(57)【要約】【課題】従来の有機ＥＬ照明装置では、低コストで量産性のある製造方法で発光特性の均一性に優れた照明装置を作ることは困難であった。【解決手段】透明基板上に透明導電膜が敷設された上に、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域を備え、この上をさらに導電膜で覆った構造を少なくとも有する上に、前記隔壁がハニカム状であることを特徴とする有機ＥＬ照明装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に透明導電膜が敷設された上に、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域を備え、この上をさらに導電膜で覆った構造を少なくとも有する上に、前記隔壁がハニカム状であることを特徴とする有機ＥＬ照明装置
【請求項２】
請求項１の特徴に加えてハニカム状の隔壁の対向する辺間の距離が０．５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲であり、前記隔壁の幅が２０μｍ以上３００μｍ以下の範囲であることを特徴とする有機ＥＬ照明装置
【請求項３】
請求項１又は請求項２の特徴に加えて、隣接する有機ＥＬ材料塗布領域同士で塗布される有機ＥＬ材料の全部または一部が異なることを特徴とする有機ＥＬ照明装置
【請求項４】
請求項１、請求項２又は請求項３の特徴に加えて、前記隔壁が透明電極と接した部分の中心に電極を敷設しその周りを隔壁で覆った構成になっていることを特徴とする有機ＥＬ照明装置
【請求項５】
透明基板上に透明導電膜を敷設し、その上にスクリーン印刷法によってガラス製の隔壁を形成し、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域にディスペンサーで有機ＥＬ材料を塗布し、その後に導電膜を形成することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３の有機ＥＬ照明装置の製造方法
【請求項６】
請求項５の特徴の有機ＥＬ照明装置の製造方法において、前記透明導電性膜を敷設後、該前記透明導電性膜の上にハニカム状の金属配線をスクリーン印刷で形成し、次に該金属配線を覆うガラス隔壁をスクリーン印刷法で形成することを特徴とする請求項４の有機ＥＬ照明装置の製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、有機ＥＬ照明装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）材料は電流を流すことで材料特有の発光をする特徴を備えており、テレビ等のディスプレー装置や照明装置としての応用が期待され、すでに一部実用化されている。有機ＥＬ材料を用いた素子とその製造方法については、特許文献１、非特許文献１、２などで示されている。特許文献１に示されている技術は有機ＥＬディスプレーの各画素を格子状の隔壁で区切ってその中に有機ＥＬ材料を含んだ溶液を満たして乾燥させる技術に関するものであり、格子状の隅で有機ＥＬ膜の厚みが適正値よりも厚くなってしまう課題を前記隔壁を２層構造にすることで緩和しようというものである。非特許文献１、２には、リソグラフィにより絶縁バンクを画素毎に形成して各画素にインクジェットで有機ＥＬ材料を塗布する有機ＥＬディスプレー技術が開示されている。
これらは、ディスプレーとしての機能を発現させるために微細な画素毎に色分けする必要があり、それらを均一に塗布するための技術として開発されてきた。
有機ＥＬ照明装置としては、特許文献２、３及び４にコスト低減を狙った技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２０６６２９号（図１、要約）
【特許文献２】特開２０１２−１４６６０６号（図１、要約）
【特許文献３】特開２０１２−２２８７８号（図１、要約）
【特許文献４】特開２０１１−２４９０７５号（図１、要約）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「薄膜塗布技術と乾燥トラブル対策」（株）技術情報協会２０１３年８月３０日（７８４頁−７９０頁、第７節「インクジェット印刷による自己整合有機ＥＬ素子と塗布による高均一性有機ＥＬ技術」  岡田裕之）
【非特許文献２】「インクジェット法で作製したフレキシブル有機ＥＬディスプレイ」映像情報メディア学会誌  ６２巻１０号１５１２頁−１５１６頁（２００８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  有機ＥＬ照明は、精細な画素が必要なディスプレーと異なり、広い面積を均一な照度で発光することが目的であり、色調の変更も複数の有機ＥＬ材料を積層することで実現できる。
