JP6106483B2 - 有機elモジュール - Google Patents

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Description

本発明は、有機EL(Electro Luminescence)モジュールに関するものである。特に複数のボトムエミッション型有機EL装置を貼り合わせた両面発光の有機ELモジュールに関するものである。
近年、白熱灯や蛍光灯に代わる照明装置として有機ELモジュールが注目され、多くの研究がなされている。
ここで、有機ELモジュールは、有機ELパネルを組み合わせたものである。有機ELパネルは、有機EL装置に封止構造やケーシングを施したものである。有機EL装置は、ガラス基板等の基材上に有機EL素子を積層し、当該有機EL素子への給電構造を設けたものである。
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。
ところで、照明装置として使用される有機ELパネルは、一般的に1枚の基板に有機EL素子を積層することによって、一方の主面(片面)側を発光する構成となっている。すなわち、主面に発光面を有しており、その発光面が居住空間等の空間に向くことによって、当該空間が照らされる。また、有機ELパネルは、面発光であるため、一点に集光するLED照明等に比べて空間内に照射される光の光量が小さく、光の光量を如何にして増大させるかが課題となっている。
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。
特開2010−232099号公報
特許文献1に記載の有機ELモジュールは、内部の有機発光部へ給電するための取出電極が有機ELパネルの一辺に集中して配置している。そのため、特許文献1にも記載されているように、各有機エレクトロルミネッセンス素子基板(有機ELパネル)を電気的に並列に繋いだ場合に、内部の有機発光部へ給電するための取出電極から近い領域の輝度が高くなり、前記一辺から離れた領域で輝度が低くなり、有機ELモジュール全体で見た時に輝度むらが発生し易くなるという問題がある。そこで、特許文献1は、有機ELパネル間を電気的に直列接続することによって、輝度むらの発生を抑制している。
しかしながら、有機ELパネル間を電気的に直列接続すると、各有機ELパネルを独立して制御することができず、駆動時には、常に両面が発光した状態となる。そのため、使用用途によって、光らせ方を変えることができず、使い勝手の悪いものとなっていた。
そこで、本発明は、両面発光可能であって、かつ、各有機ELパネルに独立して給電できる有機ELモジュールを提供するものである。
上記の課題を解決するための請求項1に記載の発明は、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モジュールである。
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。
本発明の構成によれば、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いる。すなわち、2枚の有機ELパネルのうち、一方の有機ELパネル(以下、第1有機ELパネルともいう)と他方の有機ELパネル(以下、第2有機ELパネルともいう)は、それぞれの基板の2つの側面に給電部を有している。第1有機ELパネルと第2有機ELパネルのそれぞれの給電部に給電することによって、第1有機ELパネルと第2有機ELパネルを互いに独立して発光させることができる。
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。
上記した発明は、前記給電部は、蒸着法又は金属めっき法によって形成されていてもよい
この構成によれば、蒸着法又は金属めっき法によって形成されているため、給電部を形成しやすい。
請求項1乃至3のいずれかに記載の有機ELモジュールにおいて、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が好ましい(請求項)。
上記した発明は、前記対向する2辺に形成された給電部は、一方が有機ELパネルの陽極を担う陽極給電部であり、他方が有機ELパネルの陰極を担う陰極給電部であってもよい。
の構成によれば、陽極給電部と陰極給電部が対向する2辺に形成されているため、電流を全体に行き渡らせ易く、輝度むらの発生を抑制できる。
請求項5に記載の発明は、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モジュールである。
本発明の構成によれば、基板が四角形であるため、空間になじみやすい。また、4辺全てに給電部を備えているため、給電部の面積を大きくすることができ、安定して外部から給電することができる。
請求項6に記載の発明は、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モジュールである。
