JP6003892B2 - 面状発光体 - Google Patents
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図1には、第1実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す面状発光体1-1は、有機電界発光素子ELを用いて構成された複数の発光パネル1を面状に配列し(タイリング)して接合したものであって、図面においては2枚の発光パネル1を接合した部分の断面を示している。
透明基板3は、有機電界発光素子ELを支持する支持基板であって、有機電界発光素子ELで生じた発光光hを取り出す側に配置され、可視光に対する光透過性が高い材料を用いて構成されている。このような透明基板3としては、ガラス基板、石英基板、透明樹脂フィルムが例示される。特に、面状発光体1-1をフレキシブルに屈曲する構成とする場合であれば、透明基板3として屈曲性を有する可撓性基板が用いられる。このような材料基板としては、例えば樹脂フィルムや、板厚0.01mm以上0.50mm以下のガラス基板が好ましく用いられる。また、ガラス基板を用いる場合の更に好ましい板厚は0.01mm以上0.20mm以下である。
図2には、実施形態の面状発光体に用いられる有機電界発光素子ELの概略断面構成図を示す。また図3には、図2の有機電界発光素子ELを用いた1枚の発光パネル1の概略断面構成図を示す。これらの図に示す有機電界発光素子ELは、有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence:以下ELと記す)を利用したいわゆる有機EL素子であって、陽極11と陰極12との間に有機発光機能層13を挟持している。有機発光機能層13は、少なくとも発光層13cを備えた有機材料層であって、陽極11側から注入された正孔と、陰極12から注入された電子とが、発光層13cにおいて再結合することにより発光光hを生じる。発光層13cにおいて生じた発光光hは、陽極11または陰極12から外部に取り出される。
陽極11は、有機発光機能層13に正孔を供給する電極膜であり、正孔注入性を有する程度に仕事関数が大きい(例えば4eV以上)導電性材料を用いて構成される。このような導電性材料は、金属、合金、有機または無機の導電性化合物、およびこれらの混合物が用いられる。具体的には、金(Au)等の金属、ヨウ化銅(CuI)、酸化インジウムスズ(SnO2−In2O3:Indium Tin Oxide:ITO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)等の導電性光透過性材料が挙げられる。また、酸化インジウム亜鉛(In2O3−ZnO:例えばIDIXO出光興産社登録商標)等の非晶質の導電性光透過性材料であっても良い。
陰極12は、有機発光機能層13に電子を供給する電極膜であり、電子注入性を有する程度に仕事関数が小さい(例えば4eV以下)導電性材料を用いて構成される。このような導電性材料は、金属、合金、有機または無機の導電性化合物、およびこれらの混合物が用いられる。具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
発光層13cは、陽極11側から供給された正孔と、陰極12側から供給された電子とが再結合して発光光を発生する層である。このような発光層13cは、単層構造であっても良いし積層構造であっても良く、さらに中間層を介した積層構造であっても良い。ここで言う積層構造とは、同一或いは異なる発光色の発光層ユニットを複数有する、所謂タンデム構造を含む。さらに発光層13cは、ホスト材料および発光性のゲスト材料(発光ドーパント化合物ともいう)を含有し、ゲスト材料において発光させることが発光効率を高める点から好ましい。
陽極11−陰極12間において、発光層13cを挟持する位置にして配置される正孔輸送層13bおよび電子輸送層13dは、発光層13cとの組み合わせを考慮して従来公知の材料を用いることができる。
また、陽極11と正孔輸送層13bとの間に設けられる正孔注入層13a、および陰極12と電子輸送層13dとの間に設けられる電子注入層13eは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために設けられる。これらの正孔注入層13aおよび電子注入層13eは、例えば「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されているものが好適に用いられる。
またこの他にも、適宜の層間に、中間層、正孔阻止層、さらには電子阻止層などを配置しても良く、既存の材料を適宜に選択して用いることができる。
