KR20120023605A

KR20120023605A - Ｅｌ 패널 및 그것을 이용한 조명 장치 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20120023605A
Application number: KR1020117023662A
Authority: KR
Inventors: 고헤이 모로나가; 히데아끼 홈마; 아끼히또 가고따니
Original assignee: 도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-03-13
Also published as: US20150312973A1; JPWO2010113738A1; TWI501689B; TW201044898A; EP2416622A1; US9763288B2; CN102379155A; CN102379155B; JP4873099B2; WO2010113738A1; EP2416622B1; KR101747978B1; US9112185B2; US20120104946A1; EP2416622A4

Abstract

EL 소자의 최표면에 열의 전도를 억제하는 보호 시트에 의해, EL 소자의 면내에서 휘도의 불균일이 생기기 어려운 EL 패널, EL 조명 장치, EL 표시 장치를 제공한다. 투광성 기판과, 상기 투광성 기판의 한쪽의 면에 형성되며, 양극과 음극 사이에 끼워진 발광 매체층을 구비한 EL 소자와, 상기 EL 소자의 상기 투광성 기판의 다른 쪽의 면에 보호 시트를 구비한 EL 패널로서, 상기 보호 시트는, 상기 투광성 기판과는 반대측의 면에, 라운딩을 띤 볼록 형상과 프리즘 형상을 갖고, 또한, 상기 라운딩을 띤 볼록 형상은, 상기 라운딩을 띤 볼록 형상의 저면으로부터 꼭대기부로 감에 따라서, 상기 단위 볼록부의 상기 저면과 평행한 단면적이 작아지고 저면으로부터 가장 떨어진 단면의 중심점을 정점으로 하고, 정점의 높이 및 상기 정점간의 거리가 최적화됨으로써, EL 소자의 면내에서 휘도의 불균일이 생기기 어렵다, EL 패널, EL 조명, EL 표시 장치로 한다.

Description

ＥＬ 패널 및 그것을 이용한 조명 장치 및 표시 장치{EL PANEL, AND ILLUMINATING DEVICE AND DISPLAY DEVICE USING EL PANEL}

본 발명은 조명 장치, 전기 장식, 사인용 광원 등에 이용되는 EL 패널(일렉트로 루미네션스 소자) 및 EL 패널을 이용한 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로, EL 소자는, 투광성 기판 상에, 정공 주입층, 정공 수송층, 인터레이어층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층을, 양극과 음극 사이에 끼운 구조를 갖는다.

전술한 구조의 양극과 음극에 직류 전압을 인가하고, 발광층에 전자 및 정공을 주입하여 재결합시킴으로써, 여기자를 생성하고, 이 여기자의 실활 시의 광의 방출을 이용하여 발광에 이른다.

종래, 이들 EL 소자에서, 발광층으로부터 사출된 광선이, 발광면측의 투광성 기판으로부터 사출될 때, 일부의 광이 관찰측의 투광성 기판 표면에서 전반사하게 되어, 외부로 취출하는 광량이 손실된다고 하는 문제가 있었다.

이 경우의 광 취출 효율은, 일반적으로는 20％ 정도라고 말해지고 있다. 그 때문에, 고휘도의 표시나 조명이 필요로 되면 될수록 투입 전력을 크게 할 필요가 있다고 하는 문제가 있다. 또한, 이 경우, 소자에 대전류가 흐르기 때문에, 소자의 부하가 증대되고, 휘도 저하나 저수명화를 초래하여, 소자 자체의 신뢰성이 저하된다.

따라서, EL 소자로부터 발하는 광 취출 효율을 향상시킬 목적으로 발광면측의 투광성 기판의 관찰자측의 표면에 미세한 요철을 형성함으로써, 투광성 기판의 표면에서 전반사하게 되어, 본래광의 손실로 되게 되는 광선을 외부로 취출하는 EL 패널이 제안되어 있다.

이와 같은 광 취출 효율을 향상시키는 것으로서, 예를 들면, 도 17에 도시한 바와 같이, 특허 문헌 1에 제안된 투광성 기판(20)의 한쪽의 면에, 복수의 마이크로 렌즈 엘리먼트를 평면적으로 배치한 마이크로 렌즈 어레이(24)를 이용할 수 있다.

그러나, 전술한 마이크로 렌즈 어레이(24)를 EL 소자에 이용한 경우, 손가락 등의 전열체가 마이크로 렌즈 어레이(24)에 접촉한 부분에서는 EL 소자가 어두워지게 되어, EL 소자의 면내에서 밝은 영역과 어두운 영역에서 휘도의 불균일이 생기게 된다. 이 전열체가 접촉한 영역은, 수분 내지 수십분 정도 어둠이 계속되기 때문에, 스탠드 라이트나 벽면 조명과 같은 실용면에서, 조명의 그림자가 생기게 되어, 피조명물을 관찰하는 데 있어서 장해로 되었다.

