CN105940766A - El元件用前面板及照明装置 - Google Patents

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Abstract

EL元件用前面板具备:透光性基板;高折射率层,设置在透光性基板的第1面,折射率比所述透光性基板的折射率高;以及电传导光反射层,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧的面之中的、与在岛状的发光区域的周围形成的非发光区域相当的部分,具有导电性及光反射性。

Description

EL元件用前面板及照明装置
技术领域
本发明涉及提高光取出效率的EL元件用前面板、以及具备该EL元件用前面板的照明装置。本申请基于2014年2月7日在日本提交的特愿2014-022153号、2014年2月7日在日本提交的特愿2014-022154号、以及2014年8月27日在日本提交的特愿2014-173291号并享受它们的优先权,其内容援引于此。
背景技术
近年来,例如在一般的有机EL(Electro-Luminescence)元件(以下有时简称为“EL元件”、“元件”)这样的照明装置中,从玻璃基板向空气中放射的光取出效率仅为20%。在此,考虑到面板量产性等,经常在元件上粘贴外附膜。虽然也取决于面板的元件构造,但是在元件上粘贴外附膜的情况下,光取出效率也只是25%左右,光损失很大。其原因主要是,玻璃或塑料制的基板和有机层的折射率不同,在其界面发生全反射。
为了进一步提高光取出效率,需要在元件内部也设置光取出构造。
例如专利文献1~3对照明装置的光取出效率进行了探讨。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平8-083688号公报
专利文献2:日本特开2009-009861号公报
专利文献3:日本特开2003-316291号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1是在基板上粘贴外附膜的一例,公开了如下内容:抑制光在基板和空气层的界面处的全反射,提高光取出效率。通过专利文献1的外附膜,在取出光时,利用光散射性的膜表面、铝或银等阴极部的逆反射将光取出到外部,所以通过光散射性的膜而提高了外部取出效率。另一方面,在逆反射时,在透明阳极部及发光元件部和阴极发生光的吸收,存在光损失的问题。此外,如前述那样,外部取出效率未考虑有机层与基板的折射率差,从这一点来说,并不能说外部取出效率足够。
专利文献2公开了使用母模来设置凹凸以缓和有机层与基板的折射率差的方法。但是,专利文献2也与专利文献1同样,在逆反射时,在透明阳极部及发光元件部、阴极发生光的吸收,存在光损失的问题。此外,如果像这样就连有机层都设置凹凸形状,阳极阴极间发生漏电或短路的情况变多。其结果,存在生产性变差的缺点。
专利文献3公开了设置辅助布线以实现ITO等透明阳极部的低电阻化的方法。在专利文献3中,通过辅助布线来实现阳极的低电阻化,但如果是一般的构造,则设置了辅助布线的部位不发光。因此,在照明装置的发光面内形成发光部和非发光部,成为损害产品外观的原因。
此外,显示器或照明用途中的有机EL元件,需要将发出的光放出到外部,所以需要将电极设为透明。该透明电极多数情况下使用ITO等,这些材料的电阻值一般来说比Al或Ag更高。由于电阻值较高,当发光面积变大时,从外部供给的电力出现压降。由此,存在发光面内产生亮斑的问题,具体地说,电力供给部的附近明亮,随着远离电力供给部而变暗。这种情况下,为了避免该问题,通常使用Al等电阻值低的辅助电极。但是,使用辅助电极的情况下,该部分不发光,或者即使发光,光也被遮挡,所以存在发光面积减小的问题。
一般来说,有机EL元件将具有透光性基板及高折射率层的EL元件用前面板和具有阳极及阴极的发光部层叠而构成,或者将具有透光性基板、高折射率层及透明阳极部的EL元件用前面板和具有阴极的发光部层叠而构成。EL元件用前面板也会同样地产生前述的有机EL元件相关的问题。
本发明是为了解决以上的课题而做出的,其目的在于,提供一种高效地取出光并且实现低电阻化(降低电阻值)的EL元件用前面板、以及具备该EL元件用前面板的照明装置。
解决课题所采用的技术手段
为了解决上述课题,本发明提出以下的手段。
本发明的第1方式的EL元件用前面板,具备:透光性基板;高折射率层,层叠在所述透光性基板的第1面;以及电传导光反射层,具有导电性及光反射性,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧的相反面的一部分。
也可以是,在所述高折射率层中包含具有光散射性的微粒子。
也可以是,所述透光性基板在所述第1面的相反侧的第2面具有微小凹凸形状。
也可以是,所述高折射率层的折射率为1.5以上。
也可以是,所述透光性基板具备具有光散射性的微粒子。
本发明的第2方式的照明装置,具备:上述第1方式的EL元件用前面板;透明阳极部,层叠在所述高折射率层的所述相反面且未层叠有所述电传导光反射层的部分、以及所述电传导光反射层的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧;发光元件部,层叠在所述透明阳极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧。
上述第2方式的照明装置,也可以是,在所述透明阳极部与所述发光元件部之间、且与所述电传导光反射层在所述透光性基板的厚度方向上重叠的范围,还具备电绝缘层。
本发明的第3方式的照明装置,具备:上述第1方式的EL元件用前面板;透明阴极部,层叠在所述高折射率层的所述相反面且未层叠有所述电传导光反射层的部分、以及所述电传导光反射层的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧;发光元件部,层叠在所述透明阴极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及阳极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阴极部的一侧的相反侧。
本发明的第4方式的EL元件用前面板,具备:透光性基板;高折射率层,层叠在所述透光性基板的第1面;透明阳极部,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧;以及电传导光反射层,具有导电性及光反射性,层叠在所述透明阳极部的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧的相反面的一部分。
也可以是,所述高折射率层具备具有光散射性的微粒子。
也可以是,所述透光性基板在所述第1面的相反侧的第2面具有微小凹凸形状。
也可以是,所述高折射率层的折射率为1.5以上。
也可以是,所述透光性基板具备具有光散射性的微粒子。
本发明的第5方式的照明装置,具备:上述第4方式的EL元件用前面板;发光元件部,层叠在所述透明阳极部的所述相反面且未层叠有所述电传导光反射层的部分、以及所述电传导光反射层的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧;以及阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧。
也可以是,上述第5方式的照明装置还具备电绝缘层,该电绝缘层覆盖所述透明阳极部上层叠的所述电传导光反射层。
本发明的第6方式的EL元件用前面板具备:透光性基板;高折射率层,设置在透光性基板的第1面,折射率比所述透光性基板的折射率高;电传导光反射层,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧的面之中的、与形成在岛状的发光区域的周围的非发光区域相当的部分。
由此,在发光区域,从发光元件部发出的光在透光性基板与高折射率层的界面发生全反射的情况下,也能够通过非发光区域的电传导光反射层而反射,从而将光取出到外部。此外,在发光区域,从发光元件部发出的光在透光性基板与外部的界面发生全反射的情况下,也能够通过非发光区域的电传导光反射层而反射,从而将光取出到外部。由此,在透光性基板的两表面位置,减少从发光元件部发出的光发生全反射而返回发光元件部的情况,能够高效地将光取出。
也可以是,上述第6方式的EL元件用前面板,还具备散射部,该散射部设置在与所述非发光区域相当的部分。
由此,在发光区域,从发光元件部发出的光在透光性基板与高折射平坦层的界面发生了全反射的情况下,也能够通过非发光区域的散射部将光取出到外部。此外,在发光区域,从发光元件部发出的光在透光性基板与外部的界面发生了全反射的情况下,也能够通过非发光区域的散射部进行反射,从而将光取出到外部。由此,在透光性基板的两表面位置,减少从发光元件部发出的光发生全反射而返回发光元件部的情况,能够高效地将光取出。
本发明的第7方式的照明装置,具备:上述第6方式的EL元件用前面板;透明阳极部,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧;发光元件部,层叠在所述透明阳极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧。
由此,在透光性基板的两表面位置,减少从发光元件部发出的光发生全反射而返回发光元件部的情况,能够高效地将光取出。
也可以是,在所述发光区域,所述发光元件部与所述透明阳极部相接,在所述发光区域,所述高折射率层的折射率为1.5以上,来自所述发光元件部的光能够在所述高折射率层与所述透光性基板的界面发生全反射。
由此,减少从发光元件部发出的光发生全反射而返回发光元件部的情况,能够高效地将光取出。
也可以是,在所述发光区域,从所述发光元件部到所述透光性基板的厚度尺寸B和所述发光区域的径尺寸A被设定为B>(A/2)。
由此,减少从发光元件部发出的光在透光性基板与高折射平坦层的界面发生全反射而返回发光元件部的情况,在非发光区域能够高效地将光取出。
也可以是,在所述非发光区域,在所述透明阳极部与所述发光元件部之间层叠有绝缘层。
由此,消除了电传导光反射层部的成为损失的发光,不需要对发光元件部形成图案,能够简化制造工序。
也可以是,作为所述散射部,在所述高折射率层与所述透明阳极部之间设置有高折射散射层。
此外,也可以是,作为所述散射部,在所述高折射率层的与所述透光性基板相接的面设置有微小凹凸形状。
