KR20150044976A - 면광원 장치, 조명 기구 및 백라이트 장치 - Google Patents
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Abstract
광 추출 효율이 높고, 관찰 각도에 따른 색감의 변화가 적고, 또한 기계적 강도가 높은 면광원 장치를 제공한다. 이를 위해, 면광원 장치를, 발광층을 포함하는 유기 EL 소자, 및 상기 유기 EL 소자의 한쪽의 표면에 접하여 마련되고, 장치 출광면측의 표면의 요철 구조를 규정하는 출광면 구조층을 구비하도록 한다. 상기 요철 구조는, 사면을 포함하는 복수의 오목부와, 각 오목부의 주위에 위치하는 평탄부를 갖는다. 상기 면광원 장치는, 상기 발광층으로부터 출사된 광이 입사하고, 이 입사한 광을 확산시켜 투과 또는 반사시키는 확산 부재를 구비한다. 상기 면광원 장치는, 상기 확산 부재를, 상기 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층, 및 상기 유기 EL 소자보다 상기 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련되는 층 중 적어도 한쪽의 층을 구성하는 부재로서 구비한다.
Description
본 발명은, 면광원 장치 및 그 면광원 장치를 구비하는 조명 기구 및 백라이트 장치에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있다)의 발광체는, 그 형상을 면 형상으로 하는 것이 가능하고, 또한 그 광의 색을 백색 또는 그에 가까운 색으로 하는 것이 가능하기 때문에, 주거 환경 등의 공간을 조명하는 조명 기구의 광원으로서, 또는 표시 장치의 백라이트로서의 용도로 이용하는 것을 생각할 수 있다.
조명 용도로 이용하는 유기 EL 소자의 일례로서, 백색의 유기 EL 소자가 제작되고 있다. 이러한 백색 소자는, 적층형 또는 탠덤형이라고 불리는, 보색 관계에 있는 발광색을 발생시키는 발광층을 적층시킨 것이 많다. 이들 발광층의 적층체는, 주로 황색/청색, 또는 녹색/청색/적색의 적층체이다.
그러나, 현재 알려져 있는 유기 EL 소자는, 상기 조명의 용도로 이용하기에는 효율이 낮다. 그래서, 유기 EL 소자를 면광원으로서 이용하는 경우, 그 광 추출 효율을 높일 것이 요구된다. 예컨대, 유기 EL 소자의 발광층 자체는 발광 효율이 높지만, 그것이 소자를 구성하는 적층 구조를 투과하여 출광하기까지의 사이에, 층 내에 있어서의 간섭 등에 의해 광량이 저감되어 버리기 때문에, 그와 같은 광의 손실을 가능한 한 저감할 것이 요구된다.
유기 EL 소자의 광 추출 효율을 향상시키는 방법으로서, 광 추출 기판에 여러 가지의 구조를 마련하는 것이 알려져 있다. 예컨대, 광원 장치의 출광면에, 형광성 화합물을 포함하는 프리즘을 마련하는 것(특허 문헌 1), 미소 렌즈 어레이를 마련하는 것(특허 문헌 2) 등이 제안되고 있다. 이들 구조로 양호한 집광을 달성할 수 있어, 효율은 향상된다. 또한, 광 추출 효율을 높이는 수단으로서, 예컨대 특허 문헌 3에는, 유기 EL 소자의 광 출사측에 광 확산 매질을 마련하여 전체적인 휘도를 높이는 것이 개시되어 있다.
(선행 기술 문헌)
(특허 문헌)
(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 제 2002-237381호 공보
(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 제 2003-59641호 공보
(특허 문헌 3) 일본 특허 공표 제 2006-528825호 공보(국제 공개 제 2005-18010호)
그런데, 본 발명자에 의한 예의 검토의 결과, 유기 EL 소자를 면광원 장치로서 이용하는 경우에는, 상술한 광 추출 효율 향상의 과제 외에, 관찰 각도에 따른 색감의 변화(색 불균일)를 저감하는 것이 다른 과제로서 존재하는 것을 알고 있다. 즉, 면광원 장치의 출광면을 정면 방향(출광면의 법선 방향)으로부터 관찰한 경우와, 이 정면 방향에 교차하는 사선 방향으로부터 관찰하는 경우에 그 광 스펙트럼이 변화되면, 관찰 각도에 따른 색감에 변화가 생겨, 광원으로서 반드시 적합하지 않다고 하는 과제이다. 또, 어떤 방향이 다른 방향과 교차한다는 것은, 어떤 방향과 다른 방향이 평행하지 않은 것을 의미한다.
이러한 색 불균일은, 특허 문헌 1, 2에 기재된 구조를, 상기 적층형의 조명용 유기 EL 소자에 채용한 경우에도 생긴다. 이 경우, 색 불균일은, 출광면으로부터 발광층까지의 깊이가, 각각의 색의 발광층에 따라 다른 것 등에 기인하여, 출광면을 정면으로부터 관찰한 경우와, 정면으로부터 기운 각도로부터 관찰한 경우에 있어서, 색감이 크게 다른 현상으로서 관찰된다.
이러한 색 불균일의 과제는, 상기 특허 문헌 3의 기술에 의해서도 개선될 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 확산 성능을 크게 높이지 않으면 안 된다. 그 때문에, 예컨대 첨가하는 확산제의 양을 많게 할 필요가 생긴다. 이 경우에는, 확산층을 최대한 두껍게 할 필요가 생겨, 제품에 휘어짐이 생기는 등의 문제에 의해 생산성이 떨어짐과 아울러, 장치의 박형화(소형화)에 기여할 수 없다고 하는 문제가 있다.
또한, 특허 문헌 1, 2에 기재된 구조를 적층형의 조명용 유기 EL 소자에 채용하고, 광원 장치의 출광면에 프리즘 등의 요철 구조를 마련하면, 이러한 요철 구조의 튀어나온 부분이 깨지기 쉽기 때문에, 장치의 기계적 강도를 높이는 것이 곤란하다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기한 내용을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 제 1의 목적은, 광 추출 효율이 높고, 관찰 각도에 따른 색감의 변화가 적고, 또한 기계적 강도가 높은 면광원 장치, 조명 기구 및 백라이트 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제 2의 목적은, 생산성이 우수함과 아울러, 장치의 소형화에도 기여할 수 있고, 또한 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 억제할 수 있는 면광원 장치, 이 면광원 장치를 이용한 조명 기구 및 이 면광원 장치를 이용한 백라이트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 진행시켰다. 그리고, 면광원 장치의 출광면을 특정한 구조로 하고, 또한 면광원 장치 내에 확산 부재를 마련하는 것에 의해, 제 1의 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아냈다. 이 지식에 근거하여, 제 1의 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
또한, 본 발명자는, 확산부와 배광 분포 변환부를 함께 구비하는 것에 의해, 제 2의 목적을 달성할 수 있는 것을 찾아냈다. 이 지식에 근거하여, 제 2의 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 제 1의 본 발명에 의하면 하기 [1]~[10], [21] 및 [22]가 제공된다.
[1] 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자와, 상기 유기 전계 발광 소자의 적어도 한쪽의 표면에 접하여 마련되는 출광면 구조층을 구비하는 면광원 장치로서, 상기 출광면 구조층은, 상기 장치 출광면측의 표면에 요철 구조를 갖고, 상기 요철 구조는, 사면(斜面)을 포함하는 복수의 오목부와, 각 오목부의 주위에 위치하는 평탄부를 갖고, 상기 면광원 장치는, 상기 발광층으로부터 출사된 광이 입사하고, 이 입사한 광을 확산시켜 투과 또는 반사시키는 확산 부재를 구비하고, 상기 면광원 장치는, 상기 확산 부재를, 상기 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층, 및 상기 유기 전계 발광 소자보다 상기 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련되는 층 중 적어도 한쪽의 층을 구성하는 부재로서 구비하는 면광원 장치.
[2] 상기 확산 부재는, 상기 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서 마련된 부재로서, 입사한 광을 확산된 형태로 투과시키는 부재인 상기 면광원 장치.
[3] 상기 확산 부재는, 상기 출광면 구조층의 2개의 층의 사이에 개재되는 접착층인 상기 면광원 장치.
[4] 상기 출광면 구조층은, 상기 유기 전계 발광 소자에 접하여 마련되는 기판과, 상기 기판보다 상기 장치 출광면에 가까운 위치에 마련되는 요철 구조층으로서, 그 장치 출광면에 가까운 쪽의 면상에 상기 요철 구조를 갖는 요철 구조층과, 상기 기판 및 상기 요철 구조층을 접착하는 접착층을 구비하고, 상기 면광원 장치는, 상기 접착층을, 상기 확산 부재로서 구비하는 상기 면광원 장치.
[5] 상기 확산 부재는, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 재료에 의해 구성되어 있는 상기 면광원 장치.
[6] 상기 확산 부재는, 상기 유기 전계 발광 소자보다 상기 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련된 부재로서, 입사한 광을 확산된 형태로 반사시키는 부재인 상기 면광원 장치.
[7] 상기 요철 구조를 상기 장치 출광면에 수직 방향으로부터 관찰한 경우에 있어서의, 상기 평탄부가 차지하는 면적과 상기 오목부가 차지하는 면적의 합계에 대한, 상기 평탄부가 차지하는 면적의 비율이, 10~75%인 상기 면광원 장치.
[8] 상기 오목부가 각뿔 형상, 원뿔 형상, 구면의 일부의 형상, 또는 이들의 조합의 형상을 갖고, 복수의 상기 오목부는, 서로 교차하는 둘 이상의 방향을 따라 상기 장치 출광면상에 배열되고, 이웃하는 상기 오목부의 사이에는, 상기 둘 이상의 방향의 어느 방향에도 극간이 마련되고, 상기 극간이 상기 평탄부를 구성하는 상기 면광원 장치.
[9] 상기 오목부가 각뿔 형상, 원뿔 형상, 구면의 일부의 형상, 또는 이들의 조합의 형상을 갖고, 복수의 상기 오목부는, 서로 교차하는 둘 이상의 방향을 따라 상기 장치 출광면상에 배열되고, 이웃하는 상기 오목부의 사이에는, 상기 둘 이상의 방향 중 한 방향에만 극간이 마련되고, 상기 극간이 상기 평탄부를 구성하는 상기 면광원 장치.
[10] 상기 오목부가 홈의 형상을 갖고, 복수의 상기 오목부는, 상기 장치 출광면상에 평행으로 배열되고, 이웃하는 상기 오목부의 사이에는 극간이 마련되고, 상기 극간이 상기 평탄부를 구성하는 상기 면광원 장치.
[21] [1]~[10]의 어느 1항에 기재된 면광원 장치를 구비하는 조명 기구.
[22] [1]~[10]의 어느 1항에 기재의 면광원 장치를 구비하는 백라이트 장치.
또한, 제 2의 본 발명에 의하면 이하의 발명이 제공된다.
(11) 제 1 전극층, 발광층, 및 제 2 전극층을 이 순서로 구비하는 유기 전계 발광 소자와, 이 유기 전계 발광 소자의 적어도 한쪽의 표면에 접하여 배치되고, 외부로 광을 출사하는 출광면을 갖는 출광측 부재를 구비하는 면광원 장치로서, 상기 출광측 부재는, 상기 유기 전계 발광 소자로부터 출사된 광의 배광 분포를, 상기 출광면으로부터 상기 출광면의 법선 방향을 따라 출사된 광의 색도와, 이 법선 방향에 교차하는 사선 방향을 따라 상기 출광면으로부터 출사된 광의 색도의 차이가 작아지도록 변환하는 배광 분포 변환부와, 상기 유기 전계 발광 소자로부터 출사된 광을 확산시키는 확산부를 구비하는 면광원 장치.
(12) 상기 확산부는, 상기 배광 분포 변환부와 상기 유기 전계 발광 소자의 사이에 배치되고, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되는 층인 상기 면광원 장치.
(13) 상기 확산부는, 상기 배광 분포 변환부의 출광측에 마련되고, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되는 층인 상기 면광원 장치.
(14) 상기 배광 분포 변환부는, 표면에 요철 구조가 형성된 요철 구조층을 구비하는 상기 면광원 장치.
(15) 상기 요철 구조층은, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 상기 확산부를 겸하고 있는 상기 면광원 장치.
(16) 상기 배광 분포 변환부는, 기재와, 이 기재의 표면에 마련되고, 기재와는 반대측의 표면에 요철 구조가 형성된 요철 구조층을 구비하는 상기 면광원 장치.
(17) 상기 기재 및/또는 상기 요철 구조층은, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 상기 확산부를 겸하고 있는 상기 면광원 장치.
(18) 상기 배광 분포 변환부는, 기재 필름과, 이 기재 필름의 적어도 한쪽의 표면에 마련되는 선택 반사층을 구비하는 상기 면광원 장치.
(19) 상기 선택 반사층은, 콜레스테릭 규칙성을 갖는 수지를 포함하여 이루어지는 층을 구비하는 상기 면광원 장치.
(20) 상기 기재 필름은, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 상기 확산부를 겸하고 있는 상기 면광원 장치.
(21) 상기 면광원 장치를 구비하는 조명 기구.
(22) 상기 면광원 장치를 구비하는 백라이트 장치.
제 1의 본 발명의 면광원 장치는, 광 추출 효율이 높고, 관찰 각도에 따른 색감의 변화가 적고, 또한 장치의 출광면의 기계적 강도가 높기 때문에, 조명 기구의 광원, 및 액정 표시 장치 등의 표시 장치의 백라이트 등으로서 유용하다.
제 1의 본 발명의 조명 기구 및 백라이트 장치는, 상기 제 1의 본 발명의 면광원 장치를 갖기 때문에, 광 추출 효율이 높고, 관찰 각도에 따른 색감의 변화가 적고, 또한 기계적 강도가 높은 조명 기구 및 백라이트 장치로 할 수 있다.
제 2의 본 발명의 면광원 장치는, 제품에 휘어짐 등의 문제가 생기지 않기 때문에 생산성이 우수하고, 장치의 소형화에도 기여할 수 있고, 또한 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 억제할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한, 이러한 효과를 갖는 면광원 장치이기 때문에, 조명 기구의 광원이나, 액정 표시 장치의 백라이트 장치 등으로서 유용하다.
도 1은 실시 형태 1-1에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 면광원 장치를, 도 1 중의 선 1a-1b를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 면광원 장치(10)의 장치 출광면(10U)의 구조를 확대하여 나타내는 부분 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 요철 구조층(111)을, 도 3의 선 10a를 지나는 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 오목부의 변형예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 오목부의 다른 변형예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 실시 형태 1-2에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 면광원 장치를, 도 7 중의 선 2a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 9는 실시 형태 1-3에 따른 면광원 장치를 모식적으로에 나타내는 사시도이다.
도 10은 실시 형태 1-4에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 면광원 장치를, 도 10 중의 선 3a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 12는 실시 형태 1-5에 따른 면광원 장치를, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 13은 실시 형태 1-6에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 13에 나타내는 면광원 장치를, 도 13 중의 선 4a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 15는 실시 형태 1-6의 변형예에 따른 요철 구조층을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 실시 형태 1-7에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 16에 나타내는 면광원 장치를, 도 16 중의 선 11a-11b를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 18은 실시 형태 1-8에 따른 면광원 장치를, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 19는 실시 형태 2-1에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 20은 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 21은 상기 면광원 장치에 이용하는 발광층의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 22는 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치에 이용하는 선택 반사층의 선택 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 23은 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치와의 대비에 이용하는 면광원 장치의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 24는 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치와의 대비에 이용하는 면광원 장치의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 25는 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 26은 제 2의 본 발명의 실시 형태에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 27은 제 2의 본 발명의 실시 형태에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 28은 비교예 1-1의 측정 결과에 따른, 색도의 측정 각도와 색도 x 및 y값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 29는 실시예 1-1의 측정 결과에 따른, 색도의 측정 각도와 색도 x 및 y값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 30은 실시예 1-2의 측정 결과에 따른, 색도의 측정 각도와 색도 x 및 y값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 31은 참고예 1-1의 측정 결과에 따른, 평탄부 비율과 하중의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 도 1에 나타내는 면광원 장치를, 도 1 중의 선 1a-1b를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 면광원 장치(10)의 장치 출광면(10U)의 구조를 확대하여 나타내는 부분 평면도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 요철 구조층(111)을, 도 3의 선 10a를 지나는 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 부분 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타내는 오목부의 변형예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 6은 도 4에 나타내는 오목부의 다른 변형예를 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 실시 형태 1-2에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 면광원 장치를, 도 7 중의 선 2a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 9는 실시 형태 1-3에 따른 면광원 장치를 모식적으로에 나타내는 사시도이다.
도 10은 실시 형태 1-4에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 면광원 장치를, 도 10 중의 선 3a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 12는 실시 형태 1-5에 따른 면광원 장치를, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 13은 실시 형태 1-6에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 13에 나타내는 면광원 장치를, 도 13 중의 선 4a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 15는 실시 형태 1-6의 변형예에 따른 요철 구조층을 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 실시 형태 1-7에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 16에 나타내는 면광원 장치를, 도 16 중의 선 11a-11b를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
도 18은 실시 형태 1-8에 따른 면광원 장치를, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 19는 실시 형태 2-1에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 20은 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 21은 상기 면광원 장치에 이용하는 발광층의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 22는 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치에 이용하는 선택 반사층의 선택 반사 특성을 나타내는 그래프이다.
도 23은 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치와의 대비에 이용하는 면광원 장치의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 24는 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치와의 대비에 이용하는 면광원 장치의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 25는 상기 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 26은 제 2의 본 발명의 실시 형태에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 27은 제 2의 본 발명의 실시 형태에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다.
도 28은 비교예 1-1의 측정 결과에 따른, 색도의 측정 각도와 색도 x 및 y값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 29는 실시예 1-1의 측정 결과에 따른, 색도의 측정 각도와 색도 x 및 y값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 30은 실시예 1-2의 측정 결과에 따른, 색도의 측정 각도와 색도 x 및 y값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 31은 참고예 1-1의 측정 결과에 따른, 평탄부 비율과 하중의 관계를 나타내는 그래프이다.
[Ⅰ. 제 1의 본 발명의 설명]
이하, 제 1의 본 발명에 대하여 실시 형태 및 예시물 등을 나타내어 상세하게 설명하지만, 제 1의 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태 및 예시물에 한정되는 것이 아니다.
<실시 형태 1-1>
이하에 있어서, 도면을 참조하여, 제 1의 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
제 1의 본 발명의 면광원 장치는, 발광층을 포함하는 유기 EL 소자, 및 상기 유기 EL 소자의 적어도 한쪽의 표면에 접하여 마련되고, 장치 출광면측의 표면의 요철 구조를 규정하는 출광면 구조층을 구비한다.
상기 장치 출광면이란, 면광원 장치로서의 출광면, 즉, 면광원 장치로부터 장치 외부로 광이 출광할 때의 출광면이다. 장치 출광면은, 상기 유기 EL 소자의 상기 발광층과 평행한 면이며, 면광원 장치의 주면과 평행하다. 단, 미시적으로 보면, 후술하는 오목부상의 면은 발광층과 평행하지 않은 각도를 이룰 수 있다. 이하, 별도로 언급하지 않는 한, 이러한 오목부를 무시하고 본 장치 출광면과 평행(또는 수직)인 것을, 간단히 「장치 출광면과 평행(또는 수직)」이라고 한다. 또한, 별도로 언급하지 않는 한, 면광원 장치는, 이러한 장치 출광면이 수평 방향과 평행하고 또한 상향이 되도록 탑재한 상태로 설명한다.
제 1의 본 발명에 있어서, 각 구성 요소가 「평행」 또는 「수직」이라는 것은, 제 1의 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위의 오차를 포함하고 있더라도 좋고, 예컨대, 평행 또는 수직인 각도로부터 ±5°의 오차를 포함하고 있더라도 좋다.
실시 형태 1-1은, 제 1의 본 발명에 따른 제 1 실시 형태이다. 도 1은 실시 형태 1-1에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 실시 형태 1-1에 있어서, 면광원 장치(10)는, 장치 출광면(10U)을 갖는, 직사각형의 평판 형상의 구조를 갖는 장치이다. 도 2는 도 1에 나타내는 면광원 장치(10)를, 도 1 중의 선 1a-1b를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다.
면광원 장치(10)는, 유기 EL 소자(140)와, 유기 EL 소자(140)의, 장치 출광면(10U)측의 표면(144)에 접하여 마련된 출광면 구조층(100)을 구비한다. 면광원 장치(10)는 또한, 임의의 구성 요소로서, 유기 EL 소자(140)의, 장치 출광면(10U)과는 반대측의 표면(145)측에 밀봉 기판(151)을 갖는다. 또, 도시를 생략하지만, 표면(145)과 밀봉 기판(151)의 사이에는, 충전재나 접착제 등의 임의의 물질이 존재하고 있더라도 좋고, 공극이 존재하고 있더라도 좋다. 공극에는, 발광층(142)의 내구성을 크게 손상시키는 등의 문제가 없는 한은 공기나 그 밖의 기체가 존재하더라도 좋고, 공극 내를 진공으로 하더라도 좋다.
유기 EL 소자(140)는, 제 1 전극층(141), 발광층(142) 및 제 2 전극층(143)을 구비한다. 실시 형태 1-1에 있어서, 제 1 전극층(141)은 투명 전극이며, 제 2 전극층(143)은 반사 전극이다. 이러한 구성이기 때문에, 발광층(142)으로부터의 광은, 제 1 전극층(141)을 투과하거나, 또는 제 2 전극층(143)에서 반사되어, 발광층(142) 및 제 1 전극층(141)을 투과하여, 출광면 구조층(100)측으로 향할 수 있다.
