JP5862402B2 - 光学素子および発光パネル - Google Patents
光学素子および発光パネル Download PDFInfo
- Publication number
- JP5862402B2 JP5862402B2 JP2012069619A JP2012069619A JP5862402B2 JP 5862402 B2 JP5862402 B2 JP 5862402B2 JP 2012069619 A JP2012069619 A JP 2012069619A JP 2012069619 A JP2012069619 A JP 2012069619A JP 5862402 B2 JP5862402 B2 JP 5862402B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- concave lens
- light emitting
- lens portion
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
同様に、特許文献7には、立体画像を表示する表示装置において、光の利用効率の向上を目的として、発光素子の観察側にプリズムやレンチキュラーレンズを設けることが提案されている。特許文献7においては、プリズムやレンチキュラーレンズによって発光素子からの光を屈折させることで、指向性を高め、光の利用効率を向上させている。
本発明の光学素子は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、複数の凹レンズ部を有する光学部材とを有する光学素子であって、上記凹レンズ部の側面が上記透明基板の表面に対して傾斜しており、上記凹レンズ部の側面と上記透明基板の表面とのなす傾斜角度が鋭角であることを特徴とするものである。
図1は本発明の光学素子の一例を示す概略断面図である。図1に例示する光学素子11においては、透明基板12上に複数の凹レンズ部13を有する光学部材14が形成されている。凹レンズ部13の側面Sは透明基板12表面に対して鋭角に傾斜した傾斜面になっており、すなわち凹レンズ部13の側面Sと透明基板12表面とのなす傾斜角度ωが鋭角になっている。
図2は本発明の光学素子を備える発光パネルの一例を示す概略断面図であり、図1に示す光学素子を用いた例である。図2に例示するように、発光パネル1は、発光素子基板10と光学素子11とを有している。発光素子基板10では、支持基板2上に、背面電極層3と発光層4と透明電極層5とが積層された発光素子9が形成されている。発光層4は、赤色発光層4R、緑色発光層4G、青色発光層4Bを有しており、絶縁層6で区画された複数の発光部Pを有している。また、光学素子11では、凹レンズ部13が発光部P毎に形成されている。これらの発光素子基板10および光学素子11は、発光素子基板10の発光素子9と光学素子11の光学部材14とが対向するように配置されている。この発光パネル1においては、光学素子11側から光Lが取り出される。
ここで、入射面が凹レンズ面の場合と平面の場合とを比較する。図3は入射面が平面の場合、図4(a)、(b)は入射面が凹レンズ面の場合である。なお、図4(b)は図4(a)の拡大図である。
tanθ1=X/Y (1)
sinθ1/sinθ2=n1/n0 (2)(スネルの式)
θ2>φ (3)
ただし、n1:光学部材の屈折率
n0:発光素子基板および光学素子の間に充填されている媒質の屈折率
φ:光学部材の側面の角度
θ1:空気中の光線の角度
θ2:光学部材中の光線の角度
X:水平方向における発光点から光線が光学部材に入射する点までの距離
Y:垂直方向における発光点から光線が光学部材に入射する点までの距離
である。なお、上記角度は基板の法線に対する角度である。
上記式(1)〜(3)を満たす例を表1に示す。
tanθ1=X/Y (4)
sin(θ1−α)/sin(θ2−α)=n1/n0 (5)
θ2>φ (6)
ただし、n1:光学部材の屈折率
n0:発光素子基板および光学素子の間に充填されている媒質の屈折率
φ:凹レンズ部の側面の角度
θ1:空気中の光線の角度
θ2:凹レンズ部中の光線の角度
α:発光点から光線が凹レンズ部に入射する点における凹レンズ面の法線と基板の法線とのなす角度
X:水平方向における発光点から光線が凹レンズ部に入射する点までの距離
Y:垂直方向における発光点から光線が凹レンズ部に入射する点までの距離
である。なお、上記角度は基板の法線に対する角度である。
上記式(4)〜(6)を満たす例を表2に示す。ここでは、表1と同じX、Y、nの条件で、αが10度の場合の例を示す。
図6は本発明の光学素子を備える発光パネルの他の例を示す概略断面図であり、図5に示す光学素子を用いた例である。なお、発光パネルの構成は、上記図2に例示する発光パネルと同様である。
図6に示す発光パネル1において、例えば、異屈折率反射層13bが多層膜ミラーやダイクロイックミラーである場合には、異屈折率反射層13bによって発光素子9からの光Lが反射され、透明基板12側から出射する。ダイクロイックミラーの場合は、特定の波長の光を全反射させることもできる。
また、異屈折率反射層13bがAl、Ag等の金属層である場合にも、異屈折率反射層13bによって発光素子9からの光Lが反射され、透明基板12側から出射する。
さらに、異屈折率反射層13bがSiN、SiON等の無機層である場合には、異屈折率反射層13bと基板間に充填されている空気や硬化性樹脂等の媒質との界面で発光素子9からの光Lが反射され、透明基板12側から出射する。異屈折率反射層13bの屈折率および基板間に充填されている媒質の屈折率に応じて、発光層4からの光Lを全反射させることもできる。
