JP2009272069A - El element, backlight device for liquid-crystal display using the element, lighting device using the element, electronic advertising display device using the element, display device using the element, and optical sheet - Google Patents
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Abstract
【課題】透光性基板に微細凹凸パターンを設けて光取り出し効率を高めるようにしたEL素子において、視野角分布におけるサイドローブを抑制し、光取り出し効率を更に向上させる。
【解決手段】EL素子10の透光性基板12はその上面に微細凹凸パターンが設けられている。この微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部24が平面的に配列されて形成されており、単位凸部24は略々四角錐形状であり、単位凸部24の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝26が形成されることで分割された複数の頂点28を有する。このように溝が形成されることで、単位凸部24の頂部の形状が複雑化されており、それによって視野角分布におけるサイドローブが抑制され、光取り出し効率が更に向上している。
【選択図】図1In an EL element in which a fine concavo-convex pattern is provided on a translucent substrate to enhance light extraction efficiency, side lobes in a viewing angle distribution are suppressed, and light extraction efficiency is further improved.
A translucent substrate 12 of an EL element 10 is provided with a fine concavo-convex pattern on an upper surface thereof. This fine concavo-convex pattern is formed by arranging a plurality of fine unit convex portions 24 in a plane, the unit convex portion 24 has a substantially quadrangular pyramid shape, and the top portion of the unit convex portion 24 has a substantially V-shaped cross section. It has a plurality of vertices 28 divided by forming at least one groove 26 having a letter shape. By forming the grooves in this way, the shape of the top of the unit convex portion 24 is complicated, thereby suppressing side lobes in the viewing angle distribution and further improving the light extraction efficiency.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はEL(エレクトロ・ルミネッセンス)素子に関し、また、EL素子を用いた液晶ディスプレイ用バックライト装置、EL素子を用いた照明装置、EL素子を用いた電子看板装置、EL素子を用いたディスプレイ装置、及び光学シートに関する。本発明に係るEL素子は、優れた光取り出し効率を有するものである。 The present invention relates to an EL (electroluminescence) element, a backlight device for a liquid crystal display using the EL element, an illumination device using the EL element, an electronic signage device using the EL element, and a display apparatus using the EL element. And an optical sheet. The EL device according to the present invention has excellent light extraction efficiency.
一般的に用いられているEL素子は、透光性基板と、この透光性基板の一方の面に設けられた発光積層構造体とを備えており、その発光積層構造体は、陽極層と、陰極層と、それら電極層の間に挟まれたEL(エレクトロ・ルミネッセンス)発光層とを含んでいる。そして、陽極層と陰極層との間に直流電圧を印加してEL発光層に電子および正孔を注入し、それらの再結合によって励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用してEL発光層を発光させており、こうして発光積層構造体から発した光が、透光性基板の一方の面を介して透光性基板へ入射し、その透光性基板を通過して、その透光性基板の他方の面を介して外部へ出射するようにしている。 A generally used EL element includes a light-transmitting substrate and a light-emitting laminated structure provided on one surface of the light-transmitting substrate. The light-emitting laminated structure includes an anode layer and an anode layer. A cathode layer and an EL (electroluminescence) light emitting layer sandwiched between the electrode layers. Then, a direct current voltage is applied between the anode layer and the cathode layer to inject electrons and holes into the EL light emitting layer, and excitons are generated by recombination thereof, and light generated when the excitons are deactivated. The EL light emitting layer is caused to emit light using the emission of light, and thus the light emitted from the light emitting laminated structure is incident on the light transmitting substrate through one surface of the light transmitting substrate, and the light transmitting substrate. And is emitted to the outside through the other surface of the translucent substrate.
従来、かかる構成のEL素子において、EL発光層から発して透光性基板へ入射した光がその透光性基板を通過して空気中へ出射しようとする際に、その光のかなりの部分が透光性基板の表面において全反射するために、光のロスが生じるという問題があった。この全反射による光のロスは、何の対策も講じなければ約80%にも達することがあり、その場合、EL素子からの光取り出し効率は20%程度になってしまう。光取り出し効率が低ければ、所要の輝度を得るために大きな電力を投入せねばならず、それによってEL素子に加わる負荷が増大するため、EL素子の信頼性が低下することにもなる。 Conventionally, in an EL device having such a configuration, when light emitted from an EL light emitting layer and incident on a translucent substrate attempts to exit the air through the translucent substrate, a considerable portion of the light is There is a problem that light loss occurs due to total reflection on the surface of the translucent substrate. The light loss due to the total reflection may reach about 80% if no measures are taken. In this case, the light extraction efficiency from the EL element is about 20%. If the light extraction efficiency is low, a large amount of power must be input in order to obtain a required luminance, and this increases the load applied to the EL element, thereby reducing the reliability of the EL element.
