特許 6153359 有機ＥＬ光源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6153359

(24)【登録日】2017年6月9日

(45)【発行日】2017年6月28日

(54)【発明の名称】有機ＥＬ光源

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/02 20060101AFI20170619BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20170619BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/02

   H05B33/14 A

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-62838(P2013-62838)

(22)【出願日】2013年3月25日

(65)【公開番号】特開2014-186974(P2014-186974A)

(43)【公開日】2014年10月2日

【審査請求日】2015年10月19日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】514274487

【氏名又は名称】リコーインダストリアルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205981

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 大輔

(72)【発明者】

【氏名】西川 尚男

(72)【発明者】

【氏名】梅木 和博

【審査官】 大竹 秀紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１８０００１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０７１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１４７７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２４９２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４９３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２７４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２７６８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／０２

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光透過性の基板の上に形成された有機ＥＬ素子と、
前記基板の有機ＥＬ素子形成面とは反対側の面に接合され、前記有機ＥＬ素子が発光した光が入射される光学部材と、を備え、
前記基板と前記光学部材は熱膨張係数が互いに異なるものであり、
前記光学部材は、前記基板に対向する面のうち当該光学部材に入射する光に干渉しない位置にのみ、端面が前記基板に接合されている接合用凸部を備え、
前記基板と前記光学部材の間における前記接合用凸部が設けられていない位置に、前記基板と前記光学部材との熱膨張係数の差から発生する応力を緩和する空洞が設けられていることを特徴とする有機ＥＬ光源。

【請求項2】

前記基板は、ガラス基板又は樹脂製基板である請求項１に記載の有機ＥＬ光源。

【請求項3】

基板上に形成された有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子の上に接合され、前記有機ＥＬ素子が発光した光が入射される光学部材と、を備え、
前記有機ＥＬ素子の前記光学部材が接合される面を構成する有機ＥＬ素子部材と前記光学部材は熱膨張係数が互いに異なるものであり、
前記光学部材は、前記有機ＥＬ素子に対向する面のうち当該光学部材に入射する光に干渉しない位置にのみ、端面が前記基板に接合されている接合用凸部を備え、
前記基板と前記光学部材の間における前記接合用凸部が設けられていない位置に、前記基板と前記光学部材との熱膨張係数の差から発生する応力を緩和する空洞が設けられていることを特徴とする有機ＥＬ光源。

【請求項4】

前記基板は、ガラス基板、金属基板、金属とガラスの複合基板、セラミックスと金属の複合基板又は樹脂製基板である請求項３に記載の有機ＥＬ光源。

【請求項5】

前記有機ＥＬ素子上に形成された光透過層をさらに備え、
前記光学部材の前記接合用凸部は前記光透過層に接合されている請求項３又は４に記載の有機ＥＬ光源。

【請求項6】

前記光学部材は、前記基板に対向する面とは反対側の面に第１光学機能部を備えている請求項１から５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ光源。

【請求項7】

前記光学部材は、前記基板に対向する面において、前記接合用凸部とは異なる位置に第２光学機能部を備えている請求項１から６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ光源。

【請求項8】

前記基板は前記有機ＥＬ素子の形成面に凹凸構造をもち、
前記有機ＥＬ素子は前記基板の凹凸構造に起因する凹凸構造を備えている請求項１から７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ光源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機ＥＬ光源に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、プロジェクターの光源には、その高輝度特性を利用して高圧水銀ランプが用いられてきた。近年の携帯性に優れたピコプロジェクターの製品は、その大きさの大半が光学部品に占められており、小型化を可能とするには光源を小型化していく必要がある。

【0003】

プロジェクターの光源に限らず、光源サイズの小型化に伴い、その光源は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）光源へと移行した。有機ＥＬ光源は、例えばプロジェクターやピコプロジェクターなどの表示素子用光源や、ディスプレー用光源、家電製品用光源として用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平２００４−２４１１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

有機ＥＬ光源は３６０°全方位に対して発光する。しかし、この特性は、例えば高輝度を必要とするプロジェクター機器において目標に対しての照射量が不十分であり、光の損失の観点から十分ではなかった。

