有机el用散射膜及使用此的有机el发光装置制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供不仅以往成为问题的光利用效率提高了的及角度依赖性改善了的，而且可消除灭灯时的映入问题的用在有机EL发光装置的散射膜。本发明的有机EL用散射膜用在有机EL发光装置，其中，上述散射膜包含含有粘合剂树脂及折射率与上述粘合剂树脂不同的粒子的散射层，上述粒子的平均粒径为10μm以下，上述粒子的平均粒径的变异系数为30%以上。
【专利说明】有机EL用散射膜及使用此的有机EL发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及用在有机EL发光装置的散射膜。
【背景技术】
[0002]以往存在以供给电压于将发光层夹持于阳极(透明电极)与阴极(背面电极)之间的有机电致发光(有机EL)元件而使其发光的有机EL发光装置。因有机EL发光装置具有轻质、薄型、低耗电量等优点，故作为液晶显示器的背光或平面型照明装置来利用(专利文献I)。
[0003]有机EL发光装置虽具有上述优异的特征，但仍有如下说明的问题。
[0004]S卩，因构成有机EL发光装置的有机发光层等有机薄膜层或具备此有机薄膜层的支承体的折射率比空气高，故在发出的光的界面容易引起全映入。因此，此光的利用效率不到整体的20%,从而产生损失大部分的光的问题。
[0005]另外，有机EL发光装置亦具有视角依存的问题。具体而言，有机EL发光装置的发光层由红色发光层、绿色发光层及蓝色发光层的组合所构成，但因这些发光层各自的折射率不同，故从倾斜方向观察有机EL发光装置的发光面时，在发光层彼此的界面中，光分离成各波长。当光按波长而分离时，在发光层间光程长度产生变化，根据观察的角度的变化而可看到色调改变。例如，如果是从正面方向观察有机EL发光装置的情况，光程长度变化不易产生且有机EL发光装置的发光颜色不易产生变化，但从倾斜方向观察时，根据在发光层间的光程长度变化而可看到色调产生变化。
[0006]对于光的利用效率低的问题，提案了在光萃取面设置包含低折射率的材料的光萃取层、配置特定的散射构件等(专利文献2、专利文献3)。但在这些技术未成为对光的波长分离有效的对策。
[0007]更且，在使有机EL发光装置灭灯时，在有机EL发光装置的表面会映入外面的景色等，易产生该表面的美观度变差的问题。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开平8-315985号公报
[0011]专利文献2:日本特开2007-35313号公报
[0012]专利文献3:日本特开2009-110930号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]因此，迫切期望可消除上述光利用效率、角度依赖性及灭灯时的映入的问题的设计。
[0015]解决问题的手段
[0016]对于该问题，本发明人发现通过在有机EL发光装置的光射出面侧设置含有特定的散射层的散射膜，可同时消除光利用效率、角度依赖性及灭灯时的映入的问题，从而完成了本发明。
[0017]S卩，本发明涉及用于有机EL发光装置的有机EL用散射膜，其特征在于包含含有粘合剂树脂及折射率与上述粘合剂树脂不同的粒子的散射层，粒子的平均粒径为ΙΟμπι以下，平均粒径的变异系数为30%以上。
[0018]另外，本发明的有机EL用散射膜的特征在于优选上述粒子的含有比例相对于上述粘合剂树脂100重量份为40?300重量份。
[0019]另外，本发明的有机EL用散射膜的特征在于优选上述粘合剂树脂的折射率与上述粒子的折射率的折射率差的绝对值为0.03?0.3。
[0020]另外，本发明的有机EL发光装置具备一对电极和设置于该一对电极间的发光层，在上述一对电极之中，在成为光射出侧的电极的光射出侧具备散射膜，其特征在于，上述散射膜为本发明的散射膜。
[0021]发明效果
[0022]根据上述发明，对于用于有机EL发光装置的散射膜，其包含含有粘合剂树脂及折射率与上述粘合剂树脂不同的粒子的散射层，通过将上述粒子的平均粒径设为ΙΟμπι以下，将平均粒径的变异系数设为30%以上，可提高光利用效率，改善角度依赖性，同时防止在灭灯时的映入。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是显示本发明的有机EL发光装置的一例的侧剖面图。
