JP6201311B2 - 面発光体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、面発光体及び面発光体の製造方法に関する。
有機EL(エレクトロルミネッセンス)発光素子は、フラットパネルディスプレーや蛍光灯等の代わりとなる次世代照明に用いられることが期待されている。
有機EL発光素子の構造は、発光層となる有機薄膜を2つの膜で挟んだだけの単純な構造のものから多層化した構造のものまで、多様化されている。後者の多層化した構造としては、例えば、陽極に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極が積層されたものが挙げられる。陽極と陰極とにより挟まれた層は、すべて有機薄膜で構成され、各有機薄膜の厚さは、非常に薄い。
有機EL発光素子は、その薄さから大面積に均一に製膜することが困難で、1つの有機EL発光素子のみで大面積の面発光体の製造を達成することは非常に困難である。そのため、有機EL発光素子を用いた大面積の面発光体を製造するためには、複数の有機EL発光素子を繋ぎ合わせて大面積化を達成することが一般的であるが、有機EL発光素子の繋ぎ目の部分が発光しない又は暗くなるという課題を有する。
前記課題を解決するために、例えば、特許文献1には、透明基板の端面間に光散乱手段を設け、有機EL発光素子の繋ぎ目部分が暗くなるのを抑制した面発光体が提案されている。また、特許文献2には、反射板や散乱層を用いて、全体の発光量を増大させた面発光体が提案されている。
特開2005−183352号公報 特開2004−200148号公報
しかしながら、特許文献1や特許文献2に提案されている面発光体は、有機EL発光素子から発光した光を散乱させ、有機EL発光素子の繋ぎ目の暗さの改善は見られるものの、その改善は不十分であり、面発光体全体を均一に発光させているとは言えない。
そこで、本発明の目的は、複数の有機EL発光素子を用いた面発光体における有機EL発光素子の繋ぎ目の暗さを改善し、面発光体全体が均一に発光する大面積の面発光体を提供することにある。
本発明は、基板の光入射面側に複数の有機EL発光素子が配置され、有機EL発光素子同士の間隙に拡散手段を有する面発光体であって、拡散手段が、基板とは逆側の面に凹曲面を有する拡散手段、又は基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段である面発光体に関する。
本発明の面発光体は、面発光体全体を均一に発光でき、大面積化が可能である。また、本発明の製造方法によると、有機EL発光素子を用いて大面積の面発光体を得ることができ、得られた大面積の面発光体は均一に発光される。
本発明の面発光体の一例を示す模式的断面図である。 有機EL発光素子の一例を示す模式的断面図である。 拡散手段の形状・構成の一例を示す模式的断面図である。 プリズムシートの一例を示す模式的斜視図である。 シリンドリカルレンズシートの一例を示す模式的斜視図である。 マイクロレンズシートの一例を上方から見た模式図及びマイクロレンズの一例を示す模式的斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いながら説明するが、本発明はこれらの図面に限定されるものではない。
(面発光体10)
本発明の面発光体10の一例を、図1に示す。
本発明の面発光体10は、基板11の光出射面側に光取り出し層14、基板11の光入射面側に複数の有機EL発光素子12が配置され、有機EL発光素子12同士の間隙に拡散手段13を有する。
(基板11)
基板11は、有機EL発光素子12から発光される可視光波長域(概ね400〜700nm)の光透過率が高いものであれば、特に限定されるものではない。
基板11の形状としては、例えば、フィルム、シート等が挙げられる。
基板11の厚さは、0.1〜100mmが好ましく、0.2〜50mmがより好ましい。基板11の厚さが0.1mm以上であると、面発光体の取り扱い性に優れる。また、基板11の厚さが100mm以下であると、面発光体の輝度に優れ、面発光体が軽量化される。
