背景技术
电致发光(EL)装置包括:透明基板;以及形成在透明基板上的发光单元,其中发光单元包括正电极、负电极以及设置在正电极和负电极之间的发光层。当在电极之间施加电压时,用作载流子的电子和空穴被注入到发光层中并且彼此再结合以生成激子,由此EL装置发光。
一般地,能够将EL装置分类为有机EL装置和无机EL装置。有机EL装置使用有机材料作为发光层的发光材料(诸如荧光材料和磷光材料等)。无机EL装置采用无机材料作为发光材料。有机EL装置具有以下优势:其能够在施加低电压的情况下进行高亮度的发光;其能够通过改变发光材料的类型来选择各种发光颜色;并且能够容易地将其制造为平面状的发光板。由于这些优势,近年来,有兴趣将有机EL装置应用于照明设备。
发光单元具有由ITO形成的透明电极,该ITO具有相对较大的面内电阻。因此,透明电极相对于发光层的电位梯度变得大。这引起发光层的面内的亮度的偏差。为了抑制这种亮度的偏差,已发明一种包括用于将正电极和负电极取出到发光板外部的多个供电电极的平面状发光装置。通过这一结构,能够减小相对于发光层的电位梯度(例如,参考日本专利特开2010-232286A)。
图7A和7B示出使用这样的平面状发光板的发光模块的例子。发光模块101包括:具有发光单元102的发光板103;用于向发光板103的发光单元102供给电力的电路板104;以及容纳有发光板103和电路板104的盒单元105。在发光模块中,沿着发光板103的周缘配置有多个供电电极(103a,103b)。多个供电电极(103a,103b)各自与发光单元102的正电极或者负电极电气连接。盒单元105包括盒本体150和盖151。发光板103由盒本体150支撑。将盖151配置在盒本体150的非发光侧(在配置有发光板103一侧的相反侧)。盖151用于保护电路板104等。多个供电电极(103a,103b)中的一部分供电电极通过布线107与电路板104电气连接。具有相同极性的供电电极通过布线108彼此相连接。
当连接这些电极时,采用一种将包括诸如铝等的引线用于布线的引线接合方法。一般地,在引线接合方法中,如图8A中所示,将布线(107,108)设置为弓形以具有一定的松弛,从而避免由诸如引线的热伸展和收缩等而引起的引线断裂。
关于这样的发光模块,已经期望在使模块形状纤薄的情况下增大发光面积。增大发光面积的一种方式是增大发光层的尺寸。为了实现这一目的,需要如图7A、7B中所示在发光板103的周缘配置多个供电电极。然而,当借助引线接合方法通过布线108将设置在发光板103周缘的供电电极103a彼此相连接、并且将供电电极103b彼此相连接时,需要模块具有充分的空间以容纳引线(各个引线配置为弓形)。因此,如图8A中所示,需要将模块的盖151设计为在其周缘具有预定厚度(充分的“高度”)。在该结构中,用户可能感觉模块相对较厚(用户可能产生厚度感)。为了抑制这样的厚度感,可以对盖151的周缘进行倒角。然而在本例中,如图8B中所示,布线108可能与盖151的内面接触而被损坏。
发明内容
考虑到上述问题作出了本发明,并且本发明的目的在于提供一种具有纤薄形状的发光模块,该发光模块减小用于容纳发光板的盒单元的厚度感(即,该发光模块减小了其周缘的厚度)。
为了实现上述目的,本发明的发光模块包括:发光板,具有发光单元和多个供电电极,所述发光单元包括正电极、负电极以及设置在所述正电极与所述负电极之间的发光层,所述多个供电电极各自与所述正电极或者所述负电极电气连接;电路板,与所述供电电极电气连接并且用于向所述发光单元供给电力;以及盒单元,用于容纳所述发光板和所述电路板,其中,所述多个供电电极配置在所述发光板的周缘区域,其中,所述电路板配置在所述发光板的比周缘区域更加靠近中央的区域,并且其中,通过从所述发光板的更加靠近中央的区域向周缘区域延伸的布线而获得在所述供电电极与所述电路板之间的电气连接。
