專利名稱：發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電致發(fā)光器件(以下稱作“EL器件”)的發(fā)光器件，該電致發(fā)光器件形成于透明襯底的光入射表面上。
背景技術(shù)：
包括在透明襯底之上形成的EL器件的發(fā)光器件或電致發(fā)光表面板(以下稱作“EL面板”)是公知的。使用發(fā)光器件用于背光照射諸如液晶顯示器件的顯示器件也是公知的。
有機(jī)EL面板提供有有機(jī)EL器件，其中陽極、有機(jī)電致發(fā)光層(“電致發(fā)光層”以下稱作“EL層”)和具有光反射特性的陰極以該順序?qū)盈B在透明襯底上。陽極由諸如氧化銦錫(以下稱作“ITO”)的光透射導(dǎo)電材料形成。當(dāng)有機(jī)EL器件處于發(fā)光態(tài)時(shí)，自透明基板側(cè)發(fā)光。
雖然需要有機(jī)EL器件形成為大面積，但因?yàn)橛袡C(jī)EL器件的厚度極薄，有機(jī)EL層的厚度在幾十至幾百納米間的范圍內(nèi)，所以由于難以均勻地形成大面積的有機(jī)EL層，而造成有機(jī)EL器件的產(chǎn)量降低。
日本專利特開公布2001-52858公開了通過形成包括單個(gè)部件有機(jī)EL器件的單元和設(shè)置多個(gè)這種單元而制造的大面積顯示器件或大面積有機(jī)EL面板。
然而，當(dāng)通過設(shè)置具有小面積的多個(gè)有機(jī)EL器件形成大面積有機(jī)EL面板時(shí)，在相鄰的有機(jī)EL器件之間的面積減小了有機(jī)EL面板的發(fā)光。每個(gè)有機(jī)EL器件需要端電極和電極連接線用于連接陽極和陰極至外部驅(qū)動(dòng)器電路。端電極和電極連接線設(shè)置于有機(jī)EL器件的外圍。其中形成端電極和電極連接線的區(qū)域顯得很暗，因?yàn)楸M管有機(jī)EL器件發(fā)光但光沒有從其中透射。以這種方式，在通過設(shè)置多個(gè)有機(jī)EL器件形成的大面積有機(jī)EL面板中，在相鄰的有機(jī)EL器件間的區(qū)域顯得很暗。
另一方面，為了有效地使用自有機(jī)EL器件發(fā)出的光，進(jìn)入透明襯底的光需要從與面向EL器件的表面相對(duì)的表面(以下稱作“發(fā)光表面”)高效率地發(fā)出。然而，由于自有機(jī)EL器件發(fā)出的光照射到各個(gè)方向，所以光與發(fā)光表面的入射角也可以是各種值。而且，通常使用的透明襯底具有比外部大氣(通常為空氣)更高的折射率。
因此，透明襯底上的入射光包括不從發(fā)射表面出去、而直接從透明襯底的端面出去的光，其在發(fā)光表面上被全反射并被引導(dǎo)穿過透明襯底后從端面發(fā)出，且在進(jìn)入有機(jī)EL層后被削弱。換句話說，使用有機(jī)EL器件的有機(jī)EL面板具有沒有用于照明的相當(dāng)大數(shù)量的光。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，設(shè)計(jì)了本發(fā)明。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種發(fā)光器件，其通過使用在常規(guī)技術(shù)中未被有效使用的光，使用EL器件用于光源，并能夠從比EL層的面積更大的面積照射光。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種具有形成于透明襯底入射表面上的電致發(fā)光器件的發(fā)光器件。該發(fā)光器件特征在于與入射表面相對(duì)的發(fā)光表面形成得比所述的發(fā)光表面更大，光重定向部件設(shè)置于不與所述電致發(fā)光器件相關(guān)的至少一部分所述透明襯底中，其中光通過所述光重定向部件而重新定向，以從所述發(fā)光表面出射，上述的光穿過所述入射表面進(jìn)入所述透明襯底中，并朝著其中光沒有自所述的發(fā)光表面出射的方向前進(jìn)。注意到，其中使用的術(shù)語“透明的”表示至少傳輸可見光的特性。光重定向部件的例子是光散射部件和光反射部件。
由于發(fā)光表面的面積形成得比EL器件的發(fā)光部件的面積大，所以自EL器件進(jìn)入透明襯底的一部分光穿過不與透明襯底的EL器件相關(guān)的部分而被引導(dǎo)。在前進(jìn)到不與EL器件相關(guān)的部分的光中，主要部分的光在常規(guī)中沒有從發(fā)光表面出射，且被光重定向部件重新定向以便從發(fā)光表面出射。因此，在常規(guī)技術(shù)中不能使用的部分光從不與EL器件相關(guān)的發(fā)光表面的部分發(fā)出，以便使光自比EL層的面積更大的面積出射。
