JP4174710B2 - 有機ｅｌパネルを用いた大面積パネル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）パネルを複数個予め用意し、一枚の基板上にそれらの発光パネル面の反対側に備えた端子ピンと対向させて搭載し、前記基板上のコネクタでそれぞれ固定して、それら有機ＥＬパネルの電源印加端子を接続した大面積の表示或は照明発光パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子に関しては、古くから多くの研究が進められ、各種のＥＬ素子が開発されて現在に至っている。
【０００３】
図４に従来の有機ＥＬパネルの構造の一例を示す。図４（ａ）は平面図とその等価回路を示し、図４（ｂ）は（ａ）のｚ−ｚ断面図を示す。
【０００４】
ここで有機ＥＬパネル１００は、ガラス基板１１１上に導電性のある透明電極（一般にはＩＴＯ）が形成されている。この透明電極は陽極層１１２となる。
【０００５】
その陽極層１１２の上には、ＥＬ素子層１１４が形成され、その上に金属膜などの陰極層１１３を形成する。
【０００６】
尚、ＥＬ素子層１１４は、図に示すようにホール輸送層１１４−１、発光層１１４−２、電子輸送層１１４−３、電子注入層１１４−４などから形成されている。
【０００７】
陽極端子１００ａと陰極端子１００ｂの間に直流電源を接続し、電流を注入するとＥＬ素子１１４が発光する。
【０００８】
その発光は透明電極の陽極層１１２を通過し、さらにガラス基板１１１を通り、外部へ放射する。
【０００９】
ここで１０１はそのガラス基板１１１を保護用透明基板（樹脂製など）を示す。但し小面積ならばガラス基板１１１のみでもよい。
【００１０】
ここで、以上のような従来の有機ＥＬパネル１００において大面積のパネル構造にしようとすると、以下に示すような問題点が発生する。
【００１１】
すなわち、有機ＥＬパネルを照明用として大面積にすると、透明電極となる陽極層１１２（ＩＴＯ）は一般的にそのシート抵抗が高いために、陽極端子１００ａから、離れるに従ってＩＴＯのシート抵抗による電圧降下により陽極−陰極電極間の電位差が小さくなり、その間を流れる電流が少なくなる。よって、陽極端子１００ａに近い位置と遠い位置では発光の強さが異なり、光量ムラが生ずる。
【００１２】
すなわち、一枚の有機ＥＬパネルの面積を増加させることにより光量ムラのない大面積の照明パネルにすることは出来ないことが解っていた。
【００１３】
そこで、一枚の有機ＥＬパネルをそのパネル内光量ムラが現れない程度の面積の有機ＥＬパネルを複数枚使用して、それらを複数行・複数列に配置して大面積とする構造が考えられる。
【００１４】
しかしながら、上記の場合は、有機ＥＬパネルをそれぞれ製造するに際して、そのＥＬ素子１１４形成層の各種製造工程において、発光機構に関係する条件が多く複数の有機ＥＬパネルを、通常、一定の光量で製造することは困難であった。すなわち、複数枚から形成される大面積パネル構造は、通常、そのパネル毎に光量ムラが生ずるものであった。
【００１５】
一方、文字や画像パターンを表示が可能なＥＬパネルは、マトリックス状のセルに分割して、選択回路の配線をしなければならないが、その製造は難しいものであった。その上一箇所でも欠陥セルが発生すると、そこが字抜けとなり、他のセルが良品であるにも拘わらず使用不能となった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、一枚の基板上に複数枚の有機ＥＬパネルを搭載し、大面積で且つ光量ムラのないパネルを提供することにある。
【００１７】
