专利名称：发光显示板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及采用有机电致发光(以下称「有机EL」)元件等的发光元件的发光显示板及其制造方法。
背景技术：
以往的发光显示板是将多个透明电极、有机EL材料层及金属电极按顺序平行地叠层在透明基板上形成发光层(多个发光元件)，并且形成由连接驱动电路的透明电极所延伸的电极引线及由金属电极所延伸的电极引线，通过采用粘合剂连接在透明基板上的密封罐对透明基板将发光层的周围进行密封，防止由于外气中所包含的水分所引起的发光特性的恶化(比如参照专利文献1特开2000-243556号公报，第3页，图1)。
如上述那样的以往的发光显示板，其构造为在透明基板的一方的面上配置发光元件，使光从另一方的面射出，进行显示。但是，被射出的光在向四面八方扩散的同时，由于由玻璃所构成的透明基板的折射率(在玻璃的情况下，一般为1.50)比大气(空气)的折射率(一般为1.00)高，因而透明基板的表面的法线和放射光的形成角，对临界角以上的光，在和外部的界面上会产生全反射现象，反射到透明基板中，光分散开或在基板中减衰、消失等，就会出现射出的光的出射效率变低的问题。
在用更具体的数值来进行说明，射出的光的出射效率，如果设透明基板的折射率为n，就可以用下面的公式(1)表示。
出射效率＝1/(2n2)…(1)然后，将玻璃的折射率n＝1.50代入公式(1)，出射效率就为0.22，在射出的光中只可以利用22％，我们就可以知道在能源上损失很大。
另外，为显示面的透明基板的另一方的面，由于被实施了镜面加工，因而当从外面接受光时就会产生反射，该反射光和发光元件的光混合在一起，也会出现很难看清发光显示板的显示的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述的问题而产生的，目的在于提供可以提高射出的光的出射效率并防止外光的反射、提高画面的清晰度、电流效率及包含发光元件的显示板的寿命的发光显示板及其制造方法。
本发明的发光显示板，在一方的面上设置发光元件、另一方的面具有为显示面的透明基板的发光显示板中，在透明基板的另一方的面上具有微透镜阵列。这样，由于透明基板的显示面一侧为凹凸状，因而来自发光元件的光在和外部的界面上变为很难反射的同时，也可以使外光散反射。这样，在光的出射效率上升、提高发光效率的同时，可以防止外光反射，可以防止在明亮的场所看不清显示的问题。
另外，在上述的发光显示板中，通过粘合剂将微透镜阵列粘接在透明基板的另一方的面上。这样，就可以简单地形成透明基板的显示面一侧的凹凸状。
还有，在上述的发光显示板中，在由和透明基板同样的材料所构成基板的另一方的面上设置微透镜阵列，通过粘合剂将基板的另一方的面粘接到透明基板的另一方的面上。这样，由于可以在平坦的基板上形成微透镜阵列，因而就可以适应细微加工技术，可以制作非常细微的微透镜阵列。这样，在可以防止外光反射、可以得到在明亮的场所看清图像的同时，可以用很少的制造工序来制造微透镜阵列，就可以达到降低发光显示板的成本。
在上述的发光显示板中，微透镜阵列是由透明、且具有和透明基板同等或高的折射率的材料所构成。这样，由于透明基板和微透镜阵列的折射率的关系为透明基板≤微透镜阵列，因而当来自发光元件的光在透明基板和微透镜阵列的界面几乎不反射被放射出的同时，从透明基板从侧面进入到微透镜阵列一侧的光上升并被放射出。即、由于变得比临界角小就很难发生全反射现象，几乎所有的光都被射出。这样，就可以使光的出射效率上升、提高发光效率、降低发光所需要的电力消耗，可以延长发光元件的寿命。
另外，在上述的发光显示板中，粘合剂是由透明且具有和透明基板同等或高的、并且和微透镜阵列同等或低的折射率的材料所构成。这样，由于透明基板、粘合剂及微透镜阵列的折射率的关系为透明基板≤粘合剂≤微透镜阵列，因而来自发光元件的光在透明基板和粘合剂的界面及粘合剂和微透镜阵列的界面就很难发生全反射现象而被放射出。
