JP2014120220A - 面発光光源及び面発光光源集合体 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光領域の継ぎ目を視認しにくく、視野角特性に優れた大面積な面発光光源及び面発光光源集合体を提供する。
【解決手段】面発光光源40は、有機エレクトロルミネッセンス素子30を少なくとも2つ以上有している。有機エレクトロルミネッセンス素子30の発光領域は、隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子30の発光領域と部分的に重ねられて面発光光源40に配置されている。さらに、面発光光源40の光取り出し側と反対側に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子30bの光取り出し側の面に、面発光光源40の光取り出し側に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子30aと面一に隣接する透光性スペーサ10が設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】面発光光源40は、有機エレクトロルミネッセンス素子30を少なくとも2つ以上有している。有機エレクトロルミネッセンス素子30の発光領域は、隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子30の発光領域と部分的に重ねられて面発光光源40に配置されている。さらに、面発光光源40の光取り出し側と反対側に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子30bの光取り出し側の面に、面発光光源40の光取り出し側に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子30aと面一に隣接する透光性スペーサ10が設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた面発光光源及び面発光光源集合体に関する。
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう)が照明パネルなどの光源として応用されている。有機EL素子としては、少なくとも一方が透光性を有する対電極と、対電極の間に形成された有機発光層とを備えた有機発光体を基板に積層形成したものが知られている。有機EL素子では、対電極の間に電圧を印加することによって、有機発光層で発した光が透光性を備えた電極の側から、外部に取り出される。
有機EL素子においては、より広い発光面を得るために、複数の有機EL素子を面状に配設して面発光光源を形成することが知られている。
図7は、従来の面発光光源40の一例を示している。この面発光光源40は、複数の有機EL素子30が横方向に敷き詰められて面状に配設されたものである。有機EL素子30は、基板1の表面に有機発光体5が形成されたものであり、この有機発光体5は、基板1に接着された対向基板6によって覆われて封止されている。図7(a)は、面発光光源40の断面図を示し、図7(b)は、発光面に垂直な方向から見た面発光光源40が発光する様子を示している。図7(a)では、白抜矢印が示す方向が、光が取り出される方向となる。
有機発光体5は、発光層が一対の電極に挟まれて構成されたものであり、平面視(発光面と垂直な方向から見た場合)において、図7(b)の破線で囲まれた有機発光体5が形成されている領域が発光領域となる。図7の形態では、有機EL素子30を一つのユニットとして、複数の有機EL素子30を面状に配設することにより、全体の発光面積を大きくすることができる。
しかしながら、図7(b)に示すように、有機EL素子30は、封止構造上、外周部に非発光の領域が形成されるものであり、面発光光源40においては、隣り合う有機EL素子30の発光領域が離間して、有機EL素子30の境界部分に非発光領域Xが形成される。非発光領域Xが形成されると、面発光光源40全体の発光量が低下すると共に、有機EL素子30の境界部分が筋状に非発光となってしまうため、非発光の縞模様などが生じるなどして照明性能が低下してしまう。
ここで、非発光領域Xを小さくするために、複数の有機EL素子30を重ねて配設して面発光光源40を形成することが考えられる。例えば、特許文献1では、複数の発光画素を配置する多色発光装置において、第一の発光画素と第二の発光画素とが、それぞれの発光画素からの発光が光取り出し方向で互いに重なり合うことがないように重ね合わせられている。しかしながら、この方法では、多色発光装置に対して斜めの方向からは、第一及び第二の発光画素の両方が形成されていない領域が見えることになり、角度によって明度が大きく異なるおそれがある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、視野角特性に優れ、発光領域同士の境界及び有機EL素子同士の境界が視認されにくい大面積な面発光光源及び面発光光源集合体を提供することを目的とするものである。
本発明に係る面発光光源は、基板の表面に、第1電極と有機発光層と第2電極とをこの順で有する有機発光体が形成され、前記第1電極と前記第2電極の少なくとも一方は透光性を有しており、前記有機発光体が、前記基板に接着される対向基板によって覆われて封止されている有機エレクトロルミネッセンス素子を少なくとも2つ以上有する面発光光源であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域は、隣り合う前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域と部分的に重ねられて前記面発光光源に配置されていると共に、
前記面発光光源の光取り出し側と反対側に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し側の面に、前記面発光光源の光取り出し側に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子と面一に隣接する透光性スペーサが設けられていることを特徴とするものである。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域は、隣り合う前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域と部分的に重ねられて前記面発光光源に配置されていると共に、
前記面発光光源の光取り出し側と反対側に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し側の面に、前記面発光光源の光取り出し側に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子と面一に隣接する透光性スペーサが設けられていることを特徴とするものである。
上記の面発光光源にあっては、前記透光性スペーサと前記有機エレクトロルミネッセンス素子との接触界面には、この界面における屈折率の差を緩和する光学マッチング部が形成されていることが好ましい。
上記の面発光光源にあっては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板と前記対向基板との間に、前記基板及び前記対向基板との屈折率の差が緩和された透光性の封止材が充填されていることが好ましい。
上記の面発光光源にあっては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を3つ以上有すると共に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記面発光光源において光取り出し側と光取り出し側の反対側との交互に配置されていることが好ましい。
上記の面発光光源にあっては、前記面発光光源の光取り出し側の面には、2つ以上の前記有機エレクトロルミネッセンス素子を覆う面状透光体が形成されていることが好ましい。
