面発光体
【課題】正面輝度を上げ、且つ発光面全領域での発光輝度が均一な面発光体を提供することにある。
【解決手段】調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を前記透光性基板に密着させるとともに、透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことを特徴とする面発光体。
【解決手段】調光シートの片面に設けられた凹凸における凸部を前記透光性基板に密着させるとともに、透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことを特徴とする面発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状に発光する面発光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化に伴い、消費電力が少なく、小型の面発光素子のニーズが高まり、このような面発光素子の一つとして有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ。）が注目されている。
【０００３】
このような中、照明器具や電子情報機器における液晶表示画面のバックライトとして有機ＥＬ素子からなる面発光体が用いられている。図１に照明装置やバックライトに用いられる有機ＥＬ素子の断面の概略構成を示し、図２に上面から見た概略構成図を示す。図１において、透明基板１の上面には透明電極層（以下陽極という）２が形成されており、この陽極２の上面には発光する化合物を含有する有機ＥＬ層３が形成されている。さらにこの有機ＥＬ層３の上面には、金属電極層（以下陰極という）４が形成されている。陽極２と陰極４には、スイッチ７を介して、発光駆動電源６が接続されている。スイッチ７をオンすることにより有機ＥＬ層３に電子及び正孔が注入され、再結合することにより励起子（エキシトン）を生成する。このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光エリアＳを全面発光させ、照明器具やバックライトとして用いることができる。この時発光駆動電圧としては、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能である。
【０００４】
上記のような有機ＥＬ素子の製造方法の一例としては、まず透明基板１上にスパッタリング法等によって透明電極として機能する透明導電膜であるＩＴＯ膜を成膜後、パターニングして陽極２を形成する。その後、真空蒸着法等によって有機ＥＬ層３として機能する有機物質を単層、若しくは多層構造で成膜してゆき、最後に、真空蒸着法などによって金属を蒸着して陰極４を形成する。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子は、光源として用いる場合、発光した光を発光面より効率よく取り出すことと発光面全域で均一な発光が得られることが重要である。
【０００６】
発光した光を効率よく取り出す方法として、透光性基板自体に集光性を持たせたり、光拡散層を形成する方法が提案されている。特許文献１では、光の取り出し効率を上げる目的で、発光面の前面に光拡散板を取り付ける方法が提案されている。
【０００７】
また、有機ＥＬ素子からの光は、効率良く視野角内に集光させ、正面輝度を上げることも求められ、特許文献２では、有機ＥＬ素子の光出射側にプリズムシートを設ける方法が提案されている。
【特許文献１】特表２０００−５０３１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１及び２を用いた方法では、発光面の外周部周辺の輝度が低下し、均一な輝度が得られないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、正面輝度を上げ、且つ発光面全領域での発光輝度が均一な面発光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、鋭意研究を重ねたところ、以下の記載の何れかの構成により、前記課題を解決することができた。
【００１１】
請求項１に係る面発光体は、少なくとも面発光素子と該面発光素子を保持し収容するケーシングとを有し、前記面発光素子から発光する光が出射する透光性基板の出射面に、少なくとも一方の面に凹凸を有する調光シートが設けられてなる面発光体において、前記凹凸の凸部が前記透光性基板に密着して設けられ、且つ、前記透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係る面発光体は、請求項１に記載の面発光体において、前記反射手段が前記面発光素子を収容するケーシングの内面に設けられたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に係る面発光体は、請求項１又は２に記載の面発光体において、前記面発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、調光シートの片面に設けられた凹凸の凸部を透光性基板に密着させ、透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことにより、端部での光損失を防止するとともに正面方向への光出射量を多くすることができ、発光面全領域で、極めて正面輝度が高く、発光輝度の均一な面発光体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る面発光体に関し、好適な実施の形態について、図を参照して以下に示す。
【００１６】
（第１の実施形態）
図３に本発明に係る面発光体の第１の実施形態の概略断面図を示す。
【００１７】
図３に示す面発光体に用いた有機ＥＬ素子は、透明基板１の上面に透明な陽極２が形成されており、この陽極２の上面に有機ＥＬ層３を設け、透明基板１側に光を出射する、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子である。陽極２の上面には、正孔輸送層３１が設けられている。さらにこの正孔輸送層３１の上面に発光層３０が設けられ、その上面に正孔阻止層３２が設けられている。正孔阻止層３２の上面に電子輸送層３３が設けられ、さらに電子輸送層３３の上面に陰極４が設けられている。透明電極１の光出射面側には、接着層１０を介して、調光シート１１が設けられている。また、透明基板１及び調光シート１１の周縁部には、反射部材１２が設けられて、有機ＥＬ素子を構成している。
【００１８】
この有機ＥＬ素子を接着剤５２により、ケーシング５で封止し、面発光体を構成している。ケーシング５の内面には捕水剤５１を取り付けている。陽極２と陰極４には、制御用ＩＣ９を介して電源ユニット８に接続されている。
【００１９】
電源ユニット８から供給される電力は、制御用ＩＣ９を介して、負極側は陰極４に接続され、正極側は、電極層２０を介して陽極２に供給される。
【００２０】
従来、調光シート１１として拡散板やプリズムシートの平坦面を透明基板１に貼り付け、有機ＥＬ素子の出射面からの光の利用効率を高める方法がとられている。しかし、このような方法では、調光シート１１からの出射光が調光シート１１の表面の凹凸によって散乱され、依然として十分な正面輝度が得られないという問題があった。
