JP2007141514A - Improvement of substrate of organic electroluminescent element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent blurring of color at the time of full-color display with an organic EL element as a self-light-emitting light source. <P>SOLUTION: The organic EL element 100 is provided with a substrate 10, an organic EL layer 20 arranged at an upper face 10U side of the substrate 10, and red-, green-, and blue-color filters 22R, 22G, 22B arranged at an underside 10D of the substrate 10. The substrate 10 is formed by arraying a plurality of transparent members 11 extended in a thickness direction and bonding them with a bonding part 12. Each transparent member 11 takes on a spherical shape with both end parts cut off. Therefore, its side face consists of a light-reflecting curved surface swelling outside against a plane parallel with a thickness direction of the substrate. Light from the organic layer 20 is reflected at an interface between the side face and the bonding part 12, and irradiated outside. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば表示装置に使用される有機エレクトロルミネセンス素子(以下有機EL素子という)に関し、特に基板形状の改良に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) used in, for example, a display device, and more particularly to improvement of a substrate shape.

有機EL素子は、他の固体発光素子に比べ、高速な応答性を有すること、視野角が広いこと、素子が占める容積が小さいこと等優れた特性を有している。したがって近年、ディスプレイ等のフルカラー表示装置や照明装置等、多様な用途に応用されつつある。   The organic EL device has excellent characteristics such as high-speed response, a wide viewing angle, and a small volume occupied by the device, as compared with other solid-state light emitting devices. Therefore, in recent years, it is being applied to various uses such as a full-color display device such as a display and a lighting device.

有機EL素子がディスプレイ等のフルカラー表示装置に使用される場合、有機EL素子から発せられた白色光は、青、赤、緑色フィルタにより青、赤、緑色の光に変換され、この3原色によりフルカラー表示を実現させられている。この装置においては、画素単位で独立に発光可能な有機EL素子、及び、これら各画素それぞれに対応して、青、赤、緑のカラーフィルタが設けられている。そして、各画素から発せられる白色光が各カラーフィルタで透過させることにより、画素毎に青、赤、緑の色の光が発せられている。   When an organic EL element is used in a full color display device such as a display, white light emitted from the organic EL element is converted into blue, red, and green light by blue, red, and green filters. Display is realized. In this apparatus, organic EL elements that can emit light independently in pixel units, and blue, red, and green color filters are provided corresponding to the respective pixels. Then, white light emitted from each pixel is transmitted through each color filter, so that light of blue, red, and green color is emitted for each pixel.

この有機EL素子は、例えば透明基板の一方の面に、有機発光層が一対の電極間に挟持されて設けられるとともに、透明基板の他方の面にカラーフィルタが設けられている。そして、有機発光層から出射した光は、透明基板を介して青、赤、緑色フィルタに入射され、青、赤、緑色の光に変換されている。   In this organic EL element, for example, an organic light emitting layer is provided between a pair of electrodes on one surface of a transparent substrate, and a color filter is provided on the other surface of the transparent substrate. And the light radiate | emitted from the organic light emitting layer injects into a blue, red, and green filter through a transparent substrate, and is converted into blue, red, and green light.

ここで、有機発光層から発せられる光は、拡散光であるとともに、透明基板は比較的厚いので、各有機発光層から発せられた光は、フィルタに到達するときには、その照射範囲はある程度の広がりを有している。一方、一般的に、各画素間の離間距離は狭く、各フィルタ間の離間距離も狭いので、1画素から発せられた白色光の照射範囲が、広がりを有すると、その白色光はその画素に対応するフィルタのみならず、他のフィルタにも入射されることとなる。このように、1画素から発せられた光が、所望のフィルタのみならず、異なるフィルタにも入射されると、不必要な色変換が行われ、いわゆる色滲みの原因となる。   Here, the light emitted from the organic light emitting layer is diffused light, and the transparent substrate is relatively thick. Therefore, when the light emitted from each organic light emitting layer reaches the filter, its irradiation range is expanded to some extent. have. On the other hand, generally, the separation distance between each pixel is narrow, and the separation distance between each filter is also narrow. Therefore, if the irradiation range of white light emitted from one pixel is wide, the white light is transmitted to the pixel. The light is incident not only on the corresponding filter but also on other filters. As described above, when light emitted from one pixel is incident not only on a desired filter but also on a different filter, unnecessary color conversion is performed, which causes a so-called color blur.

従来例えば特許文献1、2に記載されるように、有機EL素子の透明基板として、光ファイバー束から成るものを使用されることが知られている。また、特許文献2に記載されるように、有機EL素子の基板として、微小の筒状導光部材が多数束ねられたものが使用されることが知られている。これらの基板においては、有機発光層から照射された光が、基板を透過するとき、ファイバー束又は筒状導光部材により光の進む方向が規制される。したがって、各画素から照射された光は、拡散せずにその画素に対応するカラーフィルタに入射するので、色滲みの発生を防止することができる。
特開平8−78158号公報 特開平9−326297号公報
Conventionally, for example, as described in Patent Documents 1 and 2, it is known that a transparent substrate of an organic EL element is made of an optical fiber bundle. Further, as described in Patent Document 2, it is known that a substrate in which a large number of minute cylindrical light guide members are bundled is used as a substrate of an organic EL element. In these substrates, when the light emitted from the organic light emitting layer passes through the substrate, the traveling direction of the light is regulated by the fiber bundle or the cylindrical light guide member. Accordingly, the light emitted from each pixel is incident on the color filter corresponding to the pixel without being diffused, so that the occurrence of color blur can be prevented.
JP-A-8-78158 Japanese Patent Laid-Open No. 9-326297

しかし、上記のように、有機EL素子の透明基板が、光ファイバー束又は筒状導光部材から成る場合、その光の出射方向が、厚さ方向に制限されるので、出射角が小さくなり視野角が狭くなるという問題がある。   However, when the transparent substrate of the organic EL element is composed of an optical fiber bundle or a cylindrical light guide member as described above, the light emission direction is limited to the thickness direction, and thus the emission angle is reduced and the viewing angle is reduced. There is a problem that becomes narrow.

