JP2014175297A - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光取出効率が低下せずに、給電可能な有機ＥＬ装置を提供する
【解決手段】金属電極基板１０を載置可能な回路基板３を有し、回路基板３は、外部電源と電気的に接続可能な給電部材８を有しており、金属電極基板１０は、機能層１１に対して面方向に張り出した張出部３５，３６を有し、張出部３５，３６上に絶縁性を有した第１無機封止層１６が積層しており、第１無機封止層１６上に透明電極層１０と電気的に接続された第１電極パッド部５１を有し、給電部材８と第１電極パッド部５１は、ボンディングワイヤーによって電気接続されている構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置に関するものである。特にトップエミッション型有機ＥＬ装置に関するものである。

近年、白熱灯や蛍光灯に代わる照明装置として有機ＥＬ装置が注目され、多くの研究がなされている。

ここで、有機ＥＬ装置は、主に、支持基板上に有機ＥＬ素子を積層し、有機ＥＬ素子を封止する構造及び有機ＥＬ素子へ給電する構造を備えたものである。
また、有機ＥＬ素子は、一方又は双方が透光性を有する２つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機ＥＬ装置は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。
有機ＥＬ装置は、自発光デバイスであり、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光させることができる。また、白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。
また、有機ＥＬ装置は、支持基板側から有機ＥＬ素子で発生した光を取り出す、いわゆるボトムエミッションと称される有機ＥＬ装置と、支持基板と反対側から有機ＥＬ素子で発生した光を取り出す、いわゆるトップエミッションと称される有機ＥＬ装置がある。
トップエミッション型の有機ＥＬ装置は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置に比べて、光の取出効率が高いという利点がある。

ところで、有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子への水分や酸素（以下、水等ともいう）の進入を防止するために有機ＥＬ素子を外部の雰囲気から遮断する封止構造を備えている。しかしながら、有機ＥＬ素子の封止機能が不十分な場合には、有機ＥＬ装置を長期間使用すると、ダークスポットと呼ばれる非発光点が発生する。このダークスポットについて詳説すると、有機ＥＬ素子の封止が不十分な場合、水等が封止構造内に進入し、有機ＥＬ素子が水等に晒された状態となる。この状態で使用（点灯）すると、有機ＥＬ素子を構成する電極あるいは電極界面付近の有機化合物層の一部が酸化され、表面に絶縁性の酸化被膜が形成される。この酸化被膜が形成されると、形成箇所は部分的に絶縁化されるため、点灯時に当該箇所が発光せず、ダークスポットが形成される。
すなわち、有機ＥＬ装置のダークスポットの形成を防止するためには、有機ＥＬ素子への水等の進入を確実に防止することが必要となる。

そこで、従来から、有機ＥＬ素子への水等の進入を防止するための封止構造を備えたトップエミッション型の有機ＥＬ装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−１７２７９５号公報

有機ＥＬ装置も通常の照明装置と同様、発光させるためには、封止構造の内部の各電極に電圧を印加する必要がある。しかしながら、トップエミッション型の有機ＥＬ装置は、光取出面が支持基板と反対側から有機ＥＬ素子で発生した光を取り出すため、各電極に接続する配線を光取出側に設置しにくいという問題がある。すなわち、面積の大きな配線を発光面と重ねて設置すると、光が遮られ、光取出効率が低下するという問題がある。そのため、トップエミッション型の有機ＥＬ装置における光取出効率が低下しない新たな封止構造内部への給電構造が求められている。

そこで、本発明は、トップエミッション型有機ＥＬ装置であって、光取出効率が低下せずに、給電可能な有機ＥＬ装置を提供するものである。

上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、金属電極基板上に有機発光層と透明電極層が積層した積層体を備えるトップエミッション型の有機ＥＬ装置において、前記金属電極基板を載置可能な回路基板を有し、当該回路基板は、外部電源と電気的に接続可能な第１給電部を有しており、前記金属電極基板は、金属板、金属板と金属電極層の積層構造、及び、絶縁基板と金属電極層の積層構造のいずれかによって形成されており、前記金属電極基板は、有機発光層に対して面方向に張り出した張出部を有し、当該張出部上に絶縁性を有した第１封止層が積層しており、当該第１封止層上に前記透明電極層と電気的に接続された第１電極パッド部を有し、前記第１給電部と前記第１電極パッド部は、ボンディングワイヤーによって電気接続されていることを特徴とする有機ＥＬ装置である。

ここでいう「金属板」とは、薄膜ではなく、金属製の板状部材であって、自然環境下で変形しないものである。すなわち、所定の剛性があり、少なくとも１００μｍ以上の平均厚みを有したものである。
ここでいう「金属電極層」とは、金属板に対して厚みが薄い薄膜である。すなわち、少なくとも１００μｍ未満の平均厚みを有したものであり、蒸着金属膜や電気めっきや無電解めっきで形成した金属膜が好ましく採用できる。
「絶縁基板」とは、薄膜ではなく、絶縁性を有した板状部材であって、自然環境下で変形しないものである。

本発明の構成によれば、前記金属電極基板は、金属板、金属板と金属電極層の積層構造、及び、絶縁基板と金属電極層の積層構造のいずれかによって形成されている。すなわち、金属電極基板が金属基板によって形成されている場合には、金属板が電極として機能し、金属電極基板が金属板と金属電極層によって形成されている場合には、金属電極層が電極として機能し、金属電極基板が絶縁基板と金属電極層によって形成されている場合には、金属電極層が電極として機能する。
また本発明の構成によれば、金属電極基板は、有機発光層に対して面方向に張り出した張出部を有している。すなわち、張出部は、有機発光層から発生した光の光路の外側に張り出している。そして、本発明の構成によれば、金属電極基板の張出部と第１電極パッド部は、絶縁性を有した第１封止層によって電気的に縁切りされており、外部電源と電気的に接続可能な第１給電部と第１電極パッド部がボンディングワイヤーによって電気接続されているため、外部から第２給電部を経由して透明電極層に給電することができる。また、ボンディングワイヤーが有機発光層から発生した光の光路の外側に位置することとなるので光を遮ることもない。
このように、本発明の構成によれば、光取出効率が低下せずに、容易に電極に給電可能である。