本発明の構成によれば、1種類の有機ELパネルが重ね合わせて形成されているため、製造コストを低減できる。
請求項に記載の発明は、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いる。
本発明の構成によれば、有機ELパネルと有機ELパネルの間に均熱シートが介在しているため、各有機ELパネルの面内の温度分布を均等にすることが可能であり、輝度むらを抑制できる。
本発明の有機ELモジュールによれば、両面発光可能であって、かつ、各有機ELパネルに独立して給電できる。
本発明の第1実施形態に係る有機ELモジュールを概念的に示した斜視図である。 図1の有機ELモジュールの分解斜視図である。 図2の有機ELパネルを別の方向からみた分解斜視図である。 図2の有機ELパネルの絶縁基板及び有機EL素子を表す斜視図である。 図1の有機ELモジュールのA−A断面図である。 図1の有機ELモジュールのB−B断面図である。 図1の有機ELモジュールの各領域の説明する平面図である。 図1の有機ELモジュールに外部電源を接続した際の電流の流れを表す説明図であり、電流を矢印で表す。 図8の補助電極層内の電流の流れを表す説明図であり、電流を矢印で表す。 他の実施形態に係る有機ELモジュールの分解斜視図である。 さらに他の実施形態に係る有機ELモジュールの分解斜視図である。
本発明は、主に照明装置として使用される有機ELモジュールに係るものである。図1は、本発明の第1実施形態に係る有機ELモジュール1を示している。以下、上下左右の位置関係は、特に断りのない限り、図1の姿勢を基準に説明する。また、図面は、理解を容易にするために全体的に実際の大きさ(長さ、幅、厚さ)に比べて極端に描写している。
本実施形態の有機ELモジュール1は、図1,図5のように、2枚の同一種類の有機ELパネル2,3を貼り合わせて一体化し、互いに離反する方向(逆方向)に光を取り出すものである。すなわち、有機ELモジュール1を構成する2枚の有機ELパネル2,3は、ともにボトムエミッション型の有機ELパネルであり、同一構造体を使用しており、有機ELモジュール1は、両面発光の有機ELモジュールである。
有機ELモジュール1は、図2のように2枚の有機ELパネル2,3の間に均熱シート11を介在させ、図5のように硬質接着樹脂19によって接着させている。また、有機ELモジュール1は、図1,図2のように、各有機ELパネル2,3に電極金具5,6が接続されており、図5,図6のようにこれら電極金具5,6も一部が有機ELパネル2,3の間に介在している。
本実施形態の有機ELモジュール1は、各有機ELパネル2,3を独立して給電することが可能であり、各有機ELパネル2,3を独立して点灯・消灯の切換が可能となっている。
以下、有機ELモジュール1の各部位の構成について説明する。なお、本実施形態の有機ELパネル2,3は、上記したように同一構造体であるため、主に図面は有機ELパネル2について描写しているが、有機ELパネル3についても同様である。
有機ELパネル2,3は、図3,図5のように絶縁基板12(基板)の片面(主面)上に、第1電極層13と機能層15と第2電極層16がこの順に積層された有機EL素子20が積層している。さらに有機ELパネル2,3は、有機EL素子20の上から無機封止層17が積層しており、有機EL素子20の大部分が封止されている。
また、有機ELパネル2,3は、絶縁基板12を平面視したときに、図2のように対向する2辺を形成する2つの側面に沿って側面電極層21,22(給電部)が形成されている。具体的には、有機ELパネル2の側面電極層21a,22aは、幅方向wに対向する2辺に形成されており、有機ELパネル3の側面電極層21b,22bは、残りの2辺、すなわち、長さ方向l(幅方向wに対して直交する方向であって、厚み方向にも直交する方向)に対向する2辺に形成されている。
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。
有機ELパネル2,3は、図7のように、絶縁基板12を平面視したときに、駆動時(点灯時)に発光する発光領域25と、発光しない非発光領域26を有している。
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。
また、有機ELパネル2,3は、図3のように部分的に第1電極層13を除去した電極パッド分離溝30と、部分的に第2電極層16を除去した補助電極分離溝31を有している。
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。
補助電極分離溝31は、図5,図6のように発光領域25と第1給電領域27の境界に位置し、第2電極層16を分離して第2給電領域28に補助電極層33を形成する溝である。補助電極分離溝31は、図3,図4のように絶縁基板12を平面視したときに、「コ」字状に延びた溝である。すなわち、補助電極分離溝31は、第1給電領域27に位置する側面電極層21が設けられた辺に平行となる第1分離部35と、第1分離部35に対して交差(直交)する第2分離部36及び第3分離部37から形成されている。
