JP5108639B2 - Organic EL lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、定電流回路素子を備えた有機EL(エレクトロルミネッセンス)照明装置に関する。 The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) illumination device including a constant current circuit element.
有機EL素子は、電流量に比例して発光する素子である。そのため、有機EL素子が、外部電源に依存することなく一定の輝度を保つためには、定電流を流す必要がある。また、有機EL素子は、ダイオード特性を示す半導体素子でもあり、発熱された熱(ジュール熱)により電流値が上昇して破損する可能性があるので、定電流を流す必要がある。そこで、定電流回路を有機EL素子に設けた有機EL装置が提案されている。 An organic EL element is an element that emits light in proportion to the amount of current. Therefore, in order for the organic EL element to maintain a constant luminance without depending on an external power source, it is necessary to pass a constant current. In addition, the organic EL element is also a semiconductor element exhibiting diode characteristics, and there is a possibility that the current value increases due to the generated heat (Joule heat) and breaks, so it is necessary to pass a constant current. Thus, an organic EL device in which a constant current circuit is provided in an organic EL element has been proposed.
特許文献1には、数μAの定電流を流すための定電流回路を有するドライバ回路を有する有機EL素子を備えた有機EL表示装置が開示されている。この有機EL表示装置では、透明基板上の2辺に沿って一対のドライバ回路が配置されている。このように有機EL素子と定電流回路を含むドライバ回路とを一体化することによって、信頼性の向上、小型化、薄型化及び低コスト化を実現できた。 Patent Document 1 discloses an organic EL display device including an organic EL element having a driver circuit having a constant current circuit for supplying a constant current of several μA. In this organic EL display device, a pair of driver circuits are arranged along two sides on the transparent substrate. Thus, by integrating the organic EL element and the driver circuit including the constant current circuit, it is possible to realize improvement in reliability, size reduction, thickness reduction, and cost reduction.
尚、この有機EL表示装置では、ドライバ回路によってマトリックス状に配置された発光部を発光させることによって画像を表示している。
しかしながら、特許文献1の有機EL表示装置では、基板上の2辺に沿ってドライバ回路が配置されているので、ドライバ回路から発熱された熱が偏って有機EL素子に伝達される。従って、有機EL素子の面内での直流抵抗成分が異なり、輝度が面内で偏るといった課題がある。特に、大電流(例えば、数A)を必要とする有機EL照明装置では、この課題が大きくなる。 However, in the organic EL display device disclosed in Patent Document 1, since the driver circuit is arranged along two sides on the substrate, the heat generated from the driver circuit is biased and transmitted to the organic EL element. Therefore, there is a problem that the direct current resistance component in the plane of the organic EL element is different and the luminance is biased in the plane. In particular, in an organic EL lighting device that requires a large current (for example, several A), this problem becomes large.
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、面内での輝度の偏りを抑制できる有機EL照明装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an organic EL lighting device that can suppress in-plane luminance deviation.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、平面状の有機EL素子と、前記有機EL素子の一方の面に設けられた平面状の熱拡散板と、放熱板を有し、前記放熱板と前記熱拡散板とが面接触するように設置され、前記有機EL素子に定電流を供給する定電流回路素子とを備えたことを特徴とする有機EL照明装置である。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 includes a planar organic EL element, a planar heat diffusion plate provided on one surface of the organic EL element, and a heat radiating plate. The organic EL lighting device includes a constant current circuit element that is installed so that the heat radiating plate and the heat diffusing plate are in surface contact with each other and supplies a constant current to the organic EL element.
また、請求項2に記載の発明は、前記熱拡散板と前記定電流回路素子は、面接触していることを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、前記有機EL素子は、有機発光層と、前記有機発光層の一方の面に形成された金属層からなる金属電極とを有し、前記熱拡散板は、前記有機発光層から視て、前記金属電極側に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項4に記載の発明は、前記熱拡散板は、金属を含むことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の有機EL照明装置である。
The invention according to
また、請求項5に記載の発明は、前記熱拡散板は、前記有機EL素子の前記一方の面の全面に設けられ、前記放熱板は、前記定電流回路素子の一方の面の全面に設けられ、前記放熱板の全面が前記熱拡散板と面接触することを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, the thermal diffusion plate is provided on the entire surface of the one surface of the organic EL element, and the heat dissipation plate is provided on the entire surface of the one surface of the constant current circuit element. The organic EL lighting device according to claim 1, wherein the entire surface of the heat radiating plate is in surface contact with the heat diffusing plate .