請求項２に記載の発明は、前記回路基板は、外部電源と電気的に接続可能な第２給電部をさらに有し、当該第２給電部は、前記第１給電部と異なる極を担うものであり、前記張出部は、第１封止層から金属電極基板が露出した第２電極パッド部を有し、第２電極パッド部と第２給電部は、ボンディングワイヤーによって電気接続されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、回路基板は、外部電源と電気的に接続可能な第１給電部と第２給電部を有しており、第１給電部と第２給電部は互いに異なる極を担っている。例えば、第１給電部が正極を担う場合には、第２給電部は負極を担うこととなる。
そして、本発明の構成によれば、張出部は、第１封止層から金属電極基板が露出した第２電極パッド部を有し、第２電極パッド部と第２給電部は、ボンディングワイヤーによって電気接続されているため、外部から第２給電部を経由して金属電極基板に給電することができる。
このように、外部から第１給電部を経由して透明電極層に給電し、第２給電部を経由して金属電極基板に給電することによって、有機発光層に電流を流すことが可能である。

請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置において、前記ボンディングワイヤーは、銅、金、アルミニウムから選ばれる１種以上の材料を含んでおり、当該ボンディングワイヤーの直径は、５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい（請求項３）。

請求項４に記載の発明は、陥入部を有した陥入部材を有し、当該陥入部は、少なくとも内側面を有した穴であって、内部に金属電極基板が設置されており、前記内側面と金属電極基板の端面との間には、硬化性接着樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、陥入部内に金属電極基板が設置されており、陥入部の内側面と金属電極基板との間に硬化性接着樹脂が充填されているため、より金属電極基板の主面方向に水等が進入しにくく、封止性が高く、十分な耐湿性を有する。それ故に、さらにダークスポットの発生と成長を抑制することができる。また、金属電極基板が陥入部材の陥入部内で位置ずれしにくい。

ところで、トップエミッション型の有機ＥＬ装置に使用される透明電極層は、一般的に透明導電性酸化物が使用されており、金属に比べて内部抵抗値が高い。そのため、抵抗損失が大きいという問題がある。

請求項５に記載の発明は、補助電極層を有し、当該補助電極層は、前記第１電極パッド部と、本体部を含むものであり、当該本体部は、メッシュ状であって、かつ、前記透明電極層よりも高い導電率を有するものであり、前記本体部は、前記透明電極層上に面状に広がりをもって接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、本体部はメッシュ状であるため、有機発光層から発せられる光を透過することが可能であり、有機ＥＬ装置全体の光取出をほとんど妨げない。また、本体部は、透明電極層よりも導電率が高く、透明電極層内の電気伝導を補助することが可能であるため、たとえ、透明電極層の内部抵抗が大きくても、抵抗損失を抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、前記本体部は、第１電極パッド部から所定の方向に延伸した第１延伸部と、当該第１延伸部に対して交差する方向に延伸した第２延伸部を有し、前記第２延伸部は、前記透明電極層及び第１封止層に跨がって複数配されるものであり、前記補助電極層は、補助パット部をさらに有し、当該補助パット部は、前記第１封止層上で第２延伸部間を接続するものであって、かつ当該補助パット部の断面積は、前記第１延伸部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、第１電極パッド部に供給された電流は、第１延伸部及び第２延伸部を介して全体に広がる。しかしながら、第１延伸部及び第２延伸部は有機発光層に対して光取出側に位置するため、第１延伸部及び第２延伸部の断面積を光が透過する程度まで小さくしなければならない。そのため、電流が通過するに当たって第１延伸部の隅々まで行き渡らず、透明電極層の補助電極としての機能が発揮できない場合がある。そこで、本発明の構成によれば、第１延伸部の断面積よりも大きな補助パット部を各第２延伸部に接続することによって、第１延伸部の延伸方向の電気伝導を補助パット部で補うことが可能であり、透明電極層に対する補助電極としての機能を十分に発揮できる。

請求項７に記載の発明は、前記透明電極層の積層方向の投影面上であって、かつ、補助電極層上及び第１封止層上に跨って第２封止層が積層していることを特徴とする請求項５又は６に記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、補助電極層上及び第１封止層上を第２封止層が積層しているため、封止性が高い。

請求項８に記載の発明は、前記陥入部を閉塞する封止部材を有し、陥入部材は、金属電極基板が載置される底面部と、底面部から立設した立壁部を有し、前記第１給電部、ボンディングワイヤー、及び硬化性接着樹脂のそれぞれの少なくとも一部が立壁部の立設方向端面及び封止部材によって挟持されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、前記第１給電部、ボンディングワイヤー、及び硬化性接着樹脂のそれぞれの少なくとも一部が立壁部の立設方向端面及び封止部材によって挟持されているため、第１給電部とボンディングワイヤーの接地を確実にするとともに、硬化性接着樹脂によって、隙間なく陥入部内を封止することができる。

請求項９に記載の発明は、前記硬化性樹脂は、前記張出部の縁に沿って囲むように設けられており、かつ、前記封止部材と回路基板と直接接着していることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ装置である。

本発明の構成によれば、前記硬化性樹脂は、前記張出部の縁に沿って囲むように設けられており、かつ、前記封止部材と回路基板と直接接着しているため、金属電極基板の積層方向投影面上の空間をより確実に封止することができる。

