WO2007138909A1 - 面発光体、面発光体の製造方法、及び表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a surface light emitter and a display device, and more particularly to a surface light emitter provided with a surface light emitter, and the front luminance and luminance uniformity of light emitted from the surface light emitter force are large.
- the present invention relates to an improved surface light emitter and a display device.
- an electroluminescent device hereinafter, referred to as an electroluminescent device. It is abbreviated as EL element.
- Such EL elements are roughly classified into inorganic EL elements and organic EL elements depending on the materials used.
- an inorganic EL element generally causes a high electric field to act on a light emitting portion, accelerates electrons in the high electric field and collides with a light emission center, thereby exciting the light emission center to emit light.
- an organic EL element injects electrons and holes from an electron injection electrode and a hole injection electrode, respectively, into the light emitting layer, and combines the injected electrons and holes in the light emitting layer to form an organic material.
- the organic material returns from the excited state to the ground state, the organic material emits light, and has the advantage that it can be driven at a lower voltage than the inorganic EL element. Therefore, it is expected to be developed as a thin and flexible lighting application by making use of the advantages.
- a light emitting element that emits light in an appropriate color can be obtained by selecting a light emitting material, and white light can be obtained by appropriately combining the light emitting materials. It is expected to be used as a backlight for liquid crystal display devices.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-323272
- Patent Document 2 JP 2000-231985
- Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 7-162037
- Patent Document 4 JP-A-11-111464
- Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-63926
- Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-59641
- Patent Document 7 JP-A-6-265888
- Patent Document 8 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-353431
- Patent Document 9 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-148032
- Patent Document 10 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-59543
- the prismatic convex portion When the prismatic convex portion is bonded to the surface light emitting element with the adhesive, a part of the tip of the convex portion is buried in the adhesive. Since the optical characteristics such as magnification of the front brightness vary depending on the amount of embedding of the convex portion, it is desirable that the amount of embedding in the adhesive is constant.
- the amount of burying of the prismatic convex portions immediately after bonding tends to be non-uniform due to non-uniformity in the bonding pressure during bonding and uneven thickness of the adhesive.
- an adhesive is to be applied to a light control sheet that has been cut in the same size as the surface light emitting element, when a sufficiently high pressure is applied to the light control sheet and the adhesive, On the other hand, since the force is concentrated near the periphery, the above non-uniformity increases.
- the extraction efficiency of light emitted from the surface light emitter force and front luminance can be greatly improved without unevenness. Is an issue.
- the light control sheet has a plurality of convex portions on at least one surface, and a tip portion of the convex portion is an emission surface of the surface light emitting device.
- the surface light emitter is in a state in which a part of the tip of the convex portion is buried in the adhesive layer.
- a display device using the surface light emitter according to any one of 1 to 4 as a backlight uses the surface light emitter according to any one of 1 to 4 as a backlight.
- a surface light emitter having high luminance and high in-plane luminance uniformity can be obtained. Further, by using such a surface light emitter as a backlight, a bright display device with high uniformity of in-plane luminance can be obtained.
- FIG. 1 is an example of a light control sheet of the present invention.
- FIG. 2 is an example of an embodiment of a surface light emitter of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic view showing light emission by the surface light emitter according to the present invention.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a light control sheet, an adhesive layer, and a surface light emitting device according to the present invention.
- FIG. 5 is a schematic view in which the vicinity of the front end surface of the convex portion of the light control sheet is bonded in a form embedded in an adhesive layer.
- FIG. 6 is a schematic view of a light control sheet having a frustum-shaped convex part with a contracted tip side.
- the surface light emitter of the present invention is a surface light emitter having at least a surface light-emitting element and a light control sheet.
- the light control sheet has a plurality of convex portions on at least one surface. The front end portion is in contact with the emission surface of the surface light emitting element via an adhesive layer, and a part of the front end portion of the convex portion is embedded in the adhesive layer.
- the ratio of the total area where the convex portion and the adhesive layer are bonded to the area of the emission surface of the surface light emitting element is 10% or more and less than 30%.
- the first variation is a variation in the initial embedding amount due to a sticking pressure at the time of adhesion, uneven film thickness of the adhesive or the adhesive, and the like.
- the second variation is a variation that occurs when the embedding amount changes with time due to aging after being pasted (leaving for a certain period of time), temperature, and humidity.
- the present inventors have verified by experiment using a light control sheet having a plurality of prism-shaped convex portions, and found that the amount of embedding of the prism-shaped convex portions varies. On the other hand, the shape of the light control sheet with less fluctuation of the front luminance was found.
- the light emitting sheet of the surface light emitting element in which a light-modulating sheet having a plurality of convex protrusions is in contact with the light emitting surface of the surface light emitting element via an adhesive layer, the light emitting sheet of the surface light emitting element
- the ratio of the total area where the convex portion and the adhesive layer are bonded to the surface area is 10% or more and less than 30%. It was found that the effect of less fluctuation of the front brightness can be obtained.
- the light control sheet having a size larger than the light emitting area of the surface light emitter and the adhesive are first bonded at a high pressure (first pressure), and the peripheral portion is used. It is possible to paste with a uniform burying amount by cutting it to the size of the light emitting area of the surface light emitter so that it does not, and then applying it to the surface of the surface light emitter with a lower pressure (second pressure) than before. I found out.
- a surface light emitter according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
- the surface light emitter according to the present invention is not limited to those shown in the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope without changing the gist thereof.
- a square pyramid-shaped convex portion 12 whose front end side contracts on one side of a light-transmitting substrate 11 is continuous vertically and horizontally.
- the light control sheet 10 A formed in this way can be used.
- the contraction of the front end side of the convex portion 12 means that the convex portion 12 is formed so as to gradually decrease as the light control sheet 10A force increases, as shown in FIG. 1 (b) and FIG. In the examples 2-6, it means that the shape of the bottom dent.
- FIG. 2 shows a surface light emitter according to the present invention.
- the surface light emitting element 20 having the organic EL element power provided with the organic EL layer 23 and the counter electrode 24 is provided on the surface of the transparent substrate 21 provided with the transparent electrode 22, and the light emitted from the surface light emitting element 20 is emitted.
- the front end surface 12a of the convex portion 12 having a square frustum shape in the light control sheet 10A was adhered to the emission surface 21a of the transparent substrate 21 to be adhered with an adhesive.
- the convex portion of the light control sheet 10A 12 has a shape contracted toward the exit surface 21a of the surface light emitting element 20, and the space 13 between the convex portion 12 of the light control sheet 10A and the exit surface 21a of the surface light emitting element 20 is an air layer.
- the surface light emitting element 20 is caused to emit light by adhering the front end surface 12a of the convex portion 12 having a quadrangular pyramid shape in the light control sheet 10A to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 in this way. Then, as shown in FIG. 3, when the light control sheet is not provided, the light totally reflected on the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is converted to the tip surface 12a of the convex portion 12 of the light control sheet 10A. In the part to which is adhered, the light is guided to the light control sheet 10A without being totally reflected.
- most of the light guided into the light control sheet 10A in this way is a convex portion that is an interface between the convex portion 12 and the space portion 13 contracted toward the emission surface 21a of the surface light emitting element 20.
- the light is reflected on the twelve inclined surfaces 12b, and the reflected light is guided to the emission surface 14 of the light control sheet 10A and emitted. Further, as shown in FIG. 3, even light emitted from the portion of the emission surface 21a where the tip surface 12a of the convex portion 12 of the light control sheet 10A is not attached is emitted from the emission surface 21a in the vertical direction.
- the traveling direction of the light is slightly changed by the inclined surface 12b of the convex portion 12, it is emitted to the front side of the light control sheet 10A, and the convex portion 12 of the light control sheet 10A from the output surface 21a.
