WO2018198897A1 - 発光デバイス、表示装置、発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法 - Google Patents
発光デバイス、表示装置、発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
支持体上に形成された配線と有機EL素子と電源部と、有機EL素子と電源部との間に設けられたスイッチと、有機EL素子の陰極配線と配線との間に形成された第1導電体と、電源部の負極と配線との間に形成された第2導電体と、電源部の正極と配線との間に形成された第3導電体と、有機EL素子の陽極配線と配線との間に形成された第4導電体とを備え、単独での使用が可能であり、薄型化が可能な発光デバイスを提供する。
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部とを備える発光デバイス、発光デバイスを備える表示装置、発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法に係わる。
文字や絵柄、記号等の特定のパターンを有する表示シートと、発光デバイスとを組み合わせることにより、特定のパターンを表示することが可能な表示装置が提案されている。例えば、特定の意匠が形成された表示シートと、インバータ等の回路を介して外部電源に接続可能な有機エレクトロルミネッセンス(EL)を備える発光デバイスと、発光シートとを組み合わせた表示装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。また、発光ダイオード(LED;light emitting diode)と給電ユニットと導光板とを備え、LEDが給電ユニットを介して外部電源に接続可能な発光デバイスと、特定のパターンが形成された表示シートとを備える表示装置が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上述の表示装置では、発光デバイスに対して外部から電源を供給する必要があるため、表示装置単独での使用ができない。また、LEDを備える構成では、LEDの大きさに、導光板の厚さが加わるため、全体の厚さが大きくなる。このため、より薄さが要求される用途には適用できない。
上述した問題の解決のため、本発明においては、単独での使用が可能であり、薄型化が可能な発光デバイス、及び、この発光デバイスを備える表示装置、並びに、発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法を提供する。
本発明の発光デバイスは、支持体と、支持体上に形成された配線と、支持体上に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子と、支持体上に配置された電源部と、有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部との間に設けられたスイッチと、有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極配線と配線との間に形成された第1導電体と、電源部の負極と配線との間に形成された第2導電体と、電源部の正極と配線との間に形成された第3導電体と、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極配線と配線との間に形成された第4導電体と、を備える。
また、本発明の表示装置は、上記発光デバイスと、発光デバイス上と覆う表示シートとを備え、有機エレクトロルミネッセンス素子が配置される領域内において、表示シートに光透過部が設けられている。
また、本発明の表示装置は、上記発光デバイスと、発光デバイス上と覆う表示シートとを備え、有機エレクトロルミネッセンス素子が配置される領域内において、表示シートに光透過部が設けられている。
また、本発明の発光デバイスの製造方法は、支持体上に有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部とを備える発光デバイスの製造方法であって、支持体上に配線を印刷する配線形成工程と、有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極配線と配線とを接続する領域に第1導電体を形成し、電源部の負極と配線とを接続する領域に第2導電体を形成し、電源部の正極と配線とを接続する領域に第3導電体を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極配線と配線とを接続する領域に第4導電体を形成する、導電体形成工程と、配線に有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部とを接続する実装工程とを有する。
また、本発明の表示装置の製造方法は、上記発光デバイスの製造工程と、光透過部を有する表示シートを、光透過部が発光領域内となるように位置合わせして支持体側に貼り合わせる工程とを有する。
また、本発明の表示装置の製造方法は、上記発光デバイスの製造工程と、光透過部を有する表示シートを、光透過部が発光領域内となるように位置合わせして支持体側に貼り合わせる工程とを有する。
本発明によれば、単独での使用が可能であり、薄型化が可能な発光デバイス、及び、この発光デバイスを備える表示装置、並びに、発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.発光デバイス、及び、表示装置(第1実施形態)
2.発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法(第1実施形態)
3.発光デバイス、及び、表示装置(第2実施形態)
4.発光デバイス、及び、表示装置(第3実施形態)
5.発光デバイス、及び、表示装置(第4実施形態)
なお、説明は以下の順序で行う。
1.発光デバイス、及び、表示装置(第1実施形態)
2.発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法(第1実施形態)
3.発光デバイス、及び、表示装置(第2実施形態)
4.発光デバイス、及び、表示装置(第3実施形態)
5.発光デバイス、及び、表示装置(第4実施形態)
〈1.発光デバイス及び、表示装置(第1実施形態)〉
以下、本発明の電子の具体的な実施の形態について説明する。図1に、本実施の形態の表示装置の分解斜視図を示す。
以下、本発明の電子の具体的な実施の形態について説明する。図1に、本実施の形態の表示装置の分解斜視図を示す。
[表示装置の構成]
図1に示す表示装置は、発光デバイス10と表示シート20と遮光シート22とを備え、遮光シート22を介して発光デバイス10と表示シート20とが貼り合わされて構成されている。
図1に示す表示装置は、発光デバイス10と表示シート20と遮光シート22とを備え、遮光シート22を介して発光デバイス10と表示シート20とが貼り合わされて構成されている。
発光デバイス10は、支持体15上に、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)11、電源部12、スイッチ部13、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。そして、表示シート20が、発光デバイス10における支持体15の有機EL素子11等が配置される側に配置されている。また、表示シート20には、発光デバイス10の有機EL素子11の発光領域内に、有機EL素子11から放出される光を透過する光透過部21が形成されている。遮光シート22にも、表示シート20と同様に、発光デバイス10の有機EL素子11の発光領域内に、表示シート20と同じ形状の光透過部23が形成されている。
図1に示す表示装置では、発光デバイス10のスイッチ部13において、電源部12と有機EL素子11との電気的な接続のON/OFFを切り替えることにより、有機EL素子11の駆動を制御することができる。そして、スイッチ部13において有機EL素子11の駆動をONに切り替えることで、発光デバイス10から所定の光が放出される。この光が、遮光シート22の光透過部23、及び、表示シート20の光透過部21を透過することにより、表示シート20の光透過部21として形成されている特定のパターン形状の光が、表示装置の外部に取出される。
[発光デバイスの構成]
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイス10の構成について説明する。発光デバイス10の平面図を図2に示す。発光デバイス10は図2に平面図を示すように、有機EL素子11、電源部12、スイッチ部13、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイス10の構成について説明する。発光デバイス10の平面図を図2に示す。発光デバイス10は図2に平面図を示すように、有機EL素子11、電源部12、スイッチ部13、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
有機EL素子11は、基材11D上において、対となる電極に挟持された有機層が発光する発光領域11Aと、発光領域の陰極及び陽極から外部に引出された陰極配線11Bと陽極配線11Cとを備える。
電源部12は、電源部12の本体12Cと、この本体12Cの外部に引出された正極12Aと負極12Bとを備える。また、発光デバイス10を薄型化するためには、電源部12が、厚さ2mm以下であることが好ましく、1mm以下の薄型電池であることがより好ましい。
配線14は、支持体15上に形成され、電源部12とスイッチ部13、有機EL素子11とスイッチ部13、及び、有機EL素子11と電源部12とを電気的に接続するパターンが、それぞれ独立したパターンの配線14A、配線14B、及び、配線14Cとして形成されている。具体的には、配線14Aは、電源部12の正極12Aからスイッチ部13まで形成されている。配線14Bは、有機EL素子11の陽極配線11Cからスイッチ部13まで形成されている。配線14Cは、有機EL素子11の陰極配線11Bから電源部12の負極12Bまで形成されている。
