(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板と、
陽極と陰極との間に発光層が挟まれて前記透光性基板の一方の面に設けられた発光積層構造体と、
複数の単位レンズが配列されたレンズ群が一方の面に設けられた光学シートと、
光拡散要素が添加された粘着剤又は接着剤から構成され、前記光学シートの他方の面と前記透光性基板の他方の面とを貼り合わせる貼合層と、を有し、
前記貼合層は、少なくとも２層であり、その各層の間には、透光性シートが配置されており、
前記各層における前記光拡散要素の体積比率が異なることを特徴とするＥＬ素子。
【請求項２】
前記透光性シートに光拡散要素を保持させることを特徴とする請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項３】
前記透光性シートの表面は、予め決められた表面処理がなされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ、液晶用バックライト、照明用光源、電飾、サイン用光源等に用いられるＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス素子）に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有機ＥＬは、透光性基板上に蛍光有機化合物を含む発光層を、陽極と陰極とで挟んだ構造として有する。そして、陽極と陰極に直流電圧を印加し、発光層に電子及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、この励起子の失活する際の光の放出を利用して発光に到る。
従来、これらＥＬ素子において、発光層から射出した光線が、透光性基板から射出する際、透光性基板上において全反射することで光のロスが問題となっていた。
【０００３】
このときの光の外部取り出し効率は、一般的に２０％程度と言われている。そのため、高輝度にするためには余計に投入電力が必要となり、負担増加による素子の劣化が問題となる。
この光の外部取り出し効率を向上させる目的で素子基板に表面凹凸を形成し、全反射によりロスしている光線を外部に取り出すという方法が提案されている。また、表面凹凸パターンが形成された光学シートを素子基盤に粘着剤や接着剤を介して貼合することで、全反射によりロスしている光線を外部に取り出すという方法が提案されている（特許文献１参照）。このように、表面凹凸を有する光学シートを貼合することで光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６０８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、表面凹凸の形状によっては、元々発光素子が持つ発光層が複層である場合に特定の波長の光線が特定角度に多く出射してしまうことによる、視野角によって色味が異なるといった色ずれという現象をより強調させてしまうこととなる。
また、貼合工程にて貼合層に異物混入などの不良が発生した場合に貼り合わせたフィルムを剥がすことができない場合には、ＥＬ素子ごと廃棄することになりコストアップの要因ともなる。
【０００６】
本発明は、以上の実情を鑑みてなされたものであり、光取り出し効率を向上させるとともに色ずれを低減させ、透光性基板に対して剥がすことが可能な高リワーク性を有しながら、素子点灯をすることで高い密着強度を有し高耐久性の有る貼合層を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するために、請求項１に係る発明は、透光性基板と、陽極と陰極との間に発光層が挟まれて前記透光性基板の一方の面に設けられた発光積層構造体と、複数の単位レンズが配列されたレンズ群が一方の面に設けられた光学シートと、光拡散要素が添加された粘着剤又は接着剤から構成され、前記光学シートの他方の面と前記透光性基板の他方の面とを貼り合わせる貼合層と、を有し、前記貼合層は、少なくとも２層であり、その各層の間には、透光性シートが配置されており、前記各層における前記光拡散要素の体積比率が異なることを特徴とするＥＬ素子である。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、請求項１の記載において、前記透光性シートに光拡散要素を保持させることを特徴とするＥＬ素子である。
