JP2015153581A - 発光素子 - Google Patents

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Shinichi Ishizuka
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Abstract

【課題】互いに離れた複数の領域から発光部への電圧の印加を容易にする。【解決手段】発光素子10は、基板100、封止部材200、及び発光部300を含んでいる。発光部300は、発光素子400を含んでいる。発光素子400は、第1電極410、第2電極420、及び発光層430を含んでいる。発光素子400は、基板100と対向している。封止部材200は、発光素子400を介して基板100と対向し、発光素子400を覆っている。さらに封止部材200は、導電性を有している。このようにして、封止部材200と第1電極410が互いに導通している。【選択図】図1

Description

本発明は、発光素子に関する。
近年、発光素子として、有機EL(Organic Electroluminescence)素子が注目を集めている。有機EL素子は、高コントラスト及び軽量化といった特長を有している。その一方で、有機EL素子は、例えば酸素又は水分によって品質が劣化してしまうことが知られている。このような問題に対応するために、有機EL素子を封止する必要がある。
特許文献1には、ガラス基板、有機EL素子及び金属製の封止キャップを含む発光素子が記載されている。有機EL素子はガラス基板の上に設けられている。封止キャップは、接着剤を介してガラス基板に接着しているとともに、有機EL素子を覆っている。特許文献1では、封止キャップをガラス基板に接着する際、封止キャップのガラス基板との接着面に紫外光を照射している。
特許文献2には、基板、有機EL素子、金属封止膜及び絶縁性薄膜を含む発光素子が記載されている。有機EL素子は、基板の上に設けられている。さらに有機EL素子は、金属封止膜によって覆われており、金属封止膜は、絶縁性薄膜によって覆われている。なお、基板と金属封止膜の間には、絶縁体が設けられており、基板と金属封止膜が導通することはない。
特開2002−198173号公報 特開2003−59646号公報
発光素子の発光層は、一般に、2つの電極によって挟まれている。これらの電極では、内部抵抗によって、電圧降下が生じる場合がある。そしてこのような電圧降下は、発光素子の発光部における輝度ムラの原因となる。そこで、このような輝度ムラを防止するために、互いに離れた複数の領域から発光部に電圧を印加する場合がある。
本発明が解決しようとする課題としては、互いに離れた複数の領域から発光部への電圧の印加を容易にすることが一例として挙げられる。
請求項1に記載の発明は、
基板と、
前記基板と対向する発光層と、
前記発光層を介して前記基板と対向し、前記発光層を覆うカバー部材と、
前記発光層に電流を供給する電極と、
を備え、
前記カバー部材は導電性を有し、
前記電極と前記カバー部材とが互いに導通している発光素子である。
実施形態に係る発光素子の平面図である。 図1のA−Aにおける断面図である。 図1のB−Bにおける断面図である。 実施例1に係る発光素子の平面図である。 図4のA−Aにおける断面図である。 図4のB−Bにおける断面図である。 図4に示した第1電極及び第1電極引き出し部を示す平面図である。 実施例2に係る発光素子の構造の一部を示す平面図である。 実施例3に係る発光素子の構造の一部を示す平面図である。 図9のB−Bにおける断面図である。 実施例4に係る発光素子の構造の一部を示す平面図である。 実施例5に係る発光素子の構造の一部を示す平面図である。 図12のB−Bにおける断面図である。 実施例6に係る発光素子の構造の一部を示す平面図である。 実施例7に係る発光素子の構造の一部を示す平面図である。 実施例8に係る発光素子の平面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図1は、実施形態に係る発光素子10の平面図である。図2は、図1のA−Aにおける断面図である。図3は、図1のB−Bにおける断面図である。なお、図1には、図2及び図3に示した封止部材200を示していない。
発光素子10は、基板100、封止部材200及び発光部300を備えている。発光部300は、発光素子400を含んでいる。発光素子400は、光(例えば、可視光、紫外線又は赤外線)を発する素子である。本図に示す例では、発光素子400は、有機EL(Organic Electroluminescence)素子である。ただし、発光素子400は有機EL素子に限られず、LED(Light−Emitting Diode)であってもよい。以下、発光素子400が有機EL素子として説明を行う。なお、本図に示す例では、発光部300に含まれている発光素子400の数は1のみであるが、当該数はこれに限られず、複数であってもよい。
