JP2021158126A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光反射機能を有すると共に装置厚みが厚くなることを抑えて前面へ光を放射できる発光装置を提供する。【解決手段】基板1と、基板の1の面上に配置された複数の有機EL素子OELと、1の面上に配置された複数の金属鏡面部MIRと、を備え、複数の有機EL素子の各々は透光性電極2と反射電極4との間に形成された有機層3を有し、金属鏡面部は有機層と離間しており、1の面に垂直な方向から見たとき、透光性電極の少なくとも一部は金属鏡面部と重なる発光装置。【選択図】図2
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子を含む発光機能を有する発光装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、透明ガラス基板上に陽極、発光層を含む有機層及び陰極を順次積層して構成され、陽極及び陰極を介して有機層への電流注入することにより、エレクトロルミネッセンス(以下、ELと称する)を発現する発光素子である。有機EL素子は、自己発光型の面発光デバイスであり、表示装置や照明装置に利用されている。
ミラー装置としては、鏡の周囲に枠状に有機EL素子を配置して、使用者の顔等の対象物を鏡に映し出すことが可能なEL照明内蔵鏡がある(特許文献1参照)。
また、照明付きバックミラーを備えた自動車用サンバイザー組立体も提案されている(特許文献2参照)。
特許文献1に記載のEL照明内蔵鏡では、有機EL素子などの光源が鏡の周囲の枠に配置されている故に、鏡の面積が減少して、使用者が見たい顔の一部に的確に照明を与えるものではないという欠点があった。
さらに、特許文献2に記載のサンバイザー組立体においてもランプによる照明部が鏡面両側の前に直接設けられている故に、均一な発光が困難であるという問題がある。
上記のミラー装置においては、単に鏡の前後に発光部を付加して配置している故に鏡装置全体の厚みが厚くなるという欠点があった。
そこで、本発明では、光反射機能を有すると共に装置厚みが厚くなることを抑えて前面へ光を放射できる発光装置を提供することが課題の一例として挙げられる。
請求項1に記載の発明は、基板と、前記基板の1の面上に配置された複数の有機EL素子と、前記1の面上に配置された複数の金属鏡面部と、を備え、前記複数の有機EL素子の各々は透光性電極と反射電極との間に形成された有機層を有し、前記金属鏡面部は前記有機層と離間しており、前記1の面に垂直な方向から見たとき、前記透光性電極の少なくとも一部は前記金属鏡面部と重なることを特徴とする。
以下に本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
図1は、発光装置としての本発明の実施例1の有機ELパネルOELDであるミラー装置の構成を示す。有機ELパネルOELDは、ガラスや樹脂などの光透過性平板の基板1上にバンクBKによって区画された複数の有機EL素子OELと複数の金属鏡面部MIRを含んでいる。有機EL素子OELは、それぞれが基板1のxy主面のy方向に伸長するストリップ形状の発光部を有し、透光性基板1の前面1aから、赤色発光R、緑色発光G及び青色発光Bの互いに異なる発光色の光を放射する有機EL素子R、G、Bの群である。金属鏡面部MIRは、それぞれが基板1のxy主面のy方向に伸長するストリップ形状の光反射部であり、透光性基板1の前面1aを介して外光を反射する。図1に示すように、有機EL素子OELと金属鏡面部MIRの各々は透光性基板の背面上にて交互に配置されている。バンクBKは例えば光学ガラスや光学樹脂などの透光性誘電体材料から形成される。有機EL素子R、G、Bは平行に並置されている。赤、緑、青の発光色をそれぞれ発するRGB発光色の有機EL素子OELを一組としてx方向に組毎に並べられている。
このように、有機EL素子OELと金属鏡面部MIRは、均等な間隔になるように一定順序で平行に繰り返しストライプ状に配置されている。よって、本実施例は、金属鏡面部MIRと有機EL素子OELの幅をそれぞれ肉眼で識別できない例えば0.1mm以下で金属鏡面部MIRと有機EL素子OELの間隔を例えば0.1mm以下の短い間隔とすれば、素子駆動時には面発光の有機EL素子から発光するので、発光する鏡として、あたかも全面発光する鏡として利用することができる。また、素子の非駆動時には一枚の鏡として機能できる。さらに、有機EL素子の輝度をそれぞれ又は色の群ごとに調節することにより、光取り出し面となる基板1の前面からは、赤、緑、青の光が任意の割合で混色されて単一の発光色として認識される光が放出される。なお、図示していないが、有機EL素子OELの全ては素子駆動部へ接続されている。