- the light emitted in a direction perpendicular to the inclined surface 12b of the Then, the light is guided into the convex portion 12, reflected by the inclined surface 12b opposite to the convex portion 12, and emitted to the front side of the light control sheet 10A.
- the difference between the refractive index of the light control sheet 10A and the refractive index of the exit surface 21a of the surface light emitting element 20 should be within 0.2. Is preferred
- the convex portion 12 having a square frustum shape is provided on the light control sheet 10A as described above, the apex angle ⁇ at which the inclined surfaces 12b of the convex portion 12 intersect each other is large, If the inclination angle oc of the inclined surface 12b of the convex portion 12 with respect to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is too small, the light totally reflected on the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is not obtained when a light control sheet is not provided.
- the light is not applied to the inclined surface 12b of the convex part 12 but is guided to the light output surface 14 of the light control sheet 10A, and the light output on the light output surface 14 of the light control sheet 10A.
- the light is totally reflected and returned, and the intensity of the light emitted from the emission surface 14 of the light control sheet 10A decreases.
- the inclination angle oc of the inclined surface 12b of the convex portion 12 with respect to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 becomes too large.
- the light force guided into the light control sheet 10A is not reflected by the inclined surface 12b of the convex portion 12, but passes through the convex portion 12 and is guided to the space portion 13.
- the light passes through the portion 13 and is again guided to the inside of the light control sheet 10A.
- the light is totally reflected and returned by the light exit surface 14 of the light control sheet 10A, and the light control sheet.
- the intensity of light emitted from the exit surface 14 of 10A decreases.
- the apex angle ⁇ at which the inclined surfaces 12b of the convex portion 12 intersect each other is (lZn-0.35) where n is the refractive index for light having a wavelength of 550 nm in the light control sheet 10A. ) ⁇ sin 0 ⁇ (1 / ⁇ + ⁇ . 3) It is preferable to satisfy the condition (lZn— 0. l) ⁇ s ⁇ ⁇ ⁇ (1 / ⁇ + ⁇ . 25) More preferably.
- a specific apex angle ⁇ of the convex portion is particularly preferably in the range of 45 degrees or more and less than 55 degrees as a light control sheet for obtaining the effects of the present invention.
- the transparent adhesive layer 100 and the light control sheet 10A are laminated in this order on the light emission surface 21a of the surface light emitting element 20, and the tip surface 12a of the convex portion 12 of the light control sheet 10A and the adhesive layer 100 and the surface are laminated.
- the light emitting element 20 is configured so as to be in optical contact with the emission surface 21a.
- the thickness of the adhesive layer is preferably 5 m or more. If it is less than 5 m, sufficient adhesive strength cannot be obtained.
- the height of the prismatic convex portion before the light control sheet is bonded to the surface light emitting element is the height required optically in consideration of the fact that the top portion of the convex portion is buried by bonding. Created higher than h. In order to obtain stable adhesion and sufficient adhesive strength, it is desirable that the depth buried by bonding be 3 ⁇ m or more.
- the depth to be buried is measured by the following method.
- the surface light emitting device is caused to emit light, and the surface light emitter is observed with a microscope from the light control sheet side.
- the ridge line between the portion where the prism-shaped convex portions are optically bonded and the portion where the prism-shaped convex portions are not bonded is clearly observed.
- the adhesion width can be measured by measuring the diameter X of the optically bonded part with a microscope. From the bonding width, the buried depth L can be obtained from the apex angle ⁇ , pitch p, and prism-like convex height H of the light control sheet in the cross section of the light control sheet.
- L H— (p—w) Z2 X tan (w Z2— 0 Z2)
- the vicinity of the front end surface 12a of the convex portion 12 of the light control sheet 10A is bonded in a form embedded in the adhesive layer 100.
- the height h of the convex portion 12 is obtained by subtracting the burying depth Y shown in FIG. 5 from the height of the convex portion of the light control sheet 10A, and corresponds to the optical height of the convex portion of the light control sheet.
- the above-described apex angle at the convex portion 12 is a force that also varies depending on the pitch p of the convex portion 12. If the typical height h is too low, even if the light totally reflected on the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is not provided with the light control sheet, even if the light is guided into the light control sheet 10A, The light is not applied to the inclined surface 12b of the convex portion 12 but is guided to the exit surface 14 of the light control sheet 10A. The light is totally reflected at the exit surface 14 of the gate 10A.
- the optical height h of the convex portion 12 becomes too high, a portion that is not used for light reflection is generated on the inclined surface 12b of the convex portion 12, and the surface of the convex portion 12 having the same pitch p is As the area of the front end surface 12a of the convex portion 12 bonded to the emission surface 21a of the light emitting element 20 is reduced, the amount of light guided into the dimming sheet 10A is reduced. Therefore, it is preferable that the optical height h of the convex portion 12 satisfies the condition of 0.28p ⁇ h ⁇ l.lp with respect to the pitch p of the convex portion 12.
- the surface light emitter according to the present invention has a plurality of convex portions on at least one surface, and the tip portions of the convex portions are in contact with the emission surface of the surface light emitting element via an adhesive layer.
- a part of the tip is bonded so as to be embedded in the adhesive layer, and the ratio of the total area of the convex portion and the adhesive layer bonded to the area of the emission surface of the surface light emitting element is 10% or more and less than 30%. It is a feature.
- the total area where the convex portion and the adhesive layer are bonded is the width from X where the convex portion of the light control sheet 10A is optically in close contact with the emission surface 21a of the surface light emitting element in FIG. It is defined as the total area of optically effective convex portions obtained by the product of the required optically close area and the total number of convex portions.
- the inventors of the present invention created four types of light control sheets composed of truncated cones having apex angles ⁇ of the convex portions of 45 degrees, 47 degrees, 50 degrees, and 55 degrees, and measured the front luminance.
- the ratio of the optically bonded area to the area of the emission surface of the surface light emitting element is 10% or more and less than 30%, the front luminance is high and the front luminance is high with respect to the fluctuation of the bonding area ratio.
- the front luminance is high. It was found that the adhesive area ratio of the light control sheet is preferably 10% or more and less than 30%. Furthermore, it is particularly preferable that the adhesive area ratio of the light control sheet is 10% or more and less than 20%, since the front luminance can be almost maximized.
- the pressure-sensitive adhesive sheet Using the pressure-sensitive adhesive sheet, the pressure-sensitive adhesive and the prismatic convex portion of the light control sheet are first bonded.
- the pressure-sensitive adhesive sheet has a structure in which a pressure-sensitive adhesive of about 25 microns is sandwiched between two separators made of a transparent resin sheet such as PET. It is formed so that the peel strength of one of the two separators is strong and the peel strength of the other separator is weak.
- the separator with low peel strength is peeled off to expose the pressure-sensitive adhesive, and the pressure-sensitive adhesive and the side of the light control sheet on which the convex portions are formed are sandwiched with a roller or the like and bonded while applying pressure. At this time, bonding is performed while applying the first pressure so that the prismatic convex portion has a predetermined buried depth.
- the light control sheet is cut into a predetermined size according to the light emitting area of the surface light emitter.
- the cutting may be performed by pressing all of the light control sheet, the adhesive, and the separator, or only the light control sheet and the adhesive may be cut without cutting the separator.
- the cutting by cutting so as not to use the end portion of the pasting of the light control sheet and the pressure-sensitive adhesive, a more uniform embedding depth of the prismatic convex portion can be obtained.
- the cut light control sheet and the adhesive are also peeled off from the separator and attached to the surface of the surface light emitting element. Affixing is preferably performed using a roller because bubbles do not enter.