【００２１】
本発明者は、正面輝度を向上させる方法を検討した結果、凹凸面を有する調光シート１１の凸部を透明基板１に密着させることにより、正面輝度が大幅に向上することを見出した。しかし、凹凸面を有する調光シート１１の凸部を透明基板１に密着させるだけでは正面輝度が大幅に向上するために却って発光面の周辺部の輝度と中央部の輝度との差が大きくなり、輝度ムラとして目立つようになるという新たな課題が生じることが判明した。周辺部を隠して使用しなければムラは問題にはならないが、その場合有効面積が小さくなるという別の問題が生じる。そこでさらに透光性基板の周縁部に反射部材１２を設けたところ、面発光体の発光面全域で、高い発光輝度で、且つ、輝度ムラの無い面発光体を得ることができた。
【００２２】
以下、本発明の１実施形態の面発光体の構成を具体的に説明する。
【００２３】
透明基板１としては、透明な材料であればよく、透明ガラスや透明プラスチックを用いることが出来る。例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明なプラスチック基板を使用することができるが、透明なプラスチックフィルムであれば、より好ましい。透明なプラスチックフィルムであれば、外力による変形や衝撃に強く、割れにくい。また、厚さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であればより好ましく、軽量であり、携帯性に富む。
【００２４】
透明電極である陽極２としては、例えば、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜を用いることができる。このような材料を透明基板１上に、スパッタリング法によるマスク蒸着や全面蒸着又は塗布した後にフォトリソグラフィ法でパターニングしたり、またスクリーン印刷などで形成することができる。なお、陽極２の膜厚は、特に限定されないが、通常１０ｎｍ〜２μｍ、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍである。また、この陽極２の外周部は、電極層２０と接しており、この電極層２０を介して陽極２に電力供給している。
【００２５】
この電極層２０の電気抵抗は、少なくとも陽極２よりも低抵抗な金属材料であれば良く、特に限定されないが、陰極４に用いる材料と同一であればより好ましい。電極層２０の材料が陰極４と同一材料であれば、陰極４を形成するときに同時に電極層２０を形成することができ、生産性に富む。
【００２６】
電極層２０の材料は、アルミニウムであれば、導電率や扱いやすさの観点からよい。また、電極層２０の厚みは、１００ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは２００ｎｍ以上である。電極層２０の形成方法としては、次に示す正孔輸送層３１、発光層３０、正孔阻止層３２、電子輸送層３３の４つの層を形成した後、陰極４と同時に形成してもよい。形成方法としては、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着法等がある。メタルマスクを使用することにより陰極４と分割して形成することができる。
【００２７】
正孔輸送層３１は、正孔を陽極２から発光層３０に輸送する機能を有する。正孔輸送層３１における正孔輸送材料としては、一般に有機ＥＬ素子に用いられるものであれば用いることができるが、例えば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、芳香族第３級アミン化合物などを用いることができる。この正孔輸送材料を、例えば真空蒸着装法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより陽極２の上面に形成することができる。正孔輸送層３１の膜厚としては、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５０００ｎｍ程度である。
【００２８】
発光層３０は、少なくとも発光機能に関与する１種、または２種以上の有機化合物から成る。発光層３０は、正孔及び電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層３０の材料は、一般に有機ＥＬ素子で用いられている公知のものを使用することができる。例えば、キノリノラト錯体が知られている。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］等がある。発光層３０の膜厚としては、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５０００ｎｍ程度である。
【００２９】
正孔阻止層３２は、電子を輸送し、正孔を輸送する能力が著しく低い機能を有し、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００３０】
正孔阻止層３２としては、例えば特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック）層等を本発明に係る正孔阻止層３２として適用可能である。
【００３１】
電子輸送層３３は、陰極４より注入された電子を発光層３０に伝達する機能を有していれば良く、その電子輸送材料としては、一般に有機ＥＬ素子に用いられる公知の材料からに任意に選択することができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、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、ペリレンなどの芳香族テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。この電子輸送層３３は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層３３の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。
【００３２】
陰極４としては、通常の金属が使用できる。中でも導電率や扱いやすさの観点から、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔから選択される１種以上の金属元素が好ましい。陰極４の形成方法は、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着法等がある。陰極４の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５００ｎｍ程度である。
【００３３】
このように有機ＥＬ素子を形成し、次にガラス製のケーシング５に紫外線硬化型の接着剤５２により紫外線ランプを照射することで接着封止した。
【００３４】
調光シート１１の実施形態を図４ａと図４ｂ、図４ｃに示す。図４ａは、調光シート１１の凸側から見た平面図であり、図４ｂは、断面図である。また、図４ｃは、透明基板１に調光シート１１を接着した状態の拡大図である。この図での凸部の形状は四角錘台の形状をしている。形状としては、このほかに、円錐台や長方形錘台の形状でも良い。また、凸部のピッチとしては、０．０１ｍｍから０．１ｍｍでが望ましい。また、調光シート１１の屈折率としては、波長５３０ｎｍで１．３５から１．７であれば良い。また、調光シート１１の厚みは、０．０５ｍｍから１ｍｍが良く、その内凸部の高さは０．００５ｍｍから０．５ｍｍが良い。