在一個(gè)方面中，光重定向部件僅設(shè)置在不與EL器件相關(guān)的部分中。由于光重定向部分沒有設(shè)置在與EL器件相關(guān)的透明襯底的部分中，所以在從EL器件進(jìn)入的光中，以不超過臨界角入射在發(fā)光表面上的光可以僅從發(fā)光表面發(fā)出。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，光重定向部件包括至少在與發(fā)光表面相對(duì)的表面上的光反射部件。注意到，在整個(gè)說明書中，術(shù)語“光反射部件”表示這樣一種部件，其能夠使以與發(fā)光表面的角度大于臨界角穿過透明襯底引導(dǎo)的光進(jìn)行反射，并使具有比臨界角小的角度的光改變前進(jìn)方向。注意到，與發(fā)光表面的角度表示在光的方向和發(fā)光表面垂直的方向之間形成的角度。
在這種情況下，由于與發(fā)光表面相對(duì)的表面上入射的光被光反射部件反射，所以至少一部分反射光從發(fā)光表面發(fā)出。因此，同與發(fā)光表面相對(duì)的表面是光吸收表面或光透射表面的情況相比，從發(fā)光表面發(fā)出的發(fā)光度可以更高。
在另一方面中，光反射部件包括形成光提取表面的多個(gè)凹槽，其允許光穿過所述透明襯底的所述部分被引導(dǎo)，以反射從而自所述的發(fā)光表面出射。在這種情況下，當(dāng)穿過不與EL器件相關(guān)的部分被引導(dǎo)時(shí)，朝向透明襯底的端面前進(jìn)的光在光提取表面上被反射。光的方向被改變以指向與發(fā)光表面相垂直的方向，從而從發(fā)光表面發(fā)出。與光反射部件為平坦表面的情況相比，以這種方式從發(fā)光表面以更高的效率發(fā)射出反射光。
在另一方面中，光重定向部件包括光散射部件。在這種情況下，穿過不與EL器件相關(guān)的部分并朝向襯底端面透射的光、或前進(jìn)以便入射在發(fā)光表面上以具有不小于臨界角的角的光，在光散射部件處被散射以改變光的方向。因此，能夠增加發(fā)射的光的發(fā)光度。
在另一方面中，在發(fā)光表面上形成光散射部件。在這種情況下，因?yàn)楣馐艿饺瓷淝乙圆辉试S光出射的角度入射發(fā)光表面上，所以如果發(fā)光表面是平坦表面，則不能從發(fā)光表面出射的至少一部分光可以從發(fā)光表面發(fā)射出。因此，能夠增加從發(fā)光表面發(fā)出光的發(fā)光度。
在另一方面中，透明襯底形成為具有某一厚度，該厚度隨著位置到與EL器件相關(guān)部分的距離增加而減小。在這種情況下，與具有均勻厚度的透明襯底相比，在不與EL器件相關(guān)的部分中，從發(fā)光表面發(fā)射的光可以充分地發(fā)射。
在一個(gè)方面中，EL器件是有機(jī)EL器件。在這種情況下，與使用無機(jī)EL器件的情況相比，光源可以是以較低電壓照射的。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用在常規(guī)技術(shù)中不能有效使用的光，可以從比EL層的面積更大的面積照射光。


通過參考優(yōu)選實(shí)施例的以下描述并相關(guān)附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將能更好的理解，其中圖1示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的剖面；圖2是第一實(shí)施例的發(fā)光器件的示意性平面圖；圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的發(fā)光器件的示意性剖面圖；圖4是第二實(shí)施例的發(fā)光器件的示意性平面圖；圖5示意性地示出了光提取表面的工作；圖6示意性地示出了根據(jù)第三實(shí)施例的發(fā)光器件的剖面；圖7示意性地示出了根據(jù)第四實(shí)施例的發(fā)光器件的剖面；圖8示意性地示出了根據(jù)又一實(shí)施例的發(fā)光器件的剖面。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和2，以下將描述本發(fā)明的第一實(shí)施例，其舉例說明了提供有有機(jī)EL器件的發(fā)光器件。圖1示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施例的發(fā)光器件的剖面。圖2是第一實(shí)施例的發(fā)光器件的示意性平面圖。