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、色滲みの発生を防止しつつ、視野角を広くすることができる有機EL素子の透明基板を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a transparent substrate of an organic EL element capable of widening a viewing angle while preventing occurrence of color blur.

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス素子は、有機EL層を基板の一方の面上に配置し、有機EL層からの光を基板を介して外部に出射する有機エレクトロルミネセンス素子であって、上記基板は、光を厚さ方向に透過させる複数の光路を有する。各光路は、内周面が、基板の厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らむ光反射性の曲面から成り、光の少なくとも一部を、内周面によって反射させつつ、透過させることを特徴とする。   An organic electroluminescence device according to the present invention is an organic electroluminescence device in which an organic EL layer is disposed on one surface of a substrate, and light from the organic EL layer is emitted to the outside through the substrate. The substrate has a plurality of optical paths that transmit light in the thickness direction. Each optical path consists of a light-reflective curved surface whose outer peripheral surface swells outward with respect to a surface parallel to the thickness direction of the substrate, and transmits at least part of the light while being reflected by the inner peripheral surface. It is characterized by.

光路が例えば透明部材から成り、好ましくは複数の透明部材が並べられ、これら透明部材が接着部を介して、接着させられて形成される。接着部が、光路の内周面を成す場合、接着部には例えば反射粉体及び光吸収材料が含まれる。これにより、光路に入射された光は、各接着部を反射しつつ、光路内を伝搬する。光路は、例えば、球体の両端が切断された形状を呈する。   The optical path is made of, for example, a transparent member, and preferably a plurality of transparent members are arranged, and these transparent members are bonded together via an adhesive portion. When the bonding portion forms the inner peripheral surface of the optical path, the bonding portion includes, for example, reflective powder and a light absorbing material. As a result, the light incident on the optical path propagates in the optical path while reflecting each bonded portion. The optical path has, for example, a shape in which both ends of the sphere are cut.

透明部材の外周面に金属コーティング層が設けられ、光路の内周面が、その金属コーティング層から成っていても良い。この場合、各光路に入射された光は、金属コーティング層で反射しつつ、光路内を伝搬する。また、光路が、金属体に形成された中空部であって、その金属体の内周面が光路の内周面を成しても良い。中空部材は、例えば透明部材で埋められる。透明部材は例えば、ガラスまたは透明樹脂から成る。   A metal coating layer may be provided on the outer peripheral surface of the transparent member, and the inner peripheral surface of the optical path may be formed of the metal coating layer. In this case, the light incident on each optical path propagates in the optical path while being reflected by the metal coating layer. The optical path may be a hollow portion formed in the metal body, and the inner peripheral surface of the metal body may form the inner peripheral surface of the optical path. The hollow member is filled with a transparent member, for example. The transparent member is made of, for example, glass or transparent resin.

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス素子用基板は、有機EL層を一方の面上に配置し、有機EL層からの光を透過させて出射させるための有機エレクトロルミネセンス素子用基板であって、光を厚さ方向に透過させる複数の光路を有し、各光路は、内周面が、基板の厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らむ光反射性の曲面から成り、光の少なくとも一部を、内周面によって反射させつつ、透過させることを特徴とする。   The organic electroluminescent element substrate according to the present invention is an organic electroluminescent element substrate for disposing an organic EL layer on one surface and transmitting and emitting light from the organic EL layer, The optical path has a plurality of optical paths that transmit light in the thickness direction, and each optical path is composed of a light-reflective curved surface that swells outward with respect to a plane parallel to the thickness direction of the substrate. It is characterized in that a part is transmitted while being reflected by the inner peripheral surface.

本発明に係る有機エレクトロルミネセンス素子用基板の製造方法は、有機EL層を一方の面上に配置し、有機EL層からの光を透過させて出射させるための有機エレクトロルミネセンス素子用基板の製造方法である。そして、本製造方法は、外周面に少なくとも光吸収材料が添加された接着層が被膜された、透明体から成る透明部材、又は内部に中空部が形成された中空部材を互いに隣り合うように並べる工程と、接着層同士を接着させることにより、複数の透明部材又は中空部材を一体に成形する工程と、一体に成形された複数の透明部材又は中空部材を、接着層とともに、各透明部材又は各中空部材が横断されるように切断し、板形状を呈する基板を得る工程とを備える。透明部材、又は内部に中空部が形成された中空部材は、例えば、球体や、楕円面が回転して形成される扁平球体等でも良いし、円柱形状等を呈していても良い。   An organic electroluminescent element substrate manufacturing method according to the present invention is an organic electroluminescent element substrate for disposing an organic EL layer on one surface and transmitting and emitting light from the organic EL layer. It is a manufacturing method. In this manufacturing method, a transparent member made of a transparent body, or a hollow member having a hollow portion formed therein, is arranged next to each other, with the outer peripheral surface coated with an adhesive layer to which at least a light absorbing material is added. The step of integrally forming a plurality of transparent members or hollow members by bonding the steps and the adhesive layers together, and the transparent members or hollow members integrally formed together with the adhesive layers together with each transparent member or each Cutting the hollow member so as to be traversed, and obtaining a substrate having a plate shape. The transparent member or the hollow member having a hollow portion formed therein may be, for example, a sphere, a flat sphere formed by rotating an elliptical surface, or the like, or may have a cylindrical shape or the like.