EL素子のような面発光素子の光取り出し効率を向上させることを目的として、複数の微細な凸部を形成した光学シートを面発光素子の透光性基板の表面に貼着するということが行われており、そのための様々な光学シートが従来から提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
For the purpose of improving the light extraction efficiency of a surface light emitting device such as an EL device, an optical sheet on which a plurality of fine protrusions are formed is adhered to the surface of a light transmitting substrate of the surface light emitting device. Various optical sheets for this purpose have been conventionally proposed (see, for example,
この目的に用いられる従来の光学シートのうちには、その光学シートの微細凹凸パターンが、複数の微細な四角錐形状の単位凸部を平面的に配列して成るもの、複数の微細な三角柱形状の単位突条を平面的に配列して成るもの、それに、複数の微細なレンズエレメントを平面的に配列して成るもの(即ち、マイクロレンズアレイ)などがある。しかしながら、四角錐形状の単位凸部や三角柱形状の単位突条を用いたものには、観察者側からの視野角分布にサイドローブが出現するという問題があった。また、マイクロレンズアレイとして形成したものには、そのレンズエレメントが丸みを帯びているために、配列したレンズエレメントの間に隙間ができてしまい、その隙間において光線が全反射するために光取り出し効率が低下するという問題があった。本発明はこのような事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、視野角分布におけるサイドローブを抑制することができ、しかも、光取り出し効率を更に向上させることができるEL素子を提供することにある。 Among the conventional optical sheets used for this purpose, the fine uneven pattern of the optical sheet is composed of a plurality of fine quadrangular pyramidal unit convex portions arranged in a plane, and a plurality of fine triangular prism shapes The unit protrusions are arranged in a plane, and the unit protrusions are arranged in a plane (that is, a microlens array). However, there has been a problem that a side lobe appears in the viewing angle distribution from the observer side in the case of using a quadrangular pyramid-shaped unit convex portion or a triangular prism-shaped unit protrusion. In addition, since the lens element is rounded in the microlens array, a gap is formed between the arranged lens elements, and the light is totally reflected in the gap. There was a problem that decreased. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an EL element capable of suppressing side lobes in the viewing angle distribution and further improving the light extraction efficiency. It is to provide.
本発明は上記課題を解決するべくなされたものであり、本発明に係るEL素子は、透光性基板と、該透光性基板の第1面に設けられた発光積層構造体とを備え、該発光積層構造体は、第1電極層と、第2電極層と、それら電極層の間に挟まれたEL(エレクトロ・ルミネッセンス)発光層とを含んでおり、前記発光積層構造体から発した光が前記透光性基板の前記第1面を介して前記透光性基板へ入射し、該透光性基板を通過して、該透光性基板の第2面を介して外部へ出射するように構成されたEL素子において、前記透光性基板の前記第2面に、前記発光積層構造から前記透光性基板へ入射した光を前記透光性基板から外部へ取り出すための微細凹凸パターンが設けられており、該微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部が平面的に配列されて形成されており、該単位凸部は略々四角錐形状であり、該単位凸部の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝が形成されることで分割された複数の頂点を有していることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an EL device according to the present invention includes a light-transmitting substrate and a light-emitting laminated structure provided on the first surface of the light-transmitting substrate, The light-emitting laminated structure includes a first electrode layer, a second electrode layer, and an EL (electroluminescence) light-emitting layer sandwiched between the electrode layers, and emitted from the light-emitting laminated structure. Light enters the translucent substrate through the first surface of the translucent substrate, passes through the translucent substrate, and exits to the outside through the second surface of the translucent substrate. In the EL device configured as described above, a fine uneven pattern for extracting light incident on the light transmissive substrate from the light emitting laminated structure to the second surface of the light transmissive substrate from the light transmissive substrate to the outside. The fine concavo-convex pattern has a plurality of fine unit convex portions arranged in a plane. The unit convex portion has a substantially quadrangular pyramid shape, and the top portion of the unit convex portion has a plurality of grooves divided by forming at least one groove having a substantially V-shaped cross section. It has a vertex.
