JP2014007320A - 照明装置、電子機器、撮像装置、及び検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光素子の高密度配置及び発光素子が配置された領域の大面積化が容易で、発光素子の短絡不良の影響が軽減された照明装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る照明装置1は、発光素子11が配置された領域(発光領域10)を有し、複数の第1配線22と、複数の第1配線22を覆い、複数の第1配線22のうち1の第1配線22と平面的に重なる複数のコンタクトホール42を含む絶縁膜41とを備え、発光素子11は、複数のコンタクトホール42のうち少なくとも一つのコンタクトホール42内の導電膜を介して第1配線22に接続され、第1配線22に対向配置された第1電極23と、第2電極33と、第1電極23と前記第2電極33との間に設けられた発光機能層51と、を有している。
【選択図】図3
【解決手段】本発明に係る照明装置1は、発光素子11が配置された領域(発光領域10)を有し、複数の第1配線22と、複数の第1配線22を覆い、複数の第1配線22のうち1の第1配線22と平面的に重なる複数のコンタクトホール42を含む絶縁膜41とを備え、発光素子11は、複数のコンタクトホール42のうち少なくとも一つのコンタクトホール42内の導電膜を介して第1配線22に接続され、第1配線22に対向配置された第1電極23と、第2電極33と、第1電極23と前記第2電極33との間に設けられた発光機能層51と、を有している。
【選択図】図3
Description
本発明は、照明装置、当該照明装置が搭載された、電子機器、撮像装置、及び検査装置に関する。
上記照明装置として、例えば、発光素子としての有機EL素子がマトリクス状に配置された照明装置が提案されている(特許文献1)。特許文献1に記載の照明装置では、被照射体(液晶表示装置)の画素に対応して有機EL素子がマトリクス状に配置され、それぞれの有機EL素子は、一対の配線の間に並列に接続されている。ところが、異物などで有機EL素子の一つに短絡不良が発生すると、複数の有機EL素子に亘って駆動電圧が降下し、短絡不良以外の有機EL素子にも電流が流れない(発光しない)という不具合が発生する恐れがあった。
このような不具合を回避するために、例えば、特許文献2に記載の照明装置では、有機EL素子ごとにヒューズ配線を形成し、短絡不良が発生すると、短絡不良個所のヒューズ配線は発熱、溶融、断線し、短絡不良個所の有機EL素子だけに電流が流れなくなる。その結果、短絡不良以外の有機EL素子は発光するので、上述した不具合を回避することができる。
しかしながら、特許文献1、及び特許文献2に記載の照明装置では、有機EL素子の高密度化が難しいという課題があった。
詳しくは、特許文献1に記載の照明装置では、有機EL素子が接続された一対の配線は、並列に延在して配置されているので、複数の有機EL素子が配置された発光領域における配線の占有面積が大きくなり、単位面積あたりに複数の有機EL素子を高密度に配置すること(高密度化)が難しいという課題があった。さらに、当該配線は、酸化インジウム錫(以下、ITOと略す)などの高抵抗材料で形成されているので、発光領域を大面積化すると配線抵抗が大きくなり、個々の有機EL素子に印加される駆動電圧がばらついて、輝度ムラが発生するという課題もあった。
詳しくは、特許文献1に記載の照明装置では、有機EL素子が接続された一対の配線は、並列に延在して配置されているので、複数の有機EL素子が配置された発光領域における配線の占有面積が大きくなり、単位面積あたりに複数の有機EL素子を高密度に配置すること(高密度化)が難しいという課題があった。さらに、当該配線は、酸化インジウム錫(以下、ITOと略す)などの高抵抗材料で形成されているので、発光領域を大面積化すると配線抵抗が大きくなり、個々の有機EL素子に印加される駆動電圧がばらついて、輝度ムラが発生するという課題もあった。
特許文献2に記載の照明装置では、配線と有機EL素子とが平面的に異なる領域に配置されているので、発光領域における配線の占有面積が大きくなり、有機EL素子の高密度化が難しいという課題があった。さらに、ヒューズ配線を形成するために新たな工程が必要になるという課題もあった。
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]発光素子が配置された領域を有する照明装置であって、複数の第1配線と、複数の第1配線を覆い複数の第1配線と平面的に重なる複数のコンタクトホールを含む絶縁膜と、を備え、発光素子は、複数の第1配線のうちの1の第1配線に対向配置され、複数のコンタクトホールのうち少なくとも一つのコンタクトホール内の導電膜を介して1の第1配線に接続された第1電極と、第2電極と、第1電極と第2電極との間に設けられた発光機能層と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、発光素子は、平面的に配線部(第1配線)と重なって形成されているので、発光素子と配線部とを同時に小さくし、発光素子をより高密度に配置することができる。さらに、発光素子が配置された領域を大きくするために、配線幅を大きくしても(低抵抗化しても)、発光素子を形成する面積は抑制されないので、発光素子の形成面積が小さくなることはない。よって、照明装置の性能(輝度)の低下を招くことなく、発光素子が配置された領域を大面積化できる。従って、発光素子の高密度化、及び発光素子が配置された領域の大面積化を容易に実現できる。
[適用例2]上記適用例に記載の照明装置は、第1電極は、複数のコンタクトホールのそれぞれに対応し、独立して設けられていることが好ましい。
発光素子の構成要素である第1電極は、コンタクトホールに対応して独立して設けられているので、仮に発光素子に不具合が発生した場合に、当該発光素子の第1電極を切断することで、不具合が発生した発光素子だけに電流を流れなくすることができる。
[適用例3]上記適用例に記載の照明装置は、第1配線は光反射性を有し、第1電極と第2電極とは光透過性を有し、発光機能層で発した光は第2電極を介して射出されることが好ましい。
第1配線は光反射性を有しているので、発光機能層から第1配線側に(第2電極と反対側に)発した光は、第1配線によって第2電極側に反射される。従って、発光機能層から第2電極を介して射出される光の強さ、すなわち照明装置の輝度を大きくすることができる。
[適用例4]上記適用例に記載の照明装置は、絶縁膜は多層の誘電体膜で構成され、発光機能層で発した光の一部が共振する膜厚に設定されていることが好ましい。
照明装置から発した光が被照射体で反射され、その反射光が照明装置の中を透過する用途において、絶縁膜を多層の誘電体膜で構成し、発光機能層で発した光の一部が共振する膜厚に設定することによって、発光機能層で発した光の反射光を選択的に透過させ、発光機能層で発した光以外の光(外光)による反射光の透過を抑制することができる。
[適用例5]上記適用例に記載の照明装置は、第1電極は、第1配線よりも高抵抗材料または低融点材料からなることが好ましい。
第1電極は、第1配線よりも高抵抗材料または低融点材料で構成されているので、発光素子に短絡不良が生じた場合に、短絡個所を流れる過大な電流によって、第1電極は発熱し、溶融する。よって、短絡不良の発光素子の第1電極は、自動的に断線する。その結果、短絡不良の発光素子には、電流が流れない状態(黒点)になる。短絡不良の発光素子が発光しなくても、周辺の正常な発光素子の光が拡散して、短絡不良の発光素子にも到達するので、短絡不良の発光素子は、実使用上目立ちにくい黒点になる。
[適用例6]上記適用例に記載の照明装置は、第1電極は透明導電膜からなり、第1配線は金属膜からなることが好ましい。
透明導電膜は金属膜と比べて高抵抗材料であるので、第1電極を透明導電膜で構成することにより、短絡不良が生じた発電素子に流れる過大な電流によって、第1電極を容易に、発熱、溶融、断線させることができる。
[適用例7]上記適用例に記載の照明装置は、第2電極は、複数の第2配線で構成され、複数の第2配線のうちの1の第2配線が第1電極と対向していることが好ましい。
複数の第1配線及び複数の第2配線が交差する領域に、発光素子が形成されているので、発光素子を規則的に配置し、被照射物を均一に照らすことができる。さらに、第1配線及び第2配線が形成されていない領域は、発光素子や配線などの構成要素がないために光透過性を高め、被照射物からの反射光を効率的に透過させる(受光させる)ことができる。
[適用例8]上記適用例に記載の照明装置は、コンタクトホールは、第1電極と第2配線とが対向する領域と平面的に重ならないように形成されていることが好ましい。
第1電極と第2電極との間で形成された発光素子と、コンタクトホールとは平面的に重なっていないので、発光素子の発光機能層を、コンタクトホールが存在する段差領域でなく、平坦な面の上に形成することができる。すなわち、発光素子の発光機能層の膜厚は均一となり、発光機能層の膜厚バラツキに起因する発光素子の性能バラツキを抑制することができる。
[適用例9]上記適用例に記載の照明装置は、発光素子が配置された領域の外側に形成された第3配線を有し、複数の第1配線のそれぞれは、連結電極によって第3配線に接続され、連結電極は、複数の第1配線よりも高抵抗材料または低融点材料からなることが好ましい。
発光素子が接続された複数の第1配線は、連結電極によって、第3配線に接続されている。また、短絡不良が生じた発光素子に流れる過大な電流は、連結電極にも流れる。連結電極は、複数の第1配線よりも高抵抗材料または低融点材料で構成されているので、複数の第1配線のうちの短絡不良の発光素子に接続された第1配線に接続された連結電極を選択的に発熱させ、溶融させ、断線させることができる。その結果、当該第1配線に接続されている発光素子に電流が流れなくなり、第1配線に接続された発光素子が発光しない黒線状態になる。周辺の正常な発光素子の光が拡散して、当該第1配線に接続された非発光の発光素子にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
[適用例10]上記適用例に記載の照明装置は、発光素子が配置された領域の外側に形成された第3配線を有し、複数の第2配線のそれぞれは、連結電極によって第3配線に接続され、連結電極は、複数の第2配線よりも高抵抗材料または低融点材料からなることが好ましい。
発光素子が接続された第2配線は、連結電極によって、第3配線に接続されている。また、短絡不良が生じた発光素子に流れる過大な電流は、連結電極にも流れる。連結電極は、第2配線よりも高抵抗材料または低融点材料で構成されているので、複数の第2配線のうち短絡不良の発光素子が接続された第2配線に接続された連結電極を選択的に発熱させ、溶融させ、断線させることができる。その結果、当該第2配線に接続されている発光素子に電流が流れなくなり、第2配線に接続された発光素子が発光しない黒線状態になる。周辺の正常な発光素子の光が拡散して、当該第2配線に接続された非発光の発光素子にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
[適用例11]上記適用例に記載の照明装置は、複数の第1配線と第3配線とは、同層に形成され、第1電極と連結電極とは、同層に形成され、絶縁膜は、1の第1配線と平面的に重なる第2のコンタクトホールと、第3配線と平面的に重なる第3のコンタクトホールとを含み、複数の第1配線のそれぞれと連結電極とは、第2のコンタクトホール内の導電膜を介して接続され、第3配線と連結電極とは、第3のコンタクトホール内の導電膜を介して接続されていることが好ましい。
複数の第1配線と第3配線とを同じ工程で形成し、第1電極と連結電極とを同じ工程で形成することができるので、余分な工程を発生させずに、第3配線及び連結電極を形成することができる。
[適用例12]上記適用例に記載の照明装置は、連結電極は、透明導電膜からなることが好ましい。
透明導電膜は金属膜に比べて高抵抗材料であるので、連結電極を透明導電膜で構成することにより、短絡不良が生じた発電素子に流れる過大な電流によって、連結電極を容易に発熱、溶融、断線させることができる。
[適用例13]上記適用例に記載の照明装置は、発光機能層及び第2電極のうち少なくとも一方は、発光素子が配置された領域を覆って形成されていることが好ましい。
発光素子を構成する発光機能層及び第2電極のうち少なくとも一方は、発光素子が配置された領域を覆って形成されているので、発光機能層及び第2電極のうち少なくとも一方を発光素子ごとにパターニングする必要が無い。従って、発光素子を形成する工程を簡素化することができる。
[適用例14]上記適用例に記載の照明装置は、第2電極は光反射性を有し、複数の第1配線と第1電極とは光透過性を有し、発光機能層で発した光は、第1電極を介して複数の第1配線側から射出されることが好ましい。