此外,也可以是,作为所述散射部,在所述透光性基板的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧的面设置有微小凹凸形状。
由此,能够容易地通过散射将全反射来的光取出到外部,所以能够提高构造的自由度。
也可以是,在所述高折射散射层中包含具有光散射性的微粒子。
由此,能够将高效地在非发光层中将全反射来的光散射而取出到外部。
发明的效果:
根据本发明的EL元件用前面板及照明装置,能够高效地将光取出,并且实现低电阻化。此外,在发光元件部所存在的厚度方向上没有光散射层,能够确保平坦性,所以能够使得发光元件部长寿命化,还能够提高发光元件部的可靠性。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的照明装置的侧面的截面图。
图2是说明本发明的第1实施方式的照明装置的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图3是说明本发明的第1实施方式的照明装置的作用的要部截面图。
图4是说明本发明的第1实施方式的照明装置的作用的要部截面图。
图5是本发明的第1实施方式的照明装置的变形例的侧面的截面图。
图6是说明本发明的第1实施方式的照明装置的变形例的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图7是说明本发明的第1实施方式的照明装置的变形例的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图8是本发明的第1实施方式的照明装置的变形例的侧面的截面图。
图9是本发明的第1实施方式的照明装置的变形例的侧面的截面图。
图10是本发明的第2实施方式的照明装置的侧面的截面图。
图11是说明本发明的第2实施方式的照明装置的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图12是说明本发明的第2实施方式的照明装置的作用的要部截面图。
图13是说明本发明的第2实施方式的照明装置的作用的要部截面图。
图14是本发明的第2实施方式的照明装置的侧面的截面图。
图15是说明本发明的第2实施方式的照明装置的变形例的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图16是说明本发明的第2实施方式的照明装置的变形例的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图17是本发明的第2实施方式的照明装置的变形例的侧面的截面图。
图18是本发明的第2实施方式的照明装置的变形例的侧面的截面图。
图19是表示本发明的第3实施方式的照明装置的侧截面图。
图20是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的导电反射部及开口部的配置的平面图。
图21A是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图21B是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图21C是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图21D是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图21E是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图22A是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图22B是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图22C是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图22D是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图23A是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图23B是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图23C是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图24A是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图24B是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图24C是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图25是表示本发明的第3实施方式的照明装置中的导电反射部及开口部的配置的另一例的平面图。
图26是表示本发明的第4实施方式的照明装置的侧截面图。
图27A是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图27B是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图27C是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图27D是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图27E是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图28A是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图28B是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图28C是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图28D是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图29A是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图29B是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图29C是表示本发明的第4实施方式的照明装置中的照明装置的制造方法的工序截面图。
图30是表示本发明的第5实施方式的照明装置的侧截面图。
图31是本发明的实施例1的照明装置的侧面的截面图。
图32是表示本发明的实施例2的照明装置的透光性基板的折射率所引起的光束的变化的图。
图33是本发明的实施例3的照明装置的侧面的截面图。
图34是表示本发明的实施例4的照明装置的透光性基板的折射率所引起的光束的变化的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的照明装置为有机EL元件的情况的一个实施方式。
<第1实施方式>
如图1所示,本发明的第1实施方式的照明装置1具备:透光性基板11、高折射率层12、电传导光反射层13、透明阳极部14、发光元件部15、阴极部16。高折射率层12层叠在透光性基板11的一个面(第1面)11a上。电传导光反射层13层叠在高折射率层12的设置有透光性基板11的一侧的相反侧的相反面12a的一部分。透明阳极部14层叠在高折射率层12的相反面12a、且未层叠有电传导光反射层13的部分。发光元件部15层叠在透明阳极部14的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧。阴极部16层叠在发光元件部15的设置有透明阳极部14的一侧的相反侧。
另外,由透光性基板11、高折射率层12及电传导光反射层13构成本实施方式的EL元件用前面板1a。
透光性基板11由玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二酯)等塑料材质形成为片状。透光性基板11的厚度例如为0.3~3mm左右。一般来说,在透光性基板11较薄的情况下,能够将照明装置1弯曲,所以用于柔性用途。这种情况下,还能够在作为辊到辊的卷绕的长条基板上制造有机EL元件。此外,在透光性基板11较厚的情况下,能够用于需要刚性的用途。
高折射率层12例如可以使用丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、倍半硅氧烷等有机物质和无机物质的混合材料。
高折射率层12的厚度优选为0.5μm~100μm、更优选为0.5μm~30μm的范围。在高折射率层12中添加后述的具有光散射性的微粒子的情况下,需要使该微粒子的粒径小于高折射率层12的厚度。如果高折射率层12的厚度比0.5μm薄,则微粒子的粒径过小,光的散射性弱,不能作为散射材料起作用,并不优选。此外,如果高折射率层12的厚度比0.5μm薄,则由于干涉效应、隧道效应等的效应,不能作为几何光学的界面起作用。因此,不能将光在散射部18内充分地导波,因此并不优选。
此外,如果高折射率层12的厚度超过100μm,则高折射率层12的材料中含有的水分量过大,给发光元件部15带来损伤。此外,添加了后述的具有光散射性的微粒子时的表面粗糙度变大,成为漏电的原因。进而,高折射率层12作为散射层过厚,所以光的透射性变弱,并不优选。
此外,高折射率层12的与透明阳极部14相接的面的粗糙度优选为Ra<10nm。如果粗糙度比此更大,则即使对透明阳极部14的表面进行研磨,也不能足够地平滑,无法通过发光元件部15得到均匀的发光,因此并不优选。高折射率层12的与透明阳极部14相接的面的粗糙度的下限值没有特别限制,但Ra为0.05nm以上而较为平滑即可,即使比这更加平滑,对于发光面内的均匀性也没有影响,所以Ra为0.05nm以上的平滑即可。
高折射率层12的折射率优选为与发光元件部15同等的折射率或者更高。具体地说,高折射率层12的折射率优选为1.5以上。更具体地说,高折射率层12的折射率优选为1.5以上2.0以下。此外,如果高折射率层12的折射率为1.7以上,则能够提高光的取出效率,从透光性基板内取出更多量的光束。因此,尤其优选为高折射率层12的折射率为1.7以上1.85以下。