- the adhering pressure is a pressure at which sufficient adhesion strength is obtained between the surface light emitting element and the adhesive. Also, if the pressure is too high, unevenness will occur in the buried depth of the prism-like convex vertices, so the layers are bonded at a pressure lower than the first pressure (pressure for bonding the light control sheet and adhesive sheet).
- the type of the pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, but an acrylic pressure-sensitive adhesive having high transparency is preferably used.
- a curable pressure-sensitive adhesive that forms a polymer or a crosslinked structure by various chemical reactions after the pressure-sensitive adhesive is applied and bonded is suitably used.
- a UV curable adhesive, a thermosetting adhesive, an anaerobic adhesive, a two-component adhesive, or the like in which an adhesive layer is applied on a substrate may be used.
- Adhesive material is solid and bonded before curing An adhesive that has strength and that enhances the adhesion after curing is desirable.
- the method for forming the adhesive layer is not particularly limited, and includes general methods such as gravure coater, micro gravure coater, comma coater, percoater, spray coating, and ink jet method.
- the shape of the light control sheet 10A As the shape of the light control sheet 10A, the force described by taking the quadruple thruster shown in FIG. 1 as an example, it is possible to take the shape of a triangular frustum, a hexagonal frustum, a frustum, and the like without any limitation.
- the peripheral portion of the truncated cone-shaped convex portion 12 whose front end side contracts on one side of the translucent substrate 11 is cut. It is also preferable to use a light control sheet 10B that is formed into a square shape continuously and vertically and horizontally.
- the shape of the convex portion of the light control sheet is preferably a frustum shape like the light control sheet 10B.
- an organic EL element is used as the surface light emitting element 20.
- the surface light emitting element 20 may be an inorganic EL element or the like as long as it emits light in a planar shape.
- it is particularly effective to use organic EL elements that are expected to greatly improve brightness.
- the surface light emitter of the present invention can be applied to various display devices as a backlight, but it is reflective type, transmissive type, transflective type LCD or TN type, STN type, OCB type, HAN type, VA. Type (P (VA type, MVA type), IPS type, etc. It is preferably used as a backlight of a liquid crystal display device having an LCD of various driving methods.
- a large-screen display device with a screen of 30-inch or larger, especially 30-54-inch has the effect of high brightness and high contrast, and an image can be obtained!
- the surface light emitters according to the examples of the present invention are compared with the surface light emitters of the comparative examples.
- the extraction efficiency of light emitted from the surface light emitters and It will be explained that the front luminance is greatly improved and a reliable surface light emitter can be obtained.
- the present invention is not limited to these.
- a surface light emitter was formed by adhering a light control sheet 10B having a truncated cone shape to a surface light emitting element 20 using an adhesive.
- the surface light emitting element 20 having the organic EL element force in which the organic EL layer 23 and the counter electrode 24 are provided on the surface of the transparent substrate 21 provided with the transparent electrode 22 as described above. was used.
- the surface light emitting element 20 uses a non-alkali glass having a thickness of 0.7 mm and a size force of Om m X 52 mm as the transparent substrate 21, and the transparent electrode 22 is formed on one side of the transparent substrate 21 as I TO
- the film was formed to a thickness of 150 nm, patterned into an electrode shape by a photolithography method, and a size of 35 X 46 mm was used.
- the resistance of the transparent electrode 22 was measured using a Loresta (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), it was 20 ⁇ gloss.
- a hole injection layer having a thickness of 20 nm was formed on the transparent electrode 22 by vacuum evaporation using m-MTDATA as a hole injection material.
- a hole transport layer having a thickness of 20 nm was formed on the hole injection layer by vacuum evaporation using NPD as a hole transport material.
- CBP is used as a host material, and Ir (ppy) is contained as a dopant material, and a light emitting material that emits green light so as to contain 6 mass percent.
- the light emitting layer having a film thickness of 30 nm was formed by depositing the material by vacuum deposition.
- BAlq was lOnm deposited by vacuum deposition to form a hole blocking layer.
- Alq was formed to 40 nm by vacuum deposition to form an electron transport layer.
- LiF was formed to 0.5 nm by vacuum deposition to form an electron injection layer.
- a counter electrode 24 having an aluminum force and having a film thickness of lOOnm was formed on the electron injection layer by sputtering.
- the transparent substrate 21 on the emission surface 21a side of the surface light emitting element 20 had a refractive index of 1.517 with respect to light having a wavelength of 550 nm.
- a light control sheet 10B in which convex portions 12 each having a truncated cone shape are continuously formed on one surface of the light transmissive substrate 11 is used.
- the light control sheet 10B was bonded to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 with the convex portion 12 opposed to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20.
- Sekisui Chemical's transparent double-sided tape double tack tape # 5511 was used for the bonding.
- the thickness of the adhesive, excluding the substrate, was 25 ⁇ m.
- the light control sheet 10B has a refractive index of 1.50 with respect to light having a wavelength of 550 nm, the apex angle ⁇ of the frustum-shaped convex part 12 is 45 °, and the height of the convex part 12 is 28 ⁇ m,
- the buried depth in the adhesive layer was 4.1 m, and the pitch of the protrusions 12 was 30 m.
- the adhesion width X is 10.
- the ratio of the total area where the convex part and the adhesive layer are bonded to the area of the light emitting surface of the surface light emitting element (referred to as the adhesion area ratio) is 9.1%. there were.
- the refractive index of the pressure-sensitive adhesive with respect to light having a wavelength of 550 nm was 1.48.
- the surface emitter 2 is the same as the surface emitter 1 except that the apex angle, pitch, height of the protrusion, buried depth, adhesion width X, and adhesion area ratio are changed as shown in Table 1. Created ⁇ 29.
- ⁇ of the convex portions described in Table 1 are (1 / n- O. I) ⁇ sin 0 ⁇ (1 / n + O when the refractive index of the light control sheet is n. 25).
- the front luminance of the surface light emitter of Example 1 is shown as a relative value when the front luminance of the surface light emitter in a state where the light control sheet 10B is not attached is 1.
- the measurement is performed using the spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Koyu Minolta Sensing) to measure the emission luminance from the front (2 ° C viewing angle front luminance). [0076] (Luminance unevenness)
- ⁇ No luminance unevenness is observed on the entire surface light emitter.
- the surface light emitter using the light control sheet of the present invention has improved front brightness and further improved brightness unevenness.
- the bonding area ratio is 10% or more and less than 30%. In the case of surroundings, the front luminance and luminance unevenness are better.
- the light control sheet 10A in which the convex part 12 in the shape of a quadrangular pyramid is formed is used.
- the apex angle, pitch, height of the convex portion, buried depth, adhesion width X, and adhesion area ratio were changed and adhered to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20.
- Example 1 The same evaluation as in Example 1 was performed using the obtained surface light emitter, and the surface light emitter of the present invention reproduced the improvement in luminance unevenness.
- the front luminance was the surface light emitter of Example 1 respectively. It was lower.
- the surface light emitters 4, 10, 18, and 24 according to the present invention of Example 1 were prepared by the following procedure.
- the pressure-sensitive adhesive sheet has a structure in which a 25-micron pressure-sensitive adhesive is sandwiched between two separators made of a transparent resin sheet such as PET. It is formed so that the peel strength of one of the two separators is strong and the peel strength of the other separator is weak. The separator with weak peel strength was peeled off to expose the pressure-sensitive adhesive, and the pressure-sensitive adhesive and the light control sheet were sandwiched between rollers and bonded together while being pressurized. At this time, bonding was performed while applying a first pressure so that the convex portion had a predetermined buried depth.
- the light control sheet was cut into a predetermined size according to the light emitting area of the surface light emitter.
