JPWO2018087964A1 - 有機ｅｌ装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供する。本発明の有機ＥＬ装置（１００）は、基板（１１０）と、有機ＥＬ素子部（１２０）と、電荷蓄積部（１３０）とを含み、有機ＥＬ素子部（１２０）は、基板（１１０）の一方の表面上に配置され、電荷蓄積部（１３０）が、有機ＥＬ素子部（１２０）上に配置され、有機ＥＬ素子部（１２０）が、一対の電極（１２１、１２２）と、有機ＥＬ層（１２３）とを有し、有機ＥＬ層（１２３）が、基板（１１０）、有機ＥＬ素子部（１２０）の一対の電極（１２１、１２２）および電荷蓄積部（１３０）のいずれかにより、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする。

Description

本発明は、有機ＥＬ装置に関する。
有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置は、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ層）を備えた自発光装置であり、例えば、照明装置、光源、表示装置等として利用可能なものである（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１１／１３６２０５号
有機ＥＬ装置は、応答速度が速いことが知られており、電源を入れたときの点灯速度が速いと同時に、電源を切ったときの消灯速度も速い。このため、従来の有機ＥＬ装置は、例えば、照明装置等、用途によっては、災害等による突然の停電時や就寝前の消灯時等に、急に暗くなり、安全性を確保できない場合がある。
そこで、本発明は、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明の第１の有機ＥＬ装置は、
基板と、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、
前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記電荷蓄積部が、前記有機ＥＬ素子部上に配置され、
前記有機ＥＬ素子部が、一対の電極と、有機ＥＬ層とを有し、
前記有機ＥＬ層が、前記基板、前記有機ＥＬ素子部の一対の電極および前記電荷蓄積部のいずれかにより、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする。
本発明の第２の有機ＥＬ装置は、
基板と、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部と、封止膜とを含み、
前記電荷蓄積部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記有機ＥＬ素子部は、前記電荷蓄積部上に配置され、
前記封止膜は、前記有機ＥＬ素子部上に配置され、
前記有機ＥＬ素子部が、一対の電極と、有機ＥＬ層とを有し、
前記有機ＥＬ層が、前記有機ＥＬ素子部の一対の電極および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする。
本発明によれば、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
図１（Ａ）は、実施形態１の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す有機ＥＬ装置のＩ−Ｉ方向から見た断面図である。 図２は、実施形態１の有機ＥＬ装置の一例における等価回路図である。 図３は、実施形態２の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。 図４は、実施形態３の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。 図５は、実施形態４の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。 図６は、実施形態４の有機ＥＬ装置の一例における等価回路図である。 図７は、実施形態５の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。 図８は、実施形態５の有機ＥＬ装置の一例における等価回路図である。
本明細書において、「第１の有機ＥＬ装置」は、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置を意味する。また、本明細書において、「第２の有機ＥＬ装置」は、トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置を意味する。
以下、本発明の有機ＥＬ装置について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、図においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用できる。
［実施形態１］
実施形態１は、本発明の第１の有機ＥＬ装置（ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置）の一例である。図１に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図１（Ａ）は、本実施形態の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す有機ＥＬ装置のＩ−Ｉ方向から見た断面図である。図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、基板１１０と、有機ＥＬ素子部１２０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とを含む。有機ＥＬ素子部１２０は、基板１１０の一方の表面（図１においては、上面）上に配置されている。電荷蓄積部１３０は、有機ＥＬ素子部１２０上に配置されている。有機ＥＬ素子部１２０は、一対の電極１２１、１２２と、有機ＥＬ層１２３とを有する。有機ＥＬ層１２３は、基板１１０、有機ＥＬ素子部１２０の一対の電極１２１、１２２および電荷蓄積部１３０のいずれかにより、外気から遮断されるように内部に封止されている。有機ＥＬ素子部１２０の構成および有機ＥＬ層１２３の封止の詳細については、後述する。整流部１４０は、任意の構成部材であり、有してもよいし、有さなくてもよい。また、図１において、電荷蓄積部１３０と整流部１４０の積層順を、入れ替えてもよい。図１には、平面形状が長方形状である有機ＥＬ装置１００を例示したが、有機ＥＬ装置の平面形状は、この例に限定されず、例えば、長方形状以外の平行四辺形状（正方形状、菱形状を含む。）、台形状、五角形状、六角形状等、長方形状以外の多角形状；円形状；楕円形状；およびそれらに近い形状（例えば、略長方形状）等であってもよい。なお、本発明において、有機ＥＬ素子部１２０の発光は、通常の通電による発光を主照明と呼び、電荷蓄積部１３０からの給電による発光を副照明または残光照明と呼ぶ。
