JP2007257855A - 有機ｅｌ素子ユニット及びそれを用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光むらが生じにくく、各有機ＥＬ素子の配線の自由度を確保することができ、明るさを選択することが容易にできる有機ＥＬ素子ユニット及びそれを用いた照明装置を提供する。
【解決手段】単一の基板２上に、一対の電極４，５間に有機発光層６を介在させてなる有機ＥＬ素子３の複数個が形成され、かつ、有機ＥＬ素子３は、封止部材７によって封止されると共に、一対の電極４，５がそれぞれ封止部材７の外部の基板２上に引き出されて配線接続用の外部端子部２ｔ，３ｔとして形成されている。外部端子部１ｔ〜１２ｔの接続を変えることにより、照明装置を構成する際、基板２内に含まれる有機ＥＬ素子３について一部を直列に接続したり、あるいは並列に接続したりすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置用の有機ＥＬ素子ユニット及びそれを用いた照明装置に関する。

一般に、自発光型のＥＬ素子は、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）現象を利用しているので、発熱がほとんどなく、また、軽量、薄型であり、特に、有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比較して色の選択が容易で、駆動電圧が低くて省電力であるなど、種々の利点を有している。

ところで、近年は、光源として大面積を照明する有機ＥＬ照明装置が要望されている。このような大面積を照明するために、有機ＥＬ素子自体のサイズをそのまま大型化すると、有機ＥＬ素子を構成する有機発光層の膜厚を均一に形成することが困難になると共に、電極材料による電圧降下等によって発光むら（輝度むらや色むら）が発生し易いなどの不具合を生じる。

そこで、単一の基板上に複数個の有機ＥＬ素子を１つのセルとし、そのセルを多数並べて配置することによって大画面表示装置を構成することが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

このように、特許文献１記載の従来技術では、一定サイズの有機ＥＬ素子セルを複数個縦横に配置することで大面積の有機ＥＬ表示装置を構成しているので、各々の有機ＥＬ素子セルの有機発光層はほぼ均一な膜厚に形成することができる。それと共に、有機発光層を励起するための電極に印加する駆動電圧も均一化することができるために、発光むらが生じにくくなる。そして、この特許文献１では、有機ＥＬ素子セルの両電極に接続する配線は、基板又は封止部材の貫通穴に金属材料のピンからなる端子により構成され、封止空間から引き出されている。
特開２００１−５２８５８号公報

特許文献１のものは、表示装置であり、一度設置すると、有機ＥＬセルを脱着するようなことはまれであるが、照明装置においては、点灯回路の保守の際などに有機ＥＬ素子部を脱着することがあり、その際に、端子部に圧力がかかることがある。

一般に、有機ＥＬ素子においては、その電極の厚さは数百〜数千Åであり、非常に薄い。そのため、特許文献１のような金属製のピンを使用する有機ＥＬ素子では金属製ピンに圧力がかかると、電極を形成した層を貫通するおそれがある。特に、陰極で金属製ピンの貫通が生じると、電極の短絡等が発生し、発光させることができなくなる等の故障となる。

しかも、特許文献１の有機ＥＬ素子においては、金属製ピンを垂直に封止層を貫通させることと、電極と金属製ピンとを電気的に導通させる工程が必要となり、製造工程が複雑になり、コストがアップする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、発光むらが生じにくく、各有機ＥＬ素子の配線の自由度を確保することができ、明るさを選択することが容易にできる有機ＥＬ素子ユニット及びそれを用いた照明装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る有機ＥＬ素子ユニットは、基板上に、一対の電極と該電極間に有機発光層を介在させてなる発光素子が複数個形成され、封止部材によって封止されてなる有機ＥＬ素子ユニットであって、複数の前記発光素子の各電極がそれぞれ接続される端子が封止部材の外部の基板上に設けられたことを特徴とする。

請求項２記載の発明に係る有機ＥＬ照明装置は、請求項１記載の有機ＥＬ素子ユニットの前記発光素子の複数個が組み合わされて構成されて点灯回路に接続されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、有機ＥＬ素子ユニットの有機発光層を挟む各電極は、封止部材の外部の基板上に引き出されて配線接続用の接続端子部として形成されているので、各有機ＥＬ素子を封止部材で封止した後も、その各接続端子部間を配線パターンによって任意に接続することができるため、配線の自由度を確保することができる。有機ＥＬ素子ユニットは多数の有機ＥＬ素子が単一の基板上に形成されて封止部材によって封止されているので、コストをアップさせずに、各発光素子のサイズが小さくでき、その分、封止部材の部品精度の影響や温度変化の影響を受け難くなり、発光むらが生じにくく、各有機ＥＬ素子の配線の自由度を確保することができ、明るさを選択することが容易にできる。