출광면 구조층(100)은, 요철 구조층(111) 및 기재 필름층(112)을 포함하는 복층체(110)와, 유기 EL 소자(140)에 접하여 마련된 기판으로서의 유리 기판(131)과, 복층체(110) 및 유리 기판(131)을 접착하는 접착층(121)을 구비한다. 면광원 장치(10)에 있어서는, 요철 구조층(111), 기재 필름층(112), 접착층(121) 및 유리 기판(131) 중 1층 이상이, 확산제(광 확산성을 부여하는 입자)를 포함하는 재료로 이루어진다. 그것에 의해, 발광층(142)으로부터 출사(사출이라고도 한다)된 광이 확산 부재에 입사하고, 이 입사한 광을 확산시켜 투과 또는 반사시키는 확산 부재를 구성한다. 또, 본 실시 형태에서는, 유기 EL 소자(140)와 유리 기판(131)이 직접 접하는 구성으로 했지만, 사이에 확산층 등의 다른 층이 개재되어 있더라도 좋다.
요철 구조층(111)은, 면광원 장치(10)의 상면(즉 면광원 장치(10)의 장치 출광면측의 최외층)에 위치한다. 따라서, 요철 구조층(111)은 유리 기판(131)보다 장치 출광면(10U)에 가까운 위치에 마련되어 있다. 또한, 요철 구조층(111)은, 그 장치 출광면(10U)에 가까운 쪽의 면상에, 복수의 오목부(113)와, 오목부(113)의 주위에 위치하는 평탄부(114)를 포함하는 요철 구조를 갖는다. 본 실시 형태에서는, 요철 구조층(111)의 장치 출광면(10U)에 가까운 쪽의 면과 장치 출광면(10U)은 일치하고 있고, 그 요철 구조에 의해, 장치 출광면(10U)이 규정된다. 장치 출광면(10U)은, 오목부(113)를 무시하고 거시적으로 보면, 평탄부(114) 및 유리 기판(131) 등의 장치 중의 다른 층과 평행한 평면이지만, 미시적으로는 오목부(113)에 의해 규정되는 사면을 포함하는 요철면이다. 또, 본원에 있어서, 도면은 모식적인 도시이기 때문에, 장치 출광면상에는 적은 개수의 오목부만을 나타내고 있지만, 실제의 장치에 있어서는, 하나의 장치 출광면상에, 이보다 훨씬 많은 수의 오목부를 마련할 수 있다.
(유기 EL 소자)
상기 유기 EL 소자(140)로서 예시하는 바와 같이, 제 1의 본 발명에 있어서, 유기 EL 소자는, 2층 이상의 전극층과, 이들 전극층간에 마련되고, 전극으로부터 전압이 인가되는 것에 의해 발광하는 발광층을 구비하는 소자로 할 수 있다.
유기 EL 소자는, 기판상에 소자를 구성하는 전극, 발광층 등의 층을 형성하고, 또한 그들 층을 덮는 밀봉 부재를 마련하여, 기판과 밀봉 부재로 발광층 등의 층을 밀봉한 구성으로 되는 것이 일반적이다. 통상, 여기서 말하는 기판측으로부터 출광하는 소자는 바텀 이미션(bottom emission)형, 밀봉 부재측으로부터 출광하는 소자는 탑 이미션(top emission)형이라고 불린다. 제 1의 본 발명의 면광원 장치는, 이들 중 어느 것이더라도 좋고, 바텀 이미션형의 경우, 층을 형성하기 위한 기판과, 또한 필요에 따라 임의의 층을 포함하는 조합이 출광면 구조층을 구성하고, 한편 탑 이미션형의 경우, 밀봉 부재 등의 장치 출광면측의 구조체와, 또한 필요에 따라 임의의 층을 포함하는 조합이 출광면 구조층을 구성한다.
제 1의 본 발명에 있어서, 유기 EL 소자를 구성하는 발광층으로서는, 특별히 한정되지 않고 기지의 것을 적절히 선택할 수 있다. 발광층 중의 발광 재료는 1종류로 한정되지 않고, 또한 발광층도 1층에 한정되지 않고, 광원으로서의 용도에 적합하도록, 1종의 층 단독 또는 복수 종류의 층의 조합으로 할 수 있다. 이에 의해, 백색 또는 그것에 가까운 색의 광을 발광하는 것으로 할 수 있다.
유기 EL 소자는 또한, 전극 사이에, 발광층에 더하여 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 가스 배리어층 등의 다른 층을 더 가질 수도 있다. 유기 EL 소자는 또한, 전극에 통전하기 위한 배선, 발광층의 밀봉을 위한 주변 구조 등의 임의의 구성 요소를 구비할 수도 있다.
유기 EL 소자의 전극은, 특별히 한정되지 않고 기지의 것을 적절히 선택할 수 있다. 실시 형태 1-1에 따른 유기 EL 소자(140)와 같이, 출광면 구조층측의 전극을 투명 전극으로 하고, 반대측의 전극을 반사 전극으로 하는 것에 의해, 출광면 구조층측으로 출광하는 유기 EL 소자로 할 수 있다. 또한, 양쪽의 전극을 투명 전극으로 하고, 출광면 구조층과 반대측에, 반사 부재 또는 산란 부재(예컨대, 공기층을 사이에 두고 배치되는 백색 산란 부재 등)를 더 갖는 것에 의해, 출광면 구조층측으로의 출광을 달성할 수도 있다.
전극 및 그 사이에 마련하는 층을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 구체예로서 하기의 것을 들 수 있다.
투명 전극의 재료로서는 ITO 등을 들 수 있다.
정공 주입층의 재료로서는 스타버스트계 방향족 다이아민 화합물 등을 들 수 있다.
정공 수송층의 재료로서는 트라이페닐다이아민 유도체 등을 들 수 있다.
황색 발광층의 호스트 재료로서는 마찬가지로 트라이페닐다이아민 유도체 등을 들 수 있고, 황색 발광층의 도펀트 재료로서는 테트라센 유도체 등을 들 수 있다.
녹색 발광층의 재료로서는, 피라졸린 유도체 등을 들 수 있다.
청색 발광층의 호스트 재료로서는 안트라센 유도체 등을 들 수 있고, 청색 발광층의 도펀트 재료로서는 페릴렌 유도체 등을 들 수 있다.
적색 발광층의 재료로서는, 유로퓸 착체 등을 들 수 있다.
전자 수송층의 재료에는 알루미늄퀴놀린 착체(Alq) 등을 들 수 있다.
음극 재료에는 불화리튬 및 알루미늄을 각각 이용하여, 이들을 순차적으로 진공 성막에 의해 적층시킨 것 등을 들 수 있다.
상기의 것 또는 그 밖의 발광층을 적절히 조합하여 적층형 또는 탠덤형이라고 불리는, 보색 관계에 있는 발광색을 발생시키는 발광층을 얻을 수 있다. 보색 관계의 조합은, 황색/청색, 또는 녹색/청색/적색 등으로 할 수 있다.
(출광면 구조층)
상기 출광면 구조층(100)으로서 예시하는 바와 같이, 제 1의 본 발명에 있어서, 출광면 구조층은, 복수의 층으로 이루어지는 것으로 할 수 있지만, 단일 층으로 이루어지더라도 좋다. 소망하는 특성을 구비한 출광면 구조층을 용이하게 얻는 관점에서는, 복수의 층으로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 출광면 구조층(100)과 같이, 요철 구조층과 기재 필름층을 조합한 복층체를 포함할 수 있다. 이에 의해, 성능이 높은 출광면 구조층을 용이하게 얻을 수 있다.
요철 구조층 및 기재 필름을 구성하는 수지 조성물은, 투명 수지를 포함하는 조성물로 할 수 있다. 투명 수지가 「투명하다」는 것은, 광학 부재로 이용하기에 적합한 정도의 광선 투과율을 갖는 의미이다. 제 1의 본 발명에 있어서는, 출광면 구조층을 구성하는 각 층이, 광학 부재로 이용하기에 적합한 광선 투과율을 갖는 것으로 할 수 있고, 출광면 구조층 전체로서 80% 이상의 전광선 투과율을 갖는 것으로 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 투명 수지의 재질은, 특별히 한정되지 않고, 투명한 층을 형성할 수 있는 각종 수지를 이용할 수 있다. 예컨대, 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 전자선 경화성 수지를 들 수 있다. 그 중에서도 열 가소성 수지는 열에 의한 변형이 용이하기 때문에, 또한 자외선 경화성 수지는 경화성이 높고 효율이 좋기 때문에, 요철 구조층의 효율적인 형성이 가능하게 되어, 각각 바람직하다. 열 가소성 수지로서는, 폴리에스터계, 폴리아크릴레이트계, 사이클로올레핀폴리머계의 수지를 들 수 있다. 또한 자외선 경화성 수지로서는, 에폭시계, 아크릴계, 우레탄계, 엔/티올계, 아이소사이아네이트계의 수지를 들 수 있다. 이들 수지로서는, 복수의 중합성 작용기를 갖는 것을 바람직하게 이용할 수 있다.
복층체를 구성하는 요철 구조층의 재료로서는, 장치 출광면의 요철 구조를 형성하기 쉽고 또한 요철 구조의 찰상에 대한 내성을 얻기 쉽다고 하는 관점에서, 경화시의 경도가 높은 재료가 바람직하다. 구체적으로는, 7㎛의 막 두께의 수지층을 기재(基材)상에 요철 구조가 없는 상태로 형성했을 때에, 연필 경도로 HB 이상이 되는 재료가 바람직하고, H 이상이 되는 재료가 더 바람직하고, 2H 이상이 되는 재료가 보다 바람직하다. 한편, 기재 필름층의 재료로서는, 요철 구조층의 형성시 및/또는 복층체를 성형한 후의 복층체의 취급을 용이하게 하기 위해, 어느 정도의 유연성이 있는 것이 바람직하다. 이러한 재료를 조합하는 것에 의해, 취급이 용이하고 또한 내구성이 우수한 복층체를 얻을 수 있고, 그 결과 고성능의 면광원 장치를 용이하게 제조할 수 있다. 이러한 재료의 조합은, 각각의 재료를 구성하는 수지로서, 위에 예시한 투명 수지를 적절히 선택하는 것에 의해 얻을 수 있다. 구체적으로는, 요철 구조층의 재료를 구성하는 투명 수지로서, 아크릴레이트 등의 자외선 경화성 수지를 이용하고, 한편 기재 필름의 재료를 구성하는 투명 수지로서, 지환식 올레핀폴리머제의 필름(후술하는 제오노아 필름 등)이나, 폴리에스테르 필름을 이용할 수 있고, 이에 의해, 바람직한 재료의 조합을 얻을 수 있다.
상기 출광면 구조층(100)과 같이, 출광면 구조층이 요철 구조층과 기재 필름층을 포함하는 경우, 예컨대, 요철 구조층과 기재 필름의 굴절률은 가능한 한 가깝게 하는 형태로 할 수 있고, 이 경우, 바람직하게는 굴절률의 차이가 0.1 이내, 더 바람직하게는 0.05 이내이다.
요철 구조층, 기재 필름층 등의 출광면 구조층의 구성 요소가 되는 층의 재료가 되는 수지 조성물은, 그 층이 확산 부재를 구성하는 경우는, 후술하는 입자 등의 광 확산성을 부여하는 요소를 포함할 수 있다. 또한, 수지 조성물은, 필요에 따라 임의의 성분을 포함할 수 있다. 그 임의의 성분으로서는, 페놀계, 아민계 등의 열화 방지제, 계면활성제계, 실록산계 등의 대전 방지제, 트라이아졸계, 2-하이드록시벤조페논계 등의 내광제 등의 첨가제를 들 수 있다.
제 1의 본 발명에 있어서, 요철 구조층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만 1~70㎛인 것이 바람직하다. 여기서, 요철 구조층의 두께란, 요철 구조체가 형성되어 있지 않은 기판측의 면과, 요철 구조체의 평탄부의 거리이다. 또한 기재 필름층의 두께는, 20~300㎛인 것이 바람직하다.
제 1의 본 발명에 있어서, 출광면 구조층은 또한, 상기 출광면 구조층(100)에 있어서의 유리 기판(131)과 같은 기판을 포함할 수 있고, 그것에 의해, 면광원 장치에 휘어짐을 억제하는 강성을 줄 수 있다. 또한, 기판으로서, 유기 EL 소자를 밀봉하는 성능이 우수하고, 또한, 제조 공정에 있어서 유기 EL 소자를 구성하는 층을 그 위에 순차적으로 형성하는 것을 용이하게 행할 수 있는 기판을 구비하는 것에 의해, 면광원 장치의 내구성을 향상시키고, 또한 제조를 용이하게 할 수 있다.
기판을 구성하는 재료의 예로서는, 유리에 더하여 수지를 들 수 있다. 기판의 굴절률은, 특별히 제한되지 않지만, 1.4~2로 할 수 있다. 제 1의 본 발명에 있어서, 기판의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.1~5㎜인 것이 바람직하다.
출광면 구조층은 또한, 상기 복층체와 상기 기판의 사이 등의, 출광면 구조층 내의 2개의 층의 사이에 개재되는 접착층을 포함할 수 있다. 접착층의 재료인 접착제는, 협의의 접착제(23℃에 있어서의 전단(剪斷) 저장 탄성률이 1~500㎫이며, 상온에서 점착성을 나타내지 않는, 이른바 가열 용융형의 접착제)뿐만 아니라, 23℃에 있어서의 전단 저장 탄성률이 1㎫ 미만인 점착제도 포함한다. 구체적으로는, 기판 혹은 투명 수지층에 가까운 굴절률을 갖고, 또한 투명한 것을 적절히 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 아크릴계 접착제 혹은 점착제를 들 수 있다. 접착층의 두께는, 5~100㎛인 것이 바람직하다.
(확산 부재)
제 1의 본 발명의 면광원 장치는, 상기 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서, 상기 유기 EL 소자보다 상기 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련된 부재로서, 또는 그 양쪽으로서, 입사한 광을 확산시켜 투과 또는 반사시키는 확산 부재를 더 갖는다. 즉, 제 1의 본 발명에 있어서, 출광면 구조층의 일부 또는 전부가 확산 부재로서의 기능을 가진 것이더라도 좋고, 또한 출광면 구조층과는 별도로 확산 부재로서의 별도의 부재를 갖고 있더라도 좋다.
실시 형태 1-1에 있어서의 면광원 장치(10)의 경우와 같이, 유기 EL 소자의 전극층 중 한쪽이 반사 전극이고, 다른 한쪽이 투명 전극인 경우, 상기 확산 부재는, 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서 마련된 부재로서, 입사한 광을 확산된 형태로 투과시키는 부재로 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 출광면 구조층을 구성하는 요철 구조층, 기재 필름, 접착층 및 유리 기판 등의 출광면 구조층의 일부 또는 전부의 층을, 광을 확산시키는 층으로 하는 것에 의해, 이들 층의 일부 또는 전부를 확산 부재로 할 수 있다.
광을 확산시키는 층의 재료로서는, 예컨대, 입자를 포함한 재료, 및 2종류 이상의 수지를 혼합하여 광을 확산시키는 얼로이 수지(alloy resin)로 한 재료를 들 수 있다. 광 확산성을 용이하게 조절할 수 있다고 하는 관점에서, 입자를 포함한 재료, 특히 입자를 포함한 수지 조성물이 특히 바람직하다. 이 경우, 상기 입자는 광 확산성을 부여하는 입자가 되기 때문에, 상기 입자를 포함하는 조성물은 광 확산성을 갖게 된다.
확산 부재에 포함되는 입자는, 투명하더라도, 불투명하더라도 좋다. 입자의 재료로서는, 금속 및 금속 화합물, 및 수지 등을 이용할 수 있다. 금속 화합물로서는, 금속의 산화물 및 질화물을 들 수 있다. 금속 및 금속 화합물로서는, 구체적으로는 예컨대 은, 알루미늄과 같은 반사율이 높은 금속, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 질화규소, 주석첨가 산화인듐, 산화타이타늄 등의 금속 화합물을 들 수 있다. 한편 수지로서는, 메타크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지 등을 들 수 있다.
입자의 형상은, 구(球), 원기둥, 정육면체, 직육면체, 각뿔, 원뿔, 별 등의 형상으로 할 수 있다.
확산 부재에 있어서, 입자의 함유 비율은, 확산 부재를 구성하는 재료 전량 중 부피 비율로 1~80%인 것이 바람직하고, 5~50%인 것이 보다 바람직하다. 입자의 함유 비율을 이러한 하한 이상으로 하는 것에 의해, 관찰 각도에 따른 색감의 변화의 저감 등의 소망하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 상한 이하로 하는 것에 의해, 확산 부재 중에서의 입자의 응집을 방지하여, 양호하게 입자가 분산된 확산 부재를 용이하게 얻을 수 있다.
입자의 입경은 바람직하게는 0.1㎛ 이상 10㎛ 이하이며, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 여기서 입경이란, 부피 기준의 입자량을, 입자 직경을 가로축으로 하여 적산한 적산 분포에 있어서의 50% 입자 직경이다. 입경이 클수록, 소망하는 효과를 얻기 위해 필요한 입자의 함유 비율은 많아지고, 입경이 작을수록, 함유량은 적다. 따라서, 입경이 작을수록, 관찰 각도에 따른 색감의 변화의 저감, 및 광 추출 효율의 향상 등의 소망하는 효과를, 적은 입자로 얻을 수 있다. 또, 입경은, 입자의 형상이 구 형상 이외인 경우에는, 그 동등한 부피의 구의 직경을 입경으로 한다.
입자가 투명한 입자이며, 또한 입자가 투명 수지 중에 포함되는 경우에 있어서, 입자의 굴절률과, 투명 수지의 굴절률의 차이가 0.05~0.5인 것이 바람직하고, 0.07~0.5인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 입자 및 투명 수지의 굴절률은, 어느 쪽이 더 크더라도 좋다. 입자와 투명 수지의 굴절률이 너무 가까우면 확산 효과를 얻을 수 없어 색감 불균일은 억제되지 않고, 반대로 차이가 너무 크면 확산이 커져 색감 불균일은 억제되지만 광 추출 효과가 저감되게 된다.
출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층을 확산 부재로 하는 경우, 출광면 구조층을 구성하는 각 층 중 어느 것을 확산 부재로 할지에 대해서는, 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 관점에서 선택할 수 있다. 예컨대, 용이하게 확산의 정도를 조절할 수 있다고 하는 관점에서는, 투명 수지를 포함하는 층을 확산 부재로 하는 것이 바람직하다.
또한, 층 중의 입자의 함유 비율을 과대하게 하지 않고서 충분한 광 확산성을 확보하는 관점에서는, 5㎛ 이상이라고 하는, 어느 정도 이상 두께가 있는 층을 확산 부재로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 요철 구조층은, 상술한 것처럼 경도가 높은 재료가 바람직하지만, 그러한 경도가 높은 재료의 막 두께가 두꺼우면, 면광원 장치에 있어서 사용할 때, 시간이 흐름에 따라, 장치 출광면에, 소망하지 않는 휘어짐을 초래할 가능성이 있다. 따라서, 이 관점에서는, 요철 구조층 이외의 층으로서 소성 변형하기 쉬운 성질을 부여할 수 있는 층, 예컨대 기재 필름 또는 접착층을 확산 부재로 하는 것이 바람직하다.
한편, 제조 공정에 있어서 투명 수지 등의 재료의 가열의 공정을 행하지 않는 층을 확산 부재로 하는 것에 의해, 제조 공정의 관리를 용이하게 할 수 있다. 예컨대, 수지 반송 경로에 있어서 입자에 의한 막힘이 발생한 경우의 대처를 용이하게 할 수 있다. 이 관점에서는, 접착층을 확산 부재로 하는 것이 바람직하다. 또는 접착층과 접착층 이외의 층을 확산 부재로 하는 것도 바람직하다. 예컨대, 접착층과 기재 필름을 확산 부재로 하고, 기재 필름에 첨가하는 입자의 비율을 적게 하는 것에 의해, 기재 필름의 제조 공정에 있어서의 관리를 용이하게 할 수 있다(예컨대, 막힘이 발생하는 빈도를 저감할 수 있다).
또한, 출광면 구조층 내에, 상기 요철 구조층, 기재 필름층, 접착층 및 유리 기판 이외의 층을 추가적으로 마련하고, 이러한 추가적인 층을 확산 부재로 할 수도 있다. 예컨대, 요철 구조층과 기재 필름층의 사이, 접착층과 유리 기판의 사이, 유리 기판의 발광층측의 표면 등(예컨대, 발광층을 구성하는 전극층과 유리 기판의 사이)에 이러한 추가적인 층을 형성할 수 있다. 또는, 이러한 추가적인 층과 상기 요철 구조층, 기재 필름층, 접착층 및 유리 기판 중의 하나 이상의 층의 양쪽을 확산 부재로 할 수도 있다.
확산 부재가 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서 마련되는 경우에 있어서 확산의 정도는 특별히 한정하지 않지만, 일례로서 확산 부재가 요철 구조층으로부터 접착층의 사이의 일부 또는 전부인 경우에, 상기 요철 구조층의 표면 요철이 없는 상태에서의, 요철 구조층으로부터 접착층까지의 부분의 전광선 투과율은 70~95%인 것이 바람직하고, 75~90%인 것이 더 바람직하다.
또한, 확산 부재의 굴절률은 특별히 한정하지 않지만, 1.45~2가 바람직하고, 1.6~2가 보다 바람직하고, 1.7~2가 더 바람직하다. 확산 부재보다 출광측의 층은 확산 부재보다 굴절률이 작은 것이 바람직하지만, 상기한 바와 같이 확산 부재의 굴절률을 크게 하는 것에 의해, 확산 부재보다 출광측의 층의 굴절률의 선택의 폭이 넓어지기 때문에, 재료의 선택성을 넓힐 수 있다.
