JP2014179284A - 有機ｅｌモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーＩＣの放熱の信頼性を向上させることが可能な有機ＥＬモジュールを提供する。
【解決手段】有機ＥＬモジュール１００は、支持基板１１と、発光表示部１２と、支持基板１１上に実装され第一，第二電極間に駆動電流を印加するドライバーＩＣ１４と、を有する有機ＥＬパネル１０と、有機ＥＬパネル１０と電気的に接続される回路基板３０と、回路基板３０に配設され支持基板１１よりも熱伝導率の高い材料からなるバネ状部材３１と、を備える。有機ＥＬパネル１０をドライバーＩＣ１４がバネ状部材３１と接するように配置可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネルを備える有機ＥＬモジュールに関し、特に支持基板上にドライバーＩＣを実装したＣＯＧ（Chip On Glass）型の有機ＥＬパネルを備える有機ＥＬモジュールに関するものである。

従来、有機ＥＬパネルとして、例えば、少なくとも有機発光層を有する有機層をＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等からなる陽極ライン（第一電極ライン）と、アルミニウム（Ａｌ）等からなる陰極ライン（第二電極ライン）とで狭持してなる有機ＥＬ素子を発光画素としてガラス材料からなる支持基板上に複数形成して発光表示部を構成するものが知られている（例えば特許文献１参照）。かかる有機ＥＬ素子は、前記陽極から正孔を注入し、また、前記陰極から電子を注入して正孔及び電子が前記発光層にて再結合することによって光を発するものである。

また、前記有機ＥＬ素子を駆動させるためのドライバーＩＣの実装方法としては、このドライバーＩＣを支持基板上に直接実装するＣＯＧ形態が知られている（例えば特許文献２参照）。ＣＯＧ型の有機ＥＬパネルは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）上にドライバーＩＣを実装するＴＣＰ（Tape Career Package）型等の他の実装方法に対して小型化が可能な点などで優れている。

特開平８−３１５９８１号公報 特開２０００−４０５８５号公報 特開２０１１−１９２９４２号公報

ＣＯＧ型の有機ＥＬパネルは、支持基板上に形成される金属配線（厚さ０．５μｍ程度）上に直接ドライバーＩＣを搭載する構成であるため、熱抵抗が非常に大きくなりドライバーＩＣからの放熱が妨げられドライバーＩＣの温度が高くなりやすい。また、計器等の車載用機器に用いられる場合は有機ＥＬパネルの使用温度条件が高い（例えば８５℃以上）ことからドライバーＩＣの温度が定格温度を超えないためにドライバーＩＣの温度上昇を低く抑える必要があり、放熱効果が大きく、また、信頼性の高い放熱方法が求められている。

これに対し、ドライバーＩＣの放熱効率を向上させる方法として、特許文献３には、支持基板のドライバーＩＣが実装される面と反対側の面上にドライバーＩＣと対向しドライバーＩＣから発せられる熱を支持基板の面方向に拡散させる放熱部材を配設する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献３に開示される技術は、放熱部材に粘着性のある部材を用いたり接着剤を用いるなどして放熱部材を支持基板に対して固定する必要があるものの、張り付け不良や接着剤の劣化等で放熱部材が支持基板から剥離すると放熱効果が損なわれるため、放熱の信頼性を向上させる点ではなお改良の余地があった。

そこで本発明は、前述の問題点に鑑み、ドライバーＩＣの放熱の信頼性を向上させることが可能な有機ＥＬモジュールを提供することを目的とするものである。

本発明は、前記課題を解決するため、支持基板と、前記支持基板上に第一電極と有機発光層と第二電極とを少なくとも積層形成してなる発光表示部と、前記支持基板上に実装され前記第一，第二電極間に駆動電流を印加するドライバーＩＣと、を有する有機ＥＬパネルと、
前記有機ＥＬパネルと電気的に接続される被接続部材と、
前記被接続部材に配設され前記支持基板よりも熱伝導率の高い弾性部材と、を備え、
前記有機ＥＬパネルを前記ドライバーＩＣが前記弾性部材と接するように配置可能であることを特徴とする。

