JP2018185940A - Ｅｌ素子用光取出しフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】輝度上昇率、色差、光取出し効率をバランス良く備えたＥＬ発光装置、特に有機ＥＬ発光装置を提供することができるＥＬ素子用光取出しフィルムを提供する。【解決手段】拡散剤を含有する樹脂からなる厚さ５〜２７μｍのフィルムであって、前記拡散剤の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が０．１３０〜０．４００であることを特徴とするＥＬ素子用光取出しフィルムである。【選択図】なし

Description

本発明は、ＥＬ素子用光取出しフィルムに関し、更に詳しくは、ＥＬ素子、特に有機ＥＬ発光素子を光源とする面発光体のＥＬ素子からの光を高輝度、高効率で、かつ照明角度によって光の色が異なって見える色差を改善したＥＬ素子用光取出しフィルムに関する。

ＥＬ素子は、フラットパネルディスプレーや蛍光灯に代わる面照明器具としての高効率光源として期待されている。

例えば、特許文献１には、基板、２つの透明電極および有機発光層からなる有機ＬＥＤの基本的な構成が示され、基板及び／又は電極の表面に透明の球状粒子を設けることにより光取出しを向上させることが開示されている。しかしながら、引用文献１は、輝度や色差の改善については検討されていない。

また、特許文献２には、表面に凹面レンズ状の単位レンズが多数配列されたＬＥＤ用の光取出しフィルムが記載されているが、光学構造フィルム層の拡散剤と光学構造フィルムの屈折率の差については検討がなされていない。また、樹脂層も厚いもので光取出し効率が劣る。

更に、特許文献３には、同様にＬＥＤ用の光取出しフィルムについて記載されている。しかしながら、特許文献３はＬＥＤ発光装置のガラス基板に光取出しフィルムを貼着するための粘着剤の屈折率については検討されているが、光学構造を有する樹脂の拡散剤とそこに配合する拡散剤の屈折率については比較的両者が近いことが示されており、そのために、光の取出し効率は不十分で、色差についても解消されていない。

特表２００９−５２２７３７号公報 特開２０１５−１０９２１３号公報 特開２０１６−８１６１４号公報

本発明はかかる実情に鑑み、上記従来技術の問題点を解消するべく鋭意研究の結果、拡散剤を含む樹脂からなる特定の厚さのフィルムであって、前記拡散剤の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が特定の値であることにより、輝度上昇率、色差及び光取出し効率をバランス良く備えたＥＬ素子用光取出しフィルムが得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。

上記課題を解決するための本発明の特徴は、拡散剤を含有する樹脂からなる厚さ５〜２７μｍのフィルムであって、前記拡散剤の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が０．１３０〜０．４００であることを特徴とするＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の他の特徴は、前記拡散剤を含む樹脂が紫外線硬化性樹脂である上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記樹脂に含まれる拡散剤の量が８〜４５重量％である上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記樹脂に含まれる拡散剤の屈折率が１．００〜１．５４０である上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記樹脂の光屈折率が１．５６０〜１．６７０である上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記ＥＬ素子用光取出しフィルムの一面側に基材層が設けられている上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記基材層の屈折率が１．４５０〜１．７００である上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記基材層がポリエチレンテレフタレートからなる上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記記載の光取出しフィルムの光取出し面の反対面に粘着剤層が設けられているＥＬ素子用光取出しフィルムである。
本発明の更に他の特徴は、前記粘着剤層に用いる粘着剤の屈折率が１．５００〜１．８００である上記記載のＥＬ素子用光取出しフィルムである。

本発明によれば、本発明のＥＬ素子用光取出しフィルムは、ＥＬ発光装置等、特に有機ＥＬ発光装置に有用で、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率をバランス良く備えたＥＬ発光装置、特に有機ＥＬ発光装置を提供することができる。

