JP2012142232A - Ｅｌ素子用積層表面保護シート及びそれを用いたｅｌ素子、照明装置、ならびにディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】汚れや傷が付くことを防止すると共に泡等の異物の噛みこみを抑えて、光の取り出し効率を向上できる。
【解決手段】ＥＬ素子１は、透光性基板２と、その裏面側の陽極４及び陰極５に挟まれた発光層６と、透光性基板２の表面側に設けたＥＬ素子用積層表面保護シート１２とを積層した。保護シート１２として透光性基板の表面側にライナー１０と保護フィルム１３を積層した。ライナー１０はリブ１４によって形成した格子状で略平坦な頂部１７と、頂部１７の間に傾斜した側面を有する凹部１８を設けた。平面視におけるライナー１０の面積に対する頂部１７の面積率ｓが１０％〜４０％で、頂部のピッチをＰとして、頂部の幅Ｗｔは（１）式を満たすと共に、凹部の幅Ｗｏは（２）式を満たす。Ｗｔ＝Ｐ（１−√（１−ｓ）≦１００μｍ…（１）。Ｗｏ＝Ｐ√（１−ｓ）≧３０μｍ…（２）。
【選択図】図１

Description

本発明はフラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用等の光源等に用いられるＥＬ素子（エレクトロ・ルミネッセンス素子）用の積層表面保護シート及びこれを備えたＥＬ素子、そして、このＥＬ素子を用いた液晶表示装置を含むディスプレイ装置に関する。

一般に、有機ＥＬ素子は、透光性基板の一方の面に陽極と陰極で挟まれた蛍光有機化合物を含む発光層を接合した構造を有する。そして、陽極と陰極との間に直流電圧を印加し、発光層に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子を生成し、この励起子が失活する際の光の放出を利用して発光に至る。
従来、このようなＥＬ素子において、発光層から射出された光線が透光性基板から射出される際に一部の光が透光性基板上で全反射し、透光性基板を透過すべき光線の一部が失われてロスになるという問題があった。
このときの光の外部取り出し効率は、一般的に発光層から射出される光量の２０％程度と言われている。そのため、外部に取り出す光量を増やすためには投入電力を増大させなければならなかったが、投入電力の増大に伴ってＥＬ素子に及ぼす負荷が増大し、ＥＬ素子自体の信頼性を低下させるという問題があった。

これに対し、光の外部取り出し効率を向上させる目的で、ＥＬ素子の光射出側の最表面に微細な凹凸を形成することで、透光性基板で全反射することによってロスとなる光量を外部に取り出すようにした発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、透光性基板の光射出側の一方の面に、複数のマイクロレンズエレメントを平面的に配列して成るマイクロレンズアレイを形成することが提案されている。

特開２００２−２６０８４５号公報

ところで、一般にＥＬ素子の最表面には光取り出しフィルムが配置されており、このフィルムは光を取り出す効果を向上させるだけでなく、ＥＬ素子の表面の汚れを防止する目的も果たす必要がある。しかし、光取り出しフィルムに防護処理等を施しても、完全に汚れを防止することができない。また、通常、光取り出しフィルムとして合成樹脂製のフィルムが用いられるため、物品の角などの鋭利なものが接触すると容易に傷がついてしまうという不具合があった。

本発明は、このような実情に鑑みて、汚れや傷がつきやすい環境でも表面に汚れや傷が付くことを防止すると共に泡等の異物の噛みこみを抑えて、光の取り出し効率を向上できるようにしたＥＬ素子用積層表面保護シート及びこれを用いたＥＬ素子、照明装置ならびにディスプレイ装置を提供することを目的とする。

本発明によるＥＬ素子用積層表面保護シートは、透光性基板と、透光性基板の一方の面に設けられていて陽極及び陰極に挟まれた発光層とを備えたＥＬ素子の、透光性基板の一方の面に対向する他方の面に設けられていて、ＥＬ素子の表面を保護するＥＬ素子用積層表面保護シートであって、ＥＬ素子用積層表面保護シートは、光の射出側の面に網目状のリブによって形成された略平坦な頂部が配列されていて頂部の間には傾斜した側面を有する凹部が設けられているライナーと、ライナーの頂部に貼り合わされる保護フィルムとを備え、平面視におけるライナーの面積に対する頂部の面積率ｓが１０％以上４０％以下の範囲であり、頂部のピッチをＰとして、頂部の幅Ｗｔは下記（１）式を満たすと共に、凹部の幅Ｗｏは下記（２）式を満たすことを特徴とする。

本発明によるＥＬ素子用積層表面保護シートによれば、ライナーの光射出側の面に設けた網目状のリブの頂部に保護フィルムを接着すると共に、頂部の面積率ｓを１０％〜４０％の範囲に設定すると共に、（１）式と（２）式により、頂部の幅Ｗｔと凹部の幅Ｗｏを設定したから、保護フィルムは頂部に沿って、頂部と保護フィルムとの間に皺が発生したり小泡の残存や泡の噛み込み等が生じたりすることなく、貼ることができる。そして、最表面の保護フィルムを使用環境に応じた経年劣化等により、必要に応じて張り替えるができる。そのため、表面に汚れや傷がつきやすい環境でも光取り出し効率の高い保護シートを使用できる。
また、ライナーは頂部の面積率が１０％〜４０％の範囲であるから、全光量が最大となる値に対して９０％程度の光量を取り出せて光取り出し効率を向上できる。一方、１０％より頂部の面積率が小さい場合には、側面での再帰的な反射により全光量が低下してしまい、４０％より頂部の面積率が大きい場合には、ガラスを導波していく光が多くなってしまい光の取り出し効率を向上できない。
しかも、ライナーは網目状の頂部と頂部間に形成されていて側部に傾斜面を有する凹部とで形成されているから、従来のＥＬ素子と比較して、単に泡などの異物の噛みこみを抑えるだけではなく、発光層から発光された射出光を凹部の側部を透過させて光の取り出し効率を向上させることができる。