【００３５】
また、透明基板１に調光シート１１を接着する接着層１０としては、透明の接着剤であれば特に限定するものではないが、透明両面粘着シートを用いれば、簡便に拡散板を取り付けることができる。例えば、日東電工（株）製の透明両面粘着テープＣＳ９６２１を用いることができる。また、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂等の接着剤を透明基板１に塗布して調光シート１１を密着した状態で硬化させて接着してもよい。また、必ずしも接着剤を用いなくても良く、押しつけて密着させた状態でも良い。押しつけ方法としては、面発光素子を取り付けるケーシングで透明基板１と調光シート１１の周辺部を挟み込む方法でも良い。
【００３６】
図４ｃのように透明基板１に調光シート１１の凸部の先端面を接着させて、上記の有機ＥＬ素子を発光させると、調光シートを設けない場合には透明基板の出射面において全反射される光が、調光シート１１の凸部の先端面が接着された部分においては、全反射されずにこの調光シート１１内に導かれるようになる。そして、このように調光シート１１内に導かれた光の多くは、凸部の傾斜面において反射され、この反射された光が調光シート１１の出射面に導かれて出射されるようになり、正面輝度が大幅に向上する。
【００３７】
しかし、凹凸面を有する調光シート１１の凸部を透明基板１に密着させるだけでは正面輝度が大幅に向上するために却って発光面の周辺部の輝度と中央部の輝度との差が大きくなり、輝度ムラとして目立つようになる。そこで反射部材１２を透明基板１及び調光シート１１の周縁部に設けることにより、透明基板１及び調光シートの周縁部から外に出て行く光を反射させ、面発光体の内部に戻すことができる。よって面発光体の発光面全域で、高い発光輝度で、且つ、輝度ムラの無い面発光体を得ることができる。
【００３８】
反射部材１２としては、透明電極１の周縁部に反射材料を蒸着しても良い。この場合の反射材料としては、アルミニウムや、銀、金、銅などの金属材料を用いることができる。また、金属フィルムを透明の粘着剤で貼り付けても良い。
【００３９】
また、反射部材１２は、透明電極１の周縁部に取り付けるだけでも良いが、調光シート１１の周縁部にあれば、さらによい。このように反射部材１２を取り付けることにより、周辺部においても中央部と同様に調光シートへと導かれる光を多くすることができ中央部と同等の輝度を示す領域を拡大することができる。
【００４０】
ケーシング５は、大気に接触させないように窒素雰囲気下で接着するのが好ましい。これは空気中の水分などと発光層などの有機ＥＬ層が反応することによって、この有機ＥＬ層が劣化することを防止する理由による。また、ケーシング５の内部には、捕水剤５１を入れておくことが好ましい。これはケーシング内に残存する微量な水分を捕集して、有機ＥＬ層の劣化を防止する理由による。
【００４１】
以上のように本発明に係る面発光体を構成することにより、発光面全域で、輝度の高い、且つ均一な面発光体を得ることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図８に本発明に係る面発光体の第２の実施形態の概略断面図を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態における反射部材１２を面発光素子を保持するケーシング５の内側の面が兼ねている。
【００４３】
図８に示す面発光体に用いた有機ＥＬ素子は、透明基板１の上面に透明な陽極２が形成されており、この陽極２の上面に有機ＥＬ層３を設け、透明基板１側に光を出射する、第１の実施形態と同じボトムエミッション型の有機ＥＬ素子である。透明電極１の光出射面側には、接着層１０を介して、調光シート１１が設けられている。また、透明基板１及び調光シート１１の周縁部にケーシング５が近接して設けられ、ケーシング５の内面が、反射部材として透明基板１及び調光シート１１の周縁部から出てくる光を反射するように構成している。具体的には、ケーシングの内面がアルミニウムなどの光を反射する金属材料でできている。また、ケーシングの内面に反射テープを貼り付けても良く、さらには金属蒸着を行っても良い。いずれにしても、透明基板１及び調光シート１１の周縁部のケーシング５の内面が光を反射する構成であればよい。
【００４４】
また、調光シート１１の出射面周縁部には、遮光・反射シート５３を設けている。この遮光・反射シート５３を設けることにより、調光シート１１の出射面周縁部から漏れる光を遮光するとともにケーシング内側に反射し、より端部の輝度を向上させることができる。遮光・反射シート５３としては、ケーシング５と同じ材料で構成することができる。
【００４５】
以上のように本発明に係る面発光体を構成し、実施形態１と同様に駆動させることにより、発光面全域で、輝度の高い、且つ均一な面発光体を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（実施例１）
図５に有機ＥＬ素子製造のフローを示す。透明基板１上に陽極２を形成し、その上に電極層２０を形成する。次に正孔輸送層３１、発光層３０、正孔阻止層３２、電子輸送層３３の４つの層を形成した後、陰極４を形成した。以下により詳しく説明する。
【００４７】
透明基板１として、無アルカリガラス（厚み０．７ｍｍ、サイズ４０ｍｍ×５２ｍｍ）を用い、その上に陽極２としてＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板に一般的なフォトリソグラフィー法によって電極形状のパターニングを行った。図５に示す陽極形状のフォトマスクを用い、陽極２を形成した。この時の陽極２の抵抗は、三菱化学社製ロレスタを用いて測定し、２０Ω／□であった。また、陽極２の大きさは、３５×４６ｍｍとした。
【００４８】
次にこの透光性基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【００４９】
その後、この透光性基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、陽極２の上にステンレス鋼製のマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、アルミニウム３ｇを入れ真空蒸着装置に取付けた。次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、アルミニウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、金属マスクを介して、蒸着速度１．５ｎｍ／秒〜２．０ｎｍ／秒で透光性基板にアルミニウムを幅１ｍｍ、膜厚１００ｎｍになるように蒸着し、電極層２０を設けた。この時抵抗層２０は、陽極２の外周部に接するように形成した。電極層２０の形成により、発光面の大きさを３４×４５ｍｍとした。
【００５０】
次に、真空槽をあけ、陽極２の上にステンレス鋼製のマスクを設置し、一方、５つのモリブデン製抵抗加熱ボートに、下記構造で示されるα−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−１、ＢＣＰ、Ａｌｑ3をそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。