本発明の有機ＥＬ装置によれば、光取出効率が低下せずに、給電可能である。

本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の概念図である。 図１の有機ＥＬ装置の分解斜視図である。 図２の有機ＥＬユニットの分解斜視図である。 図１の有機ＥＬ装置のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置のＢ−Ｂ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置のＣ−Ｃ断面図である。 図２の有機ＥＬユニットを別の方向からみた斜視図である。 図１の有機ＥＬ装置の各領域の説明図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は有機ＥＬ素子を形成した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は第１無機封止層を形成した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は補助電極層を形成した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は第２無機電極層を形成した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は有機ＥＬユニットを回路基板に設置した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は有機ＥＬユニットと回路基板をワイヤーボンディングで接続して取り付けた際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は硬化性樹脂を塗布した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置の製造工程を表す説明図であり、（ａ）は封止部材で封止した際の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１の有機ＥＬ装置に外部電源を接続した際の電流の流れを表す説明図であり、電流を矢印で表す。 図１７の補助電極層内の電流の流れを表す説明図であり、電流を矢印で表す。 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の断面図である。 図１９の有機ＥＬ装置の分解斜視図である。

本発明は、主に照明装置として使用される有機ＥＬ装置に係るものである。図１は、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ装置１を示している。以下、上下左右の位置関係は、特に断りのない限り、図１の姿勢を基準に説明する。すなわち、有機ＥＬ装置１の点灯時における光取り出し側が上である。また、下記に記載する物性は、特に断りの無い限り、標準状態での物性を表し、図面は、理解を容易にするために全体的に実際の大きさ（長さ、幅、厚さ）に比べて誇張して描写していることがある。

本実施形態の有機ＥＬ装置１は、図１，図２のように有機ＥＬユニット２を回路基板３の内部に収納して、封止部材４によって封止したものである。また、回路基板３と封止部材４は、図４のように硬化性接着樹脂２１によって一体化されている。
本実施形態の有機ＥＬ装置１は、回路基板３と反対側、すなわち、封止部材側から光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置である。

有機ＥＬユニット２は、図３のように透光性を有した金属電極基板１０の主面上に機能層１１（有機発光層）、透明電極層１２が積層されて有機ＥＬ素子１５を形成しており、この有機ＥＬ素子１５上に第１無機封止層１６又は補助電極層１７が積層し、さらにその上を第２無機封止層１８が積層したものである。なお、以下の説明においては、第１無機封止層１６と第２無機封止層１８をまとめて無機封止層１４（封止層）と呼ぶ。
また、有機ＥＬユニット２と回路基板３は、図４のようにボンディングワイヤー１９，２０によって電気的に接続されている。このボンディングワイヤー１９，２０は、硬化性接着樹脂２１によって、全部又はその大部分が埋没されている。

有機ＥＬユニット２と封止部材４との間には、図４，図５，図６のように間隔維持部材６が配されており、有機ＥＬユニット２と封止部材４の間には、発光空間７が形成されている。この発光空間７は、駆動時に有機ＥＬユニット２から発せられる光が通過する空間である。発光空間７内には、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充填されている。

また、有機ＥＬ装置１は、図８のように、有機ＥＬユニット２が位置するユニット領域４０と、その外側の非ユニット領域４１を有している。
ユニット領域４０は、図８のように、有機ＥＬユニット２が駆動時（点灯時）に実際に発光する発光領域４２と、発光しない非発光領域４３を有している。
発光領域４２は、図４のように有機ＥＬ素子１５が無機封止層１４の一部たる第１無機封止層１６から露出した領域であって、かつ、金属電極基板１０と機能層１１と透明電極層１２が重畳した領域である。すなわち、実際に有機ＥＬユニット２から光を取り出せる領域である。
非発光領域４３は、発光領域４２内の有機ＥＬ素子１５の金属電極基板１０に給電可能な第１内側給電領域４４と、発光領域４２内の有機ＥＬ素子１５の透明電極層１２に給電可能な第２内側給電領域４５を有している。

非ユニット領域４１は、外部電源と電気的に接続可能な領域であり、図４のように第１内側給電領域４４と電気的に接続可能な第１外側給電領域４６と、第２内側給電領域４５と電気的に接続可能な第２外側給電領域４７を有している。具体的には、第１外側給電領域４６は、給電部材９が位置する領域であり、第２外側給電領域４７は、給電部材８が位置する領域である。

各領域の位置関係について説明すると、ユニット領域４０は、図８のように有機ＥＬ装置１の中央に位置し、非ユニット領域４１は、ユニット領域４０の周囲を囲むように位置している。また、ユニット領域４０においては、図８のように中央に発光領域４２が位置し、発光領域４２の周囲を囲むように非発光領域４３が位置している。第１内側給電領域４４と第２内側給電領域４５は、発光領域４２を挟んで長さ方向ｌにおいて対向する関係となっている。

非ユニット領域４１の第１外側給電領域４６と第２外側給電領域４７は、図８のようにユニット領域４０を挟んで対向する関係となっている。
第１外側給電領域４６は、発光領域４２を基準として、第１内側給電領域４４の外側に位置しており、第２外側給電領域４７は、発光領域４２を基準として、第２内側給電領域４５の外側に位置している。
すなわち、有機ＥＬ装置１は、図８のように長さ方向ｌにおいて、片方側から第２外側給電領域４７、第２内側給電領域４５、発光領域４２、第１内側給電領域４４、第１外側給電領域４６の順に並んでいる。

本実施形態の有機ＥＬ装置１は、図４のように有機ＥＬユニット２の金属電極基板１０と無機封止層１４との界面に沿って硬化性接着樹脂２１が形成されており、この硬化性接着樹脂２１によって有機ＥＬユニット２内の有機ＥＬ素子１５への水等の進入を防止していることを特徴の一つとしている。