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。
また、電極パッド分離溝30と補助電極分離溝31の位置関係について注目すると、電極パッド分離溝30と補助電極分離溝31は、図5,図6のように発光領域25内の有機EL素子20を囲むように形成されている。電極パッド分離溝30と第1分離部35は、図4のように互いに平行となっており、電極パッド分離溝30と第2分離部36及び第3分離部37は、互いに直交している。
有機ELパネル2,3の断面構造について注目すると、有機ELパネル2,3の支持基板として機能する絶縁基板12は、透光性及び絶縁性を有した基板であり、具体的には、ソーダ石灰ガラスや、無アルカリガラスなどのガラス基板が採用できる。
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。
絶縁基板12上に位置する第1電極層13は、発光領域25において一方の電極を成す電極層であり、本実施形態では、第1電極層13は、発光領域25において陽極として機能している。
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1電極層13上に位置する機能層15は、第1電極層13と第2電極層16との間に設けられ、少なくとも一つの発光層を有している層である。機能層15は、主に有機化合物からなる複数の層から構成されている。
機能層15上に位置する第2電極層16は、発光領域25において第1電極層13と他の電極を成す電極層であり、本実施形態では、第2電極層16は、発光領域25において陰極として機能している。
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。
第2電極層16上に位置する無機封止層17は、発光領域25の有機EL素子20を封止する層であり、ガス非透過性を有している。
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。
第1給電領域27に位置する補助電極層33は、第1電極層13内の電気伝導を補助する層であり、第1電極層13よりも高い電気伝導率(導電率)を有している。
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。
絶縁基板12の側面に形成された側面電極層21,22(給電部)は、電極金具5,6と接続して外部電源から給電される部位である。
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。
ここで、有機ELパネル2の各層の位置関係について説明する。なお、有機ELパネル3については、縦横が逆転していること以外は同様であるため、説明を省略する。
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。
第1電極層13上に積層した機能層15は、図5のように横方向において、発光領域25から第2給電領域28に跨がって形成されている。
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。
機能層15上に積層した第2電極層16は、横方向において、図5のように発光領域25から第1給電領域27及び第2給電領域28の両側の領域に跨がって形成されている。
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。
第2電極層16の両端部は、縦方向において、図6のように機能層15の両端部を超えてはみ出しており、補助電極分離溝31の第2分離部36又は第3分離部37を介してさらに第1電極層13の両端部まで至っている。しかしながら、第2電極層16の両端部は、絶縁基板12の両端部まで至っておらず、第1電極層13上に収まっている。
第2電極層16上に積層した無機封止層17は、横方向において、図5のように発光領域25から第1給電領域27及び第2給電領域28の両側の領域に跨がって形成されている。
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。
無機封止層17は、縦方向において、図6のように補助電極分離溝31の第2分離部36及び第3分離部37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、補助電極層33の両外側を超えて絶縁基板12の端部まで至っている。すなわち、補助電極分離溝31の第2分離部36及び第3分離部37の内部には、無機封止層17が充填されており、補助電極分離溝31の第2分離部36及び第3分離部37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。すなわち、補助電極層33と、他の第2電極層16は、縦方向において、縁切りされている。
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。