基板100は、例えば、ガラス又は樹脂材料により形成されている。ただし基板100の材料はこれに限られず、他の材料であってもよい。さらに、基板100は可撓性を有していてもよい。基板100の厚さは、例えば、0.01mm以上2.0mm以下である。
封止部材200は、基板100と対向している。本図に示す例では、基板100と封止部材200の間には封止空間210が形成されている。封止空間210は、基板100と封止部材200によって封止された空間である。発光部300は、封止空間210に設けられている。さらに発光部300は、封止部材200によって覆われている。
封止部材200は、縁の全周を基板100に向けて折り曲げた形状を有している。そして折り曲げられた縁の端部が、基板100に固定されている。基板100に固定されている部分は、封止領域220を構成している。封止領域220において、封止部材200は基板100に固定されている。このようにして、上記した封止空間210は、基板100と封止部材200によって封止されている。さらに封止領域220は、発光部300を囲んでいる。本図に示す例では、封止領域220は、接着部材500によって、後述する第1電極引き出し部412及び第2電極引き出し部422に固定されている。
本図に示す例において、封止部材200の平面形状は、四角形である。ただし、封止部材200の平面形状は、四角形に限らず、他の形状(例えば、四角形以外の多角形)であってもよい。なお、本図に示す例では、上記した封止領域220が、上記した四角形の各辺に設けられている。
封止部材200は、導電性を有している。具体的には、封止部材200の全体が、導電性を有する材料により形成されていてもよい。この場合、封止部材200の全体を、金属(例えば、アルミニウム)により形成してもよい。または、封止部材200の一部が、導電性を有する材料により形成されていてもよい。この場合、封止部材200の当該一部は、封止領域220の一の領域から、封止部材200の表面又は内部を介して、封止領域220の他の領域にかけて、形成されていてもよい。このようにして、封止領域220の一の領域と、封止領域220の他の領域が、封止部材200を介して電気的に接続することができる。具体的には、封止部材200の表面に、スパッタにより形成された金属膜を形成してもよい。または、封止部材200の内部に導電部材を埋め込んでもよい。
同様に、接着部材500も、導電性を有している。具体的には、接着部材500は、導電性を有する材料によって形成されている。接着部材500は、例えば、導電性の粒子を含む樹脂により形成することができる。
発光素子400は、第1電極410、第2電極420及び発光層430を含んでいる。第1電極410は、基板100と対向している。発光層430は、第1電極410を介して基板100と対向している。第2電極420は、第1電極410及び発光層430を介して基板100と対向している。このようにして、第1電極410と第2電極420は、発光層430の厚み方向に、発光層430を挟んでいる。なお、本図に示す例では、第1電極410が陽極であり、第2電極420が陰極である。ただし第1電極410の極性と第2電極420の極性は逆であってもよい。
第1電極410は、発光層430に電流を流す電極である。本図に示す例では、第1電極410は平板状である。第1電極410は、例えば、光に対して透光性を有する材料により形成されている。このような材料の例としては、ITO(Indium Tin Oxide)若しくはIZO(インジウム亜鉛酸化物)といった無機材料、又はポリチオフェン誘導体といった導電性高分子が挙げられる。
第1電極410への電圧は、第1電極引き出し部412及び第1電極取り出し部414を介して印加される。第1電極取り出し部414は、例えば、電源に接続している。第1電極取り出し部414が電源に接続している場合、第1電極引き出し部412及び第1電極取り出し部414を介して第1電極410に電圧が印加される。このようにして第1電極410は、陽極として機能することができる。
第1電極引き出し部412は、z軸方向から見て、領域222及び224と重なっている。領域222及び224は、封止領域220の一部であり、第1方向(本図に示す例では、y軸方向)に発光部300を介して互いに対向している。さらに、第1電極引き出し部412は、領域222及び224に沿って延在している。なお、本図に示す例では、領域222及び224は、封止部材200の上記した四角形において対向する2辺に沿っている。