基板11の材料としては、例えば、ガラス;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;ポリスチレン、ABS樹脂等のスチレン系樹脂;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂;ポリイミド樹脂;アラミド系樹脂等が挙げられる。これらの基板11の材料の中でも、可視光波長域の光透過率が高く、面発光体の輝度に優れることから、ガラス、アクリル樹脂が好ましく、基板11の寸法安定性や耐熱性に優れ、面発光体の取り扱い性に優れることから、ガラスがより好ましい。
基板11の材料の屈折率は、面発光体の輝度に優れることから、有機EL発光素子基板21や拡散手段13の材料と近い屈折率であることが好ましく、1.30〜2.00が好ましく、1.35〜1.90がより好ましく、1.40〜1.80が更に好ましい。
基板11は、面発光体の輝度をより均一化するため、必要に応じて、微粒子を含んでもよい。
微粒子としては、例えば、後述する微粒子を含む樹脂からなる拡散手段13(c)の微粒子として例示した微粒子等が挙げられる。好ましい微粒子の体積平均粒子径、好ましい微粒子の形状についても、後述する微粒子を含む樹脂からなる拡散手段13(c)の微粒子と同様である。
(粘着層15)
基板11の光入射面側には、有機EL発光素子12や拡散手段13を固定するために、必要に応じて、粘着層15を設けてもよい。
粘着層15の材料としては、例えば、公知の粘着剤、公知の粘着シート、公知の接着剤、公知の接着シート、公知の光学密着シート、カーギル標準屈折液等の公知の光学密着液等が挙げられる。これらの粘着層15の材料の中でも、面発光体の輝度に優れることから、公知の光学密着シートや公知の光学密着液のような光学密着させることができるものが好ましい。
同様に、有機EL発光素子12の光出射面側、光取り出し層14の光入射面側、有機EL発光素子12と拡散手段13との境界面等に、面発光体を形成するために前記と同様の粘着層15を設けてもよく、面発光体の輝度に優れることから、公知の光学密着シートや公知の光学密着液のような光学密着させることができるものを粘着層15の材料として用いることが好ましい。
また、接着層15を設ける代わりに、基板11、光取り出し層14等の表面に易接着処理を施してもよい。更に、光取り出し層14は、基板11の光出射面側に直接賦形してもよい。
ここで光学密着とは、光透過性を有する物体同士がその間に空気層を形成することなく密着している状態をいう。一般に、フィルムやシート等の表面には微細な凹凸構造を有する。この微細な凹凸構造を空気でなく光学密着させることができる屈折率の近いもので埋めることで、面発光体の輝度の低下を抑制することができるため、各層間に光学密着させることができる粘着層15を設けることが好ましい。
(有機EL発光素子12)
有機EL発光素子12の一例を、図2に示す。
図2に示す有機EL発光素子12は、光出射面側から、有機EL発光素子基板21、第1電極22、発光層23、第2電極24が順次積層されている。
以下、図2に示す有機EL発光素子12について説明するが、図2に示す有機EL発光素子12に限定されるものではない。
(有機EL発光素子基板21)
有機EL発光素子基板21は、発光層23から発光される可視光波長域(概ね400〜700nm)の光透過率が高いものであれば、特に限定されるものではない。
有機EL発光素子基板21の形状としては、例えば、箔、フィルム、シート等が挙げられる。
有機EL発光素子基板21の厚さは、0.1〜20mmが好ましく、0.2〜10mmがより好ましい。有機EL発光素子基板21の厚さが0.1mm以上であると、有機EL発光素子12の取り扱い性に優れる。また、有機EL発光素子基板21の厚さが20mm以下であると、面発光体の輝度に優れ、面発光体が軽量化される。
有機EL発光素子基板21の材料としては、例えば、基板11で例示した材料等が挙げられる。これらの有機EL発光素子基板21の材料の中でも、可視光波長域の光透過率が高く、面発光体の輝度に優れることから、ガラス、アクリル樹脂が好ましく、有機EL発光素子基板21の寸法安定性や耐熱性に優れ、面発光体の取り扱い性に優れることから、ガラスがより好ましい。
有機EL発光素子基板21の材料の屈折率は、面発光体の輝度に優れることから、基板11や拡散手段13の材料と近い屈折率であることが好ましく、1.30〜2.00が好ましく、1.35〜1.90がより好ましく、1.40〜1.80が更に好ましい。
