JP2010278020A - El device - Google Patents

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Tomoyoshi Yamashita
友義 山下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an EL device for efficiently emitting light generated in the light emitting layer of an EL element while effectively utilizing the light emitted from the EL element. <P>SOLUTION: The EL device 20 includes the EL element 2 having a plate-like first electrode 4, a plate-like and transparent second electrode 6 provided on one face of a transparent substrate 12, and a plate-like light emitting part 10 arranged between the first and second electrodes; and a light deflecting element 22 provided on the other face of the transparent substrate for deflecting light emitted from the light emitting part toward the normal direction of the other face. The light deflecting element consists of a plurality of cylindrical lenses 22 arranged on the other face of the transparent substrate in optically and closely attached relation. The cylindrical lenses directly inputs light propagating in the transparent substrate and deflects it toward the normal direction of the other face. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ELデバイスに係り、詳細には、EL素子で発生した光を効率良く出射させることができるELデバイスに関する。   The present invention relates to an EL device, and more particularly to an EL device that can efficiently emit light generated by an EL element.

画像等を表示するディスプレイの1つとして、EL(Electro Luminescence)を利用したEL素子が知られている。このEL素子は、2枚の板状電極間に薄膜状の発光層を挟んだサンドイッチ構造を備え、電極に電圧をかけて発光層を発光させ、透明材料で形成された一方の電極を通して、光を外部に導き出す構造である。発光層を含まれる物質の種類によって有機ELと無機ELに分類される。   An EL element using EL (Electro Luminescence) is known as one of displays for displaying images and the like. This EL element has a sandwich structure in which a thin film-like light emitting layer is sandwiched between two plate-like electrodes, a voltage is applied to the electrode to cause the light emitting layer to emit light, and light is transmitted through one electrode formed of a transparent material. Is a structure that leads to the outside. It is classified into organic EL and inorganic EL depending on the kind of the substance containing the light emitting layer.

図6を参照して、有機EL素子の基本構造の一例を説明する。図6に示すように、有機EL素子50は、MgAg合金等からなる板状の金属陰極52と、インジウム/錫酸化物等からなる板状の透明陽極54を備えている。透明陽極54は、ガラス基板56の一方の面56a上に設けられている。また、金属陰極52と透明陽極54の間には、ジアミン系化合物等からなる正孔輸送層58とキノリノールアルミニウム錯体等の発光体を含む発光層60が積層されている。   An example of the basic structure of the organic EL element will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 6, the organic EL element 50 includes a plate-like metal cathode 52 made of MgAg alloy or the like, and a plate-like transparent anode 54 made of indium / tin oxide or the like. The transparent anode 54 is provided on one surface 56 a of the glass substrate 56. Further, a hole transport layer 58 made of a diamine compound or the like and a light emitting layer 60 containing a light emitter such as a quinolinol aluminum complex are laminated between the metal cathode 52 and the transparent anode 54.

このような構成を有する有機EL素子では、直流電源62によって金属陰極52と透明陽極54に直流電圧を印加すると、透明陽極54から正孔輸送層58に注入された正孔が発光層60に進入し、金属陰極52から注入された電子が発光層60中を拡散移動する。この結果、発光層60内で正孔と電子が再結合し、電気的に中和され、発光層60の発光体の分子が基底状態から励起状態になる。この励起状態の発光体の分子が基底状態に戻る際に放出されるエネルギーにより、発光層60が発光する。そして、透明電極54を透過しガラス基板56の他方の面56b(発光面)から出射してきた光が画像表示等に利用される。
本発明は、このような公知公用の技術をもとに開発されたものである。
In the organic EL element having such a configuration, when a DC voltage is applied to the metal cathode 52 and the transparent anode 54 by the DC power source 62, holes injected from the transparent anode 54 into the hole transport layer 58 enter the light emitting layer 60. Then, electrons injected from the metal cathode 52 diffuse and move in the light emitting layer 60. As a result, holes and electrons are recombined and electrically neutralized in the light emitting layer 60, and the molecules of the light emitter of the light emitting layer 60 are changed from the ground state to the excited state. The light emitting layer 60 emits light by the energy released when the molecules of the phosphor in the excited state return to the ground state. And the light which permeate | transmitted the transparent electrode 54 and was radiate | emitted from the other surface 56b (light emission surface) of the glass substrate 56 is utilized for an image display.
The present invention has been developed based on such publicly known technology.

上述したような構成を有するEL素子では、発光層60で発生し、ガラス基板56の他方の面(出射面)56bから出射する光を利用して画像表示等を行っている。しかしながら、ガラス基板56に入射し出射面56bに達した光の多くが、出射面56bとその外側の空気層の境界面で全反射して、ガラス基板56の端面56c、56dから出射してしまい、発光層で発生した光を出射面から有効に取出すことができないという問題があった。   In the EL element having the above-described configuration, image display or the like is performed using light generated in the light emitting layer 60 and emitted from the other surface (emission surface) 56 b of the glass substrate 56. However, most of the light that enters the glass substrate 56 and reaches the emission surface 56b is totally reflected at the boundary surface between the emission surface 56b and the outer air layer, and is emitted from the end surfaces 56c and 56d of the glass substrate 56. There is a problem that the light generated in the light emitting layer cannot be effectively extracted from the emission surface.