第2電極は光反射性を有しているので、発光機能層から第2電極側に(第1電極と反対側に)発した光は、第2電極によって第1電極側に反射される。従って、発光機能層から第1電極を介して射出される光の強さ、すなわち照明装置の輝度を大きくすることができる。
[適用例15]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の照明装置を備えていることを特徴とする。
上記適用例に記載の照明装置は、発光素子の高密度化、または発光素子が配置された領域の大面積化が容易であり、且つ短絡不良の影響も実使用上問題無いレベルに軽減されているので、上記適用例に記載の照明装置を使用することによって、優れた表示性能を有した携帯電話、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、及び照明機器などの電子機器を提供することができる。
[適用例16]本適用例に係る撮像装置は、上記適用例に記載の照明装置と、照明装置によって照明された被写体の画像を撮像する受光素子と、を備えていることを特徴とする。
上記適用例に記載の照明装置は、短絡不良の影響が実使用上問題無いベルに軽減され、被照射体を均一に照らすことができる。その結果、被照射体からの反射光を高精度で検出する、小型の撮像装置を提供することができる。例えば、本適用例の撮像装置を、脈拍計、パルスオキシメーター、血糖値測定器などの医療、健康等の分野で常時装着等が可能な小型の生体センサーに適用させることができる。さらに、本適用例の撮像装置を、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリ、バーコードリーダー等の画像読取装置に適用させることができる。
[適用例17]本適用例に係る検査装置は、上記適用例に記載の照明装置と、照明装置によって照明された被写体の画像を撮像する受光素子と、受光素子の検出結果に応じて検査を行う制御部と、を備えていることを特徴とする。
上記適用例に記載の照明装置、及び受光素子から得られた情報を分析(検査)する制御部を有しているので、小型、高性能の検査装置を提供することができる。例えば、医療、健康等の分野で常時装着等が可能な小型の脈拍計、パルスオキシメーター、血糖値測定器、果実糖度計、及び生体認証装置などの検査装置を提供することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の各図においては、各層や各部位を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部位の縮尺を実際とは異ならせしめてある。
(実施形態1)
「照明装置の概要」
図1は、本発明の実施形態1に係る照明装置の等価回路図であり、図1(a)には照明装置の全体構成が図示され、図1(b)には照明装置に配置された発光素子が図示されている。なお、図1(a)には、構成を分かりやすくするために、外部に設置されている直流電源も図示されている。
最初に、図1を参照して本実施形態に係る照明装置1の概要について説明する。
「照明装置の概要」
図1は、本発明の実施形態1に係る照明装置の等価回路図であり、図1(a)には照明装置の全体構成が図示され、図1(b)には照明装置に配置された発光素子が図示されている。なお、図1(a)には、構成を分かりやすくするために、外部に設置されている直流電源も図示されている。
最初に、図1を参照して本実施形態に係る照明装置1の概要について説明する。
照明装置1は、発光素子11が配置された領域を有する面発光型の照明装置である。以下、発光素子11が配置された領域を発光領域10と称す。なお、図1(a)の破線で囲まれた領域が、発光領域10である。
図1(a)に示すように、照明装置1は、外部に設置された直流電源71を電源とし、直流電源71接続された陽極配線20及びに陰極配線30を有している。
陽極配線20は、発光領域10の周辺(外側)で櫛歯状に分岐している。すなわち、陽極配線20は、幹配線21と分岐配線(第1配線22)とで構成されている。同様に、陰極配線30も、発光領域10の外側で櫛歯状に分岐しており、幹配線31と分岐配線(第2配線32)とで構成されている。
第1配線22と第2配線32とは互に直交し(交差し)、第1配線22と第2配線32とが交差した領域に発光素子11が形成されている。直流電源71から電流が供給され、それぞれの発光素子11に矢印で示す電流I1が流れることで、発光素子11は発光する。
陽極配線20は、発光領域10の周辺(外側)で櫛歯状に分岐している。すなわち、陽極配線20は、幹配線21と分岐配線(第1配線22)とで構成されている。同様に、陰極配線30も、発光領域10の外側で櫛歯状に分岐しており、幹配線31と分岐配線(第2配線32)とで構成されている。
第1配線22と第2配線32とは互に直交し(交差し)、第1配線22と第2配線32とが交差した領域に発光素子11が形成されている。直流電源71から電流が供給され、それぞれの発光素子11に矢印で示す電流I1が流れることで、発光素子11は発光する。
図1(b)に示すように、発光素子11は、第1電極23(23a)、第2電極33、及び発光機能層51などで構成され、等価的にダイオードと見なすことができる。
第1電極23は、発光機能層51に正孔を供給する電極部23a(陽極)、及び第1配線22と電極部23aとを接続する配線部23bで構成されている。第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、第1電極23の構成要素である配線部23bは、発光素子11に流れる電流を制限する制限抵抗となる。このように、第1電極23は、発光機能層に51に正孔を供給する機能(電極部23a)に加えて、発光素子11に流れる電流を制限する制限抵抗としての機能(配線部23b)を有している。第2電極33は、発光機能層51に電子を供給するための電極(陰極)であり、第2配線32に接続されている。第1電極23から供給される正孔と、第2電極33から供給される電子とが、発光機能層51で結合し、発光機能層51が発光する(光を発する)。
第1電極23は、発光機能層51に正孔を供給する電極部23a(陽極)、及び第1配線22と電極部23aとを接続する配線部23bで構成されている。第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、第1電極23の構成要素である配線部23bは、発光素子11に流れる電流を制限する制限抵抗となる。このように、第1電極23は、発光機能層に51に正孔を供給する機能(電極部23a)に加えて、発光素子11に流れる電流を制限する制限抵抗としての機能(配線部23b)を有している。第2電極33は、発光機能層51に電子を供給するための電極(陰極)であり、第2配線32に接続されている。第1電極23から供給される正孔と、第2電極33から供給される電子とが、発光機能層51で結合し、発光機能層51が発光する(光を発する)。
「発光領域の構成」
図2は、発光素子が配置された発光領域の平面図である。構成を分かりやすくするために、図2では、発光機能層及び封止膜の図示(図3参照)が省略され、発光素子が形成された領域は網掛け領域で図示されている。図3(a)は、図2のA−A’線に沿った断面図である。図3(b)は、図3(a)の破線で囲まれた領域Bの断面図である。また、図3における矢印は、発光素子から発した光の方向を示している。
次に、図2及び図3を参照して、発光領域10の構成を説明する。
なお、図2を含む各図においては、第1配線22が延在する方向をX軸方向、当該方向と面内で直交する方向をY軸方向とする。さらに、X軸方向とY軸方向との双方に直交した発光領域10の厚さ方向をZ軸方向とする。
図2は、発光素子が配置された発光領域の平面図である。構成を分かりやすくするために、図2では、発光機能層及び封止膜の図示(図3参照)が省略され、発光素子が形成された領域は網掛け領域で図示されている。図3(a)は、図2のA−A’線に沿った断面図である。図3(b)は、図3(a)の破線で囲まれた領域Bの断面図である。また、図3における矢印は、発光素子から発した光の方向を示している。
次に、図2及び図3を参照して、発光領域10の構成を説明する。
なお、図2を含む各図においては、第1配線22が延在する方向をX軸方向、当該方向と面内で直交する方向をY軸方向とする。さらに、X軸方向とY軸方向との双方に直交した発光領域10の厚さ方向をZ軸方向とする。
図2に示すように、発光領域10には、複数の第1配線22がX軸方向に延在して形成され、複数の第2配線32がY軸方向に延在して形成されている。第1配線22と第2配線32とが交差する領域に、発光素子11は形成されている。換言すれば、発光素子11は、第1配線22と平面的に重なって形成されている。
このように、第1配線22及び第2配線32のそれぞれを互いに交差(直交)させ、第1配線22及び第2配線32が交差する領域に発光素子11が形成されているので、発光素子11を規則的に配置し、被照射物を均一に照らすことができる。また、第1配線22及び第2配線32が形成されていない領域は、発光素子11や配線22,32(第1配線22、第2配線32)などの構成要素がないために光透過性を高め、被照射物からの反射光を効率的に透過させる(受光させる)ことができる。すなわち、第1配線22及び第2配線32によって、発光する領域と被照射物からの反射光を受光する領域とを区画し、被照射物を均一に照らし、被照射物からの反射光を効率的に受光することができる。
従って、本実施形態の照明装置1は、被照射物を照らし、被照射物からの反射光を受光する(センシングする)センシングデバイスの照明装置に好適である。さらに、本照明装置1は、被照射物を照らし、被照射物からの反射光を透過させ観測者に認識させる反射型表示装置の照明装置(フロントライト)に好適である。
上述したように、本実施形態の発光素子11は、配線22,32と平面的に重なって形成されている。本実施形態の照明装置1は、発光素子11が配線22,32と別領域に形成された構成の照明装置と比べて、発光領域10の大面積化や高密度化(発光素子11の高密度配置)などに優れている。
発光素子11が配線22,32と別領域に形成された構成の照明装置では、配線22,32が形成された領域の面積は、発光素子11が形成された領域の面積に影響する。例えば、配線22,32が形成された領域の面積を大きくすると、発光素子11が形成された領域の面積は小さくなる。仮に、発光領域10の大面積化のために、配線22,32が形成された領域の面積を大きくし、配線22,32の低抵抗化を図ると、発光素子11が形成された領域の面積は小さくなり、発光素子11から発する輝度が低下するという不都合が発生する恐れがある。
本実施形態の照明装置1では、発光素子11が第1配線22と平面的に重なって形成されているので、発光領域10の大面積化のために第1配線22が形成された面積を大きくしても、発光素子11が形成された領域の面積が小さくなることはない。従って、発光領域10の大面積化のために、配線22,32が形成された領域の面積を大きくし、配線22,32の低抵抗化を図っても、上述した発光領域10の大面積化で想定される不都合(輝度の低下)が抑制される。
さらに、本実施形態の照明装置1では、発光素子11が形成された領域の面積と、配線22,32が形成された領域の面積とを同時に小さくすることができる。従って、発光領域10を容易に小型、高密度化することができる。
このように、本実施形態は、発光領域10の大面積化や高密度化(発光素子11の高密度配置)のために、好適な構成を有している。
さらに、本実施形態の照明装置1では、発光素子11が形成された領域の面積と、配線22,32が形成された領域の面積とを同時に小さくすることができる。従って、発光領域10を容易に小型、高密度化することができる。
このように、本実施形態は、発光領域10の大面積化や高密度化(発光素子11の高密度配置)のために、好適な構成を有している。
第1電極23は、上述したように第1配線22に対向配置されている。第1電極23の幅(Y軸方向の長さ)は、第1配線22の幅(Y軸方向の長さ)と略同じであり、第1電極23は、第1配線22と平面的に重なっている。その結果、発光素子11は、第1配線22と平面的に重なった領域に形成されている。
仮に、第1電極23の幅が第1配線22の幅より大きくなり、発光素子11が平面的に第1配線22からはみ出すような構成であっても、発光素子11の大部分は、平面的に第1配線22と重なっているので、上述した発光領域10の大面積化または高密度化に際しての優位性が損なわれることはない。
仮に、第1電極23の幅が第1配線22の幅より大きくなり、発光素子11が平面的に第1配線22からはみ出すような構成であっても、発光素子11の大部分は、平面的に第1配線22と重なっているので、上述した発光領域10の大面積化または高密度化に際しての優位性が損なわれることはない。
第1電極23は第1配線22に対向配置されていれば良く、第1電極23の幅(Y軸方向の長さ)は、第1配線22の幅(Y軸方向の長さ)よりも大きくても、小さくても良い。ただし、発光領域10の大面積化または高密度化のためには、第1電極23の幅(Y軸方向の長さ)は、第1配線22の幅(Y軸方向の長さ)と同等以下の方が、より好ましい。