本発明によれば、熱拡散板と定電流回路とを接触させることによって、熱を面内で伝導させて拡散することができる。この結果、輝度の偏りを抑制することができる。 According to the present invention, heat can be conducted and diffused in a plane by bringing the thermal diffusion plate and the constant current circuit into contact with each other. As a result, luminance unevenness can be suppressed.
(第1実施形態)
以下、図面を参照して、本発明をボトムエミッション型の有機EL照明装置に適用した第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。図2は、図1におけるII−II線に沿った断面図である。図3は、有機EL照明装置の回路図である。尚、以下の説明において、図1に示す上下を上下方向とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a bottom emission type organic EL lighting device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram of the organic EL lighting device. In the following description, the vertical direction shown in FIG.
図1及び図2に示すように、第1実施形態による有機EL照明装置1は、有機EL素子2と、熱拡散板3と、定電流回路素子4と、ワイヤ5とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment includes an
有機EL素子2は、平面状に形成されている。有機EL素子2は、基板11と、素子部12と、封着材13と、封止板14とを備えている。基板11、封着材13及び封止板14によって囲まれている領域が、封止領域15である。
The
基板11は、約0.5mmの厚みを有し、光を透過可能なガラス基板からなる。基板11の上面は、素子部12が形成される成長主面11aである。また、基板11の下面は、光が取り出される光取出面11bである。
The
素子部12は、透明電極21と、有機発光層22と、陰極(請求項の金属電極に相当)23とを備えている。
The
透明電極21は、光を透過可能な約100nmの厚みを有するITO(酸化インジウムスズ)からなる。透明電極21は、基板11の成長主面11a上に形成されている。透明電極21は、陽極25と、外部端子26とを備えている。
The
陽極25は、有機発光層22に正孔を注入するためのものである。陽極25は、封止領域15内の成長主面11a上に形成されている。陽極25は、外部端子26の一部と一体的に形成されている。
The
外部端子26は、電源端子6を介して、陽極25及び陰極23と外部電源(図示略)とを接続するためのものである。外部端子26は、封止領域15外の成長主面11a上に形成されている。外部端子26は、パターニングされており、複数の領域に分割されている。
The
有機発光層22は、光を発光するためのものである。有機発光層22は、陽極25上に電気的に接続された状態で形成されている。有機発光層22は、封止領域15内に形成されている。有機発光層22には、正孔輸送層及び電子輸送層が陽極25側から順に積層されている。正孔輸送層は、約50nmの厚みを有するNPD(ジフェニルナフチルジアミン)膜からなる。電子輸送層には、約50nmの厚みを有し、色素を混入させたキノリノールアルミ錯体(Alq3)膜からなる。また、陽極25からの正孔注入を促進するために、銅フタロシアニン(CuPc)を陽極25と有機発光層22との間に積層してもよい。
The organic
陰極23は、有機発光層22に電子を注入するためのものである。陰極23は、有機発光層22上に電気的に接続された状態で形成されている。陰極23は、約100nmの厚みを有するAl膜からなる。陰極23は、絶縁膜(図示略)によって陽極25と絶縁されている。陰極23の一端部は、外部端子26と接続されている。
The
封着材13は、基板11と封止板14とを封着するためのものである。封着材13は、絶縁性のUV硬化樹脂からなる。封着材13は、有機発光層22の外側を囲むように形成されている。
The sealing
封止板14は、約0.5mmの厚みを有するガラス基板からなる。封止板14は、基板11よりも小さい長方形状に形成されている。
The
熱拡散板3は、有機EL素子2及び定電流回路素子4により発熱した熱を拡散して、局所的に高熱になることを抑制するためのものである。熱拡散板3は、約1mmの厚みを有する平面状のAl板からなる。尚、熱拡散板3をCu層やアルマイト処理した金属層によって構成してもよい。熱拡散板3は、熱伝導シート(図示略)を介して、有機EL素子2の一方の面である封止板14の上面全体に接着されている。即ち、熱拡散板3は、有機発光層22から視て、陰極23側に設けられている。
The
定電流回路素子4は、外部電源に依存することなく、有機EL素子2に定電流を供給するためのものである。図3に示すように、定電流回路素子4は、アンプやトランジスタ等を有する3端子レギュレータからなる。定電流回路素子4は、外部端子26側の熱拡散板3の一辺の近傍に接着されている。定電流回路素子4は、本体部31と、放熱板32と、3本の端子33とを備えている。本体部31には、上述したアンプやトランジスタ等が含まれる。放熱板32は、本体部31の下面に設置されている。定電流回路素子4は、放熱板32が熱拡散板3と面接触するように設置されている。各端子33は、熱拡散板3の一辺から外部端子26の上方へと突出している。各端子33は、ワイヤ5によって外部端子26と接続されている。
The constant
次に、上述した第1実施形態による有機EL照明装置1の動作を説明する。 Next, the operation of the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment described above will be described.
