WO2008007772A1 - Corps surfacique émetteur de lumière et écran - Google Patents

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WO2008007772A1
WO2008007772A1 PCT/JP2007/063979 JP2007063979W WO2008007772A1 WO 2008007772 A1 WO2008007772 A1 WO 2008007772A1 JP 2007063979 W JP2007063979 W JP 2007063979W WO 2008007772 A1 WO2008007772 A1 WO 2008007772A1
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surface light
light
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layer
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PCT/JP2007/063979
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Akira Sato
Tomoyuki Nakayama
Manami Kuiseko
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Konica Minolta Holdings, Inc.
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    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Definitions

  • the present invention relates to a high front luminance, a surface light emitter, a brightness using the same as a backlight, 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 into the light emitting layer, and combines the injected electrons and holes in the light emitting layer to excite the organic material.
  • the organic material emits light when returning from the excited state to the ground state, and has an advantage that it can be driven at a lower voltage than the inorganic EL element.
  • 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 also expected to be used as a backlight for display devices such as liquid crystal display elements.
  • Patent Document 1 a prism or lens-like sheet attached to the exit surface of a surface light emitting element so that irregularities appear on the surface
  • a minute unevenness is provided on the exit surface of the surface light emitting element, or a flat member having an unevenness on the exit surface of the surface light emitting element is provided so that the unevenness appears on the surface.
  • a flat member having an unevenness on the exit surface of the surface light emitting element is provided so that the unevenness appears on the surface.
  • a configuration has been devised in which a light control sheet having an uneven surface is provided on the surface from which light is emitted, such that the prism side faces the output surface (see Patent Document 4).
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-323272
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-63926
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-353431
  • Patent Document 4 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-59543
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a surface light emitter having high front luminance and a bright display device using the same as a backlight.
  • a surface light emitter having at least a surface light emitting element having a transparent substrate and a light control sheet
  • the light control sheet has a plurality of convex portions, and a tip portion of the convex portion is the surface.
  • the light emitting element is in contact with the light emitting surface through an adhesive layer, and the convex portion has an apex angle ⁇ and a refractive index ⁇ .
  • the luminance of the surface light emitting element in the transparent substrate is 10 and the angle ⁇ from the front is When the luminance of 'I ⁇ ', the refractive index of the transparent substrate and the reflectance of the surface light emitting element are R,
  • 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.
  • Fig. 7 is a schematic diagram showing a configuration of luminance measurement inside a transparent substrate.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the U value and the front luminance of the surface light emitting element.
  • the surface light emitter of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
  • the surface light emitter of the present invention is not limited to the one shown in the following embodiment, and the gist thereof is not changed. V and range can be changed as appropriate.
  • a truncated cone-shaped convex portion 12 whose front end is contracted on one side of the translucent substrate 11 is formed continuously in the vertical and horizontal directions.
  • the prism array sheet 10A was used.
  • the fact that the tip side of the convex portion 12 contracts means that the convex portion 12 is formed so as to gradually become smaller as the force of the prism array sheet 10A increases, and FIG. 1 (b) Then, it is in the shape of a lower dent.
  • 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 is also provided.
  • the tip of the convex part 12 in the shape of the frustum of the prism array sheet 10 A is formed on the light emitting surface 21 a of the transparent substrate 21 that emits the light emitted from the surface light emitting element 20.
  • the surface 12a was adhered with an adhesive layer.
  • the adhesive layer a UV curable adhesive, a curable adhesive such as a thermosetting adhesive, or a pressure sensitive adhesive can be used, but an acrylic adhesive or pressure sensitive adhesive can be used. A material with excellent transparency is desirable.
  • the tip surface 12a of the convex portion 12 having a truncated cone shape in the prism array sheet 10A is adhered to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 by the adhesive layer, the convexity of the prism array sheet 10A is obtained.
  • the space 12 between the convex portion 12 of the prism array sheet 10A and the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is an air layer. It becomes.
  • the tip surface 12a of the convex portion 12 in the prism array sheet 10A is bonded to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 in this way, and the surface light emitting element 20 is caused to emit light.
  • the light power that is totally reflected on the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is a portion where the tip surface 12a of the convex portion 12 of the prism array sheet 10A is bonded. In this case, the light is guided into the prism array sheet 10A without being totally reflected.
  • the traveling direction is slightly changed by the inclined surface 12b of the convex portion 12, the light is emitted to the front side of the prism array sheet 10A, and the convex portion of the prism array sheet 10A is emitted from the emission surface 21a.
  • the light emitted in the direction orthogonal to the 12 inclined surfaces 12b is guided into the convex portion 12 from the inclined surface 12b, and is reflected by the inclined surface 12b opposite to the convex portion 12 to be a prism array sheet. It will be projected on the front side of 10A.
  • the difference between the refractive index of the prism array sheet 10A and the refractive index of the exit surface 21a of the surface light emitting element 20 is within 0.2. .
  • the difference in refractive index between the adhesive layer and the prism array sheet 10A be within 0.2. More preferably, the difference between the refractive index of the adhesive layer and the refractive index of the prism array sheet 10A and the refractive index of the exit surface 21a of the surface light emitting element 20 is within 0.1. It is desirable.
  • the apex angle ⁇ at which the inclined surfaces 12b of the convex portion 12 intersect each other is increased. 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 becomes too small, the light totally reflected on the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 when the light control sheet is not provided Even if the light is guided into the prism array sheet 10A, the light does not strike the inclined surface 12b of the convex portion 12 but is guided to the output surface 14 of the prism array sheet 10A. At 14, the light is totally reflected and returned, and the intensity of the light emitted from the emission surface 14 of the prism array 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 prism array sheet 10A as described above is not totally reflected by the inclined surface 12b of the convex portion 12 and is guided to the space portion 13 through the convex portion 12, Further, the light passes through the space 13 and is guided again into the prism array sheet 10A, and this light is totally reflected and returned by the exit surface 14 of the prism array sheet 10A as described above. The intensity of light emitted from the emission surface 14 of the array sheet 10A is reduced.