ここでは有機電界発光素子ELの作製方法の一例として、透明基板3側から順に、陽極11/有機発光機能層13/陰極12がこの順に積層された有機電界発光素子ELの作製方法を説明する。
封止材5は、有機電界発光素子ELを覆うものであって、板状(フィルム状)の封止部材であっても良く、封止膜であっても良い。このような封止材5は、有機電界発光素子ELにおける陽極11および陰極12の端子部分を露出させる状態で、少なくとも有機発光機能層13を覆う状態で設けられている。また特に、面状発光体1-1をフレキシブルに屈曲する構成とする場合であれば、封止材5としては屈曲性を有する可撓性封止材が好ましく用いられる。
図1に示した接着剤7は、本第1実施形態に特有の性質を有するものである。この接着剤7は、平面状に配置された複数の発光パネル1において、透明基板3間を接着するものであって、少なくとも透明基板3間に充填される状態で設けられており、封止材5間にまで充填されていても良い。
光取り出し部材9は、入射した光を透過させて放出する機能を有するシート状、フィルム状、板状、または膜状の光学部材(以下、代表してシートと記す)である。このような光取り出し部材9は、複数の発光パネル1間に跨って接着剤7を覆う状態で、透明基板3における発光光hの取り出し面側に配置されている。以下、光取り出し部材9の配置状態と構成の詳細を説明する。
尚、ここでの図示は省略したが、透明基板3との間に有機電界発光素子ELおよび封止材5を挟んで保護膜もしくは保護板を設けても良い。この保護膜もしくは保護板は、有機電界発光素子ELを機械的に保護するためのものであって、発光パネル1および面状発光体1-1の機械的強度の向上を図るためのものである。特に、封止材5が封止膜で構成されている場合には、有機電界発光素子ELに対する機械的な保護が十分ではない。このため、このような保護膜もしくは保護板を設けることが好ましい。
また接合された複数の発光パネル1は、接合状態を保って別の大型支持基板上に搭載されていても良い。
先ず図3を参照し、透明基板3上に先に述べた手順で有機電界発光素子ELを形成する。その後、有機電界発光素子ELにおける陽極11および陰極12の端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機発光機能層13を覆う封止材5を設ける。これにより、発光パネル1を得る。
以上説明した面状発光体1-1は、透明基板3と同程度の屈折率を有する接着剤7によって、複数の透明基板3が接合した構成であって、接着剤7で接合された複数の透明基板3は、光学的に1枚の透明基板と同等になる。このため、各発光パネル1の有機電界発光素子ELで発生した発光光hのうち、透明基板3の光取り出し面3aから放出されずに透明基板3の界面で反射した発光光hは、1つの透明基板3内での内部反射の繰り返しによって接着剤7を介して隣接する透明基板3側にも伝搬される。透明基板内を伝搬する光の減衰は、界面での反射回数が少ないほど小さいので、最適な基板厚さで調整できる。
図4には、第2実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す第2実施形態の面状発光体1-2が、図1を用いて説明した第1実施形態の面状発光体と異なるところは、透明基板3と光取り出し部材9との間に、透明基板部材21を設けたところにあり、他の構成は同様であることとする。このため、第1実施形態と同様の構成要素についての重複する説明は省略する。
透明基板部材21は、透明基板3の板厚を部分的に厚膜化するために設けられたものであって、透明基板3の光取り出し面3a側に、透明基板3と光取り出し部材9とで挟持された状態で配置される。つまり、透明基板部材21は、接着剤7上を含む非発光領域Bにおいて、発光領域Aに対して平面的に積層されることなく配置され、非発光領域Bの50%以上を覆う状態で配置されていることが好ましく、非発光領域Bの100%を覆って配置されても良い。
先ず図3を参照し、透明基板3上に有機電界発光素子ELを形成する。その後、有機電界発光素子ELにおける陽極11および陰極12の端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機発光機能層13を覆う封止材5を設ける。これにより、発光パネル1を得る。
以上説明した面状発光体1-2は、第1実施形態の面状発光体の効果に加えて、さらに透明基板部材21を設けたことによる効果を得ることができる。すなわち、非発光領域Bの光取り出し面3a側に透明基板部材21を設けたことにより、非発光領域Bの透明基板3が厚膜化された状態となっている。これにより、非発光領域Bにおいては、透明基板3の界面においての発光光hの反射回数が減るため、透明基板3内での内部反射の繰り返しによる発光光hの失活を抑制することができる。この結果、第1実施形態と比較して、非発光領域Bからの発光光hの取り出し量をさらに増加させることが可能になる。
