JP2012099458A - 有機el照明装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電圧降下による輝度ムラを抑制するとともに、非発光領域による局所的な発光ムラを低減し、発光均一性の優れた有機EL照明装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】有機EL照明装置100は、基板上に複数の発光部108ごとに対応して形成された第1電極102と、少なくとも発光領域内に形成された有機機能層104と、少なくとも該有機機能層104上に形成された第2電極105と、該第2電極105上に形成されるとともに、第2電極105と電気的に接続された導電性かつ光散乱性を有する層としての導電性/光散乱層106と、を備えた。導電性/光散乱層106は、透明導電性微粒子としての微粒子109が分散された導電性の樹脂バインダー110からなる。
【選択図】図4
【解決手段】有機EL照明装置100は、基板上に複数の発光部108ごとに対応して形成された第1電極102と、少なくとも発光領域内に形成された有機機能層104と、少なくとも該有機機能層104上に形成された第2電極105と、該第2電極105上に形成されるとともに、第2電極105と電気的に接続された導電性かつ光散乱性を有する層としての導電性/光散乱層106と、を備えた。導電性/光散乱層106は、透明導電性微粒子としての微粒子109が分散された導電性の樹脂バインダー110からなる。
【選択図】図4
Description
本発明は、有機EL照明装置およびその製造方法に関する。
自発光素子を備えた表示装置として、近年、エレクトロルミネッセンス(以下、ELと称す)素子を備えた有機EL装置が注目されている。有機EL装置は、有機EL材料からなる発光層を一対の電極により挟持した発光素子を基板面内に設けた構成を備えたもので、ディスプレイなどの表示装置、或いは、薄い面状発光装置が可能なことから、バックライトそのものや照明装置として注目されている。
発光層からの光の取り出し方向の違いにより、基板側から光を取り出すボトムエミッション構造と、封止基板やカラーフィルター基板などの対向基板側から光を取り出すトップエミッション構造とに分類される。一般的に、発光層を挟む一対の電極のうち、光が射出される側の電極には透光性を有する導電材料、例えば、ITO(インジウム・スズ酸化物)膜やIZO(インジウム・亜鉛酸化物)膜などが用いられる。
発光層からの光の取り出し方向の違いにより、基板側から光を取り出すボトムエミッション構造と、封止基板やカラーフィルター基板などの対向基板側から光を取り出すトップエミッション構造とに分類される。一般的に、発光層を挟む一対の電極のうち、光が射出される側の電極には透光性を有する導電材料、例えば、ITO(インジウム・スズ酸化物)膜やIZO(インジウム・亜鉛酸化物)膜などが用いられる。
しかし、バックライトや照明装置のように面状に広い領域に形成された有機EL素子においては、透明電極に用いるITO膜やIZO膜は金属膜と比べて抵抗が大きいため、電圧降下による面内の輝度の不均一化が起こる。このような課題に対して、例えば、特許文献1では、透光性の陽極側に受電部を複数設け、陰極と同じ金属膜で補助配線を形成することにより、電圧降下による輝度ムラを低減する構造が提案されている。
また、白色発光の有機EL層とカラーフィルターを組み合わせたカラーディスプレイのように複数の画素から構成される発光装置においては、画素に対応して形成された隔壁上に補助電極(陰極)を形成し電圧降下による輝度ムラを抑制する方法が提案されている。
また、白色発光の有機EL層とカラーフィルターを組み合わせたカラーディスプレイのように複数の画素から構成される発光装置においては、画素に対応して形成された隔壁上に補助電極(陰極)を形成し電圧降下による輝度ムラを抑制する方法が提案されている。
上記特許文献1のように低抵抗の補助配線を設けることにより、電圧降下による面内の輝度ムラはある程度抑制することができるが、面内に発光欠陥が発生した場合、局所的な非発光領域による発光ムラが発生するばかりでなく、欠陥の進行によっては殆どが非発光領域となり、不良品となる問題が生じる。上記特許文献2のように複数の発光画素から構成され、隔壁上に補助陰極を形成した発光装置においても、発光欠陥に対しては同様な問題が生じる。
本発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、電圧降下による面内の輝度ムラ、発光欠陥による局所的な非発光領域の発生を抑制した有機EL照明装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明に係る有機EL照明装置は、基板上に、複数の発光部に対応して形成された有機機能層を有する有機EL照明装置であって、前記複数の発光部ごとに対応して形成された第1電極と、少なくとも発光領域内に形成された前記有機機能層と、少なくとも該有機機能層上に形成された第2電極と、該第2電極上に形成されるとともに、前記第2電極と電気的に接続された導電性かつ光散乱性を有する層と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る有機EL照明装置では、第2電極上に該第2電極に接続された導電性かつ光散乱性を有する層が補助電極として作用するために、電圧降下による輝度低下を抑制し面内の輝度ムラを防ぐことが可能となる。更に、補助電極として働く層が光散乱性を有するために、発光欠陥による非発光領域が発生した場合であっても、欠陥になっていない発光部からの光が散乱されて射出されるために、見た目上、欠陥或いは局所的なムラの無い有機EL照明装置を提供することが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記第2電極が光透過性を有することが好ましい。
