(57)【要約】【課題】本発明は、光抽出素子を設けた電界発光パネルに関する。【解決手段】本発明によると、各光学的な光抽出素子（２０、３０）は、セルによって放射された光線を捕獲するような手法でセルの放射性表面又はパネルの基板の放射性表面と光学的に結合された入力インターフェイス（２１、３１）と、セルによって放射される光線が通過するような適切な形状を有する出力インターフェイス（２３、３３）と、任意で、前述の出力インターフェイスで入射角を縮小するような光線の経路を修正する反射表面（３２）とを含む。この手法において、パネルの発光効率は著しく改善される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明又は像表示パネルであって、
基体に堆積させられた及び少なくとも行に集められた有機の電界発光性のセルの一次元の又は二次元のマトリックス、
前記セルのマトリックスが、電極アレイの二つの層、すなわち、前記基体と同じ側における“より下側の”層と呼ばれたもの及び他方の側における透明な又は半透明な電極の“より上側の”層と呼ばれたもの、の間に置かれた電界発光性の層を含むこと、
各々のセルが、前記より下側の層の電極及び前記より上側の層の電極の間の重なり合う部分の領域に位置決めされたものであること、
前記パネルが、各々のセル又はセルの群について、光学的な光抽出素子を含むこと
を含む、パネルにおいて、
前記光学的な光抽出素子は、それ自体、
−  前記セル又は前記群のセルによって放出された光線を捕獲するように前記セル又は前記群のセルの放出性の表面と光学的に結合させられた入口の界面；
−  出口の界面、
それの形状が、この入口の界面から現れる光線が、それを通過するように、この出口の界面における屈折の臨界角と比べてより小さい入射の角度で前記出口の界面に達するように、適切な湾曲を有すること；及び
−  自由選択で、中間の反射性の表面、
前記中間の反射性の表面に達する前記入口の界面から現れる光線が、前記出口の界面に向かって、それを通過するように、そこでこの出口の界面における屈折の臨界角と比べてより小さい入射の角度を有するように、送られるように、前記中間の反射性の表面が、適切な湾曲を有すること、
：を含むと共に、
前記抽出素子は、このより上側の層に位置決めされたものであると共に抽出層を形成する単一の部品で作り上げられたものであると共に、
前記抽出層は、ガスの浸透を予防するように前記基体に関して密閉されたものであるカプセル化層を形成すると共に、
このようにカプセル化された空間が、これらのガスを吸着することが可能な吸着体の薬剤又は乾燥剤を含むものであると共に、
前記吸着体の薬剤又は乾燥剤が、前記抽出層の厚さに作られたものである空洞に置かれたものであると共に、
その空洞が、前記電界発光性の層の方向において前記パネルの内側に対して開いたものであると共に前記吸着体の試薬又は乾燥剤が前記光の通過を妨げるものではないように前記抽出素子の間に置かれたものである、
パネル。
【請求項２】
請求項１に記載のパネルにおいて、
前記光学的な光抽出素子は、凸のマイクロレンズのアレイを形成する
ことを特徴とする、パネル。
【請求項３】
請求項１に記載のパネルにおいて、
各々の光学的な光抽出素子は、光学的な光抽出素子の入口の界面を浸透するいずれの光線もそれらからそれの出口の界面を介して現れるように、適切な湾曲を有する前記中間の反射性の表面を含む
ことを特徴とする、パネル。
【請求項４】
請求項３に記載のパネルにおいて、
前記反射性の表面は、平面の表面の素子を有するものではないことを特徴とする、パネル。
【請求項５】
請求項４に記載のパネルにおいて、
各々の光抽出素子の前記反射性の表面は、少なくとも一つの対称の平面を有すると共に、
この対称の平面に垂直な平面とのこの表面の交差の二つの行の各々は、前記反射性の表面が、合成二次曲面集光器を形成するように、放物線の部分又は放物線の部分の連続物を形成する
ことを特徴とする、パネル。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパネルにおいて、
各々の光学的な光抽出素子の前記入口の界面が、セルの群をカバーするとき、各々の光学的な光抽出素子は、このセルの群に中心が置かれた対称の平面を有する
ことを特徴とする、パネル。
【請求項７】
請求項６に記載のパネルにおいて、
前記群の各々のセルは、同じ原色で放出する
ことを特徴とする、パネル。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のパネルにおいて、
各々の光学的な光抽出素子の前記入口の界面が、単一のセルをカバーするとき、各々の光学的な光抽出素子は、二つの対称の平面を有すると共に、それらの交差は、このセルの中心を通過する
ことを特徴とする、パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光セル（又はＯＬＥＤｓ）によって発光された光を容易に抽出するための手段を備える有機発光セルの一次元若しくは二次元マトリックスからなる照明又は画像表示パネルに関し、その手段はパネルの視感度効率を相当に改善する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなパネルは、一般的に、電極の２つのアレイ間に挿入された薄い有機電界発光層を支持する基板を含み、２つのアレイは、セルを供給することを目的としており、そのうちの一つは陽極のアレイであり、もう一方は陰極のアレイであり、各セルは、陽極と陰極との間の重なり領域に位置し、受動性のマトリックスパネルの場合、各アレイは、一般的に、定幅の平行なバンドの形態の電極から形成され、陽極アレイの電極は、一般的に、陰極アレイの電極に対して垂直であり、特に３色の多色パネルにとって、薄い有機電界発光層は、一般的に、異なる発色の変換バンドに分割される。
【０００３】