如圖1所示，發(fā)光器件11包括第一電極13、有機(jī)EL層14和第二電極15，以這種順序形成于透明襯底12的表面上。第一電極13、有機(jī)EL層14和第二電極15形成了有機(jī)EL器件16。為了防止有機(jī)EL層14接觸外部大氣，有機(jī)EL器件16由鈍化膜17覆蓋。鈍化膜17由至少用于防止?jié)駳?水蒸汽)和氧氣滲透的材料形成。在第一實(shí)施例中，鈍化膜17由氮化硅形成。有機(jī)EL器件16為底部發(fā)射型有機(jī)EL器件，其中自有機(jī)EL層14發(fā)出的光從透明襯底12側(cè)被提取(發(fā)射)。
第一電極13由透明導(dǎo)電材料形成。在第一實(shí)施例中，ITO用作透明導(dǎo)電材料。有機(jī)EL層14的結(jié)構(gòu)可以是任何常規(guī)公知結(jié)構(gòu)中的一種。例如，將其配置成從第一電極13以空穴注入層、發(fā)射層和電子注入層的這種順序?qū)盈B的三層結(jié)構(gòu)，或空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)射層和電子傳輸層的四層結(jié)構(gòu)。形成有機(jī)EL層14以發(fā)射白光。當(dāng)使用發(fā)光器件11用于背光照射顯示器時(shí)，通過使用濾色片可以實(shí)現(xiàn)全色顯示。
第二電極15由金屬(例如，鋁)形成并具有光反射特性。在第一實(shí)施例中，第一電極13形成陽極，第二電極15形成陰極。通過為第二電極15提供光反射特性，能夠增加從發(fā)光表面12b獲得的發(fā)光度。
在第一實(shí)施例中，透明襯底12由玻璃襯底形成。透明襯底12包括提供有有機(jī)EL器件16的入射表面12a和與入射表面12a相對(duì)的發(fā)光表面12b。發(fā)光表面12b的面積比有機(jī)EL層14的面積大，其是有機(jī)EL器件16的發(fā)射部分。如圖2所示，第一實(shí)施例的透明襯底12和有機(jī)EL器件16形成為矩形形狀，其中將有機(jī)EL器件16設(shè)置在透明襯底12的中心區(qū)中。
作為不與有機(jī)EL器件16相關(guān)的區(qū)域，非相關(guān)部分18提供有光重定向部件，用于將在入射表面12a上入射并穿過透明襯底12朝向一個(gè)方向、以比發(fā)光表面12b上的臨界角更大的與發(fā)光表面12b的角度傳輸?shù)墓膺M(jìn)行重新定向，從而能從發(fā)光表面12b發(fā)射出。在第一實(shí)施例中，對(duì)于光重定向部件設(shè)置了光散射部件19和21。
光散射部件19設(shè)置于透明襯底12內(nèi)并提供有散射光的表面。其中所使用的術(shù)語“散射”表示反射或折射。
第一實(shí)施例的光散射部件19包括由激光照射形成的標(biāo)記、或具有與環(huán)境不同折射率的一部分透明襯底。沒有限制光散射部件19的形狀，以便可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)能夠得到高的光提取效率的形狀。例如，如圖1所示，它們可以形成為球形形狀或具有圓形橫截面的形狀。以這種方式，當(dāng)光散射部件19在外圍(表面)上具有圓形的表面時(shí)，自同一方向進(jìn)入的光根據(jù)光入射的位置被散射到各個(gè)方向。
可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)光散射部件19的位置以具有高的光提取效率。例如，可以將光散射部件19可以設(shè)置為，當(dāng)從發(fā)光表面12b側(cè)觀察時(shí)隨機(jī)地分布光，或設(shè)置為當(dāng)從側(cè)面?zhèn)瓤磿r(shí)隨機(jī)地分布光(如圖1所示)。而且，可以將光散射部件19設(shè)置為當(dāng)從任意方向觀看時(shí)隨機(jī)地分布光。
不必將光散射部件19設(shè)置為在非相關(guān)部分18的厚度上(在與發(fā)光表面12b垂直的方向上)隨機(jī)地分布光。例如，可以將它們?cè)O(shè)置為在發(fā)光表面12b附近更密集、在與發(fā)光表面12b相對(duì)的表面附近更密集或在襯底的核心部分更密集。可以將光散射部件19設(shè)置為與襯底的其它部分相比，在透明襯底12的外圍部分中具有更高的密度。
將第一實(shí)施例的光散射部件19設(shè)置為與其它部分相比，在透明襯底12的外圍部分中具有更高的密度，其中隨機(jī)地排列這些部件。
由于光散射部件19在透明襯底12的外圍部分中形成較密集，所以襯底中心部分中沒有遇到的光散射部件19的光，能夠通過擊中設(shè)置于外圍部分中的光散射部件19而從發(fā)光表面12b發(fā)出。因此，與光散射部件19的密度在外圍部分中降低，或均勻穿過整個(gè)襯底提供部件19的情況相比，可以平均化從發(fā)光表面12b發(fā)出的光的發(fā)光度。
