JP2010003648A

JP2010003648A - 面状デバイス

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Publication number: JP2010003648A
Application number: JP2008163677A
Authority: JP
Inventors: Ryusuke Kodera; 隆介小寺
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: JP5398181B2

Abstract

【課題】確実な給電を実現することのできる面状デバイスを提供する。
【解決手段】面状素子１０と、前記面状素子１０の一端に設けられる素子電極３０と、前記素子電極３０に係り合う、断面コの字状の溝部を有する端子ケース２０と、前記端子ケース２０の溝部に配置され、素子電極３０に押圧付勢される給電用端子４０とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、面状デバイスに係り、特にその給電部の構造に関する。

近年、面状発光型照明装置としては、有機エレクトロルミネッセンス（EL）素子などのエレクトロルミネッセンス素子が注目されている。エレクトロルミネッセンス素子は、蛍光物質に電圧を印加することで発光するものであり、用いる蛍光物質により、有機エレクトロルミネッセンス素子と無機エレクトロルミネッセンス素子に分類することができる。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子は、平面発光が容易であること、電池など１０Ｖ程度の低電圧で１００〜１０００００ｃｄ／ｍ^２程度の高輝度の発光が可能なこと、蛍光物質を構成する材料の組合せで多数の色を発光させることが可能なことから、平面発光体として注目されている。

従来、液晶テレビ、液晶ディスプレイなどのバックライトユニットや、計器用照明として用いられる面状照明装置の給電構造として、端縁部に断面コの字状の給電部材が用いられている（例えば特許文献１）。この給電構造においては図１４（ａ）乃至（ｃ）に示すように、面状発光素子（面状放電容器）１０１の外部電極１０２に、断面コの字状の給電部材１０３を装着している。図１４（ａ）は斜視図、図１４（ｂ）は上面図、図１４（ｃ）は断面図である。

特開２００７−２７３１３６号公報

しかしながら、特許文献１では、面状放電容器の側部を囲む断面コの字状の給電部材を面状放電容器の外部電極と面接触するように構成されている。しかしながら、面状発光モジュールにおいては長尺化が進む一方であり、確実で安定な給電構造が求められており、面接触のみでは、安定な給電構造を得るのが困難になってきている。
また、応用範囲の拡大に伴い、大型デバイスを壁掛け構造で装着するなど、多様な実装構造が展開されている上、大型化に伴い、給電構造としては装着が容易で小型で高度の信頼性を有するものが求められている。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、確実な給電を実現することのできる面状デバイスを提供することを目的とする。
また、位置決めが容易で装着の容易な面状デバイスを提供することを目的とする。
さらにまた本発明は、組み立てが容易で信頼性の高い面状デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、面状素子と、前記面状素子の一端に設けられる素子電極と、前記素子電極に係り合う、断面コの字状の溝部を有する端子ケースと、前記端子ケースの溝部に配置され、素子電極に押圧付勢される給電用端子とを有することを特徴とする。
この構成によれば、給電用端子が素子電極に押圧付勢するように構成されているため、面状発光素子の素子電極が形成された面と、溝部内面とにより挟持され、自身の弾性によって接触を確保することができる。また、端子ケース装着と同時に、機械的かつ電気的な接続が確保される。さらにまた、給電用端子、端子ケースは、面状素子交換後も繰り返し使用可能である。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、前記給電用端子は、前記端子ケースの、前記素子電極と対向する面に設けられた位置決め穴部に収容されるものを含む。
この構成により、給電用端子は、端子ケースに設けられた位置決め穴部に収容されるので、位置決めが容易となり、素子電極との接触信頼性が向上する。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、前記端子ケースに設けられる、前記給電用端子の挿入口の開口面積が、挿入口内部の開口面積よりも大きいものを含む。
この構成により、端子ケースの挿入口の開口面積が、奥方の開口面積よりも大きいため、挿入ストロークが短くてすむため、組み立て易い。また、端子ケースの挿入口の開口面積が、奥方の開口面積よりも大きいため、給電用端子の挿入が容易となる。また、給電用端子を抜け止めする位置に素子電極があるため、接触信頼性が高い。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、素子電極に当接する素子電極当接部と、前記素子電極当接部に連接され、曲げ部を介して前記端子ケースに連接され、前記端子ケースから突出した突出部とを具備し、前記曲げ部は、前記端子ケースの、コの字状溝部の開口側にあり、前記端子ケース内部に挿入された端面と対向する前記端子ケースの内壁との間に、前記給電端子の一部が弾性変形するための空間を具備したものを含む。
この構成により、給電用端子の曲げ部がガイドとなって、端子ケースへの面状発光パネルの挿入が容易となる。また、面状素子の厚みを有効利用することで、ばねの変位を大きく取ることができる。さらにまた端子ケースの貫通穴部を有する面の厚みを有効利用し、ばねの変位を大きくとることができる。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、前記給電用端子は、前記素子電極に対して面接触せしめられたものを含む。
この構成により、点接触や線接触による場合に比べて、素子電極の損傷を低減することができる。この効果は特に、素子電極が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの脆弱な薄膜である場合に有効である。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、前記面状素子は、面状発光素子であるものを含む。
この構成により、点灯時間によって寿命が異なり、面状発光素子の取替えが個別に必要となるが、端子ケースも給電用端子も、面状発光素子交換後にも繰り返し使用することができる。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、前記面状発光素子は、可撓性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセント素子であるものを含む。
この構成によれば、可撓性基板であっても、効率よく係止することが可能となる。

