JPH1197183A

JPH1197183A - 照明用ｅｌパネル

Info

Publication number: JPH1197183A
Application number: JP9256643A
Authority: JP
Inventors: Saburo Yamamoto; 三郎山本; Kazuhiro Enomoto; 和弘榎本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】大型注入型ＥＬパネルの全体を均一に発光さ
せ、かつＥＬ発光層からの光取り出し効率を高め、さら
に白色発光させる。【解決手段】透明基板上に透明電極層を形成し、該透
明電極層上に部分的に窓が形成された低抵抗の第１の金
属電極層と、該第１の金属電極層の上にのみ電気的絶縁
層を形成する。そして電気的絶縁層及び前記透明電極層
上にＥＬ発光層と、第２の金属電極層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、室内照明、車内
照明やトンネル内照明等照明用光源あるいは液晶表示装
置のバックライトとして好適な照明用ＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）パネルに関し、特に大面積の照明用Ｅ
Ｌパネルの電力損失を少なくする電極構造に特徴を有す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３（ａ）、（ｂ）に従来の注入型有機
ＥＬパネルの平面図及び断面図を示す。図３（ａ）、
（ｂ）において、透明基板１１はガラス、プラスチック
等よりなり、この透明基板１１の一方の表面上にほぼ全
面にＩＴＯ等よりなる透明電極層１２が形成される。こ
の透明電極層１２の上に無機材料あるいは有機材料より
なるＥＬ発光層１３を形成し、さらにこのＥＬ発光層１
３の上にＭｇＩｎ、ＭｇＡｇ等よりなる金属電極層１６
を形成する。透明電極層１２及び金属電極層１６の一方
の側縁に電力供給端子１４、１５を形成し、電力供給端
子１４をマイナス側、電力供給端子１５をプラス側とし
て直流電源に接続する。直流電源の印加により、透明電
極層１２、金属電極層１６からＥＬ発光層１３に注入さ
れてきた正孔と電子が再結合して発光する。この発光が
透明基板１１を通して外部へ放出される。ここで、ＥＬ
発光層１３と透明電極層１２の間に正孔輸送層を形成し
てもよく、またＥＬ発光層１３と金属電極層１６との間
に電子輸送層を形成してもよい。

【０００３】上記説明において、ＥＬ発光層１３は注入
型有機ＥＬ発光層として説明したが、ＥＬ発光層には有
機材料、無機材料いずれでも使用可能である。その中で
も緑色から青色の領域で発光する材料として有機金属塩
化合物、とりわけ配位結合から構成されるキレート化合
物が注目を浴びている。その代表的な化合物に特開昭６
３−２９５６９５号公報に記載のトリス（８−キノリノ
ール）アルミニウムがある。キレート化合物は発光層中
の発光物質としても有効であり、またこれらの化合物に
類似の構造を有する有機金属化合物にも有効なものが多
くある。例えば、８−キノリノールにシアノ基、ハロゲ
ン基、トリフロロメチル基等の電子吸引基が置換された
ものと、アルミニウム、亜鉛等の有機の配位したもの、
さらには８−キノリノールがビス体になったもの（下記
化学式１）との亜鉛、アルミニウム等のキレート化合物
が有効である。

【０００４】

【化１】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記ＥＬパネルは、透
明電極層としてＩＴＯを使用しているが、透明電極層の
シート抵抗は金属電極層に比べて２〜３桁も高いため、
透明電極層の一方の側縁に形成された電力供給端子１
４、１５から遠くになるにしたがって電圧降下が大きく
なり発光輝度が漸次低下する。照明用として大型の注入
型ＥＬパネルを構成すると、電力供給端子からが形成さ
れた一方の側縁に対する反対側の側縁では距離が大きく
なるほどに電圧降下が大きく、ＥＬパネル全体を均一に
発光させることが困難である。

【０００６】また、ＥＬ発光層で発光した光は、透明基
板を通して外部の空気中に放出される訳であるが、通常
ガラス等の透明基板の屈折率は約１．６程度であり、空
気の屈折率１に比べて大きいので、透明基板と空気の境
界面の法線に対して約４０度以上の角度で当たる光は透
明基板内部に全反射され、外部空気中に放出されない。
このため光取り出し効率はたかだか２０％程度と小さい
のが普通である。

【０００７】さらに、ＥＬ発光層は、従来一般的に硫化
亜鉛系の無機化合物が使用されているが、この硫化亜鉛
系のＥＬ発光層は発光色が黄色系であり、白色発光が難
しく、また水分や炭酸ガスの影響を受けて劣化しやす
い。しかもＥＬ発光材料中の水分の完全な除去は困難で
あり、そのため加水分解等による劣化が生じやすい。ま
た、前記化学式１に示した８−キノリノールがビス体に
なったものは、水分や炭酸ガスの影響を受けて劣化する
ことが少ないが、発光色が緑色発光であり、白色発光が
得られない。

