JP2013069581A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機EL素子の微細化を図ることができる照明装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る照明装置は、第1の基板と、前記第1の基板の主面に設けられ、複数の開口を有する第1の電極部と、前記第1の電極部と、前記複数の開口に露出する前記第1の基板の前記主面と、を覆うように設けられた有機EL部と、前記有機EL部を覆うように設けられた第2の電極部と、前記第1の基板の前記主面に対峙して設けられた第2の基板と、を備えている。そして、前記第1の電極部は陽極であり、前記第2の電極部は陰極である。
【選択図】図1

Description

後述する実施形態は、概ね、照明装置に関する。
有機エレクトロルミネセンス素子(以後、単に有機EL素子と称する)を用いた照明装置がある。
この様な照明装置を、例えば、反射型液晶表示装置を前面から照らすフロントライト装置として用いた場合、有機EL素子により、反射型液晶表示装置からの反射光が遮光されることになる。
そのため、有機EL素子の微細化が望まれている。
特開2008−77864号公報 特開2006−154402号公報
本発明が解決しようとする課題は、有機EL素子の微細化を図ることができる照明装置を提供することである。
実施形態に係る照明装置は、第1の基板と、前記第1の基板の主面に設けられ、複数の開口を有する第1の電極部と、前記第1の電極部と、前記複数の開口に露出する前記第1の基板の前記主面と、を覆うように設けられた有機EL部と、前記有機EL部を覆うように設けられた第2の電極部と、前記第1の基板の前記主面に対峙して設けられた第2の基板と、を備えている。そして、前記第1の電極部は陽極であり、前記第2の電極部は陰極である。
第1の実施形態に係る照明装置を例示するための模式断面図である。 比較例に係る照明装置を例示するための模式断面図である。 (a)〜(e)は、第2の実施形態に係る照明装置の製造方法を例示するための模式工程断面図である。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る照明装置1を例示するための模式断面図である。
図2は、比較例に係る照明装置30を例示するための模式断面図である。
なお、図1、図2は、一例として、反射型液晶表示装置100を前面から照らすフロントライト装置として照明装置を用いた場合を例示するものである。
まず、図2に示す比較例に係る照明装置30について例示する。
図2に示すように、照明装置30には、基板32a、基板32b、電極部33、有機EL部34、電極部35が設けられている。
基板32aと基板32bとは対峙して設けられ、基板32aと基板32bとの間に電極部33、有機EL部34、電極部35が設けられている。
電極部33は、膜状を呈し、基板32bの主面に設けられている。電極部33は、透光性を有する導電性材料から形成されている。そのため、電極部33は、有機EL部34から出射した光L31を透過させることができる。
有機EL部34は、一定の方向に伸びる筋状の形状(以下、単に筋状の形状と称する)を有し、電極部33の上に設けられている。有機EL部34は、正孔輸送層と、有機発光層と、電子輸送層部とが積層されたものとすることができる。
電極部35は、筋状の形状を有し、有機EL部34の上に設けられている。電極部35は、アルミニウムや銀などの金属から形成されている。
そして、電極部33と有機EL部34と電極部35とが重なる部分が有機EL素子36となる。
この場合、電極部33は陽極となり、電極部35は陰極となる。
そのため、電極部33には正の電位が印加され、電極部35には負の電位が印加される。そして、有機EL素子36となる部分において発光が生じる。すなわち、有機EL部34において、電極部33と電極部35に挟まれた部分において発光が生じる。
有機EL部34から出射した光L31は、電極部33、基板32bを透過し、反射型液晶表示装置100により反射される。反射型液晶表示装置100により反射された光L32は、照明装置30を透過して観察者側に向かう。この際、有機EL素子36を構成する電極部35は遮光性を有する金属から形成されているため、光L32の一部が遮光されることになる。
この場合、有機EL素子36を微細化すれば、遮光される光L32の量を低減させることができる。
ここで、筋状の形状を有する有機EL部34と、筋状の形状を有する電極部35とを形成する際にはマスク蒸着法が用いられるのが一般的である。