此外,优选为高折射率层12的折射率比透光性基板11的折射率高。
另外,在本发明中,高折射率层12的折射率指的是,透光性基板11的法线方向、或者照明装置1的观看方向上的折射率,即使存在折射率的各向异性,只要该方向上的折射率被设定在上述的范围即可,透光性基板11的面内方向上的高折射率层12的折射率可以是上述的范围外。
高折射率层12在透光性基板11的一个面11a上遍及整面地层叠。
电传导光反射层13由Al(铝)或Ag(银)等形成,是具有使电高效地传导的导电性、以及使光反射的光反射性的层。电传导光反射层13可以通过在高折射率层12上蒸镀上述材料而制作,这种情况下,如果电传导光反射层13的厚度为数10nm以上,则能够使光反射。电传导光反射层13在侧面观察时(沿着与透光性基板11的厚度方向D正交的方向观察时)形成为矩形状。
透明阳极部14层叠在电传导光反射层13的设置有高折射率层12的一侧的相反侧、以及前述的高折射率层12的相反面12a中的未层叠有电传导光反射层13的部分。透明阳极部14例如可以由ITO(氧化铟锡)等透明材料来形成。
另外,与厚度方向D平行地观察时,形成有电传导光反射层13的范围成为后述的反射光L2的导电反射部R1,未形成电传导光反射层13的范围成为开口部R2。
如图2所示,各开口部R2形成为矩形状,多个开口部R2排列为栅格状。通过将电传导光反射层13的各开口部R2像这样构成,每个开口部R2不会太醒目,看起来好像是多个开口部R2整体进行面发光。
透明阳极部14在高折射率层12的相反面12a侧遍及整面地层叠。
在本实施方式中,如图1所示,在透明阳极部14与发光元件部15之间层叠有电绝缘层17。电绝缘层17在透明阳极部14的发光元件部15侧的面的一部分至少形成在与电传导光反射层13在厚度方向D上重叠的范围。
换句话说,电绝缘层17至少形成在与导电反射部R1在厚度方向D上重叠的范围。
电绝缘层17是遮挡光的遮光性的层,可以由丙烯酸树脂或聚氨酯树脂等各种塑料材料、无机材料来形成。为了隔电(具有绝缘性),电绝缘层17的厚度优选为1nm~数100μm左右。电绝缘层17在侧面观察时形成为矩形状。
层叠有电绝缘层17的情况下,将电绝缘层17作为障壁通过喷墨印刷法来形成发光元件部15,从而能够避免形成发光元件部15的材料的浪费地制造照明装置1。
发光元件部15优选为使用使从电极注入的电荷移动而电子与空穴重新结合的材料。具体地说,可以使用三(8-羟基喹啉)铝络合物(Alq3)、双(苯并羟基喹啉)铍络合物(BeBq)、三(二苯甲酰基甲基)菲啰啉铕络合物(Eu(DBM)3(Phen))、二甲苯酰乙烯基联苯基(DTVBi)等。发光元件部15的厚度因构造而不同,但是优选为数100nm以下。
发光元件部15在透明阳极部14的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧遍及整面地层叠。
阴极部16与电传导光反射层13同样,由Al或Ag等形成,是具有导电性及光反射性的层。阴极部16的厚度优选为数nm~500nm。
阴极部16在发光元件部15的设置有电绝缘层17的一侧的相反侧遍及整面地层叠。
像这样构成的照明装置1的电传导光反射层13,可以通过蒸镀或蚀刻等公知的手法来形成为规定的图案形状。
透光性基板11、高折射率层12、电传导光反射层13、透明阳极部14等与以往的有机EL元件同样,可以通过公知的辊到辊方式来制造。
在这样构成并制造的照明装置1中,如图3所示,通常,由发光元件部15的发光部15a发出的光L1从透光性基板11向外部放射时,由于透光性基板11与空气A之间的折射率之差,在界面发生全反射而像光L2那样反射。这种情况下,光L2无法放射到外部而产生光损失。
但是,在照明装置1中,反射的光L2到达电传导光反射层13的高折射率层12侧的表面13a而反射,成为光L3。通过反射,光L3的朝向相对于光L1的朝向变化,能够将原本全反射而损失的光L2从透光性基板11取出到外部。
为了相对于光L1的朝向改变光L3的朝向,电传导光反射层13的表面13a优选为不平坦,而一定程度地粗糙。表面13a的算术平均粗糙度(Ra)例如优选为100μm以上500μm以下。
电传导光反射层13的表面13a更粗糙(算术平均粗糙度大)的情况下,如图4所示,光L2在电传导光反射层13的表面13a散射而成为散射光L4。这种情况下,能够得到与在高折射率层12中添加微粒子而使其具备散射效果同等的性能。
如以上说明所示,根据本实施方式的EL元件用前面板1A及照明装置1,具备电传导光反射层13。因此,即使由发光元件部15的发光部15a发出的光在透光性基板11与空气A的界面反射,也能够使该光在电传导光反射层13再次反射。由此,能够提高照明装置1的光取出效率而高效率地取出光。
电传导光反射层13沿着高折射率层12的相反面12a而配置。由此,即使电传导光反射层13自身不发光,从透光性基板11侧观察照明装置1时,看起来仿佛电传导光反射层13在发光。
照明装置1本来是通过电传导光反射层13而使得在透光性基板11与空气A的界面处全反射较少的构造。但是,照明装置1是对于全反射而返回元件侧(发光元件部15侧)的光,不是使其在照明装置1的阴极部16侧反射而是利用电传导光反射层13使其尽量反射的构造。因此,因全反射而返回的光透过发光元件部15而被吸收的可能性较低。
如果将透明阳极部14薄膜化,则透明阳极部14的电阻值上升,所以发光面的面内的发光分布变差。为了降低透明阳极部14的电阻值,加厚透明阳极部14是最简单的方法,但是光的透射率也下降(光不易透射透明阳极部14),所以处于折衷的关系。
此外,为了实现透明阳极部14的低电阻化,一般使用通过200℃左右或更高温度的退火、使透明阳极部14结晶化而降低电阻的方法。这种情况下,加热对象的基板需要能够承受该温度,基板的材料使用有机材料的情况下,可能会由于高温而材料劣化。
与此相对,在照明装置1的构成中,作为光的反射材料而使用的电传导光反射层13还贡献于透明阳极部14的低电阻化。因此,不需要在高温下将透明阳极部14退火。因此,透明阳极部14也可以使用ITO等一般的材料、或者PEdot等导电性高分子这样的较高电阻的材料。
像这样,电传导光反射层13不仅反射光,还起到降低透明阳极部14的电阻值的作用。由于具有电传导光反射层13,能够尽量减小透明阳极部14的厚度而减少光的吸收。
为了实现透明阳极部14的低电阻化,例如像上述的专利文献3所记载的那样,还有设置辅助布线的方法。但是,如果是一般的构造,设置有辅助布线的部位不发光,所以在照明装置的发光面内出现发光部和非发光部,损害产品的外观。
以与设置有电传导光反射层13的部位的透明阳极部14紧贴的方式、即沿厚度方向D观察时与电传导光反射层13重叠的方式,经由透明阳极部14配置电绝缘层17。由此,能够消除电传导光反射层13中损失的发光,不需要对发光元件部15形成图案,简化制造工序。
高折射率层12朝向发光元件部15侧,即,高折射率层12设置在比透光性基板11更靠发光元件部15侧。由此,能够使透光性基板11的表面(设置有高折射率层12的一侧的相反侧的面)变得平坦,能够简单地进行其表面的清扫,并且能够提高照明装置1的外观性。
此外,透光性基板11、高折射率层12、电传导光反射层13、透明阳极部14等可以如前述那样通过辊到辊方式来制造。因此,关于有机材料的制膜,也可以同样地通过辊到辊方式来制作。以往需要如下的制造工序:在玻璃基板上制作元件构造部,在塑料基材上成形光散射性的膜,然后经由粘接剂等使光散射性的膜紧贴在玻璃基板上。因此,与以往的制造工序相比,在本实施方式中,能够简化工序,提高制造的前置时间,有利于降低成本。
设沿厚度方向D观察时的发光元件部15的发光面积相对于整体面积的比例为开口率。这种情况下,开口率大则面内亮度变大,发光效率降低。相反,开口率小则发光效率变高,但是面内亮度降低。因此,需要根据面内亮度和发光效率哪个更重要来决定开口率。
在减小了开口率的情况下,电传导光反射层13的比例必然增加,由此,具有传递发光元件部15所产生的热而缓和照明装置1整体的温度上升的效果。由此,能够提高(延长)发光元件部15的寿命。
另外,在本实施方式中,高折射率层12也可以包含(内包)具有光散射性的微粒子(未图示)。通过像这样构成,具有从外部(从透光性基板11侧)观察时进一步遮挡电传导光反射层13的效果,从透光性基板11取出光的效果也进一步提高。前述的微粒子可以使用TiO2、SiO2、Al2O3、ZrO、CaCO3、BaSO4、Mg3Si4O10(OH)2等。此外,微粒子的粒径也可以使用数十nm~数百μm等各种各样的粒径。另外,微粒子的材质、粒径不限于此。
这种情况下,向高折射率层12的微粒子的添加量优选为40w%以下。添加量超过40w%时,微粒子凝聚,并不优选。
高折射率层12中不添加微粒子的情况下,如前述那样,有通过在电传导光反射层13与高折射率层12的界面形成凹凸来产生散射效果的方法。
通过在高折射率层12中包含微粒子,光在高折射率层12内散射而变得均匀。由此,能够减少作为面光源的光斑,并且使得光的角度分布均匀化。
在透光性基板11的设置有高折射率层12的一侧(第1面)的相反侧的面(第2面),也可以设置未图示的微小凹凸形状。作为微小凹凸形状,有外径为0.1μm~500μm左右的微透镜形状(例如半球状或椭圆球状)、四方锥形状、散布着微小粒子的形状等。任一形状的微小凹凸形状都是为了改变光的散射方向,从而将照明装置1中发出的光从透光性基板11取出到外侧。
通过在透光性基板11设置微小凹凸形状,能够控制光的射出角度及光取出效率。
也可以在透光性基板11中包含具有光散射性的微粒子。作为该微粒子,可以使用与高折射率层12所使用的微粒子同样地构成的微粒子。
通过在透光性基板11中包含微粒子,能够控制光的配光特性。
在本实施方式中,电传导光反射层13及电绝缘层17在侧面观察时形成为矩形状。但是,如图5所示,电传导光反射层13及电绝缘层17也可以形成为随着朝向透光性基板11而宽度变窄的锥形状。
各开口部R2的形状及多个开口部R2的配置也可以如下那样变形。例如,在图6所示的例子中,各开口部R2形成为矩形状,多个开口部R2配置为蜂窝状(千鸟格状)。通过像这样构成电传导光反射层13的各开口部R2,能够将相邻的开口部R2彼此的间隔设为等间隔,所以能够提高光取出效率。
此外,在图7所示的例子中,各开口部R2形成为圆形状,多个开口部R2配置为蜂窝状。通过像这样构成电传导光反射层13的各开口部R2,能够将相邻的开口部R2彼此的间隔进一步设为等间隔。因此,能够进一步提高光取出效率。
