CN102386338A

CN102386338A - 有机电致发光的发光装置

Info

Publication number: CN102386338A
Application number: CN2011102624631A
Authority: CN
Inventors: 中井孝洋
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2012-03-21
Also published as: US20120049724A1; EP2424335A1; JP2012054040A; KR20120021290A

Abstract

本发明涉及一种有机电致发光的发光装置，其包括：基板和多个有机电致发光元件，有机电致发光元件排列并安装于基板，并且各有机电致发光元件均具有透明电极、反射电极和介于透明电极和反射电极之间的有机发光层，允许有机发光层的表面发出光通过透明电极朝向有机电致发光的发光装置的上侧射出，其中，基板在有机电致发光元件的两个相邻的有机电致发光元件之间具有脊部，并且该脊部具有反射面，该反射面面向两个相邻的有机电致发光元件的侧端面，用于朝向有机电致发光的发光装置的上侧反射从两个相邻的有机电致发光元件的侧端面射出的侧向光。

Description

有机电致发光的发光装置

技术领域

本发明涉及一种包括如下基板的有机电致发光的发光装置：该基板上排列且安装有多个有机电致发光元件。

背景技术

在发光层设置在电极之间以电气地获得发光的电致发光元件中，不仅开发了作为发光显示装置的用途，而且开发了作为各种发光装置的光源的用途，例如平面照明(planeillumination)、光纤光源、液晶显示背光和液晶投影仪背光等。特别地，从发光效率、低电压驱动、重量轻和柔软性的角度，关注使用有机薄膜作为发光层的有机电致发光(下文称为“有机EL”)元件，并且其用于上述发光装置或发光显示装置等的用途也快速发展。

图4中示出了使用上述有机EL元件的发光装置的概略构造。图4放大地示出了从基板的上部出射光的上发光型(规格)有机EL发光装置的元件部。顺便提及，省略了用于元件安装(电连接)的导电糊剂、接合线、密封树脂等的图示。

如图4所示，有机EL发光装置中使用的各有机EL元件A被构造成包括透明电极(半透明(translucent)导电层)3、反射电极(光反射导电层)1和介于这些电极之间的有机发光层(有机半导体薄膜)2，并且透明电极3的一侧的表面(图4中示出的上表面)是用于出射光的发光面3a。另外，在整个发光装置中，使用大量的有机EL元件A，并且各有机EL元件A在发光面3a朝上的状态下被横向地和纵向地排列和布置于基板B，并且这些有机EL元件A被电连接(安装)(见专利文献1至3)。

如图4所示，在允许发光装置的各有机EL元件A通电(turnon the electricity)的情况下，从各元件A的有机发光层2朝向该有机发光层2的整个周围(360°)发光。然后，从有机发光层2的透明电极3侧的边界(上表面)向上发出的光(上发光；图4中用实线箭头表示)穿过透明电极3，并被允许从发光面3a射出(outgo)。另外，从有机发光层2朝向相反侧(下侧)的反射电极1发出的光(下发光；图4中用虚线箭头表示)被该反射电极1反射，并且向上穿过有机发光层2，然后类似于上述上发光，该下发光被允许从有机EL元件A的发光面3a射出。

在具有该构造的有机EL元件中，当从有机发光层向外部的光出射效率提高时，能够以较小的电能(电压)消耗获得所需的光量，从而可以实现节约能源并且元件的长寿命。因此，为了提高该有机EL装置在竖直(厚度)方向上的光出射效率而进行了各种研究。

例如，提议了如下技术：将结构不规则的透明基材粘合到发光面的外侧(专利文献4)；在有机EL元件内形成衍射光栅(专利文献5)。另外，还提议了如下技术：光出射面那侧形成为具有透镜结构(专利文献6)；以及有机EL元件的相反侧形成为具有立体结构或者形成有倾斜面(专利文献7)。

专利文献1：JP-A-2005-327535

专利文献2：JP-A-2005-317254

专利文献3：JP-A-2004-335183

专利文献4：JP-A-9-63767

专利文献5：JP-A-11-283751

专利文献6：JP-A-9-171892

专利文献7：JP-A-11-214163

发明内容

顺便提及，在使用上述有机EL元件的发光装置中，已知的是，如图4所示，相当量的光(侧向光；以空心箭头表示)也被允许从元件的侧端面射出。但是，目前的情形是，从该元件的侧端面泄漏出来的光在填充于有机EL元件周围的密封树脂等中四散地反射，被包围在密封树脂中，然后消失，从而未被有效利用。因此，留有改善该问题的余地。

