JP2008211012A - 赤外線無線通信用光源 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を提供すること。
【解決手段】本発明の第１の態様に係る赤外線無線通信用光源１００は、少なくとも陰極１０５と、陽極１０２と、発光層１０４とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子１１０を、赤外線光源として用いたものである。これにより、広い角度範囲で均一な指向性を有し、操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を提供することができる。特に、指向角度０°から６０°における相対光強度が５０％から１５０％の範囲であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線無線通信用光源に関する。

有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子は、近年の高度な映像・情報化社会の本格的な進展やマルチメディアシステムの急速な普及に伴い、フラットパネルディスプレイ分野での利用がさかんに行われるようになっている。これは、有機ＥＬ素子が、低消費電力、薄型化が可能である上、広視野角であるという利点を有するためである。

また、有機ＥＬ素子は、陽極と陰極との間に有機ＥＬ層を挟持した構造を有しており、電極間に電圧を印加することにより有機ＥＬ層自体が発光する自発光素子である。白色発光が可能な有機ＥＬ素子が開発されて以来、照明装置や液晶表示装置のバックライト等の面光源への応用が急速に広がり、実用化されつつある（非特許文献１参照）。

ところで、照明やテレビ等の様々な家電製品の遠隔操作は、その便利さにより広く用いられている。特に最近の高齢化社会到来により、加速的に一般化している。さらに、情報化社会の進展により、携帯電話間や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）間、あるいは、これら端末とパーソナルコンピュータとの間での、比較的小容量のデータ情報交換が頻繁に行われるようになってきた。

これらの家電製品の遠隔操作端末装置（リモコン）と本体との間のデータ通信や、情報機器間の通信には、赤外線を用いた無線による光通信システムが、一般的に用いられる。このような近距離の赤外線無線通信における赤外線光源としては、通常、赤外発光ダイオードが用いられている。この赤外発光ダイオードの場合、十分な光強度を得るために、点光源から出射される赤外線を集光する必要がある。そのため、指向性の強い砲弾型の発光ダイオードが多く用いられている。
「有機ＥＬのすべて」、城戸淳二著、日本実業出版社、２００３年２月２０日、第４章、ｐ．１４０〜１４３

しかしながら、指向性の強い光源を用いた場合、リモコン端末などの赤外線送信機から送信された赤外光を、家電製品などの赤外線受信機が受信できるように、ある程度正確に赤外線送信機を操作する必要があるが、操作性に劣るという問題があった。

さらに、これらの砲弾型発光ダイオードの高さは通常４ｍｍ以上あり、比較的薄型が容易な表面実装型発光ダイオードでも２ｍｍ以下を実現することは困難であった。このことは、小型・薄型化が要求される機器、特に携帯電話やＰＤＡへの組み込み上、大きな問題となっていた。

本発明はこのような事情を背景としてなされたものであり、操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る赤外線無線通信用光源は、少なくとも陰極と、陽極と、発光層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子を、赤外線光源として用いたものである。これにより、操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を提供することができる。

本発明の第２の態様に係る赤外線無線通信用光源は、上記の赤外線無線通信用光源において、指向角度３０°における相対光強度が５０％以上であることを特徴とするものである。これにより、操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を提供することができる。

本発明の第３の態様に係る赤外線無線通信用光源は、上記の赤外線無線通信用光源において、指向角度が０°から６０°における相対光強度が５０％から１５０％の範囲、より好ましくは、８０％から１２０％の範囲であることを特徴するものである。これにより、操作性が格段に優れた赤外線無線通信用の光源を提供することができる。

本発明の第４の態様に係る赤外線無線通信用光源は、上記の赤外線無線通信用光源において、前記赤外線光源は面光源であることを特徴とするものである。これにより、生産性に優れた赤外線無線通信用光源を提供することができる。

本発明の第５の態様に係る赤外線無線通信用光源は、上記の赤外線無線通信用光源において、前記発光層は真空蒸着により形成されることを特徴とするものである。これにより、生産性に優れた赤外線無線通信用光源を提供することができる。

本発明の第６の態様に係る赤外線無線通信用光源は、上記の赤外線無線通信用光源において、前記赤外線光源の厚みが１．５ｍｍ以下であることを特徴とするものである。これにより、小型化・薄型化に有利な赤外線無線通信用光源を提供することができる。

本発明により、操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

本発明の実施の形態に係る赤外線無線通信用の有機ＥＬ光源について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る有機ＥＬ光源１００の構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、有機ＥＬ光源１００は、素子基板１０１、陽極１０２、絶縁層１０３、有機層１０４、陰極１０５、封止基板１０６、リード線１０７、リード端子１０８、接着材１０９、捕水材１１３を有している。

