JP6306850B2

JP6306850B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6306850B2
Application number: JP2013214150A
Authority: JP
Inventors: 石塚　真一; 真一石塚
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2018-04-04
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: JP2015076388A

Description

本発明は、発光装置に関する。

発光装置の一つに、有機ＥＬなどの発光層を用いたものがある。この場合、発光装置の発光面積を大きくすることができる。一方、有機ＥＬを発光層として用いた場合、発光層を挟む２つの電極の一方を、透明電極にする必要がある。透明電極のシート抵抗は、一般的に金属電極のシート抵抗よりも高い。このため、発光装置の発光面積を大きくすると輝度むらが生じてしまう。

これに対して特許文献１には、有機ＥＬ層の膜厚を面内で変えることにより、輝度むらを抑制できる、と記載されている。

特開平１１−４０３６２号公報

上記したように、特許文献１に記載の方法では、有機ＥＬ層の膜厚を面内で変えている。このため、発光層の光学干渉特性に面内分布が生じてしまう。この場合、色度や視野角に面内分布が生じてしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、発光装置において、発光層の光学干渉特性及び輝度に面内分布が生じることを抑制することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
基材と、
前記基材の上に位置する第１電極と、
前記第１電極よりもシート抵抗が低い第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に位置する発光層と、
前記基材の第１辺に設けられ、前記第１電極に接続している第１端子と、
前記第１辺と交わる第２辺に設けられ、前記第２電極に接続している第２端子と、
を備え、
前記第２電極は、
前記第１端子から離れる方向に沿って複数のサブ電極に分割されており、
さらに、前記複数のサブ電極と前記第２端子のそれぞれの間にそれぞれ異なる抵抗値の複数の抵抗部を備える発光装置である。

請求項６に記載の発明は、
基材と
前記基材の上に位置する第１電極と、
前記第１電極よりもシート抵抗が低い第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に位置する発光層と、
前記基材の第１辺に設けられ、前記第１電極に接続している第１端子と、
前記第１辺とは交差しない第２辺に設けられ、前記第２電極に接続している第２端子と、
を備え、
前記第２電極は前記第１端子から離れる方向に沿って膜厚が変化している発光装置である。

第１の実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１及び図２に示した発光装置の等価回路図である。発光層の第１電極側の面に加わる電位と第２電極側の面に加わる電位の、第１端子からの距離依存性を示す図である。発光層の輝度の第１端子からの距離依存性を示す図である。第２の実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図６のＢ−Ｂ断面を示す図である。第２電極に膜厚分布を持たせる方法の第１例を示す図である。第２電極に膜厚分布を持たせる方法の第２例を示す図である。実施例１に係る発光装置の構成を示す図である。図１０のＣ−Ｃ断面を示す図である。発光層の第１電極側の面に加わる電位と第２電極側の面に加わる電位の、第１辺及び第３辺からの距離依存性を示す図である。発光層の輝度の第１辺及び第３辺からの距離依存性を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、基材１００、第１電極１１０、発光層１２０、第２電極１３０、第１端子１４０、第２端子１５０、及び抵抗部１７０を備えている。第２電極１３０は第１電極１１０と対向している。発光層１２０は、第１電極１１０と第２電極１３０の間に位置している。第１電極１１０、発光層１２０、及び第２電極１３０は、基材１００に設けられている。第１端子１４０は基材１００の第１辺１０１に設けられており、第１電極１１０に接続している。第２端子１５０は基材１００の第２辺１０２に設けられており、第２電極１３０に接続している。基材１００の第２辺１０２は、基材１００の第１辺１０１と交わっている。第２電極１３０は、第１電極１１０よりもシート抵抗が低い。そして第２電極１３０は、第１端子１４０から離れる方向に沿って、複数のサブ電極１３２に分割されている。抵抗部１７０は、複数のサブ電極１３２のそれぞれと第２端子１５０の間に設けられている。複数の抵抗部１７０それぞれの抵抗値は、その抵抗部１７０に接続しているサブ電極１３２が第１端子１４０から離れるに従って変わっている。具体的には、抵抗部１７０それぞれの抵抗値は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなっている。以下、詳細に説明する。

