自発光型サインボード
【課題】全方向に光が拡散するＥＬ素子を光源とした発光部材をサインボードに用いた場合において、その発光方向を積極的に制御して、情報を伝えたい観察者に効率的に情報を伝えることができ、かつ消費電力を低減することができる自発光型サインボードを提供する。
【解決手段】所定色の光を発光するＥＬ素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材１０と、発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光ないし偏向する光学部材２０とを有する自発光型サインボード３０Ｂによって、上記課題を解決する。光学部材２０としては、例えば発光部材１０から発光する法線方向の光を集光する集光部材であるように構成してもよいし、その法線方向の光を法線方向ではない方向に偏向する偏向部材であるように構成してもよい。より具体的には、微細なレンズ又はプリズムが形成された光学部材であるように構成してもよいし、ホログラムが形成された光学部材であるように構成してもよい。
【解決手段】所定色の光を発光するＥＬ素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材１０と、発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光ないし偏向する光学部材２０とを有する自発光型サインボード３０Ｂによって、上記課題を解決する。光学部材２０としては、例えば発光部材１０から発光する法線方向の光を集光する集光部材であるように構成してもよいし、その法線方向の光を法線方向ではない方向に偏向する偏向部材であるように構成してもよい。より具体的には、微細なレンズ又はプリズムが形成された光学部材であるように構成してもよいし、ホログラムが形成された光学部材であるように構成してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光型サインボードに関し、さらに詳しくは、屋内外に設置され、広告、装飾、道路標識、その他各種の情報表示体として機能する自発光型サインボードに関する。特に自発光体であるエレクトロルミネッセンス素子を有する発光部材と、その発光部材から発光する光を集光ないし偏向する光学部材とを組み合わせることにより、特定方向からの視認性を向上させた自発光型サインボードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広告、装飾、交通標識、道路案内標識、その他各種の情報表示体として機能する自発光型のサインボードは、トンネル内や夜間など、周辺環境が暗く、照明が得られない環境下でも視認ができるといった優れた点から広く用いられている。自発光型のサインボードは、非発光型のサインボードと異なり、サインボードを離れた位置から照らす所謂スポットライトのような照明が不要であり、比較的コンパクトであるといった利点がある。一般的な自発光型のサインボードは、観察者からみて被表示情報が表示される表示ボードの後ろ側（背面側）に照明装置を有している。照明装置としては、背面側から手前側に向かって、反射板（リフレクター）、蛍光灯などの光源、散乱板の順に配置された箱形構造が一般的であり、特に箱形構造の内面は光の取り出し効率を確保するため白色となっている。箱形構造の照明装置の手前側には、所望の表示情報が印刷、塗布、ラベルやシールの貼付等によって形成される。その結果、夜間等のように周辺環境が暗い場合でも、自発光型のサインボードに表示された表示情報を外部から認識することができる。
【０００３】
上記した照明装置は、均一な拡散光を得るために反射板（リフレクター）、光源及び散乱板等を有しているので、一定以上の厚さで構成されている。通常、照明装置の筐体は樹脂材料で形成されていることが多いが、特に大面積の表示を行うサインボード用の照明装置である場合、筐体自体が大型化して重くなるという問題があった。また、サインボードを野外に設置する場合、風雨に対する耐久性も考えると照明装置には十分な強度が必要であり、特に堅牢に設計する必要が有り、その結果ますます重量が増加してしまう。
【０００４】
一方、近年においては、電界発光素子、即ちエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を光源として用いた面発光シートが盛んに開発されている。この面発光シートは面内でほぼ均一に発光する面光源であり、発熱が少なく、薄型である等の優れた特性を有している。そのため、従来の白熱灯や蛍光灯に代わる次世代の照明として期待されている。特に近年の材料技術やデバイス技術の進歩により、蛍光灯並みの高効率、長寿命が実現されつつある。こうした面発光シートは、平面発光であるため大面積化が比較的容易であり、また、発光部に水銀を用いないため廃棄後の環境保全の観点からも優位である。ＥＬ素子を面発光シート用の光源として用いた場合の利点をまとめると、面発光であること、薄型（自由に曲げられる）であること、明るさを調整できること、発光色が多彩（発光材料が多い）であること、水銀フリーであること、等が挙げられる。この種の面発光シートを情報表示のための照明手段として用いたサインボードとしては、例えば下記特許文献１〜３が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、第１形態として、道路標識等の表示内容に合わせて作製された有機ＥＬ素子を表示面に設けてなる自発光式表示装置が提案され、第２形態として、有機ＥＬ素子をシート状光源として背面側に設け、この有機ＥＬ素子の表示面側に道路標識等の表示形状を貼り付けてなる自発光式表示装置が提案されている。また、特許文献２には、透明なステッカー本体に、文字又は図形の形状に形成されたＥＬ素子を設けてなる発光ステッカーが提案されている。また、特許文献３には、ＥＬ発光シートと、そのＥＬ発光シートの一方の面に剥離自在に貼着されているとともにその表示面側に所望の表示情報が印刷手段で形成された透明性複合シートとで構成されてなる発光表示用シートが提案されている。これらの各文献中で用いられた有機ＥＬ素子は、面発光で薄型であり、さらに自由に曲げることができるといった特徴があることから、天井面や壁に等の平面や、湾曲した部分にも貼り付けることが可能である。
【０００６】
上記各文献で用いられている有機ＥＬ素子は、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層とトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層、又は、発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層、又は、正孔注入層と発光層と電子注入層、のいずれかの積層形態を２つの電極（発光面側の電極は透明電極になる。）間に介在させてなる構造体である。こうした有機ＥＬ素子は、発光層に注入された電子と正孔とが再結合するときに生じる発光を利用するものである。このため、有機ＥＬ素子は、発光層の厚さを薄くすることにより、例えば４．５Ｖという低電圧での駆動が可能で応答も速いといった利点や、輝度が注入電流に比例するために高輝度のＥＬ素子を得ることができるといった利点等を有している。また、発光層とする蛍光性の有機固体の種類を変えることにより、青、緑、黄、赤の可視域すべての色で発光が得られている。有機ＥＬ素子からの光は指向性を持たないため、広い範囲に渡って光が照射される。そのため、不特定な広い範囲を照らす場合は有効である。
【０００７】
ところで、サインボードに表示された内容は、その内容を伝えたい観察者が容易に視認できることが好ましい。観察者は、全ての方向からそのサインボードを見るのではなく、ある特定の方向からサインボードを見ることがほとんどである。一例として、高速道路には種々の情報を表示するサインボードが設置されているが、そのサインボードに対しては、高速道路を走行する自動車や二輪車のドライバーが一定の方向から所定の角度で見ることになる。また、建造物の高い壁面にも種々のサインボードが取り付けられているが、そのサインボードに対しては、歩行者は歩道上等から所定の角度でサインボードを見上げることになる。したがって、サインボードを任意の位置に設置した場合、サインボードの表示内容を見せたい観察者は、サインボードからみて特定の方向に多く存在することとなる
【特許文献１】特開２００１−２７２９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０６００３号公報
【特許文献３】特開２００１−３３１１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＥＬ素子は、前述のように、自発光で指向性が低いため、広い範囲に渡って光が照射される。このＥＬ素子をサインボードの照明として考えると、情報を乗せた光は、同様に広い範囲にわたって拡散されることとなる。このことは言い換えると、情報を伝えたい観察者がいない方向に拡散した光は、そのまま無駄になるということであり、エネルギーを有効利用しているとは言い難いものである。また、情報を伝えたい観察者に十分視認できるよう輝度を高めようとする場合は、ＥＬ素子に印加する駆動電圧を高めて電流値を高くすることが必要であるが、電流値を高く設定すると、ＥＬ発光材料への負荷が増して発光寿命が短くなってしまう。また、当然ながら電流値を高く設定することは、エネルギー的にも不利になるとともに大電流に伴う発熱も無視できなくなる。
【０００９】
本発明は上記した現状に鑑みてなされたものであって、その目的は、全方向に光が拡散するＥＬ素子を光源とした発光部材をサインボードに用いた場合において、その発光方向を積極的に制御して、情報を伝えたい観察者に効率的に情報を伝えることができ、かつ消費電力を低減することができる自発光型サインボードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の自発光型サインボードは、所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材と、該発光部材から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材及び／又は該光を主に偏向する偏向部材と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この発明において、所定の発光パターンを表示する光を所定の輝度分布で発する発光部材と、発した光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材とを有するように構成されてなる発明によれば、駆動電圧を高めて電流値を高くしなくても、発光部材からの情報（以下、情報光ともいう。）を高いエネルギー効率で照射することができる。その結果、表示パターンが表示する情報光を、集光前よりも観察者に効率的に伝えることができる。さらに、情報を伝えたい観察者に最も高い輝度を示す方向の情報光を集光前よりも十分視認させることができるので、駆動電圧を高めて輝度を高めなくてもよく、消費電力の低減と、短寿命化を防ぐことができる。
【００１２】
また、この発明において、所定の発光パターンを表示する光を所定の輝度分布で発する発光部材と、発した光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に偏向する偏向部材とを有するように構成されてなる発明によれば、所望の方向に光の向きを変えることができるので、表示パターンが表示する情報光を、特定の方向の観察者に効率的に伝えることができる。その結果、エネルギーロスを小さくして発光部材の長寿命化を実現できる。また、観察者に向けてサインボードを傾斜させる必要もないので、高い意匠性を実現できる。
【００１３】
また、この発明において、それらを両方備えた発明によれば、その両方の作用効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記集光部材で集光する光が、偏向部材によって既に偏向された光であるように構成してもよいし、前記偏向部材で偏向する光が、集光部材によって既に集光された光であるように構成してもよい。
【００１５】
これらの発明によれば、偏向部材で偏向する光が集光部材で既に集光された光であるので、特定の方向にいる観察者に対して伝えたい情報を、より高いエネルギー効率の情報光として照射し、伝えることができる。
【００１６】
また、本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、（Ａ）前記集光部材は、微細なレンズ又はプリズムが形成された光学部材であるように構成してもよいし、（Ｂ）前記偏向部材は、微細なレンズ、プリズム又はホログラムが形成された光学部材であるように構成してもよい。
【００１７】
こうした態様からなる本発明によれば、発光部材から発光した情報光を所定の態様で集光し又は偏向することができる。
【００１８】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材が前記発光部材の面内方向に配置されているように構成する。
【００１９】
この発明によれば、異なる態様の２種以上の光学部材を発光部材の面内方向に配置するので、例えば湾曲した壁面に本発明の自発光型サインボードを貼り付け且つその湾曲した壁面から特定の方向にいる観察者に対して情報を効果的に伝えたい場合や本発明の自発光型サインボードとした場合のように、積極的に情報光を向けたい方向が自発光型サインボードの面内で異なるときに特に有効である。
【００２０】
また、本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材を前記エレクトロルミネッセンス素子の発光面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えているように構成する。この場合において、前記切換手段が前記２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段等を例示でき、より具体的な例としては、頂点角度の異なるレンズフィルムを一連のロール状態としてスライドさせるスライド手段が挙げられる。
【００２１】
この発明によれば、異なる態様の２種以上の光学部材を自在に切り換えることができる切換手段を備えるので、それらの光学部材を切り換えることにより、情報光の発する方向を場面に応じて自在に変更することが可能となる。この場合において、切換手段として、２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段を採用すれば、情報光を向ける方向をシームレスに連続して変化させることができるので、例えば大きな会場等で、会場内の各エリアにいる観察者に対して順番に同じ情報又は異なる情報を伝えるように使用することができる。
【００２２】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記エレクトロルミネッセンス素子が２以上の発光色を発光するように構成する。
【００２３】
この発明のように、ＥＬ素子を２以上の発光色を発光する発光素子とすれば、例えばアクティブマトリクス方式で多色カラー又はフルカラーのＥＬ発光を行って定期又は不定期に発光色を変化させたり、表示情報の内容に応じて発光色を変化させたりすることが可能となるので、観察者に対する訴求効果（観察者に注意を喚起するような効果のこと。）をより高めることができる。
【００２４】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記エレクトロルミネッセンス素子が単色光を発光し、前記発光部材が面内方向に２以上の単色発光領域を有するように構成する。
【００２５】
この発明のようにＥＬ素子を単色光発光素子とし、発光部材が面内方向に２以上の単色発光領域を有するように構成すれば、例えばエリア毎又は表示する文字や図形毎に単色発光領域を分けることが可能になるので、観察者に対する訴求効果をより高めることができる。
【００２６】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記集光部材及び／又は偏向部材が着脱自在であるように構成する。
【００２７】
この発明によれば、集光部材及び／又は偏向部材を取り外し自在とすることにより、表示情報を向けたい方向を切り換えることができる。さらに、照射方向が異なる複数の光学部材を入れ替えて適用することにより、必要に応じて情報伝達方向を積極的に規制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の自発光型サインボードによれば、駆動電圧を高めて電流値を高くしなくても、発光部材から発した光を高いエネルギー効率で所定の方向に向けることができるので、観察者に効率的に情報を伝えることができるとともに、消費電力の低減と、短寿命化を防ぐことができる。また、観察者に向けてサインボードを傾斜させる必要もないので、高い意匠性を実現できる。
【００２９】
また、本発明の自発光型サインボードによれば、例えば湾曲壁面や変形壁面に本発明の自発光型サインボードを貼り付け且つその湾曲壁面又は変形壁面から特定の方向いる観察者に対して情報を効果的に伝えたい場合や大面積のサインボードとした場合のように、積極的に情報光（発光パターンが表示する情報をもった光のこと。）を向けたい方向が自発光型サインボードの面内で異なるときに特に有効である。また、情報光を集光ないし偏向する少なくとも２種の光学部材を切り換えることができるので、積極的に情報光を提供したい方向を場面に応じて自在に変更することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の自発光型サインボードによれば、例えば多色カラー又はフルカラーのＥＬ発光を行って定期又は不定期に発光色を変化させたり、表示情報の内容に応じて発光色を変化させたりすることが可能となり、また、例えばエリア毎又は表示する文字や図形毎に単色発光領域を分けることが可能になるので、観察者に対する訴求効果をより高めることができる。
【００３１】
こうした効果を奏する本発明の自発光型サインボードは、屋内外に設置され、広告、装飾、道路標識、その他各種の情報表示体として機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の自発光型サインボードの実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定解釈されるものではない。
【００３３】
図１及び図２は、本発明の自発光型サインボードの例を示す模式的な断面図である。本発明の第１態様に係る自発光型サインボード３０Ａは、図１に示すように、所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子（以下「ＥＬ素子」という。）を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材１０と、その発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材２０Ａとの組み合わせからなる。また、本発明の第２態様に係る自発光型サインボード３０Ｂは、図２に示すように、所定色の光を発光するＥＬ素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材１０と、その発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に偏向する偏向部材２０Ｂとの組み合わせからなる。
【００３４】
これら集光部材２０Ａと偏向部材２０Ｂのように光を制御する光学部材を総称するときは「光学部材２０」で表し、光学部材２０を備える自発光型サインボードを総称するときは「自発光型サインボード３０」で表す。また、「主に集光する」とは、実質的に最も高い輝度を示す方向の光の方向を変えずに又はあまり変えずに集光する場合をいい、光の方向を変えること（偏向）は実質的には起こさない場合をいう。また、「主に偏向する」とは、実質的に最も高い輝度を示す方向の光の方向を実質的に変える場合をいい、光の集光は実質的には起こさない場合をいう。
【００３５】
こうした基本構成からなる本発明の自発光型サインボード３０は、発光部材１０から発した光を制御する光学部材２０を備えるので、発した情報光を高いエネルギー効率下で所定の方向に向けることができる。そのため、情報を伝えたい観察者に対し、発光パターンが表示する所定情報を十分視認させることができるので、駆動電圧を高めて輝度を高めなくてもよく、消費電力の低減と、短寿命化を防ぐことができる。
【００３６】
図３〜図５は、本発明の自発光型サインボードの発光パターンの例を示す模式的な正面図である。発光パターンの例としては、図３〜図５の自発光型サインボード３０Ｃ〜３０Ｅに示すように、所定の文字パターン３１や所定の絵柄パターン３２を挙げることができる。図３は企業広告の例であり、例えば白色光を発光する全ベタ状の発光パターンからなるＥＬ素子パネルの前面に、文字パターン３１と絵柄パターン３２を備えた透光性パネルを配置した態様の例である。また、図４は歩行者用信号機の例であり、例えば「止まれ」を示すパターン３２で形成された赤色発光ＥＬ素子と、「進め」を示す絵柄パターン３２で形成された緑色発光ＥＬ素子とからなる態様の例である。図５は道路標識と規制案内の例であり、例えば道路標識は所定色の文字パターン３１を表示する発光パターンであり、規制案内は色や文字を任意に可変できるＥＬ素子を備えた態様の例である。すなわち、本発明において、「所定の発光パターン」とは、全ベタ状のＥＬ素子からなる発光パターンと、文字や絵柄状に形成されたＥＬ素子からなる発光パターンとを含む。
【００３７】
これらの発光パターンを表示する自発光型サインボード３０は、その種類に応じ、情報を伝えたい観察者の位置がほぼ決まっているので、その観察者の方向に情報光を向けることが望ましい。本発明の自発光型サインボード３０は、光学部材２０によって情報光を所定の方向に向けている。
【００３８】
以下、本発明の自発光型サインボード３０の構成要素について説明する。
【００３９】
［発光部材］
