JP2002050467A - 発光装置 - Google Patents
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- JP2002050467A JP2002050467A JP2000232369A JP2000232369A JP2002050467A JP 2002050467 A JP2002050467 A JP 2002050467A JP 2000232369 A JP2000232369 A JP 2000232369A JP 2000232369 A JP2000232369 A JP 2000232369A JP 2002050467 A JP2002050467 A JP 2002050467A
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- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光の取り出し効率を高めることによって、発
光効率が従来よりも高い有機EL素子を提供することを課
題とする。また、前記有機EL素子を用いて、明るく消費
電力の少ない、軽量な発光装置、電気器具を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 有機EL素子から放出される導波光に着目
した。導波光を用いることにより、従来よりも外部量子
効率が高い、すなわち発光効率の高い有機ＥＬ素子を作
製することが可能となる。このような有機ＥＬ素子を適
用すれば、従来より明るく、消費電力も少ない発光装置
を作製することができる。
光効率が従来よりも高い有機EL素子を提供することを課
題とする。また、前記有機EL素子を用いて、明るく消費
電力の少ない、軽量な発光装置、電気器具を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 有機EL素子から放出される導波光に着目
した。導波光を用いることにより、従来よりも外部量子
効率が高い、すなわち発光効率の高い有機ＥＬ素子を作
製することが可能となる。このような有機ＥＬ素子を適
用すれば、従来より明るく、消費電力も少ない発光装置
を作製することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロルミネ
ッセンス（Electro luminescence：以下ＥＬと記す）が
得られる有機化合物からなる薄膜（以下、「有機ＥＬ
膜」と記載）を電極間に挟んだ素子（以下、「有機ＥＬ
素子」と記載）を含む発光装置に関する。特に、有機Ｅ
Ｌ膜と電極との界面に沿う方向（以下、「横方向」と記
載）から取り出せる光を用いることを特徴とする発光装
置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、
発光素子として有機ＥＬ素子を用いた発光デバイスを指
す。
ッセンス（Electro luminescence：以下ＥＬと記す）が
得られる有機化合物からなる薄膜（以下、「有機ＥＬ
膜」と記載）を電極間に挟んだ素子（以下、「有機ＥＬ
素子」と記載）を含む発光装置に関する。特に、有機Ｅ
Ｌ膜と電極との界面に沿う方向（以下、「横方向」と記
載）から取り出せる光を用いることを特徴とする発光装
置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、
発光素子として有機ＥＬ素子を用いた発光デバイスを指
す。
【０００２】
【従来の技術】有機ＥＬ素子は電場を加えることにより
発光する素子であり、軽量、直流低電圧、高速応答性な
どの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイに
用いる素子として注目を浴びている。また、自発光で視
野角が広いことから、携帯機器の表示画面をはじめとす
る自発光の面状表示素子として有効であると考えられて
いる。
発光する素子であり、軽量、直流低電圧、高速応答性な
どの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイに
用いる素子として注目を浴びている。また、自発光で視
野角が広いことから、携帯機器の表示画面をはじめとす
る自発光の面状表示素子として有効であると考えられて
いる。
【０００３】さらに、光の三原色（赤、緑、青）それぞ
れの色を呈する発光材料を一素子内に導入することによ
り、白色光を発光させることも可能である（文献１：J.
Kido,C. Ohtaki, K. Hongawa, K. Okuyama and K. Nag
ai, "1,2,4-Triazole Derivative as an Electron Tran
sport Layer in Organic Electroluminescent Device
s", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 32,
pp. L917-L920 (1993)）。文献１では、キャリアブロッ
ク層の厚さを調節することにより、電子輸送層および正
孔輸送層の両方を発光させ、白色光を取り出している。
白色光が可能であるということから、特に軽量であると
いう利点を活かし、ディスプレイのバックライトや照明
としての利用も考えられている。
れの色を呈する発光材料を一素子内に導入することによ
り、白色光を発光させることも可能である（文献１：J.