図5には、第3実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す第3実施形態の面状発光体1-3が、図1を用いて説明した第1実施形態の面状発光体と異なるところは、光取り出し部材9との間に透明基板3を挟持する状態で、光反射部材23を設けたところにあり、他の構成は同様であることとする。このため、第1実施形態と同様の構成要素についての重複する説明は省略する。
光反射部材23は、入射した光を反射する機能を有するシート状、フィルム状、板状、または膜状の光学部材であって、光取り出し部材9との間に透明基板3を挟持する状態で設けられている。以下、光反射部材23の配置状態と構成材料の詳細を説明する。
先ず図3を参照し、透明基板3上に有機電界発光素子ELを形成する。その後、有機電界発光素子ELにおける陽極11および陰極12の端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機発光機能層13を覆う封止材5を設ける。これにより、発光パネル1を得る。
以上説明した面状発光体1-3は、第1実施形態の面状発光体の効果に加えて、さらに光反射部材23を設けたことによる効果を得ることができる。すなわち、光取り出し部材9との間に透明基板3を挟持する状態で光反射部材23を設けたことにより、透明基板3の界面で反射した発光光hは、光反射部材23において光取り出し面3a側に反射される。このため、非発光領域Bにおける光取り出し面3a側に配置された光取り出し部材9に入射する発光光hの量を増加させることが可能になる。この結果、第1実施形態と比較して、非発光領域Bからの発光光hの取り出し量をさらに増加させることが可能になる。
図6には、第4実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す第4実施形態の面状発光体1-4は、図5を用いて説明した第3実施形態の面状発光体の変形例であり、光反射部材23が発光パネル1間に跨って設けられているところのみが、第3実施形態の面状発光体とは異なる。光反射部材23以外の構成は第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と同様の構成要素についての重複する説明は省略する。
先ず図3を参照し、透明基板3上に有機電界発光素子ELを形成する。その後、有機電界発光素子ELにおける陽極11および陰極12の端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機発光機能層13を覆う封止材5を設ける。これにより、発光パネル1を得る。
以上説明した面状発光体1-4は、接着剤7をも覆う状態で光反射部材23を設けた構成である。これにより、図6中の矢印で示したように、接着剤7と光反射部材23との界面で反射する発光光hをも、光取り出し面3a側に失活させることなく反射することが可能である。この結果、第3実施形態に対して、さらに非発光領域Bからの発光光hの取り出し量を増加させる効果が高くなる。
図7には、第5実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す第5実施形態の面状発光体1-5は、図4を用いて説明した第2実施形態と図6を用いて説明した第4実施形態とを組み合わせた構成である。
先ず図3を参照し、透明基板3上に有機電界発光素子ELを形成する。その後、有機電界発光素子ELにおける陽極11および陰極12の端子部分を露出させた状態で、少なくとも有機発光機能層13を覆う封止材5を設ける。これにより、発光パネル1を得る。
以上説明した面状発光体1-5は、第1実施形態の効果に加えて、第2実施形態で説明した透明基板部材21を設けたことによる効果、および第4実施形態で説明した光反射部材23を設けたことによる効果を得ることが可能であり、非発光領域Bからの発光光hの取り出し量を増加させる非常に高い効果を得ることができる。
図8には、第6実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す面状発光体1-6が、図1を用いて説明した第1実施形態の面状発光体と異なるところは、主に発光パネル1’の構成にある。また図示した例では、大型の支持基板31の一主面上に、接着剤33を介して複数の発光パネル1’を固定した構成であるところも、先の第1〜第5実施形態とは異なる。他の構成は第1実施形態と同様であるため、以下第1実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略しつつ本第6実施形態の特徴的な構成を説明する。
