JP2016207740A - 二面発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置の正面である発光面側に放射されない光を利用し、付加価値を与えることができる二面発光装置を提供すること。【解決手段】異なる２つの方向に光を放射する二面発光装置であって、光透過性を備える透明基板の第１表面上に少なくとも透明電極、発光層、及び反射電極の順序で積層してなるとともに発光領域を形成する有機ＥＬ素子と、該発光層から発生し、該第１表面から該透明基板内部に入射し、該透明基板における該第１表面に対向する第２表面側から出射しない基板導波光の少なくとも一部を該第２表面以外の前記二面発光装置の表面から放射する光放射手段と、を有すること。【選択図】図４

Description

本発明は、発光源である有機ＥＬ素子から出射する光を異なる２つの方向に放射する二面発光装置に関する。

従来から、照明装置として白熱電球や蛍光灯が広く用いられている。これに対し、近年においては、面発光照明装置がそのソフトな印象の光や省エネルギー性能などの理由から次世代照明として注目を浴びており、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ（Electro Luminescence）、ＯＥＬ：Organic Electro Luminescence）、無機エレクトロルミネッセンス、又は発光ダイオードと導光板とを組合せたものが開発されている。中でも有機ＥＬは非常に薄く、機器の小型軽量化が可能であり、発熱も小さいといった点で注目されている。

有機ＥＬとは、有機物質からなる発光材料に電圧を印可してエネルギーを付与し、励起された当該発光材料が元の状態に戻る際に、光としてエネルギーを放出する現象のことをいう。有機ＥＬ技術を用いた発光素子である有機ＥＬ素子には、有機物質からなる発光材料を含む発光層と、当該発光層を挟むように対向した２つの電極（陰極及び陽極）と、を基板上に順次積層した構造が一般的に用いられている。

有機ＥＬにおいては、発光材料の種類を変えることによって発光波長を変更することができるので、例えば赤色、緑色、青色の３種類の発光材料を混合することで白色光を得ることができる。例えば、赤色光を出射する赤色発光素子、緑色光を出射する緑色発光素子、及び青色光を出射する青色発光素子をストライプ状に順次並置し、各々の発光素子に独立して電流を流すことで、合成光として所望の白色光を照射する面発光タイプの照明装置を形成することができる。

有機ＥＬは、発光層において発生した光の取り出す構造によって、ボトムエミッション方式とトップエミッション方式とに分けることができる。ボトムエミッション方式とは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）が形成された基板側（すなわち、発光層の下側）から光を取り出す方式である。これに対して、トップエミッション方式とは、有機ＥＬ素子を覆う封止層側（すなわち、発光層の上側）から光を取り出す方式である。例えば、特許文献１にはボトムエミッション方式が採用された有機ＥＬ装置が開示されており、特許文献２にはトップエミッション方式が採用された有機ＥＬディスプレイが開示されている。

特開２０１２−２４８３８６号公報 特開２０１２−２１２６９４号公報

有機ＥＬ素子を利用した発光装置の小型化及び多様化の要求を鑑みると、多くの場面で発光装置の発光面以外の部分も視認される傾向にある。しかしながら、上述したボトムエミッション方式及びトップエミッション方式を単に用いた発光装置においては、当該発光装置自体の発光面側には一定量の光が放出されるものの、発光面とは反対側である裏面側からは光が放出されることはなく、当該発光装置の小型化及び多様化等に対応しつつも付加価値を与えることができない。

また、上述したボトムエミッション方式においては、発光層から出射した光を有機ＥＬ素子の下側に位置するガラス等の透明基板を介して出射するため、当該透明基板に入射した光の一部は当該透明基板内を全反射することにより、発光装置としての正面側から放射されず、発光装置の側面等から漏れ光として放射されてしまう。このような漏れ光の発生により、発光装置自体の発光効率が低下することになる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光装置の正面である発光面側に放射されない光を利用し、付加価値を与えることができる二面発光装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明の第１の態様は、異なる２つの方向に光を放射する二面発光装置であって、光透過性を備える透明基板の第１表面上に少なくとも透明電極、発光層、及び反射電極の順序で積層してなるとともに発光領域を形成する有機ＥＬ素子と、該発光層から発生し、該第１表面から該透明基板内部に入射し、該透明基板における該第１表面に対向する第２表面側から出射しない基板導波光の少なくとも一部を該第２表面以外の前記二面発光装置の表面から放射する光放射手段と、を有することである。

本発明に係る二面発光装置においては、透明基板の第１表面から表面光を放射しつつも、従来では漏れ光となる基板導波光を透明基板の第２表面から裏面光として放射することにより、異なる２つの方向に表面光及び裏面光を放射することができる。従って、本来であれば正面側に放射されない基板導波光を利用することにより、二面発光装置を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置に対して従来にない付加価値を与えることができる。

本発明の第２の態様によれば、上記本発明の第１の態様において、前記基板導波光の少なくとも一部を、前記透明基板の前記第１表面であって前記発光領域の周囲から取り出す光取り出し手段を有することである。これにより、裏面光が発光領域を囲むように放射されるため、裏面側における発光を特徴づけることができ、裏面側においても目視する者に対して興味を与える演出を行うことができる。

本発明の第３の態様によれば、上記本発明の第２の態様において、前記基板導波光の少なくとも一部が、前記発光領域の周囲から外部に放射されることである。これにより、裏面光が発光領域を囲むように放射されるため、裏面側における発光を特徴づけることができ、裏面側においても目視する者に対して興味を与える演出を行うことができる。

本発明の第４の態様によれば、上記本発明の第１乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記透明基板の側面に反射部材を備えることである。これにより、基板導波光をより確実に裏面光として放射することができる。