発光部材１０は、光学部材２０と組み合わされて本発明の自発光型サインボード３０を構成する。この発光部材１０は、所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子という）を有している。発光部材１０が表示する発光パターンは、ＥＬ素子が発光する光によって構成される。ＥＬ素子が単色光を発光するように構成されている場合には、発光部材１０は、面内方向に２以上の単色光領域を有するエリアカラータイプの自発光型サインボード３０を構成する。一方、ＥＬ素子が２以上の発光色を発光するように構成されている場合には、発光部材１０は、多色カラー又はフルカラータイプの自発光型サインボード３０を構成する。
【００４０】
図６は、エリアカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図であり、図７は、フルカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。図６に示すＥＬ素子４０Ａは単色光を発光させる素子構造であり、この素子構造を発光部材１０の面内方向に２以上の領域となるように配置することにより、エリアカラータイプの自発光型サインボード３０を構成することができる。一方、図７に示すＥＬ素子４０Ｂは画素内で２以上の発光色（図７では３色）を発光させる素子構造であり、この素子構造を発光部材１０の面内に多数の画素として配置することにより、多色カラー又はフルカラータイプの自発光型サインボード３０を構成することができる。なお、図６に例示した単色光の素子構造は、図７に例示した３色の素子構造を構成する単素子として表すことができる。以下、ＥＬ素子を総称するときは、符号４０で表す。
【００４１】
ＥＬ素子４０は、図６及び図７に例示するように、ＥＬ発光材料を含む発光層４（図７においては３色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）を２つの電極３，５間に挟んでなるＥＬ積層体２を少なくとも有している。こうしたＥＬ素子４０は、発光層４に注入された電子と正孔とが再結合するときに生じる発光１１を利用している。具体的には、図６及び図７に示すように、基材１上に、電極３、発光層４及び電極５の順からなるＥＬ積層体２が設けられており、さらに必要に応じてそのＥＬ積層体２上に保護層６が設けられている。そして、さらに必要に応じて、その上に、カラーフィルタ８を直接又は接着層７を介して設けることもできる。
【００４２】
以下では、発光部材１０を構成するＥＬ素子４０について、有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子の各構成について説明する。なお、図６及び図７に示すＥＬ素子４０Ａ，４０Ｂは有機、無機問わないが、後述する図８に示すＥＬ素子４０Ｃは無機ＥＬ素子の一例である。
【００４３】
（有機ＥＬ素子）
先ず、有機ＥＬ素子の構成について説明する。基材１は、本発明の自発光型サインボード３０を装着する壁面等の被装着体５０側に設けられて、本発明の自発光型サインボード全体を支持する基材として、又は、本発明の自発光型サインボード全体を支持する基材に取り付ける基材として作用する。基材１の種類、大きさ、厚さ等は特に限定されるものではなく、剛性を有するものであっても、フレキシブルで柔軟性のあるものであってもよい。基材の構成材料としては、例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英、又は各種の樹脂等の材料を挙げることができる。なお、発光層４で発光した光は、図６及び図７においてはカラーフィルタ８の側から出射するので、この基材１は、必ずしも透明又は半透明になる材料を用いる必要はなく、不透明材料を用いることができる。
【００４４】
電極３は、陽極又は陰極のいずれかであるが、一般的には陽極として基材１上に設けられ、その電極３上には正孔注入層や正孔輸送層が設けられる。形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。
【００４５】
発光層４は、本発明の自発光型サインボード３０の発光色を規定する層であり、図６に示すように特定色の発光層を全体又は所定領域に設けたエリアカラー自発光型サインボード用の発光層であってもよいし、図７に示すように赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ及び青色発光層４Ｂを面内方向に面順次に設けたフルカラー自発光型サインボード用の発光層であってもよい。発光層形成用の材料としては、従来公知の有機ＥＬ材料を用いることができる。なお、本発明での発光色には白色も含まれ、したがってその発光層４には白色発光層も包含される。
【００４６】
発光層４は、具体的には、発光材料を含む事実上の発光層（発光材料層ともいう。）を挟むように電荷注入層や電荷輸送層が設けられた複数の層で構成されている。例えば電極３が陽極である場合、発光層４は、その電極３側から、正孔注入層と発光材料層とからなる積層体、又は、正孔注入層と発光材料層と電子注入層とからなる積層体、又は、発光材料層と電子注入層とからなる積層体、のいずれかの積層体で構成される。正孔注入層と発光材料層との間には正孔輸送層が設けられていてもよいし、発光材料層と電子注入層との間には電子輸送層が設けられていてもよい。また、各注入層や発光材料層が正孔輸送性材料や電子輸送性材料を含んでいてもよい。
【００４７】
正孔注入層の形成材料としては、例えば色素系材料、金属錯体系材料又は高分子系材料等、正孔注入層用材料として通常使用されるものを用いることができる。また、正孔輸送層の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン等、正孔輸送層用材料として通常使用されるものを用いることができる。
【００４８】
発光材料層は、ホスト材料とゲスト材料とを含有する層であり、そのホスト材料とゲスト材料は従来公知のものを使用することができ、また、それらの配合割合は使用する材料によって任意に選択される。エリアカラー自発光型サインボード用の発光材料層やフルカラー自発光型サインボード用の発光材料層を構成する各色の形成材料の一例を挙げれば、赤色発光材料層用としては、ホスト材料として４，４−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いると共にゲスト材料としてトリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（III）錯体（Ｉｒ（ｐｉｑ）３）を挙げることができ、緑色発光材料層用としては、ホスト材料として４，４−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いると共にゲスト材料としてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を挙げることができ、青色発光材料層用としては、ホスト材料として９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＤＮＡ）を用いると共にゲスト材料として１−ｔｅｒｔ−ブチル−ペリレン（ＴＢＰ）を挙げることができる。また、その他の色を発光させる材料を有するものであってもよい。
【００４９】
なお、発光材料層を形成するための材料はこれら以外であってもよく、例えば、ホスト材料としては、アントラセン誘導体、アリールアミン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、スピロ化合物等を例示でき、ゲスト材料としては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、ＦＩｒＰｉｃ等のイリジウム錯体等を例示できる。
【００５０】
電子輸送層の形成材料としては、例えば金属錯体系材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等、電子輸送層として一般的に用いられている材料を挙げることができる。また、電子注入層の形成材料としては、発光材料層の発光材料に例示した材料の他、アルミニウム、フッ化リチウム等、電子注入層として一般的に用いられている材料を挙げることができる。
【００５１】
電極５は、上記電極３の対極をなすものであり、陰極又は陽極のいずれかであるが、一般的には陰極として設けられる。電極５は発光層４の光取り出し側にあるので、形成材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電材料や、ＭｇＡｇ等からなる半透明金属が好ましく用いられる。
【００５２】
（無機ＥＬ素子）
次に、無機ＥＬ素子の構成について説明する。図８は、無機ＥＬ素子４０Ｃの一例を示す模式的な断面図である。
【００５３】
基材１’としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、石英ガラス（ＳｉＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ベリリア（ＢｅＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ＋ＢｅＯ）等のセラミック基材、結晶化ガラス、石英ガラス等を用いることができる。その他、Ｂａ系、Ｓｒ系、及びＰｂ系ペロブスカイトを用いることもできる。また、高耐熱ガラス等を用いてもよく、ホウロウ等の絶縁処理を行った金属基板等を用いてもよい。
【００５４】
電極３’は、基材１’上に設けられ。この電極３’は、導電性の良い材料であれば特に制限されず、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ等の貴金属、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ等の高融点金属、これら貴金属又は高融点金属の合金等を使用することができる。通常、ＡｕやＰｔ等の貴金属が好ましく用いられるが、図８に示す電極保護層１９を電極３’の表面に設ければ、酸化や硫化され易いような金属、例えばＡｇ、Ａｇ／Ｐｄ等を用いることができる。なお、図８に示す電極保護層１９は、例えばチタン酸バリウム等を例示でき、後述する無機発光層４’から生じる可能性のある硫化物等によって電極３’が腐食しないように保護するように作用する。
【００５５】
電極３’の形成は、上記電極材料の粉体を、例えば溶剤に又は溶剤と樹脂に、必要に応じてガラスフリット等を添加し、混合又は混練して得られたペーストをスクリーン印刷等の方式によって基材１’上に所望のストライプパターンで塗布形成し、焼成することにより行う。また、ペーストをパターン状ではなく基材全面にベタ状に塗布形成し、焼成した後に、フォトリソグラフィー法によりパターニングしてもよい。また、電極３’は、上記の電極材料を用いて、メッキ、蒸着、又はスパッタリングを行うことにより、基材全面にベタ状に金属層又は合金層を形成した後に、上記のようにしてパターニングすることもでき、あるいは、メッキ、蒸着、又はスパッタリングをマスクパターンを介して行うことにより、パターン状に形成することもできる。電極３’の厚さは、形成方法によっても異なるが、スクリーン印刷等の厚膜の形成に適した方式による場合は０．５μｍ〜５μｍ程度であることが好ましく、蒸着やスパッタリング等の薄膜の形成に適した方式による場合は０．１μｍ〜１．０μｍ程度であることが好ましい。
【００５６】
厚膜誘電体層１６は、電極３’上、又は電極３’上に電極保護層１９が設けられた場合にはその電極保護層１９上に設けられる。この厚膜誘電体層１６は、誘電体の粉体を、例えば溶剤に又は溶剤と樹脂に、必要に応じてガラスフリット等を添加し、混合又は混練して得られたペーストをスクリーン印刷等の方式によって、電極３’を覆うように塗布形成し、焼成して形成する。厚膜誘電体層１６は、静水圧プレス法により、又は、ゾルゲル法やＭＯＤ（Metal Organic Decomposition）法等によって形成することができる。静水圧プレス法での形成は、焼成前の厚膜誘電体層の上面に、表面が平滑な基準板を載置し、静水圧プレス法によって圧縮し、その後に焼成を行う。静水圧プレスの条件としては、室温〜３００℃で、５０ＫＰａ〜４００ＭＰａで行われる。この範囲で行えば、密度が高く、誘電特性の優れる厚膜誘電体層１６が得られる。
【００５７】
誘電体粉体としては、例えばＢａＴｉＯ３、（ＢａｘＣａ１−ｘ）ＴｉＯ３、（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（以下、ＰＺＴともいう）等のペロブスカイト構造を有する強誘電体、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３（以下、ＰＭＮともいう）等に代表される複合ペロブスカイト型強誘電体、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９に代表されるビスマス層状化合物、（ＳｒｘＢａ１−ｘ）Ｎｂ２Ｏ６、ＰｂＮｂ２Ｏ６等に代表されるタングステンブロンズ型強誘電体等を用いることができる。中でも、特により高い誘電率を達成でき、かつより低い焼成温度で熱処理可能である、ＢａＴｉＯ３、ＰＺＴ、ＰＭＮ等のペロブスカイト型誘電体がより好ましく、さらにその中でも化学組成中に鉛元素を含む誘電体がより好ましい。この鉛を含む誘電体は、基材１’としてガラスを用いる場合に特に適している。また、ＰＭＮに代表されるＰｂを含む複合ペロブスカイト型化合物はリラクサと呼ばれ、広い温度範囲で高い比誘電率を示すことから、厚膜誘電体材料として好ましい。
【００５８】
厚膜誘電体層１６の厚さは、２μｍ〜１００μｍ程度が好ましい。１００μｍよりも厚いと緻密化が困難となり、一方、２μｍよりも薄いと電極３’のパターニング部分との段差の影響が大きくなる。後記する発光層４’は、厚膜誘電体層１６と電気的に直列に配置されることになるため、外部から電圧を印加したとき、発光層４’に効率よく電圧がかかるようにするためには、厚膜誘電体層１６の静電容量が発光層４’の静電容量よりも高いことが好ましく、具体的には１０倍程度であることが好ましい。なお、厚膜誘電体層１６の静電容量と発光層４’の静電容量との比は、それぞれの層の「比誘電率／膜厚」どうしの比率に等しくなる。
【００５９】
薄膜誘電体層１７は、発光層側の表面の平坦性を向上させ、かつより厚膜誘電体層１６の誘電率特性を向上させる場合に設けられる。厚膜誘電体層１６に凹凸や異物が付着しているような場合であっても、薄膜誘電体層１７を厚膜誘電体層１６上に形成することにより、発光層４’の下地層となる薄膜誘電体層１７の表面を極めて平坦化することができる。この薄膜誘電体層１７は、上記厚膜誘電体層１６と同じ組成物を用いて形成することができる。薄膜誘電体層１７は、厚膜誘電体層１６上に薄膜誘電体層形成用組成物を含む塗布液を、例えばダイコーティング法、ロールコーティング法、ブレードコーティング法、スピンコーティング法等によって塗布形成し、形成された塗膜を塗布液の組成に応じて乾燥し、焼成を行って形成することができる。なお、この薄膜誘電体層１７は、平坦性や電気特性をさらに向上させるための他の層を含んでもよい。薄膜誘電体層１７の厚さは、０．０１μｍ〜３μｍ程度でよい。薄膜誘電体層１７の厚さは、膜厚が０．０１μｍ未満の場合は、膜としての機能を有さず、また、３μｍを超える厚膜となるとクラックが発生し易くなるとともに、基材全体の誘電率が増加するため、電圧印加時に発光層４’に十分に電圧が印加されない場合がある。
【００６０】
発光層４’は、非常に平坦な薄膜誘電体層１７上に形成されるので、発光特性に優れたものとなる。発光層４’を形成する発光材料は、例えば赤色発光を得る材料としてはＺｎＳ、Ｍｎ／ＣｄＳＳｅ等を挙げることができ、緑色発光を得る材料としてはＺｎＳ：ＴｂＯＦ、ＺｎＳ：Ｔｂ等を挙げることができ、青色発光を得る材料としてはＳｒＳ：Ｃｅ、（ＳｒＳ：Ｃｅ／Ｚｎｓ）ｎ、Ｃａ２Ｇａ２Ｓ４：Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇａ２Ｓ４：Ｃｅ等を挙げることができ、また、白色発光を得る材料としてＳｒＳは：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎ等を挙げることができる。発光層４’の形成は、上記発光材料を蒸着、スパッタリング又はＣＶＤ法等によって行うことができる。発光層４’の厚さは、０．１μｍ〜３μｍ程度が好ましく、０．３μｍ〜２μｍ程度がより好ましい。
【００６１】
薄膜誘電体層１８は、発光層４’上に設けられる。この薄膜誘電体層１８を設けることにより、外部からの水蒸気や酸素等が発光層４’側へ侵入するのを抑制することができる。この薄膜誘電体層１８は、上述した薄膜誘電体層１７と同様の方法で形成することができる。また、薄膜誘電体層１８の厚さは、０．０１μｍ〜１μｍ程度が好ましく、０．０１５μｍ〜０．５μｍ程度がより好ましい。なお、この薄膜誘電体層１８と上記薄膜誘電体層１７とで好ましい膜厚が異なっているのは、それぞれの薄膜誘電体層を設ける下地の表面粗さが異なっているためである。
【００６２】
電極５’は、観測者側に設けられるため、発光層４’から発光した光の透過を妨げないように、透明電極材料で形成する必要がある。透明電極材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ−Ａｌ等の酸化物導電性材料が挙げられる。電極５’の形成は、上記の酸化物導電性材料を蒸着又はスパッタリングすることにより行うことができる。電極５’の厚さは、０．０５μｍ〜０．２μｍ程度が好ましい。
【００６３】
以上、有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子の構成についてそれぞれ説明したが、そうしたＥＬ素子４０は、フルカラー照明用のＥＬ素子であってもよいし、エリアカラー照明用のＥＬ素子であってもよい。
【００６４】
なお、フルカラー照明用のＥＬ素子は、面内方向に、赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ及び青色発光層４Ｂを順次設けた形態となるので、例えば図７に示すように、各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを区分けするための隔壁１４が設けられる。隔壁１４は、酸化ケイ素等の無機材料やレジスト等の有機材料で形成することができ、電極３がパターン形成された後で各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを形成する前に所定のパターンで形成される。隔壁１４よって各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの形成領域が区分けされた後は、例えば各色の発光層形成用塗布液等を塗布することにより各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが形成される。その後、全体を覆うように上述した電極５が形成され、その後に例えば各発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに対してガスバリア性を有するＳｉＯＮ等の保護膜６等が任意に形成される。なお、電極３，５は、アクティブマトリクス方式で形成されてもよいし、単純マトリックス方式で形成されていてもよい。
【００６５】
（白色有機ＥＬ素子）
本発明に係る自発光型サインボードは、特に白色光を発光することが有効であるので、以下では白色ＥＬ素子についてより詳しく説明する。白色ＥＬ素子は、エネルギー効率を下げることのあるカラーフィルタを設けなくてもよいので好ましい。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの単色での照明光を構成する場合は、各色の発光層を単独でベタ状に成膜して使用すれば可能である。
【００６６】
白色ＥＬ素子は、発光層４を第１発光層と第２発光層で構成し、かつ第１発光層、第２発光層の順に電極３（通常は透明電極からなる陽極）側から順次積層して構成することが好ましい。特に、電極５（通常は陰極）側に近い第２発光層が、遠い第１発光層よりも電子輸送能力が大であることが好ましい。その理由は、２つの発光層の界面で主たる発光が生じ、ここでの発光又は励起エネルギーを利用し、液体状態での蛍光ピークが５８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の有機化合物が発光し、透明電極側から白色光を取り出すことができるからである。第１発光層と第２発光層の積層順を逆にした場合は、第１発光層の発光が第２発光層に吸収され、良好な白色光を得ることができなくなる。液体状態での蛍光ピークが５８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である有機化合物は、発光波長では長波長成分であるので、他の成分により吸収されることはなく、有機化合物層のいかなる層に含有させてもよい。そして、第２発光層の厚さは第１発光層の厚さ以上であればよい。
【００６７】
発光層の形成方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法を挙げることができるが、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、有機化合物の気相状態から沈着され、形成された膜や、有機化合物の溶液状態又は液相状態から固体化され、形成された膜のことである。ＬＢ法で形成された分子堆積膜は、凝集構造や高次構造の相違、又はそれに起因する機能的な相違により区分けすることができる。
【００６８】
正孔注入輸送層は、必須の層ではないが、発光性能を向上させるために好ましく用いられる。正孔注入輸送層用の材料としては、より低い電界で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が１０4〜１０6Ｖ／ｃｍの電場で少なくとも１０-6ｃｍ2 ／Ｖ・秒であることがより好ましい。
【００６９】
正孔注入輸送層としては、例えば特許第３３６６４０１号に記載の、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体等を挙げることができる。さらに、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、また、特願平１−２１１３９９号明細書で示された導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【００７０】