Kido,C. Ohtaki, K. Hongawa, K. Okuyama and K. Nag
ai, "1,2,4-Triazole Derivative as an Electron Tran
sport Layer in Organic Electroluminescent Device
s", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 32,
pp. L917-L920 (1993)）。文献１では、キャリアブロッ
ク層の厚さを調節することにより、電子輸送層および正
孔輸送層の両方を発光させ、白色光を取り出している。
白色光が可能であるということから、特に軽量であると
いう利点を活かし、ディスプレイのバックライトや照明
としての利用も考えられている。
【０００４】有機EL素子の発光機構としては、陰極から
注入された電子および陽極から注入された正孔が有機EL
膜中の発光中心で再結合して励起子を形成し、その励起
子が基底状態に戻る時にエネルギーを放出して発光する
と言われている。
注入された電子および陽極から注入された正孔が有機EL
膜中の発光中心で再結合して励起子を形成し、その励起
子が基底状態に戻る時にエネルギーを放出して発光する
と言われている。
【０００５】また、有機EL素子の構造であるが、主とし
てガラス基板やプラスチック基板（以下、単に「基板」
と記載）上に、陽極である透明電極（例えばITO）、有
機ＥＬ膜、陰極材料を積層し、対向基板を張り合わせる
という手法を用いて作製している。陰極は可視光を透過
しない材料が使われているため、有機EL膜中で発生した
フォトンは有機ＥＬ膜層、透明電極層、基板層を透過し
て取り出され、発光素子として利用されている。
てガラス基板やプラスチック基板（以下、単に「基板」
と記載）上に、陽極である透明電極（例えばITO）、有
機ＥＬ膜、陰極材料を積層し、対向基板を張り合わせる
という手法を用いて作製している。陰極は可視光を透過
しない材料が使われているため、有機EL膜中で発生した
フォトンは有機ＥＬ膜層、透明電極層、基板層を透過し
て取り出され、発光素子として利用されている。
【０００６】ここで、注入されたキャリアの数に対し
て、有機EL素子外部に取り出されるフォトンの数の割合
（以下、「外部量子効率」と記載）は、以下の式で表さ
れる（文献２：「有機LED素子の残された重要課題と実
用化戦略」、編集 有機エレクトロニクス材料研究会、
ぶんしん出版、p.106-107）。
て、有機EL素子外部に取り出されるフォトンの数の割合
（以下、「外部量子効率」と記載）は、以下の式で表さ
れる（文献２：「有機LED素子の残された重要課題と実
用化戦略」、編集 有機エレクトロニクス材料研究会、
ぶんしん出版、p.106-107）。
【０００７】
【数１】ηext = χΦγηe （１）
【０００８】なお、各記号はそれぞれ、ηext：外部量
子効率、χ ：一重項励起状態からの発光であれば0.2
5。三重項励起状態からの発光も加味すれば1。Φ ：量
子収率（キャリアが再結合して生じた励起子の数に対し
て、有機EL膜中で無放射失活せずにフォトンとして発生
する割合で、最大で１）。γ ：キャリアバランス因子
（注入される電子および正孔のバランスで、最大で
１）。ηe ：取り出し効率を表す。
子効率、χ ：一重項励起状態からの発光であれば0.2
5。三重項励起状態からの発光も加味すれば1。Φ ：量
子収率（キャリアが再結合して生じた励起子の数に対し
て、有機EL膜中で無放射失活せずにフォトンとして発生
する割合で、最大で１）。γ ：キャリアバランス因子
（注入される電子および正孔のバランスで、最大で
１）。ηe ：取り出し効率を表す。
【０００９】χおよびΦは、用いる有機EL膜材料固有の
数値である。γは、有機EL素子のデバイス構造、電極の
種類などで決定する因子である。つまりこれらの数値
は、有機EL膜材料および電極材料の選択・組み合わせに
より１に近づくことになる。これに対して取り出し効率
ηeは、発生したフォトンのうち素子外部に取り出せる
ものの割合のことであり、有機ＥＬ膜層、透明電極層、
基板層それぞれ固有の異なる屈折率が原因で決定され
る。
数値である。γは、有機EL素子のデバイス構造、電極の
種類などで決定する因子である。つまりこれらの数値
は、有機EL膜材料および電極材料の選択・組み合わせに
より１に近づくことになる。これに対して取り出し効率
ηeは、発生したフォトンのうち素子外部に取り出せる
ものの割合のことであり、有機ＥＬ膜層、透明電極層、
基板層それぞれ固有の異なる屈折率が原因で決定され
る。
【００１０】式（１）から、χ、Φ、γ、ηeのいずれ
を高めることによっても外部量子効率を高めることがで
きる。外部量子効率が高まれば発光効率も向上するた
め、より消費電力が少なく、明るい発光装置を作製する
ことができる。三重項発光を利用した高効率発光素子な
どは、χを高めた一例である（文献３：T. Tsutsui, M.
-J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. Watanabe, T.
Tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto and S. Miyaguchi, "H
igh Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting D
evices with Iridium-Complex as a Triplet Emissive
Center", JapaneseJournal of Applied Physics, Vol.
38, pp. L1502-L1504 (1999)）。
を高めることによっても外部量子効率を高めることがで
きる。外部量子効率が高まれば発光効率も向上するた
め、より消費電力が少なく、明るい発光装置を作製する
ことができる。三重項発光を利用した高効率発光素子な
どは、χを高めた一例である（文献３：T. Tsutsui, M.
-J. Yang, M. Yahiro, K. Nakamura, T. Watanabe, T.
Tsuji, Y. Fukuda, T. Wakimoto and S. Miyaguchi, "H
igh Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting D
evices with Iridium-Complex as a Triplet Emissive
Center", JapaneseJournal of Applied Physics, Vol.
38, pp. L1502-L1504 (1999)）。
【００１１】しかしながら現在、取り出し効率ηeの値
は、有機ＥＬ素子において20％程度にすぎないと言われ
ている（文献４：C. F. Madigan, M.-H. Lu and J. C.
Sturm,"Improvement of output coupling efficiency o
f organic light-emitting diodes by backside substr
ate modification", Applied Physics Letters, Vol.7
6, No. 13, 1650-1652 (2000)）。つまり有機ＥＬ素子
においては、陽極−陰極間の方向（以下、「縦方向」と
記載）へ取り出せる光、すなわち基板面から発生する面
状発光が、発生した光全体の20％であることを指し示し
ている。したがって、材料面でどれだけ工夫をしたとし
ても、従来技術では外部量子効率は最大で20%というの
が限界である。
は、有機ＥＬ素子において20％程度にすぎないと言われ
ている（文献４：C. F. Madigan, M.-H. Lu and J. C.
