JP5515799B2 - 面光源装置用積層体及び面光源装置 - Google Patents
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Description
本発明の別の目的は、光取り出し効率が高く、機械的強度が高く、且つ寿命の長い面光源装置を提供することにある。
即ち、本発明によれば、下記〔1〕〜〔7〕が提供される。
表面に凹凸構造を有する凹凸構造層、第1のガスバリア層、フィルム基材、及び透明電極層をこの順に備える、面光源装置用積層体。
〔2〕 前記フィルム基材が、脂環式構造含有重合体樹脂の層を少なくとも1層含む、請求項1に記載の面光源装置用積層体。
〔3〕 前記フィルム基材と前記透明電極層との間に、第2のガスバリア層をさらに備える、請求項1又は2に記載の面光源装置用積層体。
〔4〕 前記凹凸構造が、斜面を含む複数の凹部と、各凹部の周囲に位置する平坦部とを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の面光源装置用積層体。
〔5〕 前記透明電極層が金属薄膜層からなり、前記透明電極層のシート抵抗値が50Ω/□以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の面光源装置用積層体。
〔6〕 前記金属薄膜層が、金、銀、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、請求項5に記載の面光源装置用積層体。
〔7〕 請求項1〜6のいずれか1項に記載の面光源装置用積層体、発光層、及び反射電極層をこの順に備える、面光源装置。
本発明の面光源装置用積層体は、表面に凹凸構造を有する凹凸構造層、第1のガスバリア層、フィルム基材、及び透明電極層をこの順に備える。
図1は、本発明の面光源装置用積層体の一例を模式的に示す斜視図であり、図2は、図1に示す面光源装置用積層体を、図1中の線1a−1bを通り、フィルム基材の面方向と垂直な面で切断した断面を示す断面図である。
フィルム基材の材料は、特に限定されず、透明な層を形成することができる各種の樹脂を用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂を挙げることができ、熱可塑性樹脂が、加工が容易であるため好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリエステル系の樹脂、ポリアクリレート系の樹脂、脂環式構造含有重合体樹脂を挙げることができ、特に、脂環式構造含有重合体樹脂が好ましい。
本発明において、ガスバリア層は、水蒸気等の、外気中に存在し発光層を劣化させうる成分をバリアする能力を有する層である。
ガスバリア層の水蒸気透過率は、その上限が1.0g/m2・day以下であることが好ましく、0.2g/m2・day以下であることがより好ましい。一方水蒸気透過率の下限は、0g/m2・dayであることが最も好ましいが、それ以上の値であっても、上記上限以下の範囲内であれば、好ましく機能しうる。本発明の面光源装置用積層体が、第1のガスバリア層及び第2のガスバリア層を有する場合は、それぞれのガスバリア層が、いずれも上記の水蒸気透過率を有することが好ましい。
本発明において、凹凸構造層は、フィルム基材上に、第1のガスバリア層を介して設けられる。
凹凸構造層は、第1のガスバリア層に直接接して設けられていてもよく、他の任意の層を介して設けられていてもよいが、第1のガスバリア層に直接接して設けられることが、フィルム基材と凹凸構造層との密着性、高い光取り出し効率等の観点から好ましい。フィルム基材が脂環式構造含有重合体樹脂の層を少なくとも1層含み、かつ第1のガスバリア層側の層が脂環式構造含有重合体樹脂である場合、第1のガスバリア層が無い場合に比べて高い密着性を実現できる観点から、さらに好ましい。
粒子の粒径は好ましくは0.1μm以上10μm以下であり、より好ましくは5μm以下である。ここで粒径とは、体積基準の粒子量を、粒子径を横軸にして積算した積算分布における50%粒子径のことである。粒径が大きいほど、所望の効果を得るために必要な粒子の含有割合は多くなり、粒径が小さいほど、含有量は少なくてすむ。従って、粒径が小さいほど、観察角度による色味の変化の低減、及び光取り出し効率の向上等の所望の効果を、少ない粒子で得ることができる。なお、粒径は、粒子の形状が球状以外である場合には、その同等体積の球の直径を粒径とする。
凹凸構造層は、例えば、凹凸構造層を形成するのに適した樹脂組成物(1)を調製し、これを用いて第1のガスバリア層上に形成することができる。凹凸構造層を形成するのに適した樹脂組成物(1)としては、上に列挙した、凹凸構造層の材料の樹脂であって硬化前のもの、及び拡散剤を含む組成物を用いることができる。樹脂組成物(1)は、必要に応じて、溶媒を含むことができる。しかしながら、樹脂組成物(1)は、溶媒を添加せず調製し、形成工程において揮発することが必要な成分が、少ないか又は存在しない組成物とすることが、後述するフォトポリマー法を円滑に行いうる等の観点から好ましい。