請求項2に係る発明は更に、前記透光性基板の前記第2面に、前記微細凹凸パターンが形成された光学シートが貼着されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に係る発明は更に、前記透光性基板の前記第2面に、前記微細凹凸パターンが直接形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is further characterized in that the fine concavo-convex pattern is directly formed on the second surface of the translucent substrate.
請求項4に係る発明は更に、前記単位凸部の前記頂点が、丸みを帯びた形状に形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is further characterized in that the apex of the unit convex portion is formed in a rounded shape.
請求項5に係る発明は更に、前記単位凸部の側面が、一定の曲率を持つ曲面の形状に形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is further characterized in that a side surface of the unit convex portion is formed in a curved surface shape having a certain curvature.
請求項6に係る発明は更に、前記第1電極層は前記EL発光層の両側のうちの前記透光性基板の側に位置している透明電極層であり、前記第2電極層は前記EL発光層の両側のうちの前記透光性基板とは反対側に位置している電極層であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the first electrode layer is a transparent electrode layer located on a side of the translucent substrate of both sides of the EL light emitting layer, and the second electrode layer is the EL element. It is an electrode layer located on the opposite side to the said translucent board | substrate of the both sides of a light emitting layer, It is characterized by the above-mentioned.
請求項7に係る発明は更に、前記第2電極層が、前記EL発光層から該第2電極層の表面へ入射した光を散乱反射するように構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is further characterized in that the second electrode layer is configured to scatter-reflect light incident on the surface of the second electrode layer from the EL light emitting layer.
請求項8に係る発明は更に、前記第2電極層は透明電極層であり、前記第2電極層の前記EL発光層とは反対側に光反射性要素が設けられており、該光反射性要素と前記EL発光層との間の間隔は、それらの表面で反射する光が実質的に光学干渉を生じない間隔に設定してあることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, the second electrode layer is a transparent electrode layer, and a light reflective element is provided on a side of the second electrode layer opposite to the EL light emitting layer. The distance between the element and the EL light emitting layer is set such that the light reflected by the surface does not substantially cause optical interference.
請求項9に係る発明は更に、前記EL発光層が少なくとも2種類の異なる発光色の発光材料層から成る積層体であることを特徴とする。
The invention according to
請求項10に係る発明は更に、前記EL発光層の発光色が白色であることを特徴とする。
The invention according to
請求項11に係る発明は更に、前記光反射性要素が金属材料から成ることを特徴とする。
The invention according to
請求項12に係る発明は、請求項1乃至13の何れか1項記載のEL素子を発光源として用いたことを特徴とする液晶ディスプレイ装置のためのバックライト装置である。 A twelfth aspect of the present invention is a backlight device for a liquid crystal display device using the EL element according to any one of the first to thirteenth aspects as a light emission source.
請求項13に係る発明は、請求項1乃至13の何れか1項記載のEL素子を発光源として用いたことを特徴とする照明装置である。 A thirteenth aspect of the invention is an illuminating device using the EL element according to any one of the first to thirteenth aspects as a light source.
請求項14に係る発明は、請求項1乃至13の何れか1項記載のEL素子を発光源として用いたことを特徴とする電子看板装置である。 A fourteenth aspect of the present invention is an electronic signage apparatus using the EL element according to any one of the first to thirteenth aspects as a light source.
請求項15に係る発明は、請求項1乃至13の何れか1項記載のEL素子を画素駆動するように構成して成ることを特徴とするディスプレイ装置である。 A fifteenth aspect of the present invention is a display device characterized in that the EL element according to any one of the first to thirteenth aspects is configured to drive a pixel.