- the surface light emitting device had a light emitting area of 35 mm x 46 mm, and the light control sheet was cut so that each side was 37 mm x 48 mm so that each side was 1 mm larger than the light emitting area.
- the central partial force of the 60 mm square light control sheet was also completely punched out with a press so that the end portion of the light control sheet and the adhesive was not used.
- the cut light control sheet and the adhesive were also peeled off from the separator and attached to the surface of the surface light emitting device. Affixing was performed using a roller to prevent bubbles and the like from entering. At this time, the adhering pressure is a pressure at which sufficient adhesion strength can be obtained between the surface light emitting element and the adhesive. Do. In addition, if the pressure is too high, unevenness will occur in the buried depth of the prism-like convex and convex vertices, so bonding was performed at a pressure lower than the first pressure (pressure for bonding the light control sheet and adhesive sheet). .
- the burial depth was observed with a microscope, and it was confirmed that the burial depth of the prismatic convex portions was extremely uniform. . In addition, the variation in front luminance across the entire surface light emitter was extremely small.
- Example 1 The surface light emitter according to the present invention of Example 1 was previously incorporated into a VA-type liquid crystal display device, 15-inch display VL-150SD, manufactured by Fujitsu, and used instead of a backlight. As a result, it was possible to obtain a liquid crystal display device having excellent front luminance.
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Abstract
本発明は、面発光素子を備えた面発光体及びこの面発光体を用いた表示装置において、この面発光体から出射される光の取り出し効率や正面輝度をムラなく大きく向上させることができる。この面発光体は、面発光素子と、調光シートとを少なくとも有する面発光体において、前記調光シートは、少なくとも片面に複数の凸部を有し該凸部の先端部が前記面発光素子の出射面に接着層を介して接しており、該凸部の先端部の一部が接着層に埋まるように接着されており、前記面発光素子の出射面の面積に対する該凸部と接着層との接着している総面積の比率が10%以上30%未満であることを特徴とする。
Description
明 細 書
面発光体、面発光体の製造方法、及び表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、面発光体、及び表示装置に関し、より詳しくは面発光素子を備えた面発 光体に係り、該面発光体力 出射される光の正面輝度ならびに輝度の均一性が大き く向上した面発光体、及び表示装置に関する。
背景技術
[0002] 近年、情報機器の多様ィ匕等にともなって、消費電力が少なぐ容積が小さい面発光 素子のニーズが高まり、このような面発光素子の一つとしてエレクト口ルミネッセンス素 子 (以下、 EL素子と略す。 )が注目されて 、る。
[0003] そして、このような EL素子は、使用する材料によって無機 EL素子と有機 EL素子と に大別される。
[0004] ここで、無機 EL素子は、一般に発光部に高電界を作用させ、電子をこの高電界中 で加速して発光中心に衝突させ、これにより発光中心を励起させて発光させるように なっている。一方、有機 EL素子は、電子注入電極とホール注入電極とからそれぞれ 電子とホールとを発光層内に注入し、このように注入された電子とホールとを発光層 内で結合させて、有機材料を励起状態にし、この有機材料が励起状態から基底状態 に戻るときに発光するようになっており、無機 EL素子に比べて、低い電圧で駆動でき ると 、う利点があり、面で発光すると 、う利点を活力して薄型でフレキシブルな照明用 途としての展開が期待されている。
[0005] また、有機 EL素子の場合には、発光材料を選択することによって適当な色彩に発 光する発光素子を得ることが出来、また発光材料を適当に組み合わせることによって 白色光を得ることも出来、液晶表示素子等のバックライトとして利用することも期待さ れている。
[0006] 照明として用いられる場合には、低消費電力が要求され、一般に 501mZW程度の 明るさが望まれている。ところが、無機若しくは有機 EL素子等の面発光素子を発光さ せた場合、高 、屈折率を持つ発光層の内部で発せられた光は様々な方向に進行し
、面発光素子の出射面等において全反射して面発光素子の内部に閉じ込められる 光も多く存在する。一般に、面発光素子で発せられた光の 20〜30%し力、面発光素 子の外部に取り出すことができない。無機 EL素子や有機 EL素子ではその明るさは、 輝度の高 、素子でも 30〜401mZW程度であり、十分な明るさを得られな 、と!/ヽぅ問 題があった。
[0007] また、液晶表示素子等のバックライトとして利用する場合、一般に 2000〜4000cd Zm2程度の正面輝度が必要になる力 前述のように面発光素子の内部に閉じ込め られる光も多く存在し、十分な正面輝度を得ることが困難であり、特に、有機 EL素子 の場合においては、十分な発光寿命が得られるようにするためには、 1000〜 1500c dZm2程度の正面輝度し力得られな 、と 、う問題があった。
[0008] 従来においては、有機 EL素子等の面発光素子を発光させた場合において、その 内部に閉じ込められる光を取り出して、その正面輝度を向上させるために、面発光素 子の出射面に拡散構造を設けるようにしたもの(例えば、特許文献 1、 2、 3、 4参照。) や、面発光素子の出射面にプリズムやレンズ状のシートを表面に凹凸が現れるように して取り付けたものが提案されている(例えば、特許文献 5、 6、 7、 8参照。;)。
[0009] しかし、上記のように面発光素子の出射面に微小な凹凸を設けるようにしたり、面発 光素子の出射面に凹凸が設けられた平面部材を表面に凹凸が現れるようにして取り 付けるようにした場合、表面における凹凸によって光が散乱され、依然として正面輝 度を充分に向上させることが出来ないという問題があった。有機 EL発光デバイスなど の面発光素子の正面輝度を向上する別の手段として、光が射出する側の面に、表面 に凹凸の設けられた調光シートをプリズム側が射出面に向くような構成が考案されて いる(特許文献 9、 10)。