本発明によれば、基板の一方の面から各光路に入射された光は、各光路によって進路が規制され、基板内部において、厚さ方向に略平行に進むので、基板内で光が拡散しない。したがって、例えばフルカラー表示装置において、有機EL素子の各画素から発せられた光を、その画素に対応するフィルタに適正に入射させることができるので、色滲み等の発生を防止できる。また、各光路の内周面が、基板の厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らむ光反射性の曲面から成るので、各光路に入射された光は、出射角度が大きく光路から出射される。したがって、例えば、自発光型のディスプレイにおいては、視野角度を大きくすることができる。さらに、本発明の製造方法によれば、複数の光路を有する基板を容易に製造することができる。   According to the present invention, the path of light incident on each optical path from one surface of the substrate is regulated by each optical path and travels substantially parallel to the thickness direction inside the substrate, so that light does not diffuse within the substrate. . Therefore, for example, in a full-color display device, light emitted from each pixel of the organic EL element can be appropriately incident on a filter corresponding to the pixel, so that occurrence of color blur or the like can be prevented. In addition, since the inner peripheral surface of each optical path consists of a light-reflecting curved surface that swells outward with respect to a plane parallel to the thickness direction of the substrate, the light incident on each optical path has a large exit angle and exits from the optical path. Is done. Therefore, for example, in a self-luminous display, the viewing angle can be increased. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, a substrate having a plurality of optical paths can be easily manufactured.

以下添付図面を参照しつつ本発明について説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る有機EL素子の模式的な断面図を示す。なお、本実施形態においては、有機EL素子が表示装置の自発光光源として利用される場合について説明する。   The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where an organic EL element is used as a self-light-emitting light source of a display device will be described.

第1の実施形態に係る有機EL素子100は、基板10と、基板10の上面10U側に配置された有機EL層20と、基板10の下面10D側に配置された赤、緑、青色フィルタ22R、22G、22Bとを備える。基板10は、後述するように複数の透明部材11が並べられて接着部12により接着されて形成される。透明部材11は、ガラス、合成樹脂等から形成される。   The organic EL element 100 according to the first embodiment includes a substrate 10, an organic EL layer 20 disposed on the upper surface 10U side of the substrate 10, and red, green, and blue filters 22R disposed on the lower surface 10D side of the substrate 10. , 22G, 22B. As will be described later, the substrate 10 is formed by arranging a plurality of transparent members 11 and adhering them by an adhesive portion 12. The transparent member 11 is formed from glass, synthetic resin, or the like.

複数の透明部材11により上面10Uは粗面と成るので、基板10の上面10Uには、上面10Uを平滑するための樹脂層15が設けられる。樹脂層15は、無色透明であって、その材質として例えば反応硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、またはアクリル系樹脂等が用いられる。   Since the upper surface 10U is roughened by the plurality of transparent members 11, a resin layer 15 for smoothing the upper surface 10U is provided on the upper surface 10U of the substrate 10. The resin layer 15 is colorless and transparent, and for example, a reactive curable silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like is used as a material thereof.

樹脂層15の上面には、第1電極16(例えば陽極)が積層され、第1電極16の上面に有機EL層20が積層され、有機EL層20の上面には、さらに第2電極17(例えば陰極)が積層される。第1電極16は複数設けられ、互いに平行に延びるとともに、第2電極17も複数設けられ、互いに平行に、かつ第1電極16の延びる方向と直交するように延びる。このような構成により、第1電極16と第2電極17とが交叉する位置の間に、積層される有機EL層20は、それぞれピクセル(1画素)を構成する。   A first electrode 16 (for example, an anode) is laminated on the upper surface of the resin layer 15, an organic EL layer 20 is laminated on the upper surface of the first electrode 16, and a second electrode 17 ( For example, a cathode) is laminated. A plurality of first electrodes 16 are provided and extend in parallel with each other, and a plurality of second electrodes 17 are also provided, and extend in parallel with each other and perpendicular to the direction in which the first electrode 16 extends. With such a configuration, the organic EL layer 20 that is laminated between the positions where the first electrode 16 and the second electrode 17 intersect each other constitutes a pixel (one pixel).

各フィルタ22R、22G、22Bは、有機EL層の各画素に対応して設けられ、赤、緑、青色フィルタ22R、22G、22Bは、ストライプ状に並べられている。各赤、緑、青色フィルタ22R、22G、22Bの間には、各フィルタに迷光が入射されるのを防止するために、ブラックマトリックス22BRが設けられる。   Each filter 22R, 22G, and 22B is provided corresponding to each pixel of the organic EL layer, and the red, green, and blue filters 22R, 22G, and 22B are arranged in stripes. A black matrix 22BR is provided between the red, green, and blue filters 22R, 22G, and 22B in order to prevent stray light from entering each filter.

有機EL層20は、その層構成は限定されないが、例えば陽極側から順に、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層が積層されて構成される。第1電極16は、導電性を有し、かつ透明性を有する材料によって形成され、例えばITO(Indium Tin Oxide)、ATO(antimony doped tindioxide)、ZnO(zinc oxide)によって形成される。第2電極17は例えばアルミニウムを材料として形成される。   The layer structure of the organic EL layer 20 is not limited. For example, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer are stacked in this order from the anode side. The first electrode 16 is made of a conductive and transparent material, and is made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide), ATO (antimony doped tindioxide), or ZnO (zinc oxide). The second electrode 17 is formed using, for example, aluminum.

有機EL層20の各画素は、第1及び第2電極16、17から電流が入力されると、その入力された電流に応じた輝度の白色光を出射する。各画素から発せられた白色光は、樹脂層15及び基板10を透過した後、それぞれの各画素に対応したフィルタ22R、22G、22Bに入力される。フィルタ22R、22G、22Bに入力された白色光は、それぞれ対応するフィルタの赤、青、緑色として外部に取り出され、画像を形成する。   When current is input from the first and second electrodes 16 and 17, each pixel of the organic EL layer 20 emits white light having a luminance corresponding to the input current. The white light emitted from each pixel passes through the resin layer 15 and the substrate 10 and then is input to the filters 22R, 22G, and 22B corresponding to the respective pixels. The white light input to the filters 22R, 22G, and 22B is extracted to the outside as red, blue, and green of the corresponding filters, and forms an image.