面発光光源の好ましい一形態は、前記面状透光体の一部が突出することにより、前記透光性スペーサが形成されていることを特徴とするものである。
上記の面発光光源にあっては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記第1電極及び前記第2電極のそれぞれと外部電極とを電気的に接続するための端子が、平面視における前記基板の一辺に偏在して設けられており、2つ以上の前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記端子が偏在した一辺を同じ側にして配置されていることが好ましい。
本発明に係る面発光光源集合体は、前記端子が偏在した一辺を同じ側にして、2つ以上の前記有機エレクトロルミネッセンス素子が配置されて構成された前記面発光光源を2つ以上有すると共に、光取り出し側から見た平面視において、前記端子が、隣り合う前記面発光光源の発光領域に覆われるように、前記面発光光源の発光領域が隣り合う前記面発光光源の発光領域と部分的に重ねられて配置されていることを特徴とするものである。
本発明によれば、隣り合う発光領域同士が重ねられて配置されているので、斜め方向からも発光時において発光領域同士の境界を視認しにくくすることができ、視野角特性に優れた大面積な面発光を行うことができる。また、面発光光源の光取り出し側には、光取り出し側の有機エレクトロルミネッセンス素子と面一に透光性スペーサが設けられているため、非発光時においても、隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子同士の境界を見えにくくすることができる。そのため、視野角特性に優れ、発光領域同士の境界及び有機エレクトロルミネッセンス素子同士の境界が視認されにくい大面積な面発光光源及び面発光光源集合体を得ることができる。
図1は、面発光光源40の実施形態の一例を示しており、図1(a)は断面図であり、図1(b)は、発光面に垂直な方向から見た平面図である。面発光光源40は、2つ以上の有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」ともいう)30と、透光性スペーサ10とを有している。有機EL素子30には、基板1の表面に、第1電極2と有機発光層3と第2電極4とをこの順で有する有機発光体5が形成されている。第1電極2と第2電極4の少なくとも一方は透光性を有している。有機発光体5は、基板1に接着される対向基板6によって覆われて封止されている。
図2は、面発光光源40に用いられる有機EL素子30の形態の一例を示し、図2(a)は平面図であり、図2(b)は図2(a)におけるE−E線断面図であり、図2(c)は図2(a)におけるF−F線断面図である。
基板1は、光透過性を有する基材で構成されることが好ましい。光透過性を有する基材としては、ガラス基板や透明樹脂基板などを用いることができる。基板1をガラス基板で構成した場合、ガラスは水分の透過性が低いので、封止領域の内部に水分が浸入することを抑制することができる。基板1の表面における第1電極2との界面には、光取り出し部が設けられていてもよい。光取り出し部が設けられることにより、光取り出し性を高めることができる。光取り出し部は、ガラスよりも屈折率の高い樹脂層や、光散乱粒子を含む樹脂層や、高屈折率ガラスなどによって形成することができる。基板1としては、適宜の形状のものを用いてよいが、本形態では、矩形状のものを用いている。また、基板1の厚みは、適宜の厚みでよいが、薄いものを用いると面発光光源40を薄型化することができる。例えば、本形態では、0.5mm〜1.0mmの厚みの基板1を用いることができ、具体的には、0.7mm程度のものを用いることができる。
有機発光体5は、第1電極2、有機発光層3及び第2電極4の積層体である。有機発光体5の設けられる領域は、平面視(基板1の表面と垂直な方向から見た場合)において、基板1の中央部の領域である。有機EL素子30では、平面視における有機発光体5が設けられた領域が発光領域となる。図2(a)では、有機発光体5が形成された領域を破線で囲んだ領域として示しており、この領域が有機EL素子30の発光領域である。有機発光体5は、本形態では平面視において矩形状に設けられている。平面視において矩形状の有機発光体5を備える有機EL素子30では、発光領域が矩形状であり、面発光光源40において有機EL素子30の発光領域を効率よく重ねることができる。そして、有機EL素子30を効率よく用いて大面積な面発光光源40を効率よく得ることができる。
第1電極2及び第2電極4は、互いに対となる電極であり、一方が陽極を構成し、他方が陰極を構成する。本形態では、第1電極2により陽極を構成し、第2電極4により陰極を構成することができるが、その逆であってもよい。第1電極2は光透過性を有する電極として構成することができ、その場合、第1電極2は光取り出し側の電極にすることができる。光透過性を有する電極は、透明な導電層によって形成することができる。透明な導電層の材料としては、ITO,IZOなどが例示される。また、第2電極4は光反射性の電極で構成してもよい。その場合、第2電極4側に向かって発せられる有機発光層3からの光を第2電極4で反射させて基板1側から取り出すことができる。光反射性の電極は、例えば、AlやAgなどにより形成することができる。
本形態では、有機EL素子30として、第1電極2を光透過性の電極で構成し、光取り出し側を基板1側とする下面発光型(ボトムエミッション)の素子を用いている。つまり、光取り出し側の面を基板1の底面で構成した有機EL素子30を用いている。また、有機EL素子30としては、第2電極4を光透過性を有する電極で構成して、対向基板6側を光取り出し側とする上面発光型(トップエミッション)の素子を用いることができる。この場合、第1電極2を光反射性の電極で構成することにより、第1電極2側に向かって発せられる有機発光層3からの光を第1電極2で反射させて対向基板6側から取り出すことができる。上面発光型の素子では、光取り出し側の面は対向基板6の上面で構成されている。
有機EL素子30では、第1電極2と第2電極4とに電圧を印加し、有機発光層3において正孔と電子を結合させて発光を生じさせる。そのため、第1電極2及び第2電極4のそれぞれと導通する電極を基板1の端部に引き出して設ける必要がある。引き出された電極は、外部電極と電気的に接続するための端子9と導通するものとなる。本形態では、基板1の表面における第1電極2及び第2電極4から引き出された部分をそのまま端子9として設け、この端子9から有機発光層3に電圧を印加できるようにしている。
端子9は、基板1の端部の表面(有機発光体5側の面)に形成されている。端子9は、第1電極2と導通する第1電極端子9aと、第2電極4と導通する第2電極端子9bとで構成されている。
第1電極2と導通する第1電極端子9aは、第1電極2を構成する導電層が基板1の端部側に分断されずに引き出され外側に向かって延出されて、表面に形成されている。すなわち、第1電極2を構成する導電層は、第1電極2と導通する第1電極端子9aが設けられる基板1の端部では対向基板6からはみ出して基板1の端縁にまで形成されている。第1電極2の引き出し部分が封止領域よりも外側にまで延出されることにより、封止領域の外部と素子内部とを電気的に接続させることが可能になる。
また、本形態では、第2電極4と導通する第2電極端子9bは、第2電極4を構成する導電層が基板1の端部側に分断されずに引き出され外側に向かって延出されて、表面に形成されている。すなわち、第2電極4を構成する導電層は、第2電極4と導通する第2電極端子9bが設けられる基板1の端部では、対向基板6からはみ出して基板1の端縁にまで形成されている。第2電極4の引き出し部分が封止領域よりも外側にまで延出されることにより、封止領域の外部と素子内部とを電気的に接続させることが可能になる。