図3(a)に示すように、発光素子11が形成された領域には、Z軸(+)方向に向かって、基板12、第1配線22、絶縁膜41、第1電極23、発光機能層51、第2電極33(第2配線32)、及び封止膜61が、この順で積層されている。また、発光素子11で発した光は、Z軸(+)方向に射出される。
基板12は、ガラス、石英、プラスチックなどの発光機能層51で発した光に対して透過性を有する材料で構成されている。なお、発光機能層51で発した光に対する透過性が要求されない場合には、セラミックなどの不透明な材料で構成しても良い。
第1配線22は、アルミニウム(Al)で構成されている。第1配線22は、光反射性を有する材料(金属膜)であれば良く、Alの他に銀(Ag)、AlまたはAgを主成分とする合金などを使用することができる。発光機能層51は、Z軸(−)方向にも光を発している。このZ軸(−)方向の光は、第1配線22によってZ軸(+)方向に反射される。すなわち、第1配線22を光反射性の材料で構成することによって、照明装置1から射出されるZ軸(+)方向の光の強さ(輝度)を大きくすることができる。さらに、第1配線22は、低抵抗材料で構成されているので、配線抵抗が小さくなり、発光領域10を大面積化しても、輝度ムラの発生が抑制される。
絶縁膜41は、例えば、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜などで構成されている。絶縁膜41には、第1配線22と平面的に重なる複数のコンタクトホール42が形成されている。コンタクトホール42は、第1電極23と第2配線32(第2電極33)とが対向する領域と平面的に重ならないように形成されている。
第1電極23は、発光素子11を構成する一方の電極である。第1電極23は、第1配線22に対向配置され、絶縁膜41に形成された複数のコンタクトホール42のうち少なくとも一つのコンタクトホール42内の導電膜を介して、第1配線22に接続されている。第1電極23は、複数のコンタクトホール42のそれぞれに対応し、独立して形成されている。このように、コンタクトホール42と第1電極23とは1対1に対応しているが、第1電極23は複数のコンタクトホール42に亘って形成されていても良い。
第1電極23は、上述したように、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されている。具体的には、第1電極23は、ITO(In2O3−SnO2)からなる透明導電膜で構成されている。第1電極23を構成する材料としては、ITOの他に、IZO(In2O3−ZnO)、酸化錫(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、AlやGaなどが添加された酸化亜鉛系透明導電膜などであっても良い。
第1電極23は、上述したように、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されている。具体的には、第1電極23は、ITO(In2O3−SnO2)からなる透明導電膜で構成されている。第1電極23を構成する材料としては、ITOの他に、IZO(In2O3−ZnO)、酸化錫(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、AlやGaなどが添加された酸化亜鉛系透明導電膜などであっても良い。
図3(b)に示すように、発光機能層51は、第1電極23側から順に積層された、正孔輸送膜52、発光膜53、電子輸送膜54などで構成されている。正孔輸送膜52は、第1電極23から供給される正孔を発光膜53に能率的に輸送する一方で、反対方向から到来する電子のストッパーであり、例えばトリフェニルアミン誘導体(TPD)、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などによって、構成されている。発光膜53は、例えばアントラセン誘導体等をホスト材料とし、クマリン誘導体等をドーパントとした有機材料で構成されている。電子輸送膜54は、陰極としての第2電極33から供給される電子を発光膜53へ能率的に輸送する一方で、反対方向から到来する正孔のストッパーであり、例えばアルミキノリノール錯体(Alq3)などによって構成されている。
発光機能層51は、第1電極23と第2電極33との間に設けられ、発光領域10を覆って形成されている。第1電極23から第2電極33に向かって順方向にバイアスがかかると、正孔輸送膜52から注入される正孔と電子輸送膜54から注入される電子とが発光膜53で結合して、発光膜53の材料に応じたスペクトルの光が発生する。発光機能層51で発した光は、第2電極33を介して(透過して)Z軸(+)方向に射出される。
なお、発光機能層51で必要な機能は、第1電極23から供給される正孔と第2電極33から供給される電子との結合によって光を発生させることにある。このため最低限、発光機能層51には発光膜53があれば良い。ただし、正孔輸送膜52及び電子輸送膜54を設けた方が、キャリア(正孔、電子)の移動度が改善されて、発光効率を高めることができる点において有利である。発光効率を高めるという観点からいえば、第1電極23(陽極)と正孔輸送膜52との間に、陽極から正孔を取り入れる正孔注入膜を設けても良いし、第2電極33(陰極)と電子輸送膜54との間に、陰極から電子を取り入れる電子注入膜を設けても良い。
また、発光機能層51は、発光素子11ごとに島状に形成されていても良い。本実施形態では、発光機能層51は発光領域10を覆って形成されているので、発光機能層51を発光素子11ごとに島状にパターニングする必要が無く、製造工程を簡素化することができる。
また、発光機能層51は、発光素子11ごとに島状に形成されていても良い。本実施形態では、発光機能層51は発光領域10を覆って形成されているので、発光機能層51を発光素子11ごとに島状にパターニングする必要が無く、製造工程を簡素化することができる。
第2電極33は、発光素子11を構成するもう一方の電極である。第2電極33は、第2配線32の一部によって構成されている。詳しくは、第2電極33は、第1配線22と対向する領域(図2の網掛け領域)の第2配線32によって構成されている。第2電極33は、発光機能層51で発した光を透過する材料であれば良く、例えばマグネシウム(Mg)と銀(Ag)との合金で構成されている。MgとAgとの合金の他に、Alなどの金属膜などを使用することができる。これら金属膜は、10nm以下に薄膜化することで、発光機能層51で発した光を透過することができる。
このように、第2配線32及び第2電極33は、MgとAgとの合金によって構成され、第1配線22と対向する領域の第2配線32が、第2電極33となる。
このように、第2配線32及び第2電極33は、MgとAgとの合金によって構成され、第1配線22と対向する領域の第2配線32が、第2電極33となる。
封止膜61は、酸素や水分の侵入による発光機能層51の劣化を抑制する役割を有し、発光領域10を覆って形成されている。封止膜61は、光透過性及び耐水性を有する材料であれば良く、例えばシリコン酸窒化膜(SiON)やシリコン窒化膜(SiN)などで構成されている。また、封止膜61は、複数の膜で構成されていても良い。
「短絡不良の影響」
図4は、発光素子の一つに短絡不良が発生した状態を示す照明装置の等価回路図であり、図5は、短絡不良が黒点(非発行状態)に修正された状態を示す照明装置の等価回路図であり、それぞれ図1(a)に対応している。
図4は、発光素子の一つに短絡不良が発生した状態を示す照明装置の等価回路図であり、図5は、短絡不良が黒点(非発行状態)に修正された状態を示す照明装置の等価回路図であり、それぞれ図1(a)に対応している。
上述したように、発光素子11は複数の膜が積層された構造を有し、異物などによって発光素子11に短絡不良が発生する場合がある。当該異物は発光素子11を製造する過程で発生し、当該異物を無くすことが難しい。従って、発光素子11の短絡不良を無くすことは難しく、短絡不良の影響を軽減することが重要となる。本実施形態は、短絡不良の影響を軽減するために好適な構成を有している。以下、図4及び図5を参照して、詳細を説明する。
図4に示すように、破線で囲まれた領域Sの発光素子11に短絡不良が発生すると、領域Sでは、ダイオード(発光機能層51)による抵抗がなくなるので、領域Sに電流が流れやすくなる。よって、領域Sに集中して矢印で示す過大な電流I2が流れ、他の領域には電流が流れにくくなり、正常な発光素子11が発光しなくなる。その結果、発光領域10の全体に亘って発光素子11が発光しないという、深刻な不具合となる。
一方、領域Sに流れる電流が大きくなると、領域Sの第1電極23に流れる電流も大きくなる。当該第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されているので、流れる電流に応じて発熱する。そして、発熱した第1電極23が、所定の温度以上になると溶融し、断線する。なお、第1電極23の抵抗値は、正常な発光状態であれば断線しないように設定されている。
その結果、図5に示すように、短絡不良が発生した領域Sの発光素子11だけに電流が流れなくなり、正常な発光素子11に電流I1が流れるようになり、正常な発光素子11は発光するようになる。
その結果、図5に示すように、短絡不良が発生した領域Sの発光素子11だけに電流が流れなくなり、正常な発光素子11に電流I1が流れるようになり、正常な発光素子11は発光するようになる。
このように、第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融するような抵抗に設定されているので、短絡個所の第1電極23は自動的に断線する。よって、短絡不良個所の発光素子11だけに電流が流れなくなった非発光状態(黒点)になる。さらに、正常な発光素子11から発した光は、周囲にも拡散しているので、当該黒点に周囲の発光素子11からの光が到達する。従って、短絡不良個所も弱い光を発することとなり、短絡不良個所は、実使用上目立ちにくい(軽微な)黒点になる。
第1電極23は絶縁膜41のコンタクホール42を覆って形成されているので、コンタクトホール42付近(段差領域)に形成された第1電極23の膜厚は、他の領域に形成された第1電極23の膜厚よりも小さくなっている。よって、コンタクトホール42付近に形成された第1電極23の抵抗は、他の領域に形成された第1電極23の抵抗よりも大きくなり、コンタクホール付近の第1電極23の発熱量は、他領域の第1電極23の発熱量よりも大きくなる。従って、コンタクトホール付近の第1電極23から溶融、断線するようになる。
また、第1電極23の幅(Y軸方向の長さ)を局部的に小さくし、第1電極23の抵抗を局部的に大きくし、当該領域の第1電極23の発熱量を大きくすることによって、当該領域の第1電極23を溶融させることもできる。すなわち、第1電極23の形状によって、溶融、断線する箇所を制御することができる。
また、第1電極23の幅(Y軸方向の長さ)を局部的に小さくし、第1電極23の抵抗を局部的に大きくし、当該領域の第1電極23の発熱量を大きくすることによって、当該領域の第1電極23を溶融させることもできる。すなわち、第1電極23の形状によって、溶融、断線する箇所を制御することができる。
以上述べたように、本実施形態に係る照明装置1によれば、以下の効果を得ることができる。
第1配線22及び第2配線32のそれぞれを互いに交差(直交)させ、第1配線22及び第2配線32が交差する領域に発光素子11が形成されているので、発光素子11を規則的に配置し、被照射物を均一に照らすことができる。
第1配線22及び第2配線32のそれぞれを互いに交差(直交)させ、第1配線22及び第2配線32が交差する領域に発光素子11が形成されているので、発光素子11を規則的に配置し、被照射物を均一に照らすことができる。
第1配線22及び第2配線32が形成されていない領域は、発光素子11や配線22,32などの構成要素がないために光透過性を高め、被照射物からの反射光を効率的に透過させる(受光させる)ことができる。
発光素子11は、第1配線22と第2配線32とが交差する領域に、第1配線22と平面的に重なって形成されているので、第1配線22が形成された面積を大きくしても、発光素子11が形成された領域の面積が小さくなることはない。よって、発光領域10の大面積化のために、配線22,32が形成された領域の面積を大きくし、配線22,32を低抵抗化しても、発光素子11が形成された領域の面積が小さくなり、発光素子11の輝度が低下することはない。従って、輝度の低下を招くことなく、発光領域10を大面積化することができる。
さらに、発光素子11が形成された領域の面積と、配線22,32が形成された領域の面積とを同時に小さくすることができる。従って、発光領域10を容易に小型、高密度化することができる。
