[发明专利]图案形成用树脂组合物、图案形成方法及发光元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及图案形成用树脂组合物、图案形成方法及通过将在元件内部产生的光高效地取出到外部来实现高发光效率特性的发光元件的制造方法。

背景技术

对发光元件要求发光效率和亮度的提高。作为发光元件的高效化法，有在元件内部将电能转换成光时的光的产生效率(内部量子收率)的提高和将该产生的光有效地取出到元件外部的效率(光取出效率、外部量子收率)的提高这两种。关于内部量子收率，研究不断进展，其最近的提高显著。但是，通常发光元件材料由于折射率高，全反射等导致光被封入元件内，所以将在内部产生的光取出到元件外部的光取出效率非常低。

因此，通过对发光元件的表面赋予纳米水平的凹凸，致力于制作折射率梯度来防止反射，或者尝试在表面制作衍射光栅来取出1次衍射光等。但是，它们需要非常微细的纳米水平的加工，这些研究水平下的加工法中研究了电子束光刻，进而为了大量生产研究了纳米压印法等。然而，关于这些方法，存在装置成本高之类的问题，此外，必须以纳米尺寸制作规则的结构，所以制造困难。

此外，作为将发光表面粗面化的技术，已知有通常用盐酸、硫酸、过氧化氢或它们的混合液进行表面处理而粗面化的技术(以下参照专利文献1、专利文献2)，但这些方法受到基板的结晶性的影响，根据露出面方位产生能够粗面化的面和无法粗面化的面。因此发光面并不一定总是能够粗面化，光取出效率的提高有限。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-151834号公报

专利文献2：日本特开2003-258296号公报

专利文献3：日本特开2006-108635号公报

专利文献4：日本特开2001-100419号公报

发明内容

发明要解决的问题

对发光二级管(以下也记为LED)等发光元件的表面赋予微细结构时光取出效率提高。在该微细结构的制作中采用利用了嵌段共聚物的自组装的光刻法(专利文献1)时，能够以低成本有效地生产超微细结构。该方法与LED表面的微细加工适性良好，能够以低成本谋求LED的亮度提高(专利文献2)。然而，在推进研究的过程中获知，作为对光取出具有效果的现象采用防反射效果和衍射效果时效果高(专利文献3)，获知特别是衍射需要接近光波长的节距的凹凸结构。在使用了嵌段共聚物的纳米凹凸结构的制作方法中，由于利用分子的组织化，所以能够容易地形成100nm以下的图案，但100nm以上的图案形成很困难。此外，若使用混合了2种以上均聚物的共混聚合物，则容易形成1μm左右的节距(专利文献4)，但由于与嵌段共聚物不同未被分子键固定，所以存在工艺的稳定度不高之类的问题。进而，也存在通过将特定分子量的嵌段共聚物与嵌段共聚物中作为嵌段部分所含的均聚物组合并在氮气下进行热处理来形成节距数百纳米级的图案的例子，这种情况下，由于图案的圆形系数低，所以存在光取出效率低之类的问题(专利文献3)。

本发明要解决的课题在于，提供能够稳定地形成图案的图案形成用树脂组合物、及能够稳定地形成图案的海岛结构图案的形成方法、及通过将在元件内部产生的光高效地取出到外部来实现高发光效率特性的发光元件的制造方法。

用于解决问题的方案

本申请发明人等进行了深入研究并重复实验，结果完成了本发明。

即，本发明为以下所述的图案形成用组合物、图案形成方法及发光元件制造方法。

[1]一种图案形成用树脂组合物，其是包含以下的嵌段共聚物(a)、含芳香环的均聚物(b)和聚(甲基)丙烯酸酯均聚物(c)的图案形成用树脂组合物：

所述嵌段共聚物(a)包含含芳香环的聚合物和聚(甲基)丙烯酸酯作为嵌段部分，其中，该嵌段共聚物(a)的数均分子量为30万以上且500万以下，该含芳香环的聚合物部分和该聚(甲基)丙烯酸酯部分的总量相对于该嵌段共聚物(a)整体的比率为50摩尔％以上，该含芳香环的聚合物部分与该聚(甲基)丙烯酸酯部分的摩尔比为1∶1～1∶5；

所述含芳香环的均聚物(b)由构成所述嵌段共聚物(a)中作为嵌段部分所含的含芳香环的聚合物的单体来构成，其中，该含芳香环的均聚物的重均分子量为1500以上且8000以下；

所述聚(甲基)丙烯酸酯均聚物(c)由构成所述嵌段共聚物(a)中作为嵌段部分所含的聚(甲基)丙烯酸酯的单体来构成，其中，该聚(甲基)丙烯酸酯均聚物(c)的重均分子量为1500以上且14000以下；