さらに、出射面56bから出射した光も、出射面56bに直交する方向に出射する成分が少ないためEL素子の正面輝度が低く、出射した光の有効利用が図れないという問題もあった。   Further, the light emitted from the emission surface 56b also has a problem that the front luminance of the EL element is low because the component emitted in the direction orthogonal to the emission surface 56b is low, and the emitted light cannot be effectively used.

本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、EL素子の発光層で発生した光を効率的に出射させることができ、且つ、EL素子から出射した光を有効に利用することができるELデバイスを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and can efficiently emit the light generated in the light emitting layer of the EL element, and the light emitted from the EL element is effective. An object of the present invention is to provide an EL device that can be used for the above.

本発明によれば、
板状の第1の電極と、透明基板の一方の面に設けられた板状の透明な第2の電極と、前記第1および第2の電極の間に配置された板状の発光部とを備えたEL素子と、
前記透明基板の他方の面に設けられ、前記発光部から出射する光を前記他方の面の法線方向に向かって偏向させる光偏向素子と、を備え、
前記光偏向素子は、前記透明基板の他方の面の上に光学的に密着するように配置された複数のシリンドリカルレンズから構成され、該シリンドリカルレンズは、前記透明基板内を伝搬する光を直接、入射させ、前記他方の面の法線方向に向かって偏向させる、
ことを特徴とするELデバイスが提供される。
According to the present invention,
A plate-like first electrode; a plate-like transparent second electrode provided on one surface of the transparent substrate; and a plate-like light emitting part disposed between the first and second electrodes. An EL device comprising:
An optical deflection element provided on the other surface of the transparent substrate and deflecting the light emitted from the light emitting portion toward the normal direction of the other surface;
The light deflection element is composed of a plurality of cylindrical lenses arranged so as to be in optical contact with the other surface of the transparent substrate, and the cylindrical lens directly transmits light propagating in the transparent substrate. Incident and deflected toward the normal direction of the other surface,
An EL device is provided.

このように構成された本発明においては、透明基板の出射面となる他方の面に光偏向素子が設けられているので、この他方の面での全反射が生じにくくなり、より多くの光が他方の面から出射する。
また、光偏向素子により、透明基板の他方の面から出射した光が他方の面の法線方向に向かって偏向されるので、出射する光が有効利用されデバイスの正面輝度が向上する。さらに、光を効率よく取り出すことができるため、駆動電力が小さくなり、ELデバイスの長寿命化が図れる。
In the present invention configured as described above, since the light deflection element is provided on the other surface serving as the emission surface of the transparent substrate, total reflection on the other surface is less likely to occur, and more light is emitted. The light exits from the other surface.
Further, since the light emitted from the other surface of the transparent substrate is deflected toward the normal direction of the other surface by the light deflection element, the emitted light is effectively used and the front luminance of the device is improved. Furthermore, since light can be extracted efficiently, driving power is reduced and the life of the EL device can be extended.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記シリンドリカルレンズが、前記透明基板の他方の面に向かって凸状となるように配置され、前記発光部からの光を全反射させて前記透明基板の他方の面の法線方向に向かって偏向する面を備えている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The cylindrical lens is disposed so as to be convex toward the other surface of the transparent substrate, and totally reflects the light from the light emitting portion and deflects toward the normal direction of the other surface of the transparent substrate. It has a surface to do.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記シリンドリカルレンズが、前記透明基板の他方の面と反対方向に向かって凸状となるように配置され、前記発光部からの光を屈折させて前記透明基板の他方の面の法線方向に向かって偏向する面を備えている。
According to another preferred embodiment of the invention,
The cylindrical lens is disposed so as to be convex in a direction opposite to the other surface of the transparent substrate, and refracts light from the light-emitting portion toward the normal direction of the other surface of the transparent substrate. And has a surface to deflect.

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記複数のシリンドリカルレンズのピッチが15μm以下である。
According to another preferred embodiment of the invention,
The pitch of the plurality of cylindrical lenses is 15 μm or less.

本発明によれば、EL素子の発光層で発生した光を効率的に出射させることができ、且つ、EL素子から出射した光を有効に利用することができるELデバイスが提供される。   According to the present invention, there is provided an EL device capable of efficiently emitting light generated in the light emitting layer of the EL element and effectively using the light emitted from the EL element.