[특허 문헌 1] 일본 특개 2002-260845호 공보

전술한 종래 기술에서는, EL 소자의 표면에 손가락 등의 전열체가 접촉하면, 접촉한 부분에서 EL 소자가 열을 빼앗겨 EL 소자의 발광 효율이 변화함으로써 어두워지게 된다. 그렇게 하면, 손가락으로 접촉된 부분(어두운 부분)과, 손가락으로 접촉되지 않은 부분(밝은 부분)이 생겨, EL 소자의 면내에서 휘도의 불균일이 생기게 된다. 특히, 조명 장치에서는, 실용면에서는 손가락 등이 접촉하기 쉽고, 따라서 휘도의 불균일도 생기기 쉽다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, EL 소자의 최표면에 열의 전도를 억제하는 보호 시트를 설치함으로써, EL 소자의 면내에서 휘도의 불균일이 생기지 않는 EL 패널 및 EL 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는, 이하와 같은 수단을 강구한다.

즉, 청구항 1의 발명은,

투광성 기판과,

상기 투광성 기판의 한쪽의 면에 형성되며, 양극과 음극 사이에 끼워진 발광 매체층을 구비한 EL 소자와, 상기 EL 소자의 상기 투광성 기판의 다른 쪽의 면에 보호 시트를 구비한 EL 패널로서,

상기 보호 시트는, 상기 투광성 기판과는 반대측의 면은, 라운딩을 띤 볼록 형상과 프리즘 형상을 포함한 표면 형상을 갖고, 상기 형상은,

상기 라운딩을 띤 볼록 형상의 저면으로부터 꼭대기부로 감에 따라서, 상기 단위 볼록부의 상기 저면과 평행한 단면적이 작아지고 저면으로부터 가장 떨어진 단면의 중심점을 정점으로 하고,

상기 정점의 높이를 Tc로 하고,

인접하는 상기 라운딩을 띤 볼록부의 각각의 상기 정점간의 거리를 Bc로 하고,

상기 프리즘 형상의 높이를 Tp로 한 경우에,

[수학식 1]

을 만족시키는 것을 특징으로 하는 EL 패널이다.

청구항 2의 발명은,

상기 보호 시트의 프리즘 형상의 영역이 주기적인 배치인 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 EL 패널이다.

청구항 3의 발명은,

상기 보호 시트의 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역이 랜덤한 배치인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 EL 패널이다.

청구항 4의 발명은,

상기 보호 시트의 두께가 50㎛ 이상, 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널이다.

청구항 5의 발명은,

상기 보호 시트의 열전도율이 0.08W/(mㆍK) 이상, 0.5W/(mㆍK) 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널이다.

청구항 6의 발명은,

상기 보호 시트가 메타크릴 수지, 스티렌 수지, 에틸렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 중 어느 하나 또는 어느 것의 조합으로 이루어지는 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널이다.

청구항 7의 발명은,

청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널을 이용한 것을 특징으로 하는 조명 장치이다.

청구항 8의 발명은,

청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널을 이용한 것을 특징으로 하는 표시 장치이다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이며, EL 패널의 최표면에 라운딩을 띤 볼록 형상 및 프리즘 형상을 갖는 보호 시트를 설치함으로써 열의 전도를 억제함으로써, EL 소자의 면내에서 휘도의 불균일이 생기기 어려운 EL 소자 및 EL 조명 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 EL 패널의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태의 EL 패널에 전열체가 접촉한 경우를 도시하는 도면이다.
도 3은 보호 시트의 일례의 최표면에 전열체가 접촉한 경우를 도시하는 도면이다.
도 4는 보호 시트의 일례의 최표면에 전열체가 접촉한 경우를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 실시 형태의 보호 시트의 최표면에 전열체가 접촉한 경우를 도시하는 도면이다.
도 6은 보호 시트의 일례의 최표면에 전열체가 접촉한 경우를 도시하는 도면이다.
도 7은 보호 시트의 일례의 최표면에 전열체가 접촉한 경우를 도시하는 도면이다.
도 8은 보호 시트를 레이저 현미경으로 관찰한 도면이다.
도 9는 본 실시 형태의 프리즘 형상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 실시 형태의 라운딩을 띤 볼록 형상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 실시 형태의 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 배치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 본 실시 형태의 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 배치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 본 실시 형태의 라운딩을 띤 볼록부의 형상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 본 실시 형태의 프리즘 형상을 도시하는 도면이다.
도 15는 발광 매체층의 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 실시 형태의 보호 시트에서 라운딩을 띤 볼록 형상의 높이와 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 배치, 프리즘 형상의 높이를 변화시켰을 때의 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 17은 종래의 마이크로 렌즈 엘리먼트의 일례를 도시하는 도면이다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 EL 패널(100)의 구성을 도시하는 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본원 발명의 EL 패널(100)은, 투광 기판(1A)과 기판(1B)과의 사이에 양극(3) 및 음극(4) 사이에 끼워진 발광 매체층(2)이 형성되어 있다. 다음으로 EL 소자(9)의 발광면측, 즉, 투명 기판(1B)의 양극(3)이 적층된 면의 반대측의 사출면 G에 점ㆍ접착층(6)을 개재하여 보호 시트(7)를 설치한 구성이 본 발명의 EL 패널(100)이다.