ところが、マスク蒸着法を用いて、微細な有機EL部34と電極部35とを形成するようにすると、いわゆる蒸着ボケなどの不良が発生し歩留まりが低下するおそれがある。
また、微細な有機EL部34と電極部35とを形成するためには、高精度の蒸着マスクが必要となり、製造コストが高くなるおそれがある。
そのため、照明装置30が有する構成では、有機EL素子36の微細化が困難となる。
次に、図1に戻って、第1の実施形態に係る照明装置1を例示する。
図1に示すように、照明装置1には、基板2a(第1の基板の一例に相当する)、基板2b(第2の基板の一例に相当する)、電極部3(第1の電極部の一例に相当する)、有機EL部4、電極部5(第2の電極部の一例に相当する)が設けられている。
なお、100は反射型液晶表示装置である。
基板2a、2bは、透光性の材料を用いて形成された板状体とすることができる。透光性の材料としては、例えば、ソーダ石灰ガラス(ソーダガラスとも称する)などの無機ガラス、石英、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの透明樹脂などを例示することができる。
基板2aと基板2bとは対峙して設けられ、基板2a、2bの周縁がフリットなどからなる封止部10により封止されている。そして、封止部10により画された領域に、電極部3、有機EL部4、電極部5が設けられている。また、基板2aと基板2bとの間であって、封止部10により画された領域は窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスで満たされているようにすることができる。
電極部3は、基板2aの主面に設けられている。電極部3は、厚み方向に貫通する複数の開口3bを有している。また、電極部3は、複数の開口3bを有することで、筋状の形状を有している。筋状の形状の部分3aは所定の間隔をあけて複数設けられている。また、筋状の形状の部分3aは、互いに平行となるように設けられている。
ここで、電極部3は陽極となる。すなわち、電極部3は、有機EL部4に設けられた正孔輸送層に正孔を注入する電極となる。
そのため、電極部3は、正孔輸送層に正孔を注入しやすくなるような材料から形成することが好ましい。
正孔輸送層に正孔を注入しやすくなるような材料としては、例えば、仕事関数の高い材料を例示することができる。この場合、有機EL部4を形成する材料が有する仕事関数の値と同等かそれ以上の値を有する材料とすることが好ましい。一般的には、有機EL部4を形成する材料が有する仕事関数は4.8eV程度である。そのため、仕事関数の観点からは、仕事関数が4.7eV以上の材料とすることが好ましい。仕事関数が4.7eV以上の材料としては、例えば、金(Au)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)、プラチナ(Pt)からなる群より選ばれた少なくとも1種を含むものを例示することができる。
またさらに、後述するように、電極部3には反射型液晶表示装置100により反射された光L2の一部が入射することになる。そのため、電極部3は、可視光領域における光の反射率が40%以上となるような材料から形成されることが好ましい。可視光領域における光の反射率が40%以上となるような材料から電極部3を形成するようにすれば、電極部3において吸収される光の量を低減させることができる。そのため、光の取り出し効率を向上させることができる。
そして、後述するように、電極部3はドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて形成することができる。そのため、これらの加工法を用いて容易に加工できる材料とすることが好ましい。
そのため、仕事関数、可視光領域における光の反射率、加工法を考慮すると、電極部3は、パラジウム、ニッケル、プラチナからなる群より選ばれた少なくとも1種を含むものから形成することが好ましい。
なお、製造コストや加工の困難性を考慮すると、電極部3は、ニッケルまたはニッケル合金から形成することが好ましい。
有機EL部4は、膜状を呈し、電極部3の筋状の形状の部分3aと、複数の開口3bに露出する基板2aの主面と、を覆うように設けられている。有機EL部4は、例えば、正孔輸送層と、有機発光層と、電子輸送層部とが積層されたものとすることができる。ただし、有機EL部4の構成はこれに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
