JP2013008697A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電極のピンホールによりエレクトロルミネッセンス層を介して水分が浸透してし
まい、エレクトロルミネッセンス層全体が劣化してしまうことを防止する。
【解決手段】複数の島状エレクトロルミネセンス層を有する構成とする。即ち、エレクト
ロルミネッセンス層を複数に分断する。そして、複数の島状エレクトロルミネッセンス層
を共通の一対の電極で挟むことによって、一の島状エレクトロルミネッセンス層に水分が
浸透しても他の島状エレクトロルミネッセンス層には水分が浸透しなくなる。
【選択図】図3

Description

技術分野は、光源(照明装置)、光源を備えた装置等に関する。
例えば、特許文献1にはエレクトロルミネッセンス素子を備えた光源(照明装置)が知
られている。
特開2004−134282号公報
図33は、従来の光源(照明装置)の概念図を示したものである。
図33において、基板10上に、第1の電極20、エレクトロルミネッセンス層30、
第2の電極40が順次積層されている。
そして、第2の電極40にピンホール80が発生してしまった場合、ピンホール80か
ら水分91、水分92が侵入してエレクトロルミネッセンス層30の劣化が生じてしまう
ことになる。
ここで、エレクトロルミネッセンス層30は水分を浸透しやすい性質を有する。
そのため、第2の電極40に一箇所でもピンホールが生じると、エレクトロルミネッセ
ンス層30を介して水分が浸透してしまうので、エレクトロルミネッセンス層30全体が
劣化してしまうことになる。
そして、エレクトロルミネッセンス層30全体が劣化してしまうと光源自体が使用不能
になってしまう。
そこで、以下に上記問題を解決する構成を開示する。
複数の島状エレクトロルミネセンス層を有する構成とする。
即ち、エレクトロルミネッセンス層を複数に分断する。
そして、複数の島状エレクトロルミネッセンス層を共通の一対の電極で挟むことによっ
て、一の島状エレクトロルミネッセンス層に水分が浸透しても他の島状エレクトロルミネ
ッセンス層には水分が浸透しなくなる。
したがって、電極の一箇所にピンホールが生じたとしても、ピンホールの生じた部分と
重なる島状エレクトロルミネッセンス層のみが劣化するだけに留めることができる。
よって、従来のように、電極の一箇所にピンホールが生じただけで光源自体が使用不能
になる事態を防止することができる。
但し、複数の島状エレクトロルミネッセンス層を共通の一対の電極で挟んだ場合、島状
エレクトロルミネッセンス層が設けられていない箇所は一対の電極同士が接触するためシ
ョートしてしまう。
そこで、島状エレクトロルミネッセンス層が設けられていない箇所には、非導電体層(
絶縁層又は半導体層)を設けることが好ましい。なお、複数の島状エレクトロルミネッセ
ンス層の設けられていない領域において一対の電極の間に非導電体層が介在していればど
のような構成でもよい。
また、島状エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)は、電界が集中しやすいた
め劣化が生じやすい。
そこで、島状エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)を非導電体層と重なる位
置に設けることによって、発光に寄与する部分に電界が集中することを防止することがで
きる。
つまり、非導電体層よりも上層に島状エレクトロルミネッセンス層が設けられている場
合は、端部(エッジ部)を非導電体層と重なる位置に設けることによって、端部(エッジ
部)が発光に寄与しない犠牲領域となる。
一方、非導電体層よりも下層に島状エレクトロルミネッセンス層が設けられている場合
は、端部(エッジ部)を非導電体層と重なる位置に設けることによって、非導電体層が第
2の電極からの電界に対する電界緩和層となる。
つまり、第1の電極と、前記第1の電極上に形成された複数の開口部を有する非導電体
層と、前記複数の開口部において露出した前記第1の電極上に形成された複数の島状エレ
クトロルミネッセンス層と、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層を覆って形成さ
れた第2の電極と、を有し、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層の端部は、前記
非導電体層上に形成されていることを特徴とする光源を提供することができる。
また、第1の電極と、複数の開口部を有し前記第1の電極の表面を絶縁化した非導電体
層と、前記複数の開口部において露出した前記第1の電極上に形成された複数の島状エレ
クトロルミネッセンス層と、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層を覆って形成さ
れた第2の電極と、を有し、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層の端部は、前記
非導電体層上に形成されていることを特徴とする光源を提供することができる。
また、第1の電極と、前記第1の電極上に形成された複数の島状エレクトロルミネッセ
ンス層と、前記第1の電極上に形成された複数の開口部を有する非導電体層と、前記非導
電体層上及び前記複数の開口部において露出した複数の島状エレクトロルミネッセンス層
上に形成された第2の電極と、を有し、前記非導電体層は、前記複数の島状エレクトロル
ミネッセンス層の端部を覆って形成されていることを特徴とする光源を提供することがで
きる。
また、第1の電極と、前記第1の電極上に形成された複数の島状エレクトロルミネッセ
ンス層と、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層上に形成された複数の島状電極と
、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層と前記複数の島状電極とからなる複数の積
層構造の間に埋め込まれた非導電体層と、前記複数の島状電極上及び前記非導電体層上に
形成された第2の電極と、を有することを特徴とする光源を提供することができる。
また、前記複数の開口部の側壁はテーパー形状であると好ましい。
また、前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層の間と重なる位置に切り取り用の破
線状の孔が設けられていると好ましい。
また、複数の島状エレクトロルミネッセンス層が一対の電極間に挟まれて設けられた光