本発明の第1実施形態のELデバイスの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the EL device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態のELデバイスの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the EL device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態のELデバイスの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the EL device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態のELデバイスの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the EL device of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態のELデバイスの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the EL device of 5th Embodiment of this invention. 従来の有機EL素子の構造を模式的に示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the conventional organic EL element typically.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態のELデバイスについて説明する。
図1は、本発明の第1実施形態のELデバイス1の構造を模式的に示す断面図である。図1に示すように、ELデバイス1は、有機EL素子2を備えた矩形の板状の有機ELデバイスである。有機EL素子2は、MgAg合金等の金属からなる板状の金属陰極4と、インジウム/錫酸化物等の透明体からなる板状の透明陽極6と、これら金属陰極4と透明陽極6との間に積層されたジアミン系化合物等を含む正孔輸送層8およびキノリノールアルミニウム錯体等を含む発光層10とを備えている。
Hereinafter, an EL device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the EL device 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the EL device 1 is a rectangular plate-shaped organic EL device including an organic EL element 2. The organic EL element 2 includes a plate-like metal cathode 4 made of a metal such as MgAg alloy, a plate-like transparent anode 6 made of a transparent material such as indium / tin oxide, and the metal cathode 4 and the transparent anode 6. And a light-emitting layer 10 including a quinolinol aluminum complex and the like, and a hole transport layer 8 including a diamine compound and the like laminated therebetween.

透明陽極6は、有機EL素子2を構成するガラス製の透明基板12の一方の面12aに光学的に密着するように配置されている。ここで、「光学的に密着」とは、光透過性を有する物体どうしがその間に空気層を形成することなく密着している状態をいう。   The transparent anode 6 is disposed so as to be optically in close contact with one surface 12 a of the glass transparent substrate 12 constituting the organic EL element 2. Here, “optically close” refers to a state where objects having optical transparency are in close contact with each other without forming an air layer therebetween.

有機EL素子2の各端面2c,2dは金属反射膜14で覆われている。したがって、本実施形態のELデバイス1では、発光層10で生じ透明基板12の一方の面12aから透明基板12に入射した光は、透明基板12の端面からは出射せず、透明基板12の他方の面(出射面)12bのみから出射する。   Each end face 2 c, 2 d of the organic EL element 2 is covered with a metal reflection film 14. Therefore, in the EL device 1 of the present embodiment, the light that is generated in the light emitting layer 10 and is incident on the transparent substrate 12 from the one surface 12a of the transparent substrate 12 is not emitted from the end surface of the transparent substrate 12, but the other side of the transparent substrate 12 The light exits only from the surface (exiting surface) 12b.

また、透明基板12の出射面12bには、出射面12bから出射する光を出射面12bの法線方向に向かって偏向する光偏向素子を構成する複数のプリズム16が配置されている。本実施形態では、図1に示されているように、プリズム16は断面が等脚台形の柱状プリズムであり、上底(短辺)16aが出射面12bに光学的に密着するように並列配置されている。プリズム16は、透明基板12に近い屈折率を有する透明樹脂(例えば、UV硬化型樹脂)で形成されている。   A plurality of prisms 16 constituting an optical deflection element that deflects light emitted from the emission surface 12b toward the normal direction of the emission surface 12b are disposed on the emission surface 12b of the transparent substrate 12. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the prism 16 is a columnar prism having an isosceles trapezoidal cross section, and is arranged in parallel so that the upper base (short side) 16a is optically in close contact with the emission surface 12b. Has been. The prism 16 is formed of a transparent resin (for example, a UV curable resin) having a refractive index close to that of the transparent substrate 12.

プリズム16は、透明基板12に出射面12bからプリズム16に入射して斜面16c、16dに達した光を全反射し、透明基板12の出射面12bの法線方向に向かって偏向して出射面16bで出射させるように構成されている。したがって、プリズム16によって構成される光偏向素子は、光学的に異方性を有することになる。   The prism 16 totally reflects the light incident on the transparent substrate 12 from the exit surface 12b and reaching the slopes 16c and 16d from the exit surface 12b, and deflects toward the normal direction of the exit surface 12b of the transparent substrate 12 to exit the exit surface. 16b is made to emit. Therefore, the light deflection element constituted by the prism 16 has optical anisotropy.

また、隣接するプリズム12のピッチPは、15μm以下に設定するのが好ましく、さらに、10μm以下に設定するのが更に好ましい。   Further, the pitch P between the adjacent prisms 12 is preferably set to 15 μm or less, and more preferably set to 10 μm or less.

さらに、有機EL素子2には、金属陰極4と透明陽極6に直流電圧を印加することができるように直流電源18が接続されている。   Furthermore, a DC power source 18 is connected to the organic EL element 2 so that a DC voltage can be applied to the metal cathode 4 and the transparent anode 6.