電極部5は、膜状を呈し、有機EL部4を覆うように設けられている。電極部5は、有機EL部4から出射した光L1を透過させる。そのため、電極部5は、透光性を有する導電性材料から形成されている。また、電極部5は可視光領域における光の透過率が高い材料から形成することが好ましい。
また、電極部5の仕事関数の値は、電極部3の仕事関数の値よりも低くなっている。
そのため、電極部5は、仕事関数が4.7eV未満、且つ、可視光領域における光の透過率が30%以上の材料から形成することが好ましい。
例えば、電極部5は、ITO(Indium Tin Oxide;酸化インジウムスズ)やIZO(Indium Zinc Oxide;酸化インジウム亜鉛)などから形成することができる。
その他、電極部3、電極部5を外部の電源に接続するための図示しない接続配線などを適宜設けるようにすることができる。
本実施の形態においては、電極部3と有機EL部4と電極部5とが重なる部分が有機EL素子6となる。
この場合、電極部3は陽極となり、電極部5は陰極となる。
そのため、電極部3には正の電位が印加され、電極部5には負の電位が印加される。そして、有機EL素子6となる部分において発光が生じる。すなわち、有機EL部4において、電極部3と電極部5に挟まれた部分において発光が生じる。
前述した照明装置30の場合には陽極となる電極部33を介して光が出射したが、照明装置1の場合には陰極となる電極部5を介して光が出射する。
有機EL素子6となる部分において有機EL部4から出射した光L1は、電極部5、基板2bを透過し、反射型液晶表示装置100により反射される。反射型液晶表示装置100により反射された光L2は、照明装置1を透過して観察者側に向かう。この際、有機EL素子6を構成する電極部3は遮光性を有する金属から形成されているため、光L2の一部が遮光されることになる。
この場合、有機EL素子6を微細化すれば、遮光される光L2の量を低減させることができる。
本実施の形態においては、有機EL素子6を構成する要素のうち筋状の形状となるように加工することが必要となるものは電極部3だけとなる。すなわち、有機EL部4や電極部5は、膜状のままでよいことになる。
そのため、後述するように、電極部3となる膜13を形成し、ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて筋状の形状に加工することが容易となる。この場合、いわゆる半導体製造プロセスで用いられているドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、電極部3となる膜13を筋状の形状に加工することができるようになるため、微細、かつ高精度の電極部3を容易に形成することが可能となる。
そのため、有機EL素子6の微細化を図ることが可能となる。
[第2の実施形態]
図3は、第2の実施形態に係る照明装置1の製造方法を例示するための模式工程断面図である。
まず、図3(a)に示すように、透光性の材料を用いて形成された基板2aの主面に電極部3となる膜13を形成する。
電極部3となる膜13の形成は、例えば、スパッタリング法を用いて行うようにすることができる。
次に、図3(b)に示すように、電極部3となる膜13の上に筋状の形状を有するレジストマスク21を形成する。
例えば、電極部3となる膜13の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いて、筋状の形状を有するレジストマスク21を形成する。レジストマスク21により覆われている部分が、筋状の形状の部分3aとなる。
次に、ドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、膜13をエッチング加工することで電極部3を形成する。
例えば、基板2aが無機ガラスから形成され、電極部3となる膜13がニッケルから形成されている場合には、塩化第二鉄(FeCl)を含むエッチング液を用いて、膜13をエッチング加工することで電極部3を形成することができる。
なお、電極部3を形成する際に、電極部3や電極部5を外部の電源に接続するための図示しない接続配線を適宜形成するようにすることができる。
次に、レジストマスク21を除去する。
レジストマスク21の除去は、例えば、酸素プラズマを用いたドライアッシング法や有機溶剤を用いたウェットアッシング法などを用いて行うことができる。
次に、図3(c)に示すように、膜状の有機EL部4を形成する。
有機EL部4は、電極部3の筋状の形状の部分3aと、複数の開口3bに露出する基板2aの主面と、を覆うように形成する。
