JP6119460B2 - 発光ユニット、及び、電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、光源として有機エレクトロルミネッセンス素子を備える発光ユニット、及び、この発光ユニットを備える電子機器に関する。
電子機器は携帯ゲーム機、携帯電話、タブレット等の携帯型が普及し、小型化、薄型化が進むにつれ、内部部品も小型化している。このため、これらの電子機器に搭載される有機ＥＬ素子も、実装面積の縮小が進んでいる。
狭い筺体に、所定の面積の発光アイコンを構成する場合、ＬＥＤでは点光源のため、外観に粒状感がある。つまり、点光源により、光射出面における輝度ムラが大きく、照度分布等の表示品質の低下が問題となる。
ＬＥＤ照明においては、点光源の粒状感を消し、照度分布等の表示品質を改善するために、光源に対し大きなレンズ等の光学部材を適用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
ＬＥＤ照明においては、点光源の粒状感を消し、照度分布等の表示品質を改善するために、光源に対し大きなレンズ等の光学部材を適用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、ＬＥＤ照明等において、照度分布の改善に用いられる光学部材は、光学部材自体が大きく、また、光源と光学部材との間に十分な間隔を設けることが必要となり、装置の小型化が困難となる。
従って、小型化された電子機器において、狭い筐体内に輝度ムラが少なく、照度分布が良好な発光部を設けることが難しい。
従って、小型化された電子機器において、狭い筐体内に輝度ムラが少なく、照度分布が良好な発光部を設けることが難しい。
上述した問題の解決のため、本発明においては、狭い筐体内に搭載した場合においても、照度分布の良好な発光ユニット、及び、電子機器と提供するものである。
本発明の発光ユニットは、有機エレクトロルミネッセンス素子と、有機エレクトロルミネッセンス素子の光の射出方向に配置され、有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域の発光中心の光を拡散させる構成を有する光学部材とを備える。
また、本発明の電子機器は、筐体内に上記発光ユニットを備える。
また、本発明の電子機器は、筐体内に上記発光ユニットを備える。
本発明の発光ユニットでは、光源として面発光の有機エレクトロルミネッセンス素子を用い、さらに、この光源からの光を光学部材で拡散させることにより、輝度が高くなりやすい発光領域の中心部分の光を、周囲に拡散することができる。このため、発光ユニットから射出される光の照度分布を良好にすることができる。
また、上記発光ユニットを備えることにより、照度分布の良好な発光部を備える電子機器を構成することができる。
また、上記発光ユニットを備えることにより、照度分布の良好な発光部を備える電子機器を構成することができる。
本発明によれば、狭い筐体内に搭載した場合においても、照度分布が良好な発光ユニット、及び、電子機器と提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．電子機器（第１実施形態）
２．電子機器（第２実施形態）
３．光学部材の変形例
なお、説明は以下の順序で行う。
１．電子機器（第１実施形態）
２．電子機器（第２実施形態）
３．光学部材の変形例
〈１．電子機器（第１実施形態）〉
［電子機器の構成］
以下、本発明の電子機器の具体的な実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態の電子機器の概略構成を示す。また、図２に、図１に示す電子機器のＡ−Ａ線断面に相当する発光部の構成を示す。
［電子機器の構成］
以下、本発明の電子機器の具体的な実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態の電子機器の概略構成を示す。また、図２に、図１に示す電子機器のＡ−Ａ線断面に相当する発光部の構成を示す。
図１に示す電子機器１０は、筐体１１と、この筐体１１の一部に設けられた発光部１２とを備える。図１では、電子機器１０の筐体は直方体であり、この上面１１Ａに発光部１２が備えられている。
また、発光部１２は、筐体１１内に搭載された有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）２０や、タッチセンサ２４等を備えている。
また、発光部１２は、筐体１１内に搭載された有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）２０や、タッチセンサ２４等を備えている。
電子機器１０において発光部１２は、任意の文字又は図形等を示す表示に用いることができる。発光により、発光部１２は、従来の発光しない表示に比べて視認性が高く、表示効果が高い。さらに、発光部１２は電子機器１０の筐体１１内に形成されるため、発光部１２を搭載するための部材を別に設ける必要がなく、少ない部品で電子機器に発光機能を有する表示部を形成することができる。
本例の電子機器１０の用途は特に限定されず、例えば、携帯電話、スマートフォン、携帯ゲーム機、モバイル端末、撮像装置、ＰＣ、ＰＤＡ、小型情報機器端末、表示機器、
等の小型の電子機器に適用することができる。また、プリンタ、ファックス、オーディオ、及びビジュアル機器等の携帯されない電子機器にも適用することができる。
等の小型の電子機器に適用することができる。また、プリンタ、ファックス、オーディオ、及びビジュアル機器等の携帯されない電子機器にも適用することができる。
［発光部の構成］
図２は、電子機器１０のＡ−Ａ線断面における有機ＥＬ素子２０とタッチセンサ２４とを含む、発光部１２の周辺領域の断面図である。