さらに本図に示す例では、第1電極引き出し部412は、第1電極410と一体となっている。結果、第1電極410が、領域222及び224の外側にまで延在している。このようにして、第1電極410の一部が、第1電極引き出し部412となっている。
第1電極取り出し部414は、領域222及び224の外側において、第1電極引き出し部412と接続している。第1電極取り出し部414は、領域222及び224の一方の側又は両側に設けることができる。なお、本図に示す例では、第1電極取り出し部414は、領域222及び224の両側に設けられている。さらに本図に示す例では、第1電極取り出し部414は、領域222及び224に沿って延在している。
第1電極410は、接着部材500を介して封止部材200と導通している。具体的には、第1電極引き出し部412が、領域222及び224と導通している。さらに封止部材200の平面形状が多角形である場合、封止部材200は、当該多角形の少なくとも2辺に沿った領域で第1電極410に電気的に接続していてもよい。この場合、この2辺は、互いに隣接していてもよいし、又は互いに離間していてもよい。本図に示す例では、第1電極410と封止部材200は、互いに離れた複数の領域において、互いに導通している。具体的には、領域222及び224が、上記した四角形において対向する2辺に沿っており、第1電極410(第1電極引き出し部412)が、領域222及び224に電気的に接続している。
第2電極420は、例えば、金属(例えば、アルミニウム)により形成された電極である。さらに第2電極420は、第1電極410とは異なり、光に対して透過性を有していなくてもよい。このため、第2電極420の材料として、第1電極410の材料よりも高い電気伝導率を有する材料を選択することができる。さらに第2電極420が光を反射する材料(例えば、金属)によって形成されている場合、発光層430からの光を第2電極420によって基板100の側に反射することができる。この場合、発光層430からの光を、基板100の側に効率的に出力することができる。なお、本図に示す例では、第2電極420は、平板状である。
第2電極420への電圧は、接続部材600、第2電極引き出し部422及び第2電極取り出し部424を介して印加される。また第2電極取り出し部424は、例えば、グラウンドに接続されている。第2電極取り出し部424がグラウンドに接続している場合、第2電極取り出し部424は陰極として機能することができる。
第2電極引き出し部422は、z軸方向から見て、領域226及び228と重なっている。領域226及び228は、封止領域220の一部であり、上記した第1方向と交わる第2方向(本図に示す例では、x軸方向)に発光部300を介して互いに対向している。さらに、第2電極引き出し部422は、領域226及び228に沿って延在している。なお、本図に示す例では、領域226及び228は、封止部材200の上記した四角形において対向する2辺に沿っている。
さらに、第2電極引き出し部422は、発光部300の側面から離間している。このため、第2電極引き出し部422と第2電極420の間の電気的接続は、接続部材600によって実現されている。
また、接続部材600は第2電極420と同じ材料でもよく、第2電極420と同時に形成されてもよい。
第2電極引き出し部422には、接着部材500を介して封止部材200が固定されている。ただし、接着部材500と第2電極引き出し部422の間には、絶縁膜700が設けられている。このため、第2電極引き出し部422と封止部材200(領域226及び228)が電気的に接続することはない。結果、第1電極410と第2電極420の短絡が防止されることになる。なお、第2電極引き出し部422は、光に対して透光性を有する材料(例えば、ITO)により形成してもよい。
第2電極取り出し部424は、領域226及び228の外側において、第2電極引き出し部422と接続している。第2電極取り出し部424は、領域226及び領域228の一方の側又は両側に設けることができる。なお、本図に示す例では、第2電極取り出し部424は、領域226及び228の両側に設けられている。さらに本図に示す例では、第2電極取り出し部424は、領域226及び228に沿って延在している。
発光層430は、第1電極410及び第2電極420の間に電圧を印加することで、光を発する。発光層430から発せられた光は、第1電極410及び基板100を介して外部に出力される。発光層430は、例えば、有機層である。さらに、発光層430と第1電極410の間には、正孔輸送層又は正孔注入層(不図示)が設けられていてもよいし、発光層430と第2電極420の間には、電子輸送層又は電子注入層(不図示)が設けられていてもよい。