以上、本発明によれば、ドライバーＩＣの放熱の信頼性を向上させることが可能となる。

本発明の実施形態である有機ＥＬモジュールを示す斜視図である。 同上有機ＥＬモジュールを示す側面図である。 同上有機ＥＬモジュールに備えられる有機ＥＬパネルを示す（ａ）上面図及び（ｂ）底面図である。 同上有機ＥＬパネルの要部拡大図である。 同上有機ＥＬパネルの要部断面図である。

以下、本発明の実施形態である有機ＥＬモジュール１００を添付図面に基づき説明する。図１は有機ＥＬモジュール１００の斜視図であり、図２は有機ＥＬモジュール１００の側面図である。
有機ＥＬモジュール１００は、図１及び図２に示すように、有機ＥＬパネル１０と、ＦＰＣ２０と、回路基板（被接続部材）３０と、を備える。また、有機ＥＬパネル１０と回路基板３０とは、図２に示すようにＦＰＣ２０を介して互いに電気的に接続されている。なお、図２中においては有機ＥＬパネル１０の後述する各配線を省略して図示している。

図３から図５は有機ＥＬパネル１０を示す図である。有機ＥＬパネル１０は、図３に示すように、支持基板１１と、発光表示部１２と、封止部材１３と、ドライバーＩＣ１４と、円偏光板１５と、を備える。なお、図３中においては、後述する各配線の一部を省略して図示している。また、図４においては封止部材１３を省略して図示している。

支持基板１１は、長方形形状の透明ガラス材からなる電気絶縁性の基板である。支持基板１１の一方の面上には、図３（ａ）に示すように、発光表示部１２とドライバーＩＣ１４とが設けられている。また、支持基板１１の一方の面上には、発光表示部１２を気密的に覆うように封止部材１３が配設されている。また、支持基板１１の一方の面上には、後述する発光表示部１２の各陽極ラインと接続される陽極配線１６と後述する発光表示部１２の各陰極ラインと接続される陰極配線１７とドライバーＩＣ１４を回路基板３０と電気的に接続するための入力配線１８とが形成されている。これに対し、支持基板１１の他方の面（ドライバーＩＣ１４が実装される面と反対側の面）上には、図３（ｂ）に示すように、円偏光板１５が配設されている。

発光表示部１２は、図４及び図５に示すように、複数形成される陽極ライン（第一電極）１２ａと、絶縁膜１２ｂと、隔壁１２ｃと、有機層１２ｄと、複数形成される陰極ライン（第二電極）１２ｅと、から主に構成され、各陽極ライン１２ａと各陰極ライン１２ｅとが交差して有機層１２ｄを挟持する個所からなる複数の発光画素（有機ＥＬ素子）を備えるいわゆるパッシブマトリクス型の発光表示部である。本実施形態は、支持基板１１側から発光表示部１２の表示光を出射するいわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬパネルとなる。また、発光表示部１２は、図５に示すように、封止部材１３によって気密的に覆われている。

陽極ライン１２ａは、ＩＴＯ等の透光性の導電材料からなる。陽極ライン１２ａは、真空蒸着法やスパッタリング法等の手段によって支持基板１１上に前記導電材料を層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって互いに略平行となるように形成される。各陽極ライン１２ａは、端部の一方側（図３における下方側）で各陽極配線１６と接続される。

絶縁膜１２ｂは、例えばポリイミド系の絶縁性材料から構成され、陽極ライン１２ａと陰極ライン１２ｅとの間に位置するように形成され、両電極ライン１２ａ，１２ｅの短絡を防止するものである。絶縁膜１２ｂは、スパッタリング法等の手段によって陽極ライン１２ａ上に前記絶縁性材料を層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって、各発光画素を画定するとともに輪郭を明確にする開口部１２ｂ１が形成される。また、絶縁膜１２ｂは、陰極配線１７と陰極ライン１２ｅとの間にも延設されており、各陰極配線１７と各陰極ライン１２ｅとを接続させるコンタクトホール１２ｂ２が形成される。