能動性のマトリックスパネルの場合、基板はセルを駆動するための電子部品に組み込まれ、受動性のマトリックスパネルの場合、一般的に、基板はガラス又はプラスチックから構成され、基板の厚さは、一般的に、３００μｍ乃至５００μｍの範囲であり、つまり、セルの厚さよりも５００倍乃至１００倍厚く、セル又はピクセルの規模若しくは直径は、一般的に１００μｍ乃至３００μｍの範囲であり、つまり、基板の厚さよりも１倍乃至１５倍薄く、基板と電界発光層との間に挿入された電極の層は、一般的に“より低い層”と呼ばれる、その理由は、従来の組立工程において、電界発光層に先立って適用されたからである。電界発光層に次いで適用された電極の他の層は、“上部層”と呼ばれる。一般的に、電極の上部層のバンドは平行であり、少なくとも部分的にカバーする電界発光層のバンドに集中する。
【０００４】
この場合に依存して、パネルによって放射された光は、画像がオブザーバーに達するように表示されるために基板を通り抜けなければならない（この場合、“後方放出”パネル）か、又はオブザーバーに達するためには基板を通り抜ける必要がない（この場合、“上方放出”パネル）。
【０００５】
一般的に、パネルによって放射された光は、オブザーバーの方向で空気を入れるパネルの出口面を介して励起する前に、より低い層（この場合、“後方放出”パネル）又は上部層（この場合、“上方放出”パネル）のいずれかの電極層の一つを通過するべきであり、別の層は、一般的に、オブザーバーの方向とは反対の方向で放射されるセルからの光を回復し、パネルの出口面を介してパネルの外側に向かって再び導くために反射性である。
【０００６】
したがって、電極層の一つは、例えば、陽極として作用するためにＩＴＯを基にして、一般的に透明であり、もう一方は、好ましくは、吸収性であるか、又は反射性である金属から作製される。
【０００７】
発光電界発光層と空気との間の多大な指数の差は、光抽出のレベルをかなり制限する。これは、屈折の臨界角（又は全反射の角度）よりも多大な入射角で発光層と空気との間のインターフェイスに達する如何なる光線がパネル内で完全に反射され、一般的に失ってしまうからである。
【０００８】
それらの損失を制限するために、
−セルにつき一つの球状レンズ若しくはセルの列につき一つの円筒状レンズのいずれか、
または、セルにつき多数のマイクロレンズ、
である光を抽出するために使用されるレンズのアレイをＯＬＥＤ型パネルの出口面に対してどのように適用したらよいかが教示されている（例えば、特許文献１、２、及び３を参照）。
【０００９】
それらの特許文献に記載の光抽出システムは、セルの出口での光の屈折に基づいており、より正確には、セルから出る放射線が、セルを通り抜けるために、屈折の臨界角より小さな入射角でパネルの出口面に達するように適切な屈曲を有するパネルの出口面の形状の光の屈折に基づいている。
【００１０】
ＬＥＤ又はＯＬＥＤ型の電界発光パネルに適用される光抽出システムが提案されている（例えば、特許文献４及び５を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２２３３６７号公報
【特許文献２】国際公開第０１／３３５９８号パンフレット（米国特許出願公開第２００２／０１１８２７１号明細書）
【特許文献３】特開平１１−３５４２７１号公報
【特許文献４】米国特許第６，０９１，３８４号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２２９，１６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、特に、セルから放射される光線の屈折にもはや基づかないが、光線の反射に本質的である、別の抽出策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、少なくとも列に分類でき、基板上に配置された有機電界発光セルの一次元又は二次元マトリックスからなり、各セル又はセルのグループにとって、光学的な光抽出素子自体が、
−セルによって放射される光線を捕獲するように、グループのセルの放射表面又は基板の放射表面と光学的に結合したエントリーインターフェイスと、
−出口インターフェイスを通過するように、エントリーインターフェイスから放射する光線が、出口インターフェイスで屈折の臨界角よりも小さい入射角で出口インターフェイスを打ち付ける、形状が適切な湾曲を有する、出口インターフェイスと、
−中間の反射性表面を通過するために、出口インターフェイスで屈折の臨界角よりも小さい入射角が存在するように、中間の反射性表面を打ち付けるエントリーインターフェイスから放射する光線が出口インターフェイスに向かって送られる、適切な湾曲を有する、任意の中間の反射性表面と、
からなることを特徴とする。
【００１４】
概要すると、パネルの各光学の光抽出素子は、
−セルによって放射された光線を捕獲するように、セルの放射性表面又はパネルの基板の放射性表面と光学的に結合されたエントリーインターフェイスと、
−セルによって放射された光線が出口インターフェイスを通り抜けるように、適切な形状の出口インターフェイスと、
−出口インターフェイスでの入射角を減少するように光線の経路を修正する任意の反射性表面と、
からなる。
【００１５】
セルの二次元マトリックスの場合、さらにカラムに分類されて、したがって、カラムごとの一つの光学的な光抽出素子があってよい。
【００１６】
好ましくは、セル又は基板との光学的な結合は、光学素子の物質の屈折率と比較可能な屈折率を有する粘着層によって提供される。
【００１７】
光学の抽出素子の物質は透明であり、これは、例えば、屈折率１．５２の従来のソーダ石灰ガラス、屈折率１．４９のメタクリル酸ポリメチル又は屈折率１．５７のテレフタル酸ポリエチレングリコールから選択され、この物質が空気の屈折率よりも高い屈折率を有し、電界発光層の屈折率に近接するので、抽出素子のエントリーインターフェイスを通過した後のパネルのセルによって放射された光線は、同一形状のインターフェイスの通過後に存在する固体の角度よりも大きい固体の角度内に存在するが、空気で存在し、光学的な抽出素子の存在しないセルを介して直接的に空気に達し得るよりも大きいセルによって放射された放射線の比率をこの光学素子が捕獲することを意味し、したがって、光学素子が光の抽出レベルを相当に高める。
【００１８】
本発明にしたがって、光学素子は、