在上述发光模块中,优选为所述供电电极以具有相同极性的供电电极彼此不相邻接的方式配置。
在上述发光模块中,优选为在所述电路板上安装有电路组件,所述电路组件集中配置在所述发光板的更加靠近中央的区域。
在上述发光模块中,优选为所述发光模块还包括用于布线连接的焊盘板,所述焊盘板配置在比所述供电电极更加靠近中央的区域,并且通过***所述焊盘板而获得在所述供电电极与所述电路板之间的电气连接。
在上述发光模块中,优选为所述电路板与所述焊盘板分离配置。
在上述发光模块中,优选为所述多个供电电极沿着所述发光板的边配置,以及所述多个供电电极与所述电路板通过多个所述布线而电气连接,所述多个布线各自在与所述多个供电电极的配置方向正交的方向上延伸。
在上述发光模块中,优选为所述盒单元包括用于安装所述发光板和所述电路板的盒本体,所述盒本体在与所述发光板的所述多个供电电极相对应的位置形成有多个开口,所述电路板配置在所述盒本体的安装所述发光板的面的背侧的面上比所述多个开口更加靠近中央的区域,并且与所述多个供电电极中的各个供电电极相连接的布线配置为通过所述多个开口中的与该供电电极相对应的开口延伸。
优选为所述发光模块还包括用于布线连接的焊盘板,所述焊盘板配置在所述盒本体的配置所述电路板的面上比所述多个开口更加靠近中央的区域,所述多个供电电极中的各个供电电极经由通过所述多个开口中的与该供电电极相对应的开口在与所述多个供电电极的配置方向正交的方向上延伸的布线而与所述焊盘板电气连接,以及所述焊盘板通过在与所述多个供电电极的配置方向正交的方向上延伸的布线而与所述电路板电气连接。
在上述发光模块中,优选为所述发光单元为包括平面状正电极、平面状负电极以及设置在所述平面状正电极与所述平面状负电极之间的发光层的电致发光装置。
根据本发明,通过从发光板的更加靠近中央的区域向周缘区域延伸的布线获得在供电电极与电路板之间的电气连接。因此,布线的顶头部位于发光板的比周缘区域更加靠近中央的位置。通过这一结构,即使在使用具有被倒角的周缘的盖的情况下,布线也变得更难接触到盖的内面。因此,本发明能够抑制发光模块的厚度感,并且能够提供纤薄形状的发光模块。
具体实施方式
参考图1至5说明根据本发明的实施例的发光模块。如图1的A和B中所示,本实施例的发光模块1包括:具有发光单元2的发光板3;用于向发光单元2供给电力的电路板4;以及容纳有发光板3和电路板4的盒单元5。发光单元2包括正电极2a、负电极2c以及设置在正电极与负电极之间的发光层2b(以下详细说明)。在本实施例中,发光单元包括有机EL装置。在本实施例中,正电极2a、发光层2b以及负电极2c各自形成为平面的形状(平面视图中的矩形形状)。发光板3具有各自与发光单元2的正电极2a或者负电极2c电气连接的多个供电电极(3a,3b)。换言之,发光板3具有各自与正电极2a电气连接的多个第一供电电极3a以及各自与负电极2c电气连接的多个第二供电电极3b。多个供电电极(3a,3b)配置在发光板3的周缘区域,并且与电路板4电气连接。在本实施例中,沿着发光板3的边配置多个供电电极(3a,3b)。电路板4配置在发光板3的比周缘区域更加靠近中央的区域。在本实施例中,发光模块1用于在图中示出的虚线箭头的方向上发光。在以下说明中,将虚线箭头的方向称作“发光方向”,并且将虚线箭头的正对方向称作“非发光方向”。
