光取出薄膜及其制造方法、以及面发光体技术领域
本发明涉及光取出薄膜及其制造方法、以及包含该光取出薄膜的面发光体,特别是涉
及从以有机EL(电致发光)元件为发光源的面发光体中的有机EL元件进行光取出的技术。
背景技术
在面发光体方面,人们期待着将有机EL元件应用于平板显示器,进一步期待着将其
作为荧光灯等的替代物而应用于下一代照明。
有机EL元件的结构,从仅为由2张膜夹持作为发光层的有机薄膜的简单结构的有机
EL元件、到多层化的结构的有机EL元件,正变得多样化。作为后者多层化的结构,例如
列举出:在设置于玻璃基板上的阳极上层叠空穴传输层、发光层、电子传输层以及阴极而
得到的结构。夹持于阳极与阴极的层全部由有机薄膜构成,各有机薄膜的厚度非常薄,薄
至数十nm。
有机EL元件是薄膜的层叠体,各薄膜的材料的折射率之间的差异决定了光在薄膜间
的全反射角。当前,在发光层中产生出的光中的约80%被关闭于有机EL元件内部,无法
取出到外部。具体而言,将玻璃基板的折射率设为1.5,将空气层的折射率设为1.0时,则
临界角θc为41.8°,小于该临界角θc的入射角的光从玻璃基板向空气层出射,但是大于该
临界角θc的入射角的光发生全反射而关闭于玻璃基板内部。因此,人们希望获得将关闭于
有机EL元件表面的玻璃基板内部的光,取出到玻璃基板外部的光取出性能,即,提高光
取出效率及法线亮度。
另外,关于进行各向同性的发光式的有机EL元件,人们要求提高光取出效率及法线
亮度,并且降低源自有机EL元件的出射光波长的出射角度依赖性。即,从发光层出射的
出射光通过于玻璃基板而从玻璃基板出射时,人们要求波长引起的出射角度的差异小,换
言之,人们要求在源自玻璃基板的出射光分布中波长依赖性尽可能少。
为了解决前述课题,因而在专利文献1中提出了一种面发光体,其中,使用了具有由
氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂形成的微细单元透镜的微透镜片材(光学薄膜)作为光取出用薄
膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-212204号
专利文献2:国际公开第2008/096748号
发明内容
发明想要解决的课题
但是,在专利文献1提出的面发光体中,虽然可改善面发光体的法线亮度以及出射光
波长的出射角度依赖性,但是尚不能说充分。
另外,关于在专利文献1中提出了的光取出用薄膜,在薄膜的表面具有凹凸结构,因
而光取出效率改善,但构件的折射率低,因而光取出效率的改善效果不充分。
因此,本发明的第1目的在于,提供一种可充分提高面发光体的光取出效率及法线亮
度并且可充分抑制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的EL用光取出薄膜,以及在
于提供一种充分提高了法线亮度并且充分抑制了出射光波长的出射角度依赖性的面发光
体。
此外,为了将从发光层出射的光高效地取出到EL元件之外,可认为将高折射率的材
料应用于光取出薄膜是有效的。但是,高折射率的树脂的大多数具有苯环,因而耐光性低,
长时间的紫外线暴露使得树脂发生黄化,引起光取出效率和法线亮度的降低。
因此,本发明的第2目的在于提供一种光取出薄膜、以及具备该光取出薄膜的面发光
体,其充分提高面发光体的光取出效率及法线亮度并且充分抑制出射光波长的出射角度依
赖性,并且不易发生由紫外线暴露导致的变色,长期稳定性优异。
用于解决问题的方案
本发明人,为了实现上述目的而进行了深入研讨,结果发现如下事实,以至完成本发
明:一种在表面具有凹凸结构的EL用光取出薄膜,其中,通过在构成该薄膜的材料中,
使用具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架中的至少1种骨架的树脂(X),从而可实现面发光体
的光取出效率及法线亮度的充分提高、以及面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的充
分抑制。
进一步,本发明人经研讨发现,通过在构成在表面具有凹凸结构的EL用光取出薄膜
的材料中,在上述树脂(X)的基础上,使用紫外线吸收剂以及光稳定化剂中的至少1种,从
而充分提高面发光体的光取出效率及法线亮度并且充分抑制出射光波长的出射角度依赖
性,并且不易发生由紫外线暴露导致的变色,可形成长期稳定性优异的光取出薄膜。
即,本发明的光取出薄膜的特征在于,其为层叠在EL元件的基板上的光取出薄膜,
其中,
光取出薄膜在表面具有凹凸结构,
构成光取出薄膜的材料包含树脂(X),所述树脂(X)具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架
中的至少1种骨架。
在本发明的光取出薄膜的优选例中,包含紫外线吸收剂以及光稳定化剂中的至少1种。
另外,本发明的面发光体的特征在于,包含上述光取出薄膜以及EL元件。
进一步,本发明的光取出薄膜的制造方法的特征在于,其为层叠在EL元件的基板上
的光取出薄膜的制造方法,
其特征在于,向基材与具有凹凸结构的转印部的模具之间,供给包含单体(x)的单体组
合物,将单体组合物进行固化,所述单体(x)具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架中的至少1
种骨架。
发明的效果
根据本发明的光取出薄膜,可提供如下的EL用光取出薄膜,其中,通过在构成在表
面具有凹凸结构的EL用光取出薄膜的材料中使用具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架中的
至少1种骨架的树脂(X),从而可充分提高面发光体的光取出效率及法线亮度,以及充分抑
制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性。另外可提供一种面发光体,其通过使用所述
光取出薄膜,充分提高了光取出效率及法线亮度并且充分抑制了出射光波长的出射角度依
赖性。
根据本发明的光取出薄膜,可提供一种光取出薄膜,其通过在上述树脂(X)的基础上还
使用紫外线吸收剂以及光稳定化剂中的至少1种,充分提高面发光体的光取出效率及法线
亮度并且充分抑制出射光波长的出射角度依赖性,并且不易发生由紫外线暴露导致的变
色,长期稳定性优异。
附图说明
[图1]表示本发明的光取出薄膜的剖面的一个例子的示意图。
[图2]表示从光取出薄膜的上方观察的本发明的光取出薄膜的凹凸结构的配置例的示
意图。
[图3]表示本发明的光取出薄膜的凹凸结构的一个例子的示意图。
[图4]表示从光取出薄膜的上方观察的本发明的光取出薄膜的一个例子的示意图。
[图5]表示本发明的光取出薄膜的制造方法的一个例子的示意图。
[图6]表示本发明的面发光体的剖面的一个例子的示意图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式一边使用附图一边进行说明,但本发明不受限于这些附
图。
(光取出薄膜10)
本发明的光取出薄膜是层叠在EL元件的基板上的光取出薄膜,例如列举出如图1所
示的光取出薄膜10。通过将光取出薄膜10与作为发光源的EL元件(具体是有机EL元件)
进行组合,从而发挥从该EL元件进行光取出的性能。
光取出薄膜10的表面具有凹凸结构13。光取出薄膜10,由于可容易地连续生产,并
且光取出薄膜10的结构稳定性(具体为凹凸结构13的形状维持)及处理性优异,因而优选
在基材14的一侧的表面(上表面)上顺次层叠基底层12以及具有凹凸结构13的凹凸结构层
11,形成具有基底层12和凹凸结构层11的光取出薄膜10。
在本发明的光取出薄膜中,需要使得构成光取出薄膜的材料包含树脂(X),所述树脂(X)
具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架中的至少1种骨架。通过使用所述树脂(X),从而可实现
面发光体的光取出效率及法线亮度的充分提高、以及面发光体的出射光波长的出射角度依
赖性的充分抑制。这些树脂(X)的折射率比一般的树脂高,通过包含于光取出薄膜10,从
而可提高面发光体的光取出效率和/或法线亮度。
在本发明的光取出薄膜中,从进一步提高面发光体的光取出效率及法线亮度以及进一
步抑制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的角度出发,构成光取出薄膜的材料中的
树脂(X)的含有率优选为30%质量以上,更加优选为50%质量以上,进一步优选为75~99%
质量的范围。
(树脂(X))
树脂(X)是具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架中的至少1种骨架的树脂,但是此处,在
树脂(X)具有芴骨架的情况下,具有芴骨架的树脂包含芴结构、即、由下述式(1)表示的结
构单元。
具有芴骨架的树脂优选为可见光波长区域(大致400~700nm)的光透射率高的树脂。具
体而言,具有芴骨架的树脂的光透射率,从光取出薄膜10的外观优异,面发光体的光取
出效率和法线亮度优异的角度出发,优选为50~95%,更优选为60~90%。
