JP2015176735A - El element, lighting device, display device and liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EL素子(エレクトロ・ルミネッセンス素子)、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to an EL element (electroluminescence element), a lighting device, a display device, and a liquid crystal display device.
従来、例えば、照明装置、ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置における表示用光源あるいは照明用光源として、EL素子を用いた装置が知られている。
このようなEL素子として、例えば、蛍光有機化合物を含む発光層を陽極と陰極との間に挟んだ発光構造を透光性基板の片面上に設けて構成された有機EL素子が用いられることが多い。このような有機EL素子は、陽極と陰極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する。
しかし、このようなEL素子では、発光層から放出された光が透光性基板から外部に射出する際に、一部の光が透光性基板の表面上で全反射されてしまい、内部反射を繰り返すうちに減衰するなどして、光量損失が生じるという問題があった。この場合、光の外部取り出し効率(以下、光取り出し効率という)は一般に20%程度と言われている。
このように光取り出し効率が低いと、必要な輝度を得るために、より多くの投入電力が必要となる。また、投入電力が増大されることで、EL素子に対する負荷が増大して素子自体の信頼性を低下させることにもなる。
このような問題に関し、EL素子における光取り出し効率を向上させる目的で透光性基板に微細な凹凸を形成し、全反射することでロスしている光線の一部を外部に取り出すようにしたEL素子が提案されている。例えば、特許文献1には、透光性基板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な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。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, devices using EL elements are known as display light sources or illumination light sources in illumination devices, display devices, and liquid crystal display devices.
As such an EL element, for example, an organic EL element configured by providing a light emitting structure in which a light emitting layer containing a fluorescent organic compound is sandwiched between an anode and a cathode on one surface of a light transmitting substrate is used. Many. Such an organic EL device generates excitons by applying a DC voltage between the anode and the cathode, injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them, and the excitons are deactivated. It emits light using the emission of light.
However, in such an EL element, when the light emitted from the light emitting layer is emitted from the translucent substrate to the outside, a part of the light is totally reflected on the surface of the translucent substrate, thereby causing internal reflection. There is a problem that light quantity loss occurs due to attenuation or the like while repeating. In this case, the external light extraction efficiency (hereinafter referred to as light extraction efficiency) is generally said to be about 20%.
Thus, if the light extraction efficiency is low, more input power is required to obtain the required luminance. Further, when the input power is increased, the load on the EL element is increased and the reliability of the element itself is lowered.
In order to improve the light extraction efficiency in the EL element, a fine unevenness is formed on the translucent substrate, and a part of the lost light beam is extracted to the outside by total reflection. Devices have been proposed. For example,
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術のように、透光性基板の表面にマイクロレンズエレメントを設ける場合、マイクロレンズエレメントへの入射角によっては、発光層側に反射される光成分がある。このような光成分はEL素子の内部に戻ることにより光量損失を起こしやすいという問題がある。
したがって、特許文献1に記載の技術では、マイクロレンズエレメントを有しない場合に比べれば、光取り出し効率を向上できるものの、さらに光取り出し効率を向上することが強く求められていた。
However, the prior art as described above has the following problems.
When the microlens element is provided on the surface of the translucent substrate as in the technique described in
Therefore, although the technique described in
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光取り出し効率を向上することができるEL素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、このようなEL素子を備えることにより省電力性能を向上することができる、照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an EL element capable of improving light extraction efficiency.
Another object of the present invention is to provide an illumination device, a display device, and a liquid crystal display device that can improve power saving performance by including such an EL element.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様のEL素子は、透明電極、発光層、および対向電極がこの順に積層されたEL発光部と、前記発光層で発生した光を外部に出射するため、凹凸形状を有する光学シートが表面に配置された透光性基板と、光散乱粒子を含んで構成され、前記EL発光部と前記透光性基板との間に配置された光散乱層と、を備え、前記光散乱層は、前記EL発光部の前記透明電極に向いた第1表面では、前記光散乱粒子の凝集体による凹凸形状が形成され、前記透光性基板に向いた第2表面では、密集状態の前記光散乱粒子が、前記第1表面の凹凸形状に比べて滑らかな面に沿って整列している構成とする。 In order to solve the above problems, an EL device according to the first aspect of the present invention includes an EL light emitting unit in which a transparent electrode, a light emitting layer, and a counter electrode are stacked in this order, and light generated in the light emitting layer is externally transmitted. The light is disposed between the EL light emitting unit and the light-transmitting substrate, and includes a light-transmitting particle and a light-transmitting particle disposed on the surface of the light-transmitting substrate. The light scattering layer is formed with an uneven shape due to an aggregate of the light scattering particles on the first surface facing the transparent electrode of the EL light emitting unit, and is suitable for the light transmitting substrate. On the second surface, the light scattering particles in a dense state are arranged along a smooth surface as compared with the uneven shape of the first surface.
上記EL素子では、前記光散乱層は、前記第1表面における前記凹凸形状を覆う平滑な接合面を形成する光透過性の平滑化層を介して、前記透明電極と接合されていることが好ましい。 In the EL element, it is preferable that the light scattering layer is bonded to the transparent electrode through a light-transmitting smoothing layer that forms a smooth bonding surface that covers the uneven shape on the first surface. .
上記EL素子では、前記透光性基板において前記光散乱層に向いた表面に、接合層を介して接合された、透光性を有するシート状の基材をさらに備え、前記第2表面における前記光散乱粒子は、前記基材における前記接合層が設けられた表面の反対側の表面に沿って整列していることが好ましい。 In the EL element, the light-transmitting substrate further includes a light-transmitting sheet-like base material bonded to the surface facing the light scattering layer via a bonding layer, and the second surface has the light-transmitting substrate. It is preferable that the light scattering particles are aligned along the surface of the substrate opposite to the surface on which the bonding layer is provided.
上記EL素子では、前記第2表面における前記光散乱粒子は、前記透光性基板の前記光学シートが配置された表面と反対側の表面に沿って整列していることが好ましい。 In the EL element, it is preferable that the light scattering particles on the second surface are aligned along a surface opposite to the surface on which the optical sheet of the translucent substrate is disposed.
上記EL素子では、前記光散乱層の前記光散乱粒子は、前記第1表面における粒子密度に比べて、前記第2表面における粒子密度の方が高いことが好ましい。 In the EL element, it is preferable that the light scattering particles of the light scattering layer have a particle density on the second surface higher than that on the first surface.
上記EL素子では、前記光散乱層の前記光散乱粒子は、前記第1表面における平均粒子径に比べて、前記第2表面における平均粒子径の方が小さいことが好ましい。 In the EL element, it is preferable that the light scattering particles of the light scattering layer have a smaller average particle diameter on the second surface than an average particle diameter on the first surface.
本発明の第2の態様の照明装置は、上記EL素子を発光手段として備える構成とする。 The illuminating device of the 2nd aspect of this invention is set as the structure provided with the said EL element as a light emission means.
本発明の第3の態様のディスプレイ装置は、上記EL素子を備え、該EL素子の前記EL発光部は、独立に駆動可能な複数の画素を有する構成とする。 A display device according to a third aspect of the present invention includes the EL element, and the EL light emitting unit of the EL element includes a plurality of pixels that can be driven independently.