在这种情况下做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种能够以低成本利用有机电致发光元件的侧向光并且具有来自元件的高的光出射效率的有机电致发光的发光装置。

即，本发明涉及以下的方面1至5。

1.一种有机电致发光的发光装置，其包括：基板和多个有机电致发光元件，所述多个有机电致发光元件排列并安装于所述基板，并且各所述有机电致发光元件均具有透明电极、反射电极和介于所述透明电极和所述反射电极之间的有机发光层，允许所述有机发光层的表面发出光通过所述透明电极朝向所述有机电致发光的发光装置的上侧射出，

其中，所述基板在所述多个有机电致发光元件中的两个相邻的有机电致发光元件之间具有脊部，并且

所述脊部具有反射面，所述反射面面向所述两个相邻的有机电致发光元件的侧端面，用于朝向所述有机电致发光的发光装置的上侧反射从所述两个相邻的有机电致发光元件的所述侧端面射出的侧向光。

2.根据第1方面所述的有机电致发光的发光装置，其中，所述脊部具有三角形的横截面形状并且所述脊部的所述反射面为倾斜的反射面。

3.根据第1方面所述的有机电致发光的发光装置，其中，所述脊部具有半圆形的横截面形状并且所述脊部的所述反射面为弧形的反射面。

4.根据第1至3方面中任一方面所述的有机电致发光的发光装置，其中，布置于所述基板上的各所述有机电致发光元件在俯视图中具有四边形形状或长方形形状，并且各长边的长度是各短边的长度的两倍以上。

5.根据第1至4方面中任一方面所述的有机电致发光的发光装置，其中，所述反射面对于波长范围为450nm至800nm的光的反射率为50％以上。

也就是说，代替上述专利文献4至7所公开的、效率高但同时带来成本的显著增加的、改变有机EL元件本身的结构的方法，本发明人对于以低成本提高有机EL元件的光出射效率的方法进行了广泛且深入的研究，并且考虑该方法能否在安装该元件的基板侧实现。然后，本发明人专注于基板上形成在各元件之间的空间并且持续改进。结果发现，通过在基板上彼此相邻的有机EL元件之间形成设置有反射面的脊部，该反射面能够朝向有机电致发光的发光装置的上侧反射从两侧的元件的侧端面射出的光，并且利用这些元件的侧向光，就能够在抑制成本增加的同时提高各元件的光出射效率，从而完成了本发明。

在本发明的有机EL发光装置中，基板在有机电致发光元件的两个相邻有机电致发光元件之间具有脊部，并且该脊部具有反射面，该反射面面向两个相邻元件的侧端面，用于朝向有机电致发光的发光装置的上侧反射从两个相邻元件的侧端面射出的侧向光。因此，被这些反射面反射的侧向光与表面发出光(上发光)一起发出到元件上方，从而表观上看提高了整个元件的发光效率。结果，根据该有机EL发光装置，能够以低成本实现具有高的光出射效率的发光装置，而不会导致由发光元件的构造等改变所引起的成本的大幅增加。

另外，如上所述，根据本发明的有机EL发光装置，各有机EL元件的光出射效率提高，因此，与具有相同构造的传统发光装置相比，能够以较小的电能(电压)消耗获得相同的光量(亮度)。因此，可以以低电压驱动实现节约能源并且长寿命的发光装置。另外，与光出射效率的提高成比例地，可以以面积较小的有机EL元件更换各有机EL元件。在该情况下，除了和上述相同的节约发光装置的能源之外，还能够降低发光装置的制造成本，因此，这是有利的。

还有，对于本发明的有机EL发光装置，脊部具有三角形的截面形状且脊部的反射面为倾斜的反射面或者脊部具有半圆形的截面形状且脊部的反射面为圆弧的反射面能够利用彼此相邻的有机EL元件之间的空间(基板上的空间)，而不造成浪费，并且能够有效地反射元件的侧向光。