図2は、基板10の拡大図を、図3は図1におけるIII−III線上における横断面図を示す。各透明部材11は、球体の両端が切断された形状を呈し、その両切断面11a、11bが基板10の上面10U、下面10D(図1参照)をそれぞれ形成する。各透明部材11は有機EL層20からの光を、上面10Uから下面10Dまで透過させる光路となり、一方の切断面11aが光を入射させるための入射端となり、他方の切断面11bがその入射された光を出射するための出射端となる。   2 is an enlarged view of the substrate 10, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. Each transparent member 11 has a shape in which both ends of a sphere are cut, and both cut surfaces 11a and 11b form an upper surface 10U and a lower surface 10D (see FIG. 1) of the substrate 10, respectively. Each transparent member 11 serves as an optical path for transmitting light from the organic EL layer 20 from the upper surface 10U to the lower surface 10D. One cut surface 11a serves as an incident end for allowing light to enter, and the other cut surface 11b enters the light path. It becomes an emitting end for emitting the light.

各透明部材11の側面11cは、接着部12を介して、他の透明部材11の側面11cに接着されている。接着部12は、透明ガラスまたは透明樹脂を主成分とし、反射材料(例えば、反射粉体)及び光吸収材料が添加されて形成される。接着部12は、このように、反射材料及び光吸収材料を含むので、入射された光の一部を吸収し、その他の光を反射するので、非透過性の反射材として形成される。   The side surface 11 c of each transparent member 11 is bonded to the side surface 11 c of another transparent member 11 via the bonding portion 12. The bonding portion 12 is mainly formed of transparent glass or transparent resin, and is formed by adding a reflective material (for example, reflective powder) and a light absorbing material. Since the adhesive portion 12 includes the reflective material and the light absorbing material as described above, the adhesive portion 12 absorbs a part of the incident light and reflects the other light, and thus is formed as a non-transmissive reflective material.

反射粉体は、反射性金属の粉体であって、反射性金属としては、例えばアルミニウム、銀、ニッケル、またはこれらの混合物等が用いられるが、好ましくはアルミニウムが用いられる。反射粉体は、主成分(透明ガラス、または透明樹脂)を100重量部としたとき、例えば10〜800重量部、好ましくは50〜200重量部配合されている。また、光吸収材料としては、例えばカーボン粒子が用いられ、光吸収材料は、主成分(透明ガラス、または透明樹脂)を100重量部としたとき、例えば10〜800重量部、好ましくは50〜200重量部配合されている。なお、接着部12に反射材料と光吸収材料が均一に添加されても良いが、反射材料は透明部材11近傍により多く配置されるのが望ましい。そのため接着部12は反射材料と光吸収材料が不均一に配合されても良い。   The reflective powder is a powder of a reflective metal. As the reflective metal, for example, aluminum, silver, nickel, or a mixture thereof is used, and aluminum is preferably used. The reflective powder is, for example, 10 to 800 parts by weight, preferably 50 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the main component (transparent glass or transparent resin). In addition, as the light absorbing material, for example, carbon particles are used. The light absorbing material is, for example, 10 to 800 parts by weight, preferably 50 to 200 parts when the main component (transparent glass or transparent resin) is 100 parts by weight. Part by weight is blended. Although the reflective material and the light absorbing material may be uniformly added to the bonding portion 12, it is desirable that the reflective material is disposed more in the vicinity of the transparent member 11. Therefore, the bonding portion 12 may be blended in a non-uniform manner with a reflective material and a light absorbing material.

両切断面11a、11bの直径は、第1および第2電極16、17の幅、(すなわち1画素の幅)より小さく、さらにはブラックマトリックス22BR(すなわち、各フィルタ間に形成される間隔)の幅より小さいことが好ましく、電極16、17の幅の1/2以下であるほうがさらに好ましい。両切断面11a、11bの直径が各フィルタ間に形成される間隔より狭いと、透明部材11が2画素に跨ることがないので、透明部材11には常に1画素から発せられた光しか入射されない。したがって、1つの透明部材11の内部において2画素から発せられた光が混合されることはない。両切断面11a、11bの直径は、例えば、1μm〜1mm程度である。また、基板の厚さは、例えば50μm〜5mm程度の範囲である。   The diameters of both the cut surfaces 11a and 11b are smaller than the width of the first and second electrodes 16 and 17 (that is, the width of one pixel), and further the black matrix 22BR (that is, the interval formed between the filters). It is preferably smaller than the width, and more preferably ½ or less of the width of the electrodes 16 and 17. If the diameters of both cut surfaces 11a and 11b are narrower than the distance formed between the filters, the transparent member 11 does not straddle two pixels, so that only light emitted from one pixel is always incident on the transparent member 11. . Therefore, the light emitted from the two pixels is not mixed inside one transparent member 11. The diameter of both the cut surfaces 11a and 11b is, for example, about 1 μm to 1 mm. The thickness of the substrate is, for example, in the range of about 50 μm to 5 mm.

各透明部材11は、その断面においては、図3に示すように、図中左右には直線状に隣り合うように並べられる。そして、各透明部材11は、図中上下には、左右に隣接する透明部材11の間に配置される。   As shown in FIG. 3, the transparent members 11 are arranged on the left and right in the drawing so as to be adjacent to each other in a straight line. And each transparent member 11 is arrange | positioned between the transparent members 11 adjacent to right and left on the upper and lower sides in the figure.