図２に示すように、発光部１２は、筐体１１内に発光ユニット１５を備える。発光ユニット１５は、少なくとも有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の光の射出方向に設けられた光学部材とを備える。図２に示す発光ユニット１５では、光学部材として、凹レンズ２５を例示している。
また、この発光ユニット１５には、有機ＥＬ素子２０を筐体１１に固定するための支持部材２３、及び、有機ＥＬ素子２０と光学部材との間に設けられたタッチセンサ２４とを備える。
図２は、電子機器１０のＡ−Ａ線断面における有機ＥＬ素子２０とタッチセンサ２４とを含む、発光部１２の周辺領域の断面図である。
図２に示すように、発光部１２は、筐体１１内に発光ユニット１５を備える。発光ユニット１５は、少なくとも有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の光の射出方向に設けられた光学部材とを備える。図２に示す発光ユニット１５では、光学部材として、凹レンズ２５を例示している。
また、この発光ユニット１５には、有機ＥＬ素子２０を筐体１１に固定するための支持部材２３、及び、有機ＥＬ素子２０と光学部材との間に設けられたタッチセンサ２４とを備える。
また、電子機器１０は、図２に示すように、筐体１１内において、電子機器１０の制御回路等が形成される基板エリア１３や、有機ＥＬ素子２０、及び、タッチセンサ２４等に電力を供給する電源部が設けられるバッテリエリア１４等を備えている。
有機ＥＬ素子２０は、発光領域２１と、発光領域２１の周囲に設けられた非発光領域であるベゼル部２２とを有する。発光領域２１は、例えば、対となる電極と、この電極間に少なくとも発光層を有する発光ユニットが設けられている。ベゼル部２２は、例えば、上記電極に接続するための配線や、発光ユニットを封止するための封止部材、その他設計上のスペース等が設けられている。
発光部１２に、面発光の有機ＥＬ素子２０を用いることにより、従来のＬＥＤを用いた場合よりも光の拡散性に優れた発光ユニット１５を構成することができる。しかしながら、小型の電子機器においては発光ユニット１５の実装面積の小さく、搭載される有機ＥＬ素子２０の面積も小型化される。このため、有機ＥＬ素子２０の面積中、発光領域２１の外周に非発光領域であるベゼル部２２の影響が大きくなり、発光領域２１が狭められる。従って、狭い領域に有機ＥＬ素子２０を実装と、ベゼル部２２が障害となって発光領域２１が狭くなり、照度分布が良好な、輝度均一性の高い発光部１２を得ることが難しくなる。
このため、発光部１２は、射出光の配光性を向上させるため、有機ＥＬ素子２０の光の射出方向に光学部材が配置されている。光学部材としては、照度分布の改善に有効な構成を適用する必要がある。このような構成としては、有機ＥＬ素子２０の発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能な構成を用いる。例えば、発光領域２１の中央部の光を周囲に拡散させる構成としては、図２に示すような凹レンズ２５を用いることが好ましい。
また、光学部材は、有機ＥＬ素子２０の発光領域２１よりも、広い面積を有していることが好ましい。光学部材が発光領域２１よりも広い面積を有することにより、発光部１２の外部から見た発光幅を、擬似的に広げることができる。擬似的に発光幅を広げることにより、照度分布が改善され、外観上の表示品質が向上する。
光学部材は、狙いの方向にだけ光を広げる形状を有することが好ましい。例えば、有機ＥＬ素子２０の発光領域２１の発光中心付近の光を拡散させ、発光領域２１の端部の光を集光するような形状とすることが好ましい。
さらに、光学部材は、光の射出面側（図面上方）が、他構成物への配慮から、筐体１１の外周面と同一形状とすることが好ましい。例えば、発光部１２が設けられる位置の周囲の筐体１１が、平坦面である場合には、光学部材の射出面側が平坦面であることが好ましい。また、発光部１２が設けられる位置の周囲の筐体１１が、曲面である場合には、光学部材の射出面側が曲面であることが好ましい。
また、光学部材と筐体１１の外周面との間に、他の構成物が配置される場合には、他の構成物への影響を配慮した形状、例えば、光学部材の射出面側を平坦面とすることが好ましい。
また、光学部材と筐体１１の外周面との間に、他の構成物が配置される場合には、他の構成物への影響を配慮した形状、例えば、光学部材の射出面側を平坦面とすることが好ましい。
［光学部材］
図３に、光学部材に用いられる凹レンズ２５の詳細を示す。
光学部材は、小型の携帯電子機器に搭載されることを考慮すると、厚さは１ｍｍ程度まで薄く形成することが好ましい。このように、薄い光学部材で、配光性を向上させるためには、凹状表面と凸状表面とを組み合わせたレンズを用いることが好ましい。
図３に、光学部材に用いられる凹レンズ２５の詳細を示す。
光学部材は、小型の携帯電子機器に搭載されることを考慮すると、厚さは１ｍｍ程度まで薄く形成することが好ましい。このように、薄い光学部材で、配光性を向上させるためには、凹状表面と凸状表面とを組み合わせたレンズを用いることが好ましい。
図３に示す凹レンズ２５は、光の入射面側において、中心から外周方向に、第１表面２５Ａ、第２表面２５Ｂ、及び、第３表面２５Ｃを有し、光の射出面側に、第４表面２５Ｄを有する非球面レンズである。また、それぞれ、第１表面２５Ａが凹状表面、第２表面２５Ｂが凸状表面、第３表面２５Ｃが平坦面、第４表面２５Ｄが平坦面を有している。
光の入射面側において、中心部に凹状表面の第１表面２５Ａを有することにより、輝度が高くなりやすい発光領域２１の中心部分の光を、周囲に拡散することができる。また、中心部の第１表面２５Ａの周囲を覆うように、凸状表面の第２表面２５Ｂを有することにより、輝度が低くなりやすい発光領域２１の周縁部分の光を、発光部の射出方向に集めることができる。このため、発光部の射出方向（図面上方）だけでなく、筐体１１の内部側面等に照射、吸収される光を、発光部の射出方向に導出することができる。
