JP2004006366A - 支持部材上に可撓性基板をもつoledエリア照明用光源 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の固体エリア照明光源は、剛性支持部材と、前記剛性支持部材に取り付けられる可撓性基板と、前記可撓性基板上に付着される有機発光ダイオード(OLED)層であって、前記OLED層に電力を供給するための第1と第2の電極を有する有機発光ダイオード層と、前記OLED層をカバーするカプセル化カバーと、電気的に第1と第2の電極に電気的に接続され、外部電源を第1と第2の電極に電気的接続をするための、カプセル化カバーを超えて延長される、第1と第2の導体と、前記剛性支持部材に連結するベースであって、ソケットに取り外し可能に受け入れられるように構成され、前記光源の第1と第2の導体に電気的に接続するための第1の電気接点を有し、前記ソケットの導体に電気的に接続するための第2の電気接点を有するベースと、を有する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エリア照明用有機発光ダイオードの使用に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
発光ダイオードからなる固体光装置の有用性が、堅固性・長寿命性を要求する用途向けに、増大している。例えば、固体LEDが、現在、自動車向け用途に使われている。これらの装置は、複数の小型LED装置(ポイント光源をガラスレンズと共に単一モジュールに形成し、特定用途用に、光制御するために設計された)により構成されるものが典型的なものである(例えば、特許文献1参照)。これら複数装置は、単一のエリア照明装置として製造し、集積化するには、高価で、複雑である。更に、LED装置は、点光源を提供するが、エリア照明には好まれないものである。
【0003】
可撓性基板上にOLED光源、又は表示装置を製造することは、公知であった。例えば、後記特許文献2には、プラスチックとガラスのラミネートされた基板が示されている。可撓性基板上のOLED装置の製造に関しては、基板をロール状ウェブとして供給できるので、連続生産が容易になる。
【0004】
【特許文献1】
WO99/57945、1999年11月11日公開
【特許文献2】
EP0949850A1(1999年10月13日公開)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
光源装置が、既存の光源インフラに適合している場合(例えば、共通の渦タイプ(規格E26)とピンタイプのバイオネットベース(規格B22)のような)は、有益である。更に、光源装置は、消費者が最小費用で、容易に、安全に取り替えできることが好ましい。
【0006】
従って、単一基板を使う、単純な構成を持ち、既存の光源インフラにコンパチブルな、多様な2又は3次元形状で供給される、改良した、取替え可能なOLEDエリア照明装置に対するニーズがある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このニーズを満たす固体エリア照明光源は、剛性支持部材と、前記剛性支持部材に取り付けられる可撓性基板と、前記可撓性基板上に付着される有機発光ダイオード(OLED)層であって、前記OLED層に電力を供給するための第1と第2の電極を有する有機発光ダイオード層と、前記OLED層をカバーするカプセル化カバーと、電気的に第1と第2の電極に電気的に接続され、外部電源を第1と第2の電極に電気的接続をするための、カプセル化カバーを超えて延長される、第1と第2の導体と、前記剛性支持部材に連結するベースであって、ソケットに取り外し可能に受け入れられるように構成され、前記光源の第1と第2の導体に電気的に接続するための第1の電気接点を有し、前記ソケットの導体に電気的に接続するための第2の電気接点を有するベースと、を有する。
【0008】
以下に用いられる図は、実尺ではない点に留意すべきである。というのは、個々の層は薄く、各種層の厚さの違いが大きくて、正確に表せないからである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の説明に先立ち、本発明の前提となる従来のOLED光源について説明する。
図1は、従来のOLED光源の概略図であって、二つの電極(即ち、カソード14とアノード16と)の間に配置された有機発光層12を有するものである。有機発光層12は、電極を横断して電源18から電圧を印加すると発光する。OLED光源10は、典型的には、ガラス又はプラスチックの基板20を含む。アノード16とカソード14の相対的位置を、基板に関し逆にできることは容易に理解される。用語OLED光源は、有機発光層12、カソード14、アノード16及び他の複数層及び下記の支持部材の組合せを指す。
【0010】
