有機エレクトロルミネセンス素子
【課題】 照明光を発するとともに、外部から入射した光を拡散反射できる有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】 基板２０上に、反射基板１１を積層する。反射基板１１の上面を、凹凸面１１Ａとして形成する。凹凸面１１Ａは、上方からの光を拡散反射することができる。凹凸面１１Ａ上には、導電性高分子材料で形成される平滑層１２、有機ＥＬ発光層１３、電極層１４を順に積層する。反射基板１１および電極層１４の間に電流が流れると、有機ＥＬ発光層１３は照明光を発する。
【解決手段】 基板２０上に、反射基板１１を積層する。反射基板１１の上面を、凹凸面１１Ａとして形成する。凹凸面１１Ａは、上方からの光を拡散反射することができる。凹凸面１１Ａ上には、導電性高分子材料で形成される平滑層１２、有機ＥＬ発光層１３、電極層１４を順に積層する。反射基板１１および電極層１４の間に電流が流れると、有機ＥＬ発光層１３は照明光を発する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子（以下有機ＥＬ素子という）に関し、特に安全照明装置に適用するのに適した有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自転車等の車両においては、その後方に安全照明装置として尾灯が設けられることが知られている（例えば特許文献１）。このような安全照明装置は、例えば他の歩行者や自動車等に自己の存在を知らしめることができるので、夜間走行時の安全性を確保することができる。
【０００３】
また従来、泥避けカバー、ペダルの背面、自転車サドルの背面等に、反射テープが取り付けられることが知られている（例えば特許文献２）。反射テープは、その裏面が凹凸面として形成されており、光が照射されると、その照射光を拡散反射させる。拡散反射された光は、光が照射された方向にも戻るので、反射テープはどのような方向から光が入射されても、その入射された方向に光を反射させることができる。したがって、例えば自動車から反射テープに向けてライト光が照射されると、その照射方向によらず自動車のライト光は照射側に戻っていき、自動車の運転手に自転車の存在を知らしめることができる。
【特許文献１】特開平８−８０８８３号公報
【特許文献２】実開平６−３７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、自転車の尾灯ランプの電源は、太陽電池や発電機等によって供給されており、その光量を大きくするのには限界がある。したがって、尾灯を用いて広い範囲に亘って自転車の存在を知らしめることは困難であり、例えば自動車に対して、その存在を注意喚起することは困難である。
【０００５】
一方、特許文献２の反射テープは、ライトを照射する自動車等に対して注意を喚起するには有効であるが、例えばライトを持たない歩行者に対しては、自己の存在を知らしめることができないので、走行の安全性を確保するのに十分とは言えない。
【０００６】
本願発明は、これら問題点に鑑みて成されたものであり、自転車の走行の安全を確保するために好適な安全照明装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、外部からの光を拡散反射する凹凸面が形成された反射材と、凹凸面上に密接して積層され、凹凸面を平滑にする平滑層と、平滑層上に積層され、外部に向け光を発する有機ＥＬ発光層とを備える。このような構成によれば、有機ＥＬ素子は、外部に向けて自ら光を発するとともに、外部から入射された光を拡散反射することができるので、例えば安全照明装置として利用することができる。
【０００８】
本発明においては、反射材は、有機ＥＬ発光層に電源を供給する第１電極であって、有機ＥＬ発光層上にはさらに有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第２電極が積層されても良い。このような構成によれば、反射材を電極として用いることができるので、少ない部品点数で外部からの光を拡散反射することができる有機ＥＬ素子を提供することができる。この場合、平滑層は、有機ＥＬ発光層に電流を流すことができるように、導電性を有することが好ましい。また、有機ＥＬ発光層は、平滑層に隣接して積層されることが好ましい。また、平滑層は、導電性高分子有機材料を含むことが好ましい。
【０００９】
本発明においては、反射材は、第１電極として必ずしも利用される必要はなく、平滑層と有機ＥＬ発光層の間に第１電極が設けられても良い。この場合においても、有機ＥＬ発光層上にはさらに有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第２電極が積層されることが好ましい。この場合、平滑層は絶縁性を有することが好ましく、これにより反射材と第１電極は絶縁されるので、反射材に余計な電流が流されることはない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子は、外部に向けて自ら光を発するとともに、外部から入射された光を拡散反射することができるので、例えば安全照明装置として利用することができる。また、平滑層を反射材上に隣接して積層させることにより、有機ＥＬ発光層と反射材を一体的に成形することができるので、より簡易な構成で、外部から入射された光を拡散反射する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の模式的な断面図を示す。図２は、反射基板の凹凸面を上方から見たときの平面図である。有機ＥＬ素子１０は、基板２０、反射基板（反射材）１１、平滑層１２、有機ＥＬ発光層１３、および電極層１４が順に密接して積層されて構成される。反射基板１１と電極層１４には、反射基板１１が陰極に、電極層１４が陽極となるように電源１７が接続される。ただし、電源１７は反射基板１１が陽極となり、電極層１４が陰極となるように接続されても良い。
【００１２】
