JP2005005143A - 面発光表示体用積層シート - Google Patents

Abstract

【課題】表示面に対して９０゜の方向を中心とするほぼ±３０゜程度の範囲における透過光強度及び反射光強度を向上して、その範囲での視認性の良好な透過及び反射兼用の面発光表示体用積層シートを提供する。
【解決手段】基層３が、モノフィラメント織物からなり、このモノフィラメントがブライトタイプのポリエステルであり、基層３の面発光表示体１側である裏面側にホワイトシート７が形成され、基層３の表面側に表示層５が接着される。モノフィラメントには蛍光染料（蛍光増白剤）を付与し、輝度と白度を向上させている。そして、モノフィラメントのレンズ効果により、光が屈折されて正面輝度が向上し、正面つまり基層３に対して９０゜の方向からの輝度は、同じ光透過度の樹脂板に比べて１０％以上向上する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等の面発光表示体を透過光源とすると共に、太陽光及び蛍光灯等の汎用照明機器を反射光源とする透過及び反射兼用の面発光表示体用積層シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板上に有機ＥＬ素子が設けられてなる有機ＥＬ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この有機ＥＬ装置における基板は、レンズシートからなる光散乱部を備え、レンズシートは基板の片面、或いは、貼り合わせ構造の基板の貼り合わせ部に設けられたり、レンズシートが基板を兼ねたりする。
【０００３】
そして、この特許文献１には、光散乱部が、片面または両面を艶消し処理したガラス板もしくはポリマー板、非金属製繊維の織物・編み物若しくは不織布または前記非金属繊維の配列物からなることが開示されている。
【０００４】
この装置は、有機ＥＬ素子を表示装置の画素として用い、有機ＥＬ素子を同一平面上に二次元的に配列してパネル（表示パネル）を構成し、これらの素子を独立に駆動させることで所望の表示を行うというものである（段落［０００３］）。
【０００５】
そして、有機ＥＬ素子の陰極として用いられている金属薄膜は７０％以上の高い反射率を有するため、鏡面性電極とも呼ばれ、素子の非発光時に外部から素子に入射した光の大部分が鏡面性電極により反射されて装置の光取出し面から出射される結果、非発光時には鏡面性電極が鏡面として視認され、有機ＥＬ素子を利用した機器の美観やデザイン性の低下を招き、機器の表示を見えにくくする（段落［０００６］）。そこで、有機ＥＬ素子の非発光時には鏡面性電極が鏡面として視認されることがないように光散乱部を設けたというものである（段落［００１５］）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−８３６８８号公報（段落［０００３］、［０００６］、［００１５］、図１，２参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した特許文献１に記載の装置では、光散乱部の散乱効果により、有機ＥＬ素子の非発光時には鏡面性電極が鏡面として視認されることはなくなる反面、有機ＥＬ素子の発光時にも、有機ＥＬ素子の発する光が光散乱部により散乱されて外部に出射されることになる。その結果、散乱効果によって、光取出し面に対して平行に近い方向へも有機ＥＬ素子の発する光が散乱されることとなり、画素としての有機ＥＬ素子により構成される画面を光取出し面に対して平行に近い方向からも視認することができる。
【０００８】
しかしながら、道路交通標識のように、昼間、夜間を問わず、その表示面に対して９０゜の方向を中心とする所定の範囲での視認性を要求される表示装置の場合には、上記したような光散乱部はその散乱効果により、表示面に対して９０゜の方向を中心とする所定範囲での視認性がかえって低下するという不都合を生じる。
【０００９】
上記した特許文献１では、光散乱部として、市販のガーゼ（縦糸のピッチと横糸のピッチをそれぞれ０．８〜０．９ｍｍにして格子状に織ったもの）を基板の外側面にアクリル系接着剤で固着させて構成した例や、ポリエステル製メッシュシートを基板の外側面にアクリル系接着剤で固着させて構成した例等が挙げられているが、これらの例を鑑みても、表示面或いは光取出し面に対して９０゜の方向を中心とする所定の範囲における視認性が低下することを容易に把握できる。
