JP2016195002A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】放熱することができ、均一に発光する発光装置を提供する。
【解決手段】透明基板10上に配置され、有機発光層13が配置される透明電極層11aに電気的に接続された第一の端子15aに第一の導電性接着フィルム18aを接触させ、次に、発光層13上に配置された上部電極層14aに電気的に接続された第二の端子15bに第二の導電性接着フィルム18bを接触させ、押圧して電気的に接続させる。第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは、有機発光層13上に重ねて配置されており、有機発光層13の発熱を放熱させる。また、透明電極層11aと上部電極層14aとには、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bから電流が供給されるので、電圧降下が小さくなる。
【選択図】図8

Description

本発明は、照明装置の技術にかかり、特に、有機ELの発光による照明装置に関する。
現在、有機ELが照明装置としても注目されている。
図9(a)、(b)は、四角形の照明装置101の部分的な断面図であり、同図(a)は、四角形の一辺付近の断面図であり、同図(b)は、その辺とは直角な辺の付近の断面図である。この照明装置101は、有機ELを用いた照明装置であり、ガラス基板110に、透明導電層111と、有機発光層112と、上部電極層113と、保護膜114とがこの順序で形成され発光部本体106が構成されており、発光部本体106は、保護膜114と配線基板102との間にグラファイト等の熱伝導性材料109が配置された状態で、保護膜114側の表面が、接着材料116によって配線基板102に固定されている。
配線基板102には、第一、第二の外部端子103,104が設けられており、同図(a)に示されているように、透明導電層111は一部が露出され、透明導電層111の露出部分107bと第一の外部端子103とは、第一の配線フィルム107によって接続されている。
上部電極層113は、ガラス基板110上の接続電極111aに接続され、接続電極111aが、第二の配線フィルム108によって、第二の外部端子104に接続されている。符号115は導電性接着剤である。
第一、第二の外部端子103、104は、電源に接続され、電圧が印加されると、透明導電層111と上部電極層113との間に電圧が印加され、有機発光層112に電流が流れると、有機発光層112が発光する。
特開2008−226598号公報 特開2011−165489号公報
明るい照明装置101を作成しようとすると、有機発光層112を大面積で形成し、大面積の有機発光層112を発光させることになるが、透明導電層111や上部電極層113の広がり方向の抵抗値は大きいため、有機発光層112の第一、第二の配線フィルム107,108に近い部分では明るく、遠い部分では暗くなる問題がある。
また、発光量を増加させるため電流値を大きくすると、発熱し、有機発光層112がダメージを受けるという問題もある。
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、有機発光層が均一に発光できる照明装置を提供することにある。
また、発熱を均一化し、放熱できる照明装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、透明基板と、前記透明基板上に設けられた透明電極層と、前記透明電極層上に設けられた有機発光層と、前記有機発光層上に設けられた上部電極層と、を有し、前記透明電極層と前記上部電極層との間に電圧を印加して前記有機発光層に電流を流すと、前記有機発光層が発光する発光部本体と、前記透明基板上に配置され、前記透明電極層に電気的に接続された第一の端子と、前記透明基板上に配置され、前記上部電極層に電気的に接続された第二の端子と、第一、第二の導電性接着フィルムと、を有し、前記第一、第二の導電性接着フィルムは、金属箔と、前記金属箔の表面に設けられた接着剤層とを有し、前記第一、第二の導電性接着フィルムのうち、いずれか一方のフィルムの一部分は前記一方のフィルムの前記接着剤層によって、前記発光部本体の前記上部電極層上の位置に貼付され、他方のフィルムは、前記他方のフィルムの前記接着剤層が前記発光部本体の前記上部電極層上の位置で前記一方のフィルムに貼付され、前記第一の導電性接着フィルムの他の部分は、前記第一の端子に押圧して固定され、前記第二の導電性接着フィルムの他の部分は、前記第二の端子に押圧して固定され、前記第一の導電性接着フィルムの金属箔は、前記第一の端子に電気的に接続され、前記第二の導電性接着フィルムの金属箔は、前記第二の端子に電気的に接続された照明装置である。
また、本発明は照明装置であって、前記有機発光層は平面形状が四角形であり、四辺のうち、一組の平行な二辺に沿って前記第一の端子が配置され、他の平行な二辺に沿って前記第二の端子が配置された照明装置である。
また、本発明は照明装置であって、複数の前記有機発光層が行列状に配置され、行上に並ぶ前記有機発光層の間には、前記第一の端子が配置され、列上に並ぶ前記有機発光層の間には、前記第二の端子が配置された照明装置である。
また、本発明は照明装置であって、前記接着剤層には、金属粉末が含有された照明装置である。