図2に示すように、有機EL素子OELの各々は、隣接するバンクBK間の基板1の背面1b上に、透光性電極2、発光層を含む有機層3及び反射電極4が積層されて構成される。透光性電極2は基板1上においてxy方向に沿って拡張して成膜されている。透光性電極2は複数の有機EL素子OELの共通の例えば陽極として機能する。金属鏡面部MIRの各々は隣接するバンクBK間の透光性電極2上にy方向に沿って成膜されている。金属鏡面部MIRと反射電極4は同一材料で成膜されている。金属鏡面部MIRは透光性電極2に電気的に接続されている。金属鏡面部MIRは図示しない電源に接続されており、金属鏡面部MIRは、接続された透光性電極2へ電源電圧を供給するバスラインとして機能する。本実施例のミラー装置は、透光性電極2と反射電極4との間に電圧を印加することにより、有機層3において生成される光を基板1の前面1aから取り出す所謂ボトムエミッション型の有機ELパネルとして機能する。
図3に示すように、有機EL素子OELの各々の有機層3は、典型的には、透光性電極2が陽極で、反射電極4が陰極とした場合、陽極から陰極まで、順に、正孔注入層3a、正孔輸送層3b、発光層3c、電子輸送層3d、及び電子注入層3eが積層されて構成される。なお、有機層3の積層構成において、基板以外の構成要素を逆の順に積層することも可能である。有機層3は、これら積層構成に限定されることなく、例えば発光層3cと電子輸送層3dの間に正孔阻止層(図示せず)を追加するなど、少なくとも発光層を含み、或いは兼用できる電荷輸送層を含む積層構成としてもよい。有機層3は、上記積層構造から正孔輸送層3bを省いて構成しても、正孔注入層3aを省いて構成しても、正孔注入層3aと電子輸送層3dを省いて構成してもよい。
[透光性電極]
陽極の透光性電極2は、ITO(Indium-tin-oxide)やZnO、ZnO−Al2O3(所
謂、AZO)、In2O3−ZnO(所謂、IZO)、SnO2−Sb2O3(所謂、A
TO)、RuO2などにより構成され得る。さらに、透光性電極2は、発光層から得られる発光波長において少なくとも10%以上の透過率を持つ材料を選択することが好ましい。透光性電極2は通常は単層構造であるが、金属薄膜との積層構造とすることも可能である。金属薄膜の材料としては、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀などの適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金などが挙げられる。金属薄膜の膜厚20nmの銀薄膜は透過率50%を有する。金属薄膜としての膜厚10nmのAl膜は透過率50%を有する。同金属薄膜としての膜厚20nmのMgAg合金膜は透過率50%を有する。なお、金属薄膜を構成する場合、材料や製膜方法、条件にも依存するが、その膜厚の下限値は5nmあれば導電性を確保することができる。
陽極の透光性電極2は、ITO(Indium-tin-oxide)やZnO、ZnO−Al2O3(所
謂、AZO)、In2O3−ZnO(所謂、IZO)、SnO2−Sb2O3(所謂、A
TO)、RuO2などにより構成され得る。さらに、透光性電極2は、発光層から得られる発光波長において少なくとも10%以上の透過率を持つ材料を選択することが好ましい。透光性電極2は通常は単層構造であるが、金属薄膜との積層構造とすることも可能である。金属薄膜の材料としては、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀などの適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金などが挙げられる。金属薄膜の膜厚20nmの銀薄膜は透過率50%を有する。金属薄膜としての膜厚10nmのAl膜は透過率50%を有する。同金属薄膜としての膜厚20nmのMgAg合金膜は透過率50%を有する。なお、金属薄膜を構成する場合、材料や製膜方法、条件にも依存するが、その膜厚の下限値は5nmあれば導電性を確保することができる。
[正孔注入層]
正孔注入層3aは、電子受容性化合物(所謂、正孔輸送性化合物)を含有する層とすることが好ましい。
正孔注入層3aは、電子受容性化合物(所謂、正孔輸送性化合物)を含有する層とすることが好ましい。