隔壁１２ｃは、例えばフェノール系の絶縁性材料からなり、絶縁膜１２ｂ上に形成される。隔壁１２ｃは、スパッタリング法等の手段によって前記絶縁性材料を層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって陽極ライン１２ａと直交する方向に等間隔に複数形成される。また、隔壁１２ｃは、その断面が絶縁膜１２ｂに対して逆テーパー形状となるように形成される。隔壁１２ｃは、その上方から蒸着法等によって有機層１２ｄ及び陰極ライン１２ｅを形成する場合に有機層１２ｄ及び陰極ライン１２ｅが分断される構造を得るものである。

有機層１２ｄは、陽極ライン１２ａ上に形成されるものであり、少なくとも有機発光層を含むものである。なお、本実施形態においては、有機層１２ｄは正孔注入層，正孔輸送層，有機発光層，電子輸送層及び電子注入層を真空蒸着法等の手段によって順次積層形成してなるものである。

陰極ライン１２ｅは、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の陽極ライン１２ａよりも導電率が高い金属性導電材料を真空蒸着法等の手段により陽極ライン１２ａと交差するように複数形成してなるものである。また、各陰極ライン１２ｅは、絶縁膜１２ｂに設けられるコンタクトホール１２ｂ２を介して各陰極配線１７と接続される。

封止部材１３は、例えば凹状に成型されたガラス材料からなり、接着剤１３ａを介して支持基板１１上に配設され発光表示部１２を気密的に収納するものである。なお、封止部材１３は、平板状であってもよい。

ドライバーＩＣ１４は、発光表示部１２を発光駆動させる駆動回路を構成し、信号線駆動回路及び走査線駆動回路等を備えるものである。ドライバーＩＣ１４は、公知のＣＯＧ実装技術によって支持基板１１上に発光表示部１２に応じて封止部材１３と並んで実装され、各陽極配線１６及び各陰極配線１７を介して各陽極ライン１２ａ及び各陰極ライン１２ｅと電気的に接続され、外部回路からの駆動信号に基づいて各陽極ライン１２ａと各陰極ライン１２ｅとの間に駆動電流を印加して発光表示部１２に所定の画像を表示させる。

円偏光板１５は、直線偏光板と複屈折板を積層してなる板状の光透過性部材であり、外光の反射を抑制するものである。円偏光板１５は、図示しない粘着層を介して支持基板１１の出射面側に貼り付けられる。

陽極配線１６は、陽極ライン１２ａとドライバーＩＣ１４と接続する配線であり、例えば陽極ライン１２ａと同材料であるＩＴＯ、クロム（Ｃｒ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）等の導電材料またはこれら導電材料の積層体からなる。陽極配線１６は、支持基板１１の一方の面上に陽極ライン１２ａと一体的に形成される、あるいは陽極ライン１２ａと接続されるように別体に形成される。

陰極配線１７は、陰極ライン１２ｅとドライバーＩＣ１４と接続する配線であり、例えば陽極ライン１２ａと同材料であるＩＴＯ、クロム（Ｃｒ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）等の導電材料またはこれら導電材料の積層体からなる。陰極配線１７は、支持基板１１の一方の面上の側方に各陰極ライン１２ｅに対して左右交互に引き回し形成される配線であり、一端が陰極ライン１２ｅと接続され他端がドライバーＩＣ１４と接続される。陰極配線１７は、図４に示すように、コンタクトホール１２ｂ２を介して陰極ライン１２ｅと接続可能とするべく少なくとも陰極ライン１２ｅとの接続個所となる端部が絶縁膜１２ｂを介して陰極ライン１２ｅの下方に位置するように形成される。

入力配線１８は、ドライバーＩＣ１４と回路基板３０とを電気的に接続するための配線であり、例えば陽極ライン１２ａと同材料であるＩＴＯ、クロム（Ｃｒ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）等の導電材料またはこれら導電材料の積層体からなる。入力配線１８は、支持基板１１の一方の面上のドライバーＩＣ１４近傍に引き回し形成され、一端がドライバーＩＣ１４と接続され他端が図示しないＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を介してＦＰＣ２０と接続される。

