光学部件及其制造方法、以及显示器及其制造方法
专利名称：光学部件及其制造方法、以及显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及具有诸如反射和扩散的光学作用的光学部件和该光学部件的制造方法，并且涉及包括该光学部件的显示器和该显示器的制造方法。
背景技术：
诸如有机发光元件的自发光元件在基板上顺次地包括第一电极、包括发光层的有机层和第二电极，并且当DC电压被施加在第一电极和第二电极之间时，在发光层中发生电子空穴再结合以发光。可以从接近第一电极和基板的一侧提取发出的光，但也可以从接近第二电极的一侧、即与接近电路的一侧相反的一侧提取发出的光以增大孔径比，该电路包括TFT(薄膜晶体管)或配线。作为使用自发光元件的显示器的实例，本发明提供了一种使用有机发光元件的显示器(例如，参考PTL1)。然而，在现有技术的显示器中，从发光装置发出的光由于全反射等而没有从装置中提取，并且显示器的光利用效率不高。因此，提出了一种被称作反射板(反射器)的光学部件，其直接配置在有机发光元件的上方以实现光提取效率的提高(例如，参考PTL2)。该光学部件是通过在由玻璃等制成的基体(base)上配置多个突起光学功能元件所形成的，并且反射镜膜形成在光学功能元件的侧面上。作为现有技术中制造这种光学部件的方法，使用了注射成型方法、热压印方法、纳米压印方法、熔融微细转印方法等(例如，参考PTL3)。[引用列表][专利文献][PTL1]日本未审查专利申请公开第2005-227519号[PTL2]日本未审查专利申请公开第2007-248484号[PTL3]日本未审查专利申请公开第2006-88517号
发明内容
然而，在现有技术的这些方法中，在基体和光学功能元件之间留有源于成型工艺的残留膜，并且这些光学功能元件处于底部通过残留膜而彼此相连接的状态。为了解决上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够防止形成残留膜的光学部件和该光学部件的制造方法、以及一种显示器和该显示器的制造方法。根据本发明实施方式的制造光学部件的方法包括以下步骤(A)至(D)(A)形成包括多个通孔的模型(die)的步骤；(B)将模型和基体彼此相叠加以使模型的正面与基体相接触、并且在模型的背面涂敷未固化材料的步骤；(C)去除扩展至模型的背面的未固化材料的步骤；(D)使多个通孔中的未固化材料固化以在基体上彼此独立地形成多个光学功能元件的步骤。
根据本发明实施方式的光学部件包括基体和彼此独立地形成在基体上的多个光学功能元件。根据本发明实施方式的制造显示器的方法包括以下步骤形成在基板上包括多个自发光元件的发光面板的步骤；形成光学部件的步骤；以及将光学部件配置在发光面板的
光提取侧的步骤，其中，形成光学部件的步骤包括上述制造光学部件的方法的步骤(A)至 ⑶。根据本发明实施方式的显示器包括发光面板，在基板上包括多个自发光元件； 以及光学部件，配置在发光面板的光提取侧，其中，该光学部件由上述光学部件构成。在本发明的光学部件中，多个光学功能元件彼此独立地形成在基体上；因此，去除了作为基体和多个光学功能元件之间的光学不需要部件的残留膜，并且防止了残留膜的不需要的导光、反射等。因此，当通过使用该光学部件构成显示器时，减少了由于残留膜的不需要的导光或反射而引起的杂光，并且可实现光提取效率的提高。根据制造本发明的光学部件的方法或制造本发明的显示器的方法，形成包括多个通孔的模型。将该模型与基体彼此相叠加，从模型的背面涂敷未固化材料，并且去除扩展至模型的背面的未固化材料；因此，可以使光学功能元件彼此独立地直接形成在基体上，而无需去除残留膜。根据本发明的光学部件，在基体上形成相互独立的多个光学功能元件；因此，能够去除作为基体和多个光学功能元件之间的光学不需要部件的残留膜，可防止残留膜的不需要的导光、反射等。因此，当使用光学部件构造显示器时，减少了由于残留膜的不需要的导光或反射而引起的杂光，并且可实现光提取效率的提高。
图1是以步骤顺序示出了现有技术中光学部件的制造方法的截面图。图2是示出了在图1之后的步骤的截面图。图3是示出了在现有技术的光学部件中的残留膜的厚度和光提取效率之间的关系的示图。图4是示出了根据本发明实施方式的显示器的构造的示图。图5是示出了图4中所示的像素驱动电路的实例的等效电路图。图6是示出了图4中所示的显示器的显示区域的构造的截面图。图7是示出了从光学功能元件侧观看时的图6中所示的光学部件的构造的平面图。图8是以步骤顺序示出了图6中所示的制造显示器的方法的截面图。图9是示出了在图8之后的步骤的截面图。图10是示出了在图9之后的步骤的截面图。图11是示出了在图10之后的步骤的截面图。图12是示出了在图11之后的步骤的截面图。图13是示出了在图12之后的步骤的截面图。图14是示出了在图13之后的步骤的截面图。图15是示出了在图14之后的步骤的截面图。
图16是示出了在图15之后的步骤的截面图。图17是示出了在图16之后的步骤的截面图。图18是示出了在图17之后的步骤的截面图。图19是示出了在图18之后的步骤的截面图。图20是示出了在图19之后的步骤的截面图。图21是示出了在图16(C)、图17(A)中所示的步骤的修改例的截面图。图22是示出了在其中执行图16⑶至图19中所示的步骤的真空室的构造的截面图。图23是示出了根据本发明的修改例1的显示器的构造的示图。图M是示出了制造图23中所示的显示器的方法的一个步骤的截面图。图25是示出了根据本发明的修改例2的显示器的构造的示图。图沈是示出了包括上述实施方式的显示器的模块的示意性构造的平面图。图27是示出了上述实施方式的显示器应用例1的外观的透视图。图28 (A)和图28⑶分别是示出了从正面侧和背面侧观看的应用例2的外观的透视图。图四是示出了应用例3的外观的透视图。图30是示出了应用例4的外观的透视图。图31示出了应用例5，(A)和⑶分别为应用例5在打开状态下的正视图和侧视图，并且(C)、(D)、(E)、(F)和(G)分别为应用例5在闭合状态下的正视图、左视图、右视图、 俯视图和仰视图。
具体实施例方式下文将参考附图详细地描述优选实施方式。下述实施方式将关注残留膜(其在现有技术的制造方法中不可避免地形成)对光提取效率的影响，并且致力于防止残留膜的形成。因此，在描述具体实施方式
之前，在下文中将描述光提取效率取决于残留膜的厚度的差作为本发明基于模拟结果(simulation result)的基本前提。图1和图2以步骤顺序示出了通过现有技术中的纳米压印方法来制造光学部件 1020的方法。首先，如图I(A)所示，形成在玻璃基板1061上包括由抗蚀剂制成的多个凸起 1062的母模1060。其次，如图I(B)所示，使用母模1060通过电铸形成包括多个凹部1071 的模型1070。然后，如图I(C)所示，将紫外线固化树脂1080涂敷在模型1070上，并且如图ID所示，将由诸如玻璃的透明基板制成的基体1021置于紫外线固化树脂1080上，以将压力P施加至紫外线固化树脂1080。此后，如图2(A)所示，从基体1021侧将紫外线UV应用于紫外线固化树脂1080，以使紫外线固化树脂1080固化，从而形成在基体1021上包括光学功能元件1022的光学部件1020。接下来，如图2(B)所示，使光学部件1020与模型1070 相分离。如图2(C)所示，在以此方式获得的光学部件1020中，在光学功能元件1022的底部留有残留膜10^3。如图1 (C)和图1⑶中所示的步骤所述，紫外线固化树脂1080被提供给模型1070 的表面1070A(形成凹部1071)，并在模型1070和基体1021之间被加压。因此，即使在任何高压下执行成型，在模型1070的表面1070A和基体1021之间仍不可避免地留有残留膜 1023。残留膜1023为光学不需要部件，并且存在由于残留膜1023的导光、反射等的影响而导致不能获得理想的最终特性的问题。图3示出了在将获得的光学部件1020配置在有机发光元件的光提取侧的情况下来确定残留膜1023的厚度与光提取效率之间的关系的模拟结果。没有配置光学部件1020的情况下的光提取效率约为40%，其理想效率为60%。残留膜1023的厚度越大，光提取效率从理想效率降低得就越多。例如，在厚度为15μπι的残留膜1023的情况下，光提取效率从其理想效率降低了大约17%。基于模拟结果及其分析，下文将描述具体实施方式