正孔輸送性化合物としては、陽極から正孔注入層への電荷注入障壁の観点から4.5eV〜6.0eVのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。正孔輸送性化合物の例としては、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン銅(所謂、CuPc)に代表されるフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボンなどが挙げられる。ここで誘導体とは、例えば、芳香族アミン誘導体を例にするならば、芳香族アミンそのもの及び芳香族アミンを主骨格とする化合物を含むものであり、重合体であっても、単量体であってもよい。
また、正孔輸送性化合物としては、ポリチオフェンの誘導体である3,4−エチレンジオキシチオフェンを高分子量ポリスチレンスルホン酸中で重合してなる導電性ポリマー(所謂、PEDOT/PSS)もまた好ましい。さらに、PEDOT/PSSのポリマーの末端をメタクリレートなどでキャップしたものであってもよい。
[正孔輸送層]
正孔輸送層3bの材料としては、従来、正孔輸送層の構成材料として用いられている材料であればよく、例えば、前述の正孔注入層に使用される正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。また、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。また、例えば、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアリールアミン誘導体、ポリビニルトリフェニルアミン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアリーレン誘導体、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)誘導体などが挙げられる。これらは、交互共重合体、ランダム重合体、ブロック重合体又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。また、主鎖に枝分かれがあり末端部が3つ以上ある高分子や、所謂デンドリマーであってもよい。
正孔輸送層3bの材料としては、従来、正孔輸送層の構成材料として用いられている材料であればよく、例えば、前述の正孔注入層に使用される正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。また、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、スピロ誘導体、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。また、例えば、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリアリールアミン誘導体、ポリビニルトリフェニルアミン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリアリーレン誘導体、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン誘導体、ポリアリーレンビニレン誘導体、ポリシロキサン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)誘導体などが挙げられる。これらは、交互共重合体、ランダム重合体、ブロック重合体又はグラフト共重合体のいずれであってもよい。また、主鎖に枝分かれがあり末端部が3つ以上ある高分子や、所謂デンドリマーであってもよい。
[発光層]
発光層3cは赤、緑及び青発光の独立した発光層であってもそれらの混合発光層であってもよい、また、正孔輸送の性質を有する化合物(正孔輸送性化合物)、或いは、電子輸送の性質を有する化合物(電子輸送性化合物)を含有させることもできる。有機EL材料をドーパント材料として使用し、正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物などをホスト材料として適宜使用してもよい。有機EL材料については特に限定はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよい。
発光層3cは赤、緑及び青発光の独立した発光層であってもそれらの混合発光層であってもよい、また、正孔輸送の性質を有する化合物(正孔輸送性化合物)、或いは、電子輸送の性質を有する化合物(電子輸送性化合物)を含有させることもできる。有機EL材料をドーパント材料として使用し、正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物などをホスト材料として適宜使用してもよい。有機EL材料については特に限定はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよい。