素子基板１０１は、ガラスなどの透明絶縁材料からなる矩形状の平板部材である。陽極１０２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明性導電材料からなり、素子基板１０１上に形成されている。また、素子基板１０１上には、陽極１０２から延設されたリード線１０７及びリード線１０７の端部に配置されるリード端子１０８が設けられている。なお、リード線１０７及びリード端子１０８の少なくとも一部が、低抵抗化のために、下層にＩＴＯ、接続部となる上層にアルミニウム等の金属材料の積層膜から形成されていてもよい。

絶縁層１０３は、ポリイミドなどの絶縁材料からなり、陽極１０２と後述する陰極１０５との絶縁を確保するために設けられている。絶縁層１０３には、発光する位置に対応して開口部が設けられている。

有機層１０４は、一般的な正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を順次積層した構成を有している。有機層１０４は、前述した絶縁層１０３の開口部に対応した位置に、所定の大きさで配置されている。

ここで、正孔注入層兼正孔輸送層としては、厚み数１０ｎｍ程度のα−ＮＰＢ（4, 4'-ビス［N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ］ビフェニル）、Ｃｕ−Ｐｃ（銅フタロシアニン）、ＴＰＤ（N, N'-ジフェニル-N, N'-（3-メチルフェニル）-1, 1'-ビフェニル-4, 4'-ジアミン）などを用いることができる。発光層としては、厚み数１０ｎｍ程度の赤外発光物質であれば、特には限定されないが、ビスベンジミダゾ［2, 1-a:1', 2'-b'］アンスラ［2, 1, 9-def:6, 5, 10-d'e'f'］ジイソキノリン-6, 11-ジオンが、特に、好ましい。電子輸送層としては、厚み数１０ｎｍのＡｌｑ３（トリス（8-ヒドロキシキノリン）アルミニウム）膜が好ましい。

陰極１０５は、アルミニウムなどの導電性材料からなり、有機層１０４上に設けられている。なお、ここでは図示していないが、陰極１０５から引き出されるリード線の端部に形成されるリード端子も素子基板１０１に設けられている。

封止基板１０６は、光源中に水分や酸素が入らないように設けられている。封止基板１０６としては、ステンレス、アルミニウムなどの金属の他、ガラス、アクリル系樹脂などを使用することができる。封止基板１０６は、陽極１０２、絶縁層１０３、有機層１０４、陰極１０５からなる有機ＥＬ素子１１０を収納するための、凹部１１１を有している。封止基板１０６と素子基板１０１とは、紫外線硬化型の接着材１０９を介して固着されている。素子基板１０１、封止基板１０６、接着材１０９とで形成される気密空間に有機ＥＬ素子１１０は配置されている。また、リード線１０７の一部とリード端子１０８とからなる引き出し部１１２が素子基板１０１、封止基板１０６、接着材１０９とで形成される空間から露出しているため、封止基板１０６は素子基板１０１よりも大きさが小さくなっている。

気密空間内には、画素などへの水分や酸素の影響を抑制し、安定した発光特性を維持するための捕水材１１３が設けられている。捕水材１１３は、封止基板１０６上の、有機ＥＬ素子１１０と対向する面に形成された凹部１１１に設けられている。捕水材１１３としては、無機系の乾燥剤や、水分と反応性の高い有機金属化合物を膜状にしたもの、フッ素系オイルからなる不活性液体中に固体の吸湿剤を混合したものなどを用いることができる。

次に、有機ＥＬ光源１００の製造方法を説明する。まず、素子基板１０１上にＩＴＯを成膜し、感光性樹脂をＩＴＯ上に塗布し、露光・現像・エッチングを行って、陽極１０２及びリード線１０７及びリード端子１０８を形成する。

次に、陽極１０２の上に、絶縁層１０３の材料を塗布し、露光・現像を行って、開口部を形成する。開口部は、陽極１０２の大きさに対応して形成される。そして、絶縁層１０３上にマスクを用いた真空蒸着（以下、マスク蒸着という）により、有機層１０４を構成する各層を順次積層する。さらに、マスク蒸着により、アルミニウム等の金属膜からなる陰極１０５、陰極のリード線及びリード端子を形成する。マスク蒸着は、ディップコーティングやスピンコーティングなどの塗布法に比べ、必要な領域にのみ蒸着層を形成できるため、生産性に優れており、好ましい。

最後に、素子基板１０１上に形成された有機ＥＬ素子を水分から守るために、封止基板１０６で有機ＥＬ素子を封止する。封止基板１０６の捕水材１１３形成面を素子基板１０１の有機ＥＬ素子形成面に対向配置して、シール材１０９により、双方の基板を接着する。このように、素子基板１０１と封止基板１０６とをシール材１０９を用いて貼り合わせた単純な構造であるため、厚みを薄くすることが可能であり、小型・薄型化に有利である。

