JP2011065927A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光装置の発光効率を向上させ、さらにその寿命を向上させる。
【解決手段】第１の波長帯の光を反射する第１の反射層と、前記第１の波長帯の光を放出する第１の発光素子と、前記第１の波長帯の光に対する透過率が、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光に対する透過率よりも高い第２の反射層と、前記第２の波長帯の光を放出する第２の発光素子と、がこの順に積層されたことを特徴とする発光装置が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】第１の波長帯の光を反射する第１の反射層と、前記第１の波長帯の光を放出する第１の発光素子と、前記第１の波長帯の光に対する透過率が、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光に対する透過率よりも高い第２の反射層と、前記第２の波長帯の光を放出する第２の発光素子と、がこの順に積層されたことを特徴とする発光装置が提供される。
【選択図】図１
Description
本発明は、発光装置に関する。
近年、表示装置のバックライトや照明装置などに用いることができる薄型の発光源が注目されている。このような発光装置は、使用される態様や好みなどに応じて、所定の色温度や演色性あるいは色彩などに対する要求を満たす必要がある。このような要求に対して、発光色の異なる発光素子を積層する構造を採用することができる（例えば、特許文献１参照）。このような発光装置であれば、積層した各発光素子からの発光が混合するので、所定の演色性を有する白色光などを得ることができる。
本発明の課題は、任意色をより効率よく容易に得ることにある。
本発明の一態様によれば、第１の波長帯の光を反射する第１の反射層と、前記第１の波長帯の光を放出する第１の発光素子と、前記第１の波長帯の光に対する透過率が、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光に対する透過率よりも高い第２の反射層と、前記第２の波長帯の光を放出する第２の発光素子と、がこの順に積層されたことを特徴とする発光装置が提供される。
本発明によれば、任意色をより効率よく容易に得ることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、発光装置の要部模式図である。図１（ａ）には、発光装置１の要部平面が示され、図１（ｂ）には、図１（ａ）のＸ−Ｙ断面が示されている。
発光装置１は、窓材である透明基板２３と、透明基板２３に対向する基板２０と、透明基板２３と基板２０との間に積層された発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂと、積層された発光素子間に設けられた透明基板（光透過性基板）２１、２２と、それぞれの透明基板２１、２２の主面（上面もしくは下面）に形成されたダイクロイックミラー（反射層）４０Ｒ、４０Ｂと、を備えている。
発光素子としては、例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等、あるいは半導体材料を主成分とする発光ダイオード等の各種発光素子を用いることができる。
以下に説明する実施の形態では、発光素子の一例として、有機ＥＬ素子を用いた形態を主に説明する。
発光装置１は、窓材である透明基板２３と、透明基板２３に対向する基板２０と、透明基板２３と基板２０との間に積層された発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂと、積層された発光素子間に設けられた透明基板（光透過性基板）２１、２２と、それぞれの透明基板２１、２２の主面（上面もしくは下面）に形成されたダイクロイックミラー（反射層）４０Ｒ、４０Ｂと、を備えている。
発光素子としては、例えば、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等、あるいは半導体材料を主成分とする発光ダイオード等の各種発光素子を用いることができる。
以下に説明する実施の形態では、発光素子の一例として、有機ＥＬ素子を用いた形態を主に説明する。
発光装置１は、平面型の発光装置であり、複数の発光素子の主面を互いに対向させ積層した構造を有する。平面の形状は、正方形でもよく、長方形でもよい。あるいは、それら以外の各種の形状を与えることもできる。
具体的には、発光装置１は、例えば、３個の発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの主面が互いに対向し、それらが積層した構造を有する。発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂは、順に緑色用、赤色用、青色用である。発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの厚みは、例えば、１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