基板１１０は、有機ＥＬ層１２３の発光を透過させる透過率の高いものであることが好ましい。基板１１０の形成材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等のガラス；ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリイミド；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂；ポリエーテルサルフォン；ポリ炭酸エステル；等があげられる。基板１１０の大きさ（長さおよび幅）は、特に制限されず、例えば、所望の有機ＥＬ装置１００の大きさに応じて、適宜設定すればよい。基板１１０の厚さも、特に制限されず、その形成材料、使用環境等に応じて、適宜設定できるが、一般的には１ｍｍ以下である。
有機ＥＬ素子部１２０の一対の電極１２１、１２２は、例えば、陽極１２１と陰極１２２との組合せであり、陽極１２１は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明電極であり、陰極１２２は、例えば、金属（例えば、アルミニウム等）等の対向電極である。有機ＥＬ層１２３は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機ＥＬを含む発光層、電子輸送層、電子注入層が、順次積層された積層構造等である。ボトムエミッションタイプである本実施形態の有機ＥＬ装置１００の場合、例えば、有機ＥＬ素子部１２０は、図１に示すように、基板１１０側から、透明電極（陽極）１２１と、有機ＥＬ層１２３と、対向電極（陰極）１２２とが、この順序で積層された積層体であることが好ましい。図１には、基板１１０の一方の表面に１つの有機ＥＬ素子部１２０（有機ＥＬ層１２３）が配置された例を示したが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００はこの例に限定されず、基板１１０の一方の表面に複数（２以上）の有機ＥＬ素子部（有機ＥＬ層）が配置されたものであってもよい。
図１に示すように、有機ＥＬ素子部１２０と電荷蓄積部１３０との間に、さらに、平坦化絶縁膜１７０を配置してもよい。平坦化絶縁膜１７０を配置すれば、その上に積層される層のレベリングを向上させるとともに、輝度ムラや短絡、絶縁破壊等の欠陥や不具合の発生を抑制可能である。平坦化絶縁膜１７０は、例えば、酸化アルミニウム等の金属酸化物、酸化シリコン等の無機酸化物、窒化シリコン等の無機窒化物等の薄膜や、有機材料の薄膜等があげられる。平坦化絶縁膜１７０は、任意の構成部材であり、有してもよいし、有さなくてもよい。
電荷蓄積部１３０は、例えば、一対の電極と、誘電体とを有し、前記一対の電極の一方の電極と、前記誘電体と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である。前記一対の電極は、例えば、電極膜１３５と電極膜１３２との組合せである。図１には、電極膜１３５を、後述の整流部１４０と共用する有機ＥＬ装置１００を例示したが、電荷蓄積部１３０専用の電極膜と、整流部１４０専用の電極膜とを、別個に設けてもよい。電極膜１３５および電極膜１３２としては、例えば、それぞれ、有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２におけるのと同様の金属等の電極があげられる。誘電体１３３としては、例えば、酸化アルミニウム等の金属酸化物、酸化シリコン等の無機酸化物、窒化シリコン等の無機窒化物、酸窒化シリコン等の無機酸窒化物の薄膜等があげられる。また、有機ＥＬ層１２３の形成材料も、誘電率を有する誘電体として作用し得るので、電荷蓄積部１３０の形成に用いてもよい。この場合、正孔や電子の注入材料を用いると、それらの材料へのキャリアの注入障壁が小さく、電荷を蓄積しにくくなるので、それらに代えて、正孔輸送層、発光層または電子輸送層のホスト材料を用いることが好ましい。あるいは、正孔注入層と電子注入層とを、有機ＥＬ層１２３におけるのと逆の順序で形成してもよい。
有機ＥＬ装置１００の各部の同電位の電極同士は、それぞれ、それらの面方向の少なくとも一端において、電気的に接続されていてもよい。図１では、有機ＥＬ素子部１２０の陽極１２１と、電荷蓄積部１３０の電極膜１３５とが、図１（Ｂ）の左端側で電気的に接続され、有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２と、電荷蓄積部１３０の電極膜１３２とが、図１（Ｂ）の右端側で電気的に接続されているが、これは例示であって、本発明は、これには限定されない。本発明において、陽極１２１と、電極膜１３５とは、図１（Ｂ）の左端側に加え若しくは代えて、図１（Ｂ）の右端側、図１（Ａ）の上端側、または、図１（Ａ）の下端側で電気的に接続されていてもよく、陰極１２２と、電極膜１３２とは、図１（Ｂ）の右端側に加え若しくは代えて、図１（Ｂ）の左端側、図１（Ａ）の上端側、または、図１（Ａ）の下端側で電気的に接続されていてもよい。これについては、これ以降の有機ＥＬ装置１００の各部の同電位の電極同士において同様である。
図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、有機ＥＬ層１２３は、基板１１０、陽極１２１、陰極１２２および電荷蓄積部１３０により、外気から遮断されるように内部に封止されている。本実施形態の有機ＥＬ装置１００において、有機ＥＬ層１２３を外気から遮断されるように内部に封止する構成は、図１（Ａ）および（Ｂ）に示す例に限定されず、他の構成であってもよい。
整流部１４０は、例えば、一対の電極と、有機膜とを有し、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である。前記一対の電極は、例えば、電極膜１３５と電極膜１４２との組合せである。電極膜１４２としては、例えば、有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２におけるのと同様の金属等の電極があげられる。有機膜１４３は、例えば、ユニポーラ性の材料で構成される。有機膜１４３は、例えば、有機ＥＬ層１２３の内の、正孔輸送層または電子輸送層と同様の構成としてもよい。例えば、電極膜１４２に、正電位を印加する場合、有機膜１４３には、前記正孔輸送層を用い得る。
つぎに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法について、例をあげて説明する。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、いかなる方法で製造してもよい。