これによって大面積の光量ムラのない照明装置或は大型の電光掲示板に文字或はパターン画像などを表示させることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネルは、同一面積のガラス基板上に形成された有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）パネル複数枚を一枚の基板の上に、前記ガラス基板の光放射面の反対側に備えた複数の端子を対向させてｍ行ｎ列（ｍ、ｎはそれぞれ１以上の整数）に配置搭載し、前記基板上に備えた前記端子コネクタにより固定した有機ＥＬパネルであって、
前記有機ＥＬパネルは、前記ガラス基板上に、透明な導電性層により形成された陽極層と、その陽極層の上にＥＬ発光層を形成し、さらに、その上に金属層により形成された陰極層とにより有機ＥＬパネルを構成し、前記陰極層と接する一端に陰極端子と、前記陽極層と接する一端に陽極端子とを設け、
前記有機ＥＬパネルは、さらに、そのガラス基板上の一端に陽極側中間タップ端子を設け、その中間タップ端子と前記陽極端子との間に電流制限素子を設け、
該有機ＥＬパネルのそれぞれに印加して発光させる直流電源のマイナス側は前記陰極端子に接続させると共に、プラス側はその中間タップ端子を経由し前記電流制限素子を通り陽極端子に接続して印加し、
前記有機ＥＬパネルの各発光光量が既定値となるように調整した抵抗値の電流制限素子を各有機ＥＬパネル毎に接続できることを特徴とする有機ＥＬパネルを用いた大面積パネル。
【００２０】
また、前記有機ＥＬパネルの陽極層と陰極層間にあるＥＬ素子層は、陽極層側から順次、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層のうち少なくとも１層からなることを特徴とする。
【００２１】
また、前記基板に陽極側と陰極側の電源端子と、
前記陽極側電源端子と各有機ＥＬパネルの前記陽極側中間タップ端子とを総て接続する陽極側配線回路と、
前記陰極側電源端子と各有機ＥＬパネルの前記陰極端子とを総て接続する陰極側配線回路とを設け、
前記電源端子間に直流電位を印加すれば、全有機ＥＬパネルが同時に発光する大面積の照明パネルとなることを特徴とする。
【００２２】
また、前記基板は前記陰極側配線及び陽極側配線が、それぞれ前記一枚の同一表面側の基板上に交叉しないように予め配線された陰極側配線回路と陽極側配線回路であることを特徴とする。
【００２３】
また、前記基板の一端に陽極側と陰極側の電源端子と、
前記陽極側電源端子と接続するｍ個の行切換先端子を有する行方向切換回路と、
前記行切換先端子とその行にあるｎ個の有機ＥＬパネルの総てと接続するｍ本の行接続配線と、
その行切換を制御する行切換信号入力端子と、
前記陰極側電源端子と接続するｎ個の列切換先端子を有する列方向切換回路と、
前記列切換先端子とその列にあるｍ個の有機ＥＬパネルの総てと接続するｎ本の列接続配線と、
その列切換を制御する列切換信号入力端子とを備え、
前記電源端子間に直流電位を印加し、行及び列選択の切換信号を入力すれば、行と列の交差した有機ＥＬパネルのみを選択的に発光させ、所定の文字或はパターンを表示させる大面積の電光表示板となることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下図に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明の有機ＥＬパネル１０を用いた大面積パネルの構造を示す。
【００２６】
この実施例は、パネル搭載用基板１の上に搭載した複数個の全有機ＥＬパネル１０に対して同時に電源入力が通電するよう配線し、大面積照明装置となる場合である。
【００２７】
図１（ａ）は平面図を示し、パネル搭載用基板１の上に、方形状同一面積のガラス基板１１（図示せず）にそれぞれ形成した有機ＥＬパネル１０をｍ行ｎ列に配置し、搭載し固定した状態を示す。（ｍ、ｎは１以上の整数）
【００２８】
ここで、（ｍ、ｎ）は第ｍ行の第ｎ列のパネル１０を示す。
図１（ｂ）は（ａ）の平面図のｘ−ｘ断面図を示す。ここで１ｘ、１ｙはそれぞれ陽極側コネクタ、陰極側コネクタを示し、有機ＥＬパネル１０の端子ピンの受口である。