請求項２記載の発明によれば、有機ＥＬ素子の各接続端子部に個別に接続された各配線パターンが基板の周縁部に引き出されているので、有機ＥＬ素子ユニット自体の配線の自由度を確保することができ、明るさ選択の自由度を広くできる。また、有機ＥＬ素子ユニットの複数個を縦横に配置することで大面積の照明装置を構成する際、基板内に含まれる有機ＥＬ素子について一部を直列あるいは並列に接続することができる。つまり、ユニット間を接続する場合にも配線の自由度を確保することができ、その後の設計変更や、表示特性の要求に応じて有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ素子ユニット間の配線接続を任意に変更することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳しく説明する。
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子ユニットの全体を示す一部破断した平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３はその有機ＥＬ素子ユニットから構成した照明装置のブロック図、図４はその有機ＥＬ素子ユニットの等価回路図である。

この実施の形態１の有機ＥＬ素子ユニット１は、単一の基板２上に有機ＥＬ素子３の複数個（この例では６素子）が形成されている。各々の有機ＥＬ素子３は、一対の電極４，５間に有機発光層６を介在させて構成されている。そして、有機ＥＬ素子３は、薄皿状に形成された金属薄板やガラス等の封止部材７が接着剤等によって基板２に接着されて封止されると共に、一対の電極４，５がそれぞれ封止部材７の外部の基板２上に引き出されて配線接続用の接続端子部２ｔ（４ｔ、６ｔ、８ｔ、１０ｔ、１２ｔ）（以下、特に識別する必要がない限り２ｔで代表する），３ｔ（５ｔ、７ｔ、９ｔ、１１ｔ、１ｔ）（以下、特に識別する必要がない限り３ｔで代表する）として形成されている。

ここに、基板２はガラス等でできた透明基板であり、また、一対の電極４，５の内、一方の電極４は陽極、他方の電極５は陰極となるもので、陽極４は例えばＩＴＯなどの透明電極で構成されている。

図１の右側の有機ＥＬ素子３は、外部端子部３ｔ、４ｔを介して順次直列に接続されている。すなわち、互いに隣接する有機ＥＬ素子３同士については、その一つの有機ＥＬ素子３の陽極側の接続端子部４ａがこれに隣接する他の有機ＥＬ素子３の陰極側の接続端子部５ａに、また、この有機ＥＬ素子３の陰極側の接続端子部５ａはこれに隣接する他の有機ＥＬ素子３の陽極側の接続端子部４ａに外部端子部５ｔ、６ｔを介して順次接続されている。図１の左側の有機ＥＬ素子３も同様に、外部端子部１２ｔ、１１ｔを介して順次直列に接続されている。そして、外部端子部１ｔと２ｔが電源の一方の極に、外部端子部７ｔと８ｔが電源の他方の極に接続されている。したがって、この実施の形態１における有機ＥＬ素子ユニット１の等価回路は、各有機ＥＬ素子３が３個ずつ順次直列に接続されたものが並列に接続されてなっている。

そして、図３，４に示すように、図１の有機ＥＬ素子ユニット１と降圧コンバータ９を有する点灯回路に接続して照明装置を構成する。

本実施形態の照明装置は、１つの基板２上に複数個の有機ＥＬ素子を積層形成して、１つの基板２を多数の有機ＥＬ素子に分割した有機ＥＬ素子ユニット１を用いるので、基板２を大面積化しても有機ＥＬ素子ユニット及び照明装置の発光むらが低減できる。

また、各有機ＥＬ素子３の有機発光層６を挟む各電極４，５は、それぞれ接続端子部４ａと接続端子部５ａに接続された配線パターン８により封止部材７の外部の基板２上に引き出されている。そして、配線パターン８は基板２に配線接続用の外部端子部２ｔ，３ｔとして形成されているので、有機ＥＬ素子３を封止部材７で封止した後も、各外部端子部２ｔ，３ｔ間を配線によって任意に接続することができるので、配線の自由度を確保することができる。