まず、基板１１０の一方の表面上に、陽極１２１を形成する。陽極１２１は、例えば、シャドーマスクを介して、前述の陽極１２１の形成材料を、スパッタ法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法等の従来公知の方法で成膜することで形成可能である。また、陽極１２１は、前述の陽極１２１の形成材料を、基板１１０の一方の表面上に一様に成膜し、フォトリソグラフィーにより所望の形状にパターニングすることでも形成可能である。
つぎに、陽極１２１上に、有機ＥＬ層１２３を形成する。有機ＥＬ層１２３は、例えば、従来公知の材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、レーザーアブレーション法等の従来公知の方法でシャドーマスクを介して形成可能である。また、有機ＥＬ層１２３の形成に高分子材料を用いる場合、前記高分子材料を液状にしてインクジェット等の印刷により陽極１２１上に有機ＥＬ層１２３を形成することも可能である。また、感光性塗布液にして、スピンコートまたはスリットコートし、フォトリソグラフィーにより陽極１２１上に有機ＥＬ層１２３を形成することも可能である。
つぎに、有機ＥＬ層１２３上に、陰極１２２を形成する。陰極１２２は、前述の陰極１２２の形成材料を用いて、例えば、真空蒸着法、スパッタ法等の従来公知の方法により形成可能である。
つぎに、陰極１２２上に、平坦化絶縁膜１７０を形成する。平坦化絶縁膜１７０は、例えば、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成材料を用いて、スパッタ法等により形成可能である。
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１３２を形成する。
つぎに、電極膜１３２上に、前述の誘電体１３３の形成材料を用いて、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成と同様にして、誘電体１３３を形成する。
つぎに、誘電体１３３上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１３５を形成する。
つぎに、電極膜１３５上に、前述の有機ＥＬ層１２３の形成と同様にして、有機膜１４３を形成する。
つぎに、有機膜１４３上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１４２を形成する。
図２に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図を示す。図２において、左上の「＋」および左下の「−」は、外部電源から供給される電力の種類を示す。前記「＋」は、図１（Ａ）および（Ｂ）における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、前記「−」は、図１（Ａ）および（Ｂ）における陰極１２２および電極膜１３２に電気的に接続されていることを示す。本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に蓄電される。ここで、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合、主照明を点灯させることができない。そうすると、副照明の点灯モードに切り替わり、電荷蓄積部１３０に蓄電された電気エネルギーが有機ＥＬ層１２３に供給され、一定期間点灯することができる。
このように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、蓄電された電気エネルギーを有機ＥＬ層１２３に供給する電荷蓄積部１３０を備えることにより、例えば、停電・消灯時に、蓄電された電気エネルギーを利用して、強制的に、有機ＥＬ層１２３を発光させることができる。つまり、停電・消灯時の自動的な点灯も可能となるため、安全性を確保することができる。
また、一般的な有機ＥＬ装置では、有機ＥＬ層１２３を、酸化等の劣化から保護するために、基板１１０に対向する封止基板によりキャップして外気から遮断し、基板１１０と前記封止基板との間に、不活性ガス、シリコーン等の充填剤を充填している。これに対し、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、前述のように、有機ＥＬ層１２３が、基板１１０、有機ＥＬ素子部１２０の一対の電極１２１、１２２および電荷蓄積部１３０のいずれかにより、外気から遮断されるように内部に封止されている。このため、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、前記封止基板および前記充填剤が不要となり、薄型化が図れる。また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、前記封止基板および前記充填剤の形成工程も不要となり、製造工程を簡易化できる。さらに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、有機ＥＬ素子部１２０上に、電荷蓄積部１３０および整流部１４０を順次積層した構造であるため、基板１１０の一方の表面上において、有機ＥＬ層１２３の面積を大きくすることが可能であり、この結果、点灯面積および光束を大きくできる。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、例えば、照明装置、光源、表示装置等、幅広い用途に用いることが可能である。
［実施形態２］
実施形態２は、本発明の第２の有機ＥＬ装置（トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置）の一例である。図３の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、実施形態１と同様に、基板１１０と、有機ＥＬ素子部１２０と、平坦化絶縁膜１７０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とを含み、平坦化絶縁膜１７０および整流部１４０が任意の構成部材である点も、実施形態１と同様である。ただし、実施形態１では、基板１１０側から、有機ＥＬ素子部１２０と、平坦化絶縁膜１７０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とが、この順序で積層されているのに対し、本実施形態では、それとは逆に、基板１１０側から、整流部１４０と、電荷蓄積部１３０と、平坦化絶縁膜１７０と、有機ＥＬ素子部１２０とが、この順序で積層されており、また、各部の構成も、実施形態１と上下が逆転している。すなわち、実施形態１では、図１（Ｂ）に示すように、基板１１０側から、陽極１２１、有機ＥＬ層１２３、陰極１２２、平坦化絶縁膜１７０、電極膜１３２、誘電体１３３、電極膜１３５、有機膜１４３および電極膜１４２が、この順序で積層されているのに対し、本実施形態では、図３に示すように、基板１１０側から、電極膜１４２、有機膜１４３、電極膜１３５、誘電体１３３、電極膜１３２、平坦化絶縁膜１７０、陰極１２２、有機ＥＬ層１２３および陽極１２１が、この順序で積層されている。なお、図３において、整流部１４０と電荷蓄積部１３０の積層順を、入れ替えてもよい。また、図３への記載を省略しているが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、さらに、陽極１２１上に、図３における有機ＥＬ層１２３の右端側を外気から遮断するように、封止膜が配置されている。前記封止膜としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜等があげられる。
