JP6000246B2 - 有機エレクトロルミネッセントデバイス - Google Patents

Description

本発明は、固定要素を含む覆蓋を有する有機エレクトロルミネッセントデバイスの分野、および、かかる有機エレクトロルミネッセントデバイスを含む発光ユニットに係る。

有機エレクトロルミネッセントデバイス（即ち、ダイオード）は、かかる有機エレクトロルミネッセントデバイス（ＯＬＥＤ）に駆動電圧が印加されると有機分子が発光するデバイスである。ＯＬＥＤは、通常、透明基板を含み、当該基板上に堆積される積層が、２つの電極層、通常、基板上の透明アノード層と有機積層上の反射性カソード層との間に有機積層を含んでいる。有機分子は、湿気および酸素に反応するため、積層は、基板上にシールされる気密性覆蓋によって封入される。アノードおよび／または電気フィードスルーの構造に応じて、覆蓋は、アノードまたは任意の他の導電性材料上に部分的にシールされる。ＯＬＥＤを動作させるには、ＯＬＥＤは、数ボルト、例えば２〜１０Ｖ程度の駆動電圧を供給する電源への電気的接続を与えるソケット内に配置される必要がある。（ベースとしての）ＯＬＥＤと、ＯＬＥＤホルダでもあるソケットとのソケットベースシステムも容易に用いることができ、特にＯＬＥＤはソケットに容易に接続される。

米国特許出願公報ＵＳ２０１０／００４６２１０は、ＯＬＥＤがＯＬＥＤフレームの背面に配置された機械的／電気的カプラを介してマウントに取付けられる、ＯＬＥＤ用のソケットベースシステムであって、ホルダ／筐体における相補的開口内に一方向動作で挿入される複数の突起としてＯＬＥＤを含む、ソケットベースシステムを開示する。この連結機構は、ＬＥＧＯ（登録商標）ブロックの連結機構と似ている。別の実施形態では、ＯＬＥＤデバイスは、互いに嵌り合う管状カプラによって、または、隣接するＯＬＥＤの対応金属インサート内に嵌る突起によって互いに直接結合されて、これにより、ＯＬＥＤは筐体がなくて済む。これらのカプラは、ＯＬＥＤデバイスに付加されるべき追加のコンポーネントである。これに対し、費用効果的なソケットベースシステムを提供するために、必要なコンポーネント数を減少する要望がある。

本発明は、費用効果的で信頼性の高い方法でソケットに容易に接続可能な有機エレクトロルミネッセントデバイスを提供することを目的とする。

本発明は、かかる有機エレクトロルミネッセントデバイスを含む発光ユニットを提供することを更なる目的とする。

この目的は、基板上のエレクトロルミネッセント積層と、エレクトロルミネッセント積層を封入する覆蓋とを含む、有機エレクトロルミネッセントデバイスであって、覆蓋は、エレクトロルミネッセント積層および少なくとも１つの固定要素と電気的に接触する少なくとも１つの電気フィードスルーを含み、少なくとも１つの固定要素は、筐体の固定時の覆蓋の背面への力が最小限となるように有機エレクトロルミネッセントデバイスを筐体に固定するように構成される、有機エレクトロルミネッセントデバイスによって達成される。覆蓋は、通常、有機エレクトロルミネッセントデバイス（ＯＬＥＤ）のエレクトロルミネッセント積層を封入する機能を有する。本発明では、覆蓋は同時にＯＬＥＤを筐体に固定するためにも使用されるので、追加の機能が覆蓋に追加されている。通常、ＯＬＥＤデバイスは、ＯＬＥＤをフレームにしっかりと固定する一方で、フレームと筐体との間に接続を確立するために使用されるフレームを含む。本発明では、フレームがなくて済み、筐体が、電気接点を与えるソケットとして機能し、且つＯＬＥＤを少なくとも部分的に収容するキャビティとして機能するソケットベースシステムにおいて、必要な部品数が少なくなり、製造費用が削減される。さらに、ＯＬＥＤ自体に（覆蓋を介して）固定要素が具備されているので、筐体への接続が素早く且つ容易にでき、ＯＬＥＤフレームを使用しなくて済む。固定要素は、発光方向に垂直な方向において基板を越える。或いは、固定要素は、発光方向とは反対の方向に突出してもよい。固定要素は、いずれの場合も、覆蓋への筐体の固定時に覆蓋の背面への直接の力が回避されるように、覆蓋に取付けられる。直接の力が回避されるとは、覆蓋への筐体の固定時に加えられる力が、覆蓋の側壁を介して基板に伝達されることが好適であることを意味する。したがって、敏感なエレクトロルミネッセント積層の全体に亘って延在する覆蓋の背面の曲げが、減少さらには回避される。筐体内へのＯＬＥＤの直接的な固定は、ＯＬＥＤとフレームとの接続およびフレームと筐体との接続からなる二重接続とは対照的に、１つの接続しか必要でないので、ソケットベースシステムの信頼性を向上させる。必要な接続の数が少ないことにより、接続問題の危険が少なくなるので、ＯＬＥＤからの発光の信頼性を向上させる。

