JP5081599B2 - Organic EL planar light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、特に大型化に適した有機EL面状発光装置に関する。   The present invention relates to an organic EL planar light emitting device particularly suitable for enlargement.

図5は、従来の有機EL面状発光装置の一例を示している。同図に示された有機EL面状発光装置Xは、基板91、透明電極層92、有機層93、金属電極層94、絶縁層95、および封止ガラス96を備えている。基板91は、たとえばガラスからなり、透明電極層92、有機層93、金属電極層94、絶縁層95、および封止ガラス96を支持している。透明電極層92は、たとえばITOからなるアノード電極である。有機層93は、有機材料からなり、たとえば正孔輸送層、発光層、および電子輸送層が積層された構造とされている。金属電極層94は、たとえばアルミからなるカソード電極である。絶縁層95は、透明電極層92、有機層93、および金属電極層94を覆っている。封止ガラス96は、透明電極層92、有機層93、金属電極層94、および絶縁層95を収容する封止空間96aを形成している。封止空間96aは、封止ガラス96および基板91によって囲われており、外気の進入が阻止されている。   FIG. 5 shows an example of a conventional organic EL planar light emitting device. The organic EL planar light emitting device X shown in the figure includes a substrate 91, a transparent electrode layer 92, an organic layer 93, a metal electrode layer 94, an insulating layer 95, and a sealing glass 96. The substrate 91 is made of glass, for example, and supports the transparent electrode layer 92, the organic layer 93, the metal electrode layer 94, the insulating layer 95, and the sealing glass 96. The transparent electrode layer 92 is an anode electrode made of, for example, ITO. The organic layer 93 is made of an organic material and has a structure in which, for example, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are stacked. The metal electrode layer 94 is a cathode electrode made of, for example, aluminum. The insulating layer 95 covers the transparent electrode layer 92, the organic layer 93, and the metal electrode layer 94. The sealing glass 96 forms a sealing space 96 a that accommodates the transparent electrode layer 92, the organic layer 93, the metal electrode layer 94, and the insulating layer 95. The sealing space 96a is surrounded by the sealing glass 96 and the substrate 91, and entry of outside air is prevented.

しかしながら、有機EL面状発光装置Xの照明面積を大きくするほど、有機層93から発生した熱が有機層93にこもりやすくなる。このため、有機層93の温度分布のばらつきが顕著となる。有機層93のうち相対的に高温となった部分から発せられる光は、周囲の部分から発せられると比べて輝度が低下する。したがって、有機EL面状発光装置Xの照明面積拡大と、均一な輝度分布とを両立することは困難であった。   However, as the illumination area of the organic EL planar light emitting device X is increased, heat generated from the organic layer 93 is more likely to be trapped in the organic layer 93. For this reason, variation in the temperature distribution of the organic layer 93 becomes remarkable. The light emitted from the relatively high temperature portion of the organic layer 93 has a lower luminance than that emitted from the surrounding portion. Therefore, it has been difficult to achieve both an increase in the illumination area of the organic EL planar light emitting device X and a uniform luminance distribution.

特開2007−227094号公報JP 2007-227094 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、照明面積拡大と輝度の均一化とを両立することが可能な有機EL面状発光装置を提供することをその課題とする。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide an organic EL planar light emitting device capable of achieving both an illumination area expansion and a uniform luminance. To do.

本発明によって提供される有機EL面状発光装置は、有機層と、上記有機層が広がる方向において、上記有機層と重なる封止空間と、を備える有機EL面状発光装置であって、上記封止空間には、上記有機層が非通電状態から通電状態とされたときに、気化または融解する冷却媒体が、上記封止空間の容積を部分的に占めるように封入されていることを特徴としている。なお、「有機層と重なる封止空間」とは、上記封止空間に有機層が収容される構成を含む概念である。 An organic EL planar light-emitting device provided by the present invention is an organic EL planar light-emitting device comprising an organic layer and a sealing space overlapping the organic layer in a direction in which the organic layer extends. The stop space is characterized in that a cooling medium that is vaporized or melted when the organic layer is changed from a non-energized state to an energized state is sealed so as to partially occupy the volume of the sealed space. Yes. The “sealing space overlapping the organic layer” is a concept including a configuration in which the organic layer is accommodated in the sealing space.