以下第1の実施形態に係る基板10の作用について、再び図2を用いて説明する。有機EL層20から発せられた光は、第1電極16および樹脂層15を透過した後、基板10の上面10Uにおいて、各切断面11a(入射端)から、各透明部材11に入射する。ここで、各透明部材11は、透過性を有するので、入射された光の光路となるとともに、透明部材11同士を接着する接着部12は、各光路の内周面を形成する。   Hereinafter, the operation of the substrate 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 2 again. The light emitted from the organic EL layer 20 passes through the first electrode 16 and the resin layer 15, and then enters each transparent member 11 from each cut surface 11 a (incident end) on the upper surface 10 U of the substrate 10. Here, since each transparent member 11 has transparency, it serves as an optical path for incident light, and an adhesive portion 12 that bonds the transparent members 11 together forms an inner peripheral surface of each optical path.

各入射端から入射された光のうち、基板10の厚さ方向に略平行な光線L1に関しては、接着部12(すなわち、光路の内周面)で反射されることなく、透明部材11を透過して、透明部材11の切断面11b(出射端)から直接的に出射される。一方、各透明部材11に入射された光のうち、厚さ方向に対して、ある程度の角度で傾く光L2に関しては、接着部12が反射材であるので、その接着部12(すなわち、光路の内周面)で反射して他端(出射端)まで伝搬する。ここで、各光路の内周面は、球面から形成されるので、厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らんで形成される。したがって、光L2は、光路の内周面で反射することにより、光路に入射したときの角度よりも大きい角度で、切断面(出射端)11bから出射する。   Of the light incident from each incident end, the light beam L1 substantially parallel to the thickness direction of the substrate 10 is transmitted through the transparent member 11 without being reflected by the bonding portion 12 (that is, the inner peripheral surface of the optical path). Then, the light is emitted directly from the cut surface 11b (exit end) of the transparent member 11. On the other hand, of the light incident on each transparent member 11, for the light L2 that is inclined at a certain angle with respect to the thickness direction, the adhesive portion 12 is a reflecting material, and therefore the adhesive portion 12 (that is, the optical path) The light is reflected by the inner peripheral surface and propagates to the other end (outgoing end). Here, since the inner peripheral surface of each optical path is formed from a spherical surface, it is formed to bulge outward with respect to a surface parallel to the thickness direction. Therefore, the light L2 is reflected from the inner peripheral surface of the optical path, and is emitted from the cut surface (exit end) 11b at an angle larger than the angle when entering the optical path.

以上のように、本実施形態においては、有機EL層20の各画素から基板10の上面10Uに入射した白色光は、各光路を介して、基板10の下面まで伝搬させられる。したがって、有機EL層20の各画素から発せられた光は、各画素に対応して設けられた各フィルタに確実に入射するとともに、他の画素に対応するフィルタには入射されない。これにより、本実施形態では色滲みの発生が防止され、画像品質を向上させることができる。また、基板10は、上述したように、一部の光に関しては、その入射角に対して、出射角を大きくすることができるので、本実施形態に係る基板10を用いると、視野角度の大きい自家発光型のディスプレイを提供することができる。   As described above, in the present embodiment, white light incident on the upper surface 10U of the substrate 10 from each pixel of the organic EL layer 20 is propagated to the lower surface of the substrate 10 via each optical path. Therefore, the light emitted from each pixel of the organic EL layer 20 surely enters each filter provided corresponding to each pixel, and does not enter the filters corresponding to other pixels. Thereby, in this embodiment, the occurrence of color blur is prevented and the image quality can be improved. In addition, as described above, the substrate 10 can increase the emission angle with respect to the incident angle of a part of the light. Therefore, when the substrate 10 according to the present embodiment is used, the viewing angle is large. A self-luminous display can be provided.

次に、図4を用いて本実施形態の基板10の製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、接着部が熱硬化性樹脂で構成される場合について説明するが、ガラスや他の種類の樹脂(例えば、光硬化性樹脂、2成分反応硬化型の樹脂(すなわち、2成分が混合され、その2成分が硬化反応し、硬化される樹脂))等が用いられる場合も、その態様が適宜変更された上で製造される。勿論、ガラス球11’の代わりに樹脂から成る球体が用いられても良い。   Next, the manufacturing method of the board | substrate 10 of this embodiment is demonstrated using FIG. In addition, in the following description, although the case where an adhesion part is comprised with a thermosetting resin is demonstrated, glass and other types of resin (For example, photocurable resin, two-component reaction curable resin (namely, Even when two components are mixed and the two components undergo a curing reaction and cured))) or the like is used, it is manufactured after the mode is appropriately changed. Of course, a sphere made of resin may be used instead of the glass sphere 11 '.

図4に示すように、本実施形態においては、複数の球形のガラス球11’が複数用意され、まずこの球形のガラス球11’の外周面に、反射粉体及び光吸収材料が添加された熱硬化性樹脂液が塗布され、ガラス球11’の外周面に接着層12’が被膜される。次に、上面が平面に形成された基台121が用意され、この接着層12’が被膜された複数の球形のガラス球11’は、基台121の上面に互いに隣り合うように並べられる。次に、これらガラス球11’は加熱されることにより、接着層12’は硬化され、隣接するガラス球11’の接着層12’同士が接着され、隣接するガラス球11’同士が接着された中間体13’が得られる。   As shown in FIG. 4, in this embodiment, a plurality of spherical glass spheres 11 ′ are prepared, and first, reflective powder and a light absorbing material are added to the outer peripheral surface of the spherical glass sphere 11 ′. A thermosetting resin liquid is applied, and an adhesive layer 12 ′ is coated on the outer peripheral surface of the glass sphere 11 ′. Next, a base 121 having a flat upper surface is prepared, and a plurality of spherical glass balls 11 ′ coated with the adhesive layer 12 ′ are arranged adjacent to each other on the upper surface of the base 121. Next, by heating these glass spheres 11 ′, the adhesive layer 12 ′ is cured, the adhesive layers 12 ′ of the adjacent glass balls 11 ′ are bonded together, and the adjacent glass balls 11 ′ are bonded together. Intermediate 13 ′ is obtained.