有機エレクトロルミネッセントデバイスは、有機小分子またはポリマーを使用して光を発生させる。したがって、ＯＬＥＤは、小分子有機発光デバイス（ＳＭＯＬＥＤ）またはポリマー発光デバイス（ＰＬＥＤ）とも呼ばれる。しかし、ＳＭＯＬＥＤの方が、その発光性能の良さから推奨される。基板は、２つの基本的に平行な面を有する、例えばガラスまたはプラスチックといった透明材料で作られる。エレクトロルミネッセント積層に面している基板の側面は、以下において背面とも表される。背面とは反対の基板の側面は、発光面（または前面）とも表される。エレクトロルミネッセント積層は、アノードとカソードとして少なくとも２つの電極と、これらの間に有機発光層とを含む。他の実施形態では、正孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、電子阻止層、（例えば発光分子が埋め込まれたホスト材料を含む）１以上の発光層といった複数の有機層が電極間に配置される。当業者には、異なる数／種類の層を含む、多数の様々なエレクトロルミネッセント積層が知られており、当業者であれば、所望の用途に応じて適切なエレクトロルミネッセント積層を選択できよう。通常は、基板上に堆積される電極は、例えばインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で作られる透明アノードである。もう１つの電極は、通常カソードであるが、例えばＡｌである反射性材料で作られる。幾つかの実施形態では、ＯＬＥＤの光取り出し挙動を向上させるために透明アノードと基板との間に追加の層がある。追加の硬化層が、覆蓋の側面からのカソードへの接触を可能とするために、透明アノード上に局所的に堆積される。このような硬化層は、例えば背面（覆蓋の側面）からの接触ワイヤまたはピンによるカソードの接触により引き起こされるアノードとカソードとの間の短絡を回避するために、電気絶縁材料で作られなければならない。

一実施形態では、固定要素は、覆蓋を筐体に固定する際にエレクトロルミネッセント積層に加えられる力を回避するために、発光方向に垂直な方向において基板を越える。エレクトロルミネッセント積層は、少なくとも１つの電気フィードスルーを介して覆蓋（覆蓋の背面）を通って接触されるので（背面接触（back-contacting）とも表される）、覆蓋はあらゆる方向で基板を越えてもよい。電気フィードスルーは、（エレクトロルミネッセント積層に面している）覆蓋の内側から覆蓋の外側（即ち、背面、内側と反対側の側面）への導電路を含む。電気経路は、通常、覆蓋に対して電気絶縁されている。このような絶縁は、蓋が金属で作られる場合には必要である。背面接触の場合、覆蓋の外側の基板の背面上では、エレクトロルミネッセント積層と接触するための接点領域は不要である。したがって、覆蓋は、基板を部分的に越えるか、または、基板の背面に平行な全方向に沿って越えることができる。発光面は、少なくとも、光の大部分が環境へと放射される基板の側面であり、発光面とは反対の基板の側面は、基板の背面と表される。基板の発光面を通じた発光は、最大光が基板の発光面に垂直に放射（以下において発光方向とも称する）されるランバート（Lambertian）特性を有する。「越える」との用語は、覆蓋の寸法が、基板の対応寸法よりも、基板の発光面の表面に垂直である発光方向に垂直な方向に沿って、長い（または基板から飛び出す）ことを表す。

覆蓋は、電気フィードスルーが具備されるのに適した任意の材料で作られ、また、ＯＬＥＤを筐体に固定できるように十分に硬い。固定要素は、固定要素として基板を完全にまたは部分的に越える覆蓋の周縁であってもよい。或いは、覆蓋は、ＯＬＥＤを筐体に固定するために適切な形状である、様々な形状を有する固定要素を含んでもよい。少なくとも固定手段の材料は、金属またはプラスチックである。固定手段以外の覆蓋の材料は、金属またはプラスチックだけでなくセラミック材料またはガラスでもよい。覆蓋は、例えばエレクトロルミネッセント積層の周りにガラスフリット（非導電性）または導電性のエポキシ接着剤の切れ目のないラインであるシール材料によって封入を確立し、湿気および酸素に対する気密シールを与えるために、基板にシールされる。「ＯＬＥＤを固定する」との表現は、好適には筐体が置かれている位置および／または向きに関係なく、ＯＬＥＤが筐体内にぴったりと嵌るようにする筐体内へのＯＬＥＤの挿入を表す。したがって、固定要素は、少なくとも、筐体にぴったりと嵌るように少なくとも１ｍｍ、好適には５ｍｍよりも多く基板を越える。

別の実施形態では、固定要素は、バイオネットコネクタのオス若しくはメス部であるか、または、プレート、フラップ、ラッチ若しくはフックを含む要素の群のうちの少なくとも１つの要素である。ここでは、バイオネットコネクタ（またはバイオネットマウント）は、例えば１以上のピンを有するオス側と、対応するＬ字型スロットを有するメスレセプタと、これら２部品を共にロックした状態に維持するバネとからなる固定機構である。これらの２部品を結合するために、オス部のピンはメス部のスロットに位置合わせされ、これらの２部品は押し合わされる。ピンがスロットの底部に到達すると、２部品は相対する方向に回転され、ピンはＬ字型スロットの底部に亘って案内される。次にバネがピンを定位置に保持してピンが後退して出てくることを防ぐ。取り外すためには、２部品は、バネに打ち勝つように押し合わされる一方で、ロック回転を逆転するようにわずかにねじられる。結合の強度は、ピンのせん断強度と、ロックされた場合にピンを定位置に保持するＬ字型スロットの強度とに依存する。熟練のユーザであれば、これらを素早く接続でき、また、これらは部品を回転させた際に生じる傷（cross-threading）の影響を受けない。他の実施形態では、バイオネットコネクタは、本発明の範囲内で異なる形状にされてもよい。或いは、固定要素としてのプレートは、筐体内に挿入されるべきスロットまたはキャビティが必要となり、フラップおよびラッチにも同じことが言える。フックは対応する穴またはボルト内に挿入されるか、ピンの背後に挿入されて、ＯＬＥＤを筐体に固定する。これらの固定要素はすべてＯＬＥＤを筐体に素早くロックすることと、要求に応じてＯＬＥＤを筐体から素早く取り外すこととを可能にする。この素早い固定および／または取り外しは、要求に応じてＯＬＥＤの配置が変更されるＯＬＥＤタイルが具備されたＯＬＥＤ壁において必要となる。