【００５１】
【化１】
【００５２】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で透光性基板に正孔輸送層の膜厚が５０ｎｍの厚さになるように蒸着した。
【００５３】
さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−１の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光材料であるＣＢＰとＩｒ−１の蒸着速度が１００：７になるように調節し発光層の膜厚が３０ｎｍの厚さになるように蒸着した。
【００５４】
ついで、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更に、Ａｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【００５５】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製のマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにアルミニウム３ｇを入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５ｎｍ／秒〜２．０ｎｍ／秒でアルミニウムを蒸着し、陰極（厚さ２００ｎｍ）を作製した。
【００５６】
更に、この有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、図３に示す概略模式図のような封止構造にした。
【００５７】
次に日東電工（株）製透明両面粘着テープＣＳ９６２１を用いて透明基板１の光出射側に調光シート１１を貼り付けた。調光シートとしては、図４ａ、図４ｂに示す四角錘台の凸部が縦横の方向に連続して形成されたものを用いた。この調光シートの材質は、ＰＭＭＡで、屈折率は、波長５５０ｎｍの光に対して、１．４９５である。また、四角錘台の凸部の頂角は６０°であり、全体の厚みが２．６ｍｍで、その内凸部の厚みは、０．４５ｍｍである。また、凸部のピッチは、１００μｍである。
【００５８】
反射部材１２には、つじでん（株）製のＭＴＮーＷ４００（反射率９５．５％、散乱反射タイプ、粘着剤付き）を用い、透明基板１及び調光シート１１の周縁部に接着した。図６に反射部材１２の貼り付け状態と発光領域Ａ及び非発光領域Ｂを示す。
【００５９】
このようにして作製した面発光体を電流密度２５Ａ／ｍ2の電流を流して発光させ、コニカミノルタセンシング社製の輝度計（ＣＳ１０００Ａ）を用いて、発光面内の輝度分布を測定した。測定結果を図７の実線で示す。発光領域の中央部の輝度は２２００ｃｄ／ｍ2であり、周縁部から３ｍｍ内側にあるところの輝度は、１８００ｃｄ／ｍ2であった。この時の輝度比（周縁部から３ｍｍ内側での輝度／中央部の輝度×１００％）は、８２％であった。目視観察では、周縁部の輝度低下は、認められなかった。
（比較例１）
実施例１において、反射部材１２を設けなかった他は、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。測定結果を図７の波線で示す。発光領域の中央部の輝度は、２２００ｃｄ／ｍ2であったが、外周部の輝度低下が、目視観察で認められた。輝度比は、６０％であった。
（比較例２）
実施例１において、調光シート１１及び反射部材１２を設けなかった他は、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。測定結果を図７の一点鎖線で示す。発光領域の中央部の輝度は、１２００ｃｄ／ｍ2であった。輝度比は、８５％であった。外周部の輝度低下は、目視観察で認められなかったが、全体的にかなり暗く感じられた。
（実施例２）
図８に示す構成とし、実施例１における反射部材１２の代わりにアルミニウム製のケーシング５を用い、反射部材１２の代わりとした。また、上面に、発光領域以外を覆うように反射・遮光用フィルム５３（寺岡製作所（株）製Ｎｏ７６４７）を反射面が調光シート１１の側に向くように貼り付け、ケーシング５と発光素子との間からの漏れ光を防止した。その他については、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。発光領域の中央部の輝度は、２２００ｃｄ／ｍ2であり、外周部の輝度低下は、目視観察で認められなかった。輝度比は、８０％であった。
（比較例３）
実施例１において、調光シート１１に代えて、つじでん（株）製の拡散板Ｄ１２３を用いた他は、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。発光領域の中央部の輝度は、１７００ｃｄ／ｍ2であった。輝度比は、８０％であった。外周部の輝度低下は、目視観察で認められなかったが、全体的に暗く感じられた。
【００６０】
以上のように、実施例１、２及び比較例１〜３より、面発光素子の出射面側に凹凸を有する調光シートの凹凸面を密着させ、透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けることにより、正面の発光輝度が高くなるとともに、周縁部の輝度が上がり、発光面全体で輝度ムラの無い均一な発光を行う面発光体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】発光素子素子の概略構成図である。
【図２】発光素子を上面から見た概略構成図である。
【図３】本発明に係る面発光体を模式的に示した図である。
【図４】本発明に係る調光シートを模式的に示した図である。
【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子製造のフローを示した図である。
【図６】本発明に係る反射手段の取り付け状態を示した図である。
【図７】発光面内の輝度分布を模式的に示した図である。
【図８】本発明に係るケーシングを用いた面発光体を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 発光領域
Ｂ 非発光領域
１ 透光性基板
２ 陽極
２０ 電極層
３ 有機ＥＬ層
３０ 発光層
３１ 正孔輸送層
３２ 正孔阻止層
３３ 電子輸送層
４ 陰極
５ ケーシング
５１ 補水剤
５２ 接着剤
５３ 遮光・反射シート
６ 発光駆動電源
７ スイッチ
８ 電源ユニット
９ 制御用ＩＣ
１０ 接着層
１１ 調光シート
１２ 反射手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状に発光する面発光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の多様化に伴い、消費電力が少なく、小型の面発光素子のニーズが高まり、このような面発光素子の一つとして有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼ぶ。）が注目されている。
【０００３】