図2には、本発明の実施例による固体エリア照明OLED光源10が示されており、該光源は、剛性プレーナ支持部材21に取り付けられた可撓性透明基板20上のOLED層を含むものである。有機発光ダイオード(OLED)層12は、透明基板20上の、OLED層12に電力を供給するための透明カソード14と透明アノード16間に、配置される。一つの実施例においては、OLED層は、可撓性基板20の端部まで延長しない。前記可撓性基板は、前記可撓性基板と前記支持部材との間にOLED層をもつ剛性支持部材に取り付けられる。可撓性基板は、例えば密閉型の接着材を使って、剛性支持部材21に取り付けられるので、剛性支持部材は、OLED層を湿気から保護するカプセル化カバーとなる。
【0011】
前記OLED層は、可撓性基板上に亘って連続しており、連続した発光領域を提供する。第1と第2の導体24と26は、電気的にアノード14とカソード16にそれぞれ接続している。第1と第2の導体は、タブ部分が位置を定めるベース(base)22上に位置している。該タブ部分は、剛性支持部材21から延長し、又は該支持部材に取り付けられている。前記導体は、可撓性基板20を超えて延長しており、外部電源(図示しない)をアノード電極とカソード電極に電気的に接続する。OLED層が可撓性基板20の両側から発光しない応用例においては、1又はそれ以上の支持部材、基板、カバー、アノード又はカソードは、不透明(opaque)又は反射性であってもよい。
【0012】
他の方法として、可撓性基板20を、接着剤又は機械的拘束物(クリップのような)を使って、OLEDが剛性支持部材から外向きになるように、剛性支持部材に取り付けてもよい。この構成においては、透明のカプセル化カバー(図示しない)が、前記OLED層上に備えられる。前記カプセル化カバーは、独立した構成要素(例えば、複数層12、14と16上で固定された、密封された可撓性のカバープレート)であってもよい。又は、前記カバーは、追加の層として、複数層12,14と16上にコーティングしてもよい。この構成において、第1と第2の導体24と26は、可撓性基板のタブ上に配置し、カプセル化カバーを超えて延長してもよい。
【0013】
図2を参照すると、OLED光源10のベース22は、ソケット40に挿入されるように構成され、OLED光源10を外部電源(図示しない、家庭用電力網)に接続する。複数接点44は、ソケット40の開口部42に設けられ、ベース22上の導体に接続し、OLED電極に電力を供給する。前記ベース22と前記開口部42は、相補的な形をしており(例えば、階段状)、前記ベースを唯一方向にソケット開口部42に確実に挿入するようにしてもよい。そうすれば、光源10のベースはソケットから抜けることはない。前記光源10は、前記ソケットの内へ光源を押したり、又は、前記ソケットから前記光源を引いたりして、ソケットに挿入し、又は、ソケットから物理的に取り出してもよい。ベース22とソケット40は、ソケットの内に、光源10を保持する戻り止め(detent、図示しない)を備えることが望ましい。
【0014】
第1電気接点と同様な接点44’は、開口部42において、折り返したものでよい。ベース22(これは、向きについての特徴を含まないことを仮定する)は、開口部42にどちらの方向で挿入してもよく、電源に適切に接続するものである。
【0015】
図3乃至図5を参照すると、剛性支持部材21は、湾曲して、3次元発光面(例えば、円筒状の(図3に示す)、スパイラル状の(図4に示す)、円錐状の表面部(図5に示す)を形成する。同様に、ベース22は、従来の座金形状(例えば、図3に示す米国の電球口金規格、又は欧州口金規格)であってもよい。剛性支持部材は湾曲したシート又は湾曲面をもつ固体であってもよい。
【0016】
湾曲面は、従来の電球の表面形状に似せたり、円筒形、スパイラル、ピラミッドの形状であってもよい。平坦の可撓性基板であっても、必ずしも矩形ではなく、それを取り付ける剛性支持部材の表面形状に適合すれば複合的な形状でよいことに留意すべきである。
【0017】
図6を参照すると、光源10は、剛性支持部材21の両端に位置する二つのベース22、22’の位置決めをする。導体24と26の内の一つを、各ベースの上に設けることができる。又は、両導体を各ベースに設けることもできる。
【0018】
図7を参照すると、剛性支持部材21は、フレームであってよい。該フレームは、所望の形状で(例えば、図示しない平面又は円筒のような)可撓性基板20を保持する。口金(base)22が、フレーム21に取り付けられ、可撓性基板20上の電極に電気的に接続される。該フレームは、反射性又は透明であって、光源10からの光出力を最大にすることができる。図7の光源を製造するには、最初に、OLED層を、順に電極層、可撓性基板上のカプセル化カバーを形成し、次に可撓性基板の周囲にフレームをインジェクション・モールディングする。前記口金は、フレームと共にモールドされる導体(電極と電気的に接続する)を含む。
【0019】