第1給電領域27に位置する側面電極層21は、横方向において、図5のように絶縁基板12と第1電極層13と補助電極層33のそれぞれの界面を覆うように形成されており、さらに補助電極層33上で第1露出部40を被覆している。一方、第2給電領域28に位置し側面電極層21と対向する側面電極層22は、絶縁基板12と電極パッド部32の界面を覆うように形成されており、さらに電極パッド部32上に第2露出部41を被覆している。
軟質接着樹脂18に目を移すと、軟質接着樹脂18は、接着性及び柔軟性を有し、接着時(固化時)において所定の条件によって塑性変形又は弾性変形する接着層である。本実施形態では、軟質接着樹脂18は、無機封止層17の圧縮応力などを受けた場合に、その応力にほとんど逆らわずに、塑性変形可能となっている。
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の具体的な材質としては、アクリルゴム(ACM)、エチレンプロピレンゴム(EPM,EPDM)、シリコーンゴム(Q)、ブチルゴム(IIR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、フッ素ゴム(FKM)、ニトリルゴム(NBR)、イソプレンゴム(IR)、ウレタンゴム(U)、クロロスルホン化ポリエチレン(CSM)、エピクロルヒドリンゴム(CO,ECO)、クロロプレンゴム(CR)等のゴム材料が使用できるが、一定の水蒸気バリア性を有し、安価に入手可能である点から、アクリルゴム系樹脂、エチレンプロピレンゴム系樹脂、シリコーンゴム系樹脂、及びブチルゴム系樹脂から選ばれる1種以上であることが好ましく、その中でもフィルムとして入手が容易な、ブチルゴム系樹脂がより好ましい。
また、本実施形態の軟質接着樹脂18は、シート状又は板状の部材であり、表面に粘着性加工を施されている。
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。
硬質接着樹脂19は、軟質接着樹脂18よりも剛性が高く硬い材料となっている。具体的には、JIS K 6253に準じた硬質接着樹脂19のショア硬さ(及び対応する曲げ弾性率の概算値)は、ショアA80以上、すなわち、ショアD30以上(25MPa以上)であることが好ましく、より高信頼性の有機EL装置とする観点からショアD55以上(250MPa以上)、ショアD95以下(6000MPa以下)とすることがより好ましく、ショアD80以上(1500MPa以上)、ショアD90以下(4000MPa以下)とすることがさらに好ましい。
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。
均熱シート11は、図2のように均熱機能を有したシート状の部材である。均熱シート11の材質は、高い熱伝導率を有していれば、特に限定されることはなく、例えば、アルミニウム、銅、ステンレス、鉄、チタン、42アロイ、グラファイトなどが採用できる。その中でも、均熱シート11の材料としてアルミニウムを使用する場合には、均熱シート11として圧延アルミを使用することが封止性能の観点から好ましい。
電極金具5,6は、外部電源と接続可能な部材であり、図2のように導電性を有した箔状又は板状の部材である。
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。
続いて、有機ELモジュール1の各部位の位置関係について説明する。なお、有機ELパネル2,3は、同一構造であるため、明確に区別するために、一方の有機ELパネル2を第1有機ELパネル2と称し、他方の有機ELパネル3を第2有機ELパネル3と称する。また、第1有機ELパネル2と第2有機ELパネル3の各部位においても、区別するため、第1有機ELパネル2の部位には、符番にaを添え、第2有機ELパネル3の部位には、符番にbを添えて記載する。
上記したように有機ELモジュール1は、図2のように第1有機ELパネル2と第2有機ELパネル3が絶縁基板12a,12bの表面(有機EL素子20が積層されている側の面)同士が対向するように重ね合わされている。また、第1有機ELパネル2の有機EL素子20aと第2有機ELパネル3の有機EL素子20bの間に均熱シート11が介在している。すなわち、均熱シート11を基準とすると、均熱シート11の外側に有機EL素子20a,20bが位置し、さらに外側に絶縁基板12a,12bが位置している。
第1有機ELパネル2への軟質接着樹脂18の接着部位に注目すると、図5のように軟質接着樹脂18は、有機ELパネル2の少なくとも発光領域25内の有機EL素子20a全体を覆っている。
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。
第1有機ELパネル2への硬質接着樹脂19の接着部位に注目すると、硬質接着樹脂19は、図5,図6のように軟質接着樹脂18を囲むように環状に形成されており、その一部が軟質接着樹脂18の縁近傍を覆っている。
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。