(요철 구조)
제 1의 본 발명에 있어서, 출광면 구조층상의 상기 요철 구조는, 사면을 포함하는 복수의 오목부와, 상기 오목부의 주위에 위치하는 평탄부를 포함한다. 여기서 「사면」이란, 장치 출광면과 평행이 아닌 각도를 이루는 면이다. 한편, 평탄부상의 면은, 장치 출광면과 평행한 면으로 할 수 있다.
요철 구조의 예로서, 도 1 및 도 2에 나타낸 면광원 장치(10)의 장치 출광면의 요철 구조를, 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 3은 요철 구조층(111)에 의해 규정되는, 면광원 장치(10)의 장치 출광면(10U)의 구조를 확대하여 나타내는 부분 평면도이다. 도 4는 요철 구조층(111)을, 도 3의 선 10a를 지나는 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 부분 단면도이다.
복수의 오목부(113)의 각각은 정사각뿔 형상의 홈이며, 따라서 오목부(113)의 사면(11A~11D)은 동일한 형상이며, 저변(底邊)(11E~11H)은 정사각형을 구성한다. 선 10a는, 일렬의 오목부(113)의 모든 정점(頂點)(11P)의 위를 지나는 선이며, 또한 오목부(113)의 저변(11E 및 11G)과 평행한 선이다.
오목부(113)는, 일정한 간격을 두고, 직교하는 두 배치 방향으로 연속하여 배치되어 있다. 이러한 두 배치 방향 중 한쪽의 방향 X는 저변(11E 및 11G)과 평행하다. 이 방향 X에서, 복수의 오목부(113)는 일정한 간격(11J)을 두고 정렬하고 있다. 두 배치 방향 중 다른 쪽의 방향 Y는 저변(11F 및 11H)과 평행하다. 이 방향 Y에서 복수의 오목부(113)는 일정한 간격(11K)을 두고 정렬하고 있다.
오목부(113)의 각각을 구성하는 사면(11A~11D)이 평탄부(114)와 이루는 각(사면(11B 및 11D)에 대해서는, 각각 도 4에 나타내는 각(11L 및 11M))은 예컨대 60°로 설정되고, 이에 의해, 오목부(113)를 구성하는 정사각뿔의 꼭지각, 즉 정점(11P)에서 서로 대향하는 사면이 이루는 각(사면(11B 및 11D)이 이루는 각에 대해서는, 도 4에 나타내는 각(11N))도 60°로 되어 있다.
이와 같이, 면광원 장치가, 장치 출광면에서, 복수의 오목부와, 각 오목부의 주위에 위치하는 평탄부를 포함하는 구성을 갖고, 또한 소정의 확산 부재를 조합하여 갖는 것에 의해, 광 추출 효율을 높이고, 또한 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 저감할 수 있고, 더구나, 외부 충격에 의해 요철 구조의 깨짐 등이 생기는 것을 방지할 수 있고, 나아가서는 장치 출광면의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
제 1의 본 발명의 면광원 장치는, 상기의 구성으로 하는 것에 의해, 장치 출광면에서의 반구(半球) 형상 전체 방위에서의 색도 좌표의 x 좌표 및 y 좌표의 적어도 어느 하나의 변위를 상기 구성을 취하지 않는 경우에 비하여 작게 할 수 있고, 예컨대 반감시킬 수 있다. 이 때문에, 면광원 장치에 있어서, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 억제할 수 있다. 이러한 반구 형상 전방위에서의 색도의 변위를 측정하는 방법으로서, 예컨대 장치 출광면의 법선(정면)상에 분광 방사 휘도계를 설치하고, 법선 방향을 0°로 했을 때 그 장치 출광면을 -90~90°까지 회전시키는 기구를 부여하는 것에 의해, 각 방향에서 측정한 발광 스펙트럼으로부터 색도 좌표를 산출할 수 있기 때문에, 그 변위를 산출할 수 있다.
요철 구조층을 장치 출광면에 수직인 방향으로부터 관찰한 경우에 있어서의, 평탄부가 차지하는 면적과 오목부가 차지하는 면적의 합계에 대한, 평탄부가 차지하는 면적의 비율(이하, 「평탄부 비율」이라고 한다)을 적절히 조절함으로써, 면광원 장치의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 평탄부 비율을 10~75%로 하는 것에 의해, 양호한 광 추출 효율을 얻을 수 있고, 또한 장치 출광면의 기계적 강도를 높일 수 있다.
제 1의 본 발명에 있어서, 오목부는, 예컨대, 위에 말한 각뿔 형상에 더하여, 원뿔 형상, 구면의 일부의 형상, 홈의 형상, 및 이들을 조합한 형상을 가질 수 있다. 각뿔 형상은, 상기 오목부(113)로서 예시하는 바와 같이 저면(底面)이 정사각형인 사각뿔로 할 수 있지만, 이것에 한정되지 않고, 삼각뿔, 오각뿔, 육각뿔, 저면이 정사각형이 아닌 사각뿔 등의 각뿔 형상으로 할 수도 있다.
또한, 본원에서 말하는 원뿔 및 각뿔은, 그 꼭대기가 뾰족한 통상의 원뿔 및 각뿔뿐만 아니라, 선단이 둥근 모양을 띤 형상, 또는 평평하게 모따기(chamfering)된 형상(각뿔대의 형상 등)도 포함한다. 예컨대, 도 4에 나타내는 오목부(113)에서는 사각뿔의 꼭대기(11P)는 뾰족한 형상으로 되어 있지만, 이것이, 도 5에 나타내는 오목부(613)의 꼭대기(61P)와 같이 둥근 모양을 띤 형상으로 되어 있더라도 좋다. 또한, 도 6에 나타내는 오목부(713)와 같이, 각뿔의 꼭대기에 평탄한 부분(71P)을 마련하고, 평평하게 모따기된 형상으로 할 수도 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이 각뿔의 꼭대기가 둥근 모양을 띤 형상인 경우, 그 꼭대기(61P)와, 해당 각뿔이 둥근 모양을 띠지 않고 뾰족한 형상으로 되어 있는 경우의 꼭대기(61Q)의 높이의 차이(61R)는, 해당 각뿔이 둥근 모양을 띠지 않고 뾰족한 형상으로 되어 있는 경우의 각뿔의 높이(61S)의 20% 이하로 할 수 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이 각뿔의 꼭대기가 평평하게 모따기된 형상인 경우, 평탄한 부분(71P)과, 해당 각뿔의 꼭대기가 평탄하지 않고 뾰족한 형상으로 되어 있는 경우의 꼭대기(71Q)의 높이의 차이(71R)는, 해당 각뿔의 꼭대기가 평탄하지 않고 뾰족한 형상으로 되어 있는 경우의 각뿔의 높이(71S)의 20% 이하로 할 수 있다.
요철 구조에 있어서의 오목부의 깊이는, 특별히 한정되지 않지만, 요철 구조가 형성된 표면을 다양한 방향(장치 출광면과 평행한 면 내의 다양한 방향)을 따라 측정한 중심선 평균 조도(asperity)의 최대값(Ra(max))으로서, 1~50㎛의 범위 내로 할 수 있다. 요철 구조를 요철 구조층상에 형성하는 경우는, 요철 구조층의 두께에 대하여 상대적으로, 바람직한 오목부의 깊이를 정할 수 있다. 예컨대, 요철 구조층의 재료로서, 요철 구조층의 내구성의 유지에 유리한 경질의 재료를 이용한 경우, 요철 구조층의 두께를 얇게 하는 편이, 복층체의 가요성이 높아져, 면광원 장치의 제조 공정에 있어서의 복층체의 취급이 용이해진다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 오목부의 깊이(16D)와 요철 구조층(111)의 두께(16E)의 차이는, 0~30㎛인 것이 바람직하다.
제 1의 본 발명에 있어서, 오목부의 사면과, 장치 출광면이 이루는 각은 40~70°인 것이 바람직하고, 45~60°인 것이 보다 바람직하다. 예컨대 오목부의 형상이, 도 1, 2, 3 및 4에 나타내는 사각뿔인 경우, 그 꼭지각(도 4에 있어서의 각(11N))은, 60~90°가 되는 것이 바람직하다. 또한, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 최소한으로 하면서 광 추출 효율도 높인다고 하는 관점에서는, 사면과 장치 출광면이 이루는 각은 큰 쪽이 바람직하고, 구체적으로는 예컨대 55° 이상으로 하는 것이 바람직하고, 60° 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우, 이러한 각의 상한은, 요철 구조층의 내구성의 유지를 고려하여, 70° 정도로 할 수 있다.
오목부의 형상이, 꼭대기에서 둥근 모양을 띤 또는 평평하게 모따기된 각뿔 형상, 원뿔 형상 또는 홈의 형상인 경우는, 해당 둥근 모양을 띤 부분 또는 모따기된 부분을 제외하는 사면의 각도를, 사면의 각도로 한다. 예컨대, 도 5 및 도 6에 나타내는 예에서는, 면(613a, 613b, 713a 및 713b)을, 사면으로 한다. 사면의 각도를 이러한 각도로 하는 것에 의해, 광 추출 효율을 높일 수 있다. 요철 구조의 사면은, 반드시 모두가 같은 각도일 필요는 없고, 상기 범위 내에서, 다른 각도를 갖는 사면이 공존하고 있더라도 좋다. 또, 원뿔 형상의 사면과 장치 출광면이 이루는 각이란, 이러한 원뿔의 모선과 장치 출광면이 이루는 각으로 할 수 있다.
장치 출광면에서, 복수의 오목부는, 임의의 형태로 배열할 수 있다. 예컨대, 복수의 오목부를, 장치 출광면상의 서로 교차하는 둘 이상의 방향을 따라 배열할 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 1 및 도 3에 나타낸 오목부(113)와 같이, 직교하는 두 방향을 따라 배열할 수 있다.
둘 이상의 방향으로 오목부를 배열한 경우에 있어서, 그들 중 1방향 이상의 방향으로, 이웃하는 오목부 사이의 극간을 마련하고, 이러한 극간에 의해 평탄부를 구성할 수 있다. 예컨대, 도 3에 나타내는 오목부(113)의 배열에서는, 직교하는 2방향 X 및 Y의 어느 방향에서도, 각각 간격 11J 및 11K의 극간을 마련하고, 이러한 극간에 의해 평탄부(114)를 구성하고 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 양호한 광 추출 효율과, 장치 출광면의 기계적 강도를 양립시킬 수 있다.
(제조 방법)
제 1의 본 발명의 면광원 장치의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 위에 예시한, 요철 구조층, 기재 필름, 접착층 및 유리 기판을 갖는 출광면 구조층을 구비하는 면광원 장치를 제조하는 경우, 유리 기판의 한쪽의 면에 유기 EL 소자를 구성하는 각 층을 적층하고, 그 후 또는 그 전에, 유리 기판의 다른 쪽의 면에 요철 구조층 및 기재 필름을 갖는 복층체를, 접착층을 사이에 두고 부착하는 것에 의해 제조할 수 있다.
요철 구조층 및 기재 필름을 갖는 복층체의 제조는, 소망하는 형상을 갖는 금형 등의 틀을 조제하고, 이것을 요철 구조층을 형성하는 재료의 층에 전사하는 것에 의해 행할 수 있다. 보다 구체적인 방법으로서는,
(방법 1) 기재 필름을 구성하는 수지 조성물 A의 층 및 요철 구조층을 구성하는 수지 조성물 B의 층(요철 구조는 아직 형성되어 있지 않다)을 갖는 미가공 복층체를 예컨대 공압출 등에 의해 조제하고, 이러한 미가공 복층체의 수지 조성물 B측의 면상에, 요철 구조를 형성하는 방법, 및
(방법 2) 기재 필름의 위에, 액체 상태의 수지 조성물 B를 도포하고, 도포된 수지 조성물 B의 층에 틀을 대어, 그 상태로 수지 조성물 B를 경화시켜, 요철 구조층을 형성하는 방법
을 들 수 있다.
방법 1에 있어서, 미가공 복층체는, 예컨대 수지 조성물 A 및 수지 조성물 B를 공압출하는 압출 성형에 의해 얻을 수 있다. 미가공 복층체의 수지 조성물 B측의 면상에, 소망하는 표면 형상을 갖는 틀을 대고 누르는 것에 의해, 요철 구조를 형성할 수 있다.
보다 구체적으로는, 긴 미가공 복층체를 압출 성형에 의해 연속적으로 형성하고, 소망하는 표면 형상을 갖는 전사 롤과 닙 롤(nip roll)로 미가공 복층체를 가압하고, 그것에 의해, 연속적인 제조를 효율적으로 행할 수 있다. 전사 롤과 닙 롤에 의한 끼우는 압력은, 바람직하게는 수 ㎫~수십 ㎫이다. 또한 전사시의 온도는, 수지 조성물 B의 유리 전이 온도를 Tg라고 하면, 바람직하게는 Tg 이상 (Tg+100℃) 이하이다. 미가공 복층체와 전사 롤의 접촉 시간은 필름의 보내는 속도, 즉 롤 회전 속도에 의해 조정할 수 있고, 바람직하게는 5초 이상 600초 이하이다.
방법 2에 있어서, 요철 구조층을 구성하는 수지 조성물 B로서는, 자외선 등의 에너지선에 의해 경화시킬 수 있는 조성물을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 수지 조성물 B를, 기재 필름상에 도포하고, 틀을 댄 상태로, 도포면의 뒤쪽(기재 필름의, 수지 조성물 B를 도포한 면과는 반대측)에 위치하는 광원으로부터, 자외선 등의 에너지선을 조사하여, 수지 조성물 B를 경화시키고, 그 후 틀을 박리함으로써, 수지 조성물 B의 도막을 요철 구조층으로 하여, 복층체를 얻을 수 있다.
<실시 형태 1-2>
제 1의 본 발명의 면광원 장치에 있어서, 장치 출광면을 구성하는 오목부의 형상은, 상기 실시 형태 1-1로서 예시한 각뿔 형상에 한정되지 않고, 예컨대 이하에 나타내는 실시 형태 1-2와 같이, 구의 일부의 형상이더라도 좋다.
실시 형태 1-2는, 제 1의 본 발명에 따른 제 2 실시 형태이다. 도 7은 실시 형태 1-2에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 8은 도 7에 나타내는 면광원 장치를, 도 7 중의 선 2a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 도 7 및 도 8에 나타내는 대로, 실시 형태 1-2에 따른 면광원 장치(20)는, 장치 출광면의 형상, 즉 출광면 구조층(200)을 구성하는 복층체(210) 중 요철 구조층(211)의 표면의 형상이 다른 것 외에, 실시 형태 1-1과 동일한 구성을 갖고 있다.
요철 구조층(211)의 표면상에 형성된 오목부(213)는, 반구 형상이며, 장치 출광면(20U)상에 있어서, 일정한 간격을 두고, 선 2a, 2b 및 2c에 평행한 세 배치 방향으로 연속하여 배치되어 있다. 선 2a, 2b 및 2c는, 서로 60°의 각도를 이루고 있다. 이웃하는 오목부(213)의 사이에는, 선 2a, 2b 및 2c의 방향으로 극간이 마련되고, 이 극간이 평탄부(214)를 구성하고 있다.
이러한, 반구의 형상을 갖는 오목부와 그 사이의 극간인 평탄부를 갖는 구조를 갖는 장치 출광면을 갖는 경우이더라도, 실시 형태 1-1에 있어서의 각뿔 형상의 오목부와 같이, 광 추출 효율을 높이고, 또한 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 저감할 수 있고, 더구나 장치 출광면의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
<실시 형태 1-3>
제 1의 본 발명의 면광원 장치에 있어서, 장치 출광면을 구성하는 오목부의 형상은 또한, 이하에 나타내는 실시 형태 1-3과 같이, 홈의 형상이더라도 좋다.
실시 형태 1-3은, 제 1의 본 발명에 따른 제 3 실시 형태이다. 도 9는 실시 형태 1-3에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 9에 나타내는 대로, 실시 형태 1-3에 따른 면광원 장치(30)는, 장치 출광면의 형상, 즉 출광면 구조층(300)을 구성하는 복층체(310) 중 요철 구조층(311)의 표면의 형상이 다른 것 외에는, 실시 형태 1-1과 동일한 구성을 갖고 있다.
요철 구조층(311)의 표면상에 형성된 복수의 오목부(313)의 각각은, 직선 형상의, 홈의 형상을 갖고, 2개의 평탄한 사면을 갖는다. 따라서, 오목부(313)를, 홈의 연장 방향에 수직인 면으로 절단한 단면은, 2개의 사변을 갖는 삼각형의 형상을 갖는다. 복수의 오목부(313)는, 장치 출광면(30U)상에 평행하게 배열된다. 이웃하는 상기 오목부(313)의 사이에는 극간(314)이 마련되고, 이러한 극간(314)이, 장치 출광면(30U)에서의 평탄부를 구성한다.
이러한, 홈의 형상을 갖는 오목부와 그 사이의 극간인 평탄부를 갖는 구조를 갖는 장치 출광면을 갖는 경우이더라도, 실시 형태 1-1에 있어서의 각뿔 형상의 오목부와 같이, 광 추출 효율을 높이고, 또한 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 저감할 수 있고, 더구나 장치 출광면의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 오목부의 홈의 형상은, 사면을 포함하고 있는 한 특별히 한정되지 않고, 위에 예시한 단면이 삼각형인 것에 한정되지 않고, 다양한 형상을 취할 수 있다. 예컨대, 홈의 단면 형상은, 5각형, 7각형이라고 하는 다른 다각형의 형상, 또는 원의 일부 등, 다각형 이외의 형상이더라도 좋다. 또한, 위에서 실시 형태 1-1과 관련하여 설명한, 각뿔 또는 원뿔의 꼭대기를, 둥근 모양을 띤 형상 또는 평평하게 모따기된 형상으로 변형시킨 형상으로 하는 것과 같이, 홈의 단면의 형상을, 정점이 둥근 모양을 띤 형상 또는 평평하게 모따기된 형상으로 변형시키더라도 좋다.
<실시 형태 1-4>
제 1의 본 발명의 면광원 장치에 있어서, 장치 출광면을 구성하는 오목부의 형상이 각뿔 형상인 경우의, 이러한 각뿔 형상은, 상기 실시 형태 1-1로서 예시한 단순한 각뿔 형상에 한정되지 않고, 예컨대 이하에 나타내는 실시 형태 1-4와 같이, 각각의 오목부에 있어서, 복수의 각뿔이 조합된 형상이더라도 좋다.
실시 형태 1-4는, 제 1의 본 발명에 따른 제 4 실시 형태이다. 도 10은 실시 형태 1-4에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 11은 도 10에 나타내는 면광원 장치를, 도 10 중의 선 3a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 도 10 및 도 11에 나타내는 대로, 실시 형태 1-4에 따른 면광원 장치(40)는, 장치 출광면(40U)의 형상, 즉 출광면 구조층(400)을 구성하는 복층체(410) 중 요철 구조층(411)에 있어서, 오목부(413)의 형상이 실시 형태 1-1에 있어서의 오목부(113)와 다른 것 외에는, 실시 형태 1-1과 동일한 구성을 갖고 있다.
요철 구조층(411)의 표면상에 형성된 복수의 오목부(413)의 각각은, 장치 출광면에 대한 경사의 각도가 다른 3종류의 사면(41T, 41U 및 41V)을 갖고 있다. 41V는 가장 경사가 크고, 4면의 사면(41V)은 사각뿔을 구성하고 있다. 사면(41U)은 사면(41V)보다 경사가 작고, 사면(41T)은 사면(41U)보다 경사가 작다. 4면의 사면(41U)은, 사각뿔의 일부의 형상을 구성하고, 4면의 사면(41T)도, 사각뿔의 일부의 형상을 구성한다. 이들이 조합되는 것에 의해, 오목부(413)는, 3종류의 사각뿔 또는 그 일부가 조합된 형상을 갖고 있다. 그리고, 오목부(413)의 주위에 위치하는 평탄부(414)는, 실시 형태 1-1에 있어서의 평탄부(114)와 같이, 직교하는 2방향에서 오목부 사이에 마련된 극간에 의해 구성되어 있다.
이러한, 복수의 각뿔이 조합된 형상의 오목부를 갖는 것에 의해, 실시 형태 1-1에 있어서의 각뿔 형상의 오목부보다 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 더욱 저감할 수 있는 경우가 있을 수 있고, 동시에, 실시 형태 1-1과 같이, 광 추출 효율을 높이고, 또한 장치 출광면의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
<실시 형태 1-5>
위에 말한 실시 형태 1-1~실시 형태 1-4에 있어서는, 확산 부재는, 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서 마련된, 입사한 광을 확산시켜 투과시키는 부재였다. 그러나, 제 1의 본 발명의 면광원 장치에 있어서의 확산 부재는 이것에 한정되지 않고, 이하에 나타내는 실시 형태 1-5에 있어서 예시하는 바와 같이, 유기 EL 소자보다 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련된, 입사한 광을 확산시켜 반사시키는 부재이더라도 좋다.
실시 형태 1-5는, 제 1의 본 발명에 따른 제 5 실시 형태이다. 도 12는 실시 형태 1-5에 따른 면광원 장치를, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 도 12에 나타내는 대로, 실시 형태 1-5에 따른 면광원 장치(50)는, 제 2 전극층으로서, 반사 전극(143) 대신에 제 2 투명 전극인 전극층(146)을 갖는 점, 및 밀봉 기판(151) 대신에, 반사 부재(551) 및 반사 부재 기판(552)을 갖는 점에서 실시 형태 1-1과 다르고, 그 밖의 점에서는 실시 형태 1-1과 동일하다.
면광원 장치(50)에 있어서, 반사 부재(551)는, 반사 부재(551)에 입사한 광을, 반사면(551U)에서 반사시키는 성질을 갖고, 또한, 반사면(551U)은 평탄하지 않고 요철을 갖는다. 이에 의해, 반사 부재(551)는, 입사한 광을 확산된 형태로 반사시킬 수 있다.
