JP2011119239A - 発光モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】発光モジュールにおいて、給電電極と給電部間の配線作業を容易にでき、また発光モジュールの組み立て後であっても配線の引き回しを容易に行うことができ、しかも、給電電極と給電部間の配線を発光素子の発光面側から目立たなくする。
【解決手段】発光モジュール1は、発光素子2と、発光素子2を支持する支持体3と、支持体3に設けられた給電端子4a,4bとを備える。支持体3は、発光素子2の給電電極a1,a2,b1,b2に対向する箇所に開口31を有する。給電端子4aは給電電極a1,a2と電気接続部材5aにより電気接続され、給電端子4bは給電電極b1,b2と電気接続部材5bにより電気接続される。電気接続部材5a,5bは、支持体3の開口31及び非発光面側を通っている。従い電気接続部材5a,5bが発光素子2の発光面側に露出することなくなり、電気接続部材5a,5bの接合を支持体3の背面側で集中して行えるようになる。
【選択図】図2

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(以下、ELという)発光素子を備える発光モジュールに関する。
従来より、この種の発光モジュールとして、有機EL発光素子(以下、発光素子という)を発光面の反対側から支持する支持体に、発光素子に給電するための給電部を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。給電部は、発光素子の素子電極と電気接続される通電用の端子であって、例えば、支持体に保持された素子制御用の回路基板上に設けられる。
特開2007−529117号公報
しかしながら、上述したような従来の発光モジュールでは、素子電極と給電部とを繋ぐリード線が、発光素子の発光面側に配設されるため、発光モジュールを例えば、ディスプレイや屋内用照明として用いる場合、ユーザの目に付き易く、外観上好ましくない。このような問題に対し、リード線を化粧用のカバーで覆うようにすると、カバーを取付けてからはリード線の取付け/取外しを行うことが難しく、修理や点検等の際に支障をきたす。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、給電電極と給電部間の配線作業を容易にでき、また、発光モジュールの組み立て後であっても配線の引き回しを容易に行うことができ、しかも、給電電極と給電部間の配線を発光素子の発光面側から目立たなくすることができる発光モジュールを提供することを目的とする。
本発明の発光モジュールは、有機化合物から成る薄膜で構成される発光層の両面を正電極と負電極で挟持して成る平板形状の有機EL発光素子と、前記有機EL発光素子を支持する支持体とを備え、前記EL発光素子から発せられた光を放出する発光面と、この発光面とは反対側に位置する非発光面とを有する発光モジュールであって、前記支持体に設けられた、前記有機EL発光素子に給電するための給電端子を備え、前記有機EL発光素子は、前記正電極及び負電極と電気的に接続された給電電極を有し、前記支持体は、前記有機EL発光素子の一面を覆うように取り付けられ、前記給電電極に対向する箇所に開口を有し、この開口から前記給電電極が非発光面側に露出しており、前記給電端子は、非発光面側に露出する部分を有し、前記給電端子と給電電極とは電気接続部材により電気接続され、前記電気接続部材は前記支持体の開口及び非発光面側を通っていることを特徴とする。
この発光モジュールにおいて、前記給電電極は、前記正電極及び負電極のそれぞれに対応して設けられており、前記開口は、これら給電電極の異なる極性毎にそれぞれ独立して設けられていることが好ましい。
この発光モジュールにおいて、前記給電電極は、正極と負極とが互いに隣り合って配置されており、前記開口には、前記隣り合う給電電極間を仕切る桟状の仕切り部が設けられていることが好ましい。
この発光モジュールにおいて、前記有機EL発光素子に供給する電力を制御するための回路基板を具備し、前記回路基板は、前記支持体の有機EL発光素子が支持されている側に設けられ、かつ前記有機EL発光素子の横に並置され、前記給電端子が前記支持体に代えて前記回路基板に設けられており、前記支持体は、前記給電端子に対向する箇所に開口を有し、この開口から前記給電端子が非発光面側に露出していることが好ましい。