特に、この実施の形態１のように、有機ＥＬ素子３の各接続端子部４ａ，５ａの極性の異なるもの同士を外部端子部３ｔ、４ｔを介して順次直列に接続されていると共に、複数個直列に接続されたものが並列に接続されているので、各有機ＥＬ素子３の電極４，５に印加される駆動電圧が均一化されると共に、印加される個数を増やせることになり、発光むらを低減することができると共に、明るさを明るくできる。
［実施の形態２］
図５は本発明の実施の形態２における有機ＥＬ素子ユニットを用いた照明装置のブロック図、図６はその有機ＥＬ素子ユニットの等価回路図であり、実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付している。この実施の形態２における照明装置の特徴は、各々の有機ＥＬ素子３が並列に接続されている。

したがって、この実施の形態２における有機ＥＬ素子ユニットを用いた照明装置の等価回路は、全ての有機ＥＬ素子３が個別に独立して存在するものとなっている。その他の構成は実施の形態１の場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。

上記の実施の形態１，２の各有機ＥＬ素子ユニット１を製作する場合には、単一の基板２上に、有機ＥＬ素子３の複数個を形成した後、各電極４，５の各接続端子部４ａ，５ａに封止部材７の外部の基板２上に形成されている配線パターン８を電気的に接続することにより、基板２上に形成された外部端子部２ｔ、３ｔに接続する。その後、有機ＥＬ素子３を封止部材７により封止する。

なお、基板２上に形成される有機ＥＬ素子３の素子数及び外部端子部の接続方法は、上記の実施の形態１，２に示したものに限定されるものではなく、また、接続端子部４ａ，５ａに接続された配線パターン８の引き回し状態についても、上記の実施の形態１，２の態様に限定されるものではなく、必要に応じて任意に変更することができる。

また、これらの有機ＥＬ素子ユニットを用いて大面積の照明装置を構成する場合には、有機ＥＬ素子ユニット１の複数個を縦横に配置して一体化すると共に、所定の各配線パターン８同士を電気的に接続する。こうして大面積の照明装置を構成すると、実施の形態１，２で説明した有機ＥＬ素子ユニット１の効果をそのまま維持しているため、大面積化しても発光むらの発生を抑制することができる。

また、各有機ＥＬ素子ユニット１自体の点灯を図７（ａ）、（ｂ）に示すように外部端子部を接続して点灯制御するようにしてもよい。図７に示す有機ＥＬ素子ユニットにおける有機ＥＬ素子の構成は上記実施形態と同様なので、その説明は省略する。

図７（ａ）は、有機ＥＬ素子ユニット１を有機ＥＬ素子３ａ、３ｂ、３c、３ｄ、３e、３ｆから構成し、有機ＥＬ素子３ｂ、３ｄ、３ｆを点灯している例を示している。

図７（ｂ）は、有機ＥＬ素子ユニット１を有機ＥＬ素子３ａ、３ｂ、３c、３ｄ、３e、３ｆから構成し、有機ＥＬ素子３ｄ、３e、３ｆを点灯している例を示している。

上述のように、本発明の有機ＥＬ素子ユニット１によれば、有機ＥＬ素子複数個を縦横に配置して大面積の有機ＥＬ照明装置を構成する際、基板２内に含まれる有機ＥＬ素子３について一部を直列に接続したり、あるいは並列に接続したりすることができる。つまり、ユニット１間を接続する場合にも配線の自由度を確保することができ、その後の設計変更や、表示特性の要求に応じて有機ＥＬ素子３及び有機ＥＬ素子ユニット１間の配線接続を任意に変更することが可能になる。そして、点灯数を制御することにより、段調光照明装置が容易に実現できる。

本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子ユニットの一部を破断して示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 有機ＥＬ素子ユニットを用いた照明装置のブロック図である。 その有機ＥＬ素子ユニットの等価回路図である。 本発明の実施の形態２における照明装置のブロック図である。 その有機ＥＬ素子ユニットの等価回路図である。 本発明の照明装置の点灯制御の例を示す平面図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬ素子ユニット
２ 基板
３ 有機ＥＬ素子
４ 電極（陽極）
５ 電極（陰極）
６ 有機発光層
７ 封止部材
８ 配線パターン
１ｔ〜１２ｔ 外部端子部

Claims (2)

1. 基板上に、一対の電極と該電極間に有機発光層を介在させてなる発光素子が複数個形成され、封止部材によって封止されてなる有機ＥＬ素子ユニットであって、複数の前記発光素子の各電極がそれぞれ接続される端子が封止部材の外部の基板上に設けられたことを特徴とする有機ＥＬ素子ユニット。
2. 請求項１の有機ＥＬ素子ユニットの前記発光素子の複数個が組み合わされて構成されて点灯回路に接続されることを特徴とする照明装置。

Images