図9には、第6実施形態で用いる面状発光体1’の概略断面構成図を示す。この図に示す面状発光体1’は、透明基板3と、この上部の有機電界発光素子EL’と、透明基板3との間に有機電界発光素子EL’を封止する封止材5とで構成されている。このうち、有機電界発光素子EL’は、他の実施形態で用いた有機電界発光素子と同様の積層構造を有するが、いずれかの層に光散乱性微粒子Sを含有しているところが特徴的である。また、この有機電界発光素子EL’は、透明基板3上において封止材5で封止されているため、他の実施形態と同様に、有機電界発光素子EL’が設けられる透明基板3の周縁には、有機電界発光素子EL’を封止するためのスペースを設ける必要があり、有機電界発光素子EL’は透明基板3の中央に配置されることになる。
光散乱性微粒子Sは、有機電界発光素子EL’に含有された微粒子であり、有機電界発光素子EL’を構成する各層の何れかに含有されていることとする。具体的には、光散乱性微粒子Sが含有される層は、発光層13cよりも透明基板3側に配置された層であることが好ましく、図示したように正孔注入層13aに含有されていたり、陽極11または正孔輸送層13bに含有されていても良い。特に、陽極11(透明電極)や、これに隣接する層(ここでは正孔注入層13a)に対して光散乱性微粒子層Sが含有されていることが好ましい。
このような光散乱性微粒子Sの形状は、長軸及び短軸を持った異方性形状であって、針状、長粒形状、さらには円盤状や平板形状等、球形に対して変形させたことによって表面積を増加させた形状であっても良い。
以上のような光散乱性微粒子Sの具体例は、金属酸化物微粒子や金属塩微粒子などの無機微粒子、炭素原子と他の原子からなる有機微粒子が好ましく用いられる。なかでも、面状発光体1-6から取り出す発光光hの波長領域において吸収、発光、蛍光等が生じないもの、さらには光散乱性微粒子Sが含有される層に対しての分散性が良好なものを適宜選択して使用することが好ましい。
また以上の光散乱性微粒子Sの含有量は、光散乱性微粒子Sが添加される層(含有層)の機能を損なうことのない範囲であることとする。
有機電界発光素子EL’を構成する層内における光散乱性微粒子Sの導入状態は、光散乱性微粒子Sを含有する層の界面(おおよそ透明基板3の基板面)に対して、光散乱性微粒子Sの長軸が実質的に平行であることが好ましい。実質的に平行であるとは、微粒子個数の70%以上が、長軸と基板面とのなす角度30°以下であることをいう。光散乱性微粒子Sの長軸が基板面に対して実質的に平行であれば、基板面をxy平面としたときの長軸および短軸の方向はx方向、y方向のどこを向いていてもよい。また、光散乱性微粒子Sは、導入される層内において均一に分散されていることとする。
光散乱性微粒子Sを含有する層の形成には、光散乱性微粒子Sを含有する塗布液を用いた塗布法が適用される。塗布法であれば、スピンコート法、スリットダイコーティング法、ブレードコート法に代表される、基板面に対して平行方向に力をかけ塗布液を延ばすような方法が好ましい。これにより、異方性形状の光散乱性微粒子Sを、実質的に基板面に平行にすることができる。
支持基板31は、複数の発光パネル1’を貼り合わせた状態で支持可能の板状のものであれば、光透過性を有する必要はなく、特に材質が限定されることはなくい。ただし、面状発光体1-6をフレキシブルに屈曲する構成とする場合であれば、支持基板31として屈曲性を有する可撓性基板が用いられる。このような材料としては、例えば樹脂フィルムや、板厚0.01mm以上0.50mm以下のガラス基板が好ましく用いられる。ガラス基板を用いる場合の更に好ましい板厚は0.01mm以上0.20mm以下である。
接着剤33は、広く工業分野において、粘着剤、接着剤、あるいは粘着材、接着材等の呼称で用いられる剤あるいは材のうち、塗布し、貼り合わせた後に、種々の化学反応により高分子量体または架橋構造を形成する硬化型の接着剤である。ここでは、紫外光(UV)のような光を照射するか、熱を加えるか、あるいは加圧によって接着部分が硬化する材料が、接着剤33として用いられる。
光取り出し部材9は、第1実施形態と同様のものであり、隣接して配置された複数の発光パネル1’間に跨って、各発光パネル1’における非発光領域Bに設けられ、発光領域Aに対して平面的に積層されることなく(重なることなく)配置されている。さらに、光取り出し部材9は、面状発光体1-6の周縁に位置する非発光領域Bにも配置されて良いことは、第1実施形態と同様である。また第1実施形態と同様に、発光パネル1’間が接着剤で接合されている場合には、接着剤をも覆う状態で光取り出し部材9が設けられている。