源と、前記光源に対向して設けられた導光板と、を有することを特徴とする装置を提供す
ることができる。なお、前記光源は、両面射出型光源であると好ましい。
複数の島状エレクトロルミネッセンス層が一対の電極間に挟まれて設けられた光源と、
表示パネルと、前記光源と前記表示パネルの間に挟まれて設けられた導光板と、を有する
ことを特徴とする装置を提供することができる。なお、前記光源は、両面射出型光源であ
ると好ましい。
複数の島状エレクトロルミネッセンス層を共通の一対の電極で挟むことによって、光源
が劣化してしまうことを防止することができる。
エレクトロルミネッセンス層が設けられていない箇所に非導電体層(絶縁層又は半導体
層)を設けることによって、一対の電極同士のショートを防止することができる。
島状エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)を非導電体層と重なる位置に設け
ることによって、島状エレクトロルミネッセンス層内の発光に寄与する領域が劣化するこ
とを防止することができる。
光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の作製方法の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源の一例 光源を備えた表示装置の一例 テーパー形状と逆テーパー形状の比較 光源の切断について 従来技術の例
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
但し、発明の趣旨から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、
当業者であれば容易に理解される。
従って、発明の範囲は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものでは
ない。
なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の
符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
また、以下の実施の形態は、いくつかを適宜組み合わせて実施することができる。
また、複数の開口部の数、複数のエレクトロルミネッセンス層の数、接続部の数等は、
実施の形態及び図に記載された数に限定されない。
(実施の形態1)
光源の作製方法の一例を図1乃至図3を用いて説明する。
なお、断面図の破線A−Bは、斜視図の破線A−Bに対応する。
第1の基板100上に、第1の電極200を形成し、第1の電極200上に複数の開口
部を有する非導電体層300を形成する。(図1(A)、図1(B))
なお、非導電体層とは、絶縁層又は半導体層である。
また、第1の基板100と第1の電極200との間には絶縁膜、回路等が形成されてい
ても良い。
次に、複数の開口部において露出した第1の電極200上に島状エレクトロルミネッセ
ンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層409を形成する。(図2(A)、図
2(B))
複数の島状エレクトロルミネッセンス層は複数の開口部にそれぞれ対応した位置に設け
られる。
次に、島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層4
09を覆って第2の電極500を形成する。(図3(A)、図3(B))
次に、第2の基板を第2の電極500側に対向させてシール材を用いて封止を行う。
なお、封止を行う前に、第2の電極500を覆う保護膜を設けることが好ましい。また
、封止は保護膜のみで行っても良いし、保護膜と、前記保護膜上に設けられた前記保護膜
を摩擦から保護する保護フィルムと、を用いても良い。このように、第2の基板を用いず
保護膜で封止をする封止方式を膜封止と呼ぶ。膜封止を行い且つ第1の基板を可撓性の基
板とすることにより、光源を薄く且つ軽くできる。
以上のように、複数の島状エレクトロルミネッセンス層を、共通の第1の電極と共通の
第2の電極との間に挟むことによって、光源の劣化を防止することができる。
また、複数の開口部を有する非導電体層を設け、複数の開口部にそれぞれ対応する位置
に複数の島状エレクトロルミネッセンス層を配置することによって、第1の電極と第2の
電極とのショートを防止することができる。
また、島状エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)は第2の電極に覆われるた
め、端部(エッジ部)は上面と側面から電圧が印加されることになるので、端部(エッジ
部)には電界が集中しやすいため劣化が生じやすい。
そこで、端部(エッジ部)を絶縁層と重なる位置に設けることによって、端部(エッジ
部)が発光に寄与しない部分になるので、発光に寄与する部分に電界が集中することを防
止することができる。
つまり、端部(エッジ部)を絶縁層と重なる位置に設けることによって、端部(エッジ
部)が犠牲領域となる。
即ち、エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)を発光に寄与しない犠牲領域と
することによって、発光に寄与する部分に電界が集中することを防止することができるた
め、発光に寄与する部分の劣化を防止することができる。
よって、図2、図3のように、島状エレクトロルミネッセンス層の周辺端部(全ての端
部)を非導電体層と重なる位置に設けることが好ましい。
つまり、非導電体層の開口部の面積よりも島状エレクトロルミネッセンス層の面積が大
きいこと(島状エレクトロルミネッセンス層が開口部よりも一回り大きいこと)は好まし
い。
なお、開口部の面積よりも島状エレクトロルミネッセンス層の面積が大きいことにより
、島状エレクトロルミネッセンス層を形成する位置が少しずれてしまっても第1の電極が
露出しないという効果も生ずることになる。
よって、非導電体層の開口部の面積よりも、島状エレクトロルミネッセンス層の面積が
大きい方が好ましい。
また、非導電体層300に設けられた開口部の側壁をテーパー形状とすることによって
、複数の島状エレクトロルミネッセンス層の段切れを防止することができるので好ましい
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態2)
本実施の形態では、材料並びに作製方法について説明する。
第1の基板及び第2の基板は、透光性を有する基板、遮光性を有する基板等を用いるこ
とができる。