有機EL材料としては、任意の公知の材料を適用可能である。例えば、蛍光材料であってもよく、燐光材料であってもよいが、内部量子効率の観点から燐光材料を用いることが好ましい。発光層は単層構造としても、或いは所望により複数の材料からなる多層構造とすることもできる。例えば、青色発光層は蛍光材料を用い、緑色や赤色の発光層は燐光材料を用いるなど、様々な組み合わせで用いてもよい。また、発光層の間に拡散防止層を設けることもできる。
青色発光を与える蛍光材料(青色蛍光色素)としては、例えば、ナフタレン、ペリレン、ピレン、クリセン、アントラセン、クマリン、p−ビス(2−フェニルエテニル)ベンゼン及びそれらの誘導体などが挙げられる。
緑色発光を与える蛍光材料(緑色蛍光色素)としては、例えば、キナクリドン誘導体、
クマリン誘導体、Alq3(tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum) などのアルミニウム錯体などが挙げられる。
クマリン誘導体、Alq3(tris (8-hydroxy-quinoline) aluminum) などのアルミニウム錯体などが挙げられる。
黄色発光を与える蛍光材料(黄色蛍光色素)としては、例えば、ルブレン、ペリミドン誘導体などが挙げられる。
赤色発光を与える蛍光材料(赤色蛍光色素)としては、例えば、DCM(4-(dicyanome
thylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテンなどが挙げられる。
thylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテンなどが挙げられる。
燐光材料としては、例えば、長周期型周期表(以下、特に断り書きの無い限り「周期表」という場合には、長周期型周期表を指すものとする。)第7〜11族から選ばれる金属を含む有機金属錯体が挙げられる。周期表第7〜11族から選ばれる金属として、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金などが挙げられる。錯体の配位子としては、(ヘテロ)アリールピリジン配位子、(ヘテロ)アリールピラゾール配位子などの(ヘテロ)アリール基とピリジン、ピラゾール、フェナントロリンなどが連結した配位子が好ましく、特にフェニルピリジン配位子、フェニルピラゾール配位子が好ましい。ここで、(ヘテロ)アリールとは、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
燐光材料として、具体的には、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(所謂、Ir(ppy)3)、トリス(2−フェニルピリジン)ルテニウム、トリス(2−フェニルピリジン)パラジウム、ビス(2−フェニルピリジン)白金、トリス(2−フェニルピリジン)オスミウム、トリス(2−フェニルピリジン)レニウム、オクタエチル白金ポルフィリン、オクタフェニル白金ポルフィリン、オクタエチルパラジウムポルフィリン、オクタフェニルパラジウムポルフィリンなどが挙げられる。
発光層には、その構成材料として、正孔輸送性化合物を含有させてもよい。ここで、正孔輸送性化合物のうち、低分子量の正孔輸送性化合物の例としては、前述の正孔注入層3aにおける正孔輸送性化合物として例示した各種の化合物のほか、例えば、ジフェニルナフチルジアミン(所謂、α−NPD)に代表される、2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン類や、4,4',4"−トリス(1−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミンなどのスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物や、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物や、2,2',7,7'−テトラキス−(ジフェニルアミノ)−9,9'−スピロビフルオレンなどのスピロ化合物などが挙げられる。
