JP2007201333A - 発光パネル及び発光装置 - Google Patents
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Abstract
【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。
【選択図】図1
【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。
【選択図】図1
Description
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。
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。
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。
特開平9−245963号公報
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
○ 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。
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。
(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。
(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。
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。
Claims (7)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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