(57)【要約】【課題】輝度むらを軽減できるとともに、光の取出し効率の低下を抑制できる面状発光ユニット及び面状発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、透光性の基板２と、この基板２上に形成され、全体が略四角形状をなし、その対角線上の線分で分割され、２つの略三角形状をなす透光性の第１の電極層３と、この第１の電極層３より抵抗値が小さく、前記三角形状の各辺に沿うように設けられた補助電極７と、前記第１の電極層３上に形成され、第１の電極層３と同様に略四角形状をなす有機ＥＬ発光層４と、この有機ＥＬ発光層４上に形成された第２の電極層５とを備える面状発光ユニット１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の基板と；
この基板上に形成され、全体が略四角形状をなし、その対角線上の線分で分割され、２つの略三角形状をなす透光性の第１の電極層と；
この第１の電極層より抵抗値が小さく、前記三角形状の各辺に沿うように設けられた補助電極と；
前記第１の電極層上に形成され、第１の電極層と同様に略四角形状をなす有機ＥＬ発光層と；
この有機ＥＬ発光層上に形成された第２の電極層と；
を具備することを特徴とする面状発光ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の面状発光ユニットを複数重合するように組み合わせたものにおいて、これら面状発光ユニットのうち、発光面側から最も離間した面状発光ユニットの第２の電極層を反射性を有する材料で形成し、他の面状発光ユニットの第２の電極層を透光性を有する材料で形成したことを特徴とする面状発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を用いた面状発光ユニット及び面状発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種、有機ＥＬ素子を用いる発光装置においては、陽極として機能する透明電極層が形成された基板に有機ＥＬ発光層を蒸着等で形成し、その上に、陰極として機能する金属薄膜を形成して構成されている。そして、この発光装置を照明用として用いるために発光面の大面積化が試みられている。
【０００３】
しかしながら、透明電極層で構成される陽極は、抵抗値が大きいため、大面積化してくると、陽極の一側端部に設けられた給電端子から給電する場合、給電端子から離れた部分では電圧降下が大きく、発光面、すなわち、有機ＥＬ発光層に加わる電圧が位置によって異なり、輝度むらが生じ、均一な発光が得られないという問題が発生する。
【０００４】
このため、これらの問題を解決すべく、透明電極層上に部分的に窓が形成された低抵抗の金属電極層を形成した照明用ＥＬパネルが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９７１８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、部分的に窓が形成されているが、透明電極層の略全面に対応して金属電極層を形成するものである。したがって、輝度むらを軽減し、ＥＬパネルの全体を均一に発光させることは可能と思われるが、この金属電極層が有機ＥＬ発光層から出射される光を遮断することとなり、かえって、光の取出し効率を低下させてしまう結果となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、輝度むらを軽減できるとともに、光の取出し効率の低下を抑制できる面状発光ユニット及び面状発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の面状発光ユニットは、透光性の基板と；この基板上に形成され、全体が略四角形状をなし、その対角線上の線分で分割され、２つの略三角形状をなす透光性の第１の電極層と；この第１の電極層より抵抗値が小さく、前記三角形状の各辺に沿うように設けられた補助電極と；前記第１の電極層上に形成され、第１の電極層と同様に略四角形状をなす有機ＥＬ発光層と；この有機ＥＬ発光層上に形成された第２の電極層と；を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の技術的意味及び解釈は次による。透光性の基板は、ガラス板や透明な合成樹脂等で形成できる。また、透光性の第１の電極層は、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等からなる透明な材料によって形成できる。さらに、例えば、基板上に形成される第１の電極層は、基板上に直接的に形成されてもよいし、他の層を介して間接的に形成されてもよい。
【００１０】