発光層には、その構成材料として、電子輸送性化合物を含有させてもよい。ここで、電子輸送性化合物のうち、低分子量の電子輸送性化合物の例としては、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(所謂、BND)や、2,5−ビス(6'−(2',2"−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロール(所謂、PyPySPyPy)や、バソフェナントロリン(所謂、BPhen)や、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(所謂、BCP、バソクプロイン)、2−(4−ビフェニリル)−5−(p−ターシャルブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(所謂、tBu−PBD)や、4,4'−ビス(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル(所謂、CBP)などが挙げられる。
[電子輸送層]
電子輸送層3dは、有機EL素子の発光効率を更に向上させることを目的として設けられるもので、電界を与えられた電極間において陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる電子輸送性化合物より形成される。
電子輸送層3dは、有機EL素子の発光効率を更に向上させることを目的として設けられるもので、電界を与えられた電極間において陰極から注入された電子を効率よく発光層の方向に輸送することができる電子輸送性化合物より形成される。
電子輸送層に用いられる電子輸送性化合物としては、通常、陰極や電子注入層3eからの電子注入効率が高く、且つ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。このような条件を満たす化合物としては、例えば、Alq3や10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3−ヒドロキシフラボン金属錯体、5−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン、キノキサリン化合物、フェナントロリン誘導体、2−t−ブチル−9,10−N,N'−ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。
[電子注入層]
電子注入層3eは、陰極から注入された電子を効率良く電子輸送層や発光層へ注入する役割を果たす。例えば、電子注入層3eには、バソフェナントロリンなどの含窒素複素環化合物や8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送化合物が挙げられる。また、有機電子輸送化合物の電子注入層3eに電子供与性材料をドープすることにより、電子注入効率を高めることができる。電子供与性材料には、例としては、ナトリウムやセシウムなどのアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属、それらの化合物(CsF、Cs2CO3、Li2O、LiF)や、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウムなどのアルカリ金属などが用いられる。
電子注入層3eは、陰極から注入された電子を効率良く電子輸送層や発光層へ注入する役割を果たす。例えば、電子注入層3eには、バソフェナントロリンなどの含窒素複素環化合物や8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送化合物が挙げられる。また、有機電子輸送化合物の電子注入層3eに電子供与性材料をドープすることにより、電子注入効率を高めることができる。電子供与性材料には、例としては、ナトリウムやセシウムなどのアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属、それらの化合物(CsF、Cs2CO3、Li2O、LiF)や、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウムなどのアルカリ金属などが用いられる。
以上の有機層3の各々を成膜する手法として、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式塗布法や、スクリーン印刷、スプレー法、インクジェット法、スピンコート法、グラビア印刷、ロールコータ法などの湿式塗布法が知られている。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を湿式塗布法で膜厚を均一に成膜して、電子輸送層及び電子注入層を、それぞれ乾式塗布法で膜厚を均一に順次成膜してもよい。また、すべての機能層を湿式塗布法で膜厚を均一に順次成膜してもよい。
