説明

照明装置

【課題】 従来の薄型の陽極補助電極を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置には、保護膜形成時のスループットの悪さがあり、量産性に大きな課題があった。
【解決手段】 基板上に、陽極と有機EL層と陰極と絶縁性保護層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極の一部分と接続するように導電性フィルムを貼り付けることにより、薄型・均一発光な照明装置を高スループットで生産できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置として、基板上に少なくとも、正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置であって、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極の少なくとも一部分に、陽極よりも電気抵抗の低い補助電極を併設した照明装置が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
【0003】
特許文献1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を図2を用いて説明する。図2(a)は概略平面図、図2(b)はA−A’の断面図、図2(c)はB−B’の断面図である。基板1上に正孔を注入する陽極7、発光領域を有する発光層21と、電子を注入する陰極3と、陽極7の電圧降下から生じる発光ムラを防止した補助電極20、保護膜4を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置である。
【0004】
有機エレクトロルミネッセンス素子は水分や酸素で素子が劣化することが一般的に知られており、基板1に対向基板を貼り付けて、乾燥剤と不活性ガスを封入したセル構造が用いられて量産されている。また、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置の薄型化のために、セル構造を用いずに、特許文献1のように保護膜4で素子を覆うことも可能である。保護膜4の材料としては、SiON、SiO、SiN、SiO、Al等の無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物からなる薄膜、あるいは、無機酸化物、無機窒化物、無機フッ化物等が用いられ、スパッタやCVD法により形成される。
【0005】
ここで、保護膜4のみで有機エレクトロルミネッセンス素子の劣化を量産実用化レベルで防止するには、数μmの膜厚が必要であり、厚膜化による膜応力緩和や異物によるピンホール等の欠陥防止のために、無機酸化物や無機窒化物の複合積層膜が使用される。
【0006】
これらの良質な保護膜4を、例えば5μm形成するには5Å/secの堆積速度で10000秒かかる。したがって、スループットの悪さから、特許文献1で提案されたような保護膜のみで防湿構造が形成された薄型の有機エレクトロルミネッセンス素子は量産には不向きであった。
【特許文献1】特開2004−134282号公報(第16頁、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来の薄型の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置には、保護膜形成時のスループットの悪さがあり、量産性に大きな課題があった。
【0008】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、陽極の補助電極構造を新規に提案し、陽極の電圧降下による発光ムラを低減するとともに、保護層形成時のスループットの悪さも同時に改善することが可能な薄型の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置において、下記構成にすることにより、上述の課題を解決することが可能である。
〔1〕基板上に、陽極と有機EL層と陰極と絶縁性保護層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極の一部分と接続するように導電性フィルムを絶縁性保護層に貼り付けた照明装置。
〔2〕導電性フィルムが金属箔からなる〔1〕の照明装置。
〔3〕金属箔にハードコート層が形成されている〔2〕の照明装置。
〔4〕導電性フィルムが高分子フィルムと薄膜堆積法により形成した金属膜からなる〔1〕の照明装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明により、量産性に優れた高スループットで発光ムラのない薄型の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
まず、図3を用いて一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構造を説明する。 ITOやIZO等から成る透明導電膜で形成された陽極7、銅フタロシアニンや芳香族アミンからなるホール注入層11、同じく芳香族アミンである、α−NPDやTPD誘導体等からなるホール輸送層12、発光層13として、Alq3,BAlq3,Bebq2等の8−ヒドロキシキノリン誘導体の金属錯体等からなるホスト材料に、ペリレン,キナクリドン,クマリン,ルブレン,DCJTB等の蛍光発光色素をドーパントとして含有する層、Alq3やBebq2等からなる電子輸送層14、電子注入層15としてLiF、陰極4としてAlを積層した構造となっている。ここでは、有機EL層2は、ホール注入層11、ホール輸送層12、発光層13、電子輸送層14、電子注入層15から構成されている。この有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極7と陰極4の間に直流電圧を印加することにより、基板1からの発光が得られる。これらの例は単色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子の一例であり、発光層13に青色発光層と橙色発光層を積層することにより、擬似白色を発光することが可能である。また、発光層13に青・緑・赤の三原色発光層を積層にすることにより3波長の白色発光を得ることが可能である。このように、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成と発光色は、ほぼ無限の組み合わせが存在する。
【0012】