デバイスの面積単価を低く抑える必要がある有機ＥＬ照明装置は、コスト低減のために従来の真空蒸着法に代えて、有機ＥＬ材料の溶液を印刷や塗布で基板表面に成膜する事が強く望まれている。特許文献２の技術は蒸着工程が入ってしまうためにどうしても製造コストが上昇してしまう。有機ＥＬ材料を溶剤で希釈した溶液をスピンコートして成膜する方法が試みられているが、この方法は材料が基板外に飛び散るなどでして９０％以上が無駄になってしまいコスト低減には貢献できない。スクリーン印刷やフレキソ印刷などの各種印刷工法を利用するためには、それぞれの印刷工法に合わせた印刷性能を有機ＥＬ材料に付与する必要があり、有機ＥＬ材料本来の特性を損なわないでこれを実現することは非常に困難である。また、有機ＥＬ材料は１００ナノメートル以下の厚さでの均一な成膜が要求されており、これを実現するためには各種コーティング装置が非常に高価になってしまうという課題も抱えていた。製造工程にホトリソグラフィ工程が含まれるとどうしても製造コストが上昇してしまうため、ホトリソグラフィ工程が含まれる特許文献３及び特許文献４もコストの課題を抱えている。【０００６】  対角百〜数百ミリメートルサイズの有機ＥＬ照明では、外周の入力端子部から離れた中心部も高輝度で均一に発光させるために透明電極の導電性を非常に高くする必要がある。透明導電膜であるＩＴＯ膜は膜としての導電性があまり高くないので、厚みを稼いで導電性を上げる試みがなされているが、膜厚を稼ぐために多層成膜をするとコスト負担が大きくなってしまう課題も抱えている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の有機ＥＬ照明装置は、透明基板上に透明導電膜が敷設された上に、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域を備え、この上をさらに導電膜で覆った構造を少なくとも有する上に、前記隔壁がハニカム状であることを第１の特徴とし、
第２の特徴として、前記第１の特徴に加えてハニカム状の隔壁の対向する辺間の距離が０．５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲であり、前記隔壁の幅が２０μｍ以上３００μｍ以下の範囲であることを特徴とし、
第３の特徴として、前記第１又は第２の特徴に加えて、隣接する有機ＥＬ材料塗布領域で塗布される有機ＥＬ材料の全部または一部が異なることを特徴とし、
第４の特徴として、前記第１、第２又は第３の特徴に加えて、前記隔壁が透明電極と接した部分の中心に電極を敷設しその周りを隔壁で覆った構成になっていることを特徴とし、
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法は、透明基板上に透明導電膜を敷設し、その上にスクリーン印刷法によってガラス製の隔壁を形成し、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域にディスペンサーなどで有機ＥＬ材料を塗布し、その後に導電膜を形成することを第５の特徴とし
第６に、前記第５の特徴の有機ＥＬ照明装置の製造方法において、前記透明導電性膜を敷設後、該前記透明導電性膜の上にハニカム状の金属配線をスクリーン印刷で形成し、次に該金属配線を覆うガラス隔壁をスクリーン印刷法で形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】  本発明の有機ＥＬ照明装置では、透明基板上に透明導電膜が敷設された上に、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域を備え、この上をさらに導電膜で覆った構造を少なくとも有する上に、前記隔壁がハニカム状である第１の特徴を備える場合には、隔壁で区分けされた有機ＥＬ材料塗布領域が正六角形となり、各頂点が鈍角であることで頂点部分での有機ＥＬ材料の染み上がり等の異常現象が緩和でき、隔壁近傍まで塗布された有機ＥＬ材料の膜厚を一定とし、発光面積を大きく確保できるとともに面内の発光の均一性を確保できるハニカム構造が敷き詰められた構造にすることで、有機ＥＬ照明装置の面内の均一性も向上する。
前記第１の特徴に加えてハニカム状の隔壁の対向する辺間の距離が０．５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の範囲であり、前記隔壁の幅が２０μｍ以上３００μｍ以下の範囲である第２の特徴を備える有機ＥＬ照明装置では、非発光領域である隔壁の領域と比べて発光領域を十分に大きく確保しバラツキも低く抑制できる上にスクリーン印刷法で隔壁を形成できるので量産性とコストの観点でも優れている。ハニカム構造での発光領域の割合は辺間の距離が３ｍｍで隔壁の幅が１００μｍの場合、有機ＥＬ材料領域が隔壁の位置まで全て光るという理想的な状態においては９４％の面積が光り、隔壁近傍の５０μｍの領域が光らない場合には９３％の面積が光る。このように本発明の構造では隔壁の位置まで光る場合と近傍５０μｍ領域が光らない場合のどちらも高い発光面積率を確保できその差異が１％と小さい。辺間の距離が５ｍｍで隔壁の幅が５０μｍの場合について上記と同様の見積もりを行うと、隔壁まで光る場合と近傍５０μｍ領域が光らない場合の差異は有効数字２桁では同じ９８％となる。