第2電極端子9は、第1電極2を形成するための導電層の一部が第1電極2から分離されるとともに、基板1の端部側に引き出され外側に向かって延出されて、表面に形成されている形態であってもよい。すなわち、第2電極4の引き出し部分を構成する導電層は、第1電極2を構成する導電層が第1電極2から分離されるとともに、対向基板6からはみ出して基板1の端縁にまで形成されていてもよい。第2電極4の引き出し部分が封止領域よりも外側にまで延出されることにより、封止領域の外部と素子内部とを電気的に接続させることが可能になる。第2電極4と導通する第2電極端子9bが形成されている導電層を素子の内部において、積層された第2電極4と接触させることにより、この第2電極端子9bと第2電極4とが導通する構造とすることができる。
図2の断面図で示すように、本形態では、第1電極端子9a及び第2電極端子9bはそれぞれ平面視において矩形状の基板1の対向する2辺に設けられており、残りの2辺には設けられていない。つまり、端子9は、平面視において矩形状の基板1の対向する2辺に設けられている。
端子9は、本形態のように、第1電極端子9a及び第2電極端子9bで構成されていても良いが、さらに、導電性を高める外部端子が第1電極端子9a上及び第2電極端子9b上に設けられて、外部端子を含めて端子9としてもよい。外部端子は、適宜の金属材料により形成することができる。例えば、Ag、Cu、Au、Alなどを用いることができる。また、合金層や、金属の複層構造で外部端子を構成してもよい。外部端子は、導電性の高い材料で構成されることが好ましい。また、外部端子は、透光性を有さなくともよい。
対向基板6は、基板1と同様、光透過性を有する基材で形成されることが好ましい。光透過性を有する基材としては、基板1に用いる基材と同じものを用いることができる。例えば、対向基板6としては、ガラス基板や透明樹脂基板などを用いることができる。対向基板6をガラス基板で構成した場合、ガラスは水分の透過性が低いので、封止領域の内部に水分が浸入することを抑制することができる。また、対向基板6と基板1とは略同じ屈折率の材料で構成することが好ましく、同じ材料で構成することがより好ましい。略同じ屈折率とは、同じ屈折率であってよく、屈折率の差が0.3以下であってよい。対向基板6と基板1とを略同じ屈折率の材料で構成することにより、面発光光源40において光取り出し側と反対側の有機EL素子30bから発せられる光を効率よく取り出すことができる。また、対向基板6と基板1とを同じ材料で構成することにより、光取り出し効率をより高めた面発光光源40を簡単に得ることができる。対向基板6と基板1とはガラス材料で構成することが好ましい。これにより、対向基板6と基板1との屈折率を合わせやすくして簡単に光の取り出し効率を高めることができると共に、封止領域内への水分透過を抑制することができる。
対向基板6は、有機発光体5を収容するための凹部を有してもよいが、有していなくてもよい。凹部を有していない場合、対向基板6の平坦な面を基板1に対向させて封止することが可能になり、板状の基材をそのまま用いることができる。また、対向基板6の厚みは、適宜のものを用いてよいが、薄いものを用いると面発光光源40を薄型化することができる。例えば、本形態では、0.5mm〜1.0mmの厚みの対向基板6を用いることができ、具体的には、0.7mm程度のものを用いることができる。また、対向基板6としては、平面視が適宜の形状のものを用いてよいが、本形態では、平面視において矩形状のものを用いている。
図2で示すように、対向基板6は、基板1の表面に形成された端子9よりも平面視における内側で基板1に接着されるものであり、少なくとも端子9が形成された領域の分、基板1よりも小さく形成されている。図2(c)の断面図で示すように、対向基板6は、基板1における端子9が形成されていない端面と対向基板6の端面との位置が一致するように設けられている。また、図2(b)の断面図で示すように、対向基板6は、基板1における端子9が形成されている端面よりも対向基板6の端面の位置が内側にくるように設けられている。本形態では、平面視における基板1の対向する2辺において端子9が形成されているので、対向基板6は、基板1の端面よりも内側に位置する端面を対向するように2つ有し、基板1の端面と一致する位置にある端面を対向するように2つ有している。
対向基板6は、封止接着部7により基板1に接合されている。封止接着部7は、有機発光体5の外周を取り囲んで基板1の表面に設けられるものである。
封止接着部7は、透光性を有していれば、適宜の接着材料により構成することができる。封止接着部7が透光性を有することにより、面発光光源40における光取り出し側と反対側の有機EL素子30の発光を効率よく取り出すことができる。また、封止接着部7が基板1又は対向基板6と近い屈折率を有して構成されると、光取り出し効率をより高めることができる。近い屈折率とは、たとえば、屈折率が同じであってよく、屈折率の差が1.0以下であってよい。また、近い屈折率とは、屈折率の差が0.3以下であることが好ましく、これにより、光の全反射を抑制して光を効率的に取り出すことができる。封止接着部7としては、例えば、樹脂性の接着材料を用いることができる。樹脂性の接着材料は、防湿性を有しているものが好ましい。例えば、乾燥剤を含有することにより防湿性を高めることができる。樹脂性の接着材料は、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂などを主成分とするものであってもよい。
封止接着部7は、対向基板6により封止する際に、有機発光体5の厚み分を確保するスペーサとしての機能を有するものであってよい。封止接着部7がスペーサとして機能した場合、対向基板6に、ガラスを掘り込むなどの加工をして有機発光体5を収容する凹部を設ける場合に比べ、製造が容易になり、コストを低下させることができる。封止接着部7がスペーサとして機能する場合の封止接着部7は、端子9が形成された位置における端子9と封止接着部7との厚みの合計が、有機発光体5の厚み以上となるように構成されることが好ましい。さらに、端子9が形成されていない位置においては、封止接着部7の厚みが有機発光体5の厚み以上となるように構成されることが好ましい。それにより、平板状の対向基板6により簡単に有機発光体5を封止することができる。また、対向基板6に凹部が設けられて凹部に有機発光体5が収納される場合は、対向基板6が有機発光体5に接触しない程度に、封止接着部7は薄く設けられていてもよい。
図1は、面発光光源40の実施形態の一例を示し、図1(a)は断面図であり、図1(b)は、発光面に垂直な方向から見た平面図である。図1(a)に示すように、面発光光源40には、有機EL素子30の発光領域同士が重ねられて配置され、面発光光源40の光取り出し側に配置された有機EL素子30aと面一に透光性スペーサ10が設けられている。また、図1(b)に示すように、面発光光源40には、有機EL素子30の発光領域同士が重ねられて連続した大きな発光部Qが形成されており、発光部Qが形成された領域が面発光光源40の発光領域となる。発光部Qの周囲には、非発光領域が形成されており、端子9は、この非発光領域に配置されている。図1(b)の平面図では、わかりやすいように、面発光光源40の発光部Qと端子9とを破線で示している。また、図1(b)では、わかりやすいように、発光部Qにおいて有機EL素子30の発光領域同士が重ねられた継ぎ目を点線で示しているが、本形態の面発光光源40では、この継ぎ目が視認しにくくなっているものである。なお、面発光光源40における全ての有機EL素子30は、光取り出し方向が同じ側となるように配置されており、面発光光源40の光取り出し側とは、面発光光源40に配置される有機EL素子30の光取り出し側と同じ側である。また、図1(a)では、有機EL素子30から発せられる光の方向を矢印で示している。また、面発光光源40においては、一つの有機EL素子30が、一つのユニットとなる。
端子9は、面発光光源40に外部から電気を供給するための電極として機能する。端子9は、後述するように、有機EL素子30の端子9で構成されており、面発光光源40の平面視における端部に設けられている。