また、凹部の側面は傾斜角が透光性基板を基準として３５°〜６５°の範囲に設定されていることが好ましい。
凹部の側面の傾斜角が３５°〜６５°の範囲に設定されているから、ライナーへ入射する光が上記傾斜角を有する側面を通って外部へ射出させることができて光の射出効率を向上できる。一方、傾斜角が３５度より小さい場合には、十分に斜めに伝播する光を外部に取り出すことができないため外部へ取り出せる全光量が少なく、また、傾斜角が６５度を超える場合には、側面から射出する光が隣接する凹部の側面に再度入射してしまい、光の外部取り出す量を増大させることができない。

また、網目形状の頂部は少なくとも凹部を仕切る一部の頂部と他の頂部との間に高低差を有していることが好ましい。
凹部の周囲に形成した網目状の頂部の一部に高低差を設けることで、その段差により凹部部分が個々に孤立することなく比較的低い頂部によって隣の凹部と連通しているため、泡の原因となる空気が一の凹部から比較的低い頂部を通して隣接する他の凹部に流動していき、保護フィルムが泡を噛んで浮くことを防止できる。

また、ライナーにおける網目状のリブを有する頂部と凹部はエンボス加工によって形成されていてもよい。
ライナーをエンボス加工によって作製することで、ライナーの凹凸部を簡単且つ容易に成形することができる。
なお、ライナーと保護フィルムは、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂によって製造することができる。
ライナーと保護フィルムを、上述したいずれかの樹脂で製造することで、分子量の高いものを用いることにより硬いライナーと保護フィルムが得られる。

本発明に係るＥＬ素子は、透光性基板と、透光性基板の一方の面に設けられていて陽極及び陰極に挟まれた発光層と、透光性基板の一方の面に対向する他方の面に接着された上述したいずれかのＥＬ素子用積層表面保護シートとを備えたことを特徴とする。
本発明によるＥＬ素子用積層表面保護シートを備えたＥＬ素子によれば、ライナーの光射出側の面に設けた網目状のリブの頂部に保護フィルムを接着することによって、頂部の面積率ｓを１０％〜４０％の範囲に設定すると共に、（１）式と（２）式により、頂部の幅Ｗｔと凹部の幅Ｗｏを設定したから、保護フィルムをライナーの頂部に沿って貼着する際、頂部と保護フィルムとの間に皺が発生したり小泡の残存や泡の噛み込み等が生じたりすることなく、貼ることができる。そして、最表面の保護フィルムを使用環境に応じた経年劣化等により、必要に応じて張り替えるができる。そのため、表面に汚れや傷がつきやすい環境でも汚れや傷を抑えて、光取り出し効率の高い保護シートを得られる。また、ライナーは頂部の面積が１０％〜４０％の範囲であるから、全光量の最大値に対して９０％程度の光量が取り出せて光取り出し効率を向上できる。
しかも、ライナーは網目状の頂部と頂部間に形成されていて側部に傾斜面を有する凹部とで形成されているから、従来のＥＬ素子と比較して、単に泡などの異物の噛みこみを抑えるだけではなく、発光層から発光された射出光を凹部の側面を透過させて光の取り出し効率を向上させることができる。

本発明に係る照明装置は、上述したＥＬ素子を光源として用いることを特徴とする。
本発明によれば、ＥＬ素子にライナーと保護フィルムを積層させて接着することで、泡などの異物の噛みこみを抑えると共に、発光層から発光された射出光をライナーの凹部または頂部の側面を透過させて光の取り出し効率を向上させることができる。
また、本発明によるディスプレイ装置は、上述した光取り出し効率を向上させることで、 バックライトによる照明効率を向上させることができる。

本発明によるＥＬ素子用積層表面保護シート及びこれを備えたＥＬ素子によれば、ＥＬ素子の透光性基板の光射出側表面に接着し積層したライナー及び保護フィルムを備えたから、ライナーによって保護フィルムを皺の発生や泡等の噛み込み等が生じたりすることなく貼着することができて、最表面の保護フィルムを容易にライナーに貼り替えることができると共に表面に汚れや傷がつき易い環境でも汚れや傷付きを抑制して、光取り出し効率の高い保護シートを用いることができる。
また、ライナーは網目状の頂部と傾斜した側面を有する凹部とで形成されているから、従来のＥＬ素子と比較して、単に泡などの異物の噛みこみを抑えるだけではなく、発光層から発光された射出光をライナーの側面を透過させて光の取り出し効率を向上させることができる。
また、ライナーは頂部の面積率が１０％〜４０％の範囲であるから、保護フィルムの接着が良好である上に、全光量が最大となる値に対して９０％程度の光量が取り出せて、この点からも光取り出し効率を向上できる。
また、本発明によるＥＬ素子を光源として用いた照明装置やディスプレイ装置は、高い照明効率が得られる。

本発明の実施形態によるＥＬ素子の構成を示す説明図である。 本実施形態によるＥＬ素子用積層表面保護シートのライナーの構成を示す図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は同図（ａ）の部分拡大断面図である。 本実施形態によるＥＬ素子用積層表面保護シートにおけるライナーの頂部と凹部との配列パターンを示す平面図である。 図３に示すライナーの頂部に保護フィルムを貼り合わせる工程を示す平面図である。 本実施形態におけるライナーの頂部と側面に関し、５°間隔で設定したライナーの側面の複数の傾斜角度に関し、ライナーの頂部面積率ｓとＥＬ素子から射出される相対的な全光量との関係を示す図である。 本実施形態におけるライナーの変形例による構造を示す要部縦断面図である。

以下に、本発明の実施形態による有機ＥＬ素子及びこれを用いた照明装置及び液晶表示装置等のディスプレイ装置について図面を参照しながら説明する。
図１に示す本実施形態による有機ＥＬ素子（以下、ＥＬ素子という）１は、第１の透光性基板２と第２の透光性基板３を備え、これら第１及び第２の透光性基板２，３の間に、陽極４と陰極５の間に発光層６を挟んだ発光構造体７を配設している。これらをＥＬ素子本体８とする。
発光構造体７において、発光層６の一方の面に透明電極として陽極４が配設され、陽極４とは反対側の他方の面に陰極５が配設されている。発光構造体７として、従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
また、ＥＬ素子本体８の光出射側には、第１の透光性基板２の光出射側に光を拡散可能な粘着層９を介してシート状のライナー１０が積層されている。