直流電源18により金属陰極4と透明陽極6に直流電圧が印加されると、発光層10が発光する。発光層10で発生した光は、透明陽極6を通過して透明基板12の上面12aから透明基板12に入射する。上述したように、本実施形態では、有機EL素子2の背面は金属陰極4で、端面は金属反射膜14で覆われているので、発光層10で発光した光は、透明基板12の出射面12bからしか出射できない。   When a DC voltage is applied to the metal cathode 4 and the transparent anode 6 by the DC power source 18, the light emitting layer 10 emits light. The light generated in the light emitting layer 10 passes through the transparent anode 6 and enters the transparent substrate 12 from the upper surface 12 a of the transparent substrate 12. As described above, in the present embodiment, since the back surface of the organic EL element 2 is covered with the metal cathode 4 and the end surface is covered with the metal reflection film 14, the light emitted from the light emitting layer 10 is emitted from the transparent substrate 12. Only 12b can be emitted.

そして、出射面12bには、光学偏向素子である断面が台形のプリズム16が光学的に密着して配置されているので、出射面12bの臨界角は大きくなっている。その結果、ELデバイス1では、出射面12bを通して透明基板12から出射しようとする光がこの出射面12bで全反射を起こしにくくなり、有機EL素子2で発生した光が出射面12bから効率良く取り出される。   Since the prism 16 having a trapezoidal cross section, which is an optical deflection element, is disposed in optical contact with the exit surface 12b, the critical angle of the exit surface 12b is large. As a result, in the EL device 1, light that is about to be emitted from the transparent substrate 12 through the emission surface 12b is less likely to cause total reflection at the emission surface 12b, and light generated by the organic EL element 2 is efficiently extracted from the emission surface 12b. It is.

さらに、光学偏向素子であるプリズム16は、出射する光を出射面12bの法線方向に向かって偏向するので、ELデバイス1の正面輝度が向上する。この結果、高効率の画像表示装置(ディスプレイ)や光源として利用できる。
さらに、ELデバイス1では、光を効率よく取り出すと共に正面輝度を高めることができるため、駆動電力を小さくでき、製品寿命が長くなる。
Furthermore, since the prism 16 which is an optical deflection element deflects the emitted light toward the normal direction of the emission surface 12b, the front luminance of the EL device 1 is improved. As a result, it can be used as a highly efficient image display device (display) or a light source.
Furthermore, since the EL device 1 can efficiently extract light and increase the front luminance, the driving power can be reduced and the product life is extended.

次に、本発明の第2実施形態のELデバイスを説明する。図2は、本発明の第2実施形態のELデバイス20を示す、図1と同様の概略断面図である。図2に示されているように、第2実施形態のELデバイス20は、第1実施形態のELデバイス1と基本的には同一の構成を備えている。したがって、図2では、図1と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。   Next, an EL device according to a second embodiment of the invention will be described. FIG. 2 is a schematic sectional view similar to FIG. 1, showing an EL device 20 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the EL device 20 of the second embodiment basically has the same configuration as the EL device 1 of the first embodiment. Therefore, in FIG. 2, the same parts as those in FIG.

図2に示されているように、本発明の第2実施形態によるELデバイス20では、第1の実施形態のELデバイス1のプリズム16に代えて、複数のかまぼこ状(平球面)のシリンドリカルレンズ22が出射面12bに並列配置されている。また、シリンドリカルレンズ22は、透明基板12に近い屈折率を有する透明樹脂(例えば、UV硬化型樹脂)で形成されている。   As shown in FIG. 2, in the EL device 20 according to the second embodiment of the present invention, instead of the prism 16 of the EL device 1 of the first embodiment, a plurality of cylindrically shaped (flat spherical) cylindrical lenses. 22 is arranged in parallel on the emission surface 12b. The cylindrical lens 22 is formed of a transparent resin (for example, a UV curable resin) having a refractive index close to that of the transparent substrate 12.

シリンドリカルレンズ22は、頂部が出射面12bに光学的に密着するように出射面12bに向かって凸状に配置されている。各シリンドリカルレンズ22は、その曲面状の側面が出射面12bから入射した光を曲面22aで全反射させ、出射面12bの法線方向に向かって光を偏向して出射面22bで出射させるように構成されている。したがって、シリンドリカルレンズ22によって構成される光偏向素子は、光学的に異方性を有することになる。   The cylindrical lens 22 is arranged in a convex shape toward the emission surface 12b so that the top portion is in optical contact with the emission surface 12b. Each cylindrical lens 22 has a curved side surface that totally reflects light incident from the exit surface 12b by the curved surface 22a, deflects the light in the normal direction of the exit surface 12b, and emits the light from the exit surface 22b. It is configured. Therefore, the optical deflection element constituted by the cylindrical lens 22 has optical anisotropy.