本発明の第4の態様の液晶ディスプレイ装置は、液晶を用いた画像表示素子と、該画像表示素子の背面に配置された請求項1〜6のいずれか1項に記載のEL素子と、を備える構成とする。
A liquid crystal display device according to a fourth aspect of the present invention includes an image display element using liquid crystal, and the EL element according to any one of
本発明の第5の態様の液晶ディスプレイ装置は、液晶を用いた画像表示素子と、該画像表示素子の背面に配置された請求項7に記載の照明装置と、を備える構成とする。
A liquid crystal display device according to a fifth aspect of the present invention includes an image display element using liquid crystal and the illumination device according to
本発明のEL素子によれば、透明電極に向いた第1表面と透光性基板に向いた第2表面とで、光散乱粒子の配置を変えた光散乱層を備えるため、光取り出し効率を向上することができるという効果を奏する。
また、本発明の照明装置、ディスプレイ装置、および液晶ディスプレイ装置によれば、本発明のEL素子を備えるため、省電力性能を向上することができるという効果を奏する。
According to the EL element of the present invention, since the light scattering layer in which the arrangement of the light scattering particles is changed is provided on the first surface facing the transparent electrode and the second surface facing the translucent substrate, the light extraction efficiency is improved. There is an effect that it can be improved.
Moreover, according to the illuminating device, display apparatus, and liquid crystal display apparatus of this invention, since the EL element of this invention is provided, there exists an effect that a power saving performance can be improved.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態のEL素子およびこれを備える液晶ディスプレイ装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態の液晶ディスプレイ装置およびEL素子の構成を示す模式的な断面図である。図2は、図1におけるA部の模式的な部分拡大図である。図3(a)、(b)は、それぞれ図2におけるC部およびD部の模式的な部分拡大図である。
なお、各図は模式図のため、形状や寸法は誇張されている(以下の図面も同様)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
An EL element according to an embodiment of the present invention and a liquid crystal display device including the same will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device and an EL element according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic partial enlarged view of a portion A in FIG. FIGS. 3A and 3B are schematic partial enlarged views of a C part and a D part in FIG. 2, respectively.
In addition, since each figure is a schematic diagram, the shape and dimension are exaggerated (the following drawings are also the same).
図1に示すように、本実施形態の液晶ディスプレイ装置50は、液晶パネル11(画像表示素子)、および本実施形態のEL素子10を備える。なお「EL」はエレクトロ・ルミネッセンスを表す。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶パネル11は、液晶を用いた画像表示素子であり、詳細構成の図示は省略するが、公知の種々の構成を採用することができる。
液晶パネル11に好適な構成の例としては、例えば、平面視矩形状に配列された画素における光透過率を、偏光板に挟まれた液晶層の偏光状態を画素ごとに独立して制御することにより変化させて、画像表示を行う構成が可能である。この場合、液晶層の偏光状態は、画素ごとに配置された図示略の電極によって、画像信号に応じた電界を印加することにより制御される。
The
As an example of a configuration suitable for the
EL素子10は、本実施形態では、液晶パネル11の背面に配置され、液晶パネル11を背面から照明するための発光手段であり、液晶ディスプレイ装置50における照明装置を構成している。
このため、EL素子10は、均一な照明光を液晶パネル11に照射できればよいが、本実施形態では、独立に発光可能な複数の発光画素を有している。図1には、一発光画素における構成を示しており、このため、EL素子10では、図示のような構成が、図示の左右方向および図示奥行き方向に複数隣接して形成されている。
In this embodiment, the
For this reason, the
EL素子10の概略構成は、対向基板1、発光構造体5(EL発光部)、光散乱層6、透光性基板7、および光指向性フィルム9がこの順に積層された構成を備える。
発光構造体5は、液晶パネル11に照射する照明光をEL発光によって発生する装置部分である。
本実施形態では、発光構造体5で発生した光B0は、光散乱層6、透光性基板7、および光指向性フィルム9を透過して、光B1として外部に出射され、液晶パネル11に照射される。
本明細書において、「透光性」とは、特に断らない限り、発光構造体5で発生した光B0の波長光に関する透光性を意味する。
The schematic configuration of the
The
In the present embodiment, the light B0 generated in the
In this specification, “translucency” means translucency regarding the wavelength light of the light B0 generated in the
対向基板1および透光性基板7は、互いの間に発光構造体5および光散乱層6を挟むため、互いに対向して配置された板状またはシート状の部材である。
対向基板1は、本実施形態では、EL素子10の厚さ方向の一方の外表面を形成している。
対向基板1は、特に透光性を必要とはしないため、発光構造体5を積層可能な適宜の材質、例えば、合成樹脂、ガラス、金属などを用いることが可能である。
本実施形態では、一例として、後述する透光性基板7と同様の材質を採用している。
The
In the present embodiment, the
Since the
In the present embodiment, as an example, the same material as that of the
透光性基板7の光透過率は、全光線透過率として、50%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
透光性基板7に用いる材料としては、種々のガラス材料を用いることができる他に、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)、ポリカーボネート、ポリスチレン、PEN(ポリエチレンナフタレート樹脂)、PET(ポリエチレンテレフタレート樹脂)等の合成樹脂材料を用いることができる。
合成樹脂材料を用いる場合、特に好ましい材料はシクロオレフィン系のポリマーである。このポリマーは、加工性及び耐熱性、耐水性、光学透光性等の材料特性の全てにおいて優れたものである。
The light transmittance of the
As a material used for the
When a synthetic resin material is used, a particularly preferable material is a cycloolefin-based polymer. This polymer is excellent in all of the material properties such as processability, heat resistance, water resistance and optical translucency.
発光構造体5は、透明電極4、発光層3、および対向電極2がこの順に積層され、対向電極2が対向基板1に向いた状態で、対向基板1上に配置されている。
発光構造体5は、透明電極4と対向電極2とに電圧を印加することにより発光層3が発光するものであり、従来公知のさまざまな構成を採用することができる。
In the
In the
透明電極4は、発光層3に電圧を印加するための一方の電極であり、光B0を透過させることができる材質からなる。このような透光性を有する電極材料としては、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)などの例を挙げることができる。
The transparent electrode 4 is one electrode for applying a voltage to the
対向電極2は、発光層3に電圧を印加するための他方の電極である。対向電極2の材質は、透明電極4と同様の材質を採用することもできる。しかし、本実施形態では、対向電極2は透光性の有無や程度は問わないため、導電性が良好な適宜の金属材料、例えば、アルミニウム、銀、銅などを採用することもできる。
本実施形態では、なるべく多くの光B0を光指向性フィルム9から出射するため、対向電極2は、良好な光反射機能を有する材料を採用することが好ましい。対向電極2の光反射率としては、50%以上100%以下とすることが好ましい。
対向電極2として、光反射率が低いかあるいは透明な材質を用いる場合には、対向電極2から対向基板1までの間に、光反射層を設けることが好ましい。この光反射層は、対向電極2と対向基板1との中間に設けてもよいし、対向基板1あるいは対向電極2に積層して設けたり、対向基板1の内部に設けたりすることも可能である。
また、対向基板1自体を、光反射性の材質で製作することにより、対向基板1が光反射層を兼ねる構成とすることも可能である。
The counter electrode 2 is the other electrode for applying a voltage to the
In this embodiment, in order to emit as much light B0 as possible from the
When the counter electrode 2 is made of a material having low light reflectance or a transparent material, it is preferable to provide a light reflecting layer between the counter electrode 2 and the
Further, the
透明電極4および対向電極2の極性は特に限定されないが、本実施形態では、一例として、透明電極4を陽極、対向電極2を陰極として用いている。 The polarities of the transparent electrode 4 and the counter electrode 2 are not particularly limited, but in the present embodiment, as an example, the transparent electrode 4 is used as an anode and the counter electrode 2 is used as a cathode.