ここで、発光層６は白色発光層とすることもあり、或いは青色、赤色、黄色、緑色などの各種発光層とすることもある。発光層６を白色発光層とする場合、この発光層６の構成は、例えばＩＴＯ／ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）／α−ＮＰＤにルブレン１％ドープ／ジナクチルアントラセンにペリレン１％ドープ／Ａｌｑ３／フッ化リチウム／陰極としてＡｌ、という構成とすればよい。
ただし、発光層６はこの構成に限定されるものではなく、発光層６から射出する光Ｂ０の波長をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることができる適宜材料を用いた任意の構成を採用することが可能である。また、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した３種類の発光材料の塗り分けとすることや、白色光にカラーフィルターを重ねることによりフルカラー表示が可能となる。この発光層６から光Ｂ０が第１の透光性基板２の方向に射出される。

第１の透光性基板２は陽極４が発光層６に臨む面と反対側の面に形成され、第２の透光性基板３は陰極５が発光層６に臨む面と反対側の面に形成されている。
第１の透光性基板２、第２の透光性基板３の材料としては、種々のガラス材料を用いることができる他に、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリスチレン等のプラスチック材料を用いることができる。また、プラスチック材料では、シクロオレフィン系のポリマーが特に好ましい。このポリマーは、加工性、耐熱性、耐水性、光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れているためである。
また、第１透光性基板３は、発光層６から発光する光Ｂ０をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率が５０％以上の材料、例えばガラスで形成することが好ましい。

第１の透過性基板２が陽極４に臨む面と反対側の面には、ＥＬ素子用積層表面保護シート１２が用いられる。ＥＬ素子用積層表面保護シート１２として、第１の透過性基板２の光出射側に配設されたシート状のライナー１０とライナー１０の表面に被着される保護フィルム１３とが積層して設けられている。
近年、ＥＬ素子１は照明用途等にも使用されてきている。ＥＬ素子１を照明用途に使用する場合、デバイスであるＥＬ素子１の最表面がむき出しになってしまうことがあるため、その表面を保護する必要がある。その際、ガラスのような硬度の高い材料を用いれば傷は付きにくいが、ガラスは衝撃に弱く割れやすいため安全上問題がある。そのため、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の合成樹脂材料が用いられる。
しかし、このような合成樹脂材料は表面が容易に傷ついてしまい、ＥＬ素子１のような長寿命な素子の表面の保護フィルム１３として用いると、その素子寿命の間に表面に傷が多く発生してしまう。

そのため、表面の保護フィルム１３が傷ついたら貼り替えることが考えられる。しかし、その貼り換えの際に、第１の透過性基板２と保護フィルム１３との間に皺や泡の噛みこみ等が発生してしまうことがあり、かえって外観の不良を招いてしまうことがある。そのため、本実施形態では、網目状のリブ（凸部）１４を略等間隔に配列させたライナー１０に対して保護フィルム１３を貼り換えることにより、ライナー１０と保護フィルム１３との間に泡が閉じ込められるのを防止でき、保護フィルム１３の浮きも抑制できる。
さらに、保護フィルム１３をライナー１０に貼り合せる際に皺が発生し易いが、網目状のリブ１４を配列させたライナー１０を介して保護フィルム１３を貼り合わせることにより、その凹溝に沿って皺が伸ばされながら貼り合せられるため皺の発生が抑制される。そのため、例えば、簡易なスキージにより貼ることができるため、ＥＬ素子１の使用環境において貼替用の保護フィルム１３の貼り合せが可能である。

次にライナー１０について図２乃至図５により説明する。
図２及び図３に示すライナー１０は、略平板シート状の基材１５に凹凸形状の凹凸部１６が一体に形成されている。図２（ａ）及び図３に示す凹凸部１６は、平面視網目状、図では例えば略格子状に形成されたリブ１４即ち凸部の頂面に頂部１７が縦方向と横方向に所定間隔で複数配列されている。
頂部１７は例えば縦方向のリブ１４の頂部１７ａと横方向のリブ１４の頂部１７ｂとで格子状に形成され、縦方向の頂部１７ａが横方向の頂部１７ｂより高さが高く設定されて（或いは横方向のリブ１４の頂部１７ｂの高さを縦方向のリブ１４の頂部１７ａより僅かに高く設定してもよいし、同じ高さでもよい。）それぞれリブ１４を構成している。また、隣接する縦横方向の頂部１７ａ、１７ｂで仕切られた平面視四角形、例えば正方形または長方形の領域には略四角錐形状の凹部１８が互いに分離して構成されている。

ここで、頂部１７の縦横方向の各頂部１７ａ、１７ｂはそれぞれ平坦面でもよい。或いは図２（ｂ）に示すように、リブ１４の長手方向に直交する断面視で、各頂部１７（１７ａ、１７ｂ）の中央の頂部稜線２０ａから頂部１７を仕切る土手をなす境界線１９に向けて極く小さな傾斜角αを以て傾斜する２面の斜面２０ｂ、２０ｂで構成された断面略山形形状でもよい。
このライナー１０の頂部１７に保護フィルム１３を貼り合わせる場合には、図４に示すように縦方向と横方向の２方向の頂部１７ａ、１７ｂにおいて、その高い方向の頂部１７ａに貼り合わせれば、泡となる空気が低い方の頂部１７ｂを通して隣の凹部１８へ逃げるから泡を抱き込みづらくなり望ましい。