【００１０】
本発明は、表示面に対して９０゜の方向を中心とする所定の範囲における透過光強度及び反射光強度を向上して、その範囲での視認性の良好な透過及び反射兼用の面発光表示体用積層シートを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、図１及び図２に示すように、面発光表示体１が裏面側に積層される基層３と、基層３の表面側に積層される表示層５とを備えて成る面発光表示体用積層シートにおいて、基層３が、モノフィラメントからなることを特徴としている。ここで、モノフィラメントは透明であるのが望ましい。また、モノフィラメントは、好ましくは、織物、編み物、配列物から選択するとよい。以下、詳細に説明する。
【００１２】
（１）基層
表示層５に表示される対象の視認性を向上させるための積層シートの基層３に織物や編み物を使用する。モノフィラメントにはルチル型の酸化チタンを練り込んだ（練り込みチタン量：０．２％〜９．０％）セミダルタイプ、フルダルタイプと、酸化チタンを全く練り込まないブライトタイプがある。本発明では、ブライトタイプのモノフィラメント織物や編み物を基層３とする。その他の繊維の例として、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンサルファイト、ポリフッ化エチレン等が挙げられ、特にポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステルがよい。
【００１３】
ここで、紫外線を有する環境下で紫外線を利用して輝度と白度を向上させる機能を持たせるために、モノフィラメントに蛍光染料（蛍光増白剤）を付与する。蛍光染料は紫外線励起する性質があり輝度と白度を向上させる作用がある。尚、ポリエステルモノフィラメント織物及び編み物に蛍光染料を付与する方法として、蛍光染料を原着するか、後加工にて染色する方法がある。
【００１４】
モノフィラメントの織物や編み物を使用することは、従来のアクリル板等の樹脂板では得られない物理特性を得ることができ、特に引っ張り強度、摩耗強度等に格段の差異がある。また、優れた柔軟性を有しており、柔軟な無機ＥＬ等の面発光体と張り合わせることで自由度の高い表示装置の作成が可能になる。
【００１５】
モノフィラメント織物や編み物は、従来の同厚のガラスやアクリル板に比べて重量が極めて軽く、その結果、表示装置の設置や交換等の作業性の向上や、設置コストの低減を図ることができる。尚、モノフィラメントの配列物であっても同様である。
【００１６】
内部に光源を有する既存の内照式表示装置の樹脂板の場合、板状で平均的に光を発光させるには有効であるが白色板のため輝度が低下する。モノフィラメントは、図３に示すようなレンズ効果により光が屈折され、これによって正面輝度を上げる作用をする。特に、正面つまり基層３の表面に対して９０゜の方向からの輝度は、同じ光透過度の樹脂板に比べて１０％以上向上するという特徴がある。尚、図３において、矢印付きの実線は光線を示し、曲線は輝度分布を示す。
【００１７】
図４，５は、基層３のモノフィラメントのレンズ効果により、基層３の表面に対して９０゜の方向を中心として所定の範囲における輝度が向上することを示している。図４，５については後に詳述するが、図４，５中の実線及び○印が、基層３にモノフィラメントを用いた例を示す。
【００１８】
（２）チタンホワイトシート
透過型表示装置としての表示カラー発色には基層３の白度は重要である。これを一層向上させるために、図１及び図２に示すように、基層３であるモノフィラメント織物や編み物の発光側に酸化チタンを練り込んだホワイトシート（アクリル樹脂、ポリウレタンやフッ素樹脂など）７をコーティングするかラミネート接着形成する。すなわち、ホワイトシート７は反射白度やＥＬ発光を表示面で白色発光させるための層である。
【００１９】
ホワイトシート７に練り込む酸化チタン量が多いと白色度は向上するが光透過度が悪くなるため含有率の決定が重要であり、またホワイトシート７の厚さも白色度と光透過度に相関性があり厚さの決定も重要である。
【００２０】
ホワイトシート７に酸化チタンの練り込む量は１％から８％（重量％）が良好である。好ましくは２％から６％の含有率は特に効果的である。