中間体13’は、その上端と下端が横断的に切断され、ガラス球11’の上端部と下端部、及び接着層12’ の一部が切断され、図2に示すように上面10U、及び下面10Dにガラス球11’の切断面11a、11bが露出した、板形状を呈する基板10が得られる。なお、各ガラス球11’は、その球径が、50μm〜1mm程度に設定されるとともに、各接着層12’の平均層厚は、3μm〜0.5mmに設定される。したがって、基板の厚さは、40μm〜1mm程度となる。   The upper and lower ends of the intermediate body 13 ′ are cut transversely, the upper and lower ends of the glass bulb 11 ′ and a part of the adhesive layer 12 ′ are cut, and as shown in FIG. The board | substrate 10 which exhibits the plate shape which the cut surfaces 11a and 11b of glass sphere 11 'exposed to lower surface 10D is obtained. Each glass sphere 11 ′ has a sphere diameter set to about 50 μm to 1 mm, and an average layer thickness of each adhesive layer 12 ′ is set to 3 μm to 0.5 mm. Therefore, the thickness of the substrate is about 40 μm to 1 mm.

図5を用いて第2の実施形態に係る有機EL素子について説明する。第2の実施形態において、第1の実施形態と相違する点は、透明部材11の側面11cに、金属コーティング層21が形成され、光路の内周面が金属コーティング層21から成る点である。以下相違点を中心に説明する。   The organic EL element according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that a metal coating layer 21 is formed on the side surface 11 c of the transparent member 11 and the inner peripheral surface of the optical path is made of the metal coating layer 21. Hereinafter, the difference will be mainly described.

各透明部材11は、球体の両端が切断された形状を呈し、透明部材11の側面11cには、金属コーティング層21が被膜される。金属コーティング層21が被膜された透明部材11は、第1の実施形態と同様に、接着部12を介して、互いに接着されている。   Each transparent member 11 has a shape in which both ends of the sphere are cut, and a metal coating layer 21 is coated on the side surface 11 c of the transparent member 11. The transparent members 11 coated with the metal coating layer 21 are bonded to each other via the bonding portion 12 as in the first embodiment.

本実施形態においても、光路の内周面(すなわち、コーティング層21の内周面)は、球面から形成されるので、厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らんで形成される曲面である。したがって、光路に入射された光は、光路の内周面で反射することにより、光路に入射したときの角度よりも大きい角度で、切断面(出射端)11bから出射する。また、本実施形態においては、金属コーティング層21が設けられることにより、第1の実施形態に比べ、光路の内周面11cにおける、光の反射効率を高めることができる。   Also in the present embodiment, since the inner peripheral surface of the optical path (that is, the inner peripheral surface of the coating layer 21) is formed from a spherical surface, it is a curved surface formed to bulge outward with respect to a surface parallel to the thickness direction. is there. Therefore, the light incident on the optical path is reflected from the inner peripheral surface of the optical path, and is emitted from the cut surface (exit end) 11b at an angle larger than the angle when entering the optical path. Further, in the present embodiment, by providing the metal coating layer 21, it is possible to improve the light reflection efficiency on the inner peripheral surface 11c of the optical path as compared with the first embodiment.

なお、各透明部材11の外周面11cは、研磨面として形成される。非研磨面であると、透明部材11に入射された光が、金属コーティング層21によって反射されにくいからである。また、金属コーティング層21は、銀、ニッケル、またはこれらの混合物等の金属から成る。   In addition, the outer peripheral surface 11c of each transparent member 11 is formed as a polishing surface. This is because the light incident on the transparent member 11 is less likely to be reflected by the metal coating layer 21 if the surface is a non-polished surface. The metal coating layer 21 is made of a metal such as silver, nickel, or a mixture thereof.

また、本実施形態において接着部12は、反射性金属が添加されない以外は、第1の実施形態と同様の配合を有する。接着部12に、反射性金属が添加されないのは、金属コーティング層21が設けられることにより、接着部12は、透明部材11に入射される光を反射させる必要がないからである。   Moreover, in this embodiment, the adhesion part 12 has the same composition as 1st Embodiment except a reflective metal being not added. The reason why the reflective metal is not added to the bonding portion 12 is that the metal coating layer 21 is provided so that the bonding portion 12 does not need to reflect the light incident on the transparent member 11.

次に、本実施形態における基板10の製造方法を説明する。本実施形態おいては、まず複数のガラス球(不図示)が複数用意され、その外周面が研磨される。次に、ガラス球の外周面全体には、アルミニウム等の金属が、例えば蒸着により、被膜され、金属コーティング層が形成される。次に、反射粉体が添加された熱硬化性樹脂液が、金属コーティング層の外周面全体に塗布され、金属コーティング層の外側に接着層が被膜される。この後の工程は、第1の実施形態と同様であるので、省略する。   Next, the manufacturing method of the board | substrate 10 in this embodiment is demonstrated. In the present embodiment, first, a plurality of glass balls (not shown) are prepared, and the outer peripheral surface thereof is polished. Next, a metal such as aluminum is coated on the entire outer peripheral surface of the glass sphere, for example, by vapor deposition to form a metal coating layer. Next, the thermosetting resin liquid to which the reflective powder is added is applied to the entire outer peripheral surface of the metal coating layer, and the adhesive layer is coated on the outside of the metal coating layer. Since the subsequent steps are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

次に、第3の実施形態について、図6を用いて説明する。第3の実施形態において、第1の実施形態と相違する点は、基板10に用いられるガラス部材の代わりに、金属部材31が用いられる点である。以下、その相違点を中心に第3の実施形態について、説明する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that a metal member 31 is used instead of the glass member used for the substrate 10. Hereinafter, the third embodiment will be described focusing on the differences.