図1に示すように、本形態の面発光光源40は、有機EL素子30の発光領域が、隣り合う有機EL素子30の発光領域と部分的に重ねられて配置されている。そして、面発光光源40の光取り出し側と反対側に配置された有機EL素子30bの光取り出し側の面には、面発光光源40の光取り出し側に配置された有機EL素子30aと面一に隣接する透光性スペーサ10が設けられている。このように、隣り合う有機EL素子30の発光領域が重ねられているため、発光時に斜め方向からも発光領域同士の境界を視認しにくくして、視野角特性に優れた大面積な面発光を行うことができる。さらに、透光性スペーサ10が面発光光源40の光取り出し側に配置された有機EL素子30aと面一に隣接するように設けられていることにより、有機EL素子30同士の境界を見えにくくすることができる。また、面発光光源40の表面を平らにして外観を優れたものにすることができる。そのため、視野角特性と外観とに優れ、発光領域同士の境界及び有機EL素子30同士の境界が視認されにくい大面積な面発光光源40を得ることができる。
面発光光源40は、本形態では、有機EL素子30が列状に配置されて発光領域同士が部分的に重ねられている。そして、有機EL素子30の発光領域同士が重なった領域が、帯状に形成されている。このように、有機EL素子30を列状に配置して発光領域同士を重ねることにより、有機EL素子30を効率的に用いて、大面積な面発光光源40を効率よく得ることができる。
有機EL素子30の発光領域の重なり幅Dは、基板1と対向基板6の厚みの合計の0.8倍以上であってよい。また、有機EL素子30の発光領域の重なり幅Dは、基板1と対向基板6の厚みの合計の1倍以上であることが好ましい。これにより、視野角45°以内において有機EL素子30同士の境界を視認しにくくすることができ、視野角特性に優れた大きな面発光を行うことのできる面発光光源40を得ることができる。例えば、基板1及び対向基板6が共に0.7mm程度の厚さを有している場合、有機EL素子30の発光領域の重なり幅Dは、1.4mm程度より大きいものであることが好ましい。有機EL素子30の発光領域同士の重なり幅Dの上限は、有機発光体5の大きさに応じて、適宜設定すればよいが、大きいほうが、視野角特性を向上することができる。また重なり幅Dが小さいと、有機EL素子30を効率的に用いて、面発光光源40を効率的に得ることができる。重なり幅Dの上限は、例えば、有機発光体5の幅(重なり方向の長さ)の1/3以下であってよく、1/4以下であってよい。なお、本形態で用いられる有機EL素子30では、有機発光体5の厚みは、基板1及び対向基板6に比べて、無視できるほど薄いものであってよい。そのため、発光領域の重なり幅Dが上記の範囲にあると、視野角45°以内において有機EL素子30の継ぎ目を視認しにくくすることができる。
図1の面発光光源40では、2つ以上の有機EL素子30は、端子9が形成された辺を同じ側にして配置されている。このように、面発光光源40は、2つ以上の有機EL素子30が、端子9が形成された辺を同じ側にして配置されていることが好ましい。これにより、端子9を面発光光源40の端部に帯状に配置させて外部からの電気供給を容易にすることができる。また、図1に示す形態では、有機EL素子30は列状に配置されて、平面視における端子9の設けられていない辺同士で発光領域が重ねられている。これにより、外部からの電気供給が容易な面発光光源40に横長の大きな発光部Qを形成することができる。なお、本形態では、面発光光源40に同じ大きさの有機EL素子30を2つ以上用いているが、異なる大きさの有機EL素子30を2つ以上用いるものであってもよい。
図1に示す形態では、面発光光源40は、有機EL素子30を3つ有している。そして、面発光光源40は、光取り出し側の有機EL素子30aと、光取り出し側の反対側の有機EL素子30bとを交互に有している。このように、面発光光源40にあっては、有機EL素子30を3つ以上有すると共に、有機EL素子30が、面発光光源40において光取り出し側と光取り出し側の反対側との交互に配置されていることが好ましい一形態である。これにより、薄く大面積な面発光光源40を得ることができ、視野角特性と外観とに優れ、発光領域の継ぎ目が視認されにくい面発光光源40をより大面積化すると共に、薄型化することができる。面発光光源40は、本形態では、光取り出し側の有機EL素子30aを2つ有すると共に、光取り出し側と反対側の有機EL素子30bを1つ有している。このように、面発光光源40に3つ以上の奇数の有機EL素子30が配置される場合には、面発光光源40は、光取り出し側に、光取り出し側と反対側よりも1つ多く有機EL素子30を配置するようにしてもよい。また、面発光光源40に3つ以上の奇数の有機EL素子30が配置される場合であっても、面発光光源40は、光取り出し側と反対側に、光取り出し側よりも1つ多く有機EL素子30を配置するようにしてもよい。また、面発光光源40が偶数の有機EL素子30を有している場合には、光取り出し側と光取り出し側と反対側の有機EL素子30は同数であってよい。
透光性スペーサ10は、面発光光源40の光取り出し側の面において、有機EL素子30が重ねあわされて発生した段差を抑制する部材である。また、透光性スペーサ10は、面発光光源40における光取り出し側と反対側の有機EL素子30bの発光を面発光光源40の光取り出し側に伝播するものである。
透光性スペーサ10は、透光性を有する適宜の材料で構成されていてよい。例えば、適宜のガラス材料や樹脂材料を用いることができる。透光性スペーサ10を有機EL素子30の光取り出し側の面を構成する基材の屈折率と近い屈折率の材料で構成すると、透光性スペーサに入射する光の全反射を抑制することができて、好ましい。ここで、近い屈折率とは、たとえば、屈折率が同じであってよく、屈折率の差が1.0以下であってよい。また、近い屈折率とは、屈折率の差が0.3以下であることが好ましく、これにより、全反射を抑制して光を効率的に取り出すことができる。透光性スペーサ10は、ガラス材料を用いることが好ましい。有機EL素子30の光取り出し側の面を構成する基材(基板1又は対向基板6)には、ガラス材料が用いられていることが多い。そこで、透光性スペーサ10をガラス材料で構成することにより、面発光光源40における光取り出し側と反対側の有機EL素子30bからの発光を、ガラス導波光を含め効率よく面発光光源40の光取り出し側に伝播させることができる。本形態では、基板1と透光性スペーサ10とがともにガラス材料で構成されており、面発光光源40における光取り出し側と反対側の有機EL素子30bからの発光を、面発光光源40の光取り出し側に効率よく伝播させるようにしている。
透光性スペーサ10は、有機EL素子30と略同じ厚みで形成されている。略同じ厚みとは、透光性スペーサ10が、面発光光源40の光取り出し側と反対側に配置された有機EL素子30bの光取り出し側の面に設けられた際に、光取り出し側の有機EL素子30aと面一に隣接することができる程度に略同じ厚みであればよい。面一に隣接するとは、光取り出し側の有機EL素子30aと透光性スペーサ10の表面とが同じ位置にあることを意味する。つまり、光取り出し側の有機EL素子30aと透光性スペーサ10との表面で段差が形成されないことを意味する。透光性スペーサ10が、有機EL素子30と略同じ厚みで形成されることにより、隣り合う有機EL素子30同士に発生した段差を解消して、ユニット間の表面を一致させることができ、非発光時においてもユニット間の境界を視認しにくくすることができる。ここで、後述するように、透光性スペーサ10と有機EL素子30との界面に光学マッチング部12が設けられた場合、光学マッチング部12と透光性スペーサ10との厚みの合計が、有機EL素子30の厚みと同じ厚みになればよい。
透光性スペーサ10は、面発光光源40において光取り出し側と反対側に配置された有機EL素子30bの光取り出し側の面に形成される。透光性スペーサ10は、光取り出し側と反対側に配置された有機EL素子30bの光取り出し側の面において、光取り出し側の有機EL素子30aに覆われていない領域全体に形成されていることが好ましい。これにより、有機EL素子30同士の段差を十分に抑制して、面発光光源40の表面に段差が生じることを抑制することができるとともに、非発光時においても、ユニット間の境界を見えにくくすることができる。
