JP2012049062A

JP2012049062A - 照明装置

Info

Publication number: JP2012049062A
Application number: JP2010191844A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Fujikawa; 洋一藤川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08

Abstract

【課題】きわめて微細な線幅を持つ補助電極が発光面領域全体に亘って線状に連続して設けられた照明装置を提供する。
【解決手段】基板と、当該基板上に形成される発光素子と、を備え、前記発光素子は、前記基板上に形成される第１電極及び第２電極層、及び、これらに挟持される発光機能を含み、前記第１電極、ないしは、第２電極層は更に、前記基板の面を覆うように形成される主電極と、それぞれが、前記主電極と直接の接点をもつように形成されるとともに、前記発光面に、一定区間おきに形成されるＮ本の補助電極（Ｎは正の整数）と、を含み、前記補助電極は、前記主電極に比べて、より低い電気抵抗をもつ材料から作られ、前記Ｎ本の補助電極のうち少なくとも１本の補助電極は、その延在方向の途中で少なくとも１箇所の破断部分をもつことを特徴とする照明装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、エレクトロルミネッセンスにより発光する照明装置に関する。

薄型で軽量な発光源として、OLED（organic light emitting diode）、即ち有機エレクトロルミネッセンス（electro luminescent）素子（有機EL素子ともいう）が提供されている。有機EL素子は、有機材料で形成された有機薄膜を挟持した一対の電極からなり、第１電極は例えば陽極として第２電極は陰極として機能する。両電極間に電流が流されると同時に、有機薄膜にも電流が流れ、これにより、当該有機薄膜、（有機EL素子）は発光する。この場合、その発光の輝度は、有機薄膜に流れる電流の大きさに応じるので、当該電流の制御、言い換えれば、第１電極及び第２電極それぞれについての電位設定等に関しては、十分な注意を払う必要がある。

このような有機EL素子を多数並べ、かつ、その各々につき発光及び非発光を制御すれば、所望の意味内容を持つ画像等の表示が可能となる。
かかる有機EL素子、ないしはこれを備えた画像表示装置及び、照明装置としては、例えば特許文献１に開示されているようなものが知られている。

特開２００１−２９６８１９号公報

ところで、上述のような画像表示装置、及び、照明装置においては、既述の電流制御に関わる問題に関連して、第１電極あるいは第２電極の電気抵抗特性に関する問題がある。すなわち、有機EL素子は、前述のように、これら両電極で有機薄膜を挟持する構成を持つため、当該有機薄膜から発した光を装置外部へと導くためには、これら第１電極及び第２電極の少なくとも一方は、透明でなければならない。

したがって、両電極の少なくとも一方は、透明であって導電性である材料、例えばITO（Indium Tin Oxide）や、IZO（Indium Zinc Oxide）、あるいは光透過が可能となるまで薄膜化した銀、アルミニウム及び金その他の金属や合金等で作られる必要がある。

しかし、これら透明導電性の材料は電気抵抗値が比較的高い。そのため、これらの電極の電位の安定的な設定・維持、ひいては有機薄膜への電流制御、あるいは発光面における輝度均一性の維持が困難となってしまうのである。

このような問題に対処するため、従来、いわゆる“補助電極”を形成することが行われている。すなわち、どちらかの電極の上層又は下層として、更には、発光領域を避けるように、比較的低抵抗の材料からなる導電材料（即ち、補助電極）を形成するのである。これにより、当該補助電極が付設された電極の全体的な抵抗値は低くなり得る。

しかし、この補助電極の形成は、それ自体に困難が伴う。例えば、前述した“発光領域を避けるように”という条件を満たすため、補助電極は、画像表示装置においては、マトリックス状に配列された有機EL素子の行間を縫うように直線状に形成されるのが好ましいと通常は考えられ、照明装置においては、一定区間おきに直線状に形成されるのが好ましいと通常は考えられるが、これ自体が、相当程度困難である。