【具体实施方式】
[0024]以下，对于本发明的有机EL用散射膜(以下，亦有称作“散射膜”的情况)的实施形态加以说明。
[0025]本发明的有机EL用散射膜含有散射层，但作为其构成亦可由散射层单独构成，还可含有支承体或其他层。首先，对于构成散射层的要素，主要对粘合剂树脂及粒子加以说明。
[0026]作为含于本发明的散射层的粘合剂树脂，可使用光学透明性优异的树脂。例如可使用聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、丙烯酸氨基甲酸酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、聚氨基甲酸酯丙烯酸酯系树脂、环氧丙烯酸酯系树脂、氨基甲酸酯系树脂、环氧系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、乙缩醛系树脂、聚乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺系树脂、苯酚系树脂、硅酮系树脂等热塑性树脂；热固性树脂、电离辐射固化性树脂等。特别优选涂膜亮度和耐候性优异的热固性树脂或电离辐射固化性树脂，在上述的树脂之中，从耐光性或光学特性优异的观点考虑，特别适合使用丙烯酸系树脂。
[0027]另外，粘合剂树脂优选具有羟基。具体而言，粘合剂树脂的羟值优选为40mgK0H/g以上，更优选为60mgK0H/g以上。通过像这样将羟值设置得较高，制成涂膜时，在保持散射层的平面形状的同时，涂膜硬度优异，因此在有机EL发光装置具备该涂膜时，不会阻碍光的利用效率、角度依赖性及映入防止性的各种性能，耐久性优异。[0028]粘合剂树脂的折射率与后述的粒子的折射率不同。通过将粘合剂树脂的折射率设置成与粒子的折射率不同，在粘合剂树脂与粒子之间产生折射率差，因此可使按波长分尚的光在散射层中散射，可再次将光混合，可消除角度依赖性。作为粘合剂树脂的折射率优选为1.4?1.65左右。
[0029]接着，含于本发明的散射层的粒子用于在散射层表面形成凹凸形状，使以往无法通过全反射射出的部分的光射出，使光的利用效率提高。另外，利用该凹凸形状，亦可防止有机EL发光装置在灭灯时的外面的景色等的映入。
[0030]另外，使用的含于本发明的散射层的粒子与粘合剂树脂的折射率不同。通过使用与粘合剂树脂的折射率不同的粒子，可使其与粘合剂树脂产生折射率差，从而可使按波长分离的光在散射层中散射，可再次混合光，可消除角度依赖性。
[0031]作为这样的粒子可使用树脂粒子或无机粒子。作为树脂粒子例如可举出硅酮树脂粒子、丙烯酸树脂粒子、尼龙树脂粒子、苯乙烯树脂粒子、丙稀酸苯乙烯树脂粒子、聚乙烯树脂粒子、苯代三聚氰胺树脂粒子、氨基甲酸酯树脂粒子、三聚氰胺树脂粒子等。另一方面，作为无机粒子例如可举出金刚石、氧化钛、氧化锆、氧化铅、碳酸铅、氧化锌、硫化锌、氧化锑、二氧化硅、氢氧化铝、硫酸钡、碳酸钙等。这些之中，从光的利用效率特别优异的观点考虑，优选使用树脂粒子。特别是从在树脂粒子之中与粘合剂树脂容易出现折射率差、不会阻碍光的利用效率而可改善角度依赖性的观点考虑，适合使用苯代三聚氰胺树脂粒子。
[0032]作为粒子的折射率优选为1.3?3.0左右。通过将折射率设置在该范围内，可进一步使光利用效率提高，同时改善角度依赖性。特别是从使光的利用效率提高的观点考虑，更优选设置在1.3?1.7的范围内。
[0033]上述的粘合剂树脂的折射率与上述粒子的折射率的折射率差的绝对值的下限优选为0.03以上，更优选为0.04以上。通过折射率差的绝对值为0.03以上，可更好地改善角度依赖性。另外，折射率差的绝对值的上限优选为0.3以下，更优选为0.2以下。若粘合剂树脂与粒子有折射率差，则无论哪个高皆可。
[0034]使用平均粒径ΙΟμπι以下的粒子。通过像这样将粒子的平均粒径设置为较小的值，与后述的粒子的平均粒径的特定的变异系数参数相结合而在散射层的表面具备许多高数μ m左右的细微的凸部形状。由此，未阻碍光萃取效率的提高及角度依赖性，而可有效果地防止在有机EL发光装置的灭灯时的外面的景色等的映入。作为粒子的平均粒径，优选在I?5 μ m的范围内。附带一提,当使用平均粒径超过10 μ m的粒子时,变得无法适当地使来自发光层的光散射，使角度依赖性恶化，故不理想。另外，在粒子的平均粒径不足Iym的情况下，亦变得无法适当地使来自发光层的光散射，使角度依赖性恶化。而且，本发明所称的平均粒径是利用库尔特计数器算出的值。