本発明の第５の態様によれば、上記本発明の第１又は第２の態様において、前記基板導波光の少なくとも一部を、前記有機ＥＬ素子の、前記反射電極の前記透明基板とは反対側に導光する導光手段、及び、該反射電極の該透明基板とは反対側から放射する放射手段を備えることである。これにより、裏面光の発光部分を自在に変更することができ、裏面側を目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

本発明の第６の態様によれば、上記本発明の第５の態様において、前記導光手段が前記有機ＥＬ素子の封止部材であることである。これにより、基板導波光をより確実に導光することができる。

本発明の第７の態様によれば、上記本発明の第５又は第６の態様において、前記放射手段から放射された光により、所定の情報を表示することである。これにより、裏面側においても目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

本発明の第８の態様によれば、上記本発明の第１の態様において、前記有機ＥＬ素子が筐体に収容されており、該筐体は、前記発光領域の前記第２表面の少なくとも一部が露出する第１の開口部と、前記有機ＥＬ素子の前記反射電極側に第２の開口部と、を有し、更に、該筐体部材の内面と前記有機ＥＬ素子との間に、該透明基板の側面から放射された前記基板導波光を前記第２の開口部に導光可能な筐体内導光手段と、該筐体内導光手段によって導光された該基板導波光を該第２の開口部から放射可能な放射手段を備えることである。これにより、有機ＥＬ素子及び透明基板が筐体で囲まれている場合であっても、本来であれば正面側に放射されない基板導波光を利用することにより、二面発光装置を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置に対して従来にない付加価値を与えることができる。

本発明の第９の態様によれば、上記本発明の第８の態様において、前記筐体内導光手段として、前記透明基板の側面から放射された前記基板導波光を拡散する部材を有することである。これにより、基板導波光をより確実に導光することができる。

本発明の第１０の態様によれば、上記本発明の第８の態様において、前記筐体内導光手段として、前記透明基板の側面から放射された前記基板導波光を反射する反射部材を有することである。これにより、基板導波光をより確実に導光することができる。

本発明の第１１の態様によれば、上記本発明の第８乃至第１０の態様のいずれかにおいて、前記放射手段により放射された前記基板導波光により、前記筐体の第２開口部が所定の情報を表示するように形成されていることである。これにより、裏面側においても目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

本発明に係る二面発光装置によれば、発光装置の正面である発光面側に放射されない光を利用し、発光装置の裏面側からの光の放射を行うことで、正面のみならず裏面に対しても光による演出という付加価値を与えることができる。

実施の形態１に係る二面発光装置の斜視図である。 実施の形態１に係る二面発光装置の裏面図である。 図２の線III−IIIに沿った断面図である。 図３の線IV−IVに沿った断面図である。 図４と同様にして示す、実施の形態２に係る二面発光装置の断面図である。 図４と同様にして示す、実施の形態３に係る二面発光装置の断面図である。 図４と同様にして示す、実施の形態４および５に係る二面発光装置の断面図である。 図４と同様にして示す、実施の形態６に係る二面発光装置の断面図である。

以下、図面を参照し、本発明による二面発光装置の実施の形態について、各実施の形態に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、各実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による二面発光装置又はその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、又は省略等を行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、各実施の形態で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。

＜実施の形態１＞
図１乃至図４を参照しつつ、本発明の実施の形態１に係る二面発光装置１０の構成を詳細に説明する。図１は実施の形態１に係る二面発光装置１０の斜視図であり、図２は実施の形態１に係る二面発光装置１０の裏面図（背面図）である。また、図３は図２の線III−IIIに沿った断面図であり、図４は図３の線IV−IVに沿った断面図である。

図１に示すように、実施の形態１に係る二面発光装置１０は、光透過性を備える透明基板１１、及び透明基板１１上に設けられた複数の有機ＥＬ素子１２を有している。実施の形態１に係る二面発光装置１０においては、透明基板１１の第１表面１１ａ上に複数の有機ＥＬ素子１２が形成されており、有機ＥＬ素子１２から発生した光の大部分が透明基板１１を透過し、透明基板１１の第１表面１１ａに対向する第２表面１１ｂから放射する。すなわち、実施の形態１に係る二面発光装置１０は、一般的なボトムエミッション型の発光装置の構造を有し、透明基板１１の第１表面１１ａが二面発光装置１０の裏面側（背面側）に位置し、透明基板１１の第２表面１１ｂが二面発光装置１０の正面側（前面側）に位置している。

実施の形態１において、透明基板１１は、ガラス製の基板である。なお、透明基板１１は、可視光を透過する特性を有する基板であればよく、例えば、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート若しくはポリスルホン等の透明な樹脂、又はセラミックスなどから構成されてもよい。

図２乃至４においては、二面発光装置１０は、透明基板１１の第１表面１１ａ側に形成された光取り出し部１３を有している。より具体的には、光取り出し部１３は、透明基板１１の内部に形成されつつ、その表面が透明基板１１の第１表面１１ａから露出している。更に、実施の形態１において、光取り出し部１３は、複数の有機ＥＬ素子１２が形成された素子形成領域１４を囲むように環状に形成されている。ここで、素子形成領域１４とは、複数の有機ＥＬ素子１２が形成されており、二面発光装置１０としての発光領域に対応することになる。

光取り出し部１３は、有機ＥＬ素子１２から透明基板１１内に入射した光のうち、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射して第２表面１１ｂ側から出射しない光（以下、基板導波光と称する）の少なくとも一部を、二面発光装置１０の裏面側である透明基板１１の第１表面１１ａから放射する機能を有する。すなわち、実施の形態１において、光取り出し部１３は、光放射手段として機能する。なお、より詳細な光学経路は後述する。