基材１００は、例えばガラス基板又は樹脂基板などの基板である。基材１００は、他の材料によって形成されていても良い。基材１００は、可撓性を有していても良い。基材１００が可撓性を有している場合、基材１００の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下である。本図に示す例において、基材１００の平面形状は矩形である。そして、基材１００は、第１辺１０１に対向する第３辺１０３を有している。

第１電極１１０は、第２電極１３０よりも基材１００側に形成されている。図２に示す例では、第１電極１１０は、基材１００の第１面の上に形成されている。基材１００の第１面とは逆側の面（第２面）は光の射出面になっているため、第１電極１１０は、透明電極となっている。第１電極１１０は、例えばＩＴＯ（Indium Thin Oxide）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの無機材料、またはポリチオフェン誘導体などの導電性高分子によって形成されている。第１電極１１０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。第１電極１１０は、第１端子１４０に接続している。

発光層１２０は、例えば、有機層であり、正孔輸送層、有機発光層、及び電子輸送層を積層したものである。なお、以下の説明において、正孔輸送層は第１電極１１０に接しており、電子輸送層は第２電極１３０に接している。このようにして、発光層１２０は第１電極１１０と第２電極１３０の間で挟持されている。

なお、第１電極１１０と正孔輸送層との間には正孔注入層が形成されても良いし、第２電極１３０と電子輸送層との間には電子注入層が形成されてもよい。また、上記した各層の全てが必要ということではない。例えば電子輸送層内でホールと電子の再結合が生じている場合、電子輸送層が有機発光層の機能を兼ねているため、有機発光層は不要となる。また、これら第１電極１１０、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層、及び第２電極１３０のうち、少なくとも１つは、インクジェット法などの塗布法を用いて形成されていても良い。また、発光層１２０と第２電極１３０との間には、ＬｉＦなどの無機材料で構成される電子注入層を設けても構わない。

第２電極１３０は、発光層１２０に電気的に接続している。例えば第２電極１３０は、発光層１２０上に形成されていても良いし、発光層１２０の上に形成された導電層の上に形成されていても良い。第２電極１３０は、例えばＡｇやＡｌなどの金属材料で形成された金属層である。

上記したように、第２電極１３０は、複数のサブ電極１３２に分割されている。サブ電極１３２は、第１辺１０１に沿う方向に、互いに平行に延在している。サブ電極１３２の一端は、第２端子１５０に対向している。

複数のサブ電極１３２のそれぞれと第２端子１５０の間には、抵抗部１７０が設けられている。抵抗部１７０は、例えばサブ電極１３２を形成する材料よりも抵抗が大きい材料、例えば第１電極１１０と同じ材料によって形成されている。複数の抵抗部１７０の抵抗値は、第１端子１４０から離れるに従って変化している。例えば抵抗部１７０の抵抗値は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなっている。例えば抵抗部１７０が第１電極１１０と同じ材料によって形成されている場合、抵抗部１７０の抵抗値は、例えば抵抗部１７０の幅によって調整されている。このようにすると、抵抗部１７０を第１電極１１０と同一工程で形成することができる。

図３は、図１及び図２に示した発光装置１０の等価回路図である。図４は、発光層１２０の第１電極１１０側の面に加わる電位と第２電極１３０側の面に加わる電位の、第１端子１４０からの距離依存性を示す図である。図５は、発光層１２０の輝度の第１端子１４０からの距離依存性を示す図である。これらの図は、第１電極１１０が陽極で第２電極１３０が陰極の場合を示している。

第１電極１１０と第２電極１３０の間に電圧を印加すると、第１電極１１０から発光層１２０を経由して第２電極１３０に電流が流れ、これにより発光層１２０は発光する。ここで、発光装置１０が面発光装置となっている場合、図３に示すように、発光装置１０は、第１端子１４０と第２端子１５０の間に、複数の発光ダイオードを並列に配置した構成と見なすことができる。ここで、第１電極１１０の抵抗はある程度大きいため、発光層１２０の第１電極１１０側の面に加わる電圧は、第１端子１４０から離れるに従って、ある程度低下する。このため、第２電極１３０が低抵抗のままでは、発光層１２０に加わる電圧は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなってしまう。この現象を図３の等価回路図を用いて説明すると、図中左側から右側に行くにつれて、各発光ダイオードに加わる電圧は徐々に小さくなっていく。この場合、図５の比較例で示すように、発光装置１０の輝度は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなってしまう。