  • the apex angle ⁇ at which the inclined surfaces 12b of the convex portion 12 intersect each other is expressed as follows when the refractive index for light having a wavelength of 550 nm in the prism array sheet 10A is n.
  • the force that also changes depending on the pitch angle p of the convex portion 12 in the convex portion 12 is generally the convex portion 12 If the optical height h is too low, even if light that is totally reflected on the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 is not provided with a light control sheet, it may be guided into the prism array sheet 10A. The light does not hit the inclined surface 12b of the convex part 12, but is guided to the exit surface 14 of the prism array sheet 10A, and is totally reflected and returned by the exit surface 14 of the prism array sheet 10A. .
  • the optical height h of the convex portion 12 becomes too high, a portion is formed on the inclined surface 12b of the convex portion 12 that is not used for light reflection, and the pitch p of the convex portion 12 is increased. If the same, the area of the front end surface 12a of the convex portion 12 bonded to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 becomes small, and the amount of light guided into the prism array sheet 10A decreases. For this reason, the optical height h of the convex portion 12 is equal to the pitch p of the convex portion 12.
  • the adhesive used for the adhesive layer is highly transparent, such as a thermosetting acrylic adhesive and a UV curable acrylic adhesive! A highly transparent adhesive such as a curable adhesive or an acrylic adhesive is preferably used.
  • the transparent substrate 11 forming the prism array sheet 10A is an acrylic resin and the transparent substrate 20 is a glass substrate, the material having a large coefficient of thermal expansion has a high stress relaxation property. An adhesive 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.
  • bonding is performed in such a manner that the vicinity of the tip surface 12a of the convex portion 12 of the prism array sheet 10A is buried in the bonding layer 100 as shown in FIG. Since the adhesive layer 100 and the convex portion 12 of the prism array sheet are selected to have substantially the same refractive index, the width in which the prism array sheet 10A is optically in close contact with the emission surface 21a of the surface light emitting element is In Fig. 5, the width corresponds to X.
  • the height of the convex part 12 is the value obtained by subtracting the buried depth Y shown in Fig. 5 from the height of the convex part of the prism array sheet 10A. Optical height of the convex part of the optical prism array sheet It corresponds to.
  • the width X that is optically adhered is obtained by observing the surface of the light emitting element with the prism array sheet 10A attached to the surface light emitting element 20, with the microscope focused on the attached portion with a microscope. Can be measured easily.
  • the shape of the prism array sheet 10A the circular pedestal shown in Fig. 1 has been described as an example.
  • a prism array sheet in which a shape like a hexagonal frustum is continuously formed vertically and horizontally may be used.
  • the mechanism for improving the front luminance of the light control sheet described in the present invention is that the light beam that travels by being totally reflected within the transparent substrate 21 of the surface light emitting element is the convex portion 12 of the prism array sheet 10A. This is because it is guided from the vicinity of the front end surface 12a into the convex portion 12, and is totally reflected by the inclined surface 12b of the convex portion 12 and guided in the normal direction.
  • the light beam extracted in the front direction that is, the normal direction of the surface light emitting element, is immediately before total reflection in the convex portion 12.
  • ⁇ 1 ⁇ with respect to the apex angle ⁇ of the convex portion 12.
  • the light power emitted in the direction of mainly contributes to the front luminance.
  • a part of the light beam emitted at an angle ⁇ 2 is totally reflected and confined by the exit surface 21a of the transparent substrate 21 without entering the convex part 12, and reflected by the counter electrode 24 one or more times. After that, the optical path incident on the convex part 12 is traced. At this time, when the transparent substrate 21 is a parallel plate, the incident angle of the light incident on the convex portion 12 remains ⁇ 2 and does not change.
  • the reflectance of the surface light emitting element was R
  • the luminance in the front direction of the surface light emitting element was 10 (cdZm 2 )
  • the luminance in the ⁇ 2 direction inside the transparent substrate 21 was I ⁇ 2 (cd / m 2 )
  • the brightness of the transparent substrate 21 is measured by placing a plano-convex spherical lens 40 having substantially the same refractive index as the transparent substrate 21 on the emission surface of the transparent substrate 21. And matching oil having almost the same refractive index as spherical lens 40 was applied and measured. At this time, the radius of curvature of the spherical lens 40 was the same as the thickness D of the transparent substrate 21 and the core thickness of the spherical lens.
  • a spectral luminance meter CS1000 manufactured by Co-force Minolta Sensing
  • the reflectance R was obtained from the light emitting surface side of the surface light emitting element, and the spectral reflectance R ( ⁇ ) was obtained using a spectral reflection film thickness meter. Obtain the product of the emission spectrum ⁇ ( ⁇ ) and R ( ⁇ ) of the surface light emitting device, integrate the spectrum ⁇ ( ⁇ ) and ⁇ ( ⁇ ) XR () in the visible region (420 to 680nm), and reflect the ratio The rate was defined as R.
  • the improvement factor of the front luminance is 2 times or more, and it is more desirable that it is a combination.
  • the reflectance R is desirably 70% or more. It is even more desirable that it be 85% or more.
  • a material having a high reflectance such as aluminum or silver as the material of the counter electrode. Further, it is desirable that the organic layer forming the light emitting layer has a high transmittance. It is also desirable to use a transparent electrode material with high transmittance such as ITO.
  • the ratio (I ⁇ 2 / cos ⁇ 2) ZlO is high, and the light emitting element can be achieved by setting the film thickness of the organic layer and the film thickness of ITO within a preferable range.
  • the above ratio depends on the distance from the counter electrode to the light emission position (the position of the point where electrons and holes combine to emit light in the organic layer).
  • the above ratio becomes 1 or more by setting the xl X dl force to be approximately 4 ⁇ or more. More desirable.
  • a surface light emitter was produced 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 power of Om m X 52 mm as the transparent substrate 21, and a transparent electrode 22 on one side of the transparent substrate 21.