光取り出し部１３には、上述したような光取り出し機能を実現するために、例えば、マトリックス中に粒子又は空隙が分散された部材であって光を拡散または散乱する部材からなる膜（以降、拡散膜という）を用いることができる。ここで、マトリックスとは例えば樹脂であってもよく、透明基板１１と同じ材料であってもよく、マトリックスと粒子とは異なる屈折率を有することになる。また、光取り出し部１３として、透明基板１１よりも高い屈折率を有する部材からなる高屈折率層を透明基板１１内に形成し、該高屈折率層上に前記拡散膜を設けてもよい。更に、透明基板１１の第１表面１１ａに凹凸加工を施すことにより、当該凹凸部分を光取り出し部１３としてもよい。なお、上述した拡散膜又は該拡散膜を設けた高屈折率層を用いる場合には、透明基板１１の内部に光取り出し部１３を埋め込む態様に限定されず、光取り出し部１３を透明基板１１の第１表面１１ａ上に形成してもよい。

図１乃至図３においては、有機ＥＬ素子１２は、発光色が赤色である有機ＥＬ素子１２Ｒ、発光色が緑色である有機ＥＬ素子１２Ｇ、発光色が青色である有機ＥＬ素子１２Ｂの３種類に分類される。以下においては、発光色を区別して説明する場合には、有機ＥＬ素子１２Ｒ、有機ＥＬ素子１２Ｇ、又は有機ＥＬ素子１２Ｂと称し、発光色を区別することなく説明する場合には、単に有機ＥＬ素子１２と称する。

より具体的な有機ＥＬ素子１２の構成及び配置として、透明基板１１の素子形成領域１４には、有機ＥＬ素子１２Ｒ、有機ＥＬ素子１２Ｇ、及び有機ＥＬ素子１２Ｂが各々複数個ずつ、隣接する素子同士が互いに並置されてストライプ状に配設されている。これらの有機ＥＬ素子１２は、有機ＥＬ素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの順序で繰り返して並置されている。このような構成により、有機ＥＬ素子１２Ｒから放射される赤色の光、有機ＥＬ素子１２Ｇから放射される緑色の光、及び有機ＥＬ素子１２Ｂから放射される青色の光を合成し、有機ＥＬパネル２から全体的に均一色の合成光を放射することになる。なお、各色の光を放射する有機ＥＬ素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂのそれぞれの個数は１個ずつであってもよいが、発光面の拡大化、有機ＥＬパネル２の高輝度化及び良好な光の混合を図る場合には、多くの有機ＥＬ素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを並置することが好ましい。また、有機ＥＬ素子１２同士は、空隙によって離間していても離間していなくてもよく、有機ＥＬ素子１２同士の間に絶縁性の樹脂等からなる隔壁（図示せず）を設けることによって離間していてもよい。

図３に示すように、発光色が赤色である有機ＥＬ素子１２Ｒは、透明基板１１上に形成された陽極（透明電極）１５Ｒ、陽極１５Ｒ上に形成された発光層１６Ｒ、及び発光層１６Ｒ上に形成された陰極（反射電極）１７Ｒから構成されている。同様に、発光色が緑色である有機ＥＬ素子１２Ｇは、透明基板１１上に形成された陽極（透明電極）１５Ｇ、陽極１５Ｇ上に形成された発光層１６Ｇ、発光層１６Ｇ上に形成された陰極（反射電極）１７Ｇから構成され、発光色が青色である有機ＥＬ素子１２Ｂは、透明基板１１上に形成された陽極（透明電極）１５Ｂ、陽極１５Ｂ上に形成された発光層１６Ｂ、発光層１６Ｂ上に形成された陰極（反射電極）１７Ｂから構成されている。陽極１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂのいずれかを指定しない場合には単に陽極１５と称し、発光層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのいずれかを指定しない場合には単に発光層１６と称し、陰極１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂのいずれかを指定しない場合には単に陰極１７と称する場合がある。すなわち、本実施の形態において、透明基板１１上には、各有機ＥＬ素子１２を構成する陽極１５、発光層１６及び陰極１７が順次積層されている。

実施の形態１においては、陽極１５は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）から構成されている。このため、陽極１５は、発光層１６に正孔を注入する機能を有し、且つ発光層１６からの発光に対して透光性を備えている。すなわち、陽極１５は、透明電極として機能する。陽極１５の形成は、スパッタリング法や真空蒸着法等により行われる。陽極１５の表面には、陽極１５上の不純物除去や、イオン化ポテンシャルの調整による正孔注入性向上の点から、紫外線照射やオゾン処理をしてから発光層１６を形成することが好ましい。

なお、陽極１５は、インジウム錫酸化物から構成されていることに限定されることなく、発光層１６に正孔を注入する機能を有し、且つ発光層１６からの発光に対して透光性を備えていれば、例えば、インジウム亜鉛酸化物等の金属酸化物、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリピロール等の導電性高分子等から構成されてもよい。また、陽極１５は、有機ＥＬ素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ毎に異なる材料から構成されてもよい。