このような中、照明器具や電子情報機器における液晶表示画面のバックライトとして有機ＥＬ素子からなる面発光体が用いられている。図１に照明装置やバックライトに用いられる有機ＥＬ素子の断面の概略構成を示し、図２に上面から見た概略構成図を示す。図１において、透明基板１の上面には透明電極層（以下陽極という）２が形成されており、この陽極２の上面には発光する化合物を含有する有機ＥＬ層３が形成されている。さらにこの有機ＥＬ層３の上面には、金属電極層（以下陰極という）４が形成されている。陽極２と陰極４には、スイッチ７を介して、発光駆動電源６が接続されている。スイッチ７をオンすることにより有機ＥＬ層３に電子及び正孔が注入され、再結合することにより励起子（エキシトン）を生成する。このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光エリアＳを全面発光させ、照明器具やバックライトとして用いることができる。この時発光駆動電圧としては、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能である。
【０００４】
上記のような有機ＥＬ素子の製造方法の一例としては、まず透明基板１上にスパッタリング法等によって透明電極として機能する透明導電膜であるＩＴＯ膜を成膜後、パターニングして陽極２を形成する。その後、真空蒸着法等によって有機ＥＬ層３として機能する有機物質を単層、若しくは多層構造で成膜してゆき、最後に、真空蒸着法などによって金属を蒸着して陰極４を形成する。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子は、光源として用いる場合、発光した光を発光面より効率よく取り出すことと発光面全域で均一な発光が得られることが重要である。
【０００６】
発光した光を効率よく取り出す方法として、透光性基板自体に集光性を持たせたり、光拡散層を形成する方法が提案されている。特許文献１では、光の取り出し効率を上げる目的で、発光面の前面に光拡散板を取り付ける方法が提案されている。
【０００７】
また、有機ＥＬ素子からの光は、効率良く視野角内に集光させ、正面輝度を上げることも求められ、特許文献２では、有機ＥＬ素子の光出射側にプリズムシートを設ける方法が提案されている。
【特許文献１】特表２０００−５０３１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２６５８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１及び２を用いた方法では、発光面の外周部周辺の輝度が低下し、均一な輝度が得られないという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的は、正面輝度を上げ、且つ発光面全領域での発光輝度が均一な面発光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、鋭意研究を重ねたところ、以下の記載の何れかの構成により、前記課題を解決することができた。
【００１１】
請求項１に係る面発光体は、少なくとも面発光素子と該面発光素子を保持し収容するケーシングとを有し、前記面発光素子から発光する光が出射する透光性基板の出射面に、少なくとも一方の面に凹凸を有する調光シートが設けられてなる面発光体において、前記凹凸の凸部が前記透光性基板に密着して設けられ、且つ、前記透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係る面発光体は、請求項１に記載の面発光体において、前記反射手段が前記面発光素子を収容するケーシングの内面に設けられたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に係る面発光体は、請求項１又は２に記載の面発光体において、前記面発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、調光シートの片面に設けられた凹凸の凸部を透光性基板に密着させ、透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことにより、端部での光損失を防止するとともに正面方向への光出射量を多くすることができ、発光面全領域で、極めて正面輝度が高く、発光輝度の均一な面発光体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る面発光体に関し、好適な実施の形態について、図を参照して以下に示す。
【００１６】
（第１の実施形態）
図３に本発明に係る面発光体の第１の実施形態の概略断面図を示す。
【００１７】
図３に示す面発光体に用いた有機ＥＬ素子は、透明基板１の上面に透明な陽極２が形成されており、この陽極２の上面に有機ＥＬ層３を設け、透明基板１側に光を出射する、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ素子である。陽極２の上面には、正孔輸送層３１が設けられている。さらにこの正孔輸送層３１の上面に発光層３０が設けられ、その上面に正孔阻止層３２が設けられている。正孔阻止層３２の上面に電子輸送層３３が設けられ、さらに電子輸送層３３の上面に陰極４が設けられている。透明電極１の光出射面側には、接着層１０を介して、調光シート１１が設けられている。また、透明基板１及び調光シート１１の周縁部には、反射部材１２が設けられて、有機ＥＬ素子を構成している。
【００１８】
この有機ＥＬ素子を接着剤５２により、ケーシング５で封止し、面発光体を構成している。ケーシング５の内面には捕水剤５１を取り付けている。陽極２と陰極４には、制御用ＩＣ９を介して電源ユニット８に接続されている。
【００１９】
電源ユニット８から供給される電力は、制御用ＩＣ９を介して、負極側は陰極４に接続され、正極側は、電極層２０を介して陽極２に供給される。
【００２０】
従来、調光シート１１として拡散板やプリズムシートの平坦面を透明基板１に貼り付け、有機ＥＬ素子の出射面からの光の利用効率を高める方法がとられている。しかし、このような方法では、調光シート１１からの出射光が調光シート１１の表面の凹凸によって散乱され、依然として十分な正面輝度が得られないという問題があった。
【００２１】
本発明者は、正面輝度を向上させる方法を検討した結果、凹凸面を有する調光シート１１の凸部を透明基板１に密着させることにより、正面輝度が大幅に向上することを見出した。しかし、凹凸面を有する調光シート１１の凸部を透明基板１に密着させるだけでは正面輝度が大幅に向上するために却って発光面の周辺部の輝度と中央部の輝度との差が大きくなり、輝度ムラとして目立つようになるという新たな課題が生じることが判明した。周辺部を隠して使用しなければムラは問題にはならないが、その場合有効面積が小さくなるという別の問題が生じる。そこでさらに透光性基板の周縁部に反射部材１２を設けたところ、面発光体の発光面全域で、高い発光輝度で、且つ、輝度ムラの無い面発光体を得ることができた。
【００２２】
以下、本発明の１実施形態の面発光体の構成を具体的に説明する。
【００２３】
透明基板１としては、透明な材料であればよく、透明ガラスや透明プラスチックを用いることが出来る。例えばポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明なプラスチック基板を使用することができるが、透明なプラスチックフィルムであれば、より好ましい。透明なプラスチックフィルムであれば、外力による変形や衝撃に強く、割れにくい。また、厚さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であればより好ましく、軽量であり、携帯性に富む。