[0035]作为粒子的形状，优选为椭球形或球形，更优选为接近球形的形状。将不是不确定的形状的粒子制成涂料时的分散性非常好，不会因二次凝聚而粒子过度积聚，进而可得到良好的板状物或涂膜。
[0036]将粒子的平均粒径的变异系数设置为30%以上。通过将粒子的平均粒径的变异系数像这样设置得较高且将如上所述的较小的平均粒径的粒子设置于散射层，不会阻碍光的萃取效率或角度依赖性，可防止有机EL发光装置在灭灯时的映入。更优选变异系数的下限为40%以上、上限为70%以下。[0037]在本发明的散射层中，相对于粘合剂树脂的粒子的含有比例也受所使用的粒子的平均粒径或变异系数、粘合剂树脂与粒子的折射率差、散射层的厚度等影响故不能一概而论，但从可进一步改善角度依赖性，同时防止有机EL发光装置在灭灯时的映入的观点考虑，相对于粘合剂树脂100重量份的粒子的含量的下限优选为40重量份以上，更优选为60重量份以上。另外，为了不使光的萃取效率下降，相对于粘合剂树脂100重量份的粒子的含量的上限优选为300重量份以下，更优选为200重量份以下。
[0038]特别是在粘合剂树脂与粒子的折射率差的绝对值为0.1以上的情况下，相对于粘合剂树脂100重量份的粒子的含量的下限优选为40重量份以上，上限优选为150重量份以下。另一方面，在粘合剂树脂与粒子的折射率差的绝对值为0.05以下的情况下，相对于粘合剂树脂100重量份的粒子的含量的下限优选为150重量份以上，上限优选为300重量份以下。通过像这样根据粘合剂树脂与粒子的折射率差而采用树脂粒子比，不会阻碍光的利用效率及角度依赖性，可更适宜地防止有机EL发光装置在灭灯时的映入。
[0039]除了上述粘合剂树脂及粒子以外，在不阻碍这些功能的范围内，散射层亦可含有交联剂、着色剂、抗静电剂、阻燃剂、抗菌剂、防霉剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、增塑剂、流平剂、分散剂、流动调节剂、消泡剂等添加剂。
[0040]作为散射层的厚度，从容易防止制成散射膜时的卷曲的发生的观点考虑，优选设置为3?15 μ m。
[0041]本发明的散射膜具备散射层，但也可在支承体上层叠该散射层而构成。作为支承体没有特别限制，可使用各种支承体。例如可使用将聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、丙烯酸氨基甲酸酯系树脂、聚酯丙烯酸酯系树脂、聚氨基甲酸酯丙烯酸酯系树脂、环氧丙烯酸酯系树月旨、氨基甲酸酯系树脂、环氧系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、乙缩醛系树脂、乙烯系树脂、聚乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、三聚氰胺系树脂、苯酚系树脂、硅酮系树脂、氟系树脂、环状烯烃等的I种或两种以上混合而成的透明塑料膜。其中，拉伸加工、特别是双轴拉伸加工过的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜在机械强度、尺寸稳定性方面优异故而优选。另外，也可使用为了使与散射层的粘接性提高而在表面施以电晕放电处理、或设置了易粘接层的支承体。而且，支承体的厚度通常优选为10?400 μ m左右。
[0042]另外，为了使透光率提高，还可在与本发明的散射膜表面的凹凸面相反侧的面实施映入防止处理。还可进一步设置抗静电层或粘着层。
[0043]在通过涂布法制作本发明的散射膜的情况下，可通过利用以往公知的方法例如棒涂机、刮刀涂布机、旋涂机、辊涂机、凹版涂布机、浇涂机、模具涂布机、喷雾、丝网印刷等，将使上述的粘合剂树脂及粒子等材料溶解于适当的溶剂而成的散射层用涂布液涂布于支承体上并干燥来制作。另外，亦可通过从在支承体上形成有散射层的物品剥离除去该支承体，制作由散射层单层构成的散射膜。
[0044]接着，对本发明的有机EL发光装置加以说明。本发明的有机EL发光装置在其光射出面侧贴附了上述的本发明的散射膜，除此以外的结构与公知的有机EL发光装置同样。
[0045]在图1中显示有机EL发光装置10的一例。此有机EL发光装置10在包含透明高分子树脂或玻璃等的支承体14上分别具备阳极(透明电极)11和阴极(背面电极)12，在该阳极11与阴极12之间具备夹持了发光层13的有机电致发光(有机EL)元件，在成为光射出侧的阳极11的支承体14上设置有作为本发明的散射膜的散射层15。
