JP2009231257A - 有機エレクトロルミネッセンス光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス発光素子と、選択反射層とを備える有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が2つ以上の発光強度ピークをもつ有機発光層を有し、前記選択反射層が、その正面方向の透過光の選択反射帯域に、前記発光強度ピークの少なくとも1つのピーク波長を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
【選択図】 図1
Description
したがって、本発明によれば、下記〔1〕〜〔7〕が提供される。
〔2〕 前記有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、さらに光散乱層を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
〔3〕 前記有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、さらに凹凸構造層を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
〔4〕 前記有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、前記選択反射層が、波長575nmの正面方向の透過率TF Y,N、波長575nmの極角60°方向の透過率の平均値TF Y,60、波長480nmの正面方向の透過率TF B,N、及び波長480nmの極角60°方向の透過率の平均値TF B,60が式〔1〕の関係を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
(TF Y,60/TF Y,N)>(TF B,60/TF B,N) 式〔1〕
〔5〕 前記有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、前記選択反射層が、正面方向の透過光の選択反射帯域として、波長500nm〜650nmの範囲内に1つ以上の選択反射帯域を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
〔6〕 前記有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、前記選択反射層が、極角60°方向の透過光の選択反射帯域として、波長400nm〜550nmの範囲内に1つ以上の選択反射帯域を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
〔7〕 前記有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が、波長550nm〜600nmの範囲に発光強度ピークを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
図1は、本発明の有機EL光源装置の第1の実施形態の層構成を示す断面図である。図1において、装置100は、基板101と、基板101の入光面(図中の下面)に設けられた発光素子120と、基板101の出光面(図中の上面)に設けられた積層体130とを備え、当該装置の上側の面109が出光面である。積層体130は、基板101側から順に選択反射層131及び基材フィルム132を備える。発光素子120は、基板101側から順に、透明電極111、発光層121及び反射電極112を備える。
このような発光強度ピークを有する発光層のスペクトルの例を、図3に示す。図3に示すスペクトルでは、波長480nm及び575nmに2つのピークを有する。
このような2つ以上の発光強度ピークは、発光層を、上に述べたように複数の発光色が異なる層の積層体、あるいはある色素の層に異なる色素がドーピングされた混合層とすることにより得ることができる。
{a−透過率(λ)}/{a−b}≧0.3
を満たす波長域とする。
(TF Y,60/TF Y,N)>(TF B,60/TF B,N) 式〔1〕
より具体的には、前記棒状液晶性化合物としては、式(1A)で表される化合物を挙げることができる。
R3−C3−D3−C5−M−C6−D4−C4−R4 式(1A)
(式中、R3及びR4は反応性基であり、それぞれ独立して(メタ)アクリル基、(チオ)エポキシ基、オキセタン基、チエタニル基、アジリジニル基、ピロール基、ビニル基、アリル基、フマレート基、シンナモイル基、オキサゾリン基、メルカプト基、イソ(チオ)シアネート基、アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される基を表す。D3及びD4は単結合、炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基、及び炭素原子数1〜20個の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレンオキサイド基からなる群より選択される基を表す。