また、図２及び図３に示すように、例えば略逆四角錐をなす凹部１８は頂部１７ａ、１７ｂの四角形をなす各境界線１９から底部に向けて断面略Ｖ字状に傾斜する二対の側面１８ａによって形成されている。側面１８ａの傾斜角θは３５°以上６５°以下であることが好ましい（図２（ｂ）参照）。傾斜角θが３５度より小さい場合には斜めに伝播する光を十分に外部に取り出すことができず反射させてしまうため、外部へ取り出せる全光量が少なく好ましくない。また、傾斜角θが６５度より大きい場合には隣接する頂部１７を有するリブ１４の側面１８ａに光が再度入射してしまい、この場合も光を外部に取り出す量が減少するため好ましくない。

ここで、ライナー１０の頂部１７に保護フィルム１３を貼り合わせる際に、頂部１７と保護フィルム１３との間に小泡が残存したり泡噛みを生じたりすることがあり、これによって保護フィルム１３がライナー１０から部分的に浮き上がる問題が生じることがある。尚、小泡とは頂部１７にごく小さな異物等を噛んだ際にできる泡（ウキ）であり、泡噛みは何もなくてもできてしまう比較的大きな泡をいう。
これら小泡や泡噛みによって、発光層６から射出する光が保護フィルム１３で反射したり拡散したりし易くなって保護フィルム１３から射出する光の光量が低減するおそれがある。更に、保護フィルム１３がライナー１０から剥がれ易くなって寿命が短くなる上に、外観上の見栄えが悪いという不具合が発生することがある。
そのため、本発明者らは、ライナー１０に保護フィルム１３を被着させて、ライナー１０の平面視における全面に対する頂部１７の面積率ｓや頂部１７のピッチＰ（ここでは、縦方向の頂部１７ａ、１７ａ間または横方向の頂部１７ｂ、１７ｂ間の間隔をいう）を変化させた場合における、保護フィルム１３と頂部１７との間に残存する小泡、泡噛み、保護フィルム１３の浮き等との関係について試験を行った。試験の結果は下記の表１と表２によって得られた。

表１と表２に示す試験結果から、ライナー１０の頂部１７に保護フィルム１３を貼り合わせるときに頂部１７と保護フィルム１３との間に残存し易い泡を十分に逃がすためには、網目形状をなす頂部１７間（凹部１８）の隙間Ｗｏの大きさが重要であることを本発明者らは見出した。
即ち、ライナー１０において、頂部１７のピッチをＰとし、頂部１７の面積率をｓとすると、好ましい凹部１８の幅Ｗｏの大きさは次式（３）で与えられる大きさが必要であることがわかった。

表１と表２に示す試験結果から、頂部１７のピッチＰは２５μｍ以下であるとライナー１０の頂部１７と保護フィルム１３との間に泡噛みを生じるので、３０μｍ以上であることが好ましいことがわかった。これを下記（２）式で示す。

ライナー１０は、従来の光取り出しフィルムのように頂部が鋭角では、保護フィルム１３を貼り合わせる面積が小さくなってしまうため好ましくなく、頂部１７に平坦部を有することにより保護フィルム１３と貼り合わせることができることを確認できた。
また、表１及び表２から、ライナー１０の頂部１７の面積率ｓは、シート状のライナー１０の平面視による射出面の全体面積に対して１０％以上であることが好ましい。面積率ｓが１０％より小さいと頂部１７全面に保護フィルム１３を貼り合せることができず、実使用時に剥がれてきてしまう不具合が生じる。

また、頂部１７の幅が広すぎて面積率ｓが増大しすぎると頂部１７に小さな泡が残ってしまう不具合が残る（表１、表２参照）。そのため、頂部１７の面積率ｓは４０％以下であることが好ましい。
この点は、様々実験した結果、頂部１７の幅Ｗｔに関連性が強いことを見出した。即ち、頂部１７のピッチをＰとし、頂部１７の面積率をｓとすると、次式（１）で示されることがわかる。

（１）式から、頂部１７の幅Ｗｔに対応する値が１００μｍ以下であれば、泡の噛みこみは抑制できることができる。

図２に示すライナー１０の凹凸部１６において、頂部１７と凹部１８の側部１８ａとの境界である境界線１９はその両側で曲率が異なる変曲点になっている。通常は、図２に示すように、明確な変曲点として境界線１９が稜線として形成されるが、その変曲点が凸Ｒ状の曲面として、連続的に変化する形状であってもよく、この場合には、その変化している凸曲領域の中間地点を境界線１９とすることができる。
また、頂部１７は上述したように完全な平面である必要はなく、緩やかな曲面であってもよい。図２（ｂ）において、頂点稜線２０ａから変曲点（境界線１９）までの高さ（高低差）をｈとして、この高さｈが格子状の頂部１７の間隔Ｐの１０％以内であることが望ましい。頂部１７が平坦な場合には、頂点稜線２０ａから境界線１９までの高さｈ＝０％となる。頂点稜線２０ａから境界線１９（変曲点）までの高さｈが、網目状の頂部１７のピッチＰの１０％より大きいと、うまく保護フィルム１３を貼り合せられずに浮きが発生してしまう。

また、頂部１７のピッチＰが１ｍｍより大きいとライナー１０との十分な接着力を得られるようにするために頂部１７の幅を広くする必要があるため、泡が頂部１７に入り込んで小さな泡が逃げ切れず、泡の噛みこみが発生してしまう。そのため、頂部１７のピッチＰは１ｍｍ以下であることが望ましい。

尚、ライナー１０の各頂部１７ａ、１７ｂは、縦方向と横方向の２方向の部分において高さに差（高低差）があることが望ましい。高低差がピッチＰの１〜１０％の範囲内であれば各凹部１８が個別に孤立することなく隣の凹部１８と比較的低い頂部１７を介して繋がっていくため、泡の原因となる空気が凹部１８から逃げていく。
その高低差は、頂部１７のピッチＰの１％以上１０％以下であることが望ましい。高低差がピッチＰの１％より小さいと空気が頂部１７から逃げていかないため泡による浮きが発生してしまう欠点がある。高低差がピッチＰの１０％より大きいと十分な光学性能が得られないために光取り出し効率が低下してしまう。