Sturm,"Improvement of output coupling efficiency o
f organic light-emitting diodes by backside substr
ate modification", Applied Physics Letters, Vol.7
6, No. 13, 1650-1652 (2000)）。つまり有機ＥＬ素子
においては、陽極−陰極間の方向（以下、「縦方向」と
記載）へ取り出せる光、すなわち基板面から発生する面
状発光が、発生した光全体の20％であることを指し示し
ている。したがって、材料面でどれだけ工夫をしたとし
ても、従来技術では外部量子効率は最大で20%というの
が限界である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、光の取り
出し効率を高めることによって、発光効率が従来よりも
高い有機EL素子を提供することを課題とする。また、前
記有機EL素子を用いて、明るく消費電力の少ない、軽量
な発光装置、電気器具を提供することを課題とする。
出し効率を高めることによって、発光効率が従来よりも
高い有機EL素子を提供することを課題とする。また、前
記有機EL素子を用いて、明るく消費電力の少ない、軽量
な発光装置、電気器具を提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】有機EL素子において取り
出し効率の限界が20%程度であるというのは、屈折率の
高い物質から低い物質へ光が通過しようとする際に、あ
る入射角以上で発現する全反射の現象に由来するもので
ある。つまり、例えば陽極としてITOを用いたとする
と、発生した光のうちの残り80％は、理論的にはITOと
基板との界面、あるいは基板と素子外部との界面におい
て全反射する。
出し効率の限界が20%程度であるというのは、屈折率の
高い物質から低い物質へ光が通過しようとする際に、あ
る入射角以上で発現する全反射の現象に由来するもので
ある。つまり、例えば陽極としてITOを用いたとする
と、発生した光のうちの残り80％は、理論的にはITOと
基板との界面、あるいは基板と素子外部との界面におい
て全反射する。
【００１４】そして、対向基板側には光を透過しない陰
極があるため、全反射した光は陰極で再び反射し、それ
を繰り返すことによって有機EL素子の横方向に向かって
進行する（図１(a)参照）。あるいは図１(b)のように、
陰極による反射を生じる前に、横方向へ向かって素子外
部に取り出される光も存在する。これらの光は導波光と
呼ばれる。なお、ITOの屈折率は有機EL膜のそれより大
きく、ITOと有機EL膜との界面では全反射が起こらない
ので、図１では便宜上、ITOと有機EL膜間で起こる屈折
の表現は省略してある。
極があるため、全反射した光は陰極で再び反射し、それ
を繰り返すことによって有機EL素子の横方向に向かって
進行する（図１(a)参照）。あるいは図１(b)のように、
陰極による反射を生じる前に、横方向へ向かって素子外
部に取り出される光も存在する。これらの光は導波光と
呼ばれる。なお、ITOの屈折率は有機EL膜のそれより大
きく、ITOと有機EL膜との界面では全反射が起こらない
ので、図１では便宜上、ITOと有機EL膜間で起こる屈折
の表現は省略してある。
【００１５】ここで、基板の厚み（ミリ〜サブミリオー
ダー）は有機EL膜の厚み（サブミクロンオーダー）に比
べてきわめて大きいため、図１(a)において、α≪βで
ある。従って、実際に素子外部に取り出される導波光
は、βの経路中、すなわち基板部分から取り出される光
がきわめて多い。また、図１(b)のパターンで、基板部
分から取り出される光も多くなる。
ダー）は有機EL膜の厚み（サブミクロンオーダー）に比
べてきわめて大きいため、図１(a)において、α≪βで
ある。従って、実際に素子外部に取り出される導波光
は、βの経路中、すなわち基板部分から取り出される光
がきわめて多い。また、図１(b)のパターンで、基板部
分から取り出される光も多くなる。
【００１６】このように、基板の厚みと有機EL膜の厚み
の違いを考えると、導波光のほとんどは有機EL膜からで
はなく、基板層から横方向に取り出される。基板層を進
行する導波光は、基板面に対して平行に近い角度で進行
する、すなわち図１(c)中の角度θが小さいため、基板
の端面においては全反射は起きずにほぼ完全に光を取り
出すことができる。
の違いを考えると、導波光のほとんどは有機EL膜からで
はなく、基板層から横方向に取り出される。基板層を進
行する導波光は、基板面に対して平行に近い角度で進行
する、すなわち図１(c)中の角度θが小さいため、基板
の端面においては全反射は起きずにほぼ完全に光を取り
出すことができる。
【００１７】そこで本発明者は、前記課題を解決するた
めに、有機EL素子から放出される導波光に着目した。陰
極ではある程度の光の吸収などが生じると思われるが、
それでも最終的には、導波光の方が従来の縦方向から取
り出せる20%の光よりも取り出し効率が高いと、本発明
者は考えている。
めに、有機EL素子から放出される導波光に着目した。陰
極ではある程度の光の吸収などが生じると思われるが、
それでも最終的には、導波光の方が従来の縦方向から取
り出せる20%の光よりも取り出し効率が高いと、本発明
者は考えている。
【００１８】したがって、導波光を用いることにより、
従来よりも外部量子効率が高い、すなわち発光効率の高
い有機EL素子を作製することが可能となる。このような
有機EL素子を適用すれば、従来より明るく、消費電力も
少ない発光装置を作製することができる。
従来よりも外部量子効率が高い、すなわち発光効率の高
い有機EL素子を作製することが可能となる。このような