【００２４】
透明電極である陽極２としては、例えば、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）、Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜を用いることができる。このような材料を透明基板１上に、スパッタリング法によるマスク蒸着や全面蒸着又は塗布した後にフォトリソグラフィ法でパターニングしたり、またスクリーン印刷などで形成することができる。なお、陽極２の膜厚は、特に限定されないが、通常１０ｎｍ〜２μｍ、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍである。また、この陽極２の外周部は、電極層２０と接しており、この電極層２０を介して陽極２に電力供給している。
【００２５】
この電極層２０の電気抵抗は、少なくとも陽極２よりも低抵抗な金属材料であれば良く、特に限定されないが、陰極４に用いる材料と同一であればより好ましい。電極層２０の材料が陰極４と同一材料であれば、陰極４を形成するときに同時に電極層２０を形成することができ、生産性に富む。
【００２６】
電極層２０の材料は、アルミニウムであれば、導電率や扱いやすさの観点からよい。また、電極層２０の厚みは、１００ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは２００ｎｍ以上である。電極層２０の形成方法としては、次に示す正孔輸送層３１、発光層３０、正孔阻止層３２、電子輸送層３３の４つの層を形成した後、陰極４と同時に形成してもよい。形成方法としては、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着法等がある。メタルマスクを使用することにより陰極４と分割して形成することができる。
【００２７】
正孔輸送層３１は、正孔を陽極２から発光層３０に輸送する機能を有する。正孔輸送層３１における正孔輸送材料としては、一般に有機ＥＬ素子に用いられるものであれば用いることができるが、例えば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、芳香族第３級アミン化合物などを用いることができる。この正孔輸送材料を、例えば真空蒸着装法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより陽極２の上面に形成することができる。正孔輸送層３１の膜厚としては、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５０００ｎｍ程度である。
【００２８】
発光層３０は、少なくとも発光機能に関与する１種、または２種以上の有機化合物から成る。発光層３０は、正孔及び電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層３０の材料は、一般に有機ＥＬ素子で用いられている公知のものを使用することができる。例えば、キノリノラト錯体が知られている。具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］等がある。発光層３０の膜厚としては、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５０００ｎｍ程度である。
【００２９】
正孔阻止層３２は、電子を輸送し、正孔を輸送する能力が著しく低い機能を有し、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００３０】
正孔阻止層３２としては、例えば特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック）層等を本発明に係る正孔阻止層３２として適用可能である。
【００３１】
電子輸送層３３は、陰極４より注入された電子を発光層３０に伝達する機能を有していれば良く、その電子輸送材料としては、一般に有機ＥＬ素子に用いられる公知の材料からに任意に選択することができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、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、ペリレンなどの芳香族テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。この電子輸送層３３は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層３３の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。
【００３２】
陰極４としては、通常の金属が使用できる。中でも導電率や扱いやすさの観点から、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔから選択される１種以上の金属元素が好ましい。陰極４の形成方法は、スパッタ法、抵抗加熱蒸着法、エレクトロンビーム蒸着法等がある。陰極４の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５００ｎｍ程度である。
【００３３】
このように有機ＥＬ素子を形成し、次にガラス製のケーシング５に紫外線硬化型の接着剤５２により紫外線ランプを照射することで接着封止した。
【００３４】
調光シート１１の実施形態を図４ａと図４ｂ、図４ｃに示す。図４ａは、調光シート１１の凸側から見た平面図であり、図４ｂは、断面図である。また、図４ｃは、透明基板１に調光シート１１を接着した状態の拡大図である。この図での凸部の形状は四角錘台の形状をしている。形状としては、このほかに、円錐台や長方形錘台の形状でも良い。また、凸部のピッチとしては、０．０１ｍｍから０．１ｍｍでが望ましい。また、調光シート１１の屈折率としては、波長５３０ｎｍで１．３５から１．７であれば良い。また、調光シート１１の厚みは、０．０５ｍｍから１ｍｍが良く、その内凸部の高さは０．００５ｍｍから０．５ｍｍが良い。
【００３５】
また、透明基板１に調光シート１１を接着する接着層１０としては、透明の接着剤であれば特に限定するものではないが、透明両面粘着シートを用いれば、簡便に拡散板を取り付けることができる。例えば、日東電工（株）製の透明両面粘着テープＣＳ９６２１を用いることができる。また、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂等の接着剤を透明基板１に塗布して調光シート１１を密着した状態で硬化させて接着してもよい。また、必ずしも接着剤を用いなくても良く、押しつけて密着させた状態でも良い。押しつけ方法としては、面発光素子を取り付けるケーシングで透明基板１と調光シート１１の周辺部を挟み込む方法でも良い。
【００３６】
図４ｃのように透明基板１に調光シート１１の凸部の先端面を接着させて、上記の有機ＥＬ素子を発光させると、調光シートを設けない場合には透明基板の出射面において全反射される光が、調光シート１１の凸部の先端面が接着された部分においては、全反射されずにこの調光シート１１内に導かれるようになる。そして、このように調光シート１１内に導かれた光の多くは、凸部の傾斜面において反射され、この反射された光が調光シート１１の出射面に導かれて出射されるようになり、正面輝度が大幅に向上する。