另外，对于本发明的有机EL发光装置，布置在基板上的各有机电致发光元件在俯视图中具有四边形形状或长方形形状，并且各长边的长度是各短边的长度的两倍以上，与元件的上表面的面积(投影面积)相同但具有方形形状或圆形形状等的平面(上表面)的传统有机EL元件相比，本发明的各有机EL元件的周长(整个外周)长。因此，将安装于基板的各有机EL元件的端面的外周方向上的长度变长，并且相应地，允许侧向光射出的侧端面的面积变大。因此，在长边的长度是短边的长度的两倍以上的上述有机EL元件中，将被允许朝向上表面射出的上发光和下发光的光量与具有方形形状或圆形形状等的上述有机EL元件的光量相同，并且光量在一定程度上与允许从各元件的侧部射出的侧向光的光量相应地增加。因此，对于使用上述有机EL元件的发光装置，由于来自各元件的侧向光增加，所以光出射效率进一步提高。

还有，对于反射面对波长范围在450nm至800nm的光的反射率为50％以上的有机EL发光装置，从有机EL元件发出的上述波长范围的侧向光被高效地反射，从而进一步提高了光出射效率。

附图说明

图1是从发光侧看时、根据本发明的实施方式的发光装置的基板的图。

图2是根据本发明的实施方式的发光装置的剖视图，并且是对应于图1的X-X线的剖视图。

图3是根据本发明的实施方式的发光装置的变型例的剖视图。

图4是示出使用有机EL元件的传统发光装置的构造的剖视图。

附图标记说明

1：反射电极

2：有机发光层

3：透明电极

4：脊部

4a：反射面

A：有机EL装置

B：基板

具体实施方式

接着，参照附图详细说明实施本发明的模式。

图1是从发光侧(上侧)看时、根据本发明的实施方式的发光装置的基板的图；图2是示出该发光装置的构造的说明图，并且是对应于图1的X-X线的剖视图。顺便提及，在图1中，为了容易看清基板B和有机EL装置A上的结构，省略了将填充于该基板B和光漫射板的光压敏性粘合剂(密封树脂)的图示。另外，在图2中，为了容易理解已经从有机EL装置A射出的光，省略了将填充在基板B和光漫射板6之间的光压敏性粘合剂的图示。

如图1所示，根据本实施方式的发光装置是上发光型有机EL发光装置，其中多个有机EL元件A被横向地和纵向地排列并安装于基板B(在本示例性实施方式中，纵向上为三排并且横向上为五排)，并且各元件A朝向图1的纸面前侧(纸面上方，即，基板B的相反侧)发光。

如图1和图1的剖视图图2所示，在上述发光装置中，在有机EL装置A和相邻的有机EL装置A之间的基板B的规定部位，形成具有反射面4a和4a的脊部4，该反射面4a和4a用于(朝向装置的上侧)反射从基板B上方两侧的各元件A的侧端面射出的侧向光。这是本实施方式的有机EL发光装置的特征性特征。

更详细地说明发光装置的结构。安装有有机EL元件A的基板B具有包括金属、树脂、玻璃等的大致平坦材料，并且如图1所示，上述脊部4形成于将安装预排列的各有机EL元件A的位置周围。如图2所示，脊部4形成为具有三角形的截面形状，且具有以面向有机EL元件A的侧端面的方式倾斜的反射面4a和4a，并且脊部4与基板B一体地设置。

另外，通过溅射、真空气相沉积等在脊部4的各反射面4a和4a的表面以及基板B的与该反射面连续的表面形成有铝(Al)、银(Ag)等制成的反射(光泽的)覆膜，优选地，这些表面中的每一个对于波长范围为450nm至800nm的光的反射率被设定为50％以上，更优选地为80％以上。

构成基板B的材料的示例不仅包括诸如铝(Al)、铜(Cu)和不锈钢(SUS)等金属，而且包括玻璃，以及诸如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、甲基丙烯酸酯树脂(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和环状烯烃类树脂(COP)等树脂。在使用对波长范围为450nm至800nm的光的反射率为50％以上的材料、或者具有光反射特性的白树脂或碳氟树脂形成基板B和脊部4的情况下，可以不在反射面4a等的表面设置反射覆膜。