具体的には、発光装置１は、例えば、３個の発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの主面が互いに対向し、それらが積層した構造を有する。発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂは、順に緑色用、赤色用、青色用である。発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの厚みは、例えば、１００ｎｍ〜５００ｎｍである。
発光素子１０Ｇは、発光素子１０Ｇの主面の面積と同等あるいはそれよりも面積が大きい基板２０の上面に設けられている。基板２０は、単層構造でもよく、多層構造でもよい。また、基板２０の直上には、反射膜（反射層）３０が形成している。すなわち、発光素子１０Ｇと、基板２０との間には、この反射膜３０が介在している。
発光素子１０Ｒは、発光素子１０Ｒの主面の面積と同等あるいはそれよりも面積が大きい透明基板２１の上面に設けられている。透明基板２１は、単層構造でもよく、多層構造でもよい。透明基板２１の下面側には、ダイクロイックミラー４０Ｒが設けられている。
このダイクロイックミラー４０Ｒは、赤色の波長の光を反射し、発光素子１０Ｇから放出される緑色の波長の光は透過する。すなわち、ダイクロイックミラー４０Ｒは、赤色の波長の光に対する反射率が緑色の光に対する反射率よりも高く、緑色の波長の光に対する透過率が赤色の光に対する透過率よりも高い。このようなダイクロイックミラー４０Ｒは、透明基板２１の上面側に形成してもよい。
発光素子１０Ｂは、発光素子１０Ｂの主面の面積と同等あるいはそれよりも面積が大きい透明基板２２の上面に設けられている。透明基板２２は、単層構造でもよく、多層構造でもよい。また、透明基板２２の下面側には、ダイクロイックミラー４０Ｂが設けられている。
このダイクロイックミラー４０Ｂは、青色の波長の光を反射し、発光素子１０Ｇから放出される緑色の光と発光素子１０Ｒから放出される赤色の光は透過する。あるいは、ダイクロイックミラー４０Ｂは、青色の波長以外の光を透過するものとしてもよい。このようなダイクロイックミラー４０Ｂは、透明基板２２の上面側に形成してもよい。
このダイクロイックミラー４０Ｂは、青色の波長の光を反射し、発光素子１０Ｇから放出される緑色の光と発光素子１０Ｒから放出される赤色の光は透過する。あるいは、ダイクロイックミラー４０Ｂは、青色の波長以外の光を透過するものとしてもよい。このようなダイクロイックミラー４０Ｂは、透明基板２２の上面側に形成してもよい。
また、発光素子１０Ｂの上には、発光素子１０Ｂの主面の面積と同等あるいはそれよりも面積が大きい透明基板２３が設けられている。そして、透明基板２３と透明基板２２との間、ダイクロイックミラー４０Ｂと透明基板２１との間、およびダイクロイックミラー４０Ｒと反射膜３０との間には、光透過性且つ絶縁性を有する樹脂部材５０が設けられている。樹脂部材５０は、透明基板２３と発光素子１０Ｂとの間、ダイクロイックミラー４０Ｂと発光素子１０Ｒとの間、ダイクロイックミラー４０Ｒと発光素子１０Ｇとの間にも介在している。そして、透明基板２３の上面が発光装置１の光取り出し面２３ｓになる。
なお、基板２０の材質は、例えば、ガラス、透明樹脂、金属である。透明基板２１、２２、２３の材質は、例えば、ガラス、透明樹脂である。基板２０、透明基板２１、２２、２３の厚みは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。基板２０、透明基板２１、２２、２３は、光透過性を有する。
反射膜３０の材質は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）である。
樹脂部材５０の材質は、例えば、エポキシ系樹脂である。
また、ダイクロイックミラー４０Ｂ、４０Ｒは、例えば、透光性基板の上に誘電体（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２）等の多層膜を設けた積層構造を有する。具体的には、例えば、２種類の異なる誘電体層を交互に積層させ、これら誘電体層の屈折率と厚みを調整することにより、いわゆるＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）などのように、特定の反射・透過スペクトルを有するダイクロイックミラーを形成することができる。なお、基板２０の材質がステンレス鋼、アルミニウム（Ａｌ）などの反射率の高いものである場合は、反射膜３０は設けなくてもよい。
樹脂部材５０の材質は、例えば、エポキシ系樹脂である。