一般に、ＥＬ素子１の透光性基板２等のような光射出方向の最表面にプリズムシートを被着させることによって、ＥＬ素子１の内部に全反射により閉じ込められてしまう光を外部へ取り出す方法が知られている。しかしながら、このようなプリズムシートを用いると、射出光は再帰的な反射によって最表面で再反射されてＥＬ素子１内に向かってしまうことになる。
しかしながら、本実施形態によるＥＬ素子１によれば、ライナー１０の頂部１７に略平坦部を設けることにより、その再帰的な反射光を減少させることができて光の取り出し量を増やすことができる。そのためには、ライナー１０の凹部１８の側面１８ａは、４５度以上の傾斜角θを有することが好ましい。

図５に、ライナー１０の凹部１８の側面１８ａの傾斜角度θを５°間隔で変えた際における頂部面積率ｓを変化させた場合の全光量の相対値の変化を測定した結果を示す。
図５に示す結果から、平面視のライナー１０における頂部１７の面積率ｓが１０％〜４０％の範囲であれば、各側面１８ａの角度θに関して、それぞれ全光量の最大値に対して９０％程度またはそれ以上の全光量を外部に取り出せるため好ましい。しかし、頂部１７の面積率ｓが１０％より小さい場合には、側面１８ａでの再帰的な反射が生じて全光量が低下してしまう。他方、頂部１７の面積率ｓが４０％より大きい場合には、ガラスを導波していく光が多くなってしまい、うまく光を取り出せないために全光量は低下してしまう。
また、凹部１８の側面１８ａの傾斜角度θに関し、θが３５°に満たない場合には、θ＝３５°〜６５°の場合と比較して頂部面積率ｓの大きさに関わらず全光量が著しく低下するため好ましくない。また、傾斜角度θが６５°を超える場合にも、θ＝３５°〜６５°の場合と比較して頂部面積率ｓの大きさに関わらず、凹部１８の一方の側面１８ａを射出する光が他方の凹部１８ａに再入射するため、取り出せる全光量が著しく低下してしまい好ましくない。

次に粘着層９について説明する。
上述した構成を備えたライナー１０をＥＬ素子１の第１の透光性基板２に貼り合わせるための粘着層９を構成する粘着剤として、例えばアクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の粘・接着剤が挙げられる。いずれの場合でも高温になるＥＬ照明で使用されるため、温度８０℃でも実用上十分な粘着力である５Ｎ／ｉｎｃｈ以上であることが望ましい。これより値が低いと、使用中にライナー１０の端部から浮きが発生してしまう。
また、接着層９の中に透明な微粒子、例えばビーズ等を混ぜても良い。また、粘・接着剤は両面テープ状のものでも良いし、単層のテープ状でもよい。この粘着層９には、（メタ） アクリレート、メラミン、ポリスチレン、シリコーン、ポリオレフィン、ＥＴＦＥ等の樹脂を単体または共重合させた粒子、アルミナ、シリカ等の無機粒子を用いることができる。これらの粒子は中空のものでも良い。また、これらの粒子はその表面を樹脂コーティングやドライコーティングすることで分散性を向上させることもできる。
なお、ライナー１０の材質として、ＰＥＴ、ＰＣ、ＥＴＦＥ等を使うことができる。

上述した実施形態によるＥＬ素子１を照明装置として用いられる場合には、保護フィルム１３を貼り替えながら長期間使用することが可能であるが、ＥＬ素子本体８の最表面に配置して一定期間以上傷の発生を抑制する必要から、耐擦傷性等の機能を有する必要がある。
また、保護フィルム１３の表面強化性能については、壁紙工業会制定「表面強化壁紙性能表示規定」に準拠した引っ掻き試験によって規定することができる。この場合、引っ掻き試験により耐傷つき性能を目視により判定し、４級「表面に少し変化あり」か、５級「変化なし」の結果が得られることが好ましい。
そのため、ライナー１０は硬い樹脂が良い。ポリ（メタ）アクリル系樹脂、アクリロニトリル−（ポリ）スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）等のアクリル系樹脂やポリスチレン系樹脂を用いることが好ましい。
また、ポリカーボーネート樹脂を用いる場合には、分子量の高いものを用いることにより硬いライナー１０が得られる。このときの分子量としては２万以上のものが好ましい。

また、ライナー１０として、ポリスチレンと共重合体を形成することにより、押し出し成型等により表面強化性能の高い光学シートを得ることができる。このようなライナー１０は、図２に示すような構成となる。
ライナー１０は、樹脂フィルムをエンボス加工することにより作製することができる。通常、凹凸形状の頂部１７には樹脂が入らず成型性が低下するが、本実施形態によれば、ライナー１０の頂部１７に平坦部を有していれば、このときの成型性を向上させることができる。そのため、頂部１７の平坦部の面積はライナー１０の面積の１０％以上であることが好ましい。１０％より小さい場合には、樹脂が金型に充填されず金型通りの形状を形成することができない。

このときのエンボス加工の圧力条件は通常、線圧５〜５００ｋｇ／ｃｍであり、好ましくは５〜３００ｋｇ／ｃｍ、より好ましくは１０〜１５０ｋｇ／ｃｍである。線圧が５ｋｇ／ｃｍより小さい場合には賦形率が７０％未満であり、凹凸部１６の凹凸形状を十分に賦形できない。
通常、線圧が１０ｋｇ／ｃｍより大きい場合には８５％以上の賦形率が得られるため、より好ましい。５００ｋｇ／ｃｍの線圧では、機械への負荷が大きすぎて実用的でない。また、３００ｋｇ／ｃｍ以下であれば、フィルム幅が１ｍを超えても機械への負荷が大きすぎない。１５０ｋｇ／ｃｍであれば賦形率は９９％〜１００％得られ、それ以上賦形率を上げることができない。