(第1電極22)
第1電極22は、陽極であってもよく、陰極であってもよいが、通常、陽極とされる。
第1電極22の材料としては、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)、IZO(酸化インジウム亜鉛)、FTO(フッ素ドープ酸化スズ)、GZO(ガリウムドープ酸化亜鉛)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、ATO(アンチモンドープ酸化スズ)、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等が挙げられる。これらの第1電極22の材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの第1電極22の材料の中でも、透明性や導電性に優れ、面発光体の輝度に優れることから、ITO、IZO、FTO、GZO、AZO、ATO、酸化亜鉛、酸化スズが好ましく、ITO、IZO、FTOがより好ましい。
第1電極22は、1層であってもよく、2層以上であってもよい。
第1電極22の厚さは、10nm〜2mmが好ましく、50nm〜1mmがより好ましい。第1電極22の厚さが10nm以上であると、導電性に優れる。また、第1電極22の厚さが1mm以下であると、透明性に優れる。
尚、第1電極22の厚さは、段差・表面粗さ・微細形状測定装置によって測定できる。
(発光層23)
発光層23は、有機化合物の発光材料を含む層である。
発光層23の有機化合物の発光材料としては、例えば、リン光性化合物のホスト化合物であるカルバゾール誘導体(4,4’−N,N’−ジカルバゾール−ジフェニル等)にイリジウム錯体(トリス(2−フェニルピリジン)イリジウムをドープしたもの;8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム等);その他公知の発光材料等が挙げられる。
発光層23は、有機化合物の発光材料の他に、後述する正孔輸送性材料、後述する電子輸送性材料等を含んでもよい。
発光層23は、1層であってもよく、2層以上であってもよい。例えば、面発光体を白色の有機EL照明として用いる場合、発光層23を、青発光層、緑発光層及び赤発光層を有する積層構造としてもよい。
発光層23の厚さは、1nm〜3μmが好ましく、10nm〜2μmがより好ましい。発光層23の厚さが1nm以上であると、面発光体の輝度に優れる。また、発光層23の厚さが3μm以下であると、面発光体の輝度ムラを抑制することができる。
尚、発光層23の厚さは、段差・表面粗さ・微細形状測定装置によって測定できる。
(第2電極24)
第2電極24は、陰極であってもよく、陽極であってもよいが、通常、陰極とされる。
第2電極24の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属;これらの金属のうち2つ以上を組み合わせた合金;これらの金属のフッ化物等の金属塩類;これらのうち1つ以上と金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1つ以上との合金等が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。
第2電極24は、1層であってもよく、2層以上であってもよい。
第2電極24の厚さは、5nm〜3mmが好ましく、10nm〜2mmがより好ましい。第2電極24の厚さが5nm以上であると、導電性に優れる。また、第2電極24の厚さが3mm以下であると、耐久性に優れる。
尚、第2電極24の厚さは、段差・表面粗さ・微細形状測定装置によって測定できる。
(他の機能層)
第1電極22と発光層23との間や発光層23と第2電極24との間に、必要に応じて、他の機能層を設けてもよい。
他の機能層としては、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等が挙げられる。
正孔注入層は、正孔注入材料を含む層である。
正孔注入材料としては、例えば、酸化モリブデン、酸化バナジウム等の遷移金属系の酸化物;銅フタロシアニン;導電性を有する有機高分子;その他公知の有機の正孔注入材料が挙げられる。