このような構成によれば、通電状態において上記冷却媒体が気化または融解することにより、発熱体である上記有機層を冷却することができる。これにより、上記有機層の一部が顕著に高温となることを防止することが可能である。したがって、上記有機EL面状発光装置の照明面積を拡大しつつ、輝度分布の均一化を図ることができる。   According to such a structure, the said organic layer which is a heat generating body can be cooled, when the said cooling medium vaporizes or melt | dissolves in an energized state. Thereby, it is possible to prevent a part of the organic layer from being remarkably heated. Therefore, it is possible to make the luminance distribution uniform while expanding the illumination area of the organic EL planar light emitting device.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記有機層は、上記封止空間に収容されている。このような構成によれば、上記有機層から上記冷却媒体へと伝熱させやすい。これは、上記冷却媒体による冷却効果を促進するのに有利である。   In a preferred embodiment of the present invention, the organic layer is accommodated in the sealed space. According to such a configuration, it is easy to transfer heat from the organic layer to the cooling medium. This is advantageous for promoting the cooling effect of the cooling medium.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記封止空間は、上記有機層を収容する第1室と、上記有機層の厚さ方向において上記第1室と重なり、かつ上記冷却媒体が封入された第2室とからなる。このような構成によれば、上記第2室のみを上記冷却媒体の気化または溶解に適した密閉構造とすれば足りる。上記第2室は、上記有機層を収容していないため、たとえば高耐圧化のためのシール強化などの方策が施しやすい。   In a preferred embodiment of the present invention, the sealed space overlaps the first chamber containing the organic layer, the first chamber in the thickness direction of the organic layer, and the cooling medium is enclosed. It consists of the second chamber. According to such a configuration, it is sufficient that only the second chamber has a sealed structure suitable for vaporizing or dissolving the cooling medium. Since the second chamber does not contain the organic layer, it is easy to take measures such as strengthening a seal to increase the pressure resistance.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る有機EL面状発光装置の第1実施形態を示している。本実施形態の有機EL面状発光装置A1は、基板1、透明電極層2、有機層3、金属電極層4、絶縁層5、冷却媒体6、および封止ガラス7を備えている。有機EL面状発光装置A1は、基板1下面から面状光を出射するボトムエミッション型の発光装置として構成されており、照明用途などに供される。   FIG. 1 shows a first embodiment of an organic EL planar light emitting device according to the present invention. The organic EL planar light emitting device A1 of this embodiment includes a substrate 1, a transparent electrode layer 2, an organic layer 3, a metal electrode layer 4, an insulating layer 5, a cooling medium 6, and a sealing glass 7. The organic EL planar light emitting device A1 is configured as a bottom emission type light emitting device that emits planar light from the lower surface of the substrate 1, and is used for illumination purposes.

基板1は、たとえばガラスからなる透明基板であり、本実施形態においては、矩形状とされている。基板1は、透明電極層2、有機層3、絶縁層5、金属電極層4、冷却媒体6、および封止ガラス7を支持するためのものである。   The substrate 1 is a transparent substrate made of glass, for example, and has a rectangular shape in the present embodiment. The substrate 1 is for supporting the transparent electrode layer 2, the organic layer 3, the insulating layer 5, the metal electrode layer 4, the cooling medium 6, and the sealing glass 7.

透明電極層2は、電源(図示略)の+極に接続されており、正孔を供給するためのアノード電極である。透明電極層2は、たとえばITOからなり、基板1よりも一回り小さい矩形状とされている。   The transparent electrode layer 2 is connected to a positive electrode of a power source (not shown) and is an anode electrode for supplying holes. The transparent electrode layer 2 is made of, for example, ITO and has a rectangular shape that is slightly smaller than the substrate 1.