発光層１６に用いられる発光材料としては、蛍光発光材料、燐光発光材料のどちらを用いてもよく、また、低分子材料、高分子材料のどちらを用いてもよい。赤色発光を与える発光材料としては、例えば、ＤＣＭ（４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６−（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ）系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン、配位子がフェニルキノリン誘導体、フェニルキナゾリン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体等であるイリジウム錯体、白金錯体等が挙げられる。また、緑色発光を与える発光材料としては、例えば、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、Ａｌ（Ｃ_９Ｈ_６ＮＯ）_３等のアルミニウム錯体、配位子がフェニルピリジン誘導体であるイリジウム錯体等が挙げられる。更に、青色発光を与える発光材料としては、例えば、ナフタレン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、ｐ−ビス（２−フェニルエテニル）ベンゼン及びそれらの誘導体、配位子がフッ素置換されたフェニルピリジン誘導体、フェニルイミダゾール誘導体であるイリジウム錯体等が挙げられる。なお、上述した発光材料は、いずれか１種類のみを用いてもよく、２種類以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

また、図３において図示されていないが、有機ＥＬ素子１２は、更に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び／又は電子注入層を有してもよい。その場合、陽極１５側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層１６、電子輸送層及び電子注入層の順に積層された構造を有していることが好ましい。

上記正孔注入層及び正孔輸送層は、正孔輸送性の材料から形成されることが好ましく、低分子材料、高分子材料のどちらを用いてもよく、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で３級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。また、電子輸送層は、電子輸送性の材料から形成されることが好ましく、例えば、８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体、１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、３−ヒドロキシフラボン金属錯体、５−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン、キノキサリン化合物、フェナントロリン誘導体、２−ｔ−ブチル−９，１０−Ｎ，Ｎ’−ジシアノアントラキノンジイミン、ｎ型水素化非晶質炭化シリコン、ｎ型硫化亜鉛、ｎ型セレン化亜鉛などが挙げられる。電子注入層は、仕事関数の低い金属からなることが好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属などが挙げられる。

本実施の形態においては、陰極１７は、透光性を有する必要がないため、アルミニウムから構成されている。すなわち、陰極１７は反射電極である。陰極１７の形成は、スパッタリング法や真空蒸着法等により行われる。なお、陰極１７は、アルミニウムに限定されること無く、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、銀等の金属又はそれらの合金等が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数の合金電極等が挙げられる。また、陰極１７は、有機ＥＬ素子１２Ｒ、１２Ｂ、１２Ｇ毎に異なる材料から構成されてもよい。

上述したように、透明基板１１は各有機ＥＬ素子１２から放射された各色の光を透過する特性を備えているため、図３及び図４に示すように、各有機ＥＬ素子１２から放射された光の大部分は、透明基板１１を透過して透明基板１１の第２表面１１ｂから正面光として放射される。そして、透明基板１１の第２表面１１ｂから放射される光は、赤色光、緑色光、及び青色光であるものの、これらの光が混色されることにより、二面発光装置１０の正面である透明基板１１の第２表面１１ｂを視認する者にとっては、透明基板１１の第２表面１１ｂの縁部分を除く大部分から合成光（例えば白色光）が放射されているように感じられる。

一方、上述した基板導波光の少なくとも一部（例えば、図４において矢印Ａで示す）は、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射した後に、光取り出し部１３に到達し、光取り出し部１３から裏面光として外部に放射される。ここで、光取り出し部１３は、発光領域である素子形成領域１４を囲むように形成されているため、基板導波光の少なくとも一部を透明基板１１の第１表面１１ａであって当該発光領域の周囲から取り出すことになる。すなわち、二面発光装置１０の裏面側においては、有機ＥＬ素子１２の素子形成領域１４を囲むように裏面光が放射され、全体として環状に発光することになる。なお、基板導波光は、第１表面１１ａ及び第２表面１１ｂにおいて複数回の全反射を繰り返して光取り出し部１３に到達し、光取り出し部１３から裏面光として外部に放射されることもある。

以上のように、実施の形態１に係る二面発光装置１０においては、透明基板１１の第１表面１１ａから表面光を放射しつつも、従来では漏れ光となる基板導波光の少なくとも一部を第２表面１１ｂから裏面光として放射することにより、異なる２つの方向に表面光及び裏面光を放射することができる。従って、本来であれば正面側に放射されない基板導波光の少なくとも一部を利用することにより、二面発光装置１０を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置１０に対して従来にない付加価値を与えることができる。

また、実施の形態１においては、裏面光が発光領域を囲むように放射されるため、裏面側における発光を特徴づけることができ、裏面側においても目視する者に対して興味を与える演出を行うことができる。

なお、上述した実施の形態１においては、有機ＥＬ素子１２が露出した態様で説明したが、有機ＥＬ素子１２を封止部材によって被覆し、各有機ＥＬ素子１２の発光材料が大気によって酸化劣化すること等を防止してもよい。この場合に、当該封止部材は、有機ＥＬ素子１２同士の隙間を充填してもよいが、光取り出し部１３の表面を被覆しないように形成することが好ましい。封止部材としては、エポキシ樹脂、又はプラスチック部材等の一般的な封止材料を用いることができる。