先ず図9を参照し、透明基板3上に有機電界発光素子EL’を形成する。この際、先の第1実施形態で説明したと同様の手順で各層を積層させれば良い。ただし、光散乱性微粒子Sを含有させる層の形成には塗布法を適用し、光散乱性微粒子Sを分散させた材料塗布液を用いた塗布成膜を行う。例えば、ITOを用いた陽極11に光散乱性微粒子Sを含有させる場合であれば、光散乱性微粒子Sを分散させたITO塗布液を用いた塗布成膜によって陽極11を形成する。
以上説明した面状発光体1-6では、図9を用いて説明したように、有機電界発光素子EL’に光散乱性微粒子Sを含有させたことにより、有機電界発光素子EL’で発生した発光光hは光散乱性微粒子Sによって散乱し、透明基板3内の広い領域に向かって放出される。特に、正孔注入層13aのように、発光層13cよりも透明基板3側に配置された層に対して光散乱性微粒子Sを含有させたことにより、発光層13cで発生した発光光hを、無駄なく透明基板3内の広い領域に向かって放出させることができる。
図10には、第7実施形態の面状発光体の概略断面構成図を示す。この図に示す第7実施形態の面状発光体1-7は、図8を用いて説明した第6実施形態の面状発光体の変形例であり、発光パネル1’と光取り出し部材9との間に透明基板部材21を設けたところのみが第6実施形態の面状発光体とは異なる。
このような第7実施形態の面状発光体1-7の製造は、第6実施形態の製造方法と同様にして支持基板31上に複数の発光パネル1’を配列させた後、透明基板3において有機電界発光素子EL’が設けられた面と反対側の光取り出し面3aに、有機電界発光素子EL’の発光領域Aに重ならないように、かつ複数の発光パネル1’間に跨る状態で、透明基板部材21および光取り出し部材9をこの順に貼り合わせる。この際、第1実施形態と同様に発光パネル1’間が接着剤で接合されている場合であれば、発光パネル1’間の接着剤も覆う状態で透明基板部材21および光取り出し部材9を貼合せる。尚、あらかじめ透明基板部材21と光取り出し部材9とを貼り合わせておき、これを透明基板3の光取り出し面3aに貼り合わせても良い。以上により、面状発光体1-7を得る。
以上説明した面状発光体1-7は、第6実施形態の面状発光体の効果に加えて、さらに透明基板部材21を設けたことによる効果を得ることができる。すなわち、非発光領域Bの光取り出し面3a側に透明基板部材21を設けたことにより、非発光領域Bの透明基板3が厚膜化された状態となっている。これにより、非発光領域Bにおいては、透明基板3の界面においての発光光hの反射回数が減るため、透明基板3内での内部反射の繰り返しによる発光光hの失活を抑制することができる。この結果、第6実施形態と比較して、非発光領域Bからの発光光hの取り出し量をさらに増加させることが可能になる。
上説明した各第1実施形態〜第7実施形態の構成の面状発光体に対しては、発光パネル1間の非発光領域Bからの光取り出し効果をさらに向上させるための構成として、さらに低屈折率部材を導入しても良い(例えば、特開2001−202827号公報参照)。
上説明した各第1実施形態〜第7実施形態の構成の面状発光体に対しては、発光パネル1間の非発光領域Bからの光取り出し効果をさらに向上させるための構成として、さらに回折格子を導入しても良い(特開平11−283751号公報参照)。
以上説明した各実施形態および変形例の面状発光体は、表示デバイス、ディスプレイ、各種の発光光源として用いることができる。発光光源としては、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられる。発光光源がこれらに限定されるものではないが、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
<試料No.101>
図11を参照し、試料No.101となる発光パネル(以下、発光パネル101と記す)の作製手順を説明する。
試料No.101の発光パネル101において、透明基板3の光取り出し面3a側における非発光領域Bに、透明基板3と同一物性(屈折率n2=1.51、厚さ0.7mm)の透明ガラスからなる透明基板部材21を、接着剤を介して貼り合わせた。
試料No.102において、透明ガラスからなる透明基板部材21を厚さ2.8mmに変更した以外は、試料No.102と同様に発光パネルを作製した。
試料No.101の発光パネル101において、透明基板3の光取り出し面3a側における非発光領域Bに、光取り出し部材9として光拡散シート(1)(ケミカルマット125PW:きもと社製商品名)を、接着剤を介して貼り合わせた。
試料No.104において、光取り出し部材9を、光拡散シート(2)(ライトアップ100NSH:きもと社製商品名)に変更した以外は、試料No.104と同様に発光パネルを作製した。