−特にインターフェイスが平面で基板の表面に対して平行である場合に、出口インターフェイスでの屈折の臨界角よりも小さい入射角を有するように、特に屈折によって、修正される光線の方位、
−このインターフェイスでの光線の入射角が、このインターフェイスでの屈折の臨界角よりも小さいように、特に凸形状を与えられることによって適合された出口インターフェイスの形状、又は
−それらの手段の両者の同時使用、
のいずれかのよって、ほとんどすべての光線が出口インターフェイスを介して現れるエントリーインターフェイスを通過するように特別に設計される。
【００１９】
各光学の抽出素子において、それらの手段の使用は、出口インターフェイスのエリアがエントリーインターフェイスのエリアよりも大きいことを意味し、この配置は様々なセル又はピクセルの放射性領域のエッジ間の距離を増大させ、特に能動的なマトリックスパネルの場合おいて、これは特に有利であり、この点は後に展開されるであろう。
【００２０】
各抽出素子において、好ましくは、反射性表面又は適切な反射性表面が存在しない場合の出口インターフェイスは、平面の表面素子を有せず、これは、非平面の湾曲した表面が光抽出の最も高いレベルを得るために最適であるためであり、抽出素子が反射性表面を有する場合、したがって、本発明は、下記のほとんどの実施例と一致して、出口インターフェイスが平面である場合に拡大する。
【００２１】
抽出素子の第一ファミリーの実施態様において、後者は凸状のマイクロレンズのアレイを形成する。
【００２２】
出口インターフェイスの凸状レンズの形状は、このインターフェイスが平面でパネルの基板に平行である場合よりも小さい入射角をこのインターフェイスでなすためにエントリーインターフェイスから放射する光線のために特に良好に適しており、空気とのインターフェイスでの入射角を減少することによって、光抽出のレベルは相当に高められる。
【００２３】
各マイクロレンズのエリアは、放射領域のエリア又はパネルのピクセルのエリアよりも大きい。
【００２４】
各マイクロレンズが２つの対称の平面を有し、平面の切片が好ましくはセルの中心である場合にセルごとの一つのマイクロレンズがあってよいか、又は、各マイクロレンズがセルの列若しくはセルのカラムの好ましくは中心である平面対称を有する場合、セルの列ごと若しくはカラムごとの一つのマイクロレンズがあってよい。
【００２５】
本発明の課題は、請求項に定義されるような照明又は画像表示パネルであり、抽出素子は反射性表面を有し、この反射性表面は、抽出素子のエントリーインターフェイスを貫通する任意の光線が抽出素子の出口インターフェイスを介して抽出素子から表れるように、適切な形状を有する。
【００２６】
各光学の抽出素子の出口インターフェイスの形状は平面又は曲面であってよく、形状は、反射性表面の一つ以上の反射に直接的に又は反射を介してエントリーインターフェイスから放射する光線が、出口インターフェイスを通過するために、出口インターフェイスで屈折の臨界角よりも小さい入射角で出口インターフェイスを打ちつけるように、適切な湾曲を有する
抽出素子が反射性表面を有する抽出素子の実施態様の第二ファミリーによると、好ましくは、この表面は、抽出素子のエントリーインターフェイスを介して貫通する任意の光線が出口インターフェイスを介して反射性表面から現われるように適切な形状を有し、この状態は、Ｗ．Ｔ．Ｗｅｌｆｏｒｄ＆Ｒ．Ｗｉｎｓｔｏｎ著のＡｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．によって１９８９年に出版された“Ｈｉｇｈ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｎｏｎｉｍａｇｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃｓ”の５４ページの第４章の第２段落を特に参照して、“エッジ光線”原理として表現される。好ましくは、反射性表面は少なくとも一つの対称の平面を有し、この平面に対称で垂直な平面を備えるこの表面の交点の２つのラインの各々は、前述の文献の第４章の第３段落の特に図４．３に例示されるように放物線の一部を形成し、本発明と異なり、そのような表面はコンセントレータとして使用され、前述の文献に記載されたコンセントレータのエントリー面は、本発明による抽出素子の出口面になり、コンセントレータの出口面はエントリーインターフェイスになり、前述の文献の第４章の第５段落に例示されるように、交点の２つのラインの各々は、放物線の部分的な連続を形成し、好ましくは、軸の位置と交点の各ラインの放物線の焦点と、さらに抽出素子の厚さＬは、文献の第４章第３段落の状態を安全にするように、特に５６乃至５７ページに記載の“エッジ光線”原理を安全にするように選択され、概説すると、好ましくは、交点の２つのラインの各々は、前述の文献で定義されるようにＣＰＣ（合成の放物線のコンセントレータ）と呼ばれて一致する反射性表面を定義する。
【００２７】
本発明による反射によって操作する抽出素子により、セルによって放射された光の非常に高い比率を抽出することが可能であり、高い視感度効率を備えるパネルが得られる。
【００２８】
反射性表面の他の形状は、前述の交点の２つのラインが同一軸を有しうる、円錐形の形又は放物面の形など本発明から逸脱せずに使用されてよい。
【００２９】
したがって、反射性表面はリフレクタを形成し、セルごとの一つのリフレクタがあってよく、各リフレクタが、好ましくは一般的に垂直である対称の２つの平面を有する場合、その交点はセルの中心を通過し、各リフレクタが列若しくはカラムの中心で対称な単一の平面を有する場合、セルの列又はカラムごとの一つのリフレクタがあってよい。
【００３０】
本発明はまた、各抽出素子がレンズ状の出口インターフェイス及び反射性表面の両者を有する場合に適用され、好ましくは、この反射性表面は、前述した文献の第５章の第８段落に与えられた素子の例の前述したＣＰＣ型である。
【００３１】
変形において、抽出素子はまた、光をコリメートするように作用し、各抽出素子において、出口インターフェイス及び／又は適切な反射性表面は、出口インターフェイスを放射する光線が、２πステラジアンよりも厳密に小さい固体角度内に位置する適切な形状を有し、出口インターフェイスの形状及び／又は反射性表面の形状は、表現される画像のオブザーバーにとって特に意図された空間の制限された領域の方向に制限されるパネルによって放射される光線に適して有利であり、したがって、パネルの効率はさらなるコストを必要とせずにかなり改善される。