例えば、有機溶剤に溶解させた既知の発光材料をインクジェット法、ノズル塗布法、ディスペンサー法、スクリーン印刷法などを用いて塗布することで、膜状の有機EL部4を形成するようにすることができる。
次に、図3(d)に示すように、有機EL部4を覆うように電極部5を形成する。
電極部5の形成は、例えば、スパッタリング法を用いて行うようにすることができる。 例えば、スパッタリング法を用いて、ITOからなる膜を有機EL部4の上に成膜することで電極部5を形成することができる。
この場合、電極部3と有機EL部4と電極部5とが重なる部分が有機EL素子6となる。
次に、図3(e)に示すように、基板2aと基板2bとを対峙させ、基板2a、2bの周縁をフリットなどを用いて封止する。
例えば、基板2bの周縁に所定の形状にフリットを塗布し、これを焼成する。そして、電極部3、有機EL部4、電極部5が形成された基板2aと、焼成されたフリットが形成された基板2bとを窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において重ね合わせる。次に、焼成されたフリットにレーザを照射し、フリットを溶解、凝固させることで基板2a、2bの周縁を封止する。この場合、フリットを溶解、凝固させることで封止部10が形成されることになる。
この様にして、照明装置1を製造することができる。
本実施の形態に係る照明装置1の製造方法によれば、いわゆる半導体製造プロセスで用いられているドライエッチング法やウェットエッチング法を用いて、電極部3となる膜13を筋状の形状にエッチング加工している。そのため、微細、かつ高精度の電極部3を容易に形成することができる。この場合、有機EL部4や電極部5は、膜状のままとされる。
そのため、微細化された有機EL素子6を有する照明装置1を容易に製造することができる。
なお、以上に例示をした照明装置1、照明装置1の製造方法は、筋状の形状を有した電極部3が設けられる場合であるが、電極部3が有する形状は筋状に限定されるわけではない。例えば、電極部3が有する形状は格子状とすることもできる。
すなわち、電極部3は、厚み方向に貫通する複数の開口を有するものであればよい。この場合、電極部3は、複数の開口を有することで、一定の方向に伸びる筋状の形状、および格子状の形状の少なくともいずれかの形状を有することになる。
ただし、照明装置1が、反射型液晶表示装置100を前面から照らすフロントライト装置として用いられるような場合には、反射された光L2の透過が抑制されにくい筋状の形状を有したものとすることが好ましい。
また、筋状の形状や格子状の形状における配設間隔(配設ピッチ寸法)は、一定であってもよいし、変化していてもよい。筋状の形状や格子状の形状における幅寸法は、一定であってもよいし、変化していてもよい。
以上に例示をした実施形態によれば、有機EL素子の微細化を図ることができる照明装置及びその製造方法を実現することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 照明装置、2a 基板、2b 基板、3 電極部、4 有機EL部、5 電極部、6 有機EL素子、10 封止部、13 膜、21 レジストマスク、100 反射型液晶表示装置、L1 光、L2 光

Claims (5)

  1. 第1の基板と、
    前記第1の基板の主面に設けられ、複数の開口を有する第1の電極部と、
    前記第1の電極部と、前記複数の開口に露出する前記第1の基板の前記主面と、を覆うように設けられた有機EL部と、
    前記有機EL部を覆うように設けられた第2の電極部と、
    前記第1の基板の前記主面に対峙して設けられた第2の基板と、
    を備え、
    前記第1の電極部は陽極であり、前記第2の電極部は陰極である照明装置。
  2. 前記第1の電極部は、仕事関数が4.7eV以上、且つ、可視光領域における光の反射率が40%以上である請求項1記載の照明装置。
  3. 前記第1の電極部は、パラジウム、ニッケル、プラチナからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む請求項1または2に記載の照明装置。
  4. 前記第2の電極部は、仕事関数が4.7eV未満、且つ、可視光領域における光の透過率が30%以上である請求項1〜3のいずれか1つに記載の照明装置。
  5. 前記第1の電極部は、前記複数の開口を有することで、一定の方向に伸びる筋状の形状、および格子状の形状の少なくともいずれかの形状を有する請求項1〜4のいずれか1つに記載の照明装置。
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