여기서, EL 소자(9)는, 광을 발광시키는 기능을 갖는 소자이며, 양극(3)과 음극(4)에 전압을 인가시킴으로써 발광 매체층(2)으로부터 광이 사출된다. 이 사출된 광은 양극(3)을 투과하고(b1), 또한 투명 기판(1A)을 투과하고(b2), 점ㆍ접착층(6)을 투과한 후(b3), 보호 시트(7)의 입사면 M에 입사한다. 다음으로 보호 시트(7)의 입사면 M으로부터 입사한 광은, 보호 시트(7)를 투과하고(b4), 보호 시트(7)의 최표면 F20에서, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c) 및 프리즘 형상의 영역(5p)에서 광이 집광ㆍ확산되어 사출된다(b5). 또한 일부는, 보호 시트(7)의 최표면 F20에서 반사되는 광(h6)으로 된다.

또한, 보호 시트(7)의 최표면 F20에, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c) 및 프리즘 형상의 영역(5p)은, 전술한 반사되는 광(h6)의 저감에 기여한다.

또한, 발광 매체층(2)에서는, 투입된 전기 에너지 중, 약 25％가 광으로 되고, 나머지 75％가 열로 되기 때문에, 많은 열이 발생한다.

발광 매체층(2)에서 발생한 열은, 양극(3)을 전파하고(h1), 투광성 기판(1A)을 전파하고(h2), 점ㆍ접착층(6)을 전파하고(h3), 보호 시트(7)의 입사면 M으로 전파된다. 다음으로 보호 시트(7)의 입사면 M으로부터 전파된 열은, 보호 시트(7)의 최표면 F20으로 전파된다(h4). 또한, 보호 시트(7)의 최표면 F20으로 전파된 열은, EL 패널(100)의 외부로 전파되는 열(h5)로 된다.

다음으로, 보호 시트(7)의 최표면 F20에 손가락 등의 전열체 Ht가 접촉하고 있는 경우의 열의 전파에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다.

최표면 F20에 손가락 등의 전열체 Ht가 접촉하고 있는 경우, 보호 시트(7)의 내부를 전파한 열(h4)은 보호 시트(7)의 최표면 F20으로부터 전술한 전열체 표면 F10으로 열이 전달되어, 전열체 Ht의 내부로 열이 전달된다(h54). EL 패널(100) 중 열이 전달되는 영역 Rt는, 발광 매체층(2)이 열을 빼앗겨, 발광 매체층(2)의 온도가 내려감으로써, 발광 효율이 저하되기 때문에, 발광 매체층(2)으로부터 사출되는 광(b1)이 감소하고, 결과적으로 EL 패널(100)로부터 사출되는 광(b5)이 저하된다. 열이 전달되지 않는 영역 Rc는, 발광 매체층(2)의 발광 효율이 저하되기 않기 때문에, 전열체 Ht가 접촉하고 있지 않은 경우와 동일한 광(b5)이 사출된다. 그 때문에, 손가락 등의 전열체 Ht가 EL 패널(100)에 접촉하였을 때에, EL 패널(100)의 면내에서의 휘도의 불균일이 생기게 된다.

여기서, 이 보호 시트(7)의 최표면 F20으로부터, 전열체 표면 F10으로 열이 전달되는 열의 양은, 보호 시트(7)의 최표면 F20의 형상에 의존한다.

도 3과 같이 보호 시트(7)의 최표면 F20이 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)만 갖는 경우, 보호 시트(7)의 최표면 F20 중 전열체 표면 F10에 접하는 영역 F22가 넓어지기 때문에, 열이 전달되기 쉽다.

또한 도 4와 같은 보호 시트(7)의 최표면 F20에 프리즘 형상의 영역(5p)만 갖는 경우도, 보호 시트(7)의 최표면 F20과 전열체 표면 F10이 접하는 영역 F22이 넓어지기 때문에, 열이 전달되기 쉽다.

한편, 도 6과 같이 보호 시트(7)의 최표면 F20에 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)과 프리즘 형상의 영역(5p)을 갖는 경우, 보호 시트(7)의 최표면 F20과 전열체 표면 F10이 접하는 영역 F22가 좁아진다. 그 때문에, 프리즘 형상의 영역(5p), 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c) 단체보다도 열이 전달되기 어렵고, 따라서 EL 패널(100)의 면내에서의 휘도의 불균일이 생기기 어렵다.

전술한 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)을 배치하는 간격 Bc는, 전술한 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 높이를 Tc로 하고, 전술한 프리즘 형상의 영역의 높이를 Tp로 한 경우에, 2(Tc-Tp) 이상 10(Tc-Tp) 이하로 되는 것이 바람직하다.

전술한 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)이 배치되는 간격 Bc가 도 6과 같이 2(Tc-Tp)보다 좁으면, 전열체 표면 F10에 접하는 표면 F22가 넓어져, 열이 전달되기 쉬워, 휘도 불균일이 생기기 쉽다.