还有，在上述的发光显示板中，粘合剂是由以比构成发光元件的材料的玻璃转变点低的温度热固化的材料所构成。这样，通过在将微透镜阵列粘接到透明基板时的粘合剂的热固化，就可以防止破坏怕热的发光元件。
另外，在上述的发光显示板中，粘合剂是由通过可视光固化的材料所构成。这样，通过在将微透镜阵列粘接到透明基板时的粘合剂的热固化，就可以防止破坏怕热及怕紫外线的发光元件。
在上述的发光显示板中，微透镜阵列具有多个凸状的微透镜，该微透镜的大小定为1～100μm范围内。这样，对外光反射的效果就很高，就可以提高发光元件的光的出射效率。
另外，在上述的发光显示板中，发光元件是在透明基板的一方的面上按顺序至少叠层透明电极、发光层、金属电极形成。
还有，在上述的发光显示板中，发光层是由有机EL材料所构成。
另外，在上述的发光显示板中，至少在透明基板的另外的一个面及微透镜阵列的表面上涂敷反射防止剂。这样，就可以抑制来自发光元件的光的全反射现象及外光反射，提高光的出射效率。这样，在发光效率提高的同时，可以使发光显示板的画面更清晰。
本发明的发光显示板的制造方法为在透明基板的一方的面上具有发光元件、在另一方的面上具备有微透镜阵列的发光显示板的制造方法，微透镜阵列包含有(a)在透明的基板的一方的面上涂敷形成微透镜阵列的树脂的工序、(b)将微透镜阵列的模型粘附到树脂上、将模型的形状复制到树脂上的工序、(c)使树脂固化的工序、(d)将模型及基板、或只将模型从树脂剥离、形成微透镜阵列的工序。这样，就可以通过被热所固化的树脂很容易地形成微透镜阵列。这样，就可以谋求达到发光显示板的低成本化。
本发明的发光显示板的制造方法为在透明基板的一方的面上具有发光元件、在另一方的面上具备有微透镜阵列的发光显示板的制造方法，微透镜阵列包含有(a)在透明的基板的一方的面上涂敷感光性树脂的工序、(b)采用光刻法对所述感光性树脂实施光刻构图，在每个像素中形成对应微透镜阵列的凸状的微透镜的部分的工序、(c)加热被构图的感光性树脂、形成凸状的微透镜的形状的工序、(d)同时对感光性树脂和透明的基板进行干式蚀刻加工、将感光性树脂的形状复制到所述透明的基板上、形成微透镜阵列的工序。这样，由于在硬的基板上可以直接形成微透镜阵列，因而即使微透镜阵列露出到外部也不用担心被刮损等。这样，就可以得到具有抗伤、不易破坏的表面的发光显示板。
图1为用本发明实施例1的截面所表示的构造说明图。
图2为用本发明实施例1的截面所表示的作用说明图。
图3为实施例1的微透镜阵列的制造工序图。
图4为用本发明实施例2的截面所表示的构造说明图。
图5为实施例2的微透镜阵列的制造工序图。
图6为实施例3的微透镜阵列的制造工序图。
图中1-透明基板，2-透明电极，3-有机EL材料层，4-金属电极，5-发光元件，9-微透镜阵列，9a-凸透镜，10-粘合剂，11-AR涂敷层，12-发光显示板，13-基板，21-模型，23-树脂，24-感光性树脂。
具体实施例方式
实施例1图1为用本发明实施例1的截面所表示的构造说明图。在图中，1为由玻璃构成的透明基板，在其一方的面(下面)1a上配置有多个按顺序叠层氧化铟锡(Indium Tin Oxide，以下称「ITO」)等的透明电极、至少包含有发光功能层的单层或多层构造的有机EL材料层3及金属电极4形成的发光元件(有机EL元件)5。6为通过粘合材料7来密封被设置在透明基板1的下面1a一侧的各发光元件5的周围的密封材料，比如可以防止由于水分由玻璃所构成的发光元件5的发光特性的恶化。8为被设置在通过密封材料6在和透明基板1之间所形成的空间X内的密封材料6的内侧表面的干燥材料，可以干燥空间X、防止各发光元件5因水分的发光特性的恶化。