如图8所示的照明装置2那样,除了照明装置1的各构成之外,也可以在透光性基板11的表面对准地配置半圆柱状的透镜21。通过像这样构成,能够提高光的利用效率。
以上参照附图详细说明了本发明的第1实施方式,但是具体的构成不限于该实施方式,也包含不脱离本发明的主旨的范围的构成的变更、组合、删除等。
例如,照明装置1具备电绝缘层17,但是照明装置1也可以不具备电绝缘层17。这样构成的情况下,通过向透明阳极部14与阴极部16之间施加电压,也能够使发光元件部15发光。
此外,在第1实施方式中,也可以如图9所示的照明装置3那样,相对于照明装置1的各构成,使在厚度方向D上夹着发光元件部15的阳极和阴极颠倒位置。具体地说,照明装置3取代照明装置1的透明阳极部14、阴极部16而具备透明阴极部26、阳极部27。
透明阴极部26与透明阳极部14同样,层叠在高折射率层12的相反面12a且未层叠有电传导光反射层13的部分、以及电传导光反射层13的设置有高折射率层12的一侧的相反侧。透明阴极部26可以由与透明阳极部14相同的透明材料形成。
在该例中,发光元件部15层叠在透明阴极部26的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧。
阳极部27层叠在发光元件部15的设置有透明阴极部26的一侧的相反侧。阳极部27可以由与阴极部16相同的材料形成。
通过这样构成的照明装置3,也能够实现与所述实施方式的照明装置1同样的效果。
<第2实施方式>
如图10所示,本发明的第2实施方式的照明装置10具备:透光性基板11、高折射率层12、透明阳极部14、电传导光反射层13、发光元件部15、阴极部16。高折射率层12层叠在透光性基板11的一个面11a(第1面)。透明阳极部14层叠在高折射率层12的设置有透光性基板11的一侧的相反侧。电传导光反射层13层叠在透明阳极部14的设置有高折射率层12的一侧的相反侧的相反面14a的一部分。阴极部16层叠在发光元件部15的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧。发光元件部15层叠在透明阳极部14的相反面14a且未层叠有电传导光反射层13的部分。
此外,在本实施方式中,由透光性基板11、高折射率层12、透明阳极部14及电传导光反射层13构成本发明的EL元件用前面板10a。
另外,对于与第1实施方式相同的构成部分附加同一符号,并省略重复的说明。
本实施方式与第1实施方式的不同点在于,透明阳极部14在高折射率层12的设置有透光性基板11的一侧的相反侧遍及整面地层叠。
此外,电传导光反射层13在侧面观察时(从与透光性基板11的厚度方向D正交的方向观察时)形成为矩形状。电传导光反射层13可以通过在透明阳极部14上蒸镀Al或Ag等而形成,这种情况下,如果厚度为数10nm以上,则能够使光反射。
另外,在本实施方式中,与厚度方向D平行地观察时,层叠有电传导光反射层13的范围成为后述的反射光L2的导电反射部R1,未层叠有电传导光反射层13的范围成为开口部R2。
如图11所示,各开口部R2形成为矩形状,多个开口部R2排列为栅格状。通过像这样构成电传导光反射层13的各开口部R2,每个开口部R2不会变得醒目,看起来仿佛多个开口部R2整体在进行面发光。
在本实施方式中,如图10所示,照明装置10以覆盖透明阳极部14上层叠的电传导光反射层13的方式,在电传导光反射层13与发光元件部15之间具备电绝缘层17。为了隔电(具有绝缘性),电绝缘层17的厚度优选为1nm~数100μm左右。
在该例中,电绝缘层17分别层叠在电传导光反射层13的设置有透明阳极部14的一侧的相反侧的面、以及沿着透明阳极部14的相反面14a而相邻的电传导光反射层13的对置的侧面13a,覆盖电传导光反射层13。即,电绝缘层17将电传导光反射层13和发光元件部15完全绝缘。
在本实施方式中,在层叠了电绝缘层17的情况下,将电绝缘层17作为障壁通过喷墨印刷法来形成发光元件部15,从而能够避免形成发光元件部15的材料的浪费地制造照明装置1。
发光元件部15在电传导光反射层13的设置有透明阳极部14的一侧的相反侧经由电绝缘层17而层叠,并且在前述的透明阳极部14的相反面14a且未层叠有电传导光反射层13的部分层叠。
发光元件部15相对于透明阳极部14及电绝缘层17,在设置有高折射率层12的一侧的相反侧遍及整面地层叠。发光元件部15的一部分与透明阳极部14直接接触。
在本实施方式中,阴极部16在发光元件部15的设置有电绝缘层17的一侧的相反侧遍及整面地层叠。
这样构成的照明装置10的电传导光反射层13,可以通过蒸镀或蚀刻等公知的手法来形成为规定的图案形状。
透光性基板11、高折射率层12、透明阳极部14、电传导光反射层13等可以与以往的有机EL元件同样,利用公知的辊到辊方式来制造。
在这样构成并制造的照明装置10中,如图12所示,通常,由发光元件部15的发光部15a发出的光L1从透光性基板11向外部放射时,由于透光性基板11与空气A的折射率之差,在界面发生全反射而像光L2那样被反射。这种情况下,光L2无法放射到外部而产生光损失。
但是,在照明装置10中,反射的光L2到达电传导光反射层13的透明阳极部14侧的表面13b而反射,成为光L3。由于在电传导光反射层13的表面13b反射,使得光L3的朝向相对于光L1的朝向变化,能够将原本全反射而损失的光L2从透光性基板11取出到外部。
为了相对于光L1的朝向改变光L3的朝向,电传导光反射层13的表面13b优选为不平坦而一定程度地粗糙。表面13b的算术平均粗糙度(Ra)例如优选为100μm以上500μm以下。
电传导光反射层13的表面13b更粗糙的情况下(算术平均粗糙度大),如图13所示,光L2在电传导光反射层13的表面13b散射而成为散射光L4。这种情况下,能够得到与在高折射率层12中添加微粒子而具备散射效果同等的性能。
如以上说明,根据本实施方式的EL元件用前面板10a及照明装置10,具备电传导光反射层13,所以即使发光元件部15的发光部15a发出的光在透光性基板11与空气A的界面反射,也能够使该光在电传导光反射层13再次反射。由此,能够提高照明装置10的光取出效率而高效率地取出光。
电传导光反射层13沿着透明阳极部14的相反面14a配置,所以即使电传导光反射层13自身不发光,从透光性基板11侧观察照明装置10时,看起来也仿佛电传导光反射层13在发光一样。
照明装置10本来是通过电传导光反射层13而使透光性基板11与空气A的界面处的全反射较少的构造。但是照明装置10为对于全反射而返回元件侧(发光元件部15侧)的光,不是使其在照明装置10的阴极部16侧反射,而是利用电传导光反射层13使其尽量反射的构造,所以因全反射而返回的光透射发光元件部15而被吸收的可能性较低。
若将透明阳极部14薄膜化,则透明阳极部14的电阻值上升,所以发光面的面内的发光分布变差。为了降低透明阳极部14的电阻值,加厚透明阳极部14是最简单的方法,但是光的透射率下降(光不易透射透明阳极部14),所以处于折衷的关系。
此外,为了实现透明阳极部14的低电阻化,一般使用通过200℃左右或更高温度的退火使透明阳极部14结晶化而降低电阻的方法。这种情况下,加热对象的基板需要能够承受该温度,基板的材料使用有机材料的情况下,可能会因高温而材料劣化。
与此相对,在照明装置10的构成中,作为光的反射材料而使用的电传导光反射层13也贡献于透明阳极部14的低电阻化。因此,不需要在高温下将透明阳极部14退火。因此,透明阳极部14也可以使用ITO等一般的材料或PEdot等导电性高分子这样的较高电阻的材料。
像这样,电传导光反射层13除了光的反射之外,还起到降低透明阳极部14的电阻值的作用。通过具备电传导光反射层13,能够尽量减小透明阳极部14的厚度,减少光的吸收。
为了实现透明阳极部14的低电阻化,例如有上述的专利文献3所记载的设置辅助布线的方法。但是,如果是一般的构造,设置有辅助布线的部位不发光,所以在照明装置的发光面内出现发光部和非发光部,损害产品的外观。
以覆盖透明阳极部14上层叠的电传导光反射层13的方式配置电绝缘层17。由此,能够消除电传导光反射层13中损失的发光,不需要对发光元件部15形成图案,能够简化制造工序。
通过使高折射率层12的折射率为1.7以上,能够提高光取出效率。
高折射率层12朝向发光元件部15侧、即高折射率层12设置在比透光性基板11更靠发光元件部15侧。由此,能够使得透光性基板11的表面(设置有高折射率层12的一侧的相反侧的面)变得平坦,能够简单地进行其表面的清扫,并且能够提高照明装置10的外观。
此外,透光性基板11、高折射率层12、透明阳极部14、电传导光反射层13等可以如前述那样通过辊到辊方式来制造,所以对于有机材料的制膜,也能够同样地通过辊到辊方式来制作。以往需要如下的制造工序:在玻璃基板上制作元件构造部,在塑料基材上成形光散射性的膜,然后经由粘接剂等在玻璃基板上紧贴光散射性的膜。因此,与以往的制造工序相比,在本实施方式中,能够简化工序,提高制造的前置时间,有利于降低成本。
将沿厚度方向D观察时的发光元件部15的发光面积相对于整体面积的比例设为开口率。这种情况下,开口率大则面内亮度变大,但是发光效率下降。相反,开口率小则发光效率提高,但是面内亮度降低。因此,需要根据面内亮度和发光效率哪个更重要来决定开口率。
在减小了开口率的情况下,电传导光反射层13的比例必然增大,由此,具有传递发光元件部15产生的热而缓和作为照明装置10整体的温度上升的效果。由此,能够提高(延长)发光元件部15的寿命。
此外,在该构造中,不需要对透明阳极部14形成图案就能够制膜,并且透明阳极部14没有凹凸部而平坦,所以具有能够进行对于有机EL元件来说所必须的透明阳极部14的表面研磨的优点。
另外,在本实施方式中,高折射率层12也可以包含(内包)具有光散射性的微粒子(未图示)。通过像这样构成,有从外部(从透光性基板11侧)观察时进一步遮挡电传导光反射层13的效果,并且还能够提高从透光性基板11取出光的效果。前述的微粒子可以使用TiO2、SiO2、Al2O3、ZrO、CaCO3、BaSO4、Mg3Si4O10(OH)2等。此外,微粒子的粒径也可以使用数十nm~数百μm等各种各样的粒径。另外,微粒子的材质、粒径不限于此。
这种情况下,向高折射率层12的微粒子的添加量优选为40w%以下。如果添加量超过40w%,则微粒子凝聚,并不优选。
高折射率层12中不添加微粒子的情况下,如前述那样,有通过在电传导光反射层13与透明阳极部14的界面、即前述的电传导光反射层13的表面13b形成凹凸而带来散射效果的方法。