透光性を有する基板は、ガラス基板、石英基板、透光性を有するプラスチック基板等が
ある。
遮光性を有する基板は、遮光性を有するプラスチック基板、金属基板(ステンレス、ア
ルミニウム等)、半導体基板(シリコンウェハ等)、紙基板等がある。
なお、光源は光を取り出す必要があるため、少なくとも第1の基板又は第2の基板の一
方は透光性を有する。
もちろん、第1の基板及び第2の基板の双方が透光性を有していても良い。
なお、プラスチック基板、金属基板、紙基板等は、厚さを薄くすることにより可撓性を
持たせることが容易である。
そして、第1の基板及び第2の基板の双方を可撓性を有する基板とすることによって、
可撓性を有する光源を提供することができる。
可撓性を有する光源は柔軟性を有するので割れにくく好ましい。
また、可撓性を有する基板を用いることにより、ハサミ、カッター等での切断が容易に
なるため、好みの形状に成型可能な光源を提供することもできる。
第1の電極及び第2の電極は、金属、酸化物導電体等を用いることができるがこれらに
限定されない。
例えば、第1の電極及び第2の電極として、金属窒化物、金属酸化物、金属合金であっ
て、導電性を有するものを用いても良い。
第1の電極及び第2の電極は、単層構造であっても積層構造であってもよい。
金属としては、タングステン、チタン、アルミニウム、モリブデン、金、銀、銅、白金
、パラジウム、イリジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属等があるがこれらに限定さ
れない。
酸化物導電体としては、インジウム錫酸化物、酸化亜鉛、インジウムを含む酸化亜鉛、
インジウム及びガリウムを含む酸化亜鉛等があるがこれらに限定されない。
なお、仕事関数の低いもの(アルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネシウム銀合金、
アルミリチウム合金、マグネシウムリチウム合金等)を陰極に適用すると好適である。
また、仕事関数の高いもの(酸化物導電体等)を陽極に適用すると好適である。
なお、光源は光を取り出す必要があるため、少なくとも第1の電極又は第2の電極の一
方は透光性を有する。
さらに、第1の電極及び第2の電極の双方が透光性を有しており、且つ、第1の基板及
び第2の基板の双方が透光性を有していると、両面から光を取り出せる光源(両面射出型
の光源)とすることができる。
なお、酸化物導電体は透光性を有する。
また、金属、金属窒化物、金属酸化物、金属合金であっても、膜厚が薄ければ透光性と
することができる。(膜厚は50nm以下が好ましい。)
金属、金属窒化物、金属酸化物、金属合金等を透光性とするために膜厚を薄くすると、
電極の抵抗値が上がってしまう。
そこで、エレクトロルミネッセンス層と接する面を金属、金属窒化物、金属酸化物、金
属合金等としておき、エレクトロルミネッセンス層と接しない面を酸化物導電体とするこ
とにより電極の抵抗値を下げることができる。
特に、エレクトロルミネッセンス層と接する面に仕事関数の低い材料を使用する場合は
、仕事関数及び抵抗値の両方を好適なものにすることができるので好ましい。
非導電体層は、絶縁層又は半導体層である。
絶縁層としては、有機物絶縁層又は無機物絶縁層を用いることができる。
有機物絶縁層としては、レジスト、アクリル、ポリイミド等を用いることができるがこ
れらに限定されない。
無機物絶縁層としては、ダイヤモンドライクカーボン、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化
酸化珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム
等を用いることができるがこれらに限定されない
半導体層としては、シリコン、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、酸化物半導体等
を用いることができるがこれらに限定されない。
酸化物半導体としては例えばIn−Ga−Zn−O系酸化物(インジウムとガリウムと
亜鉛と酸素とを主成分とする)、In−Sn−Zn−O系酸化物(インジウムと錫と亜鉛
と酸素とを主成分とする)、In−Al−Zn−O系酸化物(インジウムとアルミニウム
と亜鉛と酸素とを主成分とする)、Sn−Ga−Zn−O系酸化物(錫とガリウムと亜鉛
と酸素とを主成分とする)、Al−Ga−Zn−O系酸化物(アルミニウムとガリウムと
亜鉛と酸素とを主成分とする)、Sn−Al−Zn−O系酸化物(錫とアルミニウムと亜
鉛と酸素とを主成分とする)、In−Zn−O系酸化物(インジウムと亜鉛と酸素とを主
成分とする)、Sn−Zn−O系酸化物(錫と亜鉛と酸素とを主成分とする)、Al−Z
n−O系酸化物(アルミニウムと亜鉛と酸素とを主成分とする)、In−O系酸化物(イ
ンジウム酸化物(酸化インジウム))、Sn−O系酸化物(錫酸化物(酸化錫))、Zn
−O系酸化物(亜鉛酸化物(酸化亜鉛))等の酸化物半導体を用いることができるがこれ
らに限定されない。
酸化物半導体は有機物絶縁層、無機物絶縁層、シリコン、シリコンゲルマニウム、ゲル
マニウム等よりも高い透光性を有する。したがって、非導電体層として酸化物半導体を用
いることによって光取り出し効率を向上させることができる。
なお、酸化物半導体にキャリア(水素又は酸素欠損等)が多く含有されていると導電性
を示す場合があるので、キャリア密度を低くすることが好ましい。
キャリア密度は1×1019cm−3以下(より好ましくは1×1016cm−3以下
、更に好ましくは1×1014cm−3以下、更に好ましくは1×1012cm−3以下
)が好ましい。
非導電体層は抵抗が高い方が好ましいので、非晶質半導体層が好ましいがこれに限定さ
れない。
非導電体層は抵抗が高い方が好ましいので、導電型を付与する不純物を意図的に添加し
ていない形態が好ましいがこれに限定されない。
また、非導電体層は単層でも積層でも良い。
特に、非導電体層を金属層を一対の絶縁層で挟んだ積層構造とすることが好ましい。
金属は熱導電性が良いので放熱材料の役割を果たす。
エレクトロルミネッセンス層は熱に弱いので放熱材料を設けることによって、エレクト
ロルミネッセンス層の劣化を防止することができる。
非導電体層を金属層を一対の絶縁層で挟んだ積層構造とすることによって、エレクトロ
ルミネッセンス層から電極に伝わった熱が絶縁層を介して金属に伝わり放熱することが可
能である。
なお、金属層を一対の非導電体層で挟んだ積層構造において、金属層はフローティング
状態となるのでショートの問題は起こらない。
よって、一対の絶縁層と金属層とに同時に開口部を形成することによって、金属層の側