また、ライナー１０の材料である紫外線樹脂シートを、ラインスピードが１ｍ／ｍｉｎ〜３０ｍ／ｍｉｎの範囲のスピードで型に押し付けながらライナー１０を形成することもできる。成形スピードは、１ｍ／ｍｉｎより低速では、型に押し付ける前に空気中の酸素や水分とアクリル樹脂が反応してしまい、うまく成型できなくなってしまう。ラインスピードが３０ｍ／ｍｉｎより高速の場合には、気泡の噛み込みが発生してしまう。さらに、５００ｍJ／ｍ^２から〜３０００ｍJ／ｍ^２の紫外線を照射して硬化させることによってライナー１０を得ることができる。
このとき、ライナー１０の基材１５として脆性の低い樹脂を用いることが望ましい。材料としては、（a―）ＰＥＴ、またはポリカーボネート、（ポリ）ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、（ポリ）エチレン樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル（ポリ）スチレン樹脂、ABS樹脂等が挙げられる。
このようなアクリル樹脂としては、単官能のアクリル樹脂と多官能のアクリル樹脂を適時混合することによって、表面の表面強化性能と光取り出しの効果を両立することができる。このようなライナー１０の層構成は図６に示すようになる。

図６に示すようなライナー１０を作製する方法について説明する。
ライナー１０の加工時の傷つきを防止するため、ライナー１０に保護フィルム１３を貼り合わせるのが良い。このとき、ロール直径が１００ｍｍ〜３５０ｍｍのロールで保護フィルム１３を搬送しながらライナー１０の頂部１７に貼り合わせるのが好ましい。ロール直径が１００ｍｍより小さいと保護フィルム１３にカールが生じ易く作業性が著しく低下する。またロール直径が３５０ｍｍより大きいと貼り合わせの圧力がうまくかからず、加工途中で保護フィルム１３が剥がれてしまう。
なお、このときのゴム硬度は４０〜７０が好ましい。ゴム硬度が４０より小さいとシワが発生し易く、７０より大きいと異物による傷付が発生し易い。さらに、貼合を容易にするため、ロールを加熱しても良い。このときの温度は１５℃〜３５℃の範囲が良い。１５℃より低い場合には加熱の効果が無く、３５℃より高い場合には貼着後に保護フィルム１３を剥離する際に粘着剤がライナー１０の頂部１７に残ってしまう欠点がある。

さらに、粘着層９を二条のセパレーターで挟持して積層してなる粘着材の一方の面のセパレーターを剥がして、ライナー１０に貼り合わせる。このとき、ロール直径が１５０ｍｍ〜４５０ｍｍであることが好ましい。１５０ｍｍより小さいと貼合時に保護フィルム１３に浮きが生じてしまう。４５０ｍｍより大きいと貼り合わせ時に泡がうまく抜けない。
なお、このときの保護フィルム１３のゴム硬度は４０〜７０が好ましい。ゴム硬度が４０より小さいとシワが発生し易く、７０より大きいと異物による傷付が発生し易い。さらに、貼り合わせを容易にするためにロールを加熱しても良い。このときのロール加熱温度は１５℃〜３５℃が良い。１５℃より低い場合は加熱の効果が無く、４５℃より高いと粘・接着剤が熱で軟化してフィルム端部よりはみ出したり、熱膨張等により小さなシワを生じたりしてしまう。

さらに、ＥＬ素子１の透光性基板２へ保護フィルム１３を貼り合わせする際に透光性基板２へ加える荷重をできるだけ小さくし且つ圧力を適切に加えて、泡が噛んでしまうことを防ぐ必要がある。そのためには、保護フィルム１３のロール直径２０ｍｍ〜１５０ｍｍのロールが適している。１５０ｍｍより太いロールでは荷重でＥＬ素子１が撓んでしまい中央付近がうまく貼り合わせできない。ロール直径が２０ｍｍより小さいとロール自体の撓みによりロール中央付近に圧力がかからず、貼り合わせできない。
また、スキージのような形状のものを用いて保護フィルム１３上を滑らせるようにして貼り合わせることもできる。このときの保護フィルム１３のゴム硬度は３０〜７０が好ましい。ゴム硬度が３０より小さいと保護フィルム１３がよれてしまいやすく、７０より大きいと異物による傷が発生し易い。さらに、貼り合わせを容易にするためにロールを加熱しても良い。このときの加熱温度は１５℃〜５０℃が良い。加熱温度が１５℃より低い場合には加熱の効果が無く、５０℃より高い場合にはＥＬ素子１の発光材料を劣化させやすい。

ライナー１０は凹凸部１６を作製後にＥＬ素子１の透光性基板２と密着させるが、その際、人為的な貼り合わせミスが生じると、透光性基板２からライナー１０を剥がし、新規なライナー１０を貼り合わせることが必要になる。この工程をリワークと呼ぶ。リワークの際、ライナー１０を剥離するには接着層９が透光性基板２側に残らないように、つまりライナー１０側に接着層９が付着して剥がれることが好ましい。
よって、ライナー１０と接着層９の剥離強度をＢとし、透光性基板２と接着層９の剥離強度をＣとした場合、剥離強度の比は、Ｂ＞Ｃとなる必要がある。
また、ライナー１０上の保護フィルム１３は、汚れや傷付きが多くなった際に貼替えて使用できることが好ましい。ライナー１０から保護フィルム１３を剥離する際に、ライナー１０もＥＬ素子本体８から一緒に剥離してしまうと好ましくない。

ライナー１０をＥＬ素子本体８に密着させる場合、まず初めに接着保護フィルムを接着フィルムから剥離する工程が必要となる。その際、ライナー１０側の頂部１７に接着された保護フィルム１３をライナー１０から剥離する際には、保護フィルム１３だけが剥離され、ライナー１０はＥＬ素子本体８に密着されている必要がある。よってライナー１０の頂部１７と保護フィルム１３の剥離強度をＡとした場合、Ｃ＞Ａとなる必要がある。
また、保護フィルム１３とライナー１０と粘着層９とを一体に製造する際には、Ｃ＞Ａ
の状態であるため、保護フィルム１３側が外側となるようにロール状にして製造していく必要があり、保護フィルム１３側を内側にしてしまうと、接着時に剥離強度の一番弱い保護フィルム１３とライナー１０との間の接着層で剥離してしまうという問題がある。
そのため、ライナー１０の頂部１７と保護フィルム１３との剥離強度をＡ、ライナー１０の底面と接着層９との剥離強度をＢ、透光性基板２と接着層９との剥離強度をＣとして、互いの剥離強度はＢ＞Ｃ＞Ａの関係にある。