有機層3は、有機材料からなり、たとえば正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層が積層された構造とされている。有機層3は、透明電極層2とほとんど同じ大きさの矩形状とされている。上記正孔注入層は、透明電極層2から上記発光層への正孔注入効率を向上させる役割を有するものであり、たとえばCuPcからなる。上記正孔輸送層は、上記発光層への正孔の移動を効率良く行うとともに、上記発光層における電子と正孔との再結合効率を高める役割を有するものであり、たとえばフェニレンジアミン型の化合物からなる。   The organic layer 3 is made of an organic material and has a structure in which, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are stacked. The organic layer 3 has a rectangular shape almost the same size as the transparent electrode layer 2. The hole injection layer has a role of improving the hole injection efficiency from the transparent electrode layer 2 to the light emitting layer, and is made of, for example, CuPc. The hole transport layer has a role of efficiently transferring holes to the light emitting layer and increasing the recombination efficiency of electrons and holes in the light emitting layer. For example, a phenylenediamine type compound Consists of.

上記発光層は、発光物質を含んでおり、透明電極層2からの正孔と金属電極層4からの電子とが再結合することにより励起子を生成する場である。上記励起子が上記発光層内を移動する過程において上記発光物質が発光する。上記発光層に含まれる発光物質の種類を選択することにより、赤色光、緑色光および青色光などを自発光するように構成されている。上記発光物質としては、たとえばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体、ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル、トリ(ジベンゾイルメチル)フェナントロリンユーロピウム錯体(Eu(DBM)3(Phen))、およびフェニルピリジンイリジウム化合物などの蛍光またはりん光性発光物質を使用することができる。もちろん、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリアルキルチオフェン、ポリフルオレン、およびこれらの誘導体などのような高分子発光物質を用いてもよい。 The light emitting layer contains a light emitting substance, and is a place where excitons are generated by recombination of holes from the transparent electrode layer 2 and electrons from the metal electrode layer 4. The light-emitting substance emits light in the process in which the excitons move in the light-emitting layer. By selecting the type of the light emitting material contained in the light emitting layer, red light, green light, blue light, and the like are emitted by themselves. Examples of the light-emitting substance include tris (8-quinolinolato) aluminum complex, bis (benzoquinolinolato) beryllium complex, ditoluylvinylbiphenyl, tri (dibenzoylmethyl) phenanthroline europium complex (Eu (DBM) 3 (Phen)) And fluorescent or phosphorescent emissive materials such as phenylpyridine iridium compounds can be used. Of course, polymer light-emitting substances such as poly (p-phenylene vinylene), polyalkylthiophene, polyfluorene, and derivatives thereof may be used.

上記電子輸送層は、上記発光層への電子の移動を効率良く行うとともに、上記発光層における電子と正孔との再結合効率を高める役割を有するものである。上記電子輸送層を構成する材料としては、たとえばアントラキノジメタン、ジフェニルキノン、ペリレンテトラカルボン酸、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ベンズオキサゾール、およびこれらの誘導体を用いることができる。   The electron transport layer has a role of efficiently transferring electrons to the light emitting layer and increasing the recombination efficiency of electrons and holes in the light emitting layer. As a material constituting the electron transport layer, for example, anthraquinodimethane, diphenylquinone, perylenetetracarboxylic acid, triazole, oxazole, oxadiazole, benzoxazole, and derivatives thereof can be used.

金属電極層4は、上記電源の−極に接続されており、電子を供給するためのカソード電極である。金属電極層4は、たとえばAlからなり、比較的反射率が高い層とされている。   The metal electrode layer 4 is connected to the negative electrode of the power source and is a cathode electrode for supplying electrons. The metal electrode layer 4 is made of, for example, Al and has a relatively high reflectance.