第1有機ELパネル2への均熱シート11の設置部位に注目すると、均熱シート11は、図5,図6のように、少なくとも発光領域25の有機EL素子20を覆っており、本実施形態では、さらに軟質接着樹脂18全体を覆っている。しかしながら、硬質接着樹脂19の内部まで至っておらず、電極金具5,6とは接触していない。
第1有機ELパネル2への電極金具5,6の設置部位に注目すると、電極金具5,6の基端部(第1有機ELパネル2側の端部)は、第1給電領域27及び第2給電領域28に位置する硬質接着樹脂19上にそれぞれ位置しており、電極金具5,6は、基端部から先端部に向けて、硬質接着樹脂19の側面を経由して側面電極層21,22を覆っている。すなわち、電極金具5,6の基端部近傍は、硬質接着樹脂19の内部に埋没している。
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。
第2有機ELパネル3への軟質接着樹脂18、硬質接着樹脂19、均熱シート11及び電極金具5,6の接着部位及び設置位置については、第1有機ELパネル2の場合と縦横の関係が入れ替わったこと以外は同様であるため、説明を省略する。
続いて、第1有機ELパネル2と第2有機ELパネル3の位置関係について注目すると、第2有機ELパネル3は、第1有機ELパネル2と天地が逆転している。また、第2有機ELパネル3は、第1有機ELパネル2に対して発光領域25を中心として周方向に90度ずれた姿勢となっている。すなわち、第1有機ELパネル2の側面電極層21,22は、第2有機ELパネル3の側面電極層21,22の厚み方向の投影面上に位置していない。
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。
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、図2のように互いに離反する方向に延びている。第1有機ELパネル2の発光領域25aは、第2有機ELパネル3の発光領域25bの重なり方向の投影面上に位置している。
続いて、有機ELモジュール1に外部電源を接続した場合の電流の流れについて説明する。
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。
まず、第1有機ELパネル2を点灯させる場合について、第1有機ELパネル2内の電流の流れについて説明すると、外部電源から電極金具5aに供給された電流は、図8(a)のように、側面電極層21aに伝わり、側面電極層21aから補助電極層33aに伝わる。補助電極層33aに至った電流は、補助電極層33a内を拡散して補助電極層33a全体から第1給電領域27aに位置する第1電極層13aに伝わる。
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。
第2有機ELパネル3を点灯させる場合については、図8(b)の太線のような電流の流れとなり、第1有機ELパネル2と同一構造体であり、第1有機ELパネル2の点灯時の電流の流れと同様であるため、説明を省略する。
ここで、本実施形態の第1電極層13は、上記したように透明導電性酸化物を使用しているため、金属に比べて内部抵抗が高く、発光領域25内の有機EL素子20全体の第1電極層13に均等に電流を行き渡らせることができず、輝度むらが生じるおそれがある。
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。
本実施形態の有機ELモジュール1の有機ELパネル2,3は、同一構造の有機ELパネルを使用しているため、歩留まりがよく、コストを低減できる。
本実施形態の有機ELモジュール1の有機ELパネル2,3は、各有機EL素子20が無機封止層17によって1次封止されており、さらに、各有機EL素子20は、絶縁基板12aと絶縁基板12bの間に位置し、硬質接着樹脂19によって絶縁基板12a,12b間の空間を封止することで2次封止されている。そのため、封止性が高い。
上記した実施形態では、第1有機ELパネル2及び第2有機ELパネル3のそれぞれに対して独立した電極金具5,6を設けていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図10のように電極金具5,6のうち一方を共通の電極金具50を使用してもよい。
上記した実施形態では、電極金具5,6(側面電極層21,22)を互いに対向する辺に沿って設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図11のように互いに隣接する辺に沿って設けてもよい。
1 有機ELモジュール
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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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