基板２０は、例えばガラス、樹脂等によって形成される。基板２０の上には、反射基板１１が貼り付けられる。反射基板１１の上面は凹凸面１１Ａであって、凹凸面１１Ａは外部（図１においては上方）から入射された光を拡散して反射することができる。凹凸面１１Ａは図２に示すように、ピラミット形状の正四角錐１１Ｂが図２中の上下左右に接するように配列されて形成される。ただし、凹凸面１１Ａの形状は、図２に示す形状に限定されず、三角錐、円錐等が配列されて形成されても良い。また、凹凸面１１Ａは、その面に凹凸が形成され、入射された光を拡散反射するものであれば、他のいかなる態様も採ることができる。反射基板１１は、導電性を有する例えばチタン、ニッケル、白金、銅、亜鉛、金、銀、水銀、アルミニウム等の金属単体、これら金属２種以上の合金、またはこられ金属を含む合金等によって形成されるが、反射率の高いアルミニウムを含む合金、またはアルミニウム単体で形成されることが好ましい。
【００１３】
平滑層１２は、反射基板１１の凹凸面１１Ａ上に密接して積層され、凹凸面１１Ａを平滑する役割を果たす。すなわち、平滑層１２の下面１２Ａは、凹凸面１１Ａの凹凸に応じて、凹凸面に形成されるとともに、上面１２Ｂは略平面に形成される。上面１２Ｂは、略平面に形成されるので、上面１２Ｂ上に積層される有機ＥＬ発光層１３等は、その層厚を均一に形成することができる。
【００１４】
平滑層１２は、導電性を有する層であって例えば導電性高分子層である。導電性高分子層は、導電性高分子有機材料を主成分として構成され、必要に応じて後述のドーパント等の添加剤が添加されている。導電性高分子有機材料としては、その種類が限定されるわけではないが、例えば共役系高分子であって、例えばポリアセチレン（アセチレンを重合して得られるアセチレン重合体）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリアニリン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアルミノフタロシアニンフルオライド等、若しくはこれらの誘導体、またはこれらの２種以上の混合物等が使用される。導電性高分子層は、ドーパントが必要に応じてドーピングされる。ドーパントとしては、例えば電子受容性物質や電子供与性物質が用いられる。電子受容性物質としては、ヨウ素等のハロゲン、AsF5等の含ハロゲン化合物、ClO4-等の含ハロゲン化合物イオンが用いられる。電子供与性物質としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属等が用いられる。ドーパントは特に限定されるわけではないが、導電性高分子有機材料に対して、例えば0.01mol%〜0.25 mol%ドープされる。このような構成により、導電性高分子層は例えば電気伝導度が１Ω-1・ｃｍ-1以上に設定されるが、電気伝導度はより高く設定されたほうが良い。なお、平滑層１２は透明性を有しており、入射された光を透過させることができる。また平滑層１２は、導電性を有する層であれば特に限定されず、ITO（Indium Tin Oxide）、IZO（Indium Zinc Oxide）などの一般に知られた透明導電膜で形成することも可能である。
【００１５】
平滑層１２は公知の方法により形成される。例えば導電性高分子有機材料およびドーパント等の添加剤が、水あるいは有機溶剤中に溶解、分散され、公知の方法で反射基板１１の凹凸面１１Ａ上に塗布された後、揮発分が除去されて、平滑層１２が形成される。さらに、例えばドーパント等を含有するモノマーが凹凸面１１Ａ上に塗布された後、凹凸面１１Ａ上でモノマーが重合されて導電性高分子層が形成されても良い。また、例えば、スクリーン印刷やインクジェット印刷などの印刷法により形成されても良い。
【００１６】
有機ＥＬ発光層１３は、平滑層１２の上に密接して積層される。有機ＥＬ発光層１３は例えば特開平７−１４２１６９号公報に記載されるように、陰極側から例えば、緑色発光層、赤色発光層、青色発光層、正孔輸送層の順で積層されて構成される。有機ＥＬ素子１３は、好ましくは白色光を発するように構成されるが、可視光であれば他の色の光を発するように構成されても良い。
【００１７】
緑色発光層は、上述の緑色発光材料に緑色ドーパント色素がドープされて形成される。ただし、緑色ドーパント色素はドープされていなくても良い。緑色発光材料は、例えばAlq3（トリキノリノレートアルミニウム）等のアルキレート化合物である。緑色ドーパント色素は、例えばC545T（１０−（１，３−ベンゾチアゾール−２−イル）−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−ピラノ［２，３−ｆ］ピリド［３，２，１−ｉｊ］キノリン−１１−オン）、クマリン６（coumarin 6）等である。
【００１８】
赤色発光層は、例えば特開平７−１４２１６９号公報に記載されるように、例えば上述の緑色発光材料に赤色ドーパント色素がドープされて形成される。赤色ドーパント色素は、特に限定されるわけではないが、DCM2（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（２−（２，３，６，７−テトラ−ヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ）［ｉｊ］キノリジン−８−イル）−４Ｈ−ピラン）、DCJTB（４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン）、ローダミン６Ｇ（rhodamine 6G）、DCM（４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）等が使用される。ただし、赤色発光層は、上述の青色発光材料に赤色ドーパント色素がドープされて形成されても良い。また、赤色発光層には、赤色ドーパント色素に加えてさらにルブレン（Rubrene）等の黄色ドーパント色素がドープされていても良い。
【００１９】