したがって、上記図2に示す発光パネルと同様に、正面輝度を高めることが可能になる。凹レンズ部が側面に異屈折率反射層を有する場合には、入射光の角度依存性を低減することができ、凹レンズ部の側面に比較的小さい入射角で入射した光も反射することが可能になる。また、異屈折率反射層が金属層である場合には、臨界角がなくなるので、正面方向の光の強度をさらに向上させることが可能である。
図8は本発明の光学素子を備える発光パネルの他の例を示す概略断面図であり、図7に示す光学素子を用いた例である。なお、発光パネルの構成は、上記図2に例示する発光パネルと同様である。
図8に示す発光パネル1においては、凹レンズ部13の側面Sに設けられた凹凸形状13dによって、発光素子9からの光Lが拡散反射され、透明基板12側から出射する。したがって、上記図2に示す発光パネルと同様に、正面輝度を高めることが可能になる。凹レンズ部が側面に凹凸形状を有する場合には、光の屈折を利用するものと比較して、散乱効果により透明基板側から出射される光の配光分布をなだらかにすることが可能になる。
「発光部」とは、上述のように発光領域を構成する最小単位をいう。例えば、本発明の光学素子を表示装置に用いる場合、発光部は画素である。
「画素」とは、画像を構成する最小単位である。例えば赤・緑・青の3個の副画素で1個の画素が構成されている場合、本発明においては1個の副画素を画素という。
具体的には、図2に示すように、発光素子9は赤色発光層4R、緑色発光層4G、青色発光層4Bで構成される発光層4を有しており、発光層4は絶縁層6で区画された複数の発光部Pを有している。図2において、発光パネル1が表示装置である場合は、この発光部Pが画素になる。
本発明における光学部材は、透明基板上に形成され、複数の凹レンズ部を有するものである。
光学部材は、複数の凹レンズ部を有していればよく、複数の凹レンズ部のみを有していてもよく、基底部と基底部上に形成された複数の凹レンズ部とを有していてもよい。
以下、光学部材における各構成について説明する。
本発明における光学部材は複数の凹レンズ部を有しており、凹レンズ部の側面は透明基板表面に対して傾斜し、凹レンズ部の側面と透明基板表面とのなす傾斜角度は鋭角である。
ここで、本発明の光学素子を発光パネルに用いた場合に正面輝度を高めるには、発光素子からの光の少なくとも一部が凹レンズ部の側面にあたる必要がある。この条件は上記式(4)〜(6)で示される。したがって、凹レンズ部は、上記式(4)〜(6)を満たすことが好ましい。
上記式(6)は、発光素子からの光が凹レンズ部に入射する入射面の端部において、凹レンズ部中の光線の角度θ2が凹レンズ部の側面の角度φよりも大きいことを示している。上述の説明においては、入射面の端部における光線を考えたが、実際には、入射面の所定の領域を通過する光線が凹レンズ部の側面にあたる。この入射面の所定の領域は、凹レンズ部中の光線の角度θ2と凹レンズ部の側面の角度φとの差が大きいほど、大きくなる。したがって、凹レンズ部中の光線の角度θ2と凹レンズ部の側面の角度φとの差は大きいほうが好ましい。
なお、凹レンズ部の側面の傾斜角度とは、図1に例示するような透明基板12表面と凹レンズ部13の側面Sとのなす角度ωをいう。
なお、凹レンズ部の凹レンズ面の曲率半径とは、図10に例示するような凹レンズ部13の曲率半径rをいう。
なお、発光素子の発光点から凹レンズ面の最深部までの距離とは、図11に例示するように、発光素子9の発光層4の1/2厚みの位置から、凹レンズ部13の凹レンズ面の最深部、すなわち凹レンズ面の頂点までの距離r0をいう。
なお、凹レンズ部の高さとは、図10に例示するような透明基板12表面から凹レンズ部13の最も高い部分までの距離hをいう。通常は凹レンズ面の端部が凹レンズ部の最も高い部分になる。
なお、凹レンズ部の凹レンズ面の幅とは、図10に例示するような曲面で構成される面の幅w1をいう。例えば、図9(a)に示すように凹レンズ面の平面視形状が四角形である場合には凹レンズ面の幅は四角形の幅を指し、図9(b)に示すように凹レンズ面の平面視形状が円形である場合には凹レンズ面の幅は円形の直径を指す。また、図9(c)に例示するように凹レンズ部13の形状が平凹シリンドリカルレンズ状である場合には、凹レンズ面の幅は凹レンズ部13の幅方向における凹レンズ面の長さを指す。
なお、発光部の幅とは、図11に例示するような発光部Pの幅w3をいう。例えば、発光部の平面視形状が四角形である場合には発光部の幅は四角形の幅を指し、発光部の平面視形状が円形である場合には発光部の幅は円形の直径を指す。
なお、凹レンズ部の下底面の幅とは、図10に例示するような凹レンズ部13の透明基板12側の面の幅w2をいう。例えば、図9(a)に示すように凹レンズ部13の下底面の平面視形状が四角形である場合には下底面の幅は四角形の幅を指し、図9(b)に示すように凹レンズ部13の下底面の平面視形状が円形である場合には下底面の幅は円形の直径を指す。
中でも、上記の凹レンズ部の側面の傾斜角度、凹レンズ面の曲率半径、高さ、凹レンズ面の幅、下底面の幅等の寸法が異なる複数の凹レンズ部が形成されていることが好ましい。例えば、本発明の光学素子を発光パネルに用いた場合、図12に例示するように、発光素子9が赤色発光層4R、緑色発光層4G、青色発光層4Bで構成される発光層4を有し、発光層4が絶縁層6で区画された発光色の異なる複数の発光部Pを有しており、凹レンズ部13が発光部P毎に形成されている場合には、凹レンズ部13の寸法を発光部Pの発光色に応じて異ならせることができる。