以上、本実施形態によれば、第1電極引き出し部412と封止部材200が互いに導通している。このため、一の領域に位置する第1電極引き出し部412に印加された電圧を、封止部材200を介して、他の領域に位置する第1電極引き出し部412にも印加することができる。
特に本図に示す例においては、領域222及び224の一方の側の第1電極取り出し部414に電圧を印加すれば、封止部材200を介して、領域222及び224の他方の側に位置する第1電極410にも電圧を印加することができる。この場合、領域222及び224の両側から発光部300に電圧が印加される。このため、発光部300の輝度ムラを抑えることができる。さらに、このような電圧の印加は、領域222及び224の一方の側にのみ第1電極取り出し部414を設けることで実現することができる。このため、第1電極取り出し部414が占める面積を減らすることができる。結果、発光部300の面積を大きくすることができる。
なお、本図に示す例においては、発光部300を覆う部材として封止部材200が用いられているが、発光部300を覆う部材は封止部材に限定されるものではない。発光部300を覆う部材として、例えば、カバー部材を用いてもよい。この場合、カバー部材と基板100の間の空間を封止する必要はなく、カバー部材は、発光部300を覆っていればよい。カバー部材が封止部材200と同様に導電性を有するものであれば、本図に示す例と同様にして、第1電極410の一部の領域に印加された電圧を、カバー部材を介して、第1電極410の他の領域にも印加することができる。
(実施例1)
図4は、実施例1に係る発光素子10の平面図であり、実施形態の図1に対応する。図5は、図4のA−Aにおける断面図であり、実施形態の図2に対応する。図6は、図4のB−Bにおける断面図であり、実施形態の図3に対応する。本実施例に係る発光素子10は、以下の点を除いて実施形態に係る発光素子10と同様の構成である。
上記したように、領域222及び領域224は、第1方向(本図に示す例では、y軸方向)に発光部300を介して対向している。領域226及び領域228は、第2方向(本図に示す例では、x軸方向)に発光部300を介して対向している。そして本実施例では、領域222及び領域224に加えて、領域226にも第1電極引き出し部412が設けられている。なお、領域226に第1電極引き出し部412が設けられたことにともない、領域226からは、第2電極引き出し部422及び第2電極取り出し部424が取り除かれている。このため、第2電極引き出し部422及び第2電極取り出し部424は、領域228の側にのみ設けられている。
本図に示す例では、第1電極取り出し部414は、領域226の側にのみ設けられている。すなわち、領域222の側及び領域224の側には、第1電極取り出し部414が設けられていない。さらに、第2電極取り出し部424は、領域228の側にのみ設けられている。このため、第1電極取り出し部414に電位を与える配線(不図示)と第2電極取り出し部424に電位を与える配線(不図示)が、封止部材200を介して対向することになる。
図7は、図4に示した第1電極410及び第1電極引き出し部412の構造を示す平面図である。本図に示す例では、領域226に位置する第1電極引き出し部412は、第1電極410から離間している。すなわち、領域226に位置する第1電極引き出し部412は、第1電極410に直接的に接続していない。本図に示す例では、領域226に位置する第1電極引き出し部412は、接着部材500及び封止部材200(図4〜図6参照)を介して、第1電極410に電気的に接続している。
本実施例によれば、実施形態と同様、一の領域に位置する第1電極引き出し部412に印加された電圧を、封止部材200を介して、他の領域に位置する第1電極引き出し部412にも印加することができる。
特に本図に示す例においては、領域226に位置する第1電極取り出し部414に電圧を印加すれば、封止部材200を介して、領域222及び224に位置する第1電極410にも電圧を印加することができる。この場合、領域222及び224の両側から発光部300に電圧が印加される。このため、発光部300の輝度ムラを抑えることができる。さらに、このような電圧の印加は、領域226の側にのみ第1電極取り出し部414を設けることで実現することができる。このため、第1電極取り出し部414が占める面積を減らすることができる。結果、発光部300の面積を大きくすることができる。
(実施例2)