また、有機EL素子11の陰極配線11Bと配線14Cとは、第1導電体16Aを介して電気的に接続されている。電源部12の負極12Bと配線14Cとは、第2導電体16Bを介して電気的に接続されている。電源部12の正極12Aと配線14Aとは、第3導電体16Cを介して電気的に接続されている。有機EL素子11の陽極配線11Cと配線14Bとは、第4導電体16Dを介して電気的に接続されている。
第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C及び第4導電体16Dは、配線14A、配線14B及び配線14C上において、陰極配線11B、陽極配線11C、正極12A及び負極12Bと、配線14A、配線14B及び配線14Cとが平面位置で重複する領域以上の大きさに形成されている。
スイッチ部13は、支持体13Bと、支持体13B上に形成された導電体層13Aとを備える。そして、図3に示すように、導電体層13Aが形成された面が配線14A及び配線14B側となる向きで、発光デバイス10の支持体15上に配置されている。
また、スイッチ部13の周辺の平面配置を図4に示す。図4に示すように、平面配置では、スイッチ部13の導電体層13Aが、配線14Aと配線14Bとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層13Aが、配線14Aと配線14Bとに同時に接触することにより、配線14Aと配線14Bとが電気的に接続され、スイッチ部13がONの状態となる。これにより、有機EL素子11と電源部12とを含む回路が導通し、有機EL素子11が発光する。
また、図4に示すスイッチ部13の周辺図におけるA-A線断面図を図5に示す。図5に示すように、導電体層13Aの外周側で、配線14A及び配線14Bと接しない部分において、支持体15と支持体13Bとの間に設けられたスペーサ13Cを介して貼り合わされている。スペーサ13Cは、導電体層13Aと配線14A又は配線14Bとの合計の厚さよりも十分に大きい厚さで形成される。そして、スペーサ13Cが支持体15と支持体13Bとに介在することにより、通常時には配線14A及び配線14Bと、導電体層13Aとが接触しないように設けられている。このため、通常時には、スイッチ部13がOFFの状態となり、有機EL素子11と電源部12とを含む回路が導通しないため、有機EL素子11は発光しない。
一方、スイッチ部13の支持体13B側、又は、発光デバイス10の支持体15側から押圧し、スイッチ部13の導電体層13Aを、配線14Aと配線14Bとに同時に接触させることにより、配線14Aと導電体層13Aと配線14Bとが電気的に接続され、スイッチ部13がONの状態となる。これにより、有機EL素子11と電源部12とを含む回路が導通し、有機EL素子11が発光する。
なお、スイッチ部13には、スペーサ13Cが設けられていなくてもよい。スイッチ部13では、スイッチ部13の支持体13Bと、発光デバイス10の支持体15とが、導電体層13Aの外周側で、通常時に導電体層13Aと配線14A及び配線14Bとが接触しないように接合されていればよい。
(発光デバイスの厚さ)
発光デバイス10は、より薄い構成となることが好ましい。発光デバイス10の全体厚さは、支持体15の厚さと、電源部12の厚さとの合計の厚さであることが好ましい。すなわち、支持体15上に設けられる電源部12以外の構成が、全て電源部12よりも薄いことが好ましい。さらに、配線14B及び配線14Cと、有機EL素子11と、第1導電体16A及び第2導電体16Bとが積層されている部分の厚さ、配線14A及び配線14Cと、電源部12の正極12A及び負極12Bと、第3導電体16C及び第4導電体16Dとが積層されている部分の厚さ、並びに、スイッチ部13が配置される部分の厚さが、電源部12の厚さよりも小さいことが好ましい。
発光デバイス10は、より薄い構成となることが好ましい。発光デバイス10の全体厚さは、支持体15の厚さと、電源部12の厚さとの合計の厚さであることが好ましい。すなわち、支持体15上に設けられる電源部12以外の構成が、全て電源部12よりも薄いことが好ましい。さらに、配線14B及び配線14Cと、有機EL素子11と、第1導電体16A及び第2導電体16Bとが積層されている部分の厚さ、配線14A及び配線14Cと、電源部12の正極12A及び負極12Bと、第3導電体16C及び第4導電体16Dとが積層されている部分の厚さ、並びに、スイッチ部13が配置される部分の厚さが、電源部12の厚さよりも小さいことが好ましい。
電源部12は、薄型電池を用いた場合にも、有機EL素子11を駆動するための電圧や容量等の性能、及び、外部応力への耐性等を持たせるために、少なくとも0.5mmから1mm程度の厚さを有していることが多い。電源部12以外の構成を、電源部12よりも薄く形成することにより、最小限の厚さで発光デバイス10を作製することができる。
[有機EL素子]
有機EL素子11としては、従来公知の有機EL素子を用いることができる。有機EL素子の陰極及び陽極の構成や、発光層を含む有機層の構成については特に限定されない。また、有機層は、発光層が1層でもよく、複数の発光層を有していてもよい。複数の発光層を有する場合には、発光層間に中間電極や電荷発生層等の中間層を有する構成でもよい。また、有機EL素子11の基材や封止構造、及び、取り出し構造(トップエミッション、ボトムエミッション等)も限定されない。
有機EL素子11としては、従来公知の有機EL素子を用いることができる。有機EL素子の陰極及び陽極の構成や、発光層を含む有機層の構成については特に限定されない。また、有機層は、発光層が1層でもよく、複数の発光層を有していてもよい。複数の発光層を有する場合には、発光層間に中間電極や電荷発生層等の中間層を有する構成でもよい。また、有機EL素子11の基材や封止構造、及び、取り出し構造(トップエミッション、ボトムエミッション等)も限定されない。
有機EL素子11として好ましくは、有機EL素子11の薄型化が可能となるように、フィルム基材上に形成され、フィルム状の封止膜によって封止された構成の有機EL素子を用いることが好ましい。発光デバイス10が複数の有機EL素子11を備える場合には、それぞれの有機EL素子11は同じ構成であってもよく、異なる構成であってもよい。
[電源部]
電源部12は、厚さ2mm以下、好ましくは1mm以下、より好ましくは0.5mm以下の薄型であり、発光デバイス10内に搭載できる構成であれば特に限定されず、従来公知の電源を適用することができる。電源部12としては、薄型電池を用いることが好ましく、薄型電池は一次電池であっても、二次電池であってもよい。例えば、薄型リチウム一次電池、薄型リチウムポリマー電池、薄形二酸化マンガンリチウム一次電池、アルカリ蓄電池、有機電解液電池、太陽電池等が挙げられる。
電源部12は、厚さ2mm以下、好ましくは1mm以下、より好ましくは0.5mm以下の薄型であり、発光デバイス10内に搭載できる構成であれば特に限定されず、従来公知の電源を適用することができる。電源部12としては、薄型電池を用いることが好ましく、薄型電池は一次電池であっても、二次電池であってもよい。例えば、薄型リチウム一次電池、薄型リチウムポリマー電池、薄形二酸化マンガンリチウム一次電池、アルカリ蓄電池、有機電解液電池、太陽電池等が挙げられる。
特に、発光デバイス10において、電源部12としては、薄型化と高容量化が可能であり、有機EL素子11の駆動に十分な電圧を供給できる、リチウム電池が好ましく、特に、封止材を含めた厚さが0.5mm以下のリチウム一次電池が好ましい。リチウム一次電池としては、例えば、FDK製のCF042039(公称電圧3.0V、放電容量18mAh、厚さ0.45mm)や、CF042722(公称電圧3.0V、放電容量11mAh、厚さ0.45mm)が挙げられる。
また、有機EL素子11の駆動に十分な電力を供給するため、リチウムイオン二次電池を用いることが好ましく、特に、封止材を含めた厚さが0.5mm以下のフィルム型のリチウムイオン二次電池を用いることが好ましい。リチウムイオン二次電池は、正極集電体、正極活物質層、電解質層、セパレーター、電解質層、負極活物質層、及び、負極集電体の各層が積層されて、周囲が封止材で封止されて構成されている。正極集電体及び負極集電体には、取り出しタグ(電極端子)が接続され、この取り出しタグは、封止材の外部に延びて形成されている。また、封止材を含めた、リチウムイオン二次電池の厚さTは、0.5mm以下であることが好ましい。
電解質層には、LiPF6等の電解質を、EC(エチレンカーボネート)とEMC(エチルメチルカーボネート)との混合溶媒等の溶媒に溶解した電解液を使用することができる。また、フレキシビリティーを有する二次電池の屈曲に対して、電解質層の破壊や電解液の漏れを防ぐために、電解質層をポリマー化してもよい。例えば、上記電解液を、ポリエチレンオキシドや、ポリフッ化ビニリデン等の高分子ポリマーに含ませて電解質層を高分子ゲル化することができる。
負極活物質層は、従来公知の負極活物質の材料から構成される。例えば、グラファイト等の活物質と、バインダーや添加物等から構成され、必要に応じてシリコンが加えられる。負極活物質層のバインダーとしては、例えば、SBR(スチレンブタジエンラテックス)等を使用することができる。負極活物質層の添加物としては、例えば、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース(CMC)を使用することができる。
正極集電体には、Al等、従来公知の正極集電体用の材料を使用することができる。負極集電体には、Cu等の従来公知の負極集電体用の材料を使用することができる。セパレーターには、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンを使用することができる。封止材には、多層AlとPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等、従来公知の封止材の材料を使用することができる。
正極活物質層には、正極活物質とバインダーと添加剤等とを使用することができる。正極活物質にはリチウム酸化物を用いることが好ましい。正極活物質のリチウム酸化物の材料としては、LiCoO2、Li(Ni,Co,Mn)O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNiO2、LiFePO4、Li過剰酸化物等を用いることができる。また、正極活物質として、硫黄化合物を用いてもよい。正極活物質層の添加物としては、例えば、導電剤であるアセチレンブラック等を使用することができる。