【０００９】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は２の記載において、前記透光性シートの表面は、予め決められた表面処理がなされていることを特徴とするＥＬ素子である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光取り出し効率を向上させるとともに色ずれを低減させ、貼合層と透光性基板との間にて剥がすことが可能な高リワーク性を有しながら、素子点灯をすることで高い密着強度を有し高耐久性の有る貼合層を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態のＥＬ素子の構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態のＥＬ素子の構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態のＥＬ素子の構成を示す他の断面図である。
【図４】第２の実施形態のＥＬ素子の構成を示す断面図である。
【図５】第３の実施形態のＥＬ素子の構成を示す断面図である。
【図６】実施例１の評価結果を示す図である。
【図７】実施例２の評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
（構成）
図１及び図２は、第１の実施形態のＥＬ素子の一例を示す。図１は断面図であり、図２は斜視図である。
図１及び図２に示すように、ＥＬ素子１は、透光性基板６，７と、陽極２と陰極３との間に発光層４が挟まれて透光性基板６，７の間に設けられた発光積層構造体５と、複数の単位レンズが配列されたレンズ群が一方の面に設けられた光学シート１０と、光拡散要素が添加された粘着剤又は接着剤から構成され、光学シート１０の他方の面１０ａと第１透光性基板６の発光積層構造体５が位置されていない方の面６ａとを貼り合わせる貼合層２０と、を有する。
【００１３】
光学シート１０は、基材１１上にレンズ群１２が形成されている。レンズ群１２は、単位レンズ１２ａが一方向のみに配列されるものでも良いが、単位レンズ１２ａが二次元的に配列されるものが好ましい。ここで二次元的な配列としては、シリンドリカル、直交、ハニカム配列が挙げられる。
【００１４】
単位レンズ１２ａの断面形状は三角形状である。なお、単位レンズ１２ａの断面形状は、三角形状以外の形状、すなわち、曲率を含むような形状であっても良い。ここで、曲率が少ないものほど正面輝度を向上させることができるが、色ずれについてはより顕著になる傾向を有する。
【００１５】
レンズ群１２としては、活性線硬化型樹脂を使用して賦型する際には活性エネルギー線（例えば紫外線）が照射されたときに硬化して接着性を有するものを用いる。例えば、紫外線硬化型フォトポリマーを用い、具体的には、アクリル系ポリマー、アクリル系モノマー及び光開始剤等を含んだ公知のものを用い、基材上にフォトポリマーを塗布し、あらかじめパターンが賦型された版と圧着状態にて硬化させることで所望のレンズ群を得ることができる。
【００１６】
基材１１としては、具体的には、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、シクロオレフィンポリマーやこれらの複合体などの合成樹脂を用いる。また、熱可塑性樹脂を用いることで、射出成形や押出し成形時にあらかじめ所望のパターンが付与された金型もしくはフィルム状の型を溶融樹脂と圧着することで基材１１とレンズ群１２とを一体として得ることもできる。
【００１７】
この場合、具体的には、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル／スチレン系共重合樹脂等の光透過性が高く、耐衝撃性を有するものを用いることができる。
【００１８】
貼合層２０については、アクリル、ウレタン系のような樹脂系のいずれでも良く、基材１１及び熱可塑性樹脂の材質により適宜選択することができる。より具体的には、アクリル系粘着剤としてはアクリルポリマーを適宜架橋することで耐熱性に優れた粘着剤層を得ることができる。架橋方法の具体的手段としては、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物などのアクリル系ポリマーに適宜架橋基点として含ませたカルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基、アミド基などと反応しうる基を有する化合物を添加し反応させる、いわゆる架橋剤を用いる方法がある。