青色発光層は、青色発光材料に青色ドーパント色素がドープされて形成される。青色発光材料は、特に限定されるわけではないが、アントラセン誘導体、スチリル誘導体等であって、例えばDPVBi（１，４−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル）、ADS082（４，４−ビス（ジフェニルビニレン）−ビフェニル）、β-ADN（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）、TBADN（２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）等が使用される。青色ドーパント色素は、特に限定されるわけではないが、ペリレン（perylene）や、テトラ（ｔ−ブチル）ペリレン等のペリレン誘導体が使用される。なお、青色発光層は、ドーパント色素がドープされていなくても良い。
【００２０】
正孔輸送層は、正孔輸送材料を材料として形成され、正孔輸送材料には、特に限定されるわけではないが、NPB（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）―Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）等が使用される。
【００２１】
ただし、有機ＥＬ発光層１３においては必要に応じて、緑色発光層の陰極側にさらに電子輸送層が積層されても良い。同様に、正孔輸送層の陽極側に正孔注入層が積層されていても良い。また、赤色発光層および緑色発光層の積層される順は、陽極側から順に緑色発光層、赤色発光層の順でも良い。さらに、有機ＥＬ発光層１３は、上述の構成に限定されず、公知の他の構成も適用することができる。また、有機ＥＬ発光層１３を構成する材料は、上述した低分子材料に限定されず、高分子材料でも良い。
【００２２】
有機ＥＬ発光層１３の上には、電極層１４が密接して積層される。電極層１４は、透明電極であって、例えばITO（Indium Tin Oxide）、ATO(Antimony Doped Tindioxide)、ZnO（Zinc Oxide）、IZO（Indium Zinc Oxide)で形成される。有機ＥＬ発光層１３および電極層１４の各層は、例えば真空蒸着法により形成される。真空蒸着法としては、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）、または物理蒸着（ＰＶＤ）等が用いられる。
【００２３】
電極層１４の上方には、透明性を有する封止カバー（不図示）が設けられる。封止カバーは、基板２０に接着剤等により接合され、反射基板（反射材）１１、平滑層１２、有機ＥＬ発光層１３、および電極層１４を封止する。
【００２４】
電源１７から電流が流されると、電極層（陽極）１４から正孔が有機ＥＬ発光層１３に注入される。また、反射基板（陰極）１１から、平滑層１２を介して電子が有機ＥＬ発光層１３に注入される。有機ＥＬ発光層１３に注入された正孔及び電子は、有機ＥＬ発光層１３で再結合され、これにより有機ＥＬ発光層１３から白色光が発せられる。発せられた白色光は、電極層１４および封止カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に発せられる。
【００２５】
また、有機ＥＬ素子１０は、外部（図１中上方側）から光が入射されると、封止カバー、電極層１４、有機ＥＬ層１３、平滑層１２を透過して、反射板１１の凹凸面１１Ａに入射される。凹凸面１１Ａに入射された光は拡散反射され、拡散反射された光は、平滑層１２、有機ＥＬ層１３、電極層１４、透明カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に射出される。
【００２６】
上述した有機ＥＬ素子１０を安全照明装置として用いた例を図３に示す。本実施形態においては、有機ＥＬ素子（安全照明装置）１０は、自転車サドル３１の背面に設けられる。具体的には、有機ＥＬ素子１０は、例えば基板２０の下面（図１における下側）に接着剤が塗布され、接着剤が塗布された下面が、自転車サドル３１の背面３１Ｂに貼り付けられている。なお、背面３１Ｂは平面でも曲面でも良いが、曲面の場合、有機ＥＬ素子１０の基板２０には、屈曲性を有する樹脂シートが使用される。
【００２７】
本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、その照明光により、歩行者等に向けて自転車の存在を知らしめることができる。また有機ＥＬ素子１０は、入射した光を反射することができるので、他の車両等のランプにより照射されると、その照射光を反射し、自転車の存在を知らしめることができる。このとき、有機ＥＬ素子１０は入射した光を拡散反射するので、例えば、他の車両等のランプが自転車の背面を斜め方向から照射するような場合でも、有機ＥＬ素子１０は、その車両の存在する方向にその照射光を反射することができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、有機ＥＬ素子１０は、自転車サドル３１の背面３１Ｂに取り付けられたが、取り付けられる場所は特に限定されず、例えば自転車の後輪の泥よけ、後輪の上方の荷台、ペダル等に取り付けられても良い。また有機ＥＬ素子１０は、オートバイや自動車等の他の車両に取り付けられても良いし、ランドセルや服などの車両以外のものに取り付けられても良い。なお、有機ＥＬ素子（安全照明装置）１０の電源１７（図１参照）には、例えば電池や太陽電池等が使用される。その他、例えば本実施形態の有機ＥＬ素子を自転車に適用する場合には、前照灯用の発電機を有機ＥＬ素子の電源として兼ねること等が考えられる。
【００２９】
さらに本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、基板２０の下面に接着剤が塗布された後保護シートが貼り付けられて、任意な場所に貼り付け可能な安全照明装置として利用されても良い。このような構成によれば、使用者は使用したいときに、保護シートを剥がし、下面に塗布された接着剤により、安全照明装置を任意の場所に取り付けることができる。
【００３０】