別の実施形態では、固定要素は、覆蓋の背面に取付けられるか、または、覆蓋のシール部に取付けられる。複数のＯＬＥＤ用の筐体内にある隣接ＯＬＥＤの基板間の間隙が可能な限り小さい（隣接ＯＬＥＤ間に間隙がないことが好適である）場合では、固定要素は、覆蓋の背面に配置され、それにより、隣接ＯＬＥＤの、近接して配置される基板と共にぴったりと嵌るよう筐体の機械的設計の自由が広がる。覆蓋の背面とは、基板に面していない方の覆蓋の側面を表す。その一方で、覆蓋のシール部にある固定要素によって、小さい建物深度で（例えば基板に対して近い距離に配置された背面を有する平らな覆蓋で）ＯＬＥＤを筐体に固定することができる。シール部とは、蓋が基板にシールされる、覆蓋の領域を表す。

別の実施形態では、少なくとも覆蓋の固定要素は、磁性材料で作られる。磁性材料は、筐体内の対応磁石に固定され、追加で必要となるような機械的ロック手段を必要としない。磁石を用いてＯＬＥＤを筐体に固定することは、ＯＬＥＤを、磁石を追加コンポーネントとして含むフレーム内に置くことにより従来技術において実現されている。そして、フレームの磁石は、筐体内の金属部分に取付けられる。本発明では、ＯＬＥＤを筐体に固定するために、追加の磁石ではなく、磁性材料で作られた覆蓋を用いることができる。一例として鋼を覆蓋の磁性材料として用いてもよい。固定は、任意の強度を有する１以上の磁石を筐体内に置くことによって達成することができる。ＯＬＥＤは筐体に容易に可逆的に取付けることができる。ＯＬＥＤを筐体内にぴったりと嵌めるためにＯＬＥＤ覆蓋を変形する必要がないことが利点である。

別の実施形態では、固定要素のうち少なくとも１つ、それ以外の覆蓋の少なくとも一部、およびシール材料は、導電性材料で作られ、覆蓋は基本的に導電性材料で作られることが好適である。ここでは、覆蓋は、この電極上に少なくとも部分的にシールされている場合に導電性シール材料（例えば導電性フィラーを有するエポキシ接着剤）を介してエレクトロルミネッセント積層の電極のうちの１つに接続される電気経路として用いられてもよい。基本的に導電性材料で作られる覆蓋は、電極と接触するだけでなく、この電極に付与される電流を分配することでシャント構造としても機能するように用いられる。このシャント構造は、ＯＬＥＤの輝度の均一性を向上させる。覆蓋は「基本的に」との用語は、電気フィードスルーがある覆蓋の領域を除いた覆蓋全体を表す。

別の実施形態では、覆蓋と基板との間の容積は、エレクトロルミネッセント積層と覆蓋との間に優れた熱伝導率を与える不活性流体またはゲルで充填され、流体またはゲルは、フッ素化された流体またはシリコーンゲルであることが好適であり、シルガード（登録商標）３−６６３６シリコーン誘電体ゲルまたはダウ・コーニング社のフルオロゲルＱ３−６６７９誘電体ゲルであることがより好適である。ＯＬＥＤは、現在、約３０Ｗ／ｍ^２の比較的低い電力密度で動作され、輝度値は通常１．０００ｃｄ／ｍ^２である。将来、１０．０００ｃｄ／ｍ^２というずっと高い値が予想されている。このような高い輝度レベルはＯＬＥＤに相当な自己発熱をもたらし、ＯＬＥＤの冷却を向上させることが必要となる。エレクトロルミネッセント積層と金属蓋との間の熱伝導率が十分である場合、金属蓋は、冷却のために筐体への十分な熱伝達を与えることができる。現在、覆蓋内の容積は熱伝達率が低すぎるガスで充填されている。容積を充填する流体またはゲルは、エレクトロルミネッセント積層から覆蓋への熱伝達を向上させる。流体またはゲルは、エレクトロルミネッセント積層内の有機層に対して化学的に不活性でなければならない。したがって、フッ素化された流体またはゲルが推奨される。

別の実施形態では、少なくとも１つのフィードスルーは、覆蓋の外側に延在するピンとして、または、外側から電気接点と接触するのに適した接点領域として構成される。このような外側からの接触は接点ピンである。覆蓋の背面におけるフィードスルーのこのような形状によって、筐体から与えられる対応電気経路に接続することが容易である。接点領域とは、ピンの断面より有意に大きいサイズの領域を表す。ピンが覆蓋の外面を越える一方で、接点領域は覆蓋の外側における突起であっても覆蓋の外側と同じレベルのものであってもよい。接点領域は平らで滑らかな面を有することが好適である。ピンはその上部に丸みがついたまたは鋭い先端を有する。