반사 부재(551)의 반사면(551U)에서의, 확산된 형태로의 반사란, 입사한 광의 적어도 일부가, 비 경면 반사로 반사되는(경면 반사에 있어서의 반사 방향과 다른 반사 방향으로 반사되는) 것이다. 이에 의해, 발광층(142)으로부터의 광의 적어도 일부가, 장치 출광면(10U)에 도달하기까지의 사이에 확산된다.
실시 형태 1-1의 면광원 장치(10)의 경우는, 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층을 확산 부재로 했지만, 실시 형태 1-5의 면광원 장치(50)의 경우, 반사 부재(551)에 의한 광의 확산된 형태로의 반사에 의해, 출광면 구조층 내의 확산 부재와 같은 효과가 얻어지기 때문에, 출광면 구조층 내에 확산 부재를 마련하지 않더라도, 제 1의 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 단, 원한다면, 반사 부재(551)에 더하여, 추가 확산 부재로서, 실시 형태 1-1에 있어서 마련한 것과 같은, 출광면 구조층 내의 확산 부재를 구비하더라도 좋다.
반사 부재(551)의 반사면(551U)과, 제 2 투명 전극(146)의 사이의 극간(553)은, 충전제 또는 접착제 등의, 광의 투과를 크게 손상시키지 않는 임의의 물질로 충전할 수 있다. 또는, 발광층(142)의 내구성을 크게 손상시키는 등의 문제가 없으면 공기 또는 그 밖의 기체가 존재하거나 혹은 진공의 공극이더라도 좋다.
반사 부재(551)의 재질은, 특별히 한정되지 않지만, 반사 부재(551)는, 알루미늄이나 은 등의 금속이라고 하는, 입사하는 광을 반사시키는 성질을 가진 물질의 층을 적어도 포함하는 부재로 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 미세한 요철 구조를 갖는 기판상에, 이러한 금속의 층을 1층 또는 복수 층 형성함으로써, 미세한 요철을 갖는 반사 부재를 구성할 수 있다. 또는, 평탄한 기판의 위에 이러한 금속의 층을 형성하고, 그 후 금속의 층을 가공하여 미세한 요철을 갖는 반사 부재를 얻을 수도 있다. 또는, 평탄한 수지 기판의 위에 이러한 금속의 층을 형성하고, 그 후 수지 기판을 휘어지게 하는 것에 의해 미세한 요철을 갖는 반사 부재를 얻을 수도 있다. 또한, 반사 부재는, 밀착성이나 방식성, 찰상에 대한 내성 개선 등을 목적으로 하여, 상기 금속의 층의 표면에 무기 박막이나 유기 박막 등의 기능층을 적층한 구성으로 하더라도 좋다.
반사 부재(551)의 재질은, 금속에는 한정되지 않고, 예컨대 백색의 표면을 갖는 임의의 재질의 확산판을 이용하고, 이것에 의해 입사한 광을 확산된 형태로 반사시키더라도 좋다.
<실시 형태 1-6>
위에 말한 실시 형태 1-1 및 다른 실시 형태에서, 장치 출광면의 두 방향을 따라 사각뿔을 배열한 경우에 있어서, 평탄부는, 이러한 두 방향의 양쪽에 있어서 이웃하는 사각뿔 사이에 극간을 마련하는 것에 의해 구성했지만, 제 1의 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 이하에 나타내는 실시 형태 1-6과 같이, 두 방향 중 한 방향에 있어서만 극간을 마련하더라도 좋다.
실시 형태 1-6은, 제 1의 본 발명에 따른 제 6 실시 형태이다. 도 13은 실시 형태 1-6에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 14는 도 13에 나타내는 면광원 장치를, 도 13 중의 선 4a를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 도 13 및 도 14에 나타내는 대로, 실시 형태 1-6에 따른 면광원 장치(80)는, 장치 출광면(80U)의 형상, 즉 출광면 구조층(800)을 구성하는 복층체(810) 중 요철 구조층(811)의 표면의 형상이 다른 것 외에는, 실시 형태 1-1과 동일한 구성을 갖고 있다.
요철 구조층(811)의 표면상에 형성된 오목부(813)의 각각은, 실시 형태 1-1에 있어서의 오목부(113)와 동일한 형상이지만, 오목부(813) 사이의 극간은, 도 13 중의 선 4a에 수직 방향으로 이웃하는 오목부(813)의 사이에만 마련되고, 그 결과, 선 4a에 평행한 방향으로 연장하는 평탄부(814)가 구성되어 있다. 이러한 경우, 실시 형태 1-1의 경우에 비하여, 상대적으로, 장치 출광면이 있는 방향(예컨대 평탄부(814)의 연장 방향에 평행한 방향)을 따라 찰상을 받는 경우의 찰상에 대한 내성은 저하될 수 있는 한편, 광 추출 효율에 데해서는 향상시킬 수 있기 때문에, 바람직하게 이용할 수 있는 경우도 있을 수 있다.
또, 오목부(813)의 형상에 대하여, 본 실시 형태에서는, 이웃하는 오목부(813) 사이의 경계 부분(815)의 높이와 평탄부(814)의 높이는 같지만, 경계 부분(815)의 높이는, 평탄부(814)의 높이와 다르더라도 좋다.
또한, 여기서는 오목부(813)의 형상이 사각뿔뿐인 예를 채택했지만, 그 이외의 형상이더라도 좋다. 예컨대, 도 15에 나타내는 바와 같이, 모임지붕(hip roof) 형상의 오목부(816)가 복수 배치된 구성으로 할 수도 있다. 또, 도 15에 나타내는 요철 구조층(821)은 실시 형태 1-6에 따른 요철 구조층(811)의 변형예이며, 오목부의 형상이 다른 것 외에는, 실시 형태 1-6에 따른 요철 구조층(811)과 같은 구성을 갖는다.
<실시 형태 1-7>
실시 형태 1-1~실시 형태 1-6에 있어서, 요철 구조층상의 평탄부는, 높이(즉 장치 출광면이 수평 방향과 평행하고 또한 상향이 되도록 탑재한 상태에 있어서의 높이)에 차이가 없고, 모두 똑같은 높이를 갖는 것이지만, 제 1의 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예컨대 이하에 나타내는 실시 형태 1-7과 같이, 평탄부의 높이에 차이가 있는 것이더라도 좋다.
실시 형태 1-7은, 제 1의 본 발명에 따른 제 7 실시 형태이다. 도 16은 실시 형태 1-7에 따른 면광원 장치를 모식적으로 나타내는 평면도이며, 도 17은 도 16에 나타내는 면광원 장치를, 도 16 중의 선 11a-11b를 지나는, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 나타내는 단면도이다. 도 16 및 도 17에 나타내는 대로, 실시 형태 1-7에 따른 면광원 장치(90)는, 장치 출광면(90U)의 형상, 즉 출광면 구조층(900)을 구성하는 복층체(910) 중 요철 구조층(911)의 표면의 형상이 다른 것 외에는, 실시 형태 1-1과 동일한 구성을 갖고 있다.
요철 구조층(911)의 표면상에 형성된 오목부(913)의 각각은, 실시 형태 1-1에 있어서의 오목부(113)와 대략 동일한 형상이지만, 오목부(913) 사이에는, 높이가 낮은 평탄부(914) 및 높이가 높은 평탄부(915)의 2종류의 평탄부가 마련되고, 평탄부 914와 915의 사이는 사면(91W)으로 연결되어 있다.
본 실시 형태에서는, 2열의 평탄부(914)와 1열의 평탄부(915)가 교대로 배치되고, 그것에 의해, 출광면 구조층(900)은, 그 단면에 있어서, 2개의 평탄부(914), 1개의 평탄부(915), 및 그들의 사이에 존재하는 3개의 오목부(913)의 사면(사면(91W)을 포함한다)으로 이루어지는 반복 단위가 반복된다. 이 반복은, 도 16에 나타내는 선 11a 및 11b를 지나는 단면에 더하여, 이 선에 수직이고 또한 장치 출광면에 수직인 단면에 있어서도 생길 수 있다.
이러한 평탄부의 높이에 차이가 있는 것으로 함으로써, 장치 출광면의 찰상에 대한 내성은 약간 저하되지만, 장치 출광면을 관찰했을 때의 무지개와 같은 불균일을 억제할 수 있다고 하는 바람직한 효과가 생긴다. 즉, 평탄부에 높이의 차이가 없도록 장치 출광면을 설계하여 면광원 장치를 제조한 경우, 평탄부의 성형에 있어서의 오차에 근거하여 평탄부의 높이에 오차가 생기고, 이러한 오차에 의해, 장치 출광면으로부터의 광(즉, 장치로부터의 출사광 또는 장치 출광면에서의 외광의 반사광 중 어느 한쪽 또는 양쪽)에 있어서 간섭이 생겨, 무지개와 같은 불균일이 발생할 가능성이 있다. 여기서, 2종류의 평탄부(914 및 915)의 높이의 치수 차이를, 광의 간섭을 일으키는 차이를 넘는 치수 차이가 되도록 무리하게 설정함으로써, 간섭의 발생을 막고, 무지개와 같은 불균일을 억제할 수 있다. 간섭을 일으키는 차이를 넘는 치수 차이란, 예컨대, 면광원 장치가 출광하는 광의 중심 파장의 0.62배 이상, 바람직하게는 1.5배 이상의 치수 차이로 할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 평탄부의 높이에 소정의 차이(간섭을 일으키는 차이를 넘는 치수 차이)를 마련하는 구성으로 했지만, 예컨대, 평탄부의 높이 위치를 일치시킨 뒤에, 오목부의 깊이에 소정의 차이(간섭을 일으키는 차이를 넘는 치수 차이)를 마련하는 구성으로 하더라도 좋고, 이 경우에도, 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 평탄부의 높이, 및, 오목부의 깊이의 양쪽에 차이를 마련하더라도 좋다. 이와 같이, 평탄부 또는 오목부에 소정의 차이를 마련하는 구성은, 본 실시 형태에만 적용되는 것이 아니라, 본 발명의 범위에 있어서의 모든 실시의 형태에 적용할 수 있다.
상기 수치 범위는, 이하에 나타내는 지견으로부터 확인하고 있다. 즉, 평탄부의 높이를 모두 일치시키는 형태로 설계한 요철 구조층에 있어서, 평탄부의 높이에 170㎚ 이상의 오차가 생기면 간섭이 발생하여 무지개와 같은 불균일이 나타난다고 하는 경우에, 이러한 무지개와 같은 불균일을 발생시키는 오차의 최소값의 2배 이상의 높이의 치수 차이를 무리하게 마련하면, 무지개와 같은 불균일의 발생을 억제할 수 있는 것을 알고 있다. 또한, 평탄부의 높이를 모두 일치시키는 형태로 설계한 요철 구조층에 있어서, 평탄부의 높이에 표준 편차 σ1㎚(≒60㎚)의 편차가 생기면 간섭이 발생하여 무지개와 같은 불균일이 나타난다고 하는 경우, 6×σ1㎚(=360㎚) 이상의 높이의 치수 차이를 무리하게 마련하는 것에 의해, 무지개와 같은 불균일의 발생을 억제할 수 있는 것을 알고 있다. 상기 2개의 지견에 의해, 간섭을 일으키는 차이를 넘는 치수 차이는, 면광원 장치가 출광하는 광의 중심 파장의 0.62배 이상이라고 나타낼 수 있다.
<실시 형태 1-8>
제 1의 본 발명의 면광원 장치에 있어서, 면광원 장치의 한 면만을 장치 출광면으로 하는 것이 아니고, 예컨대 이하에 나타내는 실시 형태 1-8과 같이, 양면을 장치 출광면으로 하더라도 좋다.
실시 형태 1-8은, 제 1의 본 발명에 따른 제 8 실시 형태이다. 도 18은 실시 형태 1-8에 따른 면광원 장치를, 장치 출광면과 수직인 면으로 절단한 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 18에 나타내는 대로, 실시 형태 1-8에 따른 면광원 장치(1000)는, 반사 전극(143) 대신에 제 2 투명 전극인 전극층(146)을 갖는 점, 및, 밀봉 기재(151) 대신에 출광면 구조층(100)을 구비하는 점에서 실시 형태 1-1과 다르고, 그 밖의 점에서는 실시 형태 1-1과 동일하다. 또, 도면 중 하측의 출광면 구조층(100)과, 제 2 투명 전극(146)의 사이에는, 충전재나 접착제 등의 임의의 물질이 존재하고 있더라도 좋고, 공극이 존재하고 있더라도 좋다. 공극에는, 발광층(142)의 내구성을 크게 손상시키는 등의 문제가 없는 한 공기나 그 밖의 기체가 존재하더라도 좋고, 공극 내를 진공으로 하더라도 좋다.
제 2 전극층(146)이 투명 전극이기 때문에, 발광층(142)으로부터의 광은, 제 1 전극층(141) 및 제 2 전극층(146)을 투과하여, 도면 중 상측 및 하측의 양쪽의 장치 출광면(10U)으로부터 출광한다. 이러한, 표면 및 이면의 양쪽으로부터 광이 출광하는 경우이더라도, 실시 형태 1-1과 같이, 광 추출 효율을 높이고, 또한 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 저감할 수 있고, 더구나 장치 출광면의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 면광원 장치(1000)에서는, 통상, 한쪽의 장치 출광면(10U)에 입사한 광은 면광원 장치(1000)를 투과하여 다른 쪽의 장치 출광면(10U)으로부터 출광하게 된다. 따라서, 면광원 장치(1000)를 통하여 반대측을 육안으로 들여다볼 수 있게 되어, 시스루(see-through)형의 면광원 장치를 실현할 수 있기 때문에, 디자인을 다양화할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서는 면광원 장치(1000)의 도면 중 상면 및 하면의 양쪽에 같은 출광면 구조층(100)을 구비하는 예를 나타냈지만, 다른 출광면 구조층을 조합하여 구비하도록 하더라도 좋다. 예컨대, 제 1 전극층(141)의 표면에 출광면 구조층(100)을 구비하고, 제 2 전극층(146)의 표면에 출광면 구조층(200)을 구비하도록 하더라도 좋다.
<조명 기구 및 백라이트 장치>
제 1의 본 발명의 조명 기구 및 제 1의 본 발명의 백라이트 장치는, 모두, 상기 제 1의 본 발명의 면광원 장치를 포함한다.
제 1의 본 발명의 조명 기구는, 제 1의 본 발명의 면광원 장치를 광원으로서 갖고, 또한, 광원을 유지하는 부재, 전력을 공급하는 회로 등의 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 제 1의 본 발명의 백라이트 장치는, 제 1의 본 발명의 면광원 장치를 광원으로서 갖고, 또한, 하우징, 전력을 공급하는 회로, 출광하는 광을 더욱 균일하게 하기 위한 확산판, 확산 시트, 프리즘 시트 등의 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 제 1의 본 발명의 백라이트 장치의 용도는, 액정 표시 장치 등, 화소를 제어하여 화상을 표시시키는 표시 장치, 및 간판 등의 고정된 화상을 표시시키는 표시 장치의 백라이트로서 이용할 수 있다.
제 1의 본 발명은, 상기 실시 형태의 예시에는 한정되지 않고, 본원의 특허청구범위 및 그 균등한 범위 내에서의 변경을 실시할 수 있다.
예컨대, 상기 실시 형태의 예시에 있어서는, 출광면 구조층으로서는, 요철 구조층, 기재 필름층, 접착층 및 유리 기판으로 이루어지는 것을 나타냈지만, 출광면 구조층은, 이들보다 적은 층으로 구성된 것이더라도 좋고, 또는 반대로 이들 층에 더하여 임의의 층을 더 포함하는 것이더라도 좋다. 예컨대, 요철 구조층의 위에 코팅층을 더 갖고, 이것이 장치 출광면의 요철 구조를 규정하는 것이더라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태의 예시에 있어서, 장치 출광면 전면에 분포되는 오목부로서, 동일한 형상으로 이루어지는 것만이 분포되어 있는 것을 나타냈지만, 장치 출광면에서, 다른 형상의 오목부가 혼재하고 있더라도 좋다. 예컨대, 크기가 다른 각뿔 형상의 오목부가 혼재하고 있거나, 각뿔 형상의 오목부와 원뿔 형상의 오목부가 혼재하고 있거나, 복수의 각뿔이 조합된 형상인 것과 단순한 각뿔 형상이 혼재하고 있더라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태의 예시에 있어서, 평탄부의 폭, 및 이웃하는 평탄부의 간격에 대해서는, 항상 일정한 것을 나타냈지만, 평탄부의 폭이 좁은 것과 넓은 것이 혼재하고 있더라도 좋고, 또한, 평탄부의 간격이 좁은 부분과 넓은 부분이 혼재하고 있더라도 좋다. 그렇게 하여, 평탄부의 높이, 폭, 및 간격의 하나 이상의 요소에 있어서, 출사광 및 반사광의 간섭을 일으키는 차이를 넘는 치수 차이가 마련되어 있는 형태로 하는 것에 의해, 간섭에 의한 무지개와 같은 불균일을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태의 예시 중의 반사 전극층을 갖는 것에 대하여, 반사 전극을, 투명 전극과 반사층으로 치환하더라도, 반사 전극과 같은 효과를 갖는 장치를 구성할 수 있다.
[Ⅱ. 제 2의 본 발명의 설명]
이하, 제 2의 본 발명에 대하여 실시 형태 및 예시물 등을 나타내어 상세하게 설명하지만, 제 2의 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태 및 예시물에 한정되는 것이 아니다.
<실시 형태 2-1>
제 2의 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 면광원 장치에 대하여, 이하에 설명한다.
실시 형태 2-1은, 제 2의 본 발명에 따른 제 1 실시 형태이다. 도 19는 실시 형태 2-1에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 면광원 장치(2001)는, 평면에서 보아 직사각형의 출광면(2040A)을 갖고, 유기 EL 소자(2020)와, 유기 EL 소자(2020)의 적어도 한쪽의 면에 직접 또는 간접적으로 배치되는 출광측 부재로서의 요철 구조체(2040)를 구비하고 있다.
유기 EL 소자(2020)는, 반사 전극을 구성하는 제 1 전극층(2022)과, 발광층(2024)과, 투명 전극으로서의 제 2 전극층(2026)을 이 차례로 구비하고, 제 1 전극층(2022)과 제 2 전극층(2026)의 사이에 전압을 인가하여 발광층(2024)을 발광시켜, 광원으로서 이용할 수 있다. 이러한 유기 EL 소자(2020)는, 조명 기구나 표시 장치 등에 적합하게 이용할 수 있다.
발광층(2024)에는, 기지의 것을 채용할 수 있다. 발광층(2024)에 이용하는 발광 재료는, 1종류에 한하지 않고, 또한 발광층도 1층에 한하지 않고, 광원으로서의 용도에 적합하도록, 1종의 층 단독 또는 복수 종류의 층의 조합으로 할 수 있다. 이에 의해, 백색 또는 그것에 가까운 색의 광을 발광시키는 것을 구성할 수 있다.
유기 EL 소자(2020)의 전극은, 특별히 한정되지 않고 기지의 것을 적절히 선택할 수 있다. 제 1 전극층(2022)은 금속 전극층이다. 제 2 전극층(2026)은, 투명 전극층이다. 이러한 구성이기 때문에, 발광층(2024)에서 발광한 광은, 제 2 전극층(2026)을 투과하거나, 또는 제 1 전극층(2022)에서 반사되어, 발광층(2024) 및 제 2 전극층(2026)을 투과하여 유기 EL 소자(2020)의 외부로 출사된다. 또, 제 1 전극층(2022)도 투명 전극층으로서 구성할 수도 있고, 이 경우에는, 유기 EL 소자의 양 표면으로부터 광을 출사할 수 있다. 또한, 제 1 전극층(2022)을 투명 전극층으로 한 경우에 있어서, 발광층(2024)측과는 반대측에, 반사 부재 또는 산란 부재(예컨대, 공기층을 사이에 두고 배치되는 백색 산란 부재 등)를 배치하는 구성으로 할 수도 있다.
유기 EL 소자(2020)는, 필요에 따라, 제 1 전극층(2022)과 제 2 전극층(2026)의 사이에, 발광층(2024)에 더하여, 홀 주입층, 홀 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 및 가스 배리어층 등의 다른 층을 구비할 수 있다. 유기 EL 소자(2020)는, 각 전극층(2022, 2026)에 통전하기 위한 배선, 발광층의 밀봉을 위한 주변 구조 등의 임의의 구성 요소를 구비할 수도 있다.
각 전극층, 및 그 사이에 마련하는 상기 각 층을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 구체예로서, 제 1의 본 발명의 설명의 항에서 든 것과 같은 예시물을 들 수 있다.
상기의 것 또는 그 밖의 발광층을 적절히 조합하여 적층형 또는 탠덤형이라고 불리는, 보색 관계에 있는 발광색을 발생시키는 발광층을 얻을 수 있다. 보색 관계의 조합은, 황색/청색, 또는 녹색/청색/적색 등으로 할 수 있다.
