JP2010086655A - Ｅｌデバイスおよびｅｌデバイスを用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性を向上させた可撓性を有するＥＬデバイスを提供する。
【解決手段】 可塑性を有する基板１１の上に接触配置された第１電極１２ａ、第１電極１２ａの上に接触配置された発光層１２ｂならびに発光層１２ｂの上に接触配置された第２電極１２ｃを有するＥＬ層１２を有し、ＥＬ層１２から放射された光線を透過する発光部ＬＰと、ＥＬ層１２から放射された光線を透過しない非発光部ＮＬＰからなるＥＬ素子１と、ＥＬ素子１の非発光部ＮＬＰを保持する保持体（挟持体）２、保持体（支持体）３とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＥＬデバイスおよびＥＬデバイスを用いた照明装置に関する。

従来より、可撓性を有する有機ＥＬ素子を用いた照明パネルが知られている。特開２００７−２９４５１９公報（以下、特許文献１）では、可塑性を有する基板上に有機ＥＬ素子を形成したＥＬ照明パネルが提示されている。

特開２００７−２９４５１９公報

ところで、可撓性を有するＥＬ素子を用いた照明を実現しようとすると、上記構成のみではＥＬ素子の信頼性が乏しいことが判明した。これは、可塑性を有する基板で構成されたＥＬ素子は、基板自身の重みやＥＬ層の重みなどでたわみを生じやすく、たわみによって配光特性や放熱特性が悪化する。配光特性が悪化することで被発光面に対する照度分布が一様でなくなるため、照明としての信頼性を損なう。また、放熱特性が悪化することで、ＥＬ素子がショートしやすくなる。ショートした場合は局所的に電流が流れるため、ＥＬ素子が破壊される。よって、可撓性を有するＥＬ素子のみでは信頼性が乏しい。

本発明の目的は、信頼性を向上させた可撓性を有するＥＬ素子で構成されたＥＬデバイスを提供することにある。

本発明に係るＥＬデバイスは、可塑性を有する基板の上に接触配置された第１電極、前記第１電極の上に接触配置された発光層ならびに前記発光層の上に接触配置された第２電極を有するＥＬ層を有し、前記ＥＬ層から放射された光線を透過する発光部と、前記ＥＬ層から放射された光線を透過しない非発光部からなるＥＬ素子と、前記ＥＬ素子の非発光部を保持する保持体とを具備することを特徴とする。

上記構成によれば、信頼性を向上させた可撓性を有するＥＬ素子で構成されたＥＬデバイスを提供することができる。また、挟持体を用いることでたわみを軽減したＥＬデバイスを提供することができる。また、支持体を用いることで、ＥＬ素子にたわみが発生してもたわみ量が一定以下となるＥＬデバイスを提供することができる。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態を示すＥＬデバイスにおいて、可動部３２側から見たＥＬデバイスの斜視図、図１（ｂ）は、固定部３１側から見たＥＬデバイスの斜視図である。また、図２は、図１のポイントＡとＡ’の断面を矢印方向から見た図、図３は、図１のポイントＢとＢ’の断面を矢印方向から見た図である。

本発明に係るＥＬデバイスは主要部として、ＥＬ素子１と、保持体である挟持体２と、支持体３からなる。なお、本発明に係るＥＬデバイスの”ＥＬ”とは、電界をかけて発光する電界発光のことであり、電界をかけていない状態では後述する発光層１２ｂに正孔や電子が存在しないもののことを指す。

ＥＬ素子１は、基板１１と、ＥＬ層１２からなる。

基板１１は、透光性で可撓性を有し、防湿性を有するものであれば材質は限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレートからなり、その寸法は幅２００ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ２００ｕｍである。

ＥＬ層１２は、第１電極１２ａ、発光層１２ｂ、第２電極１２ｃ、封止層１２ｄからなり、それぞれ基板１１の上に逐次形成される。なおここでいう「上」とは、基板１１の平面からより遠方の面を指す。

第１電極１２ａは、後述する発光層１２ｂに正孔を提供する。第１電極１２ａは、透明電極で構成されており、例えばＩＴＯである。第１電極１２ａはスパッタリング法により、基板１１の上に形成される。

発光層１２ｂは、第１電極１２ａ、後述する第２電極１２ｃとに電界を生じることによって発光する。発光層１２ｂはαＮＰＤやＡｌｑ３などにより構成される。発光層１２ｂは真空蒸着法により、第１電極１２ａの上に形成される。

第２電極１２ｃは、発光層１２ｂに電子を提供する。第２電極１２ｃは導電性であり、また発光層１１２ｂから放出される光線を効率よく利用するために光線を反射する材料がよく、例えばアルミニウムなどが用いられる。第２電極１２ｃは真空蒸着法により、発光層１２ｂの上に形成される。