正孔注入層の厚さは、遷移金属系の酸化物の場合、2〜20nmが好ましく、3〜10nmがより好ましい。また、正孔注入層の厚さは、有機の正孔注入材料の場合、1〜100nmが好ましく、10〜50nmがより好ましい。
正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。
正孔輸送性材料としては、例えば、トリフェニルジアミン類(4,4’−ビス(m−トリルフェニルアミノ)ビフェニル等);その他公知の正孔輸送性材料が挙げられる。
正孔注入層の厚さは、1〜100nmが好ましく、10〜50nmがより好ましい。
正孔阻止層は、正孔阻止材料を含む層である。
正孔阻止材料としては、例えば、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン等);その他公知の正孔阻止材料が挙げられる。
正孔注入層の厚さは、1〜100nmが好ましく、5〜50nmがより好ましい。
電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。
電子輸送性材料としては、例えば、8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体;オキサジアゾール誘導体;その他公知の電子輸送性材料が挙げられる。
電子輸送層の厚さは、1〜100nmが好ましく、10〜50nmがより好ましい。
電子注入層は、電子注入材料を含む層である。
電子注入材料としては、例えば、アルカリ金属化合物(フッ化リチウム等);アルカリ土類金属化合物(フッ化マグネシウム等);金属(ストロンチウム等);その他公知の電子注入材料が挙げられる。
電子注入層の厚さは、0.1〜50nmが好ましく、0.2〜10nmがより好ましい。
尚、これらの他の機能層の厚さは、段差・表面粗さ・微細形状測定装置によって測定できる。
第1電極22、発光層23、第2電極24、他の機能層等は、公知の積層方法により積層することができる。
積層方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。これらの積層方法は、積層される層や積層する層の特性等に応じて、適宜選択すればよい。
また、これらの積層前に、層間の密着性を高めるために、必要に応じて、紫外線オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理等の処理を行ってもよい。
(拡散手段13)
拡散手段13は、有機EL発光素子12同士の間隙に配置され、有機EL発光素子12の側面から放射された光を基板11へ出射させることや、基板11等で反射して光出射面側から入射した光を再反射させて基板11へ出射させることを目的とする。
拡散手段13としては、前記目的を達成するものであれば特に限定されないが、例えば、基板とは逆側の面に凹曲面を有する拡散手段、基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段、微粒子を含む樹脂からなる拡散手段、公知の拡散手段等が挙げられる。これらの拡散手段13の中でも、面発光体の輝度に優れることから、基板とは逆側の面に凹曲面を有する拡散手段、基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段、微粒子を含む樹脂からなる拡散手段が好ましく、基板とは逆側の面に凹曲面を有する拡散手段、基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段がより好ましく、基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段が更に好ましい。
拡散手段13の厚さは、有機EL発光素子12の側面から放射された光を効率的に取り込むことから、有機EL発光素子12と同程度の厚さであることが好ましく、0.1〜20mmが好ましく、0.2〜10mmがより好ましい。
拡散手段13の材料の屈折率は、面発光体の輝度に優れることから、基板11や有機EL発光素子基板21と近い屈折率であることが好ましく、1.30〜2.00が好ましく、1.35〜1.90がより好ましく、1.40〜1.80が更に好ましい。
(凹曲面を有する拡散手段13(a))