  • a film having a thickness of 35 X 46 mm was used after being formed into a thickness and patterned into an electrode shape by a photolithography method.
  • a hole injection layer having a film thickness of lOOnm was formed by vacuum evaporation using m-MTDATA as a hole injection material.
  • a hole transport layer having a film thickness of lOnm was formed on the hole injection layer by vacuum deposition using a-NPD as a hole transport material.
  • a light emitting material that emits green light so that CBP is used as a host material and Ir (ppy) is contained in an amount of 6 mass% as a dopant material on the hole transport layer.
  • the light emitting layer having a thickness of 20 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 55 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.
  • the convex portions 12 of the light control sheet 10A are provided.
  • the light emitting sheet 10A was adhered to the emission surface 21a of the surface light emitting device 20 so that the light emitting surface 21a was opposed to the emission surface 21a of the surface light emitting device 20, and the surface light emitter 1 was produced.
  • This light control sheet 10A has a refractive index of 1.50 with respect to light having a wavelength of 55 Onm, the apex angle ⁇ of the frustum-shaped convex part 12 is 50 °, and the height of the convex part 12 is 25 ⁇ m.
  • the pitch of the convex portions 12 was 30 ⁇ m.
  • the bond width X was 10 ⁇ m.
  • the refractive index of the pressure-sensitive adhesive with respect to light having a wavelength of 550 nm was 1.48.
  • a surface light emitter 2 was produced using the same light control sheet A as the surface light emitter 1, a surface light emitter 2 was produced.
  • a surface light emitting device was fabricated as shown below.
  • the transparent substrate and the ITO film were formed in the same manner as the surface light emitting device A.
  • 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 by vacuum evaporation using a-NPD as a hole transport material.
  • CBP is used as a host material on the hole transport layer.
  • LiF was formed to 0.5 nm by vacuum deposition to form an electron injection layer.
  • a counter electrode 24 made of aluminum 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.
  • the light-emitting sheet A was adhered to the manufactured surface light-emitting element B in the same manner as the surface light-emitting body 1 to manufacture the surface light-emitting body 2.
  • the bond width X was 10 m.
  • a surface light emitter was produced using the same light control sheet A as the surface light emitter 1.
  • a surface light emitting device was manufactured as shown below.
  • the transparent substrate and the ITO film were formed in the same manner as the surface light emitting device A.
  • a hole injection layer having a film thickness of lOnm was formed on the transparent electrode 22 using m-MTDATA as a hole injection material by a vacuum evaporation method.
  • a hole transport layer having a film thickness of 15 nm was formed on the hole injection layer by vacuum evaporation using a-NPD as a hole transport material.
  • a light emitting material that emits green light so that CBP is used as a host material and Ir (ppy) is contained in an amount of 6 mass% as a dopant material on the hole transport layer.
  • the light emitting layer having a thickness of 20 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 60 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.
  • the light control sheet A is bonded to the manufactured surface light emitting element C in the same manner as the surface light emitter 1 to obtain the surface.
  • Luminescent body 3 was produced.
  • the bond width X was 10 m.
  • a surface light emitter was produced using the same light control sheet A as the surface light emitter 1.
  • a surface light emitting device was manufactured as shown below.
  • the transparent substrate and the ITO film were formed in the same manner as the surface light emitting device A.
  • a hole injection layer having a film thickness of 85 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 lOnm was formed on the hole injection layer by vacuum deposition using a-NPD as a hole transport material.
  • LiF was formed to 0.5 nm by vacuum deposition to form an electron injection layer.
  • a counter electrode 24 made of aluminum 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.
  • the light-emitting sheet A was adhered to the manufactured surface light-emitting element D in the same manner as the surface light-emitting body 1, thereby manufacturing the surface light-emitting body 4.
  • the bond width X was 10 m.
  • the transparent substrate and the ITO film were formed in the same manner as the surface light emitting device A.
  • a hole injection layer having a film thickness of 40 nm was formed on the transparent electrode 22 by vacuum evaporation using m-MTDATA as a hole injection material.
  • ⁇ -NPD was formed to a thickness of lOnm as a hole transport layer.
  • a compound (1) is used as a host material, and a light emitting material emitting blue light is co-evaporated so as to contain 3% by mass of BD-1 as a dopant material.
  • the light emitting layer 1 was formed.
  • the compound (2) was formed to a thickness of 5 nm by vapor deposition.
  • the compound (1) was used as a host material, and a light emitting layer 2 having a film thickness of lOnm was formed by co-evaporating a light emitting material that emits red light so that Ir 9 was contained in an amount of 8% by mass as a dopant material. Subsequently, the compound (1) was formed as an intermediate layer 2 with a film thickness of 3 nm by vapor deposition. Next, a light-emitting layer having a film thickness of lOnm is formed on the intermediate layer 2 by co-evaporating a light-emitting material that emits green light so that the compound (1) is used as a host material and Ir-l is contained as a dopant material in an amount of 5% by mass.
  • a hole blocking layer made of BAlq was deposited by vapor deposition to a thickness of 5 nm, and then an electron transport layer having a specific power of BCP 75% and Cs 25% was provided with a thickness of 70 nm.
  • a surface emitting device E was fabricated by depositing aluminum lOOnm to form a cathode.
  • the transparent substrate 21 on the exit 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.
  • the surface light emitter 9 was produced by bonding the light control sheet A to the produced surface light emitting device E in the same manner as the surface light emitter 1.
  • the bond width X was 10 m.
  • the transparent substrate and the ITO film were formed in the same manner as the surface light emitting device A.
  • a hole injection layer having a film thickness of 40 nm was formed on the transparent electrode 22 by vacuum evaporation using m-MTDATA as a hole injection material.
  • ⁇ -NPD was formed to a thickness of lOnm as a hole transport layer.
  • compound (1) is added on this hole transport layer.
  • a light emitting layer 1 having a film thickness of 15 nm was formed by co-evaporating a light emitting material that emits blue light so as to contain 3% by mass of BD-1 as a dopant material.
