(57)【要約】【課題】有機ＥＬ照明のもつ利点を生かしながら、これまで不可能であった狭い視野に対して照射エリアをコントロール可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。【解決手段】２枚の透明基板にサンドイッチされた有機ＥＬ発光層１０１を備えた有機ＥＬ素子１００であって、有機ＥＬ発光層から光が出射する側の透明基板の表面に、粘着層１０３と、遮光反射層１０４と、感光層１０５と、レンズ支持体１０６と、レンズ層１０７と、をこの順に備えており、レンズ層は、複数の単位レンズから構成されており、遮光反射層は、有機ＥＬ発光層からの光を反射し、レンズ層側からの光を遮光する材料から構成されており、且つ、レンズ層の単位レンズの中心軸と一致した中心軸を持つ遮光反射層開口部１１０を備えていることを特徴とする有機ＥＬ素子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の透明基板にサンドイッチされた有機ＥＬ発光層を備えた有機ＥＬ素子であって、
有機ＥＬ発光層から光が出射する側の透明基板の表面に、粘着層と、遮光反射層と、感光層と、レンズ支持体と、レンズ層と、をこの順に備えており、
レンズ層は、複数の単位レンズから構成されており、
遮光反射層は、有機ＥＬ発光層からの光を反射し、レンズ層側からの光を遮光する材料から構成されており、且つ、レンズ層の単位レンズの中心軸と一致した中心軸を持つ遮光反射層開口部を備えていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記遮光反射層は、レンズ層を構成する単位レンズ毎に同じ出射角と光束となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
前記遮光反射層の厚みが１．０μｍ〜１０．０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記レンズ層を構成する単位レンズの形状がドット形状の集合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記レンズ層を構成する単位レンズの形状がプリズム形状であり、且つ、一次元に配列された第１のレンズアレイと一次元に配列された第２のレンズアレイとからなり、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとが、直交して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置として使用される有機ＥＬ素子の配光制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ照明の有機ＥＬ素子から発光された光は、発光面からランダムに広視野に広がった分布をもつ光である。このような有機ＥＬ光に対して、有機ＥＬ照明の最表面であるガラスやプラスチック基材の表面に配光制御を行うフィルムを設置することによって用途に応じて必要な配光角を任意に設定することを可能とする技術が配光制御技術である。
【０００３】
照明は人々の暮らしにおいて欠かせないものである。これまで家庭用照明や業務用照明など様々な照明の主流は蛍光灯や白熱電球であったが、近年急速にコストダウンが進み、低消費電力であり、安全性で優位なＬＥＤ照明が一般家庭においても普及してきている。今後もこの照明分野での技術革新は続いていくと考えられるが、ＬＥＤ照明の次の技術として期待されるのが有機ＥＬ照明である。ＬＥＤ照明より更に低電力が期待できることや面光源であることから目にやさしい柔らかい光であり、色再現性が良いことや構造的に薄くすることが可能であることから、曲がる照明としてデザイン照明としても期待されている。
【０００４】
照明の用途は様々であり幅広いエリアを照らすことはもとより、その逆に狭いエリアに光を集光させる用途もある。例えば病院の手術用照明等は影が出ないことが必要であり、必要な部分にのみ光をあてる必要がある場合、現状の有機ＥＬ照明では、逆に光が広がりすぎてしまい用途に合わないという欠点がある。図２はその状況を示した説明図であり、一般的な有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図であるが、有機ＥＬ発光層２０１から出射された光線２０３は、ガラス基板２０２ｂの前面を通過後、ランダムな配光角で広がってしまう。