図8は、実施例2に係る発光素子10の構造の一部を示す平面図であり、実施例1の図7に対応する。本実施例の構造は、領域226に位置する第1電極引き出し部412が第1電極410に直接的に接続している点を除いて、図7の構造と同様の構成である。このような構造により、本実施例においては、第1電極取り出し部414の電圧を、領域222及び224からだけでなく、領域226からも、第1電極410に印加することができる。
(実施例3)
図9は、実施例3に係る発光素子10の構造の一部を示す平面図を示す平面図であり、実施例2の図8に対応する。本実施例に係る構造は、以下の点を除いて実施例2に係る図8の構造と同様の構成である。
本実施例においては、第1電極410及び第1電極引き出し部412には、複数の線状の電極416が形成されている。すなわち、複数の電極416は、z軸方向から見て、縞状に配置されている。本図に示す例では、電極416は、上記した第1方向(本図に示す例では、y軸方向)に延在している。さらに、電極416は、z軸方向から見て、領域222及び224と重なっている。このようにして、電極416は、領域222及び224と電気的に接続している。
電極416は、第1電極410よりも高い導電性を有する材料(例えば、アルミニウム)により形成されている。この場合、電極416は補助電極として機能する。結果、第1電極410を単独で用いる場合と比較して、第1電極410及び電極416が、高い電気伝導率を実現することができる。
図10は、図9のB−Bにおける断面図である。なお、図10には、図6に示した封止部材200、第1電極引き出し部412及び第1電極取り出し部414は示していない。さらに図10に示した電極416の数は、図の表示の便宜上、図9に示した電極416の数よりも少ない。
本図に示す例において、電極416は、第1電極410を介して基板100と対向するとともに、第1電極410に接続している。さらに電極416は、絶縁膜800によって覆われている。このようにして、電極416と発光層430の間には、絶縁膜800が介在することになる。なお、絶縁膜800は、第1電極410において、電極416を覆っているが、第1電極410の他の部分は覆っていない。絶縁膜800は、電極416と第2電極420が短絡することを防止している。特に発光層430が薄い場合、電極416と第2電極420の間の距離が小さいものとなる。この場合であっても、絶縁膜800によって、電極416と第2電極420の短絡が効果的に防止される。
(実施例4)
図11は、実施例4に係る発光素子10の構造の一部を示す平面図であり、実施例3の図9に対応する。本実施例に係る構造は、以下の点を除いて実施例3に係る図9の構造と同様の構成である。
本実施例においては、複数の線状の電極416が、第1方向(本図に示す例では、y軸方向)だけでなく、第2方向(本図に示す例では、x軸方向)にも延在している。さらに、x軸方向に延在している電極416は、z軸方向から見て、領域226と重なっている。このようにして、電極416は、領域226と電気的に接続している。
本図に示す例では、複数の線状の電極416が、図9に示す例と比較して、高密度に配置されている。このため、本図に示す例では、図9に示す例に比べて、第1電極410及び電極416において、より高い電気伝導率を実現することができる。
(実施例5)
図12は、実施例5に係る発光素子10の構造の一部を示す平面図であり、実施例2の図8に対応する。図13は、図12のB−Bにおける断面図である。本実施例の構造は、第1電極410と領域226に位置する第1電極引き出し部412が一体となっている点を除いて、図8の構造と同様の構成である。このような構造により、本実施例においては、図8に示す例と同様に、第1電極取り出し部414に印加された電圧を、領域222及び224からだけでなく、領域226からも、第1電極410に印加することができる。なお、本図に示す例では、第1電極410の平面形状は矩形である。
(実施例6)
図14は、実施例6に係る発光素子10の構造の一部を示す平面図であり、実施例5の図12に対応する。本実施例の構造は、図9に示す例と同様に、複数の線状の電極416が、第1方向(本図に示す例では、y軸方向)に延在している点を除いて、図12の構造と同様の構成である。このような構造により、本実施例においては、図9に示す例と同様に、第1電極410及び電極416が高い電気伝導率を実現している。
(実施例7)
図15は、実施例7に係る発光素子10の構造の一部を示す平面図であり、実施例6の図14に対応する。本実施例の構造は、図11に示す例と同様に、複数の線状の電極416が、第1方向(本図に示す例では、y軸方向)だけでなく、第2方向(本図に示す例では、x軸方向)にも延在している点を除いて、図14の構造と同様の構成である。このような構造により、本実施例においては、図14に示す例と同様に、第1電極410及び電極416が高い電気伝導率を実現している。