絶縁層5は、たとえばSiO2などの絶縁材料からなり、透明電極層2、有機層3、および金属電極層4を覆っている。絶縁層5は、有機層3が雰囲気に触れることによって劣化することを防止する。 The insulating layer 5 is made of an insulating material such as SiO 2 and covers the transparent electrode layer 2, the organic layer 3, and the metal electrode layer 4. The insulating layer 5 prevents the organic layer 3 from deteriorating when exposed to the atmosphere.

封止ガラス7は、たとえば透明なガラスからなり、平面視において大部分を占める凹部が形成されている。封止ガラス7は、この凹部が透明電極層2、有機層3、金属電極層4、および絶縁層5に被さるようにたとえばシール樹脂(図示略)を介して基板1に貼り付けられている。上記凹部と基板1とによって囲われた空間が封止空間71となっている。封止空間71には、冷却媒体6が封入されている。   The sealing glass 7 is made of, for example, transparent glass, and is formed with a recess that occupies most of the planar view. The sealing glass 7 is attached to the substrate 1 via, for example, a seal resin (not shown) so that the concave portion covers the transparent electrode layer 2, the organic layer 3, the metal electrode layer 4, and the insulating layer 5. A space surrounded by the recess and the substrate 1 is a sealed space 71. The cooling medium 6 is sealed in the sealing space 71.

冷却媒体6は、有機層3に通電されていない常温状態(以下、非通電状態)において液体または固体であり、有機層3が通電されることによりたとえば80℃程度に昇温した状態(以下、通電状態)において、気化または融解しうる材料からなる。具体的には、冷却媒体6の材料として、フロリナート、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロエーテルとイソプロピルアルコールとの混合液などの比較的低沸点(56〜61℃程度)の液体、あるいは、Uアロイ64〜80(株式会社大阪アサヒメタル工場製)、酢酸ナトリウム水和物、ステアリン酸などの比較的低融点(58〜70℃程度)の固体を用いる。   The cooling medium 6 is liquid or solid in a normal temperature state where the organic layer 3 is not energized (hereinafter referred to as a non-energized state), and is heated to, for example, about 80 ° C. when the organic layer 3 is energized (hereinafter referred to as “the cooling medium 6”). It is made of a material that can be vaporized or melted in an energized state. Specifically, as the material of the cooling medium 6, a liquid having a relatively low boiling point (about 56 to 61 ° C.) such as fluorinate, hydrofluoroether, a mixture of hydrofluoroether and isopropyl alcohol, or U alloy 64 to A solid having a relatively low melting point (about 58 to 70 ° C.) such as 80 (manufactured by Osaka Asahi Metal Factory), sodium acetate hydrate, stearic acid or the like is used.

次に、有機EL面状発光装置A1の作用について説明する。   Next, the operation of the organic EL planar light emitting device A1 will be described.

本実施形態によれば、通電状態において冷却媒体6が気化または融解することにより、発熱体である有機層3を冷却することができる。これにより、有機層3の一部が顕著に高温となることを防止することが可能である。したがって、有機EL面状発光装置A1の照明面積を拡大しつつ、輝度分布の均一化を図ることができる。   According to the present embodiment, the cooling medium 6 is vaporized or melted in the energized state, whereby the organic layer 3 that is a heating element can be cooled. Thereby, it is possible to prevent a part of the organic layer 3 from being remarkably heated. Therefore, it is possible to make the luminance distribution uniform while expanding the illumination area of the organic EL planar light emitting device A1.

冷却媒体6は、有機層3とともに封止空間71に封入されている。このため、有機層3から冷却媒体6へと伝熱させやすい。これは、冷却媒体6による冷却効果を促進するのに有利である。   The cooling medium 6 is enclosed in the sealed space 71 together with the organic layer 3. For this reason, it is easy to transfer heat from the organic layer 3 to the cooling medium 6. This is advantageous for promoting the cooling effect by the cooling medium 6.

図2〜図4は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。   2 to 4 show other embodiments of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.