図8を参照すると、前記電極とOLED層は、ロールにおいて基板材料50のウェブを供給しながら、連続プロセスで可撓性基板上に形成してもよい。前記ロールは、一連の装置(複数の材料付着装置(material deposit stations)52を含め)を介して、順次に前進する。該材料付着装置には、電極付着装置(electrodedeposit station)があって、これは、導電性材料56を、例えばマスク54を通して、スパッタリングによって基板に塗布する。OLED材料付着装置は、OLED材料58を基板に塗布し、他の装置では、他の層(例えば、電極材料保護層、電気接続層及びカプセル化カバー層)を塗布する。装置60において、剛性支持部材21が、順次、可撓性基板へ取り付けられる。可撓性基板に取り付ける前に(例えばプリント回路基板技術を使って)、剛性支持部材には、導体と接着剤が供給される。該接着剤は、装置62において硬化され、製造完了された光源は、ダイ切断装置64で連続ウェブから切断される。
【0020】
図3を参照すると、光源10は、電力変換装置45を有しており、該変換装置は、外部電源からの電力を、OLED光源10に電力供給するのに相応しい形に変換する。好ましい実施例において、外部電源は標準電源(例えば、米国においては110Vで、英国においては220Vで、家庭・事務所に供給される電力)である。他の標準(例えば、DC24V,DC12V,DC6Vが自動車で使用されている)が用いられてもよい。
【0021】
OLED光源10は、特定の波形と大きさの整流電圧を必要とする。前記変換器45は、従来の電力制御回路を使って特定波形を供給できる。該特定波形は、周期的に、発光有機材料に逆バイアスを与え、OLED材料の寿命を延長してもよい。前記変換器45は、口金22に組み込んでもよい。
【0022】
可撓性基板20は、標準化してもよいし、各国の市場向けに、多様なベースと変換装置を使って、製造・市場規模の優位を提供してもよい。
【0023】
有機発光材料は、全方向に光を発射するので、基板20及び/又はカプセル化カバーを処理し、指向性のある照明を行ってもよい。例えば、カバー、基板又は複数電極の内の1つに、反射性表面を与え、OLED層から発光された光が他の表面を通して伝播するようにし、装置は唯一の側面から光を出力するようにしてもよい。同様に、基板又はカバーの外部表面を処理し、変形し、光出力特性を改良し(例えば、ツヤ消しにして)、光散乱を起こしてもよい。
【0024】
図9を参照すると、透明又は半透明のスクリーン又はハウジング70が、OLED光源10の周囲に設けられ、これが、光を散乱し、追加的な物理的保護及び審美的なアピールを与えてもよい。ハウジングは各種の形状(例えば、図示の標準的なランプの形状等)を取ることができる。
【0025】
本発明は、従来の広い応用範囲(例えば、テーブルトップのランプ、床ランプ(floor−lamp)、シャンデリア、カウンタ下のランプ(under−counter lamp)、天井ランプ等)で用いることができる。本発明は、又、DC源を使う可搬型照明装置に使用してもよい。
【0026】
一実施例において、有機発光ダイオード(OLED)層は、小分子OLED材料から構成される。これついては、米国特許第4,769,292号(1988年9月6日、Tang他に特許)及び米国特許第5,061,569号(1991年10月29日、VanSlyke他に特許)に説明されているが、これに限定されるものではない。
【0027】
本発明を成功裏に実施できるOLED要素の構成は、多数ある。典型的な構造を図10に示すが、これに限定するものではない。これは、アノード層103、正孔注入層105、正孔輸送層107、発光層109、電子輸送層111及びカソード層113を含む。これらの層については、以下に詳述する。これら有機層の全体厚は500nm未満であることが好ましい。OLED要素にエネルギーを付与するため電圧/電流源250が必要であり、アノード及びカソードへ電気接続するため導電配線260が必要である。TFT層及び付随する配線がこれらの機能を提供する。
【0028】
基板は、透光性であることが好ましいが、不透明であってもよい。この場合の用途向け基板には、ガラス、プラスチック、半導体材料、セラミックス及び回路基板材料が含まれるが、これらに限定はされない。
【0029】
アノード層103は、OLED層の発光に対して透明又は実質的に透明であることが好ましい。本発明に用いられる共通の透明アノード材料は、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)及び酸化錫であるが、例示としてアルミニウム又はインジウムをドープした酸化亜鉛、マグネシウムインジウム酸化物及びニッケルタングステン酸化物をはじめとする他の金属酸化物でも使用することができる。これらの酸化物の他、窒化ガリウムのような金属窒化物、セレン化亜鉛のような金属セレン化物、及び硫化亜鉛のような金属硫化物を層103に使用することもできる。アノード層が透明でない場合には、層103の透過性は問題とならず、透明、不透明又は反射性を問わず、いずれの導電性材料でも使用することができる。このような用途向けの導体の例として、金、イリジウム、モリブデン、パラジウム及び白金が挙げられるが、これらに限定はされない。典型的なアノード材料は、透過性であってもそうでなくても、4.1 eV以上の仕事関数を有する。望ましいアノード材料は、一般に、蒸発法、スパッタ法、化学的気相成長(CVD)法又は電気化学法のような適当な手段のいずれかによって付着される。アノードは、周知のフォトリソグラフ法によってパターン化することもできる。