有機ＥＬ発光層は、低分子材料で構成しても高分子材料で構成してもよく、層構成や材料は、設計に応じ各種層構成や材料を採用することができる。補助電極は、第１の電極層より抵抗値が小さい、例えば、アルミニウム等によって形成できる。また、第２の電極層は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウムアルミニウム合金等の金属で形成できる。さらに、この第２の電極層は、透光性を有する材料で形成してもよい。
【００１１】
請求項２に記載の面状発光装置は、請求項１に記載の面状発光ユニットを複数重合するように組み合わせたものにおいて、これら面状発光ユニットのうち、発光面側から最も離間した面状発光ユニットの第２の電極層を反射性を有する材料で形成し、他の面状発光ユニットの第２の電極層を透光性を有する材料で形成したことを特徴とする。
【００１２】
このように面状発光ユニットを複数重合するように組み合わせることにより、有機ＥＬ発光層を形成する材料のばらつきによる色むら等の発生を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、有機ＥＬ発光層から放射される光の輝度むらを軽減できるとともに、光の取出し効率の低下を抑制できる面状発光ユニットを提供することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、有機ＥＬ発光層を形成する材料のばらつきによる色むらや輝度むらを抑制できる面状発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る面状発光ユニットを示す分解斜視図である。
【図２】同断面図である。
【図３】同拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る面状発光ユニットを示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る面状発光ユニットを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る面状発光装置を分解して示す断面図である。
【図７】同断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施形態に係る面状発光ユニットについて図１乃至図３を参照して説明する。なお、各図は、発光ユニットを模式的に示す図であり、同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、面状発光ユニット１は、略正方形状をなす透光性の基板２と、この基板２上に形成された第１の電極層としての陽極層３と、この陽極層３上に形成された有機ＥＬ発光層４と、有機ＥＬ発光層４上に形成された第２の電極層としての陰極層５と、これら陽極層３、有機ＥＬ発光層４及び陰極層５を気密的に封止する封止部材６とを備えている。これらは、いずれも略正方形状をなす四角形状に形成されており、発光ユニット１としては、縦横の寸法が約２０ｃｍ×２０ｃｍの大きさで面状に形成されている。
【００１８】
透光性の基板２は、ガラス板や透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等から形成されている。この基板２上には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等からなる透光性を有する透明な陽極層３が形成されている。この陽極層３は、全体の形状が略正方形状であり、その正方形状の対角線上の線分によって分割されるように、２つの二等辺三角形状をなして形成されている。
【００１９】
そして、この三角形状の各辺に沿って下側にアルミニウム等からなる細幅の金属製の補助電極７が形成されている。したがって、基板２上には、まず、枠状をなす三角形状の２つの補助電極７が形成され、その上に陽極層３が形成される。補助電極７は、陽極層３より抵抗値が小さく、低抵抗の材料で形成され、アルミニウム以外にも銅、鉄、銀、金等が適用可能である。なお、補助電極７には、給電端子７ａが接続されている。
【００２０】
次に、陽極層３の形成領域上の全体に亘って有機ＥＬ発光層４が形成されている。有機ＥＬ発光層４は、図３に示すように、正孔輸送層４ａ、発光層４ｂ及び電子注入層４ｃが順次積層され、白色発光の発光層として構成されている。発光色を白色にするためには、発光層４ｂとして赤色、緑色、青色の各色に発光する有機化合物を積層、混合する方法や補色の関係にある青色、黄色に発光する有機化合物を積層、混合する方法等があるが、ここでは、青色、黄色に発光する蛍光材料を積層する場合について説明する。
【００２１】