このことを踏まえて、以下、有機ＥＬ装置１の詳細な構造について説明する。

回路基板３は、図２のように陥入部材５と、給電部材８，９から形成されている。
陥入部材５は、上方が開放した箱状体であって、中央に有機ＥＬユニット２を収納可能な陥入部２５を有している。
陥入部２５は、底面部２６と、底面部２６の各辺から上方に向かって延びた周壁部２７，２８，２９，３０から形成されている。見方を変えると、陥入部２５は、厚み方向に延びた有底穴であるとも言える。
底面部２６は、金属電極基板１０の主面と相似形状をしており、具体的には、多角形状をしている。本実施形態では、四角形状をしている。陥入部２５の底面積は、金属電極基板１０の主面の面積よりも大きい。
周壁部２７，２８，２９，３０の内側面は、陥入部２５の内壁を形成している。

陥入部材５の材質としては、絶縁性を有していれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス・エポキシ基板等が採用できる。

給電部材８，９は、外部電源に電気的に接続可能な部位であって、かつ、陥入部２５の内部に設置される有機ＥＬユニット２とボンディングワイヤー１９，２０を介して電気的に接続されている。すなわち、給電部材８，９は、外部からの給電端子として機能する部位である。
本実施形態では、給電部材８は、発光領域４２内の透明電極層１２と電気的に接続可能な正極端子を担い、給電部材９は、発光領域４２内の金属電極基板１０と電気的に接続可能な負極端子を担う。

給電部材８，９は、図２のように陥入部２５以外の部位であって、陥入部材５の上面にそれぞれ設けられている。具体的には、給電部材８は、周壁部２７の突出方向先端面に配されており，給電部材９は、周壁部２９の突出方向先端面に配されている。すなわち、給電部材８，９は、陥入部２５の底面部２６と高さ方向に段差があり、給電部材８，９は、陥入部２５の底面部２６よりも高い位置（封止部材４側の位置）にある。
また、給電部材８，９は、陥入部材５の長さ方向ｌにおいて、陥入部２５を挟んで対向している。

給電部材８，９は、導電性を有した箔状の部材である。給電部材８，９の材料は特に限定されるものではなく、例えば、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などの金属箔が使用できる。また、給電部材８，９は、ボンディングワイヤー２０，１９を物理的に接続可能となっている。

有機ＥＬユニット２は、上記したように、金属電極基板１０上に機能層１１、透明電極層１２が積層しており、図３のように、金属電極基板１０が機能層１１から張り出した張出部３５，３６を有している。張出部３５は、長さ方向ｌに張り出した部位であり、張出部３６は、幅方向ｗに張り出した部位である。そして、金属電極基板１０は、図７のように、この張出部３５の一部であって、無機封止層１４から露出した第２電極パッド部６０が存在する。

金属電極基板１０は、電気伝導性を有した導電性基板であって、金属を含んだ基板である。具体的には、金属電極基板１０は、金属板、金属板と金属電極層の積層構造、及び、絶縁基板と金属電極層の積層構造のいずれかによって形成されている。
金属基板及び金属電極層を構成する金属としては、特に限定されないが、例えば銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属が挙げられる。
また、絶縁基板を構成するものしては、ソーダ石灰ガラスや無アルカリガラス製のガラス基板などが採用できる。
本実施形態の金属電極基板１０は、図３のように、絶縁基板２２上に金属電極層２３が積層したものを採用している。勿論、機能層１１側が金属電極層２３である。

金属電極基板１０は、面状に広がりをもっている。具体的には、多角形又は円形をしており、四角形であることが好ましい。本実施形態では金属電極基板１０は、図３のように長方形状となっている。

機能層１１は、図３のように金属電極基板１０と透明電極層１２との間に設けられ、少なくとも一つの発光層を有している層である。機能層１１は、主に有機化合物からなる発光層を含んだ複数の層から構成されている。この機能層１１は、一般的な有機ＥＬ装置に用いられている低分子系色素材料や、共役系高分子材料などの公知のもので形成することができる。また、この機能層１１は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などの複数の層からなる積層多層構造であってもよい。

透明電極層１２の材質は、透光性を有するものであって導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性酸化物などが採用される。機能層１１内の発光層から発生した光を効果的に取り出せる点では、透明性が高いＩＴＯあるいはＩＺＯが特に好ましい。本実施形態では、ＩＴＯを採用している。

無機封止層１４は、第１無機封止層１６（第１封止層）と第２無機封止層１８（第２封止層）から形成されている。
第１無機封止層１６は、化学気相蒸着によって形成される層であり、具体的には、シランガスやアンモニアガス等を原料としてプラズマＣＶＤ法で成膜される層である。第１無機封止層１６は、後述するように有機ＥＬ装置１の製造工程において、水分含量が少ない雰囲気下で、有機ＥＬ素子１５の形成工程に連続して成膜できるため、空気や水蒸気に晒さずに成膜でき、使用直後の初期ダークスポットの発生を低減することができる。
第１無機封止層１６の素材は、酸素、炭素、窒素の中から選ばれた１種類以上の元素と、ケイ素元素とからなるシリコン合金により形成されている。Ｓｉ−Ｏ、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等の結合を含む窒化珪素や酸化珪素、及び両者の中間固溶体である酸窒化珪素であることが特に好ましい。