通過在透明襯底的內(nèi)部提供標(biāo)記(激光標(biāo)記方法)的方法形成光散射部分19。例如，當(dāng)通過日本專利特開200-1276985中公開的器件和方法形成光散射部件19時(shí)，具有高輸出的脈沖激光聚集在諸如玻璃的透明材料內(nèi)部的部分處，以便由于通過施加強(qiáng)光電場(chǎng)的非線性光學(xué)效應(yīng)，在該部分處出現(xiàn)能量吸收。因此，只在焦點(diǎn)的附近出現(xiàn)損傷、折射率改變和密度改變，以便可以處理內(nèi)部的部分而不影響材料的表面。換句話說，通過將透明襯底12定位于在X、Y和Z方向上可移動(dòng)的臺(tái)上，并通過重復(fù)在指定位置處的激光照射的聚集操作和在X、Y和Z方向中臺(tái)的移置操作，可以將光散射部件19形成在透明襯底12內(nèi)的指定位置中。
例如可以使用Nd-YAG激光器作為激光源。脈沖激光器能使標(biāo)記具有優(yōu)良的可控性，且優(yōu)選是具有短脈沖寬度的脈沖激光器，因?yàn)榭梢跃鶆虻卦O(shè)置標(biāo)記的深度。為此，使用在亞毫微秒時(shí)間標(biāo)度之下的脈沖的激光源，例如具有10-15秒數(shù)量級(jí)的脈沖寬度的毫微微秒激光器可以是有利的。
在透明襯底12上形成光散射部件19的時(shí)間可以是在形成有機(jī)EL器件16之前或之后，或甚至可以是當(dāng)進(jìn)行有機(jī)EL器件16的工藝步驟時(shí)，例如在形成第一電極13之后。
由于光散射部件19可以選擇地形成于激光器的焦點(diǎn)中，所以光散射部件19可以形成于預(yù)定的位置中而不損傷透明襯底12的表面。用這種方法設(shè)計(jì)和工藝的自由度很高，因?yàn)閷?duì)光散射部件19的形狀和設(shè)置限制較少。
而且，由于光散射部分19可以形成在比有機(jī)EL器件16的形成更遲的步驟中，所以當(dāng)有機(jī)EL器件16失效或有缺陷時(shí)，能夠避免光散射部件19的形成。
通過使發(fā)光表面12b粗糙化，來形成設(shè)置于非相關(guān)部分18的發(fā)光表面12b上的光散射部件21。例如通過噴砂工藝可以進(jìn)行粗糙化。
光反射表面20和22形成在與非相關(guān)部分18的發(fā)光表面12b相對(duì)的表面上和透明襯底12的端面上。在第一實(shí)施例中形成具有光反射特性的金屬膜。因此，與非相關(guān)部分18的發(fā)光表面12b相對(duì)的表面可以是反射表面?？梢允褂娩X作為具有光反射特性的金屬。
注意到，當(dāng)圖1示意性地示出該構(gòu)造時(shí)，第一電極13、有機(jī)EL層14和第二電極15的厚度事實(shí)上大約在幾十至一千納米的范圍內(nèi)，而透明襯底12的厚度大約在0.5和1mm之間的范圍內(nèi)。鈍化膜17的厚度形成為不小于第一電極13、有機(jī)EL層14和第二電極15的厚度，然而，為在附圖中說明方便起見，示出了各個(gè)構(gòu)造的比例與實(shí)際比例不同。同樣示出了透明襯底12和有機(jī)EL器件16的尺寸與實(shí)際比例不同。而且，在圖中省略了透明襯底12的影線。
接下來描述由此形成的發(fā)光器件11的工作?？梢允褂冒l(fā)光器件11作為在透射型液晶面板23(在圖1中通過點(diǎn)劃線示出)的反面(顯示器的相對(duì)面)上設(shè)置的用于背光的光源。
當(dāng)將電能供給發(fā)光器件11時(shí)，電壓施加在第一電極13和第二電極15之間以從有機(jī)EL層14發(fā)射光。從有機(jī)EL層14發(fā)出的光經(jīng)由第一電極13進(jìn)入透明襯底12。在進(jìn)入透明襯底12的光中，有效地使用了從發(fā)光表面12b朝向液晶面板23發(fā)出的光，用于發(fā)光器件11的照明光。液晶顯示器件的操作員觀察到通過發(fā)射的光在液晶面板23上的顯示。
當(dāng)不提供光散射部件19時(shí)，在具有相對(duì)于發(fā)光表面12b的角度比臨界角大的方向上前進(jìn)的光，將不會(huì)從發(fā)光表面12b發(fā)出。即使此后光受到發(fā)光表面12b上的全反射、透明襯底12端面上的反射或重新進(jìn)入有機(jī)EL器件16，這種光的發(fā)光表面12b上的入射角也不會(huì)改變。由此，光從透明襯底12的端面發(fā)出，或在透明襯底12或有機(jī)EL器件16的內(nèi)部被削弱。注意到，當(dāng)具有折射率為大約1.51的非堿性玻璃用作透明襯底12時(shí)，具有折射率為大約1.00的大氣之間的臨界角θc將為大約42度，如由臨界角方程θc＝sin-1(1/1.51)提供的。
