発光パネル及び発光装置
【課題】発光部を有機ＥＬ素子で構成した発光パネルを定電流駆動する際、簡単な構成で経時変化に伴う輝度の低下を抑制するとともに、見かけ上の寿命を延ばす。
【解決手段】発光装置１０は、発光パネル１１と、発光パネル１１に定電流を供給する定電流源１２と、発光パネル１１を発光状態及び非発光状態に切り換えるスイッチＳＷとを備えている。発光パネル１１は、基板１３上に並列に設けられた有機ＥＬ素子１４及び分流部１５を備えている。有機ＥＬ素子１４は第１電極と第２電極１８との間に有機発光部が設けられている。第１電極は透明電極で構成され、分流部１５は前記透明電極上に有機ＥＬ素子１４より透明電極の端子２８に近い位置に設けられている。分流部１５は、分流部１５を流れる電流量が有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなる。
【解決手段】発光装置１０は、発光パネル１１と、発光パネル１１に定電流を供給する定電流源１２と、発光パネル１１を発光状態及び非発光状態に切り換えるスイッチＳＷとを備えている。発光パネル１１は、基板１３上に並列に設けられた有機ＥＬ素子１４及び分流部１５を備えている。有機ＥＬ素子１４は第１電極と第２電極１８との間に有機発光部が設けられている。第１電極は透明電極で構成され、分流部１５は前記透明電極上に有機ＥＬ素子１４より透明電極の端子２８に近い位置に設けられている。分流部１５は、分流部１５を流れる電流量が有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光パネル及び発光装置に係り、詳しくは発光部を有機エレクトロルミネッセンス素子で構成した発光パネル及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトとしてエレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置が提案されている。以下、エレクトロルミネッセンスを適宜ＥＬと記載する。ＥＬパネルは、陽極と陰極との間に発光層が設けられたＥＬ素子がガラス基板上に平面状に形成されている。現状では、ＥＬ素子は発光ダイオードに比較して寿命が短い。また、発光層が有機物質で形成された有機ＥＬ素子は、発光層が無機物質で形成された無機ＥＬ素子に比較して寿命が短い。一般に有機ＥＬ素子の寿命とは、定電流駆動を行った場合に輝度が１／２に低下するまでの時間を意味している。
【０００３】
従来、環境や経時変化によらず、最適な輝度を得られるようにしたＥＬ発光装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１のＥＬ発光装置は、ＥＬ素子と、前記ＥＬ素子を駆動する駆動回路と、前記ＥＬ素子の発光輝度に応じて前記駆動回路を制御して前記ＥＬ素子の発光輝度を調整する制御回路とを備えている。実施例としては、トランスに発生する交流電圧により駆動されるＥＬ素子の発光輝度をＣｄＳにより検出し、制御回路はその抵抗値に応じて前記交流電圧の周波数を定める発振回路を制御してＥＬ素子の発光輝度を調整する。即ち、ＥＬ発光装置は無機ＥＬ素子を前提としており、ＥＬ素子の輝度が低下すると、ＥＬ素子に印加される交流電圧の周波数を上昇させて輝度の低下を抑制している。
【特許文献１】特開平９−２４５９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、環境の変化や経時変化によりＥＬ素子の発光輝度が同じ条件下では低下しても、ＥＬ素子に印加される交流電圧の周波数を上昇させることで輝度を高めて、見かけ上、ＥＬ素子の寿命が延びることになる。しかし、ＥＬ素子に印加する交流電圧を調整するための構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光部を有機ＥＬ素子で構成した発光パネル及び発光装置において、簡単な構成で経時変化に伴う輝度の低下を抑制することができるとともに、見かけ上の寿命を延ばすことができる発光パネル及び発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１電極と第２電極との間に有機発光部が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子が基板上に設けられた発光パネルであって、前記基板上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子と並列に分流部が設けられ、前記分流部を流れる電流量が前記有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなる。
【０００７】
有機ＥＬ素子の輝度は、有機発光部を流れる電流量（電流密度）に影響され、電流密度が高いほど素子の輝度は高くなる。また、有機ＥＬ素子に電流を供給して発光させると、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化して有機ＥＬ素子の輝度が低くなる。また、一般に、有機ＥＬ素子の輝度が初期の１／２に低下した時を有機ＥＬ素子の寿命としている。
【０００８】
この発明では、有機ＥＬ素子と並列に分流部が設けられているため、発光パネルを定電流源に接続して使用すると、定電流源から供給される電流は有機ＥＬ素子と分流部とに、分流されて流れる。従って、分流部に流れる電流量が小さくなると有機ＥＬ素子に流れる電流量は大きくなる。有機ＥＬ素子は、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化するため、有機ＥＬ素子に供給される電流量が一定であれば発光時間の経過に伴って輝度が低下する。しかし、分流部を流れる電流量が有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなるため、有機ＥＬ素子に供給される電流量が発光時間の経過に伴って大きくなる。その結果、有機ＥＬ素子の輝度の低下、即ち発光パネルの輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネルの見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記分流部は、通電時間の経過に伴う抵抗値の増加割合が前記有機発光部の抵抗値の増加割合より大きい。この発明では、分流部の抵抗値は通電時間の経過に伴って増加する。また、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化すると有機発光部の抵抗値も増加する。しかし、発光パネルを定電流源に接続して使用すると、分流部の抵抗値の増加割合が有機発光部の抵抗値の割合より大きいため、発光時間の経過に伴って有機ＥＬ素子に流れる電流量が増加する。その結果、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化しても、有機ＥＬ素子の輝度の低下、即ち発光パネルの輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネルの見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１電極は透明電極で構成され、前記分流部は前記透明電極上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子より前記透明電極の端子に近い位置に設けられている。透明電極は、金属電極に比較して体積抵抗率が二桁以上大きいため、この発明では、発光パネルの使用初期段階において、定電流源から発光パネルに電流が供給されると、確実に透明電極の端子に近い側に設けられた分流部に電流が多く流れるようになり、劣化が進み、分流部の抵抗値が時間経過とともに大きくなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記分流部は、陽極及び陰極の間に有機層が設けられることにより構成されている。この発明では、有機層が劣化することにより分流部の抵抗値が増加するため、分流部を流れる電流量が有機ＥＬ素子の有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなるようにするための構成が簡単になる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記分流部の有機層が、前記有機発光部と同じ材料で形成されている。この発明では、分流部を流れる電流量が有機ＥＬ素子の有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなるようにする構成がより簡単になるとともに、分流部を有機ＥＬ素子とを同時に形成することにより製造が容易になる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記分流部及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板と対向する面を除いた部分が保護膜で被覆され、前記保護膜は前記分流部を被覆する部分の保護機能が前記有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆する部分より低く形成されている。
【００１４】
