JP2009110775A - サイドライト型面発光有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

有機EL素子を組み合わせることによりフルカラーが可能なモジュールを作製し、そのモジュールをタイリングすることによりフルカラー化が可能な有機EL表示装置を実現する。
【解決手段】
有機EL素子を透明または半透明導光板の端部に配置してモジュールを作製し、そのモジュールをタイリングすることにより表示装置とすることで有機EL表示装置の大型化、フルカラー化、高精細化を低コストで提供することを目的とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、有機ELを利用した高輝度、フルカラー表示を実現する照明機器に関する。

従来、有機ELはガラス上及び透明基板上で作製され自発光表示装置として使用されている。しかし、有機ELは大型化が難しくLEDのような大型の文字表示板としては使用されにくかった。また、有機ELをフルカラー化するためにはRGBを塗り分けセルを形成するか、RGBに発光する面発光素子をそれぞれ作製し、それらを組み合わせたセルを作製しなければならなかった。

例えば青色を発光させるためには、残りの緑と赤を消灯させ青色のみを点灯することになるが、発光面積は1/3となるので充分な発光輝度を得ることができない。このため高電流駆動が必要となるが、高電流を印加することにより有機EL素子は著しく寿命が短くなる。

モノクロの面発光有機EL素子をタイリングさせ、大型文字表示とした例もあるが、有機EL素子は大気に非常に弱く大きな封止領域を必要とする。そのためタイリングを行った際に発光素子と発光素子の間のギャップが大きくなりすぎ、あまり高精細にはできず品位の悪いものとなっていた。これは有機ELのみならず液晶やプラズマディスプレイ、LED共通の問題でもある。

特開２００２-２７００２１には液晶ディスプレイのバックライトに使用されている導光板の端部に有機EL素子を設置し、液晶素子とカラーフィルタを用いてフルカラー化した表示装置が記載されている。

しかしこの方式では有機ELからの発光の取り出し効率が著しく低く、液晶画面全体を均一に発光させることは困難である。フルカラー化についても液晶部がなければフルカラー表示を得ることができない。

その他、従来フルカラー表示を得るためには赤、緑、青などの画素を組み合わせたり、白色光をカラーフィルタで色変換する方法が取られてきた。

特開２００２-２７００２１

従来の有機EL表示装置は、フルカラー表示を行う際にはRGBの画素を一つのセルに塗り分ける手法やRGB各発光色を持つ面発光有機EL素子を交互にタイリングする必要があった。

従来型の有機EL表示装置について図１を参照して以下説明を行う。図１は従来の有機EL表示素子を示す概略図である。有機EL表示素子は発光部２とその発光部を囲む封止部４、電極の取り出し部３から構成されている。封止には封止キャップを使用しその中に乾燥材５を貼り付けたものや封止キャップを使用せずにバリア膜で膜封止したものもある。この有機EL表示装置は、面発光光源や文字や画像をモノクロまたはフルカラー表示させるものである。

上記している有機EL素子は単色のモノクロ表示やRGBなど３色程度の有機EL発光素子を1セルとして縦横に並べ、光の三原色などの効果を利用してフルカラー表示を行うものが一般的である。

上記している封止領域とは有機EL素子を大気から遮断するために接着材などを用いて封止ガラスまたは封止缶を張り合わせるために使用する領域のことである。封止膜の場合もバリア膜を発光層より外周部に成膜する必要があり封止領域が存在する。

上記している電極の取り出し部とは有機EL素子は大気から遮断するために封止ガラスまたは封止缶、封止膜などにより封止されているが、電力を供給するための電極を封止部より外部へ取り出す必要がある。そのための外部への取り出し電極のことを意味する。

通常これらの有機EL素子をタイリングして大型表示とする場合には、構造が複雑となりお互いの封止領域が重なることにより、発光部に対する非発光部の占める割合が多くなる。つまり高精細化が難しく画像の品位を著しく低下させ、発光部領域が小さいため高い輝度も得ることができなくなる。

本発明は上記状況に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の第一の目的は画像の高精細さや輝度を損なうことなく、視認性の高い有機EL表示装置を提供することである。本発明の第二の目的はフルカラー有機EL表示装置を容易に得られる手法を提案するものである。

本発明は従来の面発光型有機EL素子を画面上に多数配置された表示装置と異なり、ガラス基板や透明または半透明樹脂基板などでできた導光板の端部に配置された有機EL素子が発光源となり、導光板の正面から光を取り出す構造となっているため、正面の画像表示部からは有機EL素子の封止部及び電極取り出し部はほとんど見えない。

また、本発明に関わる有機EL装置はフルカラー化を行う場合にも各画素を画面上に必要とはせず、導光板端部に貼り付けられた数色の有機EL素子が発光することにより各導光板が単体でフルカラー表示を行うことが可能となる。

有機EL素子は薄膜を積層した自発光タイプの発光源であるため、容易に薄型化することが可能である。そのため、ガラス基板、透明または半透明樹脂基板端部に貼り付けて使用した際にはほとんど正面からは見えない。この方式により作製した面発光モジュールをタイリングすることにより面発光モジュール間を数百μｍとすることができるために高精細化が容易である。

本発明は有機EL発光素子を有効に利用し、有機EL表示装置の大型化、フルカラー化、高精細化が可能となる。

本発明は従来型の面発光型有機EL素子をそのまま縦横方向にタイリングして使用するのではなく、ガラス基板、透明または半透明樹脂基板などの導光板の端部に貼り付けて作製された面発光モジュールをタイリングするため重ね合わせ部のデッドスペースが最小限に抑えられ、有機EL表示装置の大型化、フルカラー化、高精細化を低コストで達成することが期待できる。