有機発光層の発光にともなう発熱を均一化することができる。また、発光により発生する熱を放熱させることができる。
複数の有機発光層に均一な電流を供給することができる。
(a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(1) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(2) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(3) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(4) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(5) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(6) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(7) (a)〜(c):本発明の照明装置の製造工程を説明するための図(8) (a)、(b):従来技術を説明するための図
<照明装置>
図8(a)〜(c)の符号2は、本発明の照明装置を示しており、透明基板10上には、透明導電膜11が形成されている。
透明導電膜11の表面には複数の有機発光層(有機EL層))13が形成され、各有機発光層13の表面には複数の有機発光層13に亘って連続した導電性電極膜14が形成されており、透明導電膜11のうち、各有機発光層13の真下位置の部分を透明電極層11aと呼び、導電性電極膜14のうち、各有機発光層13の真上部分を上部電極層14aと呼ぶと、有機発光層13は透明電極層11aと上部電極層14aとによって挟まれている。
有機発光層13は直角四角形であり、一枚の透明基板10上の縁よりも内側の位置に、複数個が行列状に配置されている。
有機発光層13は、複数の有機薄膜が積層されて構成されており、上部電極層14aと透明電極層11aとの間に電圧が印加され、積層された各薄膜を貫通する方向に電流が流れると有機発光層13の内部で正孔と電子が結合し、有機発光層13は発光する。
隣接する有機発光層13と有機発光層13の間の位置であって、有機発光層13の四辺のうち、列方向に伸びる辺の間の位置には、列方向に長くされた金属膜から成る第一の端子15aが配置されており、行方向に伸びる辺の間の位置には、行方向に長く、第一の端子15aと同材料の第二の端子15bが配置されている。
有機発光層13が行列状に配置された四角形状の範囲の外周と透明基板10の縁との間の位置には、列方向に伸びる辺と平行にされ、列方向に長くされた第一の端子15aが配置されており、行方向に伸びる辺と平行にされ、行方向に長くされた第二の端子15bが配置されている。
その結果、各有機発光層13の列方向に伸びる各辺に沿った位置には、第一の端子15aが配置され、行方向に並ぶ有機発光層13の間と両端には、第一の端子15aが設けられたことになる。
また、行方向に伸びる辺に沿った位置には、第二の端子15bが配置されており、列方向に並ぶ有機発光層13の間と両端には、第二の端子15bが設けられたことになる。
第一の端子15aは、導電性電極膜14のうちの上部電極層14a以外の位置上に配置され、保護膜33に設けられた開口20の底面で、導電性電極膜14と電気的に接続されている。第二の端子15bは、透明導電膜11の上方に位置し、透明導電膜11と電気的に接続されている。ここでは、透明導電膜11の表面には、上部電極層14aを形成したときの導電層が配置され、その導電層で下部電極層14bが形成され、第二の端子15bは、下部電極層14bと接触して配置され、下部電極層14bを介して、透明電極膜11に電気的に接続されている。
第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは、細長であり、第一の導電性接着フィルム18aは第二の端子15bとは非接触にされ、第二の導電性接着フィルム18bは、第一の端子15aとは非接触にされている。
透明基板10と、透明電極層11aと、有機発光層13と、上部電極層14aとを発光部本体19と呼ぶと、第一、第二の端子15a、15bの間に電圧を印加すると、上部電極層14aと透明電極層11aとの間に電圧が印加され、有機発光層13を貫通する方向に電流が流れると、有機発光層13は発光し、発光光は透明基板10を透過して、発光部本体19の外部に放出される。
行方向に並ぶ複数の有機発光層13に亘った位置に、行方向に並ぶ複数の有機発光層13毎に、第一の導電性接着フィルム18aが配置されており、列方向に並ぶ複数の有機発光層13に亘った位置に、列方向に並ぶ複数の有機発光層13毎に、第二の導電性接着フィルム18bが配置されている。
各有機発光層13の真上位置では、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは、いずれか一方のフィルムが下方となり、他方のフィルムが上方となっており、下方に位置するフィルムは上方に位置するフィルムと発光部本体19とによって挟まれていることになり、細長の第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは格子状に配置されていことになる。
この例では、第一の導電性接着フィルム18aが下方に配置され、第二の導電性接着フィルム18bが上方に配置されている。