至于形成脊部4的方法，不仅可以通过注射成型、压印(imprinting)等与基板B一体地设置脊部4，而且脊部4可以通过印刷、喷墨(inkjetting)、照相平版印刷等在基板B上形成为单独体。另外，除图2所示的三角形形状外，上述脊部的截面形状可以是任意形状，只要其具有能够(朝向装置的上侧)反射从基板B上方的元件A的侧端面射出的侧向光的反射面即可，例如图3所示的作为变型例的具有半圆形截面形状的脊部5(反射面5a)，梯形截面形状和由复合曲面组成的哥特式拱形截面形状的脊部。

顺便提及，虽然在图2中省略了图示，但是光压敏性粘合剂(密封树脂)被填充在布置在基板B上方的光漫射板6和各有机EL元件A之间，由此，已经从各有机EL元件A出来的表面发出光和侧向光(被脊部4反射的光)被引导进入光漫射板6。然后，这些发出光在光漫射板6内通过光散射而混合，并且从该光漫射板6的上表面作为大致均匀光被发出。

另外，如图2所示，与传统技术类似，安装于基板B的有机EL元件A被构造成包括透明电极(半透明导电层)3、反射电极(光反射导电层)1和介于这些电极之间的有机发光层(有机半导体薄膜)2。然后，透明电极3一侧的表面(图2中示出的上表面)作为用于出射光的发光面3a，并且如图1所示，在发光面3a朝上(上发光型)的状态下，有机EL元件A均布置在基板B上的规定位置，有机EL元件A的外周被脊部4围绕，并且这些有机EL元件A被彼此电连接(安装)。

至于有机EL元件A，如图1所示，优选地，各元件A的外形在俯视图中为四边形或长方形，并且各长边的长度L优选地是各短边的长度S的两倍以上。这是为了增加允许从各元件A的侧面射出的侧向光的光量的措施，由此，可以使各有机EL元件A的周长(整个外周)长，而不改变元件A的上表面的面积(投射面积)。这是因为，各有机EL元件A的上表面的面积可以由“长边的长度L×短边的长度S”表示，即使该比例变化，面积也不改变。但是，由于周长是通过表达式“长边的长度L×2+短边的长度S×2”来计算的，当长边的长度L的比例增大时，作为总和的周长(即，“各元件A的端面在外周方向的长度”)变长。因此，由于根据本实施方式的发光装置采用增加来自各有机EL元件A的侧向光的构造，与基板B的脊部4的构造相结合，进一步提高了各元件A的光出射效率。

顺便提及，在上述具有四边形形状或长方形形状的有机EL元件A中，期望的是长边的长度L至少是短边的长度S的两倍以上，优选的是长边的长度L至少是短边的长度S的五倍以上，更优选的是长边的长度L至少是短边的长度S的十倍以上。如前所述，期望长边的长度L与短边的长度S的比例大的原因在于进一步提高光出射效率。

根据上述构造，在根据本实施方式的有机EL发光装置中，各元件A的被脊部4的反射面4a反射的侧向光与发光面3a的表面发出光一起发出到元件A的上方，由此提高了光出射效率(表观发光效率)。因此，该有机EL发光装置能够以小的成本增加而实现光出射效率的显著提高。

另外，与具有相同构造的传统发光装置相比，根据本实施方式的有机EL发光装置能够以较小的电能(电压)消耗而获得相同的光量(亮度)。因此，可以以低电压驱动实现节约能源并且长寿命的发光装置。

实施例

接着，说明实施例和比较例。但是，不应解释为本发明限于下面的实施例。

在本实施例中，生产如下发光装置：类似于上述实施方式，具有长方形形状(20mm×30mm的长方形)的有机EL元件安装于具有形成于各元件之间的用于反射侧向光的脊部的基板(实施例1)；具有上述长方形形状的有机EL元件安装于无脊部的平坦基板(比较例1)；90mm×80mm的长方形大尺寸有机EL元件安装于无脊部的平坦基板(比较例2)，并且比较这些示例的“单位发光面积的前侧光通量(累计亮度)”。

(实施例1)

制备基板和有机EL元件，并且将各元件安装于基板上。

[基板]

玻璃制基板：100mm×100mm见方，其中，基板的上表面被下述脊部分成宽度方向上三排、长度方向上二排的单元。

用于反射侧向光的脊部：在基板的上表面上以宽度方向上20mm、长度方向上30mm(见图1)的节距形成。各脊部的横截面为三角形形状(脊部高度：1mm，见图2)。

[有机EL元件]