【０００５】
このような欠点を解決できる先行技術について調査したが、該当する技術を見出す事はできなかった。
近い技術としては、例えば特許文献１に、複数のルーバー構造領域における板状領域の傾斜角の組み合わせを容易に調節することができるとともに、光拡散角度領域内における拡散光の強度の均一性を高め、さらに、光拡散角度領域を効果的に拡大した光拡散フィルムを、効率的に製造することができる光拡散フィルムの製造方法およびそれによって得られる光拡散フィルムが開示されている。
【０００６】
この技術は、光拡散角度領域における散乱光の均一性が高く、かつ、光拡散角度領域を効果的に拡大した光拡散フィルムを提供可能であるが、逆に狭いエリアに光を集光させることは不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５３２４７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、有機ＥＬ照明のもつ利点を生かしながら、これまで不可能であった狭い視野に対して照射エリアをコントロール可能な有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、２枚の透明基板にサンドイッチされた有機ＥＬ発光層を備えた有機ＥＬ素子であって、
有機ＥＬ発光層から光が出射する側の透明基板の表面に、粘着層と、遮光反射層と、感光層と、レンズ支持体と、レンズ層と、をこの順に備えており、
レンズ層は、複数の単位レンズから構成されており、
遮光反射層は、有機ＥＬ発光層からの光を反射し、レンズ層側からの光を遮光する材料から構成されており、且つ、レンズ層の単位レンズの中心軸と一致した中心軸を持つ遮光反射層開口部を備えていることを特徴とする有機ＥＬ素子である。
【００１０】
また請求項２に記載の発明は、前記遮光反射層は、レンズ層を構成する単位レンズ毎に同じ出射角と光束となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１１】
また請求項３に記載の発明は、前記遮光反射層の厚みが１．０μｍ〜１０．０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子である。
【００１２】
また請求項４に記載の発明は、前記レンズ層を構成する単位レンズの形状がドット形状の集合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子である。
【００１３】
また請求項５に記載の発明は、前記レンズ層を構成する単位レンズの形状がプリズム形状であり、且つ、一次元に配列された第１のレンズアレイと一次元に配列された第２のレンズアレイとからなり、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとが、直交して配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の有機ＥＬ素子によると、これまで有機ＥＬ照明でできなかった狭い照射エリアに集光させることが可能であり、また有機ＥＬ照明独自の利点を損ねることがないことから、照明の用途展開を広げることが可能になり、更には消灯時の照明の色を任意に設定ができることから、安価なデザイン照明としても用途展開が期待できる。
【００１５】
請求項１に対応する発明によれば、有機ＥＬ素子から発光された光は反射屈折を繰返しながら透明な基材を通過し遮光反射層とレンズ層により配光角が狭くなり、指向性をもった光を出射することが可能になる。これにより有機ＥＬ素子の柔らかく目に優しい光の利点を損なわずに、照らしたいエリアのみに照射することが可能な照明を提供することができる。
【００１６】
請求項２に対応する発明によれば、任意の開口率をもつ遮光層により有機ＥＬ素子から発光されたランダムな配光をもつ光が一定の配光角に整えられ通過し、更には最表層にあるレンズ層により指向性を持った光として出射することが可能になる。
【００１７】