  • the compound (2) was formed to a thickness of 5 nm by vapor deposition.
  • a compound (1) is used as a host material, and a light emitting material that emits red light is co-evaporated so that Ir 9 is contained as a dopant material in an amount of 8% by mass.
  • the light emitting layer 2 was formed.
  • the compound (1) was formed as an intermediate layer 2 with a film thickness of 3 nm by vapor deposition.
  • a light-emitting layer having a film thickness of lOnm is formed on the intermediate layer 2 by co-evaporating a light-emitting material that emits green light so that the compound (1) is used as a host material and Ir-l is contained as a dopant material in an amount of 5% by mass. 3 was formed.
  • a hole blocking layer made of BAlq was deposited to a thickness of 5 nm, and then an electron transport layer having a specific force of BCP 75% and Cs 25% was provided with a thickness of 50 nm.
  • a surface emitting device E was fabricated by depositing aluminum lOOnm to form a cathode.
  • the transparent substrate 21 on the exit 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.
  • the light-emitting sheet A was adhered to the manufactured surface light-emitting element F in the same manner as the surface light-emitting body 1, thereby manufacturing the surface light-emitting body 10.
  • the bond width X was 10 m.
  • the transparent substrate and the ITO film were formed in the same manner as the surface light emitting device A.
  • a hole injection layer having a film thickness of 40 nm was formed on the transparent electrode 22 by vacuum evaporation using m-MTDATA as a hole injection material.
  • ⁇ -NPD was formed to a thickness of lOnm as a hole transport layer.
  • a compound (1) is used as a host material, and a light emitting material emitting blue light is co-evaporated so as to contain 3% by mass of BD-1 as a dopant material.
  • the light emitting layer 1 was formed.
  • the compound (2) was formed to a thickness of 5 nm by vapor deposition.
  • a compound (1) is used as a host material, and a light emitting material that emits red light is co-evaporated so that Ir 9 is contained as a dopant material in an amount of 8% by mass.
  • the light emitting layer 2 was formed.
  • the compound (1) was formed as an intermediate layer 2 with a film thickness of 3 nm by vapor deposition.
  • a light-emitting layer having a film thickness of lOnm is formed on the intermediate layer 2 by co-evaporating a light-emitting material that emits green light so that the compound (1) is used as a host material and Ir-l is contained as a dopant material in an amount of 5% by mass. 3 was formed.
  • a hole blocking layer made of BAlq was deposited to a thickness of 5 nm, and then an electron transport layer having a specific power of BCP 75% and Cs 25% was provided with a thickness of 30 nm.
  • a surface emitting device G was fabricated by depositing aluminum lOOnm to form a cathode.
  • the transparent substrate 21 on the exit 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.
  • the light emitting sheet A was adhered to the manufactured surface light-emitting element G in the same manner as the surface light-emitting body 1 to manufacture the surface light-emitting body 11.
  • the bond width X was 10 m.
  • the convex portions 12 of the light control sheet 10A are provided.
  • the light emitting sheet 10A was adhered to the emission surface 21a of the surface light emitting element 20 so as to face the emission surface 21a of the surface light emitting element 20, and surface light emitters 5-8 and 12-14 were produced. .
  • This light control sheet 10A has a refractive index of 1.50 with respect to light having a wavelength of 55 Onm, the apex angle ⁇ of the frustum-shaped convex part 12 is 55 °, and the height of the convex part 12 is 25 ⁇ m.
  • the pitch of the convex portions 12 was 30 ⁇ m.
  • the bond width X was 11 ⁇ m.
  • the refractive index of the pressure-sensitive adhesive with respect to light having a wavelength of 550 nm was 1.48.
  • the produced surface light emitter was evaluated in the following manner.
  • the emission luminance from the front (2 ° viewing angle front luminance) was measured.
  • the front luminance is expressed as a relative value with the front luminance of the surface light emitting element in the state where the light control sheets A and B are not attached as 1.
  • a spherical lens is pasted with matching oil in the configuration shown in Fig. Was measured.
  • the surface emitting element was tilted 50 degrees and the luminance I ⁇ 'was measured.
  • Spectral reflectance R ( ⁇ ) was measured from the exit surface side of the surface light emitting device using a reflective spectral film thickness meter. Next, the spectrum ⁇ ( ⁇ ) and ⁇ ( ⁇ ) of the surface light emitting device were multiplied by the spectral reflectance R ( ⁇ ), and integrated in the visible region (wavelength 420 nm force was also 680 nm). The ratio of the integrated value was defined as the reflectance R of the surface light emitting element.
  • Fig. 8 is a graph showing the correlation between the U value in Table 12 and the front luminance.