基板とは逆側の面に凹曲面を有する拡散手段13(a)(以下、単に「拡散手段13(a)」という)は、基板とは逆側の面に凹曲面を有することで、拡散手段13(a)内に入射した光をより多く基板11へ出射させることを目的とする。
拡散手段13(a)の材料としては、例えば、基板11で例示した材料等が挙げられる。これらの拡散手段13(a)の材料の中でも、可視光波長域の光透過率が高く、面発光体の輝度に優れることから、ガラス、アクリル樹脂が好ましい。
拡散手段13(a)の凹曲面は、1つの拡散手段13(a)全域で1つの大きな凹曲面を有してもよく、1つの拡散手段13(a)に複数の小さな凹曲面を有してもよい。
拡散手段13(a)の凹曲面の凹部の深さは、拡散手段13(a)の厚さを超えなければ特に限定されないが、拡散手段13(a)内に入射した光をより多く基板11へ出射させることができることから、できる限り深いことが好ましい。
(凹凸構造を有する拡散手段13(b))
基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段13(b)(以下、単に「拡散手段13(b)」という)は、基板とは逆側の面に凹凸構造を有することで、拡散手段13(b)内に入射した光をより多く基板11へ出射させることを目的とする。
拡散手段13(b)としては、公知の凹凸構造を有するシート等が挙げられ、具体的には、プリズムシート;シリンドリカルレンズシート;マイクロレンズシート等が挙げられる。
プリズムシートとしては、公知のプリズムシート等が挙げられ、具体的には、図4に示すような断面が三角形で柱状の凹構造を有するシート等が挙げられる。
レンズの形状、大きさ、配置、充填率等は、有機EL発光素子12の配向分布や有機EL発光素子が基板と接する面積と拡散手段が基板と接する面積との比等により、適宜設定すればよい。
シリンドリカルレンズシートとしては、公知のシリンドリカルレンズシート等が挙げられ、具体的には、図5に示すような断面が半球で柱状の凸構造を有するシート等が挙げられる。
レンズの形状、大きさ、配置、充填率等は、有機EL発光素子12の配向分布や有機EL発光素子が基板と接する面積と拡散手段が基板と接する面積との比等により、適宜設定すればよい。
マイクロレンズシートは、球欠形状、楕円体球欠形状、角錐形状、円錐形状等の凸構造又は凹構造の複数のマイクロレンズで構成されたシートである。
マイクロレンズシートとしては、公知のマイクロレンズシート等が挙げられ、具体的には、図6(a)に示すような半球形状のマイクロレンズシート、図6(b)に示すような四角錐形状のマイクロレンズシート等が挙げられる。
レンズの形状、大きさ、配置、充填率等は、有機EL発光素子12の配向分布や有機EL発光素子が基板と接する面積と拡散手段が基板と接する面積との比等により、適宜設定すればよい。
拡散手段13(b)の材料としては、例えば、基板11で例示した材料等が挙げられる。これらの拡散手段13(b)の材料の中でも、可視光波長域の光透過率が高く、面発光体の輝度に優れることから、ガラス、アクリル樹脂が好ましい。
(微粒子を含む樹脂からなる拡散手段13(c))
微粒子を含む樹脂からなる拡散手段13(c)(以下、単に「拡散手段13(c)」という)は、拡散手段13(c)内の微粒子により光を拡散させ、拡散手段13(c)内に入射した光をより多く基板11へ出射させることを目的とする。
拡散手段13(c)の樹脂の材料としては、可視光波長域の光透過率が高い樹脂であれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂;ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリ塩化ビニル樹脂;ポリスチレン、ABS樹脂等のスチレン系樹脂;ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂;ポリイミド樹脂;アラミド系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の中でも、可視光波長域の光透過率が高く、面発光体の輝度に優れることから、アクリル樹脂が好ましい。
拡散手段13(c)の微粒子としては、可視光波長域の光拡散効果を有する微粒子であれば特に限定されることはなく、公知の微粒子を用いることができる。微粒子は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