[反射電極]
陰極の反射電極4の材料としては、効率良く電子注入を行う為に仕事関数の低い金属が含まれることが好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀などの適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金などの低仕事関数合金電極が挙げられる。反射電極4はスパッタ法や真空蒸着法などにより有機層3上に、単層膜、又は多層膜として形成され得る。なお、反射電極4の反射作用を維持する厚さであれば膜厚は限定されない。
陰極の反射電極4の材料としては、効率良く電子注入を行う為に仕事関数の低い金属が含まれることが好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀などの適当な金属又はそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金などの低仕事関数合金電極が挙げられる。反射電極4はスパッタ法や真空蒸着法などにより有機層3上に、単層膜、又は多層膜として形成され得る。なお、反射電極4の反射作用を維持する厚さであれば膜厚は限定されない。
図4は基板1の背面1b側から臨む有機ELパネルOELDを示す。金属鏡面部MIR及び反射電極4は隣接するバンクBK間にy方向に沿って成膜されている。この金属鏡面部MIR及び反射電極4は、図2に示すバンクBKの側面間を透光性電極2側に狭くした所謂、逆テーパー構造を有するバンクBKを用いて作成する。まず、フォトリソグラフィ法などで透光性電極2上にy方向に沿って透光性誘電体材料からなる逆テーパー構造バンクBKを設ける。それから1つ置きのバンクBK間の透光性電極2上に所定の有機層3をインクジェット法などで成膜する。それから、反射電極材料をバンクBK間の有機層3及び透光性電極2とバンクBKの頂面上に蒸着法などにより成膜する。これにより、図2に示すようにバンクBKを隔てて、反射電極材料の金属膜を金属鏡面部MIR及び反射電極4に分断する。金属鏡面部MIR及び反射電極4と同一材料の金属膜4MがバンクBKの頂面上にも成膜され、金属膜4MはバンクBKが透明誘電体材料であればミラー装置の鏡機能に貢献する。このように、実施例1の場合、前面から見て金属鏡面部MIR及び金属膜4Mの鏡面を有機EL素子OELと重なる程度まで近づけることができる。さらに、斯かる方法によれば、有機EL素子OELの反射電極4と、鏡兼用バスラインを同時に作成することができ、大きなメリットとなる。
次に、図5を用いて、上記ミラー装置の有機ELパネルの動作を説明する。透光性電極2と反射電極4とを介して有機層内の発光層3cに駆動電圧が印加される時、発光層3cにおいて生成された光は透光性電極2を通過して、さらに反射電極4で反射された後に透光性電極2を通過して、数十%程度が透光性基板1の前面から取り出される。すなわち、発光層3cから発光した光は、そのうちの各界面の臨界角未満の光L1が透光性電極2を通りガラス基板1へ進み、他の反射電極4へ向かう光L2はそこで反射され発光層3cと透光性電極2を通りガラス基板1へ進み、それらの光は基板1の前面空間へ放射される。残りの臨界角を超える光L3は全反射され、バンクBKへ向かう。なお、発光層3cの端面から発光した光や横方向へ向かう光もバンクBK内に入る。これらバンクBKに入った光は金属膜4Mなどにより反射され、バンクBKから、基板1を経て前面側空間へ放射される。一方、基板1の前面側空間から進入する外光L4,L5は有機EL素子OELの間にある金属鏡面部MIRやバンクBKの金属膜4Mなどにより反射され、さらに、反射電極4でも反射されて外部へ放射される。
以下、実施例1の変形例について図6及び図7により実施例1と異なる部分について主に説明する。実施例1と同一の参照符号で示す要素は同様であるのでそれらの説明を省略する。
図6は、金属鏡面部MIRと透光性電極2間に透明誘電体膜TRを配置した以外、図2に示す実施例と同一のミラー装置の変形例を示す。金属鏡面部MIRは、透明誘電体膜TRと隣のバンクBK間の隙間にて透光性電極2に電気的に接続され、バスラインとして機能する。透明誘電体膜TRを入れ、その膜厚を調節することによって、基板1の背面1bから反射電極4と金属鏡面部MIRまでの距離を同一とする鏡面が達成できる。