発光層3は、例えば、白色発光層とすることができる。この場合には、透明電極4をITO、対向電極2をアルミニウムとし、透明電極4側から対向電極2に向かって、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/フッ化リチウムが、この順に積層された構成を採用することができる。
ただし、発光層3の構成は、これに限定されるものではなく、発光層3から射出する光線の波長をR(赤色)、G(緑色)、B(青色)とすることの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、液晶ディスプレイ装置50をフルカラーディスプレイ用途で使用する場合には、例えば、発光層3を、R、G、Bに対応した3種類の発光材料に塗り分けた構成や、白色発光層上にカラーフィルターを重ねた構成を採用することができる。
The
However, the configuration of the light-emitting
In addition, when the liquid
本実施形態では、EL素子10の発光が発光画素ごとに制御されるため、発光構造体5は、各発光画素に対応して形成され、各発光画素の透明電極4、対向電極2には、図示略の駆動部に配線されている。
In the present embodiment, since the light emission of the
光散乱層6は、発光層3で発生し、透明電極4に入射した光を透光性基板7側に透過させるとともに、散乱して光の進行方向を変化させる層状部であり、1種類以上の光散乱粒子を含んで構成される。
光散乱層6は、層厚方向に、光散乱粒子の粒子密度を変えることで、透明電極4から入射する光B0が透過しやすく、透光性基板7側から入射する光を透光性基板7の方に反射しやすくなる構成としている。
具体的には、図2に模式的に示すように、光散乱層6は、第1表面6aと第2表面6bとの間に、第1光散乱層6Aと、第2光散乱層6Bとが形成されている。
図2は模式図のため、第1光散乱層6Aと第2光散乱層6Bとの間に境界面Sを図示しているが、境界面Sに、物理的な界面が形成されることは必須ではない。例えば、第1光散乱層6Aから第2光散乱層6Bに、光散乱粒子の粒子密度が連続的に変化し、物理的が界面が形成されない構成が可能である。
本実施形態では、境界面Sは、製法上の光散乱粒子の粒子密度を切り替えた境界の位置を示しており、必ずしも物理的な界面にはなっていない。
The
The
Specifically, as schematically shown in FIG. 2, the
Since FIG. 2 is a schematic diagram, a boundary surface S is illustrated between the first
In the present embodiment, the boundary surface S indicates the position of the boundary where the particle density of the light scattering particles on the manufacturing method is switched, and is not necessarily a physical interface.
第1光散乱層6Aは、透明電極4に第1表面6aが向くように配置された層状部である。本実施形態では、第1光散乱層6Aは、平滑化層12を介して透明電極4の表面4aに接合されている。
The first
図3(a)に示すように、第1光散乱層6Aは、光散乱粒子16Aがバインダー19A中に分散された構成を有する。
光散乱粒子16Aとしては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機系粒子、アクリル、スチレン、アクリル/スチレン共重合体、メラミン等の有機系粒子、あるいはこれらの粒子から選ばれた2種類以上の粒子を混合したものを採用することができる。
光散乱粒子16Aの平均粒子径としては、50nm〜1000nmが好ましく、100nm〜300nmがより好ましい。なお、粒子径は、SALD−7100(商品名;島津製作所製)を用いて測定できる。
第1光散乱層6Aの第1表面6aは、光散乱粒子16Aが塊状に凝集して形成された凝集体17が分布することによって凹凸形状が形成されている。この凹凸形状は、凝集体17により形成されるため、規則性を有しておらず、凹凸ピッチや深さは、ばらついている。第1表面6aの凹凸の大きさとしては、隣接する凹凸の高低差が、0.2μm〜3μm程度であることが好ましい。
1つの凸部を形成する凝集体17の粒子数としては、光散乱粒子16Aの粒径分布にもよるが、例えば、2個〜10個程度が好ましい。
As shown in FIG. 3A, the first
The
The average particle diameter of the
The
The number of
第1光散乱層6Aにおいて、光散乱粒子16Aの粒子密度は、第1表面6aから境界面Sに向かうにつれて増大することが好ましい。ただし、後述する第2光散乱層6Bにおける光散乱粒子16Bの粒子密度に比べて低いことが好ましい。
In the first
バインダー19Aは、その屈折率が光散乱粒子16Aの屈折率と屈折率差を有する適宜の透明樹脂材料で構成される。
バインダー19Aのバインダーマトリックス材料としては、例えば、電離放射線硬化型または熱硬化型の合成樹脂、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル/スチレン系の共重合樹脂を使用することができる。
電離放射線として紫外線を用いる場合、バインダーマトリックス材料に光散乱粒子16Aを混合したハードコート層形成用塗液に光重合開始剤が加えられる。光重合開始剤は、公知の光重合開始剤を用いることができるが、用いるバインダーマトリックス形成材料にあったものを用いることが好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルメチルケタールなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類等を用いることができる。光重合開始剤の使用量は、バインダーマトリックス形成材料に対して0.5重量部以上20重量部以下である。好ましくは1重量部以上5重量部以下である。
The
As the binder matrix material of the
When ultraviolet rays are used as the ionizing radiation, a photopolymerization initiator is added to the hard coat layer forming coating solution in which the
As the photopolymerization initiator, for example, benzoin such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl methyl ketal, and alkyl ethers thereof can be used. The usage-amount of a photoinitiator is 0.5 to 20 weight part with respect to a binder matrix formation material. Preferably they are 1 weight part or more and 5 weight part or less.