한편, 전술한 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)이 배치되는 간격 Bc가 도 7과 같이 10(Tc-Tp)보다 넓으면, 전열체 표면 F10이 프리즘 형상의 영역(5p)에 접하는 영역 Rt가 생겨, 열이 전달되기 쉬워, 휘도 불균일이 생기기 쉽다.

보호 시트(7)의 최표면 F20의 형상은, 레이저 현미경에 의한 삼차원 형상 계측으로부터 얻어진다. 도 8은 계측에 의해 얻어진 보호 시트(7)의 삼차원 형상이다. 다음으로, 얻어진 삼차원 형상으로부터, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)과 프리즘 형상의 영역(5p)의 경계 B0을 얻는다.

프리즘 형상의 영역(5p)의 저부에 근접하는 면을 최표면 F20의 저면 F0으로 하고, 경계 B0의 내부를 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 저면 F1, 경계 B0의 외부를 프리즘 형상의 영역(5p)의 저면 F2로 한다(스텝 1).

다음으로, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 정점 Ct를 저면 F1로부터 가장 떨어진 점 Ct로 하고, 저면 F1과의 거리로부터, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 높이 Tc를 구한다. 또한, 프리즘 형상의 영역(5p)의 저면 F2와의 거리로부터 프리즘 형상의 영역(5p)의 높이 Tp를 구한다.

또한, 인접하는 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 정점 Ct 간의 거리 Bc를 구하고, 수학식 1을 충족시키는지 계산한다(스텝 2).

전술한 스텝 1 내지 2에 의해, 전술한 최표면 F20이 조건을 충족시키는 영역을 갖는지의 여부를 판단한다.

[수학식 1]

프리즘 형상의 영역(5p)으로서는, 도 9의 (a)와 같은 프리즘 형상의 영역(5p)의 꼭대기부 Pt가 라운딩을 띠고 있는 것이나, 도 9의 (b)와 같은 비대칭 형상의 것이나, 도 9의 (c)와 같은 곡면을 갖는 형상으로 할 수 있다.

라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)으로서는, 도 10의 (a)와 같은 다단의 곡면으로 이루어지는 것을 이용할 수 있다. 이 경우, 도 10의 (a)와 같이, 상단의 곡면의 부분을 하단의 것보다도 작게 함으로써, 보다 접촉 면적을 작게 할 수 있는다. 도 10의 (b)와 같은 요철을 가진 곡면의 경우, 오목부의 부분이, 전열체에 접하지 않기 때문에, 이 경우도, 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 도 10의 (c)와 같은 곡선과 직선으로 이루어지는 것에서는, 직선의 부분에서, 상부의 곡선 부분의 면적을 하부의 사다리꼴 형상의 직선 부분에서 좁힘으로써, 마찬가지로 전열체에의 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 또한, 도 10의 (d)와 같은 높이가 상이한 형상으로 할 수 있다. 이 경우에는, 접촉하는 압력이 작을 때에는, 높은 쪽의 볼록부에만 접하기 때문에 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)이 도 10의 (d)와 같은 크기가 상이한 것으로 이루어지는 경우, 그 높이 Tc는, 인접하는 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 평균값을 이용할 수 있다.

다음으로, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 배치는 이하와 같은 배치가 바람직하다.

라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 배치로서는, 예를 들면, 도 11의 (a)와 같은 주기적인 것이나, 도 11의 (n)과 같은 랜덤한 것이어도 된다. 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 배치가 랜덤하면, 므와레 무늬가 생기지 않기 때문에 바람직하다.

또한, 전술한 EL 패널(100)을 조명 용도로 이용하는 경우, 의장성을 가미하기 위해서 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)의 배치의 조밀에 따라, 도 12의 (a)와 같은 로고, 도 12의 (b)와 같은 마크, 도 12의 (c)와 같은 모양 등으로 되도록 배치할 수 있다.

또한, 전술한 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)은, 단일의 것일 필요는 없고, 도 13의 (a)?(d)와 같은 상이한 형상의 것을 배치해도 된다.

또한, 프리즘 형상의 영역(5p)의 배치는 이하와 같은 배치가 바람직하다. 도 14의 (a)와 같이 한 방향으로 연장된 형상이나, 도 14의 (b)와 같이 2방향으로 연장된 형상으로 할 수 있다. 이들 프리즘 형상의 영역(5p)을 주기적으로 배치함으로써 간극이 없는 프리즘 형상의 영역(5p)을 배치할 수 있다.

또한, 보호 시트(7)의 두께로서는, 50㎛ 이상, 500㎛ 이하가 바람직하다.

50㎛보다 얇으면 발광 매체층(2)의 열이 전열체 Ht에 전달되기 쉬워, 휘도 불균일이 생기기 쉽다. 500㎛보다 두꺼우면, 방열이 충분하지 않아, 충분한 전류를 발광 매체층(2)에 흘릴 수 없다. 그 때문에, 조명으로서 필요한 휘도가 얻어지지 않는다.