另一方面，由于由有機(jī)EL器件16發(fā)出的光被照射到各個(gè)方向，所以自有機(jī)EL器件16在透明襯底12上的入射角也可以是各種值。因此，自有機(jī)EL器件16發(fā)出、并進(jìn)入透明襯底12中的光，只有一部分經(jīng)由與有機(jī)EL器件16相關(guān)的發(fā)光表面12b從發(fā)光器件11被發(fā)射到外部。因此，當(dāng)使用常規(guī)器件，其僅在與有機(jī)EL器件16相關(guān)的區(qū)域處具有發(fā)光表面12b時(shí)，不能有效地使用進(jìn)入透明襯底12的主要部分的光。
第一實(shí)施例的發(fā)光器件引導(dǎo)光，該光不是穿過非相關(guān)部分18從與有機(jī)EL器件16相關(guān)的發(fā)光表面12b的區(qū)域中發(fā)出的。由于在非相關(guān)部分18中提供有光散射部件19，所以當(dāng)引導(dǎo)的(傳輸?shù)?光遇到光散射部件19時(shí)，光被散射從而改變了它的方向。在光散射部件19處其方向被改變的光中，一部分光被重新定向，以具有相對(duì)于發(fā)光表面12b的入射角小于臨界角，結(jié)果光穿過發(fā)光表面12b朝向液晶面板23發(fā)射。在與發(fā)光表面12b相對(duì)的方向上在光散射部件19處被重新定向的光，被指引到光反射表面20，傳輸?shù)桨l(fā)光表面12b，并從發(fā)光表面12b發(fā)射。
光以大于臨界角的相對(duì)于發(fā)光表面12b的入射角傳輸，當(dāng)被引導(dǎo)穿過非相關(guān)部分18時(shí)而沒有遇到光散射部件19，該光受到光進(jìn)入表面12b上的全反射，從而返回到非相關(guān)部分18中。到達(dá)透明襯底12的端面而沒有遇到光散射部件19的光，在光反射表面22上反射，并再次被引導(dǎo)穿過非相關(guān)部分18。因此，一部分被因此重新定向到非相關(guān)部分18中的光遇到光散射部件19，同時(shí)其被引導(dǎo)穿過非相關(guān)部分18，結(jié)果由于如上所述的光散射部件19和光反射表面20的作用，該光從發(fā)光表面12b發(fā)射。因此，通過提供非相關(guān)部分18，可以有效地使用自有機(jī)EL器件16進(jìn)入透明襯底12的光。
第一實(shí)施例提供了光散射部分21，其通過使非相關(guān)部分18中的發(fā)光表面12b粗糙化而形成。因此，防止了以當(dāng)表面沒有粗糙化時(shí)會(huì)引起全反射的入射角入射在發(fā)光表面12b上的一部分光受到全反射，以便其從發(fā)光表面12b發(fā)出。
接下來參考圖3-5描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例的照明與第一實(shí)施例不同的是，在非相關(guān)部分18中沒有提供光散射部件19，且光反射部件24被設(shè)置在與非相關(guān)部分18中的發(fā)光表面12b相對(duì)的一側(cè)上。其它的構(gòu)造與第一實(shí)施例相似。因此，第二實(shí)施例的光反射部件24用作光重定向部件。
將相似的參考數(shù)字應(yīng)用到與第一實(shí)施例相似的構(gòu)造，并省略了詳細(xì)的描述。圖3是發(fā)光器件的示意性剖面圖，圖4是發(fā)光器件的示意性平面圖，圖5是示出光提取表面工作情況的示意圖。
如圖3和4所示，透明襯底12形成為矩形形狀，且在縱向方向中在兩側(cè)上提供有非相關(guān)部分18。當(dāng)光散射部件21被設(shè)置于非相關(guān)部分18的表面上時(shí)，光散射部件21沒有設(shè)置于透明襯底12的內(nèi)部。將光反射部件24設(shè)置于與非相關(guān)部分18中的發(fā)光表面12b相對(duì)的側(cè)面上。
如圖5所示，形成光提取表面25a的多個(gè)凹槽25形成在光反射部件24上，以反射從與有機(jī)EL器件16相對(duì)的表面朝向端面12c的方向上穿過非相關(guān)部分18傳輸?shù)墓?，從而指向發(fā)光表面12b。在第二實(shí)施例中，平行地形成凹槽25。形成凹槽25以與端面12c平行地延伸(在垂直于圖5的頁面的方向上)。
在各個(gè)凹槽25中，交替地設(shè)置光提取表面25a和光引導(dǎo)表面(傾斜表面)25b。將透明襯底12的光發(fā)射表面12b側(cè)假定為上側(cè)，則光提取表面25a向上傾斜，以使光從有機(jī)EL器件16指向到端面12c。將光引導(dǎo)表面25b向下傾斜，以使光從與有機(jī)EL器件16相對(duì)的表面引導(dǎo)到端面12c。