本発明は、本発明による少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセントデバイスと少なくとも１つの筐体とを含み、筐体は、有機エレクトロルミネッセントデバイスに電気接点を与えるように適応され、且つ、有機エレクトロルミネッセントデバイスを筐体に固定手段を介して固定するように固定手段に対して適応された１以上の受容要素を含む、発光ユニットにさらに係る。筐体は、ＯＬＥＤを少なくとも部分的に収容するのに適した任意の形状の任意のキャビティであってもよい。ＯＬＥＤを固定できるように、筐体はＯＬＥＤの、対応する形状を有する固定要素にぴったりと嵌るように適応された受容要素を含まなければならない。受容要素は、金属、プラスチック、または任意の他の材料といった任意の適切な材料で作られる。好適には、１以上の受容要素および少なくとも１つの固定要素が、バイオネット（差し込み）コネクタを形成するか、または、１以上の受容要素が、プレート、フラップ、ラッチ若しくはフックを含む要素の群のうち少なくとも１つの要素として構成された有機エレクトロルミネッセントデバイスの少なくとも１つの固定要素を、固定するように構成される。筐体内の電気接点は、筐体内の電気接点を介してＯＬＥＤに駆動電圧を印加するために、電源に更に接続される。電源は、筐体内に組み込まれても外部配置されてもよい。電源は、数ボルト、例えば２〜１５Ｖ程度の駆動電圧を供給するのに適した任意の電源であってもよい。電源への接続は、電気接点に接続された（例えば溶接されたまたははんだ付けされた）ワイヤによって確立されても、電気接点に接続された他の導電路（例えば導電層）によって確立されてもよい。電気接点自体が、導電層、ワイヤ、ピン、または、ＯＬＥＤへの電気接点を確立するための他の適切な手段であってもよい。「電気接点」との用語は、常に、ＯＬＥＤの覆蓋を介する（覆蓋に直接か、および／または、覆蓋内に配置された電気フィードスルーを介する）ＯＬＥＤのエレクトロルミネッセント積層のアノードおよびカソードの別個の接触を表す。

別の実施形態では、筐体は少なくとも１つの磁石を含み、１以上の受容要素の少なくとも一部は、有機エレクトロルミネッセントデバイスの覆蓋を固定するために、磁石として構成されることが好適であり、少なくとも覆蓋の固定要素は、磁性材料で作られる。磁石は、覆蓋および／または固定要素の形状に適応された筐体の適切な位置に配置されなければならない。適切な磁石は、一般的な永久磁石である。磁性材料が導電性でもある場合、磁石のうち少なくとも１つは覆蓋への電気接点を与えることが好適である。磁石が非導電性の磁性材料で作られる場合、これらの磁石には電気コーティングが被覆されて電気接点として使用するのに適した磁石を提供する。これにより、ＯＬＥＤを電源に接続するために、筐体内に追加の電気接点がなくて済む。筐体の磁石は、ワイヤまたは他の電気的接続手段を用いてその背面から容易に接触される。同時に電気接点のうちの少なくとも１つとなる機械的固定（mechanical fixation）は、ＯＬＥＤ、ＯＬＥＤのソケットベースシステム、および筐体の構造をさらに単純化する。電気接点としての磁石は、筐体および／またはＯＬＥＤの僅かな機械的動作がある場合であっても、信頼性の高い接触を与える。

別の実施形態では、１以上の受容要素は、少なくとも１つの固定要素を介して有機エレクトロルミネッセントデバイスへの電気接点を与えるために、導電性材料で作られる。受容要素は、ＯＬＥＤを固定するために覆蓋に接続されている。受容要素が同時に電気接点としても使用される場合、機械的固定および電気的接続の機能は１つのコンポーネントに組み込まれ、それによりコンポーネント費用が節約される。２つの電気的に分離された受容要素が、電源と、エレクトロルミネッセント積層のアノードおよびカソードに別個に（例えばアノードへはシールされた局所的に導電性の覆蓋および導電性シール材料を介して、カソードへは覆蓋内の電気フィードスルーを介して、或いは、覆蓋内の２つの別個のフィードスルーを介して）接続する分離された導電路を含む適切な覆蓋とに接続される場合、ＯＬＥＤは、受容要素および覆蓋を介して電源に容易に電気的に接続できる。

代替実施形態では、筐体は、導電性材料で作られた少なくとも１つのピンを含み、ピンは、覆蓋および／または覆蓋内の少なくとも１つの電気絶縁されたフィードスルーと電気的に接触して、有機エレクトロルミネッセント層のアノードおよび／またはカソードに電気接点を与えるようバネ荷重されることが好適である。ここでは、少なくとも１つのフィードスルーとの１つの電気接点（または電気接続）は、受容要素を介して確立されるのではなく、電気フィードスルーがある覆蓋の背面と確立される。このことは、受容要素を、例えば金属で作られ、また例えば固定要素を介して覆蓋との電気接点を与える単一のコンポーネントとして製造する可能性を提供する。第２の電気接点は、覆蓋内の電気フィードスルーとの直接接触によって確立される。接点領域を与えるフィードスルーの場合、ピンが、フィードスルーの接点領域と当該接点領域に接触している電源との間の電気的接続を容易に与えることができる。この場合、覆蓋は、完全に導電性である金属で作られる（フィードスルーは覆蓋に対して電気絶縁されている）か、または、適切な導電性部品を含んでいなければならない。このような導電性部品は、部分的に金属で作られた覆蓋によって、または、覆蓋上に適切な導電層を堆積させて例えばアノードである電極のうちの１つに電気接点を与えることによって確立される。或いは、アノードおよびカソードは共に、筐体内で２つの別個のピンによって接触される２つの別個のフィードスルーを介して接続されてもよい。後者の場合、覆蓋は必ずしも金属で作られる必要はない。非導電性材料も覆蓋材料として用いることができる。バネ荷重ピンの場合、バネは、接点領域にピンの信頼性の高い連続的な電気接点を確立するようピンに十分な力を加える。バネ力は、覆蓋が曲がってエレクトロルミネッセント積層に接触しないように適切な力に適合されなければならない。当業者であれば、覆蓋の厚さおよびサイズ、および、覆蓋とエレクトロルミネッセント積層との間の距離に応じて十分なバネ力を選択できよう。