図7は、金属鏡面部MIRと基板1を接触させた以外、図2に示す実施例と同一のミラー装置の変形例を示す。この場合、図2に示す実施例では透光性電極2は基板1上においてxy方向に沿って拡張して成膜され、複数の有機EL素子OELの共通の例えば陽極として機能しているが、この変形例ではストリップ形状の透光性電極2Aは有機EL素子OELごとに基板1上バンクBK間においてy方向に平行に伸長して並置され金属鏡面部MIRに接続されている。
以上の構成のミラー装置によれば、手鏡やバニティミラーなど照明付鏡として利用でき、さらに、広告用ボードや、店舗内の空間を広く見せるために柱、天井などに取り付ける鏡兼照明として利用できる。
以下、実施例2について図8によって実施例1と異なる部分について主に説明する。実施例1と同一の参照符号で示す要素は同様であるのでそれらの説明を省略する。
図8に示すように、実施例2は、有機EL素子OELと金属鏡面部MIRの各々を、ストライプ形状でなく矩形形状として、市松模様状すなわちマトリクス状になるように配置した以外、実施例1と同様な構成を有する。すなわち、基板1の一方のx方向には、赤有機EL素子R、金属鏡面部MIR、青有機EL素子B、金属鏡面部MIR、緑有機EL素子G、金属鏡面部MIR、再び赤有機EL素子Rと順に並び、一方の方向に交差するバンク伸長方向(y方向)には全発光のとき列毎発光部が同じ発光色になるように配置される。これにおいても有機EL素子OELの発光部と金属鏡面部MIRが一定の間隔で交互に配置される。マトリクス状又はストライプ状に並置された有機EL素子OELと金属鏡面部MIRは、発光時に発光部が均一な分布で発光するように、配置されている。
図9に示すように、実施例2の場合では、逆テーパー構造のバンクではなく、バンク側面を透光性電極2側に広くした所謂、順テーパー構造を有するバンクBKAを採用して、反射電極材料の金属膜を金属鏡面部MIR及び反射電極4に分断していない。よって、金属鏡面部MIR及び反射電極4は同一金属であり、同電位の共通電極となる。さらに、ストリップ形状の透光性電極2Aは有機EL素子OELごとに基板1上バンクBK間においてy方向に平行に伸長して並置されている。バンクBKに埋設された透光性電極2Aの各々の端側上には、透光性電極2Aに電源電圧を供給する為に電気的に接続された金属のバスラインMBLがy方向に沿って伸長して形成されている。なお、図示していないが、有機EL素子OELのバスラインMBLは素子駆動部へ接続されている。また、金属鏡面部MIRの直下は、金属鏡面部MIRと有機層3の間に透明誘電体膜TRを配置し電気的に絶縁している故に有機EL素子とは成らずに非発光部となる。
また、図10に示すように、隣接するバンクBKの間で、y方向において有機EL素子OELの発光部分と金属鏡面部MIRが交互に配置されている。図9と同様に、金属鏡面部MIRの直下は、金属鏡面部MIRと有機層3の間に透明誘電体膜TRを配置し絶縁している故に有機EL素子ではない非発光部分となる。
さらに、実施例2の変形例について図11により実施例2と異なる部分について主に説明する。実施例2と同一の参照符号で示す要素は同様であるのでそれらの説明を省略する。
図11は、金属鏡面部MIRの直下に透明誘電体膜を設けず、金属鏡面部MIRを形成すべき部位の透光性電極2に貫通開口を設けた以外、図10に示す実施例と同一のミラー装置の変形例を示す。反射電極材料の金属鏡面部MIRは有機層3に接するが、透光性電極2が無い故に、金属鏡面部MIRの直下は非発光部となる。
図12は、有機EL素子OELの発光部と金属鏡面部MIRを一群ごとに配列した以外、図8に示す実施例と同一のミラー装置の変形例を示す。図8の実施例では有機EL素子OELと金属鏡面部MIRの各々が必ず交互に配置されたが、この変形例では図12のように、或る一行(x方向)ごとで、有機EL素子OELが3つ(R、G、B)並びそのあと金属鏡面部MIRが3つ並び、さらに、或る一列(y方向)ごとで有機EL素子OELと金属鏡面部MIRが交互に並ぶなど、複数の有機EL素子をそれより数の少ない複数の有機EL素子群に分けて、同様に、複数の金属鏡面部をそれより数の少ない複数の金属鏡面部群に分けて、金属鏡面部MIRの内の一群及び有機EL素子OELの内の一群が交互に配置された群構成で交互配置されている。従って、ミラー装置において、複数の金属鏡面部MIRの内の一群及び複数の有機EL素子OELの内の一群が、交互に配置されるように構成してもよい。