試料No.104において、光取り出し部材9を、光拡散シート(1)からプリズムシート(ビキュイティTBEF2−GT:住友スリーエム社製商品名)に変更したこと以外は、試料No.104と同様に発光パネルを作製した。
試料No.104において、光拡散シート(1)の上部に接着剤を介してさらに上記プリズムシートを貼り合わせ、2層構造の光取り出し部材9を設けた。
試料No.101の発光パネル101において、透明基板3の光取り出し面3aと逆の封止材5側における非発光領域Bに、光反射部材23としてアルミニウム(Al)を膜厚100nmで真空蒸着した。ここでは蒸着マスクを用いることにより、陽極11と陰極12の端子部分に対して絶縁された状態で、アルミニウム(Al)を蒸着した。
試料No.108において、光反射部材23を、アルミニウム(Al)から硫化バリウム(BaSO4:WRC-6080:Lab safety Supply社製商品名)に変更したこと以外は、試料No.108と同様に発光パネルを作製した。BaSO4の形成は、塗布法によって行い、塗布後に室温下で1時間乾燥させて膜厚100μmのBaSO4からなる光反射部材23を得た。
試料No.102において、透明ガラスからなる透明基板部材21の上部に、接着剤を介してさらに上記光拡散シート(1)を光取り出し部材9として貼り合わせた。
試料No.108において、透明基板3の光取り出し面3a側における非発光領域Bに、接着剤を介して上記光拡散シート(1)を光取り出し部材9として貼り合わせた。
試料No.108において、透明基板3の光取り出し面3a側における非発光領域Bに、透明基板3と同じ同一物性(屈折率n2=1.51、厚さ0.7mm)の透明ガラスからなる透明基板部材21と、上記光拡散シート(1)からなる光取出し部材9とを接着剤を介してこの順に貼り合わせた。
実施例1で作製した上記試料No.101〜112の各発光パネルについて、光取り出し面3a側の正面輝度分布を、2次元色彩輝度計(CA−2000:コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。測定値から、発光領域Aにおける面内の平均輝度(発光領域平均)に対する、非発光領域Bにおける面内の平均輝度(非発光領域平均)の値を、相対輝度(%)として算出した。その結果を上記表1に合わせて示す。
実施例1で作製した試料No.108の発光パネル(以下単に発光パネル108と記す)を用い、各部材を追加した試料No.201〜208の面状発光体を作製した。尚、発光パネル108は、透明基板3の光取り出し面3aと逆の封止材5側における非発光領域Bに、光反射部材23としてアルミニウム(Al)を膜厚100nmで設けた構成である。以下、先の第3実施形態の説明で用いた図5および下記表2を参照し、試料No.201〜208の説明を行う。
光反射部材23を備えた2枚の各発光パネル108を、有機電界発光素子ELの形成面を同一方向に向けて面状に配置した。下記表2に示すように、試料No.201〜205における各透明基板3間に、下記のUV硬化型接着剤(1)〜(5)を充填供給し、所定の条件で接着剤を硬化させた。これにより、2枚の発光パネル108を接合した。
接着剤(2)UV−1000:ダイキン社製商品名
接着剤(3)NGA88:ノーランド社製商品名
接着剤(4)オグソールEA−02000:大阪ガスケミカル社製商品名
接着剤(5)305:エポキシテクノロジー社製商品名
接着剤(2)を用いた試料No.202の面状発光体において、光拡散シート(1)からなる光取り出し部材9を設ける領域を、非発光領域Bの25%とした。具体的には、光取り出し部材9を設ける領域を、非発光領域Bにおいて2枚の発光パネル108の接合辺を中心に0.6mm幅に制限した。これ以外は、試料No.202と同様にして面状発光体を作製した。
接着剤(2)を用いた試料No.202の面状発光体において、光拡散シート(1)からなる光取り出し部材9を設ける領域を、非発光領域Bの50%とした。具体的には、光取り出し部材9を設ける領域を、非発光領域Bにおいて2枚の発光パネル108の接合辺を中心に2.5mm幅に制限した。これ以外は、試料No.202と同様にして面状発光体を作製した。
接着剤(2)を用いた試料No.202の面状発光体において、光拡散シート(1)からなる光取り出し部材9を設ける領域を、非発光領域Bおよび発光領域Aを含む2枚の発光パネル108間にわたる全面とした。これ以外は、試料No.202と同様にして面状発光体を作製した。
実施例2で作製した上記試料No.201〜208の面状発光体について、光取り出し面3a側の正面輝度分布を、2次元色彩輝度計(CA-2000:コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。測定値から、発光領域Aにおける面内の平均輝度(発光領域平均)に対する、発光パネル間の非発光領域Bにおける面内の平均輝度(非発光領域平均)の値を算出した。その結果を相対輝度(%)として上記表2に合わせて示す。