发光模块1包括用于布线连接的焊盘板(焊盘板)6。特别是在本实施例中,发光模块包括一对焊盘板6。焊盘板6配置在比多个供电电极(3a,3b)更加靠近中央的区域。各个供电电极(3a,3b)通过焊盘板6与电路板4电气连接。通过布线7而获得在电路板4与焊盘板6之间的电气连接。通过布线8(8a,8b)而分别获得在焊盘板6与供电电极(3a,3b)之间的电气连接。在本例中,将第一供电电极3a定义为与发光单元2的正电极2a相连接的电极。此外,将第二供电电极3b定义为与发光单元2的负电极2c相连接的电极。布线(7,8)各自从发光板3的更加靠近中央的区域向周缘区域延伸。在本实施例中,布线8各自在与该布线8所连接的供电电极(3a,3b)的配置方向正交的方向上延伸。布线7也在与供电电极(3a,3b)的配置方向正交的方向上延伸。
盒单元5包括:用于支持发光板3的盒本体50;以及用于保护电路板4等的盖51。盖51配置在相对于盒本体50的非发光方向。根据发光模块1的计划用途而相应地确定发光板3的形状。盒单元5形成为与发光板3的形状相对应的形状。在本例中,发光板3形成为如图中所示的长方形。盒单元5能够包括诸如ABS树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂等的塑料材料;或者包括诸如在表面上进行了绝缘处理的铝板等的金属材料。
盒本体50形成为具有在发光方向上开口的凹部52(参考图4)的罐状。发光板3安装在凹部52中。凹部52的底部包括用于支持发光板3的支持部53以及用于向非发光方向侧露出多个供电电极(3a,3b)的多个开口54。开口54分别形成在与供电电极(3a,3b)相对应的位置。发光板3通过粘合构件(图中未示出)安装至支持部53。粘合构件优选为用作缓冲器、填料等。电路板4与焊盘板6配置在支持部53的非发光方向侧的表面上。电路板4配置在支持部53的更加靠近中央的区域上。电路板4配置为与支持部53的长边方向平行。将一对焊盘板6配置在电路板4的两端以使得将电路板4配置在一对焊盘板6之间。焊盘板6各自配置为与支持部53的长边方向正交。电路板4与焊盘板6各自通过诸如丙烯酸双面胶带等固定至支持部53,其中丙烯酸双面胶带中包含有具有优良的耐热性能、优良的耐湿性能以及优良的应力缓和性能的芯材料。支持部53设置有盖51与之卡定的卡定部55。
换言之,盒本体50具有周壁59(参考图4),在矩形平板形状的支持部53的外周缘形成该周壁59以使得周壁59围绕支持部53。凹部52包括由支持部53以及周壁59所围绕的空间。发光板3安装至凹部52。在支持部53的长边方向上的两端的与发光板3的供电电极(3a,3b)相对应的位置形成多个开口54。开口54沿着支持部53的侧边缘并排形成。电路板4与焊盘板6配置在盒本体50的与安装发光板3的一侧的相反侧上(即,配置在盒本体50的非发光方向侧的面上)。电路板4与焊盘板6配置在与盒本体50的多个开口54的位置相比更加靠近中央的位置。电路板4配置在与焊盘板6的配置位置相比更加靠近中央的位置。焊盘板6配置为以使得其长边方向沿着多个开口54的配置方向延伸。
盖51形成为具有在发光方向上开口的凹部56(参考图4)的罐形状。该凹部56提供用于容纳电路板4、焊盘板6以及布线(7、8)的空间。对盖51的外周缘倒角以使得其向盖51的边缘倾斜。盖51具有在其中央区域处形成的更加凹陷的凹部57。凹部57提供用于容纳安装在电路板4上的各种电路组件41的空间。在盖51的侧面形成有与盒本体50的卡定部55相卡定的卡定部58。盖51形成为具有使得在形成在两个侧面的卡定部58与卡定部55相卡定的情况下在支持部53形成的全部多个开口54都被盖51所覆盖的尺寸(参考图5)。
电路板4包括设置有印刷电路(图中未示出)以及用于通过布线7与焊盘板6相连接的端子(42a,42b)(参考图2)的通用印刷电路板。电路板优选为包括诸如通过以环氧树脂浸渍玻璃纤维布然后使之硬化而制成的玻璃纤维板(例如,FR-4(阻燃型4))等的具有耐燃性与低导电率性能的基板。在电路板4上设置有诸如用于接收来自设置在发光模块1的外部的调光装置等的调光控制信号的调光控制电路、用于控制向发光板3供给的电流的电流控制电路等的各种电路组件41。印刷电路的各个端子(42a,42b)优选为镀金等。在电路板4上设置有用于接收来自外部的电力并且与其它发光模块1相连接的连接器(图中未示出)。盖51形成有端子开口(图中未示出),通过该端子开口而露出连接器。
