JP6106483B2 - 有機elモジュール - Google Patents
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Description
また、有機EL素子は、一方又は双方が透光性を有する2つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機EL装置は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。
有機ELパネルは、自発光デバイスであり、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光させることができる。また、白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。
そこで、有機ELパネルの光量を増加させる方策として、特許文献1の技術が開示されている。
特許文献1に記載の両面発光有機ELエレクトロルミネッセンス照明装置(有機ELモジュール)は、2枚の有機EL装置を重ね合わせて両面発光させることによって、発光面積を拡張し、総光量を増大させている。
すなわち、本発明は、多角形状の基板の表面上に第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた積層体を有し、前記基板側から光を取り出すボトムエミッション型有機ELパネルを少なくとも2枚備えた有機ELモジュールであって、当該2枚の有機ELパネルが基板の前記表面同士が対向するように重ね合わされた有機ELモジュールにおいて、前記2枚の有機ELパネルは、少なくとも基板の2つの側面に面状に広がりをもった給電部を有しており、基板を平面視した際に、前記2枚の有機ELパネルの給電部は、3辺に位置している。
また、本発明の構成によれば、給電部は、基板の側面に形成されているため、重なり方向に分厚くならず、薄いという有機ELモジュールの特長を活かすことができる。
さらに、本発明の構成によれば、基板を平面視した際に、前記2枚の有機ELパネルの給電部は、3辺に位置している。すなわち、各給電部は、各辺に分布しており、各基板の端面を接点として十分に使用できるから、給電するのに十分な接地面積を確保できる。また、各辺に分布しているため、特許文献1のような一辺からまとめて給電される場合に比べて輝度むらを抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、前記軟質接着樹脂は、JIS K 6253に準じたショア硬さがA30以上A70以下であって、曲げ弾性率が3MPa以上30MPa以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機ELモジュールである。
請求項3に記載の発明は、前記2枚の有機ELパネルは、基板を平面視したときに、点灯時に発光する発光領域を有し、均熱シートを有し、当該均熱シートは、前記2枚の有機ELパネルの間に介在しており、かつ、基板を平面視したときに、前記2枚の有機ELパネルの両方の発光領域の有機EL素子を覆っていることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ELモジュールである。
側面電極層21は、図5,図6のように絶縁基板12と第1電極層13と第2電極層16のそれぞれの端面に跨がって形成されている。側面電極層22は、絶縁基板12と第1電極層13と無機封止層17のそれぞれの端面に跨がって形成されている。
発光領域25は、図5,図6のように第1電極層13と機能層15と第2電極層16の重畳部位が位置する領域である。
非発光領域26は、図7のように発光領域25の周りを囲むように形成された額縁状の領域であり、図5,図6のように発光領域25内の第1電極層13と電気的に接続された第1給電領域27と、発光領域25内の第2電極層16と電気的に接続された第2給電領域28を有している。
第1給電領域27は、図7のように、絶縁基板12を平面視した際に、「コ」状をした領域である。第2給電領域28は、絶縁基板12を平面視した際に、直線状をした領域である。第1給電領域27と第2給電領域28は、発光領域25を中心として周方向に連続している。
電極パッド分離溝30は、図5,図6のように発光領域25と第2給電領域28の境界に位置する溝である。電極パッド分離溝30は、第1電極層13を2つの領域に分離して、第2給電領域28に電極パッド部32を形成する溝である。
