(57)【要約】【課題】自発光素子を有する発光装置において、非駆動時に光が入射しても劣化することを抑制し、かつ製造コストが増加することを抑制する。【解決手段】発光装置１０は、自発光素子１００及び導通部材２００を備えている。導通部材２００は自発光素子１００に対して電気的に並列に接続されている。導通部材２００は、基準電圧又は基準電流値が加わると非導通状態になる。そしてこの基準電圧又は基準電流値は、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい。【選択図】図１
2015082426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自発光素子と、
前記自発光素子と電気的に並列に接続された導通部材と、
を備え、
前記導通部材は、基準電圧又は基準電流値が加わると非導通状態になり、
前記基準電圧又は前記基準電流値は、前記自発光素子の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい発光装置。
【請求項２】
前記導通部材は、溶断することにより前記非導通状態になる請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記自発光素子に電力を印加する制御部を備え、
前記制御部は、
前記発光装置に動作を開始させるときに、前記自発光素子に印加する電力を徐々に増加する請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記発光装置に動作を開始させるときに、前記自発光素子に印加する電圧又は電流値を、前記駆動電圧又は駆動電流値未満の第１の値に所定時間維持し、その後、前記第１の値より大きく前記駆動電圧又は駆動電流値未満である第２の値まで増加する請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項５】
互いに並列に接続されている複数の前記自発光素子を備え、
前記導通部材は、前記複数の自発光素子に対して一つ設けられている請求項２〜４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記自発光素子は有機ＥＬ素子である請求項２〜５に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electroluminescence）装置やＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの自発光素子は、電力を光に変換する。このため、動作していない自発光素子に光が入射すると、自発光素子は光電変換素子として機能するため、自発光素子に電荷がたまる。自発光素子は、この電荷に起因して劣化する恐れがある。
【０００３】
これに対して特許文献１に記載には、自発光素子が有する２つの電極のそれぞれを、スイッチを介して接地させることが記載されている。これらのスイッチは、自発光素子が駆動しているときはオフになり、自発光素子が駆動していないときにオンする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０７９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、スイッチを制御するための制御回路を設ける必要がある。従って、発光装置の製造コストが増えてしまう。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題としては、自発光素子を有する発光装置において、非駆動時に光が入射しても劣化することを抑制し、かつ製造コストが増加することを抑制することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、自発光素子と、
前記自発光素子と電気的に並列に接続された導通部材と、
を備え、
前記導通部材は、基準電圧又は基準電流値が加わると非導通状態になり、
前記基準電圧又は前記基準電流値は、前記自発光素子の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい発光装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る発光装置の機能構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る発光装置の構成を示す図である。
【図３】制御部が導通部材を非導通状態にするときの制御の第１例を示す図である。
【図４】制御部が導通部材を非導通状態にするときの制御の第２例を示す図である。
【図５】制御部が導通部材を非導通状態にするときの制御の第３例を示す図である。
【図６】実施例２に係る発光装置の構成を示す図である。
【図７】実施例３に係る発光装置の構成を示す図である。
【図８】実施例４に係る発光装置が有する自発光素子の平面図である。