本発明の第2実施形態によるELデバイス20によれば、透明基板12の出射面12bにシリンドリカルレンズ22が光学的に密着して設けられているので、出射面12bの臨界角が大きくなる。その結果、ELデバイス20では、出射面12bを通して透明基板12から出射しようとする光がこの出射面12bで全反射を起こしにくくなり、有機EL素子2で発生した光が出射面12bから効率良く取り出される。   According to the EL device 20 according to the second embodiment of the present invention, since the cylindrical lens 22 is provided in optical close contact with the emission surface 12b of the transparent substrate 12, the critical angle of the emission surface 12b increases. As a result, in the EL device 20, light that is about to be emitted from the transparent substrate 12 through the emission surface 12b is less likely to cause total reflection at the emission surface 12b, and light generated by the organic EL element 2 is efficiently extracted from the emission surface 12b. It is.

さらに、光学偏向素子であるシリンドリカルレンズ22は、出射する光を出射面12bの法線方向に向かって偏向するので、ELデバイス20の正面輝度が向上する。この結果、高効率の画像表示装置(ディスプレイ)や光源に利用できる。
さらに、ELデバイス20では、光を効率よく取り出すと共に正面輝度を高めることができるため、駆動電力を小さくでき、製品寿命が長くなる。
Furthermore, since the cylindrical lens 22 which is an optical deflection element deflects the emitted light toward the normal direction of the emission surface 12b, the front luminance of the EL device 20 is improved. As a result, it can be used for a highly efficient image display device (display) or a light source.
Furthermore, since the EL device 20 can efficiently extract light and increase the front luminance, the driving power can be reduced and the product life is extended.

次に、本発明の第3実施形態のELデバイスを説明する。図3は、本発明の第3実施形態のELデバイス24を示す、図1と同様の概略断面図である。図3に示されているように、第3実施形態のELデバイス24は、第1実施形態のELデバイス1と基本的には同一の構成を備えている。したがって、図2では、図1と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。   Next, an EL device according to a third embodiment of the invention will be described. FIG. 3 is a schematic sectional view similar to FIG. 1, showing an EL device 24 according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the EL device 24 according to the third embodiment has basically the same configuration as the EL device 1 according to the first embodiment. Therefore, in FIG. 2, the same parts as those in FIG.

図3に示すように、本発明の第3実施形態のELデバイス24では、透明基板12の出射面12bに、出射面12bから出射する光を出射面の法線方向に向かって偏向する光偏向素子を構成する複数のプリズム26が配置されている。プリズム26は、第1の実施形態のプリズムと同様の断面が等脚台形の柱状プリズムであり、図3に示されているように、本実施形態では、プリズム26は、各プリズム26の下底(長辺)26aが出射面12bに光学的に密着するように並列配置されている。隣接するプリズム26のピッチPは、15μm以下に設定するのが好ましく、さらに、10μm以下に設定するのが更に好ましい。本実施形態でも、プリズム26は、透明基板12に近い屈折率を有する透明樹脂(例えば、UV硬化型樹脂)で形成されている。   As shown in FIG. 3, in the EL device 24 according to the third embodiment of the present invention, the light deflection that deflects the light emitted from the emission surface 12 b toward the normal direction of the emission surface on the emission surface 12 b of the transparent substrate 12. A plurality of prisms 26 constituting the element are arranged. The prism 26 is a columnar prism having an isosceles trapezoidal cross section similar to that of the prism of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in this embodiment, the prism 26 is a lower base of each prism 26. The (long side) 26a is arranged in parallel so as to be optically in close contact with the emission surface 12b. The pitch P of the adjacent prisms 26 is preferably set to 15 μm or less, and more preferably set to 10 μm or less. Also in this embodiment, the prism 26 is formed of a transparent resin (for example, a UV curable resin) having a refractive index close to that of the transparent substrate 12.

プリズム26は、透明基板12の出射面12bからプリズム26に入射して斜面26c、26dに達した光を屈折させ、透明基板12の出射面12bの法線方向に向かって偏向し、出射面26bで光を出射させるように構成されている。したがって、プリズム26によって構成される光偏向素子は、光学的に異方性を有することになる。   The prism 26 refracts the light that has entered the prism 26 from the exit surface 12b of the transparent substrate 12 and reached the inclined surfaces 26c and 26d, and deflects it in the normal direction of the exit surface 12b of the transparent substrate 12, thereby exiting the exit surface 26b. And is configured to emit light. Therefore, the light deflection element constituted by the prism 26 has optical anisotropy.

本発明の第3実施形態によるELデバイス24によれば、透明基板12の出射面12bにプリズム26が光学的に密着して取付けられているので、出射面12bの臨界角が大きくなる。その結果、ELデバイス20では、出射面12bを通して透明基板12から出射しようとする光がこの出射面12bで全反射を起こしにくくなり、有機EL素子2で発生した光が出射面12bから効率良く取り出される。   According to the EL device 24 according to the third embodiment of the present invention, since the prism 26 is attached in optical close contact with the emission surface 12b of the transparent substrate 12, the critical angle of the emission surface 12b is increased. As a result, in the EL device 20, light that is about to be emitted from the transparent substrate 12 through the emission surface 12b is less likely to cause total reflection at the emission surface 12b, and light generated by the organic EL element 2 is efficiently extracted from the emission surface 12b. It is.