図４に第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０を示す。第２の実施形態においては、平滑層１２と有機ＥＬ発光層１３の間に、電極層が設けられる点において、第１の実施形態と相違する。この構成により、第２の実施形態においては、反射基板１１が電極として利用されないので、平滑層１２は電流が導通される必要がなく、絶縁層で形成される。以下、第２の実施形態について第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３１】
第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０は、基板２０、反射基板（反射材）１１、平滑層１２、第１電極層１４Ａ、有機ＥＬ発光層１３、および第２電極層１４Ｂが順に密接して積層されて構成される。第１電極層１４Ａと第２電極層１４Ｂには、第１電極層１４Ａが陰極に、第２電極層１４Ｂが陽極となるように電源１７が接続される。ただし、第２電極層１４Ｂが陽極となり、第１電極層１４Ａが陰極となるように接続されても良い。
【００３２】
基板２０および反射基板１１は、第１の実施形態と同一の構成であるので、その説明は省略する。平滑層１２は、反射基板１１の凹凸面１１Ａ上に密接積層され、凹凸面１１Ａを平滑する役割を果たす。すなわち、平滑層１２の下面１２Ａは凹凸面１１Ａの凹凸に対応して凹凸面に形成されるとともに、上面１２Ｂは略平面に形成される。平滑層１２は絶縁層であって、高分子材料を主成分として構成され、必要に応じて添加剤が添加される。高分子材料としては、その種類が限定されるわけではないが、例えばシリコーン、エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、またはこれらの２種以上の混合物等が使用される。このような構成により、平滑層１２の電気伝導度は例えば１×１０-10Ω-1・ｃｍ-1以下に設定されるが、第１電極１４Ａに流された電流が反射基板１１に実質的に導通しない範囲であれば、例えば帯電性を防止するため、電気伝導度は１×１０-10Ω-1・ｃｍ-1以上に設定されても良い。平滑層１２は、第１の実施形態と同様の方法により製造される。なお、平滑層１２は透明性を有しており、外部（図１においては上方）から入射された光を透過させることができる。
【００３３】
有機ＥＬ発光層１３を挟持する第１及び第２電極層１４Ａ、１４Ｂは、それぞれ透明電極であって、例えばITO（Indium Tin Oxide）、ATO(Antimony Doped Tindioxide)、ZnO（Zinc Oxide）、IZO（Indium Zinc Oxide)で形成される。第２の実施形態の有機ＥＬ発光層１３は、第１の実施形態と同様の構成であるので、その記載は省略する。第２電極層１４Ｂ上には、第１の実施形態と同様に封止カバー（不図示）が設けられる。
【００３４】
電源１７から電流が流されると、第２電極層（陽極）１４Ｂから正孔が、第１電極層１４Ａから電子が有機ＥＬ発光層１３に注入される。有機ＥＬ発光層１３に注入された正孔及び電子は、有機ＥＬ発光層１３で再結合され、これにより有機ＥＬ発光層１３から白色光が発せられる。発せられた白色光は、第２電極層１４Ｂおよび封止カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に発せられる。
【００３５】
また、有機ＥＬ素子１０は、外部（図１中上方側）から光が入射されると、封止カバー、第２電極層１４Ｂ、有機ＥＬ発光層１３、第１電極層１４Ａ、平滑層１２を透過して、反射板１１の凹凸面１１Ａに入射される。凹凸面１１Ａに入射された光は拡散反射され、拡散反射された光は、平滑層１２、第１電極層１４Ａ、有機ＥＬ発光層１３、第２電極層１４Ｂ、封止カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に射出される。
【００３６】
以上の第２の実施形態の構成によれば、有機ＥＬ素子１０は、外部に向けて自ら発光するとともに、外部から入射された光を拡散反射することができるので、第１の実施形態と同様に例えば安全照明装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態の有機ＥＬ素子について概略的に示した断面図である。
【図２】反射基板の凹凸面を示した平面図である。
【図３】有機ＥＬ素子を安全照明装置として用いた例を示す斜視図である。
【図４】第２の実施形態の有機ＥＬ素子について概略的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 反射基板（反射材）
１１Ａ 凹凸面
１２ 平滑層
１３ 有機ＥＬ発光層
１４ 電極層
１４Ａ 第１電極層
１４Ｂ 第２電極層
２０ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子（以下有機ＥＬ素子という）に関し、特に安全照明装置に適用するのに適した有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自転車等の車両においては、その後方に安全照明装置として尾灯が設けられることが知られている（例えば特許文献１）。このような安全照明装置は、例えば他の歩行者や自動車等に自己の存在を知らしめることができるので、夜間走行時の安全性を確保することができる。
【０００３】
また従来、泥避けカバー、ペダルの背面、自転車サドルの背面等に、反射テープが取り付けられることが知られている（例えば特許文献２）。反射テープは、その裏面が凹凸面として形成されており、光が照射されると、その照射光を拡散反射させる。拡散反射された光は、光が照射された方向にも戻るので、反射テープはどのような方向から光が入射されても、その入射された方向に光を反射させることができる。したがって、例えば自動車から反射テープに向けてライト光が照射されると、その照射方向によらず自動車のライト光は照射側に戻っていき、自動車の運転手に自転車の存在を知らしめることができる。
【特許文献１】特開平８−８０８８３号公報
【特許文献２】実開平６−３７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、自転車の尾灯ランプの電源は、太陽電池や発電機等によって供給されており、その光量を大きくするのには限界がある。したがって、尾灯を用いて広い範囲に亘って自転車の存在を知らしめることは困難であり、例えば自動車に対して、その存在を注意喚起することは困難である。