第2電極側から、散乱層を介して光を射出することが可能となり、見た目上、発光ムラの無い均一発光の有機EL照明装置を提供することが可能となる。
第2電極側から、散乱層を介して光を射出することが可能となり、見た目上、発光ムラの無い均一発光の有機EL照明装置を提供することが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記導電性かつ光散乱性を有する層が、少なくとも1種類以上の微粒子を含むことが好ましい。
前記導電性かつ光散乱性を有する層が、微粒子を含むことにより散乱性を有し、見た目上の面内発光を均一化することが可能となる。
前記導電性かつ光散乱性を有する層が、微粒子を含むことにより散乱性を有し、見た目上の面内発光を均一化することが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記微粒子が導電性であることが好ましい。
導電性であることにより光散乱層が第2電極の補助電極として作用し、電圧降下による面内の輝度低下を抑制することが可能となる。
導電性であることにより光散乱層が第2電極の補助電極として作用し、電圧降下による面内の輝度低下を抑制することが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記微粒子が透明導電性酸化物微粒子であることが好ましい。
1種類の微粒子で第2電極上に光透過性を有するとともに導電性かつ光散乱性を有する層を形成することができる。従って、均一な発光をする有機EL照明装置を提供することが可能となる。
1種類の微粒子で第2電極上に光透過性を有するとともに導電性かつ光散乱性を有する層を形成することができる。従って、均一な発光をする有機EL照明装置を提供することが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記微粒子が金属微粒子であることが好ましい。
金属微粒子を用いることにより低抵抗な補助電極が形成でき、電圧降下を効果的に抑制し、均一な発光が可能となる。
金属微粒子を用いることにより低抵抗な補助電極が形成でき、電圧降下を効果的に抑制し、均一な発光が可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記微粒子は光透過性であることが好ましい。
光透過性の微粒子を含んで構成されることにより、光散乱性の層を形成することが可能となり、発光欠陥があっても、見た目上均一な発光を提供することが可能となる。
光透過性の微粒子を含んで構成されることにより、光散乱性の層を形成することが可能となり、発光欠陥があっても、見た目上均一な発光を提供することが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記微粒子のサイズが1nm〜100nmであることが好ましい。
1nmより小さすぎる場合はサイズの制御が難しくなり、また、100nmより大きいと、微粒子間接触面積が少なくなり補助電極としては高抵抗なものになり好ましくない。
1nmより小さすぎる場合はサイズの制御が難しくなり、また、100nmより大きいと、微粒子間接触面積が少なくなり補助電極としては高抵抗なものになり好ましくない。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記微粒子が導電性の樹脂に分散されていることが好ましい。
導電性の樹脂をバインダーに微粒子を含み形成されていることにより、抵抗を抑えた光散乱性の補助電極層を形成することが可能である。更に、基板上の凸凹に対しても平坦化するように有効的に補助電極層を形成することが可能である。
導電性の樹脂をバインダーに微粒子を含み形成されていることにより、抵抗を抑えた光散乱性の補助電極層を形成することが可能である。更に、基板上の凸凹に対しても平坦化するように有効的に補助電極層を形成することが可能である。
本発明に係る有機EL照明装置では、前記導電性かつ光散乱性を有する層の厚さが0.1μm〜10μmであることを特徴とする。
0.1μm以下の薄さでは抵抗が高くなり、電圧降下を抑える補助電極として作用できなくなる。また、10μmより厚くなると光透過性が悪くなり、明るさが低下してしまう。
0.1μm以下の薄さでは抵抗が高くなり、電圧降下を抑える補助電極として作用できなくなる。また、10μmより厚くなると光透過性が悪くなり、明るさが低下してしまう。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記複数の第1電極を区画して形成された隔壁を備えることを特徴とする。
隔壁を備えることにより、効果的に発光部を複数の領域に分けることが可能となる。前記隔壁は、有機物或いは酸化物などの絶縁材料からなることが好ましい。絶縁性の隔壁を形成することにより寄生容量を減らすことができ、発光部を個別で駆動したい場合などの、駆動素子や配線を隔壁下に設けることが可能となる。