壁が島状エレクトロルミネッセンス層の一部に接する状態とすると直接的に放熱ができる
ので好ましい。
一対の絶縁層の開口部よりも金属層の開口部を大きくすることによって、金属層の側壁
が島状エレクトロルミネッセンス層とが接しない状態とすることも可能である。
さらに、一対の非導電体層を放熱性絶縁層と知られる窒化珪素、ダイヤモンドライクカ
ーボン、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等にすることによって、放熱効果を上
昇させることができる。
特に、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が好ましい。
なお、放熱性絶縁層を単層で使用しても同様の効果が得られる。
但し、窒化アルミニウムの熱伝導率が170〜180W/m・K、銀の熱伝導率が42
0W/m・K、銅の熱伝導率が398W/m・K、金の熱伝導率が320W/m・K、ア
ルミニウムの熱伝導率が236W/m・Kであることを考慮すると、金属層を一対の絶縁
層で挟んだ積層構造とした方が好ましいといえる。
金属層は、金、銀、銅、白金、アルミニウム、モリブデン、タングステン、合金等の金
属類であればどのようなものを用いても良い。
金、銀、銅、アルミニウム等は特に熱伝導率が高いので好ましい。
なお、シリコンの熱伝導率は168W/m・Kであるので、シリコンも放熱材として好
ましいといえる。(参考までに絶縁体の熱伝導率は一般的に10W/m・K以下のものが
多い。)
したがって、一対のシリコン層で金属層を挟んだ構造とすることも好ましい。
なお、一対の非導電体層は異なる材料の組み合わせでも良い。
要するに、第1の非導電体層と第2の非導電体層との間に、前記第1の非導電体層の熱
導電率及び前記第2の非導電体層の熱導電率よりも高い熱導電率を有する層を挟めば良い
ということである。
よって、一対の絶縁層の間に絶縁層を挟んでも良いし、一対の絶縁層の間に半導体層を
挟んでも良い。
なお、ダイヤモンドライクカーボン膜の熱伝導率は400〜1800W/m・K(成膜
方法により変動する)である。
また、第1の電極と第2の電極とを透光性とすることにより両面射出型の光源を作製す
る場合、一対の非導電体層の間に金属層を挟んだ積層構造とすることによって背景を隠す
ことができる。
例えば、壁に両面射出型の光源を設けることにより2つの部屋を照らす場合、背景が見
えると隣の部屋がのぞかれるので、隣の部屋をのぞかれたくない場合等に背景を隠すこと
は有効である。
なお、単に背景を隠すだけの場合は、非導電体層を黒色樹脂等の遮光性を有する材料と
すれば良い。
さらに、両面射出型の光源の場合、反射電極を用いないため反射光の利用が出来なかっ
たが、一対の非導電体層の間に金属層を挟んだ積層構造とすることによって、金属層が四
方八方に放射されるエレクトロルミネッセンス光の一部を反射するので、反射光を利用す
ることができる。
もちろん、片面射出型の光源でも一対の非導電体層の間に金属層を挟んだ積層構造とす
ることにより反射効率の上昇が可能である。
エレクトロルミネッセンス層は、発光層を有する発光ユニットを有している。発光層と
して、例えば、有機化合物を含む発光層がある。
発光ユニットは、発光層の他に電子注入層、電子輸送層、正孔注入層、正孔輸送層等を
有していても良い。
発光ユニットは、電圧を印加することにより発光するものであれば限定されない。
したがって、発光ユニットとして無機エレクトロルミネッセンス材料を用いても良い。
また、複数の発光ユニットと、複数の発光ユニットを仕切る電荷発生層と、を有するエ
レクトロルミネッセンス層とすることによって、エレクトロルミネッセンス層の輝度を向
上させることができる。
電荷発生層としては、金属、酸化物導電体、金属酸化物と有機化合物との積層構造、金
属酸化物と有機化合物との混合物等を用いることができる。
電荷発生層として、金属酸化物と有機化合物との積層構造、金属酸化物と有機化合物と
の混合物等を用いると、電圧印加時において、陰極方向にホールを注入し、陽極方向に電
子を注入することができるので好適である。
電荷発生層に用いると好適な金属酸化物は、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタ
ル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウム等の
遷移金属酸化物である。
そして、電荷発生層に用いる有機化合物として、アミン系化合物(特に、アリールアミ
ン化合物)、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、Alq等を用いると遷移金属酸化物
と電荷移動錯体を形成するので好ましい。
シール材は、熱硬化型のエポキシ樹脂、光硬化型のエポキシ樹脂等を用いることができ
るがこれらに限定されない。シール材は単なる接着剤でも良い。
保護膜は、ダイヤモンドライクカーボン、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、酸
化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム等の無機化合
物を用いると水分をブロックできるので好ましいがこれらに限定されない。また、保護膜
は積層構造でも良い。
なお、絶縁膜、エレクトロルミネッセンス層、第1の電極、第2の電極等を所望の形状
に加工する方法は、フォトリソグラフィを用いた方法、メタルマスクを用いた方法等を用
いれば良い。また、インクジェット法等を用いて直接的にパターン(複数の島状エレクト
ロルミネッセンス層)を形成しても良い。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態3)
テーパー形状について図31を用いて説明する。
図31において、第1の基板100上に第1の電極200が形成されており、第1の電
極200上に開口部を有する非導電体層300が設けられている。
ここで、開口部の側壁をテーパー形状とするとは、断面形状において、開口部内の切り
立った部分が下向きに広がっていく形状である。(図31(A))
一方、開口部の側壁を逆テーパー形状とするとは、断面形状において、開口部内の切り
立った部分が上向きに広がっていく形状である。(図31(B))
また、開口部の側壁を非テーパー形状とするとは、断面形状において、開口部内の切り
立った部分と第1の電極表面との角度が直角となるようにすることである。
そして、逆テーパー形状及び非テーパー形状と比較すると、テーパー形状の方が複数の