【0006】

従来の有機ＥＬ光源において有機ＥＬ素子が発光した光を効率よく取り出すために、有機ＥＬ素子が形成された透明基板の裏面に、マイクロレンズアレイが形成された光学部材を接合する技術が開示されている（例えば特許文献１を参照。）。
しかし、有機ＥＬ素子が形成された基板の熱膨張係数と光学部材の熱膨張係数が互いに異なると、該基板と該光学部材の密着不良が発生すると言う問題があった。

【0007】

具体的には、特許文献１では、有機ＥＬ素子が形成されたガラス基板などからなる透明基板上に、樹脂製マイクロレンズアレイを接着剤で接合することが記載されている。しかし、ガラス製透明基板と樹脂製マイクロレンズアレイは熱膨張係数（線膨張係数）が１桁以上異なり、熱膨張係数は樹脂のほうがガラスに比べて１桁以上大きい。このため、間に挟まれる樹脂（接着剤）は、この伸びを吸収する必要があるが、その性能は十分ではない。このため、ガラスと樹脂の複合材料では、外部温度変化に対して材料の伸び量が異なるために歪が発生する。発生する歪は有機ＥＬ素子の発光効率や前面光放射の基本機能を損ねることにつながり、有機ＥＬ素子は所望の機能を発揮できない。また、接着剤が歪を吸収できないときには、密着不良（剥離現象）が発生する。

【0008】

本発明は、有機ＥＬ光源において、有機ＥＬ素子が形成された基板と光学部材の密着不良を防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明にかかる有機ＥＬ光源の第１態様は、光透過性の基板の上に形成された有機ＥＬ素子と、上記基板の有機ＥＬ素子形成面とは反対側の面に接合され、上記有機ＥＬ素子が発光した光が入射される光学部材と、を備え、上記光学部材は、上記基板に対向する面に接合用凸部を備え、上記接合用凸部の端面が上記基板に接合されていることを特徴とするものである。

【0010】

本発明の有機ＥＬ光源の第１態様において、上記基板は、例えば、ガラス基板又は樹脂製基板である。ただし、該基板は、光透過性の基板であれば特に限定されない。

【0011】

本発明にかかる有機ＥＬ光源の第２態様は、基板上に形成された有機ＥＬ素子と、上記有機ＥＬ素子の上に接合され、上記有機ＥＬ素子が発光した光が入射される光学部材と、を備え、上記有機ＥＬ素子の上記光学部材が接合される面を構成する有機ＥＬ素子部材と上記光学部材は熱膨張係数が互いに異なるものであり、上記光学部材は、上記有機ＥＬ素子に対向する面に接合用凸部を備え、上記接合用凸部の端面が上記有機ＥＬ素子部材に接合されていることを特徴とするものである。

【0012】

本発明の有機ＥＬ光源の第２態様において、上記基板は、例えば、ガラス基板、金属基板、金属とガラスの複合基板、セラミックスと金属の複合基板又は樹脂製基板である。ただし、該基板の材料は特に限定されない。

【0013】

本発明の有機ＥＬ光源の第２態様において、例えば、上記有機ＥＬ素子上に形成された光透過層をさらに備え、上記光学部材の上記接合用凸部は上記光透過層に接合されているようにしてもよい。

【0014】

本発明の有機ＥＬ光源において、例えば、上記光学部材は、上記基板に対向する面とは反対側の面に第１光学機能部を備えている例を挙げることができる。

【0015】

上記第１光学機能部の一例は、ナノインプリント法によってパターン形成層が成形されて形成されたものである。ただし、第１光学機能部はこれに限定されない。

【0016】

本発明の有機ＥＬ光源において、例えば、上記光学部材は、上記基板に対向する面において、上記接合用凸部とは異なる位置に第２光学機能部を備えているようにしてもよい。

【0017】

上記第２光学機能部の一例は、ナノインプリント法によってパターン形成層が成形されて形成されたものである。ただし、第２光学機能部はこれに限定されない。

【0018】

本発明の有機ＥＬ光源において、例えば、上記基板は上記有機ＥＬ素子の形成面に凹凸構造をもち、上記有機ＥＬ素子は上記基板の凹凸構造に起因する凹凸構造を備えているようにしてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明の有機ＥＬ光源の第１態様において、光学部材の接合用凸部の端面が基板に接合されているので、該接合用凸部は応力緩和用パターンとして機能する。したがって、本発明の有機ＥＬ光源の第１態様は、有機ＥＬ素子が形成された基板と光学部材の密着不良を防止することができる。