本発明の特徴は、拡散剤を含有する樹脂からなる厚さ５〜２７μｍのフィルムであって、前記拡散剤の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が０．１３０〜０．４００であるＥＬ素子用光取出しフィルムである。
尚、本発明において、用語フィルムはシートを含む用語として使用する。

本発明で使用する拡散剤は、特に限定されないが、架橋ポリ（メタ）アクリレート、架橋ポリスチレン、シリコーン樹脂等の有機高分子粒子や、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の無機粒子が使用できる。なかでも透明性の高いものが好ましい。粒子の大きさは球状のもので、通常、直径０．１〜１５μｍ程度、好ましくは２〜１０μｍのものが使用できる。とりわけ、直径２〜５μｍのものが光取出し効果、色差抑制の点で好ましい。
市販のものとしては、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社のトスパール１２０（平均粒径：2 μｍ、屈折率：１．４３）、積水化成品社の架橋ポリメタクリ酸メチルの球状微粒子MBX シリーズ（粒径：５〜１２μｍ、屈折率：１．４９）、MMA-ST共重合架橋微粒子MSX （粒径：5 μ〜、屈折率：1.495 〜1.595 ）、同SMX （粒径：5 μ〜、屈折率：1.495 〜1.595 ）などが使用できる。拡散剤は、樹脂層に使用する樹脂との分散性の良いものが適している。

本発明で使用する樹脂は、透明性が高いものであれば熱可塑性樹脂、紫外線硬化性樹脂等が使用が可能で、含有・分散させる拡散剤との間でその屈折率の差が０．１３０〜０．４００のものであれば使用することができる。これらの中で紫外線硬化性樹脂が好ましく、紫外線照射装置から照射される紫外線のエネルギーによって硬化する材料であって、シール材、接着剤、コーティング剤として用いられるものが使用できる。なかでも透明性の高いものが好ましい。
市販のものとしては、共栄化学社のＨＩＣ−Ｐ００３Ｉ、ＧＳ−Ａ００２、ＧＡ−１など、日本化薬のＧＹＯ−１１１Ａ、荒川化学工業社のビームセット、ＪＳＲ社のオプスター、日本合成化学の紫光などが好適に使用できる。
表面の光学構造は、平滑面でもよいが、梨地等規則的なあるいは不規則な凹凸形状でもよい。また凹状、凸状のマイクロレンズ形状、あるいはこれらの組み合わせでもよい。その他の形状の構造でもよい。
紫外線硬化性樹脂の場合の屈折率は、紫外線照射による硬化後の屈折率であり、光取出し効率や、色差を低く抑える点で、拡散剤の屈折率との差が０．１３０〜０．４００であることが必要である。
上記樹脂の屈折率と拡散剤の屈折率との差は光取出し効率の観点から０．１３５〜０．２５０程度がより好ましい。更に好ましくは０．１５０〜０．１９５程度である。

樹脂に拡散剤を含有・分散させる量は、８〜４５重量％が好ましい。８重量％未満では色差が大きくなる傾向があり、４５重量％を超えると光取出し効率が低下する傾向がある。

本発明は、必要に応じ、上記フィルムの一面側（光学構造面の反対側）に基材層を設けることができる。
基材層としては、透明な樹脂であれば特に限定されず、例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリアリレート、ポリイミド等が挙げられる。これらの中で、特にポリエステルが好ましく、特にポリエチレンテレフタレートは厚み精度、寸法安定性、透明性の点で好ましい。基材層には、必要に応じ、拡散剤を分散・含有させることができる。
基材層の厚さは、作業性と光取出し効率の観点から１．０〜１００μｍが好ましい。基材層の屈折率は、光取出し効率の観点から１．４５０〜１．７００が好ましい。更に好ましくは、１．５００〜１．６５０である。