島状エレクトロルミネッセンス層(又は第2の電極)の段切れを防止できる点で優れてい
る。
なお、テーパー形状は直線だけに限定されず曲線でも良い。(図31(C)、図31(
D))
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態4)
光源の作製方法の一例を図4乃至図8を用いて説明する。
なお、断面図の破線A−Bは、斜視図の破線A−Bに対応する。
第1の基板100上に、第1の電極200を形成する。(図4(A)、図4(B))
第1の基板100と第1の電極200との間には絶縁膜、回路等が形成されていても良
い。
次に、第1の電極200上にマスク901乃至マスク909を形成する。(図5(A)
、図5(B))
マスクは、有機物からなるマスク、無機物からなるマスク等を用いることができる。
有機物からなるマスクは、レジスト、アクリル、ポリイミド、有機エレクトロルミネッ
センス層に用いる材料等を用いることができる。
無機物からなるマスクは、酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。
なお、マスク901乃至マスク909を所望の形状に加工する方法は、メタルマスクを
用いた成膜方法、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ法等を用いることができる。
次に、露出している第1の電極200の表面を絶縁化して非導電体層300を形成した
後、マスク901〜909を除去する。(図6(A)、図6(B)、図6(C))
絶縁化とは、酸化、窒化等である。
なお、第1の電極は少なくとも表面が金属であれば単層でも積層でも良い。
酸化は、オゾン表面処理(オゾン水処理、オゾン雰囲気処理)、酸素雰囲気での加熱処
理、酸素プラズマ処理、水蒸気雰囲気での加熱処理、水プラズマ処理等により行うことが
できる。
窒化は、窒素雰囲気での加熱処理、窒素プラズマ処理等により行うことができる。
なお、有機物からなるマスクを用いた場合、オゾン表面処理、酸素プラズマ処理、水プ
ラズマ処理を行うとマスク901〜909の端部も同時に除去されてしまうので、マスク
901〜909が小さくなる。(図6(B))
したがって、第1の電極の絶縁化されない領域(複数の開口部、複数の露出部)の面積
も小さくなる。
そこで、マスク901〜909を形成するために使用したメタルマスク又はフォトマス
クを、島状エレクトロルミネッセンス層を形成するために再度使用することによって、島
状エレクトロルミネッセンス層の周辺端部(全ての端部)を絶縁された領域と重なる位置
に設けることができる。
このように、メタルマスク又はフォトマスクを別の工程で再利用すると、メタルマスク
又はフォトマスクを削減できるのでコスト低減につながり好ましい。
もちろん、マスクを形成するために使用するメタルマスク又はフォトマスクと、島状エ
レクトロルミネッセンス層を形成するために使用するメタルマスク又はフォトマスクと、
を別のものにしても良い。
次に、露出した第1の電極上に島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレク
トロルミネッセンス層409を形成する。(図7(A)、図7(B))
複数の島状エレクトロルミネッセンス層は複数の開口部(複数の露出部)にそれぞれ対
応した位置に設けられる。
次に、島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層4
09を覆って第2の電極500を形成する。(図8(A)、図8(B))
次に、第2の基板を第2の電極500側に対向させてシール材を用いて封止を行う。
なお、封止を行う前に、第2の電極500を覆う保護膜を設けることが好ましい。
本実施の形態においても、第1の電極と第2の電極とのショートを防止できる。
さらに、島状エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)を第1の電極を絶縁化し
た表面に設けると好ましい。
よって、図7、図8のように、島状エレクトロルミネッセンス層の周辺端部(全ての端
部)を絶縁化した表面と重なる位置に設けることが好ましい。
また、本実施の形態では、第2の電極表面と絶縁化表面とが平坦になるので、エレクト
ロルミネッセンス層が段差で段切れすることがなくなるので好ましい。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態5)
光源の作製方法の一例を図9乃至図11を用いて説明する。
なお、断面図の破線A−Bは、斜視図の破線A−Bに対応する。
第1の基板100上に、第1の電極200を形成し、第1の電極200上に島状エレク
トロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層409を形成する。(
図9(A)、図9(B))
第1の基板100と第1の電極200との間には絶縁膜、回路等が形成されていても良
い。
次に、島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層4
09を覆い、且つ、島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッ
センス層409にそれぞれ対応する位置に複数の開口部を有する非導電体層300を形成
する。(図10(A)、図10(B))
次に、非導電体層300及び複数の開口部において露出した島状エレクトロルミネッセ
ンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層409上に第2の電極500を形成す
る。(図11(A)、図11(B))
次に、第2の基板を第2の電極500側に対向させてシール材を用いて封止を行う。
なお、封止を行う前に、第2の電極500を覆う保護膜を設けることが好ましい。
本実施の形態においても、第1の電極と第2の電極とのショートを防止できる。
また、島状エレクトロルミネッセンス層が第1の電極上の平坦な面に形成されるので、
島状エレクトロルミネッセンス層の段切れを防止することができる。
さらに、島状エレクトロルミネッセンス層の端部(エッジ部)を非導電体層に設けるこ
とによって、端部(エッジ部)を非導電体層で保護することができる。
即ち、端部(エッジ部)を非導電体層で覆うことにより、端部(エッジ部)に印加され
る電界を緩和することができる。
よって、図10、図11のように、島状エレクトロルミネッセンス層の周辺端部(全て
の端部)を非導電体層と重なる位置に設けることが好ましい。