【0030】
アノード103と正孔輸送層107との間に正孔注入層105を設けることがしばしば有用となる。正孔注入性材料は、後続の有機層のフィルム形成性を改良し、かつ、正孔輸送層への正孔注入を促進するのに役立つことができる。正孔注入層に用いるのに好適な材料として、米国特許第4720432号に記載されているポルフィリン系化合物や、米国特許第6208075号に記載されているプラズマ蒸着フルオロカーボンポリマーが挙げられる。有機ELデバイスに有用であることが報告されている別の代わりの正孔注入性材料が、欧州特許出願公開第0891121号(EP0891121A1)及び同第1029909号(EP1029909A1)に記載されている。
【0031】
正孔輸送層107は、芳香族第三アミンのような正孔輸送性化合物を少なくとも一種含有する。芳香族第三アミン類は、少なくとも一つが芳香環の員である炭素原子にのみ結合されている3価窒素原子を少なくとも1個含有する化合物であると理解されている。一態様として、芳香族第三アミンはアリールアミン、例えば、モノアリールアミン、ジアリールアミン、トリアリールアミン又は高分子アリールアミンであることができる。単量体トリアリールアミンの例がKlupfelらの米国特許第3180730号に記載されている。Brantleyらの米国特許第3567450号及び同第3658520号には、1個以上の活性水素含有基を含み、かつ/又は、1個以上のビニル基で置換されている、他の適当なトリアリールアミンが開示されている。より好ましい種類の芳香族第三アミンは、米国特許第4720432号及び同第5061569号に記載されているような芳香族第三アミン部分を2個以上含有するものである。以下、有用な芳香族第三アミンを例示する。
1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン
1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン
4,4’−ビス(ジフェニルアミノ)クアドリフェニル
ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)−フェニルメタン
N,N,N−トリ(p−トリル)アミン
4−(ジ−p−トリルアミノ)−4’−[4(ジ−p−トリルアミノ)−スチリル]スチルベン
N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル−4,4’−ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’−テトラフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’−テトラ−1−ナフチル−4,4’−ジアミノビフェニル
N,N,N’,N’−テトラ−2−ナフチル−4,4’−ジアミノビフェニル
N−フェニルカルバゾール
4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPB)
4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−(2−ナフチル)アミノ]ビフェニル
4,4”−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]−p−ターフェニル
4,4’−ビス[N−(2−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’−ビス[N−(3−アセナフテニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
1,5−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ナフタレン
4,4’−ビス[N−(9−アントリル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4”−ビス[N−(1−アントリル)−N−フェニルアミノ]−p−ターフェニル
4,4’−ビス[N−(2−フェナントリル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’−ビス[N−(8−フルオルアンテニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’−ビス[N−(2−ピレニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’−ビス[N−(2−ナフタセニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’−ビス[N−(2−ペリレニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
