JP2015050441A - 発光装置及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の均一性を高めた発光装置及び照明器具を提供する。【解決手段】実施形態によれば、第１の電極と、第２の電極と、有機層と、を含む発光装置が提供される。前記第１の電極は、第１部分と、前記第１部分と第１方向において離間する第２部分と、を含み光透過性である。前記第２の電極は、前記第１方向に対して交差する第２方向において前記第１部分と離間し複数の開口部を有する第３部分と、前記第３部分と前記第１方向に離間し前記第２方向において前記第２部分と離間した第４部分と、を含み前記第１の電極の透過率よりも低い透過率を有する。前記有機層は、前記第１部分と前記第３部分との間に設けられた第５部分と、前記第２部分と前記第４部分との間に設けられた第６部と、を含み発光層を含む。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光装置及び照明器具に関する。

例えば、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）を光源とする発光装置及び照明器具がある。このような発光装置及び照明器具において、発光領域の輝度を均一にすることが望まれる。

特開２０１１−２４９５４１号公報

本発明の実施形態は、輝度の均一性を高めた発光装置及び照明器具を提供する。

本発明の実施形態によれば、第１の電極と、第２の電極と、有機層と、を含む発光装置が提供される。前記第１の電極は、第１部分と、前記第１部分と第１方向において離間する第２部分と、を含み光透過性である。前記第２の電極は、前記第１方向に対して交差する第２方向において前記第１部分と離間し複数の開口部を有する第３部分と、前記第３部分と前記第１方向に離間し前記第２方向において前記第２部分と離間した第４部分と、を含み前記第１の電極の透過率よりも低い透過率の部分を有する。前記有機層は、前記第１部分と前記第３部分との間に設けられた第５部分と、前記第２部分と前記第４部分との間に設けられた第６部と、を含み発光層を含む。

本発明の実施形態によれば、輝度の均一性を高めた発光装置及び照明器具が提供される。

図１（ａ）〜図１（ｃ）は、実施形態に係る発光装置を例示する模式的平面図である。 実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。 実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。 実施形態に係る発光装置の一部を例示する模式的平面図である。 実施形態に係る発光装置を用いた照明器具を例示する模式図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る発光装置を例示する模式的平面図である。 実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。 実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の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（ａ）〜図１（ｃ）は、実施形態に係る発光装置を例示する模式的平面図である。 図２及び図３は、実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。
図２は、図１（ａ）〜図１（ｃ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図３は、図１（ａ）〜図１（ｃ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。

図２及び図３に例示したように、発光装置１１０は、有機層３０と、第１の電極２１と、第２の電極５２と、を含む。第１の電極２１は、例えば、有機層３０の一方の面に設けられる。第２の電極５２は、有機層３０の他方の面に設けられる。有機層３０、第１の電極２１及び第２の電極５２は、例えば、基板２０上に設けられる。有機層３０は、発光層３２を含む。基板２０に対して、透明封止部材２４が封止体２５を介して重ねられている。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、それぞれ、第１の電極２１のパターン形状と、第２の電極５２のパターン形状と、を例示している。図１（ｃ）は、透明封止部材２４の形状を例示している。

基板２０は、光透過性である。基板２０は、例えば、透明基板である。例えば、基板２０は、ガラス基板である。基板２０は、透明樹脂基板でもよい。

本明細書において、「透明」とは、発光層３２の発光光に対して透過性を有することを表す。「透明」とは、光透過率が１００％であることには限らない。例えば、波長５５０ｎｍにおける透過率が２０％以上、望ましくは３０％以上であることを意味する。発光層３２は、可視光を発光する。「透明」とは、リモートコントローラの送信信号や、人感センサの検知対象光などに対する透過性を有することも表す。例えば、「透明」とは、赤外線に対して透過性を有することも表す。

「不透明」とは、発光層３２の発光光に対して遮光性または反射性を有することを表す。「不透明」とは、発光層３２の発光光に対する透過率が０％であることには限らない。「不透明」とは、「透明」な領域よりも透過率が相対的に低い場合も表す。例えば、波長５５０ｎｍにおける透過率が２０％以下、望ましくは１５％以下であることを意味する。