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Description

明 細 書
面発光体及び表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、正面輝度の高 、面発光体及びこれをバックライトに用いた明る!/、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 いう利点がある。
[0005] 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。
[0006] 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でき、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でき、液晶表示素子等の表示装置のバックライトとして利用するこ とも期待されている。
[0007] 照明として用いる場合には、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、 EL素子等の面発光素子を発光させた場合、高い屈折 率を持つ発光層の内部で発せられた光はさまざまな方向に進行し、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、輝度の高い素子 でも 30〜401mZW程度であり、十分な明るさを得られないという問題があつた。
[0008] ここで、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 2000〜4000c dZm2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いという問題があった。従って、光取り出し効率 として 1. 3倍以上、正面輝度向上倍率として 1. 6倍以上、さらに望ましくは正面輝度 向上倍率で 2倍以上となる解決策が望まれている。
[0009] 従来、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 2、 3参照)。
[0010] 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できないという問題があった。
[0011] また、有機 EL発光デバイス等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出射 面に向くような構成が考案されている (特許文献 4参照)。
[0012] 特許文献 4で提案されて 、る凹凸面を面発光素子の側に向けて凸部を面発光素 子の出射面に密着させる構造では、面発光素子の特性と調光シートの構造との最適 ィ匕につ 、て考慮されて 、な 、ために、充分な正面輝度の向上効果を得ることができ なかった。従って、面発光素子と調光シートの設計によりさらなる輝度向上効果を得 ることが課題であった。 [0013] また、特に R、 G、 Bの 3色、もしくは Y、 Βの 2色を発光させる白色の発光素子におい ては、波長によって正面輝度向上や光取り出し効率向上の効果が大きく異なるため 、さらなる効率の向上のために、なるべく多くの発光波長において、正面輝度や光取 り出し効率が向上することが望まれて 、た。
特許文献 1：特開 2000— 323272号公報
特許文献 2：特開 2005— 63926号公報
特許文献 3：特開 2005 - 353431号公報
特許文献 4：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
[0014] 本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、正面輝度の高い面 発光体及びこれをバックライトに用いた明るい表示装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0015] 本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
[0016] 1.透明基板を有する面発光素子と、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、前記凸部が頂角 Θ、屈折率 ηを有し、前記面 発光素子の透明基板内における正面方向の輝度を 10、正面から角度 Θ ' の輝度を I θ ' 、透明基板の屈折率を 、面発光素子の反射率を Rとしたとき、
Θ ' =arcsin、nz n X sin θ ) Τ>ゝっヽ
0. 7<RX (Ι θ ' /cos θ ' ) /l0
であることを特徴とする面発光体。
[0017] 2.前記凸部の形状が円錐台状であることを特徴とする前記 1に記載の面発光体。
[0018] 3.前記 1または 2に記載の面発光体を用いることを特徴とする表示装置。
発明の効果
[0019] 本発明によれば、正面輝度の高い面発光体及びこれをバックライトに用いた明るい 表示装置を提供することができる。 図面の簡単な説明
[0020] [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。
[図 7]透明基板内部の輝度測定の構成を示す模式図である。
[図 8]U値と面発光素子の正面輝度の関係を示すグラフである。
符号の説明
[0021] 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
40 球面レンズ
100 接着層
発明を実施するための最良の形態
[0022] 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。
[0023] 最初に、本発明の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 明の面発光体は、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 V、範囲にぉ 、て適宜変更して実施できるものである。
[0024] 調光シートとして、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 縮した円錘台状の凸部 12が縦横に連続して形成されたプリズムアレイシート 10Aを 用いるようにした。なお、本明細書において、凸部 12の先端側が収縮するとは、プリ ズムアレイシート 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)では、下すぼみの形状になっている。
[0025] そして、この面発光体においては、図 2に示すように、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、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、上記のプリズムアレイシート 10Aにおける円錘台状になった 凸部 12の先端面 12aを接着層で接着させるようにした。ここで、接着層としては、 UV 硬化型の接着剤、熱硬化型の接着剤等の硬化型の接着剤、もしくは粘着剤を用いる ことができるが、アクリル系の接着剤や粘着剤のように、透明性に優れた材料が望ま しい。
[0026] このように面発光素子 20の出射面 21aに、プリズムアレイシート 10Aにおける円錘 台状になった凸部 12の先端面 12aを接着層で接着させると、プリズムアレイシート 10 A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 のプリズムアレイシート 10A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。
[0027] そして、このように面発光素子 20の出射面 21aにプリズムアレイシート 10Aにおける 円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において全反射される光力 プリズムアレイシート 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プリズムアレイシート 10A内に導か れるようになる。
[0028] そして、このようにプリズムアレイシート 10A内に導かれた光の多くは、面発光素子 20の出射面 21a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プリズムアレイシート 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、プリズムアレイシート 10 A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プリズムアレイシート 10Aの正面側に出射されるようにな り、また出射面 21aからプリズムアレイシート 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 12bから凸部 12内に導かれ、この 凸部 12の反対側の傾斜面 12bで反射されてプリズムアレイシート 10Aの正面側に出 射されるようになる。