換句話說，凹槽25平行地形成，且在沿著透明襯底12的縱向方向的剖面中出現(xiàn)峰或鋸齒狀。注意到，圖5示出了一部分光反射部件24，其形成于在圖3中的有機(jī)EL器件16的右手側(cè)中示出的非相關(guān)部分18中。因此，端面12c存在于右手側(cè)中的延伸部分中。當(dāng)光反射部件24設(shè)置于有機(jī)EL器件16的左手側(cè)中時(shí)，光提取表面25a和光引導(dǎo)表面25b的傾斜將與右手側(cè)的那些對(duì)稱。
形成光提取表面25a，致使穿過非相關(guān)部分18朝向端面12c被引導(dǎo)的并到達(dá)光提取表面25a的光的全反射，朝向與發(fā)光表面12b大致垂直的方向。如圖5所示，形成凹槽25，使得光提取表面25a具有光提取表面25a和與發(fā)光表面12b平行的平面P1之間的角θ1在一范圍內(nèi)，例如在35至40度之間，優(yōu)選在40和45度之間。光引導(dǎo)表面25b和平面P1的角θ2例如在0.3和2.5度之間的范圍內(nèi)。然而多個(gè)凹槽25形成具有1mm或更小的間距，在圖3和4中省略了這些凹槽。
如圖5所示，在第二實(shí)施例的發(fā)光器件11中，穿過非相關(guān)部分18朝向端面12c引導(dǎo)的并到達(dá)光提取表面25a的光，受到在以相對(duì)于平面P1大約垂直的角的發(fā)光表面12b方向上的全反射，以便從發(fā)光表面12b發(fā)出光。穿過非相關(guān)部分18朝向端面12c引導(dǎo)的光不總是徑直向光提取表面25a傳輸。在光引導(dǎo)表面25b或發(fā)光表面12b上反射、且穿過非相關(guān)部分18被引導(dǎo)之后，到達(dá)光提取表面25a的一部分光到達(dá)表面25a。因?yàn)樾纬晒庖龑?dǎo)表面25b以便向下傾斜至端面12c，所以可以重復(fù)地引導(dǎo)不是直接向著光提取表面25a反射的光，以便光在與平面P1平行的方向中逐漸地被指向。因此，光可以有效地在光提取表面25a上以與平面P1幾乎垂直的角度被反射到發(fā)光表面12b上。
以這種方式，即使光散射部件19沒有設(shè)置于非相關(guān)部分18內(nèi)，在端面12c的方向上穿過非相關(guān)部分18被引導(dǎo)的光也可以從發(fā)光表面12b有效地發(fā)射出。
通過參考圖6描述第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，透明襯底12不是具有均勻厚度的板。第三實(shí)施例與第二實(shí)施例不同的是，隨著到與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分的距離增加，非相關(guān)部分18的厚度形成得更薄。其它構(gòu)造與第二實(shí)施例的那些類似。也就是說，通過使發(fā)光表面12b粗糙化形成的光散射部分21，光反射部件24形成在與發(fā)光表面12b相對(duì)的側(cè)上，并且光散射部件21和光反射部件24用作光重定向部件。注意到，沒有設(shè)置光散射部件19。在圖6中省略了凹槽25。這里，當(dāng)肉眼觀察時(shí)，非相關(guān)部分18的厚度變得更薄。嚴(yán)格來說，因?yàn)樘峁┯泄夥瓷洳考?4的表面具有鋸齒狀的形狀，所以隨著微小的增加和減小，厚度逐漸減小。
在第三實(shí)施例中同樣借助光提取表面25a和光引導(dǎo)表面25b，穿過非相關(guān)部分18朝向端面12c引導(dǎo)的光從發(fā)光表面12b發(fā)出，與第二實(shí)施例中的情況相似。
因?yàn)樘峁┯泄夥瓷洳考?4的表面形成為向著發(fā)光表面12b傾斜，并與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分分離，所以與光反射部件24和發(fā)光表面12b之間的距離恒定的情況相比，更易于獲得從發(fā)光表面12b發(fā)出的均勻的發(fā)光度。
通過參考圖7描述第四實(shí)施例。在第四實(shí)施例中，當(dāng)肉眼透視觀察時(shí)，透明襯底12的厚度變得更薄，與第三實(shí)施例類似。然而，光反射部件24的設(shè)置不同于第三實(shí)施例。在入射表面12a側(cè)上透明襯底12形成為平坦的，隨著與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分分離開，非相關(guān)部分18的發(fā)光表面12b肉眼看上去朝著與發(fā)光表面12b相對(duì)的表面傾斜。因此，光重定向部件包括光反射表面20和光反射部件24。