有機EL素子を適用すれば、従来より明るく、消費電力も
少ない発光装置を作製することができる。
【００１９】しかしながら従来は、導波光に注目される
ことはなかった。なぜならば、有機EL素子においては平
面状の層を縦方向に積層していくため、例えばディスプ
レイの画素として用いる場合などには、縦方向の光を取
り出した方が構造的に薄く、プロセスも容易なフラット
パネルディスプレイが作製できるからである。
ことはなかった。なぜならば、有機EL素子においては平
面状の層を縦方向に積層していくため、例えばディスプ
レイの画素として用いる場合などには、縦方向の光を取
り出した方が構造的に薄く、プロセスも容易なフラット
パネルディスプレイが作製できるからである。
【００２０】前記フラットパネルディスプレイの画素は
面状表示素子として用いられるため、縦方向の光は平面
光源として利用されていることになる。導波光は横方
向、すなわち平面状素子の面に沿う方向に放出される光
であるから、従来通りに平面光源として用いようとして
もプロセス的に難点が多い。したがって、導波光を活用
するならば、従来有機EL素子で考えられているような平
面光源としての利用方法はあまり適切でなく、新たな利
用方法を適用しなければならない。
面状表示素子として用いられるため、縦方向の光は平面
光源として利用されていることになる。導波光は横方
向、すなわち平面状素子の面に沿う方向に放出される光
であるから、従来通りに平面光源として用いようとして
もプロセス的に難点が多い。したがって、導波光を活用
するならば、従来有機EL素子で考えられているような平
面光源としての利用方法はあまり適切でなく、新たな利
用方法を適用しなければならない。
【００２１】このような理由から、本発明者は有機EL膜
層がサブミクロンのオーダーの厚みしか持たないことを
考慮し、導波光を利用した有機EL素子は線光源もしくは
点光源としての使用が適切であると考えた。
層がサブミクロンのオーダーの厚みしか持たないことを
考慮し、導波光を利用した有機EL素子は線光源もしくは
点光源としての使用が適切であると考えた。
【００２２】そこで、導波光を光漏れすることなく線状
光もしくは点状光として使用するために、光反射性の基
板を用いるか、あるいは基板周囲を光反射性の部材で覆
うことによって縦方向から放出される光を完全に遮断す
る手法を用いた。これにより、光が放出される方向が横
方向のみに限定される有機EL素子を作製できる。なお、
本明細書中における光反射性とは、各種金属に代表され
るように、少なくとも可視光を反射する性質のことをさ
す。
光もしくは点状光として使用するために、光反射性の基
板を用いるか、あるいは基板周囲を光反射性の部材で覆
うことによって縦方向から放出される光を完全に遮断す
る手法を用いた。これにより、光が放出される方向が横
方向のみに限定される有機EL素子を作製できる。なお、
本明細書中における光反射性とは、各種金属に代表され
るように、少なくとも可視光を反射する性質のことをさ
す。
【００２３】また、前記EL素子は平面光源の発光素子と
して使いにくいため、従来の平面光源を用いた発光装置
とは異なる装置構造が必要となる。本発明者は、前記EL
素子の導波光を積極的に活用できる発光装置の構造、お
よび応用例を考えた。
して使いにくいため、従来の平面光源を用いた発光装置
とは異なる装置構造が必要となる。本発明者は、前記EL
素子の導波光を積極的に活用できる発光装置の構造、お
よび応用例を考えた。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明が開示する、導波光を発光
として積極的に利用できる有機EL素子は、以下に示す図
２〜図４のような形態で実施される。なお、図２〜図４
における波線塗りつぶし部分は、光反射性の材料を使用
している箇所を示す。
として積極的に利用できる有機EL素子は、以下に示す図
２〜図４のような形態で実施される。なお、図２〜図４
における波線塗りつぶし部分は、光反射性の材料を使用
している箇所を示す。
【００２５】図２では、基板層204、透明陽極層203、有
機EL膜202、光反射性である陰極層201、および光反射性
部材205を積層した有機EL素子を示す。有機EL膜で発生
した光は、陰極層201または光反射性部材205により全反
射するか、あるいは基板層204と透明陽極層203との界面
で全反射することによって、導波光として横方向から取
り出すことができる。
機EL膜202、光反射性である陰極層201、および光反射性
部材205を積層した有機EL素子を示す。有機EL膜で発生
した光は、陰極層201または光反射性部材205により全反
射するか、あるいは基板層204と透明陽極層203との界面
で全反射することによって、導波光として横方向から取
り出すことができる。
【００２６】図２の場合、基板層204にフレキシブルな
材料（プラスチックなど）を用いたときに、光反射性部
材205を薄膜化することによりフレキシブルな有機EL素
子を作製できる利点がある。
材料（プラスチックなど）を用いたときに、光反射性部
材205を薄膜化することによりフレキシブルな有機EL素
子を作製できる利点がある。
【００２７】図３では、光反射性基板層304、透明陽極
層303、有機EL膜302、および光反射性である陰極層301
を積層した有機EL素子を示す。有機EL膜で発生した光
は、陰極層301または光反射性基板層304により全反射
し、導波光として横方向から取り出すことができる。
層303、有機EL膜302、および光反射性である陰極層301
を積層した有機EL素子を示す。有機EL膜で発生した光
は、陰極層301または光反射性基板層304により全反射
し、導波光として横方向から取り出すことができる。
【００２８】図３の構造は図２に比べて一層少ないた