透光性スペーサ10の数は、面発光光源40における光取出し側の表面に有機EL素子30が重ねられたことに起因して生じた段差の数と同じであってよい。例えば、図1では、段差が1つであり、透光性スペーサ10は1つ設けられている。また、例えば、有機EL素子30を3つ備えた面発光光源40において、両端部に光取り出し側と反対側の有機EL素子30bが配置され、中央部に光取り出し側の有機EL素子30aが配置されたとする。この場合、面発光光源40の光取り出し側の表面には2つの段差が生じ、光取り出し側の有機EL素子30aの両側部に2つ透光性スペーサ10が設けられていてよい。このように、面発光光源40では、段差の数に応じて複数の透光性スペーサ10が設けられていてよい。
図1に示す形態では、透光性スペーサ10と有機EL素子30との接触界面に、この界面における屈折率の差を緩和する光学マッチング部12が形成されている。これにより、透光性スペーサ10と有機EL素子30との接触界面における光の反射ロスを抑制し、発光性が高く素子の継ぎ目の見えにくい大面積の面発光光源40を得ることができる。また、面発光光源40の光取り出し側に配置された有機EL素子30aの端面での反射ロスを抑制することができる。また、有機EL素子30と透光性スペーサ10との境界が不自然に発光することを抑制することができ、発光時における有機EL素子30同士の境界を視認しにくくすることができる。
光学マッチング部12は、透光性スペーサ10と有機EL素子30との接触界面における屈折率の差を緩和するものである。
光学マッチング部12は、有機EL素子30において光取り出し側の面を構成する基材と略同じ屈折率を有する透明部材で構成されていることが好ましい。これにより、透光性スペーサ10と有機EL素子30との間の全反射を抑制することができ、有機EL素子30の発光領域同士の継ぎ目を視認しにくい面発光光源40を得ることができる。ここで、略同じ屈折率とは、有機EL素子30の光取り出し側の面を構成する基材の屈折率と同じ屈折率であってよく、有機EL素子30の光取り出し側の面を構成する基材との屈折率の差が0.3以下であってよい。
ここで、基板1と対向基板6とは、略同じ屈折率の材料で設けられていることが好ましいものである。つまり、有機EL素子30において、光取り出し側の面を構成する基材と光取り出し側の反対側の面を構成する基材との屈折率は、略同じ屈折率の材料で構成されていることが好ましいものである。そこで、光学マッチング部12は、有機EL素子30の光取り出し側と反対側の面を構成する基材とも、略同じ屈折率で構成されていることが好ましい。これにより、基板1及び対向基板6と、光学マッチング部12とが略同じ屈折率で構成されていることになり、有機EL素子30の発光をより効率的に面発光光源40の光取り出し側で取り出すことができる。なお、基板1と対向基板6とが異なる屈折率で構成されている場合においても、光学マッチング部12の屈折率と、有機EL素子30の光取り出し側と反対側の面を構成する基材の屈折率との差は小さいほうが好ましく、例えば、0.3以下であることが好ましい。これにより、光学マッチング部12で光取り出し効率を高めることができる。
光学マッチング部12を構成する透明部材としては、適宜のものを用いてよいが、例えば、樹脂、オイル、シートを用いることができる。これにより、透光性スペーサ10と有機EL素子30との密着性を高めて、面発光光源40の発光性を高めることができる。また、光学マッチング部12を構成する透明部材としては、接着性を有するものが好ましい。これにより、光学マッチング部12で透光性スペーサ10と有機EL素子30とを接着することができ、透光性スペーサ10を有する面発光光源40を簡単に得ることができる。接着性を備える光学マッチング部12を構成する透明部材としては、例えば、UV硬化樹脂、接着シートを用いることができる。この中で、樹脂としてUV硬化樹脂を用いることが好ましい。光学マッチング部12をUV硬化樹脂で構成することにより、透光性の高い光学マッチング部12で透光性スペーサ10と有機EL素子30との密着性を高めることができ、面発光光源40の光取り出し側に光を効率的に取り出すことができる。
光学マッチング部12の厚みは、光学マッチング部12と透光性スペーサ10との厚みの合計が、有機EL素子30の厚みと等しくなるように形成されれば、特に限定されるものではない。
光学マッチング部12は、図1に示すように、透光性スペーサ10と有機EL素子30の接触界面だけでなく、有機EL素子30同士の接触界面にも設けることができる。これにより、有機EL素子30同士の接触界面においても、光の透過性を高めることができ、面発光光源40の発光性を高めることができる。また、接着性を有する光学マッチング部12を用いれば、面発光光源40の発光性を高めると共に、有機EL素子30同士を容易に接着させて、面発光光源40の製造を容易にすることができる。また、有機EL素子30において、基板1と対向基板6とが同じ屈折率を有する場合、光学マッチング部12で基板1と対向基板6との屈折率を緩和することができ、光取り出し効率をより高めることができて好ましい。また、この接触界面における光学マッチング部12の厚みは、適宜設定することができる。
光学マッチング部12を面発光光源40に設けるにあたっては、光学マッチング部12が接着性を有する場合、透光性スペーサ10又は有機EL素子30に光学マッチング部12を貼り付け又は塗布して接着するようにすればよい。あるいは、透光性スペーサ10と有機EL素子30との両方に光学マッチング部12を貼り付け又は塗布するようにして接着してもよい。また、本形態のように、光学マッチング部12を有機EL素子30同士の接触界面に設ける場合には、光学マッチング部12を有機EL素子30同士が接触する部分の表面にも予め貼り付け又は塗布する。すると、面発光光源40に光学マッチング部12を設けると共に、有機EL素子30同士を固定することができる。また、有機EL素子30同士を固定するにあたっては、有機EL素子30同士の接触界面における光取り出し側と反対側の有機EL素子30bの端部に光学マッチング部12以外の適宜の透光性の接着部材を設け、有機EL素子30同士を固定してもよい。このとき、光学マッチング部12を所望の界面に貼り付け又は塗布しておくことにより、光学マッチング部12を設けることができる。また、このように、光学マッチング部12以外の接着部材を用いて有機EL素子30を固定する場合では、接着性を有しない光学マッチング部12を面発光光源40に簡単に設けることができる。また、有機EL素子30同士の接触界面における光取り出し側と反対側の有機EL素子30bの端部に接着部材を設ける場合、光学マッチング部12がオイルで構成されるなどで流動性を有していても、光学マッチング部12をせき止めることができる。
面発光光源40に用いられる有機EL素子30において、本形態では、基板1と対向基板6とに挟まれて有機発光体5が封止された間隙には、透光性の封止材11が充填されている。
封止材11は、基板1及び対向基板6との屈折率の差が緩和されるように構成されている。つまり、封止材11は、有機EL素子30bから封止材11に入射する光の全反射を抑制するように基板1との屈折率の差が小さく構成されている。さらに、封止材11は、対向基板6に入出する光の全反射を抑制するように対向基板6との屈折率の差が小さく構成されている。したがって、封止材11が充填されることにより、有機EL素子30に入出する光の全反射を抑制して、有機EL素子30に光を取り入れやすくし、有機EL素子30から光を取り出しやすくすることができる。そして、封止材11に入射した面発光光源40における光取り出し側と反対側の有機EL素子30bの光を面発光光源40の光取り出し側によく伝播することができ、面発光光源40の発光性を高めることができる。また、基板1と対向基板6との間を封止材11で満たすことによって、対向基板6で封止する際に、対向基板6が内側に湾曲するなどしても、有機発光体5に接触したりすることを低減でき、より安全に素子を製造することができる。