基板２０上に、第１の電極２１が設けられている。第１の電極は、例えば、光透過性である。第１の電極２１は、透明電極である。第１の電極２１には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）または導電性高分子などが用いられる。

第１の電極２１上に、有機層３０が設けられている。有機層３０は、発光層３２と、正孔輸送層３１と、電子輸送層３３とを含む。第１の電極２１上に正孔輸送層３１が設けられ、正孔輸送層３１上に発光層３２が設けられ、発光層３２上に電子輸送層３３が設けられている。

電子輸送層３３上には、第２の電極５２が設けられている。第２の電極５２は、例えば、第１の電極２１の光の透過率よりも低い透過率を有する。第２の電極５２は、例えば、不透明である。

基板２０に対して、透明封止部材２４が封止体２５を介して重ねられている。有機層３０、第１の電極２１及び第２の電極５２を含む積層体は、基板２０と透明封止部材２４との間に封止されている。

透明封止部材２４は、ガラス基板または透明樹脂である。封止体２５には、例えば樹脂が用いられる。封止体２５は、基板２０と透明封止部材２４との間の領域の周囲に連続して設けられている。

第２の電極５２は、例えば、金属膜である。第２の電極５２は、第１の金属膜部５２ａと、第２の金属膜部５２ｂとを含む。第１の金属膜部５２ａと第２の金属膜部５２ｂとには、例えば、同じ金属が用いられる。第２の金属膜部５２ｂには、複数の開口部５２ｅが設けられている。これら開口部５２ｅにおいては、光は透過する。第２の金属膜部５２ｂは、第１の金属膜部５２ａと、電気的に絶縁されている。

第１の電極は光透過性である。第１の電極２１は、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とを含む。第２の電極５２は、第３部分Ｐ３（第２の金属膜部５２ｂ）と第４部分Ｐ４（第１の金属膜部５２ａ）とを含む。第２の電極５２の光の透過率は、第１の電極２１の光の透過率よりも低い。第１部分Ｐ１は、第２部分Ｐ２と電気的に絶縁されている。

発光層３２を含む有機層３０は、第５部分Ｐ５と第６部分Ｐ６とを含む。第５部分Ｐ５は、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に設けられる。第６部分Ｐ６は、第２部分Ｐ２と第４部分Ｐ４との間に設けられる。

第１の電極２１は、基板２０上の第１平面内に設けられる。第１の電極２１は、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とを含む。第２の電極５２は、第３部分Ｐ３と第４部分Ｐ４とを含む。第２の電極５２の光の透過率は、第１の電極２１の光の透過率よりも、低い。

第３部分Ｐ３は、基板２０上の第１平面に対して交差する方向（例えばＺ軸方向）において、第１部分Ｐ１と離間する。第３部分Ｐ３には複数の開口部５２ｅが設けられている。第４部分Ｐ４は、第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２が設けられた平面に対し平行な面内において、第３部分Ｐ３と離間して設けられる。第１部分Ｐ１は第２部分Ｐ２と電気的に絶縁されている。

有機層３０は、第５部分Ｐ５と、第６部分Ｐ６とを含む。第５部分Ｐ５は、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に設けられる。第６部分Ｐ６は、第２部分Ｐ２と第４部分Ｐ４との間に設けられる。

発光装置１１０においては、例えば、第１の電極２１から正孔輸送層を介して、発光層３２へ正孔が注入される。第２の電極５２から電子輸送層を介して、発光層３２へ電子が注入される。発光層３２では、注入された電子と正孔とが、再結合する。再結合の際に発生するエネルギーによって、発光層３２が発光する。

基板２０から有機層３０へ向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向に対し垂直で、Ｘ軸方向に対し垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向に垂直な平面は、Ｘ−Ｙ平面である。

第２の電極５２は、発光層３２の発光光をほとんど透過させない厚みを有している。第１の金属膜部５２ａには、開口部が設けられていない。Ｘ−Ｙ平面に射影した場合、有機層３０と、第１の金属膜部５２ａとが重なる領域は、不透過領域ＲＦ１となる。すなわち、消灯時に発光装置１１０を介して反対側を見ることが不可能な領域となる。