特に、次に示すポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物を用いることが好ましく、中でも芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
【００７１】
ポルフィリン化合物の代表例としては、ポルフィン；１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（II）；１，１０，１５，２０−テトラフェニル２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛（II）；５，１０，１５，２０−テトラキス（ペンタフルオロフェニル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン；シリコンフタロシアニンオキシド；アルミニウムフタロシアニンクロリド；フタロシアニン（無金属）；ジリチウムフタロシアニン；銅テトラメチルフタロシアニン；銅フタロシアニン；クロムフタロシアニン；亜鉛フタロシアニン；鉛フタロシアニン；チタニウムフタロシアニンオキシド；マグネシウムフタロシアニン；銅オクタメチルフタロシアニン等が挙げられる。また、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤＡ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール；芳香族ジメチリディン系化合物等が挙げられる。また、芳香族メチリジン化合物も、正孔注入輸送層の材料として用いることができる。さらに、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物（国際公開特許ＷＯ９０−０５９９８号公報参照）も、正孔注入輸送層の材料として用いることができる。
【００７２】
正孔注入輸送層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法で形成することができる。正孔注入輸送層の厚さは、通常は１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍである。正孔注入輸送層は、これらの正孔注入輸送材料一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、あるいは、前記正孔注入輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入輸送層を積層したものであってもよい。
【００７３】
電子注入輸送層には、発光層４と電極５（陰極）との間の付着性を向上させるために、発光層と陰極に対して付着性の高い材料を含有させることが好ましい。付着性の高い材料としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン誘導体等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、その他特定の電子伝達性化合物等を挙げることができる。また、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体（Ａｌ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ又はＰｂ）を挙げることができる。具体的には、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物である。このような化合物は高水準の性能を示し、容易に薄膜にすることができる。
【００７４】
具体的なキレート化オキシノイド化合物としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム；ビス（８−キノリノール）マグネシウム；ビス（ベンゾ−８−キノリノール）亜鉛；ビス（２−メチル−８−キノリラート）アルミニウムオキシド；トリス（８−キノリノール）インジウム；トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム；８−キノリノールリチウム；トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム；ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム；５，７−ジクロル−８−キノリノールアルミニウム；トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等を挙げることができる。その他に、メタルフリー又はメタルフタロシアニン、それらの末端がアルキル基又はスルホン基で置換されているものも好ましい。さらに、発光層の材料として前述したジスチリルピラジン誘導体も電子注入輸送層の材料として用いることができる。さらに、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物（国際公開特許ＷＯ９０−０５９９８号公報参照）も、電子注入輸送層の材料として用いることができる。
【００７５】
電子注入輸送層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜化方法で形成することができる。電子注入輸送層の厚さは、通常は１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍである。電子注入輸送層は、これらの電子注入輸送材料一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、あるいは、前記電子注入輸送層とは別種の化合物からなる電子注入輸送層を積層したものであってもよい。
【００７６】
（カラーフィルタ）
上記した発光部材１０は、例えば白色光を発光する全ベタ状発光パターンからなるＥＬ素子パネルの前面に文字や絵柄パターンを備えた透光性パネルを配置してなる発光部材や、例えば所定色を発光する所定のパターン形状からなるＥＬ素子を有するパネルを発光部材したものが好ましく用いられるが、本発明の自発光型サインボードには、必要に応じ、図６及び図７に示すようなカラーフィルタ８を任意に設けてもよい。カラーフィルタ８は、図６に示すように、エリアカラー照明用のＥＬ素子４０Ａに対応した単色着色層からなるカラーフィルタであってもよいし、図７に示すように、フルカラー照明用のＥＬ素子４０Ｂに対応した単色着色層からなるカラーフィルタであってもよいし、その他の各種形態からなるカラーフィルタであってもよく、特に限定されない。こうしたカラーフィルタ８は、例えば白色発光を着色したい場合や、各色の発光を希望の色目にしたい場合に設けることができる。カラーフィルタ８を構成する着色層としては、一般的に設けられている赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の他、シアン着色層、マゼンダ着色層から選ばれる１種又は２種以上の着色層が設けられる。
【００７７】
なお、ＥＬ素子４０が発光する光によって形成される発光パターンは、エリアカラータイプの自発光型サインボード３０の場合においては、図６に示す符号８のカラーフィルタの構造によって実現できる。例えば、符号８のカラーフィルタを、所定の文字パターン又は絵柄パターンとし、それ以外を遮蔽パターンとすることにより、図３〜図５に例示する所定の文字パターン３１又は絵柄パターン３２を発光パターンとすることもできる。また、多色カラー又はフルカラータイプの自発光型サインボード３０の場合においては、アクティブマトリクス方式でＥＬ発光を行って文字や絵柄を表示することができるので、所定の文字パターンや絵柄パターンを任意に表示できる。特にアクティブマトリクス方式でＥＬ発光を行う場合は、定期又は不定期に発光色を変化させたり、表示情報の内容に応じて発光色を変化させたりすることが可能となる。
【００７８】
（光学部材）
次に、光学部材について説明する。本発明の自発光型サインボード３０を構成する光学部材２０は、図１及び図２に示すように、大別して２つの態様がある。図１に示す第１の態様に係る光学部材は、上述したＥＬ素子４０を有する発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材２０Ａである。一方、図２に示す第２の態様に係る光学部材は、上述したＥＬ素子４０を有する発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に偏向する偏向部材２０Ｂである。
【００７９】
図１に示す集光部材２０Ａは、発光部材１０から所定の方向に発光した光を集光するように機能し、図２に示す偏向部材２０Ｂは、発光部材１０から所定の方向に発光した光の向きを変える（偏向する）ように機能する。なお、その集光や偏向の程度は特に限定されず、その目的に応じて任意である。また、図２中のθは、発光部材面と所定の角度θをなす方向（法線方向ではない方向）を示している。
【００８０】
「実質的に最も高い輝度を示す方向の光」とは、輝度が偶然高くなったようなイレギュラーの方向の光を指すのではなく、「発光部材１０から発光した主要な方向の光」を指していることを意味し、本発明の自発光型サインボードを構成する光学部材２０は、そうした主要な方向の光を集光ないし偏向する部材として作用する。また、「輝度分布」とは、発光部材１０を輝度測定装置（ここではＥＬＤＩＭ社製のＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｒ）によって測定して得られた輝度の分布をいい、法線方向を正面（０°）とし、方位角度方向を３６０°の全方位、極角度を左右±８０°の角度で測定した結果から得られる分布である（後述の図１３〜図１７を参照）。
【００８１】
図９には、本発明の自発光型サインボードを構成可能な光学部材の複数の例を示している。図９（Ａ）に示す光学部材２０Ａは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を主に集光させることができる光学部材であって、一方向に延びる二等辺の矩形レンズ２１が連続して多数配列した光学部材である。詳しくは、矩形レンズ２１は、その断面形状が頂角α：３０°〜１５０°で両底角β，γ：７５°〜１５°の二等辺形状のレンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを例えば発光部材面の法線方向に向かわせる（集光する）ように作用する。矩形レンズ２１の形状を特定する前記の各角度α，β，γの値を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光の集光の程度を任意に設定することができる。この矩形レンズ２１の高さは７μｍ〜７００μｍであり、その幅（図９（Ａ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８２】
また、この矩形レンズ２１が配列した光学部材２０Ａを、一方向に延びる矩形レンズ２１の方向が直交するように、すなわち矩形レンズ２１の稜線が直交するように、積層させることもできる。こうすることにより、発光部材から発光した光の集光の程度をより高めることができる。
【００８３】
一方、図９（Ｂ）に示す光学部材２０Ｂは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を発光部材面の法線方向ではない方向、具体的には発光部材面から所定の角度θの方向に偏向させることができる光学部材であって、一方向に延びるノコギリ刃状ないしプリズム形状の矩形レンズ２２が連続して多数配列した光学部材である。詳しくは、矩形レンズ２２は、その断面形状が頂角α：４５°〜８０°、左底角β：４５°〜１０°、右底角γ：９０°〜４５°のレンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを例えば発光部材面から角度θの方向に向かわせる、すなわち偏向させるように作用する。矩形レンズ２２の形状を特定する前記の各角度α，β，γの値を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光の偏向の程度を任意に設定することができる。なお、この矩形レンズ２２の高さは７μｍ〜７００μｍであり、その幅（図９（Ｂ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８４】
また、図９（Ｃ）に示す光学部材２０Ｃは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を主に集光させることができる光学部材であって、一方向に延びる蒲鉾状のシリンドリカルレンズ２３が多数配列した光学部材である。詳しくは、シリンドリカルレンズ２３は、その断面形状が半円状、例えば曲率半径が５μｍ〜５００μｍ程度の凸レンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを発光部材面の法線方向に向かわせる（集光する）ように作用する。シリンドリカルレンズ２３の形状を特定する前記の半円形状を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光の集光の程度を任意に設定することができる。このシリンドリカルレンズ２３の高さは５μｍ〜５００μｍであり、その幅（図９（Ｃ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８５】
また、図９（Ｄ）に示す光学部材２０Ｄは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を正面方向に主に集光させることができる光学部材であって、ドーム形状の凸レンズ２４が多数配列した所謂フライアイレンズ（ハエの目レンズ）である。詳しくは、凸レンズ２４は、その断面形状が半円状のレンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを発光部材面の正面方向に向かわせる（集光する）ように作用する。凸レンズ２４の形状を特定する曲率を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光を正面方向に向かわせる集光の程度は任意に設定することができる。なお、この凸レンズ２４の高さは５μｍ〜５００μｍであり、その幅（図９（Ｄ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８６】
なお、図９（Ｄ）に示すフライアイレンズとほぼ同等の機能を有するものとして、図９（Ｃ）に示すシリンドリカルレンズ２３が配列した光学部材２０Ｃを、シリンドリカルレンズ２３の延在方向が直交するように積層させることもできる。
【００８７】
また、偏向部材として機能する図９（Ｂ）の光学部材２０Ｂと発光部材１０との間に、集光部材として機能する図９（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）の光学部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄのいずれかを配置すれば、各光学部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄによって集光性が高められた光（例えば法線方向の光）を、それ以外の方向に偏向することができる。このとき偏向された光の輝度は、光学部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄの有無によって若干異なり、それら光学部材を設けた場合の方が、設けない場合に比べて中心輝度の高い光になっている。
【００８８】
また、同様に、集光部材として機能する光学部材と発光部材との間に、偏向部材として機能する光学部材を配置すれば、偏向部材によって光の方向が変えられた光を、その光と同じ又は略同じ方向に輝度を高めて透過させることができる。このとき、偏向された光が集光部材を通過することにより、中心輝度が高い光になっている。
【００８９】
また、光を集光するのと同時に偏向する部材を集光偏向部材というが、この集光偏向部材は、例えば図９（Ａ）に示す二等辺の矩形レンズ２１の角度を調製して、発光部材からの光を集光するのと同時に、集光した光の方向を偏向するようにした一体型の光学部材や、例えば図９（Ｂ）に示すプリズム形状の矩形レンズ２２の角度を調製して、発光部材からの光を偏向するのと同時に、偏向した後の光を集光するようにした一体型の光学部材を挙げることができる。
【００９０】
本発明の自発光型サインボード３０を構成する光学部材２０は、上記のような微細レンズやプリズムを有する光学部材でなくてもよく、例えばホログラムが形成された光学部材であってもよい。ホログラムとしては、例えば、フォトポリマー中に光の干渉により構成した屈折率格子からなる、体積型のホログラムを用いることができる。
【００９１】
体積型のホログラムはリップマンホログラムとも呼ばれ、ホログラムの厚さが光の波長より十分厚い場合のホログラムであり、記録材料の内側に厚さ方向に干渉縞を記録したもので、特定の波長と入射方向をもつ参照光に対してのみ回折光を発生するものである。詳しくは、乾板としてのフォトポリマー中で、波長５３２ｎｍのＬＤ励起レーザー光源より発振された２本の光を干渉させることにより、屈折率格子を構成してホログラムとしたものである。フォトポリマーとしては、デュポン社製のOMNIDEXシリーズ等を好適に用いることができ、回折効率も原理上９０％以上が可能となる。こうしたホログラムが形成された光学部材は、発光部材から所定の方向（例えば法線方向）に発光した光の多くを発光部材面の前記所定の方向（例えば法線方向）から異なる方向に向かわせるように作用する。ホログラムを構成する際に、２本のレーザー光が干渉する角度を調整することにより、発光部材から発光した光が例えば法線方向からずれた方向に向かう程度（回折性）を任意に設定することができる。また、体積ホログラムの他にも、表面に凹凸を設けたエンボスホログラムも適用可能である。
【００９２】
（他の形態の自発光型サインボード）
次に、複数の光学部材を有した複合型光学部材を備えた自発光型サインボードについ説明する。図１０は、複合型光学部材を備えた自発光型サインボード３０Ｆ，３０Ｇの設置例であり、図１１は、複合型光学部材が有する複数の光学部材の切換手段を備えた自発光型サインボード３０Ｉの一例を示す模式的な断面図である。なお、既述した図３〜図５は、本発明の自発光型サインボードが各種の用途に用いた設置例を示す模式図である。
【００９３】
図１０（Ａ）に示す自発光型サインボード３０Ｆは、光の方向を所定の方向（図中では発光部材面の法線方向）に主に集光する第１光学部材２０Ａと、光の方向を第１光学部材２０Ａとは異なる方向（図中では発光部材面の下方）に主に偏向する第２光学部材２０Ｂとが組み合わされてなる複合型光学部材を備えた自発光型サインボードである。そして、その２つの光学部材２０Ａ，２０Ｂが発光部材１０の面内方向に配置されている。第１光学部材２０Ａと第２光学部材２０Ｂの面積は特に限定されない。図１０（Ａ）の態様では、同程度の面積で構成され、下半分の第１光学部材２０Ａが設けられた部分は発光部材面の法線方向に光を照射し、上半分の第２光学部材２０Ｂが設けられた部分は発光部材面から下方に光を照射する。なお、符号６０は人である。
【００９４】
一方、図１０（Ｂ）に示す自発光型サインボード３０Ｇは、光の方向を所定の方向（図中では発光部材面の法線方向）に主に集光する第１光学部材２０Ａと、光の方向を第１光学部材２０Ａとは異なる方向（図中では発光部材面の下方）に主に偏向する第２光学部材２０Ｂと、その第１光学部材２０Ａ及び第２光学部材２０Ｂの間に配置されて光の方向を発光部材面の法線方向から徐々に第２光学部材２０Ｂと同様の方向に変化させる第３光学部材２０Ｇと、が組み合わされてなる複合型光学部材を備えた自発光型サインボードである。そして、その３つの光学部材２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｇが発光部材１０の面内方向に配置されている。この場合も、３つの光学部材の面積は特に限定されない。図１０（Ｂ）の態様は、例えば電車やバス等の車両内や地下道内での情報光として好ましく用いることができるものであり、天井の第１光学部材２０Ａが設けられた部分は発光部材面の法線方向である人６０の方向に情報光を照射し、側壁の第２光学部材２０Ｂが設けられた部分は発光部材面から下方である足下に情報光を照射して背の低い子供等に情報を伝えることができる。そして、天井と側壁との間の曲面に配置された第３光学部材２０Ｇが設けられた部分は、その中間であり、光の方向を発光部材面の法線方向から徐々に第２光学部材２０Ｂと同様の下方向に変化させるように設計した光学部材を有し、大人から子供まで情報光を伝えることができる。
【００９５】
ここで、「集光」とは、光学部材によって光を所定の方向に集光（通常は法線方向に光を集める）する場合である。また、「偏向」とは、光学部材によって光を所定の方向に偏向（通常は法線方向以外の方向に光を向ける）する場合である。なお、集光と偏向を行う光学部材は、２種の光学部材を重ねたものであってもよいし、積層態様で一体化させた１つの光学部材であってもよい。
【００９６】
面内方向に配置された上記複合型光学部材は、複数の光学部材が複合されているものであり、図１０（Ａ）に示すように２つの光学部材が複合されたものであってもよいし、図１０（Ｂ）に示す３つ又は４つ以上の光学部材が複合されたものであってもよい。その複合態様としては、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、面内方向に配置してそれぞれの光学部材に基づく方向が異なるように構成したものであってもよいし、また、前記したように積層方向に配置して単一の光学部材では達成できない集光性や偏向性を持たせたものであってもよい（図示しない）。またさらに、照射方向が連続的に変化する構成としてもよい。
【００９７】