【0020】

本発明の有機ＥＬ光源の第２態様において、光学部材の接合用凸部の端面が有機ＥＬ素子部材に接合されているので、該接合用凸部は応力緩和用パターンとして機能する。したがって、本発明の有機ＥＬ光源の第２態様は、有機ＥＬ素子部材と光学部材の密着不良を防止することができる。

【0021】

本発明の有機ＥＬ光源の第２態様において、例えば、有機ＥＬ素子上に形成された光透過層をさらに備え、光学部材の上記接合用凸部は上記光透過層に接合されているようにすれば、光透過層は有機ＥＬ素子として機能し、有機ＥＬ素子が保護される。また、光透過層と光学部材の密着不良を防止することができる。

【0022】

本発明の有機ＥＬ光源の第２態様において、上記有機ＥＬ素子上に形成された光透過層をさらに備え、上記光学部材の上記接合用凸部は上記光透過層に接合されているようにすれば、光透過層と光学部材の密着不良が防止される。

【0023】

本発明の有機ＥＬ光源において、光学部材は、基板に対向する面とは反対側の面に第１光学機能部を備えている構成と、上記基板に対向する面において接合用凸部とは異なる位置に第２光学機能部を備えている構成のいずれでもよい。光学部材は、上記第１光学機能部と上記第２光学機能部の両方を備えているようにすれば、複合的な光学機能を発揮できる。

【0024】

本発明の有機ＥＬ光源において、第１光学機能部はナノインプリント法によってパターン形成層が成形されて形成されたものであるようにすれば、パターン形成層の材料の屈折率を適宜選択することにより、第１光学機能部の屈折率を適宜選択できる。同様に、第２光学機能部はナノインプリント法によってパターン形成層が成形されて形成されたものであるようにすれば、第２光学機能部の屈折率を適宜選択できる。このような構成は、光学部材が第１光学機能部と第２光学機能部の両方を備えていて複合的な光学機能を発揮する構成において、特に有効である。

【0025】

本発明の有機ＥＬ光源において、上記基板は上記有機ＥＬ素子の形成面に凹凸構造をもち、上記有機ＥＬ素子は上記基板の凹凸構造に起因する凹凸構造を備えているようにすれば、有機ＥＬ素子が平坦な場合に比べて単位面積あたりの発光面積が増大する。単位面積あたりの発光面積の増大は輝度の向上に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施例の模式的な断面図である。

【図2】同実施例の模式的な構成図である。

【図3】同実施例を作製するための製造工程の一例を説明するための断面図である。

【図4】光学部材の構造例を説明するための模式的な断面図である。

【図5】光学部材の構造例を説明するための模式的な断面図である。

【図6】本発明の他の実施例の模式的な断面図である。

【図7】同実施例の模式的な構成図である。

【図8】本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。

【図9】本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。

【図10】本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。

【図11】本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。

【図12】同実施例を作製するための製造工程の一例を説明するための断面図である。

【図13】光学部材の構造例を説明するための模式的な断面図である。

【図14】光学部材の構造例を説明するための模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、本発明の一実施例の模式的な断面図である。図２はこの実施例の模式的な構成図である。
有機ＥＬ光源は、基板１、有機ＥＬ素子３及び光学部材５を備えている。

【0028】

基板１は、光透過性のものであり、例えばガラス基板である。
基板１上に有機ＥＬ素子３が形成されている。有機ＥＬ素子３は、基板１側へ光を出射するもの、いわゆるボトムエミッション方式のものである。有機ＥＬ素子３は、例えば、基板１側から順に、透明電極からなる陽極３ａ、正孔輸送層３ｂ、発光層３ｃ、電子注入層３ｄ、金属材料からなる陰極３ｅを備えている。なお、有機ＥＬ素子３は、上記構成に限定されるものではなく、陰極と陽極に挟まれた発光層が発光する構成であればどのような構成であってもよい。