請求項３に対応する発明によれば、遮光反射層の厚みを１．０μｍ〜１０．０μｍとすることにより、十分な遮光性と反射性が発揮されるのと同時に、良好な形状の遮光反射層開口部を形成することを可能とする。また遮光反射層の内部を通過する光の配光角は遮光反射層の厚みつまり光路長により任意にコントロールすることが可能である。
【００１８】
請求項４に対応する発明によれば、レンズ層がドット形状であることにより、水平方向と垂直方向での光束を同じにすることが可能であり、具体的にはドット形状を真円や楕円形状、六方配列にすることにより効果を発揮することが可能である。
【００１９】
請求項５に対応する発明によれば、レンズ層が直行していることにより水平方向と垂直方向での光束を同じにすることが可能であり、更には水平方向と垂直方向のレンズ形状や大きさを任意に設定することにより光束を分配することができ使用する場所や用途に応じた照明を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様に係わる有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図。
【図２】本発明の一態様に係わる有機ＥＬ素子の遮光反射層を概略的に示す平面図。
【図３】一般的な有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の有機ＥＬ素子は、２枚の透明基板にサンドイッチされた有機ＥＬ発光層を備えた有機ＥＬ素子であって、有機ＥＬ発光層から光が出射する側の透明基板の表面に、粘着層と、遮光反射層と、感光層と、レンズ支持体と、レンズ層と、をこの順に備えている。
また、レンズ層は、複数の単位レンズから構成されており、遮光反射層は、有機ＥＬ発光層からの光を反射し、レンズ層側からの光を遮光する材料から構成されており、且つ、レンズ層の単位レンズの中心軸と一致した中心軸を持つ遮光反射層開口部を備えている。
【００２２】
前記の遮光反射層は、レンズ層を構成する微細な単位レンズ毎に、同じ出射角と同じ光束（明るさ）となるように構成されている。
また、遮光反射層の厚さは、１．０μｍ〜１０．０μｍであることが好ましい。
また、レンズ層を構成する単位レンズの形状は、ドット形状の集合体か、または一次元的に配列されたプリズム形状第１のレンズアレイと、一次元的に配列されたプリズム形状第２のレンズアレイとが、レンズ支持体上で直交して配置されたものであることが好ましい。
【００２３】
次に、本発明の有機ＥＬ素子を図１および図２を用いて詳細に説明する。
（有機ＥＬ素子の構成）
図１は、本発明の一態様に係わる有機ＥＬ素子を概略的に示す断面図である。この有機ＥＬ素子１００はガラス基板１０２ａ、有機ＥＬ発光層１０１、ガラス基板１０２ｂ、粘着層１０３、遮光反射層１０４、感光層１０５、レンズ支持体１０６、レンズ層１０７が順次形成されている構成である。図１において、遮光反射層開口部１１０とレンズ層１０７の中心位置は同じ軸になるように配置されている。
【００２４】
図３は、本発明の一態様に係わる有機ＥＬ素子の遮光反射層１０４を概略的に示す平面図であり、遮光反射層１０４に対して遮光反射層開口部１１０の形状はレンズ層１０７に対して対応した形状になるように形成され、それらの中心位置は同じ軸になるように配置される（図１参照）。図３（ａ）は遮光反射層開口部１１０が円形、図３（ｂ）は遮光反射層開口部１１０´が正方形である場合を例示したものである。
【００２５】
このような構成を持つ本発明の有機ＥＬ素子１００においては、有機ＥＬ発光層１０１で発光した光は、ある一定の方向に向けて照射することができる。図１に示した光線（１）１０８と光線（２）１０９は、有機ＥＬ発光層１０１からの発光であり、広い角度に向けて出射されるが、それらの光線（１）（２）が粘着層１０３を通り、遮光反射層開口部１１０を通って、最終的にレンズ層１０７から外部に出射する際には、同じ方向に向って出射するようにすることが可能である。
【００２６】
（有機ＥＬ素子の製造方法）
有機ＥＬ素子１００は、ガラス基板１０２ａ、有機ＥＬ発光層１０１、ガラス基板１０
２ｂにより形成されるが、形成方法は特に限定されない。
ガラス基板１０２ｂ上に形成される粘着層１０３は、ガラス基板１０２ｂ及び遮光反射層１０４との密着性を有するものであれば特に限定されるものではない。
【００２７】