第２の金属膜部５２ｂは、例えば、Ｙ軸方向に延びる線状に形成されている。第２の金属膜部５２ｂは、開口部５２ｅと非開口部５２ｆとを含む。

発光層３２は、第１の電極２１と、第２の金属膜部５２ｂの非開口部５２ｆとで挟まれた領域で発光する。第１の電極２１と非開口部５２ｆとの間で発光した光の一部は、第２の電極５２側に向かう。第２の電極５２側へ向かった光は、第２の電極５２で反射する。
反射した光は、透明電極である第１の電極２１を介して透明基板２０側に取り出される。発光層３２は、第１の電極２１と開口部５２ｅとで挟まれた領域では、発光しない。

開口部５２ｅが設けられた領域は、光透過性を有する。第２の金属膜部５２ｂには複数の開口部５２ｅが設けられている。したがって、Ｘ−Ｙ平面に射影した場合、有機層３０と、第２の金属膜部５２ｂとが重なる領域は、透過領域ＴＲ１となる。すなわち消灯時に発光装置１１０を介して反対側を見ることが可能な領域となる。また、点灯時に透明封止部材２４側から基板２０の向こう側を見ることが可能な領域となる。発光装置１１０においては、１つの第１の電極２１の上に、不透過領域ＲＦ１と透過領域ＴＲ１とが設けられている。

第２の電極５２は、例えば、銀（Ａｇ）膜、またはアルミニウム（Ａｌ）膜である。第２の電極５２の厚さは、３０ｎｍ以上が望ましい。

図１（ａ）に表したように、例えば、第１の電極２１には、第１スリットＳ１が設けられる。第１スリットＳ１は、透過領域ＴＲ１と、不透過領域ＲＦ１との間に設けられる。

図１（ｂ）に表したように、例えば、第２の電極５２には、第２スリットＳ２が設けられる。第２スリットＳ２は、透過領域ＴＲ１と、不透過領域ＲＦ１との間に設けられる。すなわち、第２スリットＳ２は、第１の金属膜部５２ａと第２の金属膜部５２ｂとの間に設けられる。

この例では、第２の金属膜部５２ｂは、有機層３０の外周側に設けられる。第２の金属膜部５２ｂの内側に第１の金属膜部５２ａが設けられる。第１の金属膜部５２ａの周囲を、第２の金属膜部５２ｂが連続して囲んでいる。

図１（ｃ）に表したように、例えば、透明封止部材２４には、第３スリットＳ３が設けられる。第３スリットＳ３は、透過領域ＴＲ１と、不透過領域ＲＦ１との間に設けられる。後述するように、透明封止部材２４の形状は、種々の変形が可能である。

図２に表したように、発光装置１１０は、第１電極部Ｎ１を含む。第１電極部Ｎ１は、第２の電極５２と電気的に接続されている。すなわち、第１電極部Ｎ１は、第３部分Ｐ３及び第４部分Ｐ４電気的に接続されている。

例えば、Ｘ−Ｙ平面に射影した場合、第１電極部Ｎ１は、第１スリットＳ１及び第３スリットＳ３の１部と互いに重なる。第１電極部Ｎ１は、例えば、基板２０の表面の一部にも設けられる。第１電極部Ｎ１は、基板２０の表面から有機層３０の上面にかけて、基板２０の表面と有機層３０の上面との間の段差を覆うように連続して設けられる。すなわち、第１電極部Ｎ１の一部は、第５部分Ｐ５と第６部分Ｐ６との間に、設けられる。

第１電極部Ｎ１と有機層３０の側面との間、及び第１電極部Ｎ１と第１の電極２１との間には、絶縁膜２６が設けられる。これにより、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１との間において、電極を配線することができる。

図１に表したように、発光装置１１０は、第２電極部Ｎ２を含む。第２電極部Ｎ２は、第１部分Ｐ１と電気的に接続されている。第２電極部Ｎ２は、第２部分Ｐ２と電気的に絶縁されている。