また、ダイクロイックミラー４０Ｂ、４０Ｒは、例えば、透光性基板の上に誘電体（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２）等の多層膜を設けた積層構造を有する。具体的には、例えば、２種類の異なる誘電体層を交互に積層させ、これら誘電体層の屈折率と厚みを調整することにより、いわゆるＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）などのように、特定の反射・透過スペクトルを有するダイクロイックミラーを形成することができる。なお、基板２０の材質がステンレス鋼、アルミニウム（Ａｌ）などの反射率の高いものである場合は、反射膜３０は設けなくてもよい。
それぞれの発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂは、例えば、陽極１０ａと、陰極１０ｃとを有する。発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂは、光透過性を有する。また、発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂが有機ＥＬ素子である場合、それぞれの陽極１０ａと陰極１０ｃとの間には、陽極１０ａから陰極１０ｃに向かって、正孔輸送層／発光層／電子輸送層の順で構成された積層膜１０ｇｌ、１０ｒｌ、１０ｂｌが設けられている。そして、陽極１０ａから正孔、陰極１０ｃから電子が発光層に注入されると、正孔、電子の再結合によって光が発光する。
陽極１０ａは、例えば、透明電極であり、その材質として、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、アルミニウム含有酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）などである。
陰極１０ｃは、光透過性電極であり、その材質としては、例えば、マグネシウム銀合金（ＭｇＡｇ）、マグネシウムインジウム合金（ＭｇＩｎ）、アルミニウム（Ａｌ）などの極薄金属材料である。陰極１０ｃは、ＩＴＯ層などの透明導電材料層で被覆してもよい。
陰極１０ｃは、光透過性電極であり、その材質としては、例えば、マグネシウム銀合金（ＭｇＡｇ）、マグネシウムインジウム合金（ＭｇＩｎ）、アルミニウム（Ａｌ）などの極薄金属材料である。陰極１０ｃは、ＩＴＯ層などの透明導電材料層で被覆してもよい。
正孔輸送層は、有機物を含む層により構成されている。例えば、その材料としては、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）、またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ビス（ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン（ＴＰＡＣ）が挙げられる。正孔輸送層のイオン化エネルギーは、陽極１０ａの仕事関数と発光層のイオン化エネルギーとの間にある。
発光層は、有機物を含む層であり、ホスト材料とドーパントとを有する。ホスト材料としては、例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ３）等が挙げられる。ドーパントとしては、青、赤、緑色は発する各種材料（クマリン、キナクリドン、スチリルアミン、ペルリン等）が用いられる。
発光層は、これらの材料に限られるものではなく、例えば、Ｂｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ２）、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチルピラジン誘導体、芳香族ジメチリディン系化合物、ナフタルイミド誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。
発光層は、低分子有機材料のほか、高分子有機材料が用いられる。さらに、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ＦＩｒｐｉｃ等の燐光材料を発光材料に用いてもよい。
発光層は、低分子有機材料のほか、高分子有機材料が用いられる。さらに、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、ＦＩｒｐｉｃ等の燐光材料を発光材料に用いてもよい。
電子輸送層は、有機物を含む層により構成されている。例えば、その材料としては、Ａｌｑ３、オキサジアゾール誘導体（ｔＢｕ−ＰＢＤ）、１，３，４−オキサゾール誘導体（ＯＸＤ）、が挙げられる。電子輸送層の電子親和力は、発光層の電子親和力と陰極１０ｃの仕事関数との間にある。