特に、本発明の光学素子を、発光色の異なる複数の発光部を有する発光素子を備える発光パネルに用いる場合には、上記凹レンズ部の寸法は、発光部の発光色に応じて異なることが好ましい。
ここで、発光パネルにおいては、正面方向からの光の位相差と斜め方向からの光の位相差とは異なるため、斜め方向から見ると色味が変化してしまう場合がある。
したがって、凹レンズ部の寸法が異なる複数の凹レンズ部が形成されていることで、凹レンズ部の寸法を発光部の発光色に応じて適宜調整することができ、これにより、例えば赤色発光層および緑色発光層からの光と比較して、青色発光層からの光を斜め方向に抜けにくくすることができる。よって、斜め方向から見たときの色味を調整し、良好な表示が可能になる。
例えば図12においては、青色用凹レンズ部13Bの側面の傾斜角度ωBが、赤色用凹レンズ部13Rの側面の傾斜角度ωRおよび緑色用凹レンズ部13Gの側面の傾斜角度ωGよりも大きくなっている。
例えば、本発明の光学素子を、複数の発光部を有する発光素子を備える発光パネルに用いる場合には、図11に例示するように凹レンズ部13が発光部P毎に形成されていることが好ましい。正面輝度をより高めることができるからである。
なお、「凹レンズ部が発光部毎に形成されている」とは、図13(a)に例示するように1つの発光部Pに対して1つの凹レンズ部13が形成されている場合だけでなく、図14に例示するように同色の発光層、例えば赤色発光層4R、緑色発光層4G、青色発光層4Bがストライプ状に形成されている場合には図13(b)に例示するように1列の発光部Pに対して1つの凹レンズ部13が形成されている場合も含むものである。
ここで、図13(a)、(b)は本発明の光学素子の一例を示す概略斜視図である。また、図14は発光素子基板10における発光層4および発光部Pの配置を示す概略平面図である。
中でも、凹レンズ部が発光部毎に形成されている場合には、1つの発光部に対して1つの凹レンズ部が形成されていることが好ましい。凹レンズ部によって発光部からの光を全反射もしくは反射させることにより正面輝度を効果的に高めることができるからである。
以下、凹レンズ部が単一層である第1実施態様と、凹レンズ部が側面に反射構造を有す第2実施態様とに分けて説明する。
本実施態様においては、図1に例示するように凹レンズ部13は単一層である。
光散乱性微粒子の平均粒径は、0.1μm〜5.0μm程度である。
光散乱性微粒子の形状は、散乱効果を上げるため、球状であることが好ましい。
本実施態様における凹レンズ部は、側面に反射構造を有するものである。
反射構造は、発光素子からの光を反射可能なものであればよく、凹レンズ部が側面に反射構造を有する態様としては、例えば、凹レンズ部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する第1態様と凹レンズ部が側面に凹凸形状を有する第2態様とが挙げられる。
以下、各態様に分けて説明する。
本態様における凹レンズ部は、台座部と、台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有するものである。この異屈折率反射層は、発光素子からの光を反射するものである。例えば図5において、凹レンズ部13は台座部13aと台座部13aの側面に形成された異屈折率反射層13bとを有している。
台座部の形成材料としては、上記第1実施態様の凹レンズ部と同様の材料を用いることができる。
散乱剤としては、上記第1実施態様の凹レンズ部に用いられる散乱剤と同様である。
異屈折率反射層としては、発光素子からの光を反射可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、多層膜ミラー、ダイクロイックミラー、金属層、無機層等を挙げることができる。
金属層の反射率としては、具体的には、50%以上であることが好ましく、より好ましくは75%以上、さらに好ましくは90%以上である。金属層の反射率の上限値としては特に限定されるものではなく、通常100%である。なお、反射率は、顕微分光装置OSP−SP2000(OLYMPUS社製)を用いて校正用アルミ基板を100%とした際の反射スペクトルとして測定することができる。
金属層に用いられる材料としては、上記反射率を満たすものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、銀、スズ、クロム、ニッケル、チタン等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機層の屈折率としては、台座部の屈折率よりも大きく、また本発明の光学素子を発光パネルに用いた場合において発光素子基板および光学素子の間に充填される媒質の屈折率よりも大きいことが好ましい。無機層と発光素子基板および光学素子の間に充填されている媒質との界面で、発光素子からの光を全反射させることができるからである。
なお、発光素子基板および光学素子の間に充填される媒質の屈折率/無機層の屈折率の比については、上記第1実施態様における発光素子基板および光学素子の間に充填される媒質の屈折率/凹レンズ部の屈折率の比と同様である。また、無機層の屈折率としては、上記第1実施態様の凹レンズ部の屈折率と同様である。
無機層に用いられる材料としては、上記屈折率を満たすことが好ましく、例えば、SiN、SiON等が挙げられる。