め、プロセス的に簡便であるという利点がある。しかし
ながら、光反射性基板層304に使用しうる材料は、光沢
のある材料（金属など）であると考えられるため、フレ
キシブルな基板を用いた素子として作製する場合は図２
の方が適当であると思われる。
め、プロセス的に簡便であるという利点がある。しかし
ながら、光反射性基板層304に使用しうる材料は、光沢
のある材料（金属など）であると考えられるため、フレ
キシブルな基板を用いた素子として作製する場合は図２
の方が適当であると思われる。
【００２９】図４では、基板層404、光反射性陽極層40
3、有機EL膜402、光反射性である陰極層401を積層した
有機EL素子を示す。有機EL膜で発生した光は、陰極層40
1または光反射性陽極層403により全反射し、導波光とし
て横方向から取り出すことができる。
3、有機EL膜402、光反射性である陰極層401を積層した
有機EL素子を示す。有機EL膜で発生した光は、陰極層40
1または光反射性陽極層403により全反射し、導波光とし
て横方向から取り出すことができる。
【００３０】図４の構造では、図３と同様のプロセスで
作製できる上に、図２の利点と同様にフレキシブル素子
化も容易である。したがって、有機EL膜402のHOMO準位
と光反射性陽極層403の仕事関数との組み合わせに由来
する正孔注入性が、適正な組み合わせになるように材料
を選択することによって、コスト的、特性的に図２〜図
４の中ではもっとも良い素子になる。
作製できる上に、図２の利点と同様にフレキシブル素子
化も容易である。したがって、有機EL膜402のHOMO準位
と光反射性陽極層403の仕事関数との組み合わせに由来
する正孔注入性が、適正な組み合わせになるように材料
を選択することによって、コスト的、特性的に図２〜図
４の中ではもっとも良い素子になる。
【００３１】次に、本発明で開示された有機EL素子を用
いて作製できる発光装置に関して、実施の形態を図５〜
図６に例示する。なお、図５〜図６では、図面手前が光
を導出する箇所（以下、「光の取り出し口」と記載）に
なっている。
いて作製できる発光装置に関して、実施の形態を図５〜
図６に例示する。なお、図５〜図６では、図面手前が光
を導出する箇所（以下、「光の取り出し口」と記載）に
なっている。
【００３２】図５は、方形型の素子である。光の取り出
し口を一通りにするためには、方形の四辺のうち三辺を
光反射性の部材で覆うことによって達成できる。しかし
この場合、垂直に交わる三辺で周囲を覆われていること
が原因で、光の取り出し口から取り出せない光も存在す
る。したがって、取り出し効率が高いという導波光の利
点を半減していると言える。プロセス的には平板を切り
出すだけなので、簡便である。
し口を一通りにするためには、方形の四辺のうち三辺を
光反射性の部材で覆うことによって達成できる。しかし
この場合、垂直に交わる三辺で周囲を覆われていること
が原因で、光の取り出し口から取り出せない光も存在す
る。したがって、取り出し効率が高いという導波光の利
点を半減していると言える。プロセス的には平板を切り
出すだけなので、簡便である。
【００３３】図６は図５の欠点を補うべく、光の取り出
し口以外、すなわち光反射性部材で覆う部分の形態を変
えたものである。図６(a)は三角形タイプ、図６(b)は半
円形タイプである。特に半円形タイプは集光をねらった
ものであり、より高い輝度を達成できる。
し口以外、すなわち光反射性部材で覆う部分の形態を変
えたものである。図６(a)は三角形タイプ、図６(b)は半
円形タイプである。特に半円形タイプは集光をねらった
ものであり、より高い輝度を達成できる。
【００３４】以上に示した有機EL素子、および前記有機
EL素子を用いた発光装置を用いることにより、従来より
も高い取り出し効率を達成することができる。したがっ
て、明るく消費電力の少ない発光装置や、前記発光装置
を用いた電気器具を作製することができる。
EL素子を用いた発光装置を用いることにより、従来より
も高い取り出し効率を達成することができる。したがっ
て、明るく消費電力の少ない発光装置や、前記発光装置
を用いた電気器具を作製することができる。
【００３５】
【実施例】［実施例１］本実施例では、発明の実施の形
態において図２で示した有機EL素子の構成材料、および
その有機EL素子を用いた発光素子の作製手法を具体的に
例示する。図７にその素子構造を示す。
態において図２で示した有機EL素子の構成材料、および
その有機EL素子を用いた発光素子の作製手法を具体的に
例示する。図７にその素子構造を示す。
【００３６】まず、ガラス基板701上に、透明電極であ
る陽極としてITO（インジウム錫酸化物）702をスパッタ
リングにより成膜する。その上に、正孔輸送層として化
学式（１）で表されるα-NPD703を、電子輸送性発光層
として化学式（２）で表されるAlq3704を、抵抗加熱に
よる真空蒸着法で積層して有機EL膜を成膜する。さらに
陰極として光を透過しないイッテルビウム（Yb）705を
蒸着により成膜し、積層構造の有機EL素子を作製する。
る陽極としてITO（インジウム錫酸化物）702をスパッタ
リングにより成膜する。その上に、正孔輸送層として化
学式（１）で表されるα-NPD703を、電子輸送性発光層
として化学式（２）で表されるAlq3704を、抵抗加熱に
よる真空蒸着法で積層して有機EL膜を成膜する。さらに
陰極として光を透過しないイッテルビウム（Yb）705を
蒸着により成膜し、積層構造の有機EL素子を作製する。
【００３７】
【化１】
【００３８】
【化２】
【００３９】これとは別に、UV硬化樹脂707をディスペ
ンサーにより塗布したガラスを対向基板706として用意
し、前記有機EL素子を積層したガラス基板701と張り合