第２無機封止層１８は、透光性を有しており、第２無機封止層１８の屈折率は１．７以上２．１以下となっている。
第２無機封止層１８は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ及びＴｉからなる群から選ばれる１種以上の元素と、Ｏ及びＮからなる群から選ばれる１種以上の元素からなる化合物を主成分とするものであり、かつ、化学気相成長法又は原子層堆積法によって形成されるものである。
第２無機封止層１８の導電性の有無は、特に限定されないが、補助電極層１７の電気伝導を補助する観点から導電性があることが好ましい。
第２無機封止層１８の光取出側（金属電極基板１０と反対側）の表面は、図７のように複数の凸部２４が形成されており、凸部２４の高さ（高低差）Ｄは５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下となっている。また、凸部２４，２４間の平均距離Ｗ（平均ピッチ）は、凸部２４の高さＤの２倍以上となっている。
また、第２無機封止層１８の表面の凸部２４は、設計等によって形成してもよいが、本実施形態では、上記した製造法によって形成されるため、第２無機封止層１８の表面は自形によって形成できる。

補助電極層１７は、図３のように本体部５０と、第１電極パッド部５１と、補助パッド部５２，５３，５４から形成されている。
本体部５０は、メッシュ状の部位であり、互いに交差（直交）した横導電部５５と縦導電部５６から形成されている。
横導電部５５は、図３のように幅方向ｗに延びた長尺状の部位であり、幅方向ｗにおける透明電極層１２の電気伝導を補助する部位である。
縦導電部５６は、図３のように長さ方向ｌに延びた長尺状の部位であり、長さ方向ｌにおける透明電極層１２の電気伝導を補助する部位である。

第１電極パッド部５１は、幅方向ｗに延びた箔状の部位であり、幅方向ｗに並設した各縦導電部５６のそれぞれの端部を接続する部位である。
補助パッド部５２，５３は、長さ方向ｌに延びた箔状の部位であり、長さ方向ｌに並設した各横導電部５５のそれぞれの端部を接続する部位である。
補助パッド部５４は、幅方向ｗに延びた箔状の部位であり、幅方向ｗに並設した各縦導電部５６のそれぞれの端部を接続する部位である。
第１電極パッド部５１の両端部は、補助パッド部５２，５３と物理的に接続されている。すなわち、補助パッド部５２，５３は、幅方向ｗにおいて、本体部５０を挟んで対向する関係となっており、互いに平行となっている。
補助パッド部５２，５３の一方端部は、第１電極パッド部５１と物理的に接続されており、もう一方の端部近傍は、補助パッド部５４と物理的に接続されている。すなわち、第１電極パッド部５１及び補助パッド部５４は、長さ方向ｌにおいて、本体部５０を挟んで対向する関係となっており、互いに平行となっている。
このように、第１電極パッド部５１及び補助パッド部５２，５３，５４は本体部５０を囲むように形成されている。

第１電極パッド部５１及び補助パッド部５２，５３，５４の断面積は、いずれも本体部５０の横導電部５５及び縦導電部５６の断面積よりも大きい。すなわち、第１電極パッド部５１及び補助パッド部５４は、横導電部５５よりも電流を流しやすく、補助パッド部５２，５３は、縦導電部５６よりも電流を流しやすい。

第１電極パッド部５１は、図２のように、有機ＥＬユニット２を組み立てた状態において、第２無機封止層１８から補助電極層１７の第１電極パッド部５１が露出した露出部５７を有している。露出部５７は、幅方向に延びている。

補助電極層１７の材質は、透明電極層１２よりも高い導電率を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、銅、銀、金、アルミニウム、真鍮などを採用できる。

ボンディングワイヤー１９，２０は、電気伝導性を有した線状体である。ボンディングワイヤー１９，２０は、例えば、銅、金、アルミニウムから選ばれる１種以上の材料を含んでいるものが採用できる。
ボンディングワイヤー１９，２０の直径は、５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。
ボンディングワイヤー１９，２０の直径が５０μｍ未満になると、細すぎて、十分に電気を導電できない場合がある。２００μｍより大きくなると、太すぎて、陥入部材５と封止部材４の間の隙間が大きくなりすぎ、封止機能が低下するおそれがある。

硬化性接着樹脂２１は、防水性及び接着性を有しており、複数部材を互いに接着可能な接着材である。具体的には、硬化性接着樹脂２１は、有機ＥＬユニット２と回路基板３と封止部材４を一体化する接着材である。

ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じた硬化性接着樹脂２１のショア硬さ（及び対応する曲げ弾性率の概算値）は、ショアＡ８０以上、すなわち、ショアＤ３０以上（２５ＭＰａ以上）であることが好ましく、より高信頼性の有機ＥＬ装置とする観点からショアＤ５５以上（２５０ＭＰａ以上）、ショアＤ９５以下（６０００ＭＰａ以下）とすることがより好ましく、ショアＤ８０以上（１５００ＭＰａ以上）、ショアＤ９０以下（４０００ＭＰａ以下）とすることがさらに好ましい。

硬化性接着樹脂２１の具体的な材質としては、熱硬化性樹脂又はＵＶ硬化性樹脂で形成されており、溶液又はゲル状の流動体を固化して形成されるものである。
なお、本実施形態では、硬化性接着樹脂２１は、熱硬化性樹脂で形成されており、その中でも、エポキシ樹脂を採用している。

封止部材４は、透光性、絶縁性、及びガス非透過性を有した板状体である。
封止部材４の材質としては、透光性、絶縁性、及びガス非透過性を有していれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板等が採用できる。

間隔維持部材６は、有機ＥＬユニット２と封止部材４との間に空間を形成する部材であり、いわゆるスペーサーである。間隔維持部材６の形状は、取り付け時に発光領域４２内にはみ出さない形状であれば、特に限定されないが、本実施形態では、球状体である。
間隔維持部材６は、絶縁性を有している。