有機材料としては、上記屈折率を満たすものであることが好ましく、例えば、チオウレタン樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリレート樹脂、メタクリレート樹脂等が挙げられる。また、有機−無機ハイブリッド材料としては、上記屈折率を満たすものであることが好ましく、例えば、ジルコニウムおよびハフニウムを含む有機金属モノマー、ZrO2およびTiOを分散させた有機−無機コンポジット材料等が挙げられる。
例えば、多層膜ミラーやダイクロイックミラーの厚みは、100nm〜2000nmの範囲内であることが好ましい。また、金属層の厚みは、10nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲に満たないと十分な反射率が得られない場合があり、厚みが上記範囲を超えると形成が困難になったり発光パネルの視認性が損なわれたりするおそれがあるからである。
また、無機層の厚みは、100nm〜2000nmの範囲内であることが好ましい。厚みが上記範囲に満たないと十分に全反射が起こらない場合があり、厚みが上記範囲を超えると形成が困難になる場合があるからである。
本態様における凹レンズ部は、側面に凹凸形状を有するものである。例えば図7において、凹レンズ部13は側面に凹凸形状13dを有している。この凹凸形状は光を散乱させるものである。
なお、表面粗さRmaxは最大高さであり、測定用基材の表面に凹レンズ部と同様の材料からなる上記凹凸形状を形成したときの表面粗さRmaxを測定することにより求めることができる。表面粗さRmaxは、ULVAC社製の触針式表面形状測定器Dektakにより測定することができる。
本発明における光学部材は、基底部と、基底部上に形成された複数の凹レンズ部とを有していてもよい。例えば図16において、光学部材14は基底部15と基底部15上に形成された複数の凹レンズ部13とを有している。
なお、「凹レンズ部および基底部が一体に形成されている」とは、凹レンズ部および基底部が単一の部材として形成されていることをいい、凹レンズ部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には台座部および基底部が単一の部材として形成されていることをいう。
なお、「光学部材および透明基板が一体に形成されている」とは、光学部材および透明基板が単一の部材として形成されていることをいい、凹レンズ部が台座部と台座部の側面に形成された異屈折率反射層とを有する場合には台座部および透明基板が単一の部材として形成されていることをいう。
本発明に用いられる透明基板は、上記光学部材を支持するものである。
本発明おいては、上述のように、透明基板は上記光学部材と一体に形成されたものであってもよい。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計UV−3600により測定することができる。
本発明の光学素子は、拡散光を放射する発光素子を有する発光パネルに用いられるものであって、光学部材側に発光素子が配置されて用いられるものである。
なお、発光パネルについては、後述するのでここでの説明は省略する。
本発明の発光パネルは、支持基板、および上記支持基板上に形成され、拡散光を放射する発光素子を有する発光素子基板と、透明基板、および上記透明基板上に形成され、複数の凹レンズ部を有する光学部材を有し、上記光学部材が上記発光素子基板と対向するように配置された光学素子とを有する発光パネルであって、上記凹レンズ部の側面が上記透明基板の表面に対して傾斜しており、上記凹レンズ部の側面と上記透明基板の表面とのなす傾斜角度が鋭角であることを特徴とするものである。
本発明における光学素子は、透明基板と、透明基板上に形成され、複数の凹レンズ部を有する光学部材とを有するものであり、光学部材が発光素子基板と対向するように配置されるものである。
なお、光学素子および発光素子基板間の距離とは、図11に例示するような光学素子11の凹レンズ部13の最も高い部分から発光素子基板10の最表面までの距離dをいう。
本発明における発光素子基板は、支持基板と、支持基板上に形成され、拡散光を放射する発光素子とを有するものである。
以下、発光素子基板における各構成について説明する。
本発明に用いられる発光素子は、支持基板上に形成されるものであり、拡散光を放射するものである。
本発明に用いられる有機EL素子は、支持基板上に形成された背面電極層と、背面電極層上に形成され、複数の発光部を有する発光層を含む有機EL層と、有機EL層上に形成された透明電極層とを有するものである。
以下、有機EL素子における各構成について説明する。
本発明における有機EL層は、背面電極層上に形成され、少なくとも発光層を含むものである。
有機EL層を構成する層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等が挙げられる。
以下、有機EL層における各構成について説明する。
本発明に用いられる発光層は、単色の発光層であってもよく、複数色の発光層であってもよく、本発明の発光パネルの用途に応じて適宜選択される。本発明の発光パネルが表示装置である場合には、通常、複数色の発光層が形成される。
本発明においては、発光層と陽極との間に正孔注入輸送層が形成されていてもよい。
正孔注入輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
本発明においては、発光層と陰極との間に電子注入輸送層が形成されていてもよい。
電子注入輸送層は、電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
本発明における透明電極層は、有機EL層上に形成されるものである。