【００２１】
光透過率を極力低下させないホワイトシート７の厚みは０．００６ｍｍから０．０１５ｍｍまでとする。また、ホワイトシート７を接着する接着剤９としては、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッソ系、エポキシ系等を使用する。
【００２２】
（３）表示層
表示層５はモノフィラメント織物や編み物の前面に積層し、表示輝度を低下させないようにしなければならない。通常、ガラスまたは樹脂などのシートや板を使用する。使用する樹脂としては、ポリエチレン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン等が挙げられ、ポリエチレンテレフタレートが用いられる場合が多い。屋外での使用を前提とした高強力を要するものには、ポリカーボネートを使うのが望ましい。
【００２３】
内部に光源を有する既存の内照式表示装置では、表示層５の自立強度を持たすためにかなりの厚みのガラスやアクリル等の樹脂板を用いている（強度補強材は表示の影になるため、装着することはできない）。このガラスや樹脂板は、突風などの負荷に耐えるために表示面積に比例した厚みを必要とし重量も重くなり、結果として設置工事、取り替え等のコストが高くなる。
【００２４】
これに対し、表示層５を面発光表示体用であるシート状の無機ＥＬ表示体１上の基層３に接着積層し、無機ＥＬ表示体１の裏面側において補強策を採ることができるため、表示層５自体には自立強度を必要としない。従って、表示層５の厚さは０．１ｍｍから０．５ｍｍで充分であり、重量増加は最小限となる。
【００２５】
本発明では、上記した既存の内照式表示装置におけるガラスや樹脂板に代わり、柔軟性、耐衝撃性と、特に屋内表示において必要な防炎性を有するポリカーボネートシートを表示層５として使用する。表示内容はシート内側の印刷層１１にプリントする。
【００２６】
また、表示層５は光透過度を低下させないで、耐候性、撥水性を付与する必要がある。屋外仕様として最外層には二酸化チタンなどの光触媒処理を施したＰＥＴフイルム１３を積層するか、表示層５として用いるポリカーボネートフイルムの外側に光触媒処理を施して防汚機能を付与するのが望ましい。尚、表示層５の印刷面１１を基層３に接着する接着剤１５としては、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッソ系、エポキシ系が使用できる。
【００２７】
こうして、図１及び図２に示すように、基層３、ホワイトシート７、印刷層１１、表示層５の４層、もしくは、無機ＥＬ表示体１も含めて５層、さらには屋外仕様としてＰＥＴフイルム１３も含めて６層の表示装置となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（実施例）
面発光表示体１である無機ＥＬ表示体（以下では、無機ＥＬ表示体にも“１”の符号を使用する場合がある）の基層３に望ましいモノフィラメントの線径は、０．１ｍｍから１．５ｍｍであることが好ましい。この範囲が光屈折と輝度分布に有効である。さらに好ましくは、モノフィラメントの線径を０．２ｍｍから０．５ｍｍとすると、それらの効果を最も得やすい。
【００２９】
織物を例にとると織物密度としては、光の屈折、輝度および織物物性などから縦、横密度（スケア）に１００本以下、つまり１インチあたりの縦と横の合計本数は１００本以下が良い。最も好ましくは、４０本〜６０本であって、特に上記した効果を得るためには、縦、横同密度（スケア）であることが、輝度のバランスをとる上で望ましい。
【００３０】
また、織物組織的には通常はスケアの平織りが適切ではあるが、屋外などの環境の厳しい場所、特に風圧対策には、１／２、１／３の綾織物を用いると、モノフィラメント織物の自由度が増し、風圧による無機ＥＬ発光板のよれに対して追従性が良くなり、より一層の効果がある。さらに、２重織り、３重織りなどの特殊綾織物も強度補強性で有効である。
【００３１】
