JP5758314B2 - 有機電界発光素子、及び照明装置 - Google Patents
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Description
有機電界発光素子において、薄型、軽量、面発光などの特徴から、これまでの照明器具や光源では実現できなかった応用が期待されている。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る有機電界発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図2は、第1の実施形態に係る有機電界発光素子の構成を例示する模式的平面図である。図1は、図2のA1−A2線断面図である。
これらの図は、本実施形態に係る有機電界発光素子の一部を拡大して例示している。
図1及び図2に表したように、本実施形態に係る有機電界発光素子110は、第1電極10と、第2電極20と、配線層31と、有機発光層40と、光散乱層51と、を含む。
図2に表したように、この例では、第2電極20の導電部21は、帯状である。ただし、後述するように、第2電極20の導電部21のパターン形状は任意である。
このように、実施形態によれば、光透過性で実用的な有機電界発光素子を提供できる。実施形態によれば、高い発光効率が得られる。この有機電界発光素子を照明装置に応用した場合、照明機能の他に、背景像を透過させる機能により、種々の新たな応用が可能になる。
既に説明した図1及び図2は、図3に例示した、有機電界発光素子110の一部分PAの構成を例示している。
図3に表したように、本実施形態に係る有機電界発光素子110は、第1電極10と、第1電極10に接続された配線層31と、第1電極10に対向する第2電極20と、を有する。この例では、有機発光層40は省略されている。有機電界発光素子110をZ軸方向に沿ってみたときの外形は、例えば、四角形(例えば長方形)である。四角形の1辺は、例えば、20mm以上2000mm以下程度である。例えば、第1電極10のX−Y平面に対して平行な方向に沿った幅は、20mm以上2000mm以下である。例えば、第1電極10のX−Y平面に対して平行な方向に沿った幅は、50mm以上である。
図4(a)は、第2電極20のパターン形状の例を示している。図4(b)は、配線層31のパターン形状の例を示している。図4(a)及び図4(b)に示した、有機電界発光素子110の一部分PAが、図1及び図2で例示されている部分に相当する。
図5は、第1の実施形態に係る有機電界発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
図5に表したように、有機発光層40は、発光部43を含む。有機発光層40は、必要に応じて、第1層41及び第2層42の少なくともいずれかをさらに含むことができる。発光部43は、可視光の波長を含む光を放出する。第1層41は、発光部43と第1電極10との間に設けられる。第2層42は、発光部43と第2電極20との間に設けられる。
これらの図は、光散乱層51の構成を例示している。
図6(a)に表したように、光散乱層51は、樹脂層55と、樹脂層55に分散された複数の粒子56と、を含む。樹脂層55には、例えば、ポリシロキサン系ポリマーなどが用いられる。ただし、樹脂層55の材料は任意である。粒子56には、例えば、シリカ粒子及びポリスチレン粒子の少なくともいずれかを用いることができる。ただし、粒子56の材料は任意である。粒子56の径は、例えば、200nm以上100μm以下である。樹脂層55の厚さは、例えば、0.2μm以上100μm以下である。
図7(a)は、本実施形態に係る有機電界発光素子111の第2電極20のパターン形状の例を示している。図7(b)は、有機電界発光素子111の配線層31のパターン形状の例を示している。例えば、図7(a)及び図7(b)に示した、有機電界発光素子111の一部分PAの断面(A1−A2線断面)は、図1と同様である。
図8(a)は、第2電極20が帯状の場合の構成を示し、図8(b)は、第2電極20が格子状である場合の構成を示している。図8(a)に表したように、第2電極20(導電部21)は、例えばY軸方向に沿って延在している。このように、第2電極20は、第1主面10aに対して平行な第1方向(この例ではY軸方向)に延在する複数の帯状部分(第1パターン部20p)を含むことができる。第2電極20のX軸方向に沿った長さを幅wx2とする。複数の第2電極20(導電部21)のうちで互いに隣り合う2つの第2電極20(導電部21)のX軸方向に沿った中心どうしの距離をピッチpx2とする。