予以说明,光透射率为依照JISK7361测定得到的值。
另外,在树脂(X)具有联苯骨架的情况下,具有联苯骨架的树脂包含源自联苯的结构单
元、即、由下述式(2)表示的结构单元。
另一方面,在树脂(X)具有萘骨架的情况下,具有萘骨架的树脂包含源自萘的结构单元、
即、由下述式(3)表示的结构单元。
予以说明,树脂(X)可单独地具有这些骨架中的1种,也可组合具有2种以上。
另外,树脂(X)中,从光取出薄膜10的生产率优异,进一步提高面发光体的光取出效
率及法线亮度以及进一步提高对面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的抑制的角度
出发,优选为包含由下述式(4)表示的结构单元的树脂。
(式中,R1以及R2各自独立地为氢原子或甲基,a以及b各自独立地为0~4的整数。)
关于树脂(X)中的由式(4)表示的结构单元的含有率,从进一步提高面发光体的光取出
效率及法线亮度以及进一步抑制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的角度出发,优
选为30~99%质量,更优选为50~95%质量。
可将芴骨架、联苯骨架以及萘骨架、即、源自芴的结构单元、源自联苯的结构单元以
及源自萘的结构单元引入各种各样的树脂中。作为各种各样的树脂,例如列举出丙烯酸树
脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇树脂等。这些各种各样的树脂可使用1种,也可
并用2种以上。在这些各种各样的树脂之中,从可见光波长区域的光透射率高,耐热性、
力学特性、成形加工性优异的角度出发,优选丙烯酸树脂。
在树脂(X)中,除了源自芴的结构单元、源自联苯的结构单元以及源自萘的结构单元以
外,还可在不损害光取出薄膜10的性能的范围包含其它的结构单元。
作为其它的结构单元,例如列举出聚氧化亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯单元、聚酯多
元醇二(甲基)丙烯酸酯单元以及芳香族酯二醇二(甲基)丙烯酸酯单元等,但是树脂(X)可单
独包含这些结构单元的1种,或者组合包含2种以上。
予以说明,从提高光取出薄膜10的柔软性的观点考虑,优选为聚氧化亚烷基二醇二(甲
基)丙烯酸酯单元、聚酯多元醇二(甲基)丙烯酸酯单元以及芳香族酯二醇二(甲基)丙烯酸酯
单元,更优选为聚氧化亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯单元。
树脂(X)中的聚氧化亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯单元、聚酯多元醇二(甲基)丙烯酸酯
单元以及芳香族酯二醇二(甲基)丙烯酸酯单元的含有率(在包含多个单元的情况下为其合
计含量),从使光取出薄膜10的柔软性提高的角度出发,优选为1~70%质量,更优选为
5~50%质量。
在本发明的光取出薄膜中,构成光取出薄膜的材料优选进一步包含紫外线吸收剂以及
光稳定化剂中的至少1种。通过使用紫外线吸收剂或光稳定化剂,可提供不易发生由紫外
线暴露导致的变色,并且长期稳定性优异的光取出薄膜。
此处,在本发明的光取出薄膜中,从可抑制紫外线暴露下的变色并且长期稳定性优异
的角度出发,构成光取出薄膜的材料中的紫外线吸收剂的含有率优选为0.1%质量以上,更
加优选为0.5%质量以上,进一步优选为1%质量以上。予以说明,构成光取出薄膜的材料
中的紫外线吸收剂的含有率的上限优选为20%质量,更优选为16%质量。
另外,在本发明的光取出薄膜中,从可抑制紫外线暴露下的变色并且长期稳定性优异
的角度出发,构成光取出薄膜的材料中的光稳定化剂的含有率优选为0.1%质量以上,更加
优选为0.5%质量以上,进一步优选为1%质量以上。予以说明,构成光取出薄膜的材料中
的光稳定化剂的含有率的上限优选为20%质量,更优选为9%质量。
(紫外线吸收剂)
紫外线吸收剂具有吸收紫外线的功能,通过对太阳光等引起的从外部入射的紫外线进
行吸收,从而可抑制光取出薄膜10在紫外线暴露下的变色,光取出薄膜10的长期稳定性
优异。
作为紫外线吸收剂,例如列举出2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、苯丙酸-3-(2H-
苯并三唑-2-基)-5-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基碳原子数7~9的侧链以及直链烷基酯、2-(2H-苯
并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯基乙
基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚等苯并三唑系化合物;2-(4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪
-2-基)-5-羟基苯基与环氧乙烷(例如,((碳原子数10~16的烷基氧基)甲基)环氧乙烷)的反应
产物、2-(2,4-二羟基苯基)-4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪与(2-乙基己基)-缩水甘油酸酯
的反应产物、2,4-双(2-羟基-4-丁氧基苯基)-6-(2,4-二丁氧基苯基)-1,3,5-三嗪等羟基苯酚三嗪
等羟基苯酚三嗪系化合物;2,4-二羟基二苯甲酮、2,2-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟
基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基
-4-甲氧基-4’-甲基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸盐、4-苯基苯醌(4-フェ
ニルベンゾノン)、2-乙基己基-4’-苯基-二苯甲酮-2’-羧酸盐、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、
4-羟基-3-羧基二苯甲酮等二苯甲酮系化合物等。这些紫外线吸收剂可单独使用1种,也可
并用2种以上。在这些紫外线吸收剂之中,从抑制树脂(X)的变色的角度出发,优选为苯并
三唑系化合物、羟基苯酚三嗪系化合物,在使用后述的活性能量线固化性组合物的情况下,
从利用吸收波长的不同而使得聚合引发剂有效率地裂解并且固化性优异的角度出发,更优
选为苯并三唑系化合物。
(光稳定化剂)
光稳定化剂具有捕捉自由基的功能,通过捕捉因太阳光等的紫外线的入射而产生的自
由基,可抑制光取出薄膜10的因化学结构变化而导致的变色,使得光取出薄膜10的长期
稳定性优异。
作为光稳定化剂,例如列举出四(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯、四
(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁烷-1,2,3,4-四羧酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)((3,5-双(1,1-
二甲基乙基)-4-羟基苯基)甲基)丁基丙二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、
1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯、癸烷二酸双(2,2,6,6-四甲基-1-(辛基氧基)-4-哌啶基)酯、
1,1-二甲基乙基过氧化氢与辛烷的反应产物、N,N’,N”,N”’-四(4,6-双(丁基(N-甲基-2,2,6,6-
四甲基哌啶-4-基)氨基)三嗪-2-基)-4,7-二氮杂癸烷-1,10-二胺等受阻胺系化合物等。这些光
稳定化剂可单独使用1种,也可并用2种以上。这些光稳定化剂,从自由基捕捉能优异的
角度出发,优选为受阻胺系化合物,更优选为具有硝酰基醚基的化合物,更加优选为癸烷
二酸双(2,2,6,6-四甲基-1-(辛基氧基)-4-哌啶基)酯、1,1-二甲基乙基过氧化氢与辛烷的反应产
物。
在本发明的光取出薄膜中,构成光取出薄膜的材料中,除了树脂(X)、紫外线吸收剂以
及光稳定化剂以外,还可在不损害光取出薄膜10的性能的范围包含其它成分。
作为其它成分,例如列举出光漫射微粒、增柔剂、粘度调整剂、增塑剂、填充剂、阻
燃剂、抗静电剂、抗氧化剂、染料及颜料等着色剂、脱模剂、流平剂、防污剂、分散稳定
剂等各种添加剂等。
予以说明,在本发明的光取出薄膜中,构成光取出薄膜的材料中的光漫射微粒的含有
率,从抑制光取出薄膜10的翘曲的角度出发,优选为20%质量以下,更优选为10%质量
以下,更加优选为0%质量。
(单体组合物)
在本发明的光取出薄膜中,上述的构成光取出薄膜的材料优选由单体组合物形成,所
述单体组合物包含单体(x),所述单体(x)具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨架中的至少1种骨