というのも、この場合、当該補助電極はきわめて微細な線幅を持つ必要があり、しかも、それが発光面領域全体に亘って線状に連続している必要があることになるからである。また、発光サイズが大きくなればなるほど、その困難性は高まる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る照明装置は、基板と、当該基板上に形成される発光素子と、を備え、前記発光素子は、前記基板上に形成される第１電極及び第２電極層、及び、これらに挟持される発光機能を含み、前記第１電極、ないしは、第２電極層は更に、前記基板の面を覆うように形成される主電極と、それぞれが、前記主電極と直接の接点をもつように形成されるとともに、前記発光面に、一定区間おきに形成されるＮ本の補助電極（Ｎは正の整数）と、を含み、前記補助電極は、前記主電極に比べて、より低い電気抵抗をもつ材料から作られ、前記Ｎ本の補助電極のうち少なくとも１本の補助電極は、その延在方向の途中で少なくとも１箇所の破断部分をもつことを特徴とする。

本適用例によれば、発光素子を構成する第１電極、ないしは、第２電極層が、前述したような主電極及びＮ本の補助電極を含む。そして、Ｎ本の補助電極のうち少なくとも１本の補助電極は、その延在方向の途中で少なくとも１箇所の破断部分を持つ。したがって、当該少なくとも１本の補助電極では、それ以外の補助電極のように、電荷の移動がスムースには行われない。

とはいえ、第１電極、ないしは、第２電極層のシート抵抗が所定値以下である場合、第１電極、ないしは、第２電極層を全体としてみたとき、その電位設定は好適に行われ得るから、発光素子における電流制御が好適に行われ得ることになる。ここで、「所定値」とは、例えば「前記発光素子の全部が所定の輝度以上で発光するための値」、あるいは「前記発光素子の全部に含まれる前記発光機能層に所定の大きさ以上の電流が流れるための値」等々と言い換えられ、あるいは定義され得る。

本発明の本実施形態に係る有機EL装置の第１基板の平面図である。本発明の本実施形態に係る有機EL装置の第２基板の平面図である。図１ないしは図２に示す有機EL装置の適当な破断面を臨んだ断面図であって、特に補助電極及びそれに係る要素の形成様態が示されるように選ばれた破断面に基づく断面図である。比較例１に係る有機EL装置の平面図である。

以下では、本発明に係る実施の形態について図１乃至図２を参照しながら説明する。なお、これらの図面においては、各部の寸法の比率、あるいは各要素間の距離等は実際のものとは適宜に異ならせてある場合がある。

（第１実施形態）
図１及び図２は、本実施形態の有機EL装置（照明装置）の一例を示す平面図である。
第２電極１０は、図３に示すような場合においては、平面視して、基板４の全面を覆うかのような矩形状（その内部に特別な開口、間隙等をもたない、いわゆるベタ状）に形成される。第２電極１０の周囲は、図１乃至は図２に示した電源線１に電気的に接続される（その接続様態は不図示）。
このような第２電極１０は、例えばITO（Indium Tin Oxide）等の透光性かつ導電性の材料から作られている。

以上の構成に加えて、本実施形態に係る有機EL装置は特に、補助電極１１を備えている。
この補助電極１１は、図３に示すように、第２電極１０の上に直接形成されており、補助電極１１の図中下面（第２電極１０と接する面）の全部は、当該第２電極１０の図中上面との間の接点の集合からなるとみることができる。要するに、両者間における電気的連絡はほぼ完全である。

この補助電極１１の平面視した場合における形状は、図１、あるいは図２に示すように略長方形状である。ただし、この略長方形状の短辺の長さは、長辺の長さに比して極めて短い。そして、これら複数の補助電極１１の一端は、図１、あるいは図２に示すように電源線１に達する。

これら複数の補助電極１１のそれぞれは、図１、あるいは図２に示すように、その延在方向の途中で破断部分３をもつ。本実施形態では、この破断部分３の、補助電極１１の延在方向に沿った長さｔは、具体的には様々に定められ得る。

以上に述べたような補助電極１１は、少なくとも第２電極１０の抵抗値よりは低い抵抗値をもつ材料、更に具体的には、アルミニウム、銀、金、銅、等々で作られて好適である。それぞれの電気抵抗値（比抵抗）は、２．６２〔μΩ・ｃｍ〕、１．６２〔μΩ・ｃｍ〕、２．４〔μΩ・ｃｍ〕、１．６９〔μΩ・ｃｍ〕であり、いずれも極めて低い。
また、本実施形態に係る補助電極１１の形状を具体的に規定する各数値は、以下のように定められて好適である。すなわち、その幅W（図１参照）は１０〜５０μｍ程度、その高さT（図３参照）は１００〜５００ｎｍ程度とされて好適である。