第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは、金属箔35と、金属箔35の表面に設けられた接着剤層36とを有しており、第一の導電性接着フィルム18aは、接着剤層36によって、発光部本体19に貼付されており、第二の導電性接着フィルム18bは、その接着剤層36によって、第一の導電性接着フィルム18aの金属箔35に貼付されている。
接着剤層36は、電気絶縁性を有しており、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは、第二の導電性接着フィルム18bの接着剤層36によって絶縁されている。
他方、第一の導電性接着フィルム18aと第一の端子15aとが接触した部分と、第二の導電性接着フィルム18bと第二の端子15bとが接触した部分とでは、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bが、第一、第二の端子15a、15bに押圧され、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの金属箔35が、第一の端子15a又は第二の端子15bと接触されており、第一の導電性接着フィルム18aと第一の端子15aの間と、第二の導電性接着フィルム18bと第二の端子15bとの間とは、電気的に接続されている。
発光部本体19がケース中に配置されて照明装置2を製造する際には、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bは、発光部本体19の外周付近で、電源に接続された電源端子に接続されるようになっており、電源が起動し、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bと、第一、第二の端子15a、15bとを介して、透明電極層11aと上部電極層14aとの間に電圧が印加され、有機発光層13が発光して発熱する。
有機発光層13と、発光部本体19に貼付された第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bとの間には上部電極層14aだけ又は、上部電極層14aと保護層33とが配置されており、上部電極層14aと保護層33とは、膜厚が1μm以下の場合もあり、有機発光層13と発光部本体19に貼付された第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bとの間の熱抵抗は小さいから、有機発光層13の発熱は、上部電極層14aや保護層33を膜厚方向に伝達されて発光部本体19に貼付された第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bに到達し、広がり方向に伝達されて均熱化される。
また、発光部本体19に貼付された第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bに貼付された第二又は第一の導電性接着フィルム18b、18aにも伝達され、均熱化される。
更に又、第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bに接触する電源電極やコネクタ等に熱が伝導されると、有機発光層13は放熱されることになる。
上方に設けられた第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bに放熱フィンを接触させると、放熱性は一層高くなる。
次に第一又は第二の導電性接着フィルム18a、18bの抵抗値については、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの広がり方向の抵抗値は、透明導電膜11で構成される透明電極層11aの広がり方向の抵抗値や、金属の導電性電極膜14で構成される上部電極層14aの広がり方向の抵抗値よりも小さくなっている。
従って、透明電極層11aや上部電極層14aの中の、電源端子から遠方に位置する部分に、透明電極層11aや上部電極層14aを長距離流れて電流が供給される従来技術よりも、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bを流れて電流が透明電極層11aや上部電極層14aに供給される本発明の方が電圧降下が小さくなる。
また、第一、第二の端子15a、15bは低抵抗であり、透明基板10上の縁よりも内側位置にも第一、第二の端子15a、15bが設けられている。従って、各上部電極層14aのどの位置でも第一の端子15aに近く、各透明電極層11a内のどの位置でも第二の端子15bに近いから、電流が上部電極層14aや透明電極層11aを長距離流れる必要が無くなり、電圧降下が小さくなる。
更にまた、各上部電極層14aには、両脇に近接して一個ずつ配置された二個の第一の端子15aから電流が供給され、各透明電極層11aには、両脇に近接して一個ずつ配置された二個の第二の端子15bから電流が供給されており、一カ所から電流が供給される場合よりも、透明電極層11aや上部電極層14aの中を広がり方向に流れる距離が短くなり、電圧降下は小さくなる。
なお、上記例では、第一の導電性接着フィルム18aを下方、第二の導電性接着フィルム18bを第一の導電性接着フィルム18aの上方に配置したが、第二の導電性接着フィルム18bを下方、第一の導電性接着フィルム18aを第二の導電性接着フィルム18bの上方に配置してもよい。