本実施形態では、平面図を省略しているが、有機ＥＬ層１２３は、陰極１２２、陽極１２１および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されている。
つぎに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法について、例をあげて説明する。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、いかなる方法で製造してもよい。
まず、基板１１０の一方の表面上に、電極膜１４２を形成する。電極膜１４２は、前述の電極膜１４２の形成材料を用いて、例えば、真空蒸着法、スパッタ法等の従来公知の方法により形成可能である。
つぎに、電極膜１４２上に、有機膜１４３を形成する。有機膜１４３は、従来公知の材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、レーザーアブレーション法等の従来公知の方法でシャドーマスクを介して形成可能である。また、有機膜１４３の形成に高分子材料を用いる場合、前記高分子材料を液状にしてインクジェット等の印刷により電極膜１４２上に有機膜１４３を形成することも可能である。
つぎに、有機膜１４３上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、電極膜１３５を形成する。
つぎに、電極膜１３５上に、誘電体１３３を形成する。誘電体１３３は、例えば、前述の誘電体１３３の形成材料を用いて、スパッタ法等により形成可能である。
つぎに、誘電体１３３上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、電極膜１３２を形成する。
つぎに、電極膜１３２上に、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成材料を用いて、前述の誘電体１３３の形成と同様にして、平坦化絶縁膜１７０を形成する。
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、陰極１２２を形成する。
つぎに、陰極１２２上に、前述の有機膜１４３の形成と同様にして、有機ＥＬ層１２３を形成する。
つぎに、有機ＥＬ層１２３上に、前述の陽極１２１の形成材料を、スパッタ法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法等の従来公知の方法で成膜することで、陽極１２１を形成する。
つぎに、陽極１２１上に、前述の封止膜の形成材料を用いて、前述の誘電体１３３の形成と同様にして、前記封止膜を形成する。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図は、図２に示す実施形態１の等価回路図と同じである。図２における左上の「＋」は、図３における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、図２における左下の「−」は、図３における陰極１２２および電極膜１３２に電気的に接続されていることを示す。実施形態１と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００においても、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に蓄電される。ここで、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合、主照明を点灯させることができない。そうすると、副照明の点灯モードに切り替わり、電荷蓄積部１３０に蓄電された電気エネルギーが有機ＥＬ層１２３に供給され、一定期間点灯することができる。
このように、実施形態１と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によっても、蓄電された電気エネルギーを有機ＥＬ層１２３に供給する電荷蓄積部１３０を備えることにより、例えば、停電・消灯時に、蓄電された電気エネルギーを利用して、強制的に、有機ＥＬ層１２３を発光させることができる。つまり、停電・消灯時の自動的な点灯も可能となるため、安全性を確保することができる。
また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、前述のように、有機ＥＬ層１２３が、有機ＥＬ素子部１２０の一対の電極１２１、１２２および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されている。このため、本実施形態の有機ＥＬ装置１００でも、実施形態１と同様に、前記封止基板および前記充填剤が不要となり、薄型化が図れる。また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００でも、実施形態１と同様に、前記封止基板および前記充填剤の形成工程も不要となり、製造工程を簡易化できる。さらに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、整流部１４０上に、電荷蓄積部１３０および有機ＥＬ素子部１２０を順次積層した構造であるため、基板１１０の一方の表面上において、有機ＥＬ層１２３の面積を大きくすることが可能であり、この結果、点灯面積および光束を大きくできる。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００も、実施形態１と同様に、例えば、照明装置、光源、表示装置等、幅広い用途に用いることが可能である。
［実施形態３］