例えば、Ｘ−Ｙ平面に射影した場合、第２電極部Ｎ２は、第１スリットＳ２及び第３スリットＳ３の１部と互いに重なる。

例えば、第２電極部Ｎ２は、基板２０の表面の一部にも設けられる。

例えば、図３に表したように、第１の電極２１は、第３電極部Ｎ３を含む。第３電極部Ｎ３は、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２との間に設けられる。第３電極部Ｎ３は、第２部分Ｐ２と電気的に接続されている。Ｘ−Ｙ平面に射影した場合、第３電極部Ｎ３と、第２スリットＳ２と、第３スリットＳ３とは、少なくとも一部が重なる。これにより、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１との間から、電極を配線することができる。第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とは、電気的に絶縁されている。

本実施形態においては、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１との間において、電極を配線することができる。これにより、例えば、１つの基板上に透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１とを一体に形成することができる。

発光装置１１０においては、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とは、電気的に絶縁されている。これにより、第１部分Ｐ１から有機層３０へ注入される電流と、第２部分から有機層３０へ注入される電流と、は互いに独立して変更可能である。すなわち、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に流れる電流と、第２部分Ｐ２と第４部分Ｐ４との間に流れる電流とは、独立して変更可能である。

透過領域ＴＲ１においては、開口部５２ｅと第１の電極２１とで挟まれた領域の発光層３２は、発光しない。このため、透過領域ＴＲ１の輝度は、開口部５２ｅを含まない不透過領域ＲＦ１の輝度よりも、低い場合がある。これにより、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１とが１つの基板上に形成された場合、輝度むらが生じる場合がある。

発光装置１１０においては、透過領域ＴＲ１を流れる電流と、不透過領域ＲＦ１とを流れる電流は、独立に変更可能である。各電流を独立に制御することで、輝度むらを低減することができる。すなわち、輝度の均一性を高めることができる。

例えば、第２の金属膜部５２ｂの面積に対する非開口部５２ｆの面積の割合（非開口部率）は、１０％〜３０％程度である。第２の金属膜部５２ｂを流れる電流は、第１の金属膜部５２ａを流れる電流の、１．５倍〜２．５倍程度である。第２の金属膜部５２ｂを流れる電流と非開口部率の積は、第１の金属膜部５２ａを流れる電流の０．１５倍〜０．７５倍程度となるように調整する。

本実施形態によれば、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１とに流れる電流を独立に変更することで、輝度の均一性を高めた発光装置が提供される。

図４は、本実施形態に係る発光装置の一部を例示する模式的平面図である。
図４は、透明封止部材２４の形状を例示している。
図４に例示したように、実施形態に係る発光装置１１１（照明装置１２１）においては、透明封止部材２４は、中心部と外周部との２つに分かれている。実施形態において、透明封止部材２４の形状は任意である。

（第２の実施形態）
図５は、実施形態に係る発光装置を用いた照明器具を例示する模式図である。
図５に例示した照明器具１２０は、発光装置１１０と、器具本体４０と、制御装置６０と、を含む。制御装置６０は、第１部分Ｐ１、第２部分Ｐ２、第３部分Ｐ３、及び第４部分Ｐ４と電気的に接続される。

例えば、発光装置１１０における裏面側（透明封止部材２４側）に、器具本体４０が設けられる。器具本体４０は、発光装置１１０を保持する。

制御装置６０は、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に流れる電流を制御する。制御装置６０は、例えば、独立した２つの電源を含んでいる。すなわち、第１制御装置６０によって、不透過領域ＲＦ１における発光装置１１０の明るさが調整される。

制御装置６０は、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に流れる電流とは独立に、第２部分Ｐ２と第４部分Ｐ４との間に流れる電流を制御する。すなわち、第１制御装置６０によって、不透過領域ＲＦ１における発光装置１１０の明るさとは独立に、透過領域ＴＲ１における発光装置１１０の明るさが調整される。

制御装置６０は、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に流れる電流と、第２部分Ｐ２と第４部分Ｐ４との間に流れる電流と、を独立に制御する。これにより、輝度の均一性を高めることができる。