元件的上表面(发光面3a)的发光面积：10mm×20mm的长方形(200mm²)

所用的元件数量：6(总发光面积：1200mm²)

顺便提及，有机EL元件被事先固定到基部(约16mm×约26mm)，该基部装配在由脊部分隔的单元内。

[发光装置的生产]

首先，由铝(Al)制成的反射覆膜(膜厚：100nm)通过RF磁控溅射方法形成在上述(设置有基部)的玻璃基板上。膜形成条件如下。输入电能：RF200W，反应气体压力：0.5Pa，惰性气体(Ar)流率：1.69×10^-3Pa·m³/s，膜形成速率：20nm/分钟。

然后，使用形成有反射覆膜的上述玻璃基板，并且将有机EL元件分别置于由基板的上表面的脊部包围的各分区(division)的中央，接下来电连接和接合安装等。之后，各有机EL元件的上部被填充光压敏性粘合剂，然后将光漫射板粘接到该粘合剂，由此获得实施例1的有机EL发光装置。

(比较例1)

除使用基板表面没有脊部的平坦玻璃基板作为玻璃基板之外，以与上述实施例1相同的方式生产比较例1的有机EL发光装置。

(比较例2)

和比较例1一样的基板表面没有脊部的平坦玻璃基板被用作玻璃基板，并且上表面的发光面积为90mm×80mm的长方形大尺寸有机EL元件被安装于玻璃基板，玻璃基板的表面不形成反射覆膜。之后，各有机EL元件的上部被填充光压敏性粘合剂，然后将和实施例1中一样的光漫射板粘接到该粘合剂，由此获得比较例2的有机EL发光装置。

(前侧光通量(亮度)的测量)

通过调节电能使得实施例1、比较例1和比较例2中使用的各有机EL元件具有1000cd/m²的亮度来进行亮度的测量。然后，将玻璃基板中央的60mm×60mm的区域分别划分成10mm×10mm，并且各分区(总共36处)的中央的前侧亮度的累积被定义为有机EL发光装置的前侧亮度。顺便提及，前侧光通量被表示为以实施例1的测量值定义为标准值(blank)(1)的相对量(a.u.)。

测量结果在下面的表1中示出。

如表1中实施例1与比较例1的比较所示，使用无脊部的基板的有机EL发光装置的前侧光通量低，并且单位发光面积的前侧光通量也小。另外，在全发光(overall emission)的比较例2的有机EL发光装置中，虽然前侧光通量高，但是发光面积大，所以单位面积的前侧光通量反而变小。

可以认为，比较例1和2的单位发光面积的前侧光通量低的原因在于，没有有效地利用有机EL元件的侧向光。另一方面，可以说的是，在实施例1的有机EL发光装置中，每消耗单位电能的前侧光通量较大，并且光出射效率高。

虽然已经参照具体实施方式详细说明了本发明，但显而易见的是，本领域的技术人员能够在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变和变型。

顺便提及，本申请基于2010年8月31日提交的日本专利申请2010-194399，其内容通过引用包含于此。

该申请中列举的所有资料通过引用整体包含于此。

另外，该申请中列举的所有资料作为整体被包含。

本发明的有机电致发光的发光装置适用于各种发光装置的光源，例如平面照明、光纤光源、液晶显示背光和液晶投影仪背光等，并且本发明的有机电致发光的发光装置还适用于需要具有高的发光效率的发光装置，例如发光显示装置等。

Claims

2.根据权利要求1所述的有机电致发光的发光装置，其特征在于，所述脊部具有三角形的横截面形状并且所述脊部的所述反射面为倾斜的反射面。

3.根据权利要求1所述的有机电致发光的发光装置，其特征在于，所述脊部具有半圆形的横截面形状并且所述脊部的所述反射面为弧形的反射面。

4.根据权利要求1所述的有机电致发光的发光装置，其特征在于，布置于所述基板上的各所述有机电致发光元件在俯视图中具有四边形形状或长方形形状，并且各长边的长度是各短边的长度的两倍以上。

5.根据权利要求1所述的有机电致发光的发光装置，其特征在于，所述反射面对于波长范围为450nm至800nm的光的反射率为50％以上。