第3の実施形態においては、基板10は、複数の金属部材31が並べられて接着部12 により接着されて形成される。金属部材31は、透明部材11(図2参照)と同様に、球体の両端が切断された形状を呈する。金属部材31は、図6に示すように、その内部が中空部であって、その内周面31cが鏡面に形成される。金属部材31は、アルミニウム、ステンレス、銀、ニッケル、またはこれらの合金等の金属から成る。   In the third embodiment, the substrate 10 is formed by arranging a plurality of metal members 31 and bonding them with the bonding portion 12. Similarly to the transparent member 11 (see FIG. 2), the metal member 31 has a shape in which both ends of the sphere are cut. As shown in FIG. 6, the metal member 31 has a hollow inside, and an inner peripheral surface 31 c is formed as a mirror surface. The metal member 31 is made of a metal such as aluminum, stainless steel, silver, nickel, or an alloy thereof.

本実施形態においては、金属部材31の中空部が光路と成り、すなわち、有機EL層20から発せられた光は、中空部を透過して、出射端11bから外部に出射される。ここで、金属部材31の内周面31c(すなわち、光路の内周面)は、球面から成るので、本実施形態においても光路の内周面は、厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らんで形成される曲面である。したがって、光路に入射された光は、内周面31cで反射することにより、光路に入射したときの角度よりも大きい角度で、出射端11bから出射する。   In the present embodiment, the hollow portion of the metal member 31 serves as an optical path, that is, the light emitted from the organic EL layer 20 passes through the hollow portion and is emitted to the outside from the emission end 11b. Here, since the inner peripheral surface 31c of the metal member 31 (that is, the inner peripheral surface of the optical path) is a spherical surface, the inner peripheral surface of the optical path is also outside the plane parallel to the thickness direction in this embodiment. It is a curved surface formed by swelling. Therefore, the light incident on the optical path is reflected from the inner peripheral surface 31c, and is emitted from the emission end 11b at an angle larger than the angle when entering the optical path.

本実施形態に係る基材10は、例えば、第1の実施形態と同様の方法により、製造される。すなわち、例えば、内部に中空部を有する複数の球体(中空部材)が接着層を介して接着された後、その中空部材の両端部が横断されるように、中空部材が接着層とともに切断され、基板が製造される。勿論、金属部材が接着層によって接着される前に、中空部材の両端が切断されていても良い。   The base material 10 according to the present embodiment is manufactured, for example, by the same method as in the first embodiment. That is, for example, after a plurality of spheres (hollow members) having a hollow portion inside are bonded via an adhesive layer, the hollow member is cut together with the adhesive layer so that both ends of the hollow member are traversed, A substrate is manufactured. Of course, both ends of the hollow member may be cut before the metal member is bonded by the adhesive layer.

次に、第4の実施形態について、図7を用いて説明する。第4の実施形態においては、第3の実施形態と同様に、基板10は中空部を有する金属部材31によって形成されるが、その金属部材31の中空部は、ガラス、プラスチック等の透明部材42によって埋められる。その他の構成は、第3の実施形態と同様の構成を有する。なお、第4の実施形態に係る基板10は、例えば第3の実施形態の基板が形成された後、透明部材42が充填されて製造される。   Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, as in the third embodiment, the substrate 10 is formed by a metal member 31 having a hollow portion. The hollow portion of the metal member 31 is a transparent member 42 such as glass or plastic. Filled by. Other configurations are the same as those of the third embodiment. Note that the substrate 10 according to the fourth embodiment is manufactured by filling the transparent member 42 after the substrate of the third embodiment is formed, for example.

次に、第5の実施形態について、図8を用いて説明する。第1の実施形態は、透明部材11は、球体の両端が切断された形状を呈しているが、第5の実施形態においては、透明部材11は、楕円面が回転して形成される、扁平球体の両端が切断された形状を呈する。   Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the transparent member 11 has a shape in which both ends of a sphere are cut, but in the fifth embodiment, the transparent member 11 is a flat shape formed by rotating an elliptical surface. It has a shape in which both ends of the sphere are cut.

本実施形態においても、透明部材11の側面11c(すなわち、光路の内周面)は、厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らんで形成される曲面である。したがって、光路の内周面で反射される光L2は、第1の実施形態と同様に、光路に入射したときの角度よりも大きい角度で、切断面(出射端)11bから出射する。すなわち、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、視野角度を大きくすることができる。   Also in the present embodiment, the side surface 11c of the transparent member 11 (that is, the inner peripheral surface of the optical path) is a curved surface formed to bulge outward with respect to a surface parallel to the thickness direction. Therefore, the light L2 reflected by the inner peripheral surface of the optical path exits from the cut surface (exit end) 11b at an angle larger than the angle when entering the optical path, as in the first embodiment. That is, also in the present embodiment, the viewing angle can be increased as in the first embodiment.

勿論、第3及び第4の実施形態のように、基板10が金属部材31から形成される場合も、金属部材31は中空部を有する扁平球体から成っていても良い。なお、金属部材及びガラス部材の形状は、光路の内周面が厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らむ曲面から成るような形状であれば、扁平球体及び球体に限定されない。   Of course, when the substrate 10 is formed of the metal member 31 as in the third and fourth embodiments, the metal member 31 may be formed of a flat sphere having a hollow portion. Note that the shapes of the metal member and the glass member are not limited to flat spheres and spheres as long as the inner circumferential surface of the optical path is formed of a curved surface that swells outward with respect to a plane parallel to the thickness direction.