陽極には、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Au、Ta、W、Pt、Ni、Pd、Cr、Cu、Mo、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の金属;これらの金属の酸化物;AlLi、AlCa、AlMg等のAl合金、MgAg等のMg合金、Ni合金、Cr合金、アルカリ金属の合金、アルカリ土類金属の合金等の合金;酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物;金属ドープされたポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリシラン誘導体等の導電性高分子;α−Si、α−SiC;等が挙げられる。これらの導電性材料は、単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。2種類以上を用いる場合には、各材料からなる層を積層してもよい。
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、MgAg等のマグネシウム合金、AlLi、AlCa、AlMg等のアルミニウム合金、Li、Cs、Ba、Sr、Ca等のアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金等が挙げられる。
本発明における背面電極層は、支持基板上に形成されるものである。
なお、陽極および陰極の材料については上記透明電極層の項に記載し、背面電極層の形成方法については上記透明電極層の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
本発明に用いられる有機EL素子においては、図2に例示するように、背面電極層3上に絶縁層6がパターン状に形成されていてもよい。絶縁層は、発光部を画定するように形成されるものである。
絶縁層のパターンとしては、発光部の配列に応じて適宜選択されるものであり、例えば格子状にすることができる。
絶縁層の材料としては、有機EL素子における一般的な絶縁層の材料を用いることができ、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、無機材料等を挙げることができる。
絶縁層の厚みとしては、発光部を画定し、透明電極層および背面電極層を絶縁することができれば特に限定されるものではない。
絶縁層の形成方法としては、有機EL素子における一般的な絶縁層の形成方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
本発明に用いられる有機EL素子においては、絶縁層上に隔壁がパターン状に形成されていてもよい。隔壁は、透明電極層のパターンを画定するように形成されるものである。隔壁が形成されている場合には、メタルマスク等を用いなくとも透明電極層をパターン状に形成することが可能になる。
隔壁のパターンとしては、透明電極層のパターンに応じて適宜選択される。
隔壁の材料としては、有機EL素子における一般的な隔壁の材料を用いることができ、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を挙げることができる。
また、発光層をパターン状に形成するに際して、隔壁には表面エネルギーを変化させる表面処理を予め行ってもよい。
隔壁の高さとしては、透明電極層のパターンを画定し、隣接する透明電極層同士を絶縁することができれば特に限定されるものではない。
隔壁の形成方法としては、有機EL素子における一般的な隔壁の形成方法を適用することができ、例えば、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。
本発明に用いられる支持基板は、上記発光素子を支持するものである。
支持基板の形成材料としては、例えば、ガラスや樹脂が挙げられる。
支持基板の厚みとしては、支持基板の材料および発光パネルの用途により適宜選択され、具体的には0.005mm〜5mm程度である。
本発明において、発光素子基板および光学素子の間に充填される媒質としては、発光パネルに一般的に使用されるものを適用することができ、例えば、空気、不活性ガス、硬化性樹脂等が挙げられる。
硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂および光硬化性樹脂のいずれも用いることができ、具体的には、アクリレート系オリゴマー、メタクリレート系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化および熱硬化型接着剤、エポキシ系等の熱および化学硬化型(二液混合)接着剤を挙げることができる。
上記凹レンズ部が単一層である場合には、媒質の屈折率は、凹レンズ部の屈折率よりも小さく、凹レンズ部および媒質の界面で発光素子からの光を全反射することが可能であれば特に限定されるものではない。なお、媒質の屈折率/凹レンズ部の屈折率の比については、上述したのでここでの説明は省略する。
上記凹レンズ部が台座部と異屈折率反射層とを有する場合であって、異屈折率反射層が無機層である場合には、媒質の屈折率は、異屈折率反射層の屈折率よりも小さく、異屈折率反射層および媒質の界面で発光素子からの光を全反射することが可能であれば特に限定されるものではない。なお、媒質の屈折率/異屈折率反射層の屈折率の比については、上述したのでここでの説明は省略する。
なお、光透過率は、例えば島津製作所製紫外可視光分光光度計UV−3600により測定することができる。