図9(a)は、配線層31が帯状の場合の構成を示し、図9(b)は、配線層31が格子状である場合の構成を示している。図9(a)に表したように、配線層31は、例えばY軸方向に沿って延在する。すなわち、配線層31は、例えばY軸方向に沿って延在する帯状部分を有する。配線層31のX軸方向に沿った長さを幅wx3とする。複数の配線層31のうちで互いに隣り合う2つの配線層31のX軸に沿った中心どうしの距離をピッチpx3とする。
図11(a)は、有機発光層40から発光光45が放出されている状態(点灯時)に対応し、図11(b)は、発光光45が放出されていない状態(非点灯時)に対応する。これらの図に表したように、この例では、第2電極20は観察者71に対向し、光散乱層51が物体72に対向している。
図12(a)は点灯時に対応し、図12(b)は非点灯時に対応する。これらの図に表したように、この例では、光散乱層51が観察者71に対向し、第2電極20が物体72に対向している。
図12(b)に表したように非点灯時には、観察者71に到達する光の強度Iは、IsRbTo+IsRo’となる。
図13は、例えば、図2、図4(a)及び図4(b)のA1−A2線断面に相当する断面図である。
図13に表したように、本実施形態に係る別の有機電界発光素子112においては、基板80の上に第2電極20が設けられ、第2電極20の上に有機発光層40が設けられる。有機発光層40の上に第1電極10が設けられ、第1電極10の上に配線層31が設けられる。配線層31の上、及び、第1電極10の上面に、光散乱層51が設けられる。有機電界発光素子112においても光透過性の有機電界発光素子を提供できる。なお、有機発光層40の上に配線層31を設け、配線層31の上に第1電極10を設けても良い。
図14に表したように、第1の実施形態に係る別の有機電界発光素子112aにおいては、基板80の第1電極10とは反対側の面の一部に凹凸が設けられている。この凹凸が光散乱層51となり、凹凸が設けられていない部分が非散乱部52となる。このように、光散乱層51として、基板80の少なくとも一部を用いても良い。
これらの図は、例えば、図2、図4(a)及び図4(b)のA1−A2線断面に相当する断面図である。
図15(a)に表したように、本実施形態に係る別の有機電界発光素子113においては、基板80と第1電極10との間に光散乱層51が設けられる。基板80と第1電極10との間の光散乱層51が設けられていない部分には、発光光45を透過させる透過層60が設けられる。透過層60には、例えば、透明な樹脂などが用いられる。透過層60必要に応じて設けられ、省略しても良い。例えば、基板80の上に、光散乱層51と透過層60とが設けられる。その上に第1電極10が設けられ、第1電極10の上に配線層31が設けられ、第1電極10の上に有機発光層40が設けられる。有機発光層40の上に第2電極20が設けられる。
これらの図は、例えば、図2、図4(a)及び図4(b)のA1−A2線断面に相当する断面図である。
図16(a)に表したように、本実施形態に係る別の有機電界発光素子114においては、図1(a)〜図1(c)に関して説明した有機電界発光素子110の構成において、基板80と第1電極10との間(すなわち、光散乱層51と第1電極10との間)に、中間層63が設けられている。
図17は、第2の実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
図17に表したように、本実施形態に係る照明装置210は、第1の実施形態に係る有機電界発光素子(例えば有機電界発光素子110)と、電源部201と、を備える。
本実施形態に係る照明装置210によれば、光透過性の照明装置を提供できる。
本実施形態は、有機電界発光素子の製造方法に係る。本実施形態は、照明装置の製造方法の一部に対応する。
図18(a)〜図18(e)は、第3の実施形態に係る有機電界発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図18(a)に表したように、例えば、基板80の上に、第1電極10を形成する。第1電極10の上に配線層31を形成する。配線層31のパターンの形成には、例えば、フォトリソグラフィとエッチングが用いられる。また、マスクを用いた成膜(蒸着など)を用いても良い。