平滑化層12は、第1光散乱層6Aを覆う平滑な接合面12aを形成するとともに、第1光散乱層6Aを透明電極4に接合するための層状部であり、光透過性を有する合成樹脂からなる。
平滑化層12の材質としては、バインダー19Aに好適な上記の合成樹脂のうちから適宜の樹脂材料を選択することが可能である。
ただし、平滑化層12の屈折率は、光B0が表面4aで全反射されないか、または全反射される量を低減できるような屈折率とする。すなわち、平滑化層12の屈折率は、透明電極4の屈折率以上、または透明電極4の屈折率未満の場合に透明電極4の屈折率に近い屈折率を有する。透明電極4の屈折率未満の場合の屈折率差は、0.4以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましい。
The smoothing
As a material of the
However, the refractive index of the
一般に、透明電極4に用いる材料の屈折率は、高屈折率であること多いため、これに応じて平滑化層12を高屈折率化するため、上述のバインダー19Aと同様の樹脂材料に高屈折微粒子を添加した構成も可能である。
例えば、高屈折率微粒子としては、例えば、ジルコニア、チタニア、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛等の金属酸化物のうち1種を単体で、または2種以上を混合して用いることができる。この中でも特に、ジルコニアおよびチタニアは、屈折率が高く、化学的安定性に優れ、可視光域における光の透過率が高く、粒径が揃え易い等の性質を備えるため好ましい。
またこれらの高屈折微粒子は、表面が修飾されていてもよい。
In general, the refractive index of the material used for the transparent electrode 4 is often a high refractive index. Therefore, in order to increase the refractive index of the
For example, as the high refractive index fine particles, for example, one kind of metal oxides such as zirconia, titania, potassium titanate, barium titanate, and zinc oxide can be used alone or in combination of two or more kinds. . Among these, zirconia and titania are particularly preferable because they have properties such as high refractive index, excellent chemical stability, high light transmittance in the visible light range, and easy particle size alignment.
Moreover, the surface of these highly refractive fine particles may be modified.
このような平滑化層12を介して、透明電極4に第1光散乱層6Aを接合することにより、透明電極4を透過して、表面4aに到達した光B0は、略全反射されることなく(すべて全反射される場合も含む)平滑化層12に入射して、第1表面6aに到達する。
また、平滑化層12を備えることにより、透明電極4を平滑な接合面12a上に形成することができるため、透明電極4の層厚のバラツキを抑制することができる。
例えば、第1表面6a上に、直に透明電極4を形成すると、第1表面6aの凹凸形状に応じて、透明電極4の層厚にバラツキが生じる。透明電極4の層厚がばらつくと、輝度ムラが生じたり、電流のショートが発生したりする問題が生じる可能性があるが、本実施形態ではこれらの発生を防止できる。
By bonding the first
Moreover, since the transparent electrode 4 can be formed on the smooth joining
For example, when the transparent electrode 4 is formed directly on the
第2光散乱層6Bは、図3(b)に示すように、境界面Sにおいて第1光散乱層6Aと積層され、透光性基板7に第2表面6bが向くように配置された層状部である。本実施形態では、図2に示すように、第2光散乱層6Bは、基材13に積層された状態で、接合層14を介して透光性基板7の入射側表面7aに接合されている。
As shown in FIG. 3B, the second
図3(b)に示すように、第2光散乱層6Bは、光散乱粒子16Bがバインダー19B中に分散された構成を有する。
光散乱粒子16Bとしては、上述した光散乱粒子16Aに好適な粒子材料のうちから適宜の1種以上の粒子材料を選択することができる。光散乱粒子16Bの種類は、光散乱粒子16Aと同じでもよいし、異なっていてもよい。
光散乱粒子16Bの平均粒子径は、光散乱粒子16Aと同様の平均粒子径を採用することが可能である。ただし、後述する層状整列部18を形成する一手段として、光散乱粒子16Bの平均粒径を小径にする場合には、光散乱粒子16Aよりも平均粒子径が小さい光散乱粒子16Bを採用することもできる。
このため、光散乱粒子16Bの平均粒子径としては、例えば、50nm〜300nmが好ましく、50nm〜150nmがより好ましい。
As shown in FIG. 3B, the second
As the
The average particle diameter of the
For this reason, as an average particle diameter of the light-scattering particle |
また、バインダー19Bは、その屈折率が光散乱粒子16Bの屈折率と屈折率差を有する適宜の透明樹脂材料で構成される。具体的には、上述したバインダー19Aに好適な材料のうちから、光散乱粒子16Bの屈折率に応じて、適宜の樹脂材料を選択して用いることができる。バインダー19Bの種類は、バインダー19Aと同じでもよいし、異なっていてもよい。
The
図2に示すように、基材13は、光散乱層6を積層して、シート状の組立体15を形成するシート状部材である。
基材13の材質としては、透光性を有する樹脂フィルムを採用することができる。例えば、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂からなる延伸フィルムまたは未延伸フィルムを採用することができる。
基材13の透過率としては、例えば、90%以上であることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
As a material of the
The transmittance of the
接合層14は、接合層14を透光性基板7に接合することができ、透光性を有する適宜の粘着剤または接着剤を採用することができる。
接合層14として好適な材料としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系等の各種の粘着剤、接着剤が挙げられる。
いずれの場合も、接合層14は、高温となる発光構造体5に隣接されているため、100℃で貯蔵弾性率G’が1.0×10+4(Pa)程度以上のもの用いることが望ましい。
貯蔵弾性率G’がこれより低いと、使用中に基材13と透光性基板7との間に位置ずれが生じてしまう可能性がある。このような位置ずれは、発光構造体5の発光画素と、光指向性フィルム9との間の位置ずれにつながり、このような位置ずれは、後述する光指向性フィルム9による光取り出し効率の低下につながるおそれがある。
As the
Examples of suitable materials for the
In any case, since the
If the storage elastic modulus G ′ is lower than this, a positional deviation may occur between the
なお、基材13と透光性基板7との間の離間寸法を安定的に確保するために、接合層14の中に、例えば、ビーズ等の透明の微粒子を混ぜるようにしてもよい。この場合、透明な微粒子の屈折率と、接合層14のベースとなる材料の屈折率との差は、0.01未満にすることが好ましい。このような屈折率差を満たすことで、透明の微粒子を混ぜても、微粒子と接合層14のベース材料との屈折率差による光の散乱が発生しにくくなり、微粒子を混ぜても、微粒子とベース材料との屈折率差による光の散乱が抑制されるため、透過光が基材13内ではほぼ直進する(完全に直進する場合を含む)。このため、接合層14を透明な状態に維持することが可能となる。
また、接合層14を構成する粘着剤や接着剤は両面テープ状のものでもよいし、単層のものでもよい。
In addition, in order to ensure the separation dimension between the
Further, the pressure-sensitive adhesive or adhesive constituting the
また、基材13、接合層14、および透光性基板7の屈折率は、それぞれの界面において、全反射が起こりにくいように、略等しい(等しい場合を含む)屈折率にすることが好ましい。基材13、接合層14、および透光性基板7の屈折率は、例えば、隣接する部材間の屈折率差が、0.1以下であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the refractive index of the
第2光散乱層6Bは、第1光散乱層6Aに、透明電極4側から入射して、散乱されつつ進んで入射する光B0を、散乱させつつ光B2として基材13を通して透光性基板7の方に出射するとともに、透光性基板7の方から基材13を通して入射する光B3は、光B4のように透光性基板7に向かって反射しやすい構成を有する。
具体的には、第2光散乱層6Bにおける光散乱粒子16Bの粒子密度が、第1光散乱層6Aの粒子密度以上になっており、かつ、粒子密度が、基材13の入射側表面13aに隣接する第2表面6bで最も高くなるように構成されている。
このため、第2光散乱層6Bの第2表面6bでは、密集状態の光散乱粒子16Bが、第1表面6aの凹凸形状に比べて滑らかな面である基材13の入射側表面13aに沿って整列しており、入射側表面13aの近傍に層状整列部18が形成されている。層状整列部18は、光散乱粒子16Bが密集しているため、入射光はほとんど、光散乱粒子16Bを通ることになる。
これに対して、層状整列部18と境界面Sの間の領域の第2光散乱層6Bは、層状整列部18に比べて光散乱粒子16Bの粒子密度が低い領域であり、光散乱粒子16Bの間には、バインダー19Bが充填された隙間が形成されている、
The second light-
Specifically, the particle density of the
For this reason, on the
In contrast, the second
以上説明したように、本実施形態のEL素子10は、対向基板1と透光性基板7との間に、対向電極2、発光層3、透明電極4、第1光散乱層6A、第2光散乱層6B、基材13、および接合層14が、対向基板1側からこの順に積層されている。
As described above, the
本実施形態のEL素子10では、図1に示すように、透光性基板7における入射側表面7aと反対側の出射側表面7bに、接合層8を介して光指向性フィルム9が接合されている。
In the
光指向性フィルム9は、発光構造体5で発生し、透光性基板7を透過した光を透光性基板7の法線方向である正面方向を中心とする指向性を付与して外部に出射させるため、表面に凹凸形状を有する光学シートである。
光指向性フィルム9は、シート状の透光性材料からなる基材部9Aの一方の表面に、凹凸形状を有する光指向性構造層部9Bが設けられている。
The
The
基材部9Aは、発光層3から出射される光B0の波長に対して光透過性を有する各種の材料を使用することができ、例えば、光学部材用の合成樹脂材料等を使用することができる。
このような合成樹脂材料の例として、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリスチレン樹脂、MS(アクリルとスチレンの共重合体)樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。
その他の例としては、例えば、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のオリゴマーまたはアクリレート系等からなる電離放射線硬化性樹脂等を挙げることができる。
The
Examples of such synthetic resin materials include, for example, thermoplastic resins such as polyester resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, MS (acrylic and styrene copolymer) resin, polymethylpentene resin, and cycloolefin polymer. Resins can be mentioned.