図2は、本発明に係る有機EL面状発光装置の第2実施形態を示している。本実施形態の有機EL面状発光装置A2は、バッファ室8を備えている点が、上述した実施形態と異なっている。バッファ室8は、封止空間71に通じた閉空間である。気化または溶解した冷却媒体6は、封止空間71とバッファ室8とを行き来することができる。バッファ室8は、剛体によって囲われた一定容積空間、あるいは軟体材質によって囲われた可変容積空間のいずれであってもよい。また、バッファ室8を冷却する冷却手段(図示略)をさらに備えてもよい。   FIG. 2 shows a second embodiment of the organic EL planar light emitting device according to the present invention. The organic EL planar light emitting device A2 of this embodiment is different from the above-described embodiment in that the buffer chamber 8 is provided. The buffer chamber 8 is a closed space that communicates with the sealed space 71. The vaporized or dissolved cooling medium 6 can go back and forth between the sealed space 71 and the buffer chamber 8. The buffer chamber 8 may be either a fixed volume space surrounded by a rigid body or a variable volume space surrounded by a soft material. Further, a cooling means (not shown) for cooling the buffer chamber 8 may be further provided.

このような実施形態によれば、通電状態において気化または溶解することにより体積膨張した冷却媒体6の一部を、バッファ室8へと逃がすことができる。このため、封止空間71としては、非通電状態の冷却媒体6を収容可能な容積を有するものとすれば足りる。また、バッファ室8を冷却する上記冷却手段を備えれば、結果として有機層3の冷却をさらに促進することができる。   According to such an embodiment, a part of the cooling medium 6 that has been volume-expanded by being vaporized or dissolved in an energized state can be released to the buffer chamber 8. For this reason, it is sufficient if the sealing space 71 has a volume capable of accommodating the cooling medium 6 in a non-energized state. If the cooling means for cooling the buffer chamber 8 is provided, the cooling of the organic layer 3 can be further promoted as a result.

図3は、本発明に係る有機EL面状発光装置の第3実施形態を示している。本実施形態の有機EL面状発光装置A3は、封止空間71の構成が上述したいずれの実施形態とも異なっている。本実施形態においては、封止空間71は、互いに積層された第1室71aおよび第2室71bからなっている。   FIG. 3 shows a third embodiment of the organic EL planar light emitting device according to the present invention. The organic EL planar light emitting device A3 of the present embodiment is different from any of the above-described embodiments in the configuration of the sealing space 71. In the present embodiment, the sealed space 71 includes a first chamber 71a and a second chamber 71b that are stacked on each other.

第1室71aは、基板1寄りに位置しており、透明電極層2、有機層3、および金属電極層4を収容している。第2室71bは、第1室71aを挟んで基板1とは反対側に位置しており、冷却媒体6が封入されている。第1室71aと第2室71bとは、互いに遮断されている。このような封止空間71を実現するために、封止ガラス7は、たとえば2枚のガラス部材が貼りあわされた構造とされている。   The first chamber 71 a is located near the substrate 1 and accommodates the transparent electrode layer 2, the organic layer 3, and the metal electrode layer 4. The second chamber 71b is located on the opposite side of the substrate 1 across the first chamber 71a, and the cooling medium 6 is enclosed therein. The first chamber 71a and the second chamber 71b are blocked from each other. In order to realize such a sealing space 71, the sealing glass 7 has a structure in which, for example, two glass members are bonded together.

このような実施形態によれば、第2室71bのみを冷却媒体6の気化または溶解に適した密閉構造とすれば足りる。第2室71bは、有機層3を収容していないため、たとえば高耐圧化のためのシール強化などの方策が施しやすい。   According to such an embodiment, it is sufficient that only the second chamber 71 b has a sealed structure suitable for vaporizing or dissolving the cooling medium 6. Since the second chamber 71b does not contain the organic layer 3, it is easy to take measures such as strengthening the seal to increase the pressure resistance.