請求項16に係る発明は光学シートであり、この光学シートは、その一方のシート面に微細凹凸パターンが形成されており、該微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部が平面的に配列されて形成されており、該単位凸部は略々四角錐形状であり、該単位凸部の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝が形成されることで分割された複数の頂点を有していることを特徴とする。
The invention according to
請求項17に係る発明は更に、前記単位凸部の前記頂点が、丸みを帯びた形状に形成されていることを特徴とする。
The invention according to
請求項18に係る発明は更に、前記単位凸部の側面が、一定の曲率を持つ曲面の形状に形成されていることを特徴とする。
The invention according to
本発明に係るEL素子によれば、また、本発明に係る液晶用バックライト装置、照明装置、電子看板装置、ディスプレイ装置、ないしは光学シートによれば、透光性基板の微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部が平面的に配列されて形成されており、単位凸部は略々四角錐形状であり、単位凸部の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝が形成されることで分割された複数の頂点を有している。このように溝が形成されることで、単位凸部の頂部の形状が複雑化されており、それによって視野角分布におけるサイドローブが抑制され、光取り出し効率が更に向上している。 According to the EL element according to the present invention, and according to the backlight device for liquid crystal, the lighting device, the electronic signage device, the display device, or the optical sheet according to the present invention, the fine concavo-convex pattern of the translucent substrate has a plurality of patterns. Fine unit convex portions are formed in a planar arrangement, the unit convex portions are substantially quadrangular pyramid shapes, and at the top of the unit convex portions, at least one groove having a substantially V-shaped cross section is formed. It has a plurality of vertices divided by. By forming the groove in this way, the shape of the top of the unit convex portion is complicated, thereby suppressing side lobes in the viewing angle distribution and further improving the light extraction efficiency.
以下に図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施の形態について説明して行く。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示したのは本発明の第1の実施の形態に係るEL素子10の断面図である。EL(エレクトロ・ルミネッセンス)素子10は、透光性基板12と、この透光性基板12の第1面(図中では下面)に設けられた発光積層構造体14とを備えている。透光性基板12は、ガラス基板としてもよく、プラスチック基板としてもよいが、ただし、発光積層構造体14からの光をできるだけ透過させることができるように、全光線透過率を50%以上とすることのできる材料で形成することが好ましい。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
発光積層構造体14は、第1電極層16と、第2電極層18と、それら2つの電極層16、18の間に挟まれたEL発光層20とを含んでいる。2つの電極層16、18の一方は陽極層、他方は陰極層である。それら陽極層と陰極層との間に直流電圧を印加してEL発光層20に電子および正孔を注入し、それらの再結合によって励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出を利用してEL発光層20を発光させるようにしている。発光積層構造体14には更に、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層などが設けられることもあるが、それらは周知のものであり、また本発明の本質とってさほど重要ではなく、必要に応じて適宜設ければよいものであるため、ここではそれらについての説明を省略する。
The light emitting laminated
第1電極層16は、EL発光層20の両側のうちの透光性基板12の側に位置している電極層であり、これは透明電極層である。この透明電極層は、例えば、ITO膜、IZO膜などを蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスで成膜した層とすることができる。ただし、成膜材料はこれらに限定されず、透明であって電気伝導性を有する材料であればその他の材料も使用可能である。また、その膜厚は1μm以下とすることが望ましい。なぜならば、膜厚が大きいほど電気伝導性は向上するものの、透明電極層に局所的なスパイクが入りやすくなり、また全光線透過率が低下するという問題があるからである。局所的なスパイクは、その突起の高さが例えば100nmに達すると、その後の成膜工程に問題を生じるおそれがある。
The
第2電極層18は、EL発光層20の両側のうちの透光性基板12とは反対側に位置している電極層である。第2電極層18は、EL発光層20からこの第2電極層18の表面へ入射した光を散乱反射するように構成されている。EL発光層20が発する光は、透明電極層である第1電極層16を透過して発光積層構造体14から出射する。こうして発光積層構造体14から発した光は、透光性基板12の第1面を介して透光性基板12へ入射し、この透光性基板12を通過して、この透光性基板の第2面(図中では上面)を介してEL素子10の外部へ出射する。第2電極層18が光を散乱反射するようにしていることは、EL素子10における光強度分布ムラを低減させる効果をもたらし、また、後述する単位凸部24からの再帰反射光線をさらに散乱させて透光性基板12へ戻すという効果をもたらす。