また、ＥＬ素子１は様々な環境で用いられるが、特に紫外線が多く当たるような屋外での使用等が考えられる。このような場合、紫外線がＥＬ素子１の内部へ照射されることにより劣化損傷が起こる。そのため、ライナー１０内または粘着層９中に紫外線吸収材を混入させておくことによって、外部からＥＬ素子本体８内部への紫外線の照射が抑制され、紫外線によるＥＬ素子本体８の劣化損傷を緩和することが可能となる。

（ライナー１０の作製方法）
次にライナー１０及び拡散粘着層９の作製方法の実施例１，２と比較例について説明する。
（実施例１）
透光性基材２を構成する光学用２軸延伸易接着ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）上に、ライナー１０の頂部１７と凹部１８が配列されたパターンの凹凸部１６を形成させるためのウレタンアクリレートを主成分としてメガファックＦ−４８２を３重量部添加した紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート樹脂（屈折率１．５１））を塗布する。
そして、直径１９０ｍｍのシリンダー８００ｍｍの切削面長で、切削ピッチ１００μｍで頂部１７の面積率ｓが２８％となる格子状の溝部を縦横方向に所定間隔で配列形成した金型を使用して、上記紫外線硬化型樹脂に格子状の頂部１７と略逆四角錐形状の凹部１８が配列された凹凸パターンを成形する。

そして、紫外線硬化型樹脂が塗布された透光性基材２を搬送しながらＵＶ光を透光性基材２側から露光することにより、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。硬化後、上記紫外線硬化型樹脂から金型を離型することにより、透光性基材２上にピッチＰが１００μｍの格子状のリブ１４を製作することでリブ１４の頂部１７で個々に仕切られた逆四角錐形状の凹部１８が形成された凹凸部１６を作製し、これをライナー１０とした。
このライナー１０は頂部１７の面積率ｓが２５％であった。このライナー１０に保護フィルム１３を張り合わせたところ、十分な粘着力が得られ、十分な貼り付け強度を有して使用することができた。また、保護フィルム１３の張り替えに際しても、ライナー１０の各頂部１７と保護フィルム１３との間に泡や異物を噛み込ますことなく貼り替えが行えた。

（実施例２）
ＡＳ樹脂を約２３０℃に加熱し、凸型の四角錐状形状が頂部１７に相当する格子状の所定間隔を開けて加工されたシリンダー金型に沿わせるようにフィルム状に射出し、加熱されたフィルムを加圧しながら冷却（シリンダー金型自体は８５℃）し、フィルムの網目状の頂部１７を有するリブ１４が成形され、格子状の頂部１７で仕切られた凹形状の逆四角錐の凹部１８が形成されたライナー１０を製作した。
これにより１４０μｍピッチＰで頂部１７の面積率が３３％の格子状のリブ１４を有すると共にリブ１４間に逆四角錐状の凹部１８を形成し、縦方向のリブ１４の高さが横方向のリブ１４の高さより２μｍ高く設定されたライナー１０を得た。このライナー１０の頂部１７に保護フィルム１３を貼り合わせたところ、十分な粘着力が得られて十分使用することができた。また使用環境でも泡や異物を噛みこまずに、貼り替えが行えた。

（比較例１）
透光性基材２を構成する光学用２軸延伸易接着ＰＥＴフィルム（膜厚１２５μｍ）上に、ライナー１０Ａの凹凸パターンを形成させるウレタンアクリレートを主成分とし、メガファックＦ−４８２を３重量部添加した紫外線硬化型樹脂（ウレタンアクリレート樹脂（屈折率１．５１））を塗布する。
そして、直径２８０ｍｍのシリンダー１３００ｍｍの切削面長で、切削ピッチ１００μｍで溝を形成した金型によって成形した、紫外線硬化型樹脂が塗布された透光性基材２を搬送しながらＵＶ光をＰＥＴフィルム側から露光することにより、紫外線硬化型樹脂を硬化させた。硬化後、ＰＥＴフィルム上の紫外線硬化型樹脂から金型を離型することにより、ピッチが１００μｍの逆四角錐状のレンズ群を作製し、ライナー１０Ａとした。
このライナー１０Ａには隙間なく逆四角錐の凹部１８Ａが形成され、凹部１８間のリブ１４に設けた頂部１７Ａの面積率ｓは０％であった。そして、ライナー１０Ａに保護フィルム１３を貼り合わせて保護シート１２Ａを形成した。しかし、ライナー１０Ａに対する保護フィルム１３の粘着力が十分でなく、使用に耐えなかった。

上述のように本実施形態による積層表面保護シート１２を備えたＥＬ素子１によれば、ライナー１０によって保護フィルム１３を皺の発生や泡等の噛み込み等が生じたりすることなく貼着することができて、最表面の保護フィルム１３を容易にライナー１０に貼り替えることができ、表面に汚れや傷がつき易い環境でも汚れや傷付きを抑制して、光取り出し効率が高い。
また、ライナー１０は網目状の頂部１７と傾斜した側面１８ａを有する凹部１８とで形成されているから、従来のＥＬ素子と比較して、単に泡などの異物の噛みこみを抑えるだけではなく、発光層６から発光された射出光をライナー１０の側面１８ａを透過させて光の取り出し効率を向上させることができる。