図4は、本発明に係る有機EL面状発光装置の第4実施形態を示している。本実施形態の有機EL面状発光装置A4は、上述した面状発光装置A3に面状発光装置A2で述べたバッファ室8が備えられた構成とされている。本実施形態においては、バッファ室8は、第2室71bにつながっている。このような実施形態によれば、たとえば第2室71bおよびバッファ室8によっていわゆるヒートポンプを構成することができる。ヒートポンプとすることによって気化または溶解した冷却媒体6の流動が活発化するが、このような冷却媒体6が有機層3に損傷を与えることを防止できる。   FIG. 4 shows a fourth embodiment of the organic EL planar light emitting device according to the present invention. The organic EL planar light emitting device A4 of the present embodiment has a configuration in which the above-described planar light emitting device A3 includes the buffer chamber 8 described in the planar light emitting device A2. In the present embodiment, the buffer chamber 8 is connected to the second chamber 71b. According to such embodiment, what is called a heat pump can be comprised by the 2nd chamber 71b and the buffer chamber 8, for example. Although the flow of the vaporized or dissolved cooling medium 6 is activated by using the heat pump, it is possible to prevent the cooling medium 6 from damaging the organic layer 3.

本発明に係る有機EL面状発光装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る有機EL面状発光装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。   The organic EL planar light emitting device according to the present invention is not limited to the embodiment described above. The specific configuration of each part of the organic EL planar light emitting device according to the present invention can be varied in design in various ways.

本発明に係る有機EL面状発光装置の第1実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the organic electroluminescent planar light-emitting device concerning this invention. 本発明に係る有機EL面状発光装置の第2実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the organic electroluminescent planar light-emitting device concerning this invention. 本発明に係る有機EL面状発光装置の第3実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the organic electroluminescent planar light-emitting device concerning this invention. 本発明に係る有機EL面状発光装置の第4実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the organic electroluminescent planar light-emitting device concerning this invention. 従来の有機EL面状発光装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional organic electroluminescent planar light-emitting device.

符号の説明Explanation of symbols

A1,A2,A3,A4 有機EL面状発光装置
1 基板
2 透明電極層
3 有機層
4 金属電極層
5 絶縁層
6 冷却媒体
7 封止ガラス
71 封止空間
71a 第1室
71b 第2室
8 バッファ室
A1, A2, A3, A4 Organic EL planar light emitting device 1 Substrate 2 Transparent electrode layer 3 Organic layer 4 Metal electrode layer 5 Insulating layer 6 Cooling medium 7 Sealing glass 71 Sealing space 71a First chamber 71b Second chamber 8 Buffer Room

Claims (3)

有機層と、
上記有機層が広がる方向において、上記有機層と重なる封止空間と、
を備える有機EL面状発光装置であって、
上記封止空間には、上記有機層が非通電状態から通電状態とされたときに、気化または融解する冷却媒体が、上記封止空間の容積を部分的に占めるように封入されていることを特徴とする、有機EL面状発光装置。
An organic layer,
A sealing space overlapping the organic layer in the direction in which the organic layer spreads;
An organic EL planar light emitting device comprising:
A cooling medium that vaporizes or melts when the organic layer is turned from a non-energized state to the sealed space is sealed so as to partially occupy the volume of the sealed space. An organic EL planar light emitting device.
上記有機層は、上記封止空間に収容されている、請求項1に記載の有機EL面状発光装置。   The organic EL planar light emitting device according to claim 1, wherein the organic layer is accommodated in the sealed space. 上記封止空間は、上記有機層を収容する第1室と、上記有機層の厚さ方向において上記第1室と重なり、かつ上記冷却媒体が封入された第2室とからなる、請求項1に記載の有機EL面状発光装置。   The said sealing space consists of a 1st chamber which accommodates the said organic layer, and a 2nd chamber which overlaps with the said 1st chamber in the thickness direction of the said organic layer, and the said cooling medium was enclosed. The organic EL planar light-emitting device described in 1.
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