架。予以说明,单体(x)可单独使用,也可组合二种以上而使用。另外,在本发明中,可通
过使单体组合物中所含的单体(x)与、可根据需要而包含的除了单体(x)以外的单体进行聚合
而合成树脂(X)。
单体组合物,从可容易地形成光取出薄膜10的凹凸结构,并且可容易地连续生产的
角度出发,优选为可通过照射活性能量线而固化的活性能量线固化性单体组合物。
作为活性能量线,例如列举出紫外线、电子束、X射线、红外线、可见光线等。在这
些活性能量线之中,从可使活性能量线固化性单体组合物的固化性优异,可抑制光取出薄
膜10的劣化的角度出发,优选为紫外线、电子束,更优选为紫外线。
作为活性能量线固化性单体组合物,如果可通过活性能量线而固化那么没有特别限
制,但是从处理性和固化性优异,并且光取出薄膜10的柔软性、耐热性、耐擦伤性、耐
溶剂性、耐光性、光透射性等诸物性优异的角度出发,活性能量线固化性单体组合物优选
包含单体(x)、除了单体(x)以外的单体(交联性单体(a)以及非交联性单体(b))以及聚合引发剂
(c),优选进一步包含紫外线吸收剂以及光稳定化剂中的至少1种。
单体(x)之中,具有芴骨架的单体包含芴结构、即、由下述式(1)表示的结构单元。
另外,具有联苯骨架的单体包含源自联苯的结构单元、即、由下述式(2)表示的结构单
元。
另一方面,具有萘骨架的单体包含源自萘的结构单元、即、由下述式(3)表示的结构单
元。
予以说明,单体(x)可单独地具有这些骨架中的1种,也可组合具有2种以上。
作为单体(x),列举出芴二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性芴二(甲基)丙烯酸酯、环氧
丙烷改性芴二(甲基)丙烯酸酯、2-羟基环氧丙烷改性芴二(甲基)丙烯酸酯、环氧丁烷改性芴
二(甲基)丙烯酸酯、双酚芴二(甲基)丙烯酸酯、二苯氧基乙醇芴(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷
改性双酚芴二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性双酚芴二(甲基)丙烯酸酯、2-羟基环氧丙烷改
性双酚芴二(甲基)丙烯酸酯、环氧丁烷改性双酚芴二(甲基)丙烯酸酯、二萘酚芴二(甲基)丙
烯酸酯、二萘氧基乙醇芴(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性二萘酚芴二(甲基)丙烯酸酯、环氧
丙烷改性二萘酚芴二(甲基)丙烯酸酯、2-羟基环氧丙烷改性二萘酚芴二(甲基)丙烯酸酯、环
氧丁烷改性二萘酚芴二(甲基)丙烯酸酯等芴丙烯酸酯系单体等。这些单体(x)可单独使用1
种,也可并用2种以上。在这些单体(x)之中,从活性能量线固化性单体组合物的处理性和
固化性优异,光取出薄膜10的耐热性、耐擦伤性、耐溶剂性、耐光性、光透射性等诸物
性优异,面发光体的光取出效率和法线亮度优异的角度出发,优选为芴丙烯酸酯系单体,
更优选为双酚芴二(甲基)丙烯酸酯类、二萘酚芴二(甲基)丙烯酸酯类。
予以说明,在本说明书中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
另外,作为单体(x),从光取出薄膜的生产率优异,进一步提高面发光体的光取出效率
及法线亮度以及进一步抑制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的角度出发,优选为
由下述式(5)表示的单体。
(式中,R1以及R2各自独立地为氢原子或甲基,a以及b各自独立地为0~4的整数。)
作为交联性单体(a),例如列举出:二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性二季戊
四醇六(甲基)丙烯酸酯等六(甲基)丙烯酸酯类;二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯、己内酯
改性二季戊四醇羟基五(甲基)丙烯酸酯等五(甲基)丙烯酸酯类;二(三羟甲基丙烷)四(甲基)
丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基改性四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四
醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯等四
(甲基)丙烯酸酯类;三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙
烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(2-(甲基)
丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、碳原子数2~5的脂肪族烃改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸
酯、异氰脲酸环氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯等三(甲基)丙烯酸酯类;三乙二醇二(甲基)丙
烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)
丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)
丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙基戊二醇二(甲
基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙
二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、
2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙
烷、2,2-双(4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基)丙烷、1,2-双(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-
羟基丙氧基)乙烷、1,4-双(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)丁烷、双(2-(甲基)丙烯酰氧基
乙基)-2-羟乙基异氰脲酸酯、环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)
丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化环己烷二甲醇二(甲基)丙烯
酸酯、聚丙氧基化环己烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、
聚丙氧基化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙氧基化氢化双
酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙氧基化氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改性三羟甲
基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇的ε-己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、羟
基特戊酸新戊二醇的γ-丁内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇的己内酯加成物的二
(甲基)丙烯酸酯、丁二醇的己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇的己内酯加成
物的二(甲基)丙烯酸酯、双环戊二醇的己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的环氧
乙烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的环氧丙烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯、双酚A
的己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚A的己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、
双酚F的己内酯加成物的二(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸环氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯等二