本発明の発光パネルは、表示装置、照明装置、光源等として用いることができる。中でも、表示装置が好適である。
(光学素子の作製)
厚み0.7μm、屈折率1.51のガラス基板上に、屈折率1.49のUV硬化型アクリルポリマーを100μmの厚みになるよう塗布した。次いで、塗布面に、図19に例示するように凹レンズ部13の断面形状を台形形状Tに近似した場合に、その台形形状Tが上底幅x1:30μm、下底幅x2:50μm、高さy:50μmであり、表面に曲率半径20μmの凹レンズ面を有する凹レンズ部を形成するための金型を貼り合せ、UVを照射した。その後、金型を剥離し、ガラス基板上に、図19に例示するように凹レンズ部13の断面形状を台形形状Tに近似した場合に、その台形形状Tが上底幅x1:30μm、下底幅x2:50μm、高さy:50μmであり、表面に曲率半径20μmの凹レンズ面を有する凹レンズ部を形成した。この凹レンズ部の側面の傾斜角度は78.7度であった。
次に、RGB各々の発光層を有し、幅20μmの画素を有する有機EL素子が形成された有機EL素子基板を準備した。有機EL素子基板を光学素子に対して貼り合せ方向にRGB各々の発光層が並ぶように配置し、かつ、有機EL素子基板における画素と光学素子における凹レンズ部の凹レンズ面とが向かい合うように配置した。次いで、有機EL素子基板の最表面と、光学素子における凹レンズ部の最も高い部分、すなわち凹レンズ面の端部との距離が5μmになるように、有機EL素子基板および光学素子の貼り合せを行った。このようにして、トップエミッション型の有機ELパネルを作製した。
(光学素子の作製)
厚み0.7μm、屈折率1.51のガラス基板上に、屈折率1.49のUV硬化型アクリルポリマーを100μmの厚みになるよう塗布した。次いで、塗布面に、図19に例示するように凹レンズ部13の断面形状を台形形状Tに近似した場合に、その台形形状Tが上底幅x1:30μm、下底幅x2:50μm、高さy:50μmであり、表面に曲率半径10μmの凹レンズ面を有する凹レンズ部を形成するための金型を貼り合せ、UVを照射した。その後、金型を剥離し、ガラス基板上に、図19に例示するように凹レンズ部13の断面形状を台形形状Tに近似した場合に、その台形形状Tが上底幅x1:30μm、下底幅x2:50μm、高さy:50μmであり、表面に曲率半径10μmの凹レンズ面を有する凹レンズ部を形成した。この凹レンズ部の側面の傾斜角度は78.7度であった。
次に、RGB各々の発光層を有し、幅20μmの画素を有する有機EL素子が形成された有機EL素子基板を準備した。有機EL素子基板を光学素子に対して貼り合せ方向にRGB各々の発光層が並ぶように配置し、かつ、有機EL素子基板における画素と光学素子における凹レンズ部の凹レンズ面とが向かい合うように配置した。次いで、有機EL素子基板の最表面と、光学素子における凹レンズ部の最も高い部分、すなわち凹レンズ面の端部との距離が0μmになるように、有機EL素子基板および光学素子の貼り合せを行った。このようにして、トップエミッション型の有機ELパネルを作製した。
光学素子の替わりに、凹レンズ部を形成していないガラス基板を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてトップエミッション型の有機ELパネルを作製した。
実施例1〜2の有機ELパネルの放射光強度、および、比較例1の有機ELパネルの放射光強度を図20に示す。実施例1〜2の有機ELパネルにおいては、正面方向と正面方向からの視野角±45度において放射光強度が向上していることが確認された。比較例1の有機ELパネルでは、凹レンズ部が形成されていないため、集光効果がないことが確認された。
(光学素子の作製)
厚み0.7μm、屈折率1.51のガラス基板上に、厚み1000μm、屈折率1.52の熱可塑性樹脂エチレンビニルアセテートフィルムを貼り合わせた。次いで、図19に例示するように凹レンズ部13の断面形状を台形形状Tに近似した場合に、その台形形状Tが上底幅x1:500μm、下底幅x2:833μm、高さy:833μmであり、表面に曲率半径100μmの凹レンズ面を有する凹レンズ部を形成するための金型を用い、熱プレス法により凹レンズ部を形成した。凹レンズ部は、図19に例示するように凹レンズ部13の断面形状を台形形状Tに近似した場合に、その台形形状Tが上底幅x1:500μm、下底幅x2:833μm、高さy:833μmであり、表面に曲率半径100μmの凹レンズ面を有し、側面の傾斜角度は78.7度であった。
光学素子の替わりに、凹レンズ部を形成していないガラス基板を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてLEDパネルを作製した。
実施例3のLEDパネルの放射光強度、および、比較例2のLEDパネルの放射光強度を図21に示す。実施例3のLEDパネルにおいては、正面方向と正面方向からの視野角±45度において放射光強度が向上していることが確認された。比較例2のLEDパネルでは、凹レンズ部が形成されていないため、集光効果がないことが確認された。
2 … 支持基板
3 … 背面電極層
4 … 発光層
4R … 赤色発光層
4G … 緑色発光層
4B … 青色発光層
5 … 透明電極層
10 … 発光素子基板
11 … 光学素子
12 … 透明基板
13 … 凹レンズ部
14 … 光学部材
15 … 基底部
L … 光
P … 発光部
S … 凹レンズ部の側面
ω … 凹レンズ部の側面の傾斜角度
Claims (2)
- 支持基板、および前記支持基板上に形成され、拡散光を放射する発光素子を有する発光素子基板と、