通过在高折射率层12中包含微粒子,光在高折射率层12内散射而使光均匀化。由此,能够减少作为面光源的光斑,并且使光的角度分布均匀化。
也可以在透光性基板11的设置有高折射率层12的一侧(第1面)的相反侧的面(第2面)设置未图示的微小凹凸形状。作为微小凹凸形状,有外径为0.1μm~500μm左右的微透镜形状(例如半球状或椭圆球状)、四方锥形状、散布着微小粒子的形状等。任一形状的微小凹凸形状都是为了改变光的散射方向,将照明装置1中发出的光从透光性基板11取出到外侧。
通过在透光性基板11设置微小凹凸形状,能够控制光的射出角度及光取出效率。
也可以在透光性基板11中包含具有光散射性的微粒子。作为该微粒子,可以使用与高折射率层12所使用的微粒子同样地构成的微粒子。
通过在透光性基板11中包含微粒子,能够控制光的配光特性。
在本实施方式中,电传导光反射层13在侧面观察时形成为矩形状。
但是,如图514所示,电传导光反射层13也可以形成为随着朝向透光性基板11而宽度变窄的锥形状。
各开口部R2的形状及多个开口部R2的配置可以如下那样变形。例如,在图15所示的例子中,各开口部R2形成为矩形状,多个开口部R2配置为蜂窝状(千鸟格状)。通过像这样构成电传导光反射层13的各开口部R2,能够使得相邻的开口部R2彼此的间隔成为等间隔,所以能够提高光取出效率。
此外,在图16所示的例子中,各开口部R2形成为圆形状,多个开口部R2配置为蜂窝状。通过像这样构成电传导光反射层13的各开口部R2,能够使得相邻的开口部R2彼此的间隔进一步成为等间隔。因此,能够进一步提高光取出效率。
如图17所示的照明装置20那样,除了照明装置10的各构成之外,也可以在透光性基板11的表面对准地配置半圆柱状的透镜21。通过像这样构成,能够提高光的利用效率。
以上参照附图详细说明了本发明的第2实施方式,但是具体的构成不限于该实施方式,也包含不脱离本发明的主旨的范围的构成的变更、组合、删除等。
例如,照明装置10具备电绝缘层17,但是照明装置10也可以不具备电绝缘层17。这样构成的情况下,通过向透明阳极部14与阴极部16之间施加电压,也能够使发光元件部15发光。
此外,在所述实施方式中,如图18所示的照明装置30那样,也可以相对于照明装置10的各构成,使在厚度方向D上夹着发光元件部1的阳极和阴极颠倒位置。具体地说,照明装置3取代照明装置1的透明阳极部14、阴极部16而具备透明阴极部26、阳极部27。
透明阴极部26与透明阳极部14同样,层叠在高折射率层12的设置有透光性基板11的一侧的相反侧。透明阴极部26可以由与透明阳极部14相同的透明的材料形成。
在该例子中,发光元件部15层叠在电传导光反射层13的设置有透明阴极部26的一侧的相反侧。
阳极部27层叠在发光元件部15的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧。
阳极部27可以由与阴极部16相同的材料形成。
通过这样构成的照明装置30,也能够实现与第2实施方式的照明装置10同样的效果。
<第3实施方式>
本发明的第3实施方式的照明装置(有机EL元件)100如图19、图20所示,具备:透光性基板11、高折射率层12、高折射散射层(散射部)18、电传导光反射层13、透明阳极部14、电绝缘层17、发光元件部15、阴极部16。高折射率层12层叠在透光性基板11上。高折射散射层(散射部)18层叠在高折射率层12的一部分。电传导光反射层13层叠在高折射散射层18上。透明阳极部14以覆盖高折射率层12的未层叠有高折射散射层(散射部)18的部分、电传导光反射层13及高折射散射层的对置的侧面、以及电传导光反射层13的方式层叠。电绝缘层17层叠在透明阳极部14上。发光元件部15层叠在电绝缘层17上。阴极部16层叠在发光元件部15上。
照明装置1如图19、图20所示,具有发光元件部15的发光的发光区域R4及其周围的非发光区域R3。
在本实施方式中,透光性基板侧11、高折射率层12、高折射散射层(散射部)18、电传导光反射层13构成有机EL元件用前面板100a。
另外,对于与第1实施方式相同的构成部分附加相同的符号并省略重复的说明。
在本实施方式中,透明阳极部14层叠在高折射率层12的设置有透光性基板11的一侧的相反侧。透明阳极部14根据有机EL元件的类型,来决定是层叠于整面的整面层叠还是层叠于形成了图案的部分的局部层叠。在本实施方式中,透明阳极部14仅在后述的发光区域R4与高折射率层12接触,在后述的非发光区域R3,在与高折射率层12之间层叠有高折射散射层(散射部)18和电传导光反射层13。另外,本实施方式与第1实施方式的不同点在于,在高折射率层12与电传导光反射层13之间设置有高折射散射层(散射部)18。
高折射散射层(散射部)18由与高折射率层12同等的材料构成,可以在之中添加后述的具有光散射性的微粒子。这种情况下,需要使微粒子的粒径比高折射散射层18的厚度更小。
散射性微粒子(微粒子)可以应用TiO2、SiO2、Al2O3、ZrO、CaCO3、BaSO4、Mg3Si4O10(OH)2等,粒径也可以应用数十nm~数百μm等各种各样的粒子。但是,如果粒径较小,则散射效果不够,特别是粒径小于100nm时,无法得到充分的散射效果。此外,如果尺寸变大则散射效果增加,但是有极限,即使添加30μm以上的粒径填充物,也无法期待进一步的散射效果。因此,散射性微粒子的粒径优选为在100nm~30μm范围内调整。
此外,如果高折射散射层18的厚度比0.5μm薄,则可添加的微粒子的粒径过小,光的散射性变弱,不能作为散射材料起作用,并不优选。
高折射散射层(散射部)18仅设置在后述的非发光区域R3,在发光区域R4不设置。
另外,在本实施方式中,也可以使高折射散射层18与高折射率层12成为一体,仅仅在是否含有微粒子上将后述的非发光区域R3和发光区域R4的区域区分形成。
电传导光反射层13由Mo(钼)、Ni(镍)、Al(铝)、Ag(银)等形成,是具有良好地传导电的导电性、以及使光反射的光反射性的层。
电传导光反射层13也可以通过在高折射率层12(高折射散射层18)上蒸镀上述材料来制作,这种情况下,如果电传导光反射层13的厚度为数10nm以上,则能够较强地反射光。这种情况下,不仅使光反射,电传导光反射层13和透明阳极部14一起还具有降低整体的电阻值的效果。作为电传导光反射层13和透明阳极部14的合计,膜厚越厚则电阻值越低,但是材料成本也增加,即使进行蒸镀,厚膜化也存在极限。因此,作为电传导光反射层13的厚度的上限,优选为10μm左右。电传导光反射层13在侧面观察时(沿着与透光性基板11的厚度方向正交的方向观察时)形成为矩形状。
电传导光反射层13例如可以设为从透光性基板11侧起为Mo/Al/Mo的层叠构造,作为Al/Mo或Al/Ni、Ag/Mo、Ag/Ni在成为观看侧的透光性基板11侧设置反射率高的Al、Ag等。
这种情况下,Mo的反射率低,但是可以作为对于由ITO等构成的透明阳极部14或发光元件部15的壁垒层起作用。
电传导光反射层13可以与形成了图案的透明阳极部14相对应地层叠,也可以层叠在非发光区域R3的整体。
本实施方式的照明装置100如图19所示,高折射散射层(散射部)18及电传导光反射层13层叠在除了发光区域R4之外的非发光区域R3整面。由此,从电传导光反射层13的设置有透光性基板11的一侧的相反侧的面观察时,发光区域R4成为设置于非发光区域R3的孔部。即,形成了内壁由高折射散射层(散射部)18及电传导光反射层13的双层构成、且底面为高折射率层12的凹部。此外,透明阳极部14层叠在上述凹部的内面全部、以及其外侧的非发光区域R3的整面。另外,不限于此,透明阳极部14也可以层叠在上述凹部的内面全部,并且在其外侧的非发光区域R3以规定的形状形成图案。
进而,发光元件部15在内壁由高折射散射层(散射部)18及电传导光反射层13的双层构成、且底面为高折射率层12的凹部中,层叠在其内面的透明阳极部14表面全部、以及其外侧的非发光区域R3的整面。
电绝缘层(绝缘层)17以覆盖非发光区域R3中的发光元件部15的方式层叠。
电绝缘层17是遮挡光的遮光性的层,可以由丙烯酸树脂或聚氨酯树脂等多种塑料材料、无机材料形成。另外,将电绝缘层17形成在非发光区域R3整面的情况下,为了向透明电极14隔电(具有绝缘性),电绝缘层17的厚度为1nm以上即可。但是,电绝缘层17有一定程度的粗糙度的情况下,需要设为厚膜。此外,还需要考虑形成电绝缘层17的衬底的粗糙度,相对于衬底的表面粗糙度Ra设置10倍左右的厚度时,能够得到充分的电绝缘性,所以能够防止漏电等,在安全性方面较为优选。
另外,如图20所示,沿观看方向观察时,层叠有电绝缘层17的范围成为后述的将光L2反射的导电反射部(非发光区域)R3。未层叠有电绝缘层17的范围成为发光元件部15的发光的开口部(发光区域)R4。
如图20所示,各发光区域R4形成为岛状,多个发光区域R4具有规定的间隔而排列为密排六方状。如果开口部(发光区域)R4为圆形,则发出的光高效地扩散到非发光区域R3的高折射散射层(散射部)18而被取出到外部,所以得到高的外部发光效率而优选。此外,如果开口部(发光区域)R4配置为密排六方状,则能够使导电反射部(非发光区域)R3中的、来自开口部(发光区域)R4的光不到达的区域成为最小限度,因此优选。
通过电绝缘层17将各发光区域R4像这样构成,每个发光区域R4变得不那么醒目,看起来仿佛由多个发光区域R4整体进行面发光。
在本实施方式中,电绝缘层17沿着非发光区域R3中的透明阳极部14的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧的面、以及发光区域R4中的形成于上述凹部的透明阳极部14之中的凹部的内侧壁面而层叠。此外,在非发光区域R3,透明阳极部14被形成图案的情况下,与透明阳极部14的有无无关,覆盖电传导光反射层13地层叠电绝缘层17。其结果,在非发光区域R3的整个区域层叠电绝缘层17。发光元件部15的一部分在凹部的底面与透明阳极部14直接接触。
发光元件部15在透明阳极部14的设置有电传导光反射层13的一侧的相反侧经由电绝缘层17而层叠。在本实施方式中,发光元件部15在发光区域R4及非发光区域R3的整面层叠。
阴极部16在发光区域R4中的发光元件部15的整面、以及非发光区域R3中的发光元件部15的设置有电绝缘层17的一侧的相反侧层叠。在非发光区域R3中,与透明阳极部14同样,应用层叠于整面的整面层叠还是层叠于形成了图案的部分的局部层叠。
在本实施方式中的照明装置100中,如图19所示,发光区域R4中的从发光元件部15到透光性基板11的厚度尺寸B和发光区域R4的径尺寸A被设定为满足B>(A/2)。如果不符合该设定,则全反射的光再次返回发光元件侧的可能性变高,由于元件侧的反射率低,因此该部分成为光损失。
