JP6106486B2 - 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。
特許文献1に記載の両面発光有機エレクトロルミネッセンス照明装置(有機ELモジュールに対応、以下、有機ELモジュールと記す)は、2枚の有機ELエレクトロルミネッセンス素子基板(有機ELパネルに対応、以下、有機ELパネルと記す)を貼り合わせて両面発光可能となっている。
また、上記した広告照明は、設置位置によって片面のみ発光したい場合がある。例えば、空間上の問題から広告照明の片面を壁等の近くに設置して、当該片面が道路に面しない場合がある。このような場合には、駆動コストの観点から片面のみを独立して発光させることが好ましい。
すなわち、本発明は、多角形状の基板の片面上に第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枚を備えた有機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片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、前記有機ELパネルは、基板を平面視したときに、駆動時に発光する発光領域を有し、前記有機ELパネルは、発光領域内の第1電極層と電気的に接続された第1給電部と、発光領域内の第2電極層と電気的に接続された第2給電部を備えており、前記2枚の有機ELパネルは、第1有機ELパネルと第2有機ELパネルからなり、一方の基板を平面視したときに、当該基板の1辺には、一方側から第1有機ELパネルの第2給電部、第1有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第2給電部の順に並列している。
本発明の構成によれば、一方の基板を平面視したときに、当該基板の1辺には、第1有機ELパネルの第2給電部、第1有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第2給電部の順に並列している。すなわち、第1有機ELパネルの第2給電部、第1有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第2給電部はそれぞれ辺方向にずれた位置にある。言い換えると、各給電部の第1有機ELパネルと第2有機ELパネルの重なり方向の投影面上には、他の給電部が位置していない。そのため、一の給電部に外部電源の電極端子を接続するにあたって、他の給電部が重なり方向に邪魔にならない。それ故に、容易に各給電部を接続できる。
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。
すなわち、有機ELパネルのダークスポットの形成を防止するためには、有機EL素子への水等の進入を確実に防止することが必要となる。
また、本発明の構成によれば、当該給電部材の一部は、接着樹脂内に埋没しているため、給電部材の位置決めが容易である。
有機ELパネル2,3は、図4,図5のように、導電性接着材7,8を介して電極金具5,6が接続されており、電極金具5,6の一部は、有機ELパネル2,3の間に介在している。
そして、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。すなわち、有機ELモジュール1は、独立して有機ELパネル2,3の発光面を選択することが可能である。
具体的には、有機ELパネル2,3は、図2のようにそれぞれ透明絶縁基板12の1辺に沿った部位であって、透明絶縁基板12の半分よりも片側に集中して給電部35,36が設けられている。
また給電部35,36には、図4,図5のように導電性接着材7,8を介して、電極金具5,6が取り付けられている。電極金具5,6は、図8のように透明絶縁基板12と第1電極層13の側面を覆うように形成されている。
発光領域25は、図4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4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と第2給電領域28は、図7のように発光領域25を中心として周方向に連続している。
また孤立部形成溝40は、図9のように第1電極層13の一部を切り離して孤立部30を形成する溝でもある。具体的には、孤立部形成溝40は、図3,図9のように、平面視すると透明絶縁基板12上を「L」字状に延びた溝であり、透明絶縁基板12の角部に位置している。そして、孤立部形成溝40は、透明絶縁基板12の当該角部を形成する2辺に対して交差(直交)しており、孤立部30を形成している。
電極接続溝41内には、図4のように発光領域25から延びた第2電極層16の一部が進入しており、当該第2電極層16の一部が電極接続溝41の底部で孤立部30と直接接触している。