【００２９】
その有機ＥＬパネル１０の端子ピンは図２に示し、その詳細は後述するが、１０ｂは陰極端子ピン、１０ｐは陽極側中間タップ端子ピンを示す。
【００３０】
パネル搭載用基板１は、その一端に直流電源入力用の電源端子１ａ、１ｂを備える。基板１は配線回路を形成できるプラスチックなどの樹脂製でよい。その面積は、パネル１０のガラス基板１１の面積のｍ×ｎ倍の面積とほぼ同じであればよい。
【００３１】
電源端子１ａ、１ｂはそれぞれ基板１の周辺外縁部に設け、それら端子から、それぞれ同一表面基板１上に各有機ＥＬパネル１０の端子ピン１０ｐの受口となる陽極側コネクタ１ｘとの接続用配線回路Ａと、端子１０ｂの受口となる陰極側コネクタ１ｙとの接続用配線回路Ｂとが、予め、基板１に設けてある。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、全有機ＥＬパネル１０がそれぞれコネクタ１ｘ、１ｙに端子ピン１０ｐ、１０ｂがセットされれば、接続用配線回路Ａはパネル１０の総ての端子１０ｐと、図のようにそれぞれ接続されると共に、接続用配線回路Ｂはパネル１０の総ての端子１０ｂとそれぞれ接続されている。
【００３３】
従って、各パネル１０はコネクタ受口に端子ピンをセットすれば、それぞれ陽極側中間タップ端子１０ｐから半田付された電流制限素子１０ｒを通り、陽極端子１０ａへ直流＋電位が印加され、一方各パネル１０はそれぞれの陰極端子１０ｂへ直流−電位が印加される配線状態となる。
【００３４】
よって直流電源と端子１ａ、１ｂに接続すれば、全パネル１０が発光する。
【００３５】
尚、電流制限素子１０ｒの抵抗値は実際に大面積照明装置として使用するに際しては、予め、各パネル１０の発光光量が予め定めた既定値になるように調整しておく。従って、大面積の均一に発光する照明装置となる。
【００３６】
図２は、有機ＥＬパネル１０の構造の詳細を示す。図２（ａ）は平面図とその等価回路を示す。
【００３７】
この有機ＥＬパネル１０の寸法としては、例えば１００ｍｍ角の単位セルとする。
【００３８】
図２（ｂ）は陽極側中間タップ端子ピン１０ｐと陰極端子ピン１０ｂとを通過する（ａ）のｘ−ｘ断面図である。
【００３９】
図２（ｃ）は陽極（ＩＴＯ）端子１０ａを通過し、（ａ）のｘ−ｘに並行なｙ−ｙ断面図である。
【００４０】
（ａ）（ｃ）が示すように、端子１０ａは陽極層１２（ＩＴＯ）の一端に形成され、また（ａ）（ｂ）が示すように、端子１ピン１０ｐはガラス基板１１の上に直接形成され、端子ピン１０ｂは陰極層１３に形成される。
【００４１】
図１に戻り、電源端子１ａ、１ｂ間に直流電源を接続すれば次のようになる。
【００４２】
１ａ端子の＋電位側は、それぞれのパネル１０の中間タップ端子ピン１０ｐを通り、それぞれのパネル１０の発光光量が既定値となる電流値になるように、予め抵抗値が調整された電流制限素子１０ｒを介して端子１０ａにより陽極層１２に印加する。
【００４３】
一方、１ｂ端子の一電位側は、それぞれのパネル１０の端子ピン１０ｂにより陰極層１３に印加する。よって、ＥＬ素子１４には発光光量が既定値となる電流が流れ、パネル１０の面積のｍ×ｎ倍の大面積が均一に発光する。
【００４４】
すなわち、この図１の大面積パネル構造は発光ムラのない大面積照明装置を提供する。
【００４５】
次に、図３の有機ＥＬパネル１０を用いた大面積パネル構造の他の実施例を示す。
【００４６】
このパネル構造は各有機ＥＬパネル１０を単位セルとして、各セル１０を選択照明できるマトリックス配線のパネル構造の場合を示す。この場合は文字・パターン画像を大面積で表示できる大面積表示装置となる。
【００４７】
ここで、パネル搭載用基板１は有機ＥＬパネル１０をｍ行ｎ列ｍ×ｎ個搭載している。
【００４８】
ここで、１ａ、１ｂ、１ｘ、１ｙ、１０ａ、１０ｂ、１０ｐ、１０ｒ、（ｍ、ｎ）は、図１、図２における同一符号と同じ構造を有するので説明を省略する。