また、0.5mm以下の薄型のリチウムイオン二次電池において、有機EL素子を駆動するためには、電池を高容量化、高出力化することが好ましい。リチウムイオン二次電池の高容量化は、正極の高容量化により達成することができる。正極を高容量とするためには、正極活物質層として、Mnを含有する正極活物質を使用する。Mnを含有する正極活物質としては、例えば、Li(Mn,Co,Ni)O2、LiMnO2、Li(Li,Mn)-xCoxO2やLi2MnO3が挙げられる。Mnを含有する正極活物質を使用することにより、Mnを含有しない正極活物質(例えば、LiCoO2等)と比較して、正極の容量を高くすることができる。より好ましくは、リチウム過剰のMn酸化物を正極活物質として使用する。Li(Mn,Co,Ni)O2やLiMnO2では、理論容量は150mAh/g程度である。これに対して、リチウムが過剰のMn酸化物である、Li(Li,Mn)-CoxO2やLi2MnO3を正極活物質に使用すると、理論容量は250~400mAh/g程度にまで向上する。
また、リチウムイオン二次電池のフレキシビリティーを向上させるために、正極活物質層にバインダー(柔軟剤)を含有させてもよい。より好ましくは、バインダー(柔軟剤)に、アクリル系重合体やジエン系重合体を使用する。アクリル系重合体やジエン系重合体と、他のバインダー材料との共重合体を形成してもよい。アクリル系重合体やジエン系重合体をバインダー(柔軟剤)に用いることにより、他のバインダー材料を用いた場合よりも、柔軟性を向上することができる。アクリル系重合体やジエン系重合体の具体的な材料としては、ブタジエン、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、VDF(フッ化ビニリデン)、TFE(テトラフルオロエチレン)等が挙げられる。バインダーとしては、具体的には、例えば、日本ゼオン株式会社製BM-400を使用することができる。
[配線]
発光デバイス10は、外部電源が接続される構成と異なり、内部に電源部を備えるため、使用可能な電池等の構成の性能が限定的(容量等)である。このため、抵抗の低い回路を形成することが好ましい。このため、配線14は、十分な薄さと低い抵抗値を有する構成であることが好ましい。
発光デバイス10は、外部電源が接続される構成と異なり、内部に電源部を備えるため、使用可能な電池等の構成の性能が限定的(容量等)である。このため、抵抗の低い回路を形成することが好ましい。このため、配線14は、十分な薄さと低い抵抗値を有する構成であることが好ましい。
また、発光デバイス10の薄さと生産性を向上させる観点からは、配線14は、支持体15上に直接形成されている構成であることが好ましい。特に、発光デバイス10が支持体15上に直に印刷された構成の配線14を備えることがこの好ましい。印刷により形成される配線14では、厚さは、数μm以下となるため、厚さを大きくすることによって抵抗値を下げることが難しい。このため、印刷形成された配線14において、十分に低い抵抗値とするために、配線14の幅を1.5mm以上とすることが好ましく、2mm以上とすることがより好ましい。また、十分に低い抵抗値を確保するためには、配線14の幅が大きい方が好ましいが、配線14のレイアウトや経済性を考慮すると配線14の幅を2cm以下とすることが好ましく、1cm以下とすることがより好ましく、5mm以下とすることが特に好ましい。
配線14を印刷よって形成するための材料としては、導電性ペーストや金属ナノインクと用いることが好ましい。また、印刷法としては、スクリーン印刷法やディスペンサ法、インクジェット法等を用いることが好ましい。
なお、スイッチ部13の配線13Aも上述の配線14と同じ構成とすることができる。但し、発光デバイス10内において支持体15上に形成する配線14と、スイッチ部13の配線13Aとは設計条件が同じであってもよく、異なっていてもよい。
[導電性ペースト]
導電性ペーストとしては、バインダー中に銀等の金属を含む金属ペーストや、ITO等の導電性酸化物を含む導電性ペース、及び、導電性を有する炭素化合物等の導電性粒子を含むカーボンペースト等を用いることが好ましい。また、導電性ペーストとしては、市販されている、銀粒子ペースト、銀-パラジウム粒子ペースト、金粒子ペースト、銅粒子ペースト等を適宜選択して用いることができる。導電性ペーストとしては、例えば、大研化学社から販売されている有機EL素子基板用銀ペースト(例えば、CA-6178、CA-6178B、CA-2500E、CA-2503-4、CA-2503N、CA-271等、比抵抗値:15~30mΩ・cm、スクリーン印刷法で形成、硬化温度:120~200℃)、LTCC用ペースト(PA-88(Ag)、TCR-880(Ag)、PA-Pt(Ag・Pt))、ガラス基板用銀ペースト(US-201、UA-302、焼成温度:430~480℃)等を挙げることができる。
導電性ペーストとしては、バインダー中に銀等の金属を含む金属ペーストや、ITO等の導電性酸化物を含む導電性ペース、及び、導電性を有する炭素化合物等の導電性粒子を含むカーボンペースト等を用いることが好ましい。また、導電性ペーストとしては、市販されている、銀粒子ペースト、銀-パラジウム粒子ペースト、金粒子ペースト、銅粒子ペースト等を適宜選択して用いることができる。導電性ペーストとしては、例えば、大研化学社から販売されている有機EL素子基板用銀ペースト(例えば、CA-6178、CA-6178B、CA-2500E、CA-2503-4、CA-2503N、CA-271等、比抵抗値:15~30mΩ・cm、スクリーン印刷法で形成、硬化温度:120~200℃)、LTCC用ペースト(PA-88(Ag)、TCR-880(Ag)、PA-Pt(Ag・Pt))、ガラス基板用銀ペースト(US-201、UA-302、焼成温度:430~480℃)等を挙げることができる。
導電性ペーストは、一般的にマイクロメートルサイズの銀等の導電性材料の微粒子、バインダーと溶剤とから構成される。導電性ペーストでは、導電性材料の粒子サイズが大きく、導電性材料微粒子の沈降を防ぐために、ある程度の高い粘度を有する。このため、導電性ペーストは、粘度の高い材料に好適な、スクリーン印刷やディスペンサによって塗布されることが好ましい。また、発光デバイス10の支持体15として、紙や樹脂フィルムを用いた場合には、導電性ペーストを用いた配線形成において、加熱温度を低温に抑えることが望ましい。
また、導電性ペーストを用いた配線では、互いに接触した粒子間を電気が流れるため、球状の粒子ではなくフレーク状の微粒子を用いて粒子間の電気接続を良好とすることが好ましい。フレーク状とすることで、各粒子間の接触が強化されるため、より有利な電気伝導パスを形成することができる。
(金属ナノインク)
金属ナノインクは、数ナノメートルから数十ナノメートルの大きさの金属ナノ粒子が液中分散したものである。金属ナノインクを塗布及び乾燥することにより、ナノ粒子が緻密に並んだ薄膜が得られる。さらに、この薄膜を熱処理することにより、粒子同士を融着させることができる。これにより、金属薄膜と同程度に抵抗の低い配線14を形成することができる。また、金属ナノインクは、分散液中に粒子が分散したものであるため、溶液の粘度を低くすることができる。このため、金属ナノインクは、インクジェット法を用いて印刷することが好ましい。
金属ナノインクは、数ナノメートルから数十ナノメートルの大きさの金属ナノ粒子が液中分散したものである。金属ナノインクを塗布及び乾燥することにより、ナノ粒子が緻密に並んだ薄膜が得られる。さらに、この薄膜を熱処理することにより、粒子同士を融着させることができる。これにより、金属薄膜と同程度に抵抗の低い配線14を形成することができる。また、金属ナノインクは、分散液中に粒子が分散したものであるため、溶液の粘度を低くすることができる。このため、金属ナノインクは、インクジェット法を用いて印刷することが好ましい。
[導電体]
有機EL素子11や電源部12を配線14と接続する導電体(第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C及び第4導電体16D)としては、等方性導電体、又は、異方性導電体を用いることができる。等方性導電体、又は、異方性導電体としては、従来公知の材料を用いることができる。好ましくは、配線との接続において、抵抗値を低減することが可能な等方性導電体を用いることが好ましい。
有機EL素子11や電源部12を配線14と接続する導電体(第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C及び第4導電体16D)としては、等方性導電体、又は、異方性導電体を用いることができる。等方性導電体、又は、異方性導電体としては、従来公知の材料を用いることができる。好ましくは、配線との接続において、抵抗値を低減することが可能な等方性導電体を用いることが好ましい。
有機EL素子11や電源部12と配線14とを接続する導電体は、上述の配線14と同様に、使用可能な電池等の構成の性能(容量等)が限定的である電源部を備える発光デバイス10に適用するために、十分に低い抵抗値を有する構成であることが好ましい。このため、導電体としては、配線上の導電体の形成面積を大きくすることにより、抵抗値を小さくすることができる等方性導電体を用いることが好ましい。一般的に、異方性導電体は一次方向の導電性を有するものの、二次方向の導電性が低い。このため、配線上に広い面積で導電体を形成しても、電極と配線と導電体とが積層されている部分の一次方向の導電性が高くなるものの、配線上で導電体を形成する面積方向である2次方向への導電性が小さい。このため、導電体の形成面積を大きくしても、配線との接続における抵抗値が低減しにくい。一方、等方性導電体では、一次方向への導電性と二次方向への導電性とを両方を確保することができるため、等方性導電体の形成面積を大きくすることにより、二次方向への導電性によって、有機EL素子の電極、電源部の電極と、配線との接続における抵抗値をより小さくすることができる。