また、上記例では、第一の端子15aを、有機発光層13毎に分離し、行方向に並ぶ有機発光層13の片側には、一本の第二の端子15bを配置したが、第一の端子15aを一本にし、第二の端子15bを分離させてもよい。
また、第一、第二の端子15a、15bを、有機発光層13毎に分離させてもよい。
要するに、第一の端子15aと、第二の端子15bとは、短絡しないように配置すればよい。
<材質>
透明電極層11aには、ITO膜やIGZO膜を用いることができる。
金属箔35には、銅箔、アルミニウム箔等の金属の箔を用いることができる。
接着剤層36には、金属粒子や金属粉を含有させ、熱伝導性を向上させることができ、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの間に絶縁フィルムを配置して、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの間の電気絶縁性を確保することができる。
接着剤層36には、熱可塑性樹脂を含有させてもよいし、また、熱硬化性樹脂を含有させ、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bを発光部本体19に貼付した後、加熱して硬化させてもよい。
<製造方法>
図1〜図8の(b)は、図1〜図8の(a)のB−B線截断断面図であり、図1〜図8の(c)は、図1〜図8の(a)のC−C線截断断面図である。
図1(a)〜(c)を参照し、透明基板10上に透明導電膜11を形成した後、 図2(a)〜(c)に示すように、透明導電膜11の表面に、細長で行方向に伸びる複数の接続用開口22bと、接続用開口22bと接続用開口22bとの間に配置され、直角四角形形状の発光用開口22aとが形成された絶縁層12を形成する。
接続用開口22bの底面下と発光用開口22aの底面下とには、透明導電膜11の表面が露出されている。
発光用開口22aは、行列状に配置されており、発光用開口22aに対応する位置にそれぞれ貫通孔が形成されたマスクを用いて、図3(a)〜(c)に示すように、発光用開口22aに、発光用開口22a毎に分離された有機発光層13を形成する。有機発光層13は直角四角形形状であり、行列状に配置される。
次に、行方向に並んだ有機発光層13を含む貫通孔が形成されたマスクを用い、接続用開口22b底面下に透明導電膜11が露出した状態で、図4(a)〜(c)に示すように、各有機発光層13の表面を覆うように、導電性電極膜14を形成する。
このとき、導電性電極膜14は、有機発光層13と絶縁層12とに接触するが、透明導電膜11には接触しない。
行方向に並んだ有機発光層13は、同じ導電性電極膜14と接触しており、各導電性電極膜14は、行方向に並んだ有機発光層13よりも、透明基板10の縁に近づく方向に伸ばされている。
上述したように、透明導電膜11のうち、各有機発光層13の真下位置の部分を透明電極層11aと呼び、導電性電極膜14のうち、各有機発光層13の真上部分を上部電極層14aと呼ぶものとする。
ここでは、導電性電極膜14を形成するときに、接続用開口22bの底面下に露出する透明導電膜11の表面に、導電性電極膜14とは分離され、導電性電極膜14とは電気的に絶縁された状態で、下部電極14bが形成される。
次に、図5(a)〜(c)に示す様に、導電性電極膜14上に上部電極層14a上の両側の位置に、開口20が形成された保護膜33を形成した後、図6(a)〜(c)に示すように、導電性電極膜14のうちの上部電極層14aの両脇の部分の開口20には第一の端子15aを形成し、下部電極14b上には第二の端子15bを形成する。第一の端子15aの底面は導電性電極膜14に接触し、第二の端子15bの底面は下部電極層14bに接触する。下部電極層14bを形成せず、透明導電膜11の表面に第二の端子15bを形成してもよい。
次に、図7(a)〜(c)に示すように、細長の第一の導電性接着フィルム18aを、第二の端子15bと接触せず、導電性電極膜14と第一の端子15aと接触するように配置し、図8(a)〜(c)に示すように、細長の第二の導電性接着フィルム18bを第二の端子15bと接触するようにして、第一の導電性接着フィルム18a上に配置した後、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの第一、第二の端子15a、15b上の部分を押圧し、第一、第二の端子15a、15bの上端を、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの接着剤層36の中に進入させ、第一の端子15aと第一の導電性接着フィルム18aの金属箔35とを電気的に接続させ、第二の端子15bと第二の導電性接着フィルム18bの金属箔35とを電気的に接続させると、照明装置2が得られる。接着剤層36が硬化性樹脂の場合は、第一、第二の端子15a、15bが、金属箔35と電気的に接続された状態で、接着剤層36を硬化させる。
接着剤層36に熱伝導性を向上させる金属粒子が含有されていない場合は、押圧により、金属箔35と第一、第二の端子15a、15bの上端とを直接接触させて電気的に接続し、金属粒子が含有されている場合には、第一、第二の端子15a、15と金属箔35とで、金属粒子を挟み、金属粒子を介して電気的に接続させる。
また、金属粒子が含有されている場合は、第一の導電性接着フィルム18aと第二の導電性接着フィルム18bの間に、絶縁性フィルムを配置してもよい。
上記照明装置2は、透明基板10上に複数の有機発光層13が設けられていたが、一個の有機発光層13が設けられている場合も、本発明の照明装置2に含まれる。
<実験結果>
サンプル1:厚さ35μmの銅箔を金属箔35に用い、金属箔35の片面に金属粒子を含有する接着剤層36を形成して第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bを作成し、発光部本体19に貼付し、照明装置2であるサンプル1を作成した。
サンプル2:サンプル1の第一、第二の導電性接着フィルム18a、18b間に厚さ50μmのポリエチレンフィルムを絶縁フィルムとして配置し、発光部本体19に貼付し、照明装置2であるサンプル2を作成した。
サンプル3:厚さ70μmの銅箔に金属粒子を含有する接着剤層36を形成した第一、第二の導電性接着フィルム18a、18b間に厚さ50μmのポリエチレンフィルムを絶縁フィルムとして配置して発光部本体19に貼付し、照明装置2であるサンプル3を作成した。
サンプル4:厚さ35μmの銅箔に、金属粒子を含有する接着剤層36を形成した第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの間に厚さ12μmのポリエチレンフィルムを絶縁フィルムとして配置して発光部本体19に貼付し、照明装置2であるサンプル4を作成した。
サンプル5:厚さ70μmの銅箔に金属粒子を含有する接着剤層36を形成した第一、第二の導電性接着フィルム18a、18b間に厚さ12μmのポリエチレンフィルムを絶縁フィルムとして配置して発光部本体19に貼付し、照明装置2であるサンプル5を作成した。
Figure 2016195002
各サンプル1〜5の第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bを次のように評価して上記表1に記載した。
(1)絶縁性評価結果
第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの間が絶縁されている場合に「〇」を記載し、短絡している場合を「×」を記載した。
(2)放熱性評価結果
各サンプル1〜5に通電して発光させ、有機発光層の温度を測定した。
サンプル1〜5が昇温に到達すると予想される温度範囲を四分割し、低温から順に◎、〇、△、×の符号を付し、サンプル1〜5の測定温度が属する温度範囲の符号を記載した。
(3)電気導通性評価結果
各サンプル1〜5に同じ電圧を印加し、明るさに応じて、明るかった◎と、それよりも明るくなかった〇とを記入した。
金属粒子を含有させる場合は、第一、第二の導電性接着フィルム18a、18bの間に絶縁性フィルムを配置すると絶縁性が確保できることが分かる。
2……照明装置
11a……透明電極層
13……有機発光層
14a……上部電極層
15a……第一の端子
15b……第二の端子
18a……第一の導電性接着フィルム
18b……第二の導電性接着フィルム
19……発光部本体
35……金属箔
36……接着剤層

Claims (4)

  1. 透明基板と、
    前記透明基板上に設けられた透明電極層と、
    前記透明電極層上に設けられた有機発光層と、
    前記有機発光層上に設けられた上部電極層と、
    を有し、
    前記透明電極層と前記上部電極層との間に電圧を印加して前記有機発光層に電流を流すと、前記有機発光層が発光する発光部本体と、
    前記透明基板上に配置され、前記透明電極層に電気的に接続された第一の端子と、
    前記透明基板上に配置され、前記上部電極層に電気的に接続された第二の端子と、
    第一、第二の導電性接着フィルムと、を有し、
    前記第一、第二の導電性接着フィルムは、金属箔と、前記金属箔の表面に設けられた接着剤層とを有し、
    前記第一、第二の導電性接着フィルムのうち、いずれか一方のフィルムの一部分は前記一方のフィルムの前記接着剤層によって、前記発光部本体の前記上部電極層上の位置に貼付され、他方のフィルムは、前記他方のフィルムの前記接着剤層が前記発光部本体の前記上部電極層上の位置で前記一方のフィルムに貼付され、
    前記第一の導電性接着フィルムの他の部分は、前記第一の端子に押圧して固定され、
    前記第二の導電性接着フィルムの他の部分は、前記第二の端子に押圧して固定され、
    前記第一の導電性接着フィルムの金属箔は、前記第一の端子に電気的に接続され、
    前記第二の導電性接着フィルムの金属箔は、前記第二の端子に電気的に接続された照明装置。
  2. 前記有機発光層は平面形状が四角形であり、
    四辺のうち、一組の平行な二辺に沿って前記第一の端子が配置され、
    他の平行な二辺に沿って前記第二の端子が配置された請求項1記載の照明装置。
  3. 複数の前記有機発光層が行列状に配置され、行上に並ぶ前記有機発光層の間には、前記第一の端子が配置され、
    列上に並ぶ前記有機発光層の間には、前記第二の端子が配置された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の照明装置。
  4. 前記接着剤層には、金属粉末が含有された請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の照明装置。
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