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置を図1を用いて説明する。図1(a)は概略平面図、図1(b)はA−A’の断面図、図1(c)はB−B’の断面図である。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置は、基板1上に透明導電膜で形成された陽極7、有機EL層2、Alを積層した陰極3、開口部6を有する絶縁保護膜4が積層されている。さらに接着層9を介して導電性フィルム5が貼り付けられている。ここで、陽極7の一部と導電性フィルム5は絶縁保護膜4の開口部6で導電材料10を介して電気的に接続されている。また、透明電極で形成された陰極取り出し電極8が陰極3と接合している。ここでは、一例として絶縁性保護膜4の開口部で陽極7の一部と導電性フィルム5の電気的接続を行ったが、開口部6を設けずに絶縁保護膜4の外周部で導電性フィルム5と陽極の一部との電気的接続を行っても良い。
【0013】
導電性フィルム5は表面抵抗率の低いものが好ましく、アルミ箔、金箔、銅箔等の金属箔が好ましい。また、金属箔の種類によっては機械強度が弱いものがあるので、機械的強度を必要とするアプリケーションで使用する場合の導電性フィルム5は金属箔にハードコートを施したものがより好ましい。
【0014】
本最良の形態により、導電性フィルムが陽極の補助電極として機能するため、陽極の電圧降下に起因する発光ムラは低減する。また、導電性フィルムに金属箔を用いることにより、防湿性能が強化される。したがって、絶縁保護膜4の負担が軽減され、従来量産実用レベルでは数μm必要であった絶縁保護膜の膜厚を500Å〜3000Å程度まで薄膜化できる。
【0015】
以下、本発明の本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例1】
【0016】
本実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置を図1を用いて説明する。無アルカリ精密研磨ガラス基板1上に陽極7としてスパッタ法によりITO膜を形成しフォトリソグラフィ工程により、所望のパターン形成を行い、陽極7の発光部と取り出し電極部を形成した。基板1にはガスバリア膜を形成したポリエーテルスルフォン、ポリエチレンナフタレート、ポリエステルテレフタレート、ポリカーボネート、フッ素樹脂等の高分子フィルムを用いることも可能である。次に、有機EL層2、陰極3を真空蒸着により形成し、シャドウマスク法により所望のパターンを形成した。次いで、OLE_LINK2絶縁性保護層4OLE_LINK2を触媒CVD法により、SiNx膜とSiO2膜を400Åずつ多層化し、2000Å堆積した。絶縁性保護層4の開口部6はシャドウマスク法により設けた。尚、絶縁性保護層4は各種高密度プラズマCVD法やECR−CVDスパッタ法などでも形成することが可能である。ここで、有機EL層2は銅フタロシアニンからなるホール注入層11、α−NPDからなるホール輸送層12、Alq3からなるホスト材料にキナクリドンをドーパントとして含有する発光層13、Alq3からなる電子輸送層14、LiFからなる電子注入層15により構成し、形成方法は真空蒸着法を用いた。
【0017】
次に開口部6に導電性材料10を塗布し、その他の部分には低応力タイプの熱硬化性接着剤9を塗布した。本実施例ではXYロボット付ディスペンサーにより導電性材料10と熱硬化性接着剤9を塗布した。ついで、導電性フィルム5として、50μmの金属箔を基板1と真空中で貼り付けてから、熱硬化性接着剤9を硬化して有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置を作製した。
【0018】
本実施例では導電性材料10と熱硬化性接着剤9を使用したが、金属粒子やカーボンを混ぜた導電性接着剤1種類を用いることも可能である。
【0019】
また、導電性フィルム5としては金属箔の他、傷つき防止用のハードコート層付き金属箔、あるいは高分子フィルムに金属膜をスパッタ法や蒸着法により堆積した導電性フィルムを用いることができる。
【0020】
本発明の実施例の照明装置に直流電圧を印加したところ、輝度ムラ〔(最高輝度−最低輝度)/面内平均輝度〕が90%以上の均一な発光を観測した。また、実施例1の照明装置を60℃−90%の高温高湿環境下で1000時間放置しても電流−電圧特性、電圧−輝度特性の変化量はそれぞれ1%以下であり、ダークスポットの発生も無かった。
【0021】
また、絶縁保護膜4は、堆積速度5Å/secで2000Å形成し、成膜時間は400secであり、量産性に優れたレベルに至った。
【産業上の利用可能性】
【0022】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置により、薄型で輝度ムラの無い信頼性の高い照明装置が高スループットで実現可能となった。有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた照明装置は様々な発光色を任意に得られることから、インテリア照明、イルミネーションへの応用が可能となる。また、白色発光有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることにより、液晶ディスプレイ用の照明装置(バックライト)として産業上の応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の照明装置の概略説明図である。
【図2】従来の照明装置の概略説明図である。
【図3】有機エレクトロルミネッセンス素子の概略説明図である。
【符号の説明】
【0024】
1 基板
2 有機EL層
3 陰極
4 絶縁性保護層
5 導電性フィルム
6 開口部
7 陽極
8 陰極取り出し電極
9 接着剤
10 導電性材料
11 正孔注入層
12 正孔輸送層
13 発光層
14 電子輸送層
15 電子注入層
20 補助電極
21 発光層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に、正孔を注入する陽極と、発光領域を有する有機EL層と、電子を注入する陰極と、絶縁性保護層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置であって、導電性フィルムを前記陽極の一部分と接続するように、前記絶縁性保護層に貼り付けたことを特徴とする照明装置。
【請求項2】
前記導電性フィルムが金属箔からなることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
【請求項3】
前記導電性フィルムが金属箔とハードコート層から形成されていることを特徴とする請求項2記載の照明装置。
【請求項4】
前記導電性フィルムが高分子フィルムと薄膜堆積法により形成した金属膜からなることを特徴とする請求項1記載の照明装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate


【公開番号】特開2008−186778(P2008−186778A)
【公開日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−21327(P2007−21327)
【出願日】平成19年1月31日(2007.1.31)
【出願人】(000002325)セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Fターム(参考)】