【０００８】本発明は上記したような問題点を解決し、
電極での電圧降下を少なくして効率を高め、均一に発光
し、光取り出し効率の大きいＥＬパネルを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特許請求の範囲
の請求項１に記載の照明用ＥＬパネルは、透明基板の一
方の面上に形成された透明電極層と、該透明電極層上に
部分的に窓が形成された低抵抗の第１の金属電極層と、
該第１の金属電極層の上にのみ形成された電気的絶縁層
と、該電気的絶縁層及び前記透明電極層の表面上に形成
されたＥＬ発光層と、該ＥＬ発光層上に形成された第２
の金属電極層よりなる背面電極層とから構成され、前記
第１の金属電極層と第２の金属電極層にそれぞれ形成さ
れた電力供給端子を介してＥＬ発光層に電圧を印加する
ことを特徴とする。

【００１０】上記した請求項１の発明によれば、透明電
極層の上に形成した低抵抗の第１の金属電極層は電力供
給層として作用し、そのシート抵抗は透明電極層に比べ
て２〜３桁小さいので、電力供給端子から離れた位置ま
での実質的なシート抵抗を小さくし、全面均一発光する
ことができる。また、低抵抗の第１の金属電極層が電力
供給層として作用することによって透明電極層の電力損
失を実質的に小さくするので、効率を高くすることがで
きる。また第１の金属電極層とＥＬ発光層の間に電気絶
縁層を形成しているから、第１の金属電極層によって遮
光される部分には電流を供給しないことにより、第１の
金属電極層からＥＬ発光層に直接注入する無効電流がな
くなり、供給電力を効率よく発光に寄与させることがで
きる。この結果、ＥＬパネル全面が非常に明るく均一発
光し、照明用として最適である。

【００１１】本発明の特許請求の範囲の請求項２に記載
の照明用ＥＬパネルは、請求項１に記載の照明用ＥＬパ
ネルにおいて、前記窓は円形、楕円形、三角形、正方
形、長方形、多角形のいずれかあるいはそれらの組み合
わせであることを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によれば、第１の金属電極
層により透明電極層の実質的なシート抵抗を小さくする
とともに、窓からＥＬ発光層の発光を有効に透明基板の
外部空気中へ放出することができる。

【００１３】本発明の特許請求の範囲の請求項３に記載
の照明用ＥＬパネルは、請求項１に記載の照明用ＥＬパ
ネルにおいて、前記ＥＬ発光層は有機金属化合物よりな
ることを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明によれば、ＥＬ発光層に有
機金属化合物を用いることにより、共有結合性が増加
し、かつ配向性が生じやすくなることにより、水分や炭
酸ガスの影響を受けて劣化することが少なくなり、ＥＬ
発光層の劣化も生じにくくなる。

【００１５】本発明の特許請求の範囲の請求項４に記載
の照明用ＥＬパネルは、請求項１に記載の照明用ＥＬパ
ネルにおいて、前記ＥＬ発光層は有機金属化合物を分散
させた塗布型発光層であることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明によれば、塗布工程により
形成することができ、真空装置等を必要としないので簡
易に生産することができる。また一般的にＥＬパネルの
色調は白色であることが好ましいが、このためにはＥＬ
発光層中の発光体には分子量が７００以上の比較的高分
子量の有機金属化合物（特に、縮合体構造）を使用する
のがよく、この請求項の有機化合物を分散させた塗布型
発光層では７００以上の高分子量の有機金属化合物が容
易に得られる。その中でも中核金属として多価金属が好
ましく、その代表としてアルミニウムが好ましい。

【００１７】本発明の特許請求の範囲の請求項５に記載
の照明用ＥＬパネルは、請求項１に記載の照明用ＥＬパ
ネルにおいて、前記透明基板の他方の面に前記窓と中心
を一致させてドーム状突起部を形成したことを特徴とす
る。

【００１８】請求項５の発明によれば、窓より発光した
光はドーム状突起部により、ドーム状突起部がない場合
に比べて３倍以上に効率を高くすることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の照明用ＥＬパネルは、透
明基板の一方の面上にＩＴＯ等の透明電極層を形成し、
この透明電極層上に部分的に窓が形成された低抵抗の第
１の金属電極層と、この第１の金属電極層の上にのみ電
気的絶縁層を形成する。そして、前記電気的絶縁層及び
透明電極層の表面上にＥＬ発光層と、第２の金属電極層
よりなる金属電極層を順次積層する。前記第１の金属電
極層と第２の金属電極層にはそれぞれ一方の側縁に電力
供給端子を形成し、この電極端子よりＥＬ発光層に電圧
を印加する。