また本発明は、上記面状デバイスにおいて、前記面状素子は、所望の素子を搭載してなるプリント配線基板であるものを含む。
なお、ここで面状素子とは、ＬＥＤなどの発光素子を搭載したプリント配線基板など、基板に設けられた素子電極を含む基板から、有機エレクトロルミネッセント素子、無機エレクトロルミネッセント素子、液晶基板まで、面状をなし、外部接続用電極（素子電極）を備えた素子にいたるまで、面状を有する素子全般を含むものとする。

以上説明してきたように、本発明の面状デバイスによれば、給電用端子は、自身の弾性によってデバイスとの接触性を確保することができ、端子ケースへの装着と同時に、機械的かつ電気的な接続を確保することができる、また、給電用端子、端子ケースは、面状基板取替え後も繰り返し使用することができる。

以下本発明の実施の形態の照明装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
この照明装置は、図１に概要斜視図を示すように、透光性基板１１としてのガラス基板上に有機エレクトロルミネッセント素子を形成してなる長尺状の面状発光素子１０と、前記長尺状の面状発光素子１０の一端を保持すると共に給電を行なう端子ケース２０と、前記面状発光素子１０の一端に設けられる素子電極（３０）と、素子電極に押圧付勢される弾性体からなる給電用端子４０とを有することを特徴とする。

ここで図１はこの照明装置の端子面側からみた斜視図であり、図２は図１の相対向する面側からみた斜視図、図３はこの照明装置の分解斜視図、図４乃至図６は、この照明装置の組み立て工程を示す図、図７および図８はこの組み立て工程における要部拡大図、図９および図１０はこの組み立て工程における給電用端子の要部拡大断面図、図１１はこの照明装置で用いられる有機エレクトロルミネッセント素子を示す図である。

この照明装置の端子ケース２０は、前記透光性基板１１の厚さに相当する寸法の内のりを有する、断面コの字状の樹脂成型体で構成され、図１乃至３に示すように、給電用端子を収納する空間を形成するための突出部２３と、この突出部２３に形成された第１の穴２１と、前記端子ケース２０の前記第１の穴２１と相対向する面に設けられて、前記第１の穴よりも開口面積の大きい第２の穴２２とを具備しており、給電用端子３０が第２の穴２２の側から挿入され、第１の穴２１側に一部突出し、面状発光素子１０の素子電極３０に弾性的に接触するように構成されている。