【００３２】
好ましくは、パネルの光学の抽出素子は、抽出層を形成する単一部分を成す。
【００３３】
次いで、この部分は、すべてのレンズを共にもたらすか、放物線状のリフレクタをもたらすか、あるいは他の光抽出素子をもたらす。すべての抽出素子は単一操作のパネルの様々なセル上に適切に位置づけされるために、この配置は、抽出素子の製造とパネル上での組立に関して両方とも高価でない理由で特に有利である。さらに、抽出層は、特に周辺の水及び／又は酸素の作用に対してパネルのセルを保護するために使用できる。
【００３４】
抽出素子がプラスチックからなる場合、単一部分は、圧縮成形又は射出成形などの従来のプラスチックの変換方法によって非常に安価で生成できる。
【００３５】
一般的に、セルのマトリックスは、電極アレイの２層間に位置する電界発光層を含み、一つの層は、基板に面する側の“より低い層”と呼ばれ、もう一つの層は、もう一方の側の“上部層”と呼ばれる。各セルは、より低い層の電極と上部層の電極との間の重なり領域に位置し、そのようなパネルは、特に、能動的なマトリックスパネルの場合の他の電極アレイを含んでよい。
【００３６】
上部層の電極が透明であるか又は半透明である場合、パネルは“上方放出”パネルと呼ばれ、抽出素子はこの上部層の上部に位置し、好ましくは、単一部分を成す、実施態様の第一又は第二ファミリーによる抽出素子は、抽出層を形成し、さらに酸素若しくは水蒸気などの気体のセル内への貫通を回避するように、及びそれらの気体によって損傷を受ける電界発光層の任意の危険を回避するように、基板に関して密封されたカプセル化層を形成し、したがって、カプセル化された空間は、それらの気体を吸収可能な吸着剤又は乾燥剤を含んでよい。
【００３７】
好ましくは、この乾燥剤は、抽出層の厚さで成された孔に位置され、吸着剤が光の通過を妨害しないように、その孔は電界発光層の方向でパネルの内側に開口しており、抽出素子間に位置する。
【００３８】
より低い層の電極が透明又は半透明である場合、パネルは“後方放出”パネルと呼ばれ、抽出素子は、このより低い層の面から基板の反対面に位置する。
【００３９】
好ましくは、パネルの基板を形成する抽出層自体であり、パネルの製造に関して、層がパネルのセルの二次元マトリックスを構成する、特に電極の層及び電界発光物質の層である様々な層が沈着された、エントリーインターフェイス側の抽出層上であり、抽出層は好ましくはガラスから成る。
【００４０】
本発明の変形により、基板はファイバーの構造であり、ファイバーは、基板の一つの面から他の面への光を導くために適切に適応される。
【００４１】
各抽出素子のエントリーインターフェイスは、特にセルの列である、セルのグループをカバーし、又は、例えば、マトリックスが二次元である場合セルのカラムをカバーする。この場合、各抽出素子は、好ましくは、このセルのグループ、列又はカラムに中心で対称の平面を有する。
【００４２】
好ましくは、このグループの各セルは同一の主要な色を放射する。換言すると、セルの各グループは同一色を放射するセルに対応する。
【００４３】
各抽出素子のエントリーインターフェイスは、一方で単一セルをカバーし、この場合、各抽出素子は、好ましくは対称の２平面を有し、その交点はこのセルの中心を通過し、セルの二次元マトリックスを備えるパネルの場合、抽出素子は二次元アレイを形成する。
【００４４】
本発明の変形において、抽出素子の表面密度は、セルのグループ又はパネルのセルの表面密度よりも大きくてよい。
【００４５】
受動的なマトリックスパネルの場合、好ましくは、アレイの電極は、一定幅の平行の伝導バンドの形態であり、好ましくは、電界発光層は、代替となる手法で配置され、異なる主要な色を放射する平行なバンドに分割され、好ましくは、上部層の各電極バンドは平行であり、電界発光層のバンドに集中される。
【００４６】
しかしながら、本発明は、パネルの基板が能動的なマトリックスを形成する場合に特に有利であり、これは、電界発光パネルに能動的なマトリックスを統合するために、各セルに特異的な電界発光放射のエリアを制限することを頻繁に必要とする理由から特に有利であり、この制限は、本発明による光抽出素子が使用される場合にもはや欠点ではない。
【００４７】
最後に、本発明は、最も特異的に画像表示パネルに適用する。
【００４８】
本発明は、添付図を参照して制限されない実施例の手法によって与えられる下記の記載の読み込みからより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による光抽出層の適用前にバリアを備える、後方放出電界発光パネルを例示する図である。
【図２】本発明による光抽出層の適用前にバリアを備えない、後方放出電界発光パネルを例示する図である。
【図３】本発明による光抽出層の適用前にバリアを備える、上方放出電界発光パネルを例示する図である。
【図４】本発明による光抽出層の適用前にバリアを備えない、上方放出電界発光パネルを例示する図である。
【図５】一般的な場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図６】類別された指数のプレートが抽出層として使用される、光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図７Ａ】列に平行に位置する縦のレンズの場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図７Ｂ】列に平行に位置する縦のレンズの場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図８Ａ】カラムに平行に位置する縦のレンズの場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図８Ｂ】カラムに平行に位置する縦のレンズの場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図９Ａ】レンズの二次元マトリックスから形成された抽出層の場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図９Ｂ】レンズの二次元マトリックスから形成された抽出層の場合の光抽出素子がマイクロレンズの形態である、第一ファミリーの実施態様において、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１０】一般的な場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１１】光抽出素子の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない後方放出電界発光パネルの横断図である。