電極パッド分離溝30は、図3のように第2給電領域28に位置する側面電極層22が設けられた辺に平行となるように形成されている。具体的には、有機ELパネル2では、縦方向lに延びた縦辺に平行に形成されており、有機ELパネル3では、横方向wに延びた横辺に平行に形成されている。
有機ELパネル2では、第1分離部35は、縦方向に延びた縦辺に平行に形成されており、第2分離部36及び第3分離部37は、縦辺と直交する横辺に平行に形成されている。
有機ELパネル3では、第1分離部35は、有機ELパネル2の第1分離部35と直交する方向たる横方向に延びた横辺に平行に形成されており、第2分離部36及び第3分離部37は、有機ELパネル3では縦辺に平行に形成されている。
すなわち、補助電極層33は、補助電極分離溝31によって発光領域25内の第2電極層16から分離されており、絶縁基板12を平面視したときに、図3,図4のように「コ」の字状となっている。
絶縁基板12は、多角形状をしており、その中でも四角形であることが好ましい。本実施形態では、正方形状のガラス基板を採用している。
第1電極層13の材質としては、透光性及び導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化錫(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)等の透明導電性酸化物などが採用される。
機能層15内の発光層から発生した光を効果的に取り出せる点では、透明性が高いITOあるいはIZOが特に好ましい。本実施形態では、ITOを採用している。
また、第1電極層13は、CVD法又はスパッタ法によって成膜されていることが好ましい。
第2電極層16の材質としては、導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば銀(Ag)やアルミニウム(Al)などの金属が挙げられる。
本実施形態の第2電極層16は、Alによって形成されており、スパッタ法又は真空蒸着法によって形成されている。
無機封止層17としては、ガス非透過性を有していれば特に限定されるものではなく、公知の物質を使用できる。例えば、金属酸化物(M−O)、金属窒化物(M−N)、金属炭化物(M−C)などが採用できる。なお、Mは金属を表す。Si−N、Si−H、N−H等からなる窒化珪素や酸化珪素、および両者の中間固溶体である酸窒化珪素が好ましい。
本実施形態では、第2電極層16を分離して形成されており、第2電極層16と同一のものによって形成されている。
側面電極層21,22は、導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、錫(Sn)及びアルミニウム(Al)からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属を含んだ金属又は合金が挙げられる。
側面電極層21,22は、真空蒸着法や金属めっき法によって形成されることが好ましい。
ここでいう「金属めっき法」には、無電解めっき法及び電解めっき法を含んでいる。
有機ELパネル2は、図5のように絶縁基板12の対向する2つの側面に側面電極層21,22が形成されている。絶縁基板12上に積層した第1電極層13は、図3のように電極パッド分離溝30を除いて、絶縁基板12のほぼ大部分を被覆している。
具体的には、第1電極層13の横方向wの両端部は、絶縁基板12の各端部まで至っているが、第1電極層13の縦方向lの両端部は、絶縁基板12の各端部まで至っておらず、無機封止層17が第1電極層13の両端面を覆っている。
機能層15の一方の端部(第2給電領域28側の端部)は、電極パッド分離溝30を超えて電極パッド部32の一部まで延びている。すなわち、機能層15は、電極パッド分離溝30内部に充填されており、電極パッド分離溝30内を経由して第1電極層13に直接接触している。そのため、発光領域25内の第1電極層13と第2給電領域28内の第1電極層13(電極パッド部32)は、面方向において、機能層15によって縁切りされている。
一方、機能層15の他方の端部(第1給電領域27側の端部)は、発光領域25内に収まっており、第1給電領域27に張り出していない。すなわち、補助電極分離溝31の第1分離部35の内側に位置している。
機能層15は、縦方向において、図6のように発光領域25内に収まっており、両側の第1給電領域27に張り出していない。すなわち、機能層15は、縦方向において、補助電極分離溝31の第2分離部36及び第3分離部37の内側(絶縁基板12の中心側)に位置している。