Other examples include ionizing radiation curable resins made of oligomers such as polyester acrylates, urethane acrylates, epoxy acrylates, or acrylates.
光指向性構造層部9Bは、基材部9Aの表面に多角形状の断面が一方向に延ばされた単位プリズムレンズ9bを互いに交差するように2軸方向に配列したものである。
このため、光指向性構造層部9Bの表面形状は、平坦面9aの組み合わせからなり、光指向性構造層部9Bの頂部の加工上の微小丸みの湾曲面以外には、曲面を有しない。
このように、光指向性構造層部9Bの表面に、曲面でなく平坦面9aを備えることより、光指向性構造層部9Bを透過する光、反射する光の透過率、反射率の入射角度に対する角度依存性を強くすること可能となる。このため、光指向性構造層部9Bを透過する光の角度が絞られるため、光の指向性を大きくすることが可能となる。
The light directing
For this reason, the surface shape of the light directivity
Thus, by providing the surface of the light directivity
なお、単位プリズムレンズ9bが配列される2軸方向は、特には限定されないが、2軸方向の交差角度は80°以上90°以下であることが好ましい。本実施形態では、一例として、交差角度は90°としている。図1は、断面図であるため、紙面左右方向に配列された単位プリズムレンズ9bが図示され、紙面奥行き方向に配列された単位プリズムレンズ9bの図示は省略されている。
The biaxial direction in which the
単位プリズムレンズ9bの断面形状は、多角形状の一例として、平坦面9aが頂角θをなす二等辺三角形状に形成された場合の例を図示しいている。頂角θは、80°以上100°以下が好ましい。
ただし、光指向性構造層部9Bにおける光再分配効果を高め、光指向性フィルム9から出射される光B1の指向性を強くするためには、2軸方向における各単位プリズムレンズ9bの頂角θを同じ値にすることが好ましい。この場合、指向性の低い角度の方向のブリズムで光が散乱されにくくなる。
単位プリズムレンズ9bの高さは、すべて同一でもよいし、適宜変化されていてもよい。
光指向性構造層部9Bの材質は、基材部9Aと同一の材質を採用することができる。
The cross-sectional shape of the
However, in order to enhance the light redistribution effect in the light directivity
The heights of the
The same material as that of the
このような構成の光指向性フィルム9は、例えば、上記の材料を予め形成した金型に流し込み凝固させることで成形することができる。この金型は、単位プリズムレンズ9bの断面形状と同様の形状を有するダイヤモンドバイトを用い、銅メッキを施した金型母材に対して、単位プリズムレンズ9bの外形に対応する凹形状を切削加工することで製造できる。
また、光指向性フィルム9は、上記のような流し込み凝固により成形する方法の他、熱可塑性樹脂を用いた押出し成形または射出成形や、例えば、紫外線硬化型樹脂等の電離放射線硬化性樹脂を用いた電離放射線成形法などで成形することもできる。その際、基材部9Aおよび光指向性構造層部9Bの形状を、一体的に成形してもよいし、例えば、基材部9A、光指向性構造層部9Bをそれぞれ分割して成形し、その後に組み立てるようにしてもよい。
また、いずれの場合にも、光指向性フィルム9を形成する材料に光拡散機能を発揮するフィラー等の拡散剤を分散させて成形することができる。
さらに、光指向性フィルム9には、帯電防止剤として導電性微粒子のアンチモン含有酸化スズ(ATO)や、スズ含有酸化インジウム(ITO)等の超微粒子を分散させてもよい。帯電防止剤を分散することで、光指向性フィルム9の防汚性を向上させることができる。
The
Further, the
In any case, the material for forming the
Furthermore, ultrafine particles such as antimony-containing tin oxide (ATO) or tin-containing indium oxide (ITO), which are conductive fine particles, may be dispersed in the
光指向性フィルム9において、例えば、基材部9A上に、電離放射線成形法などにより光指向性構造層部9Bを成形する場合には、基材部9Aとして、例えば、セルローストリアセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリメタアクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂からなる延伸又は未延伸の透明なフィルムを使用することもできる。
この場合、基材部9Aの厚さは、用いる材料の剛性等の特性にもよるが、50μm〜300μmとすることが、加工性および取扱いの面から見て好ましい。
In the light-directing
In this case, the thickness of the
このような光指向性フィルム9を、出射側表面7bに接合する接合層8は、透光性を有する適宜の粘着剤または接着剤を採用することができる。
接合層8の材料としては、上述した接合層14と同様な材料、構成を採用することができる。ただし、接合層8は、接合層14とまったく同様の材料、構成とする必要はなく、例えば、接合対象の材質の相違や使用時の温度条件の相違などに応じて、上述の材料、構成のうちから接合層14と異なる適宜材料、構成を選択することが可能である。
接合層8では、透光性基板7の出射側表面7bから出射された光が、その出射角度分布を保って光指向性フィルム9に入射てきるようにすることが、光指向性フィルム9による指向性を所定の範囲に収めるためには特に重要である。
このため、接合層8は、層厚の安定が確保され、かつ接合層8の透過光の散乱が抑制されるような透明な構成が特に好ましい。具体的には、例えば、接合層8のベース材料との屈折率差が少ないビーズ等の微粒子を混ぜた構成などが特に好ましい。また、接合層8は光指向性フィルム9や透光性基板7との間の屈折率であればそれぞれとの界面での反射が抑えられるため、好ましい。
As the
As the material of the
In the
For this reason, the
このようなEL素子10を製造するには、例えば、透光性基板7の入射側表面7aに、接合層14を介して組立体15を貼り付け、光散乱層6の第1表面6aに平滑化層12を設けてから、平滑化層12の上に発光構造体5を形成する。
そして、発光構造体5上に対向基板1を貼り合わせる。次に、透光性基板7の入射側表面7aに接合層8を介して、上述のようにして成形された光指向性フィルム9を貼り合わせる。
In order to manufacture such an
Then, the
ここで、組立体15の製造方法について詳しく説明する。
図4(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態のEL素子の製造工程の一例を示す模式的な工程説明図である。
Here, the manufacturing method of the
4A, 4B, and 4C are schematic process explanatory views showing an example of a manufacturing process of the EL element according to the embodiment of the present invention.