また、本発明の有機EL照明装置は、前記隔壁は、前記第1電極を露出する開口部を有するとともに、平面視で前記第1電極の一部に重なるように形成されていることが好ましい。
隔壁によって区画された第1電極上に有機機能層を形成する場合、一般に隔壁のテーパー部における有機機能層の被覆性が悪いため、第1電極と第2電極とが短絡する原因となり、発光欠陥を生じやすい。第1電極の一部に重なるように隔壁を形成することにより、欠陥の無い、均一発光の照明装置を提供することが可能となる。従って、隔壁のテーパー角は低いことが好ましく、45度以下であることがより好ましい。
本発明の有機EL照明装置において、前記有機機能層は、少なくとも前記発光領域内に形成され、前記隔壁で区切られて形成されていることを特徴とする。
有機機能層を面内で不連続に形成することにより、発生した発光欠陥の進行を最小単位の隔壁で区切られた発光領域に抑えることができる。
また、撥液性の隔壁を用いることにより、有機機能層をインクジェット方式などのパターニング塗布方法で形成することができ、簡便かつ低コストで有機EL照明装置を製造することが可能である。更に、発光層として単一色の発光材料のみならず、発光色の異なる材料、例えばRGBの三原色材料を、塗り分けて白色を作ることが可能となる。色毎の発光領域(画素)毎での強度調整をすることにより、発光色可変な有機EL照明装置を提供することも可能である。
また、撥液性の隔壁を用いることにより、有機機能層をインクジェット方式などのパターニング塗布方法で形成することができ、簡便かつ低コストで有機EL照明装置を製造することが可能である。更に、発光層として単一色の発光材料のみならず、発光色の異なる材料、例えばRGBの三原色材料を、塗り分けて白色を作ることが可能となる。色毎の発光領域(画素)毎での強度調整をすることにより、発光色可変な有機EL照明装置を提供することも可能である。
本発明の有機EL照明装置の製造方法は、基板上に、複数の発光部に対応して形成された有機機能層を有する有機EL照明装置の製造方法であって、前記複数の発光部ごとに対応して第1電極を形成する工程と、少なくとも発光領域内に前記有機機能層を形成する工程と、少なくとも該有機機能層上に第2電極を形成する工程と、該第2電極上に前記第2電極と電気的に接続されるように導電性かつ光散乱性を有する層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る有機EL照明装置の製造方法では、前記第2電極上に、第2電極に電気的に接続するように導電性かつ光散乱性を有する層を形成する、つまり光散乱性の補助電極を形成することができ、電圧降下による輝度ムラを抑制し、見た目上、発光欠陥が存在しても目立たない、品質の優れた有機EL照明装置を製造することが可能となる。
また、本発明に係る有機EL照明装置の製造方法では、前記導電性かつ光散乱性を有する層を少なくとも導電性の材料を含む組成物を用いて塗布方式で形成することを特徴とする。
導電性高分子などの材料に導電性或いは透明の微粒子を分散させた組成物を用いた塗布方法を採用することができ、簡便かつ低コストで有機EL照明装置の製造が可能となる。
導電性高分子などの材料に導電性或いは透明の微粒子を分散させた組成物を用いた塗布方法を採用することができ、簡便かつ低コストで有機EL照明装置の製造が可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、発光層に白色発光の有機EL材料を用いた有機EL照明装置であり、一例として、いわゆるトップエミッション構造を有する有機EL照明装置の製造方法に関するものである。
以下に示す図は、細部がわかりやすいよう縮尺など適宜変更してあるため、実際のサイズとは異なる。
以下に示す図は、細部がわかりやすいよう縮尺など適宜変更してあるため、実際のサイズとは異なる。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る有機EL照明装置の等価回路図である。
図1に示す通り、本実施形態の有機EL照明装置100は、照明部10および電源供給部50を備えている。
照明部10には、M列×N行の行列状に発光部(有機EL素子)108が形成されている(M、Nは1以上の自然数)。これら複数の発光部108の各々は、第1電極102、発光層を含む有機機能層104、および第2電極105が直列に接続されて構成されている。また、各々の発光部108にはブリーダー抵抗Rが接続されている。
電源供給部50は、第1電源線210を介して第1電極102に高電位VHを供給し、第2電源線230を介して第2電極105に低電位VLを供給する。すなわち、第1電極102は陽極として機能し、第2電極105は陰極として機能する。有機機能層104は第1電極102と第2電極105との間に流れる電流量に応じて発光する。
図1は、第1実施形態に係る有機EL照明装置の等価回路図である。
図1に示す通り、本実施形態の有機EL照明装置100は、照明部10および電源供給部50を備えている。
照明部10には、M列×N行の行列状に発光部(有機EL素子)108が形成されている(M、Nは1以上の自然数)。これら複数の発光部108の各々は、第1電極102、発光層を含む有機機能層104、および第2電極105が直列に接続されて構成されている。また、各々の発光部108にはブリーダー抵抗Rが接続されている。