このうち、イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネートなどの芳香族イソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネートなどが挙げられる。中でも適度な凝集力を得る観点から、イソシアネート化合物はエポキシ化合物が特に好ましく用いられる。エポキシ化合物としては、N,N,N',N'-テトラグリシジル-m-キシレンジアミン、1,3-ビス（N,N-ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサンなどが挙げられる。硬化剤としてはこれらの化合物を単独ないしは２種以上混合しても良く、貼合する対象となる部位の樹脂系とより密着性のよい樹脂系を選択することができる。
【００１９】
図３は、本実施形態のＥＬ素子の一例を示す断面図であり、貼合層２０をより詳細に説明するための図である。
図３に示すように、貼合層２０には、光拡散要素が含まれている。ここで、光拡散要素としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などからなる有機系粒子やガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、金属酸化物などからなる無機系微粒子又は気泡を用いることができる。
【００２０】
ここで、貼合層２０における光拡散要素の体積比率Ｄは、色ずれの視認性を下げるという意味では大きいほど良いが、実際使用する際には、０＜Ｄ＜３０％が望ましく、より望ましくは３≦Ｄ≦２０％程度である。これは、Ｄ＜３％の場合は、主剤の粘着力を低下させることが困難であり、Ｄ＞２０％となると密着強度が顕著に下がりはじめ、Ｄ＞３０％となると貼合層２０が密着強度をほとんど失うために貼合すること自体が困難になるためである。
【００２１】
また、貼合層２０の厚みをＳとし、拡散要素の平均径をＴとした場合、Ｓ／８＜Ｔ＜Ｓ／２が望ましい。これは、Ｔ≦Ｓ/８となると粘着力に変化を付与することが困難であり、Ｔ≧Ｓ／２になると貼合時に浮き不良の原因となるためである。
また、貼合層２０の厚みＳとしては、５μｍ＜Ｓ＜５０μｍが望ましい。これは、Ｓ≦５μｍの場合は、貼合時の微小な異物による浮き不良が多発してしまうためであり、Ｓ≧５０μｍの場合は、粘着剤を塗加工する際に発泡や表面荒れなどの不良が多発してしまうためである。
【００２２】
また、貼合層２０のＨｚ値をＨｚ３とした場合、５０％＜Ｈｚ３＜９５％程度が望ましい。これは、Ｈｚ３≦５０％の場合は、色ずれ低減にはほとんど効果が無く、Ｈｚ３≧９５％の場合は、色ずれは低減するが光線透過率が下がってしまうため、ＥＬ素子自体の光量自体をロスすることとなる。
本実施形態では、以上の前記Ｄ、Ｓ、Ｈｚの３条件を満たす光拡散要素を選定する。
【００２３】
（第１の実施形態の効果）
本実施形態では、貼合層２０は、光拡散要素が添加されて、前記条件が適切に選定されることで、光取り出し効率を向上させるとともに色ずれを低減させ、透光性基板に対して剥がすことが可能な高リワーク性を有しながら、素子点灯することで高い密着強度を有し高耐久性の有るものとなる。
【００２４】
例えば、貼合層２０は、貼合後１時間以内であれば第１透光性基板６に対して剥がすことが可能な高リワーク性を有しながら、市場に出た後に素子点灯状態にて２４０時間後に高い密着強度を有し高耐久性を有するものとなる。
【００２５】
（第２の実施形態）
（構成）
図４は、第２の実施形態のＥＬ素子の一例を示す断面図である。
図４に示すように、第２の実施形態では、貼合層２０は、光拡散要素の体積比率が同じか異なる少なくとも第１及び第２貼合層２１，２２といった２つの貼合層からなる。ここで、第１貼合層２１は、光学シート１１と貼合される貼合層である。第２貼合層２２は、第１透光性基材６と貼合される貼合層である。この第１貼合層２１と第２貼合層２２との間には透光性シート３０が配置されている。
【００２６】
ここで、第１貼合層２１と光学シート１１との密着強度をＦ１とし、第２貼合層２２と第１透光性基材６との密着強度をＦ２とした場合、Ｆ１＞Ｆ２であり、Ｆ１＜Ｆ２となるとリワーク性を損ねることになる。