ここで、「保護機能が低く形成される」とは、対象となる保護膜全体として一様に保護機能が低くなる構成、例えば、膜厚を全体的に薄く形成する場合に限らず、保護機能を低下させた部分と低下させていない部分とが存在することで全体として保護機能が低下している場合も含む。また、後者の場合は、保護機能を低下させた部分には保護機能を零にした場合も含む。即ち、保護膜に部分的に孔や溝を設けてその部分の保護機能を零にして、全体として保護膜の保護機能を低下させる場合も含む。
【００１５】
この発明では、保護膜の保護機能を調整することにより、分流部の有機層及び有機ＥＬ素子の有機発光部における劣化の進行状態を調整することが可能となる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光パネルと、前記発光パネルに定電流を供給する定電流源とを備えている。この発明では、対応する前記請求項に記載の発明の作用、効果を奏する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光部を有機ＥＬ素子で構成した発光パネルにおいて、簡単な構成で経時変化に伴う輝度の低下を抑制することができるとともに、見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、発光装置１０は、発光パネル１１と、前記発光パネル１１に定電流を供給する定電流源１２と、発光パネル１１を発光状態及び非発光状態に切り換えるスイッチＳＷとを備えている。発光パネル１１は、基板１３上に並列に設けられた有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）１４及び分流部１５を備えている。
【００１８】
図２に示すように、有機ＥＬ素子１４は、基板１３上に、順に第１電極１６、有機発光部１７及び第２電極１８が積層されて形成されている。即ち、有機ＥＬ素子１４は、第１電極１６と第２電極１８との間に有機発光部１７が設けられている。この実施形態では、基板１３として透明なガラス基板が使用されている。また、第１電極１６は陽極を構成するとともに、公知の有機ＥＬ素子で透明電極として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成されている。また、第２電極１８は陰極を構成し、有機ＥＬ素子の陰極に適した金属、例えばアルミニウムにより形成され、光反射性を有している。有機ＥＬ素子１４は、有機発光部１７から発せられた光が基板１３側から取り出される（出射される）所謂ボトムエミッションタイプに構成されている。有機ＥＬ素子１４は、有機発光部１７が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、基板１３と対向する面を除いた部分が保護膜１９で被覆されている。保護膜１９は、例えば、窒化ケイ素で形成されている。
【００１９】
有機発光部１７は白色発光を行うように構成され、この実施形態では発光色が赤、緑及び青の３つの発光層が重なる状態で積層された部分を備えるように構成されている。詳述すると、有機発光部１７は、定電流源１２の正極に接続される第１電極１６側から順に、正孔注入層２０、正孔輸送層２１、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ、赤色発光層２２ｃ、電子輸送層２３及び電子注入層２４が積層されて形成されている。
【００２０】
正孔注入層２０として膜厚２０ｎｍのＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）層、正孔輸送層２１として膜厚５０ｎｍのＴＰＤ（トリフェニルアミンの２量体）層がそれぞれ使用されている。青色発光層２２ａはＤＰＶＢｉをホストとし、ＢＣｚＶＢｉをドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されるとともに、ＢＣｚＶＢｉはＤＰＶＢｉに対して４ｗｔ％になるように含有されている。緑色発光層２２ｂはＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム）をホストとし、キナクリドンをドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されるとともに、キナクリドンはＡｌｑ３に対して２ｗｔ％になるように含有されている。赤色発光層２２ｃはＴＰＤをホストとし、ＤＣＪＴをドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されるとともに、ＤＣＪＴはＴＰＤに対して１ｗｔ％になるように含有されている。電子輸送層２３として膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３層、電子注入層２４に膜厚１ｎｍのＬｉＦ（フッ化リチウム）層がそれぞれ使用されている。
【００２１】
分流部１５は、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなるように構成されている。分流部１５は、陽極２５及び陰極２６の間に有機層２７が設けられることにより構成されている。陽極２５は有機ＥＬ素子１４の第１電極１６と同様に透明電極（ＩＴＯ）で形成されるとともに、この実施形態では第１電極１６を延長した部分で構成されている。陰極２６は有機ＥＬ素子１４の第２電極１８と同様にアルミニウムにより形成されている。また、有機層２７は有機ＥＬ素子１４の有機発光部１７と同じ材料で形成されている。即ち、この実施形態では、分流部１５は有機ＥＬ素子１４と同様に構成され、面積が有機ＥＬ素子１４と異なるように形成されている。分流部１５も基板１３と対向する面を除いた部分が保護膜１９で被覆されている。
【００２２】
なお、図１及び図２は、発光パネル１１の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。
【００２３】
次に前記のように構成された発光パネル１１の製造方法を説明する。発光パネル１１を製造する際は、先ず基板１３の上に透明電極を構成するＩＴＯ膜を形成する。ＩＴＯ膜はスパッタリング法、真空蒸着法、イオン化蒸着法等の公知の薄膜形成方法によって形成される。次に、このＩＴＯ膜に対してエッチングを行い、透明電極、端子２８を形成する。端子２８は透明電極の一端に形成される。透明電極の端子２８から遠い部分が有機ＥＬ素子１４の第１電極１６を構成し、端子２８に近い部分が分流部１５の陽極２５を構成する。
【００２４】
次に基板１３及び透明電極の洗浄が行われた後、透明電極上の有機ＥＬ素子１４を形成すべき位置に有機発光部１７を、分流部１５を形成すべき位置に有機層２７をそれぞれ形成する。有機発光部１７及び有機層２７は同じ材料で形成され、正孔注入層２０、正孔輸送層２１、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ、赤色発光層２２ｃ、電子輸送層２３及び電子注入層２４が、例えば蒸着法により順次積層されることで形成される。次に有機発光部１７及び有機層２７上に有機ＥＬ素子１４の第２電極１８及び分流部１５の陰極２６を構成するアルミニウム膜を蒸着により形成した後、最後に保護膜１９を形成する。保護膜１９として窒化ケイ素等のセラミック膜を形成する場合、セラミック膜は、例えば、プラズマＣＶＤ法で形成される。
【００２５】
以上のようにして製造された発光パネル１１は、第１電極１６及び陽極２５に共通の端子２８が定電流源１２の正極側に配線２９ａを介して接続され、第２電極１８の端子１８ａ及び陰極２６の端子２６ａが定電流源１２の負極側に配線２９ｂを介して接続される。そして、端子２８と定電流源１２とを接続する配線２９ａの途中にスイッチＳＷを設けることで発光装置１０が構成される。なお、配線２９ａにはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が用いられ、透明電極に供給される電流が幅全体にわたって均一に流れるように、配線２９ａの端子部（図示せず）は端子２８の幅全体にわたって固着されている。なお、発光パネル１１が発光装置１０として使用される場合、分流部１５からの発光が外部に出射されないよう図示しないカバーで覆われ、有機ＥＬ素子１４からの発光のみが発光パネル１１の外部に出射されるように構成される。
【００２６】
次に前記のように構成された発光装置１０の作用を説明する。
スイッチＳＷをオンに切り換えると、定電流源１２から有機ＥＬ素子１４及び分流部１５に電流が供給される。定電流源１２から供給される電流は有機ＥＬ素子１４と分流部１５とに分流されて流れる。有機ＥＬ素子１４には端子２８から陽極２５、第１電極１６、有機発光部１７、第２電極１８へと電流が流れる。この時、有機発光部１７が発光し、その光は透明電極である第１電極１６を経て基板１３側から外部に取り出される。
【００２７】
有機ＥＬ素子１４の輝度は、有機発光部１７を流れる電流量に影響され、電流量が大きいほど素子の輝度は高くなる。有機発光部１７は発光時間の経過に伴って劣化するため、有機ＥＬ素子１４に供給される電流量が一定であれば発光時間の経過に伴って輝度が低下する。
【００２８】