また、上述した実施の形態１においては、有機ＥＬ素子１２ごとに発光色の異なる発光層１６が用いられていたが、全ての有機ＥＬ素子１２の発光層１６が、赤色光用の発光材料、緑色光用の発光材料、及び青色光用の発光材料が均一に混合された低分子又は高分子のＥＬ材料から構成されてもよい。更に、赤色光用の発光材料からなる層、緑色光用の発光材料からなる層、及び青色光用の発光材料からなる層を積層した積層型の有機ＥＬ素子を用いてもよいし、いずれか２色の発光材料を混合させた層と残りの１色の発光材料を含む層とを積層させた積層型の有機ＥＬ素子を用いてもよい。これら積層型の有機ＥＬ素子においては、上述した隔壁によって各有機ＥＬ素子を離間してもよく、当該隔壁を省略してもよい。
＜実施の形態２＞
上述した実施の形態１は、本発明に係る二面発光装置の一形態に過ぎず、二面発光装置における光放射手段を種々の態様に適宜変更することができる。以下において、実施の形態２として、図５を参照しつつ、実施の形態１とは異なる態様の二面発光装置２０を説明する。ここで、図５は、図４と同様にして示す、実施の形態２に係る二面発光装置２０の断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５に示すように、実施の形態２に係る二面発光装置２０は、実施の形態１に係る二面発光装置１０と比較して、光透過性を備える透明基板２１の形状、及び光放射手段に係る構成が異なっているが、有機ＥＬ素子１２の形状及び構造は同一である。より具体的には、二面発光装置２０において、透明基板２１は側面が傾斜しており、第２表面２１ｂから第１表面２１ａに向かって徐々に透明基板２１の寸法が大きくなるように傾斜している。そして、当該傾斜した側面には、光を反射する反射部材２３が配置されている。例えば、反射部材２３には、反射電極である陰極１７に用いることのできる金属を透明基板２１の傾斜した側面に蒸着成膜した膜を用いることができる。

ここで、透明基板２１の側面の傾斜角度は、反射部材２３によって反射した光を有機ＥＬ素子１２の素子形成領域１４の周囲から放射するように調整されている。すなわち、実施の形態２においては、透明基板２１の側面部分及び反射部材２３により、光放射手段（光取り出し手段）が構成されている。

このような構成により、実施の形態２に係る二面発光装置２０においては、有機ＥＬ素子１２から出射して透明基板２１に入射した光の大部分は、実施の形態１と同様に、透明基板２１を透過して透明基板２１の第２表面２１ｂから正面光として放射される。すなわち、実施の形態２に係る二面発光装置２０においても、透明基板２１の第２表面２１ｂ側が二面発光装置２０自体の正面となる。

一方、有機ＥＬ素子１２から透明基板２１内に入射した光のうち、透明基板２１の第２表面２１ｂで全反射して第２表面２１ｂから出射しない光、すなわち基板導波光の少なくとも一部（例えば、図５において矢印Ｂで示す）は、透明基板２１の第１表面２１ａ及び第２表面２１ｂにおいて全反射を繰り返して透明基板２１の側部に到達し、反射部材２３によって反射されて透明基板２１の第１表面２１ａから裏面光として外部に放射される。ここで、透明基板２１の側部及び反射部材２３から構成される光放射手段においては、反射部材２３によって反射した光を有機ＥＬ素子１２の素子形成領域１４の周囲から放射するように調整されているため、当該基板導波光を透明基板２１の第１表面２１ａであって発光領域の周囲から取り出すことになる。すなわち、二面発光装置２０の裏面側においては、有機ＥＬ素子１２の素子形成領域１４を囲むように裏面光が放射され、全体として環状に発光することになる。

以上のように、実施の形態２に係る二面発光装置２０においても、透明基板２１の第１表面２１ａから表面光を放射しつつも、従来では漏れ光となる基板導波光を第２表面２１ｂから裏面光として放射することにより、異なる２つの方向に表面光及び裏面光を放射することができる。従って、本来であれば正面側に放射されない基板導波光を利用することにより、二面発光装置２０を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置２０に対して従来にない付加価値を与えることができる。

また、実施の形態２においても、裏面光が発光領域を囲むように放射されるため、裏面側における発光を特徴づけることができ、裏面側においても目視する者に対して興味を与える演出を行うことができる。

なお、図５において図示した基板導波光の光路は一例であって、例えば、透明基板２１に入射した光が直接的に反射部材２３によって反射され、第１表面２１ａから裏面光として外部に放射されることもある。また、実施の形態２に係る二面発光装置２０においては、光放射手段として反射部材２３を用いたが、透明基板２１の側面によって当該基板導波光を反射して第１表面２１ａから放射することができれば、反射部材２３を設けなくてもよい。

上述した実施の形態１及び実施の形態２においては、発光領域を囲むように光取出し部１３または反射部材２３を配設したが、用途に応じて、光取出し部１３または反射部材２３は発光領域を囲む領域の一部のみに設けられていてもよい。

＜実施の形態３＞
上述した実施の形態１及び実施の形態２においては、発光領域を囲む領域から裏面光を放射したが、他の位置から裏面光を放射し、且つ裏面光によって所定の情報を表示するようにしてもよい。以下において、実施の形態３として、図６を参照しつつ、実施の形態１及び２とは異なる態様の二面発光装置３０を説明する。ここで、図６は、図４と同様にして示す、実施の形態３に係る二面発光装置３０の断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、実施の形態３に係る二面発光装置３０は、実施の形態１に係る二面発光装置１０と比較して、光取り出し部３３の配置場所が異なり、更に封止部材３４が透明基板１１の第１表面１１ａ上に配設されている。より具体的には、封止部材３４は、有機ＥＬ素子１２の素子形成領域１４を囲み且つ有機ＥＬ素子１２を覆うように配設されている。そして、封止部材３４の第１表面３４ａの中央部には、光取り出し部３３が配置されている。

封止部材３４は、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射して第２表面１１ｂから出射しない基板導波光の少なくとも一部が透明基板１１の第１表面１１ａから入射すると、光取り出し部３３に向けて導光することができる材料から構成されている。例えば、封止部材３４は、有機ＥＬ素子１２を全体的に覆うようなプラスチックや硝子等の透光性部材から構成されていてもよく、更には封止部材３４の第１表面３４ａ及び第２表面３４ｂに鏡面加工が施されていることが好ましい。これにより、有機ＥＬ素子１２を保護しつつも、封止部材３４の第１表面３４ａ及び第２表面３４ｂから光の放出を防止し、更には基板導波光の少なくとも一部を光取り出し部３３に良好に導光することができる。