まず、図4(a)に示すように、基材13を形成する。基材13の入射側表面13aおよび出射側表面13bは、いずれも平坦面になっている。
このとき、図示略の接合層14は、予め出射側表面13b上に塗工しておいてもよいし、以下に説明する光散乱層6を形成した後に塗工してもよい。
First, as shown in FIG. 4A, the
At this time, the bonding layer 14 (not shown) may be applied in advance on the
次に、入射側表面13a上に、第2光散乱層6Bを形成するため、光散乱粒子塗液60Bを塗布する(図4(b)参照)。
塗布方法としては、例えば、スピンコート、ダイコート、カーテンコートなど公知の塗布方法から適宜選択することができる。
Next, in order to form the 2nd light-
The coating method can be appropriately selected from known coating methods such as spin coating, die coating, and curtain coating.
光散乱粒子塗液60Bは、未硬化のバインダー19Bに光散乱粒子16Bを必要な粒子密度が得られるように混合したものである。第2光散乱層6Bにおいては少なくとも入射側表面13aに沿って光散乱粒子16Bが整列する必要がある。
このような構成は、バインダー19B内で、光散乱粒子16Bが沈降する傾向を有することで、ある程度は自然に形成される。
このような構成をより確実に形成するには、例えば、微小粒径の光散乱粒子16Bを高濃度に含む光散乱粒子塗液60Bを用いるとよい。この場合、混合の過程で、小粒径の光散乱粒子16Bが大粒径の光散乱粒子16Bの隙間に入り込んで行くため、入射側表面13aの近傍に光散乱粒子16Bが整列しやすくなる。
例えば、光散乱粒子16Bが酸化チタン、バインダー19Bがアクリルの場合、粒径が100nm未満の酸化チタンを、アクリルに50wt%含んだ光散乱粒子塗液60Bを厚さ0.5μm〜1μmとなるように塗布することが好適である。
また、光散乱粒子16Bの粒径が大きい場合には、自重による沈降効果が高まるため、光散乱粒子塗液60Bにおける光散乱粒子16Bの濃度を低めに設定するとよい。
例えば、上記と同様の材料、塗布厚さの場合、粒径が100nm程度の酸化チタンを、アクリルに50wt%含んだ光散乱粒子塗液60Bが好適である。
The light scattering
Such a configuration is naturally formed to some extent because the
In order to more reliably form such a configuration, for example, a light scattering
For example, when the
In addition, when the
For example, in the case of the same material and coating thickness as described above, a light scattering
光散乱粒子塗液60Bを塗布後、乾燥、硬化させて、第2光散乱層6Bが形成されたら、図4(c)に示すように、境界面Sとなる第2光散乱層6Bの上面に、第1光散乱層6Aを形成するため、光散乱粒子塗液60Bを塗布する。
塗布方法としては、光散乱粒子塗液60Bの塗布方法と同様の方法を採用することができる。
After the light scattering
As a coating method, a method similar to the coating method of the light scattering
光散乱粒子塗液60Aは、光散乱粒子16Aを必要な粒子密度が得られるように、未硬化のバインダー19Aに光散乱粒子16Aを混合したものである。第1光散乱層6Aにおいては、少なくとも、第1表面6aにおいて、凝集体17による凹凸形状が形成される必要がある。
このような構成は、バインダー19Aに低濃度の微粒子からなる光散乱粒子16Aを含む場合に、ある程度は自然に形成される。
好適となる凹凸形状をより確実に形成するには、例えば、大きめの粒径の光散乱粒子16Aを高濃度に含む光散乱粒子塗液60Aを用いるとよい。この場合、混合の過程で発生する凝集によって形成される凝集体17の径が大きくなるため、例えば、0.2μm〜0.8μm程度の好ましい凹凸形状が容易に得られる。
例えば、光散乱粒子16Bが酸化チタン、バインダー19Bがアクリルの場合、粒径が100nmを超える酸化チタンを、アクリルに30wt%含んだ光散乱粒子塗液60Aを厚さ0.5μm〜1μmとなるように塗布することが好適である。
また、光散乱粒子16Aの粒径がそれほど大きくない場合には、光散乱粒子塗液60Aにおける濃度を、適宜の塊状に凝集しやすい濃度に設定するとよい。
例えば、上記と同様の材料、塗布厚さの場合、粒径が100nm程度の酸化チタンを、アクリルに20wt%含んだ光散乱粒子塗液60Aが好適である。
The light scattering
Such a configuration is naturally formed to some extent when the
In order to more reliably form a suitable uneven shape, for example, a light scattering
For example, when the
When the particle diameter of the
For example, in the case of the same material and coating thickness as described above, a light scattering
光散乱粒子塗液60Aを塗布後、乾燥、硬化させると、バインダー19Aが収縮して表面に凝集体17が露出し、凹凸形状を有する第1表面6aが形成された第1光散乱層6Aが得られる。
このような第1光散乱層6Aは、内部でも光散乱粒子16Aが凝集し、これら離間した凝集体17の間に、バインダー19Aが充填された状態になっている。
このようにして、基材13上に光散乱層6が形成される。なお、予め基材13に接合層14を塗工しなかった場合には、接合層14を塗工する。
このようにして組立体15が製造される。
When the light scattering
In such a first
In this way, the
In this way, the
このような組立体15は、例えば、連続シートなどとして、予め製造しておき、EL素子10を製造する際に、必要な大きさに切断して、貼り付けることができるため生産効率が高くなり好ましい。
Such an
次に、EL素子10の作用について説明する。
図1に示すように、発光層3で発生した光B0は、透明電極4の表面4aに到達する。
光B0は、発光層3から種々の方向に放射されるため、所定の配光分布を有している。
本実施形態では、図2に示すように、表面4aと接して、透明電極4の屈折率と近い(一致する場合も含む)屈折率を有する平滑化層12が設けられている。
このため、光B0は、それぞれ進路を略直進して(直進する場合を含む)、表面4aで略全反射されることなく(完全に全反射されない場合も含む)平滑化層12に入射して略直進し、第1表面6aに到達する。
このため、光B0は、配光分布が略変わることなく、平滑化層12内を進んで、第1表面6aに達する。
Next, the operation of the