別の実施形態では、筐体は、有機エレクトロルミネッセントデバイスの覆蓋の少なくとも一部と接触するヒートシンク構造体を含む。ＯＬＥＤは、現在、ＯＬＥＤは、現在、約３０Ｗ／ｍ^２の比較的低い電力密度で動作され、輝度値は通常１．０００ｃｄ／ｍ^２である。将来、１０．０００ｃｄ／ｍ^２というずっと高い値が予想されている。このような高い輝度レベルはＯＬＥＤに相当な自己発熱をもたらし、ＯＬＥＤの冷却を向上させることが必要となる。エレクトロルミネッセント積層と金属蓋と間の熱伝導率が十分である場合、金属蓋は、冷却のために筐体への有意な熱伝達（ＯＬＥＤの有意な冷却）を与えることができる。金属覆蓋と接触するヒートシンクは、そのような優れた熱伝導率を与える。ヒートシンク構造体は、例えば半導体回路に適用されるようなヒートシンク構造体といった任意の適切な構造体である。好適な実施形態では、ヒートシンク構造体は、ＯＬＥＤと筐体との間の空気間隙を回避するよう覆蓋と筐体との間の間隙を少なくとも部分的に充填するヒートペーストである。このような空気間隙は、最大で８０００倍も熱伝達を大幅に減少してしまう。ＯＬＥＤと、例えばヒートペーストと接触する領域が金属で作られ、且つ、筐体の背面に配置された別のヒートシンクに任意選択的に接続された筐体との間の直接的な接触は、ＯＬＥＤからの優れた熱伝達を与える。セラミックベース、金属ベース、およびカーボンベースのヒートペーストが今日市場に出ている。このようなヒートペーストの熱伝導率は、最大で２００Ｗ／ｍＫを超えるぐらいであり、例えば酸化ベリリウムペーストでは２１８、または、窒化アルミニウムペーストでは１７０であって、これは、銅（３８０Ｗ／ｍＫ）または銀（４２９Ｗ／ｍＫ）の熱伝導率の約半分である。ペーストは、通常、シリコーン熱化合物（silicone thermal compounds）中に懸濁される金属酸化物および／または窒化物粒子を含む。ヒートペーストが導電性であり、覆蓋とフィードスルーとを単層として覆う場合にアノード接点とカソード接点との間に短絡を引き起こすので、ヒートペーストは、電気フィードスルーおよび／または電気接点（例えば金属ピン）の領域外に配置されることが好適である。

本発明のこれらのおよび他の態様は、以下に記載する実施形態を参照することにより明らかとなろう。

図１は、本発明による、有機エレクトロルミネッセントデバイスおよび筐体からなる２つの実施形態を示し、（ａ）では固定要素が覆蓋のシール部に配置され、（ｂ）では固定要素が覆蓋の背面に配置されている図である。 図２は、磁石を含む筐体の別の実施形態を示す図である。 図３は、電気接点のうちの１つとして筐体の受容要素を有する、本発明による発光ユニットの実施形態を示す図である。 図４は、筐体内の２つの電気接点がバネ荷重ピンとして構成されている、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す図である。 図５は、筐体の受容要素を電気接点のうちの１つとして、バネ荷重ピンを筐体内に配置された他の電気接点として有する、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す図である。 図６は、筐体内の２つの電気接点がバネ荷重ピンとして構成されている、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す図であって、覆蓋は非導電性材料で作られている図である。 図７は、ヒートペーストを、筐体と有機エレクトロルミネッセントデバイスとの間のヒートシンク構造体として含む、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す図である。 図８は、発光方向とは反対の方向に突出する固定要素が覆蓋の背面に配置されている、本発明による、有機エレクトロルミネッセントデバイスおよび筐体からなる別の実施形態を示す図である。