第1配線22は、光反射性を有しているので、発光機能層51から第1配線22側(Z軸(−)方向)に発した光を、第2電極33側(Z軸(+)方向)に反射することができる。従って、照明装置1から射出された光、すなわち発光機能層51から第2電極33を介してZ軸(+)方向に射出された光の輝度を大きくすることができる。
第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融するような抵抗に設定されているので、短絡個所の第1電極23は自動的に断線する。その結果、短絡不良個所の発光素子11だけに電流が流れない状態(黒点)になる。正常な発光素子11から発した光は、周囲にも拡散しているので、当該黒点に周囲の発光素子11からの光が到達する。従って、短絡不良個所も弱い光を発することとなり、短絡不良個所は、実使用上目立ちにくい(軽微な)黒点にすることができる。
(実施形態2)
図6は、実施形態2に係る照明装置の等価回路図であり、図1(a)に対応している。図7は、陽極配線が分岐した領域における照明装置の平面図である。図8は、図7のC─C’線に沿った断面図である。図9は、発光素子の一つに短絡不良が発生した状態を示す照明装置の等価回路図であり、図4に対応している。図10は、短絡不良が黒線(非発光状態)に修正された状態を示す照明装置の等価回路図であり、図5に対応している。
なお、図7では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。以下、図6乃至図10を参照して、本実施形態に係る照明装置を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
図6は、実施形態2に係る照明装置の等価回路図であり、図1(a)に対応している。図7は、陽極配線が分岐した領域における照明装置の平面図である。図8は、図7のC─C’線に沿った断面図である。図9は、発光素子の一つに短絡不良が発生した状態を示す照明装置の等価回路図であり、図4に対応している。図10は、短絡不良が黒線(非発光状態)に修正された状態を示す照明装置の等価回路図であり、図5に対応している。
なお、図7では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。以下、図6乃至図10を参照して、本実施形態に係る照明装置を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
本実施形態に係る照明装置2では、陽極配線20の構成、及び第1電極23の構成材料が実施形態1と異なっている。
「照明装置の概要」
図6に示すように、照明装置2は、外部に設置された直流電源71を電源とし、直流電源71の陽極に接続された陽極配線20と、直流電源71の陰極に接続された陰極配線30とを有している。
陽極配線20は、発光領域10の周辺(外側)で分岐した櫛歯形状を有し、第1配線22、共通配線25、及び連結電極15で構成されている。共通配線25は、本発明の「第3配線」の一例であり、実施形態1における幹配線21に相当する。共通配線25は、発光領域10の周辺(外側)に形成されている。連結電極15は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されている。このために、図中で連結電極15は抵抗素子として図示されている。複数の第1配線22は、連結電極15によって、共通配線25に接続されている。
図6に示すように、照明装置2は、外部に設置された直流電源71を電源とし、直流電源71の陽極に接続された陽極配線20と、直流電源71の陰極に接続された陰極配線30とを有している。
陽極配線20は、発光領域10の周辺(外側)で分岐した櫛歯形状を有し、第1配線22、共通配線25、及び連結電極15で構成されている。共通配線25は、本発明の「第3配線」の一例であり、実施形態1における幹配線21に相当する。共通配線25は、発光領域10の周辺(外側)に形成されている。連結電極15は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されている。このために、図中で連結電極15は抵抗素子として図示されている。複数の第1配線22は、連結電極15によって、共通配線25に接続されている。
直流電源71の陽極側から、共通配線25及び連結電極15を介して、矢印で示す電流n1が第1配線22に供給されている。その結果、第1配線22に接続されている発光素子11が発光する。連結電極15は、共通配線25と第1配線22との間に形成された抵抗素子であり、第1配線22(発光素子11)に流れる電流を制限する制限抵抗となっている。
図7及び図8に示すように、共通配線25は、基板12の上で、第1配線22と同層に形成されている。すなわち、共通配線25と第1配線22とは、AlやAgなどの反射性を有する金属膜(同一材料)によって、同一工程で形成されている。連結電極15は、上述したように、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されている。具体的には、連結電極15は、ITOからなる透明導電膜で構成され、第1配線22及び共通配線25の上に形成されている。連結電極15を構成する材料としては、ITOの他に、IZO、酸化錫)、酸化亜鉛、AlやGaなどが添加された酸化亜鉛系透明導電膜などであっても良い。
第1電極23は、反射性を有する金属膜であり、例えば、AlやAgなどで構成されている。実施形態1の第1電極23は高抵抗材料のITOであったが、本実施形態では第1電極23が実施形態1と比べて低抵抗材料で構成されている。このために、本実施形態の第電極23の抵抗は、実施形態1と比べて小さくなっている。その結果、実施形態1と比べて、第1電極23による電圧降下ロスが小さくなり、発光素子11の駆動電圧を小さくし、発光素子11の消費電力を小さくすることができる。このために、本実施形態の第1電極23は、図10の等価回路において単なる配線として図示されている。
さらに、発光機能層51で発したZ軸(−)方向の光は、第1電極23によってZ軸(+)方向に反射されるので、発光素子11から射出されるZ軸(+)方向の光の輝度を大きくすることができる。
さらに、発光機能層51で発したZ軸(−)方向の光は、第1電極23によってZ軸(+)方向に反射されるので、発光素子11から射出されるZ軸(+)方向の光の輝度を大きくすることができる。
「短絡不良の影響」
図9に示すように、破線で囲まれた領域Sの発光素子11に短絡不良が発生しているものとする。領域Sでは、ダイオード(発光機能層51)による抵抗がなくなるので、短絡不良が発生した発光素子11に集中して電流が流れ、当該発光素子11に接続されている第1配線22及び連結電極15に、過大な電流n2が流れる。その結果、発光領域10の全体に亘って電圧が降下し、正常な発光素子11に電流が流れにくくなり、発光領域10の全体が発光しないという、深刻な不具合となる。
図9に示すように、破線で囲まれた領域Sの発光素子11に短絡不良が発生しているものとする。領域Sでは、ダイオード(発光機能層51)による抵抗がなくなるので、短絡不良が発生した発光素子11に集中して電流が流れ、当該発光素子11に接続されている第1配線22及び連結電極15に、過大な電流n2が流れる。その結果、発光領域10の全体に亘って電圧が降下し、正常な発光素子11に電流が流れにくくなり、発光領域10の全体が発光しないという、深刻な不具合となる。
一方、領域Sの発光素子11に接続されている連結電極15に流れる電流が大きくなると、当該連結電極15は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されているので、流れる電流に応じて発熱する。そして、発熱した連結電極15が、所定の温度以上になると溶融し、断線する。なお、連結電極15の抵抗値は、正常な発光状態であれば断線しないように設定されている。
その結果、図10に示すように、領域Sの発光素子11に接続されている第1配線22だけに電流が流れなくなり、他の領域の発光素子11に電流が流れるようになり、他の領域の発光素子11は発光するようになる。
その結果、図10に示すように、領域Sの発光素子11に接続されている第1配線22だけに電流が流れなくなり、他の領域の発光素子11に電流が流れるようになり、他の領域の発光素子11は発光するようになる。
このように、連結電極15は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融するような抵抗に設定されているので、短絡不良となった発光素子11に接続されている連結電極15は自動的に断線する。よって、短絡不良となった発光素子11に接続されている第1配線22だけに電流が流れなくなる。その結果、当該第1配線22に接続されている発光素子11だけが発光しないという黒線状態になる。周辺の正常な発光素子11の光は拡散して、当該第1配線22に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
以上述べたように、本実施形態に係る照明装置2によれば、実施形態1での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
連結電極15は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融され、短絡個所の第1配線22を自動的に断線させることができる。その結果、短絡不良個所の第1配線22に接続された発光素子11だけに電流が流れない黒線状態になる。周辺の正常な発光素子11の光は拡散して、当該第1配線22に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
連結電極15は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融され、短絡個所の第1配線22を自動的に断線させることができる。その結果、短絡不良個所の第1配線22に接続された発光素子11だけに電流が流れない黒線状態になる。周辺の正常な発光素子11の光は拡散して、当該第1配線22に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
第1電極23は、複数の発光素子11に跨り、低抵抗材料で構成されている。従って、実施形態1と比べて第1電極23の抵抗を小さくし、発光素子11の駆動電圧及び消費電力を小さくすることができる。
さらに、第1電極23は光反射性を有しているので、発光機能層51からの光を反射し、照明装置2から射出される光の輝度を大きくすることができる。
さらに、第1電極23は光反射性を有しているので、発光機能層51からの光を反射し、照明装置2から射出される光の輝度を大きくすることができる。
(実施形態3)
図11は、実施形態3に係る照明装置の等価回路図であり、図1(a)に対応している。図12は、陰極配線が分岐している領域の平面図である。図13は、図12のD─D’線に沿った断面図である。
なお、図12では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。以下、図11乃至図13を参照して、本実施形態に係る照明装置を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
図11は、実施形態3に係る照明装置の等価回路図であり、図1(a)に対応している。図12は、陰極配線が分岐している領域の平面図である。図13は、図12のD─D’線に沿った断面図である。
なお、図12では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。以下、図11乃至図13を参照して、本実施形態に係る照明装置を、実施形態1との相違点を中心に説明する。また、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
本実施形態に係る照明装置3では、陰極配線30の構成、及び第1電極23の構成材料が、実施形態1と異なっている。
「照明装置の概要」
図11に示すように、照明装置3は、外部に設置された直流電源71を電源とし、直流電源71の陽極に接続された陽極配線20と、直流電源71の陰極に接続された陰極配線30とを有している。陰極配線30は、第2配線32、共通配線25、及び連結電極15で構成されている。共通配線25は、本発明の「第3配線」の一例であり、発光領域10の外側に形成されている。連結電極15は、第2配線32よりも高抵抗材料で構成されている。複数の第2配線32のそれぞれは、連結電極15によって、共通配線25に接続されている。直流電源71の陰極側から、共通配線25及び連結電極15を介して、矢印で示す電流m1が第2配線32に供給される。その結果、第2配線32に接続されている発光素子11が発光する。連結電極15は、第2配線32(発光素子11)に流れる電流を制限する制限抵抗となっている。このために、連結電極15は、図中で抵抗素子(制限抵抗)として図示されている。