微粒子の材料としては、例えば、金、銀、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、チタン、亜鉛、ゲルマニウム、インジウム、スズ、アンチモン、セリウム等の金属;酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化インジウム、酸化スズ、インジウムスズ酸化物、酸化アンチモン、酸化セリウム等の金属酸化物;水酸化アルミニウム等の金属水酸化物;炭酸マグネシウム等の金属炭酸化物;窒化ケイ素等の金属窒化物;アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂等が挙げられる。これらの微粒子の材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの微粒子の材料の中でも、拡散手段13(c)の形成時の取り扱い性に優れることから、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂が好ましく、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂の粒子がより好ましく、アクリル樹脂、シリコーン樹脂が更に好ましく、シリコーン樹脂が特に好ましい。
微粒子の体積平均粒子径は、可視波長域の光を効果的に散乱させることができることから、0.5〜20μmが好ましく、1.0〜15μmがより好ましく、1.5〜10μmが更に好ましい。
微粒子の形状としては、例えば、球状、円柱状、立方体状、直方体状、角錐状、円錐状、星型状、不定形状が挙げられる。これらの微粒子の形状は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの微粒子の形状の中でも、可視波長域の光を効果的に散乱させることができることから、球状、立方体状、直方体状、角錐状、星型状が好ましく、球状がより好ましい。
拡散手段13(c)の中の樹脂と微粒子の含有率は、拡散手段13全量中、樹脂50〜99質量%、微粒子1〜50質量%が好ましく、樹脂60〜97質量%、微粒子3〜40質量%がより好ましく、樹脂70〜95質量%、微粒子5〜30質量%が更に好ましい。拡散手段13(c)の樹脂と微粒子の含有率が樹脂50質量%以上、微粒子50質量%以下であると、拡散手段13(c)の形成時の取り扱い性に優れる。拡散手段13(c)の樹脂と微粒子の含有率が樹脂99質量%以下、微粒子1質量%以上であると、可視波長域の光を効果的に散乱させることができ、面発光体の輝度に優れる。
拡散手段13(c)の中の樹脂と微粒子の屈折率差は、可視波長域の光を効果的に散乱させることができ、面発光体の輝度に優れることから、0.02以上が好ましく、0.04以上がより好ましい。
拡散手段13は、拡散手段13(a)と拡散手段13(c)を複合した拡散手段、拡散手段13(b)と拡散手段13(c)を複合した拡散手段でもよい。
拡散手段13は、拡散手段13(a)内に入射した光をより多く基板11へ出射させることができることから、基板とは逆側の面に反射層を設けてもよい。反射層としては、例えば、公知の光反射能を有する材料からなる層等が挙げられる。
拡散手段13には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の成分を含んでもよい。他の成分としては、例えば、例えば、離型剤、帯電防止剤、レべリング剤、防汚性向上剤、分散安定剤、粘度調整剤等の各種添加剤等が挙げられる。
拡散手段13中の他の成分の含有率は、可視波長域の光を効果的に散乱させることができ、面発光体の輝度に優れることから、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましい。
拡散手段13の形成方法は、特に限定されないが、工程が簡便であることから、有機EL発光素子12の基板11への積層後に、有機EL発光素子12の間隙に拡散手段13を基板11へ積層する方法が好ましい。
拡散手段13の積層方法としては、例えば、拡散手段13を直接貼り付ける方法、溶剤に溶解・分散させた拡散手段13を塗布して溶剤を乾燥させる方法、拡散手段13の硬化性組成物を塗布して紫外線や熱等により硬化させる方法等が挙げられる。拡散手段13(a)の凹曲面や拡散手段13(b)の凹凸構造等の形状付与は、型等を用いて積層時に形成してもよい。