電源供給部50は、第1電源線210を介して第1電極102に高電位VHを供給し、第2電源線230を介して第2電極105に低電位VLを供給する。すなわち、第1電極102は陽極として機能し、第2電極105は陰極として機能する。有機機能層104は第1電極102と第2電極105との間に流れる電流量に応じて発光する。
図2は、第1実施形態に係る有機EL照明装置の照明部を示す平面図である。図2に示す通り、有機EL照明装置100の照明部10は、複数の発光部108がマトリックス状に配置された基板101と、複数の発光部108を封止する封止層107とを有している。
基板101は封止層107よりも一回り大きく、封止層107からはみ出した端子部には、前述した第1電源線210、第2電源線230の一部が露出しており、前述した電源供給部50との電気的な接続が可能となっている。
第1電極102および有機機能層104は、複数の発光部108の各々に対して1対1に対応するように形成される。また、第2電極105は、M×N個の発光部108のすべてに共通するように形成される。
また、図示は省略するが、基板101上には、第1電極102を遮蔽する透明な層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜上に複数の第1電極102の各々に電気的に接続されるブリーダー抵抗Rが形成される。これにより、第1電極102には、ブリーダー抵抗R、および第1電源線210を介して、電源供給部50より高電位VHが供給される。ブリーダー抵抗Rは、例えばポリシリコンで形成することができる。
基板101は封止層107よりも一回り大きく、封止層107からはみ出した端子部には、前述した第1電源線210、第2電源線230の一部が露出しており、前述した電源供給部50との電気的な接続が可能となっている。
第1電極102および有機機能層104は、複数の発光部108の各々に対して1対1に対応するように形成される。また、第2電極105は、M×N個の発光部108のすべてに共通するように形成される。
また、図示は省略するが、基板101上には、第1電極102を遮蔽する透明な層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜上に複数の第1電極102の各々に電気的に接続されるブリーダー抵抗Rが形成される。これにより、第1電極102には、ブリーダー抵抗R、および第1電源線210を介して、電源供給部50より高電位VHが供給される。ブリーダー抵抗Rは、例えばポリシリコンで形成することができる。
次に、図3および図4を参照して、本実施形態における発光部の構造について説明する。
図3および図4は、図2のa−a´線で切った発光部の構造を示す断面図である。
図3および図4は、図2のa−a´線で切った発光部の構造を示す断面図である。
図3に示すように、有機EL照明装置100は、基板101と、基板101上の発光領域に対応してパターニング形成された第1電極102と、第1電極102の外縁部に平面視で重なり第1電極102を区画するように形成された隔壁103と、第1電極102および隔壁103上に積層形成された有機機能層104および第2電極105とを有している。また、第2電極105に接するように形成された本発明の導電性かつ光散乱性を有する層としての導電性/光散乱層106と、有機機能層104への酸素および水分の浸入を抑制するための封止層107とを有している。
基板101は、ガラス、石英、プラスチックなどの光透過性の基材や、絶縁性のセラミックやシリコンなどの不透明な基材を用いることができる。
発光部(有機EL素子)108は、有機機能層104とそれを挟持する第1電極(陽極)102、第2電極(共通陰極)105、および第2電極105上に形成される導電性/光散乱層106、封止層107とから構成されている。
第1電極102の形成材料としては、ITOやIZO、酸化モリブデンを用いることができる。本実施形態のように第2電極105側から光を取り出すトップエミッション構造場合は、第1電極102と基板101の間にアルミニウム(Al)などの反射性の層(図示省略)を形成する。
また、図示はしていないが、有機機能層104は正孔注入/輸送層、発光層、電子注入層、或いは更に電子輸送層の積層構造からなる。
正孔注入/輸送層の形成材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体であるポリチオフェン誘導体や、芳香族アミン化合物や、銅フタロシアニンなどを用いることができる。
発光層の形成材料としては、白色の蛍光或いは燐光を発光することが可能な公知の低分子材料を用いることができ、例えばアントラセンやピレン、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、またはこれら低分子材料に、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン誘導体、DCM、DCJ、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ジアザインダセン誘導体などをドープして用いることができる。また、白色発光をするポリフルオレン誘導体などの高分子材料を用いることもできる。
電子注入/輸送層の形成材料としては、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体、8−ヒドロキシキノリンアルミニウムなどを用いることができる。