発光装置１内の発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂは、電源６０Ｇ、６０Ｒ、６０Ｂにより、それぞれ独立に制御することができる。あるいは、ひとつの電源から調整回路を適宜介してこれら発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂをそれぞれ発光制御してもよい。それぞれの発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの駆動電圧を調整することにより、発光装置１から任意の色を提供することができる。
なお、発光素子として、無機ＥＬ素子を用いる場合は、上述した発光層が薄膜絶縁層（下層）／発光層／薄膜絶縁層（上層）の積層膜に置き換えられる。この場合、電源６０Ｇ、６０Ｒ、６０Ｂは交流電源になる。薄膜絶縁層は、例えば、Ｙ２Ｏ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３や、Ｓｉ３Ｎ４、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３等の透明誘電体が該当する。発光層は、ＺｎＳ：Ｍｎ等の蛍光体薄膜が該当する。
また、発光素子が半導体材で構成された発光ダイオードの場合は、その材質は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、インジウム窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）等を主成分としている。
次に、発光装置１の作用効果について説明する。
図２は、発光装置の作用効果を説明するための図である。図２（ａ）には、本実施の形態に係る発光装置１が示され、図２（ｂ）には、比較例の発光装置１００が示されている。発光装置１００は、発光装置１から、ダイクロイックミラー４０Ｂ、４０Ｒを除いた構造を有する。発光装置１００の平面サイズは、発光装置１と同じである。
図２は、発光装置の作用効果を説明するための図である。図２（ａ）には、本実施の形態に係る発光装置１が示され、図２（ｂ）には、比較例の発光装置１００が示されている。発光装置１００は、発光装置１から、ダイクロイックミラー４０Ｂ、４０Ｒを除いた構造を有する。発光装置１００の平面サイズは、発光装置１と同じである。
最初に、発光装置１の作用効果を説明する。
電源６０Ｇを用い、発光装置１の最下層に位置する発光素子１０Ｇを駆動させる。発光素子１０Ｇからは、その上下方向に緑色の光７０ｇが発光する。ここで、基板２０上には、反射膜３０が設けられている。従って、発光素子１０Ｇから下方に向かう光７０ｇは、反射膜３０により反射される。これにより、発光素子１０Ｇから発せられる光７０ｇは、基板２０よりも上方側に放出される。
この光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｒにまで到達する。しかしながら、ダイクロイックミラー４０Ｒは、赤色以外の光を透過する。これにより、光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｒ、さらには透明基板２１を透過して、発光素子１０Ｒの位置にまで到達する。
電源６０Ｇを用い、発光装置１の最下層に位置する発光素子１０Ｇを駆動させる。発光素子１０Ｇからは、その上下方向に緑色の光７０ｇが発光する。ここで、基板２０上には、反射膜３０が設けられている。従って、発光素子１０Ｇから下方に向かう光７０ｇは、反射膜３０により反射される。これにより、発光素子１０Ｇから発せられる光７０ｇは、基板２０よりも上方側に放出される。
この光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｒにまで到達する。しかしながら、ダイクロイックミラー４０Ｒは、赤色以外の光を透過する。これにより、光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｒ、さらには透明基板２１を透過して、発光素子１０Ｒの位置にまで到達する。
この光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｂにまで到達する。しかしながら、ダイクロイックミラー４０Ｂは、青色以外の光を透過する。これにより、光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｂ、さらには透明基板２２を透過し、発光素子１０Ｂの位置にまで到達する。そして、この光７０ｇは、透明基板２３を透過して、光取り出し面２３ｓから放出される。
一方、電源６０Ｒを用い、発光装置１の中間に位置する発光素子１０Ｒを駆動させる。発光素子１０Ｒからは、その上下方向に赤色の光７０ｒが発光する。ここで、透明基板２１の下側には、ダイクロイックミラー４０Ｒが設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｒは、赤色の光を選択的に反射する。従って、発光素子１０Ｒから下方に向かう光７０ｒは、ダイクロイックミラー４０Ｒにより反射される。これにより、発光素子１０Ｒから発せられる光７０ｒは、ダイクロイックミラー４０Ｒより上方側に放出される。