【００３７】
しかし、凹凸面を有する調光シート１１の凸部を透明基板１に密着させるだけでは正面輝度が大幅に向上するために却って発光面の周辺部の輝度と中央部の輝度との差が大きくなり、輝度ムラとして目立つようになる。そこで反射部材１２を透明基板１及び調光シート１１の周縁部に設けることにより、透明基板１及び調光シートの周縁部から外に出て行く光を反射させ、面発光体の内部に戻すことができる。よって面発光体の発光面全域で、高い発光輝度で、且つ、輝度ムラの無い面発光体を得ることができる。
【００３８】
反射部材１２としては、透明電極１の周縁部に反射材料を蒸着しても良い。この場合の反射材料としては、アルミニウムや、銀、金、銅などの金属材料を用いることができる。また、金属フィルムを透明の粘着剤で貼り付けても良い。
【００３９】
また、反射部材１２は、透明電極１の周縁部に取り付けるだけでも良いが、調光シート１１の周縁部にあれば、さらによい。このように反射部材１２を取り付けることにより、周辺部においても中央部と同様に調光シートへと導かれる光を多くすることができ中央部と同等の輝度を示す領域を拡大することができる。
【００４０】
ケーシング５は、大気に接触させないように窒素雰囲気下で接着するのが好ましい。これは空気中の水分などと発光層などの有機ＥＬ層が反応することによって、この有機ＥＬ層が劣化することを防止する理由による。また、ケーシング５の内部には、捕水剤５１を入れておくことが好ましい。これはケーシング内に残存する微量な水分を捕集して、有機ＥＬ層の劣化を防止する理由による。
【００４１】
以上のように本発明に係る面発光体を構成することにより、発光面全域で、輝度の高い、且つ均一な面発光体を得ることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図８に本発明に係る面発光体の第２の実施形態の概略断面図を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態における反射部材１２を面発光素子を保持するケーシング５の内側の面が兼ねている。
【００４３】
図８に示す面発光体に用いた有機ＥＬ素子は、透明基板１の上面に透明な陽極２が形成されており、この陽極２の上面に有機ＥＬ層３を設け、透明基板１側に光を出射する、第１の実施形態と同じボトムエミッション型の有機ＥＬ素子である。透明電極１の光出射面側には、接着層１０を介して、調光シート１１が設けられている。また、透明基板１及び調光シート１１の周縁部にケーシング５が近接して設けられ、ケーシング５の内面が、反射部材として透明基板１及び調光シート１１の周縁部から出てくる光を反射するように構成している。具体的には、ケーシングの内面がアルミニウムなどの光を反射する金属材料でできている。また、ケーシングの内面に反射テープを貼り付けても良く、さらには金属蒸着を行っても良い。いずれにしても、透明基板１及び調光シート１１の周縁部のケーシング５の内面が光を反射する構成であればよい。
【００４４】
また、調光シート１１の出射面周縁部には、遮光・反射シート５３を設けている。この遮光・反射シート５３を設けることにより、調光シート１１の出射面周縁部から漏れる光を遮光するとともにケーシング内側に反射し、より端部の輝度を向上させることができる。遮光・反射シート５３としては、ケーシング５と同じ材料で構成することができる。
【００４５】
以上のように本発明に係る面発光体を構成し、実施形態１と同様に駆動させることにより、発光面全域で、輝度の高い、且つ均一な面発光体を得ることができる。
【実施例】
【００４６】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
（実施例１）
図５に有機ＥＬ素子製造のフローを示す。透明基板１上に陽極２を形成し、その上に電極層２０を形成する。次に正孔輸送層３１、発光層３０、正孔阻止層３２、電子輸送層３３の４つの層を形成した後、陰極４を形成した。以下により詳しく説明する。
【００４７】
透明基板１として、無アルカリガラス（厚み０．７ｍｍ、サイズ４０ｍｍ×５２ｍｍ）を用い、その上に陽極２としてＩＴＯを１５０ｎｍ成膜した基板に一般的なフォトリソグラフィー法によって電極形状のパターニングを行った。図５に示す陽極形状のフォトマスクを用い、陽極２を形成した。この時の陽極２の抵抗は、三菱化学社製ロレスタを用いて測定し、２０Ω／□であった。また、陽極２の大きさは、３５×４６ｍｍとした。
【００４８】
次にこの透光性基板をｉｓｏ−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、ＵＶオゾン洗浄を５分間行った。
【００４９】
その後、この透光性基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、陽極２の上にステンレス鋼製のマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、アルミニウム３ｇを入れ真空蒸着装置に取付けた。次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、アルミニウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、金属マスクを介して、蒸着速度１．５ｎｍ／秒〜２．０ｎｍ／秒で透光性基板にアルミニウムを幅１ｍｍ、膜厚１００ｎｍになるように蒸着し、電極層２０を設けた。この時抵抗層２０は、陽極２の外周部に接するように形成した。電極層２０の形成により、発光面の大きさを３４×４５ｍｍとした。
【００５０】
次に、真空槽をあけ、陽極２の上にステンレス鋼製のマスクを設置し、一方、５つのモリブデン製抵抗加熱ボートに、下記構造で示されるα−ＮＰＤ、ＣＢＰ、Ｉｒ−１、ＢＣＰ、Ａｌｑ3をそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。
【００５１】
【化１】
【００５２】
次いで、真空槽を４×１０-4Ｐａまで減圧した後、α−ＮＰＤの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で透光性基板に正孔輸送層の膜厚が５０ｎｍの厚さになるように蒸着した。
【００５３】
さらに、ＣＢＰの入った前記加熱ボートとＩｒ−１の入ったボートをそれぞれ独立に通電して発光材料であるＣＢＰとＩｒ−１の蒸着速度が１００：７になるように調節し発光層の膜厚が３０ｎｍの厚さになるように蒸着した。
【００５４】
ついで、ＢＣＰの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で厚さ１０ｎｍの正孔阻止層を設けた。更に、Ａｌｑ3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１ｎｍ／秒〜０．２ｎｍ／秒で膜厚４０ｎｍの電子輸送層を設けた。
【００５５】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製のマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにアルミニウム３ｇを入れ、再び真空槽を２×１０-4Ｐａまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度１．５ｎｍ／秒〜２．０ｎｍ／秒でアルミニウムを蒸着し、陰極（厚さ２００ｎｍ）を作製した。