また、非導電体層300に設けられた開口部の側壁をテーパー形状とすることによって
、第2の電極の段切れを防止することができるので好ましい。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態6)
光源の作製方法の一例を図12乃至図15を用いて説明する。
なお、断面図の破線A−Bは、斜視図の破線A−Bに対応する。
第1の基板100上に、第1の電極200を形成し、第1の電極上に島状エレクトロル
ミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層409を形成する。(図12
(A)、図12(B))
第1の基板100と第1の電極200との間には絶縁膜、回路等が形成されていても良
い。
次に、島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層4
09上に島状電極511乃至島状電極519を形成する。(図13(A)、図13(B)
島状電極の材料は第1の電極及び第2の電極と同様の材料を用いることができる。
複数の島状電極は複数の島状エレクトロルミネッセンス層にそれぞれ対応した位置に設
けられる。
なお、エレクトロルミネッセンス層を形成し、前記エレクトロルミネッセンス層上に複
数の島状電極を形成し、前記複数の島状電極をマスクとして用いて前記エレクトロルミネ
ッセンス層をエッチングすることにより複数の島状エレクトロルミネッセンス層を形成す
る第1の方法を用いても良い。
また、エレクトロルミネッセンス層を形成し、前記エレクトロルミネッセンス層上に導
電膜を形成し、前記導電膜上に複数のマスク(複数のレジストマスク等)を形成し、前記
複数のマスクを用いて前記導電膜をエッチングして複数の島状電極を形成するとともに前
記エレクトロルミネッセンス層をエッチングして複数のエレクトロルミネッセンス層を形
成する第2の方法を用いても良い。
第1の方法又は第2の方法を用いることによって、複数の島状エレクトロルミネッセン
ス層及び複数の島状電極の形成工程を簡略化できる。
次に、複数の島状電極を覆う非導電体膜を形成した後、非導電体膜をエッチバック又は
研磨(機械研磨、CMP(Chemical Mechanical Polishin
g)等)することにより、複数の島状エレクトロルミネッセンス層と複数の島状電極と積
層構造の間に埋め込まれた非導電体層300を形成する。(図14(A)、図14(B)
次に、島状電極511乃至島状電極519上及び非導電体層300上に第2の電極50
0を形成する。(図15(A)、図15(B))
次に、第2の基板を第2の電極500側に対向させてシール材を用いて封止を行う。
なお、封止を行う前に、第2の電極500を覆う保護膜を設けることが好ましい。
本実施の形態においても、第1の電極と第2の電極とのショートを防止できる。
また、島状エレクトロルミネッセンス層が第1の電極上の平坦な面に形成されるので、
島状エレクトロルミネッセンス層の段切れを防止することができる。
さらに、非導電体層300を埋め込んであるので第2の電極の段切れを防止することが
できる。
また、非導電体層を埋め込む際に、複数の島状電極が存在することによって、複数の島
状電極がバリアとなり、複数の島状エレクトロルミネッセンス層の上部がエッチングされ
てしまうことを防止することができる。
さらに、島状電極の抵抗率を第2の電極の抵抗率よりも低くすれば、島状電極を補助電
極として機能させることができる。(補助電極(1))
逆に、第2の電極の抵抗率を島状電極の抵抗率よりも低くすれば、第2の電極を補助電
極として機能させることができる。(補助電極(2))
補助電極(1)と補助電極(2)を比較すると、補助電極(1)より補助電極(2)の
方が好ましい。なぜなら、第2の電極の面積は複数の島状電極の面積の総和よりも大きい
ので、補助電極(1)よりも補助電極(2)の方が上部電極(島状電極と第2の電極の積
層体)の抵抗値を下げることができるからである。
なお、島状電極又は第2の電極を補助電極とすることを主たる目的とするのであれば、
島状電極の端部(エッジ部)を非導電体層で覆っても良い。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態7)
島状エレクトロルミネッセンス層401乃至島状エレクトロルミネッセンス層409の
形状は、図16に示すような四角形以外に、三角形、多角形、円形、楕円形、ドーナツ形
、星形、ハート形等さまざまな形状とすることができる。
ドーナツ形、星形、ハート形等にするとファッショナブルで魅力的な光源となるので美
しい。
また、複数の島状エレクトロルミネッセンス層の形状を全て同一とする必要はない。
複数の島状エレクトロルミネッセンス層が異なる形状を含んでいても、人間の美感に訴
える光源となるので美しい。
また、美感に訴えるために、複数の島状エレクトロルミネッセンス層が異なる色を含む
ようにしても美しい。
以上のように、島状エレクトロルミネッセンス層の形状又は色を工夫することによって
人間の美感に訴える光源を提供することができる。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態8)
光源の電源供給構造について説明する。
図17は電源供給構造の一例である。
図17(A)の破線A−B−Cが、図17(B)の破線A−B−Cに対応する。
島状エレクトロルミネッセンス層が形成された発光領域において、発光領域の周囲に配
置された第2のシール材702と第2の基板110とに囲まれた領域に第1のシール材7
01が充填されている。
なお、保護膜600も設けられている。
一方、接続部において、非導電体層300の一部に開口部が設けられており、開口部に
おいて第1の電極200が露出している。
また、接続部において、第2の電極500が延在して設けられている。
このように、接続部において、第1の電極及び第2の電極を露出させることによって電
源の供給が可能となる。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態9)
光源の電源供給構造について説明する。
図18及び図19は電源供給構造の一例である。
図18(A)の破線A−B−Cが、図18(B)の破線A−B−Cに対応する。
図19(A)の破線A−B−Cが、図19(B)の破線A−B−Cに対応する。
図18では、接続部が発光領域に囲まれて配置されている。
そのため、図18において、第2の基板110には開口部が設けられている。
そして、接続部では、第1の電極及び第2の電極が露出した構造となっている。