図11に示すように、照明装置3は、外部に設置された直流電源71を電源とし、直流電源71の陽極に接続された陽極配線20と、直流電源71の陰極に接続された陰極配線30とを有している。陰極配線30は、第2配線32、共通配線25、及び連結電極15で構成されている。共通配線25は、本発明の「第3配線」の一例であり、発光領域10の外側に形成されている。連結電極15は、第2配線32よりも高抵抗材料で構成されている。複数の第2配線32のそれぞれは、連結電極15によって、共通配線25に接続されている。直流電源71の陰極側から、共通配線25及び連結電極15を介して、矢印で示す電流m1が第2配線32に供給される。その結果、第2配線32に接続されている発光素子11が発光する。連結電極15は、第2配線32(発光素子11)に流れる電流を制限する制限抵抗となっている。このために、連結電極15は、図中で抵抗素子(制限抵抗)として図示されている。
図12及び図13に示すように、共通配線25は、発光機能層51の上で、第2配線32と同層に形成されている。すなわち、共通配線25と第2配線32とは、MgとAgとの合金(同一材料)によって、同一工程で形成されている。連結電極15は、上述したように、第2配線32よりも高抵抗材料で構成されている。具体的には、連結電極15は、ITOからなる透明導電膜で構成され、第2配線32と共通配線25とに跨って形成されている。連結電極15を構成する材料としては、ITOの他に、IZO、酸化錫、酸化亜鉛、AlやGaなどが添加された酸化亜鉛系透明導電膜などであっても良い。
第1電極23は、AlやAgどの反射性を有する金属膜で構成されている。発光機能層51で発したZ軸(−)方向の光は、第1電極23によってZ軸(+)方向に反射され、発光素子11から射出される光の輝度を大きくすることができる。
実施形態1の第1電極23は、高抵抗材料のITOで構成されている。それに対して、本実施形態の第1電極23は、実施形態1と比べて抵抗が小さくなっているので、発光素子11の駆動電圧及び消費電力を小さくすることができる。このために、本実施形態の第1電極23は、図11の等価回路において単なる配線として図示されている。
実施形態1の第1電極23は、高抵抗材料のITOで構成されている。それに対して、本実施形態の第1電極23は、実施形態1と比べて抵抗が小さくなっているので、発光素子11の駆動電圧及び消費電力を小さくすることができる。このために、本実施形態の第1電極23は、図11の等価回路において単なる配線として図示されている。
「短絡不良の影響」
発光素子11に短絡不良が発生した場合には、上述した実施形態2と同様の効果を得ることができる。
すなわち、連結電極15は、第2配線32よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融するような抵抗に設定されているので、短絡不良となった発光素子11に接続されている連結電極15は自動的に断線する。よって、短絡不良となった発光素子11に接続されている第2配線32だけに電流が流れなくなる。その結果、当該第2配線32に接続されている発光素子11だけが発光しないという黒線状態になる。周辺の正常な発光素子11の光は拡散して、当該第2配線32に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
発光素子11に短絡不良が発生した場合には、上述した実施形態2と同様の効果を得ることができる。
すなわち、連結電極15は、第2配線32よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融するような抵抗に設定されているので、短絡不良となった発光素子11に接続されている連結電極15は自動的に断線する。よって、短絡不良となった発光素子11に接続されている第2配線32だけに電流が流れなくなる。その結果、当該第2配線32に接続されている発光素子11だけが発光しないという黒線状態になる。周辺の正常な発光素子11の光は拡散して、当該第2配線32に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
以上述べたように、本実施形態に係る照明装置3によれば、実施形態1での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
連結電極15は、第2配線32よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融され、短絡個所の第2配線32を自動的に断線させることができる。その結果、短絡不良個所の第2配線32に接続された発光素子11だけに電流が流れない黒線状態になる。さらに、発光素子11から発した光は周囲に拡散し、当該第2配線32に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
連結電極15は、第2配線32よりも高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって発熱、溶融され、短絡個所の第2配線32を自動的に断線させることができる。その結果、短絡不良個所の第2配線32に接続された発光素子11だけに電流が流れない黒線状態になる。さらに、発光素子11から発した光は周囲に拡散し、当該第2配線32に接続された非発光の発光素子11にも到達するので、当該黒線は、実使用上目立ちにくい状態になる。
第1電極23は、低抵抗の金属膜(Al)で構成され、発光素子11における配線抵抗が小さくなっているので、発光素子11の駆動電圧が低下し、発光素子11の消費電力を小さくすることができる。
さらに、第1電極23は光反射性を有しているので、発光機能層51からの光を反射し、照明装置2から射出される光の輝度を大きくすることができる。
さらに、第1電極23は光反射性を有しているので、発光機能層51からの光を反射し、照明装置2から射出される光の輝度を大きくすることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
実施形態1における第1電極23は、高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって、発熱、溶融、断線するようになっている。また、実施形態2及び実施形態3における連結電極15は、高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって、発熱、溶融、断線するようになっている。
実施形態1における第1電極23は、高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって、発熱、溶融、断線するようになっている。また、実施形態2及び実施形態3における連結電極15は、高抵抗材料で構成され、短絡不良時に流れる過大な電流によって、発熱、溶融、断線するようになっている。
実施形態1における第1電極23は、第1配線22よりも融点が低い低融点材料であっても良い。さらに、実施形態2における連結電極15は、第1配線22よりも融点が低い低融点材料であっても良い。さらに実施形態3における連結電極15は、第2配線32よりも融点が低い、低融点材料であっても良い。
このような低融点材料としては、錫(Sn)、鉛(Pb)、インジウム(In)、及び半田が好ましい。半田としては、Sn−Pb合金、Sn−Ag合金、Sn−Ag−In合金、Sn−Cu合金、Sn−Ag−Cu合金、Sn−Zn−Ti合金、Sn−Zn合金、Sn−Ab合金などを使用することができる。
また、第1配線22をCr、Moなどの高融点金属で構成し、第1電極23または連結電極15をAlやAlを主成分とする合金などで構成しても良い。
上述した電極(第1電極23、連結電極15)を低融点材料で構成することによっても、短絡不良時に流れる過大な電流によって、発熱、溶融、断線させることができ、高抵抗材料で構成した場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、短絡不良個所の発光素子を実使用上目立ちにくい黒点または黒線にすることができる。
また、第1配線22をCr、Moなどの高融点金属で構成し、第1電極23または連結電極15をAlやAlを主成分とする合金などで構成しても良い。
上述した電極(第1電極23、連結電極15)を低融点材料で構成することによっても、短絡不良時に流れる過大な電流によって、発熱、溶融、断線させることができ、高抵抗材料で構成した場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、短絡不良個所の発光素子を実使用上目立ちにくい黒点または黒線にすることができる。
(変形例2)
図14は変形例2に係る照明装置の発光領域の平面図であり、図2(a)に対応している。図14では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。
本変形例に係る照明装置4では、第2電極33の形成領域、及び第1電極23の配置状態が実施形態1と異なっている。以下、図14を参照して、実施形態1との相違点を中心に説明する。
図14は変形例2に係る照明装置の発光領域の平面図であり、図2(a)に対応している。図14では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。
本変形例に係る照明装置4では、第2電極33の形成領域、及び第1電極23の配置状態が実施形態1と異なっている。以下、図14を参照して、実施形態1との相違点を中心に説明する。
第2電極33は、発光領域10を覆って形成されている。第2電極33は、発光機能層51で発した光を透過する、MgとAgとの合金で構成されている。実施形態1では、第2電極33は、第1配線22と対向する領域の第2配線32であり、第2配線32の一部で構成されていた。このために、第2電極33(第2配線32)を形成するために、所定の形状にパターニングする必要があった。本変形例の第2電極33は、発光領域10を覆って形成されたベタ電極であり、発光領域10においてパターニングする必要がない。すなわち、本変形例では、実施形態1と比べて製造工程を簡素化することができる。
第1電極23は、第1配線22に対向配置されているが、Y軸方向において隣り合う第1配線22との間でX軸方向の位置が異なった、ジグザク状に配置されている。一方、実施形態1の第1電極23は、隣り合う第1配線22との間でX軸方向の位置が同じになった、ストライプ状に配置されている。
また、第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されているので、実施形態1と同じ効果、すなわち発光素子11の短絡不良個所を実使用上目立ちにくい黒点にすることができる。
また、第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されているので、実施形態1と同じ効果、すなわち発光素子11の短絡不良個所を実使用上目立ちにくい黒点にすることができる。
発光素子11は、第1電極23と第2電極33とが対向する領域に形成されているので、第1電極23の形成領域が、発光素子11の形成領域となる。すなわち、発光素子11の形成位置や形状は、第1電極23の形成位置や形状によって決まることになる。本変形例では、第1電極23と同じ形状、同じ配置(ジグザク状の配置)の発光素子11が形成されている。
本変形例では、第1電極23によって、発光素子11の形状や配置状態などを容易に変化させることができる。例えば、規則的に発光素子11の面積を変化させ、規則的に明るさを変化させたグラデーションを有する照明装置も、第1電極23の形状を変化させることによって容易に実現できる。
本変形例では、第1電極23によって、発光素子11の形状や配置状態などを容易に変化させることができる。例えば、規則的に発光素子11の面積を変化させ、規則的に明るさを変化させたグラデーションを有する照明装置も、第1電極23の形状を変化させることによって容易に実現できる。
以上述べたように、本変形例の照明装置4によれば、以下の効果を得ることができる。
第2電極33は、発光領域10を覆って形成されたベタ電極であり、所定の形状にパターニングする必要がないので、実施形態1と比べて製造工程を簡素化することができる。
第2電極33は、発光領域10を覆って形成されたベタ電極であり、所定の形状にパターニングする必要がないので、実施形態1と比べて製造工程を簡素化することができる。
第1電極23は、第1配線22よりも高抵抗材料で構成されているので、実施形態1と同じ効果、すなわち短絡不良個所の発光素子11を実使用上目立ちにくい黒点にすることができる。
発光素子11の形状や配置状態は、第1電極23の形状や配置状態によって決まるので、第1電極23の形状を調整することによって、発光素子11の形状や配置状態などを容易に変化させることができる。すなわち、明るさに勾配(グラデーション)形成する、局所的に明るくするなど、多様な輝度分布の照明装置4を容易に提供することができる。
(変形例3)