透明基板、および前記透明基板上に形成され、複数の凹レンズ部を有する光学部材を有し、前記光学部材が前記発光素子基板と対向するように配置された光学素子と
を有する発光パネルであって、
前記凹レンズ部の側面が前記透明基板の表面に対して傾斜しており、前記凹レンズ部の側面と前記透明基板の表面とのなす傾斜角度が鋭角であり、
前記発光素子が複数の発光部を有し、前記凹レンズ部が前記発光部毎に形成され、
前記発光素子が発光色の異なる複数の前記発光部を有し、前記凹レンズ部の側面の傾斜角度が前記発光部の発光色に応じて異なることを特徴とする発光パネル。 - 前記光学部材は、基底部と、前記基底部上に形成された前記複数の凹レンズ部とを有することを特徴とする請求項1に記載の発光パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012069619A JP5862402B2 (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 光学素子および発光パネル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012069619A JP5862402B2 (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 光学素子および発光パネル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013200486A JP2013200486A (ja) | 2013-10-03 |
JP5862402B2 true JP5862402B2 (ja) | 2016-02-16 |
Family
ID=49520762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012069619A Expired - Fee Related JP5862402B2 (ja) | 2012-03-26 | 2012-03-26 | 光学素子および発光パネル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5862402B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6259627B2 (ja) * | 2013-10-07 | 2018-01-10 | コイト電工株式会社 | 光ビーコン |
KR102601799B1 (ko) * | 2018-10-15 | 2023-11-14 | 현대모비스 주식회사 | 차량용 램프 |
TW202211724A (zh) * | 2020-09-10 | 2022-03-16 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 顯示裝置及電子機器 |
CN113471385B (zh) * | 2021-06-30 | 2022-05-17 | 武汉天马微电子有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NZ505873A (en) * | 1998-02-05 | 2003-10-31 | Zumtobel Staff Gmbh | Lighting fixture where the illumination source is applied to the upper boundary surfaces of the profiled bodies |
DE19923226A1 (de) * | 1999-05-20 | 2000-11-23 | Zumtobel Staff Gmbh | Optisches Element mit Mikroprismenstruktur zur Umlenkung von Lichtstrahlen |
JP2006210119A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Toyota Industries Corp | 発光装置 |
CN101166932B (zh) * | 2005-04-26 | 2010-09-15 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 发光设备和用于发光设备的照明板 |
JP2006337526A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Sony Corp | 光学フィルム、バックライト装置および液晶表示装置 |
JP2008003234A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | 光学シート及びその製造方法 |
JP4893638B2 (ja) * | 2007-01-25 | 2012-03-07 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 面発光体、それを用いた表示装置及び照明装置 |
JP5145957B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2013-02-20 | 凸版印刷株式会社 | 導光連結体、バックライトユニット、及び表示装置 |
JP2009210771A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Kuraray Co Ltd | 輝度向上シート |
-
2012