また給電用端子４０は、図９に装着完了時の断面拡大図を示すように、銅めっきをしたＳＵＳ板を打ち抜き成型することにより得られるもので、１つの角が開口し、伸長部４３を具備した、断面略三角形の成型体で構成されている。また、装着完了時にはこの給電用端子４０の開口角Ｏに隣接する辺４１に相当する面を素子電極３０との当接面とし、この辺４１の臨む角すなわちこの辺４１を底辺としてこの底辺に対向する頂角４０を第２の穴２２からの突出部としている。一方、辺４１の自由端から開口角Ｏを隔てた位置に、端子ケース２０の奥部に沿うように形成された支持辺４３を具備し、この支持辺４３が端子ケース２０の奥部を押圧するとともに、断面三角形の斜辺に相当する面４４が第１の開口２１を押圧し、給電用端子４０が面状発光素子１０を端子ケース２０内に弾性的に付勢し固定している。

また、面状発光素子において、有機エレクトロルミネッセント素子を構成する素子要素は、図１１に示すように、透光性基板１１としてのガラス基板の表面に、透明導電膜からなる陽極１２、発光機能を有する層１３、陰極１４を順に積層形成し、外側をガラスケース（図示せず）で被覆したものである。そしてこの透光性基板の端部に、素子電極３０が設けられ、陽極１２および陰極１３にそれぞれ接続されている。

次にこの照明装置の組み立て方法について説明する。
まず、図４に示すように、透光性基板１１としてのガラス基板上に有機エレクトロルミネッセント素子を形成し、面状発光素子１０を形成する。また、樹脂成型により端子ケース２０を形成するとともに、表面に銅めっきをしたＳＵＳ板を打ち抜き成型することにより、給電用端子４０を形成する。

次いで、図５に示すように、端子ケースの、第２の穴２２の側から第１の穴２３側にむけて給電用端子４０を挿入する。この状態の要部拡大図を図７および図１０に示す。ここでは給電用端子４０の角４２の周辺が弾性変形の支点となり、また面状発光素子１０の挿入ガイドとなる。

このようにして、図６に示すように、端子ケースのコの字状開口部から、面状発光素子を挿入し、給電用端子の角部４２を、面状発光素子１０の先端で押し付けながら挿入し、面状発光素子１０の素子電極３０と給電用端子の第２の穴２２の側から第１の穴２１側にむけて給電用端子３０を挿入する。このときの要部断面図を図１０に示す。図１０および図９における給電用端子３０の方向を比較することでこの挿入状態が明らかとなる。またこの装着時の状態の要部拡大図を図７および図８に示す。

このようにして、図９に示すように、端子ケース内に面状発光素子１０を押し付けながら挿入し、給電用端子４０によって端子ケース内に面状発光素子１０を弾性的に装着する。この給電用端子の辺４１の自由端から開口角Ｏを隔てた位置に、端子ケース２０の奥部に沿うように形成された支持辺４３が端子ケース２０の奥部を押圧するとともに、断面三角形の斜辺に相当する面４４が第１の開口２１を押圧し、給電用端子４０が面状発光素子１０を端子ケース２０内に弾性的に付勢し固定する。この給電用端子４０の開口角Ｏに隣接する辺４１に相当する面は素子電極３０との当接面となり、この辺４１の臨む角すなわちこの辺４１を底辺としてこの底辺に対向する頂角４０を第２の穴２２からの突出部としている。

この構成によれば、給電用端子４０が弾性を有する金属板を曲げ加工して形成された板状体（弾性体）で構成され、曲折可能であり、端子ケース２０内で、変位し、復元力によって素子電極と面接触し、接触性を高めている。このため、面状発光素子１を複雑な形状にすることなく、確実な接触状態を実現することが可能となる。また、特に長尺状の面状発光素子１は透光性基板１１上に形成された剛性基板であり、可撓性をもつものでなくても、良好な接触状態を実現することができる。従って機械的強度も高く面状発光素子１０を強固に固定すると共に、電気的接触性も良好で信頼性の高いものとなる。