焊盘板6包括与电路板4的类似的通用印刷电路板。如图2中所示,焊盘板6设置有各自形成为与焊盘板6的长边方向平行的正电极线6a与负电极线6b。即,以使得正电极线6a与负电极线6b各自沿着供电电极(3a,3b)的配置方向延伸的方式来配置焊盘板6。正电极线6a通过布线7a与电路板4的正极侧端子42a电气连接,并且负电极线6b通过布线7b与电路板4的负极侧端子42b电气连接。如上所述,布线7(7a,7b)各自配置为从发光板3的更加靠近中央的区域向发光板3的周缘区域延伸。正电极线6a通过布线8a与第一供电电极3a电气连接,并且负电极线6b通过布线8b与第二供电电极3b电气连接。如上所述,将在供电电极(3a,3b)与焊盘板6的正电极线6a或者负电极线6b之间连接的布线8(8a,8b)各自配置为从发光板3的更加靠近中央的区域向发光板3的周缘区域延伸。在本实施例中,布线8(8a,8b)各自在与供电电极(3a,3b)的配置方向正交的方向上延伸以使得通过多个开口54中的一个(参考图1的B)。正电极线6a与负电极线6b可以以只露出端子的方式以绝缘材料覆盖(图中未示出)。
以下参考图1的A、图1的B和图3来说明发光板3的结构。发光板3包括:具有透光性的基板31;形成在基板31上的发光单元2;以及覆盖发光单元2的外侧的密封件。发光单元2包括:包括透明导电膜的正电极2a;具有发光功能的发光层2b;以及具有反光性能的负电极2c,其中正电极2a、发光层2b以及负电极2c按该顺序堆叠在基板31上。
基板31包括诸如钙钠玻璃或者无碱玻璃等的透光性玻璃,或者包括透光性树脂材料。基板31形成为矩形板状。基板31中可以含有荧光体,该荧光体由发光层2b的光所激发并且发出具有比发光层2b的光更长波长的光。
正电极2a用于将空穴注入发光层2b中。正电极2a包括诸如具有较大功函数的金属、合金、导电化合物或者上述的混合物等的电极材料,并且优选为包括具有4[ev]以上的功函数的材料。优选为正电极2a的电极材料为ITO(铟锡氧化物)、SnO2(氧化锡)、ZnO(氧化锌)等的透光性导电材料。通过以真空蒸镀法、溅射法等将这些电极材料沉积并且图案化而在基板31的表面上形成正电极2a。
通过使用诸如蒽、荼、芘、并四苯、三(8-羟基喹啉)铝配位体、三(4-甲基-8-喹啉)铝配位体或者联苯乙烯衍生物等;包括上述发光元素作为基团的化合物或者高分子材料;各种荧光色素;或者上述的混合物形成发光层2b。在本例中,发光板3为发光层2b使用有机材料,但是本发明不限于此。可以将无机材料用于发光层2b。通过以真空蒸镀法等将上述材料沉积并且图案化而在正电极2a的表面上形成发光层2b。发光层2b可以包括由不同材料形成的多个层,并且还可以包括用于调整在这些层之间的电位的缓冲层等。
负电极2c用于将电子注入发光层2b中。负电极2c包括具有较小功函数的金属、合金、导电化合物或者上述的混合物等的电极材料,并且优选为包括具有5[ev]以下的功函数的材料。优选为负电极2c的电极材料为锂、铝、铝锂合金、镁和银的混合物、铝和三氧化二铝的混合物、铝和氟化锂的混合物等的反射性导电材料。通过与正电极2a相似的方法形成负电极2c。
优选在正电极2a与发光层2b之间设置用于促进从正电极2a到发光层2b的空穴注入效果的空穴注入/输送层(图中未示出)。优选在发光层2b与负电极2c之间设置用于促进从负电极2c到发光层2b的电子注入效果的电子注入/输送层(图中未示出)。