有機EL発光素子12が基板11と接する面積と拡散手段13が基板11と接する面積との比は、50:50〜99:1であることが好ましく、60:40〜98:2であることがより好ましく、70:30〜97:3であることがより好ましい。
有機EL発光素子12が基板11と接する面積が下限値以上、拡散手段13が基板11と接する面積が上限値以下であると、有機EL発光素子12の繋ぎ目が少なくなり、面発光体の輝度に優れる。また、有機EL発光素子12が基板11と接する面積が上限値以下、拡散手段13が基板11と接する面積が下限値以上であると、拡散手段13の形成が容易で、面発光体を製造しやすい。
(光取り出し層14)
基板11の光出射面側には、面発光体の輝度を向上し、面発光体の輝度をより均一化するため、光取り出し層14を配置することが好ましい。
光取り出し層14としては、公知の有機EL光取り出し部材等が挙げられ、具体的には、プリズムシート、シリンドリカルレンズシート、マイクロレンズシート等の凹凸構造を有するシート;微粒子によるコーティング層等が挙げられる。
プリズムシート、シリンドリカルレンズシート、マイクロレンズシートは、前述した拡散手段13(b)として例示したシート等が挙げられる。
レンズの形状、大きさ、配置、充填率等は、有機EL発光素子12の配向分布や有機EL発光素子が基板と接する面積と拡散手段が基板と接する面積との比等により、適宜設定すればよい。
光取り出し層14は、面発光体の輝度をより均一化するため、必要に応じて、微粒子を含んでもよい。
微粒子としては、例えば、前述した微粒子を含む樹脂からなる拡散手段13(c)の微粒子として例示した微粒子等が挙げられる。好ましい微粒子の体積平均粒子径、好ましい微粒子の形状についても、前述した微粒子を含む樹脂からなる拡散手段13(c)の微粒子と同様である。
微粒子によるコーティング層は、例えば、公知の微粒子によるコーティング層が挙げられる。
微粒子によるコーティング層の形成方法は、例えば、分散媒に分散させ微粒子を塗布して分散媒を乾燥させる方法、微粒子を含む硬化性組成物を塗布して紫外線や熱等により硬化させる方法等が挙げられる。
(面発光体10の製造方法)
本発明の面発光体10の製造方法は、基板11の光入射面側に複数の有機EL発光素子12が配置され、有機EL発光素子12の間隙に拡散手段13を有していれば、積層する順序等は特に限定されない。
本発明の面発光体10の製造方法としては、例えば、基板11の光入射面側に粘着層15を積層し、前記粘着層15上に複数の有機EL発光素子12を配置し、有機EL発光素子12の間隙に拡散手段13を配置し、必要に応じて、基板11の光出射面側に粘着層15を介して光取り出し層14を積層する方法が挙げられる。
基板11には、有機EL発光素子12を固定するためのフックのような部材を有してもよい。このような部材を用いることで、有機EL発光素子12が劣化した際に、有機EL発光素子12を交換することが可能となる。
(面発光体10の用途)
本発明の面発光体は、面発光体全体を均一に発光でき、大面積化が可能であることから、例えば、照明、ディスプレイ、スクリーン等に好適に用いることができ、特に照明が好ましい。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
面発光体は、光取り出し層14、粘着層15、基板11、粘着層15、有機EL発光素子12の順に積層し、有機EL発光素子12の間隙に拡散手段13を配置したものを用いた。尚、面発光体の各層は、光学密着させた。
光取り出し層14は、微粒子(屈折率1.42、直径2.0μm)を30質量%含むフィルム(屈折率1.49、厚さ45μm)に凸構造の球欠形状(直径50μm、高さ25μm、六方配列、充填率90%)を設けたものを用いた。尚、光取り出し層14の寸法は、110mm×330mmとした。
粘着層15は、いずれも屈折率1.49で厚さ20μmのものを用いた。尚、粘着層15の寸法は、110mm×330mmとした。
基板11は、屈折率1.49で厚さ2mmのアクリル樹脂板を用いた。尚、基板11の寸法は、110mm×330mmとした。