図19(a)に表したように、例えば、基板80の上に、第1電極10、配線層31、有機発光層40、及び、第2電極20を含む加工体110wを形成した後、基板80の裏面(下面であり、基板80の第1電極10とは反対側の面)に、感光性のレジスト膜58を形成する。レジスト膜58は、感光性の樹脂膜59であり、ネガ形のレジストである。そして、加工体の上面から、露光光75を照射する。この露光光75は、第2電極20(導電部21)及び配線層31により遮光され、露光光75のうちで導電部非形成領域22及び配線層非形成領域32を通過する光がレジスト膜58に照射される。
図20に表したように、本製造方法においては、加工体110wを準備する(ステップS110)。加工体110wは、第1電極10と、配線層31と、第2電極20と、有機発光層40と、を含む。第1電極10は、第1主面10aを有し、光透過性である。配線層31は、第1主面10aに対して平行な平面に沿って延在し、第1電極10に電気的に接続される。配線層31は、第1電極10の導電率よりも高い導電率を有し、光反射性である。第1電極10は、X−Y平面に射影したときに、配線層31と重ならない部分を有する。第2電極20は、第1主面10aと対向する。第2電極20は、導電部21を有する。導電部21は、光反射性である。導電部21は、X−Y平面に射影したときに配線層31と重ならない領域の一部に設けられる。導電部21は、導電部非形成領域22を除いて設けられる。導電部非形成領域22は、X−Y平面に射影したときに配線層31と重ならない領域の少なくとも一部に設けられる。有機発光層40は、第1主面10aと第2電極20との間に設けられる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
Claims (8)
- 第1面を有し光透過性の第1電極と、
前記第1面に対して平行な平面に沿って延在し前記第1電極に電気的に接続され前記第1電極の導電率よりも高い導電率を有し光反射性の配線層であって、前記第1電極は前記平面に対して垂直な第1方向において前記配線層と重ならない部分を有する配線層と、
前記第1面と対向し、前記第1方向において前記配線層と重ならない領域の一部と重なる光反射性の導電部を有する第2電極と、
前記第1面と前記第2電極との間に設けられた有機発光層と、
樹脂層と、前記樹脂層に分散された複数の粒子と、を含む光散乱層であって、前記光散乱層と前記第2電極との間に前記第1電極が配置され、前記光散乱層は、前記第1方向において前記有機発光層と重なり、前記光散乱層は、前記第1方向において前記配線層及び前記導電部と重なる部分を有し、前記光散乱層は、前記第1方向において、前記配線層と重ならず前記導電部と重ならない領域の少なくとも一部を除いて設けられている光散乱層と、
光透過性の基板であって、前記基板と前記第1電極との間に前記光散乱層が配置される前記基板と、
前記基板と前記第1電極との間及び前記光散乱層と前記第1電極との間に設けられ前記第1電極と接する光透過性の樹脂の透過層と、
を備え、
前記光散乱層は、前記基板と前記透過層との間において前記透過層に埋め込まれ、前記第1電極から離れており、前記基板の一部と接する有機電界発光素子。 - 前記基板と前記第1電極との間に設けられ、凹凸構造部を含む中間層をさらに備えた請求項1記載の有機電界発光素子。
- 前記導電部の幅は、1マイクロメートル以上2000マイクロメートル以下である請求項1または2に記載の有機電界発光素子。
- 前記配線層は、前記平面に対して平行な第2方向に沿って延在する帯状部分を有し、
前記配線層の前記帯状部分の前記延在方向に対して垂直で前記平面に対して平行な第3方向に沿った、前記配線層の幅は、1マイクロメートル以上2000マイクロメートル以下である請求項1〜3のいずれか1つに記載の有機電界発光素子。 - 前記配線層は、Mo、Ta、Nb、Al、Ni及びTiよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む請求項1〜4のいずれか1つに記載の有機電界発光素子。
- 前記第1電極の前記平面に対して平行な方向に沿った幅は20ミリメートル以上である請求項1〜5のいずれか1つに記載の有機電界発光素子。
- 前記有機発光層から放出する光は、白色光である請求項1〜6のいずれか1つに記載の有機電界発光素子。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載の有機電界発光素子と、
前記配線層と前記第2電極とに電気的に接続され、前記配線層、前記第1電極及び前記第2電極を介して前記有機発光層に流れる電流を供給する電源部と、
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