また、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材を面内方向に配置した複合型光学部材であってもよい。こうした光学部材を用いた自発光型サインボードは、面内方向で輝度が異なる部位をもつ自発光型サインボードとして好ましく利用できる。光の集光度合いが異なる光学部材は、例えば図９（Ａ）に示す矩形レンズ２１の頂角α，β，γやレンズ形状を変化させたり、図９（Ｃ）（Ｄ）に示すレンズ２３，２４の曲面形状や曲率半径等を変化させることにより実現することができる。
【００９８】
また、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材を面内方向に配置した複合型光学部材であってもよい。こうした光学部材を用いた自発光型サインボードは、面内方向で光の方向が異なる部位をもつ自発光型サインボードとして好ましく利用できる。光の偏向度合いが異なる光学部材は、例えば図９（Ｂ）に示す矩形レンズ２２の頂角α，β，γを変化さたり、その矩形レンズ形状を変化させることにより実現することができる。
【００９９】
またさらに、光の集光度合いや光の偏向度合いが面内方向で連続的に変化するように構成した複合型光学部材であってもよい。この場合も上記同様、例えば図９（Ａ）に示す矩形レンズ２１の頂角α，β，γやレンズ形状を連続的に変化させたり、図９（Ｃ）（Ｄ）に示すレンズ２３，２４の曲面形状や曲率半径等を連続的に変化させたり、図９（Ｂ）に示す矩形レンズ２２の頂角α，β，γやレンズ形状を連続的に変化させるこることにより実現することができる。
【０１００】
このように、本発明の自発光型サインボードでは、上記した種々の光学部材を面内方向に複合化させた複合型光学部材を好ましく備えることができる。例えば、図９（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）等に示した光を主に集光する集光部材、図９（Ｂ）等に示した光を主に偏向する偏向部材、上記した光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、上記した光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、上記した光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材が前記発光部材の面内方向に配置されているように構成した自発光型サインボードを好ましく提供できる。こうした自発光型サインボードは、異なる態様の２種以上の光学部材を発光部材の面内方向に配置するので、例えば湾曲した壁面に本発明の自発光型サインボードを貼り付け且つその湾曲した壁面から特定の方向に情報光を発したい場合や本発明の自発光型サインボードが大面積である場合のように、積極的に情報光を発したい方向が自発光型サインボードの面内で異なるときに特に有効である。
【０１０１】
図１１は、複合型光学部材が備える複数の光学部材の切換手段を備えた自発光型サインボードの一例を示す模式的な断面図である。この自発光型サインボード３０Ｈは、発光部材１０と、その発光部材上に設けられた光学部材２０Ｈとを有するものである。その光学部材２０Ｈは、光を集光ないし偏向する２種以上の光学部材が面内方向に配置されている。この自発光型サインボード３０Ｈは、光学部材２０Ｈを面内方向（図中の矢印方向）に移動させて前記２種以上の光学部材を発光部材面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えた装置である。
【０１０２】
この場合において、光学部材２０Ｈは巻き取り可能なシート状又はフィルム状であり、その長尺方向の両端は巻取／送出機能をもつロール２７，２８に巻き取られている。その巻取／送出機能をもつロール２７，２８が同期して駆動することにより、その光学部材２０Ｈの長尺方向に配置された、光を集光ないし偏向する２種以上の光学部材を入れ変えることができ、発光部材面上で自在に切り換えることができる。こうした切換手段を有する自発光型サインボード３０Ｈは、発光部材の設置位置を変更することなく、積極的に情報光を照射する方向を制御できるという効果がある。なお、符号２９は押さえガイドローラであり、符号７０は発光部材を設置するベース部材である。この場合において、切換手段が２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段等を例示でき、より具体的な例としては、頂点角度の異なるレンズフィルムを一連のロール状態としてスライドさせるスライド手段が挙げられる。
【０１０３】
また、上述した本発明の自発光型サインボード３０Ａ〜３０Ｈが備える光学部材や、上記した複合型光学部材を着脱自在とすることが好ましい。着脱自在とすることにより、比較的に広範囲に情報光を伝えたい場合には、光学部材を外すことにより目的を達成できるという利点がある。なお、着脱自在とする具体的手段は特に限定されないが、発光部材と透明基材（ガラス基板やポリカーボネート等の透明樹脂からなる基板）の間に光学部材を挟み込むようにして介在させ、ＥＬ自発光型サインボードの外周部に枠を設置して挟持することにより、脱着自在とすることができる。さらには、事後的な剥離が可能な粘着剤を用いて発光部材に直接貼合してもよい。この手法は、光学部材を発光部材に貼合する際に泡かみ、ゴミかみ等が発生した場合でも、リワークが可能となるため生産性の点からも好ましい。
【０１０４】
上記同様、本発明の自発光型サインボードでは、上記した種々の光学部材を面内方向に複合化させた複合型光学部材を好ましく備えることができる。例えば、図９（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）等に示した光を主に集光する集光部材、図９（Ｂ）等に示した光を主に偏向する偏向部材、上記した光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、上記した光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、上記した光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材を前記発光部材の発光面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えているように構成した自発光型サインボードを好ましく提供できる。こうした自発光型サインボードは、異なる態様の２種以上の光学部材を面内方向に配置した発光部材を自在に切換可能なので、それらの光学部材を切り換えることにより、情報光を発する方向や情報光の輝度を場面に応じて自在に変更することが可能となる。この場合において、切換手段として、２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段を採用すれば、光を照らしたい方向をシームレスに連続して変化させることができる。
【実施例】
【０１０５】
以下に、実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。
【０１０６】
［実施例１］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を蒸着法で形成したものを透明電極基板とした。この基板をイソプロピルアルコール中で１０分間超音波洗浄した後、乾燥窒素中にて乾燥し、次いで、ＵＶオゾン洗浄を行った。この透明電極基板上に正孔注入輸送層を形成した。正孔注入輸送層の形成は、先ず、蒸着装置内のホルダーに透明電極基板を設置し、抵抗加熱ボートにＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を２００ｍｇ入れ、さらに別の抵抗加熱ボートに４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れ、さらに別の抵抗加熱ボートにＰＡＶＢｉを入れ、真空チャンバーを１×１０-4Ｐａまで減圧し、その後、ＴＰＤ入りボートを２１５℃〜２２０℃まで加熱し、ＴＰＤを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒で透明電極基板上に蒸着して、厚さ６０ｎｍの正孔注入輸送層を製膜した。このときの基板温度は室温であった。
【０１０７】
次に、真空チャンバーから取り出すことなく、正孔注入輸送層の上にＤＰＶＢｉの入ったボートを加熱して厚さ４０ｎｍの第１発光層を蒸着した。このとき、同時にＰＡＶＢｉのボートを加熱し、第１発光層内にＰＡＶＢｉを３．０モル％の割合で含有させた。その後、真空チャンバーを大気圧に戻し、新たに抵抗加熱ボートに８−ヒドロキシキノリン・アルミニウム錯体（Ａｌｑ）を２００ｍｇ入れ、さらに別の抵抗加熱ボートにルブレン（アルドリッチ社製）を入れ、再度、真空チャンバーを１×１０-4Ｐａまで減圧し、次いでＡｌｑ入りのボートを加熱し、厚さ２０ｎｍの第２発光層を製膜した。このとき、同時にルブレンのボートも加熱し、０．５モル％の割合で第２発光層に含有させた。その後、真空チャンバーを大気圧へ再度戻し、抵抗加熱ボートにマグネシウムリボンを１ｇ入れ、タングステンバスケットに銀ワイヤーを５００ｍｇ入れて、真空チャンバーを１×１０-4Ｐａまで減圧し、その後、マグネシウムを蒸着速度１．４ｎｍ／秒、銀を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で同時蒸着し、混合金属からなる厚さ１５０ｎｍの陰極を形成した。
【０１０８】
なお、用いた有機化合物の蛍光ピーク波長は、ＤＰＶＢｉ（固体）：４６５ｎｍ、ＰＡＶＢｉ（固体）：４６３ｎｍ、Ａｌｑ（固体）：５００ｎｍ、ルブレン（ジメチルホルムアミド０．１重量％溶液）：５８５ｎｍであった。また、ＰＡＶＢｉの構造式を次に示す。
【０１０９】
【化１】
【０１１０】
次に、正面の輝度を向上させる光学部材２０を作製した。こうした光学部材２０として、図９（Ａ）に示す態様の、一方向に延びるとともに断面形状が二等辺からなる矩形レンズ２１が多数配列した厚さ３００μｍの光学フィルム部材を準備した。この矩形レンズ２１は、頂角αが９０°でピッチが１００μｍでレンズ高さが７０μｍの二等辺からなっている。光学フィルムの厚さは、図９（Ａ）を平面視した場合の底面から頂角αまでの高さである。
【０１１１】
得られたＥＬ発光体１０の陰極側と、光学部材２０の平坦面側（レンズ側の反対）とを重ね合わせて、実施例１の自発光型サインボードを作製した。この自発光型サインボードにおいて、図３に例示した文字パターン３１と絵柄パターン３２からなる発光パターンを表示した。
【０１１２】
［実施例２］
実施例１において、使用した光学フィルム部材の上に、さらに同じ光学フィルム部材をその矩形レンズ２１の稜線が直交するように重ねて自発光型サインボードを構成した他は、実施例１と同様にして、実施例２の自発光型サインボードを作製した。
【０１１３】
［実施例３］
実施例１において、用いた光学部材の代わりに、図９（Ｂ）に示す態様のノコギリ刃状の矩形レンズ２２を多数配列してなる光学部材を用いた他は、実施例１と同様にして、実施例２の自発光型サインボードを作製した。なお、ここで用いた光学部材は、一方向に延びるとともに断面形状がノコギリ刃状のプリズム態様の矩形レンズ２２が多数配列した厚さ１００μｍの光学フィルム部材であり、その矩形レンズ２２は頂角αが１００°でピッチが１１２μｍでレンズ高さが１６μｍである。
【０１１４】
［実施例４］
実施例１において、用いた光学部材の代わりに、図１２に示す態様のホログラムシートを用いた他は、実施例１と同様にして、実施例４の自発光型サインボードを作製した。なお、ここ用いた光学部材は、ホログラムシートであり、感光性材料からなる体積ホログラム層を有したフィルムを準備し、このフィルムの体積ホログラム層に透過型体積ホログラムを記録することによって、作製された。具体的には、５０μｍの厚さを有する支持基材としてのルミラーＴ６０（東レ社製の未処理ＰＥＴフィルムの商品名）上に、以下の組成物インキの感光性材料を乾燥後の厚さが１３μｍとなるように塗布し、その後乾燥して体積ホログラム層を形成し、ルミラーＴ６０／体積ホログラム層からなるフィルムを作製した。
【０１１５】
＜組成物インキ＞
・ポリメチルメタクリレート系樹脂（分子量２００，０００）…７０質量部
・下記一般式でＲ５＝Ｈ、Ｒ６＝ｐ−ビフェニルメチリレン基、ｍ＝ｎ＝１…１５０質量部
・３，９−ジエチル−３’−カルボキシメチル−２，２’−チアカルボシアニン、ヨウ素塩…０．６質量部
・ジフェニルヨードニウム−トリフルオロメタンスルホネート…６質量部
・１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル…８０質量部
・溶媒（ｎ−ブタノール：メチルイソブチルケトン＝１：１）…３９０質量部
【０１１６】
【化２】
【０１１７】
式中、Ｒ５は水素原子又はメチル基、Ｒ６はｐ−ビフェニリルメチリレン基又はフルオレニリデン基、Ａはエチレン基又はプロピレン基を示し、ｍ、ｎは各々１以上であり、ｍ＋ｎは２．０〜８．０の範囲の数である。
【０１１８】
作製されたフィルムに対し、回折層の記録には波長５１４ｎｍのレーザー光を用いた。また、記録には図１２に示す配置にて、粗さ１０００番、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍのすりガラスを透過型拡散板として用いた。この透過型拡散板を、大きさ３００×３００ｍｍの体積ホログラム層に対向するようにして４３０ｍｍだけ離間して配置し、物体光としての散乱光を入射して回折層を作製した。作製された回折層（透過型体積ホログラム）は、３０°入射、０°回折であり、中心部にて±３０°の拡散角を有していた。なお、この実施例ではホログラムシートに対して拡散性を持たせたが、拡散性が無いホログラムシートであっても同様な効果を得ることができる。この場合、上記のすりガラスを用いずに、物体光、参照光の双方を平行光とすることにより実現できる。
【０１１９】
［比較例１］
実施例１において、用いた光学部材の代わりに、レンズ等が形成されていない厚さ５０μｍの透明フィルムを用いた他は、実施例１と同様にして、比較例１の自発光型サインボードを作製した。
【０１２０】
［評価及び結果］
実施例１〜４及び比較例１の自発光型サインボードから発光する光の分布（発光光分布）を測定した。発光光分布は、ＥＬＤＩＭ社製のＥＺコントラスト１６０Ｒを用い、全方位角度方向の輝度測定と、全極角度方向の輝度測定とを行い、その結果を図１３〜図１７に示した。各図において、上段は全方位角度方向の輝度測定結果であり、下段は方位角度０°、及び９０°における全極角度方向の輝度測定結果である。光学部材を用いない比較例１の結果（図１７を参照）に比べ、実施例１〜４の結果は正面輝度が大きく向上していることが解る。目視における評価でも、正面からの観察時には輝度が向上していることが確認され、視野角度を大きくするに従い、比較例１の場合に比較して急激にその輝度が低下していくことが確認された。輝度の向上は、発光パターンを観察者により確実に視認させることができ、伝えたい情報を観察者に正確に伝えることができる。
【０１２１】
図１３は、実施例１の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例１の結果は、ＥＬ発光体１０の法線方向の輝度が法線方向以外の輝度に比べて相対的に大きくなっている。
【０１２２】
図１４は、実施例２の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例１の結果と比べＥＬ発光体１０の法線方向とそれ以外の方向との輝度の比がさらに大きくなっているのが確認された。こうした結果は、ＥＬ発光体１０から発光した光の法線方向への指向性が高くなっており、より選択性が高まっていることを示している。
【０１２３】
図１５は、実施例３の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例３の結果は、実施例１，２の結果とは異なり、相対的に最も明るくなるエリアが右方向にずれている。すなわち、水平方向で最も明るいエリアが、ＥＬ発光体１０の法線から角度１０°の方向にずれていることがわかる。
【０１２４】
図１６は、実施例４の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例４の結果も、実施例１〜２の結果とは異なり、相対的に最も明るくなるエリアが右方向にずれている。なお、こうしたホログラムシートは、屈折率格子の角度により、回折方向を調整可能であるため、必要に応じてその角度を調整することができるという利点があるので、その角度を調整することにより、前記のずれ角度を変化させることができる。
【０１２５】
図１７は、光学部材を設けていない比較例１の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。
【０１２６】
以上の結果から、本発明の自発光型サインボードは、実施例１，２に示すように、最も明るい部分の絶対輝度をより上昇させる効果と、実施例３，４に示すように、輝度は変化しないが明るいエリアの方向を変化させる効果の２つのモードがあり、いずれも観察者に対して伝えたい情報光を正確に伝達できる。なお、比較例１と実施例１とは、共に正面輝度が高くなっているが、比較例１の自発光型サインボードはその拡散角が広いのに対し、実施例１の自発光型サインボードは、最も輝度の高い方向を中央側により選択的に制御している。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の自発光型サインボードの一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の自発光型サインボードの他の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の自発光型サインボードの発光パターンの一例を示す模式的な正面図である。
【図４】本発明の自発光型サインボードの発光パターンの他の一例を示す模式的な正面図である。
【図５】本発明の自発光型サインボードの発光パターンのさらに他の一例を示す模式的な正面図である。
【図６】エリアカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。
【図７】フルカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。
【図８】無機ＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の自発光型サインボードを構成可能な光学部材の複数の例を示す模式的な斜視図である。
【図１０】複合タイプの光学部材を備えた自発光型サインボードの設置例である。
【図１１】複合型光学部材が備える複数の光学部材の切換手段を備えた自発光型サインボードの一例を示す模式的な断面図である。
【図１２】回折層（透過型体積ホログラム）への記録を行うときの配置図である。
【図１３】実施例１の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１４】実施例２の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１５】実施例３の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１６】実施例４の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１７】比較例１の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 基材
２ ＥＬ積層体
３ 電極
４（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ） 発光層
５ 電極
６ 保護層
７ 接着層
８ カラーフィルタ
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ 着色層
９ 透明基材
１０ 発光部材
１１（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ） 発光光
１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ） 透過光
１４ 隔壁
１５ ブラックマトリクス層
２０（２０Ａ〜２０Ｇ） 光学部材
２０Ａ 集光部材
２０Ｂ 偏向部材
２１，２２ 矩形レンズ
２３ シリンドリカルレンズ
２４ レンズ
２８ 巻取／送出機能ロール
２９ ガイドロール
３０（３０Ａ〜３０Ｈ） 自発光型サインボード
３１ 文字パターン
３２ 絵柄パターン
４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ） ＥＬ素子
５０ 被装着体
６０ 人
θ 発光部材面との角度
α 頂角
β 左底角
γ 右底角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自発光型サインボードに関し、さらに詳しくは、屋内外に設置され、広告、装飾、道路標識、その他各種の情報表示体として機能する自発光型サインボードに関する。特に自発光体であるエレクトロルミネッセンス素子を有する発光部材と、その発光部材から発光する光を集光ないし偏向する光学部材とを組み合わせることにより、特定方向からの視認性を向上させた自発光型サインボードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広告、装飾、交通標識、道路案内標識、その他各種の情報表示体として機能する自発光型のサインボードは、トンネル内や夜間など、周辺環境が暗く、照明が得られない環境下でも視認ができるといった優れた点から広く用いられている。自発光型のサインボードは、非発光型のサインボードと異なり、サインボードを離れた位置から照らす所謂スポットライトのような照明が不要であり、比較的コンパクトであるといった利点がある。一般的な自発光型のサインボードは、観察者からみて被表示情報が表示される表示ボードの後ろ側（背面側）に照明装置を有している。照明装置としては、背面側から手前側に向かって、反射板（リフレクター）、蛍光灯などの光源、散乱板の順に配置された箱形構造が一般的であり、特に箱形構造の内面は光の取り出し効率を確保するため白色となっている。箱形構造の照明装置の手前側には、所望の表示情報が印刷、塗布、ラベルやシールの貼付等によって形成される。その結果、夜間等のように周辺環境が暗い場合でも、自発光型のサインボードに表示された表示情報を外部から認識することができる。