好ましくは、配線14と導電体との接触面積、すなわち、配線14上における導電体の形成面積が、2mm2以上400mm2以下であることが好ましく、4mm2以上200mm2以下であることがより好ましく、10mm2以上100mm2以下であることが特に好ましい。導電体の形成面積が上記範囲であることにより、有機EL素子11や電源部12と配線14とを十分に低い抵抗値で電気的に接続することが可能となる。また、上記範囲内であれば、配線レイアウトや生産性、経済性を悪化させずに発光デバイス10を作製することができる。なお、有機EL素子11や電源部12と導電体とは、有機EL素子11から引出される陰極配線11B及び陽極配線11Cのほぼ全面、並びに、電源部12の正極12A及び負極12Bのほぼ全面において、接触していることが好ましい。配線14の形成面積に比べると、有機EL素子11や電源部12の接続端子(陰極配線11B、陽極配線11C、正極12A及び負極12B)は面積が小さいため、これらの端子と導電体との接触面積は、各接続端子の面積により規定され、各接続端子がより多く導電体と接続していることが好ましい。
等方性導電体としては、従来公知の等方性導電性ペーストや、等方性導電フィルム等と用いることができる。好ましくは、導電性フィラーとして銀、及び、銅から選ばれる少なくとも1種を含む等方性導電体を用いることが好ましい。支持体に紙や樹脂フィルムを用いる構成では、異方性導電体を硬化するための熱プロセスを適用できない場合がある。一方、一般的な等方性導電性ペーストや等方性導電フィルム等の等方性導電体を用いる構成では、熱プロセスが不要となるため、支持体の種類が限定されず、紙等の支持体を用いることができる。
〈2.発光デバイスの製造方法、及び、表示装置の製造方法(第1実施形態)〉
次に、上述の図1に示す表示装置、及び、発光デバイス10の製造方法を説明する。
次に、上述の図1に示す表示装置、及び、発光デバイス10の製造方法を説明する。
[表示装置の製造方法]
表示装置は、後述する方法によって予め作製された発光デバイス10を用いて作製することができる。表示装置の製造方法は、発光デバイスの製造工程と、この発光デバイス10上に、光透過部21を有する表示シート20を、光透過部21が発光デバイス10の有機EL素子11の発光領域11A内となるように位置合わせして、支持体15に貼り合わせる工程とを有する。また、表示シート20と、発光デバイス10との間に、接合層を形成する工程を設け、形成した接合層によって、表示シート20と支持体15とを貼り合わせてもよい。
表示装置は、後述する方法によって予め作製された発光デバイス10を用いて作製することができる。表示装置の製造方法は、発光デバイスの製造工程と、この発光デバイス10上に、光透過部21を有する表示シート20を、光透過部21が発光デバイス10の有機EL素子11の発光領域11A内となるように位置合わせして、支持体15に貼り合わせる工程とを有する。また、表示シート20と、発光デバイス10との間に、接合層を形成する工程を設け、形成した接合層によって、表示シート20と支持体15とを貼り合わせてもよい。
さらに、表示シート20と発光デバイス10との間に遮光シート22を配置した状態で、表示シート20と支持体15とを貼り合わせることも可能である。この場合には、有機EL素子11の発光領域11A内となるように、表示シート20の光透過部21と、遮光シート22の光透過部23とを位置合わせする。また、表示シート20と遮光シート22の間、及び、遮光シート22と発光デバイス10との間に、接合層を形成する工程を設け、形成した接合層によって、表示シート20と遮光シート22と支持体15とを貼り合わせてもよい。
[発光デバイスの製造方法]
次に、発光デバイス10の製造方法を説明する。発光デバイス10の製造方法では、支持体15上に配線14を印刷する配線形成工程と、配線14上に導電体を形成する工程と、配線14に導電体を介して有機EL素子11と電源部12とを接続する実装工程とを有する。さらに、スイッチ部13を形成する工程と、スイッチ部13を支持体15上の所定の位置に配置する工程を有していてもよい。
次に、発光デバイス10の製造方法を説明する。発光デバイス10の製造方法では、支持体15上に配線14を印刷する配線形成工程と、配線14上に導電体を形成する工程と、配線14に導電体を介して有機EL素子11と電源部12とを接続する実装工程とを有する。さらに、スイッチ部13を形成する工程と、スイッチ部13を支持体15上の所定の位置に配置する工程を有していてもよい。
[配線形成工程]
配線形成工程では、配線14として、電源部12の正極12Aとスイッチ部13とを電気的に接続するための配線14A、有機EL素子11の陽極配線11Cとスイッチ部13とを電気的に接続するための配線14B、及び、有機EL素子11の陰極配線11Bと電源部12の負極12Bとを電気的に接続するための配線14Cの3本の配線を、それぞれ独立したパターンとして形成する。配線14A、配線14B、及び、配線14Cの形状や配線パターンは特に限定されず、予め任設計された任意の形状に形成することができる。
配線形成工程では、配線14として、電源部12の正極12Aとスイッチ部13とを電気的に接続するための配線14A、有機EL素子11の陽極配線11Cとスイッチ部13とを電気的に接続するための配線14B、及び、有機EL素子11の陰極配線11Bと電源部12の負極12Bとを電気的に接続するための配線14Cの3本の配線を、それぞれ独立したパターンとして形成する。配線14A、配線14B、及び、配線14Cの形状や配線パターンは特に限定されず、予め任設計された任意の形状に形成することができる。
配線14の形成方法は特に限定されないが、生産性や配線の薄型化が可能なことから、スクリーン印刷法やディスペンサ法、インクジェット法等の印刷法で作製することが好ましい。特に、金属ナノインクを用いたインクジェット法によって、配線14を印刷形成することが好ましい。スクリーン印刷法やディスペンサ法、インクジェット法等は特に限定されず、従来公知の方法を適用することができる。また、使用する材料も、製造方法に適した従来公知の材料を適用することができる。
[導電体形成工程]
導電体形成工程では、配線14上の所定の位置に必要な面積で、有機EL素子11や電源部12を配線14と接続する導電体(第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C及び第4導電体16D)を作製する。具体的には、有機EL素子11の陰極配線11Bと配線14Cとを接続する領域に第1導電体16Aを形成する。また、電源部12の負極12Bと配線14Cとを接続する領域に第2導電体16Bを形成する。電源部12の正極12Aと配線14Aとを接続する領域に第3導電体16Cを形成する。有機EL素子11の陽極配線11Cと配線14Bとを接続する領域に第4導電体16Dを形成する。
導電体形成工程では、配線14上の所定の位置に必要な面積で、有機EL素子11や電源部12を配線14と接続する導電体(第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C及び第4導電体16D)を作製する。具体的には、有機EL素子11の陰極配線11Bと配線14Cとを接続する領域に第1導電体16Aを形成する。また、電源部12の負極12Bと配線14Cとを接続する領域に第2導電体16Bを形成する。電源部12の正極12Aと配線14Aとを接続する領域に第3導電体16Cを形成する。有機EL素子11の陽極配線11Cと配線14Bとを接続する領域に第4導電体16Dを形成する。
好ましくは、導電体として、等方性導電体を用いる。等方性導電体としては、従来公知の等方性導電性ペーストや等方性導電フィルム等を用いることができる。そして、配線14上の所定の位置に必要な面積で、等方性導電性ペーストを塗布、又は、等方性導電フィルムを貼り合わせる。このときの導電体の形成面積としては、配線14と導電体との接触面積、すなわち、配線14上における導電体の形成面積を、2mm2以上400mm2以下とすることが好ましい。
配線14上に導電体を形成した後、必要に応じて、導電体を硬化させるためや導電率を向上させるために、導電体に熱処理を行ってもよい。発光デバイス10の支持体15が紙や樹脂フィルムである場合には、熱処理を80℃以下の温度で行うことが好ましい。また、導電体の熱処理は、所定の波長の赤外線照射を用いて行ってもよい。赤外線照射による加熱では、支持体15への熱ダメージが小さいため、支持体15が紙や融点の低い樹脂フィルムの場合にも容易に適用することができる。
[実装工程]
実装工程では、有機EL素子11及び電源部12を、支持体15上の配線14の所定の位置に、導電体を介して電気的に接続する。また、この実装工程において、後述するスイッチ部13を支持体15上に配置してもよい。
実装工程では、有機EL素子11及び電源部12を、支持体15上の配線14の所定の位置に、導電体を介して電気的に接続する。また、この実装工程において、後述するスイッチ部13を支持体15上に配置してもよい。
有機EL素子11の実装では、陰極配線11Bを配線14C上の第1導電体16Aに接続し、陽極配線11Cを配線14B上の第4導電体16Dに接続する。また、電源部12の実装では、正極12Aを配線14A上の第3導電体16Cに接続し、負極12Bを配線14C上の第2導電体16Bに接続する。また、スイッチ部13を配線14Aと配線14Bとの間の所定の位置に配置する。これにより、有機EL素子11、電源部12、配線14、及び、スイッチ部13が電気的に接続された回路を形成し、発光デバイス10を作製することができる。
[スイッチ部]
スイッチ部13の形成では、支持体13B上に、所定の形状の導電体層13Aを形成する。そして、必要に応じて、導電体層13Aの外周部分にスペーサ13Cを設けてもよい。そして、配線14A及び配線14Bを、平面配置で跨ぐ位置に導電体層13Aが配置されるように、スイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる。このとき、導電体層13Aが配線14A及び配線14B側を向くように、スイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる。また、スイッチ部13にスペーサ13Cが設けられている場合には、スペーサ13Cを介してスイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる。スイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる方法としては特に限定されず、市販の粘着剤や接着剤等を用いて貼り合わせることができる。また、粘着テープや接着テープ等を用いてスイッチ部13を支持体15上に貼り合わせてもよい。