【図９】図８から第２電極、接着層、及び封止層を取り除いた図である。
【図１０】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る発光装置１０の機能構成を示す図である。実施形態に係る発光装置１０は、自発光素子１００及び導通部材２００を備えている。導通部材２００は自発光素子１００に対して電気的に並列に接続されている。導通部材２００は、基準電圧又は基準電流値が加わると非導通状態になる。そしてこの基準電圧又は基準電流値は、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい。ここで、駆動電圧又は駆動電流とは、発光装置１０を使用するときに自発光素子１００を規定の輝度で発光させるために必要な電圧あるいは電流のことで、予め設定された値である。ただし、この予め設定された値は、例えばユーザからの入力に従って変わることもある。発光装置１０は、例えば照明装置などの光源やディスプレイである。以下、詳細に説明する。
【００１１】
自発光素子１００は、例えば有機ＥＬ素子であるが、ＬＥＤであってもよい。導通部材２００は、例えばヒューズであり、溶断することにより非導通状態になる。導通部材２００は、例えば線状又は膜状の導電部材である。導通部材２００の抵抗値は自発光素子１００と比べて十分に小さい。自発光素子１００は、第１電極１２０及び第２電極１４０を有している。第１電極１２０は発光装置１０の端子１２に接続しており、第２電極１４０は発光装置１０の端子１４に接続している。そして導通部材２００の一端は、第１電極１２０と端子１２を接続する配線に接続しており、導通部材２００の他端は、第２電極１４０と端子１４を接続する配線に接続している。なお、導通部材２００は、自発光素子１００が形成された基板に形成されていてもよいし、ディスクリート部品であってもよい。また、発光装置１０が自発光素子１００を制御する制御回路を有している場合、導通部材２００は制御回路の一部として設けられていてもよい。導通部材２００が自発光素子１００と同じ基板に形成されている場合、導通部材２００は基板の縁に位置するのが好ましい。このようにすると、自発光素子１００と導通部材２００の距離を確保して、導通部材２００で生じる熱が自発光素子１００に伝わって自発光素子１００を劣化させることを抑制できる。
【００１２】
上記したように、導通部材２００が非導通状態になる（例えば溶断する）ために必要な基準電圧又は基準電流値は、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい。基準電圧又は基準電流値は、例えば駆動電圧又は駆動電流値の０．１％以上９９％以下、好ましくは１％以上５０％以下である。なお、導通部材２００がヒューズの場合、導通部材２００を目視可能な位置に配置することにより、導通部材２００が非導通状態になっているか否かを、外部から確認できるようにすることができる。この場合、発光装置１０が未使用品か否かを容易に確認することができる。
【００１３】
発光装置１０が未使用な状態において、自発光素子１００に光が入射することがある。この場合、自発光素子１００は光電変換素子として機能する。このため、自発光素子１００には正孔と電子が発生する。正孔及び電子が自発光素子１００に蓄積すると、自発光素子１００は劣化する。特に自発光素子１００が有機ＥＬ素子の場合、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積すると、自発光素子１００は劣化しやすくなる。これに対して本実施形態では、導通部材２００が自発光素子１００に対して並列に接続されている。このため、自発光素子１００で発生した正孔及び電子は導通部材２００を介して再結合し、消滅する。従って、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積することを抑制できる。
【００１４】
一方、発光装置１０の使用が開始される場合、端子１２，１４の間には自発光素子１００の駆動電圧が印加される。ここで、導通部材２００の抵抗は自発光素子１００の抵抗に比べて小さいため、導通部材２００が導通状態の場合は、電流のほとんどが導通部材２００を流れる。そして、導通部材２００は、基準電圧又は基準電流値が加わると非導通状態になる。導電部材２００が非導通状態になるとき、導電部材２００からの発熱や、瞬間的な回路インピーダンスの変化により、一時的に大きな電流・電圧が自発光素子１００に印加される恐れがある。これに対して基準電圧又は基準電流値は、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい。従って、自発光素子１００が発光する前に、導通部材２００が非導通状態になる際、自発光素子１００には過剰な電圧は印加されない。従って、導通部材２００を非導通状態にする際に自発光素子１００が劣化することを抑制できる。
【００１５】