［実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。まず、厚み０．５ｍｍのソーダライムガラス基板上に、厚み１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、スパッタリングにより形成した。次に、フォトリソグラフィプロセスによりＩＴＯをパターニングし、陽極１０１、リード線１０７及びリード端子１０８を形成した。その上に、Ａｌ膜をスパッタリングにより形成し、フォトリソグラフィプロセスによりパターニングし、リード端子１０８をＩＴＯとアルミニウムとの積層構造とした。

次に、感光性ポリイミド樹脂をスピン塗布した後、フォトリソグラフィプロセスによりパターニングし、４ｍｍ×１０ｍｍの開口部を形成した。これを焼成して絶縁膜１０３を形成した。

次に、赤外線発光層となる有機層１０４を形成した。詳細には、正孔注入層兼正孔輸送層として厚み５０ｎｍのα−ＮＰＢ（4, 4'-ビス［N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ］ビフェニル）膜、発光層として厚み５０ｎｍの下記化学式（１）に示す赤外発光物質であるビスベンジミダゾ［2, 1-a:1', 2'-b'］アンスラ［2, 1, 9-def:6, 5, 10-d'e'f'］ジイソキノリン-6, 11-ジオンの膜、電子輸送層として厚み５０ｎｍのＡｌｑ３（トリス（8-ヒドロキシキノリン）アルミニウム）膜、電子注入層として厚み０．５ｎｍのＬｉＦ膜を順次マスク蒸着し、有機層１０４を形成した。

その上に、陰極１０６として厚み１００ｎｍのＡｌ膜をマスク蒸着によって形成した。そして、シール材１０９を介して、捕水材１１３が配置された厚み０．７ｍｍの封止基板１０６と素子基板１０１とを接着した。有機ＥＬ光源１００の全体の厚みは、１．２２ｍｍであった。厚みは薄いほど好ましいが、１．５ｍｍ以下であれば、有意に小型・薄型化に役立つ。

このようにして形成した実施例に係る有機ＥＬ光源１００を、図２に示すように、指向角度θを変化させ、フォトダイオード２００により光強度を測定した。ここで、指向角度θは面光源である有機ＥＬ光源１００を構成する面の法線方向を基準とした角度である。また、有機ＥＬ光源１００の正面すなわち指向角度θ＝０°の場合の光強度に対する光強度を相対光強度という。発光波長は８０２ｎｍであった。操作性向上のためには、指向角度３０°における相対光強度が５０％以上であることが好ましい。また、指向角度０°から６０°における相対光強度が５０％から１５０％の範囲、さらには、指向角度０°から６０°における相対光強度が８０％から１２０％の範囲であることが好ましい。これにより、極めて良好な操作性を得ることができる。

図３は、指向角度に対する相対光強度を示すグラフである。図３に示すように、実施例に係る有機ＥＬ光源１００は、指向角度０°から６０°の範囲において、相対光強度９９％から１０７％であり、極めて広い角度範囲でも均一な指向性を示す。従って、実施例に係る有機ＥＬ光源１００により、操作性に優れた赤外線無線通信用の光源を実現することができる。また、光源部の厚みを１．５ｍｍ以下にすることができる。

［比較例］
赤外発光ダイオードとしてローム社製ＳＩＲ−５６ＳＦ３Ｆを用い、実施例と同様に指向角度θを変化させ、フォトダイオード２００により光強度を測定した。この結果を図３に、実施例とともに示した。指向角度θの増加とともに、相対光強度が急激に低下し、鋭い指向性を有している。なお、発光波長は９４９ｎｍ、光源の厚み（高さ）は実装端子部を除いても８．５ｍｍであった。

本実施形態に係る有機ＥＬ光源の構成の一例を示す模式図である。 実施例に係る有機ＥＬ光源の指向性の試験方法を示す模式図である。 実施例に係る有機ＥＬ光源の指向角度に対する相対光強度を示すグラフである。

符号の説明

１００ 有機ＥＬ光源
１０１ 素子基板
１０２ 陽極
１０３ 絶縁層
１０４ 有機層
１０５ 陰極
１０６ 封止基板
１０７ リード線
１０８ リード端子
１０９ 接着材
１１０ 有機ＥＬ素子
１１１ 凹部
１１２ 引き出し部
１１３ 捕水材
２００ フォトダイオード

Claims (6)

1. 少なくとも陰極と、陽極と、発光層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子を、赤外線光源として用いた赤外線無線通信用光源。
2. 指向角度３０°における相対光強度が５０％以上である請求項１に記載の赤外線無線通信用光源。
3. 指向角度が０°から６０°における相対光強度が５０％から１５０％の範囲である請求項１に記載の赤外線無線通信用光源。
4. 前記赤外線光源は面光源である請求項１、２又は３に記載の赤外線無線通信用光源。
5. 前記発光層は真空蒸着により形成される請求項４に記載の赤外線無線通信用光源。
6. 前記赤外線光源の厚みが１．５ｍｍ以下である請求項４に記載の赤外線無線通信用光源。

Images