【００２０】ここで、前記窓は円形、楕円形、三角形、
正方形、長方形、多角形のいずれかあるいはそれらの組
み合わせて形成することができ、窓の面積が窓以外の部
分の面積より大きい方が明るいＥＬパネルを構成するこ
とができ、その面積比は７０〜９５％が望ましい。ま
た、前記ＥＬ発光層は有機金属化合物より形成すること
が好ましく、有機金属化合物を分散させた塗布型発光層
を使用すれば、製造を容易にすることができる。ＥＬ発
光層として、前記した注入型有機ＥＬに限定されること
なく、分散型ＥＬ、無機ＥＬ、薄膜ＥＬその他明るく発
光するＥＬであれば使用可能であり、発光色も白色に限
定されない。前記電力供給端子は第１の金属電極層の一
方の側縁に形成したが、両側又は三方、四方に形成して
もよい。更に、前記透明基板の他方の面に前記窓と中心
を一致させてドーム状突起部を形成するのが好ましく、
発光効率を高くすることができる。

【００２１】（実施例１）本発明の実施例１を図１を参
照して以下に説明する。図１（ａ）は本発明のＥＬパネ
ルの平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂ線
断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｄ線断面図を示
す。

【００２２】２０×２０ｃｍの大きさの矩形ガラスより
なる透明基板１の片面にＩＴＯよりなる透明電極層２を
全面に形成する。この透明電極層２の上に第１の金属電
極層３及び電気絶縁層４を連続して全面に形成する。こ
の第１の金属電極層３としてアルミニウム、銅、鉄、
銀、金等が適している。電気絶縁層４には酸化ケイ素
（ＳｉＯ₂）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化チタン（Ｔｉ₂Ｏ₅）酸化タンタル
（ＴａＯ）等が適している。次に、第１の金属電極層３
及び電気絶縁層４に、等間隔に直径３ｃｍの円形の窓９
を２５個エッチング除去することにより形成する。その
後、ＥＬ発光層５を全面に形成する。ＥＬ発光層には、
ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）１００部に下記化学
式２の有機金属化合物（８−キノリノール・アルミニウ
ム誘導体）２００部およびクマリン色素１０部を添加し
てなる白色系発光材料が適している。

【００２３】

【化２】

【００２４】さらに、ＥＬ発光層５の上に第２の金属電
極層として背面電極層６を形成する。背面電極層６はた
とえばＭｇＩｎ、ＭｇＡｇ等の金属材料により形成す
る。最後に、パネル側縁に露出させた第１の金属電極層
３と、背面電極層６の上に電力供給端子７、８を形成す
る。電力供給端子７を正極、電力供給端子８を負極にし
て、直流電源に接続し、直流電圧１０Ｖを印加すると、
第１の金属電極層３を介して透明電極層２が正孔注入用
陽極として作用し正孔がＥＬ発光層５に注入されるとと
もに、背面電極層６が電子注入用陰極として作用し電子
がＥＬ発光層５に注入され、ＥＬ発光層５で正孔と電子
が再結合することにより、すべての円形の窓９が均一の
明るさで緑色がかった白色発光を得た。この白色系発光
ＥＬパネルの輝度は、３０００ｃｄ／ｍ²であり、その
発光効率は１０ｌｍ（ルーメン）／Ｗであった。

【００２５】（実施例２）ＥＬ発光層に下記構造式に示
す化学式３の有機金属化合物を２００部とマクリン色素
１０部を添加したものを使用した。それ以外の構成は実
施例１と同様である。この実施例では黄白色発光が得ら
れた。

【００２６】

【化３】

【００２７】（実施例３）ＥＬ発光層に下記構造式に示
す化学式４の有機金属化合物を２００部とマクリン色素
１０部を添加したものを使用した。それ以外の構成は実
施例１と同様である。この実施例では橙色発光が得られ
た。

【００２８】

【化４】

【００２９】（実施例４）本発明の実施例２を図２を参
照して以下に説明する。図２（ａ）は本発明のＥＬパネ
ルの平面図を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ｂ線
断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｄ線断面図を示
す。

【００３０】２０×２０ｃｍの大きさの矩形プラスチッ
クよりなる透明基板１ａの光出射面に、円形発光部（直
径３ｃｍ）よりも大きく、中心が一致したドーム状突起
部１０を成型技術により形成した。透明基板に使用され
るプラスチックは、三菱ガス化学製「ユービロンＯＤ
Ｘ」のポリカボネート樹脂を用いた。ポリカボネート樹
脂は、光透過率向上、耐衝撃性向上、軽量化を図ること
ができる。またドーム状突起部１０は、直径が３．６ｃ
ｍ、高さが１ｃｍで２５個形成した。ドーム状突起部１
０の形成材料も透明基板と同一材料を用いた。

