JPH0973983A

JPH0973983A - Ｅｌ発光装置

Info

Publication number: JPH0973983A
Application number: JP8169944A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takahashi; 英雄高橋; Noriyoshi Kuga; 典義久我; Yasushi Naoi; 泰史直井; Iwao Hirayama; 巌平山; Koji Hirose; 孝二広瀬; Shigehiko Aoki; 繁彦青木; Koji Yoneda; 孝司米田
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】発光効率を向上し、消費電流の無駄を解消す
るとともに長寿命化を図ることができるＥＬ発光装置を
提供する。【構成】ＥＬシート１の発光面には、プリズムレンズ
シート２が接合し、このプリズムレンズシート２を通し
て発光するようになっている。プリズムレンズシート２
は、アクリル樹脂製であって、その表面に複数のプリズ
ム２ａが形成されている。各プリズム２ａは、同一断面
形状に形成されているとともに、シート平面に沿って同
方向（紙面直角方向）に真っ直ぐに延出し、ＥＬシート
１の射出光を所定の一方向（矢印Ａ方向）に指向するよ
うになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時計の文字盤や液
晶等のバックライト用として用いられるＥＬ発光装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のＥＬ発光装置では、ＥＬシート
の射出光により直接発光するか、あるいは透光性カラー
シート等をＥＬシートの発光面に接合し、当該シートを
通して間接的に発光するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造では、ＥＬシートの特性上、ＥＬシートで発光し
た光が不必要な方向にも発するため、発光効率が悪く、
ＥＬシートを必要以上の輝度で発光させる必要があっ
た。このため、消費電流に無駄が生じ、しかもＥＬシー
トの寿命を促進するという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、発光効率を向上し、消費
電流の無駄を解消するとともに長寿命化を図ることがで
きるＥＬ発光装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＥＬシ
ートの発光面がレンズシートを通して発光し、この発光
時にはレンズシートがＥＬシートの射出光を所定の方向
に指向する。

【０００６】したがって、レンズシートより、ＥＬシー
トの射出光を必要な方向に指向すれば、ＥＬシートの射
出光が不必要な方向に散乱せず、発光効率を向上でき
る。

【０００７】レンズシートとしては、シート平面に沿っ
て同方向に真っ直ぐに延出する複数のレンズ体を有する
ものを適用すれば、簡単な構成でＥＬシートの射出光を
所定の方向に指向でき、低コストである。この場合にお
いて、レンズシートをレンズ体延出方向が交差するよう
に重合した２枚のレンズシートで構成すれば、ＥＬシー
トの射出光を漏れなく所定の方向に指向でき、発光効率
をより向上できる。

【０００８】レンズシートに蛍光染料または蛍光顔料を
混入すれば、蛍光染料または蛍光顔料によって二次発光
して発光輝度が向上し、発光効率をより一層向上でき
る。

【０００９】ＥＬシートとして、複数の小面積の有機Ｅ
Ｌ素子を接合したものを用いている場合には、レンズシ
ートによって有機ＥＬ素子の接合部（非発光部）の前方
にも光を導いて接合部が目立たないようにすることがで
きる。レンズシートをＥＬシートの前面側透明フィルム
として用いることにより両シートを一体化すると、部品
数を少なくできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るＥＬ発光装置では、
ＥＬシートの発光面に当該ＥＬシートの射出光を所定の
方向に指向するレンズシートを設けたことを特徴として
いる。レンズシートは、シート平面に沿って同方向に真
っ直ぐに延出する複数のレンズ体を有するものであるこ
とが望ましく、この場合にはレンズ体延出方向が交差す
るように重合した２枚のレンズシートで構成することが
より望ましい。また、レンズシートには、蛍光染料また
は蛍光顔料を混入することが望ましい。

【００１１】ＥＬシートが複数の小面積の有機ＥＬ素子
を接合したものである場合には、特に効果的である。レ
ンズシートに直接透明電極を形成し、レンズシートをＥ
Ｌシートの前面側透明フィルムとして用いることにより
両シートを一体化することも可能である。