【００４９】
Ｘ、Ｙはそれぞれ、パネル１０の列方向切換回路、行方向切換回路である。
【００５０】
列方向切換回路Ｘは、電源端子１ｂと接続する陰極端子ｘｂと、列切換信号入力端子ｘｓと、ｎ個の列選択端子がある。
【００５１】
一方行方向切換回路Ｙは、電源端子１ａと接続する陽極端子ｙａと、行切換信号入力端子ｙｓと、ｍ個の行選択端子がある。尚、ここで、ｎ個の列選択配線回路はパネル搭載用基板１にあらかじめ形成する。一方、ｍ個の行選択配線回路はパネル搭載用基板１にあらかじめ形成された列選択配線回路と絶縁されてあらかじめ形成する。図３中の◎印はスルーホールを示し、行選択配線回線はこのスルーホールを介してそれぞれパネル１０のコネクタ１ｘに接続している。
【００５２】
文字或はパターン画像を表示する方式は、各種公開されているが、例えば以下のようにする。
【００５３】
先ず、第１列の走査選択信号を送ると共に、列方向のｎ個のそれぞれの端子へＯＮ、ＯＦＦ（或は１、０）データ信号を送り、選択出力して、第１行目のＯＮにあたる列を発光させる。次に、第２行目を走査選択信号を送ると共に次の列方向のｎ個のＯＮ、ＯＦＦデータ信号を送る。以上の動作の第１行〜第ｍ行までを所定の周期で繰返えせば、その大画面に文字列或はパターン画像を表示する。
【００５４】
以上のような有機ＥＬパネル１０を用いた大面積パネル構造では、従来では考えられなかった以下のような効果がある。
【００５５】
すなわち、大面積パネル構造を使用中はその内の有機ＥＬパネル１０の一つが不点灯或は発光光量が少なくなった場合、そのパネル１０を新品のパネル１０と容易に交換することができる。すなわち不良のパネル１０をコネクタ１ｘ、１ｙより端子ピン１０ｐ、１０ｂを引き抜き、良品のパネル１０の端子ピン１０ｐ、１０ｂをコネクタ１ｘ、１ｙにセットすればよい。
【００５６】
また、パネル１０の一つが発光光量が少し変化した場合は電流制御素子１０ｒを取り換えるのみで調整してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネルは以下のような効果を奏する。
【００５８】
すなわち、陽極、陰極端子付の有機ＥＬパネルを複数個一枚の基板に搭載することにより、従来より大面積で且つ発光ムラのない照明装置を提供することができる。
【００５９】
また、有機ＥＬパネルを一枚の基板に搭載し、マトリックス状に各パネル陽極側、陰極側端子をそれぞれ接続して、各パネルの選択信号により文字或はパターン画像を大面積で表示する装置を提供することができる。
【００６０】
さらに、以上の大面積の照明・表示パネル構造では、その中に用いられている有機ＥＬパネルの中の不点灯や光量低下パネルのみ取換える構成とすることは容易なので、従来の大型照明或は表示装置と比較して、その保守性が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネルの構造（１）で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ断面図である。（照明装置実施例の場合）
【図２】本発明の有機ＥＬパネルの構造で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ断面図、（ｃ）は（ａ）のｙ−ｙ断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネルの構造（２）の平面図である。（表示装置実施例の場合）
【図４】従来の有機ＥＬパネルの構造で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｚ−ｚ断面図である。
【符号の説明】
１ パネル搭載用基板
１ａ、１ｂ 電源端子
１０ 有機ＥＬパネル
１０ａ 陽極端子
１０ｂ 陰極端子ピン
１０ｒ 電流制限素子
１０ｐ 陽極側中間タップ端子ピン
１１ ガラス基板
１２ 陽極層（ＩＴＯ）
１３ 陰極層