【００３１】この透明基板１ａの上に実施例１に記載の
通り、ＩＴＯよりなる透明電極層２、第１の金属電極層
３及び電気絶縁層４を連続して全面に形成し、第１の金
属電極層３及び電気絶縁層４に、等間隔に直径３ｃｍの
円形の窓９を２５個エッチング除去することにより形成
する。その上に、ＥＬ発光層５を全面に形成し、その上
に第２の金属電極層として背面電極層６を形成する。最
後に、パネル側縁に露出させた金属電極層３と、背面電
極層６の上に電力供給端子７、８を形成する。このＥＬ
パネルに直流電圧１０Ｖを印加すると、輝度１００００
ｃｄ／ｍ²で白色発光し、その発光効率は３０ｌｍ（ル
ーメン）／Ｗとなり、実施例１に比べて円形ドームを形
成することにより３倍向上することができた。

【００３２】以上実施例１〜４を表１にまとめて記載し
た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明は、透明電極層の上に低抵抗の第
１の金属電極層を形成したので、電力供給端子から離れ
たところまでの抵抗を小さくすることができ、全面均一
発光することができる。また、低抵抗の第１の金属電極
層が電力供給層として作用することによって透明電極層
の電力損失を実質的に小さくするので、効率を高くする
ことができる。また第１の金属電極層とＥＬ発光層の間
に電気絶縁層を形成しているので、第１の金属電極層に
よって遮光される部分のＥＬ発光層には電流を供給しな
いことにより、第１の金属電極層からＥＬ発光層に直接
注入する無効電流がなくなり、供給電力を効率よく発光
に寄与させることができる。この結果、ＥＬパネル全面
が非常に明るく均一発光し、照明用として最適である。

【００３５】また本発明によれば、第１の金属電極層に
より透明電極層の実質的なシート抵抗を小さくするとと
もに、窓からＥＬ発光層の発光を有効に透明基板の外部
空気中へ放出することができる。

【００３６】また本発明によれば、ＥＬ発光層が有機金
属化合物よりなるから、水分や炭酸ガスの影響を受けに
くく、ＥＬ発光層の劣化を生じない。

【００３７】さらに本発明によれば、塗布工程により形
成することができ、真空装置等を必要としないので簡易
に生産することができる。また本発明によれば、窓より
発光した光はドーム状突起部により効率よく放射され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の照明用ＥＬパネルの構成を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ｂ線断面図、
（ｃ）はＣ−Ｄ線断面図である。

【図２】本発明の実施例２の照明用ＥＬパネルの構成を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ｂ線断面図、
（ｃ）はＣ−Ｄ線断面図である。

【図３】従来の照明用ＥＬパネルの構成を示し、（ａ）
は平面図、（ｂ）はＡ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１透明基板２透明電極層３第１の金属電極層４電気的絶縁層５ＥＬ発光層６背面電極層７電力供給端子８電力供給端子９窓１０ドーム状突起部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の一方の面上に形成された透明
電極層と、該透明電極層上に部分的に窓が形成された低
抵抗の第１の金属電極層と、該第１の金属電極層の上に
のみ形成された電気的絶縁層と、該電気的絶縁層及び前
記透明電極層の表面上に形成されたＥＬ発光層と、該Ｅ
Ｌ発光層上に形成された第２の金属電極層よりなる背面
電極とから構成され、前記第１の金属透明電極層と第２
の金属電極層にそれぞれ形成された電極端子を介してＥ
Ｌ発光層に電圧を印加することを特徴とする照明用ＥＬ
パネル。
【請求項２】請求項１に記載の照明用ＥＬパネルにお
いて、前記窓は円形、楕円形、三角形、正方形、長方
形、多角形のいずれかあるいはそれらの組み合わせであ
ることを特徴とする照明用ＥＬパネル。
【請求項３】請求項１に記載の照明用ＥＬパネルにお
いて、前記ＥＬ発光層は有機金属化合物よりなることを
特徴とする照明用ＥＬパネル。
【請求項４】請求項３に記載の照明用ＥＬパネルにお
いて、前記ＥＬ発光層は有機金属化合物を分散させた塗
布型発光層であることを特徴とする照明用ＥＬパネル。
【請求項５】請求項１に記載の照明用ＥＬパネルにお
いて、前記透明基板の他方の面に前記窓と中心を一致さ
せてドーム状突起部を形成したことを特徴とする照明用
ＥＬパネル。