実施形態３は、本発明の第２の有機ＥＬ装置（トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置）の別の例である。図４の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図４に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、有機ＥＬ素子部１２０の各層の積層順が異なること以外、実施形態２の有機ＥＬ装置１００と同様である。すなわち、実施形態２では、有機ＥＬ素子部１２０が、平坦化絶縁膜１７０側から、陰極１２２、有機ＥＬ層１２３、陽極１２１の積層順であるのに対し、本実施形態では、平坦化絶縁膜１７０側から、陽極１２１、有機ＥＬ層１２３、陰極１２２の積層順である。本実施形態では、陰極１２２を、透光性の材料で形成する。前記透光性の材料としては、特に制限されず、例えば、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイに用いられている半透明電極、数十ｎｍの膜厚のアルミニウム等を用い得る。また、図４への記載を省略しているが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、さらに、陰極１２２上に、図４における有機ＥＬ層１２３の左端側を外気から遮断するように、封止膜が配置されている。前記封止膜としては、例えば、シリコン酸化膜、シリコン酸窒化膜等があげられる。
本実施形態では、平面図を省略しているが、有機ＥＬ層１２３は、陽極１２１、陰極１２２および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されている。
つぎに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法について、例をあげて説明する。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、いかなる方法で製造してもよい。
まず、基板１１０の一方の表面上に、実施形態２と同様にして、電極膜１４２、有機膜１４３、電極膜１３５、誘電体１３３、電極膜１３２および平坦化絶縁膜１７０を順次形成する。
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、前述の陽極１２１の形成材料を、スパッタ法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法等の従来公知の方法で成膜することで、陽極１２１を形成する。
つぎに、陽極１２１上に、前述の有機膜１４３の形成と同様にして、有機ＥＬ層１２３を形成する。
つぎに、有機ＥＬ層１２３上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、陰極１２２を形成する。
つぎに、陰極１２２上に、前述の封止膜の形成材料を用いて、前述の誘電体１３３の形成と同様にして、前記封止膜を形成する。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図も、図２に示す実施形態１の等価回路図と同じである。図２における左上の「＋」は、図４における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、図２における左下の「−」は、図４における陰極１２２および電極膜１３２に電気的に接続されていることを示す。実施形態１および２と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００においても、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に蓄電される。ここで、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合、主照明を点灯させることができない。そうすると、副照明の点灯モードに切り替わり、電荷蓄積部１３０に蓄電された電気エネルギーが有機ＥＬ層１２３に供給され、一定期間点灯することができる。
このように、実施形態１および２と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によっても、蓄電された電気エネルギーを有機ＥＬ層１２３に供給する電荷蓄積部１３０を備えることにより、例えば、停電・消灯時に、蓄電された電気エネルギーを利用して、強制的に、有機ＥＬ層１２３を発光させることができる。つまり、停電・消灯時の自動的な点灯も可能となるため、安全性を確保することができる。
また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００では、前述のように、有機ＥＬ層１２３が、有機ＥＬ素子部１２０の一対の電極１２１、１２２および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されている。このため、本実施形態の有機ＥＬ装置１００でも、実施形態１および２と同様に、前記封止基板および前記充填剤が不要となり、薄型化が図れる。また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００でも、実施形態１および２と同様に、前記封止基板および前記充填剤の形成工程も不要となり、製造工程を簡易化できる。さらに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、整流部１４０上に、電荷蓄積部１３０および有機ＥＬ素子部１２０を順次積層した構造であるため、基板１１０の一方の表面上において、有機ＥＬ層１２３の面積を大きくすることが可能であり、この結果、点灯面積および光束を大きくできる。
［実施形態４］
実施形態４は、本発明の第１の有機ＥＬ装置（ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置）の別の例である。図５の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図５に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、平坦化絶縁膜１７０の形状が異なり、さらに、電荷蓄積部１３０から有機ＥＬ素子部１２０に供給される電流を調整する電流調整部１５０を有すること以外、実施形態１の有機ＥＬ装置１００と同様である。すなわち、本実施形態では、平坦化絶縁膜１７０上に電流調整部１５０が形成され、電流調整部１５０上に平坦化絶縁膜１７０が再度形成されることで、電流調整部１５０が、平坦化絶縁膜１７０の中に挟み込まれている。本実施形態では、平面図を省略しているが、実施形態１の平面図（図１（Ａ））を援用すると、電流調整部１５０は、例えば、図１（Ａ）における上端側および下端側の一方で、陽極１２１と電気的に接続されており、図１（Ａ）における上端側および下端側の他方で、電極膜１３５と電気的に接続されている。電流調整部１５０としては、例えば、Ｔａ（タンタル）、Ｃｕ−Ｎｉ（銅ニッケル合金）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素から構成されるアモルファス半導体）、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケルクロム合金）等の比抵抗の高い材料、コンタクト抵抗の高い材料等があげられる。電流調整部１５０の抵抗値は、例えば、外部電源の電圧値、有機ＥＬ装置１００やその整流部１４０との差分、有機ＥＬ装置１００をどの程度明るくするか等により選択し、設定することができる。一例として、外部電源の電圧の約８０％で駆動し、電圧１００Ｖの外部電源を用いて、１個当たり６Ｖで駆動する有機ＥＬ層１２３と０．６Ｖの整流部１４０を有する有機ＥＬ装置１００を１４個直列に繋いだ場合、電流調整部１５０の抵抗値は、例えば、３０〜４０Ωの範囲とすることができる。有機ＥＬ層１２３は、連続駆動により変動幅は小さいが徐々に駆動電圧が上がるため、外部電源の電圧に対し、余力を持って駆動することが好ましい。