さらに、光学偏向素子であるプリズム26は、出射する光を出射面12bの法線方向に向かって偏向するので、ELデバイス24の正面輝度が向上する。この結果、高効率の画像表示装置(ディスプレイ)や光源に利用できる。
さらに、ELデバイス24では、光を効率よく取り出すと共に正面輝度を高めることができるため、駆動電力を小さくでき、製品寿命が長くなる。
Furthermore, since the prism 26 which is an optical deflection element deflects the emitted light toward the normal direction of the emission surface 12b, the front luminance of the EL device 24 is improved. As a result, it can be used for a highly efficient image display device (display) or a light source.
Furthermore, since the EL device 24 can efficiently extract light and increase the front luminance, the driving power can be reduced and the product life can be extended.

次に、本発明の第4実施形態のELデバイスを説明する。図4は、本発明の第4実施形態のELデバイス28を示す、図1と同様の概略断面図である。図4に示されているように、第4実施形態のELデバイス28は、第1実施形態のELデバイス1と基本的には同一の構成を備えている。したがって、図4では、図1と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。   Next, an EL device according to a fourth embodiment of the invention will be described. FIG. 4 is a schematic sectional view similar to FIG. 1, showing an EL device 28 according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the EL device 28 of the fourth embodiment has basically the same configuration as the EL device 1 of the first embodiment. Therefore, in FIG. 4, the same parts as those in FIG.

図4に示されているように、ELデバイス28の透明基板12の出射面12bには、第3実施形態の断面が台形の柱状のプリズム26に代えて断面が三角形の柱状のプリズム30が並列配置されている。プリズム30も、透明基板12に近い屈折率を有する透明樹脂(例えば、UV硬化型樹脂)で形成されている。   As shown in FIG. 4, columnar prisms 30 having a triangular cross section are arranged in parallel on the emission surface 12 b of the transparent substrate 12 of the EL device 28 instead of the prism 26 having a trapezoidal cross section in the third embodiment. Has been placed. The prism 30 is also formed of a transparent resin (for example, a UV curable resin) having a refractive index close to that of the transparent substrate 12.

この三角形のプリズム30も、台形のプリズム26と同様に、出射面12bから出射する光を出射面の法線方向に向かって偏向する光偏向素子を構成する。本実施形態では、各プリズム30は、底辺30aが出射面12bに光学的に密着するように並列配置されている。プリズム30は、プリズム30に入射して斜面30b、30cに達した光を屈折させ、透明基板12の出射面12bの法線方向に向かって偏向するように構成されている。したがって、プリズム30によって構成される光偏向素子は、光学的に異方性を有することになる。   Similar to the trapezoidal prism 26, the triangular prism 30 also constitutes an optical deflection element that deflects the light emitted from the emission surface 12b in the normal direction of the emission surface. In the present embodiment, the prisms 30 are arranged in parallel so that the base 30a is in optical contact with the emission surface 12b. The prism 30 is configured to refract the light that has entered the prism 30 and reached the inclined surfaces 30 b and 30 c and deflects the light toward the normal direction of the emission surface 12 b of the transparent substrate 12. Therefore, the light deflection element constituted by the prism 30 has optical anisotropy.

隣接するプリズム30のピッチPは、15μm以下に設定するのが好ましく、さらに、10μm以下に設定するのが更に好ましい。   The pitch P between adjacent prisms 30 is preferably set to 15 μm or less, and more preferably set to 10 μm or less.

このような構成を有するELデバイス28においても、第1ないし3実施形態のELデバイスと同様の作用効果が得られる。   Also in the EL device 28 having such a configuration, the same effects as the EL devices of the first to third embodiments can be obtained.

次に、本発明の第5実施形態のELデバイスを説明する。図5は、本発明の第5実施形態のELデバイス32を示す、図1と同様の概略断面図である。図5に示されているように、第5実施形態のELデバイス32は、第1実施形態のELデバイス1と基本的には同一の構成を備えている。したがって、図5では、図1と同一の部分については同一の符号を付し、それらの説明は省略する。   Next, an EL device according to a fifth embodiment of the invention will be described. FIG. 5 is a schematic sectional view similar to FIG. 1, showing an EL device 32 according to a fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the EL device 32 of the fifth embodiment has basically the same configuration as the EL device 1 of the first embodiment. Therefore, in FIG. 5, the same parts as those in FIG.