前記第１又は第２の特徴に加えて、隣接する有機ＥＬ材料塗布領域同士で塗布される有機ＥＬ材料の全部または一部が異なる第３の特徴を備える場合には、区画毎に色を塗り分けて個々の有機ＥＬ材料では出せない色を出すことができる。
前記第１、第２又は第３の特徴に加えて、前記隔壁が透明電極と接した部分の中心に電極を配置しその周りを隔壁で覆った構成になっている第４の特徴を備える場合には、電極材料が透明電極の導電性を補強する効果がある。
本発明の有機ＥＬ照明装置の製造方法で、透明基板上に透明導電膜を敷設し、その上にスクリーン印刷法によってガラス製の隔壁を形成し、隔壁で区分けした有機ＥＬ材料塗布領域にディスペンサーで有機ＥＬ材料を塗布し、その後に金属製の導電膜を形成する第５の特徴を備える場合には、スクリーン印刷法とディスペンサーによる有機ＥＬ材料の塗布という低コストで量産性に富む製造方法を組み合わせることによって、低コスト及び安定した性能を有する有機ＥＬ照明装置を製造することができる。有機ＥＬ材料をディスペンサーで塗布するので、有機ＥＬ材料塗布溶液がプロセス装置中で詰まってしまうというインクジェット等で問題となっている問題からも解放される。
前記第５の特徴に加えて、前記透明導電性膜を敷設後、該前記透明導電性膜の上にハニカム状の金属配線電極をスクリーン印刷で形成し、次に該金属配線電極を覆うガラス隔壁をスクリーン印刷法で形成する第６の特徴を備えた製造方法では、透明導電性膜の導電性を補強した有機ＥＬ照明装置をスクリーン印刷法とディスペンサーによる有機ＥＬ材料塗布という低コストで量産性に富む製造方法を組み合わせることで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の有機ＥＬ照明装置の第１の実施例を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明第１の実施例の有機ＥＬ照明装置の製造方法を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の有機ＥＬ照明装置の第２の実施例を示す正面図である。
【図４】図４は、本発明第２の実施例の有機ＥＬ照明装置の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  本発明の第１の実施の形態について図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例の有機ＥＬ照明装置１の平面図である。ガラス基板の上に透明電極であるＩＴＯ膜が敷設されて、その上に幅５０μｍのハニカム形状の銀配線電極２が形成されている。図１ではガラス基板とＩＴＯ膜は描かれていない。図で描かれている通り、ハニカム形状では正六角が隣接して配置された形状となっており、交点では互いに１２０度の角度に開いた線分が伸びている。この銀電極の下面はＩＴＯ膜の表面と接しており、ＩＴＯ膜の導電特性を補強している。銀電極の側面と上面は隙間なくガラス製の隔壁材で覆われている。ガラス隔壁３と前記銀電極との関係は図１に描いた通りであり、銀電極は透明電極以外には電気的な接触をどことも持たない。ハニカム構造の内側は有機ＥＬ材料を塗布するための領域である。正六角形の対向する辺同士の距離は３ｍｍである。赤色発光有機ＥＬ材料４、緑色発光有機ＥＬ材料５、青色発光有機ＥＬ材料６の配置は図１に描いた通り、赤色発光有機ＥＬ材料の下方向が緑色発光有機ＥＬ材料５、右下方向が青色発光有機ＥＬ材料という関係である。それぞれの色の有機ＥＬ材料は、多層構造になっている。実際の構造では各有機ＥＬ材料の上を連続膜であるアルミ製電極で覆っていて、このアルミ製電極は各有機ＥＬ材料の上面と電気的に接続されている。
【００１１】  本発明の実施例として図１では、隔壁の形状をハニカム形状としたが、矩形や三角形や多角形でもよい。また、銀配線電極は、ガラス隔壁の内部の一部に敷設されてもよい。実施例１ではガラス基板の例を示したが、ガラス基板の代わりにプラスチック製基板を用いることもできる。この場合には、ガラス隔壁はエポキシ製などの樹脂系の隔壁となる。実施例１では、電極形成、隔壁形成をスクリーン印刷で行う例を示したが、これらの形成をグラビア印刷、グラビアオフセット印刷を含む他の印刷工法で行うこともできる。
【００１２】  本発明の第１の実施例の有機ＥＬ照明装置の製造方法を図２を用いて説明する。図２で（ａ）から（ｈ）の順に製造をしていく。（ａ）は、透明なガラス基板７の断面を示している。（ｂ）は、前記ガラス基板上にＩＴＯ膜を形成した状態を示している。ＩＴＯ膜は真空蒸着、スパッタリング、スピンコート、など様々な製膜方法が可能である。（ｃ）は、幅５０μｍで高さ５μｍの銀電極２をスクリーン印刷法で形成した状