第2電極層16の一方の端部(第2給電領域28側の端部)は、横方向において、機能層15の端部を超えて外側まで覆っており、第2給電領域28内の第1電極層13(電極パッド部32)の一部を被覆している。すなわち、第2電極層16と電極パッド部32は、物理的に接続されている。
一方、第2電極層16の他方の端部(第1給電領域27側の端部)は、機能層15の端部を超えてはみ出しており補助電極分離溝31の第1分離部35を介してさらに第1電極層13の端部まで至っている。
無機封止層17の一方の端部(第2給電領域28側の端部)は、横方向において、図5のように電極パッド分離溝30の部材厚方向の投影面上を超えて外側に延在しており、さらに、第2電極層16の外側まで至っている。しかしながら、無機封止層17は電極パッド部32の端部まで被覆していない。すなわち、電極パッド部32側からみると、電極パッド部32の端部は、無機封止層17から露出した第2露出部41を形成している。
一方、無機封止層17の他方の端部(第1給電領域27側の端部)は、補助電極分離溝31の第1分離部35の部材厚方向の投影面上を超えて外側に延在している。すなわち、補助電極分離溝31の内部の第1分離部35には、無機封止層17が充填されており、補助電極分離溝31の第1分離部35内を経由して第1電極層13と無機封止層17が直接接触している。そのため、補助電極層33と他の第2電極層16は、横方向において、縁切りされている。
しかしながら、無機封止層17は補助電極層33の端部まで被覆していない。すなわち、補助電極層33側からみると、補助電極層33の端部は、無機封止層17から露出した第1露出部40を形成している。
このように無機封止層17は、発光領域25内の有機EL素子20を完全に覆っている。
JIS K 6253に準じた軟質接着樹脂18のショア硬さは、ショア硬さがA30以上A70以下であり、A40以上A65以下であることが好ましく、A45以上A63以下であることがより好ましい。
軟質接着樹脂18のショア硬さがA70より大きい場合、軟質接着樹脂18の剛性が大きすぎて、膨らみや衝撃が十分吸収できない。また、均熱シート11として例えば剛性が低いものを採用する際に、軟質接着樹脂18のショア硬さがA30より小さい場合には、軟質接着樹脂18の剛性が小さすぎて均熱シート11の形状を維持できない。
軟質接着樹脂18の曲げ弾性率は、3MPa以上、30MPa以下であることが好ましく、3MPa以上、25MPa以下であることがより好ましく、3.9MPa以上23MPa以下であることが特に好ましい。
軟質接着樹脂18の平均厚みは、2μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。
軟質接着樹脂18の平均厚みが2μmより薄くなると、無機封止層17の膨らみや衝撃が十分吸収できない。100μmより厚くなると、均熱シート11まで、熱が伝わらず、軟質接着樹脂18内で熱がこもる場合がある。
また、本実施形態の硬質接着樹脂19は、防水性及び接着性を有しており、複数部材を互いに接着可能となっている。具体的には、本実施形態の硬質接着樹脂19は、溶液又はゲル状の流動体を固化して形成されるものである。
硬質接着樹脂19の具体的な材質としては、熱硬化性樹脂が採用できる。なお、本実施形態では、熱硬化性樹脂の中でも、エポキシ樹脂を採用している。
電極金具5,6の材質は、導電性を有していれば、特に限定されるものではないが、抵抗率が低いという観点から、金、銀、銅、ニッケル、クロム、アルミニウムなどの金属材料が好ましい。
電極金具5,6は、側面電極層21,22を電解めっき法によって形成した場合にめっき電極としても機能することができる。すなわち、電極金具5,6を側面電極層21,22形成前の有機ELパネル2,3に設置した状態で、めっき槽に浸し、電極金具5,6に電圧を印加することによって、側面電極層21,22のそれぞれを形成することができる。
本実施形態では、横方向において、図5のように軟質接着樹脂18の一方の端部(第1給電領域27側の端部)は、補助電極分離溝31の第1分離部35の部材厚方向の投影面上まで至っている。軟質接着樹脂18の他方の端部(第2給電領域28側の端部)は、無機封止層17の部材厚方向の投影面上まで至っている。縦方向において、図6のように軟質接着樹脂18の両端部は、補助電極分離溝31の第1分離部35の部材厚方向の投影面上まで至っている。
硬質接着樹脂19は、横方向において、図5のように少なくとも側面電極層21,22を覆っており、本実施形態では、側面電極層21,22と無機封止層17の境界部位を覆っている。硬質接着樹脂19は、縦方向において、図6のように少なくとも補助電極層33の厚み方向の投影面上を覆っている。