다음으로, 전술한 보호 시트(7)의 형성 재료로서는, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PC(폴리카보네이트), PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), COP(시클로올레핀 폴리머), 아크릴니트릴 스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴 폴리스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 멜라민 수지, 티오우레탄 수지, 에피술피드 수지를 이용할 수 있다.

이들 수지의 열 전도율(W/(mㆍK))은, 멜라민 수지는, 0.3?0.4, 폴리카보네이트 수지는, 0.2 정도, 아크릴니트릴 스티렌 공중합체는, 0.2?0.29, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체가, 0.2 내지 0.29, 폴리에틸렌 수지가 0.25?0.34, 메타크릴레이트 수지가 0.21 정도, 스티렌 수지가 0.08?0.12이며, 소다 글래스의 0.55?0.75보다 작아 보다 열을 전달하기 어렵기 때문에 바람직하다.

또한 기재층(10)을 갖고 있어도 되고, 이와 같은 기재층(10)으로서는, 취성이 낮은 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 재료로서는, (a-) PET 또는 폴리카보네이트, (폴리)우레탄 수지, 에폭시 수지, (폴리)에틸렌 수지, 아크릴 수지, 아크릴로니트릴 (폴리)스티렌 수지, ABS 수지 등을 들 수 있다.

이와 같은 수지를 라인 스피드가 1m/min 내지 30m/min의 스피드로 틀에 압박하면서, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c) 및 프리즘 형상의 영역(5p)을 형성할 수 있다. 1m/min보다 저속에서는, 틀에 압박하기 전에, 공기 중의 산소나 수분과 아크릴 수지가 반응하게 되어 잘 성형할 수 없게 되고, 30m/min보다 빠른 경우에는, 기포의 말림이 발생하게 된다. 또한, 500mJ/㎡ 내지 3000mJ/㎡의 자외선을 조사하여 경화함으로써, 보호 시트를 얻을 수 있다.

이와 같은 아크릴 수지로서는, 단관능의 아크릴 수지와 다관능의 아크릴 수지를 적시 혼합함으로써, 표면의 표면 강화 성능과 광 취출의 효과를 양립할 수 있다.

이와 같은 보호 시트(7)는, 수지 필름에 엠보스 가공에 의해 제작할 수 있다. 이때의 부형률은, 70％ 이상이면 되고, 바람직하게는 85％ 이상이면 광학 특성에 거의 차이가 생기지 않는 레벨인 경우가 많다.

이때의 엠보싱의 압력 조건은, 통상 선압 5?500㎏/㎝이고, 바람직하게는 5?300㎏/㎝, 보다 바람직하게는 10?150㎏/㎝이다. 선압이 5㎏/㎝보다 작은 경우에는, 부형률이 70％ 미만으로, 요철 형상을 충분히 부형할 수 없다.

10㎏/㎝보다 큰 경우에는, 85％ 이상의 부형률이 얻어지기 때문에, 보다 바람직하다. 500㎏/㎝의 선압에서는, 기계에의 부하가 지나치게 커서 실용적이지 않다. 또한, 300㎏/㎝ 이하이면, 필름 폭이 1m를 초과해도, 기계에의 부하가 지나치게 크지 않다. 150㎏/㎝이면, 부형률은 99％?100％가 얻어져 그 이상 부형률을 올릴 수 없다.

또한, EL 소자는 다양한 환경에서 이용되고, 자외선을 많이 받는 바와 같은 예를 들면, 옥외에서의 사용 등이 생각된다. 이와 같은 경우 자외선이 EL 소자 내부로 조사됨으로써, 열화 손상이 일어난다. 그 때문에, 보호 시트(7) 내 또는, 점ㆍ접착재 중 또는, 확산판 중에 자외선 흡수재를 혼입함으로써, 외부로부터 EL 소자 내부로의 자외선의 조사가 억제되어, 이 열화 손상을 완화하는 것이 가능하게 된다.

다음으로 EL 패널(100)에 대하여, 보호 시트(7) 이외의 구성 요소에 대하여 각각 설명을 한다.

기판(1B)은, 글래스, 금속, 수지 등의 판 형상의 것으로 구성된다.

다음으로 기판(1B)의 발광 매체층(2)측의 면에는 음극(3)이 형성된다.

음극(3)은 전기 전도성을 갖는 층이며, 발광층(2)에 전압을 인가하는 것이다.

음극(3)을 구성하는 것은 알루미늄 등으로 이루어지는 기판(1A)에 알루미늄을 증착한 것을 이용한다. 또한, 전기 전도성을 갖는 재료로서는, 전술한 알루미늄에 한하지 않고, 금, 은, 구리 등의 각종 금속이나, 도전성을 갖는 카본 등도 이용할 수 있다.

다음으로, 투명 기판(1A)은, 발광층(2)으로부터 사출되는 광을 투과시키는 기능을 갖는다.