(甲基)丙烯酸酯类;邻苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、
二乙二醇二烯丙基碳酸酯等二烯丙基类;烯丙基(甲基)丙烯酸酯;二乙烯基苯;亚甲基双
丙烯酰胺;通过使多元酸(邻苯二甲酸、琥珀酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、对苯
二甲酸、壬二酸、己二酸等)与、多元醇(乙二醇、己二醇、聚乙二醇、聚四亚甲基二醇等)
以及(甲基)丙烯酸或其衍生物进行反应而获得的化合物等聚酯二(甲基)丙烯酸酯类;通过使
二异氰酸酯化合物(甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、双环己基
甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等)与含羟基的(甲基)丙烯酸酯(2-羟乙基(甲基)丙烯
酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等
多官能(甲基)丙烯酸酯等)进行反应而得到的化合物、通过在醇类(烷二醇、聚醚二醇、聚酯
二醇、螺环二醇化合物等中的1种或2种以上)的羟基上加成二异氰酸酯化合物,并且使残
余的异氰酸酯基与含羟基的(甲基)丙烯酸酯进行反应而得到的化合物等氨基甲酸酯多官能
(甲基)丙烯酸酯类;二乙二醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚等二乙烯基醚类;丁二烯、
异戊二烯、二甲基丁二烯等二烯类等。这些交联性单体(a)可单独使用1种,也可并用2种
以上。这些交联性单体(a),从光取出薄膜10的柔软性、耐热性、耐擦伤性、耐溶剂性、
光透射性等诸物性优异的角度出发,优选为六(甲基)丙烯酸酯类、五(甲基)丙烯酸酯类、四
(甲基)丙烯酸酯类、三(甲基)丙烯酸酯类、二(甲基)丙烯酸酯类、二烯丙基类、烯丙基(甲基)
丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯类、氨基甲酸酯多官能(甲基)丙烯酸酯类,更优选为六(甲
基)丙烯酸酯类、五(甲基)丙烯酸酯类、四(甲基)丙烯酸酯类、三(甲基)丙烯酸酯类、二(甲
基)丙烯酸酯类、聚酯二(甲基)丙烯酸酯类、氨基甲酸酯多官能(甲基)丙烯酸酯类。
予以说明,交联性单体(a)是除单体(x)以外的单体。
作为非交联性单体(b),例如列举出甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、正丙
基(甲基)丙烯酸酯、异丙基(甲基)丙烯酸酯、正丁基(甲基)丙烯酸酯、异丁基(甲基)丙烯酸
酯、仲丁基(甲基)丙烯酸酯、叔丁基(甲基)丙烯酸酯、正己基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)
丙烯酸酯、正辛基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、十二烷基(甲基)丙烯酸酯、
十三烷基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、烷基(甲基)丙烯酸酯、苯基(甲基)丙烯
酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯、乙氧
基苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、四氢
糠基(甲基)丙烯酸酯、降冰片基(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、双环戊烯基(甲
基)丙烯酸酯、双环戊烷基(甲基)丙烯酸酯、四环十二烷基(甲基)丙烯酸酯、环己烷二甲醇
单(甲基)丙烯酸酯、2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羟丙基(甲基)
丙烯酸酯、2-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、3-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、
2-甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基丁基(甲基)丙烯酸
酯、丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇(甲基)
丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基甲基-2-甲基双环庚烷、4-(甲基)丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-
乙基-1,3-二氧戊环、4-(甲基)丙烯酰氧基甲基-2-甲基-2-异丁基-1,3-二氧戊环、三羟甲基丙
烷缩甲醛(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性磷酸(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性磷酸(甲基)丙烯
酸酯等(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯酸;(甲基)丙烯腈;(甲基)丙烯酰胺、N-二甲基(甲基)
丙烯酰胺、N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯
酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯
酰胺、(甲基)丙烯酰基吗啉、羟乙基(甲基)丙烯酰胺、亚甲基双(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙
烯酰胺类;使得通过使双酚类(双酚A、双酚F、双酚S、四溴代双酚A等)与表氯醇进行缩
合反应而获得的双酚型环氧树脂与、(甲基)丙烯酸或其衍生物进行反应而得到的化合物等
环氧(甲基)丙烯酸酯类;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基类;乙烯基甲基醚、乙烯
基乙基醚、2-羟乙基乙烯基醚等乙烯基醚类;乙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等羧酸乙烯酯类;
乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯等烯烃类等。这些非交联性单体(b)可单独使用1种,也可并用
2种以上。这些非交联性单体(b),从活性能量线固化性单体组合物的处理性和固化性优异,
光取出薄膜10的柔软性、耐热性、耐擦伤性、耐溶剂性、光透射性等诸物性优异的角度
出发,优选为(甲基)丙烯酸酯类、环氧(甲基)丙烯酸酯类、芳香族乙烯基类、烯烃类,更优
选为(甲基)丙烯酸酯类、环氧(甲基)丙烯酸酯类。
予以说明,非交联性单体(b)是除单体(x)和交联性单体(a)以外的单体。
作为聚合引发剂(c),例如列举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙基醚、
苯偶姻异丁基醚、乙偶姻、苯偶酰、二苯甲酮、对甲氧基二苯甲酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、
α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苄基二甲基缩酮、乙醛酸甲基苯酯、乙醛酸乙基苯酯、4,4’-
双(二甲基氨基)二苯甲酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、2-乙基蒽
醌等羰基化合物;四甲基秋兰姆单硫化物、四甲基秋兰姆二硫化物等硫化合物类;2,4,6-
三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯甲酰基二乙氧基氧化膦等酰基氧化膦类等。这些聚合引
发剂(c)可单独使用1种,也可并用2种以上。这些聚合引发剂(c),从活性能量线固化性单
体组合物的处理性和固化性、光取出薄膜10的光透射性优异的角度出发,优选为羰基化
合物、酰基氧化膦类,在紫外线吸收剂使用苯并三唑系化合物的情况下,苯并三唑系化合
物吸收400nm以下的光,可利用400nm以上的光将活性能量线固化性单体组合物有效率
地固化,因而更优选为酰基氧化膦类。
活性能量线固化性单体组合物中,也可在单体(x)、除单体(x)以外的单体(交联性单体
(a)以及非交联性单体(b))、聚合引发剂(c)、紫外线吸收剂以及光稳定化剂之外,在不损害
光取出薄膜10的性能的范围包含其它成分。
作为其它成分,例如列举出光漫射微粒、增柔剂、粘度调整剂、增塑剂、填充剂、阻
燃剂、抗静电剂、抗氧化剂、染料以及颜料等着色剂、脱模剂、流平剂、防污剂、分散稳
定剂等各种添加剂等。
关于活性能量线固化性单体组合物中的单体(x)的含有率,在单体组合物总量中,优选