有機EL発光素子12は、光出射面側から、有機EL発光素子基板21、発光層23、第2電極24の順に積層したものを用いた。尚、有機EL発光素子12の各層は、光学密着させ、有機EL発光素子12の寸法は、100mm×100mmとした。
有機EL発光素子基板21は、屈折率1.51で厚さ0.7mmのガラス板を用いた。
発光層23は、1μmのものを用いた。
第2電極24は、厚さ1mmのものを用い、発光層23と接する面の反射率を90%と設定した。
拡散手段13は、後述する実施例に記載のものを用いた。尚、拡散手段の寸法は、10mm×100mmとし、有機EL発光素子12の間隙に配置した。
光は、発光層23から発して、面発光体の各層を通過して出射するものとし、光取り出し層14から出射する光の量を受光器(寸法150mm×400mm)により計算した。発光層23から発する光の分布はランバーシャン分布、光の量は1W、光線本数は1億本と設定し、出射する光の量を計算した。
実施例及び比較例において出射する光の量は、光線追跡ソフトウェアLightTools(Optical Research Associates社)を用いてシミュレーションを行い、面発光体の有機EL発光素子の部分と有機EL発光素子の繋ぎ目とを算出して比較した。
[実施例1]
拡散手段13として、屈折率1.49で厚さ0.7mmの層に凹構造の四角錘(頂角90度、ピッチ100μm、高さ50μm)を矩形配列で最密充填となるよう配置したものを用い、出射する光の量を計算した。
[実施例2]
拡散手段13として、屈折率1.49で厚さ0.7mmの層に凹構造の四角錘(頂角90度、ピッチ100μm、深さ50μm)を矩形配列で最密充填となるよう配置し、更に基板とは逆側の面に反射層を設けたものを用い、出射する光の量を計算した。
[実施例3]
拡散手段13として、微粒子(屈折率1.42、直径2.0μm)を5質量%含む屈折率1.49で厚さ0.7mmの層を用い、出射する光の量を計算した。
[実施例4]
拡散手段13として、微粒子(屈折率1.42、直径2.0μm)を20質量%含む屈折率1.49で厚さ0.7mmの層を用い、出射する光の量を計算した。
[比較例1]
拡散手段13を有さない面発光体の出射する光の量を計算した。
[比較例2]
拡散手段13の代わりに、屈折率1.49で厚さ0.7mmの平坦な層を用い、出射する光の量を計算した。
実施例1〜4及び比較例1〜2の結果を表1に示す。
尚、表1における拡散手段種類は、以下のものを表す。
A:基板とは逆側の面に凹凸構造を有する拡散手段
B:微粒子を含む樹脂からなる拡散手段
C:拡散しない平坦な層
また、表1における視認性は、以下の基準を表す。
○:有機EL発光素子の繋ぎ目の発光が改善された
△:有機EL発光素子の繋ぎ目の発光がやや改善された
×:有機EL発光素子の繋ぎ目の発光が改善されなかった
表1から、拡散手段を設けなかった比較例1〜2の面発光体と比較して、拡散手段を設けた実施例1〜4の面発光体の方が、有機EL発光素子の繋ぎ目の発光が改善されたことが分かった。
本発明の面発光体は、面発光体全体を均一に発光でき、大面積化が可能であることから、例えば、照明、ディスプレイ、スクリーン等に好適に用いることができる。
10 面発光体
11 基板
12 有機EL発光素子
13 拡散手段
14 光取り出し層
15 粘着層
21 有機EL発光素子基板
22 第1電極
23 発光層
24 第2電極

Claims (5)

  1. 基板の光入射面側に複数の有機EL発光素子が配置され、有機EL発光素子同士の間隙に拡散手段を有する面発光体であって、
    拡散手段が、基板とは逆側の表面に凹曲面を有する拡散手段、または基板とは逆側の表面に凹凸構造を有する拡散手段である面発光体。
  2. 拡散手段の基板とは逆側の面に、更に反射層を有する、請求項に記載の面発光体。
  3. 有機EL発光素子が基板と接する面積と拡散手段が基板と接する面積との比が、50:50〜99:1である、請求項1または2に記載の面発光体。
  4. 更に、基板の光出射面側に光取り出し層が配置される、請求項1〜3のいずれかに請求項1〜のいずれかに記載の面発光体。
  5. 光取り出し層が、マイクロレンズシートである、請求項に記載の面発光体。
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