透明電極層は、フィルム基材の両面のうち、第1のガスバリア層が設けられる側と反対の面側に設けられる。
透明電極層は、フィルム基材に直接接して設けられていてもよく、他の任意の層を介して設けられていてもよいが、好ましくは、上に述べた第2のガスバリア層を介して設けられる。
本発明の面光源装置は、前記本発明の面光源装置用積層体と、有機EL素子とを備える。
図8は、図1及び図2に示した本発明の面光源装置用積層体100を備える、本発明の面光源装置の一例を模式的に示す斜視図であり、図9は、図8に示す面光源装置10を、図8中の線1a−1bを通り、フィルム基材の面方向と垂直な面で切断した断面を示す断面図である。
前記有機EL素子140として例示するように、本発明の面光源装置においては、面光源装置用積層体中の透明電極層と、反射電極層等の前記透明電極層に対向する電極層と、これらの電極層間に設けられ、電極から電圧を印加されることにより発光する発光層と、により、有機EL素子が構成される。
透明電極の材料としてはITO等を挙げることができる。
正孔注入層の材料としてはスターバースト系芳香族ジアミン化合物等を挙げることができる。
正孔輸送層の材料としてはトリフェニルジアミン誘導体等を挙げることができる。
黄色発光層のホスト材料としては同じくトリフェニルジアミン誘導体等を挙げることができ、黄色発光層のドーパント材料としてはテトラセン誘導体等を挙げることができる。
緑色発光層の材料としては、ピラゾリン誘導体などがあげられる。
青色発光層のホスト材料としてはアントラセン誘導体等を挙げることができ、青色発光層のドーパント材料としてはペリレン誘導体等を挙げることができる。
赤色発光層の材料としては、ユーロピウム錯体などを上げることができる。
電子輸送層の材料にはアルミニウムキノリン錯体(Alq)等を挙げることができる。
陰極材料にはフッ化リチウムおよびアルミニウムをそれぞれ用い、これらを順次真空成膜により積層させたものを挙げることができる。
本発明の面光源装置用積層体を有する本発明の面光源装置は、照明器具及びバックライト装置等の用途に用いうる。
前記照明器具は、本発明の面光源装置を光源として有し、さらに、光源を保持する部材、電力を供給する回路等の任意の構成要素を含むことができる。前記バックライト装置は、本発明の面光源装置を光源として有し、さらに、筐体、電力を供給する回路、出光する光をさらに均一にするための拡散板、拡散シート、プリズムシート等の任意の構成要素を含むことができる。前記バックライト装置の用途は、液晶表示装置等、画素を制御して画像を表示させる表示装置、並びに看板等の固定された画像を表示させる表示装置のバックライトとして用いることができる。
本発明は、前記具体例には限定されず、本願の特許請求の範囲及びその均等の範囲内で、任意の変更を施すことができる。
例えば、本発明の面光源装置用積層体は、凹凸構造層、ガスバリア層、フィルム基材、及び透明電極層に加えて、任意の層をさらに含むものであってもよい。かかる任意の層は、凹凸構造層、ガスバリア層、フィルム基材、及び透明電極層の間に位置する層のみならず、例えば凹凸構造層の表面の凹凸構造の上にさらに設けられたコーティング層であってもよく、かかるコーティング層が、本発明の面光源装置の装置出光面の凹凸構造を規定するものであってもよい。
また、上記実施形態の例示において、凹凸構造層の表面の全面に分布する凹部として、同一の形状からなるもののみが分布しているものを示したが、凹凸構造層の表面において、異なる形状の凹部が混在していてもよい。例えば、大きさの異なる角錐形状の凹部が混在していたり、角錐形状の凹部と円錐形状の凹部が混在していたり、複数の角錐が組み合わされた形状のものと単純な角錐形状とが混在していてもよい。
また、上記具体例において、凹凸構造を構成する平坦部の幅、及び隣り合う平坦部の間隔については、常に一定のものを示したが、平坦部の幅が狭いものと広いものとが混在していてもよく、また、平坦部の間隔が狭い箇所と広い箇所とが混在していてもよい。そのようにして、平坦部の高さ、幅、及び間隔の1以上の要素において、出射光の干渉をもたらす差異を超える寸法差が設けられている態様とすることにより、干渉による虹ムラを抑制することができる。
また、上記具体例中の反射電極層を、透明電極層と反射層に置き換えても、反射電極層と同様の効果を有する装置を構成することができる。
(1−1.樹脂組成物(1))
ウレタンアクリレートを主成分とするUV硬化樹脂(屈折率1.54)に直径2μmの粒子(シリコーン樹脂)を添加し、撹拌して粒子を分散させ、凹凸構造層の材料となる樹脂組成物(1)を調製した。粒子の含有割合は、樹脂組成物(1)全量中の10重量%とした。