将发光板3形成为上述结构,并且发光层2b在从电路板4供给预定电力的情况下发光。从发光层2b发出的光(由负电极2c反射并且)透过正电极2a,并且从基板31侧引出至发光板3的外部。优选为在发光板3的发光面上(在发光板3的发光方向侧的表面上)设置用于保护基板31避免受到损伤或者染污的由丙烯酸树脂等制成的保护层、用于改进从基板31侧的光引出效率的扩散层等(图中未示出)。
一般地,透明电极材料(诸如ITO等)作为导电材料具有相对较小的电导率。因此,在通常需要具有更大面积的发光单元2的发光板3中,电压很可能随着到供电点的距离增大而逐渐下降。这可能引起发光单元2的亮度偏差。为了解决该问题,本实施例还包括能够抑制在由诸如ITO等制成的电极中的电压下降的图案化金属的辅助电极。
将辅助电极形成为以使得其在形成发光层2b的位置具有开口,从而不干扰向基板31侧的发光。通过溅射法等形成辅助电极。辅助电极的开口的周缘与(由ITO等制成的)正电极2a相接触,并且辅助电极的某些部分延伸以形成上述用于引出的正电极的第一供电电极3a的图案(参考图1的A,图2)。例如,在正电极2a在平面视图中形成为矩形形状的情况下,辅助电极优选形成为围绕正电极2a的矩形框形状。在此结构中,第一供电电极3a可能包括从辅助电极的边中沿着发光板3的短边方向的两边,向发光板3的长边方向延伸的多个矩形导电部(参考图1的A)。优选为在辅助电极和/或者第一供电电极3a上设置有由诸如聚酰亚胺、环氧树脂等的具有较小电导率的材料制成的绝缘膜(图中未示出),以防止在负电极2c与辅助电极或者第一供电电极3a之间的短路。第一供电电极3a(以及辅助电极)优选由具有对ITO的优良粘着性、具有优良的导电性、很难因湿度和热而变质并且能够通过超声波接合法而被接合的金属制成。例如,它可以包括:钼层、铝层和钼层的三层溅射膜;银-钯-铜的合金膜等。
此外,用于引出的负电极的第二供电电极3b以使得与负电极2c相接触并且不与正电极2a和第一供电电极3a相接触的方式在基板31上形成图案。第二供电电极3b能够由为第一供电电极3a列举的金属制成。第二供电电极3b能够由与第一供电电极3a相同的材料制成。当形成第二供电电极3b时,能够将其形成为负电极2c的辅助电极的一部分。能够在同一处理中同时形成这些供电电极(3a,3b)。在供电电极的图案化之后,形成了发光单元2(具有发光层2b等)。优选为在形成发光单元2的负电极2c时负电极2c与第二供电电极3b电气连接。这些电极与发光单元2各自以纳米级大小的薄膜形成,并且与基板31相比能够被视为实质上几乎没有厚度。
如图1的A和图2中所示,以具有相同极性的供电电极(3a,3b)配置为彼此不相邻接的方式来配置多个供电电极(3a,3b)。即,将相同极性的供电电极(3a,3b)配置在彼此远离的位置。因此,供电点的位置分散开,使得对发光单元2的施加电压能够均一化。作为结果,能够减小亮度的偏差。
如图1的A中所示,将密封件32粘合固定至基板31从而在露出供电电极(3a,3b)的情况下覆盖发光单元2等。密封件32包括具有优良的密封性能的没有小孔的铜箔。密封件32通过诸如环氧树脂、硅酮树脂等的非导电性粘合剂固定至基板31。由此,在密封件32与发光单元2之间形成包括非导电性粘合剂的绝缘部(图中未示出),并且因此使得密封件32与发光单元2不接触。该结构使得能够防止在密封件32与发光单元2之间的短路。
如图4中所示,电路板4与焊盘板6通过接合布线7而连接,并且焊盘板6与供电电极(3a,3b)通过接合布线8而连接。布线(7,8)各自优选为包括纯铝线。纯铝线能够通过超声波接合法在常温下在短时间内与各个端子相连接。根据发光板3的材料、消耗电流等来确定各个布线(7、8)的大小(直径)。