図15は、変形例3に係る照明装置の陽極配線が分岐した領域の平面図であり、図7に対応している。図16は、図15のE−E’線に沿った断面図であり、図8に対応している。なお、図15では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。
本変形に係る照明装置5は、実施形態2に係る照明装置2の変形例である。本変形に係る照明装置5は、連結電極15が第1電極23と同層に形成されている点が、実施形態2と異なっている。
図15は、変形例3に係る照明装置の陽極配線が分岐した領域の平面図であり、図7に対応している。図16は、図15のE−E’線に沿った断面図であり、図8に対応している。なお、図15では、構成を分かりやすくするために、発光機能層及び封止膜の図示が省略されている。
本変形に係る照明装置5は、実施形態2に係る照明装置2の変形例である。本変形に係る照明装置5は、連結電極15が第1電極23と同層に形成されている点が、実施形態2と異なっている。
図15及び図16に示すように、連結電極15は、第1配線22の形成材料よりも高抵抗の材料によって、第1電極23と同層に形成されている。さらに、連結電極15と第1電極23とは、ITOからなる透明導電膜によって、同一工程で形成されている。なお、実施形態2では、第1電極23はAlなどの低抵抗材料で構成されているので、第1電極23の構成材料も実施形態2と異なっている。このために、本変形例では、連結電極15及び第1電極23が抵抗素子(制限抵抗)となっており、短絡時に流れる過大な電流によって発熱する。このため、短絡不良個所の発光素子11に接続されている連結電極15、または短絡不良個所の第1電極23の少なくとも一方が溶融、断線し、短絡不良個所を、実使用上目立ちにくい黒線または黒点にすることができる。また、連結電極15及び第1電極23は、高抵抗材料の他に、Sn、Pb、半田、Alなどの低融点材料であっても良い。
本変形例では、連結電極15及び第1電極23は同層に、同一工程で形成されているので、連結電極15及び第1電極23を別工程で形成する実施形態2と比べて、製造工程が簡素化されている。
絶縁膜41には、第1電極23と第1配線22とを電気的に接続するためのコンタクトホール42の他に、第2のコンタクトホール43、及び第3のコンタクトホール44が形成されている。
第2のコンタクトホール43は、第1配線22の末端付近(X軸(−)方向側)で、第1配線22と平面的に重なる位置に形成されている。さらに、第1配線22と連結電極15とは、第2のコンタクトホール43内の導電膜を介して接続されている。
第3のコンタクトホール44は、共通配線25の端部(X軸(+)方向側)で、共通配線25と平面的に重なる位置に形成されている。さらに、共通配線25と連結電極15とは、第3のコンタクトホール44内の導電膜を介して接続されている。
その結果、第1配線22は、連結電極15によって共通配線25に接続され、陽極配線20が形成されている。
第2のコンタクトホール43は、第1配線22の末端付近(X軸(−)方向側)で、第1配線22と平面的に重なる位置に形成されている。さらに、第1配線22と連結電極15とは、第2のコンタクトホール43内の導電膜を介して接続されている。
第3のコンタクトホール44は、共通配線25の端部(X軸(+)方向側)で、共通配線25と平面的に重なる位置に形成されている。さらに、共通配線25と連結電極15とは、第3のコンタクトホール44内の導電膜を介して接続されている。
その結果、第1配線22は、連結電極15によって共通配線25に接続され、陽極配線20が形成されている。
本変形例では、実施形態2での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
連結電極15と第1電極23とは、同層に、同一工程で形成されているので、連結電極15を形成するために工程が増加しない。従って、実施形態2と比べて製造工程を簡素化することができる。
連結電極15と第1電極23とは、同層に、同一工程で形成されているので、連結電極15を形成するために工程が増加しない。従って、実施形態2と比べて製造工程を簡素化することができる。
(変形例4)
図17は、変形例4に係る照明装置の発光領域の平面図であり、図2に対応している。図18は、図17のF−F’線に沿った断面図であり、図3(a)に対応している。なお、図17では、構成を分かりやすくするために発光機能層及び封止膜の図示が省略され、発光素子で発した光が透過しない不透明領域が、網掛け領域で図示されている。
変形例4に係る照明装置6では、第1配線22が発光機能層51で発した光を透過する光透過性を有し、及び第2配線32と第2電極33とが光を反射する光反射性を有している点が、実施形態1と異なっている。
以下、図17及び図18を参照して、本変形に係る照明装置6に関して実施形態1との相違点を中心に説明する。
図17は、変形例4に係る照明装置の発光領域の平面図であり、図2に対応している。図18は、図17のF−F’線に沿った断面図であり、図3(a)に対応している。なお、図17では、構成を分かりやすくするために発光機能層及び封止膜の図示が省略され、発光素子で発した光が透過しない不透明領域が、網掛け領域で図示されている。
変形例4に係る照明装置6では、第1配線22が発光機能層51で発した光を透過する光透過性を有し、及び第2配線32と第2電極33とが光を反射する光反射性を有している点が、実施形態1と異なっている。
以下、図17及び図18を参照して、本変形に係る照明装置6に関して実施形態1との相違点を中心に説明する。
上述したように、第1配線22は、発光機能層51で発した光を透過する光透過性を有しており、MgとAgとの合金で構成されている。MgとAgとの合金の他に、Alなどの金属膜を使用することができる。MgとAgとの合金やAlなどの金属膜は、10nm以下に薄膜化することで、発光機能層51で発した光を透過することができる。また、第1配線22は、ITOなどの透明導電膜であっても良い。
第2配線32及び第2電極33は、Alで構成されている。第2配線32は、光反射性を有する材料であれば良く、Alの他にAg、AlまたはAgを主成分とする合金であっても良い。Alを数十nm以上の膜厚で形成することによって、発光機能層51で発した光を透過することがなく、反射性を有する光反射膜(不透明膜)となる。
発光機能層51から発した光は、第1電極23を介してZ軸(−)方向、すなわち実施形態1と逆方向に射出される。さらに、第2電極33は、発光機能層51からZ軸(+)方向に発した光を、Z軸(−)方向に反射するので、照明装置6から射出される光の輝度を大きくすることができる。
発光機能層51から発した光は、第1電極23を介してZ軸(−)方向、すなわち実施形態1と逆方向に射出される。さらに、第2電極33は、発光機能層51からZ軸(+)方向に発した光を、Z軸(−)方向に反射するので、照明装置6から射出される光の輝度を大きくすることができる。
このように、第1配線22、第1電極23、及び第2電極33を形成する材料によって、光は射出する方向を調整することができる。すなわち、第1配線22は光反射性を有し、第1電極23と第2電極33とは光透過性を有することで、発光機能層51から発した光をZ軸(+)方向に射出することができる(実施形態1)。第2電極33は光反射性を有し、第1配線22と第1電極23とは光透過性を有することで、発光機能層51から発した光をZ軸(+)方向に射出することができる(本変形例)。すなわち、被照射体に対する照明装置の配置位置に関する要求、すなわちバックライトまたはフロントライトという要求に対してフレキシブルに対応することができる。
さらに、第1電極23と第2配線32とが交差する領域の第2電極33だけを光反射性を有する反射材料(不透明材料)で構成し、他の領域の第2配線32を光透過性材料で構成しても良い。その結果、発光素子11を形成する領域だけが不透明となり、発光領域10における光透過領域を大幅に増加させることができる。このような構成は、照明装置から射出された光を被照射体で反射させ、当該反射光が照明装置の中を透過するような用途において好適である。例えば、反射型液晶装置のフロントライトのような用途に好適である。
(変形例5)
図19は、変形例5に係る照明装置の発光領域の平面図であり、図2に対応している。図20(a)は、図19のG−G’線に沿った断面図であり、図3(a)に対応している。図20(b)は、図19の破線で囲まれた領域BPの断面図である。なお、図19では、構成を分かりやすくするために発光機能層及び封止膜の図示が省略され、発光素子で発した光が透過しない不透明領域が、網掛け領域で図示されている。
本変形例に係る照明装置7の絶縁膜41は、発光機能層51で発した光の一部が共振する膜厚に設定された多層の誘電体膜、すなわち特定波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターであることが、実施形態1と異なっている。
以下、図19及び図20を参照して、本変形に係る照明装置7に関して実施形態1との相違点を中心に説明する。
図19は、変形例5に係る照明装置の発光領域の平面図であり、図2に対応している。図20(a)は、図19のG−G’線に沿った断面図であり、図3(a)に対応している。図20(b)は、図19の破線で囲まれた領域BPの断面図である。なお、図19では、構成を分かりやすくするために発光機能層及び封止膜の図示が省略され、発光素子で発した光が透過しない不透明領域が、網掛け領域で図示されている。
本変形例に係る照明装置7の絶縁膜41は、発光機能層51で発した光の一部が共振する膜厚に設定された多層の誘電体膜、すなわち特定波長領域の光を透過させるバンドパスフィルターであることが、実施形態1と異なっている。
以下、図19及び図20を参照して、本変形に係る照明装置7に関して実施形態1との相違点を中心に説明する。
絶縁膜41は、特定の波長(850nm)の光を透過する機能を有したバンドパスフィルターであり、高屈折率層としてのアモルファスシリコン(a−Si)薄膜45と、低屈折率層としての酸化シリコン(SiO2薄膜40,46とが交互に積層された多層の誘電体膜で構成されている。
詳しくは、850nmにおいて、光学路長が略λ/4の高屈折率層と低屈折率層を対としたミラー層の上に光学路長が略λ/2のスペーサー層を設け、その上に先のミラー層を逆転させて積層した構造を有している。
詳しくは、850nmにおいて、光学路長が略λ/4の高屈折率層と低屈折率層を対としたミラー層の上に光学路長が略λ/2のスペーサー層を設け、その上に先のミラー層を逆転させて積層した構造を有している。
換言すれば、絶縁膜41は、二つのミラー層47と二つのミラー層47に挟まれたスペーサー層48とで構成されている。ミラー層47は、850nmにおいて互いに略λ/4の光学路長を有する、a−Si薄膜45とSiO2薄膜40とが交互に積層された構造を有している。スペーサー層48は、例えば850nmにおいて、略λ/2の光学路長を有するSiO2薄膜46である。具体的には、図20の領域BPにおいて、基板12側から、a−Si(54.0nm)、SiO2(143.4nm)、a−Si(54.0nm)、SiO2(286.9nm)、a−Si(54.0nm)、SiO2(143.4nm)、a−Si(54.0nm)の7層構成でこの順に積層されており、カッコ内の数字はa−Si薄膜45またはSiO2薄膜40,46の膜厚である。なお、850nmにおけるa−Siの屈折率は3.935、SiO2の屈折率は1.482である。なお、スペーサー層48の光学路長は、薄膜の膜厚と屈折率との積で表される。
図21は、図20の領域BPにおける透過光の波長と透過率の関係を示す図である。図21に示すように、絶縁膜41を上述の構成とすることによって、透過ピーク波長850nmのバンドパスフィルターが形成されている。なお、a−Si薄膜45及びSiO2薄膜40,46の膜厚(光学路長)を調整することによって、所定の波長に透過ピーク波長を有するバンドパスフィルターを形成することができる。
照明装置7から射出された光が被照射体で反射され、当該反射光が照明装置7の光透過領域(図20の領域BP)を透過するような用途において、上述した絶縁膜41を照明装置7の射出光に透過ピーク波長を有するバンドパスフィルターとすることによって、照明装置7から射出された光の反射光を選択的に透過させることができる。すなわち、外光などの照明装置7以外の光による反射光の透過を抑制することができる。
(変形例6)
図22は、変形例6に係る照明装置の陽極配線が分岐した領域の平面図であり、図7に対応している。図23は、図22のH─H’線に沿った断面図であり、図8に対応している。
本変形例に係る照明装置8は、実施形態2に係る照明装置2の変形例である。本変形例に係る照明装置8は、第1電極23の形状が実施形態2と異なっている。以下、図22及び図23を参照して、実施形態2との相違点を説明する。
図22は、変形例6に係る照明装置の陽極配線が分岐した領域の平面図であり、図7に対応している。図23は、図22のH─H’線に沿った断面図であり、図8に対応している。