ロール状のフィルム基材(商品名「ゼオノアフィルム」、日本ゼオン株式会社製、脂環式構造含有重合体樹脂のフィルム、厚さ180μm)の一方の面上に、アーク放電プラズマを用いた真空成膜装置にて、50nmのSiOxNy膜を第2のガスバリア層として成膜した。次にこのフィルムの第2のガスバリア層上に、さらに透明電極層としてのITO層をスパッタリングにより1000Åの厚さになるように形成した。次に、もう一方の面(フィルム基材の、第2のガスバリア層及び透明電極層を有しない側の面)上にアーク放電プラズマを用いた真空成膜装置にて、50nmのSiOx膜を第1のガスバリア層として成膜し、(第1のガスバリア層)−(フィルム基材)−(第2のガスバリア層)−(透明電極層)の層構成を有する多層フィルムを得た。
(1−2)で得た多層フィルムの、第1のガスバリア層側の面上に、(1−1)で得た樹脂組成物(1)を塗布して塗膜を形成し、かかる塗膜上に金属モールドを押し付けた。この状態で、透明電極層、第2のガスバリア層、フィルム基材、第1のガスバリア層を透過して、樹脂組成物(1)の塗膜に、紫外線を1.5J/cm2照射し、塗膜を硬化させ、凹凸構造層を形成し、(凹凸構造層)−(第1のガスバリア層)−(フィルム基材)−(第2のガスバリア層)−(透明電極層)の層構成を有する面光源装置用積層体1を得た。金属モールドとしては、表面の形状が、頂角60°、底辺25μmの正四角錐が30μmのピッチで並んだ(即ち、隣接する四角錐間に5μmの平坦部が存在する)形状であるものを用いた。
(1−3)で得た面光源装置用積層体1の透明電極層側の面に、ホール輸送層10nm、黄色発光層20nm、青色発光層15nm、電子輸送層15nm、電子注入層1nm、及び反射電極層100nmを、この順に形成した。ホール輸送層から電子輸送層までは全て有機材料により形成した。黄色発光層及び青色発光層はそれぞれ異なる発光スペクトルを有している。
・ホール輸送層;4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)
・黄色発光層;ルブレン1.5重量%添加 α−NPD
・青色発光層;イリジウム錯体10重量%添加 4,4’−ジカルバゾリル−1,1’−ビフェニル(CBP)
・電子輸送層;フェナンスロリン誘導体(BCP)
・電子注入層;フッ化リチウム(LiF)
・反射電極層;Al
透明電極層としてITO層を設ける代わりに、反射率が35%になるように蒸着時間を調整して銀の層を設けた以外は、実施例1と同様にして、面光源装置用積層体2を作製し、さらに面光源装置を作製した。得られた面光源装置用積層体2の銀の透明電極層のシート抵抗値は24Ω/□であった。面光源装置用積層体2の水蒸気透過率は、0.005g/m2・day以下であった。得られた面光源装置に通電し駆動させたところ、良好な白色の発光が得られた。
第1のガスバリア層及び第2のガスバリア層を設けなかった他は、実施例1と同様にして、(凹凸構造層)−(フィルム基材)−(透明電極層)の層構成を有する面光源装置用積層体3を得た。得られた面光源装置用積層体3の水蒸気透過率は0.6g/m2・dayであった。また凹凸構造層とフィルム基材との密着性が悪く剥離部が見られた。
10U:面光源装置用積層体表面
11A〜11D:斜面
11E〜11H:凹部底辺
100、200:面光源装置用積層体
111:凹凸構造層
113:凹部
114:平坦部
121:第1のガスバリア層
122:第2のガスバリア層
131:フィルム基材
140:有機EL素子
141:透明電極層
142:発光層
143:反射電極層
144:透明電極層
151:封止基板
Claims (6)
- 有機エレクトロルミネッセンス素子を含む面光源装置の出光面側の層を構成するための、面光源装置用積層体であって、
表面に凹凸構造を有する凹凸構造層、第1のガスバリア層、フィルム基材、及び透明電極層をこの順に備え、
前記第1のガスバリア層は、フィルム基材に直接接して設けられており、前記凹凸構造層は第1のガスバリア層に直接設けられており、
前記凹凸構造層が紫外線硬化樹脂からなり、前記フィルム基材が脂環式構造含有重合体樹脂からなる、面光源装置用積層体。 - 前記フィルム基材と前記透明電極層との間に、第2のガスバリア層をさらに備える、請求項1に記載の面光源装置用積層体。
- 前記凹凸構造が、斜面を含む複数の凹部と、各凹部の周囲に位置する平坦部とを有する、請求項1又は2に記載の面光源装置用積層体。
- 前記透明電極層が金属薄膜層からなり、前記透明電極層のシート抵抗値が50Ω/□以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の面光源装置用積層体。
- 前記金属薄膜層が、金、銀、及びこれらの混合物からなる群より選択される材料を含む、請求項4に記載の面光源装置用積層体。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の面光源装置用積層体、発光層、及び反射電極層をこの順に備える、面光源装置。
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