つぎに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法について、例をあげて説明する。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、いかなる方法で製造してもよい。
まず、基板１１０の一方の表面上に、実施形態１と同様にして、陽極１２１、有機ＥＬ層１２３、陰極１２２を順次形成する。
つぎに、陰極１２２上に、平坦化絶縁膜１７０を形成する。平坦化絶縁膜１７０は、例えば、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成材料を用いて、スパッタ法等により形成可能である。
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、電流調整部１５０を形成する。電流調整部１５０は、例えば、前述の電流調整部１５０の形成材料を用いて、スパッタ法、真空蒸着法等により形成可能である。
つぎに、電流調整部１５０上に、再度、平坦化絶縁膜１７０を形成する。
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、実施形態１と同様にして、電極膜１３２、誘電体１３３、電極膜１３５、有機膜１４３、電極膜１４２を順次形成する。
図６に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図を示す。図６において、左上の「＋」および左下の「−」は、外部電源から供給される電力の種類を示す。前記「＋」は、図５における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、前記「−」は、図５における陰極１２２および電極膜１３２に電気的に接続されていることを示す。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、電流調整部１５０を備えることで、実施形態１で得られる効果に加え、電荷蓄積部１３０から有機ＥＬ素子部１２０に供給される電流を小さく、時定数を大きくし、副照明を点灯させる時間を、より長く調整・制御することが可能である。また、電流調整部１５０は、電荷蓄積部１３０から有機ＥＬ素子部１２０への突入電流の発生防止や、有機ＥＬ素子部１２０の保護抵抗の役割を果たすこともできる。
図５には、電流調整部１５０が、平坦化絶縁膜１７０の中に挟み込まれた有機ＥＬ装置１００を例示したが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００において、電流調整部１５０は、基板１１０の一方の表面上のいかなる箇所に配置されてもよい。また、本実施形態では、実施形態１のボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置が、さらに、電流調整部を有する例を示したが、実施形態２および３のトップエミッションタイプの有機ＥＬ装置も、基板１１０の一方の表面上のいずれかの箇所に、電流調整部を有することにより、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
［実施形態５］
実施形態５は、本発明の第１の有機ＥＬ装置（ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置）のさらに別の例である。図７の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図７に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、実施形態４と同様に、基板１１０と、有機ＥＬ素子部１２０と、平坦化絶縁膜１７０と、電流調整部１５０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とを含み、平坦化絶縁膜１７０および整流部１４０が任意の構成部材である点も、実施形態４と同様である。ただし、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、さらに、ユニポーラ素子１６０を有する。また、実施形態４では、基板１１０側から、有機ＥＬ素子部１２０と、平坦化絶縁膜１７０および電流調整部１５０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とが、この順序で積層されているのに対し、本実施形態では、基板１１０側から、有機ＥＬ素子部１２０と、ユニポーラ素子１６０と、電流調整部１５０と、整流部１４０と、電荷蓄積部１３０とが、この順序で積層されており、平坦化絶縁膜１７０が、ユニポーラ素子１６０の内部に入り込んでいる。
ユニポーラ素子１６０は、例えば、有機膜１６３と、電極膜１６２と、平坦化絶縁膜１７０と、電極膜１６１とが、この順序で積層された積層体である。有機膜１６３は、例えば、有機ＥＬ層１２３と同様の構成である。また、電極膜１６２および電極膜１６１としては、例えば、それぞれ、有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２におけるのと同様の金属等の電極があげられる。
図７では、電極膜１６２と電極膜１３２とが接している部分があるが、実際には、電極膜１６２と電極膜１３２との間は、平坦化絶縁膜１７０と同様の材料等で絶縁されており、電極膜１６２は、電極膜１４２のみと、電気的に接続されている。
また、図７では、電極膜１６１と電極膜１４２とが接している部分があるが、実際には、電極膜１６１と電極膜１４２との間は、平坦化絶縁膜１７０と同様の材料等で絶縁されており、電極膜１６１は、陽極１２１のみと、電気的に接続されている。
そして、図７では、電極膜１４２と電極膜１３２とが接している部分があるが、実際には、電極膜１４２と電極膜１３２との間は、平坦化絶縁膜１７０と同様の材料等で絶縁されており、電極膜１４２は、電極膜１６２のみと、電気的に接続されている。