続いて、有機ＥＬ装置１の各部材の位置関係について説明する。

有機ＥＬ装置１は、図４，図５，図６のように、陥入部材５の陥入部２５の内部に有機ＥＬユニット２が収納されており、硬化性接着樹脂２１を介して、封止部材４によって密閉されている。陥入部２５の底面部２６には、有機ＥＬユニット２の金属電極基板１０が載置されており、封止部材４には、間隔維持部材６が当接している。すなわち、陥入部材５と封止部材４によって、有機ＥＬユニット２と間隔維持部材６は挟持されている。

金属電極基板１０の張出部３５，３６のうち、第２電極パッド部６０では、図４のように、硬化性接着樹脂２１が直接接触しており、第２電極パッド部６０以外の部位では、図２のように第１無機封止層１６が直接接触している。

幅方向の断面について注目すると、有機ＥＬユニット２は、図６のように、非発光領域４３において、金属電極基板１０上に第１無機封止層１６と第２無機封止層１８が積層した第１積層構造が位置している。有機ＥＬユニット２は、図６のように、発光領域４２において、金属電極基板１０上に機能層１１と透明電極層１２と第２無機封止層１８が積層した第２積層構造が位置している。すなわち、有機ＥＬユニット２は、発光領域４２と非発光領域４３において断面構造が異なる。

補助電極層１７の本体部５０は、図５のように発光領域４２及び非発光領域４３に跨がって載置されており、発光領域４２内で透明電極層１２と直接接触しており、非発光領域４３内で第１無機封止層１６と直接接触している。
また、補助電極層１７の本体部５０は、図５のように非発光領域４３内で第１無機封止層１６と第２無機封止層１８に挟まれている。補助電極層１７の補助パッド部５２，５３，５４は、図５，図６のように非発光領域４３に位置しており、非発光領域４３内で第１無機封止層１６と第２無機封止層１８に挟まれている。補助電極層１７の第１電極パッド部５１は、図４，図５のように、非発光領域４３に位置しており、第１無機封止層１６と直接接触しているが、第１電極パッド部５１の全部又は大部分が第２無機封止層１８には被覆されていない。

ボンディングワイヤー１９は、図４のように第２内側給電領域４５と第２外側給電領域４７に跨がって形成されており、有機ＥＬユニット２の第１電極パッド部５１と回路基板３の給電部材８を直接接続している。
ボンディングワイヤー１９は、図４のように給電部材８と接触するように陥入部材５の上面（周壁部２７の突出方向先端面）と封止部材４の下面によって挟持されており、その状態で硬化性接着樹脂２１によって固定されている。すなわち、給電部材８、ボンディングワイヤー１９、及び硬化性接着樹脂２１のそれぞれの少なくとも一部が、陥入部材５及び封止部材４によって挟持されている。

ボンディングワイヤー２０は、図４のように第１内側給電領域４４と第１外側給電領域４６に跨がって形成されており、有機ＥＬユニット２の第２電極パッド部６０と回路基板３の給電部材９を直接接続している。
ボンディングワイヤー２０は、図４のように給電部材９と接触するように陥入部材５の上面（周壁部２９の突出方向先端面）と封止部材４の下面によって挟持されており、その状態で硬化性接着樹脂２１によって固定されている。すなわち、給電部材９、ボンディングワイヤー２０、及び硬化性接着樹脂２１のそれぞれの少なくとも一部が、陥入部材５及び封止部材４によって挟持されている。

硬化性接着樹脂２１は、図４，図１５のように、発光領域４２を含む領域を囲むように設けられており、非発光領域４３から非ユニット領域４１に跨がって形成されている。また硬化性接着樹脂２１は、陥入部材５の陥入部２５と有機ＥＬユニット２に跨って被覆している。すなわち、硬化性接着樹脂２１は、陥入部２５の底面部２６の上面（陥入部２５側の面）であって、有機ＥＬユニット２の載置面以外の部位を被覆している。また、硬化性接着樹脂２１は、図４，図６，図１５のように、陥入部２５の周壁部２７，２８，２９，３０のそれぞれの内側面と、有機ＥＬユニット２における金属電極基板１０と第１無機封止層１６のそれぞれの端面の間の隙間を充填している。言い換えると、硬化性接着樹脂２１は、金属電極基板１０及び第１無機封止層１６の縁に沿って囲むように設けられており、金属電極基板１０と第１無機封止層１６の界面を覆っている。

間隔維持部材６は、図４のように、有機ＥＬユニット２及び封止部材４と接触しており、有機ＥＬユニット２と封止部材４の間隔を所定の間隔になるように支持している。そして、間隔維持部材６は、支持した状態において、その一部が硬化性接着樹脂２１内に埋没しており、位置決めされている。

次に、本実施形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。
有機ＥＬ装置１は、図示しない真空蒸着装置及びＣＶＤ装置によって成膜し、図示しないパターニング装置（本実施形態では、レーザースクライブ装置）を使用してパターニングを行い、製造される。

まず、有機ＥＬユニット２を形成する有機ＥＬ素子形成工程を行う。
具体的には、真空蒸着装置によって、金属電極基板１０に電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層などを順次積層し、機能層１１を成膜し、その後、スパッタ装置又はＣＶＤ装置によって、図９のように、この基板（金属電極基板１０に機能層１１が積層した基板）に透明電極層１２を成膜する。
このとき、金属電極基板１０は、図３に示される機能層１１が張り出した張出部３５，３６を形成している。言い換えると、この金属電極基板１０の張出部３５，３６は、透明電極層１２に覆われておらず、外部に露出している。