また、電極金具5,6は、均熱シート11と所定の間隔を空けて配されている。
同様に、第1有機ELパネル2の電極金具5a,6aと第2有機ELパネル3の電極金具5b,6bは、厚み方向の投影面上に重なっておらず、各電極金具5a,6a,5b,6bは、有機ELモジュール1の4辺にそれぞれ形成されている。
図8に示される有機ELモジュール1は、外部電源の陽極端子を電極金具5に接続し、外部電源の陰極端子を電極金具6に接続している。
第1給電領域27aの第1電極層13aに伝わった電流は、第1電極層13a内を拡散して発光領域25の第1電極層13aに伝わる。発光領域25a内の第1電極層13aに伝わった電流は、機能層15aを通過して第2電極層16aに伝わる。このとき、機能層15aに電圧が印加され、ホールと電子が再結合して、機能層15a内の発光層が発光する。
発光領域25a内の第2電極層16aに伝わった電流は、第2給電領域28a内の第2電極層16aに伝わり、電極パッド部32aに至る。電極パッド部32aに伝わった電流は、側面電極層22aから電極金具6aを介して外部電源に戻る。
このようにして第1有機ELパネル2が点灯する。
そこで、有機ELモジュール1では、各有機ELパネル2,3の第1給電領域27において、図9のように、縦横に延びる補助電極層33によって、縦横に広がりをもって第1電極層13に電流が流れるため、第1給電領域27ほぼ全体の第1電極層13が同電位となるため、均等に発光領域25の第1電極層13に電流を流すことが可能であり、駆動時の輝度むらを抑制することができる。
2 第1有機ELパネル(有機ELパネル)
3 第2有機ELパネル(有機ELパネル)
11 均熱シート
12 絶縁基板(基板)
13 第1電極層
15 機能層(有機発光層)
16 第2電極層
21 側面電極層(給電部,陽極給電部)
22 側面電極層(給電部,陰極給電部)
Claims (6)
- 多角形状の基板の表面上に第1電極層と、有機発光層と、第2電極層を備えた有機EL素子を有し、前記基板側から光を取り出すボトムエミッション型有機ELパネルを少なくとも2枚備えた有機ELモジュールであって、
当該2枚の有機ELパネルが基板の前記表面同士が対向するように重ね合わされた有機ELモジュールにおいて、
前記2枚の有機ELパネルは、前記有機EL素子を封止する無機封止層を有し、
前記2枚の有機ELパネルは、少なくとも基板の2つの側面に面状に広がりをもった給電部を有しており、
基板を平面視した際に、前記2枚の有機ELパネルの給電部は、3辺に位置しており、
板状又はシート状の軟質接着樹脂を有し、
前記軟質接着樹脂は、表面に粘着性加工が施されたものであり、
前記2枚の有機ELパネルの無機封止層の間に前記軟質接着樹脂が介在していることを特徴とする有機ELモジュール。 - 前記軟質接着樹脂は、JIS K 6253に準じたショア硬さがA30以上A70以下であって、曲げ弾性率が3MPa以上30MPa以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機ELモジュール。
- 前記2枚の有機ELパネルは、基板を平面視したときに、点灯時に発光する発光領域を有し、
均熱シートを有し、
当該均熱シートは、前記2枚の有機ELパネルの間に介在しており、かつ、基板を平面視したときに、前記2枚の有機ELパネルの両方の発光領域の有機EL素子を覆っていることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機ELモジュール。 - 前記2枚の有機ELパネルのうち、一方の有機ELパネルは、基板を平面視した際に、対向する2辺に給電部が形成されており、
他方の有機ELパネルは、前記2辺と異なる2辺に給電部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の有機ELモジュール。 - 前記基板は、四角形であり、
基板を平面視した際に、4辺全てに給電部が位置していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の有機ELモジュール。 - 前記2枚の有機ELパネルは、同一構造体であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の有機ELモジュール。
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