第2電極105の形成材料としては、透過性を有する必要があり、リチウム(Li)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)など仕事関数の低いアルカリ金属やアルカリ土類金属、或いはこれらのフッ化物を数nm形成し、その上に、金(Au)、銀(Ag)、Alなどの対酸化性および高い導電性を併せ持つ金属を数10nm以下の厚さで積層或いは合金として形成したものを用いることができる。または、上記金属を数nm程度形成し、その上に透明なITOなどを形成してもよい。
隔壁103は絶縁体材料であるポリイミドやアクリル樹脂或いはSiO2やSiNなどの珪素化合物から構成され、一部が第1電極102に重なるように、第1電極102を区画し、露出する開口部を有するように形成する。当該開口部により実質的な発光領域が規定される。
また、有機機能層104を蒸着法で形成する場合は、段差による付きまわりの悪さを抑制するために、隔壁103のテーパー角度は45度以下であることが好ましい。
また、有機機能層104を蒸着法で形成する場合は、段差による付きまわりの悪さを抑制するために、隔壁103のテーパー角度は45度以下であることが好ましい。
封止層107は、有機機能層104への酸素および水分の浸入を抑制する構成のもので透光性があればよく、例えば、SiO2やSiONなどの珪素酸化物の積層体或いは珪素酸化物と有機物の積層体が好適である。
次に図4を参照して、導電性/光散乱層106について説明する。図4は、第1実施形態に係る、有機EL照明装置100の断面図をより具体的に示した図である。
図3で示した導電性/光散乱層106は、図4に示すように光透過性の微粒子109と導電性の樹脂バインダー110から構成される。光透過性の微粒子109としては、SiO2、TiO2、ITOなどの酸化物微粒子を用いることができる。樹脂バインダー110としては、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体に代表される高伝導性のポリチオフェン誘導体にドープした材料を用いることができる。
図3で示した導電性/光散乱層106は、図4に示すように光透過性の微粒子109と導電性の樹脂バインダー110から構成される。光透過性の微粒子109としては、SiO2、TiO2、ITOなどの酸化物微粒子を用いることができる。樹脂バインダー110としては、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体に代表される高伝導性のポリチオフェン誘導体にドープした材料を用いることができる。
このように光透過性の微粒子109が導電性の樹脂バインダー110に分散されて形成されているために、導電性/光散乱層106は光散乱性の補助電極として機能することができる。より低抵抗の補助電極を得るためには、微粒子109としてITO微粒子を用いたものがより好ましい。
微粒子109のサイズは白色光を効果的に散乱できるサイズであればよいが、サイズ制御が可能で、微粒子間の接触面積が少なくならないことを考慮すると1nm〜100nmが好ましい。
更に、導電性/光散乱層106の厚さは、抵抗が高くならないことと、透過率が低下しないことを考慮し、0.1μm〜10μmの範囲が好ましい。また、微粒子109を樹脂バインダー110に分散させて形成することにより、隔壁103のような段差のある構造体に対しても均一な厚さで導電性/光散乱層106を形成することができる。
図3および図4では示していないが、それぞれの第1電極102は、前述したブリーダー抵抗Rを介して第1電源線210に接続されている。このブリーダー抵抗Rは、ある発光領域で短絡が生じた場合に、同じ第1電源線210に接続している他の発光領域がすべて短絡して非点灯にならないように、キロ〜メガオーム相当の値の抵抗を用いる。また、発光領域毎のアクティブ駆動が可能になるように薄膜トランジスターと接続された構成をとっても良い。
その際、ブリーダー抵抗Rおよび薄膜トランジスターは、隔壁103の下に形成することができる。或いは、本実施形態のようにトップエミッション構造の場合は、基板101上の、第1電極102の下部に形成してもよい。
その際、ブリーダー抵抗Rおよび薄膜トランジスターは、隔壁103の下に形成することができる。或いは、本実施形態のようにトップエミッション構造の場合は、基板101上の、第1電極102の下部に形成してもよい。
次に第1実施形態に記載の有機EL照明装置100の製造方法について説明する。まず、基板101の上面にITOなどからなる第1電極(陽極)102用の薄膜を、例えば、スパッタリング法によって50nmの膜厚で成膜したのち、フォトリソグラフィー工程により、パターニング形成して第1電極102を形成する。
次いで、隔壁103の形成材料としての感光性アクリル樹脂を第1電極102の更に全上面に塗布形成した後、同様にフォトリソグラフィー工程により、第1電極102の一部を開口するように、テーパー角度30度で、厚さ1μm〜2μm程度の隔壁103を形成する。
次いで、第1電極102の開口部および隔壁103上に白色発光する有機機能層104を正孔注入/輸送層、発光層、電子輸送層の順で、真空加熱蒸着法によりトータル130nmの厚さに形成する。膜厚はこの限りでなく、例えば、50nm〜200nmの範囲とすることができるが、100nm〜150nmの範囲がより好ましい。