4,4’−ビス[N−(1−コロネニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル
2,6−ビス(ジ−p−トリルアミノ)ナフタレン
2,6−ビス[ジ−(1−ナフチル)アミノ]ナフタレン
2,6−ビス[N−(1−ナフチル)−N−(2−ナフチル)アミノ]ナフタレン
N,N,N’,N’−テトラ(2−ナフチル)−4,4”−ジアミノ−p−ターフェニル
4,4’−ビス{N−フェニル−N−[4−(1−ナフチル)−フェニル]アミノ}ビフェニル
4,4’−ビス[N−フェニル−N−(2−ピレニル)アミノ]ビフェニル
2,6−ビス[N,N−ジ(2−ナフチル)アミン]フルオレン
1,5−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ナフタレン
【0032】
別の種類の有用な正孔輸送性材料として、欧州特許第1009041号に記載されているような多環式芳香族化合物が挙げられる。さらに、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン及びPEDOT/PSSとも呼ばれているポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(4−スチレンスルホネート)のようなコポリマー、といった高分子正孔輸送性材料を使用することもできる。
【0033】
米国特許第4769292号及び同第5935721号に詳述されているように、有機EL要素の発光層(LEL)109は発光材料又は蛍光材料を含み、その領域において電子−正孔対が再結合する結果として電場発光が生じる。発光層は、単一材料で構成することもできるが、より一般的には、ホスト材料に単一又は複数種のゲスト化合物をドーピングしてなり、そこで主として当該ドーパントから発光が生じ、その発光色にも制限はない。発光層に含まれるホスト材料は、後述する電子輸送性材料、上述した正孔輸送性材料、又は正孔−電子再結合を支援する別の材料もしくはその組合せ、であることができる。ドーパントは、通常は高蛍光性色素の中から選ばれるが、リン光性化合物、例えば、WO98/55561、WO00/18851、WO00/57676及びWO00/70655に記載されているような遷移金属錯体も有用である。ドーパントは、ホスト材料中、0.01〜10質量%の範囲内で塗布されることが典型的である。特に有用な発光性ドーパントとして、フェニルピリジン及びその誘導体のイリジウム錯体が挙げられる。ホスト材料として、ポリフルオレンやポリビニルアリーレン(例、ポリ(p−フェニレンビニレン)、PPV)のような高分子材料を使用することもできる。この場合、当該高分子ホスト中に低分子ドーパントを分子レベルで分散させること、或いは、当該ホストポリマーに少量成分を共重合させることによりドーパントを添加すること、が可能である。
【0034】
ドーパントとしての色素を選定するための重要な関係は、当該分子の最高被占軌道と最低空軌道との間のエネルギー差として定義されるバンドギャップポテンシャルの対比である。ホストからドーパント分子へのエネルギー伝達の効率化を図るためには、当該ドーパントのバンドギャップがホスト材料のそれよりも小さいことが必須条件となる。
【0035】
有用性が知られているホスト及び発光性分子として、米国特許第4769292号、同第5141671号、同第5150006号、同第5151629号、同第5405709号、同第5484922号、同第5593788号、同第5645948号、同第5683823号、同第5755999号、同第5928802号、同第5935720号、同第5935721号及び同第6020078号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【0036】
8−ヒドロキシキノリン及び類似のオキシン誘導体の金属錯体は、電場発光を支援することができる有用なホスト化合物の一種であり、特に好適なものである。
以下、有用なキレート化オキシノイド系化合物の例を示す。
CO−1:アルミニウムトリスオキシン〔別名、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO−2:マグネシウムビスオキシン〔別名、ビス(8−キノリノラト)マグネシウム(II)〕
CO−3:ビス[ベンゾ{f}−8−キノリノラト]亜鉛(II)
CO−4:ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)−μ−オキソ−ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)