【０００３】
上記した照明装置は、均一な拡散光を得るために反射板（リフレクター）、光源及び散乱板等を有しているので、一定以上の厚さで構成されている。通常、照明装置の筐体は樹脂材料で形成されていることが多いが、特に大面積の表示を行うサインボード用の照明装置である場合、筐体自体が大型化して重くなるという問題があった。また、サインボードを野外に設置する場合、風雨に対する耐久性も考えると照明装置には十分な強度が必要であり、特に堅牢に設計する必要が有り、その結果ますます重量が増加してしまう。
【０００４】
一方、近年においては、電界発光素子、即ちエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を光源として用いた面発光シートが盛んに開発されている。この面発光シートは面内でほぼ均一に発光する面光源であり、発熱が少なく、薄型である等の優れた特性を有している。そのため、従来の白熱灯や蛍光灯に代わる次世代の照明として期待されている。特に近年の材料技術やデバイス技術の進歩により、蛍光灯並みの高効率、長寿命が実現されつつある。こうした面発光シートは、平面発光であるため大面積化が比較的容易であり、また、発光部に水銀を用いないため廃棄後の環境保全の観点からも優位である。ＥＬ素子を面発光シート用の光源として用いた場合の利点をまとめると、面発光であること、薄型（自由に曲げられる）であること、明るさを調整できること、発光色が多彩（発光材料が多い）であること、水銀フリーであること、等が挙げられる。この種の面発光シートを情報表示のための照明手段として用いたサインボードとしては、例えば下記特許文献１〜３が提案されている。
【０００５】
特許文献１には、第１形態として、道路標識等の表示内容に合わせて作製された有機ＥＬ素子を表示面に設けてなる自発光式表示装置が提案され、第２形態として、有機ＥＬ素子をシート状光源として背面側に設け、この有機ＥＬ素子の表示面側に道路標識等の表示形状を貼り付けてなる自発光式表示装置が提案されている。また、特許文献２には、透明なステッカー本体に、文字又は図形の形状に形成されたＥＬ素子を設けてなる発光ステッカーが提案されている。また、特許文献３には、ＥＬ発光シートと、そのＥＬ発光シートの一方の面に剥離自在に貼着されているとともにその表示面側に所望の表示情報が印刷手段で形成された透明性複合シートとで構成されてなる発光表示用シートが提案されている。これらの各文献中で用いられた有機ＥＬ素子は、面発光で薄型であり、さらに自由に曲げることができるといった特徴があることから、天井面や壁に等の平面や、湾曲した部分にも貼り付けることが可能である。
【０００６】
上記各文献で用いられている有機ＥＬ素子は、アントラセン等の蛍光性の有機固体からなる発光層とトリフェニルアミン誘導体等からなる正孔注入層、又は、発光層とペリレン誘導体等からなる電子注入層、又は、正孔注入層と発光層と電子注入層、のいずれかの積層形態を２つの電極（発光面側の電極は透明電極になる。）間に介在させてなる構造体である。こうした有機ＥＬ素子は、発光層に注入された電子と正孔とが再結合するときに生じる発光を利用するものである。このため、有機ＥＬ素子は、発光層の厚さを薄くすることにより、例えば４．５Ｖという低電圧での駆動が可能で応答も速いといった利点や、輝度が注入電流に比例するために高輝度のＥＬ素子を得ることができるといった利点等を有している。また、発光層とする蛍光性の有機固体の種類を変えることにより、青、緑、黄、赤の可視域すべての色で発光が得られている。有機ＥＬ素子からの光は指向性を持たないため、広い範囲に渡って光が照射される。そのため、不特定な広い範囲を照らす場合は有効である。
【０００７】
ところで、サインボードに表示された内容は、その内容を伝えたい観察者が容易に視認できることが好ましい。観察者は、全ての方向からそのサインボードを見るのではなく、ある特定の方向からサインボードを見ることがほとんどである。一例として、高速道路には種々の情報を表示するサインボードが設置されているが、そのサインボードに対しては、高速道路を走行する自動車や二輪車のドライバーが一定の方向から所定の角度で見ることになる。また、建造物の高い壁面にも種々のサインボードが取り付けられているが、そのサインボードに対しては、歩行者は歩道上等から所定の角度でサインボードを見上げることになる。したがって、サインボードを任意の位置に設置した場合、サインボードの表示内容を見せたい観察者は、サインボードからみて特定の方向に多く存在することとなる
【特許文献１】特開２００１−２７２９３７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０６００３号公報
【特許文献３】特開２００１−３３１１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＥＬ素子は、前述のように、自発光で指向性が低いため、広い範囲に渡って光が照射される。このＥＬ素子をサインボードの照明として考えると、情報を乗せた光は、同様に広い範囲にわたって拡散されることとなる。このことは言い換えると、情報を伝えたい観察者がいない方向に拡散した光は、そのまま無駄になるということであり、エネルギーを有効利用しているとは言い難いものである。また、情報を伝えたい観察者に十分視認できるよう輝度を高めようとする場合は、ＥＬ素子に印加する駆動電圧を高めて電流値を高くすることが必要であるが、電流値を高く設定すると、ＥＬ発光材料への負荷が増して発光寿命が短くなってしまう。また、当然ながら電流値を高く設定することは、エネルギー的にも不利になるとともに大電流に伴う発熱も無視できなくなる。
【０００９】
本発明は上記した現状に鑑みてなされたものであって、その目的は、全方向に光が拡散するＥＬ素子を光源とした発光部材をサインボードに用いた場合において、その発光方向を積極的に制御して、情報を伝えたい観察者に効率的に情報を伝えることができ、かつ消費電力を低減することができる自発光型サインボードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の自発光型サインボードは、所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材と、該発光部材から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材及び／又は該光を主に偏向する偏向部材と、を有することを特徴とする。
【００１１】
この発明において、所定の発光パターンを表示する光を所定の輝度分布で発する発光部材と、発した光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材とを有するように構成されてなる発明によれば、駆動電圧を高めて電流値を高くしなくても、発光部材からの情報（以下、情報光ともいう。）を高いエネルギー効率で照射することができる。その結果、表示パターンが表示する情報光を、集光前よりも観察者に効率的に伝えることができる。さらに、情報を伝えたい観察者に最も高い輝度を示す方向の情報光を集光前よりも十分視認させることができるので、駆動電圧を高めて輝度を高めなくてもよく、消費電力の低減と、短寿命化を防ぐことができる。
【００１２】
また、この発明において、所定の発光パターンを表示する光を所定の輝度分布で発する発光部材と、発した光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に偏向する偏向部材とを有するように構成されてなる発明によれば、所望の方向に光の向きを変えることができるので、表示パターンが表示する情報光を、特定の方向の観察者に効率的に伝えることができる。その結果、エネルギーロスを小さくして発光部材の長寿命化を実現できる。また、観察者に向けてサインボードを傾斜させる必要もないので、高い意匠性を実現できる。
【００１３】
また、この発明において、それらを両方備えた発明によれば、その両方の作用効果を奏することができる。
【００１４】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記集光部材で集光する光が、偏向部材によって既に偏向された光であるように構成してもよいし、前記偏向部材で偏向する光が、集光部材によって既に集光された光であるように構成してもよい。
【００１５】
これらの発明によれば、偏向部材で偏向する光が集光部材で既に集光された光であるので、特定の方向にいる観察者に対して伝えたい情報を、より高いエネルギー効率の情報光として照射し、伝えることができる。
【００１６】
また、本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、（Ａ）前記集光部材は、微細なレンズ又はプリズムが形成された光学部材であるように構成してもよいし、（Ｂ）前記偏向部材は、微細なレンズ、プリズム又はホログラムが形成された光学部材であるように構成してもよい。
【００１７】
こうした態様からなる本発明によれば、発光部材から発光した情報光を所定の態様で集光し又は偏向することができる。
【００１８】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材が前記発光部材の面内方向に配置されているように構成する。
【００１９】
この発明によれば、異なる態様の２種以上の光学部材を発光部材の面内方向に配置するので、例えば湾曲した壁面に本発明の自発光型サインボードを貼り付け且つその湾曲した壁面から特定の方向にいる観察者に対して情報を効果的に伝えたい場合や本発明の自発光型サインボードとした場合のように、積極的に情報光を向けたい方向が自発光型サインボードの面内で異なるときに特に有効である。
【００２０】
また、本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材を前記エレクトロルミネッセンス素子の発光面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えているように構成する。この場合において、前記切換手段が前記２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段等を例示でき、より具体的な例としては、頂点角度の異なるレンズフィルムを一連のロール状態としてスライドさせるスライド手段が挙げられる。
【００２１】
この発明によれば、異なる態様の２種以上の光学部材を自在に切り換えることができる切換手段を備えるので、それらの光学部材を切り換えることにより、情報光の発する方向を場面に応じて自在に変更することが可能となる。この場合において、切換手段として、２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段を採用すれば、情報光を向ける方向をシームレスに連続して変化させることができるので、例えば大きな会場等で、会場内の各エリアにいる観察者に対して順番に同じ情報又は異なる情報を伝えるように使用することができる。
【００２２】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記エレクトロルミネッセンス素子が２以上の発光色を発光するように構成する。
【００２３】
この発明のように、ＥＬ素子を２以上の発光色を発光する発光素子とすれば、例えばアクティブマトリクス方式で多色カラー又はフルカラーのＥＬ発光を行って定期又は不定期に発光色を変化させたり、表示情報の内容に応じて発光色を変化させたりすることが可能となるので、観察者に対する訴求効果（観察者に注意を喚起するような効果のこと。）をより高めることができる。
【００２４】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記エレクトロルミネッセンス素子が単色光を発光し、前記発光部材が面内方向に２以上の単色発光領域を有するように構成する。
【００２５】
この発明のようにＥＬ素子を単色光発光素子とし、発光部材が面内方向に２以上の単色発光領域を有するように構成すれば、例えばエリア毎又は表示する文字や図形毎に単色発光領域を分けることが可能になるので、観察者に対する訴求効果をより高めることができる。
【００２６】
本発明の自発光型サインボードの好ましい態様として、前記集光部材及び／又は偏向部材が着脱自在であるように構成する。
【００２７】
この発明によれば、集光部材及び／又は偏向部材を取り外し自在とすることにより、表示情報を向けたい方向を切り換えることができる。さらに、照射方向が異なる複数の光学部材を入れ替えて適用することにより、必要に応じて情報伝達方向を積極的に規制することが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の自発光型サインボードによれば、駆動電圧を高めて電流値を高くしなくても、発光部材から発した光を高いエネルギー効率で所定の方向に向けることができるので、観察者に効率的に情報を伝えることができるとともに、消費電力の低減と、短寿命化を防ぐことができる。また、観察者に向けてサインボードを傾斜させる必要もないので、高い意匠性を実現できる。
【００２９】
また、本発明の自発光型サインボードによれば、例えば湾曲壁面や変形壁面に本発明の自発光型サインボードを貼り付け且つその湾曲壁面又は変形壁面から特定の方向いる観察者に対して情報を効果的に伝えたい場合や大面積のサインボードとした場合のように、積極的に情報光（発光パターンが表示する情報をもった光のこと。）を向けたい方向が自発光型サインボードの面内で異なるときに特に有効である。また、情報光を集光ないし偏向する少なくとも２種の光学部材を切り換えることができるので、積極的に情報光を提供したい方向を場面に応じて自在に変更することが可能となる。
【００３０】
また、本発明の自発光型サインボードによれば、例えば多色カラー又はフルカラーのＥＬ発光を行って定期又は不定期に発光色を変化させたり、表示情報の内容に応じて発光色を変化させたりすることが可能となり、また、例えばエリア毎又は表示する文字や図形毎に単色発光領域を分けることが可能になるので、観察者に対する訴求効果をより高めることができる。
【００３１】
こうした効果を奏する本発明の自発光型サインボードは、屋内外に設置され、広告、装飾、道路標識、その他各種の情報表示体として機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の自発光型サインボードの実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定解釈されるものではない。
【００３３】
図１及び図２は、本発明の自発光型サインボードの例を示す模式的な断面図である。本発明の第１態様に係る自発光型サインボード３０Ａは、図１に示すように、所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子（以下「ＥＬ素子」という。）を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材１０と、その発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材２０Ａとの組み合わせからなる。また、本発明の第２態様に係る自発光型サインボード３０Ｂは、図２に示すように、所定色の光を発光するＥＬ素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材１０と、その発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に偏向する偏向部材２０Ｂとの組み合わせからなる。
【００３４】
これら集光部材２０Ａと偏向部材２０Ｂのように光を制御する光学部材を総称するときは「光学部材２０」で表し、光学部材２０を備える自発光型サインボードを総称するときは「自発光型サインボード３０」で表す。また、「主に集光する」とは、実質的に最も高い輝度を示す方向の光の方向を変えずに又はあまり変えずに集光する場合をいい、光の方向を変えること（偏向）は実質的には起こさない場合をいう。また、「主に偏向する」とは、実質的に最も高い輝度を示す方向の光の方向を実質的に変える場合をいい、光の集光は実質的には起こさない場合をいう。
【００３５】
こうした基本構成からなる本発明の自発光型サインボード３０は、発光部材１０から発した光を制御する光学部材２０を備えるので、発した情報光を高いエネルギー効率下で所定の方向に向けることができる。そのため、情報を伝えたい観察者に対し、発光パターンが表示する所定情報を十分視認させることができるので、駆動電圧を高めて輝度を高めなくてもよく、消費電力の低減と、短寿命化を防ぐことができる。
【００３６】
図３〜図５は、本発明の自発光型サインボードの発光パターンの例を示す模式的な正面図である。発光パターンの例としては、図３〜図５の自発光型サインボード３０Ｃ〜３０Ｅに示すように、所定の文字パターン３１や所定の絵柄パターン３２を挙げることができる。図３は企業広告の例であり、例えば白色光を発光する全ベタ状の発光パターンからなるＥＬ素子パネルの前面に、文字パターン３１と絵柄パターン３２を備えた透光性パネルを配置した態様の例である。また、図４は歩行者用信号機の例であり、例えば「止まれ」を示すパターン３２で形成された赤色発光ＥＬ素子と、「進め」を示す絵柄パターン３２で形成された緑色発光ＥＬ素子とからなる態様の例である。図５は道路標識と規制案内の例であり、例えば道路標識は所定色の文字パターン３１を表示する発光パターンであり、規制案内は色や文字を任意に可変できるＥＬ素子を備えた態様の例である。すなわち、本発明において、「所定の発光パターン」とは、全ベタ状のＥＬ素子からなる発光パターンと、文字や絵柄状に形成されたＥＬ素子からなる発光パターンとを含む。
【００３７】
これらの発光パターンを表示する自発光型サインボード３０は、その種類に応じ、情報を伝えたい観察者の位置がほぼ決まっているので、その観察者の方向に情報光を向けることが望ましい。本発明の自発光型サインボード３０は、光学部材２０によって情報光を所定の方向に向けている。
【００３８】
以下、本発明の自発光型サインボード３０の構成要素について説明する。
【００３９】
［発光部材］
発光部材１０は、光学部材２０と組み合わされて本発明の自発光型サインボード３０を構成する。この発光部材１０は、所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子という）を有している。発光部材１０が表示する発光パターンは、ＥＬ素子が発光する光によって構成される。ＥＬ素子が単色光を発光するように構成されている場合には、発光部材１０は、面内方向に２以上の単色光領域を有するエリアカラータイプの自発光型サインボード３０を構成する。一方、ＥＬ素子が２以上の発光色を発光するように構成されている場合には、発光部材１０は、多色カラー又はフルカラータイプの自発光型サインボード３０を構成する。
【００４０】
図６は、エリアカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図であり、図７は、フルカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。図６に示すＥＬ素子４０Ａは単色光を発光させる素子構造であり、この素子構造を発光部材１０の面内方向に２以上の領域となるように配置することにより、エリアカラータイプの自発光型サインボード３０を構成することができる。一方、図７に示すＥＬ素子４０Ｂは画素内で２以上の発光色（図７では３色）を発光させる素子構造であり、この素子構造を発光部材１０の面内に多数の画素として配置することにより、多色カラー又はフルカラータイプの自発光型サインボード３０を構成することができる。なお、図６に例示した単色光の素子構造は、図７に例示した３色の素子構造を構成する単素子として表すことができる。以下、ＥＬ素子を総称するときは、符号４０で表す。
【００４１】
ＥＬ素子４０は、図６及び図７に例示するように、ＥＬ発光材料を含む発光層４（図７においては３色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）を２つの電極３，５間に挟んでなるＥＬ積層体２を少なくとも有している。こうしたＥＬ素子４０は、発光層４に注入された電子と正孔とが再結合するときに生じる発光１１を利用している。具体的には、図６及び図７に示すように、基材１上に、電極３、発光層４及び電極５の順からなるＥＬ積層体２が設けられており、さらに必要に応じてそのＥＬ積層体２上に保護層６が設けられている。そして、さらに必要に応じて、その上に、カラーフィルタ８を直接又は接着層７を介して設けることもできる。
【００４２】
以下では、発光部材１０を構成するＥＬ素子４０について、有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子の各構成について説明する。なお、図６及び図７に示すＥＬ素子４０Ａ，４０Ｂは有機、無機問わないが、後述する図８に示すＥＬ素子４０Ｃは無機ＥＬ素子の一例である。
【００４３】
（有機ＥＬ素子）
先ず、有機ＥＬ素子の構成について説明する。基材１は、本発明の自発光型サインボード３０を装着する壁面等の被装着体５０側に設けられて、本発明の自発光型サインボード全体を支持する基材として、又は、本発明の自発光型サインボード全体を支持する基材に取り付ける基材として作用する。基材１の種類、大きさ、厚さ等は特に限定されるものではなく、剛性を有するものであっても、フレキシブルで柔軟性のあるものであってもよい。基材の構成材料としては、例えば、Ａｌ等の金属、ガラス、石英、又は各種の樹脂等の材料を挙げることができる。なお、発光層４で発光した光は、図６及び図７においてはカラーフィルタ８の側から出射するので、この基材１は、必ずしも透明又は半透明になる材料を用いる必要はなく、不透明材料を用いることができる。
【００４４】
電極３は、陽極又は陰極のいずれかであるが、一般的には陽極として基材１上に設けられ、その電極３上には正孔注入層や正孔輸送層が設けられる。形成材料としては、金、銀、クロム等の金属、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電膜、ポリアニリン、ポリアセチレン等の導電性酸化物等を挙げることができる。また、ＩＴＯと銀とＩＴＯとの積層構造からなる反射型電極とすることもできる。