[0029] 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 において全反射される光力 上記の凸部 12の先端面 12aからこのプリズムアレイシ ート 10Aの内部に適切に導かれるようにするためには、このプリズムアレイシート 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。また、接着層とプリズムアレイシート 10Aとの屈折率の差を 0. 2 以内にすることが望ましい。さらに望ましくは、接着層の屈折率がプリズムアレイシート 10Aの屈折率と面発光素子 20の出射面 21aにおける屈折率との平均値と、接着層 との屈折率の差が 0. 1以内にすることが望ましい。
[0030] また、上記のようにプリズムアレイシート 10Aに円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プリズムアレイシート 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に当たらずに、プリズムアレイシート 10Aの出射面 14に導かれ 、このプリズムアレイシート 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 、プリズムアレイシート 10Aの出射面 14から出射される光の強度が低下する。
[0031] 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、上記のようにプリズムアレイシート 10Aの内部に導かれた光力 この凸部 12の 傾斜面 12bにお 、て全反射されずに、この凸部 12を通過して空間部 13に導かれ、 さらにこの空間部 13を通過して再度プリズムアレイシート 10Aの内部に導かれるよう になり、この光が上記のようにプリズムアレイシート 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、プリズムアレイシート 10Aの出射面 14から出射される光の 強度が低下する。
[0032] 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、このプリ ズムアレイシート 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、
(1/n-O. 35) < sin 0 < (1/n+O. 3)
の条件を満たすことが好ましぐさらに
l/n< sin Θ < (1/n+O. 25)
の条件を満たすようにすることがより好ま 、。
[0033] また、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プリズムアレイシート 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に当たらずに、プリズムアレイシート 10Aの出射面 1 4に導力れ、このプリズムアレイシート 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 、て光の反射に利用されな 、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、このプリズムアレイシート 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 U、。
[0034] プリズムアレイシート 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、プリズム アレイシート 10Aの順に積層して、プリズムアレイシート 10Aの凸部 12の先端面 12a と接着層 100と面発光素子 20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。 [0035] また、接着層に用いられる接着剤としては、熱硬化型アクリル系接着剤、 UV硬化 型アクリル系接着剤等の透明性の高！、硬化型接着剤やアクリル系粘着剤のように透 明性の高い粘着剤が好適に用いられる。また、プリズムアレイシート 10Aを形成する 透光性基板 11がアクリル系榭脂で、透明基板 20がガラス基板の時のように、熱膨張 係数が大きく異なる素材の場合には、応力緩和性に富む粘着剤が望ましい。
[0036] 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。
[0037] 接着剤や粘着剤を用いた接着においては、図 5に示すように、プリズムアレイシート 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。接着 層 100とプリズムアレイシートの凸部 12とは、ほぼ同じ屈折率となるように選ばれるた め、プリズムアレイシート 10Aが面発光素子の出射面 21aに光学的に密着されている 幅は、図 5では Xに相当する幅となる。また、凸部 12の高さはプリズムアレイシート 10 Aの凸部の高さから図 5に示される埋没深さ Yを差し引いた値力 光学的なプリズム アレイシートの凸部の光学的な高さに相当する。
[0038] 光学的に密着されている幅 Xは、プリズムアレイシート 10Aを面発光素子 20に貼り 付けた状態で、面発光素子を発光させ、顕微鏡で貼付け部分にピントを合わせて観 察することで、容易に測定することができる。
[0039] 以上の説明では、プリズムアレイシート 10Aの形状として、図 1に示す円推台を例に 説明したが、光取り出し効率や正面輝度を高める形状としては、四角錘台、三角錐 台、六角錘台のような形状が縦横に連続して形成されたプリズムアレイシートを用い てもよい。
[0040] 次に、以上説明した調光シートと組み合わせて光取り出し効率や正面輝度を高め ることができる面発光素子の実施形態について詳細に説明する。
[0041] 本発明に記載された調光シートの正面輝度向上の仕組みは、前述したように、面 発光素子の透明基板 21内で全反射して進む光線を、プリズムアレイシート 10Aの凸 部 12の先端面 12a近傍から凸部 12内に導き、凸部 12の傾斜面 12bで全反射して正 面方向に導く働きによるものである。 [0042] ここで、さらにその働きを詳細にみると、図 6に示すように、正面方向、すなわち面発 光素子の法線方向に取り出される光線は、凸部 12内で全反射する直前の光線と面 発光素子の法線とのなす角を 0 1とすると、凸部 12の頂角 Θに対して、 Θ 1 = Θとな る。また、同じ光線が凸部 12内に入射する前の透明基板 21内における光線と面発 光素子の法線とのなす角を 0 2とすると、透明基板 21の屈折率を n2とすると、 n2sin Θ 2=nsin Θ l =nsin θ
という関係が成り立つ。
[0043] 従って、面発光素子の法線方向から
Θ 2 = arcsin、n/ n2sin θ )
の方向に発光した光線力 主として正面輝度に寄与することが分かる。
[0044] また、角度 Θ 2で発した光線の一部は凸部 12に入射することなぐ透明基板 21の 射出面 21aで全反射されて閉じ込められ、 1回もしくは複数回、対向電極 24で反射し た後に凸部 12に入射する光路をたどる。この時、透明基板 21が平行平板の時には 、凸部 12に入射する光線の入射角は Θ 2のままで変化しない。
[0045] 従って、対向電極 24で反射する光路をたどる光線にっ ヽては、透明電極 22、有機 EL層 23、対向電極 24を通過する時の光線反射率が高いほど、ロスが少なく光を利 用できることとなる。
[0046] 実験により検討を進めた結果、面発光素子の反射率を R、面発光素子の正面方向 の輝度を 10 (cdZm2)、透明基板 21の内部における Θ 2方向の輝度を I Θ 2 (cd/m2 )とした時に、
U=R X (I Θ 2/cos Θ 2) /10
が大きい値を取るほど、正面輝度の向上倍率が高くなることを見出した。
[0047] ここで、透明基板 21内部の輝度の測定は、図 7に示すように、透明基板の出射面 上に、透明基板 21とほぼ同じ屈折率の平凸の球面レンズ 40を透明基板 21と球面レ ンズ 40とほぼ同じ屈折率を持つマッチングオイルを塗布して貼り付けて測定した。こ のとき、球面レンズ 40の曲率半径は、透明基板 21と球面レンズの芯厚とを合わせた 厚み Dと同じにした。測定には分光輝度計 CS1000 (コ-力ミノルタセンシング製)を 用い、正面方向から角度を傾けながら輝度を測定した。 [0048] また、反射率 Rは、面発光素子の射出面側から入光して、分光反射膜厚計を用い て、分光反射率 R ( λ )を求めた。面発光素子の発光スペクトル Ρ ( λ )と R ( λ )の積を 求め、可視域 (420〜680nm)でスペクトル Ρ ( λ )と Ρ ( λ ) X R ( )を積分して、その 比を反射率 Rと定義した。