次いで、有機機能層104の上に第2電極105として、金属フッ化物、例えば、LiFを1nmの膜厚で蒸着法により形成した後、続けて10nmの厚さのMgAg層を蒸着法で形成する。次いで、第2電極105上全面に平均粒径10nmのITO微粒子をポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の混合体溶液に分散させた組成物を塗布方式、例えば、スピンコート法やスリットコート法、インクジェト法により厚さ10μmになるように形成する。組成物は溶媒を含んでいるため塗布後、1トール以下の真空下で100℃に加熱・乾燥して導電性/光散乱層106を形成することが好ましい。
次いで、すべての発光領域に亘って導電性/光散乱層106を覆うように、SiONと、有機物とを交互に積層し封止層107を形成する。これらの代わりにITOを用いてもよい。SiON、ITOはスパッタ法やプラズマコーティング法などにより形成される。
上記構成の有機EL照明装置100において、第2電極105上に導電性かつ光散乱性を有する導電性/光散乱層106を備えているため、電圧降下による輝度ムラは見られず、また非発光の領域が存在しても周囲の発光部108からの発光が導電性/光散乱層106によって散乱されて射出されるため、見た目上には、局所的な非発光などのムラは観測されない。よって面内均一な発光の有機EL照明装置100を得ることが可能となる。
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る有機EL照明装置の構成を示す断面図である。
第2実施形態における有機EL照明装置200は、図5に示すように、導電性/光散乱層111が、2種類の微粒子から構成されている点以外は、第1実施形態と同じ構成である。従って、同一の構成には同一の符号を付して詳細の説明は省略する。
第2実施形態における導電性/光散乱層111は、透明微粒子112と導電性微粒子113とからなる。透明微粒子112としては第1実施形態と同じようにSiO2、TiO2、ITOなどの光透過性の微粒子を用いることにより、導電性/光散乱層111に散乱性を付与することができる。
図5は、本発明の第2実施形態に係る有機EL照明装置の構成を示す断面図である。
第2実施形態における有機EL照明装置200は、図5に示すように、導電性/光散乱層111が、2種類の微粒子から構成されている点以外は、第1実施形態と同じ構成である。従って、同一の構成には同一の符号を付して詳細の説明は省略する。
第2実施形態における導電性/光散乱層111は、透明微粒子112と導電性微粒子113とからなる。透明微粒子112としては第1実施形態と同じようにSiO2、TiO2、ITOなどの光透過性の微粒子を用いることにより、導電性/光散乱層111に散乱性を付与することができる。
更に、導電性/光散乱層111は導電性微粒子113を含むことにより効果的に抵抗値を下げ、補助電極として機能させることができる。導電性微粒子113としては、Ag(銀)、Au(金)などの反射性でかつ導電性の高い、金属微粒子を用いてもよい。以上の構成により、より効果的な導電性/光散乱層111を形成することができ、電圧降下を抑制するだけでなく、散乱により非発光領域を見た目上、目立たなくすることができ、面内における発光を均一にした有機EL照明装置200を提供することが可能となる。
なお、導電性/光散乱層111の抵抗を更に下げるためには、光透過性の微粒子としてITOなどの透明導電性酸化物微粒子を用いることがより好ましい。
なお、導電性/光散乱層111の抵抗を更に下げるためには、光透過性の微粒子としてITOなどの透明導電性酸化物微粒子を用いることがより好ましい。
次に、第2実施形態における有機EL照明装置200の製造方法について説明する。第1実施形態と同様に、透明微粒子112と導電性微粒子113とを溶媒に分散させた組成物を塗布方式、例えば、スピンコート法やスリットコート法、インクジェト法により厚さ10μmになるように形成する。組成物は溶媒を含んでいるため塗布後、1トール以下の真空下で100℃に加熱・乾燥して導電性/光散乱層111を形成する方が好ましい。塗布方法を用いることにより、簡便かつ低コストでの、有機EL照明装置200の製造が可能となる。
(第3実施形態)
図6は、本発明の第3実施形態に係る有機EL照明装置の構成を示す断面図である。
第3実施形態における有機EL照明装置300は、図6に示すように、有機機能層114が隔壁115で区切られて形成されている。それ以外の構成は第1実施形態、および第2実施形態と同様の構成であるが、第1実施形態の構成を例に説明する。有機機能層114が連続でなく、発光部108毎に独立して形成されていることにより、欠陥が生じた場合の劣化を、有機機能層114が形成されている発光領域単位で抑えることができる。
図6は、本発明の第3実施形態に係る有機EL照明装置の構成を示す断面図である。
第3実施形態における有機EL照明装置300は、図6に示すように、有機機能層114が隔壁115で区切られて形成されている。それ以外の構成は第1実施形態、および第2実施形態と同様の構成であるが、第1実施形態の構成を例に説明する。有機機能層114が連続でなく、発光部108毎に独立して形成されていることにより、欠陥が生じた場合の劣化を、有機機能層114が形成されている発光領域単位で抑えることができる。
一般的に、水分や酸素の浸入経路において発生するような発光欠陥の場合は、この経路を通って浸入してくる水分や酸素が有機機能層を介して拡がり、そのため発光欠陥も拡大していく。このため、発光欠陥によって生じた非発光領域が大きい場合には、光の射出側に光散乱層を設けても、散乱の効果で見た目上、均一にすることが困難になる。