【０００５】
一方、特許文献２の反射テープは、ライトを照射する自動車等に対して注意を喚起するには有効であるが、例えばライトを持たない歩行者に対しては、自己の存在を知らしめることができないので、走行の安全性を確保するのに十分とは言えない。
【０００６】
本願発明は、これら問題点に鑑みて成されたものであり、自転車の走行の安全を確保するために好適な安全照明装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、外部からの光を拡散反射する凹凸面が形成された反射材と、凹凸面上に密接して積層され、凹凸面を平滑にする平滑層と、平滑層上に積層され、外部に向け光を発する有機ＥＬ発光層とを備える。このような構成によれば、有機ＥＬ素子は、外部に向けて自ら光を発するとともに、外部から入射された光を拡散反射することができるので、例えば安全照明装置として利用することができる。
【０００８】
本発明においては、反射材は、有機ＥＬ発光層に電源を供給する第１電極であって、有機ＥＬ発光層上にはさらに有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第２電極が積層されても良い。このような構成によれば、反射材を電極として用いることができるので、少ない部品点数で外部からの光を拡散反射することができる有機ＥＬ素子を提供することができる。この場合、平滑層は、有機ＥＬ発光層に電流を流すことができるように、導電性を有することが好ましい。また、有機ＥＬ発光層は、平滑層に隣接して積層されることが好ましい。また、平滑層は、導電性高分子有機材料を含むことが好ましい。
【０００９】
本発明においては、反射材は、第１電極として必ずしも利用される必要はなく、平滑層と有機ＥＬ発光層の間に第１電極が設けられても良い。この場合においても、有機ＥＬ発光層上にはさらに有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第２電極が積層されることが好ましい。この場合、平滑層は絶縁性を有することが好ましく、これにより反射材と第１電極は絶縁されるので、反射材に余計な電流が流されることはない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子は、外部に向けて自ら光を発するとともに、外部から入射された光を拡散反射することができるので、例えば安全照明装置として利用することができる。また、平滑層を反射材上に隣接して積層させることにより、有機ＥＬ発光層と反射材を一体的に成形することができるので、より簡易な構成で、外部から入射された光を拡散反射する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る有機ＥＬ素子の模式的な断面図を示す。図２は、反射基板の凹凸面を上方から見たときの平面図である。有機ＥＬ素子１０は、基板２０、反射基板（反射材）１１、平滑層１２、有機ＥＬ発光層１３、および電極層１４が順に密接して積層されて構成される。反射基板１１と電極層１４には、反射基板１１が陰極に、電極層１４が陽極となるように電源１７が接続される。ただし、電源１７は反射基板１１が陽極となり、電極層１４が陰極となるように接続されても良い。
【００１２】
基板２０は、例えばガラス、樹脂等によって形成される。基板２０の上には、反射基板１１が貼り付けられる。反射基板１１の上面は凹凸面１１Ａであって、凹凸面１１Ａは外部（図１においては上方）から入射された光を拡散して反射することができる。凹凸面１１Ａは図２に示すように、ピラミット形状の正四角錐１１Ｂが図２中の上下左右に接するように配列されて形成される。ただし、凹凸面１１Ａの形状は、図２に示す形状に限定されず、三角錐、円錐等が配列されて形成されても良い。また、凹凸面１１Ａは、その面に凹凸が形成され、入射された光を拡散反射するものであれば、他のいかなる態様も採ることができる。反射基板１１は、導電性を有する例えばチタン、ニッケル、白金、銅、亜鉛、金、銀、水銀、アルミニウム等の金属単体、これら金属２種以上の合金、またはこられ金属を含む合金等によって形成されるが、反射率の高いアルミニウムを含む合金、またはアルミニウム単体で形成されることが好ましい。
【００１３】
平滑層１２は、反射基板１１の凹凸面１１Ａ上に密接して積層され、凹凸面１１Ａを平滑する役割を果たす。すなわち、平滑層１２の下面１２Ａは、凹凸面１１Ａの凹凸に応じて、凹凸面に形成されるとともに、上面１２Ｂは略平面に形成される。上面１２Ｂは、略平面に形成されるので、上面１２Ｂ上に積層される有機ＥＬ発光層１３等は、その層厚を均一に形成することができる。
【００１４】
平滑層１２は、導電性を有する層であって例えば導電性高分子層である。導電性高分子層は、導電性高分子有機材料を主成分として構成され、必要に応じて後述のドーパント等の添加剤が添加されている。導電性高分子有機材料としては、その種類が限定されるわけではないが、例えば共役系高分子であって、例えばポリアセチレン（アセチレンを重合して得られるアセチレン重合体）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリアニリン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアルミノフタロシアニンフルオライド等、若しくはこれらの誘導体、またはこれらの２種以上の混合物等が使用される。導電性高分子層は、ドーパントが必要に応じてドーピングされる。ドーパントとしては、例えば電子受容性物質や電子供与性物質が用いられる。電子受容性物質としては、ヨウ素等のハロゲン、AsF5等の含ハロゲン化合物、ClO4-等の含ハロゲン化合物イオンが用いられる。電子供与性物質としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属等が用いられる。ドーパントは特に限定されるわけではないが、導電性高分子有機材料に対して、例えば0.01mol%〜0.25 mol%ドープされる。このような構成により、導電性高分子層は例えば電気伝導度が１Ω-1・ｃｍ-1以上に設定されるが、電気伝導度はより高く設定されたほうが良い。なお、平滑層１２は透明性を有しており、入射された光を透過させることができる。また平滑層１２は、導電性を有する層であれば特に限定されず、ITO（Indium Tin Oxide）、IZO（Indium Zinc Oxide）などの一般に知られた透明導電膜で形成することも可能である。