。图4示出了根据本发明实施方式的显示器的构造。该显示器被用作超薄彩色有机发光显示器等，并且其是通过形成显示区域110并在显示区域110的周围形成信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130作为用于画面显示器的驱动器而构成的，在显示区域中，后文将描述的多个有机发光元件10RU0G和IOB以矩阵配置在由例如玻璃、硅(Si)片或树脂制成的驱动基板11上。像素驱动电路140形成在显示区域110中。图5示出了像素驱动电路140的实例。 该像素驱动电路140形成在后文将描述的第一电极13的下方，并且为有源驱动电路，其包括驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2、在驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2之间的电容器 (保持电容器)Cs、以及在第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间串联连接至驱动晶体管Trl的有机发光元件IOR(或10G、或10B)。驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2均由一般的薄膜晶体管(TFT)构成，并且该TFT例如可以以具有倒置交错构造(所谓的底栅型)或交错构造(所谓的顶栅型)，TFT的构造没有具体限制。在像素驱动电路140中，多条信号线120A在列方向上配置，多条扫描线130A在行方向上配置。每条信号线120A和每条扫描线130A之间的交叉点对应于有机发光元件10R、 IOG和IOB中的一个(子像素)。每条信号线120A均连接至信号线驱动电路120，并且图像信号从信号线驱动电路120通过信号线120A而被提供给写入晶体管Tr2的源电极。每条扫描线130A均连接至扫描线驱动电路130，并且扫描信号从扫描线驱动电路130通过扫描线130A而顺次地提供给写入晶体管Tr2的栅电极。图6示出了图4中所示的显示器的显示区域110中的截面构造。该显示器在发光面板10的光提取侧包括作为反射板(反射器)的光学部件20。发光面板10和光学元件 20通过诸如热固性树脂或紫外线固化树脂的粘合剂层30而粘结在一起。发光面板10是通过在驱动基板11上整体地以矩阵顺次地形成发射红光的有机发光元件10R、发射绿光的有机发光元件IOG和发射蓝光的有机发光元件IOB而构成的。注意，有机发光元件10RU0G和IOB均具有矩形平面形状，并且相邻的有机发光元件10RU0G 和IOB的组合构成一个像素。有机发光元件10RU0G和IOB均具有一种构造，其中，从驱动基板11侧顺次地层压作为阳极的第一电极13、绝缘膜14、包括后文所述的发光层的有机层15和用作阴极的第二电极16，同时在其间具有上述像素驱动电路140和平坦化层12，如果需要，有机发光元件 10RU0G和IOB可以覆盖有保护膜17。平坦化层12是用于将其上形成有像素驱动电路140的驱动基板11的表面平坦化并形成有机发光元件10RU0G和IOB的每一层以具有均勻厚度的基层。平坦化层12包括用于连接有机发光元件10RU0G和IOB的第一电极13和信号线120A的接线孔12A。当非常细的接线孔12A形成在平坦化层12中时，平坦化层12优选地由具有高图案精度的材料制成。平坦化层12由诸如聚酰亚胺、聚苯并噁唑、丙烯酸树脂或酚醛树脂的感光性树脂制成。第一电极13分别对应于有机发光元件10R、IOG和IOB而形成，并通过绝缘膜14而彼此电隔离。此外，第一电极13具有作为反射电极的功能，用于反射从发光层发射的光，并且期望第一电极13具有尽可能高的反射率，以提高发光效率。第一电极13例如均具有包括两端点值的IOOnm至IOOOnm的厚度，并且其由铝(Al)或包含铝(Al)的合金、银(Ag)或包含银(Ag)的合金制成。此外，第一电极13也可以由单质或诸如铬(Cr)、钛(Ti)、铁(Fe)、 钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Pt)或金(Au)的任何其他金属元素的合金制成。绝缘膜14被设置为确保第一电极13和第二电极16之间的绝缘，并精确地具有发光区域的理想形状，其例如由诸如光敏丙烯酸、聚酰亚胺或聚苯并噁唑的有机材料或者诸如二氧化硅(SiO2)的无机绝缘材料制成。绝缘膜14具有对应于第一电极13的发光区域的开口。注意，有机层15和第二电极16不仅可以连续地配置在发光区域上，而且还可以连续地配置在绝缘膜14上，但只从绝缘膜14的开口发射光。有机层15例如具有这样的构造，其中，从第一电极13侧顺次地层压空穴注入层、 空穴传输层、发光层和电子传输层，但根据需要可以配置这些层中除发光层以外的任一层。 此外，有机层15根据从有机发光元件10RU0G和IOB发射的光的颜色而具有不同的构造。 空穴注入层被设置为提高空穴注入效率，且其为用于防止泄漏的缓冲层。空穴传输层被设置为提高至发光层的空穴传输效率。发光层响应于电场的使用而通过电子和空穴的再结合而发光。电子传输层被设置为提高至发光层的电子传输效率。另外，由LiF、Li20等制成的电子注入层(未示出)可以配置在电子传输层和第二电极16之间。有机发光元件IOR的空穴注入层的材料的实例包括4，4'，4〃 -三(3_甲基苯基苯基氨基)三苯基胺(!11-|01^1八)和4，4'，4〃 -三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺 (2-TNATA)。有机发光元件IOR的空穴传输层的材料的实例包括双[(N-萘基)-N-苯基]对二氨基联苯(α -NPD)。有机发光元件IOR的发光层的材料的实例包括混合有体积百分比为 40%的2，6_ 二 [4-[N-(4-甲氧苯基)N-苯基]氨基苯乙烯基]萘_1，5_ 二甲腈(BSN-BCN) 的8-羟基喹啉铝复合物(Alq3)。有机发光元件IOR的电子传输层的材料的实例包括Alq3。有机发光元件IOG的空穴注入层的材料的实例包括m-MTDATA和2-TNATA。有机发光元件IOG的空穴传输层的材料的实例包括α -NPD0有机发光元件IOG的发光层的材料的实例包括混合有体积百分比为3%的香豆素6的Alq3。有机发光元件IOG的电子传输层的材料的实例包括Alq3。有机发光元件IOB的空穴注入层的材料的实例包括m-MTDATA和2-TNATA。有机发光元件IOB的空穴传输层的材料的实例包括α -NPD0有机发光元件IOB的发光层的材料的实例包括螺6Φ。有机发光元件IOB的电子传输层的材料的实例包括Alq3。第二电极16例如具有包括两端点值的5nm至50nm的厚度，并且其由单质或诸如铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)或钠(Na)的金属元素的合金制成。具体地，第二电极16优选地由镁和银的合金(MgiVg合金)或铝(Al)和锂(Li)的合金(AlLi合金)制成。此外，第二电极16也可以由ITO(铟锡复合氧化物)或IZO(铟锌复合氧化物)制成。保护膜17例如具有包括两端点值的500nm至IOOOOnm的厚度，并且其由二氧化硅 (SiO2)、氮化硅(SiN)等制成。光学部件20配置在光提取侧，即，发光面板10的第二电极16侧，并且其具有作为反射板(反射器)的功能，用于提高有机发光元件10RU0G和IOB的光提取效率。光学部件20例如具有在基体21上彼此独立地形成多个光学功能元件22的构造。换而言之，多个光学功能元件22的底面与基体21直接接触，而在其间没有现有技术中的残留膜。因此，在光学部件20中，能够消除基体21与光学功能元件22之间的残留膜。基体21例如由玻璃、耐热性树脂的树脂基板或树脂膜、或熔融石英制成。每个光学功能元件22例如均具有截锥形状，光学功能元件22的顶面为一平面并具有小于其底面的面积的面积。光学功能元件22的侧面例如可以为直线锥形(linearly tapered)侧面或非球面侧面。光学功能元件22由诸如紫外线固化树脂或热固性树脂的树脂制成，但光学功能元件22也可以由低熔点玻璃制成。在提高光提取效率方面，根据需要， 优选地在光学功能元件22的侧面上形成由铝(Al)、银(Ag)、包含铝(Al)的合金、包含银 (Ag)的合金等制成的反射镜膜(未示出)。此外，由树脂等制成的嵌入层(未示出)可以形成在光学功能元件22之间的空间中。图7示出了从光学功能元件22侧观看时的光学部件20的平面构造。例如，滤色片23和作为黑色矩阵的遮光膜M被配置在基体21上，以提取从有机发光元件10R、IOG和 IOB发出的光，并吸收从有机发光元件10RU0G和IOB及其间的配线反射的外部光，从而提高对比度。滤色片23形成在光学功能元件22的下方，并包括分别对应于有机发光元件10R、 IOG和IOB而配置的红色滤光片23R、绿色滤光片23G和蓝色滤光片23B。红色滤光片23R、 绿色滤光片23G和蓝色滤光片2 例如均具有矩形形状，并且不留间隔地配置。红色滤光片23R、绿色滤光片23G和蓝色滤光片23B由混合有相应颜色的色素的树脂制成，并且通过选择色素进行调节，以使得目标红色、绿色或蓝色波长区域中的透光率较高，而其他波长区域中的透光率较低。遮光膜M沿红色滤光片23R、绿色滤光片23G和蓝色滤光片2 的边界进行配置。 例如，遮光膜M例如由光学密度为1以上且混合有黑色着色剂的黑色树脂膜或利用薄膜干涉的薄膜滤光片构成。具体地，由于遮光膜M很容易以低成本形成，所以遮光膜M优选地由黑色树脂膜构成。薄膜滤光片例如是通过层压一个以上的由金属、金属氮化物或金属氧化物制成的薄膜所形成的，并且利用薄膜干扰以削弱光。更具体地，作为薄膜滤光片，引用了通过交替地层压铬和氧化铬(III) (Cr2O3)所形成的薄膜滤光片。注意，设置遮光膜对不是必要的。例如，能够通过以下步骤来制造显示器。图8至图22以步骤顺序示出了制造显示器的方法。