光取り出し部３３には、実施の形態１に係る光取り出し部１３と同様に、拡散膜又は高屈折率層を用いてもよく、或いは封止部材３４の第１表面３４ａに凹凸加工を施すことにより光取り出し部３３を形成してもよい。

このような構成により、実施の形態３に係る二面発光装置３０においては、有機ＥＬ素子１２から出射して透明基板１１に入射した光の大部分は、実施の形態１と同様に、透明基板１１を透過して透明基板１１の第２表面１１ｂから正面光として放射される。すなわち、実施の形態３に係る二面発光装置３０においても、透明基板１１の第２表面１１ｂ側が二面発光装置３０自体の正面となる。

一方、有機ＥＬ素子１２から透明基板１１内に入射した光のうち、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射して第２表面１１ｂから出射しない光、すなわち基板導波光の少なくとも一部（例えば、図６において矢印Ｃで示す）は、透明基板１１及び封止部材３４の内部を導光されて光取り出し部３３に到達し、光取り出し部３３から裏面光として外部に放射される。従って、実施の形態３においては、基板導波光の少なくとも一部を陰極１７の透明基板１１とは反対側に導光する導光手段として、封止部材３４が機能している。また、陰極１７の透明基板１１とは反対側から光を放射する放射手段として、光取り出し部３３が機能している。

実施の形態３に係る二面発光装置３０においては、実施の形態１に係る二面発光装置１０とは異なり、発光領域の周囲から裏面側に裏面光を放射することなく、有機ＥＬ素子１２の更に背面側であって二面発光装置３０自体の中央部から裏面光を放射する。ここで、光取り出し部３３の平面形状によって文字又はロゴマークを表現することにより、光取り出し部３３から放射された裏面光によって所定の情報を表示させてもよい。

以上のように、実施の形態３に係る二面発光装置３０においても、透明基板１１の第１表面１１ａから表面光を放射しつつも、従来では漏れ光となる基板導波光の少なくとも一部を裏面側の光取り出し部３３から裏面光として放射することにより、異なる２つの方向に表面光及び裏面光を放射することができる。従って、本来であれば正面側に放射されない基板導波光の少なくとも一部を利用することにより、二面発光装置３０を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置３０に対して従来にない付加価値を与えることができる。

また、実施の形態３においては、封止部材３４を用いて基板導波光の少なくとも一部を導光するため、裏面光の発光部分を自在に変更することができ、裏面側を目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

更に、実施の形態３においては、裏面光によって文字又はロゴマーク等の所定の情報表示が可能となり、裏面側においても目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

＜実施の形態４＞
上述した実施の形態１乃至３においては、有機ＥＬ素子１２及び透明基板１１が筐体に収納されていなかったが、有機ＥＬ素子１２及び透明基板１１を筐体に収納し、信頼性に優れ且つ強固な二面発光装置を実現してもよい。以下において、実施の形態４として、図７を参照しつつ、筐体を備える二面発光装置４０を説明する。ここで、図７は、図４と同様にして示す、実施の形態４に係る二面発光装置４０の断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７に示すように、実施の形態４に係る二面発光装置４０は、透明基板１１、複数の有機ＥＬ素子１２、複数の有機ＥＬ素子１２を覆う封止部材４４、及び封止部材４４の表面を被覆する第１光拡散部材４５を有している。また、二面発光装置４０は、透明基板１１、有機ＥＬ素子１２、封止部材４４、及び第１光拡散部材４５を収納する筐体４６、及び筐体４６の内側側面を被覆するように設けられた第２光拡散部材４７を有している。更に、二面発光装置４０は、筐体４６内を導光した光を外部に放射する光取り出し部４８を有している。

封止部材４４は、実施の形態３に係る封止部材３４とは異なり、内部に光を導光させる必要なく、有機ＥＬ素子１２を保護するための一般的な封止材料から構成されている。例えば、エポキシ樹脂、プラスチック材料、ガラス等の部材を封止部材として用いることができる。第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７は、透明基板１１の第１表面１１ａ及び側面から漏れた光を拡散し、光取り出し部４８まで導光することができる一般的な光拡散材料から構成されている。光拡散材料としては、光取出し部１３に用いることのできる拡散膜に用いることのできる部材を用いることができる。第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７は白色であることが好ましい。

筐体４６には、透明基板１１の第２表面１１ｂの中央部を露出するための第１の開口部４６ａが形成され、二面発光装置４０の裏面側においても筐体４６の中央部に第２の開口部４６ｂが形成されている。第１の開口部４６ａは、透明基板１１を透過して放出される正面光を放射するために形成されており、第２表面１１ｂであって発光領域に対応した部分の少なくとも一部を露出している。また、第２の開口部４６ｂには、光取り出し部４８が嵌着されており、第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７によって導光された基板導波光が光取り出し部４８から裏面光として外部に放射できるような構造が設けられている。筐体４６は比較的に強固な材料から形成されていることが好ましく、例えば、プラスチック、樹脂、金属、又はガラス等から構成することができるが、筐体４６からの光の漏れを防止するために、光を透過しない材料を用いることが好ましい。

このような構成により、実施の形態４に係る二面発光装置４０においては、有機ＥＬ素子１２から出射して透明基板１１に入射した光の大部分は、実施の形態１と同様に、透明基板１１を透過して透明基板１１の第２表面１１ｂを経由し、筐体４６の第１の開口部４６ａから正面光として放射される。すなわち、実施の形態４に係る二面発光装置４０においても、透明基板１１の第２表面１１ｂ側が二面発光装置４０自体の正面となる。