続いて、無機封止層１４を形成する無機封止層積層工程を行う。
まず、有機ＥＬユニット２の上面（光取出側面）の一部をマスクで覆い、ＣＶＤ装置によって、図１０のように第１無機封止層１６を成膜する。
このとき、第１無機封止層１６は、非発光領域４３内の有機ＥＬ素子１５を覆っているが、発光領域４２内の有機ＥＬ素子１５を覆っていない。すなわち、第１無機封止層１６は、発光領域４２内の有機ＥＬ素子１５の周囲を囲むような開口３７を形成しており、当該開口３７から透明電極層１２が露出している。

その後、第１無機封止層１６が積層された有機ＥＬユニット２に、図１１のように、補助電極層１７を載置する。
このとき、第１電極パッド部５１及び補助パッド部５２，５３，５４は、いずれも第１無機封止層１６上に設けられている。本体部５０は、開口３７から露出した透明電極層１２と、その周りを囲む第１無機封止層１６に跨がって設けられている。また、本体部５０の横導電部５５及び縦導電部５６の隙間から透明電極層１２が露出している。
金属電極基板１０の第２電極パッド部６０は、補助電極層１７から露出している。

その後、補助電極層１７が設置された有機ＥＬユニット２に、図１２のように、ＣＶＤ装置によって、第２無機封止層１８を積層する。
このとき、補助電極層１７の大部分が第２無機封止層１８によって被覆されている。具体的には、補助電極層１７のうち、第１電極パッド部５１の一部が露出して露出部５７を形成しており、その他の部位は、被覆されている。また、金属電極基板１０の第２電極パッド部６０は、第２無機封止層１８から露出している。
以上が、無機封止層積層工程である。

続いて、図１３のように、陥入部材５の陥入部２５内に有機ＥＬユニット２を設置する。
このとき、陥入部２５の底面部２６に金属電極基板１０が載置されており、面方向（縦方向及び横方向）において、金属電極基板１０と、陥入部２５の周壁部２７，２８，２９，３０のそれぞれの内側面の間に隙間が形成されている。

その後、図１４のように、補助電極層１７の第１電極パッド部５１と給電部材８をボンディングワイヤー１９によって接着し、金属電極基板１０の第２電極パッド部６０と給電部材９をボンディングワイヤー２０によって接着する。
このとき、第１電極パッド部５１と給電部材８は、ボンディングワイヤー１９によって電気的に接続されており、第２電極パッド部６０と給電部材９は、ボンディングワイヤー２０によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤー１９，２０は、各部材との接続点以外は、接触していない。

その後、図１５のように、陥入部材５と有機ＥＬユニット２に、硬化性接着樹脂２１の原料をディスペンサーによって塗布し、図１６のように、間隔維持部材６を設置した上で、封止部材４を取り付ける。そして、所定の温度Ｔ１下において硬化性接着樹脂２１の原料を乾燥／硬化させることによって封止する。
このとき、非発光領域４３内の有機ＥＬユニット２の大部分は、硬化性接着樹脂２１が被覆している。ボンディングワイヤー１９，２０は、全体が埋没しており、各部材との接続点以外は、接触していない状態となっている。また、給電部材８，９も大部分が硬化性接着樹脂２１によって被覆されており、ボンディングワイヤー１９，２０との接続点も被覆されている。
また、このときの所定の温度Ｔ１は、硬化性接着樹脂２１が硬化する温度であり、摂氏６０度以上摂氏１００度以下となっている。
摂氏６０度未満になると、十分に硬化性接着樹脂２１内の水分が蒸発せず、内部に水分が残るおそれがある。また、硬化性接着樹脂２１を硬化させるのに時間がかかり、製造効率が低下するおそれがある。摂氏１００度より高くなると、温度が高すぎて、有機ＥＬ素子１５に悪影響を及ぼすおそれがある。
封止部材４の端面は、幅方向及び長さ方向において、陥入部材５の端面と面一となっている。

このようにして、有機ＥＬ装置１が完成する。

続いて、有機ＥＬ装置１に外部電源を接続した場合の電流の流れについて説明する。
なお、ここでの説明では、図１７のように、給電部材８に外部電源の正極を取り付け、給電部材９に外部電源の負極を取り付けた場合について説明する。

外部電源から給電部材８に伝わった電流は、図１７のようにボンディングワイヤー１９を介して補助電極層１７の第１電極パッド部５１に伝わる。第１電極パッド部５１に伝わった電流は、補助電極層１７全体に拡散されて、発光領域４２内の透明電極層１２に伝わる。
このとき、図１８のように、補助電極層１７の本体部５０内の電気伝導を補助パッド部５２，５３，５４によって補助されており、本体部５０全体が均一に同電位となっている。そのため、発光領域４２内の透明電極層１２に均等に電流が伝わる。
発光領域４２内の透明電極層１２に伝わった電流は、図１７のように、発光領域４２内で機能層１１を通過し金属電極基板１０まで至る。このとき、機能層１１に電圧がかかり、機能層１１内の発光層が発光する。このとき、上記したように電流が均等に拡散した状態で透明電極層１２を通過しているため、機能層１１内の発光層に均等に電圧が加わり、輝度むらなく発光する。
発光領域４２内の金属電極基板１０に至った電流は、発光領域４２内の金属電極基板１０から第１内側給電領域４４内の第２電極パッド部６０からボンディングワイヤー２０を介して給電部材９に伝わり、外部電源に戻る。

本実施形態の有機ＥＬ装置１は、第１無機封止層１６と金属電極基板１０との界面上に、硬化性接着樹脂２１が被覆しており、当該界面に沿って被覆しているため、第１無機封止層１６と金属電極基板１０の界面からの水等の進入を防止することができる。

本実施形態の有機ＥＬ装置１は、横方向ｗにおいて、補助パッド部５２，５３が縦導電部５６の電気伝導を補助しており、縦方向ｌにおいて、補助パッド部５４が横導電部５５の電気伝導を補助しているため、補助電極層１７の隅々まで電気が行き渡って、面内にムラなく透明電極層１２に伝わるので、輝度むらを少なくすることができる。