首先，如图8(A)所示，像素驱动电路140形成在由上述材料制成的驱动基板11上。其次，如图8 (B)所示，例如利用旋涂方法通过涂覆而在驱动基板11的整个表面上形成由例如光敏聚酰亚胺制成的平坦化层12，通过曝光和显影将平坦化层12图案化为预定的形状，并形成接线孔12A，然后烧制该平坦化层12。接下来，如图9(A)所示，通过如溅射方法而在平坦化层12上形成具有上述厚度并例如由上述材料制成的第一电极13，然后通过例如光刻技术和蚀刻将第一电极13图案化为预定的形状。因此，在平坦化层12上形成多个第一电极13。此后，如图9(B)所示，在驱动基板11的整个表面上涂敷感光性树脂，并通过曝光和显影而在感光性树脂中形成开口，然后烧制该感光性树脂以形成绝缘膜14。此后，如图10 (A)所示，通过例如真空沉积方法而顺次地形成有机发光元件IOR的具有上述厚度且由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件IOR的有机层15。此后，仍如图10(A)所示，如有机发光元件IOR的有机层 15的情况那样，顺次地形成有机发光元件IOG的具有上述厚度并由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件IOG的有机层15。接下来，仍如图10(A)所示，如有机发光元件IOR的有机层15的情况那样，顺次地形成具有上述厚度且由上述材料制成的有机发光元件IOB的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层， 以形成有机发光元件IOB的有机层15。如图10(B)所示，在形成有机发光元件10RU0G和IOB的有机层15之后，通过例如蒸发方法而在驱动基板11的整个表面上形成具有上述厚度且由上述材料制成的第二电极16。由此，形成了图4和图6中所示的有机发光元件10RU0G和10B。接下来，如图11所示，在第二电极16上形成具有上述厚度且由上述材料制成的保护膜17。由此形成图6中所示的发光面板10。此外，形成光学部件20。首先，如图12所示，通过使用例如狭缝式涂布机(slit coater)使玻璃基板61涂覆有抗蚀剂，通过使用例如光刻技术将抗蚀剂图案化，以形成包括多个凸部62的母模60。接下来，如图13所示，利用母模60通过电铸形成由镍(Ni)或铜(Cu)制成的模型 70。在模型70的正面70A上形成具有与凸部62的形状相同的形状的多个凹部71。然后，如图14㈧和图14⑶所示，去除模型70的背面70B和多个凹部71的底面之间的部分70C，以将多个凹部71转化为多个通孔72。此时，为了精确地保持整个模型70 的理想成型高度，期望使用CMP (化学机械抛光)方法、平面抛光机器等作为细抛光方法。此后，如图15(A)所示，在由上述材料制成的基体21上形成由上述材料制成的遮光膜M，并将其图案化为预定的形状。接下来，如图15(B)所示，通过旋涂等将红色滤光片 23R的材料涂敷至基体21，通过光刻技术将该材料图案化，并进行烧制以形成红色滤光片 23R。当进行图案化时，红色滤光片23R的边缘部分可以放置在遮光膜M的上方。接下来， 如图15 (C)所示，如红色滤光片23R的情况中那样，顺次地形成蓝色滤光片2 和绿色滤光片23G。因此，在基体21的表面上形成滤色片23和遮光膜对。在基体21上形成滤色片23和遮光膜M之后，如图16(A)所示，为了提升树脂的粘附力，则进行精密清洗以提高润湿度。此外，期望利用硅烷耦合剂(HMDS;六甲基二硅氮烷等)提升在下一步骤中将使用的紫外线固化树脂的粘附力。注意，在图16(A)和随后的附图中，没有示出滤色片23和遮光膜M。之后，将模型70设置为转印装置中的压模固定器(stamper holder)，并且提前与预定的参考位置对准。此后，如图16(B)所示，模型70和基体21彼此相叠加，以使得模型70的正面70A与基体21相接触。另外，在根据用途而需要精密定位基体21和模型70的情况下，通过CCD(电荷耦合器件)照相机等来读出基体21上的对准标记(未示出)，以进行与模型70的对准。此外，期望在转印装置中使模型70的整个表面和基体21的整个表面彼此无间隔地粘合。此后，如图16 (C)所示，例如，从模型70的背面70B侧涂敷作为未固化树脂的紫外线固化树脂80。例如，使用具有被控制在一定程度的粘度(如，CP值大约为几十至几百) (使得紫外线固化树脂80进入模型70的通孔72，而并没有流入模型70和基板21之间的间隙)的紫外线固化树脂80，以通过涂布机模型等而在基板21的整个表面上执行涂覆。接下来，如图17(A)所示，利用如刮板(squeegee) 73而通过追踪(trace)模型70 的背面70B的运动(沿箭头Al的方向)，来去除扩展至模型70的背面70B的过量的紫外线固化树脂80。同时，通过使用刮板73，能够在箭头A2的方向上对通孔72中的紫外线固化树脂80进行加压，并且还能够将紫外线固化树脂80的顶面平坦化。注意，期望在涂覆紫外线固化树脂80之后立即使用刮板73。此后，如图17(B)所示，使滑板(shutter) 74滑动，以粘附至模型70的背面70B，使模型70的整个背面70B被滑板74覆盖，并将适度的压力施加至基体21。可以通过刮板73 或滑板74将紫外线固化树脂80的顶面平坦化，以简化工艺。在该状态下，如图18所示，将紫外线UV应用于通孔72中的紫外线固化树脂80。 此时，在基体21上形成了滤色片23和遮光膜M ；因此，由适于紫外线UV的透明材料制成滑板74并且从滑板74侧应用紫外线UV是优选的。此后，如图19所示，进行卸载，以打开滑板74并解除模型70。因此，如图20所示， 能够在基体21上彼此独立地直接形成与通孔72的形状相同的多个光学功能元件22，并可防止形成残留膜。另外，在制造光学部件20的上述方法中，描述了在从模型70的背面70B侧涂敷紫外线固化树脂80之后、利用如刮板73来去除扩展至模型70的背面70B的过量的紫外线固化树脂80。然而，如图21所示，可以使用辊子75来同时涂覆和加压紫外线固化树脂80，如图17(B)所示，可以立即通过滑板74来覆盖模型70的背面70B。因此，能够简化这些步骤， 并能够减少循环时间。此外，在脱泡步骤中预先去除混合在紫外线固化树脂80中的空气，但为了防止受在涂覆工艺等中产生的空气的影响，如图22所示，通过在真空室76中执行所有的步骤而如箭头A3所示的那样来去除空气是优选的。当以这种方式来形成光学部件20和发光面板10之后，在发光面板10的保护膜17 上形成粘合剂层30，并将光学部件20配置在发光面板10的光提取侧(第二电极16侧)， 使得光学功能元件22的顶端表面分别面向有机发光元件10RU0G和10B，并且通过粘合剂层30将光学部件20粘结至发光面板10。由此，完成了图4至图6中所示的显示器。在该显示器中，扫描信号从扫描线驱动电路130通过写入晶体管Tr2的栅极而被提供给每个像素，从信号线驱动电路120通过写入晶体管Tr2而提供的图像信号被保留在保持电容器Cs中。换而言之，响应于保留在保持电容器Cs中的信号来执行驱动晶体管Trl 的导通/截止控制，从而将驱动电路Id注入有机发光元件10RU0G和IOB中的每一个，以通过空穴和电子的再结合来发光。光穿过第二电极16和光学部件20而被提取。
更具体地，从有机发光元件10RU0G和IOB发射的光从光学功能元件22的顶端表面进入，并从形成在光学功能元件22的侧面上的反射镜膜(未示出)进行反射，以被提取至外部。因此，提高了光提取效率，并提升了亮度。在该情况下，多个光学功能元件22彼此独立地形成在基体21上；因此，消除了作为基体21和多个光学功能元件22之间的光学不需要部件的残留膜，防止了残留膜的不需要的导光、反射等。因而，在包括光学部件20的显示器中，减少了由于残留膜的不需要的导光、反射等而引起的杂光，并可以实现光提取效率的提高。因此，在该实施方式的显示器中，光学部件20的多个光学功能元件22彼此独立地形成在基体21上；从而能够消除作为基体21和多个光学功能元件22之间的光学不需要部件的残留膜。因此，减少了由于残留膜的不需要的导光、反射等而引起的杂光，并可实现光提取效率的提高。此外，在制造该实施方式的显示器的方法中，形成包括多个通孔72的模型70，将模型70与基体21彼此叠加，从模型70的背面70B侧涂敷紫外线固化树脂80，并去除扩展至模型70的背面70B的紫外线固化树脂80 ；从而，能够使光学功能元件22彼此独立地直接形成在基体上，而没有留下残留膜。因此，能够通过在发光面板10的光提取侧配置光学部件20而以简单的步骤来制造该实施方式的显示器。此外，使用其上配置有滤光片23和遮光膜M的基体21 ；因此，能够使光学部件20 具有作为CF —体化反射板的功能，该CF —体化反射板是通过将滤色片23和遮光膜M结合在光学部件20中所形成的。因此，能够减少组件的数目，还能够减少叠加对准的次数；因此，该方法在制造成本、时间花费、产量等方面是有利的。另外，在上述实施方式中，描述了通过利用由电铸形成的模型70来形成光学功能元件22的情况；然而，作为用于形成光学功能元件22的模型，除了使用由电铸形成的模型 70以外，还可以使用任何其他模型，诸如由RIE(反应离子刻蚀)等通过加工硅石所形成的硅石模型(silica die)，或者通过转印成型氟类树脂所形成的树脂模型等。