요철 구조체(2040)는, 제 2 전극층(2026)의 표면에 마련되어 있다. 요철 구조체(2040)에 있어서의 제 2 전극층(2026)측과는 반대측의 면은, 광을 외부로 출사하는 출광면(2040A)으로 되어 있다. 출광면(2040A)에는, 요철 구조(2041)가 형성되어 있다. 출광면(2040A)은, 유기 EL 소자(2020)의 발광층(2024)의 표면과 평행한 면이며, 면광원 장치의 주면과 평행하다. 단, 미시적으로 보면, 출광면(2040A)에는 상기한 대로 요철 구조(2041)가 형성되어 있기 때문에, 이들 면은 발광층의 표면과는 평행하게 되지 않을 수 있다. 그러나, 별도로 언급하지 않는 한, 상기 요철 구조 등을 무시하고 본 출광면과 평행(또는 수직)한 것을, 간단히 「출광면과 평행(또는 수직)」하다고 한다. 또한, 별도로 언급하지 않는 한, 면광원 장치는, 출광면이 수평 방향과 평행하고, 또한 상향이 되도록 탑재한 상태에서 설명한다. 또한, 제 2의 본 발명에 있어서, 각 구성 요소가 「평행」 또는 「수직」이라는 것은, 제 2의 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위의 오차를 포함하고 있더라도 좋고, 예컨대, 평행 또는 수직인 각도로부터 ±5°의 오차를 포함하고 있더라도 좋다.
요철 구조체(2040)는, 제 2 전극층(2026)의 표면에 마련되는 예컨대 유리제의 기판(2042)과, 요철 구조 본체(2044)와, 기판(2042) 및 요철 구조 본체(2044)를 접착하는 접착층(2046)을 구비하고 있다. 요철 구조 본체(2044)는, 기재(2045)와, 기재(2045)의 표면에 마련되는, 배광 분포 변환부로서의 요철 구조층(2047)을 구비하고 있다. 면광원 장치(2001)에 있어서, 기판(2042), 기재(2045), 접착층(2046), 및 요철 구조층(2047) 중의 1층 이상은, 광 확산성을 부여하는 입자 등을 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 이 광 확산성을 갖는 층에 있어서, 발광층(2024)으로부터의 광을 확산시켜 투과 또는 반사시키기 때문에, 해당 층이 제 2의 본 발명의 확산부로서 기능한다.
기판(2042)은, 면광원 장치(2001)의 휘어짐을 억제하는 강성을 부여하는 판재로서 기능한다. 또한, 기판(2042)은, 유기 EL 소자(2020)를 밀봉하는 성능이 우수하고, 또한, 제조 공정에 있어서 유기 EL 소자(2020)를 구성하는 층을 그 위에 순차적으로 형성하는 것을 용이하게 행할 수 있기 때문에, 면광원 장치(2001)의 내구성을 향상시키고, 또한 제조를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다. 기판(2042)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.1~5㎜인 것이 바람직하다. 또, 본 실시 형태에서는, 기재(2042)를 유리제로 했지만 수지제로 하더라도 좋다. 이 경우, 기판(2042)을 구성하는 수지 및 유리의 굴절률은, 1.4~2로 할 수 있다.
기재(2045)는, 투명 수지를 포함하는 조성물에 의해 구성할 수 있다. 투명 수지가 「투명하다」고 하는 것은, 광학 부재에 이용하기에 적합한 정도의 광선 투과율을 갖는 의미이다. 제 2의 본 발명에 있어서는, 출광측 부재를 구성하는 각 층을, 광학 부재에 이용하기에 적합한 광선 투과율을 갖는 것으로 할 수 있고, 출광측 부재 전체로서 80% 이상의 전체 광선 투과율을 갖는 것으로 할 수 있다.
투명 수지의 예에 대해서는, 제 1의 본 발명의 설명에 있어서, 출광면 구조층의 항에서 설명한 것과 같다.
요철 구조층(2047)은, 면광원 장치(2001)의 출광면측의 가장 바깥층에 위치하고, 그 기판(2045)과는 반대측의 표면이 출광면(2040A)으로 되어 있다. 요철 구조층(2047)은, 사면을 포함하는 복수의 오목부(2048)와, 오목부(2048)의 주위에 위치하고, 인접하는 오목부(2048) 사이를 이간하는 평면 형상으로 형성된 평탄부(2049)를 포함하는 요철 구조를 구비하고 있다. 요철 구조층(2047)을 구성하는 재료로서는, 상술한 기재(2045)와 동일한 재료를 채용할 수 있다. 또한, 해당 요철 구조에 의해 출광면이 규정된다. 이와 같이, 복수의 오목부와, 각 오목부의 주변에 위치하는 평탄부를 포함하는 구성을 구비하는 것에 의해, 광 추출 효율을 높이고, 또한 외부 충격에 의해 요철 구조의 깨짐 등이 생기는 것을 방지할 수 있고, 나아가서는 출광면의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또, 「사면」이란, 출광면과 평행이 아닌 각도를 이루는 면이다. 한편, 평탄부상의 면은, 출광면과 평행한 면으로 할 수 있다.
요철 구조층(2047)을 출광면(2040A)에 수직인 방향으로부터 관찰한 경우에 있어서의, 평탄부(2049)가 차지하는 면적과 오목부(2048)가 차지하는 면적의 합계에 대한, 평탄부(2049)가 차지하는 면적의 비율(이하, 「평탄부 비율」이라고 한다)을 적절히 조절함으로써, 면광원 장치(2001)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는, 평탄부 비율을 10~75%로 하는 것에 의해, 양호한 광 추출 효율을 얻을 수 있고, 또한 출광면(2040A)의 기계적 강도를 높일 수 있다.
복수의 오목부(2048)는, 각각 정사각뿔 형상의 구덩이이다. 이 때문에, 각 오목부(2048)를 구성하는 사면(2048A)은 동일한 이등변삼각형이다. 복수의 오목부(2048)는, 일정한 간격을 두고, 서로 직교하는 두 배치 방향을 따라 배치되어 있고, 이때, 각 오목부(2048)는, 서로 동일한 방향을 향하고 있다. 오목부(2048)의 각각을 구성하는 사면(2048A)이 평탄부(2049)와 이루는 각은, 예컨대 60°로 설정할 수 있다. 이 때문에, 오목부(2048)를 구성하는 정사각뿔의 꼭지각은 60°이다. 단, 오목부의 사면과 평탄부가 이루는 각은, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 최소한으로 하면서, 광 추출 효율을 보다 높일 수 있다고 하는 관점에서, 평균 40~70°인 것이 바람직하다.
또한, 요철 구조층(2047)을 구성하는 재료로서는, 출광면의 요철 구조를 형성하기 쉽고, 또한 요철 구조의 찰상에 대한 내성을 얻기 쉽다고 하는 관점에서, 경화시의 경도가 높은 재료가 바람직하다. 구체적으로는, 7㎛의 막 두께의 수지층을 기재상에 요철 구조가 없는 상태로 형성했을 때에, 연필 경도로 HB 이상이 되는 재료가 바람직하고, H 이상이 되는 재료가 더 바람직하고, 2H 이상이 되는 재료가 보다 바람직하다. 또한, 기재(2045)의 재료로서는, 요철 구조층(2047)의 형성에 있어서, 및/또는, 요철 구조 본체(2044)를 성형한 후의, 요철 구조 본체(2044)의 취급을 용이하게 하기 위해, 어느 정도의 유연성이 있는 것이 바람직하다. 이러한 재료를 조합하는 것에 의해, 취급이 용이하고, 또한 내구성이 우수한 요철 구조 본체(2044)를 얻을 수 있고, 그 결과 고성능 면광원 장치를 용이하게 제조할 수 있다.
이러한 재료의 조합은, 각각의 재료를 구성하는 수지로서, 위에 예시한 투명 수지를 적절히 선택하는 것에 의해 얻을 수 있다. 구체적으로는, 요철 구조층(2047)의 재료를 구성하는 투명 수지로서, 아크릴레이트 등의 자외선 경화성 수지를 이용하고, 한편, 기재(2045)의 재료를 구성하는 투명 수지로서, 지환식 올레핀폴리머제의 필름(후술하는 제오노아 필름 등)이나, 폴리에스테르 필름을 이용할 수 있고, 이에 의해, 바람직한 재료의 조합을 얻을 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 기재(2045)와 요철 구조층(2047)의 굴절률 차이는 가능한 한 작게 하는 형태로 할 수 있고, 이 경우, 굴절률의 차이가 0.15 이내가 바람직하고, 0.05 이내가 보다 바람직하다.
기재(2045) 및 요철 구조층(2047) 등의 구성 요소가 되는 층의 재료가 되는 조성물은, 해당 층이 확산부를 구성하는 경우에는, 광 확산성을 부여하는 후술하는 입자 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 기재(2045) 및 요철 구조층(2047)의 한쪽 또는 양쪽이 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되는 경우, 그 기재(2045) 및 요철 구조층(2047)은, 확산부를 겸하게 된다. 또한, 조성물은, 필요에 따라 임의의 성분을 포함할 수 있다. 해당 임의의 성분으로서는, 예컨대, 제 1의 본 발명의 설명에 있어서, 출광면 구조층의 항에서 설명한 것과 같은 예를 들 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 요철 구조층(2047)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 1~70㎛인 것이 바람직하다. 여기서, 요철 구조층(2047)의 두께란, 요철 구조(2041)가 형성되어 있지 않은 기판측의 면과, 요철 구조체(2040)의 평탄부(2049)의 거리이다. 또한, 기재(2045)의 두께는, 20~300㎛인 것이 바람직하다.
접착층(2046)의 재료인 접착제(점착제도 포함한다)로서는, 기판(2045) 혹은 요철 구조층(2047)에 가까운 굴절률을 갖고, 또한 투명한 것을 적절히 이용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 접착제로서는, 아크릴계 접착제(점착제)를 들 수 있다. 접착층(2046)의 두께는, 5~100㎛인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 면광원 장치(2001)는, 요철 구조체(2040)를 구성하는 층의 일부 또는 전부가, 광을 확산시키는 층인 것에 의해, 이들 층의 일부 또는 전부를 확산부로 할 수 있다. 광을 확산시키는 층의 재료로서는, 예컨대, 입자를 포함한 재료, 및 2종류 이상의 수지를 혼합하여 광을 확산시키는 얼로이 수지로 한 재료를 들 수 있다. 광 확산성을 용이하게 조절할 수 있다고 하는 관점에서, 입자를 포함한 재료, 특히 입자를 포함한 수지 조성물이 특히 바람직하다.
상기 입자에 대해서는, 제 1의 본 발명의 설명에 있어서, 확산 부재의 항에서 설명한 입자와 같다. 따라서, 예컨대, 상기 입자의 재료, 함유 비율, 입경, 굴절률 등은, 제 1의 본 발명의 설명에 있어서, 확산 부재의 항에서 설명한 입자와 같다.
또, 요철 구조체의 일부 또는 전부를 구성하는 층을 확산부로 하는 경우, 요철 구조체를 구성하는 각 층 중 어느 것을 확산부로 할지에 대해서는, 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 관점에서 선택할 수 있다. 예컨대, 용이하게 확산의 정도를 조절할 수 있다고 하는 관점에서는, 투명 수지를 포함하는 층을 확산부로 하는 것이 바람직하다. 또한, 층 중의 입자의 함유 비율을 과대하게 하지 않고서 충분한 광 확산성을 확보하는 관점에서는, 5㎛ 이상이라고 하는, 어느 정도 이상 두께가 있는 층을 확산부로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 요철 구조층은, 상술한 대로 경도가 높은 재료가 바람직하지만, 그와 같은 경도가 높은 재료의 막 두께가 두꺼우면, 면광원 장치에 사용할 때, 시간이 흐름에 따라 출광면에 원하지 않는 휘어짐을 초래할 가능성이 있다. 따라서, 이 관점에서는, 요철 구조층 외에, 요철 구조층 이외의 층으로서 소성 변형하기 쉬운 성질을 부여할 수 있는 층(예컨대 기재 및/또는 접착층)을 마련하고, 이 층을 확산부로 하는 것이 바람직하다.
한편, 제조 공정에 있어서 투명 수지 등의 재료의 가열의 공정을 행하지 않는 층을 확산부로 하는 것에 의해, 제조 공정의 관리를 용이하게 할 수 있다. 예컨대, 수지 반송 경로에 있어서 입자에 의한 막힘이 발생한 경우의 대처를 용이하게 할 수 있다. 이 관점에서는, 접착층을 확산부로 하는 것이 바람직하다. 또한, 접착층과 접착층 이외의 층을 확산부로 하는 것도 바람직하다. 예컨대, 접착층과 기재를 확산부로 하고, 기재에 첨가하는 입자의 비율을 적게 하는 것에 의해, 기재의 제조 공정에 있어서의 관리를 용이하게 하는(예컨대, 막힘이 발생하는 빈도를 저감하는) 것이 가능하다. 이러한, 확산부의 굴절률은 특별히 한정되지 않지만, 1.45~2가 바람직하고, 1.6~2가 보다 바람직하고, 1.7~2가 더 바람직하다. 확산부보다 출광측의 층은 확산부보다 굴절률이 작은 것이 바람직하지만, 상기한 바와 같이 확산부의 굴절률을 크게 하는 것에 의해, 확산부보다 출광측의 층의 굴절률의 선택의 폭이 넓어지기 때문에, 재료의 선택성을 넓힐 수 있다.
또한, 요철 구조체 내에, 상기 요철 구조층, 기재, 접착층, 및 유리 기판 이외의 층을 추가적으로 마련하고, 이러한 추가적인 층을 확산부로 할 수도 있다. 예컨대, 요철 구조층과 기재 필름층의 사이, 접착층과 유리 기판의 사이, 유리 기판의 발광층측의 표면 등(예컨대, 발광층을 구성하는 전극층과 유리 기판의 사이)에 이러한 추가적인 층을 형성할 수 있다. 또는, 이러한 추가적인 층과 요철 구조층, 기재, 접착층, 및 유리 기판 중의 하나 이상의 층의 양쪽을 확산부로 할 수도 있다.
확산부가 요철 구조체의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서 마련되는 경우에 있어서 확산의 정도는 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 확산부가 요철 구조층으로부터 접착층의 사이의 일부 또는 전부인 경우에, 상기 요철 구조층의 표면 요철이 없는 상태에서의, 요철 구조층으로부터 접착층까지의 부분의 전체 광선 투과율은, 색 불균일 해소 효과를 충분히 확보할 수 있는 점에서, 70~95%인 것이 바람직하고, 73~90%인 것이 보다 바람직하다.
제 2의 본 발명의 면광원 장치(2001)는, 상기 구성으로 하는 것에 의해, 출광면(2040A)에서의 반구 형상 전체 방위에서의 색도 좌표의 x 좌표 및 y 좌표의 적어도 어느 하나의 변위를 상기 구성을 취하지 않는 경우에 비하여 작게 할 수 있고, 예컨대 반감시킬 수 있다. 이 때문에, 면광원 장치(2001)에 있어서, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 억제할 수 있다. 이러한 반구 형상 전체 방위에서의 색도의 변위를 측정하는 방법으로서, 예컨대 출광면(2040A)의 법선(정면)상에 분광 방사 휘도계를 설치하고, 법선 방향을 0°로 했을 때 그 출광면을 -90~90°까지 회전시키는 기구를 부여하는 것에 의해, 각 방향에서 측정한 발광 스펙트럼으로부터 색도 좌표를 산출할 수 있기 때문에, 그 변위를 산출할 수 있다.
더 보충하면, 요철 구조 본체(2044)에 형성된 요철 구조층(2047)은, 유기 EL 소자(2020)로부터 출사된 광이 요철 구조(2041)에 입사한 경우에, 이 입사한 광의 배광 분포를, 출광면(2040A)으로부터 해당 출광면(2040A)의 법선 방향을 따라 출사된 광의 색도와, 이 법선 방향에 교차하는 사선 방향을 따라 출광면(2040A)으로부터 출사된 광의 색도의 차이가 작아지도록 변환하는 배광 분포 변환부로서 기능한다. 이러한 요철 구조(2041)에 의해, 관찰 방향에 따라 차이가 있는 색도를 조정할 수 있기 때문에, 상술한 확산부에서의 확산 효과를 보완할 수 있고, 예컨대, 확산부를 구성하는 층에 첨가하는 예컨대 입자의 양을 종래보다 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 확산부를 구성하는 층의 두께를 얇게 할 수 있거나, 경량화할 수 있기 때문에, 면광원 장치(2001)의 박형화나 소형화 등에도 기여할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 면광원 장치(2001)의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 위에 예시한, 요철 구조층, 기재, 접착층, 및 유리제의 기판을 갖는 요철 구조체를 구비하는 면광원 장치를 제조하는 경우, 유리제의 기판의 한쪽의 면에 유기 EL 소자를 구성하는 각 층을 적층하고, 그 후 또는 그 전에, 유리제의 기판의 다른 쪽의 면에 요철 구조 본체를 접착층을 사이에 두고 부착하는 것에 의해 제조할 수 있다.
요철 구조 본체는, 소망하는 형상을 갖는 금형 등의 틀을 조제하고, 이것을 요철 구조층을 형성하는 재료의 층에 전사하는 것에 의해 행할 수 있다. 보다 구체적인 방법으로서는, 예컨대, 제 1의 본 발명의 설명에 있어서, 제조 방법의 항에서 든 방법 1 및 방법 2를 들 수 있다.
제 2의 본 발명의 조명 기구 및 제 2의 본 발명의 백라이트 장치는, 모두, 상기 면광원 장치를 포함한다. 제 2의 본 발명의 조명 기구는, 제 2의 본 발명의 면광원 장치를 광원으로서 갖고, 또한, 광원을 유지하는 부재, 전력을 공급하는 회로 등의 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 제 2의 본 발명의 백라이트 장치는, 제 2의 본 발명의 면광원 장치를 광원으로서 갖고, 또한, 하우징, 전력을 공급하는 회로, 출광하는 광을 더욱 균일하게 하기 위한 확산판, 확산 시트, 프리즘 시트 등의 임의의 구성 요소를 포함할 수 있다. 제 2의 본 발명의 백라이트 장치의 용도는, 액정 표시 장치 등, 화소를 제어하여 화상을 표시시키는 표시 장치, 및 간판 등의 고정된 화상을 표시시키는 표시 장치의 백라이트로서 이용할 수 있다.
<실시 형태 2-2>
제 2의 본 발명의 제 2 실시 형태에 따른 면광원 장치에 대하여, 이하에 설명한다.
실시 형태 2-2는, 제 2의 본 발명에 따른 제 2 실시 형태이다. 또, 실시 형태 2-1과 같거나 또는 상당하는 구성 요소에 대해서는, 같은 부호를 붙이고 설명을 생략 또는 간략화한다. 도 20은 실시 형태 2-2에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 면광원 장치(2002)는, 평면에서 보아 직사각형의 출광면(2040A)을 갖고, 유기 EL 소자(2020)와, 유기 EL 소자(2020)의 적어도 한쪽의 표면에 접하여 배치되는 출광측 부재(2060)를 구비하고 있다.
출광측 부재(2060)는, 선택 반사 부재(2062)와, 유리 기판(2042)과, 선택 반사 부재(2062)와 유리 기판(2042)의 사이에 배치되는 확산부로서의 확산층(2070)을 구비하고 있다. 선택 반사 부재(2062)는, 기재 필름(2064)과, 기재 필름(2064)의 표면에 마련된 선택 반사층(2066)을 구비하고 있다.
확산층(2070)은, 유기 EL 소자(2020)로부터의 광을 확산시키는 층이다. 확산층을 구성하는 재료로서는, 예컨대, 입자를 포함한 재료, 및 2종류 이상의 수지를 혼합하여 광을 확산시키는 얼로이 수지로 한 재료를 들 수 있다. 광 확산성을 용이하게 조절할 수 있다고 하는 관점에서, 입자를 포함하는 조성물이 바람직하고, 입자를 포함하는 수지 조성물이 특히 바람직하다.
선택 반사층(2066)은, 어떤 범위의 파장 대역에 있어서, 특정한 편광을 투과시키고, 그 밖의 편광을 반사 또는 흡수하는 성질을 갖는 층이다. 또, 선택 반사 대역이란, 선택 반사층이 그와 같은 성질을 갖는 파장 대역이다. 기재(2064)는, 상술한 기재(2045)와 같이 구성할 수 있다.
여기서, 선택 반사층(2066)은, 통상, 선택 반사 성능이 파장에 따라 다르기 때문에, 발광층의 발광 강도 피크에 따라 적절하게 구성이 선택된다. 본 실시 형태에 이용하는 발광층으로서는, 예컨대, 2개 이상의 발광 강도 피크를 갖는 발광층을 채용할 수 있고, 2개 이상의 발광 강도 피크 중 1개 이상이, 파장 500㎚~650㎚의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이러한 발광 강도 피크를 갖는 발광층의 스펙트럼의 예를 도 21에 나타낸다. 도 21에 나타내는 스펙트럼에서는, 파장 480㎚ 및 575㎚에 2개의 피크를 갖는다. 이러한 2개 이상의 발광 강도 피크는, 발광층을, 복수의 발광색이 다른 층의 적층체, 혹은 어떤 색소의 층에 다른 색소가 도핑된 혼합층으로 하는 것에 의해 얻을 수 있다.
선택 반사층(2066)은, 그 정면 방향의 투과광의 선택 반사 대역에, 상기 발광 강도 피크의 적어도 1개의 피크 파장을 포함한다. 도 21에 나타낸 발광 소자의 스펙트럼과의 관계에 있어서 예를 말하면, 선택 반사층은, 그 정면 방향의 투과광의 선택 반사 대역에, 파장 480㎚ 또는 575㎚ 중 적어도 한쪽의 파장을 포함하는 것으로 할 수 있다.
여기서 선택 반사 대역이란, 가시광 대역 380~780㎚ 중에 있어서의 최대 투과율을 a[%], 최소 투과율을 b[%]라고 할 때, 투과율(λ)[%]에 대하여:
을 만족시키는 파장 대역으로 한다.
바람직하게는, 선택 반사층(2066)은, 파장 575㎚의 정면 방향의 투과율 TF Y, N, 파장 575㎚의 극각(極角) 60° 방향의 투과율의 평균값 TF Y, 60, 파장 480㎚의 정면 방향의 투과율 TF B, N, 및 파장 480㎚의 극각 60° 방향의 투과율의 평균값 TF B, 60이 식[1]의 관계를 만족시키는 것으로 할 수 있다. 선택 반사층(2066)이 이러한 선택 반사 대역을 갖는 것에 의해, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 저감할 수 있다.