この光７０ｒは、ダイクロイックミラー４０Ｂにまで到達する。しかしながら、ダイクロイックミラー４０Ｂは、青色以外の光を透過する。これにより、光７０ｒは、ダイクロイックミラー４０Ｂ、さらには透明基板２２を透過して、発光素子１０Ｂの位置にまで到達する。そして、この光７０ｒは、透明基板２３を透過し、光取り出し面２３ｓから放出される。
また、電源６０Ｂを用い、発光装置１の最上層に位置する発光素子１０Ｂを駆動させる。発光素子１０Ｂからは、その上下方向に青色の光７０ｂが発光する。ここで、透明基板２２の下側には、ダイクロイックミラー４０Ｂが設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｂは、青色の光を選択的に反射する。従って、発光素子１０Ｂから下方に向かう光７０ｂは、ダイクロイックミラー４０Ｂにより反射される。これにより、発光素子１０Ｂから発せられる光７０ｂは、ダイクロイックミラー４０Ｂより上方側に放出される。そして、光７０ｂは、透明基板２３を透過し、光取り出し面２３ｓから放出される。
このように、発光装置１は、複数の発光素子が積層された基板２０と、それぞれの発光素子の間に設けられた、それぞれのダイクロイックミラー（反射層）と、を備える。そして、それぞれのダイクロイックミラーは、基板２０と反対側に最も近接する発光素子から発せられる光を反射し、それよりも下方の発光素子から放出された光を透過させる。
例えば、ダイクロイックミラー４０Ｒ、４０Ｂが透明基板（窓材）２３側に隣接する発光素子から発せられる光を反射し、この光以外の光を透過させる。これにより、緑色、赤色、青色の全ての光が効率よく光取り出し面２３ｓから放出される。また、それぞれの緑色、赤色、青色の強度は、独立して調節可能である。
例えば、ダイクロイックミラー４０Ｒ、４０Ｂが透明基板（窓材）２３側に隣接する発光素子から発せられる光を反射し、この光以外の光を透過させる。これにより、緑色、赤色、青色の全ての光が効率よく光取り出し面２３ｓから放出される。また、それぞれの緑色、赤色、青色の強度は、独立して調節可能である。
これに対して、図２（ｂ）に示す発光装置１００では、ダイクロイックミラー４０Ｂ、４０Ｒが設けられていない。
このような発光装置１００では、発光素子１０Ｂから放出される青色の光７０ｂは、発光素子１０Ｂの下地である透明基板２２を透過し、発光素子１０Ｒの位置にまで到達してしまう。さらに、この光７０ｂは、発光素子１０Ｒの下地である透明基板２１を透過し、発光素子１０Ｇの位置にまで到達する場合もある。
このような発光装置１００では、発光素子１０Ｂから放出される青色の光７０ｂは、発光素子１０Ｂの下地である透明基板２２を透過し、発光素子１０Ｒの位置にまで到達してしまう。さらに、この光７０ｂは、発光素子１０Ｒの下地である透明基板２１を透過し、発光素子１０Ｇの位置にまで到達する場合もある。
透明基板２２を透過した光７０ｂは、発光装置１００内部で吸収されたり、発光装置１００内部の層界面で散乱したりする。あるいは、光７０ｂは、特定の層内で多重反射をする場合もある。このような現象は、発光素子１０Ｒから放出される赤色の光７０ｒについても発生し得る。
すなわち、発光装置１００においては、光７０ｂは、発光素子１０Ｂの上方だけでなく、下方にも拡散してしまう。同様に、光７０ｒについても、発光素子１０Ｒの上方だけでなく、下方にも拡散してしまう。これにより、光７０ｂ、７０ｒの下方に拡散した成分において損失が発生する。その結果として、発光装置１００は、発光装置１よりも光取り出し効率あるいは発光効率（光取り出し面２３ｓから取り出すことができる光量）が低下する。
これに対して、発光装置１では、発光素子１０Ｂ、１０Ｒの下面側に、それぞれダイクロイックミラー４０Ｂ、４０Ｒを設けている。このような構造であれば、光７０ｂ、７０ｒの下方への拡散を抑制できる。これにより、発光装置１の光取り出し効率あるいは発光効率は、発光装置１００に比べ大きくなる。
また、発光効率が向上すると、発光装置１においては、発光装置１００の発光素子１０Ｂ、１０Ｒに投入する電力よりも低い電力で発光装置１００と同等の青色強度および赤色強度を得る。これにより、発光装置１の寿命は、発光装置１００の寿命に比べて長くなる。
さらに、発光装置１では、透明基板２１、２２の主面にダイクロイックミラー４０Ｒ、４０Ｂを付加している。これにより、発光素子１０Ｂ、１０Ｒの下地の体積が熱的に増加し、発光素子１０Ｂ、１０Ｒの放熱効果が促進する。すなわち、熱源となる発光素子どうしを離間させることにより、温度の上昇を抑制できる。その結果として、発光素子１０Ｂ、１０Ｒの寿命は、さらに長くなる。
このように、発光装置１の発光効率、寿命は、大きく向上する。
このように、発光装置１の発光効率、寿命は、大きく向上する。