電極接続溝41は、図7,図9のように第2給電領域28内で縦方向lに延びており、孤立部30上に位置している。言い換えると、透明絶縁基板12の横方向w(縦方向に直交する方向であって、厚み方向にも直交する方向)に延びる横辺から直交するように第2給電領域28内を延びている。
本実施形態では、補助電極接続溝42,43は、図5,図6のように第1給電領域27の第1電極層13上に形成された溝であって、図7,図9のように発光領域25の外側を囲むように設けられている。また、補助電極接続溝42,43は、第1給電領域27において、第1電極層13と第2電極層16を直接接続している。すなわち、補助電極接続溝42,43は、第1電極層13と第2電極層16が直接接触して形成される補助電極部31を形成する溝である。
一方(図9では左側)の補助電極接続溝42aは、透明絶縁基板12上を縦方向lに縦断している。他方(図9では右側)の補助電極接続溝42bは、第1給電領域27内をほぼ縦断しているが、第2給電領域28(図7参照)内には至っていない。すなわち、補助電極接続溝42bは、孤立部形成溝40まで至っていない。
一方(図9では上側)の補助電極接続溝43aは、透明絶縁基板12上を横方向wに横断している。他方(図9では下側)の補助電極接続溝43bは、第1給電領域27内をほぼ横断しているが、第2給電領域28内には至っていない。すなわち、補助電極接続溝43bは、孤立部形成溝40まで至っていない。
領域分離溝44(44a,44b)は、図9のように縦辺に対応して形成されており、透明絶縁基板12を縦断している。
領域分離溝45(45a,45b)は、横辺に対応して形成されており、透明絶縁基板12を横断している。
図9の右側に位置する領域分離溝44bは、孤立部形成溝40と交差(直交)して第1給電領域27と第2給電領域28を跨がって形成されている。
図9の下側に位置する領域分離溝45bは、孤立部形成溝40及び電極接続溝41と交差(直交)して第1給電領域27と第2給電領域28を跨がって形成されている。
具体的には、第2給電部35は、図5のように第1給電領域27に位置しており、第1給電部36は、図4のように第2給電領域28に位置している。すなわち、第2給電部35は、図5のように発光領域25の第1電極層13と連続した第1電極層13の一部が露出しており、第1給電部36は、図4のように孤立部30の一部が露出している。
第2給電部35及び第1給電部36は、横方向wにおいては、縦方向lに延びた領域分離溝44bの外側に位置しており、縦方向lにおいては、透明絶縁基板12の半分よりも片側(図9に示される有機ELパネル2では下側)に集中して位置している。
ここでいう「接着材」とは液状の接着剤だけではなく、固体状の粘着材も含む。
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。
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。
また、硬質接着樹脂20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り、防水性及び接着性を有している。
硬質接着樹脂20の具体的な材質としては、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂が採用できる。なお、本実施形態では、熱硬化性樹脂であって、その中でも、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。
また、第1有機ELパネル2の有機EL素子10aと第2有機ELパネル3の有機EL素子10bの間には、図2のように均熱シート19が介在している。すなわち、均熱シート19を基準とすると、均熱シート19の外側に有機EL素子10a,10bが位置し、さらに外側に透明絶縁基板12a,12bが位置している。
また、電極金具5,6の孤立部30aの主面上に位置する部位は、図20のように、硬質接着樹脂20aによって埋没しており、他の部位は、硬質接着樹脂20aから露出している。この硬質接着樹脂20aからの露出部位は、孤立部30aの主面に対して立設しており、透明絶縁基板12a側を向いている。
有機ELモジュール1は、図示しない真空蒸着装置及びCVD装置によって成膜し、図示しないパターニング装置(本実施形態では、レーザースクライブ装置)を使用してパターニングを行い、製造される。
スパッタ装置又はCVD装置によって、透明絶縁基板12上に第1電極層13を成膜する。その後、図10のように、レーザースクライブ装置によって、孤立部形成溝40を形成する。
このとき、孤立部形成溝40は、透明絶縁基板12の縦辺に平行に形成されている。また、透明絶縁基板12上には、孤立部30が形成されている。また、透明絶縁基板12上に積層した第1電極層13は、孤立部形成溝40を除いて、透明絶縁基板12のほぼ全面を被覆している。