[0046]作为透明电极11，可使用Sn02、ln203、ITO等导电性金属氧化物。另外，作为阴极12，可使用Al、Ag、Mo等高反射率金属或合金。这些电极11、12均可以利用蒸镀、溅射、离子电镀等公知的方法进行成膜。
[0047]作为构成发光层13的材料，使用公知的有机发光材料或掺杂材，为了得到白色的发光，可组合发光色不同的多个发光层(例如红色发光层、蓝色发光层及绿色发光层)13。组合多个发光层13的方法亦可是层叠多个层，也可将发光装置的发光面分割成小区块，将多个发光层配置成马赛克状。在层叠多个层的情况下，可在邻接的发光层间插入透明电极，对各发光层分别施加电压。另外，亦能组合单色发光的发光层和荧光体层而实现白色的发光。本发明可应用于这些所有类型的发光装置。
[0048]另外，有机EL元件除了发光层以外，亦可具备空穴注入层、空穴传输层、电子注入层、电子传输层、阻挡层等。作为构成这些各层的材料，可使用公知的材料，分别利用蒸镀等公知的方法形成。
[0049]散射层15含有粘合剂树脂和折射率与该粘合剂树脂不同的粒子，该粒子的平均粒径为10μ m以下，平均粒径的变异系数为30%以上，可使用上述的本发明的散射膜。优选:这样的散射层15以通过粒子形成了凹凸的表面成为光射出面的方式设置于光射出侧。作为在光射出侧设置散射膜的方法，可以隔着透明的粘着层或粘接层或直接将散射膜贴附于光射出侧，亦可在成为光射出侧的最表面的层利用涂布法等直接层叠构成散射层的材料来形成。[0050]本发明的有机EL发光装置通过在其光射出面侧具备特定的散射层，可使光的利用效率高且改善角度依赖性。进一步，亦可防止在使有机EL发光装置灭灯时外面的景色等映入。
[0051]实施例
[0052]以下，通过实施例进一步说明本发明。而且，除非另行说明，“份”、“％”以重量为基准。
[0053]1、散射膜的制作
[0054][实施例1]
[0055]在混合搅拌下述配方的散射层用涂布液后，在厚度100 μ m的包含聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(RUMIRER-T60:东丽公司)的支承体上以干燥后的厚度变成8 μ m的方式通过棒涂法涂布、干燥而形成散射层，得到实施例1的散射膜。
[0056]<实施例1的散射层用涂布液>
[0057].丙烯酸多元醇62份
[0058](ACRYDIC52-666:DIC 公司，固体成分 50%)
[0059](羟值75mgK0H/g，折射率 1.49)
[0060]?异氰酸酯系固化剂38份
[0061](Takenate DllON:三井化学公司，固体成分60%)
[0062].苯代三聚氰胺树脂粒子53.8份
[0063](Epostar MS:日本触媒公司:折射率1.66)
[0064](平均粒径3μ m，变异系数56%)[0065]?稀释溶剂115份
[0066][实施例2]
[0067]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，以苯代三聚氰胺树脂粒子的变异系数成为35%的方式通过空气式分级机进行分级，除此以外与实施例1同样地得到实施例2的
散射膜。
[0068][实施例3]
[0069]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，将苯代三聚氰胺树脂粒子的添加量变更为172重量份，除此以外与实施例1同样地得到实施例3的散射膜。
[0070][实施例4]
[0071]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，将苯代三聚氰胺树脂粒子变更为丙烯酸苯乙烯树脂粒子(GANZPERL GS-0401 =GANZ化成公司，平均粒径4 μ m，变异系数43%，折射率1.51)，除此以外与实施例1同样地得到实施例4的散射膜。
[0072][实施例5]
[0073]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，将苯代三聚氰胺树脂粒子(53.8重量份)变更为硅酮树脂粒子(KMP590:信越化学工业公司，平均粒径2 μ m，变异系数30%以上，折射率1.40) (90.4重量份)，除此以外与实施例1同样地得到实施例5的散射膜。