더 바람직하게는, 선택 반사층(2066)은, 정면 방향의 투과광의 선택 반사 대역으로서, 파장 500㎚~650㎚의 범위 내에 1개 이상의 선택 반사 대역을 갖는다. 또한, 바람직하게는, 선택 반사층(2066)은, 극각 60° 방향, 즉 정면 방향과 60°의 각도를 이루는 방향의 투과광의 선택 반사 대역으로서, 파장 400㎚~600㎚의 범위 내에 1개 이상의 선택 반사 대역을 갖는다.
도 21에 나타낸 발광 소자의 스펙트럼과의 관계에 있어서, 위에 말한 선택 반사 대역을 갖는 선택 반사 특성의 예를 도 22에 나타낸다. 도 22에 나타내는 바와 같이, 각도 0° 즉 정면 방향의 투과광의 선택 반사 특성에 있어서는, 파장 575㎚에서 가장 반사하고, 정면 방향의 투과광의 선택 반사 대역은 525㎚ 이상 또한 635㎚ 이하이다. 그리고 투과광의 각도가 증가함에 따라 최대 흡수 파장이 단파장측으로 시프트하고, 그것에 의해 상기 식[1]을 만족시키고, 또한 극각 60° 방향에서, 최대 흡수 파장이 490㎚가 되고, 선택 반사 대역이 580㎚ 이하로 되어 있다.
이러한 선택 반사 특성을 갖는 선택 반사층(2066)에 의한, 관찰 각도에 따른 색감의 변화의 억제의 예를 도 23~도 25에 나타낸다. 도 25는 도 20에 나타내는 제 2의 본 발명의 면광원 장치로서, 발광 소자로서 도 21에 나타내는 스펙트럼을 갖는 소자를 이용하고, 선택 반사층(2066)으로서 도 22에 나타내는 선택 반사 특성을 갖는 것을 이용한 경우의, 출광면(2040A)으로부터 출사되는 파장 480㎚의 청색광 및 파장 575㎚의 황색광의 배광 분포를 나타내는 그래프이다. 도 24는 유리 기판으로부터 출사되는 청색광 및 황색광의 배광 분포를, 확산층(2070)을 마련하지 않고서 관찰했을 때의 배광 분포를 나타내는 그래프이다. 도 23은 상기 확산층(2070) 및 선택 반사 부재(2062)를 모두 마련하지 않고서 관찰했을 때의 배광 분포를 나타내는 그래프이다.
도 23에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(2042)으로부터 출사되는 광은, 청색광과 황색광에서 배광 분포에 괴리가 있는 것에 비하여, 도 24에 나타내는 바와 같이, 선택 반사 부재(2062)를 투과하여 출광면(2040A)으로부터 출사되는 광은 상기 괴리가 축소되어 있다. 이 때문에, 선택 반사 부재(2062)는, 유기 EL 소자(2020)로부터 출사된 광의 배광 분포를, 출광면(2040A)의 법선 방향을 따라 출사된 광의 색도와, 이 법선 방향에 교차하는 사선 방향을 따라 출광면(2040A)으로부터 출사된 광의 색도의 차이가 작아지도록, 변환하는 배광 분포 변환부로서 기능하고 있다.
또한, 도 23에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(2042)으로부터 출사되는 광은, 청색광과 황색광에서 배광 분포에 괴리가 있는 것에 비하여, 도 25에 나타내는 바와 같이, 확산층(2070) 및 선택 반사 부재(2062)를 투과하여 출광면(2040A)으로부터 출사되는 광은 상기 괴리가 더 한층 축소되어 있다. 이 때문에, 선택 반사 부재(2062)에 의해, 관찰 각도에 근거하는 색 불균일을 억제할 수 있고, 또한 확산층(2070)에 의해 상기 색 불균일을 더 억제할 수 있다. 이와 같이, 선택 반사 부재(2062)와 확산층(2070)을 병용함으로써, 확산층(2070)만 이용하는 경우나, 선택 반사 부재(2062)만을 이용하는 경우에 비하여, 색 불균일 해소 효과를 더 한층 높일 수 있고, 또한 확산층(2070)에 의한 확산 효과의 정도를 낮게 억제할 수 있어, 이에 의해, 첨가하는 예컨대 확산 입자 등의 첨가 비율을 억제할 수 있어, 확산층의 두께를 얇게 할 수 있는 이점이 있다.
본 실시 형태의 면광원 장치(2002)에 있어서, 발광층(2024)으로부터 생긴 광의 일부는, 직접 제 2 전극층(2026)을 투과하고, 다른 일부는 제 1 전극층(2022)에서 반사되고 나서 제 2 전극층(2026)을 투과한다. 제 2 전극층(2026)을 투과한 광은, 유리 기판(2042), 확산층(2070), 선택 반사층(2066), 및 기재 필름(2064)을 투과하여 출광한다. 또한, 발광층(2024)~유리 기판(2042)까지의 사이의 계면에 있어서 도면 중 하향으로 반사된 광은, 제 1 전극층(2022) 또는 다른 계면에서 반사되고 나서 출광한다. 이러한 여러 가지의 경로로 출광하는 광이 존재하기 때문에, 광의 간섭이 발생한다. 간섭에 의한 광의 증감은, 파장에 따라 다르고, 그 결과로서, 광의 파장에 의해, 관찰 각도와 휘도의 관계가 다르고, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 가져온다. 이러한 광을, 상술한 확산층(2070), 및, 상술한 특정한 선택 반사 특성을 갖는 선택 반사층(2066)을 더 투과시키는 것에 의해, 관찰 각도에 따른 색감의 변화를 저감할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는 기재 필름(2064)의 한쪽의 표면에 선택 반사층(2066)을 마련했지만, 기재 필름(2064)의 양쪽의 표면에 선택 반사층(2066)을 마련한 경우에도, 같은 이점을 얻을 수 있다.
선택 반사층(2066)은, 상기 선택 반사 대역을 갖는 한, 어떠한 재질의 것을 이용하더라도 좋고, 또한 어떠한 원리의 선택 반사를 하는 것이더라도 좋지만, 바람직한 선택 반사층의 예로서, 원편광 분리 시트를 포함하는 것을 들 수 있다. 선택 반사층이 원편광 분리 시트를 갖는 경우, 이러한 선택 반사층은, 선택 반사 대역에 있어서, 특정한 원편광만을 투과시키고 그 밖의 광(다른 원편광, 직선 편광 등)을 반사하는 것이 된다.
상기 원편광 분리 시트의 예로서는, 콜레스테릭 규칙성을 갖는 수지를 포함하여 이루어지는 층을 들 수 있다. 이것은 예컨대, 콜레스테릭 액정상을 나타낼 수 있는 조성물(콜레스테릭 액정 조성물)을 투명 수지 기재에 도포하여 액정층을 얻고, 이어서 적어도 1회의, 광조사 및/또는 가열 처리에 의해 경화되어 이루어지는 원편광 분리 시트를 들 수 있다. 상기 콜레스테릭 액정 조성물로서는, 봉(棒) 형상 액정성 화합물로서, 그 자체 또는 다른 물질과 함께 경화할 수 있는 것을 포함하는 조성물을 이용할 수 있다. 구체적으로는 예컨대, 굴절률 이방성 Δn의 값이 0.10 이상으로서, 1분자 중에 적어도 2개 이상의 반응성기를 갖는 봉 형상 액정 화합물을 들 수 있다.
콜레스테릭 액정 조성물의 제조 방법은, 특별히 한정되지 않고, 상기 필수 성분 및 임의 성분을 혼합하는 것에 의해 제조할 수 있다. 상기 콜레스테릭 액정 조성물을 이용하여 선택 반사층을 형성하는 방법으로서는, 상기 콜레스테릭 액정 조성물을 기재 필름(2064)에 도포하여 액정층을 얻고, 이어서 적어도 1회의, 광조사 및/또는 가열 처리에 의해 경화하는 방법을 들 수 있다.
기재 필름(2064)의 재질은 특별히 한정되지 않고 1㎜ 두께로 전체 광투과율 80% 이상의 기재를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 지환식 올레핀폴리머, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 쇄상(鎖狀) 올레핀폴리머, 트라이아세틸셀룰로스, 폴리바이닐알코올, 폴리이미드, 폴리알릴레이트, 폴리에스터, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리에터설폰, 변성 아크릴폴리머, 에폭시 수지, 폴리스타이렌, 아크릴 수지 등의 합성 수지로 이루어지는 단층 또는 적층의 필름을 들 수 있다. 이들 중에서도, 지환식 올레핀폴리머 또는 쇄상 올레핀폴리머가 바람직하고, 투명성, 저흡습성, 치수 안정성, 경량성 등의 관점에서, 지환식 올레핀폴리머가 특히 바람직하다. 또한, 기재 필름(2064)에는, 확산층(2070)과 같이, 광 확산성을 부여하는 입자 등을 첨가할 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 기재 필름(2064)은 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되게 되어, 확산부를 겸하게 되기 때문에, 확산층(2070)의 두께를 얇게 할 수 있는 이점이 있다.
상기 기재 필름은, 필요에 따라, 배향막을 가질 수 있다. 배향막을 갖는 것에 의해, 그 위에 도포된 콜레스테릭 액정 조성물을 소망하는 방향으로 배향시킬 수 있다. 배향막의 두께는, 소망하는 액정층의 배향 균일성을 얻을 수 있는 막 두께이면 좋고, 0.001~5㎛인 것이 바람직하고, 0.01~2㎛인 것이 더 바람직하다. 상기 기재 필름에 대한 액정 조성물의 도포는, 리버스 그라비아 코팅, 다이렉트 그라비아 코팅, 다이 코팅, 바 코팅 등의 공지의 방법에 의해 행할 수 있다. 상기 도포에 의해 얻어진 도포층을 경화하기 전에, 필요에 따라, 배향 처리를 실시할 수 있다. 배향 처리는, 예컨대 도포층을 50~150℃로 0.5~10분간 가열하는 것에 의해 행할 수 있다. 이 배향 처리를 실시하는 것에 의해, 콜레스테릭 액정층을 양호하게 배향시킬 수 있다.
필요에 따라 배향 처리를 실시한 후, 콜레스테릭 액정 조성물을 경화시키는 것에 의해, 콜레스테릭 액정 조성물의 경화물인 경화 액정층을 얻을 수 있다. 상기 경화의 공정은, 1회 이상의 광조사와 가열 처리의 조합에 의해 행할 수 있다. 가열 조건은, 구체적으로는 예컨대, 온도 40~200℃, 바람직하게는 50~200℃, 더 바람직하게는 50~140℃, 시간은 1초~3분, 바람직하게는 5~120초로 할 수 있다. 제 2의 본 발명에 있어서 광조사에 이용하는 광이란, 가시광뿐만 아니라 자외선 및 그 밖의 전자파도 포함한다. 광조사는, 구체적으로는 예컨대 파장 200~500㎚의 광을 0.01초~3분 조사하는 것에 의해 행할 수 있다. 또한, 예컨대 0.01~50mJ/㎠의 미약한 자외선 조사와 가열을 여러 번 교대로 반복하여, 반사 대역이 넓은 원편광 분리 시트로 할 수도 있다. 상기 미약한 자외선 조사 등에 의한 반사 대역의 확장을 행한 후에, 50~10,000mJ/㎠라고 하는 비교적 강한 자외선을 조사하여, 액정성 화합물을 완전히 중합시켜, 경화 액정층으로 할 수 있다. 상기 반사 대역의 확장 및 강한 자외선의 조사는, 공기 중에서 행하더라도 좋고, 또는 그 공정의 일부 또는 전부를, 산소 농도를 제어한 분위기(예컨대, 질소 분위기 하) 중에서 행할 수도 있다.
제 2의 본 발명에 있어서, 투명 수지 기재상으로의 콜레스테릭 액정 조성물의 도포 및 경화의 공정은, 1회에 한정되지 않고, 도포 및 경화를 여러 번 반복하여 2층 이상의 경화 액정층을 형성할 수도 있다.
상기 선택 반사층에 있어서, 경화 액정층의 건조막 두께는 바람직하게는 0.5㎛~10.0㎛, 보다 바람직하게는 1.0㎛~5.0㎛로 할 수 있다. 상기 경화 액정층의 건조막 두께가 0.5㎛보다 얇으면 충분한 선택 반사 성능을 얻을 수 없고, 반대로 10.0㎛보다 두꺼우면, 경화 액정층에서의 광흡수가 많아지기 때문에, 각각 바람직하지 않다. 또, 상기 건조막 두께는, 경화 액정층이 둘 이상의 층인 경우는, 각 층의 막 두께의 합계를, 경화 액정층이 1층인 경우에는 그 막 두께를 가리킨다.
상기 공정에 의해, 기재 필름(2064) 및 선택 반사층(2066)을 갖는 적층 구조를 얻을 수 있다. 이것을, 유리 기판(2042)상에 확산층(2070)을 사이에 두고 부착함으로써, 도 20에 나타내는 면광원 장치(2002)를 얻을 수 있다.
제 2의 본 발명의 조명 기구 및 제 2의 본 발명의 백라이트 장치는, 모두, 상기 실시 형태 2-1과 같이 면광원 장치를 포함하고, 실시 형태 2-1과 같은 효과를 얻을 수 있다.
<변형예>
제 2의 본 발명은, 상기 각 실시 형태에는 한정되지 않는다.
상기 실시 형태 2-1에서는, 요철 구조로서 오목부를 포함하는 구성으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 요철 구조를 볼록부를 포함하는 구성으로 하더라도 좋다. 볼록부를 포함하여 구성하는 경우에는, 인접하는 볼록부 사이에 상기와 같은 평탄부를 마련하더라도 좋고, 마련하지 않더라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태 2-1에 있어서, 오목부의 형상을 정사각뿔 형상으로 했지만, 삼각뿔이나 팔각뿔 등의 다각뿔 형상이나, 원뿔 형상, 다각뿔대 형상, 원뿔대 형상, 반구 형상, 홈 형상, 이들의 조합 등으로 할 수 있다. 또한, 이와 같이 요철 구조를 다각뿔 형상이나 다각뿔대 형상을 포함하는 구성으로 한 경우에는, 각 다각뿔체의 사면은 반드시 엄밀한 평면일 필요는 없고, 다소의 오르내림을 포함하는 곡면 형상으로 형성하더라도 좋다. 또한, 요철 구조가 원뿔을 포함하는 구성으로 한 경우에는, 상기 다각뿔 형상의 경우와 같이, 원뿔의 모선은 반드시 엄밀한 직선이 아니라, 다소의 오르내림을 포함하는 곡선 형상이더라도 좋다. 또한, 다각뿔 형상이나 원뿔 형상으로 한 경우에는, 그것이 볼록 형상 혹은 오목 형상의 어느 것에 대해서도, 그 꼭지각 부분이 둥근 모양을 띤 형상이더라도 좋다. 또한, 다각뿔 형상이나 원뿔 형상으로 한 경우에는, 이른바 직원뿔(right cone)에 한하지 않고, 빗원뿔(oblique cone)로 하더라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태 2-1에 있어서, 복수의 오목부를 전부 동일 형상으로 했지만, 다른 형상의 오목부가 혼재하고 있더라도 좋다. 예컨대, 크기가 다른 각뿔 형상의 오목부가 혼재하고 있거나, 각뿔 형상의 오목부와 원뿔 형상의 오목부가 혼재하고 있거나, 복수의 각뿔이 조합된 형상인 것과 단순한 각뿔 형상이 혼재하고 있더라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태 2-1에 있어서, 서로 직교하는 두 방향을 따라 오목부를 배열했지만, 직교하지 않는 방향으로 배열하더라도 좋고, 하나 또는 셋 이상의 방향을 따라 배열하더라도 좋다. 또한, 인접하는 오목부 사이에는, 상기 두 방향의 모두에 평탄부를 마련했지만, 어느 한쪽의 방향에만 마련하더라도 좋고, 양 방향에 마련하지 않더라도 좋다. 단, 평탄부를 마련하는 구성 쪽이, 양호한 광 추출 효율과, 출광면의 기계적 강도를 양립할 수 있는 이점이 있다.
상기 실시 형태 2-2에 있어서, 선택 반사층으로서, 콜레스테릭 규칙성을 갖는 수지를 포함하여 이루어지는 층으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 유전 다층막이더라도 좋고, 유전 다층막으로서는, 고굴절 재료로서 TiO2를 이용하고 저굴절률 재료로서 SiO2를 이용하여 특정한 파장에 강한 반사 또는 투과 특성을 나타내는 대역 필터(bandpass filter)를 들 수 있다. 이들 선택 반사층의 특징은, 관찰하는 각도를 바꾸었을 때에, 선택 반사 특성을 나타내는 파장 대역이 시프트하는 특성을 갖는 점이 공통이고, 또한 가시광 대역의 파장의 광의 투과율이 상기 시프트에 따라 변화하는 특성을 이용한 것이다.
또한, 상기 각 실시 형태에 있어서, 면광원 장치에는, 임의의 층을 더 포함하는 것으로 하더라도 좋다. 예컨대, 요철 구조층의 위에 코팅층을 더 갖고, 이것이 출광면의 요철 구조를 규정하는 것으로 하더라도 좋다. 또한, 유기 EL 소자에 있어서의 출광면(2040A)과는 반대측의 표면에 밀봉 기판을 마련하더라도 좋다.
상기 각 실시 형태에서는, 배광 분포 변환부로서 요철 구조체 또는 선택 반사 부재를 이용했지만, 이것에는 한정되지 않고, 예컨대, 회절 구조 등을 이용하더라도 좋다. 회절 구조는 적절한 피치를 선택하는 것에 의해 특정한 파장을 강하게 확산시키는 것이 가능하고, 이 경우도, 상기 각 실시 형태와 같이, 별도의 확산층과 더 조합하는 것에 의해 색 불균일을 보다 해소할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 실시 형태에서는, 유기 EL 소자(2020)의 한쪽의 면에만 출광측 부재를 마련했지만, 양쪽의 면에 마련하더라도 좋다. 이 경우에는, 상술한 제 1 전극층도 투명한 전극으로서 구성하는 것이 바람직하다. 그 경우의 예를 도 26 및 도 27에 나타낸다.
도 26 및 도 27은, 각각, 제 2의 본 발명의 실시 형태에 따른 면광원 장치를 설명하는 종단면도이다. 도 26에 나타내는 면광원 장치(2003)는, 반사 전극으로서의 제 1 전극(2022) 대신에 투명 전극으로서의 제 1 전극(2028)을 구비하는 점, 및, 유기 EL 소자(2020)의 양쪽의 면에 요철 구조체(2040)를 구비하는 점에서 실시 형태 2-1과 다르고, 그 밖의 점에서는 실시 형태 2-1과 동일하다. 또한, 도 27에 나타내는 면광원 장치(2004)는, 반사 전극으로서의 제 1 전극(2022) 대신에 투명 전극으로서의 제 1 전극(2028)을 구비하는 점, 및, 유기 EL 소자(2020)의 양쪽의 면에 출광측 부재(2060)를 구비하는 점에서 실시 형태 2-2와 다르고, 그 밖의 점에서는 실시 형태 2-2와 동일하다. 또, 제 1 전극(2028)과 기판(2042)의 사이에는, 충전재나 접착제 등의 임의의 물질이 존재하고 있더라도 좋고, 공극이 존재하고 있더라도 좋다. 공극에는, 발광층(142)의 내구성을 크게 손상시키는 등의 문제가 없는 한 공기나 그 밖의 기체가 존재하더라도 좋고, 공극 내를 진공으로 하더라도 좋다.
면광원 장치(2003, 2004)에서는, 제 1 전극층(2028)이 투명 전극이기 때문에, 발광층(2024)으로부터의 광은, 제 1 전극층(2028) 및 제 2 전극층(2026)을 투과하여, 도면 중 상측 및 하측의 양쪽의 출광면(2040A)으로부터 출광한다. 이와 같이, 표면 및 이면의 양쪽으로부터 광이 출광하는 면광원 장치(2003, 2004)이더라도, 실시 형태 2-1 및 실시 형태 2-2와 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 면광원 장치(2003, 2004)에서는, 통상, 한쪽의 출광면(2040A)에 입사한 광은 면광원 장치(2003, 2004)를 투과하여 다른 쪽의 출광면(2040A)으로부터 출광하게 된다. 따라서, 면광원 장치(2003, 2004)를 통하여 반대측을 육안으로 들여다볼 수 있게 되어, 시스루형의 면광원 장치를 실현할 수 있기 때문에, 디자인을 다양화할 수 있다.
또, 여기서는 면광원 장치(2003, 2004)의 도면 중 상면 및 하면의 양쪽에 같은 출광측 부재(요철 구조체(2040) 또는 출광측 부재(2060))를 구비하는 예를 나타냈지만, 다른 출광측 부재를 조합하여 구비하도록 하더라도 좋다. 예컨대, 제 1 전극(2028)의 표면에 요철 구조체(2040)를 구비하고, 제 2 전극층(2026)의 표면에 출광측 부재(2060)를 구비하도록 하더라도 좋다.
또한, 예컨대, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되는 층을, 요철 구조층(2047) 또는 선택 반사 부재(2062)의 출광측에 마련하고, 이 층을 확산부로 하더라도 좋다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 근거하여, 본 발명에 대하여 더 상세하게 설명한다. 또, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것이 아니다. 이하에 있어서 표기되는 수지의 굴절률은 모두, 경화 후의 굴절률이다.