図5に示されているように、本発明の第5実施形態によるELデバイス32では、第1の実施形態のELデバイス1のプリズム16に代えて、複数のかまぼこ状(平球面)のシリンドリカルレンズ34が出射面12bに並列配置されている。シリンドリカルレンズ34も、透明基板12に近い屈折率を有する透明樹脂(例えば、UV硬化型樹脂)で形成されている。   As shown in FIG. 5, in the EL device 32 according to the fifth embodiment of the present invention, instead of the prism 16 of the EL device 1 of the first embodiment, a plurality of cylindrically shaped (flat spherical) cylindrical lenses. 34 is arranged in parallel on the emission surface 12b. The cylindrical lens 34 is also formed of a transparent resin (for example, a UV curable resin) having a refractive index close to that of the transparent substrate 12.

シリンドリカルレンズ34は、底面34aが出射面12bに光学的に密着し出射面12bと反対方向に向かって凸状となるように配置されている。各シリンドリカルレンズ34は、その曲面状の側面が出射面12bから入射してこの側面から出射する光を屈折させ、出射面12bの法線方向に向かって偏向するように構成されている。したがって、シリンドリカルレンズ34によって構成されう光偏向素子は、光学的に異方性を有することになる。   The cylindrical lens 34 is disposed such that the bottom surface 34a is in optical contact with the emission surface 12b and is convex in the opposite direction to the emission surface 12b. Each cylindrical lens 34 is configured such that its curved side surface is incident on the exit surface 12b, refracts the light exiting from this side surface, and is deflected toward the normal direction of the exit surface 12b. Therefore, the light deflection element constituted by the cylindrical lens 34 has optical anisotropy.

シリンドリカルレンズ34の凸面状の側面は、透明基板12の出射面12bとなす角度が、30°以上になるように設定するのが好ましく、さらに好ましくは40°以上、最も好ましくは50°以上に設定されているのがよい。   The convex side surface of the cylindrical lens 34 is preferably set so that the angle formed with the emission surface 12b of the transparent substrate 12 is 30 ° or more, more preferably 40 ° or more, and most preferably 50 ° or more. It is good to be.

このような構成を有するELデバイス32においても、第1ないし3実施形態のELデバイスと同様の作用効果が得られる。   Also in the EL device 32 having such a configuration, the same operational effects as those of the EL devices of the first to third embodiments can be obtained.

また、前記実施形態のプリズム、シリンドリカルレンズに代えて、略半球形状、又は、略半楕円球形状の多数のドットや複数の凹部を連続的にまたは離散的に形成したものを直接、又は、このようなドットや凹部が表面に形成された透明シートを、出射面に光学的に密着させ、ドットや凹部によって出射面での全反射を抑制し且つ出射面から出射した光を透明基板の出射面の法線方向に向かって偏向させる構成でもよい。このとき、ドットまたは凹部を構成する曲面の傾斜角は、透明基板の出射面に対して30°以上の傾斜角を有するのが好ましい。このようなドットや凹部は、フッ酸処理や溶媒処理等のエッチング処理、熱プレス、射出成形、押出成形等による型転写によって形成することができる。   Further, instead of the prism and the cylindrical lens of the above embodiment, a substantially hemispherical shape, or a substantially hemispherical spherical shape having a large number of dots or a plurality of concave portions formed continuously or discretely, or directly A transparent sheet having such dots and recesses formed on the surface is optically adhered to the exit surface, and the total reflection on the exit surface is suppressed by the dots and recesses, and the light emitted from the exit surface is emitted from the transparent substrate. It may be configured to deflect in the normal direction. At this time, it is preferable that the inclination angle of the curved surface constituting the dot or the recess has an inclination angle of 30 ° or more with respect to the emission surface of the transparent substrate. Such dots and recesses can be formed by die transfer by etching treatment such as hydrofluoric acid treatment or solvent treatment, hot pressing, injection molding, extrusion molding or the like.

本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。   Without being limited to the above-described embodiment of the present invention, various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

前記実施形態では、プリズムは三角柱又は台形柱といった柱状のものであったが、三角錐、四角錐、切頭台状の多数のプリズムを、ランダムあるいは規則的に、透明基板の出射面に配置し、光偏向素子とする構成でもよい。   In the above-described embodiment, the prism has a columnar shape such as a triangular prism or a trapezoidal column. However, a large number of triangular pyramids, square pyramids, and truncated trapezoidal prisms are randomly or regularly arranged on the exit surface of the transparent substrate. Alternatively, the configuration may be a light deflection element.

前記実施形態は、透明基板の4つの端面の全てが金属反射膜で覆われた構成であったが、端面の少なくとも1枚が反射膜で覆われていれば、端面からの出射が抑制され、発光効率が向上するので、少なくとも1枚が覆われている構成でも良い。   In the above embodiment, all of the four end surfaces of the transparent substrate are covered with the metal reflection film, but if at least one of the end surfaces is covered with the reflection film, emission from the end surface is suppressed, Since light emission efficiency is improved, a configuration in which at least one sheet is covered may be used.