The
EL発光層20は、単層構造とすることもあれば、2種類以上の異なる発光色の発光材料層から成る多層構造とすることもある。また、EL発光層20は、白色発光層とすることもあれば、青色、赤色、黄色、緑色などの発光層とすることもある。多層構造の白色発光層とする場合には、このEL発光層20の構成を、例えば、ITO/CuPc(銅フタロシアニン)/α−NPDにルブレン1%ドープ/ジナクチルアントラセンにペリレン1%ドープ/Alq3/フッ化リチウム/陰極としてAl、という構成とすればよい。ただしこの構成に限定されるものではなく、発光層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、フルカラーディスプレイ用途で使用する場合にはR、G、Bに対応した3種類の発光材料の塗り分けとすることや、白色光にカラーフィルターを重ねることによりフルカラー表示が可能となる。
The EL
透光性基板12の上面には、発光積層構造14から透光性基板12へ入射した光を透光性基板12から外部へ取り出すための微細凹凸パターンが設けられている。図示した具体例は、微細凹凸パターンを形成した光学シート22を透光性基板12の上面に貼着することによって、透光性基板12の上面に微細凹凸パターンを設けるようにしたものである。ただし、光学シートを用いずに、透光性基板12の一方の面に、微細凹凸パターンを直接形成するようにしてもよい。光学シート22はその第1面(図中では上面)に、微細凹凸パターンが形成されている。この微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部24が平面的に配列されて形成されている。単位凸部24は略々四角錐形状であり、単位凸部24の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝26が形成されることで分割された複数の頂点28を有する。微細凹凸パターンのピッチPは適宜決定できるが、近年のディスプレイにおける画素構造にアライメントさせて画像のボケを防止することを考慮するならば、10μm以上500μm以下とするのがよく、10μm以上400μm以下とすれば更に好ましい。
On the upper surface of the
図2に光学シート22の単位凸部24の形状を斜視図で示した。図示例では、各々の単位凸部24の頂部に2本の溝26を直交するように形成して、各々の単位凸部24が4個の頂点28を持つようにしている。ただし、溝の形成の仕方はこれに限られず、様々な方向に延在する、様々な深さ、ピッチ、開き角の溝を設けることができる。かかる構成の光学シート22は、UV硬化樹脂や電子線硬化樹脂などを用いて製作することができる。或いはまた、かかる構成の光学シート22は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いて、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって製作することもできる。
FIG. 2 is a perspective view showing the shape of the unit
説明を図1に戻して、光学シート22は、その第2面(単位凸部24が形成されている面とは反対側の面)が、アドヒーシブ層30を介して透光性基板12の表面(図中では上面)に貼着されている。このアドヒーシブ層30は、接着剤の層とすることもあり、粘着剤の層とすることもある。単位凸部24の表面は、空気との間の界面を画成している。この界面は透光性基板12の側面(図中では上面)に対して傾斜しており、図3に示したように、この傾斜した界面によって、透光性基板12から外部へ光を取り出す作用が得られる。
Returning to FIG. 1, the second surface of the optical sheet 22 (the surface opposite to the surface on which the unit
アドヒーシブ層30を形成するための粘着剤ないし接着剤としては、ウレタン系、アクリル系、ゴム系、シリコーン系、ビニル系の樹脂等を用いることができる。また、粘着剤ないし接着剤には、1液型で押圧して接着するものや、熱や光で硬化させるものを用いることができ、2液、もしくは複数の液を混合して硬化させるものを用いることもできる。また、アドヒーシブ層30の形成方法としては、接合面へ直接塗布する方法や、あらかじめドライフィルムとして準備したものを貼り合わせる方法がある。粘着層をドライフィルムとして準備した場合、製造工程上、簡易的に扱うことが可能となるため好ましい。
As a pressure-sensitive adhesive or adhesive for forming the
以上の構成によれば、透光性基板12の上面に設けられている微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部24が平面的に配列されて形成されており、この単位凸部24は略々四角錐形状であり、この単位凸部24の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝26が形成されることで分割された複数の頂点28を有している。そして、このように溝26が形成されることで、単位凸部24は、その頂部の形状が複雑化されている。これによって得られる効果を示すために、図4に示したような、単純な四角錐形状の単位凸部24’を有する光学シート22’を備え、その他の点では図1のEL素子10と同一構成のEL素子10’を比較例として、図1のEL素子10とこの比較例のEL素子10’の双方について、視野角に対する光強度をシミュレーションにより求めた。そのシミュレーションの結果を示したのが、図5A及び図5Bのグラフである。比較例のEL素子10’では、図5Bのグラフに示したように、光取り出し効率は向上しているものの、視野角分布にサイドローブが発生しており、そのため、視野角の変化に伴って、ある角度に明るくなったり暗くなったりするという現象が発生する。これに対して、本発明に係るEL素子10では、図5Aのグラフに示したように、視野角分布におけるサイドローブを抑制し、光取り出し効率を向上させており、視野角分布をブロードにすることができる。
According to the above configuration, the fine concavo-convex pattern provided on the upper surface of the