투광 기판(1A)의 재료로서는, 무기 재료로서, 다양한 글래스 재료를 이용할 수 있다. 유기 재료로서는, PMMA, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 등의 플라스틱 재료를 이용할 수도 있다. 여기서, 특히 바람직한 것은, 시클로올레핀계의 폴리머이고, 이 폴리머 재료는, 수지의 가공성 및 내열성, 내수성, 광학 투광성 등의 특성이 우수하여 바람직하다.

또한, 투광성 기판(1A)은, 발광층(2)으로부터의 광을 가능한 한 투과시키기 위해서, 전체 광선 투과율을 50％ 이상으로 하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로 투명 기판(1B)의 발광 매체층(2)측의 면에는 양극(4)이 형성된다.

양극(4)은 전기 전도성을 갖는 층이며, 발광층(2)에 전압을 인가하는 것이다.

양극(4)을 구성하는 것은, ITO나, ZnO 등의 투명 도전체를 증착한 것을 이용한다.

다음으로 점ㆍ접착층(6)은 투명 기판(1A)의 사출면 G측에 형성되고, 보호 시트(7)와 투명 기판(1B)을 고정하는 것이다.

여기서, 점ㆍ접착층(6)을 구성하는 점ㆍ접착제로서는, 예를 들면, 아크릴계, 우레탄계, 고무계, 실리콘계의 점ㆍ접착제를 들 수 있다. 어느 것의 경우도 고온의 백라이트 내에서 사용되기 때문에, 100℃에서 저장 탄성율 G'가 1.0E+04(Pa) 이상인 것이 바람직하다. 또한 균일한 광을 사출하기 위해서 점ㆍ접착층(6) 중에 투명한 미립자, 예를 들면, 비즈 등을 섞어도 된다. 또한, 점ㆍ접착제로서는, 양면 테이프이어도 된다.

다음으로 발광 매체층(2)은, 도 15에 도시한 바와 같이, 바람직하게는 정공 수송층(2h) 및 발광층(2l)을 포함하는 구성으로 이루어진다. 또한 필요에 따라서 전술한 발광 매체층(2)에 전자 주입층(도시 생략), 전자 블록층(도시 생략), 전자 수송층으로서 기능하는 층(도시 생략)을 발광 매체층에 형성해도 된다. 양극(3)과 발광층(2l) 사이에 적층되는 것은 정공 주입층(도시 생략), 전자 블록층(도시 생략), 정공 수송층(2h)이고, 발광층(2l)과 음극(4) 사이에 형성되는 것은 정공 블록층(도시 생략), 전자 주입층(도시 생략), 전자 수송층(도시 생략)이다. 이들은 복수층 적층해도 되고, 또한 하나의 층이 2 이상의 기능을 갖도록 해도 된다. 전자 주입층, 전자 블록층, 전자 수송층은 후술하는 바와 같이 각각 재료에 맞추어 적층 방법을 적절히 선택할 수 있지만, 특히 무기물로 이루어지는 재료를 선택함으로써, 열 안정성이나 내성이 우수한 보다 안정된 EL 소자(9)를 얻을 수 있다.

정공 수송층(2h)을 구성하는 정공 수송 재료로서는, 폴리아닐린 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리비닐카르바졸(PVK) 유도체, 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 등을 들 수 있지만 본 발명에서는 이들에 한정되는 것은 아니다. 이들 재료는 용매에 용해 또는 분산시켜, 스핀 코트법, 돌출 코트법, 딥 코트법을 이용하여 일괄 도포할 수 있다. 또한, 토판 인쇄법을 이용함으로써 균일하고 성막 불량이 없는 라인 패턴을 화소 피치로 얻을 수 있다.

또한, 정공 수송 재료로서 무기 재료를 이용하는 경우, 무기 재료로서는 크롬(Cr), 텅스텐(W), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 망간(Mn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 카드뮴(Cd) 등의 산화물, 질화물, 산질화물을 진공 증착법을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 임의의 섀도 마스크를 이용함으로써 일괄 형성 혹은 라인 패턴을 얻을 수 있다. 무기물로 이루어지는 정공 수송층을 형성함으로써, 열 안정성이나 내성이 우수한 보다 안정된 EL 소자(9)를 얻을 수 있다.

또한, 양극(3)과 발광층 사이에, 정공 수송층으로서 형성 후 정공 주입 및 전자 블록 기능을 갖는 인터레이어(도시 생략)를 형성할 수 있다. 인터레이어에 이용하는 재료로서는, 폴리비닐카르바졸 혹은 그 유도체, 측쇄 혹은 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리아릴렌 유도체, 아릴아민 유도체, 트리페닐디아민 유도체 등의, 방향족 아민을 포함하는 폴리머 등을 들 수 있지만 본 발명에서는 이들에 한정되는 것은 아니다.

인터레이어의 재료는 용매에 용해 또는 분산시켜, 스핀 코터 등을 이용한 각종 도포 방법이나 토판 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법을 이용하여 형성된다.