この発光モジュールにおいて、前記有機EL発光素子に供給する電力を制御するための回路基板を具備し、前記回路基板は、前記支持体の有機EL発光素子が支持されている側とは反対側の背面に設けられ、前記給電端子が前記支持体に代えて前記回路基板に設けられ、前記支持体の非発光面側に露出していることが好ましい。
この発光モジュールにおいて、前記支持体の背面側には、前記電気接続部材を挿通するための溝部が設けられていることが好ましい。
この発光モジュールにおいて、前記溝部は、前記電気接続部材の極性毎に、支持体の厚み方向の深さが異なることが好ましい。
本発明の発光モジュールによれば、電気接続部材によって電気接続される対象である給電端子及び給電電極が支持体の非発光面側(背面側)に露出するので、給電端子及び給電電極に対する電気接続部材の接合を支持体の背面側で集中して行うことができる。従って、給電電極と給電端子間の配線作業を容易にでき、ひいては、本モジュールの生産性の向上を図ることができる。また、給電電極を支持体の背面側から導出することができ、発光モジュールの組み立て後であっても給電電極への電気接続部材の取付け/取外しを容易に行うことができる。また、給電端子及び給電電極が支持体の背面側に設けられて、発光モジュールの背面側で電気接続がなされるため、有機EL発光素子の発光面側に電気接続部材が露出することがなくなり、発光モジュールの外観上の見栄えを良くすることができる。
本発明の第1の実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。 上記発光モジュールの組立後の斜視図。 上記発光モジュールの有機EL発光素子の分解斜視図。 本発明の第2の実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。 上記発光モジュールの組立後の斜視図。 本発明の第3の実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。 上記発光モジュールの組立後の斜視図。 上記発光モジュールの有機EL発光素子の分解斜視図。 図7のZ部の拡大図。 本発明の第4の実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。 上記発光モジュールの組立後の斜視図。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る発光モジュールについて図1乃至図3を参照して説明する。これらの図において、発光モジュール1は、薄い平板状の有機EL発光素子(以下、発光素子という)2と、発光素子2を支持する支持体3と、支持体3に設けられた、発光素子2に給電するための給電端子4a,4bとを備える。発光モジュール1は、発光素子2から発せられた光を放出する発光面(光放出面)と、この発光面とは反対側に位置する非発光面とを有し、発光面は発光素子2の支持体3に支持された側とは反対側の面とされる。以下の説明において、図示x方向をモジュール1の左右方向とし、y方向をモジュール1の前後方向とする。
発光素子2は、発光層21(図3の斜線部)と、発光層21を両面から挟み込む正電極22a及び負電極22bと、これら正・負電極22a,22bが設けられる透明な素子基板23と、発光層21及び正・負電極22a,22bを封止する封止基板24とを有している。発光層21は、有機化合物を含む有機薄膜により構成される。正電極22aは、ITO(酸化インジウム錫)から成る透明電極であって、素子基板23上に形成されており、封止基板24から外部に導出する左右一対の導出部a1,a2を有している。左側の導出部a1は素子基板23上の前方部に配され、右側の導出部a2は素子基板23上の後方部に配されている。負電極22bは、正電極22aと同様に透明電極で構成され、発光層21上に形成されており、封止基板24から外部に導出する左右一対の導出部b1,b2を有している。左側の導出部b1は素子基板23上の後方部に配され、右側の導出部b2は素子基板23上の前方部に配されている。