[0049] 以上の定義に基づき、面発光素子の構成を変えながら、 Uの値を測定し、正面輝 度の向上倍率を測定したところ、図 8の結果が得られた。
[0050] Uの値が大きいほど、正面輝度の向上倍率は高くなる力 特に、値が 0. 7以上の時 に正面輝度の向上倍率は 1. 6以上が得られ、充分な効果を得られることが分力つた
[0051] また、さらに Uの値が 0. 9以上の時に、正面輝度の向上倍率が 2倍以上となり、より 望まし 、組み合わせであることが分力つた。
[0052] この時、所望の Uの値を得るために、発光素子の分光反射率が高 、ことが望ましく
、反射率 Rが 70%以上であることが望ましい。また、 85%以上であることがさらに望ま しい。
[0053] 高 ヽ分光反射率を得るためには、対向電極の材料としてアルミニウムや銀等の反 射率が高い材料を用いることが望ましい。また、発光層を形成する有機層の透過率 が高いことが望ましい。また、 ITO等の透過率の高い透明電極材料を用いることが望 ましい。
[0054] また、比率 (I Θ 2/cos Θ 2) ZlOが高 、発光素子は、有機層の膜厚や ITOの膜厚 を好ましい範囲に設定することで達成できる。特に、対向電極から発光位置 (有機層 内にお 、て電子と正孔が結合して発光する点の位置)までの距離に上記比率は依 存し、発光波長えに対して、対向電極カゝら発光位置までの距離を xl、有機層の屈折 率を nlとした時に、 xl X dl力凡そ ΐΖ4λ〖こ近く、さらにそれ以上の大きさに設定す ることで、上記比率が 1以上となり、より望ましい。
実施例
[0055] 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定され るものではない。なお、実施例において「部」あるいは「％」の表示を用いる力 特に 断りがない限り「質量部」ある!/、は「質量％」を表す。 [0056] 実施例
〔面発光体 1の作製〕
本発明の面発光体の作製方法に従い、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作製した。
[0057] 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。
[0058] (面発光素子 Aの作製）
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、透明基板 21の片面に透明電極 22として、 IT Oを 1 lOnm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。
[0059] 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 lOOnm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 a—NPDを用い、真空蒸着法で膜厚が lOnmにな つ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％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 20nm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 55nm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。
[0060] [化 1]
ίΖ^] [Ϊ900]
Figure imgf000014_0001
QdN-»
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Figure imgf000015_0001
[0062] (調光シート Aの作製）
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 10Aを用い、図 4に示すように、この調光シート 10A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 10Aを面発光素子 20 の出射面 21aに接着し、面発光体 1を作製した。
[0063] 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 材を除いた接着剤の厚みは 25 mであった。なお、この調光シート 10Aは、波長 55 Onm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 50° であり、凸 部 12の高さは 25 μ m、凸部 12のピッチは 30 μ mであった。接着幅 Xは 10 μ mであ つた。また、粘着剤の波長 550nmの光に対する屈折率は 1. 48であった。
[0064] 〔面発光体 2の作製〕
面発光体 1と同様の調光シート Aを使用して面発光体 2を作製した。面発光素子と して以下に示すとおり作製した。
[0065] (面発光素子 Bの作製）
透明基板ならびに ITOの成膜までは面発光素子 Aと同様にして作製した。
[0066] 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 a—NPDを用い、真空蒸着法で膜厚が 20nmになつ 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％含むように、緑色発光する発光材料
3
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し
3
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からなる 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。
[0067] 以上、作製した面発光素子 Bに面発光体 1と同様にして調光シート Aを接着し、面 発光体 2を作製した。接着幅 Xは 10 mであった。
[0068] 〔面発光体 3の作製〕
面発光体 1と同様の調光シート Aを使用して面発光体を作製した。面発光素子とし て以下に示すとおり作製した。
[0069] (面発光素子 Cの作製）
透明基板ならびに ITOの成膜までは面発光素子 Aと同様にして作製した。
[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 l lOnm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 a—NPDを用い、真空蒸着法で膜厚が 15nmにな つ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％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 20nm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 60nm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] 以上、作製した面発光素子 Cに面発光体 1と同様にして調光シート Aを接着し、面 発光体 3を作製した。接着幅 Xは 10 mであった。
[0072] 〔面発光体 4の作製〕
面発光体 1と同様の調光シート Aを使用して面発光体を作製した。面発光素子とし て以下に示すとおり作製した。
[0073] (面発光素子 Dの作製）
透明基板ならびに ITOの成膜までは面発光素子 Aと同様にして作製した。
[0074] 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 85nm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 a—NPDを用い、真空蒸着法で膜厚が lOnmになつ 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％含むように、緑色発光する発光材料
3
を真空蒸着法により蒸着させて膜厚が 20nm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 45nm形成して電子輸送層とし
3
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からなる 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。
[0075] 以上、作製した面発光素子 Dに面発光体 1と同様にして調光シート Aを接着し、面 発光体 4を作製した。接着幅 Xは 10 mであった。
(面発光素子 Eの作製）
透明基板ならびに ITO成膜までは面発光素子 Aと同様にして作製した。