(実施例8)
図16は、実施例8に係る発光素子10の平面図であり、実施例1の図4に対応する。本実施例に係る発光素子10は、以下の点を除いて実施例1に係る発光素子10と同様の構成である。
上記したように、領域222及び領域224は、第1方向(本図に示す例では、y軸方向)に発光部300を介して対向している。領域226及び領域228は、第2方向(本図に示す例では、x軸方向)に発光部300を介して対向している。そして本実施例においては、第2電極取り出し部424が、封止領域220の縁に沿って、領域228の側から領域226の側にまで延在している。具体的には、第2電極取り出し部424は、領域222、224及び228を囲んで、領域226の側にまで達している。本図に示す例では、第2電極取り出し部424の内側に、領域222及び224に位置する第1電極引き出し部412が位置している。さらに領域226の側に位置する第2電極取り出し部424は、第1電極取り出し部414と同一直線上に位置している。
本実施例によれば、実施例1と同様、一の領域に位置する第1電極引き出し部412に印加された電圧を、封止部材200を介して、他の領域に位置する第1電極引き出し部412にも印加することができる。
特に本図に示す例においては、領域226に位置する第1電極取り出し部414に電圧を印加すれば、封止部材200を介して、領域222及び224に位置する第1電極410にも電圧を印加することができる。この場合、領域222及び224の両側から発光部300に電圧が印加される。このため、発光部300の輝度ムラを抑えることができる。さらに、このような電圧の印加は、領域226の側にのみ第1電極取り出し部414を設けることで実現することができる。このため、第1電極取り出し部414が占める面積を減らすることができる。結果、発光部300の面積を大きくすることができる。
さらに本実施例によれば、第1電極取り出し部414に電位を与える配線(不図示)と第2電極取り出し部424に電位を与える配線(不図示)を、発光部300に対して同じ側(領域226の側)に設けることができる。このため、これらの配線を効率的に配置することができる。
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
例えば、上記した実施形態及び実施例における発光素子10は、基板100の側から光を出力するボトムエミッション型の素子であったが、発光素子10は、第2電極420の側から光を出力するトップエミッション型の素子であってもよい。この場合、第2電極420及び封止部材200は、光に対して透過性を有する材料により形成される。さらにこの場合、封止部材200は、第2電極420と導通していてもよい。さらに、発光素子10は、基板100及び封止部材200の両側から光を発するものであってもよい。
10 発光素子
100 基板
200 封止部材
210 封止空間
220 封止領域
222 領域
224 領域
226 領域
228 領域
300 発光部
400 発光素子
410 第1電極
412 第1電極引き出し部
414 第1電極取り出し部
416 電極
420 第2電極
422 第2電極引き出し部
424 第2電極取り出し部
430 発光層
500 接着部材
600 接続部材
700 絶縁膜
800 絶縁膜

Claims (4)

  1. 基板と、
    前記基板と対向する発光層と、
    前記発光層を介して前記基板と対向し、前記発光層を覆うカバー部材と、
    前記発光層に電流を供給する電極と、
    を備え、
    前記カバー部材は導電性を有し、
    前記電極と前記カバー部材とが互いに導通している発光素子。
  2. 請求項1に記載の発光素子において、
    前記カバー部材の平面形状は多角形であり、
    前記カバー部材は、前記多角形の少なくとも2辺に沿った領域で前記電極に電気的に接続している発光素子。
  3. 請求項2に記載の発光素子において、
    前記電極は、第1電極及び第2電極からなり、
    前記第1電極と前記第2電極は、前記発光層の厚み方向に、前記発光層を挟んでおり、
    前記第1電極の電気伝導率は、前記第2電極の電気伝導率よりも低く、
    前記第1電極と前記カバー部材とが電気的に接続している発光素子。
  4. 請求項3に記載の発光素子において、
    前記カバー部材は、前記発光層を封止する封止部材である発光素子。
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