遮光反射層１０４の形成にあたっては、一般に、印刷（コーティング）、転写，フォトリソなどの各種手法が、適宜に選定されるが、レンズ支持体１０６にレンズ層１０７が形成されたレンズシートの単位レンズの並列ピッチが微細である場合においても、単位レンズそれぞれに１：１で対応して開口部を有するためのアライメント精度が要求されるため、フォトリソグラフィー法の一方式として、レンズ自身の集光特性を利用して遮光反射層開口部１１０の形成箇所をレンズ層１０７に形成された単位レンズによって規定する、所謂「セルフアライメント手法」の採用が有効である。
【００２８】
セルフアライメント手法の一例として、図１に示したように、レンズ支持体１０６のレンズ層１０７が形成された面とは逆の面に、感光によって粘着性が消失する特性を持つフォトポリマからなる感光層１０５を全面に形成しておき、レンズ層１０７側からの露光により、各単位レンズの集光作用に応じて規定された集光部（フォトポリマの粘着性が消失する部分）／非集光部（フォトポリマの粘着性が残る部分）のうち、非集光部に相当する箇所にのみ遮光反射層１０４を転写形成する手法が有効である。
【００２９】
遮光反射層１０４を形成する材料は、有機ＥＬ発光層１０１より出射された光を反射しなければならないため、遮光反射層１０４の粘着層１０３側と接する面が白色もしくは金属光沢を有することが好ましい。
【００３０】
白色にする場合は、白色顔料とバインダー樹脂とで構成されるが、白色顔料としては当該技術分野で良く知られている二酸化チタン，硫酸バリウム，及び酸化マグネシウム等を用いることが好ましい。
【００３１】
バインダー樹脂と白色顔料とをこのような混合比で混合することによって、厚みが１０×１０-６ｍ以上となるような遮光反射層１０４を形成できるようになる。バインダー樹脂としては熱可塑性樹脂が一般的に使用されるが、セルフアライメント方式により遮光反射層１０４を転写形成する手法の場合、箔切れ性で良好なＥＶＡが好ましい。
【００３２】
また金属光沢を付与する場合には、金属を表面に蒸着する方法や金属ペーストをバインダー樹脂に混ぜる方法が挙げられるが、より平滑で反射性を有することから、蒸着する方法が好ましい。金属材料としては安価であり十分な反射性を有するアルミニウムが好ましい。
【００３３】
遮光反射層１０４の厚みは、その厚みにより有機ＥＬ発光層１０１から出射された光の配光を任意に設定する役割をもっているが、厚みが１．０μｍ以下の場合は、十分な遮光性、反射性が発揮されず、１０．０μｍ以上の場合は、セルフアライメント方式による転写剥離工程での遮光反射層１０４の切れ性が悪くなることや膜の凝集力が低下してしまい、開口部がつぶれてしまうという問題があることから、１．０μｍ〜１０μｍが好ましい。
【００３４】
感光層１０５は、例えば紫外線硬化性樹脂（以後、「ＵＶ硬化粘着剤」とも称する）か、他の種類の粘着剤を使用することができる。製造後にも残る粘着性を考慮した場合、経時的な耐性や光学特性の低下を招く可能性が低いため、紫外線硬化性樹脂の重合性接着剤を用いる方が好ましい。
【００３５】
レンズ支持体１０６は、透明な樹脂フィルムまたはシートを使用することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子材料からなる透明な樹脂フィルムを使用することができる。
【００３６】
レンズ層１０７は遮光反射層１０４を通過した光を更に指向性を高める役割をもつため光を透過する材料がもちいられる。レンズ層１０７を形成する方法としては微細な形状を精度良く形成する必要があることから、レンズの形状の凹凸を反転させた形状をあらかじめ施した金属母型に紫外線硬化樹脂を流し込み、紫外線照射により硬化後、剥離する方法を好適にもちいることができる。レンズ層１０７を構成する樹脂としては、紫外線硬化型樹脂であれば特に制限はないが、レンズ支持体１０６との密着性や硬化後、有機ＥＬ素子１００の最外層に配置されることから、キズや汚れなどの影響を受け難い、表面硬度が高い材料が好ましい。レンズ形状は一次元方向に配列されたレンチキュラー形状やプリズム形状が一般的であるが、全方向での角度依存性を配慮する場合、プリズム形状を２次元方向に配列したものやドットの様な単一な形状のレンズをランダムに配列したものが好ましい。
【００３７】