しかしながら、本実施形態の構成を適用することで、発光欠陥を発光領域単位で食い止めることが可能となる。このため、非発光領域が拡大することがなく、導電性/光散乱層106によって発光欠陥を目立たなくさせることができる。
よって、本実施形態の構成により、長時間の保存に対しても、発光均一性を損なわない、信頼の高い、有機EL照明装置300を提供することが可能となる。
よって、本実施形態の構成により、長時間の保存に対しても、発光均一性を損なわない、信頼の高い、有機EL照明装置300を提供することが可能となる。
次に、第3実施形態における有機EL照明装置300の製造方法について説明する。第3実施形態においては、有機機能層114を蒸着法で形成する際にマスクを用いる。マスクの開口した部分つまり、少なくとも第1電極102上面の隔壁115によって開口した部分に有機機能層114を形成し、隔壁115の上面には有機機能層114を形成しない。第2電極105以降は第1実施形態および第2実施形態と同様に形成する。
以上の方法により、長時間の保存に対しても、発光均一性を損なわない、信頼の高い、有機EL照明装置300の製造が可能となる。
以上の方法により、長時間の保存に対しても、発光均一性を損なわない、信頼の高い、有機EL照明装置300の製造が可能となる。
また、蒸着法に限らず、インクジェット法などのパターニングが可能な塗布方法を用いて、少なくとも第1電極102の隔壁115によって開口した部分に有機機能層114を形成しても良い。
その際は、精度よく有機機能層材料を塗り分けるために、隔壁115に撥液性を付与することが望ましい。フッ素化合物を含むアクリル樹脂やポリイミド樹脂を用いて、フォトリソグラフィー工程で隔壁115を形成しても良いし、有機物から形成された隔壁115に対して、フッ素系のガスを用いてプラズマ処理を施すことにより隔壁115に撥液性を付与しても良い。
その際は、精度よく有機機能層材料を塗り分けるために、隔壁115に撥液性を付与することが望ましい。フッ素化合物を含むアクリル樹脂やポリイミド樹脂を用いて、フォトリソグラフィー工程で隔壁115を形成しても良いし、有機物から形成された隔壁115に対して、フッ素系のガスを用いてプラズマ処理を施すことにより隔壁115に撥液性を付与しても良い。
いずれの方法においても、第1電極102上の隔壁115裾部は有機機能層114の膜厚が薄く、第1電極102と第2電極105間で短絡が起き易くなるため、SiO2などの無機物からなる絶縁層隔壁を形成し、その上に有機物の隔壁115を形成する、つまり二層構成の隔壁を形成する方が、インクジェット法などによりパターニング形成する場合はより好ましい。
また、マスクを用いた蒸着法或いはインクジェット法による塗り分け法で有機機能層114を形成する場合に、同じ白色発光をする材料を用いて形成してもよいし、RGBの三原色などの異なる材料をパターンニングして形成してもよい。発光領域ごとで異なる発光材料から有機機能層114を形成することにより、それぞれの駆動条件を変えれば、白色の色合い、演色性を調整できる有機EL照明装置300を提供することができる。
<応用例>
次に、上記実施形態の有機EL照明装置を適用した電子機器について説明する。図7〜図9には、有機EL照明装置を採用した電子機器の形態が図示されている。
図7は、本発明に係る有機EL照明装置を有する照明スタンドの外観を示す斜視図である。照明スタンド1000は、台座1001と、接続部1002と、照明装置1003とを備える。照明装置1003として、上記実施形態の有機EL照明装置100,200,300のいずれかが採用されている。
図8は、本発明に係る有機EL照明装置を有するパーソナルコンピューターの外観を示す斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010と、各種の画像を表示する表示部2003と、を具備している。表示部2003は液晶装置で構成され、この液晶装置のバックライトとして面状の上記実施形態の有機EL照明装置100,200,300のいずれかが採用されている。
図9は、本発明に係る有機EL照明装置を有する携帯電話機の外観を示す斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する表示部3003とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、表示部3003に表示される画面がスクロールされる。
表示部3003は液晶装置で構成され、この液晶装置のバックライトとして面状の上記実施形態の有機EL照明装置100,200,300のいずれかが採用されている。
次に、上記実施形態の有機EL照明装置を適用した電子機器について説明する。図7〜図9には、有機EL照明装置を採用した電子機器の形態が図示されている。
図7は、本発明に係る有機EL照明装置を有する照明スタンドの外観を示す斜視図である。照明スタンド1000は、台座1001と、接続部1002と、照明装置1003とを備える。照明装置1003として、上記実施形態の有機EL照明装置100,200,300のいずれかが採用されている。