9为通过粘合剂10粘合到透明基板1的另一方的面(上面)1b上的微透镜阵列，是由透明的、并且折射率与构成透明基板1的材料同等或高的、比如丙烯系列或环氧化物系列的树脂材料所构成，在一方的面(上面)上无间隔地设置有多个凸状的微透镜(以下称「凸透镜」)9a，形成凹凸。另外，凸透镜9a的大小(宽幅)W最好为1～100μm范围内。这是因为当宽幅W不足1μm时，微透镜阵列9的表面的凹凸就会变小，对外光(图1的点划线的箭形符号)反射的效果就会降低，当宽幅W超过100μm时，在微透镜阵列9内、特别是在凸透镜9a内就容易产生全反射，就会降低射出的光(图1的实线的箭形符号)的出射效率。
粘合剂10是由透明、且折射率与微透镜阵列9同等或低的、与透明基板1同等或高的热固化性树脂所构成。热固化性树脂的固化条件最好用比构成发光元件5的各有机材料的玻璃转变点(Tg点)最低点还低的温度来进行固化。最理想的为用比最低Tg点还要低10℃以下的温度来进行固化。这是因为发光元件5怕热，在将微透镜阵列9粘合到透明基板1上时就可以防止破坏发光元件5。另外，由于发光元件5也怕紫外线(UV)，因而用可视光来进行热固化的树脂也是最理想的。然后，在微透镜阵列9的表面及透明基板1的表面涂敷为反射防止剂的防反射(AR)敷层11，抑制来自发光元件5的光及外光的反射。
在这里，采用图3的工序图对微透镜阵列9的制造工序进行说明。
(A)首先，将多晶硅涂敷到为微透镜阵列9的模型的石英玻璃板20的外表面上，在一方的面(下面)上形成凸透镜9的部分的位置上设置孔，进行湿蚀刻加工，制造模型21。然后，在形成模型21的特别是凸透镜9a的凹部21a一侧喷涂阻碍粘附性的CF气体等，实施防水处理加工。
(B)接下来，在玻璃板22的一方的面(上面)上实施了和模型21同样的防水处理加工后，在玻璃板22的一方的面(上面)上按规定的厚度涂敷为微透镜阵列9的热固化性的树脂23，在真空中不使气泡进入树脂23的之间将模型21粘合起来，从玻璃板22的另一方的面(下面)一侧烤UV等的光，使树脂23固化，将树脂23形成模型21的形状。
(C)接下来，将模型21从固化的树脂23上剥离。这时，由于在模型21的凹部21a一侧实施了防水处理加工，因而很容易剥下来。
(D)然后，将树脂23从玻璃板22上剥离，在树脂23的表面上涂敷AR敷层11，制作微透镜阵列9。这时，由于对玻璃板22也实施了防水处理加工，因而很容易剥下来。
这样制造的微透镜阵列9，如图2所示，通过粘合剂与在一方的面(下面)1a上设置了多个发光元件5、被密封材料6所密封的透明基板1的另一方的面(上面)1b相粘合，在构成具有驱动各发光元件5的驱动电路的电路基板(图中未示)的同时，构成发光显示板12。
这样构成的发光显示板12，通过电路基板的驱动电路使所希望的发光元件5进行发光，如图1所示那样，该光通过透明基板1粘合剂10及微透镜阵列9被放射到外部。这时，由于透明基板1、粘合剂10及微透镜阵列9的折射率为透明基板1≤粘合剂10≤微透镜阵列9的关系，因而来自发光元件5的光在透明基板1、粘合剂10及微透镜阵列9的各个界面几乎不反射就被射出。另外，由于微透镜阵列9比透明基板1及粘合剂10折射率高，因而从透明基板1一侧斜着进入到微透镜阵列9一侧的光便上升并被射出。即、由于变得比临界角小、很难出现全反射现象，几乎所有的光都被射出。这样，通过微透镜阵列9等很难发生来自发光元件5的光的反射，光的出射效率上升，提高了发光效率。这样，就可以降低发光所需要的电力消耗，可以延长发光元件5的寿命。
而且，由于微透镜阵列9比大气折射率大，因而来自微透镜阵列9一侧的光在和大气的界面很容易被反射，但由于微透镜阵列9的表面被设置了凸透镜9a，成为了凹凸状，因而在很难发生反射就被放射出的同时，外光也根据微透镜阵列9的凹凸被不规则反射。这样，就可以在光的出射效率上升、发光效率提高的同时，防止外光反射，可以防止在明亮的场所看不清显示的问题。
另外，由于在透明基板1及微透镜阵列9的表面涂敷了AR敷层，因而就更加可以防止来自发光元件5的光及外光的反射。这样，就可以在提高发光效率的同时，使发光显示板12的画面更清晰。