为20~93%质量,更优选为25~89%质量,更加优选为30~86%质量。单体(x)的含有率为20%
质量以上时,则面发光体的光取出效率和法线亮度优异。另外,单体(x)的含有率为30%质
量以上时,则面发光体的光取出效率和法线亮度更加优异。进一步,单体(x)的含有率为93%
质量以下时,则活性能量线固化组合物的处理性优异。
关于活性能量线固化性单体组合物中的交联性单体(a)的含有率,在单体组合物总量
中,优选为5~60%质量,更优选为8~55%质量,更加优选为10~50%质量。交联性单体(a)
的含有率为5%质量以上时,则单体组合物的交联性优异,光取出薄膜10的柔软性优异。
另外,交联性单体(a)的含有率为60%质量以下时,则光取出薄膜10与基材14的紧贴性优
异,面发光体的光取出效率和法线亮度优异。
关于活性能量线固化性单体组合物中的非交联性单体(b)的含有率,在单体组合物总量
中,优选为1~60%质量,更优选为2~55%质量,更加优选为3~50%质量。非交联性单体(b)
的含有率为1%质量以上时,则单体组合物的处理性优异。另外,非交联性单体(b)的含有
率为60%质量以下时,则单体组合物的交联性和固化性优异,光取出薄膜10的耐溶剂性
优异。
关于活性能量线固化性单体组合物中的聚合引发剂(c)的含有率,在单体组合物总量
中,优选为0.1~10%质量,更优选为0.5~8%质量,更加优选为1~5%质量。聚合引发剂(c)
的含有率为0.1%质量以上时,则单体组合物的处理性和固化性优异。另外,聚合引发剂(c)
的含有率为10%质量以下时,则光取出薄膜10的光透射性优异。
关于活性能量线固化性单体组合物中的紫外线吸收剂的含有率,在单体组合物总量
中,优选为0.1~20%质量,更优选为0.3~15%质量,更加优选为0.5~10%质量。紫外线吸
收剂的含有率为0.1%质量以上时,则可抑制光取出薄膜10在紫外线暴露下的变色并且长
期稳定性优异。另外,紫外线吸收剂的含有率为20%质量以下时,则光取出薄膜10的光
透射性优异。
关于活性能量线固化性单体组合物中的光稳定化剂的含有率,在单体组合物总量中,
优选为0.1~9%质量,更优选为0.3%~7%质量,更加优选为0.5~5%质量。光稳定化剂的含
有率为0.1%质量以上时,则可抑制光取出薄膜10在紫外线暴露下的变色并且长期稳定性
优异。另外,光稳定化剂的含有率为9%质量以下时,则光取出薄膜10的光透射性优异。
在本发明的光取出薄膜中,光取出薄膜的折射率,从光取出薄膜10的光透射性优异,
面发光体的光取出效率和法线亮度优异的角度出发,优选为1.55~1.65。
予以说明,折射率设为在20℃使用钠D线而测定出的值。
在本发明的光取出薄膜中,利用13C-NMR测定光取出薄膜而得到的、源自芳香族的峰
面积(A1)相对于源自除芳香族以外的部分的峰面积(A2)之比(A1/A2)优选为0.1以上,更加
优选为0.3~3.0。峰面积比A1/A2为0.1以上时,则单体(x)单元的含有率高,可实现面发光
体的光取出效率及法线亮度的充分提高、以及面发光体的出射光波长的出射角依赖性的充
分抑制。
予以说明,光取出薄膜的源自显示芳香族性的部分的碳的峰面积(A1)以及光取出薄膜
的源自除显示芳香族性的部分以外部分的碳的峰面积(A2)可通过使用固体13C-NMR而求
出。在固体13C-NMR中,将位于碳的化学位移115~160ppm的范围的峰作为源自显示芳香
族性的部分的碳的峰,将除此以外的位置的峰作为源自除显示芳香族性的部分以外部分的
碳的峰。
光取出薄膜10如果可有效率地取出源自EL元件的光,那么没有特别限制,但是从光
取出薄膜10的结构稳定性优异,面发光体的光取出效率和法线亮度优异的角度出发,优
选具有凹凸结构层11和基底层12。
关于光取出薄膜10,从可实现面发光体的光取出效率及法线亮度的充分提高、以及出
射光波长的出射角度依赖性的充分抑制,进一步通过抑制光取出薄膜10在紫外线暴露下
的变色同时提高长期稳定性的角度出发,优选该构成光取出薄膜的材料由上述的单体组合
物形成。
凹凸结构层11与基底层12的树脂组成可以相同也可不同,但是从光取出薄膜10的
生产率优异的角度出发,优选树脂组成为相同。
(凹凸结构层11)
凹凸结构层11具有凹凸结构13。由此,具有提高由与EL元件相组合而构成的面发光
体的光取出效率及法线亮度的作用。
凹凸结构13可以是突起也可以是凹陷,但是从光取出薄膜10的生产率优异的角度出
发,优选为突起。
作为凹凸结构13的形状,例如列举出球截形、球台形、椭圆体球截形(用1个平面将
旋转椭圆体切下而得到的形状)、椭圆体球台形(用相互平行的2个平面将旋转椭圆体切下
而得到的形状)、方锥形、截棱锥形、圆锥形、圆锥台形、与它们有关联的屋顶型形状(球
截形、球台形、椭圆体球截形、椭圆体球台形、方锥形、截棱锥形、圆锥形或圆锥台形沿
着底面部延伸而得到的形状)等。这些凹凸结构13的形状可单独使用1种,也可并用2种
以上。在这些凹凸结构13的形状之中,从面发光体的光取出效率和法线亮度优异的角度
出发,优选为球截形、球台形、椭圆体球截形、椭圆体球台形、方锥形、截棱锥形,更优
选为球截形、椭圆体球截形、方锥形,更加优选为球截形、椭圆体球截形,进一步优选为
球截形。
将凹凸结构13的配置例示于图2。
关于凹凸结构13的配置,例如列举出六方排列(图2(a))、矩形排列(图2(b))、菱形排
列(图2(c))、直线状排列(图2(d))、圆状排列(图2(e))、无规配置(图2(f))等。在这些凹凸结
构13的配置之中,从面发光体的光取出效率和法线亮度优异的角度出发,优选为六方排
列、矩形排列、菱形排列,更优选为六方排列、矩形排列。
将凹凸结构13的一个例子示于图3。
在本说明书中,凹凸结构13的底面部15是指,由凹凸结构13的底部(具有基底层12
的情况下为其与基底层12的接面)的外周边所围出的假想的面状部分。
另外,在本说明书中,凹凸结构13的底面部15的最长径L是指凹凸结构13的底面
部15中的最长的部分的长度,凹凸结构13的底面部15的平均最长径Lave是通过用扫描型
显微镜拍摄光取出薄膜10的具有凹凸结构13的表面,测定5处凹凸结构13的底面部15
的最长径L,取其平均值。
进一步,在本说明书中,凹凸结构13的高度H,在突起结构的情况下是指从凹凸结构
13的底面部15到最高的部位为止的高度,在凹陷结构的情况下是指从凹凸结构13的底面
部15到最低的部位为止的高度,凹凸结构13的平均高度Have是通过用扫描型显微镜拍摄
光取出薄膜10的剖面,测定5处凹凸结构13的高度H,取其平均值。
凹凸结构13的底面部15的平均最长径Lave,从进一步提高面发光体的光取出效率和
法线亮度的角度出发,优选为0.5~150μm,更优选为1~130μm,更加优选为2~100μm。
凹凸结构13的平均高度Have,从进一步提高面发光体的光取出效率和法线亮度的角度
出发,优选为0.25~75μm,更优选为0.5~65μm,更加优选为1~50μm。
凹凸结构13的高宽比(aspectratio),从进一步提高面发光体的光取出效率和法线亮度
的角度出发,优选为0.3~1.4,更优选为0.35~1.3,更加优选为0.4~1.0。
予以说明,凹凸结构13的高宽比通过凹凸结构13的平均高度Have/凹凸结构13的底
面部15的平均最长径Lave而算出。
作为凹凸结构13的底面部15的形状,例如列举出三边形、四边形等多边形;正圆形、
椭圆形等圆形;无定形等。这些凹凸结构13的底面部15的形状可单独使用1种,也可并
用2种以上。在这些凹凸结构13的底面部15的形状之中,从进一步提高面发光体的光取
出效率和法线亮度的角度出发,优选为多边形、圆形,更优选为圆形。
将从上方观察的光取出薄膜的一个例子示于图4。
凹凸结构13的底面部15的面积(图4所示的由虚线所包围的面积)相对于光取出薄膜
10的面积(图4所示的由实线所包围的面积)的比例,从进一步提高面发光体的光取出效率
和法线亮度的角度出发,优选为20~99%,更优选为25~95%,更加优选为30~93%,进一
步优选为70~90%。在本说明书中,将凹凸结构13的底面部15的面积相对于光取出薄膜
10的面积的比例称为“凹凸结构的占有率”。
予以说明,在凹凸结构13的底面部15全部为相同的尺寸的圆形的情况下,凹凸结构
13的底面部15的面积相对于光取出薄膜10的面积的比例的最大值为91%左右。
(基底层12)
从支撑凹凸结构层11的凹凸结构13的角度出发,优选设有基底层12。基底层12具
有缓和伴随着单体组合物在固化时的聚合收缩等而发生的应力,从而维持凹凸结构13的
形状的作用。
基底层12的厚度,从光取出薄膜10的柔软性、与后述的基材14的紧贴性优异的角
度出发,优选为3~60μm,更优选为5~50μm,更加优选为10~40μm。基底层12的厚度为
3μm以上时,则进一步提高对面发光体的出射光波长的出射角度依赖性的抑制。另外,基
底层12的厚度为60μm以下时,则更加提高面发光体的光取出效率和法线亮度。
(基材14)
如后文所述,本发明的光取出薄膜与EL元件进行组合而构成面发光体,但此处为了
保持光取出薄膜10的形状,也可在光取出薄膜10的没有凹凸结构13的面上、换言之、