以上の補助電極１１及び前述した第２電極１０の一体は、本発明にいう「第２電極層」の一具体例に該当する。そして、本実施形態に係る、これら補助電極１１及び第２電極１０の一体は、その全体としてのシート抵抗が、１〔Ω／ｓｑ．〕以下となっている。

以上のような構成をもつ有機EL装置によれば、次のような効果が奏される。
（１）まず、本実施形態の有機EL装置では、上述のように、第２電極１０及び補助電極１１の一体のシート抵抗が１〔Ω／ｓｑ．〕以下となっていることから、電源線１を介した電位の設定が比較的安定的に行われる。この第２電極１０の電位は、第１電極８との間の電位差の設定、ひいては発光機能層９に流れる電流に影響を及ぼすから、結局、本実施形態では、有機EL素子１２の電流制御、あるいはその発光輝度の制御を極めて安定的に行うことができる。
なお、このような比較的低いシート抵抗値が実現される背景には、補助電極１１の存在が大きく貢献していることは言うまでもない。ただし、本実施形態に係る補助電極１１には、前述のように破断部分３が存在するので、事情は然程簡単ではない。

（２）また、本実施形態の有機EL装置では、その製造（特に、補助電極１１の形成）が極めて容易という効果が享受される。これは、補助電極１１が破断部分３を持つから、あるいは、もっていても良いからである。かかる効果は、補助電極１１が仮に、図１の左右に示された各電極線１に挟まれた領域の全部に亘って常に連続した線状を持たなければならない場合（図４参照）を想定すると明らかである。この場合、補助電極１１の製造は、例えば、当該補助電極１１の全線を一挙に形成するか、あるいはその一部を形成する（以後、必要があれば、これを繰り返す）、等といったように行われる必要がある。しかしながら、前者の手法は殆ど実用不可能に近く、また、後者の手法についても、蒸着マスクの輻射熱による変形等々の問題が発生する。
しかるに、本実施形態では、破断部分３が、積極的に設けられてよい。つまり、補助電極１１は、先に述べた各手法に比べても、いわば極めてラフに製造され得るのである。
このようなことから、本実施形態の有機EL装置は、その製造容易性が極めて高められている。また、「ラフに製造され得る」ことの反面として、当該有機EL装置が大量生産される場合、その歩留りは極めて向上する。

なお、本実施形態に係る有機EL装置において、補助電極１１は、例えば、図１中左から、第１、３、５、…の各列に位置する補助電極片（補助電極１１中、２つの破断部分３又は、１つの破断部分３と電源線１と、に挟まれた部分。）を形成するための開口部をもつ第１マスクと、同じく第２、４、６、…の各列に位置する補助電極片を形成するための開口部をもつ第２マスクとを用いた、CVD（Chemical Vapor Deposition）法等の蒸着法を用いることによって製造することができる。
この場合、前述の製造容易性の向上は、第１マスクと第２マスクとの相対的な位置関係の厳密な設定等が必要ないという意味で、享受され得ることを含む。なお、このように2枚のマスクを利用すれば、１枚のマスクをいわば使い回しする場合に懸念される汚染の転写等について心配する必要がないという効果も得られる。

１…電源線、２…補助配線、３…破断部分、４…基板、５…第１層絶縁膜、６…反射膜、７…第２層絶縁膜、８…第１電極、９…発光機能層、１０…第２電極、１１…補助電極、１２…有機EL素子。

Claims

基板と、当該基板上に形成される発光素子と、を備え、
前記発光素子は、前記基板上に形成される第１電極、第２電極層、及び、これらに挟持される発光機能を含み、
前記第１電極、ないしは、第２電極層は更に、前記基板の面を覆うように形成される主電極と、それぞれが、前記主電極と直接の接点をもつように形成されるとともに、前記発光面に、一定区間おきに形成されるＮ本の補助電極（Ｎは正の整数）と、を含み、
前記補助電極は、前記主電極に比べて、より低い電気抵抗をもつ材料から作られ、
前記Ｎ本の補助電極のうち少なくとも１本の補助電極は、その延在方向の途中で少なくとも１箇所の破断部分をもつことを特徴とする照明装置。