また、図19では複数の接続部が発光領域に囲まれて配置されている。
そのため、図19において、第2の基板110には複数の開口部が設けられている。
また、図18及び図19において、島状エレクトロルミネッセンス層が形成された発光
領域において、発光領域の周囲に配置された第2のシール材702と第3のシール材70
3と第2の基板110とに囲まれた領域に第1のシール材701が充填されている。
なお、保護膜600も設けられている。
接続部が発光領域に囲まれて配置されていることによって、第1の基板100の面積を
小さくできる。
さらに、図19のように島状エレクトロルミネッセンス層の間に接続部を設けることに
よって、発光領域の面積を広くすることができる。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態10)
図20〜図23に示すように、島状エレクトロルミネッセンス層を環状(円環状、多角
環状等)にしても良い。
図20は、島状エレクトロルミネッセンス層411乃至島状エレクトロルミネッセンス
層413を円環状にしたものである。
図21は、島状エレクトロルミネッセンス層411乃至島状エレクトロルミネッセンス
層413を円環状にしたときの接続部の構成を示したものである。
なお、図21(A)の破線A−Bが、図21(B)の破線A−Bに対応する。
図22は、島状エレクトロルミネッセンス層421乃至島状エレクトロルミネッセンス
層423を多角環状にしたものである。
図23は、島状エレクトロルミネッセンス層421乃至島状エレクトロルミネッセンス
層423を多角環状にしたときの接続部の構成を示したものである。
なお、図23(A)の破線A−Bが、図23(B)の破線A−Bに対応する。
以上のように、接続部を複数の環の中心部に設けると発光領域及び接続部の面積を大き
くできるので好ましい。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態11)
複数の島状エレクトロルミネッセンス層を形成することによって、光源を自由な形状に
成型することが可能となる。
即ち、従来の光源ではエレクトロルミネッセンス層が全面に形成されていたため、光源
を切断すると、エレクトロルミネッセンス層の側面が露出してしまう。
側面が露出するとエレクトロルミネッセンス層全体が劣化してしまい光源として機能し
なくなっていた。
ところが、複数の島状エレクトロルミネッセンス層を形成することにより上記問題を解
決することができる。
図32(A)は切断前の光源である。
図32(B)は切断後の光源である。
図32において、白い島状部分が側面が露出していない島状エレクトロルミネッセンス
層、黒い島状部分が側面が露出した島状エレクトロルミネッセンス層、破線部分が切断箇
所である。
図32から明らかなように、切断箇所と重なる位置に形成された島状エレクトロルミネ
ッセンス層は側面が露出して発光しなくなるが、切断箇所と重ならない島状エレクトロル
ミネッセンス層は側面が露出していないので発光が維持される。
したがって、自由な形状に成型可能な光源を提供することができる。
なお、第1の基板又は第2の基板がガラス基板、石英基板等のように硬い場合はレーザ
ーカット、ダイシング装置等でカットすれば良い。
一方、可撓性の光源のように基板自体が柔らかい場合は、ハサミ、カッター等の簡易的
な切断道具で切断が可能であるので、誰でも簡単に成型できるため家庭、学校等で楽しむ
ことができる。
切断を行う場合は非導電体層として無機物絶縁層、半導体層を用いると水分浸透防止の
観点から好ましい。
なお、切断を行うときは接続部が残るように切断を行うことが好ましい。
一方、図18のように接続部が発光領域に囲まれて配置されていると、接続部を残して
切断を行えば良いので、切断後の形状が制約されない。
また、図19のように複数の接続部を設けておく構成は接続部の位置を気にせずに切断
ができるので非常に好ましい。
さらに、接続部が一つしかないと接続部が残っていない切れ端はゴミになるが、複数の
接続部があれば切れ端も発光させることができるので光源として再利用することができる
また、図24〜図28に示すように、切り取り用の破線状の孔(ミシン目)を設けてお
くことによって、切断道具を使用しなくとも切断ができるので家庭、学校等で簡便に切断
ができる。
切り取り用の破線状の孔(ミシン目)はレーザーカット等で精密に形成しておくと好ま
しい。
また、切り取り用の破線状の孔(ミシン目)は第1及び第2の基板、シール材、第1及
び第2の電極、非導電体層、保護膜等を全て貫いて形成される。
図24において、破線8001乃至破線8004が切り取り用の破線状の孔(ミシン目
)であり、島状エレクトロルミネッセンス層及び接続部が形成されていない位置に形成さ
れている。一つの島状エレクトロルミネッセンス層に対して一つの接続部を設けておく方
が好ましい。
図25において、破線8011及び破線8012が切り取り用の破線状の孔(ミシン目
)であり、島状エレクトロルミネッセンス層及び接続部が形成されていない位置に形成さ
れている。このように環状の間に切り取り用の破線状の孔(ミシン目)を形成しておくこ
とによって、所望の大きさに事後的に調整できる。
図26は図25の変形例であり、環状の一部に切り欠き部を形成し、切り欠き部に接続
部8121乃至接続部8123を設けている。図26の構成により、切断をしたとしても
全ての円環を発光させることができる。
図27において、破線8021及び破線8022が切り取り用の破線状の孔(ミシン目
)であり、島状エレクトロルミネッセンス層及び接続部が形成されていない位置に形成さ
れている。このように環状の間に切り取り用の破線状の孔(ミシン目)を形成しておくこ
とによって、所望の大きさに事後的に調整できる。
図28は図27の変形例であり、環状の一部に切り欠き部を形成し、切り欠き部に接続
部8121乃至接続部8123を設けている。図28の構成により、切断をしたとしても
全ての円環を発光させることができる。
切り取り用の破線状の孔(ミシン目)を、島状エレクトロルミネッセンス層が形成され
ていない位置に形成されているので、島状エレクトロルミネッセンス層の側面が切断前及
び切断後の双方で露出することがないため、光源の劣化を防止することができる。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態12)
図29は、両面射出型光源2001に対向して導光板2002を配置した装置である。
両面射出型光源2001はエレクトロルミネッセンス層を島状に分割したので面均一な
光ではない。