また、前記実施形態では、プリズムまたはシリンドリカルレンズが直接、出射面に配置される構成であったが、プリズムまたはシリンドリカルレンズに対応する形状が表面に形成されたシートを、光偏向素子として透明基板の出射面に配置する構成でもよい。   In the above-described embodiment, the prism or the cylindrical lens is directly arranged on the exit surface. However, a sheet having a shape corresponding to the prism or the cylindrical lens formed on the surface is used as a light deflection element of the transparent substrate. The structure arrange | positioned on an output surface may be sufficient.

さらに、本発明は、前記実施形態のような構成のEL素子以外のEL素子、例えば、発光層と電子輸送層を積層させた構成、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の3つの層を積層させた構成を有するEL素子を用いたELデバイスにも適用可能である。   Furthermore, the present invention relates to an EL element other than the EL element having the configuration as in the above-described embodiment, for example, a structure in which a light emitting layer and an electron transport layer are stacked, and a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer. The present invention can also be applied to an EL device using an EL element having a configuration in which layers are stacked.

また、前記実施形態のELデバイスでは、透明陽極6を透明基板12の一方の面12aに光学的に密着するように配置した構成を説明しているが、このような構成に限定されず、透明体からなる板状の陰極を使用し、これを透明基板12の一方の面12aに光学的に密着するように配置した構成でもよい。   In the EL device of the above embodiment, the configuration in which the transparent anode 6 is disposed so as to be optically in close contact with the one surface 12a of the transparent substrate 12 is described. A plate-like cathode made of a body may be used, and this may be arranged so as to be optically in close contact with one surface 12a of the transparent substrate 12.

さらに、前記実施形態のELデバイスはいずれも、発光源として有機EL素子を使用しているが、本発明は有機EL素子に代えて無機EL素子を使用してもよい。   Furthermore, although all the EL devices of the above embodiments use an organic EL element as a light emission source, the present invention may use an inorganic EL element instead of the organic EL element.

1:ELデバイス
2:有機EL素子
4:金属陰極
6:透明陽極
8:正孔輸送層
10:発光層
12:透明基板
12b:出射面
16:プリズム
1: EL device 2: Organic EL element 4: Metal cathode 6: Transparent anode 8: Hole transport layer 10: Light emitting layer 12: Transparent substrate 12b: Outgoing surface 16: Prism

Claims (4)

板状の第1の電極と、透明基板の一方の面に設けられた板状の透明な第2の電極と、前記第1および第2の電極の間に配置された板状の発光部とを備えたEL素子と、
前記透明基板の他方の面に設けられ、前記発光部から出射する光を前記他方の面の法線方向に向かって偏向させる光偏向素子と、を備え、
前記光偏向素子は、前記透明基板の他方の面の上に光学的に密着するように配置された複数のシリンドリカルレンズから構成され、該シリンドリカルレンズは、前記透明基板内を伝搬する光を直接、入射させ、前記他方の面の法線方向に向かって偏向させる、
ことを特徴とするELデバイス。
A plate-like first electrode; a plate-like transparent second electrode provided on one surface of the transparent substrate; and a plate-like light emitting part disposed between the first and second electrodes. An EL device comprising:
An optical deflection element provided on the other surface of the transparent substrate and deflecting the light emitted from the light emitting portion toward the normal direction of the other surface;
The light deflection element is composed of a plurality of cylindrical lenses arranged so as to be in optical contact with the other surface of the transparent substrate, and the cylindrical lens directly transmits light propagating in the transparent substrate. Incident and deflected toward the normal direction of the other surface,
An EL device characterized by that.
前記シリンドリカルレンズが、前記透明基板の他方の面に向かって凸状となるように配置され、前記発光部からの光を全反射させて前記透明基板の他方の面の法線方向に向かって偏向する面を備えている、
請求項1記載のELデバイス。
The cylindrical lens is disposed so as to be convex toward the other surface of the transparent substrate, and totally reflects the light from the light emitting portion and deflects toward the normal direction of the other surface of the transparent substrate. Has a surface to
The EL device according to claim 1.
前記シリンドリカルレンズが、前記透明基板の他方の面と反対方向に向かって凸状となるように配置され、前記発光部からの光を屈折させて前記透明基板の他方の面の法線方向に向かって偏向する面を備えている、
請求項1記載のELデバイス。
The cylindrical lens is disposed so as to be convex in a direction opposite to the other surface of the transparent substrate, and refracts light from the light-emitting portion toward the normal direction of the other surface of the transparent substrate. Have a surface to deflect
The EL device according to claim 1.
前記複数のシリンドリカルレンズのピッチが15μm以下である、
請求項1ないし3いずれか1項に記載のELデバイス。
The pitch of the plurality of cylindrical lenses is 15 μm or less.
The EL device according to any one of claims 1 to 3.
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