なお、光の取り出し効率の観点からは、他の発光素子による光の吸収を考慮して発光素子の積層の順序を決定するとよい。例えば、発光素子１０Ｂから放出される光７０ｂが発光素子１０Ｒを透過するときの吸収量（損失）と、発光素子１０Ｒから放出される光７０ｒの発光素子１０Ｂを透過するときの吸収量（損失）と、を比較して、前者のほうが大きい場合には、図１及び図２に例示したように、発光素子１０Ｂを発光素子１０Ｒよりも上層に配置するとよい。つまり、発光素子１０Ｒと発光素子１０Ｂのうちで、発光素子１０Ｂを光取り出し面２３ｓにより近い側に配置するとよい。
これは、例えば、発光素子１０Ｂと発光素子１０Ｇとの上下関係や、発光素子１０Ｒと発光素子１０Ｇとの上下関係についても同様である。
これは、例えば、発光素子１０Ｂと発光素子１０Ｇとの上下関係や、発光素子１０Ｒと発光素子１０Ｇとの上下関係についても同様である。
次に、発光装置の変形例について説明する。以下に例示する図では、発光装置１と同一の部材には、同一の符号を付し、同一の部材、同一の形態については適宜詳細な説明を省略する。なお、以下に例示する変形例においても、発光素子として、有機ＥＬ素子を一例に説明する。
図３は、発光装置の要部模式図である。図３（ａ）には、発光装置２の要部平面が示され、図３（ｂ）には、図３（ａ）のＸ−Ｙ断面が示されている。
発光装置２においては、上述した基板２０に代えて透明基板２４が用いられている。
発光装置２においては、上述した基板２０に代えて透明基板２４が用いられている。
例えば、発光素子１０Ｇは、発光素子１０Ｇの主面の面積と同等あるいはそれよりも面積が大きい透明基板２４の上面に設けられている。透明基板２４は、単層構造でもよく、多層構造でもよい。発光装置２では、上述した反射膜３０が設けられておらず、透明基板２４の下面側に、ダイクロイックミラー４０Ｇが設けられている。透明基板２４の材質は、例えば、ガラス、透明樹脂である。ダイクロイックミラー４０Ｇは、例えば、鏡面上に誘電体（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２）等の多層膜を設けた積層構造をしている。
このダイクロイックミラー４０Ｇは、緑色の波長の光を反射し、緑色の波長以外の光を透過する。このようなダイクロイックミラー４０Ｇは、透明基板２４の上面側に形成してもよい。そして、透明基板２３の上面が発光装置２の光取り出し面２３ｓになる。
すなわち、発光装置２においては、ダイクロイックミラー４０Ｇ／透明基板２４／発光素子１０Ｇを有するユニット８０Ｇと、ダイクロイックミラー４０Ｒ／透明基板２１／発光素子１０Ｒを有するユニット８０Ｒと、ダイクロイックミラー４０Ｂ／透明基板２２／発光素子１０Ｂを有するユニット８０Ｂと、が積層した構造を有する。
このような発光装置２であっても、発光素子１０Ｇからは、その上下方向に緑色の光７０ｇが発光する。ここで、透明基板２４の下側には、ダイクロイックミラー４０Ｇが設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｇは、緑色の光を選択的に反射する。従って、発光素子１０Ｇから下方に向かう光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｇにより反射される。これにより、発光素子１０Ｇから発せられる光７０ｇは、ダイクロイックミラー４０Ｒより上方側に放出される。すなわち、発光装置２においても、発光装置１と同様の効果が得られる。
さらに、発光装置２では、発光素子１０Ｇの下地として、透明な透明基板２４と、緑色以外の光を透過するダイクロイックミラー４０Ｇを用いている。これにより、ユニット８０Ｇの下方に、別の発光ユニットを増設することができる。これにより、発光装置２では設計自由度が増加する。
特に、ユニット８０Ｇの下方に、ユニット８０Ｒおよびユニット８０Ｂの少なくとも何れかを増設した場合、光７０ｒもしくは光７０ｂについてはより強く発光させることができる。
特に、ユニット８０Ｇの下方に、ユニット８０Ｒおよびユニット８０Ｂの少なくとも何れかを増設した場合、光７０ｒもしくは光７０ｂについてはより強く発光させることができる。
図４は、発光装置の要部模式図である。図４（ａ）には、発光装置３の要部平面が示され、図４（ｂ）には、図４（ａ）のＸ−Ｙ断面が示されている。図４（ｂ）には、発光装置の組み立て前後の断面が示されている。
発光装置３では、それぞれの発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂが対向する基板内に封止された構造を有する。例えば、反射膜３０と透明基板２５との間、透明基板２１と透明基板２６との間、透明基板２２と透明基板２３との間には、樹脂部材５０が封入されている。また、樹脂部材５０は、それぞれの発光素子と透明基板２３、２５、２６との間にも充填され、発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂは、樹脂部材５０により封止されている。透明基板２５、２６の材質は、例えば、ガラス、透明樹脂である。透明基板２５、２６は、光透過性を有する。