１４ ＥＬ素子
１４−１ ホール輸送層
１４−２ 発光層
１４−３ 電子輸送層
１４−４ 電子注入層
Ａ 端子１０ｐとの配線回路
Ｂ 端子１０ｂとの配線回路
Ｘ 列方向切換回路
ＸＳ 列切換信号
Ｙ 行方向切換回路
ＹＳ 行切換信号

Claims (5)

1. 同一面積のガラス基板上に形成された有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）パネル複数枚を一枚の基板の上に、前記ガラス基板の光放射面の反対側に備えた複数の端子を対向させてｍ行ｎ列（ｍ、ｎはそれぞれ１以上の整数）に配置搭載し、前記基板上に備えた前記端子コネクタにより固定した有機ＥＬパネルであって、
   前記有機ＥＬパネルは、前記ガラス基板上に、透明な導電性層により形成された陽極層と、その陽極層の上にＥＬ発光層を形成し、さらに、その上に金属層により形成された陰極層とにより有機ＥＬパネルを構成し、前記陰極層と接する一端に陰極端子と、前記陽極層と接する一端に陽極端子とを設け、
   前記有機ＥＬパネルは、さらに、そのガラス基板上の一端に陽極側中間タップ端子を設け、その中間タップ端子と前記陽極端子との間に電流制限素子を設け、
   該有機ＥＬパネルのそれぞれに印加して発光させる直流電源のマイナス側は前記陰極端子に接続させると共に、プラス側はその中間タップ端子を経由し前記電流制限素子を通り陽極端子に接続して印加し、
   前記有機ＥＬパネルの各発光光量が既定値となるように調整した抵抗値の電流制限素子を各有機ＥＬパネル毎に接続できることを特徴とする有機ＥＬパネルを用いた大面積パネル。
2. 前記有機ＥＬパネルの陽極層と陰極層間にあるＥＬ素子層は、陽極層側から順次、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層のうち少なくとも１層を含むことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネル。
3. 前記基板に陽極側と陰極側の電源端子と、
   前記陽極側電源端子と各有機ＥＬパネルの前記陽極側中間タップ端子とを総て接続する陽極側配線回路と、
   前記陰極側電源端子と各有機ＥＬパネルの前記陰極端子とを総て接続する陰極側配線回路とを設け、
   前記電源端子間に直流電位を印加すれば、全有機ＥＬパネルが同時に発光する大面積の照明パネルとなることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネル。
4. 前記基板は前記陰極側配線及び陽極側配線が、それぞれ前記一枚の同一表面側の基板上に交叉しないように予め配線された陰極側配線回路と陽極側配線回路であることを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネル。
5. 前記基板の一端に陽極側と陰極側の電源端子と、
   前記陽極側電源端子と接続するｍ個の行切換先端子を有する行方向切換回路と、
   前記行切換先端子とその行にあるｎ個の有機ＥＬパネルの総てと接続するｍ本の行接続配線と、
   その行切換を制御する行切換信号入力端子と、
   前記陰極側電源端子と接続するｎ個の列切換先端子を有する列方向切換回路と、
   前記列切換先端子とその列にあるｍ個の有機ＥＬパネルの総てと接続するｎ本の列接続配線と、
   その列切換を制御する列切換信号入力端子とを備え、
   前記電源端子間に直流電位を印加し、行及び列選択の切換信号を入力すれば、行と列の交差した有機ＥＬパネルのみを選択的に発光させ、所定の文字或はパターンを表示させる大面積の電光表示板となることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬパネルを用いた大面積パネル。

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