特許文献 1:特開 2000— 323272号公報
特許文献 2:特開 2000— 231985号公報
特許文献 3 :特開平 7— 162037号公報
特許文献 4:特開平 11— 111464号公報
特許文献 5:特開 2005— 63926号公報
特許文献 6:特開 2003 - 59641号公報
特許文献 7:特開平 6 - 265888号公報
特許文献 8:特開 2005 - 353431号公報
特許文献 9:特開 2000 - 148032号公報
特許文献 10:特開 2006 - 59543号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 前述のように、表面に凹凸が設けられた調光シートを凹凸面側が面発光素子の射 出面に向くように接着する構成において、調光シートと面発光素子との接着手段とし ては、粘着剤が好ましく用いられる。
[0011] 粘着剤でプリズム状凸部を面発光素子に接着すると、凸部の先端の一部が粘着剤 に埋まる。正面輝度の倍率などの光学特性は、凸部の埋まる量によって変動するた め、粘着剤へ埋まる量は一定であることが望ましい。
[0012] ところが、接着時の貼り付け圧力の不均一性や粘着剤の厚みのムラなどによって、 接着直後のプリズム状凸部の埋没量は不均一になり易い。特に、面発光素子と同じ 大きさに予め切断された調光シートに粘着剤を貼り付けようとすると、調光シートと粘 着剤とに十分に高い圧力を加えようとする場合、中心付近に対して周辺付近に力が 集中する為、上記不均一が拡大する。
[0013] また、粘着剤と調光シートの凸部との接着界面が馴染むことにより、接着後に室温 で放置しておくと、埋没量が変動するという現象が観察された。
[0014] 更に、高温、低温や高湿の条件化に放置しておくことで、調光シートの熱膨張、熱 収縮、吸湿膨張などにより、調光シートに応力がかかり、粘着剤への埋没量が変化す るという現象が観察された。
[0015] 以上述べたような、調光シートの凸部の埋没量の変動や面内ムラという現象は、正 面輝度などの光学機能に影響を与え、結果として輝度の低下や面内の輝度ムラなど の悪影響として現れてくる。
[0016] 従って、本発明は面発光素子を備えた面発光体及びこの面発光体を用いた表示 装置において、この面発光体力 出射される光の取り出し効率や正面輝度をムラなく 大きく向上させることを課題とするものである。
課題を解決するための手段
[0017] 本発明の上記課題は以下の構成により達成される。
1.面発光素子と、調光シートとを少なくとも有する面発光体において、前記調光シー トは、少なくとも片面に複数の凸部を有し該凸部の先端部が前記面発光素子の出射 面に接着層を介して接しており、前記凸部の先端部の一部が前記接着層の内部に 埋まった状態であることを特徴とする面発光体。
2.前記面発光素子の出射面の面積に対する該凸部と接着層との接着している総面 積の比率が 10%以上 30%未満であることを特徴とする前記 1に記載の面発光体。
3.前記凸部が円錐台形であることを特徴とする前記 1または 2に記載の面発光体。
4.前記円錐台形の凸部の頂角 Θ力 前記調光シートの屈折率を nとしたときに、 (1 Zn— 0. 1) < 5ίη θ < (1/η+0. 25)であることを特徴とする前記 3に記載の面発 光体。
5.前記 1〜4のいずれか 1項に記載の面発光体をバックライトとして用いることを特徴 とする表示装置。
6.前記 1〜4のいずれか 1項に記載の面発光体の製造方法であって、接着層が粘 着剤もしくは接着剤力 なり、面発光素子の出射面の面積より大きい調光シートに、 シート状の粘着剤もしくは接着剤を貼り付ける工程と、粘着剤もしくは接着剤が貼り付 けられた調光シートを出射面の大きさに切断する工程と、切断した調光シートを面発 光素子の出射面に接着する工程とからなることを特徴とする面発光体の製造方法。 発明の効果
[0018] 本発明により、高い輝度を持ち、かつ面内の輝度の均一性の高い面発光体を得る ことが出来る。また、そのような面発光体をバックライトとして用いることで、明るく面内 の輝度の均一性の高い表示装置を得ることが出来る。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の調光シートの一例である。
[図 2]本発明の面発光体の実施形態の一例である。
[図 3]本発明に係る面発光体による光の出射を示す模式図である。
[図 4]本発明に係る調光シート、接着層、面発光素子の構成を示す模式図である。
[図 5]調光シートの凸部の先端面の近傍が接着層に埋まった形で接着されている模 式図である。
[図 6]先端側が収縮した円錘台状の凸部を有する調光シートの模式図である。
符号の説明
[0020] 10A、 10B 調光シート
11 透光性基板
12 凸部
13 空間部
14 出射面
20 面発光素子
21 透明基板
22 透明電極
23 有機 EL層
24 対向電極
100 接着層
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明するが、本発明はこ れらに限定されるものではない。
[0022] 本発明の面発光体は、面発光素子と、調光シートとを少なくとも有する面発光体に おいて、前記調光シートは、少なくとも片面に複数の凸部を有し該凸部の先端部が 前記面発光素子の出射面に接着層を介して接しており、前記凸部の先端部の一部 が前記接着層の内部に埋まった状態であることを特徴とする。
[0023] 更に、前記面発光素子の出射面の面積に対する該凸部と接着層との接着している 総面積の比率が 10%以上 30%未満であることを特徴とする。
[0024] 上記接着に粘着剤を用いる場合に、凸部を光学的に接着すると、凸部の先端部分 が粘着剤に埋まる。この時、埋め込み量のばらつきが正面輝度の不均一性につなが り、輝度斑を生じてしまうという不都合がある。
[0025] ばらつきの原因となる埋め込み量の不均一化の原因としては、大きく二つに分けら
れる。
[0026] 第 1のばらつきは、接着時の貼り付け圧力、粘着剤や接着剤の膜厚ムラなどに起因 する初期埋め込み量のばらつきである。
[0027] 第 2のばらつきは、貼り付け後のエージング (一定時間放置)や温湿度等の変動に より、埋め込み量が経時変化することで発生するばらつきである。
[0028] 本発明者らは、上記ばらつきに関し鋭意検討を重ねた結果、プリズム状の複数の 凸部を有する調光シートにおいて、実験で検証したところ、プリズム状凸部の埋め込 み量のばらつきに対して正面輝度の変動が少ない調光シートの形状を見出したもの である。
[0029] 即ち、プリズム状の複数の凸部を有する調光シートを凸部の先端部が面発光素子 の出射面に接着層を介して接する面発光体において、該面発光素子の出射面の面 積に対する該凸部と接着層との接着している総面積の比率が 10%以上 30%未満で あることを特徴とする面発光体によって、プリズム状凸部の埋め込み量のばらつきに 対して正面輝度の変動が少ない効果が得られることを見出した。
[0030] 更に接着時のばらつきについては、ローラーにより調光シートに加圧して、粘着剤 を介して面発光素子に貼り付けると、特に調光シートの端において埋め込み量が多く なることが実験により確かめられた。これは、ローラーが弾力を持っために、調光シー トの端で応力の集中が発生し、中心に対する圧力が高くなることに起因するとみられ る。特に接着部の面積比率が 10%以下となると、圧力差での接着面積のばらつきが 大きくなる。
[0031] そのような不都合を解消するために、面発光体の発光面積よりも大きなサイズの調 光シートと粘着剤とを高い圧力 (第 1の圧力)でまず接着し、その周縁部を使用しない ように面発光体の発光面積の大きさに切断し、その後さきほどよりは低い圧力(第 2の 圧力)で面発光体の表面に貼り付けることで、均一な埋め込み量で貼り付けることが 可能であることを見出した。
[0032] 本発明の実施形態に係る面発光体を添付図面に基づいて具体的に説明する。な お、本発明に係る面発光体は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要 旨を変更しな 、範囲にぉ 、て適宜変更して実施できるものである。