在光取出薄膜10与EL元件之间,设置基材14。
在光取出薄膜10包含基底层12的情况下,基材14安装在与附有凹凸结构层11的基
底层12的面(在图1中为上表面)为相反侧的面(在图1中为下表面)。
如后所述,在制作凹凸结构层11以及基底层12之时,可介由基材14对活性能量线
固化性单体组合物照射活性能量线。因此,作为基材14,从使活性能量线固化性单体组合
物的固化性优异的角度出发,优选为能使活性能量线透射的基材。
另外,基材14的折射率优选为1.55~1.65。
作为基材14的材料,例如列举出丙烯酸树脂;聚碳酸酯树脂;聚对苯二甲酸乙二醇
酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂;聚苯乙烯、ABS树脂等苯
乙烯树脂;氯乙烯树脂;二乙酰纤维素、三乙酰纤维素等纤维素树脂;聚酰亚胺、聚酰亚
胺酰胺等酰亚胺树脂;玻璃;金属。在这些基材14的材料之中,从柔软性优异,活性能
量线的透射性优异的角度出发,优选为丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯乙烯树
脂、纤维素树脂、酰亚胺树脂,更优选为丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、酰亚胺
树脂,更加优选为聚酯树脂。
基材14的厚度,从光取出薄膜10的处理性优异,活性能量线固化性单体组合物的固
化性优异的角度出发,优选为10~1000μm,更优选为20~500μm,更加优选为25~300μm。
关于基材14,为了提高与光取出薄膜10的紧贴性,因而也可根据需要而对基材14的
表面实施易粘接处理。
作为易粘接处理的方法,例如列举出在基材14的表面上形成由聚酯树脂、丙烯酸树
脂、氨基甲酸酯树脂等形成的易粘接层的方法、对基材14的表面进行粗糙面化处理的方
法等。
关于基材14,除了实施易粘接处理以外,也可根据需要而实施抗静电、抗反射、防止
基材彼此紧贴等表面处理。
本发明的光取出薄膜,从向EL元件的安装容易性以及光取出薄膜的处理性优异的角
度出发,例如如图1所示,也可在与基材14的形成有光取出薄膜10的面的相反侧的表面
(下表面)上顺次层叠粘附层21以及保护薄膜22。
(粘附层21)
关于本发明的光取出薄膜,为了在光入射面侧的表面上与EL元件30粘接,也可如图
1所示那样设置粘附层21。在光取出薄膜10上安装有基材14的情况下,如图1所示那样
在基材14的表面设置粘附层21即可。
作为粘附层21,例如列举出公知的粘附剂等。
另外,粘附层21的折射率优选为1.48~1.58。
(保护薄膜22)
在粘附层21的表面,为了提高光取出薄膜10的处理性,也可如图1所示那样设置保
护薄膜22。关于保护薄膜22,在EL元件30的表面上粘贴光取出薄膜10等时,可从光取
出薄膜10等剥离即可。
作为保护薄膜22,例如列举出公知的保护薄膜等。
(光取出薄膜10的制造方法)
本发明的光取出薄膜的制造方法的特征在于,其为层叠在EL元件的基板上的光取出
薄膜的制造方法,其特征在于,向基材与具有凹凸结构的转印部的模具之间,供给包含单
体(x)的单体组合物,将单体组合物进行固化,所述单体(x)具有芴骨架、联苯骨架以及萘骨
架中的至少1种骨架;该单体组合物中的单体(x)的含量优选为30%质量以上,更加优选为
30~86%质量。予以说明,利用单体组合物的固化,可引起单体(x)与可根据需要包含的除
了单体(x)以外的单体的聚合,合成树脂(X)。
作为光取出薄膜10的制造方法,例如,列举出使用如图5所示的装置50的方法等。
以下,对使用图5所示的装置50的光取出薄膜10的制造方法进行说明,但是不受限
于使用了图5所示的装置50的制造方法。
通过常规方法制备用于形成构成光取出薄膜10的材料的单体组合物51,预先将该单
体组合物51加入于储藏罐55。予以说明,此处的单体组合物51是活性能量线固化性单体
组合物。
向具有凹凸结构的转印部的圆筒形的辊模具52与橡胶制的夹持辊53之间,导入基材
14。在该状态下,向旋转的辊模具52与基材14之间,通过前端安装有喷嘴的配管56从
罐55供给单体组合物51。
夹持于旋转的辊模具52与基材14之间的单体组合物51,在活性能量线照射装置54
附近通过活性能量线而固化。通过将所获得的固化物从辊模具52脱模,获得附有基材14
的光取出薄膜10。
关于单体组合物51的粘度,从制造光取出薄膜10时的处理性优异的角度出发,优选
为10~3000mPa·s,更优选为20~2500mPa·s,更加优选为30~2000mPa·s。
作为辊模具52,例如列举出铝、黄铜、钢等金属模具;硅树脂、氨基甲酸酯树脂、环
氧树脂、ABS树脂、氟树脂、聚甲基戊烯树脂等树脂模具;对树脂实施镀敷而得到的模具;
由将各种金属粉混合在树脂中而得到的材料制作出的模具等。在这些辊模具52之中,从
耐热性和机械强度优异,适于连续生产的角度出发,优选为金属模具。具体而言,从对聚
合发热耐受性强、不易变形、不易造成损伤、可进行温度控制、适于进行精密成形等很多
的观点考虑,金属模具是优选的。
在辊模具52上,需要形成具有用于形成光取出薄膜10的凹凸结构13的突起或凹陷
的转印面、即、凹凸结构的转印部。
作为转印面的制作方法,例如列举出使用金刚石钻头(diamondbite)的切削、如国际公
开第2008/069324号中所记载的蚀刻等。在这些转印面的制作方法之中,从容易形成具有
曲面的突起或凹陷的角度出发,优选如国际公开第2008/069324号中所记载的蚀刻。
另外,作为转印面的制作方法,可使用如下的方法:由具有将转印面的突起或凹陷反
转而得到的的凹陷或突起的主模(mastermold),使用电铸法制作出金属薄膜,将该金属薄
膜卷绕于辊芯构件,从而制造圆筒形的辊模具52。
为了维持表面温度,可根据需要在辊模具52的内部或外部设置护套式加热器或温水
夹套等热源设备。
作为利用活性能量线照射装置54而产生的活性能量线,例如列举出紫外线、电子束、
X射线、红外线、可见光线等。这些活性能量线之中,从可使活性能量线固化性单体组合
物的固化性优异,可抑制光取出薄膜10的劣化的角度出发,优选紫外线、电子束,更优
选紫外线。
作为活性能量线照射装置54的活性能量线的发光光源,例如列举出化学灯、低压水
银灯、高压水银灯、金属卤化物灯、无电极紫外线灯、可见光卤素灯、氙灯等。
活性能量线照射装置54的活性能量线的积算光量没有特别限定,但从活性能量线固
化性组合物的固化性优异,抑制光取出薄膜10的劣化的角度出发,优选为0.01~10J/cm2,
更优选为0.5~8J/cm2。
为了维持单体组合物51的保管温度,也可根据需要而在罐55的内部或外部设置护套
式加热器或温水夹套等热源设备。
(面发光体)
本发明的面发光体的特征在于包含本发明的光取出薄膜以及EL元件,优选在光取出
薄膜与EL元件之间具有基材(优选为聚酯树脂基材)、粘附层。作为本发明的面发光体,例
如列举出图6所示那样的面发光体。
以下,对图6的面发光体进行说明,但本发明的面发光体不受限于图6的面发光体。
图6所示的面发光体中,在顺次层叠有玻璃基板31、阳极32、发光层33、阴极34的
EL元件30的玻璃基板31的表面,介由粘附层21以及基材14,设置有光取出薄膜10。予
以说明,在本发明的面发光体中,EL元件的基板的折射率优选为1.45~1.55。
在EL元件30上设有光取出薄膜10的面发光体的光取出效率和法线亮度优异,可抑
制出射光波长的出射角度依赖性。
本发明的面发光体的色度变化量优选为0.03以下,更加优选为0.01以下。另外,面
发光体的色度变化量越小则越优选,但本发明的面发光体中的色度变化量的下限为0.0001
左右。予以说明,色度变化量是由亮度计测定的xy表色系统的色度的变化量,如果该色
度变化量为0.01以下,则可充分抑制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性。
实施例
以下,通过实施例来具体说明本发明,但是本发明不受限于这些实施例。
予以说明,实施例中的“份”以及“%”表示“质量份”以及“%质量”。
(长期稳定性试验)
对于由实施例和比较例获得了的光取出薄膜,使用超促进耐候性试验机(机种名
“METALWEATHER”,DAIPLAWINTESCo.,Ltd.制),在照度140mW、滤波器“KF-2”,
温度30℃、湿度70%RH、时间24小时的条件下,进行基于紫外线的加速劣化试验。
(光取出效率的测定)
在由实施例、比较例以及参考例获得的面发光体上,配置开有直径10mm的孔穴的厚
度0.1mm的遮光片材,将其配置于积分球(Labsphere公司制,尺寸6英寸)的样品开口部。
在该状态下,在EL元件中进行10mA的电流通电而点亮时,对从遮光片材的直径10mm
的孔穴出射的光,利用分光计量器(分光器:机种名“PMA-12”(滨松光子学株式会社制),软
件:软件名“PMA用基本软件U6039-01ver.3.3.1”)进行测定,进行基于标准发光度曲线(標
準視感度曲線)的修正,从而算出面发光体的光子数。
将由参考例获得的面发光体的光子数设为100%时,将由实施例、比较例获得的面发