上述の構成の凹レンズ２５であれば、光路長を１ｍｍ程度まで短くすることが可能であり、効率低下も抑えられる。
上述の構成の凹レンズ２５であれば、光路長を１ｍｍ程度まで短くすることが可能であり、効率低下も抑えられる。
さらに、光学部材としては、凹レンズ２５の周縁部分に設けられる平坦面の第３表面２５Ｃと、凹レンズ２５の側面において、反射部材２６を設けることが好ましい。
第３表面２５Ｃに設ける反射部材２６は、発光領域２１から凹レンズ２５への光の入射を妨げない位置に設ける。例えば、発光領域２１よりも広い領域を、反射部材２６を設けない領域とし、この領域よりも外周側を、反射部材２６を設ける領域とする。
凹レンズ２５の側面に設ける反射部材２６の領域は、特に限定されず、筐体への取り付けや周辺の他の構成部材に影響しない位置に設ければよい。
第３表面２５Ｃに設ける反射部材２６は、発光領域２１から凹レンズ２５への光の入射を妨げない位置に設ける。例えば、発光領域２１よりも広い領域を、反射部材２６を設けない領域とし、この領域よりも外周側を、反射部材２６を設ける領域とする。
凹レンズ２５の側面に設ける反射部材２６の領域は、特に限定されず、筐体への取り付けや周辺の他の構成部材に影響しない位置に設ければよい。
反射部材２６としては、反射面をフロスト化することが好ましい。反射部材２６の反射面が鏡面であると、反射光の拡散性が不十分となりやすい。反射部材２６の反射面をフロスト化することにより、反射光の拡散性を向上させることができ、反射部材２６による配光性の向上がより効果的となる。
光学部材は、凹レンズ２５と別個の反射膜を備える部材を組み込んでもよく、また、凹レンズ２５を反射材でコーティングしてもよい。
光学部材は、凹レンズ２５と別個の反射膜を備える部材を組み込んでもよく、また、凹レンズ２５を反射材でコーティングしてもよい。
このように、発光領域２１の中心部分の光を拡散する光学部材を用いることにより、光学部材による配光性を高めることができ、発光部の照度分布の改善が可能となる。
さらに、発光領域２１の周縁部分の光を集光する構成や、反射部材２６を備えることにより、凹レンズ２５からの光の取り出し効率が向上し、発光部から射出される光量の増加や、発光部の照度分布の改善が可能となる。
さらに、発光領域２１の周縁部分の光を集光する構成や、反射部材２６を備えることにより、凹レンズ２５からの光の取り出し効率が向上し、発光部から射出される光量の増加や、発光部の照度分布の改善が可能となる。
また、光の拡散性を向上させる方法として、有機ＥＬ素子２０に両面発光型の構成を適用し、筐体１１の内部側面、及び、有機ＥＬ素子２０と支持部材２３との間に、反射部材を配置することができる。
両面発光型の有機ＥＬ素子２０の下面側（発光部の光射出方向の逆側）に、反射部材を配置することで、有機ＥＬ素子２０の下面側から射出された光が、下面側の反射部材、及び、筐体１１の内部側面の反射、拡散される。
このような構成では、有機ＥＬ素子２０の下面側から射出される光の光路長が、上面から射出される光の光路長よりも大きくなるため、光の拡散性に優れ、照度分布の改善に有効である。
両面発光型の有機ＥＬ素子２０の下面側（発光部の光射出方向の逆側）に、反射部材を配置することで、有機ＥＬ素子２０の下面側から射出された光が、下面側の反射部材、及び、筐体１１の内部側面の反射、拡散される。
このような構成では、有機ＥＬ素子２０の下面側から射出される光の光路長が、上面から射出される光の光路長よりも大きくなるため、光の拡散性に優れ、照度分布の改善に有効である。
［光学シミュレーション］
上述の構成の発光部において照度分布のシミュレーションを行い、凹レンズの有無による照度分布の比較を行った。シミュレーション結果を図４、及び、図５に示す。図４が、凹レンズを備える発光ユニットの照度分布であり、図５が、凹レンズを備えていない発光ユニットの照度分布である。
上述の構成の発光部において照度分布のシミュレーションを行い、凹レンズの有無による照度分布の比較を行った。シミュレーション結果を図４、及び、図５に示す。図４が、凹レンズを備える発光ユニットの照度分布であり、図５が、凹レンズを備えていない発光ユニットの照度分布である。
図４、及び、図５に示すように、凹レンズを備えることにより、明らかに照度分布が改善されている。従って、発光ユニットにおいて、上述の凹レンズのような光学部材を備えることにより、照度分布を改善することができ、輝度均一性の高い発光部を有する電子機器を得ることができる。
なお、上述の実施形態において説明した発光ユニットは、少なくとも、光源となる有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０からの光を拡散するための光学部材とを備える。また、その他の構成は任意の構成である。また、タッチセンサ２４等の構成も必須の構成ではなく任意の構成である。
さらに、図２に示すように、支持部材２３と、有機ＥＬ素子２０とは、一体化した構成でもよく。また、支持部材２３を用いずに、有機ＥＬ素子２０を直接、筐体１１に固定してもよい。有機ＥＬ素子２０とタッチセンサ２４とは、一体化していてもよい。
さらに、図２に示すように、支持部材２３と、有機ＥＬ素子２０とは、一体化した構成でもよく。また、支持部材２３を用いずに、有機ＥＬ素子２０を直接、筐体１１に固定してもよい。有機ＥＬ素子２０とタッチセンサ２４とは、一体化していてもよい。
［有機ＥＬ素子の構成層］
上述の発光ユニットに適用される有機ＥＬ素子２０の構成は、特に限定されない。また、トップエミッション型、ボトムエミッション型、両面発光型及びその他の構成を適用することができる。両面発光型の場合には、光の射出方向と反対側の面に反射部材等を設けることが可能である。