C3〜C6は単結合、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−C=N−N=C−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−からなる群より選択される基を表す。Mはメソゲン基を表し、具体的には、非置換又は置換基を有していてもよい、アゾメチン類、アゾキシ類、フェニル類、ビフェニル類、ターフェニル類、ナフタレン類、アントラセン類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類の群から選択された2〜4個の骨格を、−O−、−S−、−S−S−、−CO−、−CS−、−OCO−、−CH2−、−OCH2−、−C=N−N=C−、−NHCO−、−OCOO−、−CH2COO−、及び−CH2OCO−等の結合基によって結合されて形成される。)
前記、メソゲン基Mが有しうる置換基としては、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数1〜10のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−O−R5、−O−C(=O)−R5、−C(=O)−O−R5、−O−C(=O)−O−R5、−NR5−C(=O)−R5、−C(=O)−NR5R7、または−O−C(=O)−NR5R7を表す。ここで、R5及びR7は、水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−O−、−S−、−O−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−O−、−NR6−C(=O)−、−C(=O)−NR6−、−NR6−、または−C(=O)−が介在していてもよい(ただし、−O−および−S−がそれぞれ2以上隣接して介在する場合を除く。)。ここで、R6は、水素原子または炭素数1〜6のアルキル基を表す。前記「置換基を有してもよい炭素数1〜10個のアルキル基」における置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、シアノ基、アミノ基、炭素原子数1〜6個のアルコキシ基、炭素原子数2〜8個のアルコキシアルコキシ基、炭素原子数3〜15個のアルコキシアルコキシアルコキシ基、炭素原子数2〜7個のアルコキシカルボニル基、炭素原子数2〜7個のアルキルカルボニルオキシ基、炭素原子数2〜7個のアルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
本発明において、該棒状液晶性化合物は非対称構造であることが好ましい。ここで非対称構造とは、一般式(1A)において、メソゲン基Mを中心としてR3−C3−D3−C5−と−C6−D4−C4−R4が異なる構造のことをいう。該棒状液晶性化合物として、非対称構造のものを用いることにより、配向均一性をより高めることができる。
前記架橋剤の配合割合は、コレステリック液晶組成物を硬化して得られる硬化膜中に0.1〜15重量%となるようにすることが好ましい。該架橋剤の配合割合が0.1重量%より少ないと架橋密度向上の効果が得られず、逆に15重量%より多いと液晶層の安定性を低下させてしまうため好ましくない。
該光開始剤の配合割合はコレステリック液晶組成物中0.03〜7重量%であることが好ましい。該光開始剤の配合量が0.03重量%より少ないと重合度が低くなってしまい膜強度が低下してしまう場合があるため好ましくない。逆に7重量%より多いと、液晶の配向を阻害してしまい液晶相が不安定になってしまう場合があるため好ましくない。
図8は、本発明の有機EL光源装置の第2の実施形態の層構成を示す断面図である。図8において、装置800は、基板101と選択反射層131との間に、拡散層841を有する点で、第1の実施形態と異なっている。
拡散層(イ):バインダーとしての樹脂にフィラーとしての粒子を分散させたもの、及び
拡散層(ロ):微細な凹凸を有するフィルム
等を用いることができる。
拡散層として、前記拡散層(イ)(バインダー及びフィラーからなる拡散層)を用いる場合において、バインダーの樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン、芳香族ビニル系単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、脂環式構造を有する樹脂等を用いることができる。
無機フィラーとしては、ガラス、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、マグネシウムシリケート等からなるもの;有機フィラーとしては、フッ素樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリシロキサン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、またはこれらの架橋物等からなるものが挙げられる。
一方、拡散層として、前記拡散層(ロ)(微細な凹凸を有するフィルム)を用いる場合において、かかるフィルムは、拡散層フィルム基材の一方の表面に薄膜を成膜して積層体を得る工程と、前記積層体を面内の少なくとも一つの軸方向に収縮させて前記薄膜を褶曲させる工程とを含む製造方法を用いて製造することが出来る。