表１は、モノフィラメントの線径（繊維径）と織物密度との関係を表わし、各線径毎の適正密度の最大値、最小値、及び、最適値を示している。表１の結果から、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍのモノフィラメントの線径で、４０本〜６０本の織物密度が望ましいことがわかる。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表２は、熱処理条件による促進収縮テストの結果を示している。テスト条件は、８５℃，１００時間であり、未加工のもの、１５０℃で３０秒の熱処理を施したもの、１７０℃で３０秒の熱処理を施したもの、２００℃で３０秒の熱処理を施したものについての収縮率及び輝度の測定結果を表わす。表２の結果から、１７０℃前後の温度で３０秒の熱処理が最も好ましいことがわかる。
【００３４】
【表２】

【００３５】
（比較例）
実施例との比較のために、実施例における基層３に代えてアクリル樹脂板を使用した表示装置、及び、白色発光する無垢の無機ＥＬ表示体について、昼間にＥＬ発光なしの状態で、表示面に対する各測定角度毎の輝度を測定し、その結果を図４に示す。また、夜間にＥＬ発光ありの状態で、表示面に対する各測定角度毎の輝度を測定し、その結果を図５に示す。
【００３６】
尚、図４及び図５において、実線及び○印は実施例、１点鎖線及び×印はアクリル樹脂板を使用した第１の比較例、破線及び□印は無垢の無機ＥＬ表示体の第２の比較例の測定結果をそれぞれ表わす。また、図４及び図５中の横軸は測定角度であり、例えば測定角度９０゜とは、表示面の正面つまり表示面に直交する方向を表わす。
【００３７】
図４から明らかなように、昼間にＥＬ発光がない場合、実施例の輝度は、測定した角度範囲（４５゜〜１３５゜）の全てにわたって第１、第２の比較例のどちらよりも高くなっている。尚、この角度範囲は立体的範囲に拡張しても同じことが言える。
【００３８】
一方、図５から明らかなように、実施例の輝度そのものは、発光するＥＬ表示体（第２の比較例）には劣る。これは、ホワイトシート７による透過度の低下によるものと思われる。図５より、実施例では、測定角度９０゜に対して±３０゜の範囲ではアクリル樹脂板を使用した第１の比較例よりも輝度が高くなっている。勿論、±３０゜の範囲は立体的範囲に拡張しても同様の結果となる。
【００３９】
また、第１の比較例と比較すると、実施例の場合、上記したように図３に示す基層３のモノフィラメントのレンズ効果によって、測定角度９０゜に対して±３０゜の範囲に無機ＥＬ表示体１の発する光が屈折され、特にこの範囲内に集光された状態となって輝度が高くなっていることを示している。
【００４０】
従って、実施例における表示装置では、昼間にＥＬを発光させない場合、夜間にＥＬを発光させた場合のいずれにおいても、表示面に対して直交する正面方向からの輝度が高くなり、例えば道路交通標識のように正面からの視認性が特に要求される標示物に適用した場合にその効果が顕著であり、昼間には、太陽光や蛍光灯といった環境光を反射して正面からの良好な視認性を確保することができる。
【００４１】
一方、夜間には、ＥＬ表示体１の発する光がモノフィラメントのレンズ効果により正面方向に集光され、その結果、正面からの視認性が良好になり、印刷面１１に印刷されたデザインによる表示内容を明確に視認することができる。
【００４２】
また、表２より、例えばモノフィラメント織物の製織後に、１７０℃前後の温度で３０秒の熱処理を施すことにより、良好な形態安定性を保持することが可能になり、アクリル板やその他の樹脂板の欠点である伸縮やそれに伴う割れを防止することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００４４】
例えば、基層３のモノフィラメントは、上記した織物に限られるものではなく、織物、編み物、配列物から適宜選択すればよい。また、モノフィラメントの透明度は、使用目的に応じた光透過率が得られる程度に設定すればよい。
【００４５】
さらに、上記した無機ＥＬ表示体１に代えて、有機ＥＬ表示体を面発光表示体として使用してもよいのは勿論であり、この場合にも上記と同等の効果を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、表示面に対して９０゜の方向（正面方向）を中心とする所定の範囲における透過光強度及び反射光強度を向上して、その範囲での視認性の良好な透過及び反射兼用の面発光表示体用積層シートを得ることができる。
【００４７】