図１は、本発明による、有機エレクトロルミネッセントデバイス１および筐体８からなる２つの実施形態を示し、図１（ａ）では固定要素６２が覆蓋６のシール部６ｓに配置され、図１（ｂ）では固定要素６２が覆蓋６の背面６ｂに配置されている。ここでは、有機エレクトロルミネッセントデバイス１は、基板２上にエレクトロルミネッセント積層３、４、５と、エレクトロルミネッセント積層３、４、５を封入する覆蓋６とを含む。基板は、ガラスまたはプラスチック（例えばＰＭＭＡまたはＰＥＴ）といった透明材料で作られている。エレクトロルミネッセント積層は、少なくとも基板２上に第１の透明電極３、通常はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）で作られるアノード３と、第１の電極３上に有機発光層４又は有機発光積層４と、有機発光層４又は有機発光積層４上に第２の電極５、通常はアルミニウムといった反射性材料で作られるカソード５とを含む。発光層４は、有機ホスト材料と埋め込み発光分子とを含んでもよい。幾つかの場合では、層４は、積層４を形成する追加層を含む。これらの追加層は、正孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、電子阻止層、追加の有機発光層の群のうちの１以上の層を含んでもよい。幾つかのエレクトロルミネッセント積層が知られている。当業者であれば、特定の用途に適したエレクトロルミネッセント積層を選択できよう。覆蓋６は、環境からの湿気および酸素に対してエレクトロルミネッセント積層３、４、５を封入するのに適した任意の材料で作られてもよい。しかしながら、この材料は、アノード３およびカソード５と接触するために気密に電気フィードスルー６１を収容するのに少なくとも適しているべきである。覆蓋６は、基板２および／または基板上のアノード３に、導電性シール材料６４によって接続される。シール材料６４（例えばエポキシ接着剤）には、導電性となるよう金属粒子がドープされる。覆蓋６は、電極３、５のうち少なくとも一方と電気的に接触するための少なくとも１つの電気フィードスルー６１と、発光方向に垂直な方向に基板２を越える少なくとも１つの固定要素６２とをさらに含む。図１では、有機エレクトロルミネッセントデバイス１を筐体８に固定するように配置された２つの固定要素６２がある。筐体８は、固定要素６２を収容するための２つの対応受容要素８２を含む。受容要素８２の材料は、例えば金属もしくはプラスチックまたは木材等といった、ＯＬＥＤ１を固定するのに適した任意の材料である。図１では、固定構造は概略的にのみ示している。２つの受容要素８２および２つの固定要素６２は、バイオネットコネクタを形成するか、または、プレート、フラップ、ラッチ若しくはフックとして構成された、有機エレクトロルミネッセントデバイス１の２つの固定要素６２を固定するように構成される。固定要素６２は、固定要素６２を押すバネを介してバイオネットコネクタの対応する部分に固着される。当業者であれば、バイオネットコネクタに適切な形状を選択することができよう。ラッチ、プレートまたはフラップとしての固定要素６２は、受容要素８として対応する形状を有するキャビティ内に挿入される。挿入は、筐体８、ＯＬＥＤ１および／または覆蓋６、６２の形状に応じて、並進運動を介してまたは回転運動を介して行われてもよい。固定要素６２の材料は、ＯＬＥＤ１を筐体８に固定するのに適した任意の材料である。固定要素６２は、固定要素６２以外の覆蓋６と同じ材料で作られることが好適である。固定要素６２を含む覆蓋６は、一体成形コンポーネント６であることがより好適である。有機エレクトロルミネッセントデバイス１を筐体８内に挿入（ＩＮ）後、発光ユニットが形成される。適切な電源１０（例えば更なるドライバ等を含む）によって有機エレクトロルミネッセントデバイス１に駆動電圧が印加されると、ＯＬＥＤ１は、基板２を通して光７を発する。発光７の主方向は、エレクトロルミネッセント積層３、４、５に向いていない基板２の前面に垂直である。固定要素６２は、筐体８の対応受容要素８２内に嵌り込むために、発光７の方向に垂直（鉛直）に、基板２を越えて配置される。筐体８の形状に応じて、固定要素６２は、シール材料６４に近い、覆蓋６のシール部６ｓに配置されても、覆蓋６の背面６ｂに配置されてもよい。前者の場合、受容要素８２は、発光ユニットの滑面を与えるために基板２の前面と同じ高さにおいて終端するように配置される。後者の場合、ＯＬＥＤ１は筐体８から突き出ることになり、これは別の場合においては望ましい。図１における電気接点は、筐体８内に挿入（ＩＮ）された場合に、覆蓋６の背面６ｂに対向して筐体８内にある２つの電気接点８１によって確立される。アノード用の接点は、フィードスルー６１以外のどこかで覆蓋６と接触するように配置される。ここでは、覆蓋は金属で作られている。導電性シール材料６４と、シール材料６４と電気的に接触しているアノード３とで、電源１０によって供給される正電圧が、金属覆蓋６と電気的に接触する（破線矢印ＣＡによって示される）、筐体８内の電気接点８１に接続されるワイヤを介してアノード３に印加され、金属覆蓋６は、アノード３と電気的に接触している導電性シール材料６４を介してアノード３とさらに電気的に接触する。負電圧は、破線矢印ＣＣによって示されるように（グレー領域６１の周りの白の領域によって示されるように金属覆蓋から絶縁されている）フィードスルー６１と電気的に接触する、筐体８内の電気接点８１に接続されるワイヤを介して電源１０から供給され、フィードスルー６１は、フィードスルーとカソードとの間の電気的ブリッジ６１ａを介してカソード５とさらに電気的に接触する。このようなブリッジは、例えば導電性接着剤５１によって、または導電性接着剤５１とフィードスルー６１との間に配置されたワイヤによって確立される。エレクトロルミネッセント積層３、４、５を損傷しないように、特にアノード３とカソード５との間に短絡を引き起こさないように、アノード３と有機発光層４との間で導電性接着剤５１の下に硬い非導電性層が局所的に配置されてもよい。フィードスルー６１は、接点ピンを含むか、または、筐体８の電気接点８１に接続されるべき平らな導電面として配置されてもよい。

図２は、磁石９１、９２を含む筐体８の別の実施形態を示す。磁石９１は、筐体８内にＯＬＥＤ１を固定する、および／または、（受容要素８２によって与えられる固定に加えて）固定することを支援するため任意の適切な位置に配置される。２つの磁石９１を有する、図示される筐体は、ほんの一例である。本発明の範囲内の別の実施形態では、磁石の数、サイズおよび位置は様々であってもよい。代替実施形態では、磁石９２は、受容要素８２の一部として配置される。これらの代替実施形態は共に、固定要素６２および／または覆蓋６が例えば鋼または任意の他の適切な金属である磁性材料で作られる場合、有機エレクトロルミネッセントデバイス１の覆蓋６を固定することができる。

図３は、左側の受容要素８２のグレー領域で示されるように、筐体８の受容要素８２が電気接点８１のうちの１つとして構成されている、本発明による発光ユニットの実施形態を示す。図１とは対照的に、この実施形態では、覆蓋６の背面の電気接点８１は１つだけで済む。ＯＬＥＤ１をぴったりと嵌め、且つ、例えばアノード３への電気接点８１を与える受容要素８２の二重機能によって、筐体８のコンポーネント数を少なくできる。覆蓋の背面における接点８１は、フィードスルー６１と接触するピン８１ａによって確立される。

図４は、筐体８内の２つの電気接点８１が２つのバネ荷重ピン８１ｂとして構成されている、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す。電源１０とＯＬＥＤ（アノード３、カソード５）との間の電気的接続は、図１における電気的接続の説明に対応する。バネ荷重ピン８１ｂによって、最終的には覆蓋がエレクトロルミネッセント積層３、４、５に接触してエレクトロルミネッセント積層３、４、５を損傷する覆蓋の曲げを回避するために、覆蓋６に特定の最大圧を印加することが可能となる。さらにバネ荷重ピン８１ｂは、バネが弾性的接続を与えるので、筐体８内でＯＬＥＤ１が少し機械的動作を起こしても、フィードスルー６１および／または覆蓋６への信頼度が高い電気的接続を与える。