【００１５】
平滑層１２は公知の方法により形成される。例えば導電性高分子有機材料およびドーパント等の添加剤が、水あるいは有機溶剤中に溶解、分散され、公知の方法で反射基板１１の凹凸面１１Ａ上に塗布された後、揮発分が除去されて、平滑層１２が形成される。さらに、例えばドーパント等を含有するモノマーが凹凸面１１Ａ上に塗布された後、凹凸面１１Ａ上でモノマーが重合されて導電性高分子層が形成されても良い。また、例えば、スクリーン印刷やインクジェット印刷などの印刷法により形成されても良い。
【００１６】
有機ＥＬ発光層１３は、平滑層１２の上に密接して積層される。有機ＥＬ発光層１３は例えば特開平７−１４２１６９号公報に記載されるように、陰極側から例えば、緑色発光層、赤色発光層、青色発光層、正孔輸送層の順で積層されて構成される。有機ＥＬ素子１３は、好ましくは白色光を発するように構成されるが、可視光であれば他の色の光を発するように構成されても良い。
【００１７】
緑色発光層は、上述の緑色発光材料に緑色ドーパント色素がドープされて形成される。ただし、緑色ドーパント色素はドープされていなくても良い。緑色発光材料は、例えばAlq3（トリキノリノレートアルミニウム）等のアルキレート化合物である。緑色ドーパント色素は、例えばC545T（１０−（１，３−ベンゾチアゾール−２−イル）−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−ピラノ［２，３−ｆ］ピリド［３，２，１−ｉｊ］キノリン−１１−オン）、クマリン６（coumarin 6）等である。
【００１８】
赤色発光層は、例えば特開平７−１４２１６９号公報に記載されるように、例えば上述の緑色発光材料に赤色ドーパント色素がドープされて形成される。赤色ドーパント色素は、特に限定されるわけではないが、DCM2（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（２−（２，３，６，７−テトラ−ヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ）［ｉｊ］キノリジン−８−イル）−４Ｈ−ピラン）、DCJTB（４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン）、ローダミン６Ｇ（rhodamine 6G）、DCM（４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）等が使用される。ただし、赤色発光層は、上述の青色発光材料に赤色ドーパント色素がドープされて形成されても良い。また、赤色発光層には、赤色ドーパント色素に加えてさらにルブレン（Rubrene）等の黄色ドーパント色素がドープされていても良い。
【００１９】
青色発光層は、青色発光材料に青色ドーパント色素がドープされて形成される。青色発光材料は、特に限定されるわけではないが、アントラセン誘導体、スチリル誘導体等であって、例えばDPVBi（１，４−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル）、ADS082（４，４−ビス（ジフェニルビニレン）−ビフェニル）、β-ADN（９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）、TBADN（２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）等が使用される。青色ドーパント色素は、特に限定されるわけではないが、ペリレン（perylene）や、テトラ（ｔ−ブチル）ペリレン等のペリレン誘導体が使用される。なお、青色発光層は、ドーパント色素がドープされていなくても良い。
【００２０】
正孔輸送層は、正孔輸送材料を材料として形成され、正孔輸送材料には、特に限定されるわけではないが、NPB（Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）―Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン）等が使用される。
【００２１】
ただし、有機ＥＬ発光層１３においては必要に応じて、緑色発光層の陰極側にさらに電子輸送層が積層されても良い。同様に、正孔輸送層の陽極側に正孔注入層が積層されていても良い。また、赤色発光層および緑色発光層の積層される順は、陽極側から順に緑色発光層、赤色発光層の順でも良い。さらに、有機ＥＬ発光層１３は、上述の構成に限定されず、公知の他の構成も適用することができる。また、有機ＥＬ発光層１３を構成する材料は、上述した低分子材料に限定されず、高分子材料でも良い。
【００２２】
有機ＥＬ発光層１３の上には、電極層１４が密接して積層される。電極層１４は、透明電極であって、例えばITO（Indium Tin Oxide）、ATO(Antimony Doped Tindioxide)、ZnO（Zinc Oxide）、IZO（Indium Zinc Oxide)で形成される。有機ＥＬ発光層１３および電極層１４の各層は、例えば真空蒸着法により形成される。真空蒸着法としては、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）、または物理蒸着（ＰＶＤ）等が用いられる。
【００２３】
電極層１４の上方には、透明性を有する封止カバー（不図示）が設けられる。封止カバーは、基板２０に接着剤等により接合され、反射基板（反射材）１１、平滑層１２、有機ＥＬ発光層１３、および電極層１４を封止する。
【００２４】