【００４５】
発光層４は、本発明の自発光型サインボード３０の発光色を規定する層であり、図６に示すように特定色の発光層を全体又は所定領域に設けたエリアカラー自発光型サインボード用の発光層であってもよいし、図７に示すように赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ及び青色発光層４Ｂを面内方向に面順次に設けたフルカラー自発光型サインボード用の発光層であってもよい。発光層形成用の材料としては、従来公知の有機ＥＬ材料を用いることができる。なお、本発明での発光色には白色も含まれ、したがってその発光層４には白色発光層も包含される。
【００４６】
発光層４は、具体的には、発光材料を含む事実上の発光層（発光材料層ともいう。）を挟むように電荷注入層や電荷輸送層が設けられた複数の層で構成されている。例えば電極３が陽極である場合、発光層４は、その電極３側から、正孔注入層と発光材料層とからなる積層体、又は、正孔注入層と発光材料層と電子注入層とからなる積層体、又は、発光材料層と電子注入層とからなる積層体、のいずれかの積層体で構成される。正孔注入層と発光材料層との間には正孔輸送層が設けられていてもよいし、発光材料層と電子注入層との間には電子輸送層が設けられていてもよい。また、各注入層や発光材料層が正孔輸送性材料や電子輸送性材料を含んでいてもよい。
【００４７】
正孔注入層の形成材料としては、例えば色素系材料、金属錯体系材料又は高分子系材料等、正孔注入層用材料として通常使用されるものを用いることができる。また、正孔輸送層の形成材料としては、フタロシアニン、ナフタロシアニン等、正孔輸送層用材料として通常使用されるものを用いることができる。
【００４８】
発光材料層は、ホスト材料とゲスト材料とを含有する層であり、そのホスト材料とゲスト材料は従来公知のものを使用することができ、また、それらの配合割合は使用する材料によって任意に選択される。エリアカラー自発光型サインボード用の発光材料層やフルカラー自発光型サインボード用の発光材料層を構成する各色の形成材料の一例を挙げれば、赤色発光材料層用としては、ホスト材料として４，４−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いると共にゲスト材料としてトリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム（III）錯体（Ｉｒ（ｐｉｑ）３）を挙げることができ、緑色発光材料層用としては、ホスト材料として４，４−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）を用いると共にゲスト材料としてトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（III）錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を挙げることができ、青色発光材料層用としては、ホスト材料として９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（ＤＮＡ）を用いると共にゲスト材料として１−ｔｅｒｔ−ブチル−ペリレン（ＴＢＰ）を挙げることができる。また、その他の色を発光させる材料を有するものであってもよい。
【００４９】
なお、発光材料層を形成するための材料はこれら以外であってもよく、例えば、ホスト材料としては、アントラセン誘導体、アリールアミン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、スピロ化合物等を例示でき、ゲスト材料としては、ペリレン誘導体、ピレン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、フルオレン誘導体、ＦＩｒＰｉｃ等のイリジウム錯体等を例示できる。
【００５０】
電子輸送層の形成材料としては、例えば金属錯体系材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等、電子輸送層として一般的に用いられている材料を挙げることができる。また、電子注入層の形成材料としては、発光材料層の発光材料に例示した材料の他、アルミニウム、フッ化リチウム等、電子注入層として一般的に用いられている材料を挙げることができる。
【００５１】
電極５は、上記電極３の対極をなすものであり、陰極又は陽極のいずれかであるが、一般的には陰極として設けられる。電極５は発光層４の光取り出し側にあるので、形成材料としては、ＩＴＯ（インジウム錫オキサイド）、酸化インジウム、ＩＺＯ（インジウム亜鉛オキサイド）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透明導電材料や、ＭｇＡｇ等からなる半透明金属が好ましく用いられる。
【００５２】
（無機ＥＬ素子）
次に、無機ＥＬ素子の構成について説明する。図８は、無機ＥＬ素子４０Ｃの一例を示す模式的な断面図である。
【００５３】
基材１’としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、石英ガラス（ＳｉＯ２）、マグネシア（ＭｇＯ）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、ベリリア（ＢｅＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ＋ＢｅＯ）等のセラミック基材、結晶化ガラス、石英ガラス等を用いることができる。その他、Ｂａ系、Ｓｒ系、及びＰｂ系ペロブスカイトを用いることもできる。また、高耐熱ガラス等を用いてもよく、ホウロウ等の絶縁処理を行った金属基板等を用いてもよい。
【００５４】
電極３’は、基材１’上に設けられ。この電極３’は、導電性の良い材料であれば特に制限されず、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｉｒ等の貴金属、Ｎｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ等の高融点金属、これら貴金属又は高融点金属の合金等を使用することができる。通常、ＡｕやＰｔ等の貴金属が好ましく用いられるが、図８に示す電極保護層１９を電極３’の表面に設ければ、酸化や硫化され易いような金属、例えばＡｇ、Ａｇ／Ｐｄ等を用いることができる。なお、図８に示す電極保護層１９は、例えばチタン酸バリウム等を例示でき、後述する無機発光層４’から生じる可能性のある硫化物等によって電極３’が腐食しないように保護するように作用する。
【００５５】
電極３’の形成は、上記電極材料の粉体を、例えば溶剤に又は溶剤と樹脂に、必要に応じてガラスフリット等を添加し、混合又は混練して得られたペーストをスクリーン印刷等の方式によって基材１’上に所望のストライプパターンで塗布形成し、焼成することにより行う。また、ペーストをパターン状ではなく基材全面にベタ状に塗布形成し、焼成した後に、フォトリソグラフィー法によりパターニングしてもよい。また、電極３’は、上記の電極材料を用いて、メッキ、蒸着、又はスパッタリングを行うことにより、基材全面にベタ状に金属層又は合金層を形成した後に、上記のようにしてパターニングすることもでき、あるいは、メッキ、蒸着、又はスパッタリングをマスクパターンを介して行うことにより、パターン状に形成することもできる。電極３’の厚さは、形成方法によっても異なるが、スクリーン印刷等の厚膜の形成に適した方式による場合は０．５μｍ〜５μｍ程度であることが好ましく、蒸着やスパッタリング等の薄膜の形成に適した方式による場合は０．１μｍ〜１．０μｍ程度であることが好ましい。
【００５６】
厚膜誘電体層１６は、電極３’上、又は電極３’上に電極保護層１９が設けられた場合にはその電極保護層１９上に設けられる。この厚膜誘電体層１６は、誘電体の粉体を、例えば溶剤に又は溶剤と樹脂に、必要に応じてガラスフリット等を添加し、混合又は混練して得られたペーストをスクリーン印刷等の方式によって、電極３’を覆うように塗布形成し、焼成して形成する。厚膜誘電体層１６は、静水圧プレス法により、又は、ゾルゲル法やＭＯＤ（Metal Organic Decomposition）法等によって形成することができる。静水圧プレス法での形成は、焼成前の厚膜誘電体層の上面に、表面が平滑な基準板を載置し、静水圧プレス法によって圧縮し、その後に焼成を行う。静水圧プレスの条件としては、室温〜３００℃で、５０ＫＰａ〜４００ＭＰａで行われる。この範囲で行えば、密度が高く、誘電特性の優れる厚膜誘電体層１６が得られる。
【００５７】
誘電体粉体としては、例えばＢａＴｉＯ３、（ＢａｘＣａ１−ｘ）ＴｉＯ３、（ＢａｘＳｒ１−ｘ）ＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（以下、ＰＺＴともいう）等のペロブスカイト構造を有する強誘電体、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３（以下、ＰＭＮともいう）等に代表される複合ペロブスカイト型強誘電体、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＳｒＢｉ２Ｔａ２Ｏ９に代表されるビスマス層状化合物、（ＳｒｘＢａ１−ｘ）Ｎｂ２Ｏ６、ＰｂＮｂ２Ｏ６等に代表されるタングステンブロンズ型強誘電体等を用いることができる。中でも、特により高い誘電率を達成でき、かつより低い焼成温度で熱処理可能である、ＢａＴｉＯ３、ＰＺＴ、ＰＭＮ等のペロブスカイト型誘電体がより好ましく、さらにその中でも化学組成中に鉛元素を含む誘電体がより好ましい。この鉛を含む誘電体は、基材１’としてガラスを用いる場合に特に適している。また、ＰＭＮに代表されるＰｂを含む複合ペロブスカイト型化合物はリラクサと呼ばれ、広い温度範囲で高い比誘電率を示すことから、厚膜誘電体材料として好ましい。
【００５８】
厚膜誘電体層１６の厚さは、２μｍ〜１００μｍ程度が好ましい。１００μｍよりも厚いと緻密化が困難となり、一方、２μｍよりも薄いと電極３’のパターニング部分との段差の影響が大きくなる。後記する発光層４’は、厚膜誘電体層１６と電気的に直列に配置されることになるため、外部から電圧を印加したとき、発光層４’に効率よく電圧がかかるようにするためには、厚膜誘電体層１６の静電容量が発光層４’の静電容量よりも高いことが好ましく、具体的には１０倍程度であることが好ましい。なお、厚膜誘電体層１６の静電容量と発光層４’の静電容量との比は、それぞれの層の「比誘電率／膜厚」どうしの比率に等しくなる。
【００５９】
薄膜誘電体層１７は、発光層側の表面の平坦性を向上させ、かつより厚膜誘電体層１６の誘電率特性を向上させる場合に設けられる。厚膜誘電体層１６に凹凸や異物が付着しているような場合であっても、薄膜誘電体層１７を厚膜誘電体層１６上に形成することにより、発光層４’の下地層となる薄膜誘電体層１７の表面を極めて平坦化することができる。この薄膜誘電体層１７は、上記厚膜誘電体層１６と同じ組成物を用いて形成することができる。薄膜誘電体層１７は、厚膜誘電体層１６上に薄膜誘電体層形成用組成物を含む塗布液を、例えばダイコーティング法、ロールコーティング法、ブレードコーティング法、スピンコーティング法等によって塗布形成し、形成された塗膜を塗布液の組成に応じて乾燥し、焼成を行って形成することができる。なお、この薄膜誘電体層１７は、平坦性や電気特性をさらに向上させるための他の層を含んでもよい。薄膜誘電体層１７の厚さは、０．０１μｍ〜３μｍ程度でよい。薄膜誘電体層１７の厚さは、膜厚が０．０１μｍ未満の場合は、膜としての機能を有さず、また、３μｍを超える厚膜となるとクラックが発生し易くなるとともに、基材全体の誘電率が増加するため、電圧印加時に発光層４’に十分に電圧が印加されない場合がある。
【００６０】
発光層４’は、非常に平坦な薄膜誘電体層１７上に形成されるので、発光特性に優れたものとなる。発光層４’を形成する発光材料は、例えば赤色発光を得る材料としてはＺｎＳ、Ｍｎ／ＣｄＳＳｅ等を挙げることができ、緑色発光を得る材料としてはＺｎＳ：ＴｂＯＦ、ＺｎＳ：Ｔｂ等を挙げることができ、青色発光を得る材料としてはＳｒＳ：Ｃｅ、（ＳｒＳ：Ｃｅ／Ｚｎｓ）ｎ、Ｃａ２Ｇａ２Ｓ４：Ｃｅ、Ｓｒ２Ｇａ２Ｓ４：Ｃｅ等を挙げることができ、また、白色発光を得る材料としてＳｒＳは：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎ等を挙げることができる。発光層４’の形成は、上記発光材料を蒸着、スパッタリング又はＣＶＤ法等によって行うことができる。発光層４’の厚さは、０．１μｍ〜３μｍ程度が好ましく、０．３μｍ〜２μｍ程度がより好ましい。
【００６１】
薄膜誘電体層１８は、発光層４’上に設けられる。この薄膜誘電体層１８を設けることにより、外部からの水蒸気や酸素等が発光層４’側へ侵入するのを抑制することができる。この薄膜誘電体層１８は、上述した薄膜誘電体層１７と同様の方法で形成することができる。また、薄膜誘電体層１８の厚さは、０．０１μｍ〜１μｍ程度が好ましく、０．０１５μｍ〜０．５μｍ程度がより好ましい。なお、この薄膜誘電体層１８と上記薄膜誘電体層１７とで好ましい膜厚が異なっているのは、それぞれの薄膜誘電体層を設ける下地の表面粗さが異なっているためである。
【００６２】
電極５’は、観測者側に設けられるため、発光層４’から発光した光の透過を妨げないように、透明電極材料で形成する必要がある。透明電極材料としては、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ−Ａｌ等の酸化物導電性材料が挙げられる。電極５’の形成は、上記の酸化物導電性材料を蒸着又はスパッタリングすることにより行うことができる。電極５’の厚さは、０．０５μｍ〜０．２μｍ程度が好ましい。
【００６３】
以上、有機ＥＬ素子と無機ＥＬ素子の構成についてそれぞれ説明したが、そうしたＥＬ素子４０は、フルカラー照明用のＥＬ素子であってもよいし、エリアカラー照明用のＥＬ素子であってもよい。
【００６４】
なお、フルカラー照明用のＥＬ素子は、面内方向に、赤色発光層４Ｒ、緑色発光層４Ｇ及び青色発光層４Ｂを順次設けた形態となるので、例えば図７に示すように、各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを区分けするための隔壁１４が設けられる。隔壁１４は、酸化ケイ素等の無機材料やレジスト等の有機材料で形成することができ、電極３がパターン形成された後で各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを形成する前に所定のパターンで形成される。隔壁１４よって各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの形成領域が区分けされた後は、例えば各色の発光層形成用塗布液等を塗布することにより各色の発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが形成される。その後、全体を覆うように上述した電極５が形成され、その後に例えば各発光層４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに対してガスバリア性を有するＳｉＯＮ等の保護膜６等が任意に形成される。なお、電極３，５は、アクティブマトリクス方式で形成されてもよいし、単純マトリックス方式で形成されていてもよい。
【００６５】
（白色有機ＥＬ素子）
本発明に係る自発光型サインボードは、特に白色光を発光することが有効であるので、以下では白色ＥＬ素子についてより詳しく説明する。白色ＥＬ素子は、エネルギー効率を下げることのあるカラーフィルタを設けなくてもよいので好ましい。なお、Ｒ，Ｇ，Ｂの単色での照明光を構成する場合は、各色の発光層を単独でベタ状に成膜して使用すれば可能である。
【００６６】
白色ＥＬ素子は、発光層４を第１発光層と第２発光層で構成し、かつ第１発光層、第２発光層の順に電極３（通常は透明電極からなる陽極）側から順次積層して構成することが好ましい。特に、電極５（通常は陰極）側に近い第２発光層が、遠い第１発光層よりも電子輸送能力が大であることが好ましい。その理由は、２つの発光層の界面で主たる発光が生じ、ここでの発光又は励起エネルギーを利用し、液体状態での蛍光ピークが５８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の有機化合物が発光し、透明電極側から白色光を取り出すことができるからである。第１発光層と第２発光層の積層順を逆にした場合は、第１発光層の発光が第２発光層に吸収され、良好な白色光を得ることができなくなる。液体状態での蛍光ピークが５８０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下である有機化合物は、発光波長では長波長成分であるので、他の成分により吸収されることはなく、有機化合物層のいかなる層に含有させてもよい。そして、第２発光層の厚さは第１発光層の厚さ以上であればよい。
【００６７】
発光層の形成方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の方法を挙げることができるが、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、有機化合物の気相状態から沈着され、形成された膜や、有機化合物の溶液状態又は液相状態から固体化され、形成された膜のことである。ＬＢ法で形成された分子堆積膜は、凝集構造や高次構造の相違、又はそれに起因する機能的な相違により区分けすることができる。
【００６８】
正孔注入輸送層は、必須の層ではないが、発光性能を向上させるために好ましく用いられる。正孔注入輸送層用の材料としては、より低い電界で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が１０4〜１０6Ｖ／ｃｍの電場で少なくとも１０-6ｃｍ2 ／Ｖ・秒であることがより好ましい。
【００６９】
正孔注入輸送層としては、例えば特許第３３６６４０１号に記載の、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体等を挙げることができる。さらに、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、また、特願平１−２１１３９９号明細書で示された導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【００７０】
特に、次に示すポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物を用いることが好ましく、中でも芳香族第三級アミン化合物が好ましい。
【００７１】
ポルフィリン化合物の代表例としては、ポルフィン；１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン銅（II）；１，１０，１５，２０−テトラフェニル２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン亜鉛（II）；５，１０，１５，２０−テトラキス（ペンタフルオロフェニル）−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン；シリコンフタロシアニンオキシド；アルミニウムフタロシアニンクロリド；フタロシアニン（無金属）；ジリチウムフタロシアニン；銅テトラメチルフタロシアニン；銅フタロシアニン；クロムフタロシアニン；亜鉛フタロシアニン；鉛フタロシアニン；チタニウムフタロシアニンオキシド；マグネシウムフタロシアニン；銅オクタメチルフタロシアニン等が挙げられる。また、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤＡ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノジフェニルエーテル；４，４’−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４’−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール；芳香族ジメチリディン系化合物等が挙げられる。また、芳香族メチリジン化合物も、正孔注入輸送層の材料として用いることができる。さらに、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物（国際公開特許ＷＯ９０−０５９９８号公報参照）も、正孔注入輸送層の材料として用いることができる。
【００７２】
正孔注入輸送層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の方法で形成することができる。正孔注入輸送層の厚さは、通常は１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍである。正孔注入輸送層は、これらの正孔注入輸送材料一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、あるいは、前記正孔注入輸送層とは別種の化合物からなる正孔注入輸送層を積層したものであってもよい。
【００７３】
電子注入輸送層には、発光層４と電極５（陰極）との間の付着性を向上させるために、発光層と陰極に対して付着性の高い材料を含有させることが好ましい。付着性の高い材料としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン誘導体等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、その他特定の電子伝達性化合物等を挙げることができる。また、８−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体（Ａｌ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ又はＰｂ）を挙げることができる。具体的には、オキシン（一般に８−キノリノール又は８−ヒドロキシキノリン）のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物である。このような化合物は高水準の性能を示し、容易に薄膜にすることができる。