在这样构成的照明装置100中,透光性基板11、高折射率层12、透明阳极部14、电绝缘层17、发光元件部15、阴极部16、高折射散射层(散射部)18、电传导光反射层13等与以往的有机EL元件同样,可以通过蒸镀或蚀刻等公知的手法而形成为规定的图案形状,并且通过公知的辊到辊方式来制造。
以下说明本实施方式中的照明装置100的制造方法。
图21A~图24C是表示本实施方式中的照明装置的制造方法的工序截面图。
本实施方式中的照明装置100的制造方法中,首先,作为透光性基板准备工序,如图21A所示,准备透光性基板11。在此,根据透光性基板11的厚度,较薄的情况下可以选择辊到辊方式的制造,较厚的情况下,作为多个区域的有机EL元件可以采用单张的处理。
接着,作为高折射率层涂覆工序,如图21B所示,在透光性基板11的需要的区域整面通过涂覆或粘贴等方法层叠上述的高折射率层12。
接着,作为高折射散射层涂覆工序,如图21C所示,在高折射率层12上的设置有透光性基板11的一侧的相反侧的面上,在需要的区域整面地通过涂覆或粘贴等方法层叠上述的高折射散射层(散射部)18。
接着,作为高折射散射层图案形成工序,如图21D所示,在高折射率层12上成为非发光区域R3的部分,通过光刻法等形成掩膜M。然后,如图21E所示,对于高折射散射层(散射部)18,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法仅将成为发光区域R4的部分除去,形成到达高折射率层12的凹部。
接着,作为电传导光反射层成膜工序,如图22A所示,在高折射率层12及高折射散射层(散射部)18上的整面,通过蒸镀或溅射等方法层叠上述的电传导光反射层13。
接着,作为电传导光反射层图案形成工序,如图22B所示,在电传导光反射层13上成为非发光区域R3的部分,通过光刻法等形成掩膜M。然后,如图22C所示,对于电传导光反射层13,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法仅将成为发光区域R4的部分除去,形成到达高折射率层12的凹部。
如图22C所示,将掩膜M除去后,作为透明阳极部成膜工序,如图22D所示,在高折射率层12上的非发光区域R3区域整面及上述凹部的内部,通过溅射等方法层叠上述的透明阳极部14。
接着,作为阳极部图案形成工序,如图23A所示,在透明阳极部14上上在需要的部分,通过光刻法等形成掩膜M,对于透明阳极部14,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法进行图案形成,以成为所需的形状。
接着,作为电绝缘层成膜工序,如图23B所示,在透明阳极部14上、电传导光反射层13上及成为发光区域R4的凹部内的整面,层叠上述的电绝缘层17。
接着,作为电绝缘层图案形成工序,如图23C所示,在电绝缘层17上成为非发光区域R3的部分,通过光刻法等形成掩膜M。然后,如图24A所示,对于电绝缘层17,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法仅将成为发光区域R4的部分除去,使发光区域R4的透明阳极部14露出。
将掩膜M除去后,作为发光层成膜工序,如图24B所示,在电绝缘层17和发光区域R4的露出的透明阳极部14上的整面,通过上述的蒸镀等方法层叠上述的发光元件部15。
接着,作为阴极成膜工序,如图24C所示,在发光元件部15上的需要的区域整面,通过蒸镀或溅射等方法层叠上述的阴极部16。如果需要,在通过光刻等进行图案形成之后,进行密封等最终工序而完成照明装置100。
以下,说明这样构成并制造的本照明装置100中的光的高效的取出。
通常,在没有高折射率层12的情况下,由发光区域R4的发光元件部15发出的光从透光性基板11向外部放射时,由于透光性基板11与内部的透明阳极部14的折射率之差,在界面发生全反射而朝向层叠部分的内侧反射。
同样,由发光区域R4的发光元件部15发出的光,由于透光性基板11与外部的空气的折射率之差,在界面发生全反射而朝向层叠部分的内侧反射。
在这种状态下,光不会放射到有机EL元件(照明装置)的外部而发生光损失。
但是,在本实施方式的照明装置100中,如图19所示,由于设置有高折射率层12,所以由发光区域R4的发光元件部15发出的光L1在高折射率层12与透光性基板11的界面发生全反射而成为光L2。
该光L2由于高折射散射层(散射部)18内部含有的微粒子而散射并到达电传导光反射层13。因此,光L3的朝向相对于光L1的朝向变化,原本应该全反射而损失的光L2能够从透光性基板11取出到外部。
为了相对于光L1的朝向改变光L3的朝向,可以将高折射散射层(散射部)18所含有的微粒子(填充物)的大小、密度等设定为规定的值。
同样,由于透光性基板11与外部的空气的折射率之差,由发光区域R4的发光元件部15发出的光L4也在界面发生全反射而成为光L5。该光L5也通过高折射散射层(散射部)18内部含有的微粒子而散射并到达电传导光反射层13。因此,光的朝向变化,原本应该全反射而损失的光L4能够从透光性基板11取出到外部。
进而,在实施方式的照明装置100中,电传导光反射层13的表面,作为散射部也可以不是平坦的,而是设定为一定程度的粗糙度。
由此,如图19所示,由发光区域R4的发光元件部15发出的光L1在界面反射而成的光L2,到达电传导光反射层13的透明阳极部14侧的表面而反射,成为光L3。通过被电传导光反射层13反射,光L3的朝向相对于光L1的朝向变化,原本应该全反射而损失的光L2能够从透光性基板11取出到外部。为了相对于光L1的朝向改变光L3的朝向,电传导光反射层13的表面的算术平均粗糙度(Ra)例如优选为100μm以上500μm以下。
电传导光反射层13的表面更粗糙(算术平均粗糙度大)的情况下,与图19所示的高折射散射层(散射部)18同样,光L2在电传导光反射层13的表面散射而成为散射光L3。
像这样,能够对电传导光反射层13赋予与高折射散射层(散射部)18同等的性能。进而,还可以在高折射率层12中添加微粒子而获得散射效果。
此外,电传导光反射层13沿着成为从发光区域R4放射的光的放射方向的位置,配置在成为发光区域R4的全周的非发光区域R3整体。因此,从外部观看照明装置时,尽管电传导光反射层13不发光,但是看起来仿佛电传导光反射层13在发光,由此,看起来好像在进行面发光。此外,通过在高折射散射层(散射部)18中添加散射性微粒子(微粒子),无论是有机EL元件(面板)等照明装置1的非点亮时还是点亮时,都具有从外部观看时更好地遮挡电传导光反射层13本身的效果。此外,还具有进一步提高从透光性基板11取出光的效果的效果。
此外,高折射散射层(散射部)18中含有的散射性微粒子的添加量优选为40wt%以下,如果是其以上,则散射微粒子凝聚,并不优选。此外,如果添加量少于5wt%,则无法得到充分的散射效果,所以并不优选。因此,作为散射性微粒子的添加量,优选为5wt%~40wt%。此外,为了实现高折射率化,可以添加ZrO2或TiO2等微粒子来控制折射率。
此外,高折射率层12及高折射散射层(散射部)18的厚度之和优选为1~100μm的范围。高折射率层12及高折射散射层18的厚度之和小于1μm而较薄时,需要使得添加的散射性微粒子的粒径小于厚度。因此,微粒子的粒径过小而光的散射性变弱,不能作为散射材起作用,所以并不优选。此外,厚度之和为100μm以上的情况下,材料中含有的水分量过大,可能会损害发光元件部15。此外,添加散射微粒子时的表面粗糙度变得过大,可能会成为漏电的原因。进而,厚度之和为100μm以上的情况下,作为散射层过厚,所以光的透射性变弱,因此并不优选。
此外,作为照明装置100,将发光的面积相对于发光元件整体的面积的比例设为开口率时,由(发光区域R4/发光区域R4+非发光区域R3)示出的开口率较大的情况下,发光元件的亮度值变大,但是发光效率下降。相反,开口率较小的情况下,发光效率变高,但是面内亮度下降。因此,需要根据面内亮度和发光效率哪个更重要来决定开口率。
在实施方式的照明装置100中,如图19所示,将凹部内壁中的发光元件部15的间隔设为A,将发光区域R4中从与透明阳极部14相接的发光元件部15到透光性基板11的距离(从发光元件部15的与透明阳极部14相接的面到透光性基板11的与高折射率层相接的面的距离)设为B的情况下,优选为B>(A/2)。B<(A/2)的情况下,在玻璃表面全反射的光再次返回发光面侧的可能性变高,其结果,取出效率降低。再次,发光元件部15的间隔A可以作为发光区域R4的径尺寸来设定。
此外,在减小了开口率的情况下,电传导光反射层13的表面积比例必然增加。由此,具有传递发光元件的热而缓和元件整体的热上升的效果。并且,由此,能够提高照明装置(发光元件)100的寿命。
此外,在本实施方式的照明装置100中,通过高折射散射层(散射部)18的散射而将光取出到外部,所以也可以不向高折射率层12添加散射微粒子。不向高折射率层12添加散射微粒子的情况下,在高折射率层12与透明阳极部14的界面不会因散射微粒子而产生凹凸。因此,透明阳极部14与发光元件部15的界面也不会因为衬底的影响而成为粗糙面。因此,能够容易地使透明阳极部14与发光元件部15的界面平滑化而得到均匀的发光,因此是优选的。
这时,通过将发光区域R4中从发光元件部15到透光性基板11的厚度尺寸B和发光区域R4的径尺寸A设定为满足B>(A/2),能够减少从发光元件部15发出的光在透光性基板11与高折射率层12的界面发生全反射而返回发光元件部15的情况。由此,能够在非发光区域R3高效地取出光。
此外,不设置高折射散射层18的情况下,也可以在电传导光反射层13与高折射率层12的界面作为散射部设置凹凸,由此获得散射效果。
此外,通过使高折射率层12朝向发光元件部侧,能够使透光性基板的表面变得平坦。因此,便于清扫且提高外观性能。
此外,透光性基板11、高折射率层12、高折射散射层18、电传导光反射层13、透明阳极部14等的构成可以通过辊到辊方式来制造。因此,有机材料的制膜也可以同样地通过辊到辊来制作。以往,在玻璃基板上制造元件构造部,在塑料基材上成形光散射性的膜,然后经由粘接剂等在玻璃基板上紧贴光散射性的膜。即,与以往的制造工序相比,能够简化工序而提高制造的前置时间,实现低成本化。
将透明阳极部14薄膜化意味着,作为阳极的电阻值上升。