正孔輸送層４ａには、例えば、トリフェニルジアミン誘導体、発光層４ｂには、例えば、黄色発光層の材料として同じくトリフェニルジアミン誘導体、ドーパント材料にテトラセン誘導体、青色発光層の材料としてアントラセン誘導体、ドーパント材料にペリレン誘導体、電子注入層４ｃには、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）が用いられて積層されている。なお、有機ＥＬ発光層４の層構成や材料は、これらに限るものではなく、設計に応じ各種層構成や材料を採用することができる。また、有機ＥＬ発光層４の一側には、絶縁部材４ｅが設けられている。
【００２２】
続いて、有機ＥＬ発光層４の形成領域上の全体に亘って陰極層５が形成されている。陰極層５は、金属製であり、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウムアルミニウム合金等が用いられている。この陰極層５は、光の反射性の高い材料で構成するのが好ましい。また、陰極層５の一側には、給電端子５ａが接続されている。
【００２３】
次に、陽極層３、有機ＥＬ発光層４及び陰極層５は、透光性の基板２の外周部に接着剤６ａを介して接着された皿状の封止部材６によって気密的に封止されている。封止部材６は、ガラス製であり、この封止によって空気や水分等の浸入を防止するようになっている。また、封止部材６の内面には、ゲッター剤８が取り付けられている。このゲッター剤８により空気中の水分等による有機ＥＬ発光層４の劣化を防止することができる。
【００２４】
なお、封止部材６は、光を透過する必要はないので、適宜、例えば、金属等の材料を用いて構成してもよく、また、封止構造として、陽極層３、有機ＥＬ発光層４及び陰極層５を窒化珪素膜と樹脂で直接的に覆うようにして封止するようにしてもよい。さらに、補助電極７に接続された給電端子７ａ及び陰極層５に接続された給電端子５ａは、電源に接続するため、封止部材６の外方に延出するようになっている（図２参照）。
【００２５】
また、図１及び図２の破線で示すように、補助電極７に接続された給電端子７ａは、直流電源の正極側に接続され、陰極層５に接続された給電端子５ａは、直流電源の負極側に接続されるようになっている。
【００２６】
このように構成された発光ユニット１の動作について説明する。直流電源から給電端子５ａ、７ａを介して電力が補助電極７を通じて陽極層３、及び陰極層５に供給されると、陽極層３から放出された正孔及び陰極層５から放出された電子がそれぞれ有機ＥＬ発光層４に注入される。この注入された正孔及び電子は有機ＥＬ発光層４内で結合する。この結合の際のエネルギで有機ＥＬ発光層４内の有機分子が励起状態となり、この励起状態から再び基底状態に戻るときに分子固有の色を有する発光が生じる。具体的には、本実施形態では、白色の発光が生じる。
【００２７】
そして、この発光による光は、主として、透光性の陽極層３、同じく透光性の基板２を介して外部に放射される。また、一部の光は、陰極層５の内側面によって反射され、陽極層３、基板２を通じて外部へ放射される。
【００２８】
ここで、陽極層３は、高抵抗であるが、低抵抗の補助電極７が形成されており、この補助電極７を通じて陽極層３に電力が供給されるため、有機ＥＬ発光層４に加わる電圧が位置によって異なることが軽減され、電力の供給が均一化される。具体的には、陽極層３は、正方形状の対角線上の線分によって分割されるように、三角形状をなしている。この正方形状の対角線上の線分は、正方形状を横切る最も長い線分であり、したがって、この線分に従い補助電極７を配設することにより、正方形状の陽極層３に対する作用を大きくすることでき、電力供給の均一化という面において最も効果的となる。また、この対角線上の線分を含めて三角形状の各辺に沿うように補助電極７が配設されているので、陽極層３から有機ＥＬ発光層４に供給される電力が均一化され、有機ＥＬ発光層４から放射される光の輝度むらを軽減することができる。
【００２９】
さらに、補助電極７は、正方形状の対角線上の線分に沿って配設されているので、有機ＥＬ発光層４から放射される光を遮る度合いを少なくすることができ、したがって、輝度むらの軽減及び光の取出し効率の低下の抑制という両面において有効な面状発光ユニット１を得ることができる。
【００３０】
以上のように本実施形態によれば、有機ＥＬ発光層４から放射される光の輝度むらを軽減できるとともに、光の取出し効率の低下を抑制できる面状発光ユニット１を提供することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、補助電極７に接続された給電端子７ａは、図示上、左右方向に設けたが、前後方向であってもよく、また、補助電極７は、基板２上に形成したものについて説明したが、陽極層３上に形成するようにしてもよい。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る面状発光ユニットについて図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００３３】