図6に示したのは、図1〜図4に示した光学シート22に替えて用いることのできる、別の構成例に係る光学シート22−1の側面図である。この光学シート22−1は、図1〜図3の光学シート22と同様に、その第1面(図中では上面)に、微細凹凸パターンが形成されている。この微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部24が平面的に配列されて形成されている。単位凸部24は略々四角錐形状であり、単位凸部24の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝26が形成されることで分割された複数の頂点28を有する。ただし、この光学シート22−1においては、略々四角錐形状の単位凸部24の頂点28が、丸みを帯びた形状に形成されており、単位凸部24の頂点28の形状を、このような形状とすることによって、上述した作用効果が更に強化される。
6 is a side view of an optical sheet 22-1 according to another configuration example that can be used in place of the
図7に示したのは、図1〜図3に示した光学シート22に替えて用いることのできる、更に別の構成例に係る光学シート22−2側面図である。この光学シート22−2は、図1〜図3の光学シート22と同様に、その第1面(図中では上面)に、微細凹凸パターンが形成されている。この微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部24が平面的に配列されて形成されている。単位凸部24は略々四角錐形状であり、単位凸部24の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝26が形成されることで分割された複数の頂点28を有する。ただし、この光学シート22−2においては、略々四角錐形状の単位凸部24の側面が、一定の曲率を持つ曲面の形状に形成されている。単位凸部24の側面の形状を、このような形状とすることによって、EL素子の視野角分布を適切にコントロールすることが可能となる。
FIG. 7 is a side view of an optical sheet 22-2 according to still another configuration example that can be used in place of the
図8に示したのは本発明の第2の実施の形態に係るEL素子40の断面図である。このEL素子40、第1の実施の形態に係るEL素子10と同様の構成であって、それと異なっているのは、第2電極層18を透明電極とし、この第2電極層18のEL発光層20とは反対側に光反射性要素34を設けてあることである。この光反射性要素34とEL発光層20との間の間隔は、それらの表面で反射する光が実質的に光学干渉を生じない間隔に設定してある。光反射性の要素34の材料としては様々な高反射率材料を用いることができ、例えば、アルミニウム、ジルコニウム、チタン、イットリウム、スカンジウム、銀、インジウム、種々のアルカリ金属、種々のアルカリ土類金属、種々の希土類金属などの金属材料の、金属単体、もしくは合金、または酸化物ないしハロゲン化物、それに、それら金属を含有する金属ドーピング有機材料などを用いることができ、更にその他の材料を用いることも可能である。また、光反射性要素34とEL発光層20との間の間隔を適宜設定することによLり、光学干渉を低減させ、角度依存性、波長依存性のある迷光を低減させることが可能となる。
FIG. 8 is a sectional view of an
以上に説明したEL素子は、優れた光取り出し効率を有するため、照明装置の発光源として用いるのに適したものであり、そのように構成した照明装置も本発明の範囲に含まれる。また、以上に説明したEL素子は、その他の様々な用途にも好適に用い得るものである。 Since the EL element described above has an excellent light extraction efficiency, it is suitable for use as a light source of a lighting device, and a lighting device having such a configuration is also included in the scope of the present invention. The EL element described above can be suitably used for various other purposes.
図9に示したのは、図1に示したEL素子10の背面にTFT層36を付設し、EL素子10を画素駆動するように構成して成るアクティブマトリックス型のディスプレイ装置42の断面図であり、このように構成したディスプレイ装置も本発明の範囲に含まれる。また更に、本発明に係るEL素子は、アクティブマトリックス型のディスプレイ装置ばかりでなく、パッシブ型のディスプレイ装置に用いることも可能であり、その場合にはEL素子の第1電極層及び第2電極層をストライプ型の構造とすればよく、そのようなディスプレイ装置も本発明の範囲に含まれる。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an active
図9に示したのは、図1に示したEL素子10を発光源として用いた液晶ディスプレイ装置のためのバックライト装置の断面図であり、EL素子10は液晶パネル44を背後から照明している。このように構成したバックライト装置も本発明の範囲に含まれる。本発明に係るEL素子を液晶ディスプレイ装置のためのバックライト装置の発光源として用いることによって、発光源として冷陰極蛍光ランプを用いたバックライト装置と比較して、より構造を薄型化し、消費電力も低下させることが可能となる。また、光源ムラも実質上皆無となるため、ランプイメージを低減させるための拡散板や、レンズシートも不要となり、コストダウンに資する。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a backlight device for a liquid crystal display device using the
本発明に係るEL素子は更に、電子看板装置の発光源としても好適に用い得るものであり、そのように構成した電子看板装置も本発明の範囲に含まれる。 The EL element according to the present invention can also be suitably used as a light emission source of a digital signage apparatus, and the electronic signage apparatus configured as such is also included in the scope of the present invention.