有机EL元件的供电多数情况下从发光面的端部进行,从端部进行了供电的情况下,由于透明电极的电阻导致的压降,难以将发光面内的电流密度保持为均匀。由此,发光面中央附近的发光量减少,所以发光面的面内的明亮度的分布变差。为了降低阳极的电阻值,将厚度加厚是最简单的方法,但是发光对于外部的透射率降低,所以处于折衷的关系。
此外,为了实现透明阳极部14的低电阻化,通常附加通过200℃左右或更高温度的退火使透明阳极部14结晶化而降低电阻的工序。这种情况下,加热对象的基板需要能够承受该温度,材料使用有机材料的情况下,材料可能会因高温而劣化。与此相对,根据本实施方式中的构成,作为光的反射材料使用的电传导光反射层13还贡献于透明阳极部14的低电阻化,所以对透明阳极部14的高温下的退火不是绝对必须条件,本实施方式中的构成的情况下,即使不进行退火,也能够充分地抑制阳极的电阻值。因此,在本实施方式的构成中,透明阳极部14除了ITO等一般的材料之外,还可以使用PEdot等导电性高分子这样的较高电阻的材料。
进而,不会像专利文献3那样设置有辅助布线的部分不发光,所以不会在照明装置的发光面内出现发光的部分和非发光的部分,不会损害产品的外观性。
在本实施方式的照明装置100中,采用了通过电传导光反射层13而使透光性基板11和空气界面处的全反射较少的构造,但是是关于全反射而返回元件侧的光,尽量不在元件的阴极侧使其反射,而是通过电传导光反射层13使其反射的构造。因此,能够避免因全反射而返回的光穿过发光元件部15而被吸收。
在本实施方式中,电传导光反射层13除了光的反射之外,还起到降低透明阳极部14的电阻值的作用,通过具备电传导光反射层13,能够尽量减薄透明阳极部14的厚度,减低从照明装置100中的发光元件部15发出的光中的被吸收的比例。
通过以与透明阳极部14的设有电传导光反射层13的部位紧贴的方式设置电绝缘层17,能够消除电传导光反射层13中隐藏的部分的成为损失的发光。此外,在发光元件部15的层叠中,不需要在该发光元件部15形成图案,能够简化制造工序。
因此,在本实施方式中的照明装置100中,能够保持透明阳极部14中的低电阻,并且提高光的取出效率。
如以上说明,根据本实施方式的采用EL元件的照明装置100,具备高折射率层12、高折射散射层18、电传导光反射层13,所以即使由发光元件部15发出的光在透光性基板11的界面反射,也能够使该光在电传导光反射层13再次反射。由此,能够提高照明装置1的光取出效率,高效地将光取出。
电传导光反射层13配置在位于发光区域R4周围的非发光区域R3。因此,从透光性基板11侧观看照明装置100时,即使电传导光反射层13自身不发光,看起来仿佛电传导光反射层13在发光一样。像这样,照明装置100不使全反射并返回元件侧(发光元件部15侧)的光在照明装置1的阴极部16侧反射,而是尽量使其在更靠近透光性基板11侧的电传导光反射层13反射。因此,因全反射而返回的光透过发光元件部15而被吸收的概略较低。
此外,在本实施方式中,发光区域R4作为俯视圆形而形成,但也可以如图25所示,作为矩形配置为栅格状。
<第4实施方式>
以下基于附图说明本发明的第4实施方式的照明装置。
图26是表示本实施方式中的照明装置100A的侧截面图。
本实施方式与上述的第3实施方式的不同点在于散射部28及高折射散射层18,对于除此以外的对应的构成要素附加同一符号并省略其说明。
在本实施方式的照明装置100A中,如图26所示,不设置高折射散射层18,而在成为非发光区域R3的高折射率层12的透光性基板11侧(与高折射率层12的透光性基板11相接的面)设置微小凹凸形状(散射部)28。
这些透光性基板侧11、高折射率层12、微小凹凸形状(散射部)28、电传导光反射层13构成有机EL元件用前面板100b。
作为微小凹凸形状(散射部)28中的微小凹凸形状,有外径为0.1μm~500μm左右的微透镜形状(例如半球状或椭圆球状)、四方锥形状、散布了微小粒子的形状等。
任一形状的微小凹凸形状都是为了改变光的散射方向而将照明装置100A中发出的光从透光性基板11取出到外侧。微小凹凸形状(散射部)28中的折射率可以低于高折射率层12的折射率。
通过在透光性基板11设置微小凹凸形状,能够控制光的射出角度及光取出效率。
发光区域R4的发光元件部15发出的光之中的、照射到非发光区域R3的光L1设置有微小凹凸形状(散射部)28。因此,通过高折射率层12与透光性基板11的界面位置的微小凹凸形状(散射部)28,光L1的朝向相对于光L2的朝向变化。由此,原本应该全反射而损失的光L1能够从透光性基板11取出到外部。
进而,在高折射率层12与透光性基板11的界面反射的光L3在高折射率层12与电传导光反射层13的界面反射而再次入射到微小凹凸形状(散射部)28,通过该微小凹凸形状(散射部)28改变光L2的朝向,能够从透光性基板11取出到外部。
此外,在本实施方式中,如图26所示,将发光区域R4中从与透明阳极部14相接的发光元件部15到透光性基板11的距离(从发光元件部15的与透明阳极部14相接的面到透光性基板11的与高折射率层相接的面的距离)设为BA的情况下,能够使距离BA小于图19所示的B。因此,即使增大开口率、即增大发光区域R4的径尺寸A,也容易维持BA>(A/2)。因此,即使是相同的发光区域R4的径尺寸A,也不会成为入射至非发光区域R3的光再次返回发光面侧的可能性变高的B<(A/2)。结果,能够防止取出效率下降。由此,能够增大开口率而增大发光量。
同时,通过设定距离BA,还能够控制光的配光角。
以下说明本实施方式中的照明装置100A的制造方法。
图27A~图29C是表示本实施方式中的照明装置100A的制造方法的工序截面图。
本实施方式中的照明装置100A的制造方法中,首先,作为透光性基板准备工序,如图27A所示,准备透光性基板11。在此,在透光性基板11的厚度较薄的情况下,可以选择辊到辊方式的制造。此外,透光性基板11的厚度较厚的情况下,作为多个区域的有机EL元件,可以采用单张方式的处理。
接着,作为微小凹凸形状形成工序,如图27B所示,在成为非发光区域R3的透光性基板11上粘贴形成有微小凹凸形状(散射部)28的树脂膜、或者在涂覆树脂层之后成形而形成凹凸形状(散射部)28。
接着,作为高折射率层涂覆工序,如图27C所示,在形成有凹凸形状(散射部)28的透光性基板11的需要的区域整面,通过涂覆或粘贴等方法层叠上述的高折射率层12。
接着,作为电传导光反射层成膜工序,如图27D所示,在高折射率层12上的整面,通过蒸镀或溅射等方法层叠上述的电传导光反射层13。
接着,作为电传导光反射层图案形成工序,如图27E所示,在电传导光反射层13上成为非发光区域R3的部分,通过光刻法等形成掩膜M。然后,如图28A所示,对于电传导光反射层13,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法仅将成为发光区域R4的部分除去,形成到达高折射率层12的凹部。
将掩膜M除去后,作为透明阳极部成膜工序,如图28B所示,在电传导光反射层13上的非发光区域R3区域整面和上述凹部的内部的高折射率层12上,通过溅射等方法层叠上述的透明阳极部14。
接着,作为透明阳极部图案形成工序,如图28B所示,在透明阳极部14上在需要的部分,通过光刻法等形成掩膜M,对于透明阳极部14,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法来形成图案而得到所需的形状。
接着,作为电绝缘层成膜工序,如图28C所示,在透明阳极部14上、电传导光反射层13上、以及成为发光区域R4的凹部内的整面,层叠上述的电绝缘层17。
接着,作为电绝缘层图案形成工序,如图28D所示,在电绝缘层17上成为非发光区域R3的部分,通过光刻法等形成掩膜M。然后,如图29A所示,对于电绝缘层17,利用掩膜M,通过干刻或湿刻等方法仅将成为发光区域R4的部分除去,使发光区域R4的透明阳极部14露出。
将掩膜M除去后,作为发光层成膜工序,如图29B所示,在电绝缘层17、以及发光区域R4的露出的透明阳极部14上的整面,通过上述的蒸镀等方法层叠上述的发光元件部15。
接着,作为阴极成膜工序,如图29C所示,在发光元件部15上的需要的区域整面,通过蒸镀或溅射等方法层叠上述的阴极部16。如果需要,在通过光刻等形成图案之后,进行密封等最终工序而完成照明装置100A。
在本实施方式的照明装置100A中,能够实现与上述的第3实施方式同样的效果,并且能够缩小透光性基板11与电传导光反射层13的厚度距离,增加向凹凸形状(散射部)28的入射,更进一步提高光取出效率。
<第5实施方式>
以下基于附图说明本发明的照明装置的第5实施方式。
图30是表示本实施方式中的照明装置100B的侧截面图。
本实施方式与上述的第3实施方式的不同点在于散射部38,对于除此以外的对应的构成要素附加同一符号并省略其说明。
在本实施方式的照明装置100B中,如图30所示,在透光性基板侧11的观看侧表面(透光性基板11的设置有高折射率层12的一侧的相反侧的面),在发光区域R4及非发光区域R3整面设置有微小凹凸形状(散射部)38。
透光性基板侧11、高折射率层12、高折射散射层(散射部)18、微小凹凸形状(散射部)38、电传导光反射层13构成有机EL元件用前面板100c。
作为微小凹凸形状(散射部)38中的微小的凹凸形状,有外径为0.1μm~500μm左右的微透镜形状(例如半球状或椭圆球状)、四方锥形状、散布了微小粒子的形状等。
任一形状的微小凹凸形状都是为了改变光的散射方向,将照明装置100B中发出的光从透光性基板11取出到外侧。微小凹凸形状(散射部)38中的折射率可以低于高折射率层12的折射率。
通过在透光性基板11设置微小凹凸形状,能够控制光的射出角度及光取出效率。
另外,在上述的实施方式中,示出了将本发明应用于照明装置,但是也可以应用于监视器等显示装置。这种情况下,作为透光性基板11也可以采用具有薄膜晶体管的TFT基板。此外,发光元件部进行彩色显示,所以可以高精细地形成图案以便发出例如红色(R)、绿色(FG)、蓝色(B)的光。
实施例
以下基于本发明的实施例更详细地说明本发明,但是本发明不限于以下的实施例。
(实施例1)
使用上述第1实施方式,将照明装置的发光层的间距(图1中的发光元件部15的相邻的发光部15a之间的间距。在图1中,发光部15a仅示出1个)设为200μm,将高折射率层的厚度设为10μm。透明阳极部使用ITO,使用公知的溅射法制作150nm厚度的膜。高折射率层在厚度188μm的PET膜上制作,为了防湿而将PET膜的设置有高折射率层的一侧的相反侧通过透明粘接膜贴合到玻璃面。