本変形例に係る照明装置8は、実施形態2に係る照明装置2の変形例である。本変形例に係る照明装置8は、第1電極23の形状が実施形態2と異なっている。以下、図22及び図23を参照して、実施形態2との相違点を説明する。
第1電極23は、複数の発光素子11に跨って形成されている。詳しくは、第1電極23は、発光領域10のX軸(−)方向の末端に配置された発光素子11から、発光領域10のX軸(+)方向の末端に配置された発光素子11に跨って形成されている。すなわち、発光領域10には、第1配線22と対向して、第1配線22とほぼ同形状の第1電極23が配置されている。第1配線22と第1電極23とは、絶縁膜41に形成されたコンタクトホール42内の導電膜を介して電気的に接続され、第1電極23は、発光領域10における陽極配線20の一部をなしている。すなわち、発光領域10における陽極配線20は、第1配線22及び第1電極23の2本のラインで構成されている。
本変形例では、実施形態2での効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
異物などの影響で第1配線22に断線個所が発生しても、第1電極23が第1配線22のバイパスラインとなり、陽極配線20に印加された信号は、第1配線22の断線個所で途絶えることがない。よって、第1配線22に断線個所が発生しても、陽極配線20に印加された信号を発光領域10の全体に供給することができる。従って、第1配線22の断線個所で信号が供給されず、発光素子11が非発光になるという不具合を抑制することができる。
異物などの影響で第1配線22に断線個所が発生しても、第1電極23が第1配線22のバイパスラインとなり、陽極配線20に印加された信号は、第1配線22の断線個所で途絶えることがない。よって、第1配線22に断線個所が発生しても、陽極配線20に印加された信号を発光領域10の全体に供給することができる。従って、第1配線22の断線個所で信号が供給されず、発光素子11が非発光になるという不具合を抑制することができる。
第1電極23は隣の発光素子11に跨って形成されているので、発光素子11ごとに島状に形成された第1電極23(実施形態2)と比べて、第1電極23の配線抵抗をより小さくすることができる。
本変形例では、第1電極23は連続した一本のラインとして形成されていた。第1電極23は、複数の発光素子11に跨って形成されていれば良く、例えば、発光領域10において複数に分割されたラインであっても良い。
<電子機器>
次に、上述した変形例4に係る照明装置が搭載された、電子機器の例について説明する。図24は、電子機器としての携帯電話の概要を示す模式図である。図25は、携帯電話に搭載された反型液晶装置の概要を示す模式断面図である。
以下、図22及び図23を参照して、携帯電話200の概要を説明する。
次に、上述した変形例4に係る照明装置が搭載された、電子機器の例について説明する。図24は、電子機器としての携帯電話の概要を示す模式図である。図25は、携帯電話に搭載された反型液晶装置の概要を示す模式断面図である。
以下、図22及び図23を参照して、携帯電話200の概要を説明する。
図24に示すように、携帯電話200は、表示部としての反射型液晶装置100、操作ボタン101などを有している。携帯電話200には、破線で示す変形例4の照明装置6が搭載されている。
図25に示すように、反射型液晶装置100は、反射型の液晶パネル110と、液晶パネル110の表示面上に配置されたフロントライトなどを有している。なお、フロントライトは、変形例4に係る照明装置6である。反射型液晶装置100は、観察者190側から照射される外光、及び照明装置6で発した光を反射して、観察者190にカラー画像を表示することができる。
図25に示すように、反射型液晶装置100は、反射型の液晶パネル110と、液晶パネル110の表示面上に配置されたフロントライトなどを有している。なお、フロントライトは、変形例4に係る照明装置6である。反射型液晶装置100は、観察者190側から照射される外光、及び照明装置6で発した光を反射して、観察者190にカラー画像を表示することができる。
反射型の液晶パネル110は、素子基板115と、対向基板116と、素子基板115と対向基板116との間に挟持された液晶層117などを有している。
素子基板115には、薄膜トランジスター(以下、TFTと称す)118と、各々のTFT118に対応する画素電極119とがマトリクス状に配置されている。画素電極119の上層には、第1配向膜121が形成されている。画素電極19は、光反射性を有している。画素111は、TFT118や画素電極119などで構成されている。
対向基板116は、ガラス等の透明材料からなる基板である。対向基板116は、シール材(図示せず)を介して、素子基板115に対向配置されている。対向基板116における液晶層117側の面には、カラーフィルター層124と、対向電極125と、第2配向膜122とが、対向基板116側から順に配置されている。そして、対向基板116における液晶層117側と反対側の面には、偏光板126が配置されている。
素子基板115には、薄膜トランジスター(以下、TFTと称す)118と、各々のTFT118に対応する画素電極119とがマトリクス状に配置されている。画素電極119の上層には、第1配向膜121が形成されている。画素電極19は、光反射性を有している。画素111は、TFT118や画素電極119などで構成されている。
対向基板116は、ガラス等の透明材料からなる基板である。対向基板116は、シール材(図示せず)を介して、素子基板115に対向配置されている。対向基板116における液晶層117側の面には、カラーフィルター層124と、対向電極125と、第2配向膜122とが、対向基板116側から順に配置されている。そして、対向基板116における液晶層117側と反対側の面には、偏光板126が配置されている。
カラーフィルター層124は、平面視で画素電極119に対応するカラーフィルター124aと、隣り合うカラーフィルター124aとの間に形成された遮光層(ブラックマトリクス)124bとを有している。本実施形態のカラーフィルター層124は、赤色カラーフィルターと、緑色カラーフィルターと、青色カラーフィルターとを備えている。
液晶層117は、外光及び照明装置6で発した光を変調している。
液晶層117は、外光及び照明装置6で発した光を変調している。
照明装置6は、液晶パネル110に向けて光Lを射出している。なお、図23には、照明装置6の働きを分かりやすくするために、照明装置6の構成要素として封止膜61、発光素子11、基板12が図示され、他の構成要素は省略されている。照明装置6には、発光素子11が、画素111の各々に対応するようにマトリクス状に配置されている。このように、発光素子11は、画素111の各々に対応するように配置されているので、照明装置6は、液晶パネル110を均一に照らすことができる。
発光素子11から発した光Lは、液晶パネル110の方向に射出され、液晶パネル110の画素電極119で反射され、反射光RLとなる。反射光RLによって、観察者190に対するカラー画像が形成されている。
携帯電話200は、短絡不良の影響が軽減され、液晶パネル110を均一に照らすことができる照明装置6を有しているので、優れた表示画像を提供することができる。
発光素子11から発した光Lは、液晶パネル110の方向に射出され、液晶パネル110の画素電極119で反射され、反射光RLとなる。反射光RLによって、観察者190に対するカラー画像が形成されている。
携帯電話200は、短絡不良の影響が軽減され、液晶パネル110を均一に照らすことができる照明装置6を有しているので、優れた表示画像を提供することができる。
本実施形態の電子機器では、照明装置は、表示パネルの表示面側に配置されたフロントライトであった。照明装置を、表示パネルの表示面側と反対側に配置されたバックライトとして、適用させることもできる。詳しくは、実施形態1〜実施形態3、及び変形例1〜変形例3に係る照明装置1〜照明装置5を、表示パネルの表示面側と反対側(裏面側)に配置されたバックライトとして適用させることもできる。
さらに、本発明の照明装置は、上述した携帯電話200の他に、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、及び照明機器など各種電子機器に適用させることもできる。
さらに、本発明の照明装置は、上述した携帯電話200の他に、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、及び照明機器など各種電子機器に適用させることもできる。
<検査装置>
「検査装置の概要」
次に、上述した変形例5に係る照明装置が搭載された、検査装置の例について説明する。
図26は、検査装置の構成を示す概略図である。
検査装置300は、指Fの静脈像を撮像して本人認証を行う生体認証装置である。図26に示すように、検査装置300は、検出部310、記憶部340、制御部350、及び出力部360などを備えている。
「検査装置の概要」
次に、上述した変形例5に係る照明装置が搭載された、検査装置の例について説明する。
図26は、検査装置の構成を示す概略図である。
検査装置300は、指Fの静脈像を撮像して本人認証を行う生体認証装置である。図26に示すように、検査装置300は、検出部310、記憶部340、制御部350、及び出力部360などを備えている。
検出部310は、指Fに照射光ILを照射し、指Fからの反射光RLを検出する撮像装置である。照射光ILは、発光部320から射出された近赤外光であり、その波長は、例えば750〜3000nm(より好ましくは800〜900nm)である。照射光ILが指Fの内部に到達すると散乱し、その一部が反射光RLとして、受光部330に向かう。
受光部330には、近赤外光のイメージセンサーからなる受光素子D(図28参照)が配置されている。静脈を流れる還元ヘモグロビンは、近赤外光を吸収する性質がある。このため近赤外光のイメージセンサーを用いて指Fを撮像すると、指Fの皮下にある静脈部分が周辺組織に比べて暗く写る。この明暗の差による紋様が静脈像となる。指Fからの反射光RLは、受光部330によって、その光量に応じた信号レベルを有する電気信号(受光信号)に変換される。
なお、検出部310の詳細は後述する。
受光部330には、近赤外光のイメージセンサーからなる受光素子D(図28参照)が配置されている。静脈を流れる還元ヘモグロビンは、近赤外光を吸収する性質がある。このため近赤外光のイメージセンサーを用いて指Fを撮像すると、指Fの皮下にある静脈部分が周辺組織に比べて暗く写る。この明暗の差による紋様が静脈像となる。指Fからの反射光RLは、受光部330によって、その光量に応じた信号レベルを有する電気信号(受光信号)に変換される。
なお、検出部310の詳細は後述する。
記憶部340は、フラッシュメモリーやハードディスク等の不揮発性メモリーであり、本人認証用のマスター静脈像として、事前に登録された指F(例えば右手の人差し指)の静脈像が記憶されている。
制御部350は、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)を備え、発光部320の点灯や消灯を制御する。また、制御部350は、受光部330からの受光信号を読み出し、読み出した1フレーム分(撮像領域分)の受光信号に基づいて指Fの静脈像を生成する。さらに、制御部350は、生成した静脈像を記憶部340に登録されているマスター静脈像と照合し、本人認証を行う。
出力部360は、例えば表示部や音声報知部であり、表示や音声によって認証結果を報知する。
出力部360は、例えば表示部や音声報知部であり、表示や音声によって認証結果を報知する。
「検出部の概要」
図27は、検出部310の概要を示す模式平面図であり、図28は、図27のJ─J’線に沿った断面図である。次に、図27及び図28を参照して、検出部310の詳細を説明する。
上述したように、検出部310は、発光機能と受光機能(センシング機能)とを有した撮像装置である。
検出部310は、被検出体(指F)側から順に、カバーガラス311、マイクロレンズアレイ基板312、発光部320、ピンホール基板325、及び受光部330などが、この順に積層されている(図28参照)。
カバーガラス311は、撮像領域を覆うガラスの保護カバーであり、撮像領域の全面に形成されている。このカバーガラス311上に認証対象となる者の指F(被検出体)が置かれる。
図27は、検出部310の概要を示す模式平面図であり、図28は、図27のJ─J’線に沿った断面図である。次に、図27及び図28を参照して、検出部310の詳細を説明する。
上述したように、検出部310は、発光機能と受光機能(センシング機能)とを有した撮像装置である。
検出部310は、被検出体(指F)側から順に、カバーガラス311、マイクロレンズアレイ基板312、発光部320、ピンホール基板325、及び受光部330などが、この順に積層されている(図28参照)。
カバーガラス311は、撮像領域を覆うガラスの保護カバーであり、撮像領域の全面に形成されている。このカバーガラス311上に認証対象となる者の指F(被検出体)が置かれる。