【0029】

光学部材５は、基板１の有機ＥＬ素子３の形成面とは反対側の面に接合されている。光学部材５には、有機ＥＬ素子３が発光した光が入射される。光学部材５は、例えば光透過性の樹脂によって形成されている。光学部材５と基板１は熱膨張係数が互いに異なるものである。

【0030】

光学部材５は、基板１とは反対側の面に複数のマイクロレンズ（第１光学機能部）５ａが配置されたマイクロレンズアレイを備えている。なお、第１光学機能部は、凸レンズ形状のマイクロレンズ５ａに限定されず、他の光学機能を有する形状、例えばプリズム形状やピラミッド形状、凹レンズ形状などであってもよい。
基板１に対向する面に接合用凸部５ｂを備えている。基板１と光学部材５の接合面において、接合用凸部５ｂの端面が基板１に接合されている。

【0031】

接合用凸部５ｂの基板１との接合面は平坦である。接合用凸部５ｂの基板１との接合面は、光学部材５の基板１と対向する面のうち、１〜２０％程度の面積を占める。該面積は、例えば、基板１と光学部材５の熱膨張係数の差から発生する応力を計算し、その応力を緩和するための樹脂体積を想定することによって計算される。この値は、基板１及び光学部材５の厚みや熱膨張係数、曲率、材質などによって当然異なる。なお、この値に関し、接合方法による差はない。

【0032】

接合用凸部５ｂの配置は、例えば、マトリックス状（網目状）配置、シリンダー状（一方向にのみ存在する）配置、千鳥配置、四隅（格子状）配置などである。また、接合用凸部５ｂの配置位置は、例えば、上方からみてマイクロレンズ５ａと重ならない位置（基板１の光学部材接合面から垂直方向に出射される光のうちマイクロレンズ５ａに入射する光を妨げない位置）であることが好ましい。なお、接合用凸部５ｂの配置は、点状（島状）接合でもよいし、線状（ライン状）接合でもよい。また、接合用凸部５ｂの端面の形状はどのような形状であってもよい。

【0033】

この実施例では、光学部材５の接合用凸部５ｂは応力緩和用パターンとして機能する。したがって、この実施例は、基板１と光学部材５の密着不良を防止することができる。

【0034】

図３は、図１及び図２を参照して説明された実施例を作製するための製造工程の一例を説明するための断面図である。以下に説明する工程（ａ）から（ｅ）は図３中の（ａ）から（ｅ）に対応している。

【0035】

（ａ）光学部材５のマイクロレンズ５ａに対応する凹部をもつ金型７ａと、光学部材５の接合用凸部５ｂに対応する凹部をもつ金型７ｂとを用意する。金型７ａと金型７ｂの間に樹脂を流し込み、マイクロレンズ５ａ及び接合用凸部５ｂをもつ光透過性の樹脂からなる光学部材５を形成する。樹脂を流し込む前に、金型７ａ，７ｂに対して、光学部材５が剥離しやすくなるように離型処理を施しておくことが好ましい。

【0036】

なお、光学部材５の形成方法はこれに限定されない。例えば、光学部材５の凹凸構造は、マイクロレンズアレイの製造に用いられるウェットエッチング技術や樹脂成形技術（インサート成形、インジェクションやコンプレッション成形技術）、プレス技術、ガラスモールド技術などによって形成されてもよい。

【0037】

（ｂ）光学部材５から金型７ｂを剥がす。
（ｃ）ボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子３が形成された基板１を用意する。基板１の光学部材接合面（有機ＥＬ素子３の形成面とは反対側の面）に、樹脂材料からなる光学部材５との密着性を向上させるための表面活性化処理、例えばシランカップリング処理を施す。例えば、シランカップリング剤として、一方の感応基が光学部材５（樹脂）と結合する二重結合やエポキシ基を有し、もう一方の感応基がガラスと結合するシラノール感応基を有するものを使用する。基板１の光学部材接合面の上に光学部材５を配置する。