ＦＰＣ２０は、ポリイミド等の可撓性のベースフィルム上に銅箔等からなる所定の配線パターンを形成してなる接続部材である。ＦＰＣ２０は、前記配線パターンの一端が有機ＥＬパネル１０の入力配線１８と接続されており、他端に形成される端子部２１が回路基板３０のコネクタＣに挿入されると、有機ＥＬパネル１０（のドライバーＩＣ１４）と回路基板３０とを電気的に接続させる。

回路基板３０は、ガラスエポキシ等の硬質基板に銅箔等からなる所定の配線パターンが形成されてなるものである。回路基板３０の一方の面（図２中の下面）上にはＦＰＣ２０の端子部２１が挿入されるコネクタＣが実装される。回路基板３０は、端子部２１がコネクタＣに挿入されることによって有機ＥＬパネル１０（のドライバーＩＣ１４）と電気的に接続される。また、回路基板３０には電源回路が搭載され、外部電源より供給される入力電力から有機ＥＬパネル１０の駆動電流（定電流）を生成して、ドライバーＩＣ１４に供給する。また、回路基板３０は、外部回路からの制御信号をドライバーＩＣ１４に出力する。さらに、回路基板３０の他方の面（図２中の上面）上には、図１及び図２に示すように、バネ状部材（弾性部材）３１が配置され、また、前記配線パターンと同様の材料からなる放熱パターン３２が形成されている。

バネ状部材３１は、支持基板１１の材料よりも熱伝導率の高い材料を加工してなり、具体的には例えばベリリウム銅等の銅合金からなる。バネ状部材３１は、基部となる平板部３１ａと、平板部３１ａから延設され弾性を有するように屈曲したバネ部３１ｂと、を有する。平板部３１ａは、共晶はんだ等によって放熱パターン３２と接続され、本発明における接続部として機能する。バネ部３１ｂは、間隔を空けて平板部３１ａと上下に対向しており、所定の圧力が付与されると下方向（平板部３１ａ側）に撓むように変形する。

放熱パターン３２は、支持基板１１の材料よりも熱伝導率の高い材料からなり、具体的には例えば前記配線パターンと同様の銅箔等からなる。放熱パターン３２は、平板部３１ａを介してバネ状部材３１と接続される。放熱パターン３２の体積（面積及び厚さ）は、有機ＥＬモジュール１００の用途やドライバーＩＣ１４の発熱量に応じて適宜設定される。

以上の各部によって有機ＥＬモジュール１００が構成されている。

次に、本実施形態における放熱方法について説明する。有機ＥＬモジュール１００は、ＦＰＣ２０の一端を有機ＥＬパネル１０と接続し、ＦＰＣ２０の他端側の端子部２１を回路基板３０のコネクタＣに挿入して有機ＥＬパネル１０と回路基板３０とを電気的に接続した状態において、図２に示すように、ＦＰＣ２０を折り曲げて有機ＥＬパネル１０が回路基板３０と重なるように配置することが可能である。このように有機ＥＬパネル１０を配置すると、有機ＥＬパネル１０の発光表示部２０、封止基板３０及びドライバーＩＣ１４が設けられる面と、回路基板３０のバネ状部材３１及び放熱パターン３２が設けられる面と、が対向する格好となり、ドライバーＩＣ１４がバネ状部材３１のバネ部３１ｂと接して両者が熱的に結合する状態となる。したがって、ドライバーＩＣ１４から発せられた熱は、まず、ドライバーＩＣ１４と接するバネ部３１ｂに伝わりバネ状部材３１全体に拡散される。さらに、バネ状部材３１全体に拡散した熱は、バネ状部材３１自身から外部に放射されるとともに、平板部３１ａを介して放熱パターン３２に伝達される。放熱パターン３２に伝達された熱は、放熱パターン３２全体に拡散し放熱パターン３２から外部に放射される。
なお、ドライバーＩＣ１４とバネ部３１ｂとの接触は、所定の圧力を付与してドライバーＩＣ１４をバネ部３１ｂに押圧することで良好に維持することができる。ドライバーＩＣ１４に圧力を付与する方法としては、例えば図示しないケース体に有機ＥＬモジュール１００を収納する際に前記ケース体の一部で有機ＥＬパネル１０を回路基板３０側に押圧する方法などが考えられる。また、ドライバーＩＣ１４は弾性を有するバネ部３１ｂに接触するため、ドライバーＩＣ１４とバネ部３１ｂとの上下方向の位置関係にバラツキが生じるなどしてドライバーＩＣ１４に付与される圧力に多少のバラツキが生じてもドライバーＩＣ１４に過大な圧力が加わることがなく、放熱のための作業が容易である。