封止材11は透光性を有していれば、適宜の材料で構成することができる。例えば、透光性を有する樹脂、あるいは、透光性を有する液体や透光性を有するゲルを用いることができる。封止材11を構成する樹脂としては、透光性を有する、UV硬化樹脂や熱硬化樹脂等を用いることができる。封止材11として樹脂を用いることにより、封止領域の間隙に封止材11を簡単に充填することができる。また、充填後に樹脂を硬化させることにより、有機EL素子30の強度を高め、面発光光源40の信頼性を向上することができる。また、封止材11として透明性のUV硬化樹脂を用いれば、透光度が高い封止材11で面発光光源40の発光性と信頼性とを高めることができる。また、封止材11は、透光性を有していれば、乾燥剤や吸湿剤を配合することもできる。封止材11が乾燥剤や吸湿剤を含有することによって、内部に水分が浸入したとしても、封止材11で水分を吸収することができ、有機発光層3に水分が到達することを抑制することができる。また、封止材11は、基板1又は対向基板6の屈折率と近い屈折率の材料で構成されていてよい。近い屈折率とは、例えば、同じ屈折率であってよく、屈折率の差が0.3以下であってよい。
ここで、有機EL素子を構成する透光性の各部材の好ましい屈折率の関係について述べる。屈折率の基準は、光取り出し側の基材の屈折率とすることが好ましい。これにより、基本的に光取り出し側の基材を透過・導波する光を利用することができ、屈折率がミスマッチして光が界面で全反射されることを抑制することができる。また、屈折率差の影響は斜め方向の透過率・反射率に影響するため、光取り出し側の基材の屈折率との屈折率の差を0.3以内とすることにより、斜め45°でも90%以上の透過率を確保することが可能となる。
屈折率の好ましい関係は、より具体的には、以下のようになる。
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(光取り出し側と反対側の基材の屈折率)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(光学マッチング部12)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(封止材11)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(透光性スペーサ10)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(封止接着部7)<0.3
上記のような屈折率の関係のうち、光取り出し効率の観点から、いずれか1つ以上を満たすことが好ましく、2つ以上を満たすことがより好ましく、全てを満たすことがさらに好ましい。
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(光取り出し側と反対側の基材の屈折率)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(光学マッチング部12)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(封止材11)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(透光性スペーサ10)<0.3
−0.3<(光取り出し側の基材の屈折率)−(封止接着部7)<0.3
上記のような屈折率の関係のうち、光取り出し効率の観点から、いずれか1つ以上を満たすことが好ましく、2つ以上を満たすことがより好ましく、全てを満たすことがさらに好ましい。
なお、対向基板6によって封止された領域(封止領域)の間隙には、封止材11が充填されずに、封止された空間(封止空間)が形成されていてもよいが、その場合、封止空間には乾燥剤を設けることが好ましい。それにより、封止空間に水分が浸入したとしても、浸入した水分を吸収することができる。但し、対向基板6に、あるいは基板1に入射した光の全反射を抑制して、面発光光源40の光取り出し面から効率よく光を取り出すためには、透光性の封止材11が設けられていることが好ましい。
図1(a)に示す形態では、面発光光源40の光取り出し側の表面全体に光取り出し層20が形成されている。光取り出し層20は、面発光光源40の光取り出し効率を高めるための層である。光取り出し層20は、面発光光源40の光取り出し側の表面を覆うことにより、有機EL素子30と透光性スペーサ10との境界部分を覆って隠すことができる。また、面発光光源40の光取り出し側の表面を覆うことにより、表面の段差を抑制することができる。また、光取り出し層20は、複数の有機EL素子30と透光性スペーサ10とが配置された面発光光源40を支持する層としても機能することができる。このように、面発光光源40の光取出し側の表面に光取り出し層20が設けられていることにより、面発光光源40の光取り出し効率と信頼性とを高めると共に、表面の段差を抑制してユニット間の継ぎ目を視認しにくくすることができる。
光取り出し層20は、光を分散させる構造を有している。例えば、光取り出し層20は、光を分散させる構造として、凹凸構造を有している。光取り出し層20が凹凸構造を有することにより、面発光光源40の光取り出し側に向かう光が光取り出し層20によって散乱されて全反射を抑制することができ、光をより多く外部に取り出すことができる。この凹凸構造は、レンズアレイ構造であってもよい。レンズアレイ構造とは、微細な突起が面状に密に並ぶ構造である。レンズアレイ構造の突起は半球状、ひだ状、ピラミッド状(四角錐型)などの形状であってよい。また、光取り出し層20は、層が光散乱物質、たとえば粒子や空隙などを有することにより、光を分散させることができる。面発光光源40の光取出し側の表面に光を分散させることのできる光取り出し層20が設けられていることにより、面発光光源40の光取り出し効率を高めると共に、ユニット間の発光領域同士の境界を視認しにくくすることができる。光取り出し層20は、面発光光源40の光取り出し面の表面全体に形成されていてよい。
光取り出し層20は、プラスチックのシートやフィルム、あるいは、樹脂層により構成することができる。プラスチックとしては、PET(ポリエチレンテレフタラート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)などのプラスチック材料により形成されたものを用いることができる。また、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系などのものを用いてもよい。プラスチック材料の成形方法は特に限定されるものではなく、圧延成形、ロール成形、射出成形など適宜の成形方法であってよい。光取り出し層20を構成する基材は、可撓性を有することが好ましい。可撓性を有することにより、例えば、ロール状の基材を順次に送り出して基板1や透光スペーサ10に貼り付けることができ、製造が容易となる。また、可撓性があればフレキシブルな素子を構成することも可能になる。
光取り出し層20をプラスチックのシートで構成する場合、例えば、光取り出し層20は、基板1の表面に光取り出し層2の材料を貼り合わせるなどして形成することができる。貼り合わせは、透明な接着剤などで行うことができる。または、光取り出し層20に基板1及び透光性スペーサ10を貼り付けるようにしてもよい。なお、光取り出し層20を樹脂層で構成する場合は、樹脂材料を基板1及び透光性スペーサ10の表面に塗布することによって光取り出し層20を形成することができる。
図3は、面発光光源40の実施形態の一例を示す断面図である。図1、図2の形態と同じ構成に関しては、同じ符号を付して説明を省略するものとする。図3の形態の面発光光源30を発光面に垂直な方向から見た平面図は、図1(b)と同様のものである。図3では、図1(a)と同様、有機EL素子30から発せられる光の方向を矢印で示している。