スイッチ部13の形成では、支持体13B上に、所定の形状の導電体層13Aを形成する。そして、必要に応じて、導電体層13Aの外周部分にスペーサ13Cを設けてもよい。そして、配線14A及び配線14Bを、平面配置で跨ぐ位置に導電体層13Aが配置されるように、スイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる。このとき、導電体層13Aが配線14A及び配線14B側を向くように、スイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる。また、スイッチ部13にスペーサ13Cが設けられている場合には、スペーサ13Cを介してスイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる。スイッチ部13を支持体15上に貼り合わせる方法としては特に限定されず、市販の粘着剤や接着剤等を用いて貼り合わせることができる。また、粘着テープや接着テープ等を用いてスイッチ部13を支持体15上に貼り合わせてもよい。
〈3.発光デバイス、及び、表示装置(第2実施形態)〉
次に、発光デバイス、及び、表示装置の第2実施形態について説明する。図6に、本実施の形態の表示装置の分解斜視図を示す。なお、第2実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、有機EL素子とスイッチ部を除き、上述の第1実施形態と同様の構成とすることができる。このため、以下の説明では、上述の第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
次に、発光デバイス、及び、表示装置の第2実施形態について説明する。図6に、本実施の形態の表示装置の分解斜視図を示す。なお、第2実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、有機EL素子とスイッチ部を除き、上述の第1実施形態と同様の構成とすることができる。このため、以下の説明では、上述の第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
[表示装置の構成]
図6に示す表示装置は、発光デバイス10と表示シート20と遮光シート22とを備え、遮光シート22を介して発光デバイス10と表示シート20とが貼り合わされて構成されている。
図6に示す表示装置は、発光デバイス10と表示シート20と遮光シート22とを備え、遮光シート22を介して発光デバイス10と表示シート20とが貼り合わされて構成されている。
発光デバイス10は、支持体15上に、4つの発光領域を有する有機EL素子30、電源部12、スイッチ部40、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。そして、表示シート20が、発光デバイス10の有機EL素子30等が配置される側に配置されている。また、表示シート20には、発光デバイス10の有機EL素子30の4つの発光領域のそれぞれに対応して、有機EL素子30から放出される光を透過する4つの光透過部21が形成されている。遮光シート22にも、表示シート20と同様に、発光デバイス10の有機EL素子30の4つの発光領域のそれぞれに対応して、表示シート20と同じ形状の4つ光透過部23が形成されている。
図6に示す表示装置では、発光デバイス10のスイッチ部40において、電源部12と有機EL素子30の電気的な接続のON/OFFを、4つの発光領域毎に独立して切り替えることにより、有機EL素子30の4つの発光領域の駆動を、個別に制御することができる。そして、スイッチ部40において有機EL素子30のいずれかの発光領域の駆動をONに切り替えることで、発光デバイス10から所定の光が放出される。この光が、遮光シート22の光透過部23、及び、表示シート20の光透過部21を透過することにより、表示シート20の光透過部21として形成されている特定のパターン形状の光が、表示装置の外部に取出される。
[発光デバイスの構成]
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイス10の構成について説明する。発光デバイス10の平面図を図7に示す。発光デバイス10は図7に平面図を示すように、有機EL素子30、電源部12、スイッチ部40、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイス10の構成について説明する。発光デバイス10の平面図を図7に示す。発光デバイス10は図7に平面図を示すように、有機EL素子30、電源部12、スイッチ部40、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
発光デバイス10に搭載される有機EL素子30の構成を図8に示す。図8に示すように有機EL素子30は、基材34上において、対となる電極に挟持された有機層が発光する4つの発光領域31と、4つの発光領域31に共通する陰極から発光領域の外部に引出された陰極配線32と、4つの発光領域31にそれぞれ独立して設けられた陽極から発光領域の外部に引出された陽極配線33とを備える。
有機EL素子30は、4つの発光領域31として、それぞれ独立して発光可能な発光領域31A、発光領域31B、発光領域31C、及び、発光領域31Dの4つの発光領域を有する。そして、これらの4つの発光領域が、平面方向に1列に並ぶ構成である。
発光デバイス10は、有機EL素子30のような複数の発光領域を有する有機EL素子が搭載される構成であってもよい。また、ここでは、1つの有機EL素子に4つの発光領域が形成されている例を説明するが、発光デバイス10は、1つの発光領域を有する4つの有機EL素子が、それぞれ独立して配置されている構成であってもよい。
図8に示す有機EL素子30は、陰極が4つの発光領域に共通する構成である。このため、有機EL素子30では、4つの発光領域から1つの陰極配線32が引出されている。一方、陽極は、4つの発光領域で別々に設けられ、それぞれ独立して形成されている。このため、有機EL素子30は、発光領域31Aの陽極から外部に引出された陽極配線33A、発光領域31Bから外部に引出された陽極配線33B、発光領域31Cから外部に引出された陽極配線33C、及び、発光領域31Dから外部に引出された陽極配線33Dの4つの陽極配線33を備える。
また、図7に示すように、配線14は、支持体15上に形成されている。配線14は、電源部12とスイッチ部40、有機EL素子30とスイッチ部40、及び、有機EL素子30と電源部12とを電気的に接続するパターンが、それぞれ独立した配線14A、配線14C、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14Gとして形成されている。具体的には、配線14Aは、電源部12の正極12Aからスイッチ部40まで形成されている。配線14Cは、有機EL素子30の陰極配線32から電源部12の負極12Bまで形成されている。配線14Dは、有機EL素子30の陽極配線33Aからスイッチ部40まで形成されている。配線14Eは、有機EL素子30の陽極配線33Bからスイッチ部40まで形成されている。配線14Fは、有機EL素子30の陽極配線33Cからスイッチ部40まで形成されている。配線14Gは、有機EL素子30の陽極配線33Dからスイッチ部40まで形成されている。
また、有機EL素子30の陰極配線32と配線14Cとは、第1導電体16Aを介して電気的に接続されている。電源部12の負極12Bと配線14Cとは、第2導電体16Bを介して電気的に接続されている。電源部12の正極12Aと配線14Aとは、第3導電体16Cを介して電気的に接続されている。有機EL素子30の陽極配線33Aと配線14Dとは、第4導電体16Dを介して電気的に接続されている。有機EL素子30の陽極配線33Bと配線14Eとは、第5導電体16Eを介して電気的に接続されている。有機EL素子30の陽極配線33Cと配線14Fとは、第6導電体16Fを介して電気的に接続されている。有機EL素子30の陽極配線33Dと配線14Gとは、第7導電体16Gを介して電気的に接続されている。
第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C、第4導電体16D、第5導電体16E、第6導電体16F、及び、第7導電体16Gは、配線14A、配線14C、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14G上において、陰極配線32、陽極配線33A、陽極配線33B、陽極配線33C、陽極配線33D、正極12A及び負極12Bと、配線14A、配線14C、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14Gとが平面位置で重複する領域以上の大きさに形成されている。
スイッチ部40は、図7に示すように、支持体42と、支持体42上にそれぞれ独立して形成された導電体層41A、導電体層41B、導電体層41C、及び、導電体層41Dとを備える。そして、図7に示すように、導電体層41A、導電体層41B、導電体層41C、及び、導電体層41Dが形成された面が配線14A、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14G側となる向きで、発光デバイス10の支持体15上に配置されている。
また、スイッチ部40の周辺の平面配置を図9に示す。図9に示すように、平面配置では、スイッチ部40の導電体層41Aが、配線14Aと配線14Dとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層41Aが、配線14Aと配線14Dとに同時に接続することにより、配線14Aと配線14Dとが電気的に接続され、スイッチ部40がONの状態となる。これにより、有機EL素子30と電源部12とを含む回路が導通し、配線14D及び陽極配線33Aと電気的に接続されている有機EL素子30の発光領域31Aが発光する。