封止膜１２ｄは、第１電極１２ａ、発光層１２ｂ、第２電極１２ｃが大気中の水蒸気や酸素にさらされることを防止する。封止膜１２ｄは、ＳｉＮ／ＳｉＯＮ膜と、樹脂膜とが交互に積層されて構成される。封止膜１２ｄは真空蒸着法により、第１電極１２a、第２電極ｃが外部と導通できるように、第１電極１２ａ、発光層１２ｂ、第２電極１２ｃを覆うように形成される。

こうして形成されたＥＬ素子１は、発光部ＬＰと、非発光部ＮＬＰとで構成される。

発光部ＬＰは、ＥＬ層１２から放射された光が透過する部分のことである。具体的には、ＥＬ層１２の第１電極１２ａの裏面の範囲のことを指す。

非発光部１２は、発光部ＬＰ以外の部分のことであり、ＥＬ層１２が形成されている部分と、ＥＬ層１２の第１電極１２ａの裏面以外の範囲のことを指す。封止部１２ｄ側の面全体が非発光部であるのは、発光層１２ｂから放出された光線は第２電極１２ｃで反射されて基板１１側に透過するためである。

保持体（挟持体）２（以下、挟持体２と表記する）は、ＥＬ素子１を保持する保持体の一形態である。挟持体２はＥＬ素子１を挟持し、ＥＬ素子１を緊張させる。挟持体２は、固定部２ａ、可動部２ｂ、シャフト２ｃ、弾性体２ｄで構成される。

固定部２ａには、ＥＬ素子１が載置される。固定部２ａは、ＥＬ素子１が発光しても形状が変形しない材質であればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂材料や、アルミニウムなどの金属で構成される。

可動部２ｂは、固定部２ａと協調して、ＥＬ素子１を挟持する。可動部２ｂは、ＥＬ素子１が発光しても形状が変形しない材質であればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂材料や、アルミニウムなどの金属で構成される。

シャフト２ｃは、可動部２ｂを貫通し、固定部２ａに固定され、可動部２ｂの動作を回動に限定する。シャフト２ｃは、長期間使用しても変形しない材質であればよく、例えば、ニッケルクロム合金などで構成される。

弾性体２ｄは、可動部２ｂの回動を規制し、固定部２ａに可動部２ｂを接触させることにより、ＥＬ素子１を挟持する。弾性体２ｄは例えばバネのことであり、コイルバネや板バネなどが用いられる。

保持体（支持体）３（以下、支持体３と表記する）は、ＥＬ素子１を保持する保持体の一形態である。支持体３はＥＬ素子１が撓まないようにＥＬ素子１を支持する。支持体３は、固定部３１、可動部３２で構成される。

固定部３１には、ＥＬ素子１が載置される。固定部３１は、ＥＬ素子１が発光しても形状が変形しない材質であればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂材料や、アルミニウムなどの金属で構成される。

可動部３２は、固定部３２と協調して、ＥＬ素子１を支持する。可動部３２は、ＥＬ素子１が発光しても形状が変形しない材質であればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂材料で構成される。また、ＥＬ素子１の放熱性を高めるため、アルミニウムなどの金属で構成されてもよい。

ここで、挟持体２、支持体３がＥＬ素子１を保持する様子について、更に詳しく説明する。

挟持体２、支持体３は非発光部ＮＬＰを保持する。これは、発光部ＬＰを保持すると、ＥＬ素子１から放射される光線が保持体である挟持体２、支持体３により遮られるためである。保持体である挟持体２や支持体３が光線を遮断すると、ＥＬ素子１全体から取り出すことができる光線量が減少するため、結果ＥＬ素子１の発光特性が悪化するためである。よって、保持体である挟持体２、支持体３は非発光部ＮＬＰを保持するのが望ましい。

また、本実施の形態では、重力方向に対して平行にＥＬ素子１を配置しても、たわみが発生することを抑制でき、結果ＥＬデバイスの信頼性を向上することが可能である。これは、挟持体２がＥＬ素子１を挟持しているためにＥＬ素子１の自重で滑落することが防止でき、さらに支持体３によりＥＬ素子１の面方向からの応力に対してもたわみを防止することができるからである。

したがって、本実施の形態では、可撓性を有するＥＬ素子のたわみを抑制することが可能である。

なお、本実施の形態では挟持体２と支持体３の両方を用いたが、図４（ａ）に示すように挟持体２のみでＥＬ素子１を保持してもよいし、図４（ｂ）に示すように支持体３のみでＥＬ素子１を保持してもよい。
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図５に示す。図５（ａ）は本発明の第１の実施の形態で用いたＥＬデバイスＥＬＤを用いた照明装置を、図５（ｂ）は回路ブロック図を示す。