(修改例1)图23示出了根据本发明的修改例1的显示器的截面构造。该显示器具有与上述实施方式中的构造相同的构造，只是除了光学部件20以外，还使用了在由玻璃等制成的密封基体41上包括滤色片23和遮光膜M的密封面板40。光学部件20和密封面板40通过由热固性树脂或紫外线固化树脂制成的粘合剂层50而粘结在一起。注意，在密封面板40 中可以仅包括滤色片23，而可以去除遮光膜24。例如，该显示器能够通过下面的步骤来制造。首先，如上述实施方式中的情况那样，通过图8至图11中所示的步骤来形成发光面板10。接下来，如上述实施方式中的情况那样，通过图12至图22中所示的步骤来形成光学部件20。此时，使用其上不包括滤色片23和遮光膜M的基体21。如上述实施方式中的情况那样，根据图18中所示的步骤，可以从滑板74侧应用紫外线UV，或如图M所示，从基体21的背侧应用紫外线UV。接下来，将光学部件20配置在发光面板10的光提取侧(第二电极16侧)上，以通过粘合剂层30粘结至发光面板10。此后，制备密封基板41，如上述实施方式中的情况那样，通过图15中所示的步骤形成滤色片23和遮光膜M以形成密封面板40。最后，在光学部件20上形成粘合剂层50，光学部件20和密封面板40通过粘合剂层50而粘结在一起。 因此，完成了图23中所示的显示器。该修改例的功能和效果与上述实施方式中的功能和效果相同。(修改例2)图25示出了根据本发明修改例2的显示器的截面构造。该显示器具有与上述实施方式相同的构造、功能和效果，并且能够以与上述实施方式相同的方式来制造，只是该显示器具有在其中不包括滤色片23和遮光膜M的无CF构造(CF-less configuration)。(模块和应用例)下文将详细地描述上述实施方式中所述的显示器的应用例。根据上述实施方式的显示器适用于任何领域中用于显示从外部提供的画面信号或内部产生的画面信号作为图像或画面的电子装置(诸如电视机、数码照相机、笔记本式个人计算机、诸如便携式电话的便携式终端装置以及摄像机)的显示器。(模块)上述实施方式的显示器作为图沈中所示的模块而结合在诸如应用例1至应用例 5(下文将描述)的各种电子装置中。在模块中，例如，从光学部件20和粘合剂层30暴露的区域210被配置在基板11的一侧，外部接线端子(未示出)是通过延伸信号线驱动电路 120和扫描线驱动电路130的配线而形成在暴露区域210中的。在外部接线端子中，可以配置用于信号输入/输出的柔性印刷电路(FPC) 220。(应用例1)图27示出了应用上述实施方式的显示器的电视机的外观。该电视机例如具有包括前面板310和滤光玻璃320的画面显示屏部300，画面显示屏部300由上述实施方式的显示器构成。(应用例2)图28示出了应用上述实施方式的显示器的数码照相机的外观。该数码照相机例如具有用于闪光的发光部410、显示部420、菜单开关430和快门按钮440，并且显示部420 由上述实施方式的显示器构成。(应用例3)图四示出了应用上述实施方式的显示器的笔记本式个人计算机的外观。该笔记本电脑例如具有本体510、用于输入字符等的操作的键盘520和用于显示图像的显示部 530，并且显示部530由上述实施方式的显示器构成。(应用例4)图30示出了应用上述实施方式的显示器的摄像机的外观。该摄像机例如具有本体610、配置在本体610的正面上的用于拍摄对象物的镜头620、拍摄开始/停止开关630 以及显示部640，并且显示部640由上述实施方式的显示器构成。(应用例5)图31示出了应用上述实施方式的显示器的便携式电话的外观，该移动电话例如通过连接部(铰链部)730而将上侧壳体710和下侧壳体720彼此相连接。该移动电话具有显示器740、子显示器750、画面灯760和照相机770。显示器740或子显示器750由上述实施方式的显示器构成。
尽管参考该实施方式详细地描述了本发明，但本发明并不限于此，而是可以进行各种修改。例如，在上述实施方式中，描述了将光学部件20应用于显示器的反射板(反射器)的情况；然而，光学部件20除用作反射板以外还适用于扩散板。此外，作为光学功能元件22，还可以形成梯形棱镜等。另外，在上述实施方式中，描述了光学功能元件22均具有截锥形状的情况；然而， 例如，光学功能元件22的形状根据光学功能元件22的应用，而可以为任何其他三维形状， 诸如圆点形状(圆筒状、半球状或类似显微透镜的非球面形状)或抛物钟形(parabolic bell)，但没有具体限制。此外，光学功能元件22的形状不限于三维形状，其也可以为二维形状，诸如三角突出形状的线状样式(如棱镜)。此外，例如，每一层的材料和厚度以及形成每一层的方法和条件不限于上述实施方式中所述的材料、厚度以及形成方法和条件，每一层可以在任何其他条件下通过任何其他方法而以任何厚度由任何其他材料来制成。另外，在上述实施方式中，具体描述了有机发光元件10RU0G和IOB的构造；然而， 没有必要包括所有的层，或者可以进一步包括任何其他层。另外，本发明还适用于使用除有机发光元件以外的诸如LED(发光二极管)、 FED(电场发射显示器))或无机电致发光元件的任何其他自发光元件的自发光装置。另外，本发明的显示器还适用于除显示目的以外的任一目的的任一发光装置，诸如照明装置。本申请包含于2008年9月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-252970所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
权利要求
1.一种光学部件的制造方法，包括 形成包括多个通孔的模型的步骤；将所述模型和基体彼此叠加以使所述模型的正面与所述基体相接触、并且从所述模型的背面涂敷未固化材料的步骤；去除扩展至所述模型的所述背面的所述未固化材料的步骤；以及使所述多个通孔中的所述未固化材料固化以在所述基体上彼此独立地形成多个光学功能元件的步骤。
2.根据权利要求1所述的光学部件的制造方法，其中， 作为所述基体，使用其上包括滤色片的基体。
3.根据权利要求1或2所述的光学部件的制造方法，其中， 形成所述模型的步骤包括形成在正面上包括多个凹部的模型的步骤；以及去除所述模型的背面与所述多个凹部的底面之间的部分以将所述多个凹部转化为多个通孔的步骤。
4.一种光学部件，包括 基体；和多个光学功能元件，彼此独立地形成在所述基体上。
5.根据权利要求4所述的光学部件，其中，所述多个光学功能元件的底面与所述基体直接接触。
6.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述光学功能元件由树脂制成。
7.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述光学功能元件由玻璃制成。
8.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述基体由玻璃制成。
9.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述基体由树脂制成。
10.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述基体由熔融石英制成。
11.一种制造显示器的方法，包括形成在基板上包括多个自发光元件的发光面板的步骤； 形成光学部件的步骤；以及将所述光学部件配置在所述发光面板的光提取侧的步骤， 其中，形成所述光学部件的步骤包括 形成包括多个通孔的模型；将所述模型和基体彼此叠加以使所述模型的正面与所述基体相接触、并且从所述模型的背面涂敷未固化材料的步骤；去除扩展至所述模型的所述背面的所述未固化材料的步骤；以及使所述多个通孔中的所述未固化材料固化以在所述基体上彼此独立地形成多个光学功能元件的步骤。
12.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，其中， 作为所述基体，使用其上包括滤色片的基体。
13.根据权利要求11或12所述的制造显示器的方法，其中， 形成所述模型的步骤包括形成在正面上包括多个凹部的模型的步骤；以及去除所述模型的背面和所述多个凹部的底面之间的部分以将所述多个凹部转化为多个通孔的步骤。
14.一种显示器，包括发光面板，在基板上包括多个自发光元件；以及光学部件，被配置在所述发光面板的光提取侧， 其中，所述光学部件包括 基体；以及多个光学功能元件，彼此独立地形成在所述基体上。
15.根据权利要求14所述的显示器，其中，所述基体包括在所述光学功能元件下方的滤色片。
全文摘要
本发明提供了能够防止残留膜的形成并能够提高光提取效率的光学部件、包括其的发光装置及其制造方法。作为反射板的光学部件(20)被配置在发光面板(10)的光提取侧。多个光学功能元件(22)彼此独立地形成在光学部件(20)的基体(21)上。作为基体(21)和多个光学功能元件(22)之间的光学不需要部件的残留膜被消除，从而防止了残留膜的不需要的导光或反射等。在包括光学部件(20)的发光装置中，减少了由于残留膜的不需要的导光或反射所引起的杂光，并且可以实现光提取效率的提高。