これらの導出部a1,a2,b1,b2は、正・負電極22a,22bと電気的に接続された関係にあり、発光素子2の給電電極を構成している。給電電極a1,a2は正極であり、給電電極b1,b2は負極である。各給電電極a1,a2,b1,b2は、ITOの上にアルミ薄膜やMAM(モリブデン−アルミ−モリブデン)薄膜をスパッタリング等によって製膜することで構成されている。図3から明らかなように、給電電極a1とa2、給電電極b1とb2は、それぞれ発光素子2の中心に関して点対称の関係にあり、隣り合う給電電極a1とb1、a2とb2は、互いに異なる極性となっている。給電電極a1,a2と給電電極b1,b2を通じて発光素子2に電力を供給し、正電極22aと負電極22b間に電圧を印加すると、発光層21にキャリアとして注入された電子及びホールが再結合することにより生成された励起子によって発光層21が発光する。
負電極22bは、必ずしも透明電極でなくてもよく、例えば、アルミから成る電極であってもよい。なお、本実施形態では、負電極22bが透明電極の場合、発光素子2は、その両面から光を放出する両面発光型のものとなるが、後述する支持体3によって発光素子2の一面を覆うことにより、本発光モジュール1を片面発光型のものに構成している。
素子基板23は、光透過性に優れた部材、例えば、ガラスや透明樹脂等により構成され、発光層21のある側とは反対側(裏面側)が光放出面となる。封止基板24は、下面開口の缶形状であって、例えば、金属もしくはガラス等により構成され、素子基板23に対向して設けられる。封止基板24は、缶形状に限られず、例えば、平板の表面をサンドブラスト加工等により僅かな凹みが形成されていればよい。なお、発光素子2は、発光層21と正電極22aの間に発光層21へのホール注入性を向上させるための正孔輸送層や、発光層21と負電極22bの間に発光層21への電子注入性を向上させるための電子輸送層を有していてもよい。
支持体3は、下面凹状に形成された略方形の蓋体であって、凹側が発光素子2の封止基板24側に望むように取付けられ、発光素子2の一面を覆っている。なお、支持体3は、略方形のものに限定されず、発光素子2の外殻形状に応じた形状であればよい。支持体3は、発光素子2に低温硬化性の接着剤等により固定される。支持体3は、給電電極a1,a2,b1,b2に対向する箇所に開口31を有し、この開口31は支持体3の両側方に形成されている。給電電極a1,a2,b1,b2は、開口31から支持体3の非発光面側(背面側)に露出している。本実施形態における支持体3は、図2に示すように、開口31を除く全ての領域において発光素子2の一方面を覆うものとしているが、これに限定されるものではない。例えば、支持体3は、開口31以外の領域においても発光素子2の一方面の領域を露出させるような構造のものであってもよい。
給電端子4a及び4bは、図示しない外部電源からの給電を受け発光素子2に電力を供給するものであり、支持体3の背面前部に左右1箇所づつ設けられている。給電端子4a,4bは、図1に示すように、略L字形状に構成されて、支持体3の側面及び背面に亘って設けられている。このように、給電端子4a,4bは、少なくとも支持体3の非発光面側(背面側)に露出する部分を有するものである。各給電端子4aは、左右対応する正電極22aの給電電極a1,a2と電気接続部材5aにより電気接続されている。各給電端子4bは、左右対応する負電極22bの給電電極b1,b2と電気接続部材5bにより電気接続されている。
電気接続部材5a,5bは、支持体3の開口31及び非発光面側(背面側)を通っている。電気接続部材5a,5bは、銅線、アルミ線又は金線により構成され、給電電極a1,a2,b1,b2と超音波接合により接合され、また、給電端子4a,4bと同様の方法で接合される。電気接続部材5a,5bは、銅線又はアルミ線又は金線に限られず、可撓性を有する導電性薄膜で構成してもよい。また、電気接続部材5a,5bと各給電電極a1,a2,b1,b2との接合は、導電性ペーストを用いて行うようにしてもよい。上記のように、左右2組の給電端子4a,4bを用いて、それぞれ点対称に配置された給電電極a1,a2及びb1,b2に電気接続することにより、正・負電極22a,22b全体に安定して電力を供給できる。すなわち、透明電極(電極22a,22b)を構成するITOは、導電材料としては比較的電気伝導性が低いため、特に発光素子の面積が大きくなると、給電箇所から遠ざかるにつれて電圧降下が生じ、発光素子に輝度ムラができることがある。このように比較的電気伝導性が低いものであっても、点対称の位置関係にある各給電電極a1,a2及びb1,b2と左右2組の給電端子4a,4bがそれぞれ電気接続されることにより、発光素子2における給電電極から遠い位置での電圧降下の割合を少なくすることができ、給電電極からの距離による輝度ムラを抑制することができる。