わせたあと、UVを照射して接着させる。最後に陽極側の
ガラス基板にアルミニウム708をEB蒸着し、光反射性の
部材とする。
ンサーにより塗布したガラスを対向基板706として用意
し、前記有機EL素子を積層したガラス基板701と張り合
わせたあと、UVを照射して接着させる。最後に陽極側の
ガラス基板にアルミニウム708をEB蒸着し、光反射性の
部材とする。
【００４０】［実施例２］本実施例では、実施例１によ
り作製された有機EL素子を、発光装置として用いる手法
を具体的に例示する。
り作製された有機EL素子を、発光装置として用いる手法
を具体的に例示する。
【００４１】図７で作製した素子は、方形あるいは三角
形にスクライブすることによって、図８(a)、図８(b)の
ような平板型素子を切り出すことができる。また、図１
３のように半円形の素子は、スクライブするのは困難で
あるため、あらかじめ基板をそのような形にしておく必
要がある。その後、光の取り出し口以外の部分にアルミ
ニウムをEB蒸着することにより、発明の実施の形態で示
した図５、図６の発光装置が作製できる。
形にスクライブすることによって、図８(a)、図８(b)の
ような平板型素子を切り出すことができる。また、図１
３のように半円形の素子は、スクライブするのは困難で
あるため、あらかじめ基板をそのような形にしておく必
要がある。その後、光の取り出し口以外の部分にアルミ
ニウムをEB蒸着することにより、発明の実施の形態で示
した図５、図６の発光装置が作製できる。
【００４２】なお、実施例１、２で用いた光反射性の材
料は、少なくとも可視光を反射する材料であればアルミ
ニウム以外でもよく、酸化などの経時劣化が起こらない
ことが望ましい。
料は、少なくとも可視光を反射する材料であればアルミ
ニウム以外でもよく、酸化などの経時劣化が起こらない
ことが望ましい。
【００４３】［実施例３］本実施例では、本発明で開示
された発光装置を、照明器具として適用するための構成
手法を例示する。
された発光装置を、照明器具として適用するための構成
手法を例示する。
【００４４】平板型の発光装置を図９のように並べるこ
とによって、線状の光源が得られる。並べる量が多数に
またがる場合でも、基板にプラスチックのようにガラス
よりも軽量な材質を適用することにより、軽量な照明を
提供することができる。
とによって、線状の光源が得られる。並べる量が多数に
またがる場合でも、基板にプラスチックのようにガラス
よりも軽量な材質を適用することにより、軽量な照明を
提供することができる。
【００４５】また、プラスチックなどのフレキシブルな
基板を用いることによって、曲面形状を有する発光装置
を作製することができる。図１４のように、この場合光
反射性部材を陽極側に設けず、縦方向の光（従来の面状
発光）も放出させることによって、縦方向および横方向
（導波光）の光の両方を図中の矢印１の方向に集約する
ことができる。
基板を用いることによって、曲面形状を有する発光装置
を作製することができる。図１４のように、この場合光
反射性部材を陽極側に設けず、縦方向の光（従来の面状
発光）も放出させることによって、縦方向および横方向
（導波光）の光の両方を図中の矢印１の方向に集約する
ことができる。
【００４６】したがって、曲面形状の基板を含む有機EL
素子の利用は、導波光を利用した本発明を実施する際に
非常に有効な手段といえる。
素子の利用は、導波光を利用した本発明を実施する際に
非常に有効な手段といえる。
【００４７】［実施例４］本実施例では、本発明で開示
された発光装置を、フラットパネルディスプレイのフロ
ントライトに適用するための構成手法を例示する。ここ
では、図１３に示される発光装置を用いた。
された発光装置を、フラットパネルディスプレイのフロ
ントライトに適用するための構成手法を例示する。ここ
では、図１３に示される発光装置を用いた。
【００４８】平板型の発光装置において横方向の光を取
り出すことを考慮し、フラットパネルディスプレイのフ
ロントライトとしては、図１０のようにディスプレイの
周囲に平板の発光装置を配置する方法が最適である。こ
の配置により、薄くて軽量であるというフラットパネル
ディスプレイの利点を生かしつつ、従来の有機EL素子を
用いた発光装置よりも明るい光源を実現できる。
り出すことを考慮し、フラットパネルディスプレイのフ
ロントライトとしては、図１０のようにディスプレイの
周囲に平板の発光装置を配置する方法が最適である。こ
の配置により、薄くて軽量であるというフラットパネル
ディスプレイの利点を生かしつつ、従来の有機EL素子を
用いた発光装置よりも明るい光源を実現できる。
【００４９】［実施例５］本発明の発光装置は、明るく
低消費電力で、軽量であるという利点を有するため、様
々な電気器具の光源として有用である。代表的には、液
晶表示装置のバックライトもしくはフロントライトとし
て用いる光源、または照明機器の光源として用いること
ができる。
低消費電力で、軽量であるという利点を有するため、様
々な電気器具の光源として有用である。代表的には、液
晶表示装置のバックライトもしくはフロントライトとし
て用いる光源、または照明機器の光源として用いること
ができる。
【００５０】本実施例では、本発明の発光装置を光源と
して用いた電気器具を例示する。その具体例を図１１に
示す。なお、本実施例の電気器具に含まれる有機EL素子
には、図２〜図４のいずれの構造を用いても良い。ま
た、本実施例の電気器具に含まれる発光装置の形態は、
図５〜図６のいずれの形態を用いても良い。
して用いた電気器具を例示する。その具体例を図１１に
示す。なお、本実施例の電気器具に含まれる有機EL素子
には、図２〜図４のいずれの構造を用いても良い。ま
た、本実施例の電気器具に含まれる発光装置の形態は、
図５〜図６のいずれの形態を用いても良い。