図５は、電気接点８１のうちの１つとして筐体８の受容要素８２と、他の電気接点８１としてバネ荷重ピン８１ｂとが筐体８に配置された、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す。図５は、図３および図４に示す実施形態の有利な組み合わせである。

図６は、筐体８内の２つの電気接点８１が２つのバネ荷重ピン８１ｂとして構成されている、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す。電源１０とＯＬＥＤ（アノード３、カソード５）との間の電気的接続は、図１における電気的接続の説明に対応する。バネ荷重ピン８１ｂによって、最終的に覆蓋がエレクトロルミネッセント積層３、４、５に接触してエレクトロルミネッセント積層３、４、５を損傷する覆蓋の曲げを回避するために、覆蓋６に特定の最大圧力を印加することが可能となる。さらに、２つのバネ荷重ピン８１ｂは、バネが弾性的接続を与えるので、筐体８内でＯＬＥＤ１が少し機械的動作を起こしても、２つのフィードスルー６１への信頼度が高い電気的接続を与える。この実施形態では、カソード５と同様にアノード３もフィードスルーとアノード３間の電気的ブリッジ６１ａによってバネ荷重ピンと接触しているので、覆蓋は必ずしも導電性である必要はない。このようなブリッジは、例えば導電性接着剤５１によってまたは導電性接着剤５１とフィードスルー６１との間に配置されたワイヤによって確立される。非導電性の覆蓋６に替えて、覆蓋６は導電性であってもよい。さらに、シール材料６４も、例えばガラスフリットのように非導電性であってもよい。ここでは、カソード５およびアノード３の電気接点は、覆蓋６に対して電気的に絶縁されているフィードスルー６１ａを介して与えられるので、導電性／非導電性の覆蓋６、および／または、導電性／非導電性のシール材料６４のあらゆる組み合わせを用いてもよい。

図７は、ヒートペースト１１を、筐体８と有機エレクトロルミネッセントデバイス１との間にヒートシンク構造体として含む、本発明による発光ユニットの別の実施形態を示す。セラミックベース、金属ベース、およびカーボンベースのヒートペーストが今日市場で入手可能である。このようなヒートペーストの熱伝導率は、最大で２００Ｗ／ｍＫを超えるぐらいであり、例えば酸化ベリリウムペーストでは２１８、または、窒化アルミニウムペーストでは１７０であって、これは、銅（３８０Ｗ／ｍＫ）または銀（４２９Ｗ／ｍＫ）の熱伝導率の約半分である。ペーストは、通常、シリコーン熱化合物（silicone thermal compounds）中に懸濁される金属酸化物および／または窒化物粒子を含む。導電性ヒートペースト１１の場合、図７に示すように、ヒートペーストは、電気フィードスルー６１および／または電気接点８１、８１ａ、８１ｂの領域外に配置されなければならない。筐体は、ヒートペーストと直接接触している筐体の背面（ＯＬＥＤ１には向いていない方の筐体の面）に従来のヒートシンク（ここでは図示せず）を更に含んでもよい。または、ヒートペーストとヒートシンクとの間の筺体が金属で作られている（しかし、電気接点８１に対して絶縁されている）。熱伝達を向上させるために、エレクトロルミネッセント積層３、４、５も覆蓋６に熱的に結合されるべきである。通常、封入された容積６３には、熱伝導率の低いガスが充填される。エレクトロルミネッセント積層３、４、５から覆蓋６への熱伝達は、エレクトロルミネッセント積層３、４、５と覆蓋６との間の容積６３に優れた熱伝導率を与える不活性流体またはゲルを充填することによって、著しく向上することができる。流体またはゲルは、フッ素化された流体またはゲル、例えばシリコーンゲルであることが好適である。好適なゲルとしては例えばシルガード（登録商標）３−６６３６シリコーン誘電体ゲルまたはダウ・コーニング社のフルオロゲルＱ３−６６７９誘電体ゲルがある。

図８に示される本発明の代替実施形態では、固定要素６２は、発光方向７とは反対の方向に突出する。固定要素６２は、筐体８への覆蓋６の固定時に覆蓋の背面６ｂによってエレクトロルミネッセント積層に加えられる力を回避または少なくとも制限するために、覆蓋のシール部６ｓのすぐ上方に配置されている。これにより、突出している固定要素６２を筐体８の対応受容要素８２内に挿入することによって覆蓋６を容易に固定することができる。図８に示されるように、筐体８の安定的且つ信頼性の高い固定を与えるために、固定要素６２は、覆蓋の断面がＨ字のように見えるように覆蓋６の周囲全体の周りに延在する。或いは、発光方向７とは反対の方向に突出する２以上の固定要素６２が、覆蓋６の縁に設けられてもよい。図８に示されるように、突出固定要素６２は、アノードおよびカソードへの電気接点を与えるために、フィードスルー６１として用いられてもよい。

ここには明示されていない他の実施形態では、電気接点８１の数は２より多くてもよい。ある実施形態では、覆蓋６は、カソード５内の電流分配を向上させるようカソード５に並列に接触するために複数のフィードスルー６１を含む。別の実施形態では、アノード３の電流分配を向上させるために、すべての受容要素６２が覆蓋６への電気接点８１として配置される。別の実施形態では、覆蓋６は、複数の電気的に分離されたエレクトロルミネッセント積層３、４、５を含む構造化されたＯＬＥＤ１の複数のアノード３および複数のカソード５と接触するために、複数のフィードスルー６１を含んでもよい。別の実施形態では、覆蓋６は、いわゆる積層ＯＬＥＤの垂直積層されたエレクトロルミネッセント積層間に存在する複数の中間電極（ここでは図示せず）と接触するために複数のフィードスルー６１を含んでもよい。