さらにまた給電用端子４０は、弾性板で構成されているため、形状的にはより自由度が高く、組み立て作業性は向上する。また接触面積の大きさは調整可能に構成されている。
またこの給電用端子が第１の穴２１から突出した部分が外部接続用端子としてダクトなどに弾性的に効率よく装着される。

なお前記実施の形態では、透光性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセント素子を用いた面状発光素子の給電構造について説明したが、無機エレクトロルミネッセント素子など他の面状発光素子にも適用可能であることはいうまでもない。また面状発光素子の両サイドに端子ケースを装着したが、一端側のみでもよい。また、剛性基板のみならず、可撓性基板上に形成した面状発光素子にも適用可能である。

次に、以上説明した本発明の照明装置で用いられている長尺状の面状発光素子を構成する有機エレクトロルミネッセント素子の一例について説明する。
ここで有機エレクトロルミネッセント素子の各素子要素を構成する透光性基板は、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透光性のガラス板や、透光性のプラスチック板などを用いることができる。透光性基板は、光透過性であればよく、無色透明の他、若干着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。

また、発光機能を有する層１３は、いわゆる発光層に加え、陽極１２の側にホール輸送層、陰極１４の側に電子注入層を積層した多層膜であり、陽極１２に正電圧を、陰極１４に負電圧を印加することで、電子注入層を介して注入された電子と、ホール輸送層を介して注入されたホールとが、発光層内で結合して発光が起こる。このように発光機能を有する層１３で発光した光は、透明導電膜からなる陽極１２と透光性基板１１を透過し、透光性基板１１の表面側から取り出されるものである。この有機エレクトロルミネッセンス素子１は、電池など１０Ｖ程度の低電圧で高輝度発光が可能である。

また陽極１２は、発光機能を有する層中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、導電性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が４ｅＶ以上のものを用いるのがよい。このような陽極１２３材料としては、例えば、Ａｕ（金）どの金属、ＣｕＩ（ヨウ化銅）、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ：インジウムチンオキサイド）、ＳｎＯ₂（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透光性の導電材料が使用可能である。陽極１２は、例えば、これらの電極材料を、透光性基板１１の表面に、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により成膜及びパターニングすることによって形成される。

また、陰極１４は、発光機能を有する層１３中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、導電性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が５ｅＶ以下のものであることが好ましい。このような陰極１４の電極材料としては、例えば、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／Ａｌ₂Ｏ₃混合物、Ａｌ／ＬｉＦ混合物などが挙げられる。陰極１３についても陽極と同様、例えば、これらの電極材料を、真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、成膜後パターニングすることによって得ることができる。

ここで発光機能を有する層１３のうち、電子輸送層とホール輸送層とに挟まれた発光層に用いる発光材料またはドーピング材料は、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス（8−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、トリス（５−フェニル−８−キノリナート）アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−（ｐ−ターフェニル−４−イル）アミン、１−アリール−２，５−ジ（２−チエニル）ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチルベンゼン誘導体、ジスチルアリーレン誘導体、及び各種蛍光色素等があるが、これに限定されるものではない。

また、上記発光機能を有する層１３は、上記発光層と陽極１２との間すなわち陽極側にホール輸送層を積層しており、このホール輸送層を構成する材料としては、ホールを輸送する能力を有し、陽極１２からのホール注入効果を有するとともに、発光層に対して優れたホール注入効果を有し、また電子のホール輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキサイドチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の導電性高分子等の高分子材料が挙げられる。