【００５１】図１１(a)は電気スタンドであり、照明部1
101、支持台1102、操作スイッチ1103を含む。本発明の
発光装置は、発光部1101に用いることができる。特に図
１４で示した発光装置を用いることにより、均一で明る
い電気スタンドを提供することができる。また、光反射
性の部材で覆われているため、従来とは異なり電気スタ
ンドの笠が必要ないという利点もある。
101、支持台1102、操作スイッチ1103を含む。本発明の
発光装置は、発光部1101に用いることができる。特に図
１４で示した発光装置を用いることにより、均一で明る
い電気スタンドを提供することができる。また、光反射
性の部材で覆われているため、従来とは異なり電気スタ
ンドの笠が必要ないという利点もある。
【００５２】図１１(b)は室内照明であり、本体1201、
発光部1202、支持棒1203、操作スイッチ1204を含む。本
発明の発光装置は、発光部1202に用いることができる。
従来の蛍光灯などに比べて軽く、損傷した場合でもより
安全な照明器具を提供することができる。
発光部1202、支持棒1203、操作スイッチ1204を含む。本
発明の発光装置は、発光部1202に用いることができる。
従来の蛍光灯などに比べて軽く、損傷した場合でもより
安全な照明器具を提供することができる。
【００５３】図１１(c-1)，(c-2)は、手元や足元など、
特定部分のみを照らすための照明であり、本体1301、発
光部1302、操作スイッチ1303を含む。本発明における特
徴でもある線状発光を活かし、周囲の環境は暗所で、あ
る一部分だけを照らしたい場合に有効な照明器具であ
る。例えば飛行機内などで、周囲にあまり光が漏れない
ように手元だけを照らし、本などを読む場合（図１１(c
-1)）に有効である。また、例えば劇場・映画館などで
は上映中に照明をつけることができないが、本発明を用
いて、上映の妨げにならないよう足元だけを照らすこと
ができる（図１１(c-2)）。それにより、上映中に席を
立つ場合でも不自由しなくなる。
特定部分のみを照らすための照明であり、本体1301、発
光部1302、操作スイッチ1303を含む。本発明における特
徴でもある線状発光を活かし、周囲の環境は暗所で、あ
る一部分だけを照らしたい場合に有効な照明器具であ
る。例えば飛行機内などで、周囲にあまり光が漏れない
ように手元だけを照らし、本などを読む場合（図１１(c
-1)）に有効である。また、例えば劇場・映画館などで
は上映中に照明をつけることができないが、本発明を用
いて、上映の妨げにならないよう足元だけを照らすこと
ができる（図１１(c-2)）。それにより、上映中に席を
立つ場合でも不自由しなくなる。
【００５４】図１２(ａ)は携帯電話であり、本体1401、
音声出力部1402、音声入力部1403、表示部1404、操作ス
イッチ1405、アンテナ1406を含む。本発明の発光装置
は、表示部1404のフロントライトもしくはバックライト
として用いることができる。ここでは、フロントライト
1407として用いた。
音声出力部1402、音声入力部1403、表示部1404、操作ス
イッチ1405、アンテナ1406を含む。本発明の発光装置
は、表示部1404のフロントライトもしくはバックライト
として用いることができる。ここでは、フロントライト
1407として用いた。
【００５５】図１２(ｂ)は音響機器（具体的には車載用
オーディオ）であり、本体1501、表示部1502、操作スイ
ッチ1503、1504を含む。本発明の発光装置は、表示部15
02のフロントライトもしくはバックライトとして用いる
ことができる。ここでは、フロントライト1505として用
いた。また、本実施例では車載用オーディオを例として
示すが、家庭用オーディオに用いても良い。
オーディオ）であり、本体1501、表示部1502、操作スイ
ッチ1503、1504を含む。本発明の発光装置は、表示部15
02のフロントライトもしくはバックライトとして用いる
ことができる。ここでは、フロントライト1505として用
いた。また、本実施例では車載用オーディオを例として
示すが、家庭用オーディオに用いても良い。
【００５６】図１２(ｃ)は腕時計であり、ベルト1601、
表示部1602、操作スイッチ1603を含む。本発明の発光装
置は、表示部1602のフロントライトもしくはバックライ
トとして用いることができる。ここでは、フロントライ
ト1604として用いた。
表示部1602、操作スイッチ1603を含む。本発明の発光装
置は、表示部1602のフロントライトもしくはバックライ
トとして用いることができる。ここでは、フロントライ
ト1604として用いた。
【００５７】
【発明の効果】本発明を実施することにより、光の取り
出し効率が従来よりも高い有機EL素子を作製し、明るく
消費電力の少ない、軽量な発光装置を得ることができ
る。また、そのような発光装置を光源として用いること
により、明るく消費電力の少ない、軽量な電気器具を作
製することができる。
出し効率が従来よりも高い有機EL素子を作製し、明るく
消費電力の少ない、軽量な発光装置を得ることができ
る。また、そのような発光装置を光源として用いること
により、明るく消費電力の少ない、軽量な電気器具を作
製することができる。
【図１】 導波光を表す図。
【図２】 有機EL素子の断面構造を示す図。
【図３】 有機EL素子の断面構造を示す図。
【図４】 有機EL素子の断面構造を示す図。
【図５】 発光装置の構成を示す図。
【図６】 発光装置の構成を示す図。
【図７】 有機EL素子の具体的な断面構造を示す図。
【図８】 発光装置の具体的な構成を示す図。
【図９】 発光装置を照明器具として用いるための構成
を示す図。
を示す図。
【図１０】発光装置をフロントライトとして用いるため