また、昼間には環境光の反射により、表示面に対して９０゜の方向（正面方向）を中心とする少なくとも±４５゜の範囲全てにわたって輝度が高く、一方夜間には面発光表示体の発する光の透過により、表示面に対して９０゜の方向（正面方向）を中心とするほぼ±３０゜程度の範囲の輝度が高く、これらの範囲での視認性が極めて良好になり、特に道路交通標識のように正面からの視認性が要求される標示物に適用した場合に顕著な効果を得ることができる。
【００４８】
さらに、モノフィラメントに、１５０℃〜２００℃の温度で約３０秒の熱処理を施すことにより、良好な形態安定性を保持することができ、アクリル板やその他の樹脂板の欠点である伸縮やそれに伴う割れを防止でき、耐候性に優れた基層を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における各層を分離した状態を表わす図である。
【図３】本発明におけるモノフィラメントのレンズ効果を説明する図である。
【図４】本発明の実施例及び比較例のある条件下での測定結果を示す図である。
【図５】本発明の実施例及び比較例の他の条件下での測定結果を示す図である。
【符号の説明】
１ 無機ＥＬ表示体（面発光表示体）
３ 基層
５ 表示層
７ ホワイトシート
１１ 印刷層
１３ ＰＥＴフイルム

Claims (14)

1. 面発光表示体が裏面側に積層される基層と、前記基層の表面側に積層される表示層とを備えて成る面発光表示装置用積層シートにおいて、
   前記基層が、モノフィラメントからなることを特徴とする面発光表示体用積層シート。
2. 前記モノフィラメントが、透明であることを特徴とする請求項１に記載の面発光表示体用積層シート。
3. 前記モノフィラメントが、織物、編み物、配列物から選択されるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光表示体用積層シート。
4. 前記モノフィラメントが、ポリエステルであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
5. 前記モノフィラメントであるポリエステルが、ブライトタイプであることを特徴とする請求項４に記載の面発光表示体用積層シート。
6. 前記モノフィラメントであるポリエステルが、蛍光染料を付与されていることを特徴とする請求項４または５に記載の面発光表示体用積層シート。
7. 前記基層の裏面側にホワイトシートが形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
8. 前記ホワイトシートが、１〜８重量％の酸化チタンを練り込んでなることを特徴とする請求項７に記載の面発光表示体用積層シート。
9. 前記表示層が、単色または複数色に所定パターンで着色された透明ポリエチレンテレフタレートシートからなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
10. 前記表示層が、単色または複数色に所定パターンで着色された透明ポリカーボネートシートからなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
11. 前記表示層の表面側が、光触媒処理されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
12. 前記モノフィラメントが、１５０℃〜２００℃の温度で約３０秒の熱処理を施したものであることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
13. 前記面発光表示体が、シート状の無機エレクトロルミネッセンス素子からなることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の面発光表示体用積層シート。
14. 前記面発光表示体である無機エレクトロルミネッセンス素子が、白色発光するものであり、
    前記基層及び前記表示層が、前記無機エレクトロルミネッセンス素子の作動時にはこれが発する光を透過し、前記無機エレクトロルミネッセンス素子の非作動時には外部光源の光を反射する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の面発光表示体用積層シート。

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