図8は、本発明に係る有機EL照明装置を有するパーソナルコンピューターの外観を示す斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010と、各種の画像を表示する表示部2003と、を具備している。表示部2003は液晶装置で構成され、この液晶装置のバックライトとして面状の上記実施形態の有機EL照明装置100,200,300のいずれかが採用されている。
図9は、本発明に係る有機EL照明装置を有する携帯電話機の外観を示す斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する表示部3003とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、表示部3003に表示される画面がスクロールされる。
表示部3003は液晶装置で構成され、この液晶装置のバックライトとして面状の上記実施形態の有機EL照明装置100,200,300のいずれかが採用されている。
なお、本発明に係る有機EL照明装置が適用される電子機器としては、図7から図9に例示した機器のほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、タッチパネルを備えた機器などが挙げられる。
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う有機EL照明装置および該有機EL照明装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
(変形例1)上記第1実施形態の有機EL照明装置100の導電性/光散乱層106は、光透過性の微粒子109に代えてAg(銀)、Au(金)などの反射性でかつ導電性の高い、金属微粒子を導電性を有する樹脂バインダー110に分散させた構成としてもよい。
100,200,300…有機EL照明装置、101…基板、102…第1電極、103…隔壁、104…有機機能層、105…第2電極、106…導電性/光散乱層、107…封止層、108…発光部(有機EL素子)、109…微粒子(透明導電性微粒子)、110…樹脂バインダー、111…導電性/光散乱層、112…透明微粒子、113…導電性微粒子、114…有機機能層、115…隔壁。
Claims (15)
- 基板上に、複数の発光部に対応して形成された有機機能層を有する有機EL照明装置であって、
前記複数の発光部ごとに対応して形成された第1電極と、
少なくとも発光領域内に形成された前記有機機能層と、
少なくとも該有機機能層上に形成された第2電極と、
該第2電極上に形成されるとともに、前記第2電極と電気的に接続された導電性かつ光散乱性を有する層と、を備えることを特徴とする有機EL照明装置。 - 前記第2電極が光透過性を有することを特徴とする請求項1に記載の有機EL照明装置。
- 前記導電性かつ光散乱性を有する層が、少なくとも1種類以上の微粒子を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL照明装置。
- 前記微粒子が導電性であることを特徴とする請求項3に記載の有機EL照明装置。
- 前記微粒子が透明導電性酸化物微粒子であることを特徴とする請求項3に記載の有機EL照明装置。
- 前記微粒子が金属微粒子であることを特徴とする請求項4に記載の有機EL照明装置。
- 前記微粒子が光透過性であることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の有機EL照明装置。
- 前記微粒子のサイズが1nm〜100nmであることを特徴とする請求項3〜7のいずれか一項に記載の有機EL照明装。
- 前記微粒子が導電性の樹脂に分散されてなることを特徴とする請求項3〜8のいずれか一項に記載の有機EL照明装置。
- 前記導電性かつ光散乱性を有する層の厚さが0.1μm〜10μmであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の有機EL照明装置。
- 前記複数の第1電極を区画して形成された隔壁を備えることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の有機EL照明装置。
- 前記隔壁は、前記第1電極を露出する開口部を有するとともに、平面視で前記第1電極の一部に重なるように形成されていることを特徴とする請求項11に記載の有機EL照明装置。
- 前記有機機能層は、少なくとも前記発光領域内に形成され、前記隔壁で区切られて形成されていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の有機EL照明装置。
- 基板上に、複数の発光部に対応して形成された有機機能層を有する有機EL照明装置の製造方法であって、
前記複数の発光部ごとに第1電極を形成する工程と、
少なくとも発光領域内に前記有機機能層を形成する工程と、
少なくとも該有機機能層上に第2電極を形成する工程と、
該第2電極上に前記第2電極と電気的に接続されるように導電性かつ光散乱性を有する層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機EL照明装置の製造方法。 - 前記導電性かつ光散乱性を有する層を少なくとも導電性の材料を含む組成物を用いて塗布方式で形成することを特徴とする請求項14に記載の有機EL照明装置の製造方法。
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