以下、有機ＥＬ素子の構成の一例について説明する。
上述の発光ユニットに適用される有機ＥＬ素子２０の構成は、特に限定されない。また、トップエミッション型、ボトムエミッション型、両面発光型及びその他の構成を適用することができる。両面発光型の場合には、光の射出方向と反対側の面に反射部材等を設けることが可能である。
以下、有機ＥＬ素子の構成の一例について説明する。
有機ＥＬ素子において、発光領域は、電極間に発光性を有する発光機能層を備える構成である。電極は第１電極と第２電極とからなり、それぞれ有機ＥＬ素子の陰極又は陽極を構成する。発光機能層は、少なくとも発光性を有し、有機材料から構成された発光層を有する。さらに、発光層と電極との間に他の層を備えていてもよい。
有機ＥＬ素子の代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除く層が、発光性を有する発光機能層である。
（１）陽極／発光層／陰極
（２）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の中で（７）の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除く層が、発光性を有する発光機能層である。
（発光機能層）
上記構成において、発光層は、単層または複数層で構成される。発光層が複数の場合は、各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
また、必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層）や電子注入層（陰極バッファー層）等を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層）や正孔注入層（陽極バッファー層）等を設けてもよい。
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する層である。電子輸送層には、広い意味で電子注入層、及び、正孔阻止層も含まれる。また、電子輸送層は、複数層で構成されていてもよい。
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層には、広い意味で正孔注入層、及び、電子阻止層も含まれる。また、正孔輸送層は、複数層で構成されていてもよい。
上記構成において、発光層は、単層または複数層で構成される。発光層が複数の場合は、各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
また、必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層（正孔障壁層）や電子注入層（陰極バッファー層）等を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層（電子障壁層）や正孔注入層（陽極バッファー層）等を設けてもよい。
電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する層である。電子輸送層には、広い意味で電子注入層、及び、正孔阻止層も含まれる。また、電子輸送層は、複数層で構成されていてもよい。
正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層である。正孔輸送層には、広い意味で正孔注入層、及び、電子阻止層も含まれる。また、正孔輸送層は、複数層で構成されていてもよい。
（タンデム構造）
また、有機ＥＬ素子２０は、発光領域２１に少なくとも１層の発光層を含む発光機能層を複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
発光機能層とは、上記有機ＥＬ素子の構成において、発光性を有する発光機能層に該当する。発光機能層としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられる。
また、有機ＥＬ素子２０は、発光領域２１に少なくとも１層の発光層を含む発光機能層を複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
発光機能層とは、上記有機ＥＬ素子の構成において、発光性を有する発光機能層に該当する。発光機能層としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた（１）〜（７）の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられる。
タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
（１）陽極／第１発光機能層／中間層／第２発光機能層／陰極
（２）陽極／第１発光機能層／中間層／第２発光機能層／中間層／第３発光機能層／陰極
（１）陽極／第１発光機能層／中間層／第２発光機能層／陰極
（２）陽極／第１発光機能層／中間層／第２発光機能層／中間層／第３発光機能層／陰極
ここで、上記第１発光機能層、第２発光機能層及び第３発光機能層は全て同じであっても、異なっていてもよい。また、２つの発光機能層が同じであり、残る１つが異なっていてもよい。
また、各発光機能層は直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよい。中間層は、例えば、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、又は、中間絶縁層等から構成され、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