【００１２】

【実施例】本発明が適用されたＥＬ発光装置を図面に基
づいて説明する。このＥＬ発光装置では、図１に示され
るようにＥＬシート１が設けられている。ＥＬシート１
としては、図２に詳細に示されるように透明フィルム１
ａの裏面に真空蒸着された酸化インジウム・スズ（ＩＴ
Ｏ）等よりなる透明電極１ｂを有し、この透明電極１ｂ
上に発光層１ｃ、絶縁層１ｄ、背面電極１ｅをスクリー
ン印刷法などによって順次印刷形成したものが用いら
れ、透明電極１ｂと背面電極１ｅとの間に交流電場を印
加すると、発光層１ｃが発光するようになっている。発
光層１ｃは、硫化亜鉛に銅をドープしてなる発光体とフ
ッ素樹脂バインダーとを混合・攪拌したインクを用いて
印刷形成したものである。絶縁層１ｄは高誘電体である
チタン酸バリウムとフッ素樹脂バインダーとを混合・攪
拌したインクを用いて印刷形成したものである。背面電
極１ｅは、カーボンペーストを用いて印刷形成したもの
である。

【００１３】ＥＬシート１の発光面、すなわち透明フィ
ルム１ａの表面には、レンズシートの１例であるプリズ
ムレンズシート２が接合し、このプリズムレンズシート
２を通して発光するようになっている。

【００１４】プリズムレンズシート２は、無色透明のア
クリル樹脂製であって、その表面にはレンズ体としての
複数の三角柱状のプリズム２ａが形成されている。各プ
リズム２ａは、図２に詳細に示されるように同一断面形
状に形成されているとともに、シート平面に沿って同方
向（紙面直角方向）に真っ直ぐに延出し、ＥＬシート１
の射出光を所定の一方向（矢印Ａ方向）に指向するよう
になっている。すなわち、プリズムレンズシート２がＥ
Ｌシート１の射出光を矢印Ａ方向に指向し、この方向と
反対の方向からＥＬシート１の発光を視認できるように
なっている。なお、プリズムレンズシート２は、アクリ
ル樹脂製に限らず、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレ
ン樹脂等の他の透光性樹脂で形成してもよく、また無色
透明に限らず、着色剤等を添加して有色透明とするよう
にしてもよい。

【００１５】上記構成によれば、ＥＬシート１の発光面
がプリズムレンズシート２を通して発光し、この発光時
にはプリズムレンズシート２がＥＬシート１の射出光を
所定の一方向（矢印Ａ方向）に指向し、この方向と反対
の方向からＥＬシート１の発光を視認できる。なお、プ
リズム２ａの形状を変えれば、ＥＬシート１の射出光を
任意の方向に指向させることができ、プリズム２ａの形
状変更によりＥＬシート１の発光を任意の方向から視認
できる。例えば、プリズム２ａの形状を図３に示される
ようにすれば、ＥＬシート１の射出光を矢印Ｂ方向に指
向させることができ、この方向と反対の方向からＥＬシ
ート１の発光を視認できる。

【００１６】したがって、プリズムレンズシート２よ
り、ＥＬシート１の射出光を観察者にとって必要な方向
に指向すれば、ＥＬシート１の射出光が不必要な方向に
散乱せず、発光効率を向上できる。これにより、ＥＬシ
ート１を必要以上の輝度で発光させる必要がなくなり、
消費電流の無駄を解消するとともに長寿命化を図ること
ができる。

【００１７】また、プリズムレンズシート２として、シ
ート平面に沿って同方向に真っ直ぐに延出する複数のプ
リズム２ａを有するものを適用したので、簡単な構成で
ＥＬシート１の射出光を所定の方向に指向でき、低コス
トである。

【００１８】なお、プリズムレンズシートは、図４に示
されるようにプリズム延出方向が直交するように重合し
た２枚のプリズムレンズシート２で構成するようにして
もよく、この場合にはＥＬシート１の射出光を漏れなく
所定の方向に指向でき、発光効率をより向上できる。す
なわち、図２に示されるようにＥＬシート１の発光面に
１枚のプリズムレンズシート２を接合したものでは、プ
リズム２ａの構造上、ＥＬシート１の射出光の一部がプ
リズム２ａ間を通して図２の紙面直角方向に漏れること
となるが、図４に示されるようにプリズム延出方向が直
交するように重合した２枚のプリズムレンズシート２で
構成した場合には、２枚のプリズムレンズシート２によ
ってＥＬシート１の射出光を紙面直角方向に漏れること
なく所定の方向に指向でき、ＥＬシート１の射出光の漏
れがなくなる分だけ発光効率をより向上できる。２枚の
プリズムレンズシート２は、プリズム延出方向が直交す
るように重合する場合に限らず、プリズム延出方向が斜
めに交差するように重合するようにしてもよく、この場
合にも同様の効果が得られる。