【図１２Ａ】列に平行に位置する縦のリフレクタの場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１２Ｂ】列に平行に位置する縦のリフレクタの場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１３Ａ】カラムに平行に位置する縦のリフレクタの場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１３Ｂ】カラムに平行に位置する縦のリフレクタの場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１４Ａ】リフレクタの二次元マトリックスから形成された抽出層の場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１４Ｂ】リフレクタの二次元マトリックスから形成された抽出層の場合の第二ファミリーの実施態様によるリフレクタの形態の光抽出素子を備え、バリアを備えない上方放出パネルの側面又は断面及び背面又は前面の図である。
【図１５】リフレクタを備えて、パネルを通過するために基板が光ガイドとして作用するファイバーからなる後方放出電界発光パネルの断面図である。
【図１６】マイクロレンズを備えて、パネルを通過するために基板が光ガイドとして作用するファイバーからなる後方放出電界発光パネルの断面図である。
【図１７】光抽出層の適用前の能動的なマトリックスの電界発光パネルの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
従来技術と比較して本発明によって与えられ、当該明細書を簡素化し、差異及び利点をもたらすように、同一の参照番号は、同一機能を満たす要素において使用される。
【００５１】
したがって、本発明によるパネルは、
−列又はカラムで共に分類されて基板上に沈着された有機電界発光セルの二次元マトリックスと、
−抽出層を形成する、各セル又はセルの列若しくはカラムに沈着された光抽出素子と、
を含む。
【００５２】
受動的なマトリックスパネルの場合、本発明に特異的な抽出層を除いてパネルの製造は、第一に図１乃至４を参照して記載されるであろう。
【００５３】
様々な従来手法は、アレイの形態の電極のより低い層と、異なる色を放射する一般的に交互のバンドからなる電界発光層と、アレイの形態の電極の上部層とを基板上に連続して沈着するために使用してよい。例えば、フォトリソグラフィー、シャドーマスクでの真空沈着、スピンコーティング沈着及び／又はインクジェット印刷を使用することが可能である。
【００５４】
前述に見られるように、２タイプのパネルが識別されて、つまり、より一般的に、光が基板を通過し、したがって電極のより低い層を通過する後方放出と、光が電極の上部層を通過する上方放出である。
【００５５】
それらのタイプの各々において、２タイプの構造は従来から可能であり、つまり、電極の上部層のバンドと電界発光層のバンドとの間の分離バリアを備える構造と、分離バリアを備えない構造とが可能であり、後者の構造は、シャドーマスクを使用する沈着方法によって一般的に生成される。
【００５６】
分離バリアの利点は、セルの列又はカラム間に良好な電気的な分離を提供することであり、追加的なコストを要することが分離バリアの問題である。
【００５７】
一般的に、４タイプのパネルは、ここでより詳細に分離されて記載され、したがって、遭遇する。
【００５８】
バリアを設けた後方放出パネルの場合、図１は、透明な電極１０１のバンドを形成するようにエッチングされるＩＴＯ（酸化スズインジウム）に基づいた透明なより低い層が沈着される、ガラスプレートによって形成される基板１００を示す。能動的なマトリックスの場合、透明な電極の長方形は代わってエッチングされて、次に、長方形の形状の場合、各電界発光セルにおいて、空間又はギャップを残して、電気的な分離層１０２が沈着し、より低い層の電極１０１に対して平行で垂直に適用される線形の分離バリア１０５のアレイは、分離層１０２のギャップ又は空間との間に位置しており、バリアを生成する可能な方法は、米国特許第５，７０１，０５５号明細書（パイオニア）に記載されており、それらのバリアは、好ましくは分離層１０２の絶縁物質と同一の絶縁物質からなり、バンド１０３を形成する有機電界発光層は分離層１０２の各ギャップ又は空間内でバリア１０５間に沈着されて、幾つかのサブ層の形態で一般的に構成される層自体は、特に、有機の孔注入サブ層と、適切な有機電界発光サブ層と、電子注入サブ層とからなる。それら有機サブ層を沈着するために、例えば、真空処理が使用されて、異なる色の交互のバンドを得るために、各色は他の色に対応する相互バリア領域をマスクすることによって沈着されて、次に、一般的にオパークで好ましくは反射性の電極１０４のバンドは、電界発光バンド１０３の上部に沈着されて、ここで再度、それらのバンドは、反射効果を提供する、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）に基づくサブ層及びアルミニウムに基づくサブ層である、数多のサブ層の形態で構成されてよい。この手法において、バリアを設けた後方放出パネルが得られる。
【００５９】