中間層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯＸ、ＶＯＸ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、これらに限定されない。
〈２．電子機器（第２実施形態）〉
次に、電子機器の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の電子機器において、筐体及び発光部の構成は、光学部材の構成を除き、上述の第１実施形態で説明する図１及び図２と同様の構成である。このため、上述の第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
次に、電子機器の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の電子機器において、筐体及び発光部の構成は、光学部材の構成を除き、上述の第１実施形態で説明する図１及び図２と同様の構成である。このため、上述の第１実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
第２実施形態の電子機器の発光部の概略構成を図６に示す。図６は、上述の図１に示す電子機器のＡ−Ａ線断面に相当する。図６に示すように、発光部１２は、筐体１１内に発光ユニット１６を備える。
発光ユニット１６は、少なくとも有機ＥＬ素子２０と、有機ＥＬ素子２０の光の射出方向に設けられた光学部材とを備える。発光ユニット１６において、光散乱シート２７を備えることを除き、有機ＥＬ素子２０、凹レンズ２５、及び、その他の構成は、上述の第１実施形態と同様の構成である。
図６に示す発光ユニット１６は、光学部材として、凹レンズ２５と共に、光散乱部材として光散乱シート２７が設けられている。光散乱シート２７は、凹レンズ２５の光の射出面側に設けられている。
光散乱シート２７としては、特に限定されず、光学部材として市販されている各種光散乱シートを使用することができる。例えば、拡散材入り樹脂からなる光散乱シート等を用いることができる。
光散乱シート２７としては、特に限定されず、光学部材として市販されている各種光散乱シートを使用することができる。例えば、拡散材入り樹脂からなる光散乱シート等を用いることができる。
凹レンズ２５と光散乱シート２７とは、図６に示すように、間隙を有して設けられていてもよく、また、凹レンズ２５と光散乱シート２７とが接触して設けられていてもよい。凹レンズ２５と光散乱シート２７とに間隔を設けることにより、光路長が増加するため光拡散が良好となる。
なお、光学部材としては、光散乱シート２７を単独で用いてもよい。この場合には、拡散輝度差をスムースにするために、有機ＥＬ素子２０の発光領域２１からの距離を１ｍｍ以上設けることが好ましい。
また、光散乱シート２７を単独で用いる場合には、拡散輝度差がスムースにするために、光散乱シート２７の厚さを１．４ｍｍ以上とすることが好ましい。
また、光散乱シート２７を単独で用いる場合には、拡散輝度差がスムースにするために、光散乱シート２７の厚さを１．４ｍｍ以上とすることが好ましい。
凹レンズ２５とともに、光散乱シート２７を用いることにより、光散乱シート２７を単独で用いた場合よりも、必要な光路長が短くなり、発光ユニット１６の小型化が可能となる。
また、凹レンズ２５を単独で用いた場合よりも、発光ユニット１６の光射出面での拡散輝度差がスムースになり、発光部１２の表示品質を向上させることができる。
また、凹レンズ２５を単独で用いた場合よりも、発光ユニット１６の光射出面での拡散輝度差がスムースになり、発光部１２の表示品質を向上させることができる。
また、上述の第２実施形態では、凹レンズ２５の光の射出面側に光散乱シート２７を設ける構成としているが、光散乱シート２７は、凹レンズ２５の光の入射面側に設けてもよい。この場合には、光散乱シート２７が、有機ＥＬ素子２０と凹レンズ２５との間に配置される構成となる。
凹レンズ２５の光の入射面側に光散乱シート２７を設けた構成においても、凹レンズ２５を単独で用いた場合よりも、発光ユニット１６の光射出面での拡散輝度差がスムースになり、発光部１２の表示品質を向上させることができる。
凹レンズ２５の光の入射面側に光散乱シート２７を設けた構成においても、凹レンズ２５を単独で用いた場合よりも、発光ユニット１６の光射出面での拡散輝度差がスムースになり、発光部１２の表示品質を向上させることができる。
上述の実施形態のように、光学部材としてレンズや光散乱部材等の複数の構成部材を組み合わせてもよい。また、複数の構成部材を組み合わせて光学部材を構成する場合においても、光の射出面側は、他構成物への配慮から、最も光の射出面側に設けられる構成部材の表面を、筐体１１の外周面と同一形状とすることが好ましい。例えば、上述の形態においては、光散乱シート２７の表面を、筐体１１の外周面と同一形状とすることが好ましい。
〈３．光学部材の変形例〉
次に、上述の第１実施形態や第２実施形態の電子機器に搭載される、発光ユニットに適用可能な光学部材の例について説明する。光学部材の例を図７〜１４に示す。なお、図７〜１４に示す光学部材は、発光ユニットにおける、光学部材と、有機ＥＬ素子の発光領域の位置とを示している。
次に、上述の第１実施形態や第２実施形態の電子機器に搭載される、発光ユニットに適用可能な光学部材の例について説明する。光学部材の例を図７〜１４に示す。なお、図７〜１４に示す光学部材は、発光ユニットにおける、光学部材と、有機ＥＬ素子の発光領域の位置とを示している。
（凹レンズ）
図７に示す光学部材３１は、光入射面の中央に凹状表面を有し、この凹状表面の周囲に平坦面を有し、光射出面に平坦面を有する凹レンズである。光学部材３１は、光入射面の中央に凹状表面を有することにより、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能となる。