電源１７から電流が流されると、電極層（陽極）１４から正孔が有機ＥＬ発光層１３に注入される。また、反射基板（陰極）１１から、平滑層１２を介して電子が有機ＥＬ発光層１３に注入される。有機ＥＬ発光層１３に注入された正孔及び電子は、有機ＥＬ発光層１３で再結合され、これにより有機ＥＬ発光層１３から白色光が発せられる。発せられた白色光は、電極層１４および封止カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に発せられる。
【００２５】
また、有機ＥＬ素子１０は、外部（図１中上方側）から光が入射されると、封止カバー、電極層１４、有機ＥＬ層１３、平滑層１２を透過して、反射板１１の凹凸面１１Ａに入射される。凹凸面１１Ａに入射された光は拡散反射され、拡散反射された光は、平滑層１２、有機ＥＬ層１３、電極層１４、透明カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に射出される。
【００２６】
上述した有機ＥＬ素子１０を安全照明装置として用いた例を図３に示す。本実施形態においては、有機ＥＬ素子（安全照明装置）１０は、自転車サドル３１の背面に設けられる。具体的には、有機ＥＬ素子１０は、例えば基板２０の下面（図１における下側）に接着剤が塗布され、接着剤が塗布された下面が、自転車サドル３１の背面３１Ｂに貼り付けられている。なお、背面３１Ｂは平面でも曲面でも良いが、曲面の場合、有機ＥＬ素子１０の基板２０には、屈曲性を有する樹脂シートが使用される。
【００２７】
本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、その照明光により、歩行者等に向けて自転車の存在を知らしめることができる。また有機ＥＬ素子１０は、入射した光を反射することができるので、他の車両等のランプにより照射されると、その照射光を反射し、自転車の存在を知らしめることができる。このとき、有機ＥＬ素子１０は入射した光を拡散反射するので、例えば、他の車両等のランプが自転車の背面を斜め方向から照射するような場合でも、有機ＥＬ素子１０は、その車両の存在する方向にその照射光を反射することができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、有機ＥＬ素子１０は、自転車サドル３１の背面３１Ｂに取り付けられたが、取り付けられる場所は特に限定されず、例えば自転車の後輪の泥よけ、後輪の上方の荷台、ペダル等に取り付けられても良い。また有機ＥＬ素子１０は、オートバイや自動車等の他の車両に取り付けられても良いし、ランドセルや服などの車両以外のものに取り付けられても良い。なお、有機ＥＬ素子（安全照明装置）１０の電源１７（図１参照）には、例えば電池や太陽電池等が使用される。その他、例えば本実施形態の有機ＥＬ素子を自転車に適用する場合には、前照灯用の発電機を有機ＥＬ素子の電源として兼ねること等が考えられる。
【００２９】
さらに本実施形態の有機ＥＬ素子１０は、基板２０の下面に接着剤が塗布された後保護シートが貼り付けられて、任意な場所に貼り付け可能な安全照明装置として利用されても良い。このような構成によれば、使用者は使用したいときに、保護シートを剥がし、下面に塗布された接着剤により、安全照明装置を任意の場所に取り付けることができる。
【００３０】
図４に第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０を示す。第２の実施形態においては、平滑層１２と有機ＥＬ発光層１３の間に、電極層が設けられる点において、第１の実施形態と相違する。この構成により、第２の実施形態においては、反射基板１１が電極として利用されないので、平滑層１２は電流が導通される必要がなく、絶縁層で形成される。以下、第２の実施形態について第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３１】
第２の実施形態に係る有機ＥＬ素子１０は、基板２０、反射基板（反射材）１１、平滑層１２、第１電極層１４Ａ、有機ＥＬ発光層１３、および第２電極層１４Ｂが順に密接して積層されて構成される。第１電極層１４Ａと第２電極層１４Ｂには、第１電極層１４Ａが陰極に、第２電極層１４Ｂが陽極となるように電源１７が接続される。ただし、第２電極層１４Ｂが陽極となり、第１電極層１４Ａが陰極となるように接続されても良い。
【００３２】
基板２０および反射基板１１は、第１の実施形態と同一の構成であるので、その説明は省略する。平滑層１２は、反射基板１１の凹凸面１１Ａ上に密接積層され、凹凸面１１Ａを平滑する役割を果たす。すなわち、平滑層１２の下面１２Ａは凹凸面１１Ａの凹凸に対応して凹凸面に形成されるとともに、上面１２Ｂは略平面に形成される。平滑層１２は絶縁層であって、高分子材料を主成分として構成され、必要に応じて添加剤が添加される。高分子材料としては、その種類が限定されるわけではないが、例えばシリコーン、エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、またはこれらの２種以上の混合物等が使用される。このような構成により、平滑層１２の電気伝導度は例えば１×１０-10Ω-1・ｃｍ-1以下に設定されるが、第１電極１４Ａに流された電流が反射基板１１に実質的に導通しない範囲であれば、例えば帯電性を防止するため、電気伝導度は１×１０-10Ω-1・ｃｍ-1以上に設定されても良い。平滑層１２は、第１の実施形態と同様の方法により製造される。なお、平滑層１２は透明性を有しており、外部（図１においては上方）から入射された光を透過させることができる。
【００３３】
有機ＥＬ発光層１３を挟持する第１及び第２電極層１４Ａ、１４Ｂは、それぞれ透明電極であって、例えばITO（Indium Tin Oxide）、ATO(Antimony Doped Tindioxide)、ZnO（Zinc Oxide）、IZO（Indium Zinc Oxide)で形成される。第２の実施形態の有機ＥＬ発光層１３は、第１の実施形態と同様の構成であるので、その記載は省略する。第２電極層１４Ｂ上には、第１の実施形態と同様に封止カバー（不図示）が設けられる。
【００３４】