本発明の照明装置は、電源Ｓと接続された点灯回路ＰＳと、点灯回路ＰＳの出力側に接続されたリード線ＬＷ、リード線ＬＷを介して点灯回路ＰＳと接続されたＥＬデバイスＥＬＤを有する。

電源Ｓは例えば商用電源であり、電圧１００Ｖが供給される。

点灯回路ＰＳは例えば、交流直流変換回路、定電流回路からなり、点灯回路の出力側は陽極出力端、陰極出力端に分かれている。交流直流変換回路は、電源Ｓから供給された交流を直流に変換し、必要に応じて変圧する。電源Ｓから供給された交流１００Ｖは、例えば直流３〜１０Ｖに変圧される。定電流回路は、交流直流変換回路で得られた直流３〜１０Ｖの電力を定電流に変換し、例えば２００ｍＡの電流を出力する。

ＥＬ素子１は、ＥＬ層１２の第１電極１２ａを点灯回路ＰＳの陽極出力端、第２電極１２ｂを点灯回路ＰＳの陰極出力端に接続される。そして２００ｍＡの電流を印加され、ＥＬ素子１が点灯する。

したがって、本実施の形態では、信頼性を向上させた可撓性を有するＥＬデバイスを用いた照明装置を得ることができる。

なお、本発明の実施の形態は上記に限られるものではなく、例えば次のように変更してもよい。

基板１１上に形成されるＥＬ層１２の個数は限定されない。例えば、基板１１上にＥＬ層１２が一つだけ形成されてもよく、また複数形成されてもよい。

ＥＬ層１２の発光効率を高めるため、正孔注入層や正孔移動層、電子移動層などが形成されてもよい。

ＥＬ層１２の成膜条件は上記に限定されない。例えば、第２電極１２ｃが基板１１と接触するように成膜されてもよいし、第１電極１２ａが封止膜１２ｄ側に成膜されてもよい。

また、図６（ａ）に示されるように、支持体３内部に嵌合部を設けることにより、ＥＬ素子１を支持してもよい。

また、図６（ｂ）に示されるように、支持体３内部に緊張具４を用いることにより、ＥＬ素子１を支持してもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す斜視図。 図１のポイントＡとＡ’の断面を矢印方向から見た図。 図１のポイントＢとＢ’の断面を矢印方向から見た図。 他の変形例１を示す断面図。 本発明の第２の実施の形態を示す図。 他の変形例２を示す断面図。

符号の説明

１ ＥＬ素子
１１ 基板
１２ ＥＬ層
１２ａ 第１電極
１２ｂ 発光層
１２ｃ 第２電極
１２ｄ 封止層
ＬＰ 発光部
ＮＬＰ 非発光部
２ 保持体（挟持体）
２ａ 固定部
２ｂ 可動部
２ｃ シャフト
２ｄ 弾性体
３ 保持体（支持体）
３１ 固定部
３２ 可動部
４ 緊張具
ＥＬＤ ＥＬデバイス
Ｓ 電源
ＰＳ 点灯回路
ＬＷ リード線

Claims (4)

1. 可塑性を有する基板の上に接触配置された第１電極、前記第１電極の上に接触配置された発光層ならびに前記発光層の上に接触配置された第２電極を有するＥＬ層を有し、前記ＥＬ層から放射された光線を透過する発光部と、前記ＥＬ層から放射された光線を透過しない非発光部からなるＥＬ素子と、
   前記ＥＬ素子の非発光部を保持する保持体とを具備することを特徴とするＥＬデバイス。
2. 可塑性を有する基板の上に接触配置された第１電極、前記第１電極の上に接触配置された発光層ならびに前記発光層の上に接触配置された第２電極を有するＥＬ層を有し、前記ＥＬ層から放射された光線を透過する発光部と、前記ＥＬ層から放射された光線を透過しない非発光部からなるＥＬ素子と、
   前記ＥＬ素子の前記非発光部を挟持する挟持体とを具備することを特徴とするＥＬデバイス。
3. 可塑性を有する基板の上に接触配置された第１電極、前記第１電極の上に接触配置された発光層ならびに前記発光層の上に接触配置された第２電極を有するＥＬ層を有し、前記ＥＬ層から放射された光線を透過する発光部と、前記ＥＬ層から放射された光線を透過しない非発光部からなるＥＬ素子と、
   前記ＥＬ素子の前記非発光部を支持する支持体とを具備することを特徴とするＥＬデバイス。
4. 電源に接続された点灯回路と、前記点灯回路の出力側に接続された請求項１ないし３のいずれか記載のＥＬデバイスとを具備することを特徴とする照明装置。

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