図3に示すように、面発光光源40には、3つの有機EL素子30が、発光領域同士が重ねられて配置されている。本形態では、面発光光源40の光取り出し側の面には、面発光光源40に配置された全ての有機EL素子30を覆うように、面状透光体13が形成されている。また、透光性スペーサ10は、面状透光体13の一部が突出することにより、形成されている。また、光取り出し層20は、面発光光源40の光取り出し側の表面であって、面状透光体13の表面に形成されている。
図3に示すように、面発光光源40には、光取り出し側の面に、2つ以上の有機EL素子30を覆う面状透光体13が形成されていることが好ましい一形態である。これにより、面発光光源40の光取り出し側の面に高低が生じたとしても、この高低を抑制することができ、発光の有無にかかわらず、ユニット間の境界を視認しにくくすることができる。また、面状透光体13で、複数の有機EL素子30と透光性スペーサ10とを備える面発光光源40を支持することができ、面発光光源40の強度を高めて、面発光光源40の信頼性を高めることができる。
面状透光体13は、本形態では、面状透光体13の一部が有機EL素子30側に面状に突出して形成された透光性スペーサ10と一体に形成されている。図3では、面状透光体13が面状に突出して透光性スペーサ10を形成している部分を2点鎖線から有機EL素子30側に突出した部分で示している。このように、面状透光体13の一部が突出することにより、透光性スペーサ10が形成されていることが好ましい一形態である。これにより、面状透光体13と透光性スペーサ10とを一体に形成することができ、面発光光源40において、光の全反射が発生するおそれのある部材間の境界を減らすことができ、光の取り出し効率を高めることができる。また、面状透光体13と透光性スペーサ10とを有する面発光光源40を部品数を減らして効率よく得ることができる。また、透光性スペーサ10を有する面状透光体13に有機EL素子30を接着することにより、簡単に面発光光源40を得ることができる。面状透光体13は、本形態では、透光性スペーサ10と一体に設けられており、面状透光体13は透光性スペーサ10と同じ材料で形成されていてよい。また、本形態では、別体に設けられた板状の面状透光体13と透光性スペーサ10とを接着させて一体にしたものを用いてもよい。
面状透光体13は、面発光光源40の光取り出し側の面において、2つ以上の有機EL素子30を覆うように設けられている。面状透光体13は、面発光光源40の光取り出し側の面において、面発光光源40に配置された全ての有機EL素子30を覆うように設けられていることが好ましい。これにより、有機EL素子30同士を重ねた部分や透光性スペーサ10と有機EL素子30との境界を面状透光体13で支持して、面発光光源40の強度を高めることができる。面状透光体13は、面発光光源40の光取り出し側の面において、面発光光源40の光取り出し側の面と同じ大きさで、設けられていることが好ましい。これにより、有機EL素子30同士を重ねた部分及び透光性スペーサ10と有機EL素子30との境界の全てを面状透光体13で支持して、面発光光源40の強度をより高めることができる。
面状透光体13が設けられた形態の面発光光源40においては、図3に示すように、面状透光体13と有機EL素子30との接触界面においても、光学マッチング部12が設けられていてもよい。光学マッチング部12は透光性スペーサ10と有機EL素子30との接触界面における屈折率の差を緩和することができるように構成されており、面状透光体13と有機EL素子30との接触界面において、この界面の屈折率の差を緩和することができる。つまり、面状透光体13と有機EL素子30との接触界面に光学マッチング部12を設けることにより、この界面における光の取り出し効率を高め、面発光光源40の発光性を高めることができる。さらに、光学マッチング部12が接着性をする場合には、光学マッチング部12で面状透光体13と有機EL素子30とを接着させて面発光光源40を簡単に得ることができる。
面状透光体13は、透光性スペーサ10と一体に形成されていなくともよい。この場合の面状透光体13は、両表面が平坦な板状に設けられていてよい。面状透光体13と透光性スペーサ10とを別に形成することで、製造容易な板状の面状透光体13とブロック状の透光性スペーサ10とを用いて、面状透光体13と透光性スペーサ10とを有する面発光光源40を容易に製造することができる。
面状透光体13は、透光性を有する適宜の材料で構成されていてよい。例えば、適宜のガラス材料や樹脂材料を用いることができる。面状透光体13は、透光性スペーサ10と同じ屈折率を有する材料で構成されていてよく、透光性スペーサ10と同じ材料で構成されていてよい。面状透光体13と透光性スペーサ10とを同じ材料で構成することにより、透光性スペーサ10と面状透光体13との間での全反射を抑制して光の取り出し効率を高めることができると共に、効率よく面発光光源40を得ることができる。
面状透光体13と透光性スペーサ10とが一体に形成されていない形態の面発光光源40においては、面状透光体13と透光性スペーサ10との接触界面に光学マッチング部12を設けてもよい。図3では、この場合の接触界面を2点鎖線で示している。これにより、面状透光体13と透光性スペーサ10との接触界面における全反射を抑制して、光取り出し効率を高めると共に、光学マッチング部12で面状透光体13と透光性スペーサ10とを接着させて面発光光源40を簡単に得ることができる。
面状透光体13が面発光光源40に設けられる形態は、上記で説明した図3の形態に限られるものではない。例えば、面発光光源40に用いられる有機EL素子30が上面発光型の素子であってももちろんよい。また、有機EL素子30が2つ用いられるものであっても4つ以上用いられるものであってもよい。
図4は、面発光光源40の実施形態の一例を示し、図4(a)は、断面図であり、図4(b)は、発光面と垂直な方向から見た平面図である。図1〜図3の形態と同じ構成に関しては、同じ符号を付して説明を省略するものとする。図5は、本形態の面発光光源40に用いられる有機EL素子30を示し、図5(a)は平面図であり、図5(b)は図5(a)におけるE−E線断面図であり、図5(c)は図5(a)におけるF−F線断面図である。
図4に示した面発光光源40では、図1〜図3の形態と同じように、2つ以上の有機EL素子30の発光領域を部分的に重ねて配置すると共に、透光性スペーサ10を光取り出し側の有機EL素子30aと面一に配置している。但し、本形態の面発光光源40に用いられる有機EL素子30は、図5(b)に示すように、端子9が平面視における基板1の一辺に偏在して設けられている。そして、図4(b)に示すように、面発光光源40の平面視における一辺に端子9を偏在させている。図4(b)では、わかりやすいように、有機EL素子30の発光領域の境界を点線で図示しているが、これまでの形態と同様に、面発光光源40では、この継ぎ目が見えにくくなっている。図4(a)では、有機EL素子30から発せられる光の方向を矢印で示している。
図5(b)に示すように、本形態の面発光光源40に用いられる有機EL素子30には、端子9が、平面視における基板1の一辺に偏在して設けられている。そして、本形態の面発光光源40では、図5に示したような端子9が平面視における基板1の一辺に偏在して設けられている形態の有機EL素子30を2つ以上有して、端子9が偏在した一辺を同じ側にして配置されている。このように、端子9が平面視における基板1の一辺に偏在して設けられた有機EL素子30を2つ以上用いて、この有機EL素子30を端子9が偏在した一辺を同じ側にして配置することが好ましい。これにより、平面視における面発光光源40の一辺の側に端子9を偏在させることができ、非発光領域を偏在化させた面発光光源40を得ることができる。そして、面発光光源40の配置のバリエーションを高めることができる。なお、図5(b)のE−E線断面図では、端子9として、第2電極4と導通する第2電極端子を図示しているが、他の位置にE−E線断面と平行な断面をとれば、端子9として、第1電極2と導通する第1電極端子が形成されているものである。また、図5(b)及び図5(c)に示すように、本形態の有機EL素子30では、対向基板6の端面の1つが基板1の1つの端面よりも内側に位置しており、対向基板6の3つの端面が基板1の3つの端面とは位置が一致しているものである。