また、第１貼合層２１の光拡散要素の体積比率をＤ１とし、第２貼合層２２の光拡散要素の体積比率をＤ２とした場合、望ましくは３％≦Ｄ１、Ｄ２≦２０％である。ここで、Ｆ１＜Ｆ２の場合でも、Ｄ２≧３％＞Ｄ１≧０％とすることでＦ１＞Ｆ２に調整することが可能となり、所望のリワーク性を得ることが可能となる。逆に、Ｆ１＞Ｆ２且つ所定の点灯時間後にＦ１＞＞Ｆ２且つＦ２が所望の密着強度と大差のない値である場合は、Ｄ１≧３％＞Ｄ２≧０％とすることで、Ｆ１とＦ２のバランスを調整することが可能となり、所望のリワーク性を得ることが可能となる。
【００２７】
また、第１貼合層２１又は第２貼合層２２に、より多くの光拡散要素を添加することで、密着強度を下げたい任意の貼り合わせる側の表面により大きな凹凸を付与することができるため、Ｆ１＞Ｆ２のバランスをとることが容易となり、高耐久性を維持しながらリワーク性の向上を図ることが可能となる。
【００２８】
透光性シート３０としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル／スチレン系共重合樹脂等の光透過性が高く、耐衝撃性を有するものを用いることができる。また、これら材料表面に何らかの表面処理が施されていても良い。ここでいう表面処理とは、予め決められた表面処理であり、具体的には、易接着処理のようなアンカー処理やコロナ処理、ＵＶ照射処理などを指し、調整したい密着強度によって適宜選択することができる。
【００２９】
ここで、例えば、第１貼合層２１と第２貼合層２２との界面の密着強度をＦ３とした場合に、Ｆ３＜Ｆ１、Ｆ２であるときは、リワーク性が低減してしまう。しかし、第１貼合層２１と透光性シート３０との密着強度をＦ４とし、第２貼合層２２と透光性シート３０との密着強度をＦ５とした場合に、Ｆ４、Ｆ５＞Ｆ３であるときは、リワーク性を向上させることができる。従って、透光性シート３０は、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ４、Ｆ５のバランスによって透光性樹脂から適宜選択することができる。また、光学シート材料には高温条件下においてガスを発生するものもあるが、貼合層２０を複数層（本実施形態では２層）に仕切ることで、発生したガスから第２貼合層２２を保護する効果も期待できる。
【００３０】
（第２の実施形態の効果）
本実施形態では、貼合層２０が少なくとも第１及び第２貼合層２１，２２からなり、その第１貼合層２１と第２貼合層２２との間に透光性シート３０を配置することで、貼合層２０は、光取り出し効率を向上させるとともに色ずれを低減させ、透光性基板との間にて剥がすことが可能な高リワーク性を有しながら、素子点灯することで高い密着強度を有し高耐久性の有るものとなる。
【００３１】
さらに、光学シート材料には高温条件下においてガスを発生するものもあるが、貼合層２０を複数層（本実施形態では２層）に仕切ることで、第２貼合層２２を発生したガスから保護する効果も期待できる。
【００３２】
（第３の実施形態）
（構成）
図５は、第３の実施形態のＥＬ素子の一例を示す断面図である。
図５に示すように、第３の実施形態では、透光性シート３０に光拡散要素を保持させている。
【００３３】
透光性シート３０としては、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルポリスチレン共重合体、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル／スチレン系共重合樹脂等の光透過性が高く、耐衝撃性を有するものを使用することができる。また、光拡散要素としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、尿素樹脂、ホルムアルデヒド縮合物などからなる有機系粒子やガラスビーズ、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、金属酸化物などからなる無機系微粒子又は気泡を用いることができる。
【００３４】
透光性シート３０は、光拡散要素を混練した状態での溶融成形法で得ることができ、透光性基材表面に光拡散要素が添加された層を塗布することでも得ることができる。また、透光性シート表面は何らかの表面処理を施されていても良い。ここでいう表面処理とは、予め決められた表面処理であり、易接着処理のようなアンカー処理やコロナ処理、ＵＶ照射処理などを指し、調整したい密着強度によって適宜選択することができる。
【００３５】
