JP2008186778A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】 図１

Description

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。

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）。

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。

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_２、Ａｌ_２Ｏ_３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。

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。

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。
特開２００４−1３４２８２号公報（第１６頁、第１図）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の照明装置の概略説明図である。 従来の照明装置の概略説明図である。 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

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

Claims (4)

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。
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。
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。
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。

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