文档编号G09F9/00GK102165336SQ20098013740
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月17日 优先权日2008年9月30日
发明者堀和仁, 田中洋志 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及具有诸如反射和扩散的光学作用的光学部件和该光学部件的制造方法，并且涉及包括该光学部件的显示器和该显示器的制造方法。
背景技术：
诸如有机发光元件的自发光元件在基板上顺次地包括第一电极、包括发光层的有机层和第二电极，并且当DC电压被施加在第一电极和第二电极之间时，在发光层中发生电子空穴再结合以发光。可以从接近第一电极和基板的一侧提取发出的光，但也可以从接近第二电极的一侧、即与接近电路的一侧相反的一侧提取发出的光以增大孔径比，该电路包括TFT(薄膜晶体管)或配线。作为使用自发光元件的显示器的实例，本发明提供了一种使用有机发光元件的显示器(例如，参考PTL1)。然而，在现有技术的显示器中，从发光装置发出的光由于全反射等而没有从装置中提取，并且显示器的光利用效率不高。因此，提出了一种被称作反射板(反射器)的光学部件，其直接配置在有机发光元件的上方以实现光提取效率的提高(例如，参考PTL2)。该光学部件是通过在由玻璃等制成的基体(base)上配置多个突起光学功能元件所形成的，并且反射镜膜形成在光学功能元件的侧面上。作为现有技术中制造这种光学部件的方法，使用了注射成型方法、热压印方法、纳米压印方法、熔融微细转印方法等(例如，参考PTL3)。[引用列表][专利文献][PTL1]日本未审查专利申请公开第2005-227519号[PTL2]日本未审查专利申请公开第2007-248484号[PTL3]日本未审查专利申请公开第2006-88517号
发明内容
然而，在现有技术的这些方法中，在基体和光学功能元件之间留有源于成型工艺的残留膜，并且这些光学功能元件处于底部通过残留膜而彼此相连接的状态。为了解决上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够防止形成残留膜的光学部件和该光学部件的制造方法、以及一种显示器和该显示器的制造方法。根据本发明实施方式的制造光学部件的方法包括以下步骤(A)至(D)(A)形成包括多个通孔的模型(die)的步骤；(B)将模型和基体彼此相叠加以使模型的正面与基体相接触、并且在模型的背面涂敷未固化材料的步骤；(C)去除扩展至模型的背面的未固化材料的步骤；(D)使多个通孔中的未固化材料固化以在基体上彼此独立地形成多个光学功能元件的步骤。
根据本发明实施方式的光学部件包括基体和彼此独立地形成在基体上的多个光学功能元件。根据本发明实施方式的制造显示器的方法包括以下步骤形成在基板上包括多个自发光元件的发光面板的步骤；形成光学部件的步骤；以及将光学部件配置在发光面板的
光提取侧的步骤，其中，形成光学部件的步骤包括上述制造光学部件的方法的步骤(A)至 ⑶。根据本发明实施方式的显示器包括发光面板，在基板上包括多个自发光元件； 以及光学部件，配置在发光面板的光提取侧，其中，该光学部件由上述光学部件构成。在本发明的光学部件中，多个光学功能元件彼此独立地形成在基体上；因此，去除了作为基体和多个光学功能元件之间的光学不需要部件的残留膜，并且防止了残留膜的不需要的导光、反射等。因此，当通过使用该光学部件构成显示器时，减少了由于残留膜的不需要的导光或反射而引起的杂光，并且可实现光提取效率的提高。根据制造本发明的光学部件的方法或制造本发明的显示器的方法，形成包括多个通孔的模型。将该模型与基体彼此相叠加，从模型的背面涂敷未固化材料，并且去除扩展至模型的背面的未固化材料；因此，可以使光学功能元件彼此独立地直接形成在基体上，而无需去除残留膜。根据本发明的光学部件，在基体上形成相互独立的多个光学功能元件；因此，能够去除作为基体和多个光学功能元件之间的光学不需要部件的残留膜，可防止残留膜的不需要的导光、反射等。因此，当使用光学部件构造显示器时，减少了由于残留膜的不需要的导光或反射而引起的杂光，并且可实现光提取效率的提高。
图1是以步骤顺序示出了现有技术中光学部件的制造方法的截面图。图2是示出了在图1之后的步骤的截面图。图3是示出了在现有技术的光学部件中的残留膜的厚度和光提取效率之间的关系的示图。图4是示出了根据本发明实施方式的显示器的构造的示图。图5是示出了图4中所示的像素驱动电路的实例的等效电路图。图6是示出了图4中所示的显示器的显示区域的构造的截面图。图7是示出了从光学功能元件侧观看时的图6中所示的光学部件的构造的平面图。图8是以步骤顺序示出了图6中所示的制造显示器的方法的截面图。图9是示出了在图8之后的步骤的截面图。图10是示出了在图9之后的步骤的截面图。图11是示出了在图10之后的步骤的截面图。图12是示出了在图11之后的步骤的截面图。图13是示出了在图12之后的步骤的截面图。图14是示出了在图13之后的步骤的截面图。图15是示出了在图14之后的步骤的截面图。
图16是示出了在图15之后的步骤的截面图。图17是示出了在图16之后的步骤的截面图。图18是示出了在图17之后的步骤的截面图。图19是示出了在图18之后的步骤的截面图。图20是示出了在图19之后的步骤的截面图。图21是示出了在图16(C)、图17(A)中所示的步骤的修改例的截面图。图22是示出了在其中执行图16⑶至图19中所示的步骤的真空室的构造的截面图。图23是示出了根据本发明的修改例1的显示器的构造的示图。图M是示出了制造图23中所示的显示器的方法的一个步骤的截面图。图25是示出了根据本发明的修改例2的显示器的构造的示图。图沈是示出了包括上述实施方式的显示器的模块的示意性构造的平面图。图27是示出了上述实施方式的显示器应用例1的外观的透视图。图28 (A)和图28⑶分别是示出了从正面侧和背面侧观看的应用例2的外观的透视图。图四是示出了应用例3的外观的透视图。图30是示出了应用例4的外观的透视图。图31示出了应用例5，(A)和⑶分别为应用例5在打开状态下的正视图和侧视图，并且(C)、(D)、(E)、(F)和(G)分别为应用例5在闭合状态下的正视图、左视图、右视图、 俯视图和仰视图。
具体实施例方式下文将参考附图详细地描述优选实施方式。下述实施方式将关注残留膜(其在现有技术的制造方法中不可避免地形成)对光提取效率的影响，并且致力于防止残留膜的形成。因此，在描述具体实施方式
之前，在下文中将描述光提取效率取决于残留膜的厚度的差作为本发明基于模拟结果(simulation result)的基本前提。图1和图2以步骤顺序示出了通过现有技术中的纳米压印方法来制造光学部件 1020的方法。首先，如图I(A)所示，形成在玻璃基板1061上包括由抗蚀剂制成的多个凸起 1062的母模1060。其次，如图I(B)所示，使用母模1060通过电铸形成包括多个凹部1071 的模型1070。然后，如图I(C)所示，将紫外线固化树脂1080涂敷在模型1070上，并且如图ID所示，将由诸如玻璃的透明基板制成的基体1021置于紫外线固化树脂1080上，以将压力P施加至紫外线固化树脂1080。此后，如图2(A)所示，从基体1021侧将紫外线UV应用于紫外线固化树脂1080，以使紫外线固化树脂1080固化，从而形成在基体1021上包括光学功能元件1022的光学部件1020。接下来，如图2(B)所示，使光学部件1020与模型1070 相分离。如图2(C)所示，在以此方式获得的光学部件1020中，在光学功能元件1022的底部留有残留膜10^3。如图1 (C)和图1⑶中所示的步骤所述，紫外线固化树脂1080被提供给模型1070 的表面1070A(形成凹部1071)，并在模型1070和基体1021之间被加压。因此，即使在任何高压下执行成型，在模型1070的表面1070A和基体1021之间仍不可避免地留有残留膜 1023。残留膜1023为光学不需要部件，并且存在由于残留膜1023的导光、反射等的影响而导致不能获得理想的最终特性的问题。图3示出了在将获得的光学部件1020配置在有机发光元件的光提取侧的情况下来确定残留膜1023的厚度与光提取效率之间的关系的模拟结果。没有配置光学部件1020的情况下的光提取效率约为40%，其理想效率为60%。残留膜1023的厚度越大，光提取效率从理想效率降低得就越多。例如，在厚度为15μπι的残留膜1023的情况下，光提取效率从其理想效率降低了大约17%。基于模拟结果及其分析，下文将描述具体实施方式
。图4示出了根据本发明实施方式的显示器的构造。该显示器被用作超薄彩色有机发光显示器等，并且其是通过形成显示区域110并在显示区域110的周围形成信号线驱动电路120和扫描线驱动电路130作为用于画面显示器的驱动器而构成的，在显示区域中，后文将描述的多个有机发光元件10RU0G和IOB以矩阵配置在由例如玻璃、硅(Si)片或树脂制成的驱动基板11上。像素驱动电路140形成在显示区域110中。图5示出了像素驱动电路140的实例。 该像素驱动电路140形成在后文将描述的第一电极13的下方，并且为有源驱动电路，其包括驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2、在驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2之间的电容器 (保持电容器)Cs、以及在第一电源线(Vcc)和第二电源线(GND)之间串联连接至驱动晶体管Trl的有机发光元件IOR(或10G、或10B)。驱动晶体管Trl和写入晶体管Tr2均由一般的薄膜晶体管(TFT)构成，并且该TFT例如可以以具有倒置交错构造(所谓的底栅型)或交错构造(所谓的顶栅型)，TFT的构造没有具体限制。在像素驱动电路140中，多条信号线120A在列方向上配置，多条扫描线130A在行方向上配置。每条信号线120A和每条扫描线130A之间的交叉点对应于有机发光元件10R、 IOG和IOB中的一个(子像素)。每条信号线120A均连接至信号线驱动电路120，并且图像信号从信号线驱动电路120通过信号线120A而被提供给写入晶体管Tr2的源电极。每条扫描线130A均连接至扫描线驱动电路130，并且扫描信号从扫描线驱动电路130通过扫描线130A而顺次地提供给写入晶体管Tr2的栅电极。图6示出了图4中所示的显示器的显示区域110中的截面构造。该显示器在发光面板10的光提取侧包括作为反射板(反射器)的光学部件20。发光面板10和光学元件 20通过诸如热固性树脂或紫外线固化树脂的粘合剂层30而粘结在一起。发光面板10是通过在驱动基板11上整体地以矩阵顺次地形成发射红光的有机发光元件10R、发射绿光的有机发光元件IOG和发射蓝光的有机发光元件IOB而构成的。注意，有机发光元件10RU0G和IOB均具有矩形平面形状，并且相邻的有机发光元件10RU0G 和IOB的组合构成一个像素。有机发光元件10RU0G和IOB均具有一种构造，其中，从驱动基板11侧顺次地层压作为阳极的第一电极13、绝缘膜14、包括后文所述的发光层的有机层15和用作阴极的第二电极16，同时在其间具有上述像素驱动电路140和平坦化层12，如果需要，有机发光元件 10RU0G和IOB可以覆盖有保护膜17。平坦化层12是用于将其上形成有像素驱动电路140的驱动基板11的表面平坦化并形成有机发光元件10RU0G和IOB的每一层以具有均勻厚度的基层。平坦化层12包括用于连接有机发光元件10RU0G和IOB的第一电极13和信号线120A的接线孔12A。当非常细的接线孔12A形成在平坦化层12中时，平坦化层12优选地由具有高图案精度的材料制成。平坦化层12由诸如聚酰亚胺、聚苯并噁唑、丙烯酸树脂或酚醛树脂的感光性树脂制成。第一电极13分别对应于有机发光元件10R、IOG和IOB而形成，并通过绝缘膜14而彼此电隔离。此外，第一电极13具有作为反射电极的功能，用于反射从发光层发射的光，并且期望第一电极13具有尽可能高的反射率，以提高发光效率。第一电极13例如均具有包括两端点值的IOOnm至IOOOnm的厚度，并且其由铝(Al)或包含铝(Al)的合金、银(Ag)或包含银(Ag)的合金制成。此外，第一电极13也可以由单质或诸如铬(Cr)、钛(Ti)、铁(Fe)、 钴(Co)、镍(Ni)、钼(Mo)、铜(Cu)、钽(Ta)、钨(W)、钼(Pt)或金(Au)的任何其他金属元素的合金制成。绝缘膜14被设置为确保第一电极13和第二电极16之间的绝缘，并精确地具有发光区域的理想形状，其例如由诸如光敏丙烯酸、聚酰亚胺或聚苯并噁唑的有机材料或者诸如二氧化硅(SiO2)的无机绝缘材料制成。绝缘膜14具有对应于第一电极13的发光区域的开口。注意，有机层15和第二电极16不仅可以连续地配置在发光区域上，而且还可以连续地配置在绝缘膜14上，但只从绝缘膜14的开口发射光。有机层15例如具有这样的构造，其中，从第一电极13侧顺次地层压空穴注入层、 空穴传输层、发光层和电子传输层，但根据需要可以配置这些层中除发光层以外的任一层。 此外，有机层15根据从有机发光元件10RU0G和IOB发射的光的颜色而具有不同的构造。 空穴注入层被设置为提高空穴注入效率，且其为用于防止泄漏的缓冲层。空穴传输层被设置为提高至发光层的空穴传输效率。发光层响应于电场的使用而通过电子和空穴的再结合而发光。电子传输层被设置为提高至发光层的电子传输效率。另外，由LiF、Li20等制成的电子注入层(未示出)可以配置在电子传输层和第二电极16之间。有机发光元件IOR的空穴注入层的材料的实例包括4，4'，4〃 -三(3_甲基苯基苯基氨基)三苯基胺(!11-|01^1八)和4，4'，4〃 -三(2-萘基苯基氨基)三苯基胺 (2-TNATA)。有机发光元件IOR的空穴传输层的材料的实例包括双[(N-萘基)-N-苯基]对二氨基联苯(α -NPD)。有机发光元件IOR的发光层的材料的实例包括混合有体积百分比为 40%的2，6_ 二 [4-[N-(4-甲氧苯基)N-苯基]氨基苯乙烯基]萘_1，5_ 二甲腈(BSN-BCN) 的8-羟基喹啉铝复合物(Alq3)。有机发光元件IOR的电子传输层的材料的实例包括Alq3。有机发光元件IOG的空穴注入层的材料的实例包括m-MTDATA和2-TNATA。有机发光元件IOG的空穴传输层的材料的实例包括α -NPD0有机发光元件IOG的发光层的材料的实例包括混合有体积百分比为3%的香豆素6的Alq3。有机发光元件IOG的电子传输层的材料的实例包括Alq3。有机发光元件IOB的空穴注入层的材料的实例包括m-MTDATA和2-TNATA。有机发光元件IOB的空穴传输层的材料的实例包括α -NPD0有机发光元件IOB的发光层的材料的实例包括螺6Φ。有机发光元件IOB的电子传输层的材料的实例包括Alq3。第二电极16例如具有包括两端点值的5nm至50nm的厚度，并且其由单质或诸如铝(Al)、镁(Mg)、钙(Ca)或钠(Na)的金属元素的合金制成。具体地，第二电极16优选地由镁和银的合金(MgiVg合金)或铝(Al)和锂(Li)的合金(AlLi合金)制成。此外，第二电极16也可以由ITO(铟锡复合氧化物)或IZO(铟锌复合氧化物)制成。保护膜17例如具有包括两端点值的500nm至IOOOOnm的厚度，并且其由二氧化硅 (SiO2)、氮化硅(SiN)等制成。光学部件20配置在光提取侧，即，发光面板10的第二电极16侧，并且其具有作为反射板(反射器)的功能，用于提高有机发光元件10RU0G和IOB的光提取效率。光学部件20例如具有在基体21上彼此独立地形成多个光学功能元件22的构造。换而言之，多个光学功能元件22的底面与基体21直接接触，而在其间没有现有技术中的残留膜。因此，在光学部件20中，能够消除基体21与光学功能元件22之间的残留膜。基体21例如由玻璃、耐热性树脂的树脂基板或树脂膜、或熔融石英制成。每个光学功能元件22例如均具有截锥形状，光学功能元件22的顶面为一平面并具有小于其底面的面积的面积。光学功能元件22的侧面例如可以为直线锥形(linearly tapered)侧面或非球面侧面。光学功能元件22由诸如紫外线固化树脂或热固性树脂的树脂制成，但光学功能元件22也可以由低熔点玻璃制成。在提高光提取效率方面，根据需要， 优选地在光学功能元件22的侧面上形成由铝(Al)、银(Ag)、包含铝(Al)的合金、包含银 (Ag)的合金等制成的反射镜膜(未示出)。此外，由树脂等制成的嵌入层(未示出)可以形成在光学功能元件22之间的空间中。图7示出了从光学功能元件22侧观看时的光学部件20的平面构造。例如，滤色片23和作为黑色矩阵的遮光膜M被配置在基体21上，以提取从有机发光元件10R、IOG和 IOB发出的光，并吸收从有机发光元件10RU0G和IOB及其间的配线反射的外部光，从而提高对比度。滤色片23形成在光学功能元件22的下方，并包括分别对应于有机发光元件10R、 IOG和IOB而配置的红色滤光片23R、绿色滤光片23G和蓝色滤光片23B。红色滤光片23R、 绿色滤光片23G和蓝色滤光片2 例如均具有矩形形状，并且不留间隔地配置。红色滤光片23R、绿色滤光片23G和蓝色滤光片23B由混合有相应颜色的色素的树脂制成，并且通过选择色素进行调节，以使得目标红色、绿色或蓝色波长区域中的透光率较高，而其他波长区域中的透光率较低。遮光膜M沿红色滤光片23R、绿色滤光片23G和蓝色滤光片2 的边界进行配置。 例如，遮光膜M例如由光学密度为1以上且混合有黑色着色剂的黑色树脂膜或利用薄膜干涉的薄膜滤光片构成。具体地，由于遮光膜M很容易以低成本形成，所以遮光膜M优选地由黑色树脂膜构成。薄膜滤光片例如是通过层压一个以上的由金属、金属氮化物或金属氧化物制成的薄膜所形成的，并且利用薄膜干扰以削弱光。更具体地，作为薄膜滤光片，引用了通过交替地层压铬和氧化铬(III) (Cr2O3)所形成的薄膜滤光片。注意，设置遮光膜对不是必要的。例如，能够通过以下步骤来制造显示器。图8至图22以步骤顺序示出了制造显示器的方法。首先，如图8(A)所示，像素驱动电路140形成在由上述材料制成的驱动基板11上。其次，如图8 (B)所示，例如利用旋涂方法通过涂覆而在驱动基板11的整个表面上形成由例如光敏聚酰亚胺制成的平坦化层12，通过曝光和显影将平坦化层12图案化为预定的形状，并形成接线孔12A，然后烧制该平坦化层12。接下来，如图9(A)所示，通过如溅射方法而在平坦化层12上形成具有上述厚度并例如由上述材料制成的第一电极13，然后通过例如光刻技术和蚀刻将第一电极13图案化为预定的形状。因此，在平坦化层12上形成多个第一电极13。此后，如图9(B)所示，在驱动基板11的整个表面上涂敷感光性树脂，并通过曝光和显影而在感光性树脂中形成开口，然后烧制该感光性树脂以形成绝缘膜14。此后，如图10 (A)所示，通过例如真空沉积方法而顺次地形成有机发光元件IOR的具有上述厚度且由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件IOR的有机层15。此后，仍如图10(A)所示，如有机发光元件IOR的有机层 15的情况那样，顺次地形成有机发光元件IOG的具有上述厚度并由上述材料制成的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层，以形成有机发光元件IOG的有机层15。接下来，仍如图10(A)所示，如有机发光元件IOR的有机层15的情况那样，顺次地形成具有上述厚度且由上述材料制成的有机发光元件IOB的空穴注入层、空穴传输层、发光层和电子传输层， 以形成有机发光元件IOB的有机层15。如图10(B)所示，在形成有机发光元件10RU0G和IOB的有机层15之后，通过例如蒸发方法而在驱动基板11的整个表面上形成具有上述厚度且由上述材料制成的第二电极16。由此，形成了图4和图6中所示的有机发光元件10RU0G和10B。接下来，如图11所示，在第二电极16上形成具有上述厚度且由上述材料制成的保护膜17。由此形成图6中所示的发光面板10。此外，形成光学部件20。首先，如图12所示，通过使用例如狭缝式涂布机(slit coater)使玻璃基板61涂覆有抗蚀剂，通过使用例如光刻技术将抗蚀剂图案化，以形成包括多个凸部62的母模60。接下来，如图13所示，利用母模60通过电铸形成由镍(Ni)或铜(Cu)制成的模型 70。在模型70的正面70A上形成具有与凸部62的形状相同的形状的多个凹部71。然后，如图14㈧和图14⑶所示，去除模型70的背面70B和多个凹部71的底面之间的部分70C，以将多个凹部71转化为多个通孔72。此时，为了精确地保持整个模型70 的理想成型高度，期望使用CMP (化学机械抛光)方法、平面抛光机器等作为细抛光方法。此后，如图15(A)所示，在由上述材料制成的基体21上形成由上述材料制成的遮光膜M，并将其图案化为预定的形状。接下来，如图15(B)所示，通过旋涂等将红色滤光片 23R的材料涂敷至基体21，通过光刻技术将该材料图案化，并进行烧制以形成红色滤光片 23R。当进行图案化时，红色滤光片23R的边缘部分可以放置在遮光膜M的上方。接下来， 如图15 (C)所示，如红色滤光片23R的情况中那样，顺次地形成蓝色滤光片2 和绿色滤光片23G。因此，在基体21的表面上形成滤色片23和遮光膜对。在基体21上形成滤色片23和遮光膜M之后，如图16(A)所示，为了提升树脂的粘附力，则进行精密清洗以提高润湿度。此外，期望利用硅烷耦合剂(HMDS;六甲基二硅氮烷等)提升在下一步骤中将使用的紫外线固化树脂的粘附力。注意，在图16(A)和随后的附图中，没有示出滤色片23和遮光膜M。之后，将模型70设置为转印装置中的压模固定器(stamper holder)，并且提前与预定的参考位置对准。此后，如图16(B)所示，模型70和基体21彼此相叠加，以使得模型70的正面70A与基体21相接触。另外，在根据用途而需要精密定位基体21和模型70的情况下，通过CCD(电荷耦合器件)照相机等来读出基体21上的对准标记(未示出)，以进行与模型70的对准。此外，期望在转印装置中使模型70的整个表面和基体21的整个表面彼此无间隔地粘合。此后，如图16 (C)所示，例如，从模型70的背面70B侧涂敷作为未固化树脂的紫外线固化树脂80。例如，使用具有被控制在一定程度的粘度(如，CP值大约为几十至几百) (使得紫外线固化树脂80进入模型70的通孔72，而并没有流入模型70和基板21之间的间隙)的紫外线固化树脂80，以通过涂布机模型等而在基板21的整个表面上执行涂覆。接下来，如图17(A)所示，利用如刮板(squeegee) 73而通过追踪(trace)模型70 的背面70B的运动(沿箭头Al的方向)，来去除扩展至模型70的背面70B的过量的紫外线固化树脂80。同时，通过使用刮板73，能够在箭头A2的方向上对通孔72中的紫外线固化树脂80进行加压，并且还能够将紫外线固化树脂80的顶面平坦化。注意，期望在涂覆紫外线固化树脂80之后立即使用刮板73。此后，如图17(B)所示，使滑板(shutter) 74滑动，以粘附至模型70的背面70B，使模型70的整个背面70B被滑板74覆盖，并将适度的压力施加至基体21。可以通过刮板73 或滑板74将紫外线固化树脂80的顶面平坦化，以简化工艺。在该状态下，如图18所示，将紫外线UV应用于通孔72中的紫外线固化树脂80。 此时，在基体21上形成了滤色片23和遮光膜M ；因此，由适于紫外线UV的透明材料制成滑板74并且从滑板74侧应用紫外线UV是优选的。此后，如图19所示，进行卸载，以打开滑板74并解除模型70。因此，如图20所示， 能够在基体21上彼此独立地直接形成与通孔72的形状相同的多个光学功能元件22，并可防止形成残留膜。另外，在制造光学部件20的上述方法中，描述了在从模型70的背面70B侧涂敷紫外线固化树脂80之后、利用如刮板73来去除扩展至模型70的背面70B的过量的紫外线固化树脂80。然而，如图21所示，可以使用辊子75来同时涂覆和加压紫外线固化树脂80，如图17(B)所示，可以立即通过滑板74来覆盖模型70的背面70B。因此，能够简化这些步骤， 并能够减少循环时间。此外，在脱泡步骤中预先去除混合在紫外线固化树脂80中的空气，但为了防止受在涂覆工艺等中产生的空气的影响，如图22所示，通过在真空室76中执行所有的步骤而如箭头A3所示的那样来去除空气是优选的。当以这种方式来形成光学部件20和发光面板10之后，在发光面板10的保护膜17 上形成粘合剂层30，并将光学部件20配置在发光面板10的光提取侧(第二电极16侧)， 使得光学功能元件22的顶端表面分别面向有机发光元件10RU0G和10B，并且通过粘合剂层30将光学部件20粘结至发光面板10。由此，完成了图4至图6中所示的显示器。在该显示器中，扫描信号从扫描线驱动电路130通过写入晶体管Tr2的栅极而被提供给每个像素，从信号线驱动电路120通过写入晶体管Tr2而提供的图像信号被保留在保持电容器Cs中。换而言之，响应于保留在保持电容器Cs中的信号来执行驱动晶体管Trl 的导通/截止控制，从而将驱动电路Id注入有机发光元件10RU0G和IOB中的每一个，以通过空穴和电子的再结合来发光。光穿过第二电极16和光学部件20而被提取。
更具体地，从有机发光元件10RU0G和IOB发射的光从光学功能元件22的顶端表面进入，并从形成在光学功能元件22的侧面上的反射镜膜(未示出)进行反射，以被提取至外部。因此，提高了光提取效率，并提升了亮度。在该情况下，多个光学功能元件22彼此独立地形成在基体21上；因此，消除了作为基体21和多个光学功能元件22之间的光学不需要部件的残留膜，防止了残留膜的不需要的导光、反射等。因而，在包括光学部件20的显示器中，减少了由于残留膜的不需要的导光、反射等而引起的杂光，并可以实现光提取效率的提高。因此，在该实施方式的显示器中，光学部件20的多个光学功能元件22彼此独立地形成在基体21上；从而能够消除作为基体21和多个光学功能元件22之间的光学不需要部件的残留膜。因此，减少了由于残留膜的不需要的导光、反射等而引起的杂光，并可实现光提取效率的提高。此外，在制造该实施方式的显示器的方法中，形成包括多个通孔72的模型70，将模型70与基体21彼此叠加，从模型70的背面70B侧涂敷紫外线固化树脂80，并去除扩展至模型70的背面70B的紫外线固化树脂80 ；从而，能够使光学功能元件22彼此独立地直接形成在基体上，而没有留下残留膜。因此，能够通过在发光面板10的光提取侧配置光学部件20而以简单的步骤来制造该实施方式的显示器。此外，使用其上配置有滤光片23和遮光膜M的基体21 ；因此，能够使光学部件20 具有作为CF —体化反射板的功能，该CF —体化反射板是通过将滤色片23和遮光膜M结合在光学部件20中所形成的。因此，能够减少组件的数目，还能够减少叠加对准的次数；因此，该方法在制造成本、时间花费、产量等方面是有利的。另外，在上述实施方式中，描述了通过利用由电铸形成的模型70来形成光学功能元件22的情况；然而，作为用于形成光学功能元件22的模型，除了使用由电铸形成的模型 70以外，还可以使用任何其他模型，诸如由RIE(反应离子刻蚀)等通过加工硅石所形成的硅石模型(silica die)，或者通过转印成型氟类树脂所形成的树脂模型等。(修改例1)图23示出了根据本发明的修改例1的显示器的截面构造。该显示器具有与上述实施方式中的构造相同的构造，只是除了光学部件20以外，还使用了在由玻璃等制成的密封基体41上包括滤色片23和遮光膜M的密封面板40。光学部件20和密封面板40通过由热固性树脂或紫外线固化树脂制成的粘合剂层50而粘结在一起。注意，在密封面板40 中可以仅包括滤色片23，而可以去除遮光膜24。例如，该显示器能够通过下面的步骤来制造。首先，如上述实施方式中的情况那样，通过图8至图11中所示的步骤来形成发光面板10。接下来，如上述实施方式中的情况那样，通过图12至图22中所示的步骤来形成光学部件20。此时，使用其上不包括滤色片23和遮光膜M的基体21。如上述实施方式中的情况那样，根据图18中所示的步骤，可以从滑板74侧应用紫外线UV，或如图M所示，从基体21的背侧应用紫外线UV。接下来，将光学部件20配置在发光面板10的光提取侧(第二电极16侧)上，以通过粘合剂层30粘结至发光面板10。此后，制备密封基板41，如上述实施方式中的情况那样，通过图15中所示的步骤形成滤色片23和遮光膜M以形成密封面板40。最后，在光学部件20上形成粘合剂层50，光学部件20和密封面板40通过粘合剂层50而粘结在一起。 因此，完成了图23中所示的显示器。该修改例的功能和效果与上述实施方式中的功能和效果相同。(修改例2)图25示出了根据本发明修改例2的显示器的截面构造。该显示器具有与上述实施方式相同的构造、功能和效果，并且能够以与上述实施方式相同的方式来制造，只是该显示器具有在其中不包括滤色片23和遮光膜M的无CF构造(CF-less configuration)。(模块和应用例)下文将详细地描述上述实施方式中所述的显示器的应用例。根据上述实施方式的显示器适用于任何领域中用于显示从外部提供的画面信号或内部产生的画面信号作为图像或画面的电子装置(诸如电视机、数码照相机、笔记本式个人计算机、诸如便携式电话的便携式终端装置以及摄像机)的显示器。(模块)上述实施方式的显示器作为图沈中所示的模块而结合在诸如应用例1至应用例 5(下文将描述)的各种电子装置中。在模块中，例如，从光学部件20和粘合剂层30暴露的区域210被配置在基板11的一侧，外部接线端子(未示出)是通过延伸信号线驱动电路 120和扫描线驱动电路130的配线而形成在暴露区域210中的。在外部接线端子中，可以配置用于信号输入/输出的柔性印刷电路(FPC) 220。(应用例1)图27示出了应用上述实施方式的显示器的电视机的外观。该电视机例如具有包括前面板310和滤光玻璃320的画面显示屏部300，画面显示屏部300由上述实施方式的显示器构成。(应用例2)图28示出了应用上述实施方式的显示器的数码照相机的外观。该数码照相机例如具有用于闪光的发光部410、显示部420、菜单开关430和快门按钮440，并且显示部420 由上述实施方式的显示器构成。(应用例3)图四示出了应用上述实施方式的显示器的笔记本式个人计算机的外观。该笔记本电脑例如具有本体510、用于输入字符等的操作的键盘520和用于显示图像的显示部 530，并且显示部530由上述实施方式的显示器构成。(应用例4)图30示出了应用上述实施方式的显示器的摄像机的外观。该摄像机例如具有本体610、配置在本体610的正面上的用于拍摄对象物的镜头620、拍摄开始/停止开关630 以及显示部640，并且显示部640由上述实施方式的显示器构成。(应用例5)图31示出了应用上述实施方式的显示器的便携式电话的外观，该移动电话例如通过连接部(铰链部)730而将上侧壳体710和下侧壳体720彼此相连接。该移动电话具有显示器740、子显示器750、画面灯760和照相机770。显示器740或子显示器750由上述实施方式的显示器构成。
尽管参考该实施方式详细地描述了本发明，但本发明并不限于此，而是可以进行各种修改。例如，在上述实施方式中，描述了将光学部件20应用于显示器的反射板(反射器)的情况；然而，光学部件20除用作反射板以外还适用于扩散板。此外，作为光学功能元件22，还可以形成梯形棱镜等。另外，在上述实施方式中，描述了光学功能元件22均具有截锥形状的情况；然而， 例如，光学功能元件22的形状根据光学功能元件22的应用，而可以为任何其他三维形状， 诸如圆点形状(圆筒状、半球状或类似显微透镜的非球面形状)或抛物钟形(parabolic bell)，但没有具体限制。此外，光学功能元件22的形状不限于三维形状，其也可以为二维形状，诸如三角突出形状的线状样式(如棱镜)。此外，例如，每一层的材料和厚度以及形成每一层的方法和条件不限于上述实施方式中所述的材料、厚度以及形成方法和条件，每一层可以在任何其他条件下通过任何其他方法而以任何厚度由任何其他材料来制成。另外，在上述实施方式中，具体描述了有机发光元件10RU0G和IOB的构造；然而， 没有必要包括所有的层，或者可以进一步包括任何其他层。另外，本发明还适用于使用除有机发光元件以外的诸如LED(发光二极管)、 FED(电场发射显示器))或无机电致发光元件的任何其他自发光元件的自发光装置。另外，本发明的显示器还适用于除显示目的以外的任一目的的任一发光装置，诸如照明装置。本申请包含于2008年9月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-252970所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
权利要求
1.一种光学部件的制造方法，包括 形成包括多个通孔的模型的步骤；将所述模型和基体彼此叠加以使所述模型的正面与所述基体相接触、并且从所述模型的背面涂敷未固化材料的步骤；去除扩展至所述模型的所述背面的所述未固化材料的步骤；以及使所述多个通孔中的所述未固化材料固化以在所述基体上彼此独立地形成多个光学功能元件的步骤。
2.根据权利要求1所述的光学部件的制造方法，其中， 作为所述基体，使用其上包括滤色片的基体。
3.根据权利要求1或2所述的光学部件的制造方法，其中， 形成所述模型的步骤包括形成在正面上包括多个凹部的模型的步骤；以及去除所述模型的背面与所述多个凹部的底面之间的部分以将所述多个凹部转化为多个通孔的步骤。
4.一种光学部件，包括 基体；和多个光学功能元件，彼此独立地形成在所述基体上。
5.根据权利要求4所述的光学部件，其中，所述多个光学功能元件的底面与所述基体直接接触。
6.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述光学功能元件由树脂制成。
7.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述光学功能元件由玻璃制成。
8.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述基体由玻璃制成。
9.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述基体由树脂制成。
10.根据权利要求4或5所述的光学部件，其中， 所述基体由熔融石英制成。
11.一种制造显示器的方法，包括形成在基板上包括多个自发光元件的发光面板的步骤； 形成光学部件的步骤；以及将所述光学部件配置在所述发光面板的光提取侧的步骤， 其中，形成所述光学部件的步骤包括 形成包括多个通孔的模型；将所述模型和基体彼此叠加以使所述模型的正面与所述基体相接触、并且从所述模型的背面涂敷未固化材料的步骤；去除扩展至所述模型的所述背面的所述未固化材料的步骤；以及使所述多个通孔中的所述未固化材料固化以在所述基体上彼此独立地形成多个光学功能元件的步骤。
12.根据权利要求11所述的制造显示器的方法，其中， 作为所述基体，使用其上包括滤色片的基体。
13.根据权利要求11或12所述的制造显示器的方法，其中， 形成所述模型的步骤包括形成在正面上包括多个凹部的模型的步骤；以及去除所述模型的背面和所述多个凹部的底面之间的部分以将所述多个凹部转化为多个通孔的步骤。
14.一种显示器，包括发光面板，在基板上包括多个自发光元件；以及光学部件，被配置在所述发光面板的光提取侧， 其中，所述光学部件包括 基体；以及多个光学功能元件，彼此独立地形成在所述基体上。
15.根据权利要求14所述的显示器，其中，所述基体包括在所述光学功能元件下方的滤色片。
全文摘要
本发明提供了能够防止残留膜的形成并能够提高光提取效率的光学部件、包括其的发光装置及其制造方法。作为反射板的光学部件(20)被配置在发光面板(10)的光提取侧。多个光学功能元件(22)彼此独立地形成在光学部件(20)的基体(21)上。作为基体(21)和多个光学功能元件(22)之间的光学不需要部件的残留膜被消除，从而防止了残留膜的不需要的导光或反射等。在包括光学部件(20)的发光装置中，减少了由于残留膜的不需要的导光或反射所引起的杂光，并且可以实现光提取效率的提高。
文档编号G09F9/00GK102165336SQ20098013740
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月17日 优先权日2008年9月30日
发明者堀和仁, 田中洋志 申请人:索尼公司
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