本発明のフィルムの光学構造面の反対側には、通常、ＥＬ発光装置等に貼着するために粘着剤層が設けられる。
本発明の粘着剤層に使用できる粘着剤は、特に限定はなく、市販の粘着剤が使用できるが、使用の目的から透明性の高いものが好ましい。特に紫外線硬化性の粘着剤が、紫外線照射の程度によって粘度がコントロールできるという点で好ましい。市販の粘着剤としては、大日精化工業の紫外線硬化型粘着剤セイカビームＰＳＡ−Ｐ１ＨＲ２などが使用できる。積層する方法としては通常のコーティング方法、塗布方法が採用できる。粘着剤層には、必要に応じ、拡散剤を分散・含有させることができる。
粘着剤層の厚さは、粘着強度や光取出し効率の観点から５〜３０μｍ程度が好ましい。

本発明のＥＬ素子用光取出しフィルムは、ＥＬ発光装置、特に有機ＥＬ発光装置に有用で、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率をバランス良く備えたＥＬ発光装置を提供することができる。

本発明において、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率は、下記の方法により算出される。

輝度上昇率：色彩輝度計（株式会社トプコンテクノハウス製、型番：BM−５A ）を有機EL発光装置（OLED青森株式会社製）の正面で、距離６００ｍｍの位置に設置して輝度を
測定し、得られた値をＥＬ素子用光取出しフィルムを貼着する前の有機EL発光装置の輝度の値で除することによって算出した。

色差ΔEu’v ’：有機EL発光装置（OLED青森株式会社製）をターンテーブルに乗せて回転させながら、６００ｍｍ離れた位置から上記の色彩輝度計で色度座標u ’及びv ’を5 度おきに測定し、測定視野０度から８０度範囲におけるu ’の最大値とu ’の最小値の差（ u’max −u ’min ）とv ’の最大値とv ’の最小値の差（v ’max −v ’min ）の二乗の和の平方根を取ることで算出した。ここでいう色度座標u ’及びv ’は国際照明委員会（CIE ）１９７６U.C.S に規定されている色を示す数値である。

光取出し効率：輝度を５度おきに測定し、JIS C 8105−5 に記載の方法によって全光束を求め、ＥＬ素子用光取出しフィルムを貼着する前の有機EL発光装置の全光束の値で除することによって算出した。

以下、本発明を実施例を挙げて更に詳細に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
拡散剤（商品名：トスパール１２０、平均粒子径：2 μｍ、屈折率：１．４３、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）を３０重量％配合した紫外線硬化性樹脂（商品名：ＨＩＣ−Ｐ００３１、屈折率：１．６２０、共栄化学株式会社製）を、基材層としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製フィルム（商品名：コスモシャイン、品番：Ａ４３００、厚さ：23μｍ、屈折率：１．６０、東洋紡株式会社製）上に、厚さ20μｍでコートした。
次いで、梨地表面のポリプロピレン製フィルムの原板を紫外線硬化性樹脂層側にあてＰＥＴ樹脂製フィルム側から、紫外線照射装置（株式会社ＧＳユアサ製ＧＳ３０Ｌ−１）を用い、１１００ｍＪ／ｃｍ² の条件で紫外線照射し表面に梨地の凹凸形状（粗度 Ra：１．０６）の光学構造を形成しながら硬化をした。
次いで、ＰＥＴ樹脂製フィルムの反対面に、粘着剤として紫外線硬化性粘着剤（商品名：セイカビーム、品番：ＰＳＡ−Ｐ１ＨＲ２、屈折率：１．５１２、大日精化工業株式会社製）をコートし、その表面にシリコーン処理をしたＰＥＴ樹脂製フィルム（東洋紡製、品番：Ｅ７００６、厚さ：50μｍ）をのせて、上記の紫外線照射装置を用い、上記の同じ条件で硬化させ粘着剤層を形成した。粘着剤層の厚さは17μｍであった。その後、上記シリコーン処理したＰＥＴ樹脂製フィルムを剥がして光取出しフィルムを得た。
得られた光取出しフィルムを有機ＥＬ発光装置（ＯＬＥＤ青森株式会社製）のガラス基板に貼着し、使用した発光装置に対する輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率を測定した。結果を表１に示した。

