JP2011095563A - 光学部材及びel表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】面状発光素子の光取出し面側に配することで光の取出し効率の向上を図る光学部材10を、屈折率の異なる材料(高屈折率材料11、低屈折率材料12)を光取り出し面の法線Vに対し斜めに積層して構成し、光学部材10が無い場合には空気層105との界面で全反射される光を光学部材10に入射させ、その後、反射・散乱させることで光の取出し効率を向上させる。
【選択図】図3
Description
なお、図9では、背面電極101、有機発光層102、透明電極103、ガラス基板104のみを示しているが、実際の素子では、電子輸送層やホール輸送層等のさまざまな薄膜層がいくつも積層されて構成されている。また、ガラス基板104をプラスチック基板にすることでもフレキシブルなEL素子も作製可能であるため、以下では、ガラス基板104を、単に基板104と呼ぶものとする。
また、積層方向に対して逆の角度(略直角に近い角度)で入射した光については、先ず、多層膜光学部材内を直進させ、当該多層膜光学部材の外側の空気層との間の界面で反射させて、再度多層膜光学部材内を直進させることができ、そして、ここで反射した光は積層方向に近い角度となるため、多層膜光学部材で略反対方向に向けて反射させることができ、再度、当該多層膜光学部材の外側の空気層との間の界面で反射させ、面状発光素子側に戻すことが可能となる。これにより、面状発光素子において反射、散乱させて、一部を光学部材の外側へ取り出し可能な角度に変換することができる。
この結果、上記のいずれの角度で入射した光も多層膜光学部材により逆方向に変換できることから、多層膜光学部材の無い場合に比べて、多層膜光学部材の無い場合には外部に取り出せない光、すなわち臨界角以上の角度で入射する光の空気層と多層膜光学部材の界面との間での反射の回数、及び、面状発光素子での反射、散乱を繰り返す回数を多くすることが可能となり、光の取出し効率を向上させることができる。
また、屈折率の異なる材料が光取り出し面の法線に対し斜めに積層される構造であるため、面状発光素子側から入射する光の反射率に波長選択性を持たせることが可能となる。つまり、屈折率の異なる材料の厚さを調整することで、特定波長の光を反射させるのに最適な光路長を容易に設定できるため、特定波長に近しい波長の光のみに作用させることができ、これによって、ひいては特定色の色純度を高めることができる。
さらに、屈折率の異なる材料が光取り出し面の法線に対し斜めに積層される構造であるため、マイクロレンズやプリズムのような凹凸構造を用いない形状(典型的にはフィルム状等)で光取出し効率を向上させる光学部材を構成することができるため、比較的薄く面状発光素子を嵩張らせない構成にすることができ、耐久性、対汚性の向上とともに、他の光学部材との組み合わせが容易となって、他の部材との取り付け性も向上させることができる。
<第1の実施形態>
図1,図2は本発明の第1の実施形態に係る有機EL素子1の構造を示す図(X−Z平面;入射面)である。第1の実施形態において上述の図9で説明したものと同様の構成要素については同一符号で示す。
次に本発明の第2の実施形態について説明する。図4は本実施形態に係る有機EL素子20の構造を示す図(X−Z平面;入射面)である。第1の実施形態で説明したものと同様の構成要素については同一符号で示し説明は省略するものとする。
次に本発明の第3の実施形態について説明する。図5(A)には本実施形態に係る光学部材30が示されている。光学部材30は第1の実施形態、第2の実施形態で説明した光学部材10,23と構造が相違するものであるが、有機EL素子に対する配置位置等は第1の実施形態、第2の実施形態と同様である。
次に本発明の第4の実施形態について説明する。図6は本実施形態に係るEL表示装置40の縦断面図(X−Y断面図、Zは光取り出し側面)を示している。
10,23,30,45 光学部材
21 拡散光学部材
22 多層膜光学部材
31,35 高屈折材料
32,36 低屈折材料
34,38 積層構造
40 EL表示装置
101 背面電極
102 有機発光層
103 透明電極
104 ガラス基板
105 空気層
Claims (6)
- 面状発光素子の光取出し面側に配することで光の取出し効率の向上を図る光学部材であって、
屈折率の異なる材料を前記光取り出し面の法線に対し斜めに積層した多層膜光学部材からなることを特徴とする光学部材。 - 面状発光素子の光取出し面側に配することで光の取出し効率の向上を図る光学部材であって、
屈折率の異なる材料を前記光取り出し面の法線に対し斜めに積層した多層膜光学部材と、入射された光を拡散させる拡散光学部材とからなることを特徴とする光学部材。 - 前記多層膜光学部材の光取出し面側の材料又は空間の屈折率をnout、面状発光素子側の材料の屈折率をninとした場合、前記多層膜光学部材の積層方向の角度が、前記光取出し面の法線方向に対し、nout,ninで決定される臨界角θc=arcsin(nout/nin)以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学部材。
- 前記多層膜光学部材は、前記屈折率の異なる材料を前記光取り出し面の法線に対し斜めに積層する積層構造を複数有し、各積層構造は、積層方向及び積層間隔の少なくともいずれかが異なることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部材。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部材を、光取り出し面側に配することを特徴とするEL表示装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部材を光取り出し面側に配したEL表示装置であって、
表示画素ごとに、前記光学部材の多層膜光学部材において屈曲率の異なる材料が積層される積層方向、及び、前記光学部材の多層膜光学部材において屈曲率の異なる材料が繰り返し積層される積層間隔の少なくともいずれかを異ならせたことを特徴とするEL表示装置。
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