拡散層の製造に用いる拡散層フィルム基材は、薄膜を積層させた後に、面内の少なくとも一つの軸方向に収縮させることができるものであれば特に限定されない。例えば、拡散層フィルム基材自身が加熱等の手段によって収縮するものであってもよいし、一軸延伸させたときに延伸方向に直交する方向に収縮するものであっても良い。
前記薄膜の収縮前の平均厚さは、1nm〜50μmであることが好ましい。薄膜の厚さは、透過電子顕微鏡にて、薄膜の垂直断面を写真撮影し、該写真像から厚さの平均値を求める。
この製造方法においては、拡散層フィルム基材表面に薄膜を形成する前に、薄膜の褶曲を引き起こさせるための構造(褶曲誘起構造)を拡散層フィルム基材の表面に形成すること、または拡散層フィルム基材表面に薄膜を形成した後で且つ該基材を収縮させる前に、該薄膜の褶曲を引き起こさせるための構造(褶曲誘起構造)を薄膜に形成することを含むことが、凹凸形状(条列)の凸部(凸条または凹条)の頂点間の距離の均一性を向上させたい場合には、好ましい。該構造は、基材が収縮したときに薄膜の褶曲を引き起こさせる構造であれば特に限定されず、例えば、ラビング処理やその他の方法で表面に付けた傷、インクジェットプリンターや印刷機等で載せたインク印、エンボス加工やインプリントなどで付与した凹凸などが挙げられる。褶曲誘起構造は一定間隔の位置に形成されることが好ましい。褶曲誘起構造の間隔は、所望する凹凸形状の凸部頂点間の距離とは直接に関係無いので、所望の凹凸形状の凸部頂点間の距離よりも狭くても、広くても良いが、凹凸形状の凸部頂点間の所望距離の0.05倍〜100倍の褶曲誘起構造の間隔にすることが好ましい。
なお、ΔLおよびΔMは式〔5〕および式〔6〕でそれぞれ定義される。
式〔6〕:ΔM=(M0−M1)/M0×100(M0:主たる収縮方向に直交する方向の収縮前の長さ、M1:主たる収縮方向に直交する方向の収縮後の長さ)
式〔7〕:ΔL>0
式〔8〕:−(ΔL×0.3)≦ΔM≦ΔL
微細凹凸形状の異方性を強くしたい場合、すなわち、凹凸形状を面内でストライプ状に細長く伸びた構造にしたい場合には、式〔7〕および式〔9〕を満たすことが好ましい。
このように収縮条件を変更するだけで、凸部頂点間距離、凹凸の高さ等を任意に調整できるので条列を有する拡散層の製造に好適である。
図10及び図11は、本発明の有機EL光源装置の第3の実施形態である有機EL光源装置1100及び第4の実施形態である有機EL光源装置1200の層構成を示す断面図である。
上に述べた第2実施形態の光源装置800では、基板101及び選択反射層131の間に拡散層841を設けたが、第3の実施形態のように、拡散層1141を、光源装置の出光面109上に位置するように構成することもできる。このような装置は、例えば、基板101上に、必要に応じて配向膜(不図示)を設けた後、選択反射層の材料となる前記コレステリック液晶組成物及び拡散層の材料となる前記バインダー及びフィラーの組成物を順次塗布し硬化することによって製造することができる。
また、第4の実施形態のように、基材フィルム1252上に拡散層1241及び選択反射層131を設けた積層物を、接着層1251を介して貼付することにより、これらが装置表面に設けられた有機EL光源装置1200とすることもできる。
また、図8を用いて説明すると、本発明の有機EL光源装置の第5の実施形態の層構成は、基板101と選択反射層131との間に、拡散層841に代えて凹凸構造物1361を有している構成であり、この点で図8に示す第2の実施形態と異なっている。
<製造例1:円偏光分離シートの調製>
(P1−1:透明樹脂基材フィルムの調製)
脂環式オレフィンポリマーからなるフィルム(株式会社オプテス製、商品名「ゼオノアフィルムZF14−100」)の両面をコロナ放電処理した。5%のポリビニルアルコールの水溶液を当該フィルムの片面に♯2のワイヤーバーを使用して塗布し、塗膜を乾燥し、膜厚0.1μmの配向膜を形成した。次いで当該配向膜をラビング処理し、配向膜を有する透明樹脂基材フィルムを調製した。
下記の組成で、硬化液晶層を構成するためのコレステリック液晶組成物を調製した。
固形分率40重量%
液晶性化合物(Δn(ne−no)=0.13を有する棒状液晶化合物 95.70重量部
光重合開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名IRG907)3.1重量部
界面活性剤(セイミケミカル株式会社製、商品名KH−40)0.11重量部
カイラル剤(BASF社製、商品名LC756)4.30重量部
溶媒 メチルエチルケトン 154.82重量部
図1に示す、本発明の第1実施形態の構成を有する有機EL光源装置を製造した。
厚さ1.1mmのガラス製の基板101の一方の面上に、透明電極111、有機発光層121及び反射電極112を含む有機EL発光素子を設けた。
さらに、基板101の他の面上に、製造例1で得た円偏光分離シートを、選択反射層131が基板101に面するよう貼付し、図1に示す構成を有する有機EL光源装置を製造した。得られた有機EL発光素子に電流を通電し、出光面109から出光する波長480nmの青色光及び波長575nmの黄色光についての配光分布を測定したところ、図5に示す結果を得た。