（第３の実施形態）
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る発光装置を例示する模式的平面図である。
図７及び図８は、実施形態に係る発光装置を例示する模式的断面図である。

図７は、図６（ａ）〜図６（ｃ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図８は、図６（ａ）〜図６（ｃ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。 第３の実施形態に係る発光装置１３０において、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とは、電気的に接続されている。第３部分Ｐ３と第４部分Ｐ４とは、電気的に絶縁されている。その他の構成は、第１の実施形態に係る発光装置１１０と同様である。

これにより、第３部分Ｐ３から有機層３０へ注入される電流と、第４部分Ｐ４から有機層３０へ注入される電流と、は互いに独立して変更可能である。すなわち、第１部分Ｐ１と第３部分Ｐ３との間に流れる電流と、第２部分Ｐ２と第４部分Ｐ４との間に流れる電流とは、独立して変更可能である。

本実施形態によれば、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１とに流れる電流を独立に変更することで、輝度の均一性を高めた発光装置が提供される。

本発明の実施形態によれば、輝度の均一性を高めた発光装置及び照明器具が提供される。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、第１の電極、第２の電極及び発光層を含む有機層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、本発明の実施の形態では、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１とに流れる電流を独立に変更可能としたが、透過領域ＴＲ１と不透過領域ＲＦ１は、例えば、１つの電源に接続することで、同じ電流が流れるように構成しても良い。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、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。

２０…基板、 ２１…第１の電極、 ２４…透明封止部材、 ２５…封止体、 ２６…絶縁膜、 ３０…有機層、 ３１…正孔輸送層、 ３２…発光層、 ３３…電子輸送層、 ４０…器具本体、 ５２…第２の電極、 ５２ａ…第１の金属膜部、 ５２ｂ…第２の金属膜部、 ５２ｅ…開口部、 ５２ｆ…非開口部、 ６０…制御装置、 １１０…発光装置、 １２０…照明器具、 １３０…発光装置、 Ｎ１…第１電極部、 Ｎ２…第２電極部、 Ｎ３…第３電極部、 Ｐ１…第１部分、 Ｐ２…第２部分、 Ｐ３…第３部分、 Ｐ４…第４部分、 Ｐ５…第５部分、 Ｐ６…第６部分、 ＲＦ１…不透過領域、 Ｓ１…第１スリット、 Ｓ２…第２スリット、 Ｓ３…第３スリット、 ＴＲ１…透過領域

Claims (6)

1. 第１部分と、前記第１部分と第１方向において離間する第２部分と、を含み光透過性の第１の電極と、
   前記第１方向に対して交差する第２方向において前記第１部分と離間し複数の開口部を有する第３部分と、前記第３部分と前記第１方向に離間し前記第２方向において前記第２部分と離間した第４部分と、を含み前記第１の電極の透過率よりも低い透過率を有する第２の電極と、
   前記第１部分と前記第３部分との間に設けられた第５部分と、前記第２部分と前記第４部分との間に設けられた第６部と、を含み発光層を含む有機層と、
   を備えた発光装置。
2. 前記第１部分と前記第３部分との間に流れる第１電流は、前記第２部分と前記第４部分との間に流れる第２電流とは、独立して変更可能な請求項１に記載の発光装置。
3. 前記第１部分と前記第２部分とは電気的に分断され、
   前記第３部分と前記第４部分とが電気的に接続されている請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記第１部分と前記第２部分とは電気的に接続され、
   前記第３部分と前記第４部分とが電気的に分断されている請求項１または２に記載の発光装置。
5. 前記第３部分は、前記複数の開口部と、非開口部と、を有し、
   前記第３部分は、前記非開口部の面積の前記第３部分の面積に対する比である非開口部率を有し、
   前記第２電流は、前記第１電流と前記非開口部率との積の０．１５倍以上０．７５倍以下である請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光装置と、
   前記１部分、前記２部分、前記第３部分及び前記第４部分と電気的に接続され、
   前記第１部分と前記第３部分との間に流れる第１電流と、前記第２部分と前記第４部分との間に流れる第２電流と、を独立して制御する制御部と、
   を備えた照明装置。

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