このとき、機能層15は、図4のように基板の片面全面を被覆しており、発光領域25及び非発光領域26に跨がって形成されている。すなわち、機能層15は、孤立部形成溝40内部に充填されており、孤立部形成溝40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(孤立部30)は、面方向において、機能層15によって縁切りされている。
このとき、電極接続溝41は、透明絶縁基板12の横辺から延び、かつ縦辺に平行になるように形成されており、補助電極接続溝42,43は基板の各辺に平行になるように形成されている。また、補助電極接続溝42bと電極接続溝41は、孤立部形成溝40に重ならないように形成されている。すなわち、孤立部形成溝40と補助電極接続溝42bの間には所定の間隔が形成されており、当該間隔内に電極接続溝41が位置している。電極接続溝41の延長上は、補助電極接続溝43bに対して横方向において基板の内側にずれている。
このとき、第2電極層16は、図4,図5,図6のように基板の片面全面を被覆されており、発光領域25及び非発光領域26に跨がって形成されている。すなわち、第2電極層16は、電極接続溝41及び補助電極接続溝42,43内部に充填されており、電極接続溝41及び補助電極接続溝42,43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の第2電極層16と第2給電領域28の第1電極層13(孤立部30)は、電極接続溝41を経由して電気的に接続されている。また、第1給電領域27の第1電極層13と第1給電領域27の第2電極層16も電気的に接続されており、補助電極部31を形成している。
このとき、領域分離溝44,45は、透明絶縁基板12の各辺に平行になるように形成されている。
このとき、無機封止層17は、図15のように基板の片面全面を被覆されており、発光領域25及び非発光領域26に跨がって形成されている。すなわち、無機封止層17は、領域分離溝44,45内部に充填されており、領域分離溝44,45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、第1給電領域27の補助電極部31と発光領域25の第2電極層16は、面方向において電気的に縁切りされている。
このとき、第2給電部35では、孤立部30の一部が露出しており、第1給電部36では、第1給電領域27の第1電極層13の一部が露出している。
このとき、除去領域38は、補助電極接続溝42,43の外側であって、かつ、基板の各辺に沿って形成されている。すなわち、除去領域38は、第2給電部35と第1給電部36を挟んで、ほぼ連続した環状の領域である。換言すると、除去領域38は、発光領域25を含む領域の周りをほぼ囲むように形成されている。除去領域38には、透明絶縁基板12が露出した露出部39を形成している。
なお、第2給電部35と第1給電部36の近傍は各層が除去されておらず、第2給電部35と第1給電部36の間及び周囲は、他の除去領域38に比べて隆起している。
以上が第1有機ELパネル2を製造する第1有機ELパネル形成工程である。
まず、第1有機ELパネル2及び第2有機ELパネル3の第2給電部35a,35b及び第1給電部36a,36bに、図18のように導電性接着材7,8を介して電極金具5,6を取り付ける。
このとき、電極金具5は、図4のように第2給電部35の孤立部30の主面(有機EL素子10の積層側の面)の一部又は全部を覆っており、当該主面から孤立部30と透明絶縁基板12の界面を覆うように形成されている。すなわち、電極金具5は、図18(b)のように折れ曲がっており、孤立部30の角部を覆うように形成されている。また、電極金具5は、角部から取り付けた有機ELパネル2,3に属する透明絶縁基板12の光取出面側(図18(b)では下側)に延びている。
電極金具6は、図8のように第1給電部36の第1電極層13の主面(有機EL素子10の積層側の面)の一部又は全部を覆っており、当該主面から第1給電部36の第1電極層13と透明絶縁基板12の界面を覆うように形成されている。すなわち、電極金具6は、図18(b)のように折れ曲がっており、第1給電部36の第1電極層13の角部を覆うように形成されている。また、電極金具6は、角部から取り付けた有機ELパネル2,3に属する透明絶縁基板12の光取出面側に延びている。
第1有機ELパネル2においては、電極金具5a,6aは、図8のように透明絶縁基板12の光取出面側(下面)に向かって延びており、第2有機ELパネル3においては、電極金具5b,6bは透明絶縁基板12の光取出面側(上面)に向かって延びている。要するに、第1有機ELパネル2に接続される電極金具5a,6aと第2有機ELパネル3に接続される電極金具5b,6bは、上下方向(重なり方向)において逆方向(離反する方向)に延びている。
同様に、第2有機ELパネル3においても、無機封止層17b上に軟質接着樹脂18bを貼り、その後、ディスペンサーによって軟質接着樹脂18bの縁に沿って硬質接着樹脂20bの原料を塗布する。