本発明は図面および上記記載において詳細に解説且つ説明したが、このような解説及び説明は、例示的と見なされるべきであって限定的ではない。本発明は、開示した実施形態に限定されない。開示した実施形態の他の変形は、請求に係る発明を実施する際に、図面、開示内容、添付の特許請求の範囲を検討することにより、当業者により理解および達成される。特許請求の範囲において、「含む」との用語は、他の要素またはステップを排除するものではなく、また、単数形として示されるものもそれが複数存在することを排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実がこれらの手段の組み合わせを有利に用いることができないことを示すものではない。特許請求の範囲における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈すべきではない。

参照符号
１ 有機エレクトロルミネッセントデバイス
２ 基板
３ 通常アノードである第１の電極
４ 有機発光層（積層）
５ 通常カソードである第２の電極
５１ 導電性接着剤
６ 覆蓋
６１ 覆蓋内のフィードスルー
６１ａ 電気フィードスルーへの導電性ブリッジ
６２ 固定要素
６３ 覆蓋により封入される容積
６４ シール材料、例えばガラスフリットまたは導電性フィラーを有するエポキシ接着剤
６ｓ 覆蓋のシール部
６ｂ 覆蓋の背面
７ 発光方向
８ 筐体
８１ 電気接点
８１ａ ピンとしての電気接点
８１ｂ バネ荷重ピンとしての電気接点
８２ 受容要素
９１ 筐体内の磁石
９２ 筐体の受容要素内に配置された磁石
１０ 電源
１１ ヒートシンク構造体、特にヒートペースト
ＣＣ カソードへの電気接点
ＣＡ アノードへの電気接点
ＩＮ 筐体内へのＯＬＥＤの挿入

Claims (15)

1. 基板上のエレクトロルミネッセント積層と、前記エレクトロルミネッセント積層を封入する覆蓋とを含む、有機エレクトロルミネッセントデバイスであって、前記覆蓋は、前記エレクトロルミネッセント積層および少なくとも１つの固定要素と電気的に接触する少なくとも１つの電気フィードスルーを含み、前記少なくとも１つの固定要素は、前記覆蓋を筐体に固定するための前記覆蓋の周縁の少なくとも一部である、有機エレクトロルミネッセントデバイス。
2. 前記固定要素は、バイオネットコネクタのオスまたはメス部であるか、または、プレート、フラップ、ラッチ若しくはフックを含む要素の群のうちの少なくとも１つの要素であることを特徴とする、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
3. 前記固定要素は、前記覆蓋の背面に取り付けられるか、または、前記覆蓋のシール部に取り付けられることを特徴とする、請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
4. 前記固定要素は、発光方向に垂直な方向において前記基板を越えることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
5. 少なくとも前記覆蓋の前記固定要素は、磁性材料で作られることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
6. 前記固定要素のうち少なくとも１つ、それ以外の前記覆蓋の少なくとも一部、およびシール材料は、導電性材料で作られることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
7. 前記覆蓋と前記基板との間の容積は、前記エレクトロルミネッセント積層と前記覆蓋との間に優れた熱伝導率を与える不活性流体またはゲルで充填されることを特徴とする、請求項５または６に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
8. 前記少なくとも１つのフィードスルーは、前記覆蓋の外側に延在するピンとして、または、外側から電気接点と接触するのに適した接点領域として構成されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
9. 請求項１に記載の少なくとも１つの有機エレクトロルミネッセントデバイスと、少なくとも１つの筐体とを含み、前記筐体は、前記有機エレクトロルミネッセントデバイスに電気接点を与え、且つ、前記有機エレクトロルミネッセントデバイスを前記筐体に前記固定要素を介して固定するように前記固定要素に対して適応された１以上の受容要素を含む、発光ユニット。
10. 前記１以上の受容要素と前記少なくとも１つの固定要素とは、バイオネットコネクタを形成するか、または、前記１以上の受容要素は、プレート、フラップ、ラッチ若しくはフックを含む要素の群のうちの少なくとも１つの要素として構成された、前記有機エレクトロルミネッセントデバイスの前記少なくとも１つの固定要素を固定することを特徴とする、請求項９に記載の発光ユニット。
11. 前記筐体は少なくとも１つの磁石を含み、少なくとも前記覆蓋の前記固定要素は、磁性材料で作られることを特徴とする、請求項９または１０に記載の発光ユニット。
12. 前記磁石のうちの少なくとも１つは、前記覆蓋への電気接点を与えることを特徴とする、請求項１１に記載の発光ユニット。
13. 前記１以上の受容要素の少なくとも１つは、前記少なくとも１つの固定要素を介して前記有機エレクトロルミネッセントデバイスへの電気接点を与えるために、導電性材料で作られることを特徴とする、請求項９乃至１１の何れか一項に記載の発光ユニット。
14. 前記筐体は、導電性材料で作られた少なくとも１つのピンを含み、前記ピンは、前記覆蓋および／または前記覆蓋内の少なくとも１つの電気絶縁されたフィードスルーと電気的に接触することを特徴とする、請求項９乃至１２の何れか一項に記載の発光ユニット。
15. 前記筐体は、前記有機エレクトロルミネッセントデバイスの前記覆蓋の少なくとも一部と接触するヒートシンク構造体を含むことを特徴とする、請求項９乃至１４の何れか一項に記載の発光ユニット。
    
    

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