これに対して本実施形態では、第２電極１３０を複数のサブ電極１３２に分割し、複数のサブ電極１３２のそれぞれと第２端子１５０の間に、抵抗部１７０を設けている。抵抗部１７０の抵抗値は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなっている。このため、抵抗部１７０における電圧のロス量は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなっている。

その結果、第１電極１１０から発光層１２０に加わる電位が第１端子１４０から離れるに従って小さくなっても、発光層１２０に加わる電圧の第１端子１４０からの距離依存性（すなわち図４における第１電極１１０と第２電極１３０の電位差）は小さくなる。従って、図５に示すように、発光装置１０の輝度の面内分布は小さくなる。また、第１電極１１０及び発光層１２０の膜厚に分布を持たせる必要がないため、発光層の光学干渉特性に面内分布が生じることも抑制できる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。図７は、図６のＢ−Ｂ断面を示す図である。本実施形態に係る発光装置１０は、以下の点を除いて第１の実施形態と同様の構成である。

まず、第２端子１５０は、基材１００のうち第１辺１０１とは交わらない辺１０３（第２辺）に設けられている。本図に示す例では、基材１００は矩形であるため、辺１０３は、第１辺１０１に対向する辺となっている。

そして、図７の断面図に示すように、第２電極１３０の膜厚は、第１端子１４０から離れるに従って膜厚が変化している。具体的には、第２電極１３０の膜厚は、第１端子１４０から離れるに従って厚くなっている。

図８は、第２電極１３０に膜厚分布を持たせる方法の第１例を示す図である。本図に示す例において、第２電極１３０は、蒸着法を用いて形成される。そして蒸着源２００と基材１００の間には、シャッター３００が設けられている。そして、蒸着中にシャッター３００を徐々にスライドさせていくことによって、第２電極１３０の膜厚には分布が生じる。

図９は、第２電極１３０に膜厚分布を持たせる方法の第２例を示す図である。本図に示す例において、基材１００は蒸着源２００に対して斜めに設けられている。具体的には、辺１０３から蒸着源２００までの距離は、第１辺１０１から蒸着源２００までの距離よりも短い。このため、第２電極１３０の膜厚には分布が生じる。

本実施形態によれば、第２電極１３０の抵抗の単位面積当たりの抵抗は、第１端子１４０から離れるに従って小さくなっている。従って、第１の実施形態と同様の理由により、発光装置１０の輝度の面内分布は小さくなる。また、第１電極１１０及び発光層１２０の膜厚に分布を持たせる必要がないため、発光層の光学干渉特性に面内分布が生じることも抑制できる。

（実施例１）
図１０は、実施例１に係る発光装置１０の構成を示す図である。本実施例は、第１の実施形態に係る発光装置１０の実施例であり、以下の点を除いて、第１の実施形態に説明した発光装置１０と同様の構成である。

まず、第１端子１４０は、第１辺１０１のほかに、第１辺１０１に対向する第３辺１０３にも設けられている。そして第１電極１１０は、２つの第１端子１４０のそれぞれに接続している。

また、第２端子１５０及び抵抗部１７０は、第２辺１０２のみではなく第４辺１０４にも設けられている。そして第２電極１３０は、２つの第２端子１５０に接続している。同一のサブ電極１３２に接続している２つの抵抗部１７０は、互いに同一の抵抗値を有しているのが好ましい。

このため、第１電極１１０及び第２電極１３０に、互いに対向する２つの方向から電位を与えることができる。これにより、第１電極１１０及び第２電極１３０それぞれにおける電力のロスを小さくすることができる。

図１１は、図１０のＣ−Ｃ断面を示している。本図に示す例において、第２端子１５０及び抵抗部１７０は、透明電極層１６２の上に低抵抗層１６４を積層した構成を有している。透明電極層１６２は、第１電極１１０と同一の材料によって形成されており、第１電極１１０と同一工程で形成されている。低抵抗層１６４は、例えば第２電極１３０と同一の材料によって形成されており、第２電極１３０と同一工程で形成されている。