まず、有機EL照明装置1では、外部電源から外部端子26に正孔及び電子が注入される。注入された正孔は、定電流回路素子4及び陽極25を介して、有機発光層22に注入される。また、注入された電子は、定電流回路素子4及び陰極23を介して、有機発光層22に注入される。正孔と電子は、有機発光層22内で再結合して、光を発光する。発光した光は、陽極25及び基板11を透過して、光取出面11bから外部に照射される。尚、有機EL照明装置1は、定電流回路素子4を有するので、外部電源から印加される電圧に依存することなく、同じ光の強度を保持する。
First, in the organic EL lighting device 1, holes and electrons are injected from the external power source into the
ここで、有機EL照明装置1は、熱拡散板3を備えているので、定電流回路素子4から発熱された光が、熱拡散板3内で拡散する。このため、面内において、有機EL素子2が局所的に高温になることを抑制できる。これにより、面内における電流値の偏りを抑制して、光の偏りが抑制される。
Here, since the organic EL lighting device 1 includes the
次に、第1実施形態による有機EL照明装置1の製造工程について説明する。図4〜図10は、各製造工程における有機EL照明装置の断面図である。 Next, the manufacturing process of the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment will be described. 4-10 is sectional drawing of the organic electroluminescent illuminating device in each manufacturing process.
まず、図4に示すように、基板11の成長主面11aの全体にITO膜からなる透明電極21を形成する。
First, as shown in FIG. 4, a
次に、図5に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いて、所定の領域にレジスト膜41を形成する。この後、レジスト膜41から露出している領域の透明電極21をエッチングする。これにより、陽極25及び外部端子26を含む透明電極21が、パターニングされる。
Next, as shown in FIG. 5, a resist
次に、図6に示すように、開口部42aが形成されたシャドウマスク42を用いて、有機発光層22の正孔輸送層及び電子輸送層を陽極25上の所望の領域に順に蒸着する。
Next, as shown in FIG. 6, the hole transport layer and the electron transport layer of the organic
次に、図7に示すように、開口部43aが形成されたシャドウマスク43を用いて、Al膜からなる陰極23を、有機発光層22上及び透明電極21上の所望の領域に蒸着する。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、UV硬化樹脂からなる封着材13を有機発光層22の外周を囲むように塗布する。その後、封着材13上に封止板14を載置する。この状態で、UV(紫外線)を照射して、封着材13を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 8, a sealing
次に、図9に示すように、封止板14の上面と一致するように、熱伝導シートを介して、熱拡散板3を貼り付ける。
Next, as shown in FIG. 9, the
次に、図10に示すように、定電流回路素子4を熱拡散板3の所定の領域に接着する。その後、定電流回路素子4の端子33をワイヤ5によって外部端子26と接続する。
Next, as shown in FIG. 10, the constant
これにより、図1及び図2に示す有機EL照明装置1が完成する。 Thereby, the organic EL lighting device 1 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.