本発明に関わる有機EL表示装置は、発光取り出し効率向上のためガラス基板、透明または半透明樹脂基板の表面及び裏面に拡散のための凹凸やレンズ形状を直接加工しても、それらの機能を有するフィルムを張り合わせても良い。

また、裏面や端部方向への光の損失を少なくするためにそれらの箇所に反射膜や反射機能を備えたフィルムを張り合わせても良い。

発明の実施の形態

以下、本発明に関わる実施の形態を詳細に説明する。図２はサイドライト型面発光有機ELモジュールを示す概略図である。図２にその概略を示すように、有機EL発光素子はガラス基板、透明または半透明樹脂基板などの導光板6の端部に一色または図３のように数色配置される。この発光モジュールを縦横に並べていくことにより文字や画像が表示できる表示装置となる。

導光板は端面に配置された有機EL素子からの発光を正面方向へ取り出すために裏表に凹凸またはレンズ加工がされていてもよい。電極取り出し部はパネルの裏側に形成されるため表示部からは見えない構造となる。

また、図３のようにフルカラー化を行う場合は導光板形状は3角柱または6角柱などとして赤色有機EL素子７、青色有機EL素子８、緑色有機EL素子９などを交互に配置することが好ましい。電極取り出し部は導光板より裏側に取り出し表示装置の背面で回路基板及び電源に接続される。

図４のように上記発光モジュールをタイリングし、表示装置として使用しても良い。

表示装置は各セルの有機EL素子ごとに発光を制御され、セル内の各有機EL素子それぞれの発光強度によりフルカラー化を行う。

<実施例>
使用した有機EL素子は高分子型で緑色の発光色である。透明アクリル基板の端面に有機ELまたは反射フィルムを貼り付け輝度の測定を行った。輝度の測定箇所は図５に示すように１〜５番までを測定した。
(実施例１)
透明アクリル板の表と裏面にヘイズ３０％となるように凹凸形状を作製した。図に示すように四角柱の透明アクリル板の端面に有機ELと反射フィルムをそれぞれ向かい合わせて２枚ずつ貼り付けた。その端面に有機ELと白色PET（東レ製）を反射フィルムとして貼り付けた。アクリル基板の裏面にも同じく白色反射フィルムを貼り付けた。

(実施例２)
実施例１と同じ条件でアクリル基板の裏面に貼り付ける反射フィルムとして銀蒸着フィルムを使用した。

(実施例３)
実施例１と同じ条件で作製し端面４箇所の内、向かい合う２面を赤色、残りの向かい合う２面を緑色の有機ELとした。

(比較例１)
実施例１と同じ条件で端面と裏面の反射フィルムなしとした。

表1に実施例の評価結果を示す。

実施例１〜２において中心部の発光輝度が均一な面発光光源が得られた。また、実施例３において中心部で赤と緑の混色である黄色の発光を得られた。

発明の実施形態に基づいて作製した有機EL表示装置は図４に記載しているように、各セルでフルカラー化が可能であり、セルギャップ間が非常に狭くできるため、表示画面を有効に利用することができるだけでなく、従来のように画素を縦横に配置していく必要がないため、大型化も容易である。

一般的な有機EL表示素子を示す図である。 本発明のサイドライト型面発光モジュールの一例を示す図である。 本発明のフルカラーサイドライト型面発光有機ELモジュールの一例を示す図である。 本発明を用いた有機EL表示装置の一例を示す図である。 輝度測定部位置を示す図である。

符号の説明

１ 透明基板
２ 有機EL素子
３ 取り出し電極
４ 封止キャップ
５ 乾燥材
６ 導光板
７ 赤色有機EL素子
８ 青色有機EL素子
９ 緑色有機EL素子

Claims (9)

1. 導光板の端面に面発光型有機EL素子を貼り付けて導光板に光を導光させ正面から光を取り出すことを特徴とする面発光照明機器。
2. 請求項１に記載の導光板は、ガラス基板、透明または半透明樹脂基板などが使用される。
3. 請求項１に記載の面発光型有機ＥＬ素子はガラス基板やフィルム上へ作製されたものを使用する。
4. 請求項１に記載の導光板は正面方向の光取り出しを向上させるため、表面及び裏面に凹凸形状やレンズ形状、またはそれらの機能を付与したフィルムを設けることを特徴とする。
5. 請求項１に記載の導光板は正面方向の取り出し効率や光の均一性を向上させるため、裏面に金属反射膜または反射フィルム、拡散フィルムなどを使用することを特徴とする。
6. 請求項１に記載の導光板の形状は円柱、三角柱、四角柱、多角形の柱状構造などをしていることを特徴とする。
7. 請求項１に記載の端面に貼り付ける有機EL素子は数色の発光色を使用してその色の組み合わせによってカラー表示を行うことを特徴とする。
8. 請求項１に記載の面発光照明機器はタイリングすることによりモノクロまたはフルカラー大型表示板とすることを特徴とする。
9. 請求項１に記載の面発光照明機器をタイリングした場合に発生する非発光部の幅は有機EL素子の厚みとなることから、非発光部分を狭く出来る上、その幅は１画素の発光面積によらず一律であることを特徴とする。

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