このように透光性シート３０に光拡散要素を添加又は塗布すること、すなわち保持させることで、所望のＨｚ値を得るために貼合層２０に添加する光拡散要素を減らすことが可能となる。これにより、光拡散要素を添加することで密着強度が著しく落ちこんでしまう貼合材料や貼りあわせる基材により選定した貼合材料が所望の密着強度をわずかに上回る程度の場合に可能な限り貼合層への光拡散要素の添加を減らすことで、リワーク性と密着強度の両立を図ることが可能になるとともに貼合層の厚みを減らすことで加工性の向上や貼合材料のコストダウンが見込める。また、透光性シート３０に光拡散要素を保持させることで貼合層２０にのみ添加した場合と比較しより高いＨｚを得ることが可能となり、貼り合わせる素子の幅が広がるといったメリットがある。さらには、貼合層２０よりもＴｇの高い透光性シートに光拡散性能を多く付与することでＥＬ素子１からの発熱などによる樹脂の屈折率変化による光学性能の変化を低減することも可能となる。
【００３６】
（第３の実施形態の効果）
本実施形態では、透光性シート３０に光拡散要素を保持させることで、貼合層２０に添加する光拡散要素を減らすこと等が可能となり、そのように貼合層２０に添加する光拡散要素を減らすことでさらに様々はメリットを得ることができる。
【実施例１】
【００３７】
図６には、粘着剤（貼合層）に光拡散要素として微粒子を添加した際の評価結果について示す。
ここで、貼合層材質：アクリル系粘着剤、貼合層厚み：３０μｍ、光拡散要素：スチレン樹脂架橋物、信頼性試験：８５℃、８５％、５００時間、としている。そして、評価については目視にて実施し、評価基準は下記通りである。
【００３８】
（１）色ずれ目視評価
○：光学シート非貼合時よりも色ずれ低減
×：光学シート非貼合時と色ずれ同等
（２）外観目視評価
○：貼り合わせ直後浮き剥がれ無し
×：貼り合わせ直後浮き剥がれ発生
【００３９】
（３）貼合後リワーク性
○：貼り合わせ後２４時間以内であれば剥がす際に透光性基材に貼合層が残らない
×：貼り合わせ後２４時間以内に剥がす際に透光性基材に貼合層が残る
（４）信頼性試験
○：浮きもしくは剥がれ無きこと
×：浮きもしくは剥がれ発生
（５）密着性
○：素子点灯状態２４０時間後に１０Ｎ以上
×：素子点灯状態２４０時間後に１０Ｎ未満
【００４０】
図６の評価結果から、例えば、平均径や添加量を増加させることで、リワーク性が高くなるのがわかる。また、平均径が大きくなると、外観の評価や密着性の評価が低くなるのがわかる。また、Ｈｚが大きい領域で色ずれが低減されているのがわかる。
【実施例２】
【００４１】
図７には、透光性シートに光拡散要素を添加した際の評価結果を示す。
ここで、貼合層材質：アクリル系粘着剤、貼合層光拡散要素：スチレン樹脂架橋物、貼合層光拡散性微粒子体積添加率：３％、貼合層光拡散性微粒子中心粒径：５μｍ、第１貼合層２１厚み：１０μｍ、第２貼合層２２厚み：１０μｍ、透光性シート材質：ＰＥＴ、透光性シート厚み：２０μｍ、透光性シート光拡散要素：スチレン樹脂架橋物、信頼性試験：８５℃、８５％、５００時間、としている。そして、評価については目視にて実施し、評価基準は下記通りである。
【００４２】
（１）色ずれ目視評価
○：光学シート非貼合時よりも色ずれ低減
×：光学シート非貼合時と色ずれ同等
（２）外観目視評価
○：貼り合わせ直後浮き剥がれ無し
×：貼り合わせ直後浮き剥がれ発生
【００４３】
（３）貼合後リワーク性
○：貼り合わせ後２４時間以内であれば剥がす際に透光性基材に貼合層が残らない
×：貼り合わせ後２４時間以内に剥がす際に透光性基材に貼合層が残る
（４）信頼性試験
○：浮きもしくは剥がれ無きこと
×：浮きもしくは剥がれ発生
（５）密着性
○：素子点灯状態２４０時間後に１０Ｎ以上
×：素子点灯状態２４０時間後に１０Ｎ未満
【００４４】
図７の評価結果から、例えば、平均径や添加量を増加させることで、リワーク性が高くなるのがわかる。また、平均径が大きくなると、外観の評価や密着性の評価が低くなるのがわかる。また、Ｈｚが大きい領域で色ずれが低減されているのがわかる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ＥＬ素子、２  陽極、３  陰極、４  発光層、５  発光積層構造体、６，７  透光性基板、１０  光学シート、１２  レンズ群、１２ａ  単位レンズ、２０  貼合層、２１  第１貼合層、２２  第２貼合層、３０  透光性シート
【図１】
0005545086.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005545086.tif 000008