なお、自発光素子１００に光が入射することにより生じる電圧又は電流値は、基準電圧又は基準電流値と比べて極めて小さいため、導通部材２００が光の入射により非導通状態になることはない。したがって、導通部材２００の基準電圧又は基準電流値は、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さくても、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積することを抑制できる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
図２は、実施例１に係る発光装置１０の構成を示す図である。本実施例に係る発光装置１０は、制御部３００を備えている点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
【００１７】
制御部３００は、端子１２，１４と自発光素子１００及び導通部材２００の間に設けられており、自発光素子１００に印加する電力を制御している。制御部３００は、例えば制御用の半導体チップ（例えばマイクロコンピュータ）を有している。この場合、制御用の半導体チップは自発光素子１００とは別の回路基板に搭載される。導通部材２００は、この回路基板に設けられてもよいし、自発光素子１００と同一の基板に設けられてもよい。
【００１８】
制御部３００は、自発光素子１００に動作を開始させるとき、自発光素子１００に印加する電力を徐々に増加させる。このようにすると、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流に達するまでに一定時間を要するため、導通部材２００を確実に非導通状態にすることができる。また、この制御は、未使用状態の自発光素子１００を最初に動作させる際にのみ行っても良い。言い換えると、制御部３００は、自発光素子１００を最初に動作させる場合、それ以降に動作させる場合と比較して、電力をゆっくり増加させる。このようにすると、２回目以降の動作時における自発光素子１００の応答速度は速くなる。
【００１９】
図３は、制御部３００が導通部材２００を非導通状態にするときの電力の制御の第１例を示す図である。本図に示す例において、制御部３００は、自発光素子１００及び導通部材２００に印加する電流値（又は電圧）を、導通部材２００を非導通状態にするための値α１（第１の値）まで上昇させ、その後、その状態を一定時間ｔ１の間維持する。α１は、導通部材２００を非導通状態にするために必要な値よりも大きく、かつ自発光素子１００を駆動させるときの値よりも小さい。このため、導通部材２００は自発光素子１００の電圧又は電流が自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値に到達する前に非導通状態になる。なお、一定時間ｔ１は、例えば１秒以下である。その後、制御部３００は、自発光素子１００に印加する電流値（又は電圧）を、自発光素子１００を駆動させるために必要な値α２（第２の値）まで上昇させる。
【００２０】
図４は、制御部３００が導通部材２００を非導通状態にするときの電力の制御の第２例を示す図である。本図に示す例において、制御部３００は、自発光素子１００及び導通部材２００に印加する電流値（又は電圧）を、値α２に達するまで階段状に上昇させていく。この間に、導通部材２００は非導通状態になる。
【００２１】
図５は、制御部３００が導通部材２００を非導通状態にするときの電力の制御の第３例を示す図である。本図に示す例において、制御部３００は、自発光素子１００及び導通部材２００に印加する電流値（又は電圧）を、値α２に達するまで連続的に上昇させていく。この間に、導通部材２００は非導通状態になる。
【００２２】
以上、本実施例によっても、導通部材２００は自発光素子１００に対して並列に設けられているため、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積することを抑制できる。また、制御部３００が自発光素子１００及び導通部材２００に印加する電力を制御するため、自発光素子１００が動作する前に導通部材２００を確実に非導通状態にすることができる。
【００２３】
（実施例２）
図６は、実施例２に係る発光装置１０の構成を示す図である。本実施例に係る発光装置１０は、以下の点を除いて、実施例１に係る発光装置１０と同様の構成である。
【００２４】
まず、複数の自発光素子１００が互いに並列に接続されている。そしてこれら複数の自発光素子１００に対して一つの導通部材２００が並列に接続されている。
【００２５】
本実施例によっても、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積することを抑制できる。また、制御部３００を設けているため、自発光素子１００が動作する前に導通部材２００を確実に非導通状態にすることができる。さらに、複数の自発光素子１００に対して一つの導通部材２００を設けているため、複数の自発光素子１００のそれぞれに対して導通部材２００を設ける場合と比較して、発光装置１０が大型化することを抑制できる。
