 효율의 평가는「A」였다. 또한, 실시예 4에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자의 리크 전류의 평가는「A」였다.
(실시예 1과 비교예 1의 비교)
실시예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자와, 비교예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자를 비교하면, 실시예 1에 따르는 유기 EL 소자 쪽이, 비교예 1에 따르는 유기 EL 소자보다도 높은 전류 효율을 나타내는 것이 확인되었다. 즉, 직선 조건 및 폭 조건을 만족함으로써, 보다 높은 전류 효율이 얻어지는 것이 확인되었다. 또한, 리크 전류에 관해서도, 실시예 1에 따르는 유기 EL 소자 쪽이, 비교예 1에 따르는 유기 EL 소자보다도 적으며, 양호한 결과가 얻어졌다.
(실시예 1과 비교예 2의 비교)
실시예 1에 따르는 광학 기판과 실시예 2에 따르는 광학 기판은, 모두 직선 조건 및 폭 조건을 만족하고 있다. 실시예 1에 따르는 광학 기판 및 실시예 2에 따르는 광학 기판의 주된 차이점은, 실시예 2에 따르는 광학 기판의 요철 깊이의 표준 편차가, 실시예 1에 따르는 광학 기판의 요철 깊이의 표준 편차의 약 1.5배로 되어 있는 점이다. 실시예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자와, 실시예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자를 비교하면, 요철 깊이의 표준 편차가 큰 실시예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자 쪽이, 보다 높은 전류 효율을 나타내는 것이 확인되었다.
요철 깊이의 표준 편차는 상기 요철 구조의 깊이를 반영하는 값이며, 요철의 단차가 클수록 큰 값을 취하는 파라미터이다. 요철 깊이의 표준 편차가 큰 광학 기판 쪽이, 요철의 단차가 커져, 회절 격자로서의 효과가 높아지기 때문에, 실시예 2에서는 실시예 1보다도 높은 전류 효율이 얻어진 것으로 생각된다.
(실시예 3과 비교예 1의 비교)
실시예 3에 따르는 광학 기판은, 실시예 1, 2에 따르는 광학 기판보다도 볼록부의 폭의 평균값을 100㎚ 정도 크게 한 것이다. 실시예 3에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자는, 직선 조건 및 폭 조건을 만족하고 있으며, 전류 효율 및 리크 전류 양쪽의 관점에 있어서, 비교예 1에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자보다도 양호한 결과가 얻어졌다. 이와 같이, 볼록부의 폭의 스케일을 크게 한 경우라도, 직선 조건 및 폭 조건을 만족함으로써, 보다 높은 전류 효율이 얻어지는 것이 확인되었다.
(실시예 4와 비교예 2의 비교)
실시예 4에 따르는 광학 기판 및 비교예 2에 따르는 광학 기판은, 실시예 3에 따르는 광학 기판보다도 볼록부의 폭의 평균값을 추가로 120 내지 145㎚ 정도 더 크게 한 것이다. 실시예 4에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자와, 비교예 2에 따르는 광학 기판을 사용한 유기 EL 소자를 비교하면, 실시예 4에 따르는 유기 EL 소자 쪽이, 비교예 2에 따르는 유기 EL 소자보다도 높은 전류 효율을 나타내었다. 이와 같이, 볼록부의 폭의 스케일을 더욱 크게 한 경우라도, 직선 조건 및 폭 조건을 만족함으로써, 보다 높은 전류 효율이 얻어지는 것이 확인되었다. 또한, 리크 전류에 관해서도, 실시예 4에 따르는 유기 EL 소자 쪽이, 비교예 2에 따르는 유기 EL 소자보다도 적어, 양호한 결과가 얻어졌다.
1, 20, 30…광학 기판, 2…지지 기판, 3…요철 구조층, 4…하지 재료층, 5…필름상 몰드, 5a…기판부, 5b…요철부, 6…가압 롤, 7…박리 롤, 8…금속 몰드, 8a…요철부, 9…피복층, 10…제1 전극, 11…유기층, 12…제2 전극, 13…광학 기능층, 100, 200, 300…유기 EL 소자, La…윤곽선의 길이, Lb…직선 거리, X…윤곽선
Claims (11)
- 지지 기판과,
상기 지지 기판 위에 적층되고, 표면에 요철 형상이 형성된 요철 구조층을 구비하는 광학 기판으로서,
상기 요철 구조층에 포함되는 볼록부의 연신 방향이, 평면시(平面視)상 불규칙적으로 분포되어 있고,
상기 요철 구조층의 단위 면적당 영역에 포함되는 상기 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선이, 곡선 구간보다도 직선 구간을 많이 포함하고,
상기 곡선 구간은, 상기 볼록부의 평면시상에서의 윤곽선을 상기 볼록부의 폭의 평균값의 π(원주율)배의 길이로 구획함으로써 복수의 구간을 형성하는 경우에 있어서, 구간의 양 끝점간의 상기 윤곽선의 길이에 대한 상기 양 끝점간의 직선 거리의 비가 0.75 이하가 되는 구간이며,
상기 직선 구간은, 상기 복수의 구간 중 상기 곡선 구간이 아닌 구간이며,
상기 볼록부의 연신 방향에 대해 평면시상 직교하는 방향에서의 상기 볼록부의 폭의 변동 계수가 0.25 이하인,
광학 기판. - 제1항에 있어서, 상기 볼록부의 상기 폭이 일정한, 광학 기판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철 구조층의 표면에 형성된 요철 형상을 주사형 프로브 현미경에 의해 해석하여 얻어지는 요철 해석 화상에 2차원 고속 푸리에 변환 처리를 실시하여 푸리에 변환 상을 얻은 경우에 있어서, 상기 푸리에 변환 상이, 파수의 절대값이 0㎛-1인 원점을 중심으로 하는 원상 또는 원환상의 모양을 나타내고 있으며, 또한, 상기 원상 또는 원환상의 모양이, 파수의 절대값이 10㎛-1 이하의 범위 내가 되는 영역 내에 존재하는,
광학 기판. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철 구조층의 요철의 평균 피치가 100 내지 1500㎚이고,
상기 요철 구조층의 요철 깊이의 표준 편차가 10 내지 100㎚인,
광학 기판. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 기판의 상기 요철 구조층이 형성된 면과는 반대의 면에 형성된 광학 기능층을 추가로 구비하는, 광학 기판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요철 구조층 위에 형성된 피복층을 추가로 구비하는, 광학 기판.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 기판의 제조에 사용되는 몰드로서, 상기 광학 기판의 상기 요철 구조층에 형성되는 요철 형상에 대응하는 요철 패턴이 형성된 요철부를 구비하는 몰드.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 광학 기판을 포함하는 발광 소자로서,
상기 요철 구조층 위에, 제1 전극, 발광하는 유기층, 및 제2 전극이 순차 적층되어 형성되어 있는, 발광 소자. - 삭제
- 삭제
- 삭제
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