同様に、平面配置では、スイッチ部40の導電体層41Bが配線14Aと配線14Eとを跨ぐように配置され、導電体層41Cが配線14Aと配線14Fとを跨ぐように配置され、導電体層41Dが配線14Aと配線14Gとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層41B、導電体層41C又は導電体層41Dが、配線14Aと配線14E、配線14F又は配線14Gとに同時に接続することにより、スイッチ部40がONの状態となる。これにより、有機EL素子30と電源部12とを含む回路が導通し、配線14E、配線14F又は配線14Gと、陽極配線33B、陽極配線33C又は陽極配線33Dと電気的に接続されている有機EL素子30の発光領域31B、発光領域31C又は発光領域31Dが発光する。
このように、スイッチ部40において導通させる導電体層と配線とを選択することにより、有機EL素子30の発光領域31を選択して駆動することができる。例えば、スイッチ部40において、導通させる導電体層と配線とを1つ選択することにより、有機EL素子30から発光領域を1つ選択して独立に発光させることができる。また、スイッチ部40において、導通させる導電体層と配線とを複数選択することにより、有機EL素子30において、複数の発光領域を同時に発光させることが可能である。従って、発光デバイス10では、スイッチ部40での駆動箇所の選択により、有機EL素子30の発光領域31を単独、又は、複数同時に発光させることが可能である。
なお、上述の第2実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、上述の第1実施形態の発光デバイス、及び、表示装置と各構成のレイアウトが異なるのみであるため、上述の第1実施形態の発光デバイス、及び、表示装置と同様の方法で製造することができる。
〈4.発光デバイス、及び、表示装置(第3実施形態)〉
次に、発光デバイス、及び、表示装置の第3実施形態について説明する。図10に、本実施の形態の表示装置の分解斜視図を示す。なお、第3実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、有機EL素子とスイッチ部を除き、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同様の構成とすることができる。このため、以下の説明では、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同様の構成については説明を省略する。
次に、発光デバイス、及び、表示装置の第3実施形態について説明する。図10に、本実施の形態の表示装置の分解斜視図を示す。なお、第3実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、有機EL素子とスイッチ部を除き、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同様の構成とすることができる。このため、以下の説明では、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同様の構成については説明を省略する。
[表示装置の構成]
図10に示す表示装置は、発光デバイス10と表示シート20と遮光シート22とを備え、遮光シート22を介して発光デバイス10と表示シート20とが貼り合わされて構成されている。
図10に示す表示装置は、発光デバイス10と表示シート20と遮光シート22とを備え、遮光シート22を介して発光デバイス10と表示シート20とが貼り合わされて構成されている。
発光デバイス10は、支持体15上に、1つの発光領域内に2層の発光層が積層された構成の有機EL素子50、第1電源部60A、第2電源部60B、スイッチ部70、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。そして、表示シート20が、発光デバイス10の有機EL素子50等が配置される側に配置されている。また、表示シート20には、発光デバイス10の有機EL素子50の発光領域に対応して、有機EL素子50から放出される光を透過する光透過部21が形成されている。遮光シート22にも、表示シート20と同様に、発光デバイス10の有機EL素子50の発光領域に対応して、表示シート20と同じ形状の光透過部23が形成されている。
図10に示す表示装置では、発光デバイス10のスイッチ部70において、第1電源部60A及び第2電源部60Bと有機EL素子50との電気的な接続のON/OFFを、積層された2層の発光層毎に独立して切り替えることにより、有機EL素子50の1つの発光領域において、2層の発光層の駆動を、発光層毎に制御することができる。そして、スイッチ部70において有機EL素子50のいずれかの発光層の駆動をONに切り替えることで、発光デバイス10から所定の光が放出される。この光が、遮光シート22の光透過部23、及び、表示シート20の光透過部21を透過することにより、表示シート20の光透過部21として形成されている特定のパターン形状の光が、表示装置の外部に取出される。
[発光デバイスの構成]
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイス10の構成について説明する。発光デバイス10の平面図を図11に示す。発光デバイス10は図11に平面図を示すように、有機EL素子50、第1電源部60A、第2電源部60B、スイッチ部70、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイス10の構成について説明する。発光デバイス10の平面図を図11に示す。発光デバイス10は図11に平面図を示すように、有機EL素子50、第1電源部60A、第2電源部60B、スイッチ部70、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
第1電源部60Aは、第1電源部60Aの本体61Aと、この本体61Aの外部に引出された正極62Aと負極63Aとを備える。また、第2電源部60Bは、第2電源部60Bの本体61Bと、この本体61Bの外部に引出された正極62Bと負極63Bとを備える。
発光デバイス10に搭載される有機EL素子50の構成を図12に示す。図12に示すように有機EL素子50は、基材56上において、[陰極/第1発光層/中間電極/第2発光層/陽極]の積層体を有する発光領域51と、積層体の陰極から外部に引出された陰極配線52と、積層体の陽極から外部に引出された陽極配線53と、積層体の中間電極から取出された中間電極配線54とを備える。
有機EL素子50は、発光領域51において、電流を印加する電極を選択することにより、第1発光層と第2発光層とをそれぞれ独立して発光させることができる。例えば、陰極と中間電極とに電流を印加した場合には、第1発光層が発光する。このとき、中間電極は第1発光層に対して陽極として作用する。また、陽極と中間電極とに電流を印加した場合には、第2発光層が発光する。このとき、中間電極は第2発光層に対して陰極として作用する。このように、中間電極は駆動する発光層に応じて、極性が転換する電極である。
図12に示す有機EL素子50は、陰極、陽極、中間電極の3つの電極を有する構成である。このため、有機EL素子50では、3つの電極から発光領域の外部に引出された、陰極配線52、陽極配線53、中間電極配線54を有する。
発光デバイス10は、有機EL素子50のように複数の発光層が積層された構成の有機EL素子が搭載される構成であってもよい。また、ここでは、1つの発光領域に2つの発光層が積層された例を説明するが、発光デバイス10は、1つの発光領域に3以上積層された発光層が、それぞれ独立して発光可能な構成や、複数の発光層が同時に発光する構成であってもよい。
また、図11に示すように、配線14は、支持体15上に形成されている。配線14は、第1電源部60Aとスイッチ部70、有機EL素子50とスイッチ部70、有機EL素子50と第1電源部60A、有機EL素子50と第2電源部60B、及び、第2電源部60Bとスイッチ部70とを電気的に接続するパターンが、それぞれ独立して配線14A、配線14B、配線14C、配線14D、及び、配線14Eとして形成されている。
具体的には、配線14Aは、第1電源部60Aの正極62Aからスイッチ部70まで形成されている。配線14Bは、スイッチ部70から有機EL素子50の中間電極配線54まで形成されている。配線14Cは、有機EL素子50の陰極配線52から第1電源部60Aの負極63Aまで形成されている。配線14Dは、有機EL素子50の陽極配線53から第2電源部60Bの正極62Bまで形成されている。配線14Eは、第2電源部60Bの負極63Bからスイッチ部70まで形成されている。
また、有機EL素子50の陰極配線52と配線14Cとは、第1導電体16Aを介して電気的に接続されている。第1電源部60Aの負極63Aと配線14Cとは、第2導電体16Bを介して電気的に接続されている。第1電源部60Aの正極62Aと配線14Aとは、第3導電体16Cを介して電気的に接続されている。有機EL素子50の陽極配線53と配線14Dとは、第4導電体16Dを介して電気的に接続されている。有機EL素子50の中間電極配線54と配線14Eとは、第5導電体16Eを介して電気的に接続されている。第2電源部60Bの正極62Bと配線14Dとは、第6導電体16Fを介して電気的に接続されている。第2電源部60Bの負極63Bと配線14Eとは、第7導電体16Gを介して電気的に接続されている。
第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C、第4導電体16D、第5導電体16E、第6導電体16F、及び、第7導電体16Gは、配線14A、配線14C、配線14D、及び、配線14E上において、陰極配線52、陽極配線53、中間電極配線54、正極62A、負極63A、正極62B、及び、負極63Bと、配線14A、配線14C、配線14D、及び、配線14Eとが平面位置で重複する領域以上の大きさに形成されている。
スイッチ部70は、図11に示すように、支持体72と、支持体72上にそれぞれ独立して形成された導電体層71A、及び、導電体層71Bとを備える。そして、図11に示すように、導電体層71A、及び、導電体層71Bが形成された面が配線14A、配線14B、及び、配線14E側となる向きで、発光デバイス10の支持体15上に配置される。