光反射部件24具有設(shè)置于發(fā)光表面12b的非相關(guān)部分18上的凹槽25(在圖中未示出)。光反射表面20，其與第一實(shí)施例中的相似，被設(shè)置在與非相關(guān)部分18中的發(fā)光表面12b相對(duì)的表面上。形成光反射部件24，致使到達(dá)光提取表面25a的光在穿過非相關(guān)部分18、以相對(duì)于光反射表面20幾乎垂直的角度朝向端面12c被引導(dǎo)后，產(chǎn)生全反射。
在第四實(shí)施例中，在進(jìn)入透明襯底12的光中，借助光反射部件24的光提取表面25a和光引導(dǎo)表面25b，朝向端面12c引導(dǎo)的光被以幾乎垂直的角度朝向光反射表面20而反射。接著，在光反射表面20上與光反射表面20相垂直地反射光，以便從發(fā)光表面12b出射。
因?yàn)樘峁┯泄夥瓷洳考?4的發(fā)光表面12b形成為朝向與發(fā)光表面12b相對(duì)的表面傾斜，并和與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分分離，所以與光反射部件24和發(fā)光表面12b之間的距離恒定的情況相比，更易于獲得從發(fā)光表面12b發(fā)出的均勻的發(fā)光度。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，本發(fā)明可以具體化為許多其它具體的形式。特別地，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可以具體化為以下形式。
光散射部分19可以形成為縱向線形狀，其延伸進(jìn)入透明襯底12的厚度方向中。
光散射部分19并不限于由激光標(biāo)記形成的那些。例如可以通過分散具有與透明襯底12不同的折射率的小珠，來配置光散射部分19。
非相關(guān)部分18的厚度可以形成為，隨著和與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分分離而減小，同樣在形成有光散射部件19和光反射表面20的該結(jié)構(gòu)中，光散射部件19和光反射表面20提供用于光重定向部件，而沒有提供具有多個(gè)凹槽25的光反射部件24，如第一實(shí)施例中可以得到的。當(dāng)使用具有光散射部件19和光反射表面20的光重定向部件時(shí)，非相關(guān)部分18優(yōu)選形成為大致楔形，其中當(dāng)從肉眼透視角度觀察時(shí)，朝向端面12c該厚度降低。
形成有機(jī)EL器件16的數(shù)量可以是一個(gè)以上。例如，可以形成兩個(gè)有機(jī)EL器件，如圖8所示。在這種情況下，優(yōu)選的是設(shè)置光散射部件19和光反射表面20，而不是為光重定向部件提供光反射部件24。
與發(fā)光表面12b相對(duì)設(shè)置的光反射表面20可以提供有光散射部件。因此，光反射部件20不必是平坦鏡面類表面，但它可以是引起漫反射的反射表面。
代替提供設(shè)置于發(fā)光表面12b上的光散射部件21，光重定向部件可以設(shè)置有多個(gè)棱鏡形狀或透鏡形狀的平行排列的突起。
在發(fā)光表面12b中可以省略光散射部件21。
可以省略金屬膜，該金屬膜用作透明襯底12的端面上的光反射表面22。
當(dāng)在與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分中的發(fā)光表面12b發(fā)出的發(fā)光度不足時(shí)，通過使表面粗糙化形成的光散射部件21也可以形成在與有機(jī)EL器件16相關(guān)的部分中。
形成光重定向部件的光散射部件19的分布沒有必要形成，從而穿過整個(gè)發(fā)光表面12b提供均勻的發(fā)光度，并且可以被形成以便發(fā)光度的分布發(fā)生變化。
不必形成有機(jī)EL層14以發(fā)射白光。也可以使用發(fā)射紅、藍(lán)、綠或黃的單色或其組合的層。
發(fā)光器件11可以形成為在透明襯底12的發(fā)光表面12b上具有漫射片。
形成第一電極13的透明導(dǎo)電材料的材料并不限于ITO。例如也可以使用氧化鋅。
通過使用極薄的金屬膜代替使用具有導(dǎo)電性的透明材料，可以將第一電極13形成為透明的。這里，極薄指的是50nm以下的厚度，且優(yōu)選厚度在0.5和20nm之間的范圍內(nèi)。