上記した実施形態では、箱状の陥入部材５に１つの有機ＥＬユニット２を設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陥入部材内に複数の有機ＥＬユニット２を設置してもよい。具体的には、以下に、第２実施形態として説明する。なお、第１実施形態と同様のものは同じ符番を付して説明を省略する。

第２実施形態の係る有機ＥＬ装置１００は、図１９，図２０のように、回路基板１０１内に２つの有機ＥＬユニット２が内蔵され、２枚の封止部材４で封止されたものである。
有機ＥＬ装置１００は、各有機ＥＬユニット２の金属電極基板１０を対向するように重ね合わせられており、各有機ＥＬユニット２の駆動時における光取出方向が互いに逆方向を向いている。すなわち、下方向及び上方向の両方に光が取り出される。そのため、発光面積が２倍となり、発光量を増やすことができる。
回路基板１０１は、回路基板３と陥入部材の形状が異なる。具体的には、回路基板１０１の陥入部材１０２は、筒状をしている。

第２実施形態の係る有機ＥＬ装置１００は、厚み方向の両外側に光を取り出すことができるため、全体としての発光面積を増やすことができる。

上記した実施形態では、給電部材８，９と陥入部材５が別部材であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、一体ものであってもよい。

上記した実施形態では、封止部材４は全体が透光性を有する同一の材質によって形成されていたが、少なくとも発光領域４２において透光性を有していればよいので、その他の領域は、必ずしも透光性を有する必要はない。

上記した実施形態では、第１無機封止層と第２無機封止層を別材料で形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、同一材料によって形成してもよい。

１，１００ 有機ＥＬ装置
２ 有機ＥＬユニット
３，１０１ 回路基板
４ 封止部材
５，１０２ 陥入部材
８ 給電部材（第１給電部）
９ 給電部材（第２給電部）
１０ 金属電極基板
１１ 機能層（有機発光層）
１２ 透明電極層
１５ 有機ＥＬ素子（積層体）
１６ 第１無機封止層（第１封止層）
１７ 補助電極層
１８ 第２無機封止層（第２封止層）
１９，２０ ボンディングワイヤー
２１ 硬化性接着樹脂
２２ 絶縁基板
２３ 金属電極層
２５ 陥入部
２７，２８，２９，３０ 周壁部（内側面）
４２ 発光領域
５０ 本体部
５１ 第１電極パッド部
５２，５３，５４ 補助パッド部
５７ 露出部
６０ 第２電極パッド部

Claims (9)

1. 金属電極基板上に有機発光層と透明電極層が積層した積層体を備えるトップエミッション型の有機ＥＬ装置において、
   前記金属電極基板を載置可能な回路基板を有し、
   当該回路基板は、外部電源と電気的に接続可能な第１給電部を有しており、
   前記金属電極基板は、金属板、金属板と金属電極層の積層構造、及び、絶縁基板と金属電極層の積層構造のいずれかによって形成されており、
   前記金属電極基板は、有機発光層に対して面方向に張り出した張出部を有し、
   当該張出部上に絶縁性を有した第１封止層が積層しており、
   当該第１封止層上に前記透明電極層と電気的に接続された第１電極パッド部を有し、
   前記第１給電部と前記第１電極パッド部は、ボンディングワイヤーによって電気接続されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
2. 前記回路基板は、外部電源と電気的に接続可能な第２給電部をさらに有し、
   当該第２給電部は、前記第１給電部と異なる極を担うものであり、
   前記張出部は、第１封止層から金属電極基板が露出した第２電極パッド部を有し、
   第２電極パッド部と第２給電部は、ボンディングワイヤーによって電気接続されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置。
3. 前記ボンディングワイヤーは、銅、金、アルミニウムから選ばれる１種以上の材料を含んでおり、
   当該ボンディングワイヤーの直径は、５０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置。
4. 陥入部を有した陥入部材を有し、
   当該陥入部は、少なくとも内側面を有した穴であって、内部に金属電極基板が設置されており、
   前記内側面と金属電極基板の端面との間には、硬化性接着樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
5. 補助電極層を有し、
   当該補助電極層は、前記第１電極パッド部と、本体部を含むものであり、
   当該本体部は、メッシュ状であって、かつ、前記透明電極層よりも高い導電率を有するものであり、
   前記本体部は、前記透明電極層上に面状に広がりをもって接触していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
6. 前記本体部は、第１電極パッド部から所定の方向に延伸した第１延伸部と、当該第１延伸部に対して交差する方向に延伸した第２延伸部を有し、
   前記第２延伸部は、前記透明電極層及び第１封止層に跨がって複数配されるものであって、かつ、第２延伸部の幅は、第１電極パット部の幅よりも小さく、
   前記補助電極層は、補助パット部をさらに有し、
   当該補助パット部は、前記第１封止層上で第２延伸部間を接続するものであって、かつ当該補助パット部の幅は、前記第２延伸部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置。
7. 前記透明電極層の積層方向の投影面上であって、かつ、補助電極層上及び第１封止層上に跨って第２封止層が積層していることを特徴とする請求項５又は６に記載の有機ＥＬ装置。
8. 前記陥入部を閉塞する封止部材を有し、
   陥入部材は、金属電極基板が載置される底面部と、底面部から立設した立壁部を有し、
   前記第１給電部、ボンディングワイヤー、及び硬化性接着樹脂のそれぞれの少なくとも一部が立壁部の立設方向端面及び封止部材によって挟持されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
9. 前記硬化性樹脂は、前記張出部の縁に沿って囲むように設けられており、かつ、前記封止部材と回路基板と直接接着していることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ装置。

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