バリアを設けない後方放出パネルの場合、図２は、すでに透明な電極１０１が沈着されたガラスの基板によって形成される基板１００を示し、前述と同一な構造及び組成を備える有機電界発光層のバンド１０３は、各色のためのマスク又はマスクのセットを使用して沈着され、それらのバンド１０３は、平行で、より低い層の電極１０１に対して垂直に適応され、セルの長方形領域をカバーするように配置される。次いで、前述と同一の電極１０４のバンドは、電界発光バンド１０３の上部の狭いアパーチャを有するマスクにより沈着されて、この手法において、バリアを備えない後方放出パネルが得られる。
【００６０】
図３を参照するに、バリアを設けた上方放出パネルの場合、使用される工程は、バリアを設けた後方放出パネルの既に記載した場合と同様であり、ここで上部層に属する、透明な電極１０１の位置及びここでより低い層に属する、オパークな電極１０４の位置は、反対である。
【００６１】
図４を参照するに、バリアを設けない上方放出パネルの場合、使用される工程は、バリアを設けない後方放出パネルの既に記載した場合と同様であり、ここで上部層に属する、透明な電極１０１の位置及びここでより低い層に属する、オパークな電極１０４の位置は、反対である。
【００６２】
有機電界発光セルの二次元マトリックスを得るための他の従来の工程は、特に、能動的なマトリックスの場合に、本発明から逸脱せずに使用されてよい。
【００６３】
光抽出素子の２つの大きなファミリーは、実施例の手法によってここに記載されて、それらは、
−２０タイプのマイクロレンズの抽出素子と、
−３０タイプの放物線のリフレクタの抽出素子と、
が各セル又はセルの各列若しくはカラムに沈着されている。
【００６４】
図５は、図４を参照して前述に記載のように、バリアを設けない上方放出パネル上に沈着されたマイクロレンズ２０の形態の抽出素子が例示され、パネルの各セル又はセルの各列若しくはカラムにおいて、各マイクロレンズ２０は、
−透明な電極１０１により電界発光層１０３から放射する放射された光線を捕獲するように、このセル又はこの列若しくはこのカラムのセルの放射性表面と光学的に結合されるアパーチャＬＥのエントリーインターフェイス２１と、
−図の矢印によって示されるように、エントリーインターフェイス２１から放射する光線が通過するように出口インターフェイス２３で屈折の臨界角よりも小さい入射角で出口インターフェイス２３を打ち付けるように、形状が適切な湾曲を有する、幅広いアパーチャＬＳの出口インターフェイス２３と、
を含む。
【００６５】
レンズ形の要素２０を認識して、パネルのセルによって放射された光の抽出は、著しく改善される。
【００６６】
好ましくは、抽出素子のセットは単一部分を成し、抽出層２００を形成する。この抽出層は、圧縮成形又は射出成形によって安価に形成させる、透明なポリマー物質から成ってよく、この抽出層はまたガラスから成ってよく、この抽出層は粘着結合によってパネルに結合されてよく、中間の粘着層（示されていない）は、パネルとの光学結合の手段として作用する。
【００６７】
図６は、抽出層２００´が均一な厚さを有し、前述した光学抽出素子と同一の手法で作用する、類別された指数領域２０´を含む変形を示す。
【００６８】
図７乃至９は、抽出素子のマイクロレンズの形状に関連する他の変形を表現し、図７Ｂにおいて、各抽出素子２０Ｌは、対称の平面を有し、図７Ａのパネルのセルの列として作用し、このパネルの透明な電極列１０１に集中する。
【００６９】
図８Ｂにおいて、各抽出素子２０Ｃは、対称の平面を有し、図８Ａのパネルのセルのカラムとして作用し、このパネルのオパークな電極カラム１０４に集中する。
【００７０】
図９Ｂにおいて、各抽出素子２０Ｐは、図９Ａのパネルのオパークなカラム電極１０４と透明な列電極１０１との交点でパネルのセルに集中する対称軸を有し、このセルにおいて本質的なものとして役立つ。
【００７１】
抽出素子がマイクロレンズの形態のそれらの実施態様は、図２を参照する前述のようなバリアを設けない後方放出電界発光パネルにさらに適用し、抽出層２００は基板１００の表面と光学で結合されて、セル又はピクセルの規模若しくは直径よりも大きいか又はさらにより大きい、一般的に０．３乃至１．５ｍｍの基板の厚さのために、抽出層によって捕獲された光量は、前述の上方放出パネルの場合よりもわずかであり、この問題は、基板として抽出層２００を使用する、好ましくは、図６に示されるように類別された指数の抽出層２００´を使用することによって回避される。
【００７２】
マイクロレンズ又は抽出層の形態の抽出素子の厚さは、光抽出のレベルと、濃度又はコリメーション（下記を参照）の所望のレベルと、機械的な強度と、及びパネルが提供されることが必要とされる保護の所望のレベルとの間の妥協点である。
【００７３】
図１０は、図４を参照して前述されたようにバリアを設けない上方放出電界発光パネル上に沈着された、前述の“ＣＰＣ”タイプの放物線のリフレクタ３０の形態の抽出素子を記載する。
【００７４】
パネルの各セル又はセルの各列若しくはカラムで、各パラボラ状のリフレクタ３０は、
−セルから放出する放出された光線を捕獲するように、セル１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、又はこの列若しくはカラムのセルの放射性表面と光学的に結合したアパーチャＬＥのエントリーインターフェイス３１と、
−エントリーインターフェイス３１から放射する光線が通過するように出口インターフェイスで屈折の臨界角よりも小さい入射角を有するように、出口インターフェイス３３に向かって送られる反射性表面を打ち付けるように、適切な湾曲を有する、反射性表面３２と、
−この場合に平面の形態である、幅広いアパーチャＬＳの出口インターフェイス３３と、
を含む。
【００７５】
図１０の矢印によって表現されるようなエントリーインターフェイス３１から放射する光線は、通過するために、出口インターフェイス３３で屈折の臨界角よりも小さい入射角で出口インターフェイス３３を打ち付ける。
【００７６】
好ましくは、抽出素子のセットは単一部品を成し、抽出層３００を形成する。好ましくは、抽出層は、透明なポリマー物質から成り、圧縮成形又は射出成形によって形成される。
【００７７】