試料No.201〜208の面状発光体のうち、最も高い相対輝度84%が得られた試料No.203と同一構成で、発光パネルを2行4列で接着剤を用いて接合した面状発光体を作成し、発光状態を観察した。その結果、発光パネル間で輝度の暗い箇所が目視で目に付くことはなく、発光パネルを接合した面状発光体においての発光輝度の面内均一性が向上したことが目視によっても確認された。
試料No.201〜205の面状発光体について、連続駆動時の寿命を測定した。ここでは、各面状発光体に対して初期輝度が2000cd/m2となるように駆動電流を設定した。輝度の測定は、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタセンシング社製)を用いた。設定した駆動電流で各面状発光体を駆動し続け、初期輝度が半減する時間(輝度半減寿命)を測定した。
<発光パネルの作製>
図3を参照し、以下の手順で試料No.301の発光パネルを作製した。
透明基板3として、厚さ3.0mm、面積50mm×50mmのガラス基板を用意し、この上部に透明電極となる陽極11として、ITO(インジウムチンオキシド:透明導電性材料、屈折率1.85)を膜厚120nmでパターン成膜した。ITOからなる陽極11を設けた透明基板3を、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
この基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、商品名:Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、基板表面温度110℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入層13aを設けた。
グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1500rpm、30秒の条件で塗布した。この基板を、基板表面温度110℃で30分間加熱乾燥し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は20nmであった。
モノクロロベンゼン 100g
ポリ−(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル)ベンジジン)(ADS254BE:アメリカン・ダイ・ソース社製)
0.5g
次いで、イリジウム化合物を各色発光性のゲスト材料とし、カルバゾール誘導体をホスト材料として用いた発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、2000rpm、30秒の条件で塗布した。さらに基板表面温度120℃で30分加熱し発光層13cを設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は40nmであった。
酢酸ブチル 100g
下記構造式(10)ホスト材料 1g
下記構造式(11)青色ゲスト材料 0.11g
下記構造式(12)緑色ゲスト材料 0.002g
下記構造式(13)赤色ゲスト材料 0.002g
次いで、カルバゾール誘導体を電子輸送材料として用いた電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1500rpm、30秒の条件で塗布した。さらに基板表面温度120℃で30分加熱し電子輸送層13dを設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は30nmであった。
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
下記構造式(14)電子輸送性材料 0.75g
次いで、電子輸送層13dまで設けた透明基板3を、大気曝露せずに蒸着機に移動し、4×10-4Paまで減圧した。なお、フッ化カリウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
次に、ポリエチレンテレフタレートを基材とし、酸化アルミニウム(Al2O3)を厚さ300nmで蒸着した可撓性封止部材を封止材5として用意した。この可撓性封止部材の酸化アルミニウム膜側に接着剤を塗り、透明基板3との間に有機電界発光素子ELを挟持する状態で透明基板3と封止材5とを貼合した後、熱処理で接着剤を硬化させて封止した。これにより、透明基板3と封止材5との間に有機電界発光素子ELを封止した発光パネルを得た。