- 2012-03-26 JP JP2012069619A patent/JP5862402B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013200486A (ja) | 2013-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5957962B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンスパネル | |
JP5830194B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた照明装置 | |
US10090489B2 (en) | Organic electroluminescence apparatus, manufacturing method for same, illumination apparatus, and display apparatus | |
WO2014141611A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた照明装置 | |
US10164202B2 (en) | Organic electroluminescence device including an organic electroluminescence element above a contact hole | |
JP5698848B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
US10157967B2 (en) | Organic electroluminescence device, illumination device, and display device | |
US10431634B2 (en) | Organic electroluminescence device with recesses filled with a phosphor filling layer in the base material | |
JP2003036969A (ja) | 発光素子、及びそれを用いた表示装置と照明装置 | |
US11963390B2 (en) | Light-emitting device and display apparatus including the same | |
WO2016043113A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス装置および有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法 | |
KR20160070142A (ko) | 유기 전계 발광 소자, 조명 장치 및 표시 장치 | |
US10219349B2 (en) | Organic electroluminescence device including a micro-cavity light extraction structure | |
JP5862402B2 (ja) | 光学素子および発光パネル | |
US10224512B2 (en) | Organic electroluminescent device and method for producing organic electroluminescent device | |
CN113346030A (zh) | 发光器件和包括该发光器件的显示装置 | |
JP2011076799A (ja) | 有機電界発光表示装置 | |
US10143062B2 (en) | Organic electroluminescence device, illumination device, and display device | |
JP2012178279A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
KR20150049263A (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
JP2013140722A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
JP6286850B2 (ja) | トップエミッション型有機el表示装置用カラーフィルタ基板およびトップエミッション型有機el表示装置 | |
JP2010146893A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、及びその製造方法 | |
JP2018190666A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置 | |
JP2014191980A (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150915 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151102 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151214 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5862402 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |