JP4696896B2 - Organic EL lighting panel and organic EL lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、有機EL(electro luminescence)を利用した有機EL照明パネルに関し、特に、輝度むらを低減することができる有機EL照明パネルに関する。そして、この有機EL照明パネルを用いた有機EL照明装置に関する。 The present invention relates to an organic EL lighting panel using organic EL (electroluminescence), and more particularly to an organic EL lighting panel that can reduce luminance unevenness. And it is related with the organic EL lighting apparatus using this organic EL lighting panel.
有機EL素子は、自己発光のために液晶素子に較べて明るく、鮮明な表示が可能であることから、比較的古くから研究開発がされてきた。特に、1987年にコダック社のC.W.Tangらが積層構造の有機EL素子を提案して以来、この素子が消費電力、輝度、応答性及び視野角の諸点で優れていることから注目を浴び、有機ELディスプレイに関する研究開発が活発化している。 Organic EL elements have been researched and developed for a relatively long time because they are brighter and clearer than liquid crystal elements because of self-luminescence. In particular, in 1987, Kodak's C.I. W. Since Tang et al. Proposed an organic EL device with a laminated structure, this device has been attracting attention because of its excellent power consumption, brightness, responsiveness, and viewing angle. Yes.
図2は、特許文献1に記載の有機ELディスプレイの構造を示す斜視図である。図2において、典型的な有機ELディスプレイ500は、例えば特許文献1に開示されているように、ガラス基板501と、ガラス基板501上に形成された短冊状の陽極群502と、陽極群502のほぼ全面に形成された正孔輸送性の有機層503及び電子輸送性と発光機能とを有する有機層504と、有機層504上に前記陽極群502と直交する方向に形成された短冊状の陰極群505とを備えて構成される。陽極群502は、例えばITO等の導電性透明薄膜から成り、陰極群505は、例えば銀マグネシウム合金(AgMg)等の金属薄膜から成っている。
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the organic EL display described in Patent Document 1. As shown in FIG. In FIG. 2, a typical
このような構造の有機ELディスプレイ500では、それぞれ直交する電極群(陽極群502及び陰極群505)のうちの一方を走査電極として、各走査電極には、時間的に分割された走査信号が順次に供給されると共に、他方を信号電極として、各信号電極には、走査電極と交差する画素を表示すべきか否かに対応する選択信号がそれぞれ供給され、表示すべき画素が発光する。
In the
ここで、例えばITO等の導電性透明薄膜は、抵抗率が10−4Ω・cm台であり、金属と較べて、比較的高い抵抗を有するので、電源からの電力の供給を受ける給電端子から遠い表示画素では大きな輝度低下が発生してしまうという不都合がある。
ところで、短冊状の陰極群505を面状の陰極電極層に代えて有機EL照明パネルを構成した場合でも、有機ELディスプレイ500と同様の不都合が生じる。即ち、例えばITO等の導電性透明薄膜は、比較的高い抵抗を有するので、給電端子から遠い発光面では大きな輝度低下が発生し、輝度むらが発生してしまうという不都合である。特に、照明用では、発光面の面積を比較的広くする必要があることからこの不都合は、重大である。
By the way, even when the strip-
本発明は、上記事情に鑑みて為された発明であり、輝度むらを低減することができる有機EL照明パネルを提供することを目的とする。そして、この有機EL照明パネルを用いた有機EL照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an organic EL lighting panel capable of reducing luminance unevenness. And it aims at providing the organic EL lighting apparatus using this organic EL lighting panel.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明に係る一態様では、少なくとも一方が透光性の一対の第1及び第2電極層によって少なくとも発光層を含む有機発光層を挟んで成る有機EL層を透光性の基板上に配設し、前記基板と協同して前記有機EL層を封止する封止部材を備える有機EL照明パネルにおいて、前記有機発光層は、発光面全体に対応する単一の層であり、前記第1及び第2電極層のうちの一方は、発光面側にあって、互いに平行な複数の線状又は帯状の透明電極から成り、前記複数の透明電極における隣接する一対の透明電極では互いに対向する端部で電源からの電力が供給され、前記第1及び第2電極層のうちの他方は、前記有機発光層に対応する面状電極であることを特徴とする。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, in one embodiment of the present invention, an organic EL layer formed by sandwiching an organic light emitting layer including at least a light emitting layer between a pair of first and second electrode layers, at least one of which is light transparent, is provided on a light transmitting substrate. In the organic EL lighting panel provided with a sealing member disposed and cooperating with the substrate to seal the organic EL layer, the organic light emitting layer is a single layer corresponding to the entire light emitting surface , 1 and the one of the second electrode layer, in the light-emitting surface side, consists a plurality of parallel linear or strip-shaped transparent electrodes to each other, mutually opposing pair of transparent electrodes adjacent in the plurality of transparent electrodes power is supplied from the power supply at the end, the other of the first and second electrode layers are characterized by planar electrode der Rukoto corresponding to the organic light emitting layer.
そして、本発明の一態様に係る有機EL照明装置は、上述の有機EL照明パネルと、前記複数の電極におけるそれぞれの電力供給ラインにそれぞれ介挿され、前記電源からの電力をオンオフする複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子におけるオンオフをそれぞれ制御する調光制御部とを備えることを特徴とする。 The organic EL lighting device according to an aspect of the present invention includes a plurality of switching devices that are inserted into the above-described organic EL lighting panel and the power supply lines of the plurality of electrodes, respectively, and turn on and off the power from the power source. And a dimming control unit that controls on / off of each of the plurality of switching elements.
このような構成の有機EL照明パネル及び有機EL照明装置は、背景技術に較べて輝度むらを低減することができる。 The organic EL lighting panel and the organic EL lighting device having such a configuration can reduce luminance unevenness as compared with the background art.
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted.
図1は、実施形態に係る有機EL照明装置の構成を示す図である。図1(A)は、有機EL照明パネルの正面及び駆動部を示し、図1(B)は、図1(A)のAA線における有機EL照明パネルの断面を示す。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an organic EL lighting device according to an embodiment. FIG. 1A shows a front surface and a driving unit of the organic EL lighting panel, and FIG. 1B shows a cross section of the organic EL lighting panel taken along line AA in FIG.
図1において、有機EL照明装置1は、基板11と、基板11の一方面111上に積層された第1電極層12と、第1電極層12上に積層された有機発光層13と、有機発光層13上に積層された第2電極層14と、第1及び第2封止部材15、16とを備える有機EL照明パネル10と、複数のスイッチング素子21と、調光制御部22とを備える駆動部20とを備えて構成される。
In FIG. 1, an organic EL lighting device 1 includes a
基板11は、少なくとも一方が透光性の一対の第1及び第2電極層12、14によって少なくとも発光層を含む有機発光層13を挟んで成る有機EL層を支持するための平板状の部材であり、有機発光層13で発光する光の波長に対して透明な材料、例えばガラス等で構成される。
The
第1電極層12は、互いに平行な複数の線状又は帯状の電極121から成り、有機発光層13で発光する光の波長に対して透明な材料から成る導電性の薄膜であり、陽極となる。第1電極層12は、有機発光層13が可視光を発光するので、例えば、可視光を透過するITO(Indium Tin Oxide)等で形成される。第1電極層12の電極121は、その一部が第1封止部材15から露出するように形成され、その一部は、直流電源30からの電力の供給を受けるための陽極給電領域122を構成する。図1に示す例では、第1電極層12は、6個の電極121−1〜121−6で構成され、それらの両端部が第1封止部材15から露出するように形成され、6個の陽極給電領域122−1〜122−6を構成している。図1に示す例では、第1電極層12の電極121は、6個であるが、その個数は、任意であり、例えば有機EL照明パネル10の大きさ及び発光量等を考慮して仕様により適宜に決定される。
The
ここで、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 Here, in this specification, when referring generically, it shows with the reference symbol which abbreviate | omitted the suffix, and when referring to an individual structure, it shows with the reference symbol which attached the suffix.
有機発光層13は、蛍光物質の有機材料又は蛍光物質を含む有機材料から成る発光層を少なくとも含んで構成され、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層等を備える。より具体的には、第1及び第2電極層12、14も記載すると、例えば以下の層構造である。
(1)(第1電極層12;陽極)/発光層/(第2電極層14;陰極)
(2)(第1電極層12;陽極)/正孔輸送層/発光層/(第2電極層14;陰極)
(3)(第1電極層12;陽極)/発光層/電子輸送層/(第2電極層14;陰極)
(4)(第1電極層12;陽極)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/(第2電極層14;陰極)
(5)(第1電極層12;陽極)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/(第2電極層14;陰極)
The organic
(1) (
(2) (
(3) (
(4) (
(5) (
第2電極層14は、導電性の薄膜であり、陰極となる。第2電極層14は、第1電極層12と同様に有機発光層13で発光する光の波長に対して透明な材料から形成してもよいが、本実施形態では、有機発光層13で発光する光の取り出し効率を高めるために、有機発光層13で発光する光を反射する材料から形成される。第2電極層14は、例えばアルミニウム(Al)、アルミリチウム(Al:Li)及びマグネシウム銀(Mg:Ag)等の金属や合金等で形成される。第2電極層14は、例えば、本実施形態では、導電率、反射率及びコスト等の観点から、例えばアルミニウムで形成される。第2電極層14には、第2電極層14に電気的に接続すると共にその一部が第1封止部材15から露出するように、陰極端子141が配設されている。
The
第1及び第2封止部材15、16は、基板11と協同して有機発光層13を気密に封止するための絶縁性の部材である。例えば接着性を有する樹脂製の第1封止部材15が、陽極給電領域122を除く第1電極層12、有機発光層13及び第2電極層14を覆うように塗布され、例えばガラス製の板状部材から成る第2封止部材16が、第1封止部材15を介して第2電極層14上に載せられて圧力が加えられことによって、第2封止部材16が第1封止部材15によって第2電極層14に接着されると共に、第2封止部材16の周縁部が第1封止部材15によって基板11に気密に接着して接合される。これによって第1及び第2封止部材15、16は、基板11と協同して有機発光層13を気密に封止する。
The first and
スイッチング素子21は、第1電極層12を構成する複数の電極121におけるそれぞれの電力供給ラインにそれぞれ介挿され、直流電源30からの電力をオンオフするための素子である。このため、スイッチング素子21の個数は、第1電極層12を構成する電極121の個数と同数である。スイッチング素子21は、例えば、そのオンオフを切り換えるための制御信号が入力される制御端子付きの素子であり、より具体的には、例えば、MOSトランジスタやバイポーラトランジスタである。図1に示す例では、MOSトランジスタ21−1〜21−6が用いられている。
The switching element 21 is an element for turning on and off the power from the
調光制御部22は、スイッチング素子21におけるオンオフをそれぞれ制御する回路であり、制御信号をスイッチング素子21の制御端子に出力する。図1に示す例では、調光制御部22は、各MOSトランジスタ21−1〜21−6の各ゲート電極にそれぞれ接続され、制御信号を各MOSトランジスタ21−1〜21−6の各ゲート電極にそれぞれ出力する。
The dimming
ここで注目すべきは、直流電源30からの電力が第1電極層12を構成する複数の電極121における端部の陽極給電領域122に交互に供給されることである。即ち、複数のスイッチング素子21が直流電源30と各電極121との間にそれぞれ介挿されており、これら複数のスイッチング素子21における一方の各端子が直流電源30の陽極に共通に接続されると共に、これら複数のスイッチング素子21における他方の各端子が複数の電極121における隣接する一対の電極では互いに対向する端部の陽極給電領域122に接続されている。そして、直流電源30の陰極は、陰極端子141に接続される。
What should be noted here is that power from the
図1に示す例では、各MOSトランジスタ21−1〜21−6の各ソース電極が直流電源30の陽極に共通に接続されると共に、各MOSトランジスタ21−1〜21−6の各ドレイン電極が複数の電極121−1〜212−6における端部の陽極給電領域122−1〜122−6に交互にそれぞれ接続されている。より具体的には、MOSトランジスタ21−1のドレイン電極が電極121−1における長尺方向の一方端(図1では上側)の陽極給電領域122−1に接続され、MOSトランジスタ21−2のドレイン電極が電極121−1に隣接する電極121−2における長尺方向の他方端(長尺方向において前記一方端に対向する端部、図1では下側)の陽極給電領域122−2に接続され、MOSトランジスタ21−3のドレイン電極が電極121−2に隣接する電極121−3における長尺方向の一方端(図1では上側)の陽極給電領域122−3に接続され、MOSトランジスタ21−4のドレイン電極が電極121−3に隣接する電極121−4における長尺方向の他方端(図1では下側)の陽極給電領域122−4に接続され、MOSトランジスタ21−5のドレイン電極が電極121−4に隣接する電極121−5における長尺方向の一方端(図1では上側)の陽極給電領域122−5に接続され、そして、MOSトランジスタ21−6のドレイン電極が電極121−5に隣接する電極121−6における長尺方向の他方端(図1では下側)の陽極給電領域122−6に接続されている。
In the example shown in FIG. 1, the source electrodes of the MOS transistors 21-1 to 21-6 are commonly connected to the anode of the
このように第1電極層12を構成する複数の電極121における隣接する一対の電極121では、互いに対向する長尺方向における電極121の端部で直流電源30からの電力が給電されている。即ち、このように隣接する一対の電極121では、互いに対向する長尺方向における電極121の端部に一対のスイッチング素子21がそれぞれ接続されている。
As described above, in the pair of adjacent electrodes 121 in the plurality of electrodes 121 constituting the
なお、上述では、スイッチング素子21が第1電極層12の電極121に直接的に接続されて直流電源30からの電力が供給されるように構成されたが、直流電源30から電力の供給を受けるための例えばバンプやパッド等の複数の給電部が複数の電極121における隣接する一対の電極121では互いに対向する長尺方向における電極121の端部に設けられてもよい。給電部にスイッチング素子21が接続されることによって、上述と同様に、直流電源30からの電力が複数の電極121の端部に交互に供給されるように構成され得る。
In the above description, the switching element 21 is directly connected to the electrode 121 of the
このような構成の有機EL照明パネル10は、第1電極層12を構成する複数の電極121と第2電極層14との間に直流の電力を供給することによって、有機発光層13が発光する。この有機発光層13で発光した光は、一対の第1及び第2電極層12、14によって有機発光層13を挟んで成る有機EL層を配設している面、即ち、第1電極層12が形成されている一方面111に対向する他方面112(発光面)から、有機EL照明パネル10の出力光として射出される。
In the organic
ここで、第1電極層12の各電極121は、比較的高い抵抗を有する例えばITO等の導電性透明薄膜で構成されているので、陽極給電領域122の端部から長尺方向において対向する端部に向かうに従って輝度が徐々に低下する。しかしながら、隣接する一対の電極121では、互いに対向する長尺方向における電極121の端部の各陽極給電領域122で直流電源30から電力の供給を受けているので、有機EL照明パネル10は、一方の電極121における輝度低下を他方の電極121における輝度で補うことができる。このため、有機EL照明パネル10の発光面112全体では、輝度が平均化され、輝度むらが低減され得る。特に、発光面の面積が比較的広い照明用では効果的に輝度むらが低減され得る。従って、このような有機EL照明パネル10を用いた有機EL照明装置1も輝度むらが低減され得る。
Here, since each electrode 121 of the
そして、調光する場合には、隣接する一対の電極121を一組としてこの一対の電極121の給電を駆動部20によってオンオフ制御することによって、発光面における発光している部分(発光部分)における輝度むらを低減しつつ有機EL照明パネル10の発光量を段階的に調整することができる。
In the case of dimming, a pair of adjacent electrodes 121 is taken as a set, and the power supply of the pair of electrodes 121 is controlled to be turned on / off by the
例えば、図1に示す例では、6個の電極121−1〜121−6によって第1電極層12が構成されているので、100%発光、66.7%発光、33.3%発光及び0%発光(消灯)の4段階で有機EL照明パネル10及び有機EL照明装置1は、調光され得る。
For example, in the example shown in FIG. 1, since the
100%発光する場合には、調光制御部22は、スイッチング素子21をオンする制御信号を全てのスイッチング素子21−1〜21−6の各制御端子にそれぞれ出力する。この制御信号により全てのスイッチング素子21−1〜21−6は、オンし、直流電源30から全ての電極121−1〜121−6に電力が供給される。これによって有機EL照明パネル10及び有機EL照明装置1は、100%発光する。
In the case of 100% light emission, the dimming
66.7%発光する場合には、調光制御部22は、制御信号を例えば4個のスイッチング素子21−2〜21−5の各制御端子にそれぞれ出力する。この制御信号により4個のスイッチング素子21−2〜21−5は、オンし、直流電源30から4個の電極121−2〜121−5に電力が供給される。これによって有機EL照明パネル10及び有機EL照明装置1は、66.7%発光する。
In the case of 66.7% light emission, the dimming
ここで、上述では、中央に連続して位置する4個の電極121−2〜121−5を発光させるべく4個のスイッチング素子21−2〜21−5をオンしたが、オンする4個のスイッチング素子21の組み合わせは、これに限定されるものではない。例えば、一方側から連続して位置する4個の電極121−1〜121−4(又は4個の電極121−3〜121−6)を発光させるべく4個のスイッチング素子21−1〜21−4(又は4個のスイッチング素子21−3〜21−6)をオンしてもよく、両側に位置する4個の電極121−1、121−2:121−5、121−6を発光させるべく4個のスイッチング素子21−1、21−2;21−5、21−6をオンしてもよい。 Here, in the above description, the four switching elements 21-2 to 21-5 are turned on to emit light from the four electrodes 121-2 to 121-5 continuously located in the center. The combination of the switching elements 21 is not limited to this. For example, four switching elements 21-1 to 21- are arranged to emit light from four electrodes 121-1 to 121-4 (or four electrodes 121-3 to 121-6) that are continuously located from one side. 4 (or four switching elements 21-3 to 21-6) may be turned on, and the four electrodes 121-1, 121-2: 121-5, 121-6 located on both sides should be made to emit light. The four switching elements 21-1, 21-2; 21-5, 21-6 may be turned on.
33.3%発光する場合には、調光制御部22は、制御信号を例えば2個のスイッチング素子21−3、21−4の各制御端子にそれぞれ出力する。この制御信号により2個のスイッチング素子21−3、21−4は、オンし、直流電源30から隣接する2個の電極121−3、121−4に電力が供給される。これによって有機EL照明パネル10及び有機EL照明装置1は、33.3%発光する。この場合も発光させる2個の電極121は、2個の電極121−3、121−4に限定されるものではなく、例えば、隣接する2個の電極121−2、121−3等の他の組み合わせでもよい。
In the case of 33.3% light emission, the dimming
0%発光(消灯)する場合には、調光制御部22は、スイッチング素子21をオンする制御信号を全てのスイッチング素子21−1〜21−6の各制御端子に出力しない。これにより全てのスイッチング素子21−1〜21−6は、オフのままであり、直流電源30から全ての電極121−1〜121−6に電力が供給されず、有機EL照明パネル10及び有機EL照明装置1は、0%発光(消灯)する。
In the case of 0% light emission (extinguishment), the dimming
有機EL照明パネル10及び有機EL照明装置1は、このように制御されることにより、発光面における発光部分における輝度むらを低減しつつその発光量を段階的に調整することができる。
By controlling the organic
このような有機EL照明パネル10は、例えば、次の各工程によって製造される。まず、矩形のガラス製の基板11上における略中央部に短冊状の複数の電極121で構成されるITOの第1電極層12を形成する。次に、この第1電極層12のITO薄膜を形成した基板11を、アセトン、イソプロピルアルコール(共に(株)関東化学製)、セミコクリーン(フルウチ科学製)、超純水で、それぞれ超音波洗浄を行った後、イソプロピルアルコールの蒸気で洗浄し、乾燥させる。次に、大気圧プラズマ表面処理装置(松下電工(株)製)で、この第1電極層12のITO薄膜が形成された基板11の表面処理を行う。
Such an organic
次に、開口部を有する有機発光層用マスクを用い、4、4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)を堆積し、Alq3にクマリンをドープした層を蒸着する。次に、Alq3を蒸着し、LiFを蒸着する。これによって有機発光層13が形成される。
Next, using a mask for an organic light emitting layer having an opening, 4,4′-bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD) was deposited, and Alq3 was doped with coumarin. Deposit a layer. Next, Alq3 is vapor-deposited and LiF is vapor-deposited. Thereby, the organic
次に、開口部を有する第2電極用マスクを用いて、アルミニウムを蒸着し、アルミニウムの第2電極層14を形成する。
Next, aluminum is vapor-deposited using the 2nd electrode mask which has an opening part, and the
次に、第2電極層14に陰極端子141を接続し、第2封止部材16としてガラス板を第1封止部材15としてのエポキシ系接着剤で基板11に貼付することによって気密に封止する。これによって図1に示す有機EL照明パネル10が製造される。
Next, the
1 有機EL照明装置
10 有機EL照明パネル
11 基板
12 第1電極層
13 有機発光層
14 第2電極層
15 第1封止部材
16 第2封止部材
20 駆動部
21 スイッチング素子
22 調光制御部
30 直流電源
121 電極
122 陽極給電領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic
Claims (2)
前記有機発光層は、発光面全体に対応する単一の層であり、
前記第1及び第2電極層のうちの一方は、発光面側にあって、互いに平行な複数の線状又は帯状の透明電極から成り、前記複数の透明電極における隣接する一対の透明電極では互いに対向する端部で電源からの電力が供給され、
前記第1及び第2電極層のうちの他方は、前記有機発光層に対応する面状電極であること
を特徴とする有機EL照明パネル。 An organic EL layer comprising at least one light-transmitting pair of first and second electrode layers sandwiching an organic light-emitting layer including at least a light-emitting layer is disposed on a light-transmitting substrate and cooperates with the substrate. In an organic EL lighting panel including a sealing member for sealing the organic EL layer,
The organic light emitting layer is a single layer corresponding to the entire light emitting surface ,
Wherein one of the first and second electrode layers, in the light-emitting surface side, consists a plurality of parallel linear or strip-shaped transparent electrodes to each other, each other in a pair of transparent electrodes adjacent in the plurality of transparent electrodes Power from the power supply is supplied at the opposite end,
The other of said 1st and 2nd electrode layers is a planar electrode corresponding to the said organic light emitting layer, The organic electroluminescent illumination panel characterized by the above-mentioned .
前記複数の電極におけるそれぞれの電力供給ラインにそれぞれ介挿され、前記電源からの電力をオンオフする複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子におけるオンオフをそれぞれ制御する調光制御部とを備えること
を特徴とする有機EL照明装置。 The organic EL lighting panel according to claim 1;
A plurality of switching elements that are respectively inserted in the respective power supply lines in the plurality of electrodes and turn on and off the power from the power source;
An organic EL lighting device comprising: a dimming control unit that controls on / off of each of the plurality of switching elements.
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