また、上記発光機能を有する層１３は、発光層と陰極１４との間すなわち陰極１４の側に電子注入層を積層しており、この電子注入層を構成する材料としては、電子を輸送する能力を有し、陰極１４からの電子注入効果を有するとともに、発光機能を有する層１２に対して優れた電子注入効果を有し、さらにホールの電子注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。具体的には、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。さらに、ポリマー有機エレクトロルミネッセンス素子に使用されるポリマー材料も使用することができる。例えば、ポリパラフェニレン及びその誘導体、フルオレン及びその誘導体等である。電子注入層は、例えば、バソフェナントロリンとＣｓ（セシウム）を、モル比１：１の割合で共蒸着して形成することができる。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について説明する。
前記実施の形態１の照明装置では図１２に示すように、面状発光素子の両側を端子ケースで支持するように構成したが、本実施の形態では、薄型の可撓性基板上に有機エレクトロルミネッセント素子を形成した面状発光素子１０Ｆを用い、一方の側にのみ端子ケース２０を装着したものである。他部については前記実施の形態１と同様に構成されるため、ここでは説明を省略する。
この構成によれば、一端から効率よく給電するとともに、支持性も高く、信頼性の高い演出照明を実現することが可能となる。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。
前記実施の形態１および２では、面状発光素子を用いた照明装置について説明したが、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、電子部品を搭載したプリント配線基板の給電部にも適用可能である。図１３（ａ）は概要斜視図、図１３（ｂ）はこのプリント基板の上面図である。
筐体（図示せず）内に端子ケース２０が装着可能に構成されており、前記実施の形態１で用いた面状発光素子に代えて、電子部品の搭載されたプリント配線基板５０の接続用パッドに給電用端子４０が当接するように装着すればよい。他は前記実施の形態１の面状発光素子と同様である。

本発明の実施の形態１の照明装置を示す斜視図本発明の実施の形態１の照明装置を示す斜視図本発明の実施の形態１の照明装置の分解斜視図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程を示す図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程を示す図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程を示す図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程の要部拡大図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程の要部拡大図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程の要部拡大断面図本発明の実施の形態１の照明装置の組み立て工程の要部拡大断面図本発明の実施の形態１の照明装置で用いられる有機エレクトロルミネッセント素子を示す図本発明の実施の形態２の照明装置を示す斜視図本発明の実施の形態３の電子デバイスを示す斜視図従来例の照明装置を示す図

符号の説明

１面状発光素子
２給電部
３給電部

Claims

面状素子と、前記面状素子の一端に設けられる素子電極と、
前記素子電極に係り合う、断面コの字状の溝部を有する端子ケースと、
前記端子ケースの溝部に配置され、前記素子電極に押圧付勢される給電用端子とを有する面状デバイス。
請求項１に記載の面状デバイスであって、
前記給電用端子は、前記端子ケースの、前記素子電極と対向する面に設けられた位置決め穴部に収容される面状デバイス。
請求項１に記載の面状デバイスであって、
前記端子ケースに設けられる、前記給電用端子の挿入口の開口面積が、挿入口内部の開口面積よりも大きい面状デバイス。
請求項１に記載の面状デバイスであって、
前記給電用端子は、素子電極に当接する素子電極当接部と、前記素子電極当接部に連接され、曲げ部を介して前記端子ケースに連接され、前記端子ケースから突出した突出部とを具備し、
前記曲げ部は、前記端子ケースの、コの字状溝部の開口側にあり、前記端子ケース内部に挿入された端面と対向する前記端子ケースの内壁との間に、前記給電端子の一部が弾性変形するための空間を具備した面状デバイス。
請求項４に記載の面状デバイスであって、
前記給電用端子は、前記素子電極に対して面接触せしめられた面状デバイス。
請求項１乃至５のいずれかに記載の面状デバイスであって、
前記面状素子は、面状発光素子である面状デバイス。
請求項６に記載の面状デバイスであって、
前記面状発光素子は、可撓性基板上に形成された有機エレクトロルミネッセント素子である面状デバイス。
請求項１乃至５のいずれかに記載の面状デバイスであって、
前記面状素子は、所望の素子を搭載してなるプリント配線基板である面状デバイス。