또한, 인터레이어 재료로서 무기 재료를 이용하는 경우, 무기 재료로서는 크롬(Cr), 텅스텐(W), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 망간(Mn), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 카드뮴(Cd) 등의 산화물, 질화물, 산질화물을 진공 증착법을 이용하여 형성할 수 있다. 이때, 임의의 섀도 마스크를 이용함으로써 일괄 형성 혹은 라인 패턴을 얻을 수 있다. 무기물로 이루어지는 인터레이어를 형성함으로써, 열 안정성이나 내성이 우수한 보다 안정된 EL 소자(9)를 얻을 수 있다.

발광층(2l)은, 백색 발광층, 혹은 청색, 적색, 황색, 녹색 등의 단색 발광층으로 하는 경우도 있다.

여기서, 발광 매체층(2)을 백색 발광층으로 하는 경우에는, 양극(3)/발광 매체층(2)/음극(4)의 구성을, 예를 들면, ITO/CuPc(구리프탈로시아닌)/α-NPD에 루브렌 1％ 도프/디나프틸안트라센에 페릴렌 1％ 도프/Alq3/불화 리튬/음극(4)으로서 Al이라고 하는 구성으로 하면 된다.

발광층(2l)은, 인터레이어 형성 후, 발광층(2l)을 형성한다. 발광층(2l)은 전류를 흘림으로써 발광하는 층이고, 발광층(2l)을 형성하는 유기 발광 재료는, 예를 들면 쿠마린계, 페릴렌계, 피란계, 안트론계, 포르피린계, 퀴나크리돈계, N, N'-디알킬 치환 퀴나크리돈계, 나프탈 이미드계, N, N'-디아릴 치환 피롤로 피롤계, 이리듐 착체계 등의 발광성 색소를 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐카르바졸 등의 고분자 중에 분산시킨 것이나, 폴리아릴렌계, 폴리아릴렌 비닐렌계나 폴리플루오렌계의 고분자 재료를 들 수 있지만 본 발명에서는 이들에 한정되는 것은 아니다.

이들 유기 발광 재료는 용매에 용해 또는 안정적으로 분산시켜 유기 발광 잉크로 된다. 유기 발광 재료를 용해 또는 분산하는 용매로서는, 톨루엔, 크실렌, 아세톤, 아니솔, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 단독 또는 이들 혼합 용매를 들 수 있다. 그 중에서도 톨루엔, 크실렌, 아니솔 등의 방향족 유기 용매가 유기 발광 재료의 용해성의 면에서 바람직하다. 또한, 유기 발광 잉크에는 필요에 따라서, 계면 활성제, 산화 방지제, 점도 조정제, 자외선 흡수제 등이 첨가되어도 된다.

전술한 고분자 재료 외에도, 9, 10-디아릴 안트라센 유도체, 피렌, 코로넨, 페릴렌, 루브렌, 1, 1, 4, 4-테트라페닐부타디엔, 트리스(8-퀴놀레이트)알루미늄 착체, 트리스(4-메틸-8-퀴놀레이트)알루미늄 착체, 비스(8-퀴놀레이트)아연 착체, 트리스(4-메틸-5-트리플루오로메틸-8-퀴놀레이트)알루미늄 착체, 트리스(4-메틸-5-시아노-8-퀴놀레이트)알루미늄 착체, 비스(2-메틸-5-트리플루오로메틸-8-퀴놀리놀레이트) [4-(4-시아노페닐)페놀레이트]알루미늄 착체, 비스(2-메틸-5-시아노-8-퀴놀리놀레이트) [4-(4-시아노페닐)페놀레이트]알루미늄 착체, 트리스(8-퀴놀리놀레이트)스칸듐 착체, 비스[8-(파라토실)아미노 퀴놀린]아연 착체 및 카드뮴 착체, 1, 2, 3, 4-테트라페닐시클로펜타디엔, 폴리-2, 5-디헵틸옥시-파라-페닐렌비닐렌 등의 저분자계 발광 재료를 사용할 수 있다.

발광 매체층(2)의 형성법으로서는, 재료에 따라서, 진공 증착법, CVD법 등의 드라이 코팅법이나, 잉크제트 인쇄법, 토판 인쇄법, 그라비아 인쇄법, 스크린 인쇄법 등의 웨트 코팅법 등 기존의 성막법을 이용할 수 있다.

(보호 시트의 제작 방법)

다음으로 보호 시트(7)의 제작 방법의 실시예에 대하여 설명한다.

(실시예 1)

광학용 2축 연신 역접착 PET 필름(막 두께 125㎛) 상에, 보호 시트(7)의 패턴을 형성시키는 우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지를 도포하고, 보호 시트(7)의 형상으로 절삭한 실린더 금형을 사용하여 자외선 경화형 수지가 도포된 필름을 반송하면서 자외선을 PET 필름측으로부터 노광함으로써, 자외선 경화형 수지가 경화하였다. 경화 후, PET 필름으로부터 금형을 이형함으로써, 직경이 140㎛인 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)과 프리즘 형상의 영역(5p)을 갖는 보호 시트(7)를 제작할 수 있었다.