【００１９】また、プリズムレンズシート２には、蛍光
染料または蛍光顔料を混入するようにしてもよく、この
場合には蛍光染料または蛍光顔料の二次発光によって発
光輝度が向上し、発光効率をより一層向上できる。この
場合、蛍光染料または蛍光顔料としては、種々の色彩の
ものが適用可能であるが、発光輝度向上効果が高い色と
してイエロー、グリーン、オレンジ系の色彩のものを適
用することが好ましく、特に発光輝度向上効果が最も高
いイエロー系のレモンイエローのものを適用することが
より好ましい。

【００２０】次に、特性実験例について説明する。Ａ：ＥＬシート単体、Ｂ：１枚の透明なプリズムレンズシートをＥＬシートの
発光面に接合したもの（図２参照）、Ｃ：イエロー系の蛍光染料または蛍光顔料を混入した１
枚のプリズムレンズシートをＥＬシートの発光面に接合
したもの（図２参照）、Ｄ：２枚のプリズムレンズシートをプリズム延出方向が
直交するように積層してこれをＥＬシートの発光面に接
合したもの（図３参照）、Ｅ：イエロー系の蛍光染料または蛍光顔料を混入した２
枚のプリズムレンズシートをプリズム延出方向が直交す
るように重合してこれをＥＬシート１の発光面に接合し
たもの（図３参照）について、電圧４０Ｖおよび周波数３０００Ｈｚの下で
の発光輝度、電圧４０Ｖの下で発光輝度が３０ｃｄ／ｍ
² となる周波数、初期発光輝度３０ｃｄ／ｍ² としたと
きの発光輝度半減時間、初期発光輝度３０ｃｄ／ｍ² と
したときの消費電流を測定した。

【００２１】この結果、下記表１に示されるように、
Ｂ：１枚の透明なプリズムレンズシートをＥＬシートの
発光面に接合したもの、Ｃ：イエロー系の蛍光染料また
は蛍光顔料を混入した１枚のプリズムレンズシートをＥ
Ｌシートの発光面に接合したもの、Ｄ：２枚のプリズム
レンズシートをプリズム延出方向が直交するように重合
してこれをＥＬシートの発光面に接合したもの、Ｅ：イ
エロー系の蛍光染料または蛍光顔料を混入した２枚のプ
リズムレンズシートをプリズム延出方向が直交するよう
に重合してこれをＥＬシート１の発光面に接合したも
の、すなわち本発明に係るものでは、Ａ：ＥＬシート単
体のものと比較し、初期発光輝度３０ｃｄ／ｍ² とした
ときの消費電流が低減し、また初期発光輝度３０ｃｄ／
ｍ² としたときの発光輝度半減時間が長くなった。

【００２２】

【表１】

【００２３】上記実施例では、レンズシートとして、プ
リズムレンズシートを適用したが、ＥＬシートの射出光
を所定の方向に指向できるものであればよく、いわゆる
レンチキュラーレンズシートやマイクロレンズシート等
であっても、勿論適用可能である。

【００２４】次に本発明の他の実施例について説明す
る。前記実施例ではＥＬシートとして無機ＥＬ素子を採
用したが、他の実施例として、無機ＥＬ素子よりも高輝
度発光が可能で直流駆動される有機ＥＬ素子を採用した
例を以下に示す。

【００２５】有機ＥＬ素子の基本構成は、透明電極であ
る陽極と背面電極である陰極との間に有機物層を有して
おり、直流電流が供給されて有機物層において正孔と電
子とが結合する際に発光するものである。有機物層は、
単層のものの他に、電子輸送層または正孔輸送層等を含
む２層または３層構造のものもある。但しこの有機ＥＬ
素子は、数百オングストロームの有機薄膜層を均一に欠
陥なく形成しないと発光むらが生じたり発光不能となる
ものであり、この層厚で大面積に形成することは困難で
ある。

【００２６】そこでこの実施例では、図５に示すよう
に、大面積液晶パネル４のバックライトなどとしても用
いることができるように、小面積で精度よく形成した複
数の有機ＥＬ素子３を接合してＥＬシートを構成してい
る。また、レンズシートに直接透明電極を形成して、こ
れを有機ＥＬ素子３の透明フィルムとして用いている。
具体的には、図６に示すように、レンズ体として作用す
る微細な凹凸部３ｅが形成されたレンズシート（透明フ
ィルム）３ａの凹凸部３ｅ形成面と反対側の面に、ＩＴ
Ｏからなる透明電極３ｂが形成され、この透明電極３ｂ
上にトリス（８−ヒドリキシキノリナート）アルミニウ
ム（Ａｌｑ₃）などからなる有機物層（発光層）３ｃ、
Ｍｇ−Ａｇ合金などからなる陰極３ｄが形成されてお
り、レンズシートとＥＬシートとが一体化されている。