本実施形態である有機ＥＬモジュール１００は、支持基板１１と、支持基板１１上に陽極ライン１２ａと有機発光層と陰極ライン１２ｅとを少なくとも積層形成してなる発光表示部１２と、支持基板１１上に実装され陽極ライン１２ａ、陰極ライン１２ｅ間に駆動電流を印加するドライバーＩＣ１４と、を有する有機ＥＬパネル１０と、有機ＥＬパネル１０と電気的に接続される回路基板３０と、回路基板３０に配設され支持基板１１よりも熱伝導率の高いバネ状部材３１と、を備え、有機ＥＬパネル１０をドライバーＩＣ１４がバネ状部材３１と接するように配置可能であることを特徴とする。

これにより、高い精度が要求される取付作業や接着剤を用いることなくドライバーＩＣ１４を熱伝導率の高い部材に良好に接触させることができ、放熱の信頼性を向上させることが可能となる。

また、回路基板３０に支持基板１１よりも熱伝導率の高い放熱パターン３２が形成され、バネ状部材３１は放熱パターン３２と接続される接続部（平板部３１ａ）を有することを特徴とする。

これにより、バネ状部材３１以外に放熱パターン３２からも放熱することができ、より放熱効果を向上させることができる。また、放熱パターン３２の体積を調整することで、ドライバーＩＣ１４の発熱量に応じて放熱効果を調整することができる。

以上の説明は、本発明を例示するものであって、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更等（構成要素の削除を含む）が可能であることはもちろんである。本実施形態においては、弾性部材としてバネ状部材３１を用いたが、弾性部材の形状等は本実施形態に限定されるものではなく、例えば支持基板１１の材料よりも熱伝導率が高い材料を弾性のある平板部を有する台座状に加工した台座部材を用い、ドライバーＩＣ１４を平板部に接触させてもよい。また、本発明の被接続部材は回路基板３０に限定されるものではなく、例えばＦＰＣであってもよい。

本発明は、ＣＯＧ型の有機ＥＬパネルを備える有機ＥＬモジュールに好適である。

１００ 有機ＥＬモジュール
１０ 有機ＥＬパネル
１１ 支持基板
１２ 発光表示部
１２ａ 陽極ライン（第一電極）
１２ｂ 絶縁膜
１２ｃ 隔壁
１２ｄ 有機層
１２ｅ 陰極ライン（第二電極）
１３ 封止部材
１４ ドライバーＩＣ
１５ 円偏光板
１６ 陽極配線
１７ 陰極配線
１８ 入力配線
２０ ＦＰＣ
３０ 回路基板（被接続部材）
３１ バネ状部材（弾性部材）
３１ａ 平板部（接続部）
３２ｂ バネ部
３２ 放熱パターン

Claims (2)

1. 支持基板と、前記支持基板上に第一電極と有機発光層と第二電極とを少なくとも積層形成してなる発光表示部と、前記支持基板上に実装され前記第一，第二電極間に駆動電流を印加するドライバーＩＣと、を有する有機ＥＬパネルと、
   前記有機ＥＬパネルと電気的に接続される被接続部材と、
   前記被接続部材に配設され前記支持基板よりも熱伝導率の高い弾性部材と、を備え、
   前記有機ＥＬパネルを前記ドライバーＩＣが前記弾性部材と接するように配置可能であることを特徴とする有機ＥＬモジュール。
2. 前記被接続部材に前記支持基板よりも熱伝導率の高い放熱パターンが形成され、前記弾性部材は前記放熱パターンと接続される接続部を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬモジュール。

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