如图31所示,在本实施例中,由玻璃基板32及PET膜33构成透光性基板31。将高折射率层的折射率设为1.7,将电传导光反射层的厚度设为3μm。向高折射率层添加20w%的由SiO2形成且粒径为2.0μm的微粒子,作为具有光散射性的微粒子。
作为电传导光反射层使用将铝,蒸镀到高折射率层。
关于元件构造,在作为透明阳极部的ITO上形成70nm的α-npd、60nm的Alq3、100nm的作为阴极部的Al。与单纯地在玻璃上制作的对比例(比较例)相比,确认到效率提高了约1.9倍。
(实施例2)
使用上述第1实施方式,在作为透明阳极部的ITO上形成70nm的α-npd、60nm的Alq3、100nm的作为阴极部的Al。图32示出了使透光性基板的折射率在1.5~2.0的范围变动时的进入透光性基板内的光的光束的模拟结果。
图32的图表以透光性基板的折射率为1.5时作为基准,示出了改变透光性基板的折射率时的光束的增加率。折射率成为1.7时,与折射率为1.6的情况相比,可知光束极端地上升。由此可知,在透光性基板的折射率为1.7以上时,能够从透光性基板内取出更多量的光束。
(实施例3)
使用上述第2实施方式,将照明装置的发光层的间距(图10中的发光元件部15的相邻的发光部15a间的间距。在图10中发光部15a仅示出1个)设为200μm,将高折射率层的厚度设为10μm。透明阳极部使用ITO,使用公知的溅射法制作150nm厚度的膜。高折射率层在厚度188μm的PET膜上制作,为了防湿而将PET膜的设置有高折射率层的一侧的相反侧通过透明粘接膜贴合到玻璃面。
如图33所示,在本实施例中,由玻璃基板32及PET膜33构成透光性基板31。将高折射率层的折射率设为1.7,将电传导光反射层的厚度设为3μm。向高折射率层添加20w%的由SiO2形成且粒径为2.0μm的粒子,作为具有光散射性的微粒子。
作为电传导光反射层使用铝,蒸镀于高折射率层。
关于元件构造,在作为透明阳极部的ITO上形成70nm的α-npd、60nm的Alq3、100nm的作为阴极部的Al。与单纯地在玻璃上制作的对比例(比较例)相比,确认到效率提高了约1.5倍。
(实施例4)
使用上述第2实施方式,在作为透明阳极部的ITO上形成70nm的α-npd、60nm的Alq3、100nm的作为阴极部的Al。图34表示使透光性基板的折射率在1.5~2.0的范围变动时的进入透光性基板内的光的光束的模拟结果。
图表以透光性基板的折射率为1.5时作为基准,示出了改变透光性基板的折射率时的光束的增加率。折射率为1.7时,与折射率为1.6的情况相比,可知光束极端地上升。由此可知,透光性基板的折射率为1.7以上时,能够从透光性基板内取出更多量的光束。
(实施例5)
使用上述第3实施方式,制作图19所示的照明装置100,其中,作为相邻的发光元件部15的间隔的发光元件部15的间距为200μm、发光区域R4的径尺寸A为10μm、从发光元件部15到透光性基板11的距离B为10μm。
透明阳极部14使用ITO而通过150nm溅射来制膜。高折射率层12在PET膜188μm上制作,为了防湿而将PET膜的高折射率层12的相反侧通过透明粘接膜贴合到玻璃面。
作为透光性基板11,在本实施例5中采用了玻璃基板及PEN。将高折射率层12的折射率设为1.7,将电传导光反射层13的厚度设为3μm。
作为高折射散射层18,向高折射率层12添加20w%的SiO2的粒径的粒子,作为散射粒子。
作为电传导光反射层13使用铝,蒸镀到高折射率层12侧。
关于元件构造,在ITO上形成70nm的α-npd、60nm的Alq3、100nm的Al。
在实施例5中,与单纯地在玻璃上制作的对比例相比,确认到效率提高了约1.9倍。
符号的说明:
1、2、3、10、20、30、100、100A、100B 照明装置
1A EL 元件用前面板
11 透光性基板
11a 一个面
12 高折射率层
12a 相反面
13 电传导光反射层
14 透明阳极部
15 发光元件部
16 阴极部
17 电绝缘层
18 高折射散射层(散射部)
26 透明阴极部
27 阳极部
28、38 凹凸形状(散射部)
R3…非发光区域
R4…发光区域

Claims (26)

1.一种EL元件用前面板,其中,具备:
透光性基板;
高折射率层,设置在透光性基板的第1面,折射率比所述透光性基板的折射率高;以及
电传导光反射层,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧的面之中的、与在岛状的发光区域的周围形成的非发光区域相当的部分,具有导电性及光反射性。
2.如权利要求1所述的EL元件用前面板,其中,
还具备散射部,该散射部设置在与所述非发光区域相当的部分。
3.一种照明装置,其中,具备:
权利要求1所述的EL元件用前面板;
透明阳极部,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧;
发光元件部,层叠在所述透明阳极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及
阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧。
4.一种照明装置,其中,具备:
权利要求2所记载的EL元件用前面板;
透明阳极部,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧;
发光元件部,层叠在所述透明阳极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及
阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧。
5.如权利要求3或4所述的照明装置,其中,
在所述发光区域,所述发光元件部与所述透明阳极部相接,
在所述发光区域,所述高折射率层的折射率为1.5以上,来自所述发光元件部的光能够在所述高折射率层与所述透光性基板的界面进行全反射。
6.如权利要求3或4所述的照明装置,其中,
在所述发光区域,从所述发光元件部起到所述透光性基板为止的厚度尺寸B和所述发光区域的径尺寸A被设定为:
B>(A/2)。
7.如权利要求3~6中任一项所述的照明装置,其中,
在所述非发光区域,在所述透明阳极部与所述发光元件部之间层叠有绝缘层。
8.如权利要求4所述的照明装置,其中,
作为所述散射部,在所述高折射率层与所述透明阳极部之间设置有高折射散射层。
9.如权利要求8所述的照明装置,其中,
在所述高折射散射层中包含具有光散射性的微粒子。
10.如权利要求4所述的照明装置,其中,
作为所述散射部,在所述高折射率层的与所述透光性基板相接的面设置有微小凹凸形状。
11.如权利要求4所述的照明装置,其中,
作为所述散射部,在所述透光性基板的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧的面设置有微小凹凸形状。
12.一种EL元件用前面板,其中,具备:
透光性基板;
高折射率层,层叠在所述透光性基板的第1面;以及
电传导光反射层,具有导电性及光反射性,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧的相反面的一部分。
13.如权利要求12所述的EL元件用前面板,其中,
在所述高折射率层中包含具有光散射性的微粒子。
14.如权利要求12所述的EL元件用前面板,其中,
所述透光性基板在所述第1面的相反侧的第2面具有微小凹凸形状。
15.如权利要求12所述的EL元件用前面板,其中,
所述高折射率层的折射率为1.5以上。
16.如权利要求12所述的EL元件用前面板,其中,
所述透光性基板具备具有光散射性的微粒子。
17.一种照明装置,其中,具备:
权利要求12所述的EL元件用前面板;
透明阳极部,层叠在所述高折射率层的所述相反面且未层叠有所述电传导光反射层的部分、以及所述电传导光反射层的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧;
发光元件部,层叠在所述透明阳极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及
阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧。
18.如权利要求17所述的照明装置,其中,
在所述透明阳极部与所述发光元件部之间、且与所述电传导光反射层在所述透光性基板的厚度方向上重叠的范围,还具备电绝缘层。
19.一种照明装置,其中,具备:
权利要求12所述的EL元件用前面板;
透明阴极部,层叠在所述高折射率层的所述相反面且未层叠有所述电传导光反射层的部分、以及所述电传导光反射层的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧;
发光元件部,层叠在所述透明阴极部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧;以及
阳极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述透明阴极部的一侧的相反侧。
20.一种EL元件用前面板,其中,具备:
透光性基板;
高折射率层,层叠在所述透光性基板的第1面;
透明阳极部,层叠在所述高折射率层的设置有所述透光性基板的一侧的相反侧;以及
电传导光反射层,具有导电性及光反射性,层叠在所述透明阳极部的设置有所述高折射率层的一侧的相反侧的相反面的一部分。
21.如权利要求20所述的EL元件用前面板,其中,
所述高折射率层具备具有光散射性的微粒子。
22.如权利要求20所述的EL元件用前面板,其中,
所述透光性基板在所述第1面的相反侧的第2面具有微小凹凸形状。
23.如权利要求20所述的EL元件用前面板,其中,
所述高折射率层的折射率为1.5以上。
24.如权利要求20所述的EL元件用前面板,其中,
所述透光性基板具备具有光散射性的微粒子。
25.一种照明装置,其中,具备:
权利要求20所述的EL元件用前面板;
发光元件部,层叠在所述透明阳极部的所述相反面且未层叠有所述电传导光反射层的部分、以及所述电传导光反射层的设置有所述透明阳极部的一侧的相反侧;以及
阴极部,层叠在所述发光元件部的设置有所述电传导光反射层的一侧的相反侧。
26.如权利要求25所述的照明装置,其中,
还具备电绝缘层,该电绝缘层覆盖所述透明阳极部上层叠的所述电传导光反射层。
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