次いで、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 40nmになった正孔注入層を形成した。次いで、正孔輸送層として α— NPDを膜厚 lOnmで形成した。次いで、この正孔輸送層の上に、化合物（1)を ホスト材料として用い、 BD—1をドーパント材料として 3質量％含むように、青色発光 する発光材料を共蒸着して膜厚が 15nmの発光層 1を形成した。次いで、中間層 1と して化合物（2)を蒸着により膜厚 5nmで形成した。次いで、この中間層 1の上に、化 合物（1)をホスト材料として用い、 Ir 9をドーパント材料として 8質量％含むように、 赤色発光する発光材料を共蒸着して膜厚が lOnmの発光層 2を形成した。次いで、 中間層 2として化合物（1)を蒸着により膜厚 3nmで形成した。次いで、この中間層 2 の上に、化合物（1)をホスト材料として用い、 Ir—lをドーパント材料として 5質量％含 むように、緑色発光する発光材料を共蒸着して膜厚が lOnmの発光層 3を形成した。 さらに、 BAlqからなる正孔阻止層を蒸着で 5nm成膜し、次いで BCP75%、 Cs25% の比力もなる電子輸送層を 70nmの膜厚で設けた。さら〖こ、アルミニウム lOOnmを蒸 着して陰極を形成し、面発光素子 Eを作製した。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であつ た。
[化 3]
化合物 (1) 化合物 (2)
Figure imgf000019_0001
以上、作製した面発光素子 Eに面発光体 1と同様にして調光シート Aを接着し、面 発光体 9を作製した。接着幅 Xは 10 mであった。
(面発光素子 Fの作製）
透明基板ならびに ITO成膜までは面発光素子 Aと同様にして作製した。
次いで、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 40nmになった正孔注入層を形成した。次いで、正孔輸送層として α— NPDを膜厚 lOnmで形成した。次いで、この正孔輸送層の上に、化合物（1)を ホスト材料として用い、 BD—1をドーパント材料として 3質量％含むように、青色発光 する発光材料を共蒸着して膜厚が 15nmの発光層 1を形成した。次いで、中間層 1と して化合物（2)を蒸着により膜厚 5nmで形成した。次いで、この中間層 1の上に、化 合物（1)をホスト材料として用い、 Ir 9をドーパント材料として 8質量％含むように、 赤色発光する発光材料を共蒸着して膜厚が lOnmの発光層 2を形成した。次いで、 中間層 2として化合物（1)を蒸着により膜厚 3nmで形成した。次いで、この中間層 2 の上に、化合物（1)をホスト材料として用い、 Ir—lをドーパント材料として 5質量％含 むように、緑色発光する発光材料を共蒸着して膜厚が lOnmの発光層 3を形成した。 さらに、 BAlqからなる正孔阻止層を蒸着で 5nm成膜し、次いで BCP75%、 Cs25% の比力もなる電子輸送層を 50nmの膜厚で設けた。さら〖こ、アルミニウム lOOnmを蒸 着して陰極を形成し、面発光素子 Eを作製した。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であつ た。
以上、作製した面発光素子 Fに面発光体 1と同様にして調光シート Aを接着し、面 発光体 10を作製した。接着幅 Xは 10 mであった。
(面発光素子 Gの作製）
透明基板ならびに ITO成膜までは面発光素子 Aと同様にして作製した。
次いで、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 40nmになった正孔注入層を形成した。次いで、正孔輸送層として α— NPDを膜厚 lOnmで形成した。次いで、この正孔輸送層の上に、化合物（1)を ホスト材料として用い、 BD—1をドーパント材料として 3質量％含むように、青色発光 する発光材料を共蒸着して膜厚が 15nmの発光層 1を形成した。次いで、中間層 1と して化合物（2)を蒸着により膜厚 5nmで形成した。次いで、この中間層 1の上に、化 合物（1)をホスト材料として用い、 Ir 9をドーパント材料として 8質量％含むように、 赤色発光する発光材料を共蒸着して膜厚が lOnmの発光層 2を形成した。次いで、 中間層 2として化合物（1)を蒸着により膜厚 3nmで形成した。次いで、この中間層 2 の上に、化合物（1)をホスト材料として用い、 Ir—lをドーパント材料として 5質量％含 むように、緑色発光する発光材料を共蒸着して膜厚が lOnmの発光層 3を形成した。 さらに、 BAlqからなる正孔阻止層を蒸着で 5nm成膜し、次いで BCP75%、 Cs25% の比力もなる電子輸送層を 30nmの膜厚で設けた。さら〖こ、アルミニウム lOOnmを蒸 着して陰極を形成し、面発光素子 Gを作製した。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であつ た。
[0079] 以上、作製した面発光素子 Gに面発光体 1と同様にして調光シート Aを接着し、面 発光体 11を作製した。接着幅 Xは 10 mであった。
[0080] 〔面発光体 5〜8、 12〜14の作製〕
面発光体 1〜4、 9〜： L 1と同じ面発光素子 A〜D、 E〜Gを用い、以下に説明する調 光シート Bを貼り付けて面発光体 5〜8、 12〜 14を作製した。
[0081] (調光シート Bの作製）
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 10Aを用い、図 4に示すように、この調光シート 10A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 10Aを面発光素子 20 の出射面 21aに接着し、面発光体 5〜8、 12〜14を作製した。
[0082] 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 材を除いた接着剤の厚みは 25 mであった。なお、この調光シート 10Aは、波長 55 Onm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 55° であり、凸 部 12の高さは 25 μ m、凸部 12のピッチは 30 μ mであった。接着幅 Xは 11 μ mであ つた。また、粘着剤の波長 550nmの光に対する屈折率は 1. 48であった。
[0083] 〔面発光体の評価〕
作製した面発光体を下記の要領で評価した。
[0084] (正面輝度）
分光放射輝度計 CS— 1000 (コ-カミノルタセンシング製)を用いて、正面からの発 光輝度（2° 視野角正面輝度)を測定した。正面輝度は、調光シート Aならびに Bを貼 り付けない状態の面発光素子の正面輝度を 1とする相対値で示す。
[0085] (透明基板内部の輝度測定）
図 7に示す構成で球面レンズをマッチングオイルで貼付けて、正面方向から輝度 10 を測定した。次いで、マッチングオイルで球面レンズを貼り付けた状態で、面発光素 子を 50度傾けて、輝度 I Θ ' を測定した。
[0086] (反射率 Rの測定）
面発光素子の出射面側から反射分光膜厚計を用いて、分光反射率 R ( λ )を測定 した。次に面発光素子のスペクトル Ρ ( λ )ならびに Ρ ( λ )に分光反射率 R ( λ )を乗じ た値にっ 、て可視域 (波長 420nm力も 680nm)で積分した。積分した値の比率を面 発光素子の反射率 Rとした。
[0087] 評価の結果を表 1、 2に示す。
[0088] [表 1]
¾008
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000024_0001
[0090] 表 1 2の Uの値と正面輝度の相関について図 8にグラフで示す。
[0091] 表 1、表 2、図 8より、 Uの値が 0. 7を超える値の時には、正面輝度として: L. 6倍を超 える値が得られており、充分な効果を得られることが確認できた さらに Uの値が 0. 9を超える時には、正面輝度として 2倍を超える値が得られ、さら に望まし!/ヽことが確認できた。

Claims

請求の範囲
[1] 透明基板を有する面発光素子と、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、前記凸部が頂角 Θ、屈折率 nを有し、前記面発光 素子の透明基板内における正面方向の輝度を 10、正面から角度 Θ ' の輝度を I Θ ' 、透明基板の屈折率を 、面発光素子の反射率を Rとしたとき、
Θ ' = arcsin、nz n X sin θ ) Τ>ゝっヽ
0. 7< R X (Ι θ ' /cos θ ' ) /l0
であることを特徴とする面発光体。
[2] 前記凸部の形状が円錐台状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] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の面発光体を用いることを特徴とする表示装 置。
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