第１電極１６及び陽極２５は共通の透明電極で構成され、分流部１５は前記透明電極上において有機ＥＬ素子１４より透明電極の端子２８に近い位置に設けられている。透明電極は、金属電極に比較して体積抵抗率が二桁以上大きいため、定電流源１２から端子２８を介して供給される電流は、端子２８に近い部分に設けられた分流部１５に多く流れるようになる。分流部１５の有機層２７は有機発光部１７と同じ構成であり、電流が流れる状態で時間経過とともに劣化する。そして、発光パネル１１の使用初期段階において、分流部１５に流れる電流の密度が有機発光部１７に流れる電流の密度より大きいため、有機層２７が有機発光部１７より劣化し易くなり、分流部１５の抵抗値の増加割合が有機ＥＬ素子１４の抵抗値の増加割合より大きくなる。その結果、通電時間の経過に伴って分流部１５に電流が流れ難くなり、有機ＥＬ素子１４に流れる電流量が発光時間の経過に伴って大きくなる。
【００２９】
従って、発光装置１０は定電流源１２から発光パネル１１に電流を供給するが、発光パネル１１を構成する有機ＥＬ素子１４に供給される電流量は一定ではなく、発光時間の経過に伴って大きくなる。その結果、有機発光部１７が発光時間の経過に伴って劣化しても、供給される電流量が増加するため、発光パネル１１の輝度の低下が抑制されるとともに、輝度が１／２に低下するまでの発光時間（寿命）が長くなる。
【００３０】
発光パネル１１の輝度と発光時間の関係を模式的に示すと、図３に示すグラフのようになる。なお、図３において実線が分流部１５を設けない発光パネルの例で、破線が分流部１５を設けた実施形態の例である。
【００３１】
本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）発光パネル１１は第１電極１６と第２電極１８との間に有機発光部１７が設けられた有機ＥＬ素子１４が基板１３上に設けられており、基板１３上に有機ＥＬ素子１４と並列に分流部１５が設けられ、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなる。従って、発光パネル１１を定電流源１２に接続して使用すると、有機ＥＬ素子１４に流れる電流量が発光時間の経過に伴って増加するため、発光時間の経過に伴って有機発光部１７が劣化しても有機ＥＬ素子１４の輝度の低下、即ち発光パネル１１の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
（２）分流部１５は、通電時間の経過に伴う抵抗値の増加割合が有機発光部１７の抵抗値の増加割合より大きい。従って、発光パネル１１を定電流源１２に接続して使用すると、発光時間の経過に伴って有機発光部１７が劣化しても、有機ＥＬ素子１４の輝度の低下、即ち発光パネル１１の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００３３】
（３）第１電極１６は透明電極で構成され、分流部１５は前記透明電極上に有機ＥＬ素子１４より前記透明電極の端子２８に近い位置に設けられている。従って、発光パネル１１の使用初期段階において、確実に透明電極の端子２８に近い側に設けられた分流部１５に電流が多く流れるようになり、分流部１５の抵抗値が時間経過とともに大きくなる。
【００３４】
（４）分流部１５は、陽極２５及び陰極２６の間に有機層２７が設けられることにより構成されており、有機層２７が、有機発光部１７と同じ材料で形成されている。従って、分流部１５を流れる電流量が有機ＥＬ素子１４の有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなるようにするための構成が簡単になる。
【００３５】
（５）有機ＥＬ素子１４及び分流部１５は基板１３上に同時に形成することができるため、発光パネル１１の製造が容易になる。
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図４及び図５を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態は、発光パネル１１の有機ＥＬ素子１４及び分流部１５の配置と、分流部１５を覆う保護膜１９の構成が第１の実施形態と異なっており、その他の構成は第１の実施形態の発光パネル１１と基本的に同様であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００３６】
図４に示すように、有機ＥＬ素子１４及び分流部１５は、基板１３上に設けられた透明電極の端子２８の延びる方向と直交する方向に並行に設けられている。図５に示すように、第１電極１６及び陽極２５は共通の透明電極で構成され、有機発光部１７及び有機層２７も同じ材料で同様に構成されている。第２電極１８及び陰極２６は、それぞれ端子１８ａ及び端子２６ａが端子２８と反対側に位置するように設けられている。
【００３７】
有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９は、第１の実施形態と同様に全面にわたって保護機能を確保するように形成されている。しかし、分流部１５を被覆する保護膜１９は、保護機能が有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９より低く形成されている。具体的には保護膜１９の一部に孔１９ａが設けられてその部分の保護機能を零にして、全体として保護膜１９の保護機能を低下させるように構成されている。ここで、孔１９ａは、円や多角形等の単純断面形状のものに限らず長孔であってもよい。孔１９ａは、例えば、保護膜１９を形成した後、レーザーを照射して形成したり、保護膜１９を形成する際、孔１９ａに対応する箇所に孔が形成されたマスクを使用して形成したりする。
【００３８】
前記のように構成された発光パネル１１を定電流源１２に接続した発光装置１０においては、端子２８から第１電極１６及び陽極２５までの距離が同じため、スイッチＳＷがオンになって定電流源１２から電流が発光パネル１１に供給されると、使用初期においては有機ＥＬ素子１４及び分流部１５に流れる電流の密度は同じになる。しかし、分流部１５の保護膜１９は保護機能が低いため、有機発光部１７の発光時間の経過に伴い有機層２７の劣化が有機発光部１７の劣化に比較して速く進行する。その結果、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなり、有機ＥＬ素子１４に流れる電流量が発光時間の経過に伴って増加するため、発光時間の経過に伴って有機発光部１７が劣化しても有機ＥＬ素子１４の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１），（３）〜（５）と同じ効果の他に以下に示す効果を得ることができる。
（６）分流部１５及び有機ＥＬ素子１４は、基板１３と対向する面を除いた部分が保護膜１９で被覆され、保護膜１９は分流部１５を被覆する部分の保護機能が有機ＥＬ素子１４を被覆する部分より低く形成されている。従って、発光パネル１１の使用初期において定電流源１２から供給される電流が分流部１５に流れ易くなるように、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を設けなくても、保護膜１９の保護機能を調整することにより、分流部１５の有機層２７及び有機ＥＬ素子１４の有機発光部１７における劣化の進行状態を調整することが可能となる。その結果、有機ＥＬ素子１４の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
（７）保護膜１９の一部に孔１９ａを設けることにより、分流部１５の保護膜１９の保護機能が低くなるようにしている。従って、保護膜の保護機能を調整する保護膜１９の一部あるいは全体を薄くして保護機能を低下させる構成に比較して、保護機能の低下した保護膜１９を容易に形成することができる。
【００４１】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、図６に示すように、有機ＥＬ素子１４の第２電極１８及び分流部１５の陰極２６を共通の金属電極で形成するとともに、端子３０を共通にしてもよい。この場合、有機発光部１７と有機層２７との間に絶縁層３１を形成して第２電極１８と陰極２６との間の部分が透明電極と短絡しないようにする必要がある。絶縁層３１としては、有機発光部１７を構成する材料のうち発光層を除いた材料で形成してもよい。端子３０の位置は、図６に示すような、透明電極側の端子２８と平行に延びる配置に限らず、端子２８と直角となる方向に延びる配置にしてもよい。
【００４２】
○ 第２の実施形態のように、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を共通の端子２８からの距離が同じに設ける構成において、図７に示すように、有機ＥＬ素子１４の第２電極１８及び分流部１５の陰極２６を共通の金属電極で形成するとともに、端子３０を共通にしてもよい。この場合も、有機発光部１７と有機層２７との間に絶縁層３１を形成して第２電極１８と陰極２６との間の部分が透明電極と短絡しないようにする必要がある。端子３０の位置は、図７に示すような、透明電極側の端子２８と平行に延びる配置に限らず、端子２８と直角となる方向に延びる配置にしてもよい。
【００４３】
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、分流部１５と有機ＥＬ素子１４との間に存在する配線部３２の抵抗値を高めるために、図８に示すように、配線部３２となる透明電極を電流の流れる経路が長くなるように屈曲した形状に形成してもよい。配線部３２をこのような形状にするには、例えば、透明電極を形成する際に対応する形状のマスクを用いて透明電極を形成したり、透明電極をベタ電極として形成した後、レーザー加工やエッチング等でトリミングを行って形成したりする。この場合、分流部１５と有機ＥＬ素子１４との配置間隔を狭くでき、同じ面積の有機ＥＬ素子１４を使用した状態で発光パネル１１をコンパクトにすることができる。