第１電極１１０と透明電極層１６２の間には絶縁層１８０が設けられている。絶縁層１８０は、例えばポリイミド系樹脂などの感光性の樹脂である。なお、絶縁層１８０はポリイミド系樹脂以外の樹脂、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂であっても良い。

そして第２電極１３０は、発光層１２０の上から絶縁層１８０の上を通って、抵抗部１７０に接続している。

そして、複数の抵抗部１７０は、透明電極層１６２に対する低抵抗層１６４の面積比率が互いに異なっている。具体的には、抵抗部１７０の抵抗値を低くする場合には、透明電極層１６２のうち第２端子１５０となる部分のほぼ全面に、低抵抗層１６４が設けられている。一方、抵抗部１７０の抵抗値を高くする場合には、透明電極層１６２のうち抵抗部１７０となる領域には、低抵抗層１６４が一部のみに設けられている。そして低抵抗層１６４の長さＬ及び幅の少なくとも一方は、複数の抵抗部１７０のそれぞれで異なっている。これにより、複数の抵抗部１７０の抵抗値は互いに異なっている。

図１２は、発光層１２０の第１電極１１０側の面に加わる電位と第２電極１３０側の面に加わる電位の、第１辺１０１及び辺１０３からの距離依存性を示す図である。図１３は、発光層１２０の輝度の第１辺１０１及び辺１０３からの距離依存性を示す図である。

上記したように、本実施形態では、第１電極１１０には、第１辺１０１側及び第３辺１０３側のそれぞれから電位が印加されている。このため、第１電極１１０の電位は、第１辺１０１から第３辺１０３までの間の中間点で最も小さくなる。

これに対して本実施例において、抵抗部１７０の抵抗は、第１辺１０１から第３辺１０３までの間の中間点で最も小さくなっており、そこから第１辺１０１（又は第３辺１０３）に近づくにつれて大きくなっている。このため、図１３に示すように、抵抗部１７０を設けない場合（比較例）と比較して、実施例に係る発光装置１０の輝度の面内分布は小さくなる。

また、複数の抵抗部１７０の抵抗値は、低抵抗層１６４の長さＬ及び幅の少なくとも一方によって調整されている。従って、抵抗部１７０の抵抗値の調整を容易に行える。

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１０発光装置
１００基材
１０１第1辺
１０２第２辺
１０３第３辺
１０４第４辺
１１０第１電極
１２０発光層
１３０第２電極
１３２サブ電極
１４０第１端子
１５０第２端子
１６２透明電極層
１６４低抵抗層
１７０抵抗部

Claims

基材と、
前記基材の上に位置する第１電極と、
前記第１電極よりもシート抵抗が低い第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極の間に位置する発光層と、
前記基材の第１辺に設けられ、前記第１電極に接続している第１端子と、
前記第１辺と交わる第２辺に設けられ、前記第２電極に接続している第２端子と、
を備え、
前記第２電極は、
前記第１端子から離れる方向に沿って複数のサブ電極に分割されており、
さらに、前記複数のサブ電極と前記第２端子のそれぞれの間にそれぞれ異なる抵抗値の複数の抵抗部を備える発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記複数の抵抗部それぞれの抵抗値は、前記第１端子から離れるに従って小さくなっている発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１電極は、前記基材の第１面に形成されており、かつ透明導電材によって形成されており、
前記複数の抵抗部は、前記基材の前記第１面に形成されており、かつ前記透明導電材によって形成されている発光装置。
請求項３に記載の発光装置において、
前記複数の抵抗部は、
前記透明導電材からなる透明電極層と、
前記透明電極層の少なくとも一部の上に形成されていて前記透明導電材よりも抵抗値の低い材料からなる低抵抗層と、
を備え、
前記複数の抵抗部は、前記透明電極層に対する前記低抵抗層の面積比率が互いに異なっている発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記基材の平面形状は矩形であり、
前記第２端子は、前記第２辺、及び前記第２辺に対向する第４辺のそれぞれに沿って設けられている発光装置。