好ましくは、反射性表面３２は、反射されるように有するべき層の表面の領域をアルミニウムで処理することによって形成され、変形において、反射は全体の反射によって提供される。
【００７８】
エントリーインターフェイスでの光学結合は、物質の指数に近接の指数を有する透明な粘着層を使用することによって達成されるが、しかしながら、粘着の抽出層のエントリーインターフェイス３３をコーティングすることによって、反射が全体の反射によって提供される場合に特に有害となり得る、反射性表面３２に粘着性を適用する危険性があり、反射性表面３２をアルミニウムで処理することは、この問題を回避する。
【００７９】
そのような反射性素子３０により、パネルのセルによって放射された光の抽出は、相当に改善される。
【００８０】
図１１は、抽出層３００´が図２を参照して既に記載されたようなバリアを設けない後方放出電界発光パネルに沈着された前述のリフレクタと同一のリフレクタ３０からなる変形を示す。この変形はまた、抽出素子の密度が、セル又はセルのカラムの数と抽出素子の数の２倍あるいはセルの平均である事実がある前述よりもより高く異なり、この変形はまた、基板１００と抽出層３００´との間に、隣接する抽出素子のエントリーインターフェイス３１との間に位置するリフレクタ要素２８のアレイを含んで異なり、このリフレクタ要素２８のアレイは、図面に示される光線の経路によって示されるように、抽出効率をさらに改善することが可能である。
【００８１】
図１２乃至１４は、抽出素子のリフレクタの形状に関する他の変形を示し、図１２Ｂにおいて、各抽出素子３０Ｌは、対称の平面を有し、図１２Ａのパネルのセルの列として作用し、このパネルの透明な電極列１０１に集中する。
【００８２】
図１３Ｂにおいて、各抽出素子３０Ｃは、対称の平面を有し、図１３Ａのパネルのセルのカラムとして作用し、このパネルのオパークな電極カラム１０４に集中する。
【００８３】
図１４Ｂにおいて、各抽出素子３０Ｐは、図１４Ａのパネルのオパークなカラム電極１０４と透明な列電極１０１との交点でパネルのセルに集中する対称軸を有し、このセルにおいて本質的なものとして役立つ。
【００８４】
既に分かるように、ここで記載された光抽出素子の２つの大きなファミリーは、基板の厚さの理由で、抽出層によって捕獲された光量が上方放出パネルの前述の場合よりも少ないことを既に言及した問題を有する後方放出抽出パネルに適用可能であり、この問題を回避する一つの手法はファイバーに基づくプレートの形態で基板１００´´を使用することであり、基板のファイバー１０６はこのプレートの原理的な面に対して直角であり、このプレートの一つの面から最短が可能な光学経路に沿う他の面まで光を導くために適している。
【００８５】
図１５及び１６は、この実施態様の２つの変形を示し、リフレクタ３０から形成される抽出層３００の場合と、マイクロレンズ２０から形成される抽出層２００の場合のそれぞれである。
【００８６】
基板１００´´のタイプを有する単一部分２００、３００の形態の抽出層を使用する利点は、水と酸素に浸透可能なファイバーに基づいた構造による基板だけによって水及び酸素から不十分に保護され得る、非常に良好な密封及びパネルのセルの非常に良好な保護を提供することであり、電界発光層１０３の有機物質は、水又は酸素の作用下で迅速に劣化することが実際に周知である。
【００８７】
一般的に、単一部分として成された場合の抽出層は、周辺の酸素又は周辺の水からセルの保護を実質的に改善するために、カプセル化層として有用に作用し、この利点は、抽出素子が実施態様の第一及び／又は第二ファミリーのいずれかに依存する、上方放出パネルの場合に特に認識可能である。
【００８８】
本発明は、バリアを設けない有機電界発光パネルを参照して記載され、さらに前述した図１及び３のようなバリアを設けたパネルに適用し、上方放出パネルの場合、一般的に１０μｍより低いバリアの高さは、バリアから離れて維持することを可能にするリフレクタの湾曲を与える、リフレクタへの光抽出素子の応用のための妨害ではない。
【００８９】
光抽出素子の２つの大きなファミリーは、第一ファミリーのためのマイクロレンズの形態の出口インターフェイスの形状及び第二の放物線の形態の反射性表面の形状に関して前述に記載されるが、他の幾何学的な形状が使用できる。第一ファミリーの出口インターフェイス及び第二ファミリーの反射性表面の両者において、したがって、平面領域を有する表面に反するように、抽出により効果的な湾曲した表面を使用することは好ましい。
【００９０】
本発明の一般的な変形において、光抽出手段は、表示される画像を観察するために特に意図されるパネルの前面で空間のエリアに制限するように、パネルの発光コノスコープのアパーチャを減少するように作用するために適切であり、抽出素子の出口インターフェイス２３、３３の幾何学及び／又はそれらの反射性表面３２の幾何学は、この集中効果を得るために、元来から周知の手法で適用される。
【００９１】
前述したような光抽出手段を使用して、各抽出素子が対応するセルの放射アパーチャＬＥよりも非常に多大な出口アパーチャＬＳを提供することが認識され、ＬＳ／ＬＥの比率は、好ましくは、集中効果がない場合におよそ４であり、コリメーション効果がある場合に４よりも大きい。本発明により、各セルの電界発光層の放射の実際のエリアは、パネル内の全体的に失う光束なしで非常に実質的に縮小することができ、これは、各セルの実際の放射エリアでの縮小が光抽出レベルの増加によって補償されることによるためである。
【００９２】
各セルにおける実際の放射エリアでの縮小は、特に能動的なマトリックスパネルの場合に有利である。その理由は、このタイプのパネルにおいて、セルを駆動するために必要な多数の電子部品は、エッチングされて各セルでパネルの基板に挿入されるからである。ここで、それら部品は、かさばっていてもよく、制限される各セルの実際の放射エリアとなってよい。この制限は、本発明による光抽出手段が使用される場合に、もはや妨害ではない。
【００９３】