このように本実施形態に係る発光モジュール1によれば、給電端子4a,4b及び給電電極a1,a2,b1,b2が支持体3の非発光面側(背面側)に設けられているので、給電端子4a,4b及び給電電極a1,a2,b1,b2に対する電気接続部材5a,5bの接合を支持体3の背面側で集中して行うことができる。従って、給電電極a1,a2,b1,b2と給電端子4a,4b間の配線作業を容易にでき、ひいては、本モジュールの生産性の向上を図ることができる。また、電極22a,22bから給電電極a1,a2,b1,b2を支持体3の背面側に導出することができ、本発光モジュール1の組み立て後であっても給電電極a1,a2,b1,b2への電気接続部材5a,5bの取付け/取外しを容易に行うことができる。さらに、給電端子4a,4b及び給電電極a1,a2,b1,b2が支持体3の背面側に設けられ、電気接続部材5a,5bにより電気接続がなされるため、発光素子2の発光面側に電気接続部材5a,5bが露出することがなくなり、本発光モジュール1の外観上の見栄えを良くすることができる。また、電気接続部材5a,5bと給電電極a1,a2,b1,b2とを、アルミ超音波接合により接合することで、発光素子2への熱的ダメージを低減することができる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る発光モジュールについて図4及び図5を参照して説明する。これらの図に示すように、本発光モジュール1において、支持体3の開口31は、支持体3の両側方に方形に形成され、この開口31には、隣り合う給電電極a1とb1、a2とb2の間を仕切る桟状の仕切り部32が設けられている。これによって、開口31は、異なる極性の給電電極a1とb1、a2とb2に対応してそれぞれ独立した形となっている。その他の構成については、上記と同様である。
本実施形態に係る発光モジュール1によれば、開口31が極性の異なる給電電極a1とb1、a2とb2に対応してそれぞれ独立したものとなっているので、電気接続部材5a,5bを裸導線で構成した場合であっても、電気接続部材5aと5bが互いに接触することなく、給電電極a1,a2,b1,b2に接続することができる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る発光モジュールについて図6乃至図9を参照して説明する。図6、図7に示すように、本発光モジュール1は、発光素子2に供給する電力を制御するための回路基板6を具備している。回路基板6は、例えば、発光素子2への直流電流を生成する電源回路や、生成された電流を調整する制御回路などを実装する。回路基板6は、支持体3の発光素子2が支持されている側に取付けられ、かつ発光素子2の横に並べて配置される。給電端子4a,4bは、支持体3に代えて回路基板6上に設けられている。回路基板6上には、給電端子4a,4bと回路6内配線で繋がる外部端子61a,61bが設けられている。回路基板6及び発光素子2は、支持体3に粘着性を有する両面テープなどで取り付けられる。
図8に示すように、発光素子2の正電極22aは、封止基板24から外部に導出する左右一対の導出部a1,a2を有し、各導出部a1,a2は素子基板23上の前後中央部に配されている。負電極22bは、封止基板24から外部に導出する左右一対の導出部b11,b12,b21,b22を有し、各導出部b11,b21は素子基板23上の前方部に配され、各導出部b12,b22は素子基板23上の後方部に配されている。これらの導出部a1,a2,b11,b12,b21,b22は、正・負電極22a,22bと電気的に接続された関係にあり、発光素子2の給電電極を構成している。