一方、有機ＥＬ素子１２から透明基板１１内に入射した光のうち、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射して第２表面１１ｂから出射しない光、すなわち基板導波光（例えば、図７において矢印Ｄで示す）は、透明基板１１の第１表面１１ａ又は側面から透明基板１１の外部に漏れ出し、第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７によって筐体４６内を導光して光取り出し部４８に到達し、光取り出し部４８から裏面光として外部に放射される。従って、実施の形態４においては、第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７が、透明基板１１の側面から放射された基板導波光を第２の開口部４６ｂに導光する筐体内導光手段として機能する。また、光取り出し部４８が当該基板導波光を外部に放射可能にする放射手段として機能する。

第１光拡散部材４５、第２光拡散部材４７及び光取り出し部４８の構成材料を同一の光拡散材料としてもよい。そして、筐体内導光手段が本実施の形態のような第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７から構成されている場合には、光取り出し部４８を設けずに、第２の開口部４６ｂから直接的に基板導波光を放射してもよい。

実施の形態４に係る二面発光装置４０においては、実施の形態３に係る二面発光装置３０と同様に、有機ＥＬ素子１２の更に背面側であって二面発光装置４０自体の中央部から裏面光を放射する。そして、筐体４６の第２の開口部４６ｂの開口形状又は光取り出し部４８の平面形状によって文字又はロゴマークを表現することにより、光取り出し部４８から放射された裏面光によって所定の情報を表示させてもよい。

以上のように、実施の形態４に係る二面発光装置４０においても、透明基板１１の第１表面１１ａから表面光を放射しつつも、従来では漏れ光となる基板導波光を裏面側の光取り出し部４８から裏面光として放射することにより、異なる２つの方向に表面光及び裏面光を放射することができる。従って、本来であれば正面側に放射されない基板導波光を利用することにより、二面発光装置４０を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置４０に対して従来にない付加価値を与えることができる。

また、実施の形態４においても、第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７を用いて基板導波光を導光するため、裏面光の発光部分を自在に変更することができ、裏面側を目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

更に、実施の形態４においても、裏面光によって文字又はロゴマーク等の所定の情報表示が可能となり、裏面側においても目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

＜実施の形態５＞
実施の形態４に係る二面発光装置４０における第１光拡散部材４５及び第２光拡散部材４７に代えて、封止部材４４の外側表面と筐体４６の内側表面とに鏡面を形成し、基板導波光を反射して導光するようにしてもよい。すなわち、図７において、第１光拡散部材４５を設けずに、封止部材４４の外側表面が鏡面を形成し、また第２光拡散部材４７を設けずに、筐体４６の内側表面が鏡面を形成し、このような構造を備える二面発光装置を実施の形態５とする。

このような構成であっても実施の形態４に係る二面発光装置４０と同様に、有機ＥＬ素子１２から出射して透明基板１１に入射した光の大部分は、透明基板１１を透過して透明基板１１の第２表面１１ｂを経由し、筐体４６の第１の開口部４６ａから正面光として放射される。すなわち、実施の形態５に係る二面発光装置５０においても、透明基板１１の第２表面１１ｂ側が二面発光装置５０自体の正面となる。

また、有機ＥＬ素子１２から透明基板１１内に入射した光のうち、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射して第２表面１１ｂから出射しない光、すなわち基板導波光は、透明基板１１の第１表面１１ａ又は側面から透明基板１１の外部に漏れ出し、封止部材４４の外側表面である鏡面及び筐体４６の内側表面である鏡面によって筐体４６内を導光して光取り出し部４８に到達し、光取り出し部４８から裏面光として外部に放射される。従って、実施の形態５においては、封止部材４４の外側表面である鏡面及び筐体４６の内側表面である鏡面が、透明基板１１の側面から放射された基板導波光を第２の開口部４６ｂに導光する筐体内導光手段として機能する。また、光取り出し部４８が当該基板導波光を外部に放射可能にする放射手段として機能する。

従って、実施の形態５に係る二面発光装置においても、実施の形態４に係る二面発光装置４０と同様に、二面発光装置自体の中央部から裏面光を放射し、当該裏面光によって所定の情報を表示することができる。

以上のように、実施の形態５に係る二面発光装置においても、実施の形態４に係る二面発光装置４０と同様に、本来であれば正面側に放射されない基板導波光を利用することにより、二面発光装置を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置に対して従来にない付加価値を与えることができる。

また、実施の形態５においても、封止部材４４の外側表面である鏡面及び筐体４６の内側表面である鏡面を用いて基板導波光を導光するため、裏面光の発光部分を自在に変更することができ、裏面側を目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

更に、実施の形態５においても、裏面光によって文字又はロゴマーク等の所定の情報表示が可能となり、裏面側においても目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

＜実施の形態６＞
上述した実施の形態５においては、基板導波光を光取り出し部４８に導光する筐体内導光手段として、封止部材４４の外側表面と筐体４６の内側表面とに鏡面を形成したが、筐体４６内に鏡体を配置することで導光経路を形成するような筐体内導光手段を構成してもよい。以下において、図８を参照しつつ、鏡体を用いた筐体内導光手段を有する二面発光装置５０を説明する。なお、上述した実施の形態１及び実施の形態５と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、実施の形態６に係る二面発光装置５０は、筐体４６の内部に複数の鏡体５９が配設されている。鏡体５９の形状、数量、及び配設箇所についての限定はなく、透明基板１１の第１表面１１ａ又は側面から出射する基板導波光を光取り出し部４８に効率よく導光することができれば、種々の態様に適宜選択することができる。なお、筐体４６の材料としては、光の漏れを防止するために、光を透過しない材料を選択する必要がある。