【0038】

（ｄ）基板１と、光学部材５の接合用凸部５ｂの先端面とを接触させ、接合させる。接合の方法は、例えば加熱方法や紫外線硬化接合方法である。ただし、接合方法は、これらに限定されず、基板１と、光学部材５の接合用凸部５ｂの先端面とが接合される方法であればどのような方法であってもよい。

【0039】

（ｅ）基板１と光学部材５とを接合した後に、金型７ａを剥離する。これにより、図１に示された有機ＥＬ光源の形成が完了する。

【0040】

図４及び図５は、それぞれ、光学部材の構造例を説明するための模式的な断面図である。
図４及び図５に示されるように、光学部材５は、基板１に対向する面において、接合用凸部５ｂとは異なる位置に第２光学機能部５ｃを備えている。図４では、第２光学機能部５ｃは凹レンズ形状を有している。図５では、第２光学機能部５ｃはプリズム形状を有している。

【0041】

このように、光学部材５は、マイクロレンズ５ａ（第１光学機能部）と第２光学機能部５ｃの両方を備えているようにすれば、複合的な光学機能を発揮できる。なお、第１光学機能部はマイクロレンズ（凸レンズ形状）に限定されず、他の光学機能を有する形状、例えばプリズム形状やピラミッド形状、凹レンズ形状などであってもよい。また、第２光学機能部は、凹レンズ形状や凹形状のプリズム形状に限定されず、他の光学機能を有する形状、例えば、凸レンズ形状や凸プリズム形状、ピラミッド形状などであってもよい。また、凸レンズ形状には、例えばフレネルレンズ形状、シリンダーレンズ形状などが含まれる。

【0042】

なお、光学部材５は、第２光学機能部５ｃを備え、マイクロレンズ５ａを備えていない構成、つまり、基板１に対向する面のみに光学機能を備えている構成であってもよい。

【0043】

また、光学部材が上記第１光学機能部及び上記第２光学機能部のいずれか一方又は両方を備えた構成は、以下に説明する実施例のいずれにも適用できる。

【0044】

図６は、本発明の他の実施例の模式的な断面図である。図７はこの実施例の模式的な構成図である。
有機ＥＬ光源は、基板１１、有機ＥＬ素子１３及び光学部材５を備えている。

【0045】

基板１１は、例えば金属基板である。
基板１１上に有機ＥＬ素子１３が形成されている。有機ＥＬ素子１３は、基板１１とは反対側へ光を出射するもの、いわゆるトップエミッション方式のものである。有機ＥＬ素子１３は、例えば、基板１１側から順に、金属材料からなる陽極１３ａ、正孔輸送層１３ｂ、発光層１３ｃ、電子注入層１３ｄ、透明電極からなる陰極３ｅを備えている。なお、有機ＥＬ素子１３は、上記構成に限定されるものではなく、陰極と陽極に挟まれた発光層が発光する構成であればどのような構成であってもよい。基板１１上には、有機ＥＬ素子１３とは異なる位置に、絶縁材料層１５も形成されている。

【0046】

光学部材５は、図１に示されたものと同じ構造をもつ。光学部材５は有機ＥＬ素子１３の陰極３ｅ（有機ＥＬ素子部材）及び絶縁材料層１５に接合されている。光学部材５には、有機ＥＬ素子１３が発光した光が入射される。光学部材５は、例えば光透過性の樹脂によって形成されている。陰極３ｅと光学部材５の接合面において、接合用凸部５ｂの端面が陰極３ｅに接合されている。

【0047】

光学部材５と陰極３ｅは熱膨張係数が互いに異なるものである。また、光学部材５と基板１１は熱膨張係数が互いに異なるものである。

【0048】

この実施例では、光学部材５の接合用凸部５ｂは応力緩和用パターンとして機能する。したがって、この実施例は、陰極３ｅと光学部材５の密着不良を防止することができる。

【0049】

基板１１の材料は特に限定されない。例えば、基板１１は、ガラス基板、金属基板、金属とガラスの複合基板、セラミックスと金属の複合基板又は樹脂製基板などである。なお、基板１１が金属基板である場合、有機ＥＬ素子１３の発熱に対する冷却効率が向上する。