【００２６】
（実施例３）
図７は、実施例３に係る発光装置１０の構成を示す図である。本実施例に係る発光装置１０は、以下の点を除いて、実施例１に係る発光装置１０と同様の構成である。
【００２７】
まず、複数の自発光素子１００が互いに直列に接続されている。そしてこれら複数の自発光素子１００のそれぞれに対して導通部材２００が並列に接続されている。
【００２８】
本実施例によっても、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積することを抑制できる。また、制御部３００を設けているため、自発光素子１００が動作する前に導通部材２００を確実に非導通状態にすることができる。
【００２９】
（実施例４）
図８は、実施例４に係る発光装置１０が有する自発光素子１００の平面図である。図９は、図８から第２電極１４０、接着層１６０、及び封止層１７０を取り除いた図である。図１０は図８のＡ−Ａ断面図であり、図１１は図８のＢ−Ｂ断面図である。
【００３０】
本図に示す例において、自発光素子１００の基板１１０は樹脂又はガラスにより形成されている。基板１１０が樹脂により形成されている場合、基板１１０のうち自発光素子１００が形成される面にはバリア膜が形成される。このバリア膜は、基板１１０から自発光素子１００に水分が透過することを抑制するために設けられる。バリア膜は、少なくとも一層の無機膜、例えばＳｉＯＮ膜である。バリア膜は、複数の層を積層した構成を有していてもよい。
【００３１】
基板１１０の一面には、第１電極１２０、有機層１３０、及び第２電極１４０が積層されている。
【００３２】
第１電極１２０は、例えばＩＴＯ（Indium Thin Oxide）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの無機材料、またはポリチオフェン誘導体などの導電性高分子によって形成された透明電極である。第１電極１２０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。
【００３３】
第１電極１２０の上には、配線１２２が形成されている。配線１２２は、例えば第１電極１２０よりも低抵抗の材料（例えば金属）によって形成されている。配線１２２は、第１電極１２０の見かけ上の抵抗を減らすために設けられている。配線１２２は、単層構造を有していてもよいし、複数の層を積層した構造を有していてもよい。本図に示す例において、複数の配線１２２が互いに平行に設けられている。そしてこれら複数の配線１２２の端部は、基板１１０の縁において、互いに接続した上で、端子１２に接続している。
【００３４】
基板１１０のうち第１電極１２０が形成されていない領域の上には、配線１４２が形成されている。配線１４２は、端子１４を第２電極１４０に接続するために設けられている。配線１４２の少なくとも一部は、基板１１０の縁に沿って形成されている。本図に示す例では、配線１４２は、矩形の基板１１０のうち３辺に沿って形成されている。配線１４２は、配線１２２と同一工程で形成されているため、配線１２２と同一の層構造を有している。
【００３５】
そして、導通部材２００は、配線１２２及び配線１４２を接続するヒューズとして形成されている。導通部材２００は配線１２２及び配線１４２と同一工程で形成されている。すなわち導通部材２００は、自発光素子１００と同一の基板１１０のうち自発光素子１００と同一の面に形成されている。このため、導通部材２００を設けても、発光装置１０の製造コストは増加しない。なお、導通部材２００が溶断するために必要な基準電圧又は基準電流値は、自発光素子１００の駆動電圧又は駆動電流値よりも小さい。このため、導通部材２００の幅は、配線１２２及び配線１４２の幅よりも小さくなっている。
【００３６】
配線１２２は、絶縁層１５０によって覆われている。絶縁層１５０は、ポリイミド系樹脂などの感光性の樹脂であり、露光及び現像されることによって、所望のパターンに形成されている。絶縁層１５０としては、例えば、ポジ型の感光性樹脂が用いられる。絶縁層１５０はポリイミド系樹脂以外の樹脂、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂であっても良い。
【００３７】
絶縁層１５０はストライプ状の複数の第１開口１５２を有している。第１電極１２０のうち第１開口１５２に位置する領域の上には、有機層１３０が形成されている。有機層１３０は、例えば、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を積層したものである。正孔輸送層は第１電極１２０に接しており、電子輸送層は第２電極１４０に接している。
【００３８】
有機層１３０及び絶縁層１５０の上には、第２電極１４０が形成されている。第２電極１４０は、例えばＡｇやＡｌなどの金属材料で形成された金属層、又はＩＺＯなどの酸化導電材料で形成されている。第２電極１４０の一部は第２開口１５４と重なっている。言い換えると、第２電極１４０は、第２開口１５４の中で配線１４２に接続している。