[0033] 本発明に係る調光シートは、図 1 (a)、(b)に示すように、透光性基板 11の片面に 先端側が収縮した四角錘台状の凸部 12が縦横に連続して形成された調光シート 10 Aを用いることが出来る。なお、本明細書において、凸部 12の先端側が収縮するとは 、調光シート 10A力も遠ざかるにつれて徐々に小さくなるように凸部 12が形成されて いることを意味し、図 1 (b)及び図 2〜6の例でも、下すぼみの形状になっていることを 意味する。
[0034] 図 2は、本発明に係る面発光体を示す。透明電極 22が設けられた透明基板 21の 面に有機 EL層 23と対向電極 24とが設けられた有機 EL素子力もなる面発光素子 20 を用い、この面発光素子 20において発光された光を出射させる透明基板 21の出射 面 21aに、上記の調光シート 10Aにおける四角錘台状になった凸部 12の先端面 12 aを粘着剤で接着させるようにした。
[0035] このように面発光素子 20の出射面 21aに、調光シート 10Aにおける四角錘台状に なった凸部 12の先端面 12aを粘着剤で接着させると、調光シート 10Aの凸部 12が 面発光素子 20の出射面 21aに向けて収縮した形状になると共に、この調光シート 10 Aの凸部 12と面発光素子 20の出射面 21aとの間の空間部 13は空気層となる。
[0036] そして、このように面発光素子 20の出射面 21aに調光シート 10Aにおける四角錘 台状になった凸部 12の先端面 12aを接着させて、上記の面発光素子 20を発光させ ると、図 3に示すように、調光シートを設けない場合には面発光素子 20の出射面 21a にお 、て全反射される光が、調光シート 10Aの凸部 12の先端面 12aが接着された 部分においては、全反射されずにこの調光シート 10Aに導かれるようになる。
[0037] そして、このように調光シート 10A内に導かれた光の多くは、面発光素子 20の出射 面 21 aに向けて収縮した凸部 12と空間部 13との界面である凸部 12の傾斜面 12bに おいて反射され、この反射された光が調光シート 10Aの出射面 14に導かれて出射さ れるようになる。また、図 3に示すように、調光シート 10Aの凸部 12の先端面 12aが接 着されていない出射面 21aの部分から出射される光であっても、出射面 21aから垂直 方向に出射される光は、凸部 12の傾斜面 12bで進行方向が若干変更されるが調光 シート 10Aの正面側に出射されるようになり、また出射面 21aから調光シート 10Aに おける凸部 12の傾斜面 12bと直交するような方向に出射された光は、この傾斜面 12
から凸部 12内に導かれ、この凸部 12の反対側の傾斜面 12bで反射されて調光シ ート 10Aの正面側に出射されるようになる。
[0038] ここで、上記のように調光シートを設けない場合には面発光素子 20の出射面 21a にお 、て全反射される光が、上記の凸部 12の先端面 12aからこの調光シート 10Aの 内部に適切に導かれるようにするためには、この調光シート 10Aの屈折率と上記の 面発光素子 20の出射面 21aにおける屈折率との差を 0. 2以内にすることが好ましい
[0039] また、上記のように調光シート 10Aに四角錘台状になった凸部 12を設けるにあたり 、この凸部 12における傾斜面 12b相互が交差する頂角 Θが大きくなつて、上記の面 発光素子 20の出射面 21aに対する凸部 12の傾斜面 12bの傾斜角度 ocが小さくなり 過ぎると、調光シートを設けない場合に面発光素子 20の出射面 21aにおいて全反射 される光がこの調光シート 10Aの内部に導かれたとしても、この光が凸部 12の傾斜 面 12bにあたらずに、調光シート 10Aの出射面 14に導かれ、この調光シート 10Aの 出射面 14において全反射されて戻されるようになり、調光シート 10Aの出射面 14か ら出射される光の強度が低下する。
[0040] 一方、凸部 12における傾斜面 12b相互が交差する頂角 Θが小さくなつて、面発光 素子 20の出射面 21aに対する凸部 12の傾斜面 12bの傾斜角度 ocが大きくなり過ぎ ると、上記のように調光シート 10Aの内部に導かれた光力 この凸部 12の傾斜面 12 bにおいて反射されずに、この凸部 12を通過して空間部 13に導かれ、更にこの空間 部 13を通過して再度調光シート 10Aの内部に導かれるようになり、この光が上記のよ うに調光シート 10Aの出射面 14において全反射されて戻されるようになり、調光シー ト 10Aの出射面 14から出射される光の強度が低下する。
[0041] このため、上記の凸部 12における傾斜面 12b相互が交差する頂角 Θは、この調光 シート 10Aにおける波長 550nmの光に対する屈折率を nとした場合に、(lZn— 0. 35) < sin 0 < ( 1/η+ Ο. 3)の条件を満たすことが好ましぐ更に(lZn— 0. l) < s ίη θ < ( 1/η+ Ο. 25)の条件を満たすようにすることがより好ましい。具体的な凸部 の頂角 Θは、 45度以上 55度未満の範囲にあることが、本発明の効果を得る調光シ ートとして特に好ましい。
[0042] 調光シート 10Aを面発光素子 20の出射面に接着する部分を詳細に説明する。図 4 に示すように、面発光素子 20の出射面 21aに透明な接着層 100、調光シート 10Aの 順に積層して、調光シート 10Aの凸部 12の先端面 12aと接着層 100と面発光素子 2 0の出射面 21aとが互いに光学的に密着するように構成する。ここで、接着層の厚み は、 5 m以上であることが望ましい。 5 m未満では、十分な接着強度が得られない
[0043] 調光シートを面発光素子に接着する前の状態のプリズム状凸部の高さは、凸部頂 点部分が接着により埋まることを考慮して、光学的に必要とされる高さ hよりも高く作 成される。安定した貼り付けや十分な接着力を得るためには、接着により埋没する深 さは 3 μ m以上あることが望ましい。
[0044] ここで、埋没する深さにつ!/、ては、以下の方法で測定する。
[0045] まず調光シートを面発光素子に接着した状態で、面発光素子を発光させ、調光シ ートの側から面発光体を顕微鏡で観察する。このとき、調光シートのプリズム状凸部 が形成されている面に焦点を合わせると、プリズム状凸部が光学的に接着されている 部分と、そうでない部分との稜線がはっきりと観察される。光学的に接着されている部 分の直径 Xを顕微鏡で測定することで、接着幅の測定が可能となる。接着幅より、調 光シートの断面における調光シートの頂角 Θ、ピッチ p、プリズム状凸部高さ Hから、 埋没深さ Lを求めることが出来る。
[0046] L = H— (p—w) Z2 X tan ( w Z2— 0 Z2)
図 5に示すように、調光シート 10Aの凸部 12の先端面 12aの近傍が接着層 100に 埋まった形で接着される。凸部 12の高さは調光シート 10Aの凸部の高さから図 5に 示される埋没深さ Yを差し引いた値 hが、調光シートにおける凸部の光学的な高さに 相当する。
[0047] 上記の凸部 12の光学的な高さ hのとり得る範囲については、凸部 12における上記 の頂角 Θゃ凸部 12のピッチ pによっても変化する力 一般にこの凸部 12の光学的な 高さ hが低過ぎると、面発光素子 20の出射面 21aにおいて、調光シートを設けない場 合に全反射される光がこの調光シート 10Aの内部に導かれたとしても、この光が凸部 12の傾斜面 12bにあたらずに、調光シート 10Aの出射面 14に導かれ、この調光シ
ート 10Aの出射面 14において全反射されて戻されるようになる。一方、この凸部 12 の光学的な高さ hが高くなり過ぎると、この凸部 12の傾斜面 12bにおいて光の反射に 利用されない部分が生じると共に、凸部 12のピッチ pが同じ場合、面発光素子 20の 出射面 21aに接着される凸部 12の先端面 12aの面積が小さくなつて、この調光シー ト 10Aの内部に導かれる光の量が少なくなる。このため、この凸部 12の光学的な高さ hは、凸部 12のピッチ pに対して、 0. 28p≤h≤l. lpの条件を満たすことが好ましい