【0050】

この実施例の製造工程例は、例えば図３を参照して説明した製造工程例と同様である。なお、基板１１は金属基板なので、基板１１に対するシランカップリング処理において用いられるシランカップリング剤を変更する必要がある。例えば、シランカップリング剤として、一方の感応基が光学部材５（樹脂）と結合する二重結合やエポキシ基を有し、もう一方の感応基が金属と結合するチオール基やエポキシ基を有するものが用いられる。ただし、この実施例の有機ＥＬ光源の製造工程はこれに限定されない。

【0051】

一般に、有機ＥＬ素子を形成するための基板として、光学ガラス基板が用いられる。その理由は、透明基板であること、熱膨張係数が小さいこと、比較的安価に購入できること、剛性が高く扱いやすいこと、トップエミッション方式とボトムエミッション方式のいずれにも共通して使用することができるので、生産プロセスを変更する必要がないこと、基板の厚さを自由に選択できること、基板の厚さを薄くすれば計量化できること、基板を薄くすれば僅かだが可撓性が得られること、などが挙げられる。

【0052】

しかし、ガラス基板には以下の欠点がある。ガラス基板は、割れやすいことが最大の欠点である。また、軽薄短小化するにはガラス基板を薄くする必要があるが、ガラスを薄くする研磨技術が非常に困難である。また、ガラス基板を薄くする場合、研磨工程で割れやすいので歩留まりの低下し、コストが上昇する。また、フロートガラスを用いようとすると、表面粗さが粗い（うねっている）、気泡や脈理が発生する、などの問題がある。

【0053】

そこで、有機ＥＬ素子を形成するための基板として、金属基板を用いることができれば、ガラス基板に対する問題は解消される。金属基板を用いることによる利点は以下の通りである。（１）放熱性に優れる、（２）薄く加工することが容易である、（３）剛性が高い、（４）安価に購入できる、（５）金属の種類がいろいろあり選択の自由度が高い、（６）アルミ箔で代表されるように、薄くした場合の可撓性が高い。
したがって、図６に示された実施例において、基板１１として金属基板を用いれば、これらの効果が得られる。

【0054】

図８は、本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。
この実施例は、図６を参照して説明した実施例と比較して、有機ＥＬ素子１３上に形成された光透過層１７をさらに備えている。光学部材５の接合用凸部５ｂは光透過層１７に接合されている。

【0055】

光透過層１７は、例えば樹脂材料、ＳＯＧ材料、薄膜材料、それらの材料層の積層構造によって形成されている。光透過層１７の厚みは最も厚い部分で例えば２〜３ｍｍ（ミリメートル）である。光学部材５と光透過層１７は熱膨張係数が互いに異なるものである。

【0056】

この実施例では、有機ＥＬ素子１３は光透過層１７によって保護されている。これにより、有機ＥＬ素子１３の信頼性が向上される。また、光学部材５の接合用凸部５ｂは応力緩和用パターンとして機能ので、光透過層１７と光学部材５の密着不良が防止される。

【0057】

図９は、本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。
この実施例は、図１を参照して説明した実施例と比較して、基板１は有機ＥＬ素子３の形成面に凹凸構造１ａをもち、有機ＥＬ素子３は基板１の凹凸構造に起因する凹凸構造を備えている点で異なっている。基板１の凹凸構造１ａは、光学機能、例えばレンズ機能を備えていてもよい。

【0058】

この実施例の有機ＥＬ光源において、有機ＥＬ素子３が平坦な場合に比べて、単位面積あたりの発光面積が増大する。したがって、この実施例の有機ＥＬ光源は、輝度を向上させることができる。

【0059】

図１０は、本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。
この実施例は、図８を参照して説明した実施例と比較して、基板１１は有機ＥＬ素子１３の形成面に凹凸構造をもち、有機ＥＬ素子１３は基板１１の凹凸構造に起因する凹凸構造を備えている点で異なっている。

【0060】

また、光透過層１７の有機ＥＬ素子１３側の面は、有機ＥＬ素子１３の凹凸構造に起因する凹凸構造１７ａを備えている。光透過層１７の凹凸構造１７ａは、光学機能、例えばレンズ機能を備えていてもよい。