そこで、導光板2002を設けることによって面均一な光としている。
さらに、導光板2002が配置されていない面においては面均一でない光となる。
よって、島状エレクトロルミネッセンス層をマークを形成するように並べれば、一方で
は面均一に光り、他方からマークが光る構成とすることができるので、実用とおしゃれを
兼ね備えた装置(又は発光パネル)を提供することができる。また、面均一な光を得るこ
とを目的とする場合は片面射出型光源としてもよい。片面射出型光源とした場合、導光板
は片面射出型光源の光が射出される側に設ける。
また、例えば、図30に示すように、導光板2002を、両面射出型光源2001と表
示パネル2003とで挟むことにより、一方の面で表示が楽しめ、他方の面ではマークが
光る装置(又は表示装置)を提供することが可能である。また、面均一な光を得ることを
目的とする場合は片面射出型光源としてもよい。片面射出型光源とした場合、導光板は片
面射出型光源の光が射出される側に設ける。
なお、表示パネルとしては液晶表示パネル、マイクロカプセルを用いた電気泳動式表示
パネル、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、無機エレクトロルミネッセンス表示
パネル等があるがこれらに限定されない。
液晶表示パネル、電気泳動式表示パネル等は光変調方式の表示パネルである。
有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、無機エレクトロルミネッセンス表示パネル
等は自発光方式の表示パネルである。
自発光方式の表示パネルにバックライトを設けることによって明るさを補充することが
できる。
明るさを補充する場合としては例えば自発光方式の表示パネルが劣化して表示が暗くな
った場合、明るい場所で表示が見にくい場合等がある。
自発光方式の表示パネルにバックライトを設ける場合、自発光方式の表示パネルの発光
領域に光が透過するように自発光方式の表示パネルの有する発光素子の有する一対の電極
が透光性であることが好ましい。
マークとは、例えば、タイル状(図16等)、複数の環状(図20、図22、図25〜
28等)、記号、文字、数字、幾何学的模様等があるがこれらに限定されない。
一方の面をより面均一にするためには、タイル状(図16等)、複数の環状(図20、
図22、図25〜28等)等の島状エレクトロルミネッセンス層が密に並べられた構成が
好ましい。
なお、図29、図30において、非導電体層を遮光性(黒色樹脂、金属層を含む積層構
造等)としておくことによって背景を隠せるので好ましい。
特に、図30の場合、マークが光る側では外光により表示が見えてしまう場合があるの
で、非導電体層を遮光性としておくことは有用である。
なお、導光板は、樹脂板(アクリル板等)に拡散剤を混入させて光拡散させるもの、樹
脂板(アクリル板等)に表面加工を施し光拡散させるもの等を用いることができるがこれ
らに限定されない。なお、導光板にはフィルム状のものも含まれる。なお、導光板200
2は必須の構成ではないので必要に応じて設ければ良い。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
(実施の形態13)
複数の島状エレクトロルミネッセンス層は、複数の発光色を有していても良い。(例え
ば、赤色の島状エレクトロルミネッセンス層と青色の島状エレクトロルミネッセンス層と
緑色の島状エレクトロルミネッセンス層を有する光源等)
また、島状エレクトロルミネッセンス層は、異なる発光色を有する複数の発光層が積層
された積層構造を有していても良い。(例えば、赤色の発光層と青色の発光層と緑色の発
光層を有する島状エレクトロルミネッセンス層等)
さらに、複数の島状エレクトロルミネッセンス層は複数の発光色を有し、且つ、島状エ
レクトロルミネッセンス層は異なる発光色を有する複数の発光層が積層された積層構造を
有していても良い。
このように発光色を異ならせることによって様々な色、様々なマーク等を表現できるの
で好ましい。
本実施の形態は、他の全ての実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
10 基板
20 第1の電極
30 エレクトロルミネッセンス層
40 第2の電極
80 ピンホール
91 水分
92 水分
100 第1の基板
110 第2の基板
200 第1の電極
200 第1の電極
300 非導電体層
401 島状エレクトロルミネッセンス層
402 島状エレクトロルミネッセンス層
403 島状エレクトロルミネッセンス層
404 島状エレクトロルミネッセンス層
405 島状エレクトロルミネッセンス層
406 島状エレクトロルミネッセンス層
407 島状エレクトロルミネッセンス層
408 島状エレクトロルミネッセンス層
409 島状エレクトロルミネッセンス層
411 島状エレクトロルミネッセンス層
412 島状エレクトロルミネッセンス層
413 島状エレクトロルミネッセンス層
421 島状エレクトロルミネッセンス層
422 島状エレクトロルミネッセンス層
423 島状エレクトロルミネッセンス層
500 第2の電極
511 島状電極
512 島状電極
513 島状電極
514 島状電極
515 島状電極
516 島状電極
517 島状電極
518 島状電極
519 島状電極
600 保護膜
701 第1のシール材
702 第2のシール材
703 第3のシール材
901 マスク
902 マスク
903 マスク
904 マスク
905 マスク
906 マスク
907 マスク
908 マスク
909 マスク
2001 両面射出型光源
2002 導光板
2003 表示パネル
8001 破線
8002 破線
8003 破線
8004 破線
8011 破線
8012 破線
8021 破線
8022 破線
8121 接続部
8122 接続部
8123 接続部

Claims (1)

  1. 第1の電極と、
    前記第1の電極上に形成された複数の開口部を有する非導電体層と、
    前記複数の開口部において露出した前記第1の電極上に形成された複数の島状エレクトロルミネッセンス層と、
    前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層を覆って形成された第2の電極と、を有し、
    前記複数の島状エレクトロルミネッセンス層の端部は、前記非導電体層上に形成されていることを特徴とする照明装置。
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