【００４４】
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、分流部１５の陽極２５と有機ＥＬ素子１４の第１電極１６との間に存在する配線部３２を第１電極１６及び陽極２５と共通の透明電極で構成する代わりに、他の導電性材料で形成してもよい。その場合、配線部３２の抵抗値が、共通の透明電極で配線部３２を構成した場合と同等になるように、導電性材料及び配線部の形状、厚さ等を設定する。
【００４５】
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、分流部１５を被覆する保護膜１９の保護機能が有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９の保護機能より低くなるようにしてもよい。この場合、分流部１５の抵抗値の増加割合を調整することが可能になる。
【００４６】
○ 分流部１５を被覆する保護膜１９の保護機能が有機ＥＬ素子１４の保護膜１９より低くなる構成として、孔１９ａに代えてスリットを形成したり、保護膜１９の一部を薄く形成したり、保護膜１９に孔１９ａ、スリット、薄肉部を混在する状態で形成したり、保護膜１９全体の膜厚を薄くしたりしてもよい。また、孔１９ａやスリットを設ける場合、孔１９ａやスリットと対向する部分の陰極２６に孔や穴あるいはスリットを形成してもよい。
【００４７】
○ 第２の実施形態のように、少なくとも使用初期においては、定電流源１２から供給される電流が分流部１５及び有機ＥＬ素子１４に対して優位差なく流れる構成において、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９の保護機能を同じにしてもよい。そして、有機層２７を有機発光部１７より通電時間による抵抗値の増加割合が大きな構成とする。例えば、有機層２７を構成する電子輸送層２３を有機発光部１７の電子輸送層２３より薄くしたり、有機層２７を有機発光部１７と別の有機ＥＬ材料で構成したりする。
【００４８】
○ 第２の実施形態のように、有機ＥＬ素子１４及び分流部１５が、基板１３上に設けられた透明電極の端子２８の延びる方向と直交する方向に並行に設けられている構成において、分流部１５の陽極２５と有機層２７との間に透明電極より体積抵抗率の低い材料で形成された補助電極を設けてもよい。この場合、分流部１５側に電流が流れ易くなるため、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９の保護機能を同じにしても、有機層２７における通電時間による抵抗値の増加割合が有機発光部１７の抵抗値の増加割合より大きくなる。
【００４９】
○ 分流部１５は、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなる構成であればよく、陽極２５と陰極２６との間に有機ＥＬ材料からなる有機層２７が存在する構成に限らない。また、有機層２７を有する構成に限らず、無機材料で形成されてもよい。
【００５０】
○ 有機発光部１７及び有機層２７を構成する青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ及び赤色発光層２２ｃの積層順は、発光色が青の青色発光層２２ａから順に第１電極１６又は陽極２５側となるように積層する構成に限らず、任意の順でよい。
【００５１】
○ 白色発光を行う構成として、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ及び赤色発光層２２ｃを重なるように配置する構成に代えて、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ及び赤色発光層２２ｃをそれぞれストライプ状に形成するとともに、赤、緑、青の発光部が順に隣接して繰り返し並ぶように設けてもよい。また、１層の発光層に赤、緑、青の発光を行う有機発光材料を混在させてもよい。
【００５２】
○ 有機発光部１７は白色発光を行う構成に限らず、例えば、赤や青や緑や黄色等の単色光若しくは、その組み合わせを発光する構成としてもよい。
○ 有機発光部１７及び有機層２７の構成は、正孔注入層２０、正孔輸送層２１、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ、赤色発光層２２ｃ、電子輸送層２３及び電子注入層２４の構成に限らず、少なくとも発光層を含む構成であればよい。例えば、正孔輸送層２１、発光層及び電子輸送層２３の３層構成や、発光層を挟んで正孔注入輸送層と電子注入輸送層とを設けた３層構成としてもよい。また、有機発光部１７には、公知の有機ＥＬ層に採用され得るバッファー層や正孔ブロック層等を設けることも当然に可能である。発光層の材料によっては、有機発光部を発光層のみから構成してもよい。
【００５３】
○ 基板１３はガラスに限らず、透明な樹脂基板やフィルムであってもよい。
○ 透明電極は、ＩＴＯに限らず、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化錫）等を用いることができる。
【００５４】
○ 第２電極１８及び陰極２６は、アルミニウムに限らず、従来用いられている公知の陰極材料等が使用でき、例えば、金、銀、銅、クロム等の金属やこれらの合金等が用いられる。
【００５５】
○ 第２電極１８は光反射機能を備えていなくてもよい。
○ 有機ＥＬ素子１４は基板１３側から光を出射する構成に限らず、基板１３と反対側から光を出射する所謂トップエミッション型の有機ＥＬ素子としてもよい。この場合、有機ＥＬ素子１４は、有機発光部１７を挟んで基板１３と反対側に配置される第２電極１８は透明電極で形成される。ＩＴＯ膜の表面の仕事関数は正孔の注入に適した値のため陽極としては適しているが、陰極としては最適ではないため、有機ＥＬ素子１４の陰極を構成する電極を透明にするためＩＴＯで形成した場合、ＩＴＯの有機発光部１７と対向する表面に金属層を光透過性を有するように薄い膜厚で形成するのが好ましい。
【００５６】
○ 有機ＥＬ素子１４を所謂トップエミッション型の構成とした場合、基板１３側に配置される第１電極１６は透明でなくてもよい。しかし、第１電極１６を陽極、即ち定電流源１２の正極側に接続する場合は、第１電極１６は、その体積抵抗率が第２電極１８の体積抵抗率より低い材料で形成される必要がある。
【００５７】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項６に記載の発明において、前記分流部を被覆する部分の保護膜は、一部に孔が設けられている。
【００５８】
（２）請求項６に記載の発明において、前記分流部を被覆する部分の保護膜は、少なくとも一部の厚さが薄く形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に対応する模式断面図。
【図３】発光パネルの輝度と発光経過時間との関係を示すグラフ。
【図４】第２の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に対応する模式断面図。
【図６】別の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図７】別の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図８】別の実施形態における発光装置の保護膜を省略した部分概略構成図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…発光装置、１１…発光パネル、１２…定電流源、１３…基板、１５…分流部、１６…第１電極、１７…有機発光部、１８…第２電極、１８ａ，２６ａ，２８，３０…端子、１９…保護膜、２５…陽極、２６…陰極、２７…有機層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光パネル及び発光装置に係り、詳しくは発光部を有機エレクトロルミネッセンス素子で構成した発光パネル及び発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトとしてエレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置が提案されている。以下、エレクトロルミネッセンスを適宜ＥＬと記載する。ＥＬパネルは、陽極と陰極との間に発光層が設けられたＥＬ素子がガラス基板上に平面状に形成されている。現状では、ＥＬ素子は発光ダイオードに比較して寿命が短い。また、発光層が有機物質で形成された有機ＥＬ素子は、発光層が無機物質で形成された無機ＥＬ素子に比較して寿命が短い。一般に有機ＥＬ素子の寿命とは、定電流駆動を行った場合に輝度が１／２に低下するまでの時間を意味している。
【０００３】
従来、環境や経時変化によらず、最適な輝度を得られるようにしたＥＬ発光装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１のＥＬ発光装置は、ＥＬ素子と、前記ＥＬ素子を駆動する駆動回路と、前記ＥＬ素子の発光輝度に応じて前記駆動回路を制御して前記ＥＬ素子の発光輝度を調整する制御回路とを備えている。実施例としては、トランスに発生する交流電圧により駆動されるＥＬ素子の発光輝度をＣｄＳにより検出し、制御回路はその抵抗値に応じて前記交流電圧の周波数を定める発振回路を制御してＥＬ素子の発光輝度を調整する。即ち、ＥＬ発光装置は無機ＥＬ素子を前提としており、ＥＬ素子の輝度が低下すると、ＥＬ素子に印加される交流電圧の周波数を上昇させて輝度の低下を抑制している。
【特許文献１】特開平９−２４５９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では、環境の変化や経時変化によりＥＬ素子の発光輝度が同じ条件下では低下しても、ＥＬ素子に印加される交流電圧の周波数を上昇させることで輝度を高めて、見かけ上、ＥＬ素子の寿命が延びることになる。しかし、ＥＬ素子に印加する交流電圧を調整するための構成が複雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、発光部を有機ＥＬ素子で構成した発光パネル及び発光装置において、簡単な構成で経時変化に伴う輝度の低下を抑制することができるとともに、見かけ上の寿命を延ばすことができる発光パネル及び発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１電極と第２電極との間に有機発光部が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子が基板上に設けられた発光パネルであって、前記基板上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子と並列に分流部が設けられ、前記分流部を流れる電流量が前記有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなる。
【０００７】
有機ＥＬ素子の輝度は、有機発光部を流れる電流量（電流密度）に影響され、電流密度が高いほど素子の輝度は高くなる。また、有機ＥＬ素子に電流を供給して発光させると、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化して有機ＥＬ素子の輝度が低くなる。また、一般に、有機ＥＬ素子の輝度が初期の１／２に低下した時を有機ＥＬ素子の寿命としている。
【０００８】
この発明では、有機ＥＬ素子と並列に分流部が設けられているため、発光パネルを定電流源に接続して使用すると、定電流源から供給される電流は有機ＥＬ素子と分流部とに、分流されて流れる。従って、分流部に流れる電流量が小さくなると有機ＥＬ素子に流れる電流量は大きくなる。有機ＥＬ素子は、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化するため、有機ＥＬ素子に供給される電流量が一定であれば発光時間の経過に伴って輝度が低下する。しかし、分流部を流れる電流量が有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなるため、有機ＥＬ素子に供給される電流量が発光時間の経過に伴って大きくなる。その結果、有機ＥＬ素子の輝度の低下、即ち発光パネルの輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネルの見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記分流部は、通電時間の経過に伴う抵抗値の増加割合が前記有機発光部の抵抗値の増加割合より大きい。この発明では、分流部の抵抗値は通電時間の経過に伴って増加する。また、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化すると有機発光部の抵抗値も増加する。しかし、発光パネルを定電流源に接続して使用すると、分流部の抵抗値の増加割合が有機発光部の抵抗値の割合より大きいため、発光時間の経過に伴って有機ＥＬ素子に流れる電流量が増加する。その結果、発光時間の経過に伴って有機発光部が劣化しても、有機ＥＬ素子の輝度の低下、即ち発光パネルの輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネルの見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第１電極は透明電極で構成され、前記分流部は前記透明電極上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子より前記透明電極の端子に近い位置に設けられている。透明電極は、金属電極に比較して体積抵抗率が二桁以上大きいため、この発明では、発光パネルの使用初期段階において、定電流源から発光パネルに電流が供給されると、確実に透明電極の端子に近い側に設けられた分流部に電流が多く流れるようになり、劣化が進み、分流部の抵抗値が時間経過とともに大きくなる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記分流部は、陽極及び陰極の間に有機層が設けられることにより構成されている。この発明では、有機層が劣化することにより分流部の抵抗値が増加するため、分流部を流れる電流量が有機ＥＬ素子の有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなるようにするための構成が簡単になる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記分流部の有機層が、前記有機発光部と同じ材料で形成されている。この発明では、分流部を流れる電流量が有機ＥＬ素子の有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなるようにする構成がより簡単になるとともに、分流部を有機ＥＬ素子とを同時に形成することにより製造が容易になる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記分流部及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板と対向する面を除いた部分が保護膜で被覆され、前記保護膜は前記分流部を被覆する部分の保護機能が前記有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆する部分より低く形成されている。
【００１４】
ここで、「保護機能が低く形成される」とは、対象となる保護膜全体として一様に保護機能が低くなる構成、例えば、膜厚を全体的に薄く形成する場合に限らず、保護機能を低下させた部分と低下させていない部分とが存在することで全体として保護機能が低下している場合も含む。また、後者の場合は、保護機能を低下させた部分には保護機能を零にした場合も含む。即ち、保護膜に部分的に孔や溝を設けてその部分の保護機能を零にして、全体として保護膜の保護機能を低下させる場合も含む。
【００１５】
この発明では、保護膜の保護機能を調整することにより、分流部の有機層及び有機ＥＬ素子の有機発光部における劣化の進行状態を調整することが可能となる。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光パネルと、前記発光パネルに定電流を供給する定電流源とを備えている。この発明では、対応する前記請求項に記載の発明の作用、効果を奏する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発光部を有機ＥＬ素子で構成した発光パネルにおいて、簡単な構成で経時変化に伴う輝度の低下を抑制することができるとともに、見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、発光装置１０は、発光パネル１１と、前記発光パネル１１に定電流を供給する定電流源１２と、発光パネル１１を発光状態及び非発光状態に切り換えるスイッチＳＷとを備えている。発光パネル１１は、基板１３上に並列に設けられた有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）１４及び分流部１５を備えている。
【００１８】
図２に示すように、有機ＥＬ素子１４は、基板１３上に、順に第１電極１６、有機発光部１７及び第２電極１８が積層されて形成されている。即ち、有機ＥＬ素子１４は、第１電極１６と第２電極１８との間に有機発光部１７が設けられている。この実施形態では、基板１３として透明なガラス基板が使用されている。また、第１電極１６は陽極を構成するとともに、公知の有機ＥＬ素子で透明電極として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成されている。また、第２電極１８は陰極を構成し、有機ＥＬ素子の陰極に適した金属、例えばアルミニウムにより形成され、光反射性を有している。有機ＥＬ素子１４は、有機発光部１７から発せられた光が基板１３側から取り出される（出射される）所謂ボトムエミッションタイプに構成されている。有機ＥＬ素子１４は、有機発光部１７が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、基板１３と対向する面を除いた部分が保護膜１９で被覆されている。保護膜１９は、例えば、窒化ケイ素で形成されている。
【００１９】
有機発光部１７は白色発光を行うように構成され、この実施形態では発光色が赤、緑及び青の３つの発光層が重なる状態で積層された部分を備えるように構成されている。詳述すると、有機発光部１７は、定電流源１２の正極に接続される第１電極１６側から順に、正孔注入層２０、正孔輸送層２１、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ、赤色発光層２２ｃ、電子輸送層２３及び電子注入層２４が積層されて形成されている。
【００２０】
正孔注入層２０として膜厚２０ｎｍのＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）層、正孔輸送層２１として膜厚５０ｎｍのＴＰＤ（トリフェニルアミンの２量体）層がそれぞれ使用されている。青色発光層２２ａはＤＰＶＢｉをホストとし、ＢＣｚＶＢｉをドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されるとともに、ＢＣｚＶＢｉはＤＰＶＢｉに対して４ｗｔ％になるように含有されている。緑色発光層２２ｂはＡｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム）をホストとし、キナクリドンをドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されるとともに、キナクリドンはＡｌｑ３に対して２ｗｔ％になるように含有されている。赤色発光層２２ｃはＴＰＤをホストとし、ＤＣＪＴをドーパントとして膜厚３０ｎｍに形成されるとともに、ＤＣＪＴはＴＰＤに対して１ｗｔ％になるように含有されている。電子輸送層２３として膜厚２０ｎｍのＡｌｑ３層、電子注入層２４に膜厚１ｎｍのＬｉＦ（フッ化リチウム）層がそれぞれ使用されている。
【００２１】
分流部１５は、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなるように構成されている。分流部１５は、陽極２５及び陰極２６の間に有機層２７が設けられることにより構成されている。陽極２５は有機ＥＬ素子１４の第１電極１６と同様に透明電極（ＩＴＯ）で形成されるとともに、この実施形態では第１電極１６を延長した部分で構成されている。陰極２６は有機ＥＬ素子１４の第２電極１８と同様にアルミニウムにより形成されている。また、有機層２７は有機ＥＬ素子１４の有機発光部１７と同じ材料で形成されている。即ち、この実施形態では、分流部１５は有機ＥＬ素子１４と同様に構成され、面積が有機ＥＬ素子１４と異なるように形成されている。分流部１５も基板１３と対向する面を除いた部分が保護膜１９で被覆されている。
【００２２】
なお、図１及び図２は、発光パネル１１の構成を模式的に示したものであり、図示の都合上、一部の寸法を誇張して分かり易くするために、それぞれの部分の幅、長さ、厚さ等の寸法の比は実際の比と異なっている。
【００２３】
次に前記のように構成された発光パネル１１の製造方法を説明する。発光パネル１１を製造する際は、先ず基板１３の上に透明電極を構成するＩＴＯ膜を形成する。ＩＴＯ膜はスパッタリング法、真空蒸着法、イオン化蒸着法等の公知の薄膜形成方法によって形成される。次に、このＩＴＯ膜に対してエッチングを行い、透明電極、端子２８を形成する。端子２８は透明電極の一端に形成される。透明電極の端子２８から遠い部分が有機ＥＬ素子１４の第１電極１６を構成し、端子２８に近い部分が分流部１５の陽極２５を構成する。
【００２４】
次に基板１３及び透明電極の洗浄が行われた後、透明電極上の有機ＥＬ素子１４を形成すべき位置に有機発光部１７を、分流部１５を形成すべき位置に有機層２７をそれぞれ形成する。有機発光部１７及び有機層２７は同じ材料で形成され、正孔注入層２０、正孔輸送層２１、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ、赤色発光層２２ｃ、電子輸送層２３及び電子注入層２４が、例えば蒸着法により順次積層されることで形成される。次に有機発光部１７及び有機層２７上に有機ＥＬ素子１４の第２電極１８及び分流部１５の陰極２６を構成するアルミニウム膜を蒸着により形成した後、最後に保護膜１９を形成する。保護膜１９として窒化ケイ素等のセラミック膜を形成する場合、セラミック膜は、例えば、プラズマＣＶＤ法で形成される。
【００２５】
以上のようにして製造された発光パネル１１は、第１電極１６及び陽極２５に共通の端子２８が定電流源１２の正極側に配線２９ａを介して接続され、第２電極１８の端子１８ａ及び陰極２６の端子２６ａが定電流源１２の負極側に配線２９ｂを介して接続される。そして、端子２８と定電流源１２とを接続する配線２９ａの途中にスイッチＳＷを設けることで発光装置１０が構成される。なお、配線２９ａにはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が用いられ、透明電極に供給される電流が幅全体にわたって均一に流れるように、配線２９ａの端子部（図示せず）は端子２８の幅全体にわたって固着されている。なお、発光パネル１１が発光装置１０として使用される場合、分流部１５からの発光が外部に出射されないよう図示しないカバーで覆われ、有機ＥＬ素子１４からの発光のみが発光パネル１１の外部に出射されるように構成される。
【００２６】
次に前記のように構成された発光装置１０の作用を説明する。
スイッチＳＷをオンに切り換えると、定電流源１２から有機ＥＬ素子１４及び分流部１５に電流が供給される。定電流源１２から供給される電流は有機ＥＬ素子１４と分流部１５とに分流されて流れる。有機ＥＬ素子１４には端子２８から陽極２５、第１電極１６、有機発光部１７、第２電極１８へと電流が流れる。この時、有機発光部１７が発光し、その光は透明電極である第１電極１６を経て基板１３側から外部に取り出される。
【００２７】
有機ＥＬ素子１４の輝度は、有機発光部１７を流れる電流量に影響され、電流量が大きいほど素子の輝度は高くなる。有機発光部１７は発光時間の経過に伴って劣化するため、有機ＥＬ素子１４に供給される電流量が一定であれば発光時間の経過に伴って輝度が低下する。
【００２８】
第１電極１６及び陽極２５は共通の透明電極で構成され、分流部１５は前記透明電極上において有機ＥＬ素子１４より透明電極の端子２８に近い位置に設けられている。透明電極は、金属電極に比較して体積抵抗率が二桁以上大きいため、定電流源１２から端子２８を介して供給される電流は、端子２８に近い部分に設けられた分流部１５に多く流れるようになる。分流部１５の有機層２７は有機発光部１７と同じ構成であり、電流が流れる状態で時間経過とともに劣化する。そして、発光パネル１１の使用初期段階において、分流部１５に流れる電流の密度が有機発光部１７に流れる電流の密度より大きいため、有機層２７が有機発光部１７より劣化し易くなり、分流部１５の抵抗値の増加割合が有機ＥＬ素子１４の抵抗値の増加割合より大きくなる。その結果、通電時間の経過に伴って分流部１５に電流が流れ難くなり、有機ＥＬ素子１４に流れる電流量が発光時間の経過に伴って大きくなる。
【００２９】
従って、発光装置１０は定電流源１２から発光パネル１１に電流を供給するが、発光パネル１１を構成する有機ＥＬ素子１４に供給される電流量は一定ではなく、発光時間の経過に伴って大きくなる。その結果、有機発光部１７が発光時間の経過に伴って劣化しても、供給される電流量が増加するため、発光パネル１１の輝度の低下が抑制されるとともに、輝度が１／２に低下するまでの発光時間（寿命）が長くなる。
【００３０】
発光パネル１１の輝度と発光時間の関係を模式的に示すと、図３に示すグラフのようになる。なお、図３において実線が分流部１５を設けない発光パネルの例で、破線が分流部１５を設けた実施形態の例である。
【００３１】
本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）発光パネル１１は第１電極１６と第２電極１８との間に有機発光部１７が設けられた有機ＥＬ素子１４が基板１３上に設けられており、基板１３上に有機ＥＬ素子１４と並列に分流部１５が設けられ、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなる。従って、発光パネル１１を定電流源１２に接続して使用すると、有機ＥＬ素子１４に流れる電流量が発光時間の経過に伴って増加するため、発光時間の経過に伴って有機発光部１７が劣化しても有機ＥＬ素子１４の輝度の低下、即ち発光パネル１１の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００３２】
（２）分流部１５は、通電時間の経過に伴う抵抗値の増加割合が有機発光部１７の抵抗値の増加割合より大きい。従って、発光パネル１１を定電流源１２に接続して使用すると、発光時間の経過に伴って有機発光部１７が劣化しても、有機ＥＬ素子１４の輝度の低下、即ち発光パネル１１の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００３３】
（３）第１電極１６は透明電極で構成され、分流部１５は前記透明電極上に有機ＥＬ素子１４より前記透明電極の端子２８に近い位置に設けられている。従って、発光パネル１１の使用初期段階において、確実に透明電極の端子２８に近い側に設けられた分流部１５に電流が多く流れるようになり、分流部１５の抵抗値が時間経過とともに大きくなる。
【００３４】
（４）分流部１５は、陽極２５及び陰極２６の間に有機層２７が設けられることにより構成されており、有機層２７が、有機発光部１７と同じ材料で形成されている。従って、分流部１５を流れる電流量が有機ＥＬ素子１４の有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなるようにするための構成が簡単になる。
【００３５】
（５）有機ＥＬ素子１４及び分流部１５は基板１３上に同時に形成することができるため、発光パネル１１の製造が容易になる。
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図４及び図５を参照しながら説明する。なお、第２の実施形態は、発光パネル１１の有機ＥＬ素子１４及び分流部１５の配置と、分流部１５を覆う保護膜１９の構成が第１の実施形態と異なっており、その他の構成は第１の実施形態の発光パネル１１と基本的に同様であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００３６】
図４に示すように、有機ＥＬ素子１４及び分流部１５は、基板１３上に設けられた透明電極の端子２８の延びる方向と直交する方向に並行に設けられている。図５に示すように、第１電極１６及び陽極２５は共通の透明電極で構成され、有機発光部１７及び有機層２７も同じ材料で同様に構成されている。第２電極１８及び陰極２６は、それぞれ端子１８ａ及び端子２６ａが端子２８と反対側に位置するように設けられている。
【００３７】
有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９は、第１の実施形態と同様に全面にわたって保護機能を確保するように形成されている。しかし、分流部１５を被覆する保護膜１９は、保護機能が有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９より低く形成されている。具体的には保護膜１９の一部に孔１９ａが設けられてその部分の保護機能を零にして、全体として保護膜１９の保護機能を低下させるように構成されている。ここで、孔１９ａは、円や多角形等の単純断面形状のものに限らず長孔であってもよい。孔１９ａは、例えば、保護膜１９を形成した後、レーザーを照射して形成したり、保護膜１９を形成する際、孔１９ａに対応する箇所に孔が形成されたマスクを使用して形成したりする。
【００３８】
前記のように構成された発光パネル１１を定電流源１２に接続した発光装置１０においては、端子２８から第１電極１６及び陽極２５までの距離が同じため、スイッチＳＷがオンになって定電流源１２から電流が発光パネル１１に供給されると、使用初期においては有機ＥＬ素子１４及び分流部１５に流れる電流の密度は同じになる。しかし、分流部１５の保護膜１９は保護機能が低いため、有機発光部１７の発光時間の経過に伴い有機層２７の劣化が有機発光部１７の劣化に比較して速く進行する。その結果、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなり、有機ＥＬ素子１４に流れる電流量が発光時間の経過に伴って増加するため、発光時間の経過に伴って有機発光部１７が劣化しても有機ＥＬ素子１４の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（１），（３）〜（５）と同じ効果の他に以下に示す効果を得ることができる。
（６）分流部１５及び有機ＥＬ素子１４は、基板１３と対向する面を除いた部分が保護膜１９で被覆され、保護膜１９は分流部１５を被覆する部分の保護機能が有機ＥＬ素子１４を被覆する部分より低く形成されている。従って、発光パネル１１の使用初期において定電流源１２から供給される電流が分流部１５に流れ易くなるように、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を設けなくても、保護膜１９の保護機能を調整することにより、分流部１５の有機層２７及び有機ＥＬ素子１４の有機発光部１７における劣化の進行状態を調整することが可能となる。その結果、有機ＥＬ素子１４の輝度の低下が抑制されるとともに、発光パネル１１の見かけ上の寿命を延ばすことができる。
【００４０】
（７）保護膜１９の一部に孔１９ａを設けることにより、分流部１５の保護膜１９の保護機能が低くなるようにしている。従って、保護膜の保護機能を調整する保護膜１９の一部あるいは全体を薄くして保護機能を低下させる構成に比較して、保護機能の低下した保護膜１９を容易に形成することができる。
【００４１】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、図６に示すように、有機ＥＬ素子１４の第２電極１８及び分流部１５の陰極２６を共通の金属電極で形成するとともに、端子３０を共通にしてもよい。この場合、有機発光部１７と有機層２７との間に絶縁層３１を形成して第２電極１８と陰極２６との間の部分が透明電極と短絡しないようにする必要がある。絶縁層３１としては、有機発光部１７を構成する材料のうち発光層を除いた材料で形成してもよい。端子３０の位置は、図６に示すような、透明電極側の端子２８と平行に延びる配置に限らず、端子２８と直角となる方向に延びる配置にしてもよい。
【００４２】
○ 第２の実施形態のように、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を共通の端子２８からの距離が同じに設ける構成において、図７に示すように、有機ＥＬ素子１４の第２電極１８及び分流部１５の陰極２６を共通の金属電極で形成するとともに、端子３０を共通にしてもよい。この場合も、有機発光部１７と有機層２７との間に絶縁層３１を形成して第２電極１８と陰極２６との間の部分が透明電極と短絡しないようにする必要がある。端子３０の位置は、図７に示すような、透明電極側の端子２８と平行に延びる配置に限らず、端子２８と直角となる方向に延びる配置にしてもよい。
【００４３】
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、分流部１５と有機ＥＬ素子１４との間に存在する配線部３２の抵抗値を高めるために、図８に示すように、配線部３２となる透明電極を電流の流れる経路が長くなるように屈曲した形状に形成してもよい。配線部３２をこのような形状にするには、例えば、透明電極を形成する際に対応する形状のマスクを用いて透明電極を形成したり、透明電極をベタ電極として形成した後、レーザー加工やエッチング等でトリミングを行って形成したりする。この場合、分流部１５と有機ＥＬ素子１４との配置間隔を狭くでき、同じ面積の有機ＥＬ素子１４を使用した状態で発光パネル１１をコンパクトにすることができる。
【００４４】
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、分流部１５の陽極２５と有機ＥＬ素子１４の第１電極１６との間に存在する配線部３２を第１電極１６及び陽極２５と共通の透明電極で構成する代わりに、他の導電性材料で形成してもよい。その場合、配線部３２の抵抗値が、共通の透明電極で配線部３２を構成した場合と同等になるように、導電性材料及び配線部の形状、厚さ等を設定する。
【００４５】
○ 第１の実施形態のように、分流部１５を有機ＥＬ素子１４に比較して共通の端子２８に近い側に設ける構成において、分流部１５を被覆する保護膜１９の保護機能が有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９の保護機能より低くなるようにしてもよい。この場合、分流部１５の抵抗値の増加割合を調整することが可能になる。
【００４６】
○ 分流部１５を被覆する保護膜１９の保護機能が有機ＥＬ素子１４の保護膜１９より低くなる構成として、孔１９ａに代えてスリットを形成したり、保護膜１９の一部を薄く形成したり、保護膜１９に孔１９ａ、スリット、薄肉部を混在する状態で形成したり、保護膜１９全体の膜厚を薄くしたりしてもよい。また、孔１９ａやスリットを設ける場合、孔１９ａやスリットと対向する部分の陰極２６に孔や穴あるいはスリットを形成してもよい。
【００４７】
○ 第２の実施形態のように、少なくとも使用初期においては、定電流源１２から供給される電流が分流部１５及び有機ＥＬ素子１４に対して優位差なく流れる構成において、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９の保護機能を同じにしてもよい。そして、有機層２７を有機発光部１７より通電時間による抵抗値の増加割合が大きな構成とする。例えば、有機層２７を構成する電子輸送層２３を有機発光部１７の電子輸送層２３より薄くしたり、有機層２７を有機発光部１７と別の有機ＥＬ材料で構成したりする。
【００４８】
○ 第２の実施形態のように、有機ＥＬ素子１４及び分流部１５が、基板１３上に設けられた透明電極の端子２８の延びる方向と直交する方向に並行に設けられている構成において、分流部１５の陽極２５と有機層２７との間に透明電極より体積抵抗率の低い材料で形成された補助電極を設けてもよい。この場合、分流部１５側に電流が流れ易くなるため、分流部１５及び有機ＥＬ素子１４を被覆する保護膜１９の保護機能を同じにしても、有機層２７における通電時間による抵抗値の増加割合が有機発光部１７の抵抗値の増加割合より大きくなる。
【００４９】
○ 分流部１５は、分流部１５を流れる電流量が有機発光部１７の発光時間の経過に伴って小さくなる構成であればよく、陽極２５と陰極２６との間に有機ＥＬ材料からなる有機層２７が存在する構成に限らない。また、有機層２７を有する構成に限らず、無機材料で形成されてもよい。
【００５０】
○ 有機発光部１７及び有機層２７を構成する青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ及び赤色発光層２２ｃの積層順は、発光色が青の青色発光層２２ａから順に第１電極１６又は陽極２５側となるように積層する構成に限らず、任意の順でよい。
【００５１】
○ 白色発光を行う構成として、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ及び赤色発光層２２ｃを重なるように配置する構成に代えて、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ及び赤色発光層２２ｃをそれぞれストライプ状に形成するとともに、赤、緑、青の発光部が順に隣接して繰り返し並ぶように設けてもよい。また、１層の発光層に赤、緑、青の発光を行う有機発光材料を混在させてもよい。
【００５２】
○ 有機発光部１７は白色発光を行う構成に限らず、例えば、赤や青や緑や黄色等の単色光若しくは、その組み合わせを発光する構成としてもよい。
○ 有機発光部１７及び有機層２７の構成は、正孔注入層２０、正孔輸送層２１、青色発光層２２ａ、緑色発光層２２ｂ、赤色発光層２２ｃ、電子輸送層２３及び電子注入層２４の構成に限らず、少なくとも発光層を含む構成であればよい。例えば、正孔輸送層２１、発光層及び電子輸送層２３の３層構成や、発光層を挟んで正孔注入輸送層と電子注入輸送層とを設けた３層構成としてもよい。また、有機発光部１７には、公知の有機ＥＬ層に採用され得るバッファー層や正孔ブロック層等を設けることも当然に可能である。発光層の材料によっては、有機発光部を発光層のみから構成してもよい。
【００５３】
○ 基板１３はガラスに限らず、透明な樹脂基板やフィルムであってもよい。
○ 透明電極は、ＩＴＯに限らず、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＳｎＯ２（酸化錫）等を用いることができる。
【００５４】
○ 第２電極１８及び陰極２６は、アルミニウムに限らず、従来用いられている公知の陰極材料等が使用でき、例えば、金、銀、銅、クロム等の金属やこれらの合金等が用いられる。
【００５５】
○ 第２電極１８は光反射機能を備えていなくてもよい。
○ 有機ＥＬ素子１４は基板１３側から光を出射する構成に限らず、基板１３と反対側から光を出射する所謂トップエミッション型の有機ＥＬ素子としてもよい。この場合、有機ＥＬ素子１４は、有機発光部１７を挟んで基板１３と反対側に配置される第２電極１８は透明電極で形成される。ＩＴＯ膜の表面の仕事関数は正孔の注入に適した値のため陽極としては適しているが、陰極としては最適ではないため、有機ＥＬ素子１４の陰極を構成する電極を透明にするためＩＴＯで形成した場合、ＩＴＯの有機発光部１７と対向する表面に金属層を光透過性を有するように薄い膜厚で形成するのが好ましい。
【００５６】
○ 有機ＥＬ素子１４を所謂トップエミッション型の構成とした場合、基板１３側に配置される第１電極１６は透明でなくてもよい。しかし、第１電極１６を陽極、即ち定電流源１２の正極側に接続する場合は、第１電極１６は、その体積抵抗率が第２電極１８の体積抵抗率より低い材料で形成される必要がある。
【００５７】
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項６に記載の発明において、前記分流部を被覆する部分の保護膜は、一部に孔が設けられている。
【００５８】
（２）請求項６に記載の発明において、前記分流部を被覆する部分の保護膜は、少なくとも一部の厚さが薄く形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に対応する模式断面図。
【図３】発光パネルの輝度と発光経過時間との関係を示すグラフ。
【図４】第２の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に対応する模式断面図。
【図６】別の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図７】別の実施形態における発光装置の保護膜を省略した概略構成図。
【図８】別の実施形態における発光装置の保護膜を省略した部分概略構成図。
【符号の説明】
【００６０】
１０…発光装置、１１…発光パネル、１２…定電流源、１３…基板、１５…分流部、１６…第１電極、１７…有機発光部、１８…第２電極、１８ａ，２６ａ，２８，３０…端子、１９…保護膜、２５…陽極、２６…陰極、２７…有機層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に有機発光部が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子が基板上に設けられた発光パネルであって、
前記基板上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子と並列に分流部が設けられ、前記分流部を流れる電流量が前記有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなる発光パネル。
【請求項２】
前記分流部は、通電時間の経過に伴う抵抗値の増加割合が前記有機発光部の抵抗値の増加割合より大きい請求項１に記載の発光パネル。
【請求項３】
前記第１電極は透明電極で構成され、前記分流部は前記透明電極上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子より前記透明電極の端子に近い位置に設けられている請求項２に記載の発光パネル。
【請求項４】
前記分流部は、陽極及び陰極の間に有機層が設けられることにより構成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発光パネル。
【請求項５】
前記分流部の有機層が、前記有機発光部と同じ材料で形成されている請求項４に記載の発光パネル。
【請求項６】
前記分流部及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板と対向する面を除いた部分が保護膜で被覆され、前記保護膜は前記分流部を被覆する部分の保護機能が前記有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆する部分より低く形成されている請求項５に記載の発光パネル。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光パネルと、前記発光パネルに定電流を供給する定電流源とを備えた発光装置。
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に有機発光部が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子が基板上に設けられた発光パネルであって、
前記基板上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子と並列に分流部が設けられ、前記分流部を流れる電流量が前記有機発光部の発光時間の経過に伴って小さくなる発光パネル。
【請求項２】
前記分流部は、通電時間の経過に伴う抵抗値の増加割合が前記有機発光部の抵抗値の増加割合より大きい請求項１に記載の発光パネル。
【請求項３】
前記第１電極は透明電極で構成され、前記分流部は前記透明電極上に前記有機エレクトロルミネッセンス素子より前記透明電極の端子に近い位置に設けられている請求項２に記載の発光パネル。
【請求項４】
前記分流部は、陽極及び陰極の間に有機層が設けられることにより構成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発光パネル。
【請求項５】
前記分流部の有機層が、前記有機発光部と同じ材料で形成されている請求項４に記載の発光パネル。
【請求項６】
前記分流部及び前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板と対向する面を除いた部分が保護膜で被覆され、前記保護膜は前記分流部を被覆する部分の保護機能が前記有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆する部分より低く形成されている請求項５に記載の発光パネル。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の発光パネルと、前記発光パネルに定電流を供給する定電流源とを備えた発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２０１３３３（Ｐ２００７−２０１３３３Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０４４７（Ｐ２００６−２０４４７）
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月３０日（２００６．１．３０）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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