また、スイッチ部70の周辺の平面配置を図13に示す。図13に示すように、平面配置では、スイッチ部70の導電体層71Aが、配線14Aと配線14Bとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層71Aが、配線14Aと配線14Bとに同時に接続することにより、配線14Aと配線14Bとが電気的に接続され、スイッチ部70がONの状態となる。これにより、有機EL素子50と第1電源部60Aとを含む回路が導通し、陰極配線52及び中間電極配線54に電気的に接続されている陰極と中間電電極とに電流が印加され、有機EL素子50の第1発光層が発光する。
同様に、平面配置では、スイッチ部70の導電体層71Bが配線14Bと配線14Eとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層71Bが、配線14Bと配線14Eに同時に接続することにより、スイッチ部70がONの状態となる。これにより、有機EL素子50と第2電源部60Bとを含む回路が導通し、陽極配線53及び中間電極配線54に接続されている陽極と中間電電極とに電流が印加され、有機EL素子50の第2発光層が発光する。このように、スイッチ部70において導通させる導電体層と配線とを選択することにより、有機EL素子50の第1発光層と第2発光層、及び、第1電源部60Aと第2電源部60Bとを選択して駆動することができる。
なお、上述の第3実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、上述の第1実施形態の発光デバイス、及び、表示装置と各構成のレイアウトが異なるのみであるため、上述の第1実施形態の発光デバイス、及び、表示装置と同様の方法で製造することができる。
〈5.発光デバイス、及び、表示装置(第4実施形態)〉
次に、発光デバイス、及び、表示装置の第4実施形態について説明する。なお、第4実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、発光層が3層積層された構成の有機EL素子を備えるものであり、上述の第3実施形態と同様の構成とすることができる。このため、以下の説明では、上述の第3実施形態と同様の構成については説明を省略する。
次に、発光デバイス、及び、表示装置の第4実施形態について説明する。なお、第4実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、発光層が3層積層された構成の有機EL素子を備えるものであり、上述の第3実施形態と同様の構成とすることができる。このため、以下の説明では、上述の第3実施形態と同様の構成については説明を省略する。
[表示装置の構成]
表示装置は、発光デバイスと表示シートと遮光シートとを備え、遮光シートを介して発光デバイスと表示シートとが貼り合わされて構成されている。また、表示シートには、発光デバイスの有機EL素子の発光領域に対応して、有機EL素子から放出される光を透過する光透過部が形成されている。遮光シートにも、表示シートと同様に、発光デバイスの有機EL素子の発光領域に対応して、表示シートと同じ形状の光透過部が形成されている。
表示装置は、発光デバイスと表示シートと遮光シートとを備え、遮光シートを介して発光デバイスと表示シートとが貼り合わされて構成されている。また、表示シートには、発光デバイスの有機EL素子の発光領域に対応して、有機EL素子から放出される光を透過する光透過部が形成されている。遮光シートにも、表示シートと同様に、発光デバイスの有機EL素子の発光領域に対応して、表示シートと同じ形状の光透過部が形成されている。
[発光デバイスの構成]
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイスの構成について説明する。発光デバイスの平面図を図14に示す。図14に示す発光デバイス10は、支持体15上に、1つの発光領域内に3層の発光層が積層された構成の有機EL素子50、第1電源部60A、第2電源部60B、第3電源部60C、スイッチ部70、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
次に、上述の表示装置に用いられる発光デバイスの構成について説明する。発光デバイスの平面図を図14に示す。図14に示す発光デバイス10は、支持体15上に、1つの発光領域内に3層の発光層が積層された構成の有機EL素子50、第1電源部60A、第2電源部60B、第3電源部60C、スイッチ部70、及び、これらを電気的に接続する配線14を備える。
図14に示す発光デバイス10は、スイッチ部70において、第1電源部60A、第2電源部60B、及び、第3電源部60Cと、有機EL素子50との電気的な接続のON/OFFを、積層された3層の発光層毎に独立して切り替えることにより、有機EL素子50の1つの発光領域において、3層の発光層の駆動を、発光層毎に制御することができる。そして、スイッチ部70において有機EL素子50のいずれかの発光層の駆動をONに切り替えることで、発光デバイス10から所定の光が放出される。この光が、遮光シート22の光透過部23、及び、表示シート20の光透過部21を透過することにより、表示シート20の光透過部21として形成されている特定のパターン形状の光が、表示装置の外部に取出される。
第1電源部60Aは、第1電源部60Aの本体61Aと、この本体61Aの外部に引出された正極62A及び負極63Aとを備える。また、第2電源部60Bは、第2電源部60Bの本体61Bと、この本体61Bの外部に引出された正極62B及び負極63Bとを備える。第3電源部60Cは、第3電源部60Cの本体61Cと、この本体61Cの外部に引出された正極62C及び負極63Cとを備える。
発光デバイス10に搭載される有機EL素子50の構成を図15に示す。図15に示すように有機EL素子50は、基材56上において、[陰極/第1発光層/第1中間電極/第2発光層/第2中間電極/第3発光層/陽極]の積層体を有する発光領域51と、積層体の陰極から外部に引出された陰極配線52と、積層体の陽極から外部に引出された陽極配線53と、積層体の第1中間電極から取出された第1中間電極配線54と、積層体の第2中間電極から取出された第2中間電極配線55とを備える。
有機EL素子50は、発光領域51において、電流を印加する電極を選択することにより、第1発光層と第2発光層と第3発光層とをそれぞれ独立して発光させることができる。例えば、陰極と第1中間電極とに電流を印加した場合には、第1発光層が発光する。このとき、第1中間電極は第1発光層に対して陽極として作用する。また、陽極と第2中間電極とに電流を印加した場合には、第3発光層が発光する。このとき、第2中間電極は第3発光層に対して陰極として作用する。また、第1中間電極と第2中間電極とに電流を印加した場合には、第2発光層が発光する。このとき、第1中間電極は第2発光層に対して陰極として作用し、第2中間電極は第2発光層に対して陽極として作用する。このように、第1中間電極及び第2中間電極は、駆動する発光層に応じて、極性が転換する電極である。
また、図15に示す有機EL素子50は、陰極、陽極、第1中間電極及び第2中間電極の4つの電極を有する構成である。このため、有機EL素子50では、4つの電極から発光領域の外部に引出された、陰極配線52、陽極配線53、第1中間電極配線54、及び、第2中間電極配線55を有する。
また、図14に示すように、配線14は、支持体15上に形成され、第1電源部60Aとスイッチ部70、有機EL素子50とスイッチ部70、第1電源部60Aと有機EL素子50、第2電源部60Bと有機EL素子50、第2電源部60Bとスイッチ部70、有機EL素子50と第3電源部60C、及び、第3電源部60Cとスイッチ部70を電気的に接続するパターンが、それぞれ独立したパターンの配線14A、配線14B、配線14C、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14Gとして形成されている。
具体的には、配線14Aは、第1電源部60Aの正極62Aからスイッチ部70まで形成されている。配線14Bは、スイッチ部70から有機EL素子50の第1中間電極配線54まで形成されている。配線14Cは、有機EL素子50の陰極配線52から第1電源部60Aの負極63Aまで形成されている。配線14Dは、有機EL素子50の陽極配線53から第2電源部60Bの正極62Bまで形成されている。配線14Eは、第2電源部60Bの負極63Bからスイッチ部70まで形成されている。配線14Fは、有機EL素子50の第2中間電極配線55から第3電源部60Cの正極62Cまで形成されている。配線14Gは、第3電源部60Cの負極63Cからスイッチ部70まで形成されている。
また、有機EL素子50の陰極配線52と配線14Cとは、第1導電体16Aを介して電気的に接続されている。第1電源部60Aの負極63Aと配線14Cとは、第2導電体16Bを介して電気的に接続されている。第1電源部60Aの正極62Aと配線14Aとは、第3導電体16Cを介して電気的に接続されている。有機EL素子50の陽極配線53と配線14Dとは、第4導電体16Dを介して電気的に接続されている。有機EL素子50の第1中間電極配線54と配線14Eとは、第5導電体16Eを介して電気的に接続されている。有機EL素子50の第2中間電極配線55と配線14Fとは、第6導電体16Fを介して電気的に接続されている。第2電源部60Bの正極62Bと配線14Dとは、第7導電体16Gを介して電気的に接続されている。第2電源部60Bの負極63Bと配線14Eとは、第8導電体16Hを介して電気的に接続されている。第3電源部60Cの正極62Cと配線14Fとは、第9導電体16Iを介して電気的に接続されている。第3電源部60Cの負極63Cと配線14Gとは、第10導電体16Jを介して電気的に接続されている。
第1導電体16A、第2導電体16B、第3導電体16C、第4導電体16D、第5導電体16E、第6導電体16F、第7導電体16G、第8導電体16H、第9導電体16I、及び、第10導電体16Jは、配線14A、配線14C、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14G上において、陰極配線52、陽極配線53、第1中間電極配線54、第2中間電極配線55、正極62A、負極63A、正極62B、負極63B、正極62C、及び、負極63Cと、配線14A、配線14A、配線14C、配線14D、配線14E、配線14F、及び、配線14Gとが平面位置で重複する領域以上の大きさに形成されている。