本実施形態では、三角形状の陽極層３の各辺に沿って側周に金属製の補助電極７を形成したものである。したがって、基板２上には、まず、三角形状の陽極層３が形成され、次いで陽極層３の各辺の側周に補助電極７が形成される。なお、補助電極７は、側周から陽極層３上の周縁に亘って形成されるようにしてもよい。
【００３４】
以上のように本実施形態の構成によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏する面状発光ユニット１を提供することができる。
【００３５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る面状発光ユニットについて図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００３６】
本実施形態では、三角形状の陽極層３の各辺に沿って、陽極層３の上側に枠状の金属製の補助電極７を形成するものである。そして、この補助電極７上には、補助電極７を覆うように陽極層３の形状と同様な三角形状であり、かつ枠状の絶縁層７ｂが形成されるようになっている。したがって、基板２上には、まず、三角形状の陽極層３が形成され、次に、補助電極７が形成され、この補助電極７を覆うように絶縁層７ｂが形成され、続いて、有機ＥＬ発光層４が形成されるようになる。
【００３７】
このような構成によれば、直流電源から給電端子７ａを介して電力が供給されると、その電力は、補助電極７を通じて陽極層３、この陽極層３から有機ＥＬ発光層４へ供給され、そして陰極層５へと供給される。この場合、補助電極７は、直接有機ＥＬ発光層４に接しておらず、絶縁層７ｂが介在するようになっているので、有機ＥＬ発光層４の酸化等による劣化を抑制することができる。
【００３８】
以上のように本実施形態の構成によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができ、また、補助電極７と有機ＥＬ発光層４との間には、絶縁層７ｂが介在するようになっているので、有機ＥＬ発光層４の劣化を抑制することが可能となる。
【００３９】
次に、本発明の実施形態に係る面状発光装置について図６及び図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態の面状発光装置１０は、前記第１の実施形態における面状発光ユニット１を複数重合するように組み合わせた構成を基本としている。
【００４０】
図５において、面状発光装置１０は、例えば、基板２と、この基板２上に形成された補助電極７を含む陽極層３と、この陽極層３上に形成された有機ＥＬ発光層４と、有機ＥＬ発光層４上に形成された陰極層５とを備えた発光ユニット１１を３つ重合するように組み合わせて構成されている。ここで、下側２つの発光ユニット１１の陰極層５１は、透光性の材料で形成されており、最上側、すなわち、発光面側から最も離間した発光ユニット１１の陰極層５は、第１の実施形態のものと同様に、反射性を有する金属で形成されている。そして、図６に示すように、３つの重合された発光ユニット１１は、図示しない封止部材によって気密的に封止されるようになっている。
【００４１】
このように構成された面状発光装置１０に直流電源を供給すると、各有機ＥＬ発光層４が発光する。この光は、透光性の陽極層３、基板２、陰極層５１、有機ＥＬ発光層４等を介して外部に放射される。また、一部の光は、最上側の陰極層５の内側面によって反射され、陽極層３、基板２、陰極層５１等を通じて外部へ放射される。なお、重合する発光ユニット１１の数は、特段限定されるものではない。
【００４２】
以上のように本実施形態によれば、外部へ光が放射されるに際し、複数の有機ＥＬ発光層４が介在するので、有機ＥＬ発光層４を形成する材料のばらつきによる色むらや輝度むらを抑制することが可能となる。
【００４３】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、本発明の面状光源ユニットは、例えば、屋内又は屋外で使用される照明装置、液晶パネルのバックライト装置等の各種ディスプレイ装置等に適用できる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・面状発光ユニット、２・・・透光性の基板、３・・・第１の電極層（陽極層）、４・・・有機ＥＬ発光層、５・・・第２の電極層（陰極層）、７・・・補助電極、
１０・・・面状発光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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