マイクロレンズアレイ基板312は、複数のマイクロレンズ313をマトリクス状に並べたものである。マイクロレンズ313の配列ピッチは、受光部330に配置された受光素子Dの配列ピッチと同じである。平面視では、受光素子Dを中心点として円形のマイクロレンズ313が、受光素子D毎に形成されている。各マイクロレンズ313は、指Fからの反射光RLを集光し、真下に位置する受光素子Dの受光面に結像する。また、マイクロレンズアレイ基板312とカバーガラス311とは、近赤外光に対して透過性の高い材料で形成されている。
発光部320は、変形例5に係る照明装置7である。発光部320には、複数の発光素子11がマトリクス状に配置され、発光素子11から指Fに向けて照射光IL(近赤外光)が照射されている。平面視では、発光部320における発光素子11は、受光部330における受光素子Dの周囲を囲むように形成されており、指Fに対して均一な強度の近赤外光(照射光IR)を照射することができる。
換言すれば、平面視では、発光部320における発光素子11と隣り合う発光素子11との間、すなわち破線で示す領域BP(図19参照)に、受光部330の受光素子Dが配置されている。上述したように、発光部320は変形例5に係る照明装置7であり、照明装置7には透過ピーク波長850nm(近赤外光)のバンドパスフィルターが形成されている(絶縁膜41、図20(b)参照)。その結果、受光部330における領域BPは、バンドパスフィルターによって近赤外光以外の光の透過が抑制されている(図21参照)。よって、発光部320から発した光以外の反射光(外交による反射光など)はバンドパスフィルターによって遮断され、受光部Dへの入射が抑制されている。生体情報を検出するためには、近赤外光による反射光RLからの情報が重要であり、外光による反射光は、生体情報を検出する際のノイズとなる。従って、当該バンドパスフィルターによって、生体情報を高精度に検出することができる。
ピンホール基板325には、近赤外光に対して遮光性が高い遮光層326が形成され、受光素子Dと対応する位置に開口部(ピンホール)327が設けられている。開口部327は、受光素子Dの真上からの反射光を受光素子Dの受光面に入射させるための受光窓である。開口部327は、受光素子Dの真上からの反射光RLを阻害しない程度に最小限に開口されていることが好ましい。開口部327によって、受光素子Dの受光面には、真上に位置するマイクロレンズ313を透過してきた反射光RLが入射され、隣のマイクロレンズMLなどから斜めに入射してきた反射光RL(散乱光)の入射が抑制されている。
受光部330には、受光素子Dがマトリクス状に配置されている。上述したように、受光素子Dは、受光面に入射された反射光RL(近赤外光)をその光量に応じた信号レベルを有する受光信号に変換するためのイメージセンサーである。受光素子Dの受光面の中心点、開口部327の中心点、及びマイクロレンズ313の中心点は、平面視で略同じ位置に配置されている。その結果、受光素子Dは、受光素子Dの真上に位置する指Fの反射光RLを、選択的に受光することができる。
以上の構成により、検査装置300は、指Fの静脈像を高精度に撮像し、本人認証を行うことができる。
検出部310における発光部320は、バンドパスフィルターが形成された変形例5の照明装置7であったが、バンドパスフィルターが形成されていない照明装置、例えば実施形態1〜実施形態3、及び変形例1〜変形例3に係る照明装置1〜照明装置5であっても良い。この場合には、バンドパスフィルターを、発光部320とは別の構成要素、例えばピンホール基板325などに形成することが好ましい。
また、静脈認証の対象となる生体の部位は、手のひら、手の甲、眼等であってもよい。
上述した検出部310は、医療、健康等の分野で常時装着が可能な小型の生体センサーに適用させることができる。さらに、検出部310を搭載した検査装置として、医療、健康等の分野における、例えば脈拍計、パルスオキシメーター、血糖値測定器、果実糖度計などを提供することができる。さらに、検出部310によって、生体認証機能を有するパーソナルコンピューターや携帯電話などを提供することができる。
また、静脈認証の対象となる生体の部位は、手のひら、手の甲、眼等であってもよい。
上述した検出部310は、医療、健康等の分野で常時装着が可能な小型の生体センサーに適用させることができる。さらに、検出部310を搭載した検査装置として、医療、健康等の分野における、例えば脈拍計、パルスオキシメーター、血糖値測定器、果実糖度計などを提供することができる。さらに、検出部310によって、生体認証機能を有するパーソナルコンピューターや携帯電話などを提供することができる。
また、検出部310を、イメージスキャナー、複写機、ファクシミリ、バーコードリーダーなどを画像読取装置に適用させることもできる。なお、画像読取装置に適用させる場合には、照射光ILや反射光RLとして近赤外光の代わりに可視光を用いることが好ましい。
1,2,3,4,5,6,7…照明装置、10…発光領域、11…発光素子、12…基板、15…連結電極、20…陽極配線、21,31…幹配線、22…第1配線、23…第1電極、23a…電極部、23b…配線部、25,35…共通配線、30…陰極配線、32…第2配線、33…第2電極、41…絶縁膜、42…コンタクトホール、43…第2のコンタクトホール、44…第3のコンタクトホール、51…発光機能層、61…封止膜、71…電源、100…反射型液晶装置、200…携帯電話、300…検査装置、310…検出部、320…発光部、330…受光部、340…記憶部、350…制御部、360…出力部。
Claims (17)
- 発光素子が配置された領域を有する照明装置であって、
複数の第1配線と、
前記複数の第1配線を覆い、前記複数の第1配線と平面的に重なる複数のコンタクトホールを含む絶縁膜と、を備え、
前記発光素子は、
前記複数の第1配線のうちの1の第1配線に対向配置され、前記複数のコンタクトホールのうち少なくとも一つのコンタクトホール内の導電膜を介して前記1の第1配線に接続された第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた発光機能層と、を有することを特徴とする照明装置。 - 前記第1電極は、前記複数のコンタクトホールのそれぞれに対応し、独立して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第1配線は、光反射性を有し、
前記第1電極と前記第2電極とは、光透過性を有し、
前記発光機能層で発した光は、前記第2電極を介して射出されることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。 - 前記絶縁膜は、多層の誘電体膜で構成され、前記発光機能層で発した光の一部が共振する膜厚に設定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記第1電極は、前記第1配線よりも高抵抗材料または低融点材料からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記第1電極は、透明導電膜からなり、
前記第1配線は、金属膜からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記第2電極は、複数の第2配線で構成され、
前記複数の第2配線のうちの1の第2配線が前記第1電極と対向していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記コンタクトホールは、前記第1電極と前記1の第2配線とが対向する領域と平面的に重ならないように形成されていることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
- 前記発光素子が配置された領域の外側に形成された第3配線を有し、
前記複数の第1配線のそれぞれは、連結電極によって前記第3配線に接続され、
前記連結電極は、前記複数の第1配線よりも高抵抗材料または低融点材料からなることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記発光素子が配置された領域の外側に形成された第3配線を有し、
前記複数の第2配線のそれぞれは、連結電極によって前記第3配線に接続され、
前記連結電極は、前記複数の第2配線よりも高抵抗材料または低融点材料からなることを特徴とする請求項7または8に記載の照明装置。 - 前記複数の第1配線と前記第3配線とは、同層に形成され、
前記第1電極と前記連結電極とは、同層に形成され、
前記絶縁膜は、前記1の第1配線と平面的に重なる第2のコンタクトホールと、前記第3配線と平面的に重なる第3のコンタクトホールとを含み、
前記複数の第1配線のそれぞれと前記連結電極とは、前記第2のコンタクトホール内の導電膜を介して接続され、
前記第3配線と前記連結電極とは、前記第3のコンタクトホール内の導電膜を介して接続されていることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。 - 前記連結電極は、透明導電膜からなることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記発光機能層及び前記第2電極のうち少なくとも一方は、前記発光素子が配置された前記領域を覆って形成されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記第2電極は、光反射性を有し、
前記複数の第1配線と前記第1電極とは、光透過性を有し、
前記発光機能層で発した光は、前記第1電極を介して前記複数の第1配線側から射出されることを特徴とする請求項1または2に記載の照明装置。 - 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明された被写体の画像を撮像する受光素子と、を備えていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至14のいずれか1項に記載の照明装置と、
前記照明装置によって照明された被写体の画像を撮像する受光素子と、
前記受光素子の検出結果に応じて検査を行う制御部と、を備えていることを特徴とする検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012142747A JP2014007320A (ja) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | 照明装置、電子機器、撮像装置、及び検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012142747A JP2014007320A (ja) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | 照明装置、電子機器、撮像装置、及び検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014007320A true JP2014007320A (ja) | 2014-01-16 |
Family
ID=50104787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012142747A Pending JP2014007320A (ja) | 2012-06-26 | 2012-06-26 | 照明装置、電子機器、撮像装置、及び検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014007320A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020141084A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | コニカミノルタ株式会社 | 積層型発光受光素子、及びそれを具備した電子デバイス |
WO2020230671A1 (ja) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 株式会社ピクトリープ | 発光タッチパネル |
-
2012
- 2012-06-26 JP JP2012142747A patent/JP2014007320A/ja active Pending
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JP2020141084A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | コニカミノルタ株式会社 | 積層型発光受光素子、及びそれを具備した電子デバイス |
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