【００５６】
更に、この有機ＥＬ素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス（純度９９．９９９％以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、図３に示す概略模式図のような封止構造にした。
【００５７】
次に日東電工（株）製透明両面粘着テープＣＳ９６２１を用いて透明基板１の光出射側に調光シート１１を貼り付けた。調光シートとしては、図４ａ、図４ｂに示す四角錘台の凸部が縦横の方向に連続して形成されたものを用いた。この調光シートの材質は、ＰＭＭＡで、屈折率は、波長５５０ｎｍの光に対して、１．４９５である。また、四角錘台の凸部の頂角は６０°であり、全体の厚みが２．６ｍｍで、その内凸部の厚みは、０．４５ｍｍである。また、凸部のピッチは、１００μｍである。
【００５８】
反射部材１２には、つじでん（株）製のＭＴＮーＷ４００（反射率９５．５％、散乱反射タイプ、粘着剤付き）を用い、透明基板１及び調光シート１１の周縁部に接着した。図６に反射部材１２の貼り付け状態と発光領域Ａ及び非発光領域Ｂを示す。
【００５９】
このようにして作製した面発光体を電流密度２５Ａ／ｍ2の電流を流して発光させ、コニカミノルタセンシング社製の輝度計（ＣＳ１０００Ａ）を用いて、発光面内の輝度分布を測定した。測定結果を図７の実線で示す。発光領域の中央部の輝度は２２００ｃｄ／ｍ2であり、周縁部から３ｍｍ内側にあるところの輝度は、１８００ｃｄ／ｍ2であった。この時の輝度比（周縁部から３ｍｍ内側での輝度／中央部の輝度×１００％）は、８２％であった。目視観察では、周縁部の輝度低下は、認められなかった。
（比較例１）
実施例１において、反射部材１２を設けなかった他は、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。測定結果を図７の波線で示す。発光領域の中央部の輝度は、２２００ｃｄ／ｍ2であったが、外周部の輝度低下が、目視観察で認められた。輝度比は、６０％であった。
（比較例２）
実施例１において、調光シート１１及び反射部材１２を設けなかった他は、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。測定結果を図７の一点鎖線で示す。発光領域の中央部の輝度は、１２００ｃｄ／ｍ2であった。輝度比は、８５％であった。外周部の輝度低下は、目視観察で認められなかったが、全体的にかなり暗く感じられた。
（実施例２）
図８に示す構成とし、実施例１における反射部材１２の代わりにアルミニウム製のケーシング５を用い、反射部材１２の代わりとした。また、上面に、発光領域以外を覆うように反射・遮光用フィルム５３（寺岡製作所（株）製Ｎｏ７６４７）を反射面が調光シート１１の側に向くように貼り付け、ケーシング５と発光素子との間からの漏れ光を防止した。その他については、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。発光領域の中央部の輝度は、２２００ｃｄ／ｍ2であり、外周部の輝度低下は、目視観察で認められなかった。輝度比は、８０％であった。
（比較例３）
実施例１において、調光シート１１に代えて、つじでん（株）製の拡散板Ｄ１２３を用いた他は、実施例１と同様に作製し、発光面内の輝度分布を測定した。発光領域の中央部の輝度は、１７００ｃｄ／ｍ2であった。輝度比は、８０％であった。外周部の輝度低下は、目視観察で認められなかったが、全体的に暗く感じられた。
【００６０】
以上のように、実施例１、２及び比較例１〜３より、面発光素子の出射面側に凹凸を有する調光シートの凹凸面を密着させ、透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けることにより、正面の発光輝度が高くなるとともに、周縁部の輝度が上がり、発光面全体で輝度ムラの無い均一な発光を行う面発光体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】発光素子素子の概略構成図である。
【図２】発光素子を上面から見た概略構成図である。
【図３】本発明に係る面発光体を模式的に示した図である。
【図４】本発明に係る調光シートを模式的に示した図である。
【図５】本発明に係る有機ＥＬ素子製造のフローを示した図である。
【図６】本発明に係る反射手段の取り付け状態を示した図である。
【図７】発光面内の輝度分布を模式的に示した図である。
【図８】本発明に係るケーシングを用いた面発光体を示した図である。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 発光領域
Ｂ 非発光領域
１ 透光性基板
２ 陽極
２０ 電極層
３ 有機ＥＬ層
３０ 発光層
３１ 正孔輸送層
３２ 正孔阻止層
３３ 電子輸送層
４ 陰極
５ ケーシング
５１ 補水剤
５２ 接着剤
５３ 遮光・反射シート
６ 発光駆動電源
７ スイッチ
８ 電源ユニット
９ 制御用ＩＣ
１０ 接着層
１１ 調光シート
１２ 反射手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも面発光素子と該面発光素子を保持し収容するケーシングとを有し、
前記面発光素子から発光する光が出射する透光性基板の出射面に、少なくとも一方の面に凹凸を有する調光シートが設けられてなる面発光体において、
前記凹凸の凸部が前記透光性基板に密着して設けられ、且つ、前記透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことを特徴とする面発光体。
【請求項２】
前記反射手段が前記面発光素子を収容するケーシングの内面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の面発光体。
【請求項３】
前記面発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光体。
【請求項１】
少なくとも面発光素子と該面発光素子を保持し収容するケーシングとを有し、
前記面発光素子から発光する光が出射する透光性基板の出射面に、少なくとも一方の面に凹凸を有する調光シートが設けられてなる面発光体において、
前記凹凸の凸部が前記透光性基板に密着して設けられ、且つ、前記透光性基板の周縁部を取り囲むように反射手段を設けたことを特徴とする面発光体。
【請求項２】
前記反射手段が前記面発光素子を収容するケーシングの内面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の面発光体。
【請求項３】
前記面発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１５０１６２（Ｐ２００７−１５０１６２Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４５５１４（Ｐ２００５−３４５５１４）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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