[제 1의 발명에 관한 실시예 및 비교예의 설명]
<비교예 1-1>
(C1-1 : 유기 EL 소자의 형성, 면광원 장치(복층체 없음)의 제작)
두께 0.7㎜의 유리 기판(굴절률 1.53)의 한쪽의 주면에, 투명 전극층 100㎚, 홀 수송층 10㎚, 황색 발광층 20㎚, 청색 발광층 15㎚, 전자 수송층 15㎚, 전자 주입층 1㎚, 및 반사 전극층 100㎚를, 이 순서로 형성했다. 홀 수송층으로부터 전자 수송층까지는 모두 유기 재료에 의해 형성했다. 황색 발광층 및 청색 발광층은 각각 다른 발광 스펙트럼을 갖고 있다.
투명 전극층으로부터 반사 전극층까지의 각 층을 형성한 재료는, 각각 하기와 같다.
ㆍ투명 전극층 : 주석 첨가 산화인듐(ITO)
ㆍ홀 수송층 : 4,4'-비스[N-(나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(α-NPD)
ㆍ황색 발광층 : 루블렌 1.5중량% 첨가 α-NPD
ㆍ청색 발광층 : 이리듐 착체 10중량% 첨가 4,4'-다이카바졸릴-1,1'-바이페닐(CBP)
ㆍ전자 수송층 : 페난트롤린 유도체(BCP)
ㆍ전자 주입층 : 불화리튬(LiF)
ㆍ반사 전극층 : Al
투명 전극층의 형성 방법은, ITO 타겟으로 한 반응성 스퍼터링법으로 행하고, 표면 저항을 10Ω/□ 이하로 했다. 또한, 홀 주입층으로부터 반사 전극층까지의 형성은, 진공 증착 장치 내에 투명 전극층을 이미 형성한 유리 기판을 설치하고, 상기 홀 수송층으로부터 반사 전극층까지의 재료를 저항 가열식에 의해 순차적으로 증착시키는 것에 의해 행했다. 계 내압은 5×10-3㎩이고, 증발 속도는 0.1~0.2㎚/s로 행했다.
또한, 전극층에 통전을 위한 배선을 부착하고, 또 홀 수송층으로부터 반사 전극층까지를 밀봉 부재에 의해 밀봉하여, 면광원 장치(복층체 없음)를 제작했다. 얻어진 면광원 장치는, 유리 기판측으로부터 백색의 광을 출광할 수 있는 직사각형의 출광면을 갖고 있었다.
(C1-2 : 평가)
(C1-1)에서 얻어진 면광원 장치에 대하여, 이하와 같이, 관찰 각도의 변화에 따른 색 불균일을 측정했다.
출광면(장치 출광면)의 정면(법선 방향)에 분광 방사 휘도계(탑콘사 제품 BM-5)를 설치하고, 면광원 장치에 100㎃/㎡의 정전류를 인가하고, 출광면을 회전시켜, 출광면에 대한 분광 방사 휘도계의 관찰 방향을 변화시켜, 색도 (x, y)를 측정했다. 관찰 방향은, 출광면의 긴 변에 평행한 방향으로, 정면(법선 방향)을 0°로 했을 때에 -90~90°의 범위로 변경시켰다. 측정 결과를 도 28에 나타낸다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.050, 0.058)이었다. 또, Δx는 좌표값 x의 변화량이며, Δy는 좌표값 y의 변화량이다.
<실시예 1-1>
비교예 1-1에서 얻은 면광원 장치에, 하기의 순서로 조제한 복층체(110)를 부착하고, 도 1 및 도 2에 개략적으로 나타내는 면광원 장치를 제작하여, 평가했다. 단, 도 1에 있어서는 유기 EL 소자(140)로서 3층으로만 이루어지는 것을 개략적으로 도시하고 있지만, 본 실시예에서 제작한 면광원 장치는, 이보다 많은 발광층을 포함하는 유기 EL 소자를 구비하고 있다.
(1-1 : 복층체(110)의 조제)
UV(자외선) 경화형 수지(우레탄아크릴레이트 수지, 굴절률 n=1.54)에, 평균 입자 직경 2㎛의 구상(球狀)의 입자인 확산제(실리콘 수지, n=1.43)를, 조성물 전체량 중 10%(부피 비율)로 첨가하고, 교반하여 입자를 분산시켜, 수지 조성물을 얻었다.
상기에서 얻은 수지 조성물을, 기재 필름(니혼제온사 제품 제오노아 필름, 굴절률 1.53)상에 도포한 후, 수지 조성물의 도막상에 소정의 형상의 금속 틀을 대고, 기재 필름측으로부터 자외선을 1000mJ/㎠의 적산 광량으로 조사하여, 기재 필름상에 요철 구조층을 형성하고, 기재 필름층(112)-요철 구조층(111)의 층 구성을 갖는 직사각형의 필름인 복층체(110)를 얻었다.
복층체(110)에 있어서, 요철 구조층(111)상의 요철 구조는, 도 3 및 도 4에 나타내는 대로, 복수의 정사각뿔 형상의 오목부(113)와, 오목부 주위에 위치하는 평탄부(114)로 이루어져 있었다. 오목부(113)를 구성하는 사면과 평탄부가 이루는 각(11L, 11M 등)은 60°였다. 오목부(113)의 저변(11E~11H)의 길이는 16㎛이며, 오목부(113)의 간격 11J 및 11K는 모두 4㎛이며, 일정한 간격이었다. 오목부(113)의 저변은 복층체(110)의 긴 변 또는 짧은 변 방향과 평행이었다. 요철 구조층(111)의 두께(평탄부(114)로부터 기재 필름에 접하는 면까지의 두께)는 34㎛이며, 기재 필름층(112)의 두께는 100㎛였다. 또한, 평탄부 비율은 36%였다.
(1-2 : 면광원 장치(복층체 있음))
비교예 1-1의 (C1-1)에서 얻은 면광원 장치의 유리 기판(131)측의 면에, (1-1)에서 얻은 복층체(110)를, 접착제(아크릴계 수지, 굴절률 1.49, 닛토덴코사 제품 CS9621)를 사이에 두고 부착하여, 복층체(110)-접착층(121)-유리 기판(131)-유기 EL 소자(140)의 층 구성을 포함하는 면광원 장치를 얻었다. 접착층의 두께는 25㎛였다.
(1-3 : 평가)
얻어진 면광원 장치에 대하여, 비교예 1-1의 (C1-2)와 같이 색 불균일을 측정했다. 각 관찰 각도에 있어서의 x값 및 y값을 구한 결과를 도 29에 나타낸다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.011, 0.013)이었다. 이로부터, 비교예 1-1에 비하여, 색 불균일이 현저히 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
<비교예 1-2>
상기 (1-1)의 복층체(110)의 조제에 있어서, 요철 구조층용의 재료에 확산제를 첨가하지 않은 것 외에는, 실시예 1-1과 같이 하여, 복층체(110)를 조제하고, 면광원 장치를 더 얻었다.
<광 추출량>
비교예 1-1, 실시예 1-1 및 비교예 1-2의 면광원 장치의 광 추출량을, 삼자극치의 Y값의 측정 결과로부터 구하고, 비교예 1-1의 광 추출량을 1로 한 경우의 상대량을 구했다. 그 결과, 실시예 1-1에서의 광 추출량은 1.43이며, 비교예 1-2에서의 광 추출량은 1.37이었다.
실시예 1-1의 면광원 장치는, 광 추출 효율을 높이는 요철 구조를 갖지 않는 비교예 1-1의 면광원 장치에 비하여, 현저하게 향상된 광 추출 효율을 갖고 있었다. 실시예 1-1의 면광원 장치는 또한, 실시예 1-1과 동일한 요철 구조를 갖지만 확산 부재를 갖지 않는 비교예 1-2의 면광원 장치와 비교하더라도, 광 추출량의 큰 향상이 인정되었다.
<실시예 1-2>
하기의 것을 변경한 것 외에는, 실시예 1-1과 같이 하여, 복층체(110)를 조제하고, 면광원 장치를 더 얻었다.
상기 (1-1)의 복층체(110)의 조제에 있어서, 요철 구조층용의 재료에 확산제를 첨가하지 않았다. 한편, 산변성 폴리올레핀 수지(굴절률 1.49, 일본 시마사 제품 콜노바 MPO-B130C)에 상기 (1-1)에서 이용한 것과 동일한 확산제를, 접착제 전체량 중 10%(부피 비율)로 첨가하여, 접착제를 조제하고, 이것을 상기 (1-2)에 있어서, 아크릴계 접착제 대신 접착제로서 이용했다.
얻어진 면광원 장치에 대하여, 비교예 1-1의 (C1-2)와 같이 색 불균일을 측정했다. 각 관찰 각도에 있어서의 x값 및 y값을 구한 결과를 도 30에 나타낸다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.024, 0.034)였다. 이로부터, 비교예 1-1에 비하여, 색 불균일이 현저하게 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
<비교예 1-3>
상기 (1-1)의 복층체(110)의 조제에 있어서, 접착제에 확산제를 첨가하지 않은 것 외에는, 실시예 1-2와 같이 하여, 복층체(110)를 조제하고, 면광원 장치를 더 얻었다.
얻어진 면광원 장치에 대하여, 비교예 1-1의 (C1-2)와 같이 색 불균일을 측정했다. 각 관찰 각도에 있어서의 x값 및 y값을 구했다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.027, 0.041)이었다.
<비교예 1-4>
상기 (1-1)의 복층체(110)의 조제에 있어서, 요철 구조층의 형성에 있어서 금속 틀을 대지 않고서 자외선의 조사를 행하고, 그 결과, 요철 구조층 대신에, 요철 구조층과 같은 재료로 이루어지지만 요철 구조가 없는(즉 평탄부 비율 100%) 층(두께 34㎛)을 형성한 것 외에는, 실시예 1-2와 같이 하여, 복층체를 조제하고, 면광원 장치를 더 얻었다.
얻어진 면광원 장치에 대하여, 비교예 1-1의 (C1-2)와 같이 색 불균일을 측정했다. 각 관찰 각도에 있어서의 x값 및 y값을 구했다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.043, 0.053)이었다.
<광 추출량>
실시예 1-2, 비교예 1-3 및 비교예 1-4의 면광원 장치의 광 추출량을, 삼자극치의 Y값의 측정 결과로부터 구하고, 비교예 1-1의 광 추출량을 1로 한 경우의 상대량을 구했다. 그 결과, 실시예 1-2에서의 광 추출량은 1.38이며, 비교예 1-3에서의 광 추출량은 1.29이며, 비교예 1-4에서의 광 추출량은 1.24였다.
실시예 1-2의 면광원 장치는, 광 추출 효율을 높이는 요철 구조를 갖지 않는 비교예 1-1의 면광원 장치에 비하여, 현저하게 향상된 광 추출 효율을 갖고 있었다. 실시예 1-2의 면광원 장치는 또한, 실시예 1-2와 동일한 요철 구조를 갖지만 확산 부재를 갖지 않는 비교예 1-3의 면광원 장치와 비교하더라도, 또한 실시예 1-2와 동일한 확산 부재를 갖지만 요철 구조를 갖지 않는 비교예 1-4의 면광원 장치와 비교하더라도, 광 추출량의 큰 향상이 인정되었다.
<참고예 1-1 : 찰상에 대한 내성>
금속 틀의 형상을 변경한 것 외에는 실시예 1-1의 (1-1)과 같이 하여, 요철 구조의 형상이 다른 몇 개의 복층체를 얻었다. 얻어진 복층체에 있어서는, 오목부의 형상은 모두 동일했지만, 오목부 사이의 간격 11J 및 11K를 변화시키는 것에 의해, 평탄부 비율을 여러 가지로 변화시킨 것으로 했다.
얻어진 몇 개의 복층체를 수평으로 탑재하고, 이것에, 선단이 직경 2㎜인 사파이어 바늘에, 하중을 건 상태로 수직으로 압접(壓接)시켜, 수평 방향으로 움직이게 했다. 움직이게 한 결과 바늘에 의한 상처가 발생했는지 여부를, 육안으로 판정했다. 하중을 서서히 낮춰, 상처가 발생하지 않게 되는 하중(g)을 판정했다. 상처가 발생하지 않게 되는 하중과 평탄부 비율의 관계를 도 31에 플롯했다. 도 31의 결과로부터, 평탄부 비율이 늘어날수록, 찰상에 대한 내성이 우수한 것을 알 수 있다.
<참고예 1-2 : 광 추출 효율 각뿔>
하기와 같은 유기 EL 소자 및 출광면 구조층으로 이루어지는 면광원 장치를 상정하여, 광 추출 효율을 시뮬레이션에 의해 계산했다.
유기 EL 소자는, 발광층, 투명 전극 및 반사 전극을 갖는 것으로 했다. 반사 전극 반사율은 85%로 하고, 발광층의 발광 특성은 램버트(lambert) 분포에 따르는 것으로 했다.
출광면 구조층은, 두께는 20㎛의 판 형상이고, 굴절률 1.53의 투명한 재료로 이루어지거나, 또는, 이러한 재료에, 입자 직경 2㎛이고 굴절률 1.43의 확산제를 전체 부피 중 7.5%의 비율로 첨가한 것으로 이루어지는 것으로 했다. 출광면 구조층상의 요철 구조는, 정사각뿔 형상(꼭지각 60°, 저변 20㎛)의 오목부를, 도 1의 요철 구조층과 같이 배열한 것으로 했다. 오목부 사이의 간격 11J 및 11K를 변화시켜, 평탄부 비율을 여러 가지로 변경했다.
이 출광면 구조층을, 상기 유기 EL 소자의 투명 전극측의 면상에 두고, 면광원 장치로 했다.
확산제가 없고 또한 평탄부 비율이 100%인 경우를 1.00으로 한, 상대적인 광 추출 효율을 구했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
<참고예 1-3 : 광 추출 효율 반구>
하기와 같은 유기 EL 소자 및 출광면 구조층으로 이루어지는 면광원 장치를 상정하여, 광 추출 효율을 시뮬레이션에 의해 계산했다.
유기 EL 소자는, 발광층, 투명 전극 및 반사 전극을 갖는 것으로 했다. 반사 전극 반사율은 85%로 하고, 발광층의 발광 특성은 램버트 분포에 따르는 것으로 했다.
출광면 구조층은, 두께는 20㎛의 판 형상이고, 굴절률 1.53의 투명한 재료로 이루어지거나, 또는, 이러한 재료에, 입자 직경 2㎛이고 굴절률 1.43의 확산제를 전체 부피 중 10.0%의 비율로 첨가한 것으로 이루어지는 것으로 했다. 출광면 구조층상의 요철 구조는, 반구 형상(직경 20㎛)의 오목부를, 도 7의 요철 구조층과 같이 배열한 것으로 했다. 오목부 사이의 간격을 변화시켜, 평탄부 비율을 여러 가지로 변경했다.
이 출광면 구조층을, 상기 유기 EL 소자의 투명 전극측의 면상에 두고, 면광원 장치로 했다.
확산제가 없고 또한 평탄부 비율이 100%인 경우를 1.00으로 한, 상대적인 광 추출 효율을 구했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
표 1 및 표 2의 결과로부터, 출광면 구조층이 확산제를 포함하지 않는 경우는, 평탄부 비율이 증가하면 광 추출 효율이 현저하게 저하되는 한편, 출광면 구조층이 확산제를 포함하는 경우는, 그와 같은 현저한 광 추출 효율의 저하가 완화되고, 그 결과, 높은 광 추출 효율과, 찰상에 대한 높은 내성을 양립할 수 있는 것을 알 수 있다.
<실시예 1-3>
상기 (1-1)의 복층체(110)의 조제에 있어서, 금속 틀의 형상을 변경한 것 외에는, 실시예 1-1과 같이 하여, 복층체(110)를 조제하고, 면광원 장치를 더 얻었다. 얻어진 복층체에 있어서는, 오목부의 형상은 실시예 1-1에 있어서의 그것과 대략 동일하지만, 평탄부에 대해서는, 도 16에 나타내는 평탄부(914 및 915)와 같이, 2종류의 높이를 갖는 평탄부로 이루어지는 것으로 되어 있었다. 2종의 평탄부의 높이의 차이는, 2㎛였다.
얻어진 면광원 장치를, 점등하지 않는 상태에서 표면의 반사상을 관찰한 바, 무지개 불균일이 저감되어 있는 것이 관찰되었다.
[접착층의 굴절률에 대한 실시예]
제 1의 본 발명에 따른 실시 형태에 있어서, 출광면 구조층은, 요철 구조층 및 기재 필름층을 포함하는 복층체와, 유리 기판과, 복층체 및 유리 기판을 접착하는 접착층을 구비하여 구성했다. 이때, 접착층을 광 확산성을 갖는 층으로 한 경우에는, 해당 접착층을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률이, 복층체의 접착면(이 경우, 기재 필름층)을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다. 「크다」란, 그 차이가 적어도 0.01 이상인 것이고, 그 차이가 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.15 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우에 있어서, 유리 기판의 굴절률과 접착층의 굴절률의 차이는 작은 것이 바람직하다. 「작다」란, 그 차이가 적어도 0.15 이하인 것이고, 그 차이가 0.1 이하인 것이 바람직하고, 0.05 이하인 것이 보다 바람직하다. 이러한 구성으로 하는 것의 이점을, 이하에 나타내는 시뮬레이션에 의해 계산했다.
또, 이러한 구성은, 제 1의 본 발명에 한하지 않고, 제 2의 본 발명에 있어서도 같다. 즉, 제 2의 본 발명에 따른 실시 형태에 있어서, 요철 구조체는, 제 2 전극층의 표면에 마련되는 예컨대 유리제의 기판과, 요철 구조 본체와, 기판 및 요철 구조 본체를 접착하는 접착층을 구비하여 구성했다. 이때, 접착층을 광 확산성을 갖는 층으로 한 경우에는, 해당 접착층을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률이, 요철 구조 본체의 접착면을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률보다 큰 것이 바람직하다. 「크다」란, 그 차이가 적어도 0.01 이상인 것이고, 그 차이가 0.05 이상인 것이 바람직하고, 0.15 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 경우에 있어서, 유리제의 기판의 굴절률과 접착층의 굴절률의 차이는 작은 것이 바람직하다. 「작다」란, 그 차이가 적어도 0.15 이하인 것이고, 그 차이가 0.1 이하인 것이 바람직하고, 0.05 이하인 것이 보다 바람직하다.
<실시예 1-4>
도 2에 대응하여, 하기와 같은 유기 EL 소자 및 출광면 구조층으로 이루어지는 면광원 장치를 상정하여, 광 추출 효율을 시뮬레이션에 의해 계산했다.
유기 EL 소자는, 굴절률 1.9의 발광층, 마찬가지로 굴절률 1.9의 투명 전극 및 반사 전극을 갖는 것으로 했다. 반사 전극 반사율은 100%로 하고, 발광층의 발광 특성은 램버트 분포에 따르는 것으로 했다.
요철 구조층은, 두께 20㎛의 판 형상으로서, 굴절률 1.53의 투명한 재료로 이루어지고, 정사각뿔 형상(꼭지각 60°, 저변 20㎛)의 오목부를, 피치 25㎛로, 도 1의 요철 구조층과 같이 배열한 것으로 했다.
기재 필름층은, 두께 100㎛의 판 형상으로서, 굴절률 1.53으로 했다.
유리 기판은, 두께 500㎛이고 굴절률 1.7의 재료로 했다.
접착층은, 하기의 형태 1과 형태 2를 설정했다.
(형태 1)
두께 15㎛의 판 형상으로서, 굴절률 1.7인 매트릭스 재료로서의 투명 재료에, 입자 직경 2㎛이고 굴절률 1.43인 확산제를 전체 부피 중 30%의 비율로 함유하는 재료를 이용한 형태(형태 1).
(형태 2)
두께 15㎛의 판 형상으로서, 굴절률 1.53인 매트릭스 재료로서의 투명 재료에, 입자 직경 2㎛이고 굴절률 1.43인 확산제를 전체 부피 중 30%의 비율로 함유하는 재료를 이용한 형태(형태 2).
형태 1에 있어서, 접착층을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률과 기재 필름층을 구성하는 재료의 굴절률 차이는 0.17(=1.7-1.53)이며, 접착층을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률과 유리 기판을 구성하는 재료의 굴절률 차이는 0(=1.7-1.7)이었다.
또한, 형태 2에 있어서, 접착층을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률과 기재 필름층을 구성하는 재료의 굴절률 차이는 0(=1.53-1.53)이며, 접착층을 구성하는 매트릭스 재료의 굴절률과 유리 기판을 구성하는 재료의 굴절률 차이는 0.17(=1.7-1.53)이었다.
상기에 있어서, 형태 1의 경우와 형태 2의 경우에 대하여, 상대적인 광 추출 효율을 구한 바, 형태 1의 경우의 광 추출 효율은, 형태 2의 경우의 광 추출 효율의 1.3배였다. 이 때문에, 상기 구성으로 하는 것에 의해, 광 추출 효율을 보다 한층 향상시킬 수 있는 것을 알았다.
[제 2의 발명에 관한 실시예 및 비교예의 설명]
<비교예 2-1>
(C1-1 : 유기 EL 소자의 제작, 면광원 장치의 제작)
비교예 1-1과 같이 하여, 면광원 장치를 제작했다. 얻어진 면광원 장치를 면광원 장치 A라고 부른다. 면광원 장치 A는, 유리 기판측으로부터 백색의 광을 출광할 수 있는 직사각형의 출광면을 갖고 있었다.
(C1-2 : 평가)
얻어진 면광원 장치 A에 대하여, 비교예 1-1과 같이 하여, 관찰 각도의 변화에 따른 색 불균일을 측정했다.
관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.050, 0.058)이었다.
제 2의 본 발명에서는, 면광원 장치의 색 불균일 평가를 색도 차이에 근거하여 평가하고 있지만, 색도 차이의 판단 기준으로서는, 실용상 문제가 없다고 하는 관점에서, (Δx, Δy)=(0.025, 0.025) 이하를 채용하고 있다.