上述したように、第1実施形態による有機EL照明装置1では、熱伝導性及び放熱性の高いAl板からなる熱拡散板3上に定電流回路素子4を接着している。これにより、発光時に、定電流回路素子4が発熱しても、面内において、熱拡散板3により熱を伝導させて拡散することができる。このため、局所的に高熱になることを抑制できるので、面内における有機発光層22の電流値が偏ることを抑制できる。この結果、面内における輝度の偏りを抑制することができる。
As described above, in the organic EL lighting device 1 according to the first embodiment, the constant
また、有機EL照明装置1では、熱拡散板3と定電流回路素子4の放熱板32とを面接触するように接着している。これにより、定電流回路素子4の放熱性をより向上させることができる。
In the organic EL lighting device 1, the
また、有機EL照明装置1では、有機発光層22から視て、熱拡散板3をAl膜からなる陰極23側に設けている。このように、熱伝導の高い陰極23側に熱拡散板3を設けることによって、放熱性をより向上させることができる。
Further, in the organic EL lighting device 1, the
(第2実施形態)
次に、上述した第1実施形態を部分的に変更した第2実施形態による有機EL照明装置について説明する。図11は、第2実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、第1実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a second embodiment in which the first embodiment described above is partially modified will be described. FIG. 11 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図11に示すように、第2実施形態による有機EL照明装置1Aでは、定電流回路素子4が有機EL素子2に対して立設されている。ここで定電流回路素子4の放熱板32は、熱拡散板3の側面と接するように設置されている。
As shown in FIG. 11, in the organic EL lighting device 1 </ b> A according to the second embodiment, the constant
このように定電流回路素子4を立設することによって、定電流回路素子4の熱が有機EL素子2に伝達されることを抑制できる。また、有機EL素子2に伝達された僅かな熱も熱拡散板3により拡散されるので、輝度の偏りを抑制できる。
By standing the constant
(第3実施形態)
次に、上述した実施形態を部分的に変更した第3実施形態による有機EL照明装置について説明する。図12は、第3実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、上述した実施形態の構成と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a third embodiment in which the above-described embodiment is partially changed will be described. FIG. 12 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the structure of embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
図12に示すように、第3実施形態による有機EL照明装置1Bでは、定電流回路素子4の本体部31が、熱拡散板3と接着されている。即ち、定電流回路素子4の放熱板32が、外側を向くように設置されている。これにより、定電流回路素子4の放熱性をより向上させることができる。
As shown in FIG. 12, in the organic EL lighting device 1 </ b> B according to the third embodiment, the
(第4実施形態)
次に、上述した第1実施形態を部分的に変更した第4実施形態による有機EL照明装置について説明する。図13は、第4実施形態による有機EL照明装置の全体斜視図である。尚、第1実施形態と同じ構成には、同じ符号を付けて説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an organic EL lighting device according to a fourth embodiment in which the first embodiment described above is partially changed will be described. FIG. 13 is an overall perspective view of the organic EL lighting device according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図13に示すように、第4実施形態による有機EL照明装置1Cでは、基板11の下面に熱拡散板3が設けられている。また、定電流回路素子4が、基板11の下面に設けられた熱拡散板3に接着されている。第4実施形態の構成は、封止板14側から光を取り出すトップエミッション型の有機EL照明装置に有効である。
As shown in FIG. 13, in the organic EL lighting device 1 </ b> C according to the fourth embodiment, the
以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施形態を一部変更した変更形態について説明する。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using embodiment, this invention is not limited to embodiment described in this specification. The scope of the present invention is determined by the description of the claims and the scope equivalent to the description of the claims. Hereinafter, modified embodiments in which the above-described embodiment is partially modified will be described.
上述した実施形態における各構成の形状、数値、材料は適宜変更可能である。 The shape, numerical value, and material of each component in the above-described embodiment can be changed as appropriate.
例えば、定電流回路素子の回路構成は適宜変更可能であるが、1チップ化された素子構造のものが好ましい。これにより、有機EL照明装置の小型、軽量及び薄型化を実現できるからである。 For example, the circuit configuration of the constant current circuit element can be changed as appropriate, but an element structure with one chip is preferable. This is because the organic EL lighting device can be reduced in size, weight, and thickness.
1、1A、1B、1C 有機EL照明装置
2 有機EL素子
3 熱拡散板
4 定電流回路素子
5 ワイヤ
6 電源端子
11 基板
11a 成長主面
11b 光取出面
12 素子部
13 封着材
14 封止板
15 封止領域
21 透明電極
22 有機発光層
23 陰極
25 陽極
26 外部端子
31 本体部
32 放熱板
33 端子
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記有機EL素子の一方の面に設けられた平面状の熱拡散板と、
放熱板を有し、前記放熱板と前記熱拡散板とが面接触するように設置され、前記有機EL素子に定電流を供給する定電流回路素子とを備えたことを特徴とする有機EL照明装置。 A planar organic EL element;
A planar heat diffusion plate provided on one surface of the organic EL element;
An organic EL illumination comprising: a heat sink; and a constant current circuit element that is installed so that the heat sink and the heat diffusion plate are in surface contact with each other and supplies a constant current to the organic EL element. apparatus.
前記熱拡散板は、前記有機発光層から視て、前記金属電極側に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機EL照明装置。The organic EL lighting device according to claim 1, wherein the heat diffusion plate is provided on the metal electrode side when viewed from the organic light emitting layer.
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