図２は本発明の一態様に係わる有機ＥＬ素子の遮光反射層を概略的に示す平面図であるが、セルフアライメント方式により形成されることから、レンズ形状により遮光反射層のパターン形状は決まる。図３はドット形状のレンズやプリズムを２次元に配置したレンズを使用して形成した例であり、図３（ａ）は円形、図３（ｂ）は正方形の遮光反射層開口部１１０、１１０´が形成された遮光反射層１０４、１０４´を例示している。
【００３８】
上記のようにして作製された有機ＥＬ素子は任意の指向性をもった光を前面に出射することが可能である。
【実施例】
【００３９】
実施例により本発明の有機ＥＬ素子について更に詳しく説明する。
図１に示す有機ＥＬ素子１００を以下のようにして製造した。
（レンズシートの作製）
まず、レンズ支持体１０６として厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。このレンズ支持体１０６の一方の面に作製するべきレンズ形状の凹凸を反転させた形状をあらかじめ施した金属母型に紫外線硬化樹脂を流し込み、紫外線照射により硬化後、剥離することによりレンズ層１０７がレンズ支持体１０６上に形成されたレンズシートを得た。
【００４０】
（レンズシートへの感光層の形成）
次に、レンズ支持体１０６上にレンズ層１０７が形成された面とは反対の面に、ＵＶ硬化型粘着剤を、グラビアコーターを用いて１０μｍの厚みになるようにコーティングすることにより感光層１０５を形成した。次に、次工程でのセルフアライメント露光時の酸素阻害を回避するため、離型性を施した離型フィルムの離型面を感光層１０５の表面にラミネートした。
【００４１】
（遮光反射層形成用の転写シートの作製）
次に、遮光反射層１０４を形成するための転写シートを作製した。
基材として２５μｍポリエチレンテレフタレートフィルムを準備した。
また遮光反射層１０４の材料として以下の組成のインキを作製し、グラビアコーターを用いて５μｍの厚みになるようにコーティング、乾燥して転写シートを作製した。
エチレン酢酸ビニル共重合樹脂（日本合成化学社製、ソアブレンＢＨ）３０重量部
白色顔料（石原産業社製、酸化チタンＲ８２０）２０重量部
溶媒（トルエン／ＭＥＫ＝１／１）  ５０重量部
【００４２】
（遮光反射層の形成）
次に、セルフアライメント方法をもちいて遮光反射層１０４を形成した。
先に作製したレンズ層１０７、レンズ支持体１０６、感光層１０５が順に備えられたレンズシートのレンズ層１０７側より、平行光紫外線露光装置をもちいて紫外線照射することにより、レンズ層１０７にて集光／非集光部を潜像として感光層１０５に形成させた後、感光層１０７の表面にラミネートした離型フィルムを剥離し、感光層１０７の面に事前に作製した遮光反射層１０４を形成した転写シートの遮光反射層１０４面を重ね、昇温した圧着ロールにて加熱圧着後、転写シートを剥離し、遮光反射層１０４を形成した。
【００４３】
最後に、ガラス基板１０２ａ、有機ＥＬ発光層１０１、ガラス基板１０２ｂを順次形成して形成した基板のガラス基板１０２ｂ面に粘着剤を塗布して粘着層１０３を形成し、作製した遮光反射層１０４とを向かい合わせにして圧着し、貼り合わせることにより有機ＥＬ素子１００を作製した。
【００４４】
本実施例にて作製した有機ＥＬ素子１００と、従来の一般的な有機ＥＬ素子を配光角測定のため、自動変角光度計ＧＰ−２００（村上色彩技術研究所製）にて測定した結果、一般的な有機ＥＬ素子は拡散した発光となり広い配光角となったのに対して、本発明の有機ＥＬ素子から出射される光は、出射される方向が揃っており、配光角が狭い結果を得ることができた。
【符号の説明】
【００４５】
１００、２００  ・・・有機ＥＬ素子
１０１  ・・・有機ＥＬ発光層
１０２ａ、１０２ｂ・・・ガラス基板
１０３  ・・・粘着層
１０４、１０４´  ・・・遮光反射層
１０５  ・・・感光層
１０６  ・・・レンズ支持体
１０７  ・・・レンズ層
１０８、２０３  ・・・光線１
１０９  ・・・光線２
１１０、１１０´  ・・・遮光反射層開口部
２０１  ・・・有機ＥＬ発光層
２０２ａ、２０２ｂ・・・ガラス基板
【図１】
2017123226.tif 000003
【図２】
2017123226.tif 000004
【図３】
2017123226.tif 000005