次に、図示しないが、上記の何れの形態のミラー装置において、基板1の背面1bに形成された複数の有機EL素子の発光部を覆い且つこれらを封止する封止部材が設けられている。封止部材には、ガラス製の皿状の透明封止キャップが用いられ得る。透明封止キャップは発光部を覆うようにその周囲に接着剤を介して固定され発光部を密閉保護する。透明封止キャップの内部は不活性気体又は不活性液体を充填することにより封止されてもよい。また、封止部材として、ポリパラキシリレンなどの透明樹脂や、シリコン酸化膜などの無機膜と有機膜の多層からなるガスバリア性封止膜が用いられ得る。このように、封止部材により有機EL素子の発光部は大気中の水分及び酸素と接しないように構成されていることが好ましい。
なお、上記した実施例においては、透光性基板1として、石英やガラスの板、金属板や金属箔、曲げられる樹脂基板、プラスチックフィルムやシートなどを用いることができる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの合成樹脂の透明板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機EL素子が劣化することがあるので好ましくない。よって、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などを設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
なお、出力光の取り出し効率を上げるために、基板1の前面1aに、発光部を覆うように、これを超える面積で光取り出し凹凸構造例えばウォーターブラスト法や微細なサンドブラスト法などで凹凸表面構造(図示せず)が作られていてもよく、更に、光取り出しフィルム(図示せず)を貼り付けてもよい。
さらに、上記実施例では、透光性電極2が透光性基板1の背面上に形成されて有機層3において生成される光を基板1の前面1aから取り出す所謂ボトムエミッション型の有機ELパネルを説明したが、更なる実施例においては、所謂トップエミッションタイプの有機ELパネルのミラー装置も構成できる。
以下、透光性電極と反射電極の成膜順序を入れ替えたトップエミッションタイプの実施例3について図13によって実施例1と異なる部分について主に説明する。実施例1と同一の参照符号で示す要素は同様であるのでそれらの説明を省略する。
図13に示すように、実施例3は、順テーパー構造のバンクBKAを用いるとともに、基板から近い順に反射電極4A、有機層3及び透光性電極2となるように配置し、さらに、例えば陰極のストリップ形状の反射電極4A及び金属鏡面部MIRがバンクBKA間ごとに基板1上y方向に平行に伸長して並置された以外、第1及び実施例2と同様な構成を有する。図13に示すように、トップエミッションタイプの有機ELパネルのミラー装置の有機EL素子の各々において、透光性電極2は有機層3上と金属鏡面部MIR上においてxy方向に沿って拡張して成膜されている。透光性電極2は複数の有機EL素子OELの共通の例えば陽極として機能する。金属鏡面部MIRは透光性電極2に電気的に接続されている。金属鏡面部MIRは図示しない電源に接続されており、金属鏡面部MIRは、接続された透光性電極2へ電源電圧を供給するバスラインとして機能する。この例では、透光性電極2と反射電極4Aの間に電圧を印加することにより、有機層3において生成される光がほとんど透光性電極2側から取り出される。
また、上記の実施例では有機層を発光積層体としているが、無機材料膜の積層によっても発光積層体を構成できる。
また、上記実施例では複数の有機EL素子R、G、Bを並置した例で示したが、これには限定されず、各々が複数の発光層からなるタンデム構造など発光層の積層構造や混合発光層を利用した複数の白色発光有機EL素子を並置した場合でも同様の効果が得られる。
1 基板
2 透光性電極
3 有機層
3a 正孔注入層
3b 正孔輸送層
3c 発光層
3d 電子輸送層
3e 電子注入層
4 反射電極
4M 金属膜
BK バンク
MBL バスライン
MIR 金属鏡面部
OEL 有機EL素子
2 透光性電極
3 有機層
3a 正孔注入層
3b 正孔輸送層
3c 発光層
3d 電子輸送層
3e 電子注入層
4 反射電極
4M 金属膜
BK バンク
MBL バスライン
MIR 金属鏡面部
OEL 有機EL素子
Claims (1)
- 基板と、
前記基板の1の面上に配置された複数の有機EL素子と、
前記1の面上に配置された複数の金属鏡面部と、
を備え、
前記複数の有機EL素子の各々は透光性電極と反射電極との間に形成された有機層を有し、
前記金属鏡面部は前記有機層と離間しており、
前記1の面に垂直な方向から見たとき、前記透光性電極の少なくとも一部は前記金属鏡面部と重なることを特徴とする発光装置。
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