さらに、図７では、電極膜１３５と電極膜１３２とが接している部分があるが、実際には、電極膜１３５と電極膜１３２との間は、平坦化絶縁膜１７０と同様の材料等で絶縁されており、電極膜１３２は、陰極１２２のみと、電気的に接続されている。
つぎに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法について、例をあげて説明する。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、いかなる方法で製造してもよい。
まず、基板１１０の一方の表面上に、実施形態１と同様にして、陽極１２１、有機ＥＬ層１２３、陰極１２２を順次形成する。
つぎに、陰極１２２上に、前述の有機ＥＬ層１２３の形成と同様にして、有機膜１６３を形成する。
つぎに、有機膜１６３上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１６２を形成する。
つぎに、電極膜１６２上に、平坦化絶縁膜１７０を形成する。平坦化絶縁膜１７０は、例えば、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成材料を用いて、スパッタ法等により形成可能である。
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１６１を形成する。
つぎに、電極膜１６１上に、電流調整部１５０を形成する。電流調整部１５０は、例えば、前述の電流調整部１５０の形成材料を用いて、スパッタ法、真空蒸着法等により形成可能である。
つぎに、電流調整部１５０上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１４２を形成する。
つぎに、電極膜１４２上に、前述の有機ＥＬ層１２３の形成と同様にして、有機膜１４３を形成する。
つぎに、有機膜１４３上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１３５を形成する。
つぎに、電極膜１３５上に、前述の誘電体１３３の形成材料を用いて、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成と同様にして、誘電体１３３を形成する。
つぎに、誘電体１３３上に、前述の陰極１２２の形成と同様にして、電極膜１３２を形成する。
図８に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図を示す。図８において、左上の「＋」および左下の「−」は、外部電源から供給される電力の種類を示す。前記「＋」は、図７における電極膜１３５に電気的に接続されていることを示す。また、前記「−」は、図７における電極膜１３２に電気的に接続されていることを示す。
ユニポーラ素子１６０は、有機ＥＬ素子部１２０の順方向バイアスの向きと逆方向に並列に配置され、かつ、有機ＥＬ素子部１２０の順方向バイアスの向きと同方向に直列に配置されている。
本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、ユニポーラ素子１６０を備えることで、実施形態４で得られる効果に加え、さらに、つぎの効果を得ることができる。すなわち、ユニポーラ素子１６０の逆方向電圧を、有機ＥＬ素子部１２０の順方向電圧以上とすることにより、通常、ユニポーラ素子１６０へは電流が流れることはないため、有機ＥＬ素子部１２０の点灯に影響を及ぼすことはない。一方、大きな逆バイアスが有機ＥＬ素子部１２０に印加された場合には、ユニポーラ素子１６０へ電流が流れるので、有機ＥＬ素子部１２０の破壊を防ぐことが可能である。また、電流調整部１５０と組合せてオン電圧を調整したユニポーラ素子１６０を配置することにより、一定以上の大きな順方向バイアス電流が有機ＥＬ素子部１２０に掛かったとしても、ユニポーラ素子１６０へ電流が流れるようにし、有機ＥＬ素子部１２０の破壊を防ぐことが可能である。
図７には、ユニポーラ素子１６０が、有機ＥＬ素子部１２０と電流調整部１５０との間に配置された有機ＥＬ装置１００を例示したが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００において、ユニポーラ素子１６０は、基板１１０の一方の表面上のいかなる箇所に配置されてもよい。また、本実施形態では、実施形態１のボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置が、さらに、ユニポーラ素子を有する例を示したが、実施形態２および３のトップエミッションタイプの有機ＥＬ装置も、基板１１０の一方の表面上のいずれかの箇所に、ユニポーラ素子を有することにより、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載しうるが、以下には限定されない。
（付記１）
基板と、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、
前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記電荷蓄積部が、前記有機ＥＬ素子部上に配置され、
前記有機ＥＬ素子部が、一対の電極と、有機ＥＬ層とを有し、
前記有機ＥＬ層が、前記基板、前記有機ＥＬ素子部の一対の電極および前記電荷蓄積部のいずれかにより、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
（付記２）
前記電荷蓄積部が、一対の電極と、誘電体とを有し、
前記電荷蓄積部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記誘電体と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、付記１記載の有機ＥＬ装置。
（付記３）
さらに、整流部を含み、
前記整流部は、前記電荷蓄積部上に配置されている、付記１または２記載の有機ＥＬ装置。
（付記４）
さらに、整流部を含み、
前記整流部は、前記有機ＥＬ素子部と前記電荷蓄積部との間に配置されている、付記１または２記載の有機ＥＬ装置。
（付記５）
前記整流部が、一対の電極と、有機膜とを有し、
前記整流部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、付記３または４記載の有機ＥＬ装置。
（付記６）
前記有機ＥＬ素子部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機ＥＬ層と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体であり、かつ、前記基板側の電極が、透明電極である、付記１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記７）