【００７４】
具体的なキレート化オキシノイド化合物としては、トリス（８−キノリノール）アルミニウム；ビス（８−キノリノール）マグネシウム；ビス（ベンゾ−８−キノリノール）亜鉛；ビス（２−メチル−８−キノリラート）アルミニウムオキシド；トリス（８−キノリノール）インジウム；トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム；８−キノリノールリチウム；トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム；ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム；５，７−ジクロル−８−キノリノールアルミニウム；トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等を挙げることができる。その他に、メタルフリー又はメタルフタロシアニン、それらの末端がアルキル基又はスルホン基で置換されているものも好ましい。さらに、発光層の材料として前述したジスチリルピラジン誘導体も電子注入輸送層の材料として用いることができる。さらに、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物（国際公開特許ＷＯ９０−０５９９８号公報参照）も、電子注入輸送層の材料として用いることができる。
【００７５】
電子注入輸送層は、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法等の公知の薄膜化方法で形成することができる。電子注入輸送層の厚さは、通常は１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは５ｎｍ〜５μｍである。電子注入輸送層は、これらの電子注入輸送材料一種又は二種以上からなる一層で構成されてもよいし、あるいは、前記電子注入輸送層とは別種の化合物からなる電子注入輸送層を積層したものであってもよい。
【００７６】
（カラーフィルタ）
上記した発光部材１０は、例えば白色光を発光する全ベタ状発光パターンからなるＥＬ素子パネルの前面に文字や絵柄パターンを備えた透光性パネルを配置してなる発光部材や、例えば所定色を発光する所定のパターン形状からなるＥＬ素子を有するパネルを発光部材したものが好ましく用いられるが、本発明の自発光型サインボードには、必要に応じ、図６及び図７に示すようなカラーフィルタ８を任意に設けてもよい。カラーフィルタ８は、図６に示すように、エリアカラー照明用のＥＬ素子４０Ａに対応した単色着色層からなるカラーフィルタであってもよいし、図７に示すように、フルカラー照明用のＥＬ素子４０Ｂに対応した単色着色層からなるカラーフィルタであってもよいし、その他の各種形態からなるカラーフィルタであってもよく、特に限定されない。こうしたカラーフィルタ８は、例えば白色発光を着色したい場合や、各色の発光を希望の色目にしたい場合に設けることができる。カラーフィルタ８を構成する着色層としては、一般的に設けられている赤色着色層、緑色着色層、青色着色層の他、シアン着色層、マゼンダ着色層から選ばれる１種又は２種以上の着色層が設けられる。
【００７７】
なお、ＥＬ素子４０が発光する光によって形成される発光パターンは、エリアカラータイプの自発光型サインボード３０の場合においては、図６に示す符号８のカラーフィルタの構造によって実現できる。例えば、符号８のカラーフィルタを、所定の文字パターン又は絵柄パターンとし、それ以外を遮蔽パターンとすることにより、図３〜図５に例示する所定の文字パターン３１又は絵柄パターン３２を発光パターンとすることもできる。また、多色カラー又はフルカラータイプの自発光型サインボード３０の場合においては、アクティブマトリクス方式でＥＬ発光を行って文字や絵柄を表示することができるので、所定の文字パターンや絵柄パターンを任意に表示できる。特にアクティブマトリクス方式でＥＬ発光を行う場合は、定期又は不定期に発光色を変化させたり、表示情報の内容に応じて発光色を変化させたりすることが可能となる。
【００７８】
（光学部材）
次に、光学部材について説明する。本発明の自発光型サインボード３０を構成する光学部材２０は、図１及び図２に示すように、大別して２つの態様がある。図１に示す第１の態様に係る光学部材は、上述したＥＬ素子４０を有する発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材２０Ａである。一方、図２に示す第２の態様に係る光学部材は、上述したＥＬ素子４０を有する発光部材１０から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に偏向する偏向部材２０Ｂである。
【００７９】
図１に示す集光部材２０Ａは、発光部材１０から所定の方向に発光した光を集光するように機能し、図２に示す偏向部材２０Ｂは、発光部材１０から所定の方向に発光した光の向きを変える（偏向する）ように機能する。なお、その集光や偏向の程度は特に限定されず、その目的に応じて任意である。また、図２中のθは、発光部材面と所定の角度θをなす方向（法線方向ではない方向）を示している。
【００８０】
「実質的に最も高い輝度を示す方向の光」とは、輝度が偶然高くなったようなイレギュラーの方向の光を指すのではなく、「発光部材１０から発光した主要な方向の光」を指していることを意味し、本発明の自発光型サインボードを構成する光学部材２０は、そうした主要な方向の光を集光ないし偏向する部材として作用する。また、「輝度分布」とは、発光部材１０を輝度測定装置（ここではＥＬＤＩＭ社製のＥＺ−ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｒ）によって測定して得られた輝度の分布をいい、法線方向を正面（０°）とし、方位角度方向を３６０°の全方位、極角度を左右±８０°の角度で測定した結果から得られる分布である（後述の図１３〜図１７を参照）。
【００８１】
図９には、本発明の自発光型サインボードを構成可能な光学部材の複数の例を示している。図９（Ａ）に示す光学部材２０Ａは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を主に集光させることができる光学部材であって、一方向に延びる二等辺の矩形レンズ２１が連続して多数配列した光学部材である。詳しくは、矩形レンズ２１は、その断面形状が頂角α：３０°〜１５０°で両底角β，γ：７５°〜１５°の二等辺形状のレンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを例えば発光部材面の法線方向に向かわせる（集光する）ように作用する。矩形レンズ２１の形状を特定する前記の各角度α，β，γの値を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光の集光の程度を任意に設定することができる。この矩形レンズ２１の高さは７μｍ〜７００μｍであり、その幅（図９（Ａ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８２】
また、この矩形レンズ２１が配列した光学部材２０Ａを、一方向に延びる矩形レンズ２１の方向が直交するように、すなわち矩形レンズ２１の稜線が直交するように、積層させることもできる。こうすることにより、発光部材から発光した光の集光の程度をより高めることができる。
【００８３】
一方、図９（Ｂ）に示す光学部材２０Ｂは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を発光部材面の法線方向ではない方向、具体的には発光部材面から所定の角度θの方向に偏向させることができる光学部材であって、一方向に延びるノコギリ刃状ないしプリズム形状の矩形レンズ２２が連続して多数配列した光学部材である。詳しくは、矩形レンズ２２は、その断面形状が頂角α：４５°〜８０°、左底角β：４５°〜１０°、右底角γ：９０°〜４５°のレンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを例えば発光部材面から角度θの方向に向かわせる、すなわち偏向させるように作用する。矩形レンズ２２の形状を特定する前記の各角度α，β，γの値を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光の偏向の程度を任意に設定することができる。なお、この矩形レンズ２２の高さは７μｍ〜７００μｍであり、その幅（図９（Ｂ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８４】
また、図９（Ｃ）に示す光学部材２０Ｃは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を主に集光させることができる光学部材であって、一方向に延びる蒲鉾状のシリンドリカルレンズ２３が多数配列した光学部材である。詳しくは、シリンドリカルレンズ２３は、その断面形状が半円状、例えば曲率半径が５μｍ〜５００μｍ程度の凸レンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを発光部材面の法線方向に向かわせる（集光する）ように作用する。シリンドリカルレンズ２３の形状を特定する前記の半円形状を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光の集光の程度を任意に設定することができる。このシリンドリカルレンズ２３の高さは５μｍ〜５００μｍであり、その幅（図９（Ｃ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８５】
また、図９（Ｄ）に示す光学部材２０Ｄは、発光部材１０から発光した主要な方向の光が例えば発光部材面の法線方向の光である場合に、その光を正面方向に主に集光させることができる光学部材であって、ドーム形状の凸レンズ２４が多数配列した所謂フライアイレンズ（ハエの目レンズ）である。詳しくは、凸レンズ２４は、その断面形状が半円状のレンズであり、発光部材１０から広角に発光した光の多くを発光部材面の正面方向に向かわせる（集光する）ように作用する。凸レンズ２４の形状を特定する曲率を任意に設定することによって、発光部材１０から発光した光を正面方向に向かわせる集光の程度は任意に設定することができる。なお、この凸レンズ２４の高さは５μｍ〜５００μｍであり、その幅（図９（Ｄ）を正面視した場合の左右方向の幅）は１０μｍ〜１０００μｍである。
【００８６】
なお、図９（Ｄ）に示すフライアイレンズとほぼ同等の機能を有するものとして、図９（Ｃ）に示すシリンドリカルレンズ２３が配列した光学部材２０Ｃを、シリンドリカルレンズ２３の延在方向が直交するように積層させることもできる。
【００８７】
また、偏向部材として機能する図９（Ｂ）の光学部材２０Ｂと発光部材１０との間に、集光部材として機能する図９（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）の光学部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄのいずれかを配置すれば、各光学部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄによって集光性が高められた光（例えば法線方向の光）を、それ以外の方向に偏向することができる。このとき偏向された光の輝度は、光学部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄの有無によって若干異なり、それら光学部材を設けた場合の方が、設けない場合に比べて中心輝度の高い光になっている。
【００８８】
また、同様に、集光部材として機能する光学部材と発光部材との間に、偏向部材として機能する光学部材を配置すれば、偏向部材によって光の方向が変えられた光を、その光と同じ又は略同じ方向に輝度を高めて透過させることができる。このとき、偏向された光が集光部材を通過することにより、中心輝度が高い光になっている。
【００８９】
また、光を集光するのと同時に偏向する部材を集光偏向部材というが、この集光偏向部材は、例えば図９（Ａ）に示す二等辺の矩形レンズ２１の角度を調製して、発光部材からの光を集光するのと同時に、集光した光の方向を偏向するようにした一体型の光学部材や、例えば図９（Ｂ）に示すプリズム形状の矩形レンズ２２の角度を調製して、発光部材からの光を偏向するのと同時に、偏向した後の光を集光するようにした一体型の光学部材を挙げることができる。
【００９０】
本発明の自発光型サインボード３０を構成する光学部材２０は、上記のような微細レンズやプリズムを有する光学部材でなくてもよく、例えばホログラムが形成された光学部材であってもよい。ホログラムとしては、例えば、フォトポリマー中に光の干渉により構成した屈折率格子からなる、体積型のホログラムを用いることができる。
【００９１】
体積型のホログラムはリップマンホログラムとも呼ばれ、ホログラムの厚さが光の波長より十分厚い場合のホログラムであり、記録材料の内側に厚さ方向に干渉縞を記録したもので、特定の波長と入射方向をもつ参照光に対してのみ回折光を発生するものである。詳しくは、乾板としてのフォトポリマー中で、波長５３２ｎｍのＬＤ励起レーザー光源より発振された２本の光を干渉させることにより、屈折率格子を構成してホログラムとしたものである。フォトポリマーとしては、デュポン社製のOMNIDEXシリーズ等を好適に用いることができ、回折効率も原理上９０％以上が可能となる。こうしたホログラムが形成された光学部材は、発光部材から所定の方向（例えば法線方向）に発光した光の多くを発光部材面の前記所定の方向（例えば法線方向）から異なる方向に向かわせるように作用する。ホログラムを構成する際に、２本のレーザー光が干渉する角度を調整することにより、発光部材から発光した光が例えば法線方向からずれた方向に向かう程度（回折性）を任意に設定することができる。また、体積ホログラムの他にも、表面に凹凸を設けたエンボスホログラムも適用可能である。
【００９２】
（他の形態の自発光型サインボード）
次に、複数の光学部材を有した複合型光学部材を備えた自発光型サインボードについ説明する。図１０は、複合型光学部材を備えた自発光型サインボード３０Ｆ，３０Ｇの設置例であり、図１１は、複合型光学部材が有する複数の光学部材の切換手段を備えた自発光型サインボード３０Ｉの一例を示す模式的な断面図である。なお、既述した図３〜図５は、本発明の自発光型サインボードが各種の用途に用いた設置例を示す模式図である。
【００９３】
図１０（Ａ）に示す自発光型サインボード３０Ｆは、光の方向を所定の方向（図中では発光部材面の法線方向）に主に集光する第１光学部材２０Ａと、光の方向を第１光学部材２０Ａとは異なる方向（図中では発光部材面の下方）に主に偏向する第２光学部材２０Ｂとが組み合わされてなる複合型光学部材を備えた自発光型サインボードである。そして、その２つの光学部材２０Ａ，２０Ｂが発光部材１０の面内方向に配置されている。第１光学部材２０Ａと第２光学部材２０Ｂの面積は特に限定されない。図１０（Ａ）の態様では、同程度の面積で構成され、下半分の第１光学部材２０Ａが設けられた部分は発光部材面の法線方向に光を照射し、上半分の第２光学部材２０Ｂが設けられた部分は発光部材面から下方に光を照射する。なお、符号６０は人である。
【００９４】
一方、図１０（Ｂ）に示す自発光型サインボード３０Ｇは、光の方向を所定の方向（図中では発光部材面の法線方向）に主に集光する第１光学部材２０Ａと、光の方向を第１光学部材２０Ａとは異なる方向（図中では発光部材面の下方）に主に偏向する第２光学部材２０Ｂと、その第１光学部材２０Ａ及び第２光学部材２０Ｂの間に配置されて光の方向を発光部材面の法線方向から徐々に第２光学部材２０Ｂと同様の方向に変化させる第３光学部材２０Ｇと、が組み合わされてなる複合型光学部材を備えた自発光型サインボードである。そして、その３つの光学部材２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｇが発光部材１０の面内方向に配置されている。この場合も、３つの光学部材の面積は特に限定されない。図１０（Ｂ）の態様は、例えば電車やバス等の車両内や地下道内での情報光として好ましく用いることができるものであり、天井の第１光学部材２０Ａが設けられた部分は発光部材面の法線方向である人６０の方向に情報光を照射し、側壁の第２光学部材２０Ｂが設けられた部分は発光部材面から下方である足下に情報光を照射して背の低い子供等に情報を伝えることができる。そして、天井と側壁との間の曲面に配置された第３光学部材２０Ｇが設けられた部分は、その中間であり、光の方向を発光部材面の法線方向から徐々に第２光学部材２０Ｂと同様の下方向に変化させるように設計した光学部材を有し、大人から子供まで情報光を伝えることができる。
【００９５】
ここで、「集光」とは、光学部材によって光を所定の方向に集光（通常は法線方向に光を集める）する場合である。また、「偏向」とは、光学部材によって光を所定の方向に偏向（通常は法線方向以外の方向に光を向ける）する場合である。なお、集光と偏向を行う光学部材は、２種の光学部材を重ねたものであってもよいし、積層態様で一体化させた１つの光学部材であってもよい。
【００９６】
面内方向に配置された上記複合型光学部材は、複数の光学部材が複合されているものであり、図１０（Ａ）に示すように２つの光学部材が複合されたものであってもよいし、図１０（Ｂ）に示す３つ又は４つ以上の光学部材が複合されたものであってもよい。その複合態様としては、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、面内方向に配置してそれぞれの光学部材に基づく方向が異なるように構成したものであってもよいし、また、前記したように積層方向に配置して単一の光学部材では達成できない集光性や偏向性を持たせたものであってもよい（図示しない）。またさらに、照射方向が連続的に変化する構成としてもよい。
【００９７】
また、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材を面内方向に配置した複合型光学部材であってもよい。こうした光学部材を用いた自発光型サインボードは、面内方向で輝度が異なる部位をもつ自発光型サインボードとして好ましく利用できる。光の集光度合いが異なる光学部材は、例えば図９（Ａ）に示す矩形レンズ２１の頂角α，β，γやレンズ形状を変化させたり、図９（Ｃ）（Ｄ）に示すレンズ２３，２４の曲面形状や曲率半径等を変化させることにより実現することができる。
【００９８】
また、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材を面内方向に配置した複合型光学部材であってもよい。こうした光学部材を用いた自発光型サインボードは、面内方向で光の方向が異なる部位をもつ自発光型サインボードとして好ましく利用できる。光の偏向度合いが異なる光学部材は、例えば図９（Ｂ）に示す矩形レンズ２２の頂角α，β，γを変化さたり、その矩形レンズ形状を変化させることにより実現することができる。
【００９９】
またさらに、光の集光度合いや光の偏向度合いが面内方向で連続的に変化するように構成した複合型光学部材であってもよい。この場合も上記同様、例えば図９（Ａ）に示す矩形レンズ２１の頂角α，β，γやレンズ形状を連続的に変化させたり、図９（Ｃ）（Ｄ）に示すレンズ２３，２４の曲面形状や曲率半径等を連続的に変化させたり、図９（Ｂ）に示す矩形レンズ２２の頂角α，β，γやレンズ形状を連続的に変化させるこることにより実現することができる。
【０１００】
このように、本発明の自発光型サインボードでは、上記した種々の光学部材を面内方向に複合化させた複合型光学部材を好ましく備えることができる。例えば、図９（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）等に示した光を主に集光する集光部材、図９（Ｂ）等に示した光を主に偏向する偏向部材、上記した光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、上記した光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、上記した光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材が前記発光部材の面内方向に配置されているように構成した自発光型サインボードを好ましく提供できる。こうした自発光型サインボードは、異なる態様の２種以上の光学部材を発光部材の面内方向に配置するので、例えば湾曲した壁面に本発明の自発光型サインボードを貼り付け且つその湾曲した壁面から特定の方向に情報光を発したい場合や本発明の自発光型サインボードが大面積である場合のように、積極的に情報光を発したい方向が自発光型サインボードの面内で異なるときに特に有効である。
【０１０１】
図１１は、複合型光学部材が備える複数の光学部材の切換手段を備えた自発光型サインボードの一例を示す模式的な断面図である。この自発光型サインボード３０Ｈは、発光部材１０と、その発光部材上に設けられた光学部材２０Ｈとを有するものである。その光学部材２０Ｈは、光を集光ないし偏向する２種以上の光学部材が面内方向に配置されている。この自発光型サインボード３０Ｈは、光学部材２０Ｈを面内方向（図中の矢印方向）に移動させて前記２種以上の光学部材を発光部材面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えた装置である。
【０１０２】