ここで、基板２０／反射膜３０／発光素子１０Ｇ／透明基板２５の順で積層したユニット８０Ｇと、ダイクロイックミラー４０Ｒ／透明基板２１／発光素子１０Ｒ／透明基板２６の順で積層したユニット８０Ｒと、ダイクロイックミラー４０Ｂ／透明基板２２／発光素子１０Ｂ／透明基板２３の順で積層したユニット８０Ｂは、それぞれ独立して製造される（図４（ｂ）左図参照）。そして、これらのユニット８０Ｇ、８０Ｒ、８０Ｂは、矢印Ａの方向に、透明な樹脂部材５１を介して積層される（図４（ｂ）右図参照）。樹脂部材５１としては、例えば、粘着材、接着材等が適用される。樹脂部材５１は、光透過性を有する。
このように、発光装置３では、互いに隣接するダイクロイックミラーと、発光素子と、を含むユニットが互いに分離可能である。このような発光装置３であっても、発光装置１と同様の効果が得られる。
このように、発光装置３では、互いに隣接するダイクロイックミラーと、発光素子と、を含むユニットが互いに分離可能である。このような発光装置３であっても、発光装置１と同様の効果が得られる。
さらに、発光装置３では、ユニット８０Ｇ、８０Ｒ、８０Ｂが独立して準備されるので、発光装置の用途に応じて、ユニットの組み合わせを容易に変更することができる。
また、樹脂部材５１として粘着材を用いると、ユニット同士を容易に固着させたり、離したりすることができる。これにより、ユニット交換が容易になる。
また、樹脂部材５１として粘着材を用いると、ユニット同士を容易に固着させたり、離したりすることができる。これにより、ユニット交換が容易になる。
図５は、発光装置の要部模式図である。図５（ａ）には、発光装置４の要部平面が示され、図５（ｂ）には、図５（ａ）のＸ−Ｙ断面が示されている。
発光装置４においては、上述した透明基板２１、２２を取り除いた構造を有する。
発光装置４においては、上述した透明基板２１、２２を取り除いた構造を有する。
発光装置４の発光素子１０Ｇは、発光素子１０Ｇの主面の面積と同等あるいはそれよりも面積が大きい基板２０の上面に設けられている。また、基板２０の直上には、反射膜３０が形成している。すなわち、発光素子１０Ｇと、基板２０との間には、この反射膜３０が介在している。発光素子１０Ｇの上面と側面は、バッファ層５２により被覆されている。バッファ層５２上には、ダイクロイックミラー４０Ｒが設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｒ上には、バッファ層５３が設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｒは、バッファ層５２およびバッファ層５３により挟まれている。
また、発光素子１０Ｇの主面上のバッファ層５３上には、発光素子１０Ｒが設けられている。発光素子１０Ｒの上面と側面は、バッファ層５４により被覆されている。バッファ層５４上には、ダイクロイックミラー４０Ｂが設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｂ上には、バッファ層５５が設けられている。ダイクロイックミラー４０Ｂは、バッファ層５４およびバッファ層５５により挟まれている。
そして、透明基板２３とバッファ層５５との間には、樹脂部材５０が設けられている。樹脂部材５０は、透明基板２３と発光素子１０Ｂとの間にも介在している。
そして、透明基板２３とバッファ層５５との間には、樹脂部材５０が設けられている。樹脂部材５０は、透明基板２３と発光素子１０Ｂとの間にも介在している。
バッファ層５２、５３、５４、５５の材質は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等が適用される。バッファ層５２、５３、５４、５５は、光透過性を有する。バッファ層５２、５３、５４、５５をダイクロイックミラーと発光素子との間に設けることにより、ダイクロイックミラーからの発光素子への不純物拡散が抑制され、ダイクロイックミラーと発光素子との密着力向上がなされる。なお、必要に応じて、バッファ層５２、５３、５４、５５の少なくとも１つを取り除いてもよい。例えば、発光素子１０Ｒ、１０Ｂをそれぞれダイクロイックミラー４０Ｒ、４０Ｂの直上に設ける形態も本実施の形態に含まれる。
このように、発光装置４では、透明基板２１、２２を取り除き、ダイクロイックミラー４０Ｒ、４０Ｂ上に発光素子１０Ｒ、１０Ｂが設けられている。
このような発光装置４においても、発光装置１と同様の効果が得られる。さらに、発光装置４においては、透明基板２１、２２を取り除いているので、光７０ｂ、７０ｇ、７０ｒの吸収や散乱による損失がより低減される。これにより、発光効率がさらに向上する。