図７に示す光学部材３１は、光入射面の中央に凹状表面を有し、この凹状表面の周囲に平坦面を有し、光射出面に平坦面を有する凹レンズである。光学部材３１は、光入射面の中央に凹状表面を有することにより、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能となる。
この光学部材３１において、光入射面の中央の凹状表面が形成されている領域内に、有機ＥＬ素子の発光領域２１が設けられていることが好ましい。凹状表面が形成されている領域内に発光領域２１が位置することで、発光領域２１からの光が、光学部材３１の凹状表面により拡散されやすくなる。このため、発光ユニットにおける照度分布が良好となる。
また、発光領域２１から、凹レンズの凹状表面までの光路が長くなり、光の拡散性が向上する。このため拡散輝度差がスムースになり、発光部の表示品質が良好となる。
また、発光領域２１から、凹レンズの凹状表面までの光路が長くなり、光の拡散性が向上する。このため拡散輝度差がスムースになり、発光部の表示品質が良好となる。
（プリズム）
図８に示す光学部材３２は、有機ＥＬ素子の発光領域２１の全体を囲むプリズム形状の例である。
光学部材３２は、有機ＥＬ素子の発光領域２１を囲むようにレンズ材が配置されている。さらに、光学部材３２は、発光領域２１の上方には、略三角形状の空間３２Ａが、発光領域２１よりも広い面積で配列されている。
また、光学部材３２からの射出光において、筐体１１の光射出面側の端部が、筐体１１の外側の開口が広くなるテーパ状に加工されている。そして、筐体１１の開口部上に筐体カバー３３が設けられている。
図８に示す光学部材３２は、有機ＥＬ素子の発光領域２１の全体を囲むプリズム形状の例である。
光学部材３２は、有機ＥＬ素子の発光領域２１を囲むようにレンズ材が配置されている。さらに、光学部材３２は、発光領域２１の上方には、略三角形状の空間３２Ａが、発光領域２１よりも広い面積で配列されている。
また、光学部材３２からの射出光において、筐体１１の光射出面側の端部が、筐体１１の外側の開口が広くなるテーパ状に加工されている。そして、筐体１１の開口部上に筐体カバー３３が設けられている。
光学部材３２の構成によれば、レンズ材内で光反射させて光路を確保することができる。このため、発光領域２１からの光を拡散させることができ、照度分布の改善や、拡散輝度差をスムースにすることができる。
また、筐体１１の開口をテーパ状とすることにより、プリズム状の光学部材３２による射出光の光拡散の角度が有効となり、照度分布の改善に効果的となる。
従って、光学部材３２の構成に、筐体１１の構成を組み合わせることにより、より発光部の表示品質を良好にすることができる。
また、筐体１１の開口をテーパ状とすることにより、プリズム状の光学部材３２による射出光の光拡散の角度が有効となり、照度分布の改善に効果的となる。
従って、光学部材３２の構成に、筐体１１の構成を組み合わせることにより、より発光部の表示品質を良好にすることができる。
（ヘイズ率）
図９に示す光学部材３４は、ヘイズ率の高い材料を用いて、光の入射面と射出面とが、ともに平坦面である板状の部材である。この構成は、上述の第２実施形態において適用された光散乱シート等を単独で使用した場合が該当する。
ヘイズ率の高い材料を用いることにより、つまり、全透過率のうちの拡散透過率の高い材料を用いることにより、有機ＥＬ素子の発光領域２１からの光を高い割合で拡散させることができる。このため、光学部材３４により、照度分布の改善や、散輝度差をスムースにすることができる。
図９に示す光学部材３４は、ヘイズ率の高い材料を用いて、光の入射面と射出面とが、ともに平坦面である板状の部材である。この構成は、上述の第２実施形態において適用された光散乱シート等を単独で使用した場合が該当する。
ヘイズ率の高い材料を用いることにより、つまり、全透過率のうちの拡散透過率の高い材料を用いることにより、有機ＥＬ素子の発光領域２１からの光を高い割合で拡散させることができる。このため、光学部材３４により、照度分布の改善や、散輝度差をスムースにすることができる。
（凸レンズ）
図１０に示す光学部材３５は、凸レンズと、この凸レンズの光射出面の中央部に設けられた光散乱部３７とからなる。凸レンズは、光入射面の中央に凸部３６を有し、この凸部３６の周囲に平坦面を有し、光射出面に平坦面を有する。光散乱部３７は、凸レンズの表面を磨りガラス状に加工することにより形成されている。
図１０に示す光学部材３５は、凸レンズと、この凸レンズの光射出面の中央部に設けられた光散乱部３７とからなる。凸レンズは、光入射面の中央に凸部３６を有し、この凸部３６の周囲に平坦面を有し、光射出面に平坦面を有する。光散乱部３７は、凸レンズの表面を磨りガラス状に加工することにより形成されている。
光学部材３５において、凸部３６は、有機ＥＬ素子の発光領域２１と近接する面が平坦面である。また、発光領域２１と近接する面は、発光領域２１以上の面積を有している。また、光散乱部３７は、凸部３６の発光領域２１と近接する面よりも広い領域に形成されている。
発光領域２１に近接させて凸部３６の平坦面を設けることにより、この平坦面から発光領域２１の光を凸レンズ内に導入する。そして、光が集まりやすい凸レンズの光射出面の中央に設けられた光散乱部３７において光反射を行わせ、中央部の光を散乱させる。このため、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることができる。従って、光学部材３５により、発光ユニットにおける照度分布が良好となる。
（非球面レンズ）
図１１に示す光学部材３８は、光入射面の中央に凸部４１を有し、この凸部４１の中央部に凹状表面３９を有し、凸部４１の周囲と光射出面とに平坦面を有する非球面レンズである。