図6は、面発光光源集合体の実施形態の一例を示す斜視図である。図6では、図4に示した形態の面発光光源40が4つ用いられている。そして、この面発光光源40の発光領域を形成する発光部Qが部分的に重ねられて配置されている。図6では、白矢印の示す方向が、面発光光源集合体の光取り出し方向である。
面発光光源集合体は、端子9が、平面視における基板1の一辺に偏在して設けられている面発光光源40を2つ以上有している。そして、面発光光源集合体は、端子9が隣り合う面発光光源40の発光領域に覆われるように、面発光光源40の発光領域が隣り合う面発光光源40の発光領域と部分的に重ねられて配置されていることが好ましい。これにより、視野角特性と優れ、面発光光源40の発光領域の継ぎ目が視認されにくいより大面積な面発光を行うことのできる面発光光源集合体を得ることができる。ここで、端子9は、金属材料などで外部端子が設けられたり外部配線により接続されたりするため、不透明になりやすい。そのため、面発光光源集合体において、端子9が光取り出し側に露出するように配置されると、端子9が形成された部分において、非発光領域が形成される。そこで、端子9が平面視における面発光光源40の一辺に偏在化された面発光光源40を用いて、端子9が隣り合う面発光光源40の発光領域に覆われるように、面発光光源40の発光領域同士を重ねて配置する。すると、端子9が形成されていることに由来する非発光領域が覆われて、斜めから方向から見ても面発光光源40の発光領域同士の境界を視認しにくい大面積な面発光光源集合体を得ることができる。
なお、面発光光源集合体においてすべての面発光光源40は光取り出し方向を揃えて配置されており、この面発光光源40の光取り出し方向が、面発光光源集合体の光取り出し方向となる。
面発光光源集合体は、本形態では、有機EL素子30の重なり方向と平面視において垂直な方向に、面発光光源40が列状に配置されて発光部Q同士が部分的に重ねられている。このように、面発光光源40を列状に配置して発光部Q同士を重ねることにより、面発光光源40を効率的に用いて、大面積な面発光光源集合体を効率よく得ることができる。また、隣り合う面発光光源40の発光領域の重なり幅Cは、面発光光源40の厚みの合計の0.8倍以上であってよく、1倍以上であることが好ましい。これにより、視野角45°以内において、発光領域の継ぎ目を視認しにくくすることができ、視野角特性に優れた面発光光源集合体を得ることができる。面発光光源40の発光領域同士の重なり幅Cの上限は、発光領域の大きさに応じて、適宜設定すればよいが、大きいほうが、視野角特性を向上することができる。また重なり幅Cが小さいと、面発光光源40を効率的に用いて、面発光光源集合体を効率的に得ることができる。重なり幅Cの上限は、例えば、発光部Qの幅(重なり方向の長さ)の1/3以下であってよく、1/4以下であってよい。
面発光光源集合体は、本形態では、同じ大きさの面発光光源40を2つ以上用いて光取り出し側と反対側に配置された面発光光源40の端子9を発光領域で全て覆うようにしているが、この端子9は、一部が覆われるようにしてもよい。また、面発光光源集合体は、異なる大きさの面発光光源40を2つ以上用いるものであってもよい。
面発光光源集合体においても、面発光光源40同士が重ねられることにより、光取り出し側に生じた段差を抑制する透光性のスペーサが設けられていても良い。また、この透光性のスペーサは、面発光光源集合体における、光取り出し側とは反対側に配置された面発光光源40の光取り出し側の面に、光取り出し側に配置された面発光光源40と面一に形成されていてよい。
1 基板
2 第1電極
3 有機発光層
4 第2電極
5 有機発光体
6 対向基板
7 封止接着部
9 端子
10 透光性スペーサ
11 封止材
12 光学マッチング部
13 面状透光体
20 光取り出し層
30 有機エレクトロルミネッセンス素子
40 面発光光源
Q 発光部
C 重なり幅
D 重なり幅
2 第1電極
3 有機発光層
4 第2電極
5 有機発光体
6 対向基板
7 封止接着部
9 端子
10 透光性スペーサ
11 封止材
12 光学マッチング部
13 面状透光体
20 光取り出し層
30 有機エレクトロルミネッセンス素子
40 面発光光源
Q 発光部
C 重なり幅
D 重なり幅
Claims (8)
- 基板の表面に、第1電極と有機発光層と第2電極とをこの順で有する有機発光体が形成され、前記第1電極と前記第2電極の少なくとも一方は透光性を有しており、前記有機発光体が、前記基板に接着される対向基板によって覆われて封止されている有機エレクトロルミネッセンス素子を少なくとも2つ以上有する面発光光源であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域は、隣り合う前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域と部分的に重ねられて前記面発光光源に配置されていると共に、
前記面発光光源の光取り出し側と反対側に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光取り出し側の面に、前記面発光光源の光取り出し側に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子と面一に隣接する透光性スペーサが設けられていることを特徴とする面発光光源。 - 前記透光性スペーサと前記有機エレクトロルミネッセンス素子との接触界面には、この界面における屈折率の差を緩和する光学マッチング部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の面発光光源。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板と前記対向基板との間に、前記基板及び前記対向基板との屈折率の差が緩和された透光性の封止材が充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の面発光光源。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子を3つ以上有すると共に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が、前記面発光光源において光取り出し側と光取り出し側の反対側との交互に配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の面発光光源。
- 前記面発光光源の光取り出し側の面には、2つ以上の前記有機エレクトロルミネッセンス素子を覆う面状透光体が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の面発光光源。
- 前記面状透光体の一部が突出することにより、前記透光性スペーサが形成されていることを特徴とする請求項5に記載の面発光光源。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記第1電極及び前記第2電極のそれぞれと外部電極とを電気的に接続するための端子が、平面視における前記基板の一辺に偏在して設けられており、2つ以上の前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記端子が偏在した一辺を同じ側にして配置されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の面発光光源。
- 請求項7に記載の前記面発光光源を2つ以上有すると共に、
光取り出し側から見た平面視において、前記端子が、隣り合う前記面発光光源の発光領域に覆われるように、前記面発光光源の発光領域が隣り合う前記面発光光源の発光領域と部分的に重ねられて配置されていることを特徴とする面発光光源集合体。
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