このような発光装置４においても、発光装置１と同様の効果が得られる。さらに、発光装置４においては、透明基板２１、２２を取り除いているので、光７０ｂ、７０ｇ、７０ｒの吸収や散乱による損失がより低減される。これにより、発光効率がさらに向上する。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。以上説明した発光装置であれば、使用される環境により色温度、演色性など、充分な特性が得られる。すなわち、本実施の形態の発光装置は、光源として十分な輝度を有し、長寿命を実現し得る。また、必要に応じて発光色を適宜調整することが可能になる。すなわち、本実施の形態の発光装置によれば、任意色をより効率よく容易に得ることができる。
また、本発明は上述した具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
例えば、発光素子の例では、その数は、発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの３つに限られるものではない。また、図で例示した発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂが積層する順序は一例であり、この積層順序に限るものではない。例えば、図２（ａ）に示されるように、上層側の発光素子ほど、それよりも上層の発光素子や反射層による吸収が少なくなる（矢印の長さ参照）。このため、上層側の発光素子ほど、より低い電圧（あるいは電流）で駆動させることができ、寿命を延ばすことができる。従って、発光素子１０Ｇ、１０Ｒ、１０Ｂの中で、相対的に寿命（定格条件で駆動させたときの寿命）が短い発光素子（例えば、青色系の発光素子）を上層側に配置する方が望ましい。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合させることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、本発明においての発光装置は、発光素子を複数有する表示装置にも適用でき、その表示装置については本発明の範囲に含むものとする。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、本発明においての発光装置は、発光素子を複数有する表示装置にも適用でき、その表示装置については本発明の範囲に含むものとする。
１、２、３、４、１００ 発光装置
１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ 発光素子
１０ａ 陽極
１０ｃ 陰極
１０ｇｌ 積層膜
２０ 基板
２１、２２、２３、２４、２５ 透明基板
２３ｓ 光取り出し面
３０ 反射膜
４０Ｂ、４０Ｇ、４０Ｒ ダイクロイックミラー
５０、５１ 樹脂部材
５２、５３、５４、５５ バッファ層
６０Ｂ、６０Ｇ、６０Ｒ 電源
７０ｂ、７０ｇ、７０ｒ 光
８０Ｂ、８０Ｇ、８０Ｒ ユニット
１０Ｂ、１０Ｇ、１０Ｒ 発光素子
１０ａ 陽極
１０ｃ 陰極
１０ｇｌ 積層膜
２０ 基板
２１、２２、２３、２４、２５ 透明基板
２３ｓ 光取り出し面
３０ 反射膜
４０Ｂ、４０Ｇ、４０Ｒ ダイクロイックミラー
５０、５１ 樹脂部材
５２、５３、５４、５５ バッファ層
６０Ｂ、６０Ｇ、６０Ｒ 電源
７０ｂ、７０ｇ、７０ｒ 光
８０Ｂ、８０Ｇ、８０Ｒ ユニット
Claims (5)
- 第１の波長帯の光を反射する第１の反射層と、
前記第１の波長帯の光を放出する第１の発光素子と、
前記第１の波長帯の光に対する透過率が、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光に対する透過率よりも高い第２の反射層と、
前記第２の波長帯の光を放出する第２の発光素子と、
がこの順に積層されたことを特徴とする発光装置。 - 前記第１の発光素子から放出された前記第１の波長帯の光は、前記第２の反射層と前記第２の発光素子を透過して取り出されることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
- 前記第２の発光素子の前記第１の発光素子とは反対側に積層され、前記第１及び第２の波長帯とは異なる第３の波長帯の光を放出する第３の発光素子と、
前記第２の発光素子と前記第３の発光素子との間に介挿され、前記第１の波長帯の光及び前記第２の波長帯の光に対する透過率が前記第３の波長帯の光に対する透過率よりも高い第３の反射層と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。 - 前記第１の発光素子から放出された前記第１の波長帯の光は、前記第２の反射層と前記第２の発光素子と前記第３の反射層と前記第３の発光素子を透過して取り出され、
前記第２の発光素子から放出された前記第２の波長帯の光は、前記第３の反射層と前記第３の発光素子を透過して取り出されることを特徴とする請求項３記載の発光装置。 - 前記第３の波長帯の光が前記第２の発光素子を透過するときの吸収量は、前記第２の波長帯の光が前記第３の発光素子を透過するときの吸収量よりも大きいことを特徴とする請求項３または４に記載の発光装置。
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