本発明の第1の実施形態に係る有機EL素子の模式的な縦断面図である。1 is a schematic longitudinal sectional view of an organic EL element according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る基板の縦断面図の拡大図である。It is an enlarged view of the longitudinal cross-sectional view of the board | substrate which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1におけるIII−III線上における横断面図である。It is a cross-sectional view on the III-III line in FIG. 第1の実施形態に係る基板の製造方法を説明するための縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the manufacturing method of the board | substrate concerning 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る有機EL素子の模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view of the organic EL element which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る有機EL素子の模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view of the organic EL element which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る有機EL素子の模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal cross-sectional view of the organic EL element which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る有機EL素子の模式的な縦断面図の拡大図である。It is an enlarged view of a schematic longitudinal sectional view of an organic EL element according to a fifth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 基板
11 透明部材(光路)
11’ ガラス球
12 接着部
12’ 接着層
20 有機EL層
22R、22G、22B フィルタ
31 金属部材
100 有機EL素子

10 Substrate 11 Transparent member (optical path)
11 'Glass sphere 12 Adhesion part 12' Adhesion layer 20 Organic EL layer 22R, 22G, 22B Filter 31 Metal member 100 Organic EL element

Claims (12)

有機EL層を基板の一方の面上に配置し、前記有機EL層からの光を前記基板を介して外部に出射する有機エレクトロルミネセンス素子であって、前記基板は、光を厚さ方向に透過させる複数の光路を有し、前記各光路は、内周面が、前記基板の厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らむ光反射性の曲面から成り、前記光の少なくとも一部を、前記内周面によって反射させつつ、透過させることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子。   An organic electroluminescence element in which an organic EL layer is disposed on one surface of a substrate and emits light from the organic EL layer to the outside through the substrate, wherein the substrate emits light in a thickness direction Each of the optical paths has a light-reflecting curved surface that swells outward with respect to a plane parallel to the thickness direction of the substrate, and each of the optical paths transmits at least a part of the light. An organic electroluminescence device that transmits light while being reflected by the inner peripheral surface. 前記光路が透明部材から成ることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the optical path is made of a transparent member. 前記基板は、複数の前記透明部材が並べられ、これら透明部材が接着部を介して、接着させられて形成されることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescence element according to claim 2, wherein the substrate is formed by arranging a plurality of the transparent members and bonding the transparent members via an adhesive portion. 前記接着部が、前記光路の内周面を成し、前記接着部には反射粉体及び光吸収材料が含まれることを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 3, wherein the bonding portion forms an inner peripheral surface of the optical path, and the bonding portion includes a reflective powder and a light absorbing material. 前記透明部材の外周面に金属コーティング層が設けられ、前記光路の内周面が、その金属コーティング層から成ることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein a metal coating layer is provided on an outer peripheral surface of the transparent member, and an inner peripheral surface of the optical path is made of the metal coating layer. 前記光路が、球体の両端が切断された形状を呈することを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   2. The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the optical path has a shape in which both ends of a sphere are cut. 前記光路が、金属体に形成された中空部であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the optical path is a hollow portion formed in a metal body. 前記中空部が、透明部材によって埋められることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 7, wherein the hollow portion is filled with a transparent member. 前記透明部材が、ガラスまたは透明樹脂から成ることを特徴とする請求項2又は8のうちいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 2, wherein the transparent member is made of glass or transparent resin. 前記基板を挟んで有機EL層と反対側に複数のフィルタを含むカラーフィルタを配置し、前記カラーフィルタは隣接する前記フィルタの間にブラックマトリックスを備えたことを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロスミネセンス素子。   The color filter including a plurality of filters is disposed on the opposite side of the organic EL layer with the substrate interposed therebetween, and the color filter includes a black matrix between the adjacent filters. Organic electroluminescence element. 有機EL層を一方の面上に配置し、前記有機EL層からの光を透過させて出射させるための有機エレクトロルミネセンス素子用基板であって、光を厚さ方向に透過させる複数の光路を有し、前記各光路は、内周面が、前記基板の厚さ方向に平行な面に対して外側に膨らむ光反射性の曲面から成り、前記光の少なくとも一部を、前記内周面によって反射させつつ、透過させる有機エレクトロルミネセンス素子用基板。   An organic electroluminescent element substrate for arranging an organic EL layer on one surface and transmitting and emitting light from the organic EL layer, wherein a plurality of optical paths for transmitting light in a thickness direction are provided. Each of the optical paths has an inner peripheral surface formed of a light-reflecting curved surface that swells outward with respect to a surface parallel to the thickness direction of the substrate, and at least a part of the light is caused by the inner peripheral surface. A substrate for an organic electroluminescence element that is transmitted while being reflected. 有機EL層を一方の面上に配置し、前記有機EL層からの光を透過させて出射させるための有機エレクトロルミネセンス素子用基板の製造方法であって、
外周面に少なくとも光吸収材料が添加された接着層が被膜された、透明体から成る透明部材、又は内部に中空部が形成された中空部材を互いに隣り合うように並べる工程と、
前記接着層同士を接着させることにより、前記複数の透明部材又は中空部材を一体に成形する工程と、
前記一体に成形された複数の透明部材又は中空部材を、前記接着層とともに、前記各透明部材又は各中空部材が横断されるように切断し、板形状を呈する基板を得る工程と
を備える有機エレクトロルミネセンス素子用基板の製造方法。
A method for producing a substrate for an organic electroluminescence element for disposing an organic EL layer on one surface and transmitting and emitting light from the organic EL layer,
Arranging a transparent member made of a transparent body, or a hollow member having a hollow portion formed therein, adjacent to each other, with an outer peripheral surface coated with an adhesive layer to which at least a light absorbing material is added;
A step of integrally molding the plurality of transparent members or hollow members by bonding the adhesive layers;
Cutting the plurality of integrally formed transparent members or hollow members together with the adhesive layer so that the transparent members or the hollow members are traversed to obtain a substrate having a plate shape. A method for manufacturing a substrate for a luminescence element.
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