このとき、軟質接着樹脂18は、図6のように、少なくとも発光領域25の有機EL素子10の積層方向投影面上を覆っており、本実施形態では領域分離溝44,45の積層方向の投影面上まで覆っている。硬質接着樹脂20は、第1給電領域27において、除去領域38の露出部39と無機封止層17に跨がって形成されている。また、硬質接着樹脂20は、電極金具5,6と孤立部30と無機封止層17に跨がって被覆している。
このとき、第1有機ELパネル2と第2有機ELパネル3は、図4,図5,図6のように硬質接着樹脂20によって貼り合わされており、軟質接着樹脂18a、均熱シート19、軟質接着樹脂18bのそれぞれの界面は、硬質接着樹脂20によって覆われている。すなわち、硬質接着樹脂20は、環状に形成されており、第1有機ELパネル2の発光領域25を含む領域と、有機ELパネル3の発光領域25を含む領域をともに囲むように形成されている。
以上の工程によって、有機ELモジュール1が製造できる。
図21に示される有機ELモジュール1は、外部電源の負極端子を電極金具5に接続し、外部電源の正極端子を電極金具6に接続している。
発光領域25内の第2電極層16に伝わった電流は、図21(a)のように第2電極層16を介して第2給電領域28に伝わり、第2給電領域28で電極接続溝41を経由して孤立部30に至る。孤立部30に伝わった電流は、第2給電部35から導電性接着材7を介して電極金具5に伝わり、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、補助電極部31が形成されている。各有機ELパネル2,3は、図22のように縦横に延びる補助電極部31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。
透明絶縁基板12は、円形又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、長方形状のガラス基板を採用している。
本実施形態の第2電極層16は、アルミニウムを採用している。
また、本実施形態の第2電極層16は、第1電極層13の導電率よりも高い導電率を有している。
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)
5,6 電極金具(給電部材)
10 有機EL素子(積層体)
12 透明絶縁基板(基板)
13 第1電極層
15 機能層(有機発光層)
16 第2電極層
19 均熱シート
20 硬質接着樹脂(接着樹脂)
25 発光領域
31 補助電極部
35 第2給電部
36 第1給電部
Claims (6)
- 多角形状の基板の片面上に第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枚を備えた有機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片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、
前記有機ELパネルは、基板を平面視したときに、駆動時に発光する発光領域を有し、
前記有機ELパネルは、発光領域内の第1電極層と電気的に接続された第1給電部と、発光領域内の第2電極層と電気的に接続された第2給電部を備えており、
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、第1有機ELパネルと第2有機ELパネルからなり、
一方の基板を平面視したときに、当該基板の1辺には、一方側から第1有機ELパネルの第2給電部、第1有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第1給電部、第2有機ELパネルの第2給電部の順に並列しており、
軟質接着樹脂を有し、
前記軟質接着樹脂は、シート状の部材の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、接着樹脂によって接着されており、
当該接着樹脂は、前記2枚の有機ELパネルの基板の各辺に沿って塗布されており、
前記第1給電部及び前記第2給電部に給電する給電部材を有し、
当該給電部材の一部は、接着樹脂内に埋没し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。 - 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、少なくとも前記2枚の有機ELパネルの両方の発光領域を覆っ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。 - 前記有機ELパネルは、前記発光領域を囲むように第1電極層又は第2電極層の電気伝導を補助する補助電極部が形成されており、
当該補助電極部は、基板の各辺に沿って延び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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