また、ライナー１０は頂部１７の面積率ｓが１０％〜４０％の範囲であるから、保護フィルム１３の接着が良好である上に、全光量が最大となる値に対して９０％程度またはそれ以上の光量が取り出せて、この点からも光取り出し効率を向上できる。
また、凹部１８の側面１８ａは傾斜角θが透光性基板２を基準として３５°〜６５°の範囲に設定されているから、ライナー１０へ入射する光が傾斜角θの側面１８ａを通って外部へ射出させることができて光の射出効率を向上できる。一方、傾斜角θが３５度より小さい場合には、十分に斜めに伝播する光を外部に取り出すことができないため外部へ取り出せる全光量が少なく、また、傾斜角θが６５度を超える場合には、側面１８ａから射出する光が隣接する凹部１８の側面１８ａに再度入射してしまい、光の外部取り出す量を増大させることができない。

また、網目形状、例えば格子状の頂部１７は少なくとも凹部１８を仕切る縦方向の頂部１７ａと横方向の頂部１７ｂとの間に高低差を有しているため、その段差により凹部１８が孤立することなく比較的低い頂部１７ｂによって隣の凹部１８と連通しているため、泡の原因となる空気が一の凹部１８から比較的低い頂部１７ｂを通して隣接する凹部１８に流動していき、保護フィルム１３が泡を噛んで浮くことを防止できる。

また、本実施形態によるＥＬ素子１を光源として用いた照明装置や液晶ディスプレイ装置等のディスプレイ装置は、従来のＥＬ素子を光源とするものよりも高い照明効率が得られる。

なお、上述の実施形態では、ライナー１０のリブ１４の頂面に設けた頂部１７として平面視格子状に形成し、縦横方向の頂部１７ａ、１７ｂ間に仕切られた領域に略逆四角錐形状の凹部１８を個別に形成したものについて説明したが、頂部１７の平面視形状として格子状に限定されることなく、平面視略三角形や六角形等の多角形や円形、楕円形等の凹部１８を形成した適宜形状の網目状であればよい。
この場合、（１）式における頂部１７の幅Ｗｔや（２）式における凹部１８の幅Ｗｏは最大値を設定することが好ましい。
また、凹部１８についても逆四角錐形状に限定されるものではなく、適宜の多角錐形状や円錐形状、そして多角形錐台や円錐台等、光を外部に射出することで光取りだし効率を向上できる側面１８ａを有するものであれば適宜形状のものを採用できる。

そして、ライナー１０は、少なくとも凹部１８を仕切る領域の一部の頂部１７と他の頂部１７との間にわずかな高さの差（高低差）を有しており、保護フィルム１３の張り付け時に比較的低い頂部１７を通して一の凹部１８から隣接する他の凹部１８に泡となる空気が流動可能になる。そのため、この点からも、保護フィルム１３とライナー１０の頂部１７との間に小泡を含んだり泡の噛み込みを生じたりすることを防止できる。
また、ライナー１０の製造方法として、エンボス加工に限定されるものではなく、金型成形や切削加工成形等による凹凸部１６の加工方法等、適宜の加工方法を採用できる。

本発明は、有機ＥＬ素子１の光射出側の透光性基板２の最表面に接着層９を介してライナー１０を接着させた。ライナー１０には面積率１０〜４０％の網目状をなす頂部１７を有するリブ１４が形成され、網目状のリブ１４の間に凹部１８が形成されている。ライナー１０の網目状の頂部１７に保護フィルム１３を貼り合わせることで、光取り出し効率を向上させることができ、ＥＬ素子１の表面に傷がつくことを防止できる。特に、本発明によるＥＬ素子１を光源として用いた照明装置やディスプレイ装置に用いることが好ましい。

１ ＥＬ素子
２、３ 透光性基板
４ 陽極
５ 陰極
６ 発光層
８ ＥＬ素子本体
１０ ライナー
１２ ＥＬ素子用積層表面保護シート
１３ 保護フィルム
１４ リブ
１６ 凹凸部
１７，１７ａ、１７ｂ 頂部
１８ 凹部
１８ａ 側面
２０ａ 頂点稜線
２０ｂ 斜面

Claims (8)

1. 透光性基板と、前記透光性基板の一方の面に設けられていて陽極及び陰極に挟まれた発光層とを備えたＥＬ素子の、前記透光性基板の前記一方の面に対向する他方の面に設けられていて、ＥＬ素子の表面を保護するＥＬ素子用積層表面保護シートであって、
   該ＥＬ素子用積層表面保護シートは、光の射出側の面に網目状のリブによって形成された略平坦な頂部が配列されていて前記頂部の間には傾斜した側面を有する凹部が設けられているライナーと、前記ライナーの頂部に貼り合わされる保護フィルムとを備え、
   平面視における前記ライナーの面積に対する前記頂部の面積率ｓが１０％以上４０％以下の範囲であり、前記頂部のピッチをＰとして、
   前記頂部の幅Ｗｔは下記（１）式を満たすと共に、前記凹部の幅Ｗｏは下記（２）式を満たすことを特徴とするＥＬ素子用積層表面保護シート。
   

   

   
2. 前記凹部に形成された前記側面は、傾斜角が透光性基板を基準として３５°〜６５°の範囲に設定されている請求項１に記載されたＥＬ素子用積層表面保護シート。
3. 前記網目形状の頂部は、少なくとも凹部を仕切る一部の頂部と他の頂部との間に高低差を有している請求項１または２に記載されたＥＬ素子用積層表面保護シート。
4. 前記ライナーにおける前記網目状のリブを有する頂部と凹部はエンボス加工によって形成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載されたＥＬ素子用積層表面保護シート。
5. 前記ライナーと保護フィルムは、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載されたＥＬ素子用積層表面保護シート。
6. 透光性基板と、
   前記透光性基板の一方の面に設けられていて陽極と陰極に挟まれた発光層と、
   前記透光性基板の一方の面に対向する他方の面に接着された請求項１乃至５のいずれか１項に記載された前記ＥＬ素子用積層表面保護シートとを備えたことを特徴とするＥＬ素子。
7. 請求項６に記載された前記ＥＬ素子を光源として用いることを特徴とする照明装置。
8. 請求項７に記載された照明装置をバックライトに用いることを特徴とするディスプレイ装置。

Images