【００２７】この実施例では、有機ＥＬ素子３を採用し
ているため高輝度発光（例えば１３〜１５Ｖの動作電圧
で１７０００ｃｄ／ｍ²程度）が得られ、しかも射出光
を必要な方向のみに指向させ効率を高めることができ
る。また、小面積の有機ＥＬ素子を複数組み合わせるこ
とにより製造上の困難性をなくし、容易に精度のよい大
面積発光素子が得られる。さらに、凹凸部３ｅによって
光の指向性を調節して、有機ＥＬ素子の接合部にも光を
導いて継ぎ目（非発光部）３ｆ（図５参照）を目立たな
くすることもできる。

【００２８】なお、前実施例のように無機ＥＬ素子を用
いる場合でも、複数の素子を組み合わせる場合には、光
の指向性の調節して接合部を目立たなくすることは有効
である。また、無機ＥＬ素子においてレンズシートをＥ
Ｌシートの透明フィルムとして用い両者を一体化するこ
とも可能であるし、有機ＥＬ素子において、透明フィル
ムとレンズシートとを別体とすることも可能である。複
数のＥＬ素子を接合する場合には、透明電極または背面
電極を共通の大面積のものとすることもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るＥＬ発
光装置では、ＥＬシートの発光面に当該ＥＬシートの射
出光を所定の方向に指向するレンズシートを設けたの
で、レンズシートよりＥＬシートの射出光を必要な方向
に指向させて発光効率を向上でき、これにより消費電流
の無駄を解消するとともに長寿命化を図ることができ
る。

【００３０】また、レンズシートとしては、シート平面
に沿って同方向に真っ直ぐに延出する複数のレンズ体を
有するものを適用すれば、簡単な構成でＥＬシートの射
出光を所定の方向に指向でき、低コストである。この場
合において、レンズシートをレンズ体延出方向が交差す
るように重合した２枚のレンズシートで構成すれば、Ｅ
Ｌシートの射出光を漏れなく所定の方向に指向でき、発
光効率をより向上できる。

【００３１】また、レンズシートに蛍光染料または蛍光
顔料を混入すれば、蛍光染料または蛍光顔料の二次発光
によって発光輝度が向上し、発光効率をより一層向上で
きる。

【００３２】小面積のＥＬ素子を複数組み合わせる際
に、レンズシートによって光の指向性を調節して、ＥＬ
素子の接合部（非発光部）を目立たなくすることもでき
る。

【００３３】レンズシートに直接透明電極を形成し、そ
れをＥＬシートの前面側透明フィルムとして用いると、
両シートが一体化されて、部品点数が減少し、製造工程
も簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたＥＬ発光装置の断面図であ
る。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】プリズムレンズシートの変形例を図２に対応し
て示した断面図である。

【図４】他の実施例を図２に対応して示した断面図であ
る。

【図５】さらに他の実施例の断面図である。

【図６】図５に示す実施例の拡大断面図である。

【符号の説明】

１ＥＬシート２プリズムレンズシート（レンズシート）２ａプリズム（レンズ体）３ＥＬシート（有機ＥＬ素子）３ａ透明フィルム（レンズシート）３ｅ凹凸部（レンズ体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平山巌東京都墨田区太平四丁目３番９号セイコープレシジョン株式会社内 (72)発明者広瀬孝二東京都墨田区太平四丁目３番９号セイコープレシジョン株式会社内 (72)発明者青木繁彦東京都墨田区太平四丁目３番９号セイコープレシジョン株式会社内 (72)発明者米田孝司東京都墨田区太平四丁目３番９号セイコープレシジョン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＥＬシートの発光面に当該ＥＬシートの
射出光を所定の方向に指向するレンズシートが設けられ
ていることを特徴とするＥＬ発光装置。
【請求項２】請求項１において、上記レンズシート
は、シート平面に沿って同方向に真っ直ぐに延出する複
数のレンズ体を有するものであることを特徴とするＥＬ
発光装置。
【請求項３】請求項２において、上記レンズシート
は、レンズ体延出方向が交差するように重合した２枚の
レンズシートで構成されていることを特徴とするＥＬ発
光装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、上
記レンズシートには、蛍光染料または蛍光顔料が混入さ
れていることを特徴とするＥＬ発光装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、上
記ＥＬシートは小面積の複数の有機ＥＬ素子を接合した
ものであることを特徴とするＥＬ発光装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかにおいて、上
記レンズシートに直接透明電極が形成してあり、上記レ
ンズシートが上記ＥＬシートの前面側透明フィルムを兼
ねることにより上記両シートが一体化されていることを
特徴とするＥＬ発光装置。