【0061】

この実施例の有機ＥＬ光源において、有機ＥＬ素子１３が平坦な場合に比べて、単位面積あたりの発光面積が増大する。したがって、この実施例の有機ＥＬ光源は、輝度を向上させることができる。

【0062】

図１１は、本発明のさらに他の実施例の模式的な断面図である。この実施例の構成は、図２に示された模式的な構成図と同様である。図１１において、図１を参照して説明した実施例と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付される。また、それらの部分の説明は省略される。

【0063】

この実施例の有機ＥＬ光源は、光学部材５として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム５ｄにマイクロレンズ５ａと接合用凸部５ｂが配置されたものを備えている。

【0064】

光学部材５は、いわゆるナノインプリント法によって形成されたものである。マイクロレンズ５ａ及び接合用凸部５ｂは、形状転写層の機能と接着剤層の機能とを併せもつパターン形成層が成形されて形成されたものである。光学部材５は、マイクロレンズ５ａを形成するためのパターン形成層、ＰＥＴフィルム５ｄ、及び接合用凸部５ｂを形成するためのパターン形成層の３層構造を備えている。

【0065】

パターン形成層付きのＰＥＴフィルムを使用することにより、下記の利点が得られる。（１）接合用凸部５ｂやマイクロレンズ５ａ（第１光学機能部）、第２光学機能部５ｃ（図１３及び図１４を参照。）の形成に熱ナノインプリント法を行うことができる。（２）ＰＥＴフィルムとパターン形成層の密着力が高い。（３）接着剤塗布の工程を省略することができる。（４）ロール状のＰＥＴフィルムを製品基板として採用できるので量産時の低価格化を実現できる。（５）ＰＥＴフィルムのような有機フィルム基板上に形成された有機ＥＬ発光素子や有機ＥＬ照明光源を実現できる。

【0066】

図１２は、図１１を参照して説明された実施例の製造工程の一例を説明するための断面図である。以下に説明する工程（ａ）から（ｅ）は図３中の（ａ）から（ｅ）に対応している。

【0067】

（ａ）光学部材５のマイクロレンズ５ａに対応する凹部をもつ金型７ａと、光学部材５の接合用凸部５ｂに対応する凹部をもつ金型７ｂとを用意する。金型７ａと金型７ｂの間に、パターン形成層を両面に有するＰＥＴフィルム５ｄを挟む。ＰＥＴフィルム５ｄの金型７ａ側の面のパターン形成層にマイクロレンズ５ａが成形され、ＰＥＴフィルム５ｄの金型７ｂ側の面のパターン形成層に接合用凸部５ｂが形成される。紫外線（例えば２６０〜２７０ｎｍ）を照射してパターン形成層からなるマイクロレンズ５ａ及び接合用凸部５ｂを硬化させる。これにより、マイクロレンズ５ａ及び接合用凸部５ｂをもつ光透過性のＰＥＴ樹脂からなる光学部材５が形成される。

【0068】

なお、両面にパターン形成層を有するＰＥＴフィルム５ｄを金型７ａと金型７ｂの間に挟み込む前に、金型７ａ，７ｂに対して、光学部材５が剥離しやすくなるように離型処理を施しておくことが好ましい。

【0069】

ここでは、パターン形成層付きのＰＥＴフィルムとして、日本曹達株式会社製の「ナノインプリント成形用フィルム」を用いた。ただし、パターン形成層付きのＰＥＴフィルムはこれに限定されない。また、ＰＥＴフィルムは、ＰＥＴ以外のポリエステルフィルムであってもよい。

【0070】

（ｂ）光学部材５から金型７ａと金型７ｂを剥がす。接合用凸部５ｂに対応する凹形状が形成されたパターン形成層が露出する。この状態で、例えばドライエッチング技術を用いて、接合用凸部５ｂ以外のパターン形成層を除去するための残膜除去処理を行ってもよい。

【0071】

（ｃ）例えばボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子３が形成された基板１を用意する。基板１の光学部材接合面（有機ＥＬ素子３の形成面とは反対側の面）に、樹脂材料からなる光学部材５との密着性を向上させるための表面活性化処理、例えばシランカップリング処理を施す。例えば、シランカップリング剤として、一方の感応基が光学部材５（樹脂）と結合する二重結合やエポキシ基を有し、もう一方の感応基がガラスと結合するシラノール感応基を有するものを使用する。基板１の光学部材接合面の上に光学部材５を配置する。