光体的光子数的比例设为光取出效率。
(法线亮度的测定)
在由实施例、比较例以及参考例获得的面发光体上,配置开有直径10mm的孔穴的厚
度0.1mm的遮光片材。在该状态下,在EL元件中进行1.5A的电流通电而点亮时,对于
从遮光片材的直径10mm的孔穴出射的光,利用亮度计(机种名“BM-7”,拓普康公司制),
从面发光体的法线方向测定,获得了面发光体的亮度值。
将由参考例获得的面发光体的亮度值设为100%时,将由实施例、比较例获得的面发
光体的亮度值的比例设为法线亮度。
(色度变化量的测定)
在由实施例、比较例以及参考例获得的面发光体上,配置开有直径10mm的孔穴的厚
度0.1mm的遮光片材。在该状态下,在EL元件中进行1.5A的电流通电而点亮时,对于
从遮光片材的直径10mm的孔穴出射的光,利用亮度计(机种名“BM-7”,拓普康公司制),
从面发光体的法线方向(0°)、从面发光体的法线方向倾斜10°的方向、从面发光体的法线方
向倾斜20°的方向、从面发光体的法线方向倾斜30°的方向、从面发光体的法线方向倾斜
40°的方向、从面发光体的法线方向倾斜50°的方向、从面发光体的法线方向倾斜60°的方
向、从面发光体的法线方向倾斜70°的方向、从面发光体的法线方向倾斜75°的方向、从面
发光体的法线方向倾斜80°的方向,分别测定出xy表色系统的色度u’、v’。将各角度的u’
的值以及u’的平均值绘制于横轴,将各角度的v’的值以及v’的平均值绘制于纵轴,算出从
绘制的u’和v’的平均值的点到绘制的各角度的u’和v’的值的点的距离,,将该距离
最长时的值作为色度变化量。
予以说明,色度变化量越小,表示越可抑制面发光体的出射光波长的出射角度依赖性。
(13C-NMR的峰面积比)
利用固体13C-NMR测定出光取出薄膜的13C-NMR的峰面积比。首先,将树脂(X)细细
地切碎,加入于内径2.5mm的样品管内。接着,利用DD-MAS法以90°、脉冲宽度3μ秒、
样品转速16kHz、累加次数4096次、重复等待时间60秒进行测定。在所获得的光谱中,
求出位于碳的化学位移115~160ppm的范围的源自芳香族的峰面积(A1)、以及除此以外的
范围的源自除芳香族以外的部分的峰面积(A2),从而算出了峰面积比(A1/A2)。
[制造例1]
(活性能量线固化性单体组合物A的制造)
将由下述式(6)表示的芴二丙烯酸酯50份、由下述式(7)表示的丙烯酸酯(商品名“NK
ESTERA-LEN-10”,新中村化学工业株式会社制)50份以及1-羟基环己基苯基酮(商品名
“Irgacure184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得活性能量线固化性单体组合物A。
予以说明,单体组合物A的固化物的折射率为1.61。
[制造例2]
(活性能量线固化性单体组合物B的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯50份、由下述式(8)表示的二甲基丙烯酸酯20份(商
品名“AcrylicEsterPBOM2000”,三菱丽阳株式会社制),由下述式(9)表示的二丙烯酸酯20
份(商品名“ABE-300”,新中村化学工业株式会社制),由下述式(10)表示的丙烯酸酯10份(商
品名“NewFrontierPHE”,第一工业制药(株)制)以及1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure
184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得了活性能量线固化性树脂单体组合物B。
予以说明,单体组合物B的固化物的折射率为1.59。
[制造例3]
(活性能量线固化性单体组合物C的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯40份、由上述式(7)表示的丙烯酸酯40份、由上述
式(8)表示的二甲基丙烯酸酯20份以及1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫
公司制)1.6份进行混合,获得了活性能量线固化性单体组合物C。
予以说明,单体组合物C的固化物的折射率为1.58。
[制造例4]
(活性能量线固化性单体组合物D的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯70份、由上述式(10)表示的丙烯酸酯30份以及1-
羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得了活性能量
线固化性单体组合物D。
予以说明,单体组合物D的固化物的折射率为1.59。
[制造例5]
(活性能量线固化性单体组合物E的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯70份、由上述式(8)表示的二甲基丙烯酸酯30份以
及1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得了活性
能量线固化性单体组合物E。
予以说明,单体组合物E的固化物的折射率为1.58。
[制造例6]
(活性能量线固化性单体组合物F的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯36份、由上述式(7)表示的丙烯酸酯36份、由上述
式(8)表示的二甲基丙烯酸酯18份、硅树脂球状微粒(商品名“TSR9000”,
Momentive·Performance·Materials公司制,折射率:1.42、体积平均粒径:2μm)10份、以及
1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得了活性能
量线固化性单体组合物F。
予以说明,单体组合物F的固化物的折射率为1.58。
[制造例7]
(活性能量线固化性单体组合物G的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯32份、由上述式(7)表示的丙烯酸酯32份、由上述
式(8)表示的二甲基丙烯酸酯16份、硅树脂球状微粒(商品名“TSR9000”,
Momentive·Performance·Materials公司制,折射率:1.42、体积平均粒径:2μm)20份、以及
1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得了活性能
量线固化性单体组合物G。
予以说明,单体组合物G的固化物的折射率为1.58。
[制造例8]
(活性能量线固化性单体组合物H的制造)
将由上述式(6)表示的芴二丙烯酸酯10份、由上述式(7)表示的丙烯酸酯60份、由上述
式(8)表示的二甲基丙烯酸酯30份以及1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫
公司制)1.6份进行混合,获得了活性能量线固化性单体组合物H。
予以说明,单体组合物H的固化物的折射率为1.51。
[制造例9]
(活性能量线固化性单体组合物I的制造)
将由下述式(11)表示的氨基甲酸酯丙烯酸酯(商品名“M-315”,日本化药株式会社制)100
份以及1-羟基环己基苯基酮(商品名“Irgacure184”,巴斯夫公司制)1.6份进行混合,获得了
活性能量线固化性单体组合物I。
予以说明,单体组合物I的固化物的折射率为1.50。
[制造例10]
(具备球截形的转印部的辊模具的制造)
在外径200mm、轴方向的长度320mm的钢制的辊的外周面,实施厚度200μm、维氏
硬度(Vickershardness)230Hv的铜镀敷。在铜镀敷层的表面涂布感光剂,进行激光曝光、
显影以及蚀刻,获得在铜镀敷层中形成有直径50μm、深度25μm的半球状的凹陷以最小间
隔3μm排列为六方排列的转印部的模具。为了对所获得的模具的表面赋予防锈性以及耐久
性,因而实施镀铬,获得辊模具。
[制造例11]
(具备椭圆球截形的转印部的辊模具的制造)
在外径200mm、轴方向的长度320mm的钢制的辊的外周面,实施厚度200μm、维氏
硬度230Hv的铜镀敷。使具有椭圆轮廓的圆头铣刀刃围绕在气浮主轴旋转的同时,在铜镀
敷层中进行切削,从而获得了在铜镀敷层中形成有直径30μm、深度18μm的半球状的凹陷
以最小间隔1μm排列为六方排列的转印部的模具。为了对所获得的模具的表面赋予防锈性
以及耐久性,因而实施镀铬,获得辊模具。
另外,通过同样的方法而获得了在铜镀敷层中具备直径30μm、深度18μm的半球状的
凹陷以最小间隔2μm排列为六方排列的转印部的模具。
[制造例12]
(具备方锥形状的转印部的辊模具的制造)
在外径200mm、轴方向的长度320mm的钢制的辊的外周面,实施厚度200μm、维氏
硬度230Hv的铜镀敷。使用锥尖角90°的单晶金刚石工具,在铜镀敷层中进行切削,从而
获得在铜镀敷层中形成有边长50μm、深度25μm的四方锥状的凹陷没有间隙地排列的转印
部(占有率100%)的模具。为了对所获得的模具的表面赋予防锈性以及耐久性,因而实施镀
铬,获得了辊模具。