[0074][比较例I]
[0075]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，将苯代三聚氰胺树脂粒子变更为三聚氰胺树脂粒子(0PTBEADS3500M:日产化学工业公司，平均粒径3.5 μ m，变异系数4%，折射率1.65)，除此以外与实施例1同样地得到比较例I的散射膜。
[0076][比较例2]
[0077]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，以苯代三聚氰胺树脂粒子的变异系数变成28%的方式通过空气式分级机分级，除此以外与实施例1同样地得到比较例2的散射膜。
[0078][比较例3]
[0079]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，将苯代三聚氰胺树脂粒子变更为苯代三聚氰胺树脂粒子(Epostar-L15:日本触媒公司，平均粒径12.5 μ m,变异系数43%，折射率1.66)，除此以外与实施例1同样地得到比较例3的散射膜。
[0080][比较例4]
[0081]在实施例1所使用的散射层用涂布液之中，将苯代三聚氰胺树脂粒子变更为丙烯酸树脂粒子(GANZPERL GM-0407S =GANZ化成公司，平均粒径4 μ m，变异系数43%，折射率
1.49)，除此以外与实施例1同样地得到比较例4的散射膜。
[0082]2、有机EL发光装置的制作
[0083]将在实施例1~5及比较例I~4中制作的散射膜分别贴附在有机EL发光装置(ORBEOS CDff-031 =Osram公司)的光射出面上，得到具有散射膜的有机EL发光装置。
[0084]3、评估
[0085](I)光利用效率
[0086]对于具有实施例1~5及比较例I~4的散射膜的有机EL发光装置，通过施加
3.5V、120mA的电压.电流而使其发光，测定发光效率(lm/W)。而且，成为比较的基准的不具有散射膜的有机EL发光装置的发光效率(lm/W)亦另外测定。将测定结果示于表1。
[0087](2)角度依赖性
[0088]对于具有散射膜的有机EL发光装置，将正面设为O度时，使用色彩亮度计(CS-100 =Konica Minolta公司)测定使视角从_85度~+85度变化时的色度(CIE表色系统(1931))。对于色度X和色度y，通过式子(I)、(2)求取最大值(max)与最小值(min)之差Λ x、Ay，进一步通过式子(3)算出色差Λ E，作为用于评估角度依赖性的指标。另外，对于成为比较的基准的不具有散射膜的有机EL发光装置，亦同样地测定.算出色差Λ Ε。将结果不于表1。
【权利要求】
1.一种有机EL用散射膜，其特征在于，其用在有机EL发光装置， 所述散射膜包含含有粘合剂树脂及折射率与所述粘合剂树脂不同的粒子的散射层， 所述粒子的平均粒径为?ο μ m以下， 所述粒子的平均粒径的变异系数为30%以上。
2.根据权利要求1所述的有机EL用散射膜，其中， 所述粒子的含有比例相对于所述粘合剂树脂100重量份为40~300重量份。
3.根据权利要求1或2所述的有机EL用散射膜，其中， 所述粘合剂树脂的折射率与所述粒子的折射率的折射率差的绝对值为0.03~0.3。
4.根据权利要求3所述的有机EL用散射膜，其中， 所述粘合剂树脂的折射率与所述粒子的折射率差的绝对值为0.1以上，且相对于所述粘合剂树脂100重量份的所述粒子的含量为40重量份以上、150重量份以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的有机EL用散射膜,其中， 所述粘合剂树脂为丙烯酸系树脂，所述粒子为选自苯代三聚氰胺树脂、丙烯酸苯乙烯树脂及硅酮树脂的任一 种的树脂粒子。
6.—种有机EL发光装置,其具备一对电极和设置于该一对电极间的发光层,在所述一对电极之中，在成为光射出侧的电极的光射出侧具备散射膜，其特征在于， 所述散射膜为权利要求1~5中任一项所述的散射膜。
【文档编号】H01L51/50GK103650638SQ201280033748
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2011年8月11日
【发明者】高井雅司, 石桥利明 申请人:木本股份有限公司