[0048] 本発明に係る面発光体は、少なくとも片面に複数の凸部を有し該凸部の先端部が 前記面発光素子の出射面に接着層を介して接しており、該凸部の先端部の一部が 接着層に埋まるように接着されており、面発光素子の出射面の面積に対する該凸部 と接着層との接着している総面積の比率が 10%以上 30%未満であることが特徴で ある。
[0049] 凸部と接着層との接着している総面積とは、図 5において調光シート 10Aの凸部が 面発光素子の出射面 21aに光学的に密着されている幅である Xから求められる光学 的に密着している面積と、該凸部の総数との積により求められる光学的に有効な凸 部の総面積と定義する。
[0050] 本発明者らは、凸部の頂角 Θを 45度、 47度、 50度、 55度とした円錐台からなる調 光シート 4種類を作成して、正面輝度を測定したところ、光学的に接着している面積 の、面発光素子の射出面の面積に対する比率が、 10%以上 30%未満のときに、正 面輝度が高ぐかつ接着面積比率の変動に対して、正面輝度の変動が少ないことを 見出した。更に、調光シートを貼り付けない状態の面発光素子の正面輝度を 1とした 時のそれぞれの調光シートで接着面積比率を変えて実験した結果、 V、ずれの頂角 の調光シートにおいても、接着面積比率が 10%〜20%において、正面輝度がほぼ 最高の値を示すことが分力つた。また、接着面積比率が 25%を超えると徐々に正面 輝度は低下し、特に接着面積比率が 30%を超えると急速に正面輝度が低下してい くことも見出し、本発明を成すに至った次第である。
[0051] 本検討結果より、正面輝度が高ぐかつプリズム状凸部頂点の埋没深さのばらつき 、即ち接着面積比率のばらつきに対して、比較的安定した正面輝度を得るためには
、調光シートの接着面積比率が 10%以上 30%未満であることが望ましいことが分か つた。更に調光シートの接着面積比率が 10%以上 20%未満であると、正面輝度を ほぼ最高の状態とすることが出来るので特に好ましい。
[0052] 次に面発光素子と調光シートとの接着方法について詳述する。
[0053] 粘着シートを用いて、粘着剤と調光シートのプリズム状凸部とをまず接着する。
[0054] 粘着シートは PET等の透明榭脂シート製の 2枚のセパレータの間に 25ミクロン程度 の粘着剤が挟み込まれた構造をして 、る。 2枚のセパレータのうちの 1枚の剥離強度 が強ぐもう 1枚の剥離強度が弱くなるように形成される。剥離強度の弱いセパレータ をはがして粘着剤をむき出しの状態にし、粘着剤と調光シートの凸部が形成されてい る側とをローラー等で挟み込んで加圧しながら接着する。この時、プリズム状凸部が 所定の埋没深さとなるように第 1の圧力をかけながら、接着する。
[0055] 次に、調光シートを面発光体の発光面積に合わせて所定の寸法に切断する。この とき、切断は調光シート、粘着剤、セパレータの全てを押し切るように切断してもよい し、セパレータを切断しないで、調光シート、粘着剤のみをノヽーフカットしてもよい。こ のとき、調光シートと粘着剤との貼り合わせの端の部分を使用しないように切断するこ とで、より均一なプリズム状凸部の埋没深さを得ることが出来る。
[0056] 次に、カットされた調光シートと粘着剤とをセパレータカも剥離し、面発光素子の表 面に貼り付ける。貼り付けは、ローラーを用いて行うのが気泡などが入らず好ましい。
[0057] この時の貼り付け圧力は、面発光素子と粘着剤とが十分な接着強度が得られる圧 力で行う。また、圧力が高過ぎるとプリズム状凸頂点の埋没深さにムラが発生してしま うため、第 1の圧力(調光シートと粘着シートの貼り合わせの圧力)よりも小さい圧力で 貼り合わせる。
[0058] 粘着剤の種類は特に限定されないが、透明性の高いアクリル系の粘着剤が好まし く用いられる。また、粘着剤を塗布し、貼り合わせた後に種々の化学反応により高分 子量体または架橋構造を形成する硬化型粘着剤が好適に用いられる。また、公知の 方法を用いて粘着剤中に帯電防止剤を混ぜても良い。また、粘着剤の代わりに基材 の上に接着層が塗布された UV硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気性接着剤、 2 液型接着剤等を用いても良い。接着剤の材質としては、硬化前の状態で固形で接着
力を持ち、硬化後に接着力が強化される接着剤が望ましい。
[0059] 上記接着層の形成方法としては特に限定されず一般的方法、例えば、グラビアコ 一ター、マイクログラビアコーター、コンマコーター、パーコーター、スプレー塗布、ィ ンクジヱット法等の方法が挙げられる。
[0060] 調光シート 10Aの形状として、図 1に示す四角推台を例に説明した力 その形状に 限定はなぐ三角錘台、六角錘台、円錘台等の形状をとり得る。
[0061] 例えば、調光シートとして、図 6 (a)、 (b)に示すように、透光性基板 11の片面に先 端側が収縮した円錘台状の凸部 12の周辺部が切断されて正方形状になったものが 縦横に連続して形成された調光シート 10Bを用いることも好ま U、。
[0062] ここで、調光シート 10Bのように、円錘台状になった凸部 12を設けるようにすると、こ の調光シート 10Bを通して出射される光の正面輝度が更に大きく向上できるようにな る。この詳細な理由については不明である力 本発明者等の検討によれば、例えば、 図 1に示すように凸部 12が四角錘台状である場合、稜線方向の断面における稜線の なす頂角が、四角錘台状になった凸部 12の並び方向の断面における頂角に比べて 小さくなるため、正面輝度の向上に十分に寄与することが出来ない出射光が生じるよ うになるが、円錘台状になった凸部 12の場合、どの方向の断面においても頂角が一 定であるため、四角錘台状になった凸部 12の場合に生じていた正面輝度の向上に 十分に寄与することが出来ない出射光が生じなくなるためであると考えられる。従つ て、本発明においては、調光シートの凸部の形状は調光シート 10Bのような円錘台 状であることが好ましい。
[0063] 以上の工程で調光シートを面発光素子に接着することで、面内の輝度ムラの小さい 面発光体を得ることが出来る。
[0064] なお、上記面発光体においては、面発光素子 20として有機 EL素子を用いるように したが、面発光素子 20は面状に発光するものであればよぐ無機 EL素子等を用いる ことが出来るが、輝度の向上にまだ大きな改善が期待される有機 EL素子を用いるこ とが特に効果的である。
[0065] 本発明の面発光体は、種々な表示装置にバックライトとして適用可能であるが、反 射型、透過型、半透過型 LCD或いは TN型、 STN型、 OCB型、 HAN型、 VA型(P
VA型、 MVA型)、 IPS型等の各種駆動方式の LCDを有する液晶表示装置のバック ライトとして好ましく用いられる。特に画面が 30型以上、特に 30型〜 54型の大画面 の表示装置では、正面輝度が高くコントラストの高 、画像が得られると!、う効果があつ た。
実施例
[0066] 本発明の実施例に係る面発光体と比較例の面発光体とを比較し、この発明の実施 例に係る面発光体においては、面発光体から出射される光の取り出し効率や正面輝 度が大きく向上すると共に、信頼性の良好な面発光体を得られることを説明する。し 力しながら、本発明はこれらに限定されるものではない。
[0067] (実施例 1)
(面発光体 1の作成)
本発明に係る面発光体の作成方法に従い、面発光素子 20に凸部形状が円錐台 状の調光シート 10Bを粘着剤を用いて接着して面発光体を形成した。
[0068] この面発光素子 20としては、前記のように透明電極 22が設けられた透明基板 21の 面に有機 EL層 23と対向電極 24とが設けられた有機 EL素子力もなる面発光素子 20 を用いるようにした。
[0069] ここで、面発光素子 20は、上記透明基板 21として厚みが 0. 7mm、サイズ力 Om m X 52mmの無アルカリガラスを用い、該透明基板 21の片面に透明電極 22として、 I TOを 150nmの厚みに成膜し、フォトリソグラフィ一法によって電極形状にパターニン グし、 35 X 46mmの大きさにしたものを用いた。なお、該透明電極 22の抵抗を、ロレ スタ (三菱化学社製)を用いて測定したところ 20 Ωグロであった。