スイッチ部70は、図16に示すように、支持体72と、支持体72上にそれぞれ独立して形成された導電体層71A、導電体層71B、及び、導電体層71Cとを備える。そして、図14に示すように、導電体層71A、導電体層71B、及び、導電体層71Cが形成された面が配線14A、配線14B、配線14E、配線14F、及び、配線14G側となる向きで、発光デバイス10の支持体15上に配置される。
また、スイッチ部70の周辺の平面配置を図16に示す。図16に示すように、平面配置では、スイッチ部70の導電体層71Aが、配線14Aと配線14Bとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層71Aが、配線14Aと配線14Bとに同時に接続することにより、配線14Aと配線14Bとが電気的に接続され、スイッチ部70がONの状態となる。これにより、有機EL素子50と第1電源部60Aとを含む回路が導通し、陰極配線52及び第1中間電極配線54に電気的に接続されている陰極と第1中間電電極とに電流が印加され、有機EL素子50の第1発光層が発光する。
同様に、平面配置では、スイッチ部70の導電体層71Bが配線14Eと配線14Fとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層71Bが、配線14Eと配線14Fに同時に接続することにより、スイッチ部70がONの状態となる。これにより、有機EL素子50と第2電源部60Bとを含む回路が導通し、陽極配線53及び第2中間電極配線55に接続されている陽極と第2中間電電極とに電流が印加され、有機EL素子50の第3発光層が発光する。
また、平面配置では、スイッチ部70の導電体層71Cが配線14Bと配線14Gとを跨ぐように配置されている。このため、導電体層71Cが、配線14Bと配線14Gに同時に接続することにより、スイッチ部70がONの状態となる。これにより、有機EL素子50と第3電源部60Cとを含む回路が導通し、第1中間電極配線54及び第2中間電極配線55に接続されている第1中間電極と第2中間電電極とに電流が印加され、有機EL素子50の第2発光層が発光する。このように、スイッチ部70において導通させる導電体層と配線とを選択することにより、有機EL素子50の第1発光層、第2発光層、及び、第3発光層と、第1電源部60A、第2電源部60B、及び、第3電源部60Cとを選択して駆動することができる。
なお、上述の第4実施形態の発光デバイス、及び、表示装置は、上述の第1実施形態の発光デバイス、及び、表示装置と各構成のレイアウトが異なるのみであるため、上述の第1実施形態の発光デバイス、及び、表示装置と同様の方法で製造することができる。
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
10・・・発光デバイス、11,30,50・・・有機EL素子、11A,31,31A,31B,31C,31D,51・・・発光領域、11B,32,52・・・陰極配線、11C,33,33A,33B,33C,33D,53・・・陽極配線、11D,34,56・・・基材、12・・・電源部、12A,62A,62B,62C・・・正極、12B,63A,63B,63C・・・負極、12C,61A,61B,61C・・・電源部本体、13,40,70・・・スイッチ部、13A,41A,41B,41C,41D,71A,71B,71C・・・導電体層、13B,15,42,72・・・支持体、13C・・・スペーサ、14,14A,14B,14C,14D,14E,14F,14G・・・配線、16A・・・第1導電体、16B・・・第2導電体、16C・・・第3導電体、16D・・・第4導電体、16E・・・第5導電体、16F・・・第6導電体、16G・・・第7導電体、16H・・・第8導電体、16I・・・第9導電体、16J・・・第10導電体、20・・・表示シート、21,23・・・光透過部、22・・・遮光シート、54・・・中間電極配線(第1中間電極配線)、55・・・第2中間電極配線、60A・・・第1電源部、60B・・・第2電源部、60C・・・第3電源部
Claims (15)
- 支持体と、
前記支持体上に形成された配線と、
前記支持体上に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記支持体上に配置された電源部と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記電源部との間に設けられたスイッチと、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極配線と前記配線との間に形成された第1導電体と、
前記電源部の負極と前記配線との間に形成された第2導電体と、
前記電源部の正極と前記配線との間に形成された第3導電体と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極配線と前記配線との間に形成された第4導電体と、を備える
発光デバイス。 - 前記第1導電体、前記第2導電体、前記第3導電体、及び、前記第4導電体の少なくとも1つ以上が等方性導電体である請求項1に記載の発光デバイス。
- 前記等方性導電体が、導電性フィラーとして銀、及び、銅から選ばれる少なくとも1種以上を含む請求項2に記載の発光デバイス。
- 前記第1導電体、前記第2導電体、前記第3導電体、及び、前記第4導電体の少なくとも1つ以上の形成領域は、各導電体が接続する前記陽極配線、前記陰極配線、前記正極、又は、前記負極と、前記配線とが平面配置で重なる領域よりも、大きい領域に形成されている請求項2に記載の発光デバイス。
- 前記第1導電体、前記第2導電体、前記第3導電体、及び、前記第4導電体の少なくとも1つ以上と、前記配線とが接触する面積が、2mm2以上400mm2以下である請求項4に記載の発光デバイス。
- 前記配線が、導電性ペースト、及び、金属ナノインクから選ばれる少なくとも1種以上を含む請求項1に記載の発光デバイス。
- 前記配線の幅が2mm以上である請求項6に記載の発光デバイス。
- 前記電源部の厚さが2mm以下であり、且つ、前記電源部が、前記有機エレクトロルミネッセンス素子、前記配線、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記陰極配線及び前記陽極配線と前記配線との接続部分、並びに、前記電源部の前記正極及び前記負極と前記配線との接続部分よりも厚い請求項1に記載の発光デバイス。
- 支持体と、前記支持体上に形成された配線と、前記支持体上に配置された有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記支持体上に配置された電源部と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子と前記電源部との間に設けられたスイッチと、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極配線と前記配線との間に形成された第1導電体と、前記電源部の負極と前記配線との間に形成された第2導電体と、前記電源部の正極と前記配線との間に形成された第3導電体と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極配線と前記配線との間に形成された第4導電体と、を含む発光デバイスと、
前記発光デバイス上と覆う表示シートと、を備え、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が配置される領域内において、前記表示シートに光透過部が設けられている
表示装置。 - 前記光透過部以外の領域に、遮光シートを備える請求項9に記載の表示装置。
- 支持体上に有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部とを備える発光デバイスの製造方法であって、
前記支持体上に配線を印刷する配線形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極配線と前記配線とを接続する領域に第1導電体を形成し、前記電源部の負極と前記配線とを接続する領域に第2導電体を形成し、前記電源部の正極と前記配線とを接続する領域に第3導電体を形成し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極配線と前記配線とを接続する領域に第4導電体を形成する、導電体形成工程と、
前記配線に前記有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部とを接続する実装工程と、を有する
発光デバイスの製造方法。 - 前記配線の印刷を、インクジェット法、スクリーン印刷法、又は、ディスペンサ印刷法を用いて行う請求項11に記載の発光デバイスの製造方法。
- 表示シートと、支持体上に有機エレクトロルミネッセンス素子及び電源部を有する発光デバイスとを備える表示装置の製造方法であって、
前記支持体上に配線を印刷する配線形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陰極配線と前記配線とを接続する領域に第1導電体を形成し、前記電源部の負極と前記配線とを接続する領域に第2導電体を形成し、前記電源部の正極と前記配線とを接続する領域に第3導電体を形成し、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極配線と前記配線とを接続する領域に第4導電体を形成する、導電体形成工程と、
前記配線に前記有機エレクトロルミネッセンス素子と電源部とを接続する実装工程と、
光透過部を有する前記表示シートを、前記光透過部が発光領域内となるように位置合わせして前記支持体側に貼り合わせる工程と、を有する
表示装置の製造方法。 - 前記表示シートと、前記発光デバイスとの間に、接合層を形成する請求項13に記載の表示装置の製造方法。
- 前記表示シートと前記発光デバイスとの間に遮光シートを配置し、前記表示シートと前記支持体とを貼り合わせる請求項13に記載の表示装置の製造方法。
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