支持体3は、電極22a,22bの各導出部から成る給電電極a1,a2,b11,b12,b21,b22に対向する箇所に開口31を有している。この開口31は、支持体3の両側方に設けられ、それぞれに仕切り部32が2箇所形成され、各給電電極a1,a2,b11,b12,b21,b22に対応して独立した形となっている。また、支持体3は、給電端子4a,4bに対向する箇所に開口33を有し、外部端子61a,61bに対向する箇所に開口34を有している。給電端子4a,4bは開口33から非発光面側に露出しており、外部端子61a,61bは開口34から非発光面側に露出している。各給電端子4aは、左右対応する正電極22aの給電電極a1,a2と電気接続部材5aにより電気接続されている。各給電端子4bは、負電極22bの給電電極b12,b22と電気接続部材5bにより電気接続されている。これら電気接続部材5a,5bは、開口31、支持体3の非発光面側(背面側)及び開口33を通っている。ここで、負電極22bの給電電極b11とb12及びb21とb22の間は、電気接続部材5cにより開口31及び支持体3の非発光面側(背面側)を通って電気接続される。外部端子61aは、支持体3に設けられた電極板7aと電気接続部材5dにより接続され、外部端子61bは、電極板7bと電気接続部材5eにより接続される。電気接続部材5d,5eは、開口34及び支持体3の非発光面側(背面側)を通っている。電極板7a,7bは、図示しない外部電源に接続されており、外部電源からの直流電力又は交流電力が電極板7a,7bから外部端子61a,61bを通して回路基板6に供給される。
また、図9に示すように、支持体3の非発光面側(背面側)には、電気接続部材5a乃至5eを挿通するための溝部35が設けられている。この溝部35は、電気接続部材5a乃至5eの極性毎に支持体3の厚み方向の深さが異なっており、ここでは、電気接続部材5a,5dが通る溝部35の深さが、電気接続部材5b,5c,5eが通る溝部35よりも深い。
本実施形態に係る発光モジュール1によれば、回路一体型の発光モジュール1を得ることができる。また、電気接続部材5a、5b、5c同士の接触を防止し、電気的な絶縁性を確保することができる。また、電気接続部材5a、5b、5cを溝部35で保持することができるので、部材5a、5b、5cに外力がかかって断線することを防止でき、また、電気接続部材5a、5b、5cが銅線やアルミ線などの線材で成る場合に、経時的な繰り返し振動による断線をも防止できる。また、溝部35の深さが電気接続部材5a乃至5eの極性毎に異なるので、電気接続部材5a乃至5eを互いに接触させることなく立体的に配置することができる。従って、配線設計の自由度が高まり、本モジュールの省スペース化及び薄型化が図れる。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る発光モジュールについて図10及び図11を参照して説明する。これらの図に示すように、本発光モジュール1は、回路基板6が支持体3の、発光素子2が支持されている側とは反対側の背面に設けられ、支持体3の左右の開口31の間に位置している。第3の実施形態では、回路基板6は、支持体3の有機EL発光素子2が支持されている側で、発光素子2の横に並置されたが、本実施形態の回路基板6は、支持体3を挟んで発光素子2と重なる位置に配置されている。回路基板6上には、発光素子2の給電電極a1,a2,b11,b12,b21,b22に繋がる左右一対の給電端子4a,4bと、給電端子4a,4bと回路6内配線で繋がる外部端子61a,61bが設けられている。給電端子a1,a2,b11,b12,b21,b22及び外部端子61a,61bは、支持体3の非発光面側に露出している。回路基板6は、支持体3の背面に粘着性を有する両面テープなどで取り付けられる。
支持体3は、電極22a,22bの各導出部から成る給電電極a1,a2,b11,b12,b21,b22に対向する箇所に開口31を有している。各給電端子4aは、左右対応する正電極22aの給電電極a1,a2と電気接続部材5aにより電気接続されている。各給電端子4bは、負電極22bの給電電極b12,b22と電気接続部材5bにより電気接続されている。これら電気接続部材5a、5bは、開口31及び支持体3の非発光面側(背面側)を通っている。ここで、負電極22bの給電電極b11とb12及びb21とb22の間は、電気接続部材5cにより開口31及び支持体3の非発光面側(背面側)を通って電気接続される。外部端子61a,61bは、図示しない外部電源とリード線によって接続されて、外部電源からの直流電力又は交流電力が回路基板6に供給される。