電源１７から電流が流されると、第２電極層（陽極）１４Ｂから正孔が、第１電極層１４Ａから電子が有機ＥＬ発光層１３に注入される。有機ＥＬ発光層１３に注入された正孔及び電子は、有機ＥＬ発光層１３で再結合され、これにより有機ＥＬ発光層１３から白色光が発せられる。発せられた白色光は、第２電極層１４Ｂおよび封止カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に発せられる。
【００３５】
また、有機ＥＬ素子１０は、外部（図１中上方側）から光が入射されると、封止カバー、第２電極層１４Ｂ、有機ＥＬ発光層１３、第１電極層１４Ａ、平滑層１２を透過して、反射板１１の凹凸面１１Ａに入射される。凹凸面１１Ａに入射された光は拡散反射され、拡散反射された光は、平滑層１２、第１電極層１４Ａ、有機ＥＬ発光層１３、第２電極層１４Ｂ、封止カバー（不図示）を介して外部（図１中上方側）に射出される。
【００３６】
以上の第２の実施形態の構成によれば、有機ＥＬ素子１０は、外部に向けて自ら発光するとともに、外部から入射された光を拡散反射することができるので、第１の実施形態と同様に例えば安全照明装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施形態の有機ＥＬ素子について概略的に示した断面図である。
【図２】反射基板の凹凸面を示した平面図である。
【図３】有機ＥＬ素子を安全照明装置として用いた例を示す斜視図である。
【図４】第２の実施形態の有機ＥＬ素子について概略的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 反射基板（反射材）
１１Ａ 凹凸面
１２ 平滑層
１３ 有機ＥＬ発光層
１４ 電極層
１４Ａ 第１電極層
１４Ｂ 第２電極層
２０ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光を拡散反射する凹凸面が形成された反射材と、前記凹凸面上に密接して積層され、前記凹凸面を平滑する平滑層と、前記平滑層上に積層され、外部に向け光を発する有機ＥＬ発光層とを備える有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項２】
前記反射材は、前記有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第１電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項３】
前記平滑層は、導電性を有することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項４】
前記平滑層は、導電性高分子有機材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項５】
前記平滑層と前記有機ＥＬ発光層の間には、さらに前記有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第１電極が積層されることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項６】
前記平滑層は、絶縁性を有することを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項７】
前記有機ＥＬ発光層上にはさらに前記有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第２電極が積層されることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項８】
前記平滑層が透明性を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項１】
外部からの光を拡散反射する凹凸面が形成された反射材と、前記凹凸面上に密接して積層され、前記凹凸面を平滑する平滑層と、前記平滑層上に積層され、外部に向け光を発する有機ＥＬ発光層とを備える有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項２】
前記反射材は、前記有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第１電極であることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項３】
前記平滑層は、導電性を有することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項４】
前記平滑層は、導電性高分子有機材料を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項５】
前記平滑層と前記有機ＥＬ発光層の間には、さらに前記有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第１電極が積層されることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項６】
前記平滑層は、絶縁性を有することを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項７】
前記有機ＥＬ発光層上にはさらに前記有機ＥＬ発光層に電源を供給するための第２電極が積層されることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【請求項８】
前記平滑層が透明性を有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２９４９２４（Ｐ２００６−２９４９２４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１４７１８（Ｐ２００５−１１４７１８）
【出願日】平成１７年４月１２日（２００５．４．１２）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１２日（２００５．４．１２）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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