また、以上に説明した本発明に係るEL素子に用いられる光学シートそれ自体も、本発明の主題を構成するものである。即ち、本発明に係る光学シートは、その一方のシート面に微細凹凸パターンが形成されており、該微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部が平面的に配列されて形成されており、該単位凸部は略々四角錐形状であり、該単位凸部の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝が形成されることで分割された複数の頂点を有していることを特徴とするものである。 The optical sheet itself used in the EL element according to the present invention described above also constitutes the subject of the present invention. That is, the optical sheet according to the present invention has a fine concavo-convex pattern formed on one sheet surface, and the fine concavo-convex pattern is formed by arranging a plurality of fine unit convex portions in a plane, The unit convex portion has a substantially quadrangular pyramid shape, and the top portion of the unit convex portion has a plurality of vertices divided by forming at least one groove having a substantially V-shaped cross section. It is a feature.
尚、以上に説明した本発明に係るEL素子において、透光性基板12の第2面(図中では上面)に設けた微細凹凸パターンの上に、光拡散層を設けるようにしてもよい。図11に示したのは、図1のEL素子10にそのような光拡散層46を設けた場合の構成例である。光拡散層46はアドヒーシブ層48を介して微細凹凸パターンに貼着されており、微細凹凸パターンを構成している単位凸部24の頂部は、このアドヒーシブ層48の中に没入している。この構成によれば、単位凸部24を介して取り出された光が光拡散層46によって拡散されるために視野角分布が更に改善され、また更に、単位凸部24の頂部の接触損傷も防止される。
In the EL element according to the present invention described above, a light diffusion layer may be provided on the fine concavo-convex pattern provided on the second surface (upper surface in the drawing) of the
この光拡散層46は、視野角の角度依存性、波長依存性を緩和するものであり、単純に視野角を拡大する場合やコントロールする場合にも有効である。光拡散層46は、ヘイズ値が20%以上の層とすることが好ましく、ヘイズ値が20%未満であると、光拡散性能が不十分となり面内輝度の均一性が悪化するという問題が発生するおそれがある。また、この光拡散層46は、例えば無機材料あるいは有機材料の微粒子を内包した層としてもよく、その場合の微粒子としては、例えば酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、クレー、水酸化アルミニウム、硫化亜鉛、シリカ、それにシリコーンなどの、白色ないし透明な微粒子を用いるもでき、また、例えばアルミニウムや銀などの金属粒子を用いることもできる。また、白色ないし透明粒子や金属粒子を1種類だけ使用してもよいし、複数種類を混合して使用してもよい。
The
また、光拡散層46は、シート状の光拡散部材として構成することができ、その光拡散部材は、例えば、透明樹脂に光拡散粒子を分散して形成したものとすることができる。またその場合の透明樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂などを用いることができ、より具体的には、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系アクリル樹脂、シリコーン系アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、メチルスチレン樹脂、フルオレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、アクリルニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルポリスチレン共重合体などを用いることができる。また光拡散粒子としては、無機酸化物または樹脂からなる透明粒子を用いることができる。無機酸化物からなる透明粒子としては、例えば、シリカ、アルミナなどを用いることができる。また、樹脂からなる透明粒子としては、アクリル粒子、スチレン粒子、スチレンアクリル粒子及びその架橋体、メラミン・ホルマリン縮合物の粒子、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(ペルフルオロアルコキシ樹脂)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、PVDF(ポリフルオロビニリデン)、及びETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)等のフッ素ポリマー粒子、シリコーン樹脂粒子などを用いることができる。また、上述した透明粒子から2種類以上の透明粒子を組み合わせて使用してもよい。さらにまた、その透明粒子の大きさ、形状は、特に規定されない。以上の構成としたシート状の光拡散部材の厚さは0.05mm〜5mmとすることが好ましく、そうすることによって、好適な拡散性能と輝度とを得ることができる。この光拡散部材の厚さが0.05mm未満であると、拡散性能が不足するおそれがあり、一方、その厚さが5mmを超えると、樹脂量が多いため吸収による輝度低下が生じるおそれがある。
The