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図１１】電気器具の具体例を示す図。
【図１２】電気器具の具体例を示す図。
【図１３】 発光装置の具体的な構成を示す図。
【図１４】 発光装置を照明器具として用いるための構
成を示す図。
成を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 BA00 BA04 BB01 CA01 CA05 CC01 DA01 DB03 EB00
Claims (7)
- 【請求項１】有機ＥＬ素子を含む発光装置において、前
記発光装置の発光が、前記有機ＥＬ素子の導波光からな
ることを特徴とする発光装置。 - 【請求項２】基板層と、前記基板層に接して設けられた
有機ＥＬ素子とを含む発光装置において、前記基板層に
接して光反射性の部材が設けられていることを特徴とす
る発光装置。 - 【請求項３】基板層と、前記基板層に接して設けられた
有機ＥＬ素子とを含む発光装置において、前記基板層は
光反射性を有することを特徴とする発光装置。 - 【請求項４】基板層と、前記基板層に接して設けられた
有機ＥＬ素子とを含む発光装置において、前記有機ＥＬ
素子に含まれる陽極および陰極の両方が光反射性の材料
で形成されていることを特徴とする発光装置。 - 【請求項５】請求項２乃至請求項４のいずれか一項にお
いて、前記基板層は曲面形状であることを特徴とする発
光装置。 - 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記
載の発光装置を用いたことを特徴とする電気器具。 - 【請求項７】請求項６において、前記発光装置をフロン
トライトまたはバックライトとして用いることを特徴と
する電気器具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000232369A JP4748835B2 (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | 照明器具 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000232369A JP4748835B2 (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | 照明器具 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2011012741A Division JP5222962B2 (ja) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | 表示装置及び照明器具 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002050467A true JP2002050467A (ja) | 2002-02-15 |
| JP2002050467A5 JP2002050467A5 (ja) | 2007-09-06 |
| JP4748835B2 JP4748835B2 (ja) | 2011-08-17 |
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| JP2005241897A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Kyocera Corp | 光電子混在基板 |
| JP2006278494A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光出射装置及び光出射方法 |
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| CN107591489A (zh) * | 2017-07-17 | 2018-01-16 | 南京第壹有机光电有限公司 | 一种电致侧发光器件 |
| US11931972B2 (en) | 2015-11-17 | 2024-03-19 | Seiji Kagawa | High-moisture-permeability, microporous plastic film, and its production method and apparatus |
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| JPH03205783A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-09-09 | Ricoh Co Ltd | 端面発光型ｅｌ素子 |
| JPH0562781A (ja) * | 1991-09-05 | 1993-03-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｅｌおよびその製造法 |
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| JPH11167215A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-06-22 | Xerox Corp | インドロカルバゾールを含む光伝導性の画像形成部材 |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000232369A patent/JP4748835B2/ja not_active Expired - Fee Related
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