このような構成であっても実施の形態５に係る二面発光装置４０と同様に、有機ＥＬ素子１２から出射して透明基板１１に入射した光の大部分は、透明基板１１を透過して透明基板１１の第２表面１１ｂを経由し、筐体４６の第１の開口部４６ａから正面光として放射される。すなわち、実施の形態６に係る二面発光装置５０においても、透明基板１１の第２表面１１ｂ側が二面発光装置５０自体の正面となる。

一方、有機ＥＬ素子１２から透明基板１１内に入射した光のうち、透明基板１１の第２表面１１ｂで全反射して第２表面１１ｂから出射しない光、すなわち基板（例えば、図８において矢印Ｅで示す）は、透明基板１１の第１表面１１ａ又は側面から透明基板１１の外部に漏れ出し、鏡体５９によって筐体４６内を導光して光取り出し部４８に到達し、光取り出し部４８から裏面光として外部に放射される。従って、実施の形態６においては、鏡体５９が透明基板１１の側面から放射された基板導波光を第２の開口部４６ｂに導光する筐体内導光手段として機能する。また、また、光取り出し部４８が当該基板導波光を外部に放射可能にする放射手段として機能する。

実施の形態６に係る二面発光装置５０においても、実施の形態３に係る二面発光装置３０と同様に、有機ＥＬ素子１２の更に背面側であって二面発光装置５０自体の中央部から裏面光を放射する。そして、筐体４６の第２の開口部４６ｂの開口形状又は光取り出し部４８の平面形状によって文字又はロゴマークを表現することにより、光取り出し部４８から放射された裏面光によって所定の情報を表示させてもよい。

以上のように、実施の形態６に係る二面発光装置５０においても、透明基板１１の第１表面１１ａから表面光を放射しつつも、従来では漏れ光となる基板導波光を裏面側の光取り出し部４８から裏面光として放射することにより、異なる２つの方向に表面光及び裏面光を放射することができる。従って、本来であれば正面側に放射されない基板導波光を利用することにより、二面発光装置５０を正面及び裏面から目視する者に対して光による演出を行うことができ、二面発光装置５０に対して従来にない付加価値を与えることができる。

また、実施の形態６においても、鏡体５９を用いて基板導波光を導光するため、裏面光の発光部分を自在に変更することができ、裏面側を目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

更に、実施の形態６においても、裏面光によって文字又はロゴマーク等の所定の情報表示が可能となり、裏面側においても目視する者に対してより興味を与える演出を行うことができる。

１０ 二面発光装置
１１ 透明基板
１１ａ 第１表面
１１ｂ 第２表面
１２、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ 有機ＥＬ素子
１３ 光取り出し部
１４ 素子形成領域（発光領域）
１５、１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ 陽極（透明電極）
１６、１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ 発光層
１７、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ 陰極（反射電極）
２０ 二面発光装置
２１ 透明基板
２１ａ 第１表面
２１ｂ 第２表面
２３ 反射部材

Claims (11)

1. 異なる２つの方向に光を放射する二面発光装置であって、
   光透過性を備える透明基板の第１表面上に少なくとも透明電極、発光層、及び反射電極の順序で積層してなるとともに発光領域を形成する有機ＥＬ素子と、
   該発光層から発生し、該第１表面から該透明基板内部に入射し、該透明基板における該第１表面に対向する第２表面側から出射しない基板導波光の少なくとも一部を該第２表面以外の前記二面発光装置の表面から放射する光放射手段と、を有する二面発光装置。
2. 前記基板導波光の少なくとも一部を、前記透明基板の前記第１表面であって前記発光領域の周囲から取り出す光取り出し手段を有する請求項１に記載の二面発光装置。
3. 前記基板導波光の少なくとも一部が、前記発光領域の周囲から外部に放射される請求項２に記載の二面発光装置。
4. 前記透明基板の側面に反射部材を備える請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二面発光装置。
5. 前記基板導波光の少なくとも一部を、前記有機ＥＬ素子の、前記反射電極の前記透明基板とは反対側に導光する導光手段、及び、該反射電極の該透明基板とは反対側から放射する放射手段を備える請求項１又は２に記載の二面発光装置。
6. 前記導光手段が前記有機ＥＬ素子の封止部材である、請求項５に記載の二面発光装置。
7. 前記放射手段から放射された光により、所定の情報を表示する請求項５又は６に記載の二面発光装置。
8. 前記有機ＥＬ素子が筐体に収容されており、該筐体は、
   前記発光領域の前記第２表面の少なくとも一部が露出する第１の開口部と、
   前記有機ＥＬ素子の前記反射電極側に第２の開口部と、を有し、
   更に、該筐体部材の内面と前記有機ＥＬ素子との間に、該透明基板の側面から放射された前記基板導波光を前記第２の開口部に導光可能な筐体内導光手段と、
   該筐体内導光手段によって導光された該基板導波光を該第２の開口部から放射可能な放射手段を備える請求項１に記載の二面発光装置。
9. 前記筐体内導光手段として、前記透明基板の側面から放射された前記基板導波光を拡散する部材を有する、請求項８に記載の二面発光装置。
10. 前記筐体内導光手段として、前記透明基板の側面から放射された前記基板導波光を反射する反射部材を有する、請求項８に記載の二面発光装置。
11. 前記放射手段により放射された前記基板導波光により、前記筐体の第２開口部が所定の情報を表示するように形成されている請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の二面発光装置。

Images