CO−5:インジウムトリスオキシン〔別名、トリス(8−キノリノラト)インジウム〕
CO−6:アルミニウムトリス(5−メチルオキシン)〔別名、トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)〕
CO−7:リチウムオキシン〔別名、(8−キノリノラト)リチウム(I)〕
CO−8:ガリウムオキシン〔別名、トリス(8−キノリノラト)ガリウム(III)〕
CO−9:ジルコニウムオキシン〔別名、テトラ(8−キノリノラト)ジルコニウム(IV)〕
【0037】
その他の有用なホスト材料の種類として、9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン及びその誘導体のようなアントラセン誘導体、米国特許第5121029号に記載されているジスチリルアリーレン誘導体、及び2,2’,2”−(1,3,5−フェニレン)トリス[1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール]のようなベンズアゾール誘導体が挙げられるが、これらに限定はされない。
【0038】
有用な蛍光性ドーパントとして、アントラセン、テトラセン、キサンテン、ペリレン、ルブレン、クマリン、ローダミン、キナクリドン、ジシアノメチレンピラン、チオピラン、ポリメチン、ピリリウム及びチアピリリウムの各誘導体、フルオレン誘導体、ペリフランテン誘導体、並びにカルボスチリル化合物が挙げられるが、これらに限定はされない。
【0039】
本発明の有機ELデバイスの電子輸送層111を形成するのに用いられる好適な薄膜形成性材料は、オキシン(通称8−キノリノール又は8−ヒドロキシキノリン)自体のキレートをはじめとする、金属キレート化オキシノイド系化合物である。当該化合物は、電子の注入・輸送を助長し、高い性能レベルを発揮すると共に、薄膜加工が容易である。オキシノイド系化合物の例は、上述した通りである。
【0040】
他の電子輸送性材料として、米国特許第4356429号に記載されている各種ブタジエン誘導体、及び米国特許第4539507号に記載されている各種複素環式蛍光増白剤が挙げられる。ベンズアゾール及びトリアジンもまた有用な電子輸送性材料である。
【0041】
場合によっては、必要に応じて、層109及び層111を、発光と電子輸送の両方を支援する機能を発揮する単一層にすることが可能である。これらの層は、低分子型OLEDシステム及び高分子型OLEDシステムのどちらにおいても一体化することが可能である。例えば、高分子型システムの場合、PEDOT−PSSのような正孔輸送層をPPVのような高分子発光層との組合せで採用することが通例である。このシステムにおいては、PPVが発光と電子輸送の両方を支援する機能を発揮する。
【0042】
カソード113は、好ましくは、透明で、ほとんどすべての導電性透明材料を含んでなることができる。或いは、カソード113は、不透明又は反射性であってもよい。適切なカソード材料は、下部の有機層との良好な接触が確保されるよう良好なフィルム形成性を示し、低電圧での電子注入を促進し、かつ、良好な安定性を有するものである。有用なカソード材料は、低仕事関数金属(<4.0eV)又は合金を含むことが多い。好適なカソード材料の1種に、米国特許第4885221号明細書に記載されているMg:Ag合金(銀含有率1〜20%)を含むものがある。別の好適な種類のカソード材料として、薄い電子注入層(EIL)と、これより厚い導電性金属層とを含む二層形が挙げられる。EILは、カソードと有機層(例、ETL)との間に配置される。ここで、EILは、低仕事関数金属又は金属塩を含むことが好ましく、その場合、これより厚い導電層が低仕事関数を有する必要はない。このようなカソードの一つに、米国特許第5677572号に記載されている、LiF薄層にこれより厚いAl層を載せてなるものがある。その他の有用なカソード材料として、米国特許第5059861号、同第5059862号及び同第6140763号に記載されているものが挙げられるが、これらに限定はされない。
【0043】
カソード層113が、透明又はほぼ透明である時、金属が薄くなければならないか、又は透明導電性酸化物、若しくはこれら材料の組合せを使用しなければならない。透光性カソードについては、米国特許第4885211号、同第5247190号、特開平3−234963号、米国特許第5703436号、同第5608287号、同第5837391号、同第5677572号、同第5776622号、同第5776623号、同第5714838号、同第5969474号、同第5739545号、同第5981306号、同第6137223号、同第6140763号、同第6172459号、欧州特許第1076368号及び米国特許第6278236号に詳細に記載されている。カソード材料は、蒸発法、スパッタ法又は化学的気相成長法により付着させることが典型的である。必要な場合には、例えば、マスク介在蒸着法、米国特許第5276380号及び欧州特許第0732868号に記載の一体型シャドーマスク法、レーザーアブレーション法及び選択的化学的気相成長法をはじめとする多くの周知の方法により、パターンを形成させてもよい。