以上のようにして作製した発光パネルを用いて面状発光体を形成した。
試料No.301の面状発光体に対して、光取り出し部材9を張り合わせた。光取り出し部材9としては、光拡散シート(1)(ケミカルマット125PW:きもと社製商品名)を用い、透明基板3の光取り出し面3a側における非発光領域Bに、接着剤を介して貼り合わせた。ここでは、2枚の発光パネルの繋ぎ目に形成される幅5mm(2.5mm×2)の非発光領域Bの全域を100%覆う状態で、光拡散シート(1)を貼り合わせ、試料No.302の面状発光体を作製した。
試料No.301の面状発光体を構成する発光パネルの作製において、シリコーン樹脂からなる針状の光散乱性微粒子Sを正孔注入層13aに含有させ、図9に示した有機電界発光素子EL’を得たこと以外は、試料No.301と同様にして発光パネルを作製した。光散乱性微粒子Sは、下記表3に示す形状(アスペクトレシオ:AR、および長軸サイズ)である。
実施例3で作製した上記試料No.301〜306の各面状発光体について、全体の輝度を2次元色彩輝度計(CA−2000:コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。また、発光パネル間の繋ぎ目の明るさを目視で確認した。これらの結果を、上記表3に合わせて示した。繋ぎ目の明るさは、明るい方から順に○+++>○++>○+>○>△>×の6段階で評価した。
実施例3の試料No.301の面状発光体の作製において、発光パネルを構成する透明基板3の厚さを0.2mmに変更した。さらに支持基板31上に接着剤を介して貼り合わせた発光パネルに対して、光取り出し部材9として光拡散シート(2)(ライトアップ100NSH:株式会社きもと社製商品名)を用い、透明基板3の光取り出し面3a側における非発光領域Bに、接着剤を介して貼り合わせた。ここでは、2枚の発光パネルの繋ぎ目に形成される幅5mm(2.5mm×2)の非発光領域Bの全域を100%覆う状態で、光拡散シート(2)を貼り合わせ、試料No.401の面状発光体を作製した。尚、発光パネルを配列させた支持基板31は、可撓性を有する。
下記表4に示す形状(アスペクトレシオ:AR、および長軸サイズ)の光散乱性微粒子Sを正孔注入層13aに含有させた有機電界発光素子EL’を形成したこと以外は、試料No.401と同様にして面状発光体を作製した。
実施例4で作製した上記試料No.401〜404の各面状発光体について、面状発光体を曲率500mmφに屈曲させ、全体輝度を2次元色彩輝度計(CA-2000:コニカミノルタセンシング社製)を用いて測定した。また、発光パネル間の繋ぎ目の明るさを目視で確認した。繋ぎ目の明るさは、明るい方から順に○+++>○++>○+>○>△>×の6段階で評価した。これらの結果を、上記表4に合わせて示した。
Claims (7)
- 透明基板の一主面上に当該透明基板側から発光光が取り出される状態で有機電界発光素子が設けられたもので、当該有機電界発光素子の形成面を同一方向に向けて面状に配列された複数の発光パネルと、
面状に配置された前記発光パネル同士を接合する状態で前記各透明基板間に設けられた光透過性の接着剤と、
前記透明基板の光取り出し面となる他主面上において、前記接合された複数の発光パネルにおける前記有機電界発光素子間に設けられた光取り出し部材と、
前記透明基板と前記光取り出し部材との間に設けられた透明基板部材とを備え、
前記接着剤の屈折率n1と前記透明基板の屈折率n2とは、その差|n1−n2|≦0.1の範囲である
面状発光体。 - 前記光取り出し部材は、前記有機電界発光素子の発光領域に対して積層されることなく設けられている
請求項1に記載の面状発光体。 - 前記有機電界発光素子には、光散乱性微粒子が含有されている
請求項1または2に記載の面状発光体。 - 前記有機電界発光素子は、前記透明基板側に配置された透明電極層と、当該透明電極層に対向配置された対向電極層と、少なくとも発光層を有して当該透明電極層と対向電極層との間に挟持された有機発光機能層とを備え、
前記光散乱性微粒子は、前記有機電界発光素子において前記発光層よりも前記透明基板側の層に含有されている
請求項3に記載の面状発光体。 - 前記光散乱性微粒子は、長軸、短軸を有する異方性粒子である
請求項3または4に記載の面状発光体。 - 前記光取り出し部材との間に前記透明基板を挟持する状態で、光反射部材を設けた
請求項1〜5の何れかに記載の面状発光体。 - 前記光取り出し部材として、光拡散シートおよびプリズムシートの少なくとも一方が用いられる
請求項1〜6の何れかに記載の面状発光体。
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