而且，由于是用热固化性树脂来构成微透镜阵列9，因而可以很容易地形成，就可以达到发光显示板12的低成本化。
这样，这样的发光显示板12，如移动式电话机、PDA、车载TV等的显示板那样可以想象在明亮的场所进行使用，或对以电力低消耗的功能为必要条件的便携式仪器起到有效作用。
实施例2图4为用本发明的实施例2的截面所表示的构造说明图。该实施例2在实施例1的发光显示板12中，取代通过粘合剂10将微透镜阵列9粘合到透明基板1的另一方的面(上面)1b上、而是通过粘合剂10将在和透明基板1用同样材料所形成的一方的面(上面)上配置微透镜阵列9的基板13粘合到透明基板1的另一方的面(上面)1b上。
在这里，采用图5的工序图对微透镜阵列9的制造工序进行说明。
(A)首先，将多晶硅涂敷到为微透镜阵列9的模型的石英玻璃板20的外表面上，在一方的面(下面)上形成凸透镜9的部分的位置上设置孔穴，进行湿蚀刻加工，制造模型21。然后，在形成模型21的特别是凸透镜9a的凹部21a一侧喷涂阻碍粘附性的CF气体等，实施防水处理加工。
(B)接下来，在由玻璃板所构成的基板13的一方的面(上面)上按规定的厚度涂敷为微透镜阵列9的热固化性的树脂23，在真空中不使气泡进入树脂23的之间将模型21粘合起来，从基板13的另一方的面(下面)一侧照射UV等的光，使树脂23固化，将树脂23形成模型状。
(C)接下来，将模型21从固化的树脂23上剥离，在基板13及树脂23的表面涂敷AR敷层11，制作粘合到基板13上的微透镜阵列9。这时，由于对模型21实施了防水处理加工，因而很容易剥下来。
在这样粘合到基板13上的状态下所制造的微透镜阵列9，如图4所示，通过粘合剂10使微透镜阵列9位于上面一侧粘合到在一方的面(下面)1a上设置了多个发光元件5、被密封材料6所密封的透明基板1的另一方的面(上面)1b上，在构成具有驱动各发光元件5的驱动电路的电路基板(图中未示)的同时，构成发光显示板12。
通过这样的构造，在可以得到和实施例1几乎同样的作用及效果的同时，由于可以在平坦的基板13上形成微透镜阵列9，因而就可以适应细微加工技术，就可以制造非常细微的微透镜阵列9。这样，就可以防止外光反射，可以得到在明亮的场所的图像的清晰度。还有，可以减少微透镜阵列9的制造工序，可以谋求达到降低发光显示板12的成本。
实施例3本发明的实施例3，在实施例2的发光显示板12中，取代通过粘合剂10将配置有微透镜阵列9的基板13粘合到透明基板1上、而是通过粘合剂10将在基板14上形成微透镜阵列9的该基板14粘合到透明基板1上。
在这里，采用图6的工序图对微透镜阵列9的制造工序进行说明。
(A)首先，将感光性树脂24涂敷到用和透明基板1同样的材料所形成的基板13的一方的面(上面)13a上，为了对每个发光元件5(像素)形成对应微透镜阵列9的的凸透镜9a的部分，通过光刻法将感光性树脂24实施图像重叠。
(B)接下来，对被实施了图像重叠的感光性树脂24施加热度，使表面成圆形(热反流)，形成微透镜阵列9的凸透镜9a那样的形状。
(C)接下来，通过干式蚀刻加工，将由感光性树脂24形成的凸透镜9a的形状的部分复制到基板13上，在基板13上的一方的面(上面)上形成由多个凸透镜9a形成的微透镜阵列9。然后，在基板13及微透镜阵列9的表面涂敷AR敷层11。
这样在基板13上直接形成的微透镜阵列9，通过粘合剂10使微透镜阵列9位于上面一侧粘合到在一方的面(下面)1a上设置了多个发光元件5、被密封材料6所密封的透明基板1的另一方的面(上面)1b上，在构成具有驱动各发光元件5的驱动电路的电路基板(图中未示)的同时，构成发光显示板12。
通过这样的构造，在可以得到和实施例2几乎同样的作用及效果的同时，由于微透镜阵列9自身是由玻璃所形成的，因而很硬，所以即使微透镜阵列9露出到外部，也不用担心被刮损等。这样，就可以得到具有抗伤、不易破坏的表面的发光显示板12。
权利要求
1.一种发光显示板，具有在一方的面上设置有发光元件、在另一方的面为显示面的透明基板的发光显示板，其特征在于在所述透明基板的另一方的面上具有微透镜阵列。
2.根据权利要求1所述的发光显示板，其特征在于通过粘合剂将所述微透镜阵列粘合到所述透明基板的另一方的面上。
3.根据权利要求1所述的发光显示板，其特征在于在由和所述透明基板同样的材料构成的基板的一方的面上设置微透镜阵列，通过粘合剂将所述基板的另一方的面粘合到所述透明基板的另一方的面上。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的发光显示板，其特征在于所述微透镜阵列是由透明、且具有和所述透明基板同等或高的折射率的材料构成。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的发光显示板，其特征在于所述粘合剂是由透明、且具有和所述透明基板同等或高、并且和所述微透镜阵列同等或低的折射率的材料构成。
6.根据权利要求5所述的发光显示板，其特征在于所述粘合剂是由以比构成所述发光元件的材料的玻璃转变点低的温度热固化的材料构成。
7.根据权利要求5所述的发光显示板，其特征在于所述粘合剂是由通过可视光固化的材料构成。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的发光显示板，其特征在于所述微透镜阵列具有多个凸状的微透镜，将所述微透镜的大小定为1～100μm范围内。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的发光显示板，其特征在于所述发光元件是通过在透明基板的一方的面上按顺序至少叠层透明电极、发光层、金属电极而形成。
10.根据权利要求9所述的发光显示板，其特征在于所述发光层是由有机电致发光材料层构成。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的发光显示板，其特征在于至少在所述基板的另一方的面及微透镜阵列的表面涂敷反射防止剂。
12.一种发光显示板的制造方法，用于制造在透明基板的一方的面上具有发光元件、在另一方的面上具有微透镜阵列的发光显示板，其特征在于所述微透镜阵列的制造包括(a)在透明的基板的一方的面上涂敷构成微透镜阵列的树脂的工序；(b)将微透镜阵列的模型粘附到所述树脂上、将所述模型的形状复制到所述树脂上的工序；(c)使所述树脂固化的工序；(d)将所述模型及基板、或只将模型从所述树脂剥离、形成微透镜阵列的工序。
13.一种发光显示板的制造方法，用于制造在透明基板的一方的面上具有发光元件、在另一方的面上具有微透镜阵列的发光显示板，其特征在于所述微透镜阵列的制造包括(a)在透明的基板的一方的面上涂敷感光性树脂的工序；(b)采用光刻法对所述感光性树脂实施光刻构图，在每个像素中形成对应微透镜阵列的凸状微透镜的部分的工序；(c)加热被构图的所述感光性树脂、使其形成所述凸状微透镜的形状的工序；(d)同时对所述感光性树脂和透明基板进行干式蚀刻加工、将所述感光性树脂的形状复制到所述透明的基板上、形成微透镜阵列的工序。
全文摘要
本发明提供一种发光显示板及其制造方法。在具有在一方的面(1a)上设置发光元件(5)、另一方的面(1b)为显示面的透明基板(1)的发光显示板(12)中，在透明基板(1)的另一方的面上具有微透镜阵列(9)，通过粘合剂(10)将微透镜阵列(9)粘合到透明基板(1)的另一方的面(1b)上。从而，可以提高射出的光的出射效率、防止外光的反射、提高画面的清晰度、电流效率及包含发光元件的显示板的寿命。
文档编号H05B33/10GK1519794SQ20031012483
公开日2004年8月11日 申请日期2003年12月31日 优先权日2003年2月3日
发明者四谷真一 申请人:精工爱普生株式会社