【0044】
上述した有機材料は昇華法のような気相法により適宜付着されるが、フィルム形成性を高めるため、流体から(例えば任意のバインダーと共に溶剤から)、付着させてもよい。当該材料がポリマーである場合には、溶剤付着法が好適であるが、スパッタ法やドナーシートからの熱転写法のような他の方法を使用してもよい。昇華法により付着すべき材料は、例えば、米国特許第6237529号に記載されているように、タンタル材料を含むことが多い昇華体「ボート」から気化させてもよいし、当該材料をまずドナーシート上にコーティングし、その後基板に接近させて昇華させてもよい。複数材料の混合物を含む層は、独立した複数の昇華体ボートを利用してもよいし、予め混合した後単一のボート又はドナーシートからコーティングしてもよい。パターン化付着は、シャドーマスク、一体型シャドーマスク(米国特許第5294870号)、ドナーシートからの空間画定型感熱色素転写(米国特許第5851709号及び同第6066357号)及びインクジェット法(米国特許第6066357号)を利用して達成することができる。すべての有機層をパターン化することができるが、最も一般的には、発光層のみをパターン化し、その他の層を装置全体に均一付着させることができる。
【0045】
本発明のOLED装置は、所望によりその特性を高めるため、周知の各種光学効果を採用することができる。これには、透光性を極大化するための層厚の最適化、誘電体ミラー構造の付与、反射性電極の吸光性電極への交換、ディスプレイへの防眩(anti−glare)又は反射防止コーティングの付与、ディスプレイへの偏光媒体の付与、又はディスプレイへの着色、中性濃度もしくは色変換フィルタの付与が包含される。具体的には、フィルタ、偏光子及び防眩性(anti−glare)又は反射防止コーティングを、カバーの上に、又はカバーの一部として、設けることができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明の有利な点は、OLED光源を使い勝手のよい平坦形状で出荷でき、貯蔵できること、及び、各種の3次元形状で展開でき、使用できることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のOLEDエリア照明光源の部分断面図である。
【図2】本発明の実施例による光源と光源を挿入するソケットの斜視図である。
【図3】標準口金を有する本発明の他の実施例による光源の斜視図である。
【図4】スパイラル発光面をもつ本発明の他の実施例による光源の斜視図である。
【図5】円錐形発光面をもつ本発明の他の実施例による光源の斜視図である。
【図6】光源の両端部に配置された口金を有する本発明の他の実施例による光源の斜視図である。
【図7】支持部材がフレームである本発明による光源の斜視図である。
【図8】本発明による光源製造に使用される製造プロセスの概略図である。
【図9】ハウジングを有する光源の斜視図である。
【図10】本発明の好ましい実施例で使用されるエリア照明光源の断面図である。
【符号の説明】
10…OLED光源
12…有機発光層
14…カソード
16…アノード
18…電源
20…可撓性透明基板
21…剛性支持部材
22、22’…ベース
24…第1導体
26…第2導体
40…ソケット
42…開口部
44,44’ …接点
45…電力変換器
50…ウェブ
52…材料付着装置
54…マスク
56…導電材料
58…OLED材料
60…アタッチメント装置(attachment station)
62…硬化装置
64…ダイ切断装置
70…透明ハウジング
103…アノード
105…正孔注入層
107…正孔輸送層
109…発光層
111…電子輸送層
113…カソード層
250…電圧/電流源
260…導電配線
Claims (1)
- a)剛性支持部材と、
b)前記剛性支持部材に取り付けられる可撓性基板と、
c)前記可撓性基板上に付着される有機発光ダイオード(OLED)層であって、前記OLED層に電力を供給するための第1と第2の電極を有する有機発光ダイオード層と、
d)前記OLED層をカバーするカプセル化カバーと、
e)電気的に第1と第2の電極に電気的に接続され、外部電源を第1と第2の電極に電気的接続をするための、カプセル化カバーを超えて延長される、第1と第2の導体と、
f)前記剛性支持部材に連結するベースであって、ソケットに取り外し可能に受け入れられるように構成され、前記光源の第1と第2の導体に電気的に接続するための第1の電気接点を有し、前記ソケットの導体に電気的に接続するための第2の電気接点を有するベースと、
を有する固体エリア照明光源。
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