或いはまた、かかる光拡散層46をシート状の光拡散部材を貼着することによって形成する場合に、そのシート状の光拡散部材を、熱可塑性樹脂に微細な気泡を内包させたシートとして形成したものとすることもできる。すなわち、熱可塑性樹脂の内部に形成された微細な気泡の内部表面が光の乱反射を生じさせ、光拡散粒子を分散させた場合と同等以上の光拡散機能を発現させることができる。そのため、光拡散部材の膜厚をより薄くすることが可能となる。このような光拡散部材として、白色PETや白色PPなどを挙げることができる。白色PETは、PETと相溶性のない樹脂や酸化チタン(TiO2)、硫酸化バリウム(BaSO4)、炭酸カルシウムのようなフィラーをPETに分散させた後、該PETを2軸延伸法で延伸することにより、該フィラーの周りに気泡を発生させて形成する。なお、このような構成の熱可塑性樹脂からなる光拡散部材は、少なくとも1軸方向に延伸したものとすればよく、少なくとも1軸方向に延伸することによって、フィラーの周りに気泡を発生させることができる。また、この場合の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2、6−ナフレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル樹脂、イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂、スポログリコール共重合ポリエステル樹脂、フルオレン共重合ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、脂環式オレフィン共重合樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンポリマー、およびこれらを成分とする共重合体、またこれら樹脂の混合物などを用いることができ、特に制限されることはない。また、このように微細な気泡を内包させたシート状の光拡散部材の厚さは、25μm〜500μmとすることが好ましい。この光拡散部材の厚さが25μm未満であると、シートのこしが不足し、製造工程やディスプレイ内でしわを発生しやすくなる。一方、その厚さが500μmを超えると、光学性能についてはとくに問題ないが、剛性が増すためロール状に加工しにくくなるなどの不都合が生じるおそれがある。
Alternatively, when the
10 EL素子
12 透光性基板
14 発光積層構造体
16 第1電極層
18 第2電極層
20 EL発光層
22、22−1、22−2 光学シート
24 単位凸部
26 溝
28 頂点
30 アドヒーシブ層
34 光反射性要素
40 EL素子
42 ディスプレイ装置
44 液晶パネル
46 光拡散層
48 アドヒーシブ層
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記透光性基板の前記第2面に、前記発光積層構造から前記透光性基板へ入射した光を前記透光性基板から外部へ取り出すための微細凹凸パターンが設けられており、該微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部が平面的に配列されて形成されており、該単位凸部は略々四角錐形状であり、該単位凸部の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝が形成されることで分割された複数の頂点を有している、
ことを特徴とするEL素子。 A translucent substrate and a light-emitting laminated structure provided on the first surface of the translucent substrate, the light-emitting laminated structure comprising: a first electrode layer; a second electrode layer; and An EL (electroluminescence) light emitting layer sandwiched therebetween, and light emitted from the light emitting laminated structure is incident on the light transmitting substrate through the first surface of the light transmitting substrate. In the EL element configured to pass through the translucent substrate and emit to the outside through the second surface of the translucent substrate,
On the second surface of the translucent substrate, a fine uneven pattern is provided for extracting light incident on the translucent substrate from the light emitting laminated structure to the outside. The pattern is formed by arranging a plurality of fine unit protrusions in a plane, the unit protrusions are substantially in the shape of a quadrangular pyramid, and the top of the unit protrusions is at least one having a substantially V-shaped cross section. It has a plurality of vertices divided by forming a groove of a book,
An EL element.
その一方のシート面に微細凹凸パターンが形成されており、該微細凹凸パターンは複数の微細な単位凸部が平面的に配列されて形成されており、該単位凸部は略々四角錐形状であり、該単位凸部の頂部は、断面略々V字形の少なくとも1本の溝が形成されることで分割された複数の頂点を有している、
ことを特徴とする光学シート。 In the optical sheet,
A fine concavo-convex pattern is formed on one of the sheet surfaces, and the fine concavo-convex pattern is formed by arranging a plurality of fine unit convex portions in a plane, and the unit convex portions are substantially in the shape of a quadrangular pyramid. And the top of the unit convex portion has a plurality of vertices divided by forming at least one groove having a substantially V-shaped cross section.
An optical sheet characterized by that.
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