As shown in FIG. 1, the light B0 generated in the
Since the light B0 is emitted from the
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a
Therefore, the light B0 travels substantially straight along the path (including the case where the light travels straight) and is incident on the
For this reason, the light B0 travels through the smoothing
第1表面6aは、図3(a)に示すように、光散乱粒子16Aの凝集体17によって凹凸形状が形成されているため、平滑化層12側への戻り光が低減され、光B0は、効率的に第1光散乱層6A内に入射する。
すなわち、光散乱粒子16Aにより散乱されて平滑化層12内に戻る光は、凝集体17の表面から満遍なく外部に出射されるため、凸部の側方から散乱された光は、透明電極4に向かうことなく隣り合う凝集体17の凸部に再入射する。
これに対して、例えば、第1表面6aにおいて、光散乱粒子16Aが密集して平面上に整列して構成されているとすると、このような光散乱粒子16Aは散乱反射面として機能するため、平滑化層12側に出射される散乱光は、すべていったん平滑化層12に入射して透明電極4に向かう。このため、第1表面6aが凹凸形状に形成されている場合に比べて光散乱層へ再入射する確率が低下する。
また、第1表面6aがバインダー19Aのみによる平坦面として形成されているとすると、平滑化層12は、バインダー19Aの屈折率に比べて高屈折率であるため、光B0の入射角によっては全反射が起こる。このため、平滑化層12への戻り光が多くなる。
本実施形態のような第1表面6aによれば、凹凸形状により、これらのような戻り光の発生が抑制されるため、光B0が効率的に第1光散乱層6Aに入射する。
As shown in FIG. 3A, the
That is, the light scattered by the light scattering particles 16 </ b> A and returning to the
On the other hand, for example, on the
Further, if the
According to the
第1光散乱層6Aに入射した光Bは、光散乱粒子16Aによって散乱されて、進行方向を変化させながら、第2光散乱層6Bに到達する。
光B0は、第2光散乱層6B内で、光散乱粒子16Bにより散乱されて種々の方向に偏向しつつ進むため、全体として光の進行方向が多様化する。
そして、図3(b)に示すように、第2表面6bから、入射側の配光分布よりも広範囲に放射される光B2として、透光性基板7に入射していく。
The light B incident on the first
The light B0 is scattered by the
And as shown in FIG.3 (b), it injects into the translucent board |
図1に示すように、透光性基板7に入射した光B2のうち、例えば、斜め方向に進むB2’は、透光性基板7、接合層8、光指向性フィルム9の内部を略直進して、単位プリズムレンズ9bの平坦面9aに到達する。
平坦面9aは、出射側表面7bに対して傾斜しているため、光B2’は、平坦面9aに対する入射角に応じて屈折され、EL素子10の正面方向に近い方向に偏向された光B5として出射される。
As shown in FIG. 1, among the light B <b> 2 incident on the
Since the
一方、光B2のうち、入射側表面7aから垂直に近い方向に放射される光B2’’は、対をなす平坦面9aによって、全反射されるため、光B3のように、略同様の角度で、入射側表面7aに戻る。
このように戻る光B3は、光散乱層6がない場合には、透光性基板7を出射後に直接的に、透明電極4に入射して、発光構造体5の内部で減衰してしまう。
しかし、本実施形態では、図3(b)に示すように、基材13を介して、第2光散乱層6Bが設けられているため、入射側表面7aから透明電極4側に向かう光B3は、基材13を透過して、第2光散乱層6Bの第2表面6bに到達する。
第2表面6bには、平坦な入射側表面13aに沿って密集して整列しているため光B0に対して散乱反射面として機能する層状整列部18が形成されている。このため、光B3は、光B4のように散乱反射されて、光B2と同様に、光指向性フィルム9に向かう光となる。その際、光B4は、散乱反射されることにより配光分布をもつため、大部分が平坦面9aによって全反射されない方向に反射される。この結果,光B4が平坦面9aに到達すると、その入射角度分布に応じて外部に出射される。
On the other hand, of the light B2, the light B2 '' radiated in the direction near the vertical from the incident-
In the case where the
However, in the present embodiment, as shown in FIG. 3B, since the second
Since the
すなわち、EL素子10では、透明電極4を透過した光B0は、光散乱層6によって散乱されつつ透過するため、光B2’のように、光指向性フィルム9から外部に出射される光成分が、光散乱層6を有しない場合に比べて増える。
また、例えば、光B2’’のように、単位プリズムレンズ9bの平坦面9aで全反射される場合にも、光散乱層6の第2光散乱層6Bが層状整列部18(図3(b)参照)を備えるため、図1に白抜き矢印で示すように、単位プリズムレンズ9bと層状整列部18との間で反射を繰り返し、層状整列部18で散乱反射されることにより、次第に光B2’と同様に外部に出射させる成分が増えていく。
このため、層状整列部18を有しない場合のように、光B3が透明電極4に戻って光量損失となる成分が低減される。
That is, in the
Also, for example, when the light is totally reflected by the
For this reason, as in the case where the layered
このように、EL素子10では、透明電極4に向いた第1表面6aと透光性基板7に向いた第2表面6bとで、光散乱粒子の配置を変えた光散乱層6を備えるため、光取り出し効率を向上することができる。
また、液晶ディスプレイ装置50は、このようなEL素子10を備えるため、必要な輝度を得るためのEL素子10の電力消費量が低減されて、省電力な装置となる。
Thus, the
In addition, since the liquid
[第1変形例]
次に、本実施形態の第1変形例のEL素子について説明する。
図5は、本発明の実施形態の第1変形例のEL素子の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, an EL element according to a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the main part of the EL element of the first modification of the embodiment of the present invention.