図１７は、メモリ部品３０４に結合されたより低い層の一つの電極と、固体の透明又は半透明の伝導層によってここに形成された上部層の単一電極（示されていない）とからなる能動的なマトリックス電界発光パネルの３つの隣接するセル１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを例示する。より低い層の電極が互いから分離されなければならないが、単一の電極は上部層において反対で十分であり、各セルの放射エリアは、上部層の単一電極を備えるより低い層の電極の重なり領域によって定義され、上部層の電極とより低い層の電極との間の交差によって受動的なマトリックスの前述の場合では定義されない。能動的なマトリックスパネルの各セルのより低い層の電極のエリアは、本発明による抽出素子のエントリーインターフェイスのエリアに対応するように有利に選択されてよい。
【００９４】
本発明は、セルの二次元マトリックス、特に電界発光層及び電極の上部層がシャドーマスクを使用する沈着方法によって又はインクジェット印刷によって生成される場合、特に有利である。これは、セルの放射エリア、電極を分離する距離を縮小することが本発明により可能であり、したがって、パネルの様々な層又はサブ層を沈着するために使用されるマスクのパターンの幅が増大できる理由のためである。幅の広いパターンを備えるそのようなマスクは位置付けが容易であり、結果として、本発明は、シャドーマスク方法又はインクジェット印刷方法を使用する一般的な実施の製造において、特にバリアを設けないパネルの場合に有利である。
【００９５】
本発明はまた、米国特許第５１２１６２１４の実施例に記載のようなセルが光発光コンバーター素子を備えた電界発光パネルの場合に適用する。そのようなパネルにおいて、すべてのセルの電界発光層は、例えば青である同色を放射し、赤及び緑のセルに位置し、電界発光層上に、青による励起下で赤及び緑をそれぞれ放射する光発光素子がある。変形において、光学のフィルター層は、特に青の光において追加されてよい。このタイプのパネルの製造において、したがって、抽出素子又は抽出層上の光発光素子を生成することが有利である。この目的のために、孔は抽出素子のエントリーインターフェイスで成されてよく、光発光物質はそれらの孔に沈着されてよい。次いで、既に記載したように、抽出素子又は抽出層は、基部の電界発光パネルに対して粘着して結合される。
［付記］
付記（１）：
少なくとも列に分類されて、基板（１００）上に沈着された有機電界発光セルの一次元若しくは二次元マトリックスからなる照明又は画像表示パネルであって、各セル又はセルのグループにおいて、光学的な光抽出素子（２０、３０）自体は、
−前記セル若しくは複数のセルによって放射された光線を捕獲するように、前記グループのセル若しくは複数のセルの放射性表面又は前記基板の放射性表面と光学的に結合されたエントリーインターフェイス（２１、３１）と、
−出口インターフェイス（２３、３３）と、
−中間の反射性表面を通過するために、前記出口インターフェイスで屈折の臨界角よりも小さい入射角を有するように、前記中間の反射性表面を打ちつける前記エントリーインターフェイスから放射する前記光線が、前記出口インターフェイス（２３、３３）に向かって送られるために適切な湾曲を有する前記中間の反射性表面（３２）と、
を含むことを特徴とする照明又は画像表示パネル。
付記（２）：
前記反射性表面（３２）は平面の表面素子を有しないことを特徴とする付記（１）に記載のパネル。
付記（３）：
各抽出素子の前記反射性表面は、少なくとも一つの対称の平面を有し、該対称の平面と垂直な平面と前記表面の交点の２ラインのそれぞれは、放物線の一部分を形成するか、又は放物線の連続した部分を形成することを特徴とする付記（２）に記載のパネル。
付記（４）：
前記反射性表面及び任意に前記出口インターフェイスは、各抽出素子において、前記出口インターフェイスを出る前記光線が２πステラジアンよりも厳密に小さい固体角度内に位置するように、適切な形状を有することを特徴とする前述までの付記のいずれか一つに記載のパネル。
付記（５）：
前記パネルの前記光学的な抽出素子（２０、３０）は、抽出層（２００、３００）を形成する単一部品からなることを特徴とする前述までの付記のいずれか一つに記載のパネル。
付記（６）：
前記抽出層は、前記基板を形成することを特徴とする付記（５）に記載のパネル。
付記（７）：
前記抽出層は、カプセル化層を形成することを特徴とする付記（５）に記載のパネル。
付記（８）：
前記セルのマトリックスは、電極アレイの２層間に位置する電界発光層を含み、一つの層は、前記基板に面する側の“より低い”層と呼ばれ、もう一方の層は反対側の“上部”層と呼ばれ、各セルは、前記より低い層の電極と前記上部層の電極との間の重なり領域に位置づけされていることを特徴とする前述までの付記のいずれか一つに記載のパネル。
付記（９）：
前記上部層の電極又は複数の電極が透明又は半透明である場合、前記抽出素子は前記上部層上に位置づけされることを特徴とする付記（８）に記載のパネル。
付記（１０）：
前記より低い層の電極が透明又は半透明である場合、前記抽出素子は前記より低い層の面から前記基板の反対の面上に位置づけされることを特徴とする付記（８）に記載のパネル。
付記（１１）：
前記基板（１００´´）はファイバー状の構造を有し、該構造のファイバー（１０６）は、前記基板の一つの面から別の面に前記光を導くために適切に適応させられることを特徴とする付記（１０）に記載のパネル。
付記（１２）：
前記各抽出素子（２０、３０）の前記エントリーインターフェイス（２１、３１）がセルのグループをカバーする場合、前記各抽出素子（２０、３０）は前記セルのグループに集中した対称の平面を有することを特徴とする付記（１）乃至（１１）のいずれか一つに記載のパネル。
付記（１３）：
前記グループの各セルは、同一の主要な色を放射することを特徴とする付記（１２）に記載のパネル。
付記（１４）：
前記各抽出素子（２０、３０）の前記エントリーインターフェイス（２１、３１）が単一のセルをカバーする場合、前記各抽出素子（２０、３０）は対称の２平面を有し、該平面の交点は前記セルの中心を通過することを特徴とする付記（１）乃至（１１）のいずれか一つに記載のパネル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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