本実施形態に係る発光モジュール1によれば、回路基板6を発光素子2の横に並べて配置している第3の実施形態に比べて、発光モジュール1の発光面側(前面側)における非発光領域を小さくできる。
なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、給電電極と給電端子間の電気接続以外については、支持体の非発光面側(背面側)での接続構造に限定されず、電気接続部材5c,5d,5eを、支持体3の発光面側の面(発光素子2に対向する面)に配するようにしてもよい。
1 発光モジュール
2 有機EL発光素子
21 発光層
22a 正電極
22b 負電極
3 支持体
31 開口
32 仕切り部
35 溝部
4a,4b 給電端子
5a,5b 電気接続部材
6 回路基板
a1,a2 導出部(給電電極)
b1,b2 導出部(給電電極)
b11,b12,b21,b22 導出部(給電電極)

Claims (7)

  1. 有機化合物から成る薄膜で構成される発光層の両面を正電極と負電極で挟持して成る平板形状の有機EL発光素子と、前記有機EL発光素子を支持する支持体とを備え、前記EL発光素子から発せられた光を放出する発光面と、この発光面とは反対側に位置する非発光面とを有する発光モジュールであって、
    前記支持体に設けられた、前記有機EL発光素子に給電するための給電端子を備え、
    前記有機EL発光素子は、前記正電極及び負電極と電気的に接続された給電電極を有し、
    前記支持体は、前記有機EL発光素子の一面を覆うように取り付けられ、前記給電電極に対向する箇所に開口を有し、この開口から前記給電電極が非発光面側に露出しており、
    前記給電端子は、非発光面側に露出する部分を有し、
    前記給電端子と給電電極とは電気接続部材により電気接続され、前記電気接続部材は前記支持体の開口及び非発光面側を通っていることを特徴とする発光モジュール。
  2. 前記給電電極は、前記正電極及び負電極のそれぞれに対応して設けられており、
    前記開口は、これら給電電極の異なる極性毎にそれぞれ独立して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の発光モジュール。
  3. 前記給電電極は、正極と負極とが互いに隣り合って配置されており、
    前記開口には、前記隣り合う給電電極間を仕切る桟状の仕切り部が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の発光モジュール。
  4. 前記有機EL発光素子に供給する電力を制御するための回路基板を具備し、
    前記回路基板は、前記支持体の有機EL発光素子が支持されている側に設けられ、かつ前記有機EL発光素子の横に並置され、
    前記給電端子が前記支持体に代えて前記回路基板に設けられており、
    前記支持体は、前記給電端子に対向する箇所に開口を有し、この開口から前記給電端子が非発光面側に露出していることを特徴とする請求項1に記載の発光モジュール。
  5. 前記有機EL発光素子に供給する電力を制御するための回路基板を具備し、
    前記回路基板は、前記支持体の有機EL発光素子が支持されている側とは反対側の背面に設けられ、
    前記給電端子が前記支持体に代えて前記回路基板に設けられ、前記支持体の非発光面側に露出していることを特徴とする請求項1に記載の発光モジュール。
  6. 前記支持体の背面側には、前記電気接続部材を挿通するための溝部が設けられていることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか一項に記載の発光モジュール。
  7. 前記溝部は、前記電気接続部材の極性毎に、支持体の厚み方向の深さが異なることを特徴とする請求項6に記載の発光モジュール。
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