【００３９】
このようにして、有機層１３０は第１電極１２０と第２電極１４０の間で挟持されている。なお、第１電極１２０と正孔輸送層との間には正孔注入層が形成されても良いし、第２電極１４０と電子輸送層との間には電子注入層が形成されてもよい。また、上記した各層の全てが必要ということではない。また、これら第１電極１２０、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、及び第２電極１４０のうち少なくとも１つは、塗布法を用いて形成されていても良い。ここで用いられる塗布法には、例えばスプレー塗布、ディスペンサー塗布、インクジェット、又は印刷などがある。また、有機層１３０と第２電極１４０との間には、ＬｉＦなどの無機材料で構成される電子注入層を設けても構わない。
【００４０】
第２電極１４０の上には、接着層１６０を介して封止層１７０が設けられている。封止層１７０は有機層１３０に水分が浸入することを抑制するために設けられている。封止層１７０は、金属箔、例えばＡｌ箔であるが、封止能力を有する基板が用いられてもよい。
【００４１】
次に、本実施例に係る自発光素子１００の製造方法を説明する。まず、基板１１０の上に第１電極１２０を形成する。第１電極１２０は、例えばスパッタリング法を用いて形成される。その後、第１電極１２０のうち不要な部分を、レジストパターンをマスクとしたエッチングを行うことにより除去する。
【００４２】
次いで、基板１１０上及び第１電極１２０上に、配線１２２，１４２及び導通部材２００となる導電膜を形成する。この導電膜は、例えばスパッタリング法を用いて形成される。次いで、この膜のうち不要な部分を、レジストパターンをマスクとしたエッチングを行うことにより除去する。これにより、配線１２２，１４２及び導通部材２００が形成される。なお、配線１２２，１４２及び導通部材２００は、マスクを用いたスパッタリングによって形成されてもよい。
【００４３】
次いで、基板１１０上、第１電極１２０上、配線１２２，１４２上、及び導通部材２００上に、絶縁層１５０を形成する。絶縁層１５０は、例えば感光性の樹脂層を形成し、この樹脂層を露光及び現像することにより、形成される。ただし絶縁層１５０は、スクリーン印刷法やインクジェット法を用いて形成されてもよい。
【００４４】
次いで、絶縁層１５０の第１開口１５２内に有機層１３０を形成する。次いで、有機層１３０上に第２電極１４０を、例えば真空蒸着法又はスパッタリング法を用いて形成する。次いで、接着層１６０を用いて絶縁層１５０の上に封止層１７０を取り付ける。
【００４５】
なお、制御部３００は、外付けの制御回路として自発光素子１００に取り付けられる。
【００４６】
本実施例によっても、自発光素子１００に正孔及び電子が蓄積することを抑制できる。また、導通部材２００は、自発光素子１００と同一の基板１１０のうち自発光素子１００と同一の面に形成されているため、導通部材２００を配線１２２及び配線１４２と同一工程で形成することができる。このため、導通部材２００を設けても、発光装置１０の製造コストは増加しない。
【００４７】
なお、本実施例において、導通部材２００を自発光素子１００と同一工程で形成しない場合も考えられる。この場合、導通部材２００は、制御部３００となる回路基板上に搭載される。この場合、自発光素子１００の発光検査を行った後に、導通部材２００を自発光素子１００に対して並列に接続することができる。
【００４８】
また、自発光素子１００を形成する際に、基板１１０の配線１２２，１４２のそれぞれに、導通部材２００を接続するための端子を設けてもよい。この場合も、自発光素子１００の発光検査を行った後に、導通部材２００を自発光素子１００に対して並列に接続することができる。なお、自発光素子１００の発光検査を行う前に、導通部材２００を配線１２２，１４２に接続する端子の上に配置してもよい。ただしこの場合においても、自発光素子１００の発光検査が終了するまで、導通部材２００を端子に接続しないようにする。
【００４９】
以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 発光装置
１００ 自発光素子
１１０ 基板
１２０ 第１電極
１３０ 有機層
１４０ 第２電極
１５０ 絶縁層
２００ 導通部材
３００ 制御部
【図１】
2015082426.tif 000003
【図２】
2015082426.tif 000004
【図３】
2015082426.tif 000005
【図４】
2015082426.tif 000006
【図５】
2015082426.tif 000007
【図６】
2015082426.tif 000008
【図７】
2015082426.tif 000009
【図８】
2015082426.tif 000010
【図９】
2015082426.tif 000011
【図１０】
2015082426.tif 000012
【図１１】
2015082426.tif 000013