(실시예 2)

열가소성 수지인 폴리카보네이트 수지를 약 300℃로 가열하고, 롤로 눌러 연신하면서 두께 0.3㎜의 필름을 성형한 후에, 오목형의 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역(5c)이 실린더에 에칭에 의해 가공되고, 프리즘 형상의 영역(5p)이 바이트에 의해 절삭된 실린더 금형을 사용하여, 가열된 필름을 가압하면서 냉각(실린더 금형온도는 120℃)하여, 볼록 형상의 영역(5c)이 성형된 필름을 얻었다.

이에 의해 직경이 50㎛인 단위 볼록부(5)를 갖는 보호 시트(7)를 제작할 수 있었다.

(실시예 3)

도 16의 표 1, 표 2, 표 3, 표 4는, 본 발명의 보호 시트에서, 라운딩을 띤 볼록 형상의 높이 Tc, 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역 간격 Bc, 프리즘 형상의 높이Tp를 변화시켰을 때의 평가 결과를 나타내는 도면이다.

도 16과 같이, 수학식 1을 충족시키는 조건에서, 손가락 자국의 그림자가 없고, 따라서 휘도의 불균일이 생기지 않는다. 한편 수학식 1을 충족시키지 않는 조건에서, 손가락 자국의 그림자가 있고, 따라서 휘도의 불균일이 생긴다.

[수학식 1]

본 발명은 조명 장치, 전기 장식, 사인용 광원 등에 이용되는 EL 패널(일렉트로 루미네센스 소자) 및, EL 패널을 이용한 표시 장치에 이용할 수 있다.

1A : 투광성 기판
1B : 기판
2 : 발광 매체층
2l : 발광층
2c : 정공 수송층
3 : 양극
4 : 음극
5 : 구조층
5c : 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역
5p : 프리즘 형상의 영역
6 : 점ㆍ접착층
7 : 보호 시트
10 : 투광성 기재
150 : 사출면
151 : 입사면
b1 : 발광 매체층으로부터 사출되는 광
b2 : 투명 기판을 투과하는 광
b3 : 점ㆍ접착층을 투과하는 광
b4 : 보호 시트를 투과하는 광
b5 : 최표면으로부터 사출되는 광
b6 : 최표면으로 반사되는 광
100 : EL 패널
G : EL 소자의 사출면
M : 보호 시트의 입사면
h1 : 발광 매체층으로부터의 열이 양극의 내부를 전파하는 열
h2 : 투명 기판을 전파하여 점ㆍ접착층으로 전달되는 열
h3 : 점ㆍ접착층을 전파하여 보호 시트로 전달되는 열
h4 : 보호 시트 내를 전파하여 최표면으로 전달되는 열
h5 : 최표면으로부터 EL 패널의 외부로 전파되는 열
h54 : 전열체 표면으로부터 전열체의 내부를 전파하는 열
Tc : 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 높이
Tp : 프리즘 형상의 영역의 높이
Bc : 라운딩을 띤 볼록 형상의 정점간의 거리
Ht : 전열체
F10 : 전열체의 표면
F20 : 보호 시트(7)의 최표면
F22 : 전열체의 표면과 보호 시트(7)의 최표면이 접하는 영역
Ct : 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 정점
Pt : 프리즘 형상의 영역의 정점
F0 : 최표면의 저면
F1 : 라운딩을 띤 볼록 형상의 영역의 저면
F2 : 프리즘 형상의 영역의 저면
20 : 투광성 기판
24 : 마이크로 렌즈 엘리먼트

Claims

투광성 기판과,
상기 투광성 기판의 한쪽의 면에 형성되며, 양극과 음극 사이에 끼워진 발광 매체층을 구비한 EL 소자와, 상기 EL 소자의 상기 투광성 기판의 다른 쪽의 면에 보호 시트를 구비한 EL 패널로서,
상기 보호 시트는, 상기 투광성 기판과는 반대측의 표면은, 라운딩을 띤 볼록부와 프리즘부를 배치하여 이루어지고, 상기 볼록부는, 상기 볼록부의 저면으로부터 꼭대기부로 감에 따라서, 상기 볼록부의 상기 저면과 평행한 단면적이 작아지고 저면으로부터 가장 떨어진 단면의 중심점을 정점으로 하고,
상기 정점의 높이를 Tc로 하고,
인접하는 상기 볼록부의 각각의 상기 정점간의 거리를 Bc로 하고,
상기 프리즘부의 높이를 Tp로 한 경우에,
[수학식 1]

을 만족시키는 것을 특징으로 하는 EL 패널.
제1항에 있어서,
상기 프리즘부는, 주기적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 EL 패널.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 볼록부가 랜덤하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 EL 패널.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 시트의 두께가 50㎛ 이상, 500㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 EL 패널.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 시트의 열전도율이 0.08W/(mㆍK) 이상, 0.5W/(mㆍK) 이하인 것을 특징으로 하는 EL 패널.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 시트가 메타크릴 수지, 스티렌 수지, 에틸렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 중 어느 하나 또는 어느 것의 조합으로 이루어지는 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 EL 패널.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널을 이용한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 EL 패널을 이용한 것을 특징으로 하는 표시 장치.