光学部材３８は、光入射面の中央に凹状表面３９を有することにより、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能な構成となる。さらに、光入射側に凸部４１を設け、この凸部４１内に凹状表面３９を設けることにより、凸部４１の高さの分だけ光学部材３８内の光路を長くすることができる。
光路長を増加する分だけ、光の拡散性に優れ、発光ユニットにおける照度分布の改善に有効となる。
図１１に示す光学部材３８は、光入射面の中央に凸部４１を有し、この凸部４１の中央部に凹状表面３９を有し、凸部４１の周囲と光射出面とに平坦面を有する非球面レンズである。
光学部材３８は、光入射面の中央に凹状表面３９を有することにより、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能な構成となる。さらに、光入射側に凸部４１を設け、この凸部４１内に凹状表面３９を設けることにより、凸部４１の高さの分だけ光学部材３８内の光路を長くすることができる。
光路長を増加する分だけ、光の拡散性に優れ、発光ユニットにおける照度分布の改善に有効となる。
光学部材３８において、光入射面の中央の凹状表面３９が形成されている領域内に、有機ＥＬ素子の発光領域２１が設けられていることが好ましい。凹状表面が形成されている領域内に発光領域２１が位置することで、発光領域２１からの光が、光学部材３８の凹状表面により拡散されやすくなる。このため、発光ユニットにおける照度分布が良好となる。
（シボ加工）
図１２に示す光学部材４２は、凸レンズと、この凸レンズの光射出面の中央部に設けられたシボ加工部４４とからなる。凸レンズは、光入射面の中央に凸部４３を有し、この凹状表面の周囲に平坦面を有する。光学部材４２において、凸部４３は、上述の図１０に示す凸レンズと同様の構成である。
図１２に示す光学部材４２は、凸レンズと、この凸レンズの光射出面の中央部に設けられたシボ加工部４４とからなる。凸レンズは、光入射面の中央に凸部４３を有し、この凹状表面の周囲に平坦面を有する。光学部材４２において、凸部４３は、上述の図１０に示す凸レンズと同様の構成である。
シボ加工部４４は、凸レンズの光射出面側の全面に設けられている。シボ加工部４４は、凸レンズの中央部で密度が高く、周囲に行くに従って密度が低下するように形成されている。
シボ加工部４４により、凸レンズの光射出面側に反射構造が形成されることにより、発光領域２１に近接させた凸部４３の平坦面をから導入した光を、シボ加工部４４において光反射を行わせ、光射出面側で光を散乱させることができる。
特に、シボ加工部４４の密度を凸レンズの中央部で高くすることにより、光が集まりやすい凸レンズの光射出面の中央における光散乱効果を大きくすることができる。
このため、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることができ、光学部材４２により、発光ユニットにおける照度分布が良好となる。
特に、シボ加工部４４の密度を凸レンズの中央部で高くすることにより、光が集まりやすい凸レンズの光射出面の中央における光散乱効果を大きくすることができる。
このため、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることができ、光学部材４２により、発光ユニットにおける照度分布が良好となる。
（フレネルレンズ）
図１３に示す光学部材４５は、光入射面側に凸部４６を有し、この凸部４６の周囲にレンズの曲率を有する帯状の突起を平面上に配列させたフレネルレンズ面４７を有する、フレネルレンズである。
図１３に示す光学部材４５は、光入射面側に凸部４６を有し、この凸部４６の周囲にレンズの曲率を有する帯状の突起を平面上に配列させたフレネルレンズ面４７を有する、フレネルレンズである。
光学部材４５において、凸部４６は、有機ＥＬ素子の発光領域２１と近接する面が平坦面である。また、発光領域２１と近接する面は、発光領域２１よりも小さな面積を有している。
発光領域２１の中央部分から射出される光や、凸部４６の周辺の発光領域２１から凸部４６の方向に射出される光は、凸部４６から光学部材４５に導入される。
発光領域２１の中央部分から射出される光や、凸部４６の周辺の発光領域２１から凸部４６の方向に射出される光は、凸部４６から光学部材４５に導入される。
また、凸部４６の周辺の発光領域２１から光学部材４５の外周方向に射出される光は、フレネルレンズ面４７により集光される。このため、輝度が低くなりやすい発光領域２１の周縁部分の光を、光学部材４５の射出方向に集めることができる。このため、発光部の射出方向（図面上方）だけでなく、筐体の内部側面等に照射、吸収される光を、発光部の射出方向に導出することができる。
従って、光学部材４５により、発光領域２１の中央部の光を、周囲に拡散させることができ、光学部材４５により、発光ユニットにおける照度分布が良好となる。また、フレネルレンズ面４７により、発光部から射出される光量の増加や、発光部の照度分布の改善が可能となる。
（光散乱部材）
図１４に示す光学部材は、レンズと光散乱部材とを組み合わせた例である。この光学部材は、凹レンズ２５と、この凹レンズ２５の凹部に設けられた光散乱部材４８とから構成されている。
図１４に示す光学部材は、レンズと光散乱部材とを組み合わせた例である。この光学部材は、凹レンズ２５と、この凹レンズ２５の凹部に設けられた光散乱部材４８とから構成されている。
凹レンズ２５は、上述の第１実施形態の電子機器に適用した凹レンズと同じ構成の非球面レンズである。凹レンズ２５は、光の入射面側において、中心から外周方向に、凹状の第１表面２５Ａ、凸状の第２表面２５Ｂ、及び、平坦面の第３表面２５Ｃを有する。
また、上記光学部材は、凹レンズ２５の凹状表面の第１表面２５Ａに沿って、光散乱部材４８が設けられている。