基板と、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部と、封止膜とを含み、
前記電荷蓄積部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記有機ＥＬ素子部は、前記電荷蓄積部上に配置され、
前記封止膜は、前記有機ＥＬ素子部上に配置され、
前記有機ＥＬ素子部が、一対の電極と、有機ＥＬ層とを有し、
前記有機ＥＬ層が、前記有機ＥＬ素子部の一対の電極および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
（付記８）
さらに、整流部を含み、
前記整流部は、前記基板と前記電荷蓄積部との間に配置されている、付記７記載の有機ＥＬ装置。
（付記９）
前記整流部が、一対の電極と、有機膜とを有し、
前記整流部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、付記８記載の有機ＥＬ装置。
（付記１０）
前記有機ＥＬ素子部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機ＥＬ層と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体であり、かつ、前記基板側と反対側の電極が、透明電極である、付記７から９のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記１１）
前記基板の一方の表面上のいずれかの箇所に、さらに、前記電荷蓄積部から前記有機ＥＬ素子部に供給される電流を調整する電流調整部を有する、付記１から１０のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記１２）
前記基板の一方の表面上のいずれかの箇所に、さらに、シングルキャリアのユニポーラ素子を有し、
前記ユニポーラ素子は、前記有機ＥＬ素子部の順方向バイアスの向きと逆方向に並列に配置され、かつ、前記有機ＥＬ素子部の順方向バイアスの向きと同方向に直列に配置されている、付記１から１１のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
この出願は、２０１６年１１月１１日に出願された日本出願特願２０１６−２２０２４１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明によれば、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。本発明の有機ＥＬ装置は、例えば、照明装置、光源、表示装置等、幅広い用途に用いることが可能である。
１００ 有機ＥＬ装置
１１０ 基板
１２０ 有機ＥＬ素子部
１２１ 陽極
１２２ 陰極
１２３ 有機ＥＬ層
１３０ 電荷蓄積部
１３２、１３５、１４２、１６１、１６２ 電極膜
１３３ 誘電体
１４０ 整流部
１４３、１６３ 有機膜
１５０ 電流調整部
１６０ ユニポーラ素子
１７０ 平坦化絶縁膜

Claims (10)

  1. 基板と、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、
    前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
    前記電荷蓄積部が、前記有機ＥＬ素子部上に配置され、
    前記有機ＥＬ素子部が、一対の電極と、有機ＥＬ層とを有し、
    前記有機ＥＬ層が、前記基板、前記有機ＥＬ素子部の一対の電極および前記電荷蓄積部のいずれかにより、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
  2. 前記電荷蓄積部が、一対の電極と、誘電体とを有し、
    前記電荷蓄積部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記誘電体と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、請求項１記載の有機ＥＬ装置。
  3. さらに、整流部を含み、
    前記整流部は、前記電荷蓄積部上に配置されている、請求項１または２記載の有機ＥＬ装置。
  4. さらに、整流部を含み、
    前記整流部は、前記有機ＥＬ素子部と前記電荷蓄積部との間に配置されている、請求項１または２記載の有機ＥＬ装置。
  5. 前記整流部が、一対の電極と、有機膜とを有し、
    前記整流部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、請求項３または４記載の有機ＥＬ装置。
  6. 前記有機ＥＬ素子部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機ＥＬ層と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体であり、かつ、前記基板側の電極が、透明電極である、請求項１から５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
  7. 基板と、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部と、封止膜とを含み、
    前記電荷蓄積部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
    前記有機ＥＬ素子部は、前記電荷蓄積部上に配置され、
    前記封止膜は、前記有機ＥＬ素子部上に配置され、
    前記有機ＥＬ素子部が、一対の電極と、有機ＥＬ層とを有し、
    前記有機ＥＬ層が、前記有機ＥＬ素子部の一対の電極および前記封止膜により、外気から遮断されるように内部に封止されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
  8. さらに、整流部を含み、
    前記整流部は、前記基板と前記電荷蓄積部との間に配置されている、請求項７記載の有機ＥＬ装置。
  9. 前記整流部が、一対の電極と、有機膜とを有し、
    前記整流部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、請求項８記載の有機ＥＬ装置。
  10. 前記有機ＥＬ素子部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機ＥＬ層と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体であり、かつ、前記基板側と反対側の電極が、透明電極である、請求項７から９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。

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