この場合において、光学部材２０Ｈは巻き取り可能なシート状又はフィルム状であり、その長尺方向の両端は巻取／送出機能をもつロール２７，２８に巻き取られている。その巻取／送出機能をもつロール２７，２８が同期して駆動することにより、その光学部材２０Ｈの長尺方向に配置された、光を集光ないし偏向する２種以上の光学部材を入れ変えることができ、発光部材面上で自在に切り換えることができる。こうした切換手段を有する自発光型サインボード３０Ｈは、発光部材の設置位置を変更することなく、積極的に情報光を照射する方向を制御できるという効果がある。なお、符号２９は押さえガイドローラであり、符号７０は発光部材を設置するベース部材である。この場合において、切換手段が２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段等を例示でき、より具体的な例としては、頂点角度の異なるレンズフィルムを一連のロール状態としてスライドさせるスライド手段が挙げられる。
【０１０３】
また、上述した本発明の自発光型サインボード３０Ａ〜３０Ｈが備える光学部材や、上記した複合型光学部材を着脱自在とすることが好ましい。着脱自在とすることにより、比較的に広範囲に情報光を伝えたい場合には、光学部材を外すことにより目的を達成できるという利点がある。なお、着脱自在とする具体的手段は特に限定されないが、発光部材と透明基材（ガラス基板やポリカーボネート等の透明樹脂からなる基板）の間に光学部材を挟み込むようにして介在させ、ＥＬ自発光型サインボードの外周部に枠を設置して挟持することにより、脱着自在とすることができる。さらには、事後的な剥離が可能な粘着剤を用いて発光部材に直接貼合してもよい。この手法は、光学部材を発光部材に貼合する際に泡かみ、ゴミかみ等が発生した場合でも、リワークが可能となるため生産性の点からも好ましい。
【０１０４】
上記同様、本発明の自発光型サインボードでは、上記した種々の光学部材を面内方向に複合化させた複合型光学部材を好ましく備えることができる。例えば、図９（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）等に示した光を主に集光する集光部材、図９（Ｂ）等に示した光を主に偏向する偏向部材、上記した光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、上記した光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、上記した光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、該２種以上の光学部材を前記発光部材の発光面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えているように構成した自発光型サインボードを好ましく提供できる。こうした自発光型サインボードは、異なる態様の２種以上の光学部材を面内方向に配置した発光部材を自在に切換可能なので、それらの光学部材を切り換えることにより、情報光を発する方向や情報光の輝度を場面に応じて自在に変更することが可能となる。この場合において、切換手段として、２種以上の光学部材を所定の順番でスライドさせるスライド手段を採用すれば、光を照らしたい方向をシームレスに連続して変化させることができる。
【実施例】
【０１０５】
以下に、実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定解釈されるものではない。
【０１０６】
［実施例１］
２５ｍｍ×７５ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板上に厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を蒸着法で形成したものを透明電極基板とした。この基板をイソプロピルアルコール中で１０分間超音波洗浄した後、乾燥窒素中にて乾燥し、次いで、ＵＶオゾン洗浄を行った。この透明電極基板上に正孔注入輸送層を形成した。正孔注入輸送層の形成は、先ず、蒸着装置内のホルダーに透明電極基板を設置し、抵抗加熱ボートにＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を２００ｍｇ入れ、さらに別の抵抗加熱ボートに４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を２００ｍｇ入れ、さらに別の抵抗加熱ボートにＰＡＶＢｉを入れ、真空チャンバーを１×１０-4Ｐａまで減圧し、その後、ＴＰＤ入りボートを２１５℃〜２２０℃まで加熱し、ＴＰＤを蒸着速度０．１〜０．３ｎｍ／秒で透明電極基板上に蒸着して、厚さ６０ｎｍの正孔注入輸送層を製膜した。このときの基板温度は室温であった。
【０１０７】
次に、真空チャンバーから取り出すことなく、正孔注入輸送層の上にＤＰＶＢｉの入ったボートを加熱して厚さ４０ｎｍの第１発光層を蒸着した。このとき、同時にＰＡＶＢｉのボートを加熱し、第１発光層内にＰＡＶＢｉを３．０モル％の割合で含有させた。その後、真空チャンバーを大気圧に戻し、新たに抵抗加熱ボートに８−ヒドロキシキノリン・アルミニウム錯体（Ａｌｑ）を２００ｍｇ入れ、さらに別の抵抗加熱ボートにルブレン（アルドリッチ社製）を入れ、再度、真空チャンバーを１×１０-4Ｐａまで減圧し、次いでＡｌｑ入りのボートを加熱し、厚さ２０ｎｍの第２発光層を製膜した。このとき、同時にルブレンのボートも加熱し、０．５モル％の割合で第２発光層に含有させた。その後、真空チャンバーを大気圧へ再度戻し、抵抗加熱ボートにマグネシウムリボンを１ｇ入れ、タングステンバスケットに銀ワイヤーを５００ｍｇ入れて、真空チャンバーを１×１０-4Ｐａまで減圧し、その後、マグネシウムを蒸着速度１．４ｎｍ／秒、銀を蒸着速度０．１ｎｍ／秒で同時蒸着し、混合金属からなる厚さ１５０ｎｍの陰極を形成した。
【０１０８】
なお、用いた有機化合物の蛍光ピーク波長は、ＤＰＶＢｉ（固体）：４６５ｎｍ、ＰＡＶＢｉ（固体）：４６３ｎｍ、Ａｌｑ（固体）：５００ｎｍ、ルブレン（ジメチルホルムアミド０．１重量％溶液）：５８５ｎｍであった。また、ＰＡＶＢｉの構造式を次に示す。
【０１０９】
【化１】
【０１１０】
次に、正面の輝度を向上させる光学部材２０を作製した。こうした光学部材２０として、図９（Ａ）に示す態様の、一方向に延びるとともに断面形状が二等辺からなる矩形レンズ２１が多数配列した厚さ３００μｍの光学フィルム部材を準備した。この矩形レンズ２１は、頂角αが９０°でピッチが１００μｍでレンズ高さが７０μｍの二等辺からなっている。光学フィルムの厚さは、図９（Ａ）を平面視した場合の底面から頂角αまでの高さである。
【０１１１】
得られたＥＬ発光体１０の陰極側と、光学部材２０の平坦面側（レンズ側の反対）とを重ね合わせて、実施例１の自発光型サインボードを作製した。この自発光型サインボードにおいて、図３に例示した文字パターン３１と絵柄パターン３２からなる発光パターンを表示した。
【０１１２】
［実施例２］
実施例１において、使用した光学フィルム部材の上に、さらに同じ光学フィルム部材をその矩形レンズ２１の稜線が直交するように重ねて自発光型サインボードを構成した他は、実施例１と同様にして、実施例２の自発光型サインボードを作製した。
【０１１３】
［実施例３］
実施例１において、用いた光学部材の代わりに、図９（Ｂ）に示す態様のノコギリ刃状の矩形レンズ２２を多数配列してなる光学部材を用いた他は、実施例１と同様にして、実施例２の自発光型サインボードを作製した。なお、ここで用いた光学部材は、一方向に延びるとともに断面形状がノコギリ刃状のプリズム態様の矩形レンズ２２が多数配列した厚さ１００μｍの光学フィルム部材であり、その矩形レンズ２２は頂角αが１００°でピッチが１１２μｍでレンズ高さが１６μｍである。
【０１１４】
［実施例４］
実施例１において、用いた光学部材の代わりに、図１２に示す態様のホログラムシートを用いた他は、実施例１と同様にして、実施例４の自発光型サインボードを作製した。なお、ここ用いた光学部材は、ホログラムシートであり、感光性材料からなる体積ホログラム層を有したフィルムを準備し、このフィルムの体積ホログラム層に透過型体積ホログラムを記録することによって、作製された。具体的には、５０μｍの厚さを有する支持基材としてのルミラーＴ６０（東レ社製の未処理ＰＥＴフィルムの商品名）上に、以下の組成物インキの感光性材料を乾燥後の厚さが１３μｍとなるように塗布し、その後乾燥して体積ホログラム層を形成し、ルミラーＴ６０／体積ホログラム層からなるフィルムを作製した。
【０１１５】
＜組成物インキ＞
・ポリメチルメタクリレート系樹脂（分子量２００，０００）…７０質量部
・下記一般式でＲ５＝Ｈ、Ｒ６＝ｐ−ビフェニルメチリレン基、ｍ＝ｎ＝１…１５０質量部
・３，９−ジエチル−３’−カルボキシメチル−２，２’−チアカルボシアニン、ヨウ素塩…０．６質量部
・ジフェニルヨードニウム−トリフルオロメタンスルホネート…６質量部
・１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル…８０質量部
・溶媒（ｎ−ブタノール：メチルイソブチルケトン＝１：１）…３９０質量部
【０１１６】
【化２】
【０１１７】
式中、Ｒ５は水素原子又はメチル基、Ｒ６はｐ−ビフェニリルメチリレン基又はフルオレニリデン基、Ａはエチレン基又はプロピレン基を示し、ｍ、ｎは各々１以上であり、ｍ＋ｎは２．０〜８．０の範囲の数である。
【０１１８】
作製されたフィルムに対し、回折層の記録には波長５１４ｎｍのレーザー光を用いた。また、記録には図１２に示す配置にて、粗さ１０００番、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍのすりガラスを透過型拡散板として用いた。この透過型拡散板を、大きさ３００×３００ｍｍの体積ホログラム層に対向するようにして４３０ｍｍだけ離間して配置し、物体光としての散乱光を入射して回折層を作製した。作製された回折層（透過型体積ホログラム）は、３０°入射、０°回折であり、中心部にて±３０°の拡散角を有していた。なお、この実施例ではホログラムシートに対して拡散性を持たせたが、拡散性が無いホログラムシートであっても同様な効果を得ることができる。この場合、上記のすりガラスを用いずに、物体光、参照光の双方を平行光とすることにより実現できる。
【０１１９】
［比較例１］
実施例１において、用いた光学部材の代わりに、レンズ等が形成されていない厚さ５０μｍの透明フィルムを用いた他は、実施例１と同様にして、比較例１の自発光型サインボードを作製した。
【０１２０】
［評価及び結果］
実施例１〜４及び比較例１の自発光型サインボードから発光する光の分布（発光光分布）を測定した。発光光分布は、ＥＬＤＩＭ社製のＥＺコントラスト１６０Ｒを用い、全方位角度方向の輝度測定と、全極角度方向の輝度測定とを行い、その結果を図１３〜図１７に示した。各図において、上段は全方位角度方向の輝度測定結果であり、下段は方位角度０°、及び９０°における全極角度方向の輝度測定結果である。光学部材を用いない比較例１の結果（図１７を参照）に比べ、実施例１〜４の結果は正面輝度が大きく向上していることが解る。目視における評価でも、正面からの観察時には輝度が向上していることが確認され、視野角度を大きくするに従い、比較例１の場合に比較して急激にその輝度が低下していくことが確認された。輝度の向上は、発光パターンを観察者により確実に視認させることができ、伝えたい情報を観察者に正確に伝えることができる。
【０１２１】
図１３は、実施例１の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例１の結果は、ＥＬ発光体１０の法線方向の輝度が法線方向以外の輝度に比べて相対的に大きくなっている。
【０１２２】
図１４は、実施例２の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例１の結果と比べＥＬ発光体１０の法線方向とそれ以外の方向との輝度の比がさらに大きくなっているのが確認された。こうした結果は、ＥＬ発光体１０から発光した光の法線方向への指向性が高くなっており、より選択性が高まっていることを示している。
【０１２３】
図１５は、実施例３の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例３の結果は、実施例１，２の結果とは異なり、相対的に最も明るくなるエリアが右方向にずれている。すなわち、水平方向で最も明るいエリアが、ＥＬ発光体１０の法線から角度１０°の方向にずれていることがわかる。
【０１２４】
図１６は、実施例４の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。実施例４の結果も、実施例１〜２の結果とは異なり、相対的に最も明るくなるエリアが右方向にずれている。なお、こうしたホログラムシートは、屈折率格子の角度により、回折方向を調整可能であるため、必要に応じてその角度を調整することができるという利点があるので、その角度を調整することにより、前記のずれ角度を変化させることができる。
【０１２５】
図１７は、光学部材を設けていない比較例１の自発光型サインボードから得られた輝度測定の結果である。
【０１２６】
以上の結果から、本発明の自発光型サインボードは、実施例１，２に示すように、最も明るい部分の絶対輝度をより上昇させる効果と、実施例３，４に示すように、輝度は変化しないが明るいエリアの方向を変化させる効果の２つのモードがあり、いずれも観察者に対して伝えたい情報光を正確に伝達できる。なお、比較例１と実施例１とは、共に正面輝度が高くなっているが、比較例１の自発光型サインボードはその拡散角が広いのに対し、実施例１の自発光型サインボードは、最も輝度の高い方向を中央側により選択的に制御している。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の自発光型サインボードの一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の自発光型サインボードの他の一例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の自発光型サインボードの発光パターンの一例を示す模式的な正面図である。
【図４】本発明の自発光型サインボードの発光パターンの他の一例を示す模式的な正面図である。
【図５】本発明の自発光型サインボードの発光パターンのさらに他の一例を示す模式的な正面図である。
【図６】エリアカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。
【図７】フルカラー自発光型サインボード用のＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。
【図８】無機ＥＬ素子の一例を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の自発光型サインボードを構成可能な光学部材の複数の例を示す模式的な斜視図である。
【図１０】複合タイプの光学部材を備えた自発光型サインボードの設置例である。
【図１１】複合型光学部材が備える複数の光学部材の切換手段を備えた自発光型サインボードの一例を示す模式的な断面図である。
【図１２】回折層（透過型体積ホログラム）への記録を行うときの配置図である。
【図１３】実施例１の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１４】実施例２の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１５】実施例３の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１６】実施例４の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【図１７】比較例１の自発光型サインボードの発光光分布の測定結果である。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 基材
２ ＥＬ積層体
３ 電極
４（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ） 発光層
５ 電極
６ 保護層
７ 接着層
８ カラーフィルタ
８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ 着色層
９ 透明基材
１０ 発光部材
１１（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ） 発光光
１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ） 透過光
１４ 隔壁
１５ ブラックマトリクス層
２０（２０Ａ〜２０Ｇ） 光学部材
２０Ａ 集光部材
２０Ｂ 偏向部材
２１，２２ 矩形レンズ
２３ シリンドリカルレンズ
２４ レンズ
２８ 巻取／送出機能ロール
２９ ガイドロール
３０（３０Ａ〜３０Ｈ） 自発光型サインボード
３１ 文字パターン
３２ 絵柄パターン
４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ） ＥＬ素子
５０ 被装着体
６０ 人
θ 発光部材面との角度
α 頂角
β 左底角
γ 右底角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材と、
該発光部材から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材及び／又は該光を主に偏向する偏向部材と、を有することを特徴とする自発光型サインボード。
【請求項２】
前記集光部材で集光する光が、偏向部材によって既に偏向された光である、請求項１に記載の自発光型サインボード。
【請求項３】
前記偏向部材で偏向する光が、集光部材によって既に集光された光である、請求項１に記載の自発光型サインボード。
【請求項４】
前記集光部材は、微細なレンズ又はプリズムが形成された光学部材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項５】
前記偏向部材は、微細なレンズ、プリズム又はホログラムが形成された光学部材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項６】
光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、
該２種以上の光学部材が前記発光部材の面内方向に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項７】
光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、
該２種以上の光学部材を前記発光部材の発光面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項８】
前記エレクトロルミネッセンス素子が２以上の発光色を発光する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項９】
前記エレクトロルミネッセンス素子が単色光を発光し、前記発光部材が面内方向に２以上の単色発光領域を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項１０】
前記集光部材及び／又は偏向部材が着脱自在である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項１】
所定色の光を発光するエレクトロルミネッセンス素子を有し、所定の発光パターンを表示する発光部材と、
該発光部材から所定の輝度分布で発光する光のうち実質的に最も高い輝度を示す方向の光を主に集光する集光部材及び／又は該光を主に偏向する偏向部材と、を有することを特徴とする自発光型サインボード。
【請求項２】
前記集光部材で集光する光が、偏向部材によって既に偏向された光である、請求項１に記載の自発光型サインボード。
【請求項３】
前記偏向部材で偏向する光が、集光部材によって既に集光された光である、請求項１に記載の自発光型サインボード。
【請求項４】
前記集光部材は、微細なレンズ又はプリズムが形成された光学部材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項５】
前記偏向部材は、微細なレンズ、プリズム又はホログラムが形成された光学部材である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項６】
光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、
該２種以上の光学部材が前記発光部材の面内方向に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項７】
光を集光する集光部材、光の集光度合いが異なる２種以上の集光部材、光を偏向する偏向部材、光の偏向度合いが異なる２種以上の偏向部材、及び、光を集光するのと同時に偏向する集光偏向部材、から選ばれる２種以上の光学部材を含むように組み合わされてなり、
該２種以上の光学部材を前記発光部材の発光面上で自在に切り換えることができる切換手段を備えている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項８】
前記エレクトロルミネッセンス素子が２以上の発光色を発光する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項９】
前記エレクトロルミネッセンス素子が単色光を発光し、前記発光部材が面内方向に２以上の単色発光領域を有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【請求項１０】
前記集光部材及び／又は偏向部材が着脱自在である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の自発光型サインボード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２５１３２５（Ｐ２００９−２５１３２５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９９９９６（Ｐ２００８−９９９９６）
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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