本変形例のEL素子20は、上記実施形態のEL素子10の基材13および接合層14を削除し、光散乱層6の第2表面6bを透光性基板7の入射側表面7aに形成したものである。
EL素子20は、上記実施形態のEL素子10に代えて、液晶ディスプレイ装置50における照明装置として用いることができる。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
In the
The
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
このようなEL素子20は、図4(b)、(c)に示すように、透光性基板7の入射側表面7a上に、第2光散乱層6Bを形成してから、上記実施形態と同様に第1光散乱層6Aを形成する以外は、上記実施形態と同様にして製造することができる。
In such an
EL素子20によれば、透明電極4と透光性基板7との間に、上記実施形態と同様の光散乱層6を備えるため、上記実施形態と同様に、光取り出し効率を向上することができる。
その際、本変形例では、基材13および接合層14が削除されている。このため、これらによる反射や吸収による光量損失がなくなるため、上記実施形態に比べて、さらに光取り出し効率を向上することができる。
また、基材13および接合層14を削除することができるため、製造コストをより低減することができる。
According to the
At that time, in this modification, the
Moreover, since the
なお、上記実施形態および第1変形例の説明では、第1光散乱層6Aの第1表面6aを覆う平滑な接合面12aを形成する場合の例で説明したが、平滑化層12を設けなくても、輝度ムラやショートなどが発生しないような層厚の透明電極4を形成することができる場合には、平滑化層12を省略することができる。
In the description of the embodiment and the first modified example, the example in the case of forming the
上記実施形態および第1変形例の説明では、光散乱層6が、第1光散乱層6Aと第2光散乱層6Bとの二層からなる場合の例で説明したが、層状整列部18や凹凸形状の第1表面6aを形成できれば、一定の層厚内で光散乱粒子の配置や粒子密度が変化する一層構造としてもよい。また、3層以上の多層構造としてもよい。
In the description of the embodiment and the first modified example, the
上記実施形態および第1変形例の説明では、EL素子10、20が、液晶ディスプレイ装置50の画像表示素子の背面に配置して用いられた照明装置になっている場合の例で説明したが、EL素子10、20は、画像表示素子以外の対象を照明する照明装置として用いることが可能である。
また、EL素子10、20は、画素駆動可能であるため、画像信号に基づいて各発光画素を発光させることにより、例えば、画像、文字情報、絵柄パターンなどを表示するディスプレイ装置として用いることも可能である。
In the description of the embodiment and the first modification, the
In addition, since the
上記実施形態および第1変形例の説明では、EL素子10、20の発光画素が、独立に駆動可能な複数が画素を構成している場合の例で説明したが、照明の用途によっては、画素駆動することは必須ではない。
例えば、各発光層を同時に駆動して面発光光源を構成することも可能である。
In the description of the above-described embodiment and the first modification, the example has been described in which the light emitting pixels of the
For example, the surface emitting light source can be configured by simultaneously driving the light emitting layers.
上記実施形態および第1変形例の説明では、光指向性構造層部9Bの単位プリズムレンズ9bの断面が三角形等の多角柱状のプリズムレンズの場合の例で説明したが、単位プリズムレンズ9bは、多角錘状のプリズムレンズとすることが可能である。
また、光指向性構造層部9Bの凹凸形状は、これら以外にも、公知の種々の凹凸形状を採用することができる。例えば、光指向性構造層部9Bは、単位プリズムレンズを有さず、大きさや形状が異なる複数の凹凸形状によって形成されていてもよい。
In the description of the above embodiment and the first modification, the
In addition to these, the concavo-convex shape of the light directing
上記の実施形態、第1変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。 All the components described in the above embodiment and the first modification can be implemented by appropriately changing or deleting the combination within the scope of the technical idea of the present invention.
3 発光層
4 透明電極
4a 表面
5 発光構造体(EL発光部)
6 光散乱層
6A 第1光散乱層
6B 第2光散乱層
6a 第1表面
6b 第2表面
7 透光性基板
7a 入射側表面
8、14 接合層
9 光指向性フィルム(光学シート)
9B 光指向性構造層部
9a 平坦面
9b 単位プリズムレンズ
10、20 EL素子(照明装置、ディスプレイ装置)
11 液晶パネル(画像表示素子)
12 平滑化層
12a 接合面
13 基材
15 組立体
16A、16B 光散乱粒子
17 凝集体
18 層状整列部
19A、19B バインダー
50 液晶ディスプレイ装置
B0、B1、B2、B2’、B2’’B3、B4、B5 光
3 Light emitting layer 4
6
9B Light directivity
11 Liquid crystal panel (image display element)
12
Claims (10)
前記発光層で発生した光を外部に出射するため、凹凸形状を有する光学シートが表面に配置された透光性基板と、
光散乱粒子を含んで構成され、前記EL発光部と前記透光性基板との間に配置された光散乱層と、
を備え、
前記光散乱層は、
前記EL発光部の前記透明電極に向いた第1表面では、前記光散乱粒子の凝集体による凹凸形状が形成され、
前記透光性基板に向いた第2表面では、密集状態の前記光散乱粒子が、前記第1表面の凹凸形状に比べて滑らかな面に沿って整列している、
EL素子。 An EL light emitting unit in which a transparent electrode, a light emitting layer, and a counter electrode are laminated in this order;
In order to emit the light generated in the light emitting layer to the outside, a translucent substrate having an optical sheet having a concavo-convex shape disposed on the surface;
A light scattering layer configured to include light scattering particles and disposed between the EL light emitting unit and the translucent substrate;
With
The light scattering layer is
On the first surface of the EL light emitting portion facing the transparent electrode, an uneven shape is formed by an aggregate of the light scattering particles,
On the second surface facing the translucent substrate, the light scattering particles in a dense state are aligned along a smooth surface as compared with the uneven shape of the first surface.
EL element.
前記第1表面における前記凹凸形状を覆う平滑な接合面を形成する光透過性の平滑化層を介して、前記透明電極と接合されている
ことを特徴とする、請求項1に記載のEL素子。 The light scattering layer is
2. The EL element according to claim 1, wherein the EL element is bonded to the transparent electrode through a light-transmitting smoothing layer that forms a smooth bonding surface covering the uneven shape on the first surface. .
前記第2表面における前記光散乱粒子は、
前記基材における前記接合層が設けられた表面と反対側の表面に沿って整列している
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のEL素子。 Further comprising a sheet-like base material having translucency, bonded to the surface facing the light scattering layer in the translucent substrate through a bonding layer,
The light scattering particles on the second surface are:
The EL element according to claim 1, wherein the EL element is aligned along a surface opposite to a surface on which the bonding layer is provided in the base material.
前記透光性基板における前記光学シートが配置された表面と反対側の表面に沿って整列している
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のEL素子。 The light scattering particles on the second surface are:
The EL element according to claim 1, wherein the EL element is aligned along a surface opposite to a surface on which the optical sheet is disposed in the light-transmitting substrate.
前記第1表面における粒子密度に比べて、前記第2表面における粒子密度の方が高い
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のEL素子。 The light scattering particles of the light scattering layer are:
5. The EL element according to claim 1, wherein the particle density on the second surface is higher than the particle density on the first surface.
前記第1表面における平均粒子径に比べて、前記第2表面における平均粒子径の方が小さい
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のEL素子。 The light scattering particles of the light scattering layer are:
6. The EL device according to claim 1, wherein an average particle diameter on the second surface is smaller than an average particle diameter on the first surface.
該EL素子の前記EL発光部は、独立に駆動可能な複数の画素を有する、ディスプレイ装置。 The EL element according to any one of claims 1 to 6,
The EL light emitting unit of the EL element has a plurality of pixels that can be driven independently.
該画像表示素子の背面に配置された請求項1〜6のいずれか1項に記載のEL素子と、
を備える、液晶ディスプレイ装置。 An image display element using liquid crystal;
The EL element according to any one of claims 1 to 6, which is disposed on the back surface of the image display element,
A liquid crystal display device comprising:
該画像表示素子の背面に配置された請求項7に記載の照明装置と、
を備える、液晶ディスプレイ装置。 An image display element using liquid crystal;
The lighting device according to claim 7 disposed on the back surface of the image display element;
A liquid crystal display device comprising:
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