【0072】

（ｄ）基板１と、光学部材５の接合用凸部５ｂの先端面とを接触させ、接合させる。接合の方法は、例えば加熱方法や紫外線硬化接合方法である。ただし、接合方法は、これらに限定されず、基板１と、光学部材５の接合用凸部５ｂの先端面とが接合される方法であればどのような方法であってもよい。

【0073】

（ｅ）基板１と光学部材５とを接合した後に、金型７ａを剥離する。これにより、図１１に示された有機ＥＬ光源の形成が完了する。この状態で、例えばドライエッチング技術を用いて、マイクロレンズ５ａ以外のパターン形成層を除去するための残膜除去処理を行ってもよい。

【0074】

図１３及び図１４は、それぞれ、光学部材の構造例を説明するための模式的な断面図である。
図１３及び図１４に示されるように、光学部材５は、基板１に対向する面において、接合用凸部５ｂとは異なる位置に第２光学機能部５ｃを備えている。接合用凸部５ｂは、ナノインプリント法によってパターン形成層が成形されて形成されたものである（図１１及び図１２を参照。）。図１３では、第２光学機能部５ｃは凹レンズ形状を有している。図１４では、第２光学機能部５ｃはプリズム形状を有している。

【0075】

接合用凸部５ｂを形成するためのパターン形成層の材料を適宜選択することにより、所望の屈折率をもつ第２光学機能部５ｃを形成することができる。つまり、接合用凸部５ｂを形成するためのパターン形成層の材料を変更することにより、第２光学機能部５ｃの屈折率を変更することができる。

【0076】

また、マイクロレンズ５ａについても、マイクロレンズ５ａを形成するためのパターン形成層の材料を適宜選択することにより、所望の屈折率をもつマイクロレンズ５ａを形成することができる。なお、図１１に示された実施例においても、同様に、所望の屈折率をもつマイクロレンズ５ａを形成することができる。

【0077】

図１３及び図１４にそれぞれ示された光学部材５は、マイクロレンズ５ａ（第１光学機能部）と第２光学機能部５ｃの両方を備えているので、複合的な光学機能を発揮できる。また、マイクロレンズ５ａ（第１光学機能部）の屈折率と第２光学機能部５ｃの屈折率を互いに異ならせることができる。第１光学機能部の屈折率と第２光学機能部の屈折率とをそれぞれ適宜選択できることは、このような複合的な光学機能を有する構成に対して特に有効である。

【0078】

パターン形成層が成形されてなる第１光学機能部は、マイクロレンズ（凸レンズ形状）に限定されず、他の光学機能を有する形状、例えばプリズム形状やピラミッド形状、凹レンズ形状などであってもよい。また、パターン形成層が成形されてなる第２光学機能部は、凹レンズ形状や凹形状のプリズム形状に限定されず、他の光学機能を有する形状、例えば、凸レンズ形状や凸プリズム形状、ピラミッド形状などであってもよい。また、凸レンズ形状には、例えばフレネルレンズ形状、シリンダーレンズ形状などが含まれる。

【0079】

第１光学機能部及び第２光学機能部について、有機ＥＬ素子の光利用効率を向上させる機能を発現させるために、第１光学機能部と第２光学機能部の形状と、所定の設計因子を最適設計する。その設計因子は、例えば、パターン形成層の屈折率の値、凹凸形状（曲率や形状）、パターンピッチ、ポリエステルフィルム（例えばＰＥＴフィルム）の厚み、両面に形成するパターン形成層の厚みなどである。これらの値は目的を達成できるように幾何光学的に決定される。

【0080】

以上、本発明の実施例が説明されたが、材料、形状、配置、寸法等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0081】

１ 光透過性の基板
３ 有機ＥＬ素子
５ 光学部材
５ａ マイクロレンズ（第１光学機能部）
５ｂ 接合用凸部
５ｃ 第２光学機能部
１１ 基板
１３ 有機ＥＬ素子
１７ 光透過層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】