尚、輝度上昇率は１．８７０以上、色差ΔEu’v ’は０．０１１以下、光取出し効率は１．６９０以上をそれぞれ「良好」と判定した。

実施例２、３
表１に示す屈折率の異なる紫外線硬化性樹脂を用いて実施例１と同様にして光取出しフィルムを作製し、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率を測定した。結果を表１に示した。

比較例１
紫外線硬化性樹脂として日本化薬製GYO-111A（屈折率：１．５３９）を用いた他は、実施例1 と同様にして、光取出しフィルムを作製し、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率を測定した。結果を表１に示した。

実施例４〜６、比較例２、３
硬化後の紫外線硬化性樹脂層の厚さを表２に示すように変えて光取出しフィルムを作製し、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率を測定した。結果を実施例1 の結果とともに表２に示した。

実施例７、比較例８〜１０
拡散剤として、架橋ポリメタクリル酸メチルの球状粒子（積水化成品工業（株) のテクポリマーMBX-5 屈折率：１．４９、平均粒子径：5 μｍ）を用い、前記実施例１−３及び比較例1 で用いた樹脂と組み合わせて光取出しフィルムを作製し、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率を測定した。結果を表３に示した。

上記表１から明らかなように、屈折率差及び樹脂厚をともに満足し、本発明を代表する実施例１〜３は輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率のいずれにおいても良好であるのに対し、屈折率差を満足しない比較例１は輝度上昇率に劣っている。

また、上記表２から明らかなように、屈折率差及び樹脂厚をともに満足し、本発明を代表する実施例４〜６は輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率のいずれにおいても良好であるのに対し、樹脂厚を満足しない比較例２、３は光取出し効率に劣っている。

また、上記表３から明らかなように、実施例７は拡散剤を変更した例であるが、屈折率差及び樹脂厚をともに満足することにより、輝度上昇率、色差ΔEu’v ’、光取出し効率のいずれにおいても良好であるのに対し、屈折率差を満足しない比較例８〜１０はいずれも輝度上昇率、色差ΔEu’v ’において劣っている。

以上のとおり、本発明のＥＬ素子用光取出しフィルムによれば、樹脂の屈折率と拡散剤の屈折率との差を特定の範囲とするとともに、樹脂厚を特定の範囲とすることにより、輝度上昇率、色差、光取出し効率をバランス良く備えたＥＬ発光装置、特に有機ＥＬ発光装置を提供することができる。

Claims (10)

1. 拡散剤を含有する樹脂からなる厚さ５〜２７μｍのフィルムであって、
   前記拡散剤の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が０．１３０〜０．４００であることを特徴とするＥＬ素子用光取出しフィルム。
2. 前記拡散剤を含む樹脂が紫外線硬化性樹脂である請求項１に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
3. 前記樹脂に含まれる拡散剤の量が８〜４５重量％である請求項１又は２に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
4. 前記樹脂に含まれる拡散剤の屈折率が１．００〜１．５４０である請求項１〜３いずれか１項に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
5. 前記樹脂の光屈折率が１．５６０〜１．６７０である請求項１〜４いずれか１項に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
6. 前記ＥＬ素子用光取出しフィルムの一面側に基材層が設けられれている請求項１〜５のいずれか１項に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
7. 前記基材層の屈折率が１．４５０〜１．７００である請求項６記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
8. 前記基材層がポリエチレンテレフタレートからなる請求項６又は７に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。
9. 前記請求項１〜８のいずれか１項に記載の光取出しフィルムの光取出し面の反対面に粘着剤層が設けられているＥＬ素子用光取出しフィルム。
10. 前記粘着剤層に用いる粘着剤の屈折率が１．５００〜１．８００である請求項９に記載のＥＬ素子用光取出しフィルム。