凹レンズ２５の第１表面２５Ａは、凹状表面により、輝度が高くなりやすい発光領域２１の中心部分の光を、周囲に拡散することができる。この第１表面２５Ａの光入射面に、光散乱シート４８を設けることにより、第１表面２５Ａに入射する光を散乱させることができる。そして、第１表面２５Ａに入射する光を散乱させることにより、凹状表面による光の拡散性を向上させることができる。
このように、レンズの光拡散させる部分に応じて散乱部材を配置することにより、光学部材による光の拡散性を向上させることができる。
凹レンズ２５の第１表面２５Ａは、凹状表面により、輝度が高くなりやすい発光領域２１の中心部分の光を、周囲に拡散することができる。この第１表面２５Ａの光入射面に、光散乱シート４８を設けることにより、第１表面２５Ａに入射する光を散乱させることができる。そして、第１表面２５Ａに入射する光を散乱させることにより、凹状表面による光の拡散性を向上させることができる。
このように、レンズの光拡散させる部分に応じて散乱部材を配置することにより、光学部材による光の拡散性を向上させることができる。
なお、上述の光学部材の例において、各光学部材を構成する、各種レンズや、光散乱部材等を構成する各部材は、上述の構成に限らず、それぞれの部材を組み合わせて使用してもよい。また、上述の構成に限られず、公知の光学部材を用いてもよい。
発光領域の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能な構成であれば、上述のレンズ形状による光の拡散と集光、散乱部材による光の反射や散乱、及び、プリズム等による光を分散や屈折等を、適宜組み合わせることにより任意の構成の光学部材を用いることができる。特に、上述の光学部材の各光学作用を組み合わせることにより、狙いの方向に光を広げる構成や、狙いの方向に光を集める構成とすることが好ましい。
発光領域の中央部の光を、周囲に拡散させることが可能な構成であれば、上述のレンズ形状による光の拡散と集光、散乱部材による光の反射や散乱、及び、プリズム等による光を分散や屈折等を、適宜組み合わせることにより任意の構成の光学部材を用いることができる。特に、上述の光学部材の各光学作用を組み合わせることにより、狙いの方向に光を広げる構成や、狙いの方向に光を集める構成とすることが好ましい。
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
１０ 電子機器、１１ 筐体、１１Ａ 上面、１２ 発光部、１３ 基板エリア、
１４ バッテリエリア、１５，１６ 発光ユニット、２０ 有機ＥＬ素子、２１ 発光領域、２２ ベゼル部、２３ 支持部材、２４ タッチセンサ、２５ 凹レンズ、２５Ａ 第１表面、２５Ｂ 第２表面、２５Ｃ 第３表面、２５Ｄ 第４表面、２６ 反射部材、２７ 光散乱シート、３１，３２，３４，３５，３８，４２，４５ 光学部材、３２Ａ 空間、３３ 筐体カバー、３６，４１，４３，４６ 凸部、３７ 光散乱部、３９ 凹状表面、４４ シボ加工部、４７ フレネルレンズ面、４８ 光散乱部材
１４ バッテリエリア、１５，１６ 発光ユニット、２０ 有機ＥＬ素子、２１ 発光領域、２２ ベゼル部、２３ 支持部材、２４ タッチセンサ、２５ 凹レンズ、２５Ａ 第１表面、２５Ｂ 第２表面、２５Ｃ 第３表面、２５Ｄ 第４表面、２６ 反射部材、２７ 光散乱シート、３１，３２，３４，３５，３８，４２，４５ 光学部材、３２Ａ 空間、３３ 筐体カバー、３６，４１，４３，４６ 凸部、３７ 光散乱部、３９ 凹状表面、４４ シボ加工部、４７ フレネルレンズ面、４８ 光散乱部材
Claims (3)
- 有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光の射出方向に配置され、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域の発光中心の光を拡散させ、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光領域の端部の光を集光させる形状 を有し、光の射出面が平坦面である光学部材と、を備え、
前記光学部材が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光領域よりも広い面積を有し、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記光学部材との間に間隙を有する
発光ユニット。 - 前記光学部材は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子が配置される側の面が、凹状表面と凸状表面とを組み合わせた形状を有する請求項１に記載の発光ユニット。
- 筐体と、
前記筐体内に配置された発光ユニットと、を有し、
前記発光ユニットが、有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の光の射出方向に配置され、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光領域の発光中心の光を拡散させ、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光領域の端部の光を集光させる形状を有し、光の射出面が平坦面である光学部材と、を備え、
前記光学部材が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光領域よりも広い面積を有し、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記光学部材との間に間隙を有する
電子機器。
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