在上面的发光模块1中,将在供电电极(3a,3b)与焊盘板6之间连接的各个布线8配置为以使得在从发光板3的更加靠近中央的区域向发光板3的周缘区域延伸。因此,布线8的顶头部位于发光板3的比周缘区域更加靠近中央的位置。通过这一结构,布线8变得即使在使用具有被倒角的周缘部的盖51的情况下也更难接触到盖51的内面。因此,本实施例能够使用如图5所示的具有被倒角的周缘部的盖51,能够抑制发光模块1的厚度感,并且能够提供纤薄的形状的发光模块1。
如图1的A中所示,在发光模块1中,将安装在电路板4上的电路组件41集中配置在发光板3的更加靠近中央的区域。通过这一结构,尽管发光模块1的中央区域可能变得较厚,但是发光模块1的其它区域能够如图5中所示变得较薄。因此,能够将该模块本身形成为纤薄的形状。此外,能够将用于在多个发光模块1之间连接的电线配置在发光模块1的“变薄的区域”的外部的空间。因此,该结构使得能够增大对安装发光模块1的照明设备的设计的自由度。
在本实施例中,焊盘板6配置在比供电电极(3a,3b)(即,比开口54)更加靠近中央的区域。此外,在本实施例中,供电电极(3a,3b)通过焊盘板6与电路板4电气连接(参考图2)。因此,能够通过使焊盘板6位于供电电极(3a,3b)附近来缩短布线8的长度。通过这一结构,能够最小化由电路板4的发热等所引起的布线8的伸展/收缩量,并且因此能够最小化施加在连接点与布线8上的热应力。因此,该结构使得能够抑制布线8的断裂的发生。此外,在本实施例中,电路板4与焊盘板6被分离地配置,并且通过布线7相连接。通过这一结构,在焊盘板6和供电电极(3a,3b)之间连接的布线8很难受到电路板4的热伸展/收缩的影响。因此,该结构使得能够抑制布线8的断裂的发生。
在本实施例中,发光板3安装至盒本体50中支持部53的正侧面上(在发光方向侧的面上),并且电路板4安装至盒本体50中支持部53的背侧面上(在非发光方向侧的面上)。该结构使得在发光板3的发光单元2与电路板4之间能够可靠地绝缘。此外,该结构使得能够将发光模块1制造成小型的尺寸。在盒本体50的支持部53的各自与发光板3的供电电极(3a,3b)的位置相对应的位置形成有开口54。布线8从供电电极(3a,3b)延伸以使得通过多个开口54中的为相对应的供电电极(3a,3b)而形成的一个。该结构使得能够防止在第一供电电极3a与第二供电电极3b之间的短路的发生。
接着,将参考图6说明本实施例的发光模块的变形例。在该变形例的发光模块1中,在电路板4上形成有图案化的电路(图中未示出)。将图案化的电路配置为与供电电极(3a,3b)平行。供电电极(3a,3b)与电路板4通过布线9直接电气连接。这里,电路板4设置有用于连接布线9的端子(43a,43b)。即,第一供电电极3a与电路板4的正极侧端子43a通过布线9a电气连接,并且第二供电电极3b与电路板4的负极侧端子43b通过布线9b电气连接。在本例中,布线9(9a,9b)各自从发光板3的更加靠近中央的区域向周缘区域延伸,与上述的布线8(参考图2)相似。布线9(9a,9b)各自从供电电极(3a,3b)延伸以使得通过多个开口54中的为相对应的供电电极(3a,3b)而形成的一个。其它结构与上述实施例相似。
通过这一结构,在制造模块时不需要将多个基板固定至盒本体并且不需要在其间电气连接。即,该结构使得能够简化工作流程并且改进模块的生产率。
本发明不限于上述实施例并且可以进行各种修改,只要供电电极在发光板的周缘部并列配置并且供电电极与电路板通过从发光板的更加靠近中央的区域向周缘区域延伸的布线相连接。例如,尽管在上述实施例中供电电极(3a,3b)形成在发光板3的长边方向的两端,但是供电电极还可以形成在与其正交的方向的两端(即,形成在发光板3的短边方向的两端;图中未示出)。例如,多个供电电极可以沿着发光板3的长边方向配置。此外,可以在这些供电电极附近设置焊盘板。