図8に示す、本発明の第2実施形態の構成を有する有機EL光源装置を製造した。
透明樹脂に脂環式構造を有する樹脂(日本ゼオン(株)、ゼオノア)97重量部と、光拡散剤にポリシロキサン系重合体の架橋物からなる微粒子(GE東芝シリコーン(株)、トスパール120)3重量部とを混合し、2軸押出機で混練してストライド状に押し出し、ペレタイザーで切断して光拡散基材用ペレットを製造した。このペレットから、射出成形機を用いて、両面が平滑な、厚み0.7mmの基材を成形した。
(製造例1)で得られた円偏光分離シートと上記(2−1)で得られた樹脂基材を、選択反射層131/拡散層841/基板101の順になるように貼付して積層体を調製した。この積層体と、実施例1の工程(1−1)で得たガラス製の基板101/透明電極111/有機発光層121/反射電極112の層構成を有する有機EL発光素子とを貼付し、図8に示す構成を有する有機EL光源装置を製造した。得られた有機EL発光素子に電流を通電し、出光面109から出光する波長480nmの青色光及び波長575nmの黄色光についての配光分布を測定したところ、図9に示す結果を得た。
(3−1:透明樹脂基材フィルムの調製)
脂環式オレフィン樹脂(日本ゼオン社製、ZEONOR1420、ガラス転移温度136℃)のペレットを、窒素を流通させた熱風乾燥機を用いて、100℃で4時間乾燥した。次いでこのペレットを、50mmφのスクリューを備えたTダイ式フィルム溶融押出成形機を使用して、溶融樹脂温度260℃で押出し成形することにより、幅650mm、厚さ188μmのフィルムを製造し、両端25mmずつをトリミングして幅600mmの脂環式オレフィン樹脂からなる原反フィルムを得た。
製造例1の工程(P1−2)で調製したものと同一のコレステリック液晶組成物を、♯4のワイヤーバーを使用して、上記(3−1)で調製した配向膜を有する透明樹脂基材フィルムの、配向膜を有する面に塗布した。塗膜を100℃で5分間乾燥及び配向熟成した。塗膜にさらに紫外線を1.0mJ/cm2(UV−A:365nm±5nm)を照射し、100℃で1分間保持し、次いで紫外線を500mJ/cm2照射して塗膜を硬化させて、基材フィルム132上に、配向膜を介し乾燥膜厚2μmの選択反射層131が設けられた円偏光分離シートを作製した。
上記(3−2)で得られた、凹凸構造をもった円偏光分離シートを、有機EL素子に貼付し、有機EL光源装置を製造した。
111 透明電極
112 反射電極
121 発光層
131 選択反射層
132 基材フィルム
841、1141、1241 拡散層
1251 接着層
1252、1352 基材フィルム
1361 構造物
Claims (7)
- 有機エレクトロルミネッセンス発光素子と、
この有機エレクトロルミネッセンス発光素子の光出射側に配置される選択反射層と、を備え、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が、2つ以上の発光強度ピークをもつ有機発光層を有し、
前記選択反射層が、その正面方向の透過光の選択反射帯域に、前記発光強度ピークの少なくとも1つのピーク波長を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、
さらに光散乱層を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。 - 請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、
さらに凹凸構造層を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、
前記選択反射層が、波長575nmの正面方向の透過率TF Y,N、波長575nmの極角60°方向の透過率の平均値TF Y,60、波長480nmの正面方向の透過率TF B,N、及び波長480nmの極角60°方向の透過率の平均値TF B,60が式〔1〕の関係を満たすことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
(TF Y,60/TF Y,N)>(TF B,60/TF B,N) 式〔1〕 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、
前記選択反射層が、正面方向の透過光の選択反射帯域として、波長500nm〜650nmの範囲内に1つ以上の選択反射帯域を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、
前記選択反射層が、極角60°方向の透過光の選択反射帯域として、波長400nm〜550nmの範囲内に1つ以上の選択反射帯域を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス光源装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス発光素子が、波長550nm〜600nmの範囲に発光強度ピークを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス光源装置。
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