可以使用第一電極13作為陰極，第二電極15用作陽極。在這種情況下，有機(jī)EL層14的結(jié)構(gòu)也改變?yōu)榕c電極一致。例如，將有機(jī)EL層14形成為從第一電極13以電子注入層、發(fā)射層和空穴注入層這種順序的三層結(jié)構(gòu)，或從第一電極13以電子注入層、電子傳輸層、發(fā)射層、空穴傳輸層和空穴注入層這種順序?qū)盈B的五層結(jié)構(gòu)。
有機(jī)EL層14可以是發(fā)射層的單層，或可以是其中層疊了發(fā)射層以及空穴注入層、空穴傳輸層、空穴注入傳輸層、空穴阻擋層、電子注入層、電子傳輸層、電子注入傳輸層和電子阻擋層中之一或多個(gè)的多層。
代替玻璃襯底，可以使用包括樹脂或柔性透明樹脂襯底的透明襯底用于透明襯底12。與玻璃襯底相比，樹脂襯底的重量較輕。
透明襯底12的形狀并不限于矩形的形狀。它可以是正方形、三角形、多角形，諸如五邊形或具有更多角的形狀、圓形、圓弧等等。有機(jī)EL器件16的形狀并不限于類似于透明襯底12的形狀。例如可以在圓形的透明襯底12上形成矩形的有機(jī)EL器件16。
發(fā)光器件11的應(yīng)用并不限于背光照明。也可以使用它作為其它的發(fā)光器件或作為顯示器件的光源。
也可以使用無機(jī)EL器件代替有機(jī)EL器件16。
因此，認(rèn)為本發(fā)明的例子和實(shí)施例是說明性的且不是限定性的，且本發(fā)明并不限于其中給出的細(xì)節(jié)，但可以在附加的權(quán)利要求中的范圍和等價(jià)物內(nèi)進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光器件，具有形成于透明襯底的入射表面上的電致發(fā)光器件，其特征在于與入射表面相對(duì)的發(fā)光表面形成得比所述的發(fā)光表面更大，光重定向部件設(shè)置為至少在不與所述電致發(fā)光器件相關(guān)的所述透明襯底的一部分中，其中光通過所述光重定向部件而重新定向，以便從所述發(fā)光表面中出射，上述的光穿過所述入射表面進(jìn)入所述的透明襯底中，并朝著其中光沒有從所述的發(fā)光表面出射的方向而前進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其特征在于所述的重定向部件僅設(shè)置于不與所述電致發(fā)光器件相關(guān)的所述透明襯底的部分中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光器件，其特征在于用于反射光的所述重定向部件包括光反射裝置，該光反射裝置設(shè)置于至少在與所述發(fā)光表面相對(duì)的表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的發(fā)光器件，其特征在于所述的光反射裝置包括形成光提取表面的多個(gè)凹槽，其允許光被反射從而自所述的發(fā)光表面出射，所述光穿過與所述電致發(fā)光器件相關(guān)的一部分所述透明襯底而被引導(dǎo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的發(fā)光器件，其特征在于所述的光重定向部件包括光散射部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的發(fā)光器件，其特征在于所述的光重定向部件包括形成于所述發(fā)光表面上的光散射部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的發(fā)光器件，其特征在于所述透明襯底的厚度在不與所述電致發(fā)光器件相關(guān)的一部分所述透明襯底中，朝著所述襯底的邊緣而減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)的發(fā)光器件，其特征在于所述的電致發(fā)光器件為有機(jī)電致發(fā)光器件。
全文摘要
在透明襯底的入射表面上形成一種具有電致發(fā)光器件的發(fā)光器件。該發(fā)光器件其特征在于與入射表面相對(duì)的發(fā)光表面形成得比所述的發(fā)光表面更大，光重定向部件設(shè)置為至少在不與所述電致發(fā)光器件相關(guān)的一部分所述透明襯底中，其中光通過光重定向部件而重新定向，以便從所述發(fā)光表面出射，上述光穿過所述入射表面進(jìn)入所述的透明襯底中，并朝著其中光沒有自所述的發(fā)光表面出射的方向而前進(jìn)。
文檔編號(hào)F21V8/00GK1625317SQ20041009524
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者竹內(nèi)范仁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田自動(dòng)織機(jī)