[0070] 次!、で、該透明電極 22の上に、正孔注入材料として m— MTDATAを用い、真空 蒸着法によって膜厚が 20nmになった正孔注入層を形成した。次いで、正孔注入層 の上に、正孔輸送材料として NPDを用い、真空蒸着法で膜厚が 20nmになった正 孔輸送層を形成した。次いで、この正孔輸送層の上に、 CBPをホスト材料として用い 、 Ir(ppy)をドーパント材料として 6質量パーセント含むように、緑色発光する発光材
3
料を真空蒸着法により蒸着させて膜厚が 30nmになった発光層を形成した。この発 光層の上に、 BAlqを真空蒸着法により lOnm蒸着させて正孔阻止層を形成した。さ
らに、この正孔阻止層の上に、 Alqを真空蒸着法により 40nm形成して電子輸送層と
3
した。さらに、 LiFを真空蒸着法により 0. 5nm形成して電子注入層とした。そして、こ の電子注入層の上にスパッタ法によって膜厚が lOOnmになったアルミニウム力もな る対向電極 24を形成した。なお、この面発光素子 20の出射面 21a側における透明 基板 21は、波長 550nmの光に対する屈折率が 1. 517であった。
[0071] 次に、透光性基板 11の片面に円錐台状になった凸部 12が連続して形成された調 光シート 10Bを用い、図 4に示すように、この調光シート 10Bの凸部 12を上記の面発 光素子 20の出射面 21aに対向するようにして、この調光シート 10Bを面発光素子 20 の出射面 21aに接着させた。接着には積水化学製透明両面テープ ダブルタックテ ープ # 5511を用いた。基材を除!ヽた粘着剤の厚みは 25 μ mであった。なお、この 調光シート 10Bは、波長 550nmの光に対する屈折率が 1. 50、円錘台状の凸部 12 の頂角 Θは 45° であり、凸部 12の高さは 28 μ m、接着層への埋没深さは 4. 1 m 、凸部 12のピッチは 30 mであった。接着幅 Xは 10. であり、面発光素子の出 射面の面積に対して該凸部と接着層との接着している総面積の比率 (接着面積比率 と称す)は 9. 1 %であった。また、粘着剤の波長 550nmの光に対する屈折率は 1. 4 8であった。
[0072] (面発光体 2〜29の作成)
凸部の頂角、ピッチ、凸部の高さ、埋没深さ、接着幅 X、接着面積比率を、表 1のよ うに変化させた以外は、面発光体 1と同様にして面発光体 2〜29を作成した。
[0073] なお、表 1記載の凸部の頂角 Θはいずれも前記調光シートの屈折率を nとしたとき に、 ( 1/n- O. I) < sin 0 < ( 1/n+ O. 25)の範囲内にあった。
[0074] 〈評価〉
得られた面発光体 1〜29について下記の評価を実施した。
[0075] (正面輝度)
調光シート 10Bを貼り付けない状態の面発光体の正面輝度を 1とした時に、実施例 1の面発光体の正面輝度を相対値で示す。測定は、分光放射輝度計 CS— 1000 (コ ユカミノルタセンシング社製)を用いて、正面からの発光輝度(2°C視野角正面輝度) を測定する。
[0076] (輝度ムラ)
目視にて面発光体全面の輝度ムラを判定し、以下の基準で評価する
[0077] 〇:面発光体全面に輝度ムラが観察されな 、
△:面発光体の一部に輝度ムラが観察される
:面発光体全面に明らかに輝度ムラが観察される
[0078] [表 1]
上表より、本発明の調光シートを用いた面発光体は正面輝度が向上し、更に輝度 ムラが改善されていることが分かる。上記接着面積比率が 10%以上 30%未満の範
囲である場合、正面輝度、輝度ムラがより良好である。
[0080] (実施例 2)
実施例 1で用いた円錐台状になった凸部 12が連続して形成された調光シート 10B の替わりに、四角錐状の凸部 12が形成された調光シート 10Aを用い、実施例 1と同 様にして凸部の頂角、ピッチ、凸部の高さ、埋没深さ、接着幅 X、接着面積比率を変 化させ、面発光素子 20の出射面 21aに接着させた。
[0081] 得られた面発光体を用いて実施例 1と同様な評価を行ったところ、本発明の面発光 体は輝度ムラの改善は再現した力 正面輝度は各々実施例 1の面発光体より低かつ た。
[0082] 実施例 3
実施例 1の本発明に係る面発光体 4、 10、 18、 24を以下の手順にて作成した。
[0083] (面発光体作成手順)
(1) 60mm角の大きさの粘着シートを用いて、 60mm角の大きさの調光シートの円 錐台状になった凸部と粘着剤とをまず接着した。粘着シートとして積水化学製透明両 面テープ ダブルタックテープ # 5511を用いた。同粘着シートは PET等の透明榭 脂シート製の 2枚のセパレータの間に 25ミクロンの粘着剤が挟み込まれた構造をして いる。 2枚のセパレータのうちの 1枚の剥離強度が強ぐもう 1枚の剥離強度が弱くな るように形成される。剥離強度の弱いセパレータをはがして粘着剤をむき出しの状態 にし、粘着剤と調光シートとをローラーで挟み込んで加圧しながら接着した。この時、 凸部が所定の埋没深さとなるように第 1の圧力をかけながら、接着した。
[0084] (2)調光シートを面発光体の発光面積に合わせて所定の寸法に切断した。面発光 素子は、発光面積が 35mm X 46mmであり、調光シートのサイズは発光面積よりも各 辺が lmm大きくなるよう 37mm X 48mmになるように切断した。このとき、調光シート と粘着剤との貼り合わせの端の部分を使用しな ヽように 60mm角の調光シートの中 央部分力もプレス機で全抜き加工した。
[0085] (3)カットされた調光シートと粘着剤とをセパレータカも剥離し、面発光素子の表面 に貼り付けた。貼り付けは、ローラーを用いて行い、気泡などが入らないようにした。こ の時の貼り付け圧力は、面発光素子と粘着剤とが十分な接着強度が得られる圧力で
行う。また、圧力が高過ぎるとプリズム状凸武頂点の埋没深さにムラが発生してしまう ため、第 1の圧力(調光シートと粘着シートの貼り合わせの圧力)よりも小さい圧力で 貼り合わせた。
[0086] 以上のようにして作成した面発光体 4、 10、 18、 24について、顕微鏡により埋没深 さを観察したところ、プリズム状凸部の埋没深さは極めて均一であることが確認された 。また、面発光体全面における正面輝度のばらつきも極めて小さ力つた。
[0087] 実施例 4
実施例 1の本発明に係る面発光体を、 VA型液晶表示装置である富士通製 15型デ イスプレイ VL— 150SDの予め内蔵されて 、たバックライトの替わりに用 、たところ、 輝度ムラがなぐ優れた正面輝度を有する液晶表示装置が得られることが分力つた。
Claims
[1] 面発光素子と、調光シートとを少なくとも有する面発光体において、前記調光シート は、少なくとも片面に複数の凸部を有し該凸部の先端部が前記面発光素子の出射 面に接着層を介して接しており、前記凸部の先端部の一部が前記接着層の内部に 埋まった状態であることを特徴とする面発光体。
[2] 前記面発光素子の出射面の面積に対する該凸部と接着層との接着している総面積 の比率が 10%以上 30%未満であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の面 発光体。
[3] 前記凸部が円錐台形であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載 の面発光体。
[4] 前記凸部の形状が円錐台状であり、その頂角 Θ力 前記調光シートの屈折率を nとし たときに、(lZn—O. 1) < 5ίη θ < (1/η+0. 25)であることを特徴とする請求の範 囲第 3項に記載の面発光体。
[5] 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に記載の面発光体をバックライトとして用 Vヽることを特徴とする表示装置。
[6] 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に記載の面発光体の製造方法であって、 接着層が粘着剤もしくは接着剤からなり、面発光素子の出射面の面積より大きい調 光シートに、シート状の粘着剤もしくは接着剤を貼り付ける工程と、粘着剤もしくは接 着剤が貼り付けられた調光シートを出射面の大きさに切断する工程と、切断した調光 シートを面発光素子の出射面に接着する工程とからなることを特徴とする面発光体の 製造方法。
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