<실시예 2-1>
비교예 2-1에서 얻은 면광원 장치 A에, 하기의 순서로 조제한 요철 구조 본체(2044)를 부착하고, 도 19에 개략적으로 나타내는 면광원 장치를 제작하고, 평가했다. 단, 도 19에 있어서는 유기 EL 소자로서 3층만으로 이루어지는 것을 개략적으로 도시하고 있지만, 본 실시예에서 제작한 면광원 장치는, 이것보다 많은 발광층을 포함하는 유기 EL 소자를 구비하고 있다.
(1-1 : 요철 구조 본체(2044)의 제작)
UV(자외선) 경화형 수지(우레탄아크릴레이트 수지, 굴절률 n=1.54)에, 평균 입자 직경 2㎛의 구상의 입자인 확산제(실리콘 수지, n=1.43)를, 조성물 전체량 중 10%(부피 비율)로 첨가하고, 교반하여 입자를 분산시켜, 수지 조성물을 얻었다.
상기에서 얻은 수지 조성물을, 기재 필름(니혼제온사 제품 제오노아 필름)상에 도포한 후, 수지 조성물의 도막상에 소정의 형상의 금속 틀을 대고, 기재 필름측으로부터 자외선을 1000mJ/㎠의 적산 광량으로 조사하여, 기재 필름상에 요철 구조층을 형성하고, 기재 필름/요철 구조층의 층 구성을 갖는 직사각형의 필름인 요철 구조 본체(2044)를 얻었다.
요철 구조 본체(2044)에 있어서, 요철 구조층(2047)상의 요철 구조(2041)는, 복수의 정사각뿔 형상의 오목부와, 오목부 주변에 위치하는 평탄부로 이루어져 있다. 오목부를 구성하는 사면과 평탄부가 이루는 각은 60°였다. 오목부의 저변의 길이는 16㎛이며, 오목부의 간격은 모두 4㎛이며, 일정한 간격이었다. 오목부의 저변은 요철 구조 본체(2044)의 긴 변 또는 짧은 변 방향과 평행이었다. 요철 구조층(2047)의 두께(확산부의 두께에 상당)는 34㎛이며, 기재 필름(2045)의 두께는 100㎛였다. 또한, 평탄부의 비율은 36%였다.
(1-2 : 면광원 장치의 제작)
비교예 2-1에서 얻은 면광원 장치의 유리제의 기판에 상기 요철 구조 본체(2044)를, 접착제(아크릴계 수지, 굴절률 1.49, 닛토덴코사 제품 CS9621)를 사이에 두고 부착하여, 면광원 장치 B를 얻었다. 접착층(2046)의 두께는 25㎛였다.
(1-3 : 평가)
얻어진 면광원 장치 B에 대하여, 비교예 2-1과 같이 색 불균일을 측정했다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.011, 0.013)이었다. 이로부터, 비교예 2-1에 비하여, 색 불균일이 현저히 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
<비교예 2-2>
상기 요철 구조 본체(2044)의 제작에 있어서, 요철 구조층용의 재료에 확산제를 첨가하지 않은 것 외에는(확산부 없음에 상당), 실시예 2-1과 같이 하여 요철 구조 본체(2044)를 제작하고, 면광원 장치 C를 얻어, 상기와 같이 측정했다. 관찰 각도 ±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.028, 0.040)이었다. 이로부터, 비교예 2-1에 비하여, 색 불균일이 약간 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
<광 추출량>
비교예 2-1, 실시예 2-1 및 비교예 2-2의 면광원 장치 A~C의 광 추출량을, 상기 측정 결과에 근거하여 산출한 삼자극치의 Y값으로부터 구하고, 비교예 2-1의 광 추출량을 1로 한 경우의 상대량을 구했다. 그 결과, 실시예 2-1에서의 광 추출량은 1.43이며, 비교예 2-2에서의 광 추출량은 1.37이었다. 실시예 2-1의 면광원 장치 B는, 광 추출 효율을 높이는 요철 구조를 갖지 않는 비교예 2-1의 면광원 장치 A에 비하여, 현저하게 향상된 광 추출 효율을 갖고 있었다. 실시예 2-1의 면광원 장치 B는 또한, 실시예 2-1과 동일한 요철 구조(2041)를 갖지만 광 확산성을 부여하는 층을 갖지 않는 비교예 2-2의 면광원 장치 C와 비교하더라도, 광 추출량의 큰 향상이 인정되었다.
<실시예 2-2>
(2-1 : 투명 수지 기재 필름의 제작)
지환식 올레핀폴리머로 이루어지는 필름(니혼제온사 제품, 제오노아 필름)의 양면을 코로나 방전 처리했다. 5%의 폴리바이닐알코올의 수용액을 해당 필름의 한 면에 ＃2의 와이어바를 사용하여 도포하고, 도막을 건조하여, 막 두께 0.1㎛의 배향막을 형성했다. 이어서 해당 배향막을 러빙(rubbing) 처리하여, 배향막을 갖는 투명 수지 기재 필름을 조제했다.
(2-2 : 경화 액정층의 형성)
하기의 조성으로, 경화 액정층을 구성하기 위한 콜레스테릭 액정 조성물을 조제했다.
고형분율 40중량%
액정성 화합물(Δn(ne-no)=0.13을 갖는 봉 형상 액정 화합물 95.70중량부
광중합 개시제(치바 스페셜리티 케미컬사 제품 상품명 IRG907) 3.1중량부
계면활성제(세이미케미컬 주식회사 제품, 상품명 KH-40) 0.11중량부
카이랄제(BASF사 제품, 상품명 LC756) 4.03중량부
용매 메틸에틸케톤 154.82중량부
이 콜레스테릭 액정 조성물을 ＃4의 와이어바를 사용하여, 상기 (2-1)에서 조제한, 배향막을 갖는 투명 수지 기재 필름의, 배향막을 갖는 면에 도포했다. 도막을 100℃에서 5분간 건조 및 배향 숙성했다. 도막에 자외선을 1.0mJ/㎠(UV-A : 365㎚±5㎚)를 더 조사하여, 100℃에서 1분간 유지하고, 이어서 자외선을 500mJ/㎠ 조사하여 도막을 경화시켜, 기재 필름상에, 배향막을 사이에 두고 건조막 두께 2㎛의 선택 반사층이 마련된 원편광 분리 시트를 제작했다. 얻어진 원편광 분리 시트의 반사 스펙트럼을 분광 광도계(일본분광사 제품 JASCO V-550)를 이용하여 측정한 바, 도 22에 나타내는 선택 반사 특성을 갖고 있었다.
(2-3 : 유기 EL 소자의 제작)
두께 1.1㎜의 유리 기판의 한쪽의 면상에, 제 2 전극층, 발광층 및 제 1 전극층을 포함하는 유기 EL 소자를 마련하여, 면광원 장치 E를 얻었다. 이 단계에서, 면광원 장치 E의 유기 EL 소자에 전류를 통전하여, 유리 기판으로부터 출광하는 파장 480㎚의 청색광 및 파장 575㎚의 황색광에 대한 배광 분포를 측정한 바, 도 23에 나타내는 결과를 얻었다. 얻어진 면광원 장치 E를, 비교예 2-1과 같이 색 불균일을 측정한 바, 관찰 각도±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.129, 0.128)이었다.
(2-4 : 확산층의 조제)
산변성 폴리올레핀 수지(굴절률 1.49, 일본 시마사 제품 콜노바 MPO-B130C)에 실시예 2-1의 (1-1)에서 이용한 것과 동일한 확산제를 접착제 전체량 중 20%(부피 비율)로 첨가하여 접착제(확산층)를 조제했다.
(2-5 : 면광원 장치의 제작)
또한, 유리제의 기판의 다른 면상에, 상기 (2-4)에서 조제한 접착제를 30㎛의 두께로 도포한 후(해당 접착제층이 확산부에 상당), 상기 원편광 분리 시트를, 선택 반사층이 접착제에 면하도록 부착하여, 도 20에 나타내는 구성을 갖는 면광원 장치 D를 제조했다. 얻어진 면광원 장치 D에 전류를 통전하여, 출광면(2040A)으로부터 출광하는 파장 480㎚의 청색광 및 파장 575㎚의 황색광에 대한 배광 분포를 측정한 바, 도 25에 나타내는 결과를 얻었다.
(2-6 : 평가)
얻어진 면광원 장치 D에 대하여, 비교예 2-1과 같이 색 불균일을 측정했다. 관찰 각도±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.017, 0.017)이었다. 이로부터, 면광원 장치 E에 비하여, 색 불균일이 현저하게 저감되어 있는 것을 알 수 있다.
<비교예 2-3>
상기 (2-4)의 접착제에 확산제를 첨가하지 않은 것 외에는, 실시예 2-2와 같이 하여 면광원 장치 F를 얻어, 상기와 같이 측정한 바, 관찰 각도±80°의 범위 내에서, (Δx, Δy)=(0.092, 0.091)이었다. 이로부터, 면광원 장치 E에 비하여, 색 불균일이 약간 개선되어 있지만, 면광원 장치 D 정도는 아니고 색 불균일 해소 효과가 반드시 충분하지는 않았다. 또한, 얻어진 면광원 장치 F에 전류를 통전하여, 출광면으로부터 출광하는 파장 480㎚의 청색광 및 파장 575㎚의 황색광에 대한 배광 분포를 측정한 바, 도 24에 나타내는 결과를 얻었다.
도 23~도 25의 결과의 대비로부터 분명한 것처럼, 발광 소자에 더하여 확산층(접착제의 층)과 원편광 분리 시트를 구비하는 본 발명의 면광원 장치는, 원편광 분리 시트나 확산층을 마련하고 있지 않은 발광 소자에 비하여, 청색광과 황색광의 배광 분포의 차이가 작고, 관찰 각도에 따른 색감의 변화가 적은 것을 알 수 있다.
<참고예 2-1>
여기서, 본원 발명과 같은 요철 구조나 선택 반사층을 마련하지 않고서, 유기 EL 소자의 출광측에 확산층을 마련하고, 확산제의 첨가량을 변화시킨 경우의 색 불균일 평가에 관하여 설명한다.
UV(자외선) 경화형 수지(우레탄아크릴레이트 수지, 굴절률 n=1.54)에, 평균 입자 직경 2㎛의 구상의 입자인 확산제(실리콘 수지, n=1.43)를, 조성물 전체량 중 10%(부피 비율)로 첨가하고, 교반하여 입자를 분산시켜, 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물을, 실시예 2-1에서 이용한 면광원 장치의 유리제의 기판의 위에 도포하고, 자외선을 조사하여 경화시켜, 유기 EL 소자의 표면에 소정 두께의 확산층을 얻었다. 구체적으로는, 수지 조성물의 도포량 등을 변경하여, 두께 30㎛, 두께 50㎛, 두께 100㎛의 3종류를 제작했다. 이들 확산층을 구비하는 면광원 장치의 각각에 대하여 색도 차이를 구했다. 또한, 상기 유리제의 기판의 위에 별도로 두께 30㎛, 50㎛, 100㎛가 되도록 확산층을 형성한 것에 대하여, 각각 전체 광선 투과율을 측정했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
본 참고예 2-1에 나타내는 바와 같이, 상기 실시예 2-1, 2-2와 같은 정도의 색도 차이(합격의 기준)까지 개선하기 위해서는, 확산층의 두께를 100㎛ 정도까지 크게 하지 않으면 안 되는 것을 알 수 있다. 이에 비하여, 상기 실시예 2-1, 2-2에서는, 확산부를 구성하는 층의 두께는 각각 30㎛ 정도이므로, 확산부의 두께를 생산성이나 박형화를 손상하지 않을 정도로 억제할 수 있다.
10 : 면광원 장치
10U : 장치 출광면
100 : 출광면 구조층
110 : 복층체
111 : 요철 구조층
112 : 기재 필름층
113 : 오목부
114 : 평탄부
11A~11D : 사면
11E~11H : 저변
11P : 정점
121 : 접착층
131 : 유리 기판
140 : 유기 EL 소자
141 : 전극층
142 : 발광층
143 : 전극층
146 : 전극층
151 : 밀봉 기판
20 : 면광원 장치
20U : 장치 출광면
200 : 출광면 구조층
210 : 복층체
211 : 요철 구조층
213 : 오목부
214 : 평탄부
30 : 면광원 장치
30U : 장치 출광면
300 : 출광면 구조층
310 : 복층체
311 : 요철 구조층
313 : 오목부
314 : 평탄부
40 : 면광원 장치
40U : 장치 출광면
400 : 출광면 구조층
410 : 복층체
411 : 요철 구조층
413 : 오목부
41T, 41U, 41V : 사면
414 : 평탄부
50 : 면광원 장치
551 : 반사 부재
552 : 반사 부재 기판
553 : 극간
80 : 면광원 장치
80U : 장치 출광면
800 : 출광면 구조층
810 : 복층체
811 : 요철 구조층
813 : 오목부
814 : 평탄부
815 : 이웃하는 오목부 사이의 경계 부분
816 : 오목부
821 : 요철 구조층
90 : 면광원 장치
90U : 장치 출광면
900 : 출광면 구조층
910 : 복층체
911 : 요철 구조층
913 : 오목부
914, 915 : 평탄부
1000 : 면광원 장치
2001, 2002, 2003, 3004 : 면광원 장치
2020 : 유기 EL 소자
2022 : 제 1 전극층
2024 : 발광층
2026 : 제 2 전극층
2028 : 제 1 전극층
2040 : 요철 구조체
2040A : 출광면
2041 : 요철 구조
2042 : 기판
2044 : 요철 구조 본체
2045 : 기재
2046 : 접착층
2047 : 요철 구조층
2048 : 오목부
2048A : 사면
2049 : 평탄부
2060 : 출광측 부재
2062 : 선택 반사 부재
2064 : 기재 필름
2066 : 선택 반사층
2070 : 확산층
10U : 장치 출광면
100 : 출광면 구조층
110 : 복층체
111 : 요철 구조층
112 : 기재 필름층
113 : 오목부
114 : 평탄부
11A~11D : 사면
11E~11H : 저변
11P : 정점
121 : 접착층
131 : 유리 기판
140 : 유기 EL 소자
141 : 전극층
142 : 발광층
143 : 전극층
146 : 전극층
151 : 밀봉 기판
20 : 면광원 장치
20U : 장치 출광면
200 : 출광면 구조층
210 : 복층체
211 : 요철 구조층
213 : 오목부
214 : 평탄부
30 : 면광원 장치
30U : 장치 출광면
300 : 출광면 구조층
310 : 복층체
311 : 요철 구조층
313 : 오목부
314 : 평탄부
40 : 면광원 장치
40U : 장치 출광면
400 : 출광면 구조층
410 : 복층체
411 : 요철 구조층
413 : 오목부
41T, 41U, 41V : 사면
414 : 평탄부
50 : 면광원 장치
551 : 반사 부재
552 : 반사 부재 기판
553 : 극간
80 : 면광원 장치
80U : 장치 출광면
800 : 출광면 구조층
810 : 복층체
811 : 요철 구조층
813 : 오목부
814 : 평탄부
815 : 이웃하는 오목부 사이의 경계 부분
816 : 오목부
821 : 요철 구조층
90 : 면광원 장치
90U : 장치 출광면
900 : 출광면 구조층
910 : 복층체
911 : 요철 구조층
913 : 오목부
914, 915 : 평탄부
1000 : 면광원 장치
2001, 2002, 2003, 3004 : 면광원 장치
2020 : 유기 EL 소자
2022 : 제 1 전극층
2024 : 발광층
2026 : 제 2 전극층
2028 : 제 1 전극층
2040 : 요철 구조체
2040A : 출광면
2041 : 요철 구조
2042 : 기판
2044 : 요철 구조 본체
2045 : 기재
2046 : 접착층
2047 : 요철 구조층
2048 : 오목부
2048A : 사면
2049 : 평탄부
2060 : 출광측 부재
2062 : 선택 반사 부재
2064 : 기재 필름
2066 : 선택 반사층
2070 : 확산층
Claims (22)
- 발광층을 포함하는 유기 전계 발광 소자와, 상기 유기 전계 발광 소자의 적어도 한쪽의 표면에 접하여 마련되는 출광면 구조층을 구비하는 면광원 장치로서,
상기 출광면 구조층은, 장치 출광면측의 표면에 요철 구조를 갖고,
상기 요철 구조는, 사면(斜面)을 포함하는 복수의 오목부와, 각 오목부의 주위에 위치하는 평탄부를 갖고,
상기 면광원 장치는, 상기 발광층으로부터 출사된 광이 입사하고, 이 입사한 광을 확산시켜 투과 또는 반사시키는 확산 부재를 구비하고,
상기 면광원 장치는, 상기 확산 부재를, 상기 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층 및 상기 유기 전계 발광 소자보다 상기 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련되는 층 중 적어도 한쪽의 층을 구성하는 부재로서 구비하는
면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 확산 부재는, 상기 출광면 구조층의 일부 또는 전부를 구성하는 층으로서 마련된 부재로서, 입사한 광을 확산된 형태로 투과시키는 부재인 면광원 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 확산 부재는, 상기 출광면 구조층 내의 2개의 층의 사이에 개재되는 접착층인 면광원 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 출광면 구조층은, 상기 유기 전계 발광 소자에 접하여 마련되는 기판과, 상기 기판보다 상기 장치 출광면에 가까운 위치에 마련되는 요철 구조층으로서, 상기 장치 출광면에 가까운 쪽의 면상에 상기 요철 구조를 갖는 요철 구조층과, 상기 기판 및 상기 요철 구조층을 접착하는 접착층을 구비하고,
상기 면광원 장치는, 상기 접착층을, 상기 확산 부재로서 구비하는
면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 확산 부재는, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 재료에 의해 구성되어 있는 면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 확산 부재는, 상기 유기 전계 발광 소자보다 상기 출광면 구조층으로부터 먼 위치에 마련된 부재로서, 입사한 광을 확산된 형태로 반사시키는 부재인 면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 요철 구조를 상기 장치 출광면에 수직인 방향으로부터 관찰한 경우에 있어서의, 상기 평탄부가 차지하는 면적과 상기 오목부가 차지하는 면적의 합계에 대한, 상기 평탄부가 차지하는 면적의 비율이, 10~75%인 면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 오목부가 각뿔 형상, 원뿔 형상, 구면의 일부의 형상, 또는 이들의 조합의 형상을 갖고,
복수의 상기 오목부는, 서로 교차하는 둘 이상의 방향을 따라 상기 장치 출광면상에 배열되고,
이웃하는 상기 오목부의 사이에는, 상기 둘 이상의 방향의 어느 쪽의 방향에도 극간이 마련되고, 상기 극간이 상기 평탄부를 구성하는
면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 오목부가 각뿔 형상, 원뿔 형상, 구면의 일부의 형상, 또는 이들의 조합의 형상을 갖고,
복수의 상기 오목부는, 서로 교차하는 둘 이상의 방향을 따라 상기 장치 출광면상에 배열되고,
이웃하는 상기 오목부의 사이에는, 상기 둘 이상의 방향 중 한 방향에만 극간이 마련되고, 상기 극간이 상기 평탄부를 구성하는
면광원 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 오목부가 홈의 형상을 갖고,
복수의 상기 오목부는, 상기 장치 출광면상에 평행하게 배열되고,
이웃하는 상기 오목부의 사이에는 극간이 마련되고, 상기 극간이 상기 평탄부를 구성하는
면광원 장치.
- 제 1 전극층, 발광층 및 제 2 전극층을 이 순서로 구비하는 유기 전계 발광 소자와, 이 유기 전계 발광 소자의 적어도 한쪽의 표면에 접하여 배치되어, 외부로 광을 출사하는 출광면을 갖는 출광측 부재를 구비하는 면광원 장치로서,
상기 출광측 부재는, 상기 유기 전계 발광 소자로부터 출사된 광의 배광 분포를, 상기 출광면으로부터 상기 출광면의 법선 방향을 따라 출사된 광의 색도와, 이 법선 방향에 교차하는 사선 방향을 따라 상기 출광면으로부터 출사된 광의 색도의 차이가 작아지도록 변환하는 배광 분포 변환부와, 상기 유기 전계 발광 소자로부터 출사된 광을 확산시키는 확산부를 구비하는 면광원 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 확산부는, 상기 배광 분포 변환부와 상기 유기 전계 발광 소자의 사이에 배치되고, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되는 층인 면광원 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 확산부는, 상기 배광 분포 변환부의 출광측에 마련되고, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되는 층인 면광원 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 배광 분포 변환부는, 표면에 요철 구조가 형성된 요철 구조층을 구비하는 면광원 장치.
- 제 14 항에 있어서,
상기 요철 구조층은, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 상기 확산부를 겸하고 있는 면광원 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 배광 분포 변환부는, 기재와, 이 기재의 표면에 마련되고, 기재와는 반대측의 표면에 요철 구조가 형성된 요철 구조층을 구비하는 면광원 장치.
- 제 16 항에 있어서,
상기 기재 및/또는 상기 요철 구조층은, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 상기 확산부를 겸하고 있는 면광원 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 배광 분포 변환부는, 기재 필름과, 이 기재 필름의 적어도 한쪽의 표면에 마련되는 선택 반사층을 구비하는 면광원 장치.
- 제 18 항에 있어서,
상기 선택 반사층은, 콜레스테릭 규칙성을 갖는 수지를 포함하여 이루어지는 층을 구비하는 면광원 장치.
- 제 18 항에 있어서,
상기 기재 필름은, 광 확산성을 부여하는 입자를 포함하는 조성물에 의해 구성되고, 상기 확산부를 겸하고 있는 면광원 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 11에 기재된 면광원 장치를 구비하는 조명 기구.
- 청구항 1 또는 청구항 11에 기재된 면광원 장치를 구비하는 백라이트 장치.
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