[参考例1]
将剥离SymfosOLED-010K(柯尼卡美能达公司制,白色OLED元件)的光出射面侧的
表面的光取出薄膜而得到的EL元件A直接地作为面发光体。
予以说明,EL元件A的玻璃基板的折射率为1.50。
[实施例1]
在制造例10中获得了的辊模具上,涂布活性能量线固化性单体组合物A,在其上放置
厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(商品名“DiafoilT910E125”,三菱树脂株式会社
制,折射率:1.60),利用夹持辊将活性能量线固化性单体组合物A均匀地延伸使基底层的
厚度为20μm。其后,从基材的上方照射紫外线,将夹持于辊模具与基材的活性能量线固
化性单体组合物A进行固化,将所获得的固化物与基材的接合体从辊模具剥离,获得了附
有基材的光取出薄膜。
如表1的“折射率”栏中所记载,经过固化而得到的活性能量线固化性单体组合物A的
折射率为1.61。
根据所获得的光取出薄膜的扫描型显微镜拍摄的图像而算出的、光取出薄膜的凹凸结
构的尺寸,平均最长径Lave为48.2μm,平均高度Have为26.0μm,获得由大致与辊模具的
凹陷的尺寸对应的球截形的突起形成的凹凸结构。另外,根据所获得的光取出薄膜的扫描
型显微镜拍摄的图像,所获得的光取出薄膜的凹凸结构,与辊模具相应地以最小间隔3μm
排列为六方排列,并且凹凸结构的底面部的总面积相对于光取出薄膜的面积的比例(凹凸结
构的占有率)为76%。
在上述EL元件A的光出射面,涂布了CARGILLE标准折射液(折射率1.52,茉丽特
株式会社制)作为粘附层。将该粘附层与附着于上述光取出薄膜上的基材的面进行光学紧
贴,获得了面发光体。将所获得的面发光体的光取出效率、法线亮度以及色度变化量的测
定结果,与经过固化而得到的活性能量线固化性单体组合物的折射率一同地示于表1。
[实施例2~12、比较例1]
将在光取出薄膜制造之时使用的活性能量线固化性单体组合物变更为表1的“组成”栏
中记载的单体组合物,将辊模具的转印部变更为表1的“凹凸结构形状”的栏中记载的转印
部,除此以外,与实施例1同样地进行操作,获得了面发光体。予以说明,在实施例9中,
使用了具备有半球状凹陷的最小间隔为1μm的转印部的模具,在实施例10中,使用了具
备有半球状凹陷的最小间隔为2μm的转印部的模具。将所获得的面发光体的光取出效率、
法线亮度以及色度变化量的测定结果,与经过固化而得到的活性能量线固化性单体组合物
的折射率一同地示于表1。
[比较例2]
在厚度125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(商品名“DiafoilT910E125”,三菱树脂株
式会社制,折射率:1.60)上涂布活性能量线固化性单体组合物C,在其上放置厚度125μm
的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(商品名“DiafoilT910E125”,三菱树脂株式会社制,折射率:
1.60),利用夹持辊将活性能量线固化性单体组合物C均匀地延伸至基底层的厚度为20μm。
其后,从基材的上方照射紫外线,将夹持于基材间的活性能量线固化性单体组合物C进行
固化,将一方的基材从所获得的固化物剥离,获得了附有另一方基材的光取出薄膜。
接着,在上述EL元件A的光出射面,涂布了CARGILLE标准折射液(折射率1.52,
茉丽特株式会社制)作为粘附层。将该粘附层与附着于上述光取出薄膜上的基材的面进行光
学紧贴,获得了面发光体。将所获得的面发光体的光取出效率、法线亮度以及色度变化量
的测定结果,与经过固化而得到的活性能量线固化性单体组合物的折射率一同地示于表1。
表1
包含本发明的光取出薄膜的实施例1~12中获得的面发光体的光取出效率及法线亮度
优异,出射光波长的出射角度依赖性的抑制优异。
另一方面,使用的光取出薄膜是使用不包含单体(x)的单体组合物制造的比较例1中获
得的面发光体,光取出效率及法线亮度的提高不充分。
予以说明,比较例2中获得的面发光体,因为在光取出薄膜的表面不具有凹凸结构,
光取出效率及法线亮度的提高不充分。
[实施例13]
(活性能量线固化性单体组合物J的制造)
将由下述式(12)表示的芴二丙烯酸酯(商品名“EA-0100”,大阪燃气化学株式会社制)40
份、由下述式(8)表示的二甲基丙烯酸酯(商品名“AcryesterPBOM2000”,三菱丽阳株式会社
制)10份、由下述式(9)表示的二甲基丙烯酸酯(商品名“ABE-300”,新中村化学工业株式会
社制)20份、由下述式(13)表示的丙烯酸酯(商品名“NewFrontierPHE”,第一工业制药(株)
制)30份以及聚合引发剂(商品名“LucirinTPO”,巴斯夫公司制)1份进行混合,获得了预备
单体组合物。
予以说明,所获得的预备单体组合物的固化物的折射率为1.58,利用13C-NMR测定出
的源自芳香族的峰面积(A1)相对于源自除芳香族以外的部分的峰面积(A2)之比(A1/A2)为
0.70。
将获得了的预备单体组合物95%与作为紫外线吸收剂羟基苯基三嗪系化合物(商品名
“Tinuvin479”,巴斯夫公司制)5%进行混合,获得活性能量线固化性单体组合物J。
(辊模具的制造)
在外径200mm、轴方向的长度320mm的钢制的辊的外周面,实施厚度200μm、维氏
硬度230Hv的铜镀敷。在铜镀敷层的表面涂布感光剂,进行激光曝光、显影以及蚀刻,获
得在铜镀敷层中形成有直径50μm、深度25μm的半球状的凹陷以最小间隔5μm排列为六
方排列的转印部的模具。为了对所获得的模具的表面赋予防锈性以及耐久性,因而实施镀
铬,获得辊模具。
(光取出薄膜的制造)
在获得的辊模具上,涂布所获得的活性能量线固化性单体组合物J,在其上放置厚度
125μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯基材(商品名“DiafoilT910E125”,三菱树脂株式会社制,
折射率:1.60),利用夹持辊将其均匀延伸。其后,从基材的上方照射紫外线,将夹持于辊
模具与基材的活性能量线固化性单体组合物J进行固化,从辊模具剥离单体组合物J的固
化物,获得了附有基材的光取出薄膜。在固化之时,可通过控制辊模具的按压而控制基底
层的厚度,在实施例13中设为使基底层的厚度为30μm。
根据所获得的光取出薄膜的扫描型显微镜拍摄的图像而算出的光取出薄膜的凹凸结
构的尺寸,平均最长径Lave为48.0μm,平均高度Have为27.1μm,并且获得了大致与辊模
具的凹陷的尺寸对应的球截形的突起。另外,根据利用扫描型显微镜拍摄的图像,所获得
的光取出薄膜的凹凸结构,与辊模具相应地以最小间隔10μm排列为六方排列,并且球状
突起的底面部的面积相对于光取出薄膜的面积的比例(凹凸结构的占有率)为73%。
(面发光体的制造)
在EL元件的光出射面侧,涂布CARGILLE标准折射液(折射率1.52,茉丽特株式会
社制)作为粘附层,将其与附着于所获得的光取出薄膜上的基材的面进行光学紧贴,获得面
发光体。所获得的面发光体的光取出效率、法线亮度、色度变化量示于表2。
予以说明,作为EL元件,使用了通过将SymfosOLED-010K(KonicaMinolta,Inc.制,
白色OLED元件)的光出射面侧的表面的光取出薄膜进行了剥离而得到的EL元件。
[实施例14~18]
将紫外线吸收剂的含有率与光稳定化剂的含有率进行如表2的变更,除此以外,与实
施例13同样地进行操作,获得了光取出薄膜以及面发光体。所获得的面发光体的评价结
果示于表2。
予以说明,作为光稳定化剂,使用了受阻胺系化合物(商品名“Tinuvin123”,巴斯夫公
司制)。
[参考例2]
将实施例13中使用了的EL元件、即、通过将剥离SymfosOLED-010K(柯尼卡美能达
公司制,白色OLED元件)的光出射面侧的表面的光取出薄膜而得到的EL元件直接地作为
面发光体。
予以说明,EL元件的玻璃基板的折射率为1.50。
表2
可知,实施例13~18中获得的面发光体可提高光取出效率和法线亮度,可抑制出射光
波长的出射角度依赖性。另外可知,由实施例13~18获得了的面发光体可抑制在紫外线照
射前后(加速劣化试验前后)的光学特性的变化,长期稳定性优异。
产业上的可利用性
利用本发明的光取出薄膜,可获得光取出效率及法线亮度优异,对出射光波长的出射
角度依赖性的抑制优异的面发光体,该面发光体可优选应用于例如,照明、显示器、屏幕
等。
另外,本发明的光取出薄膜中,通过使用紫外线吸收剂以及光稳定化剂中的至少1种,
从而充分提高面发光体的光取出效率及法线亮度并且充分抑制出射光波长的出射角度依
赖性,并且通过抑制紫外线暴露下的变色而使得长期稳定性优异,因而可将使用了本发明
的光取出薄膜的面发光体优选应用于例如照明、显示器、屏等。
附图标记说明
10光取出薄膜
11凹凸结构层
12基底层
13凹凸结构
14基材
15凹凸结构的底面部
21粘附层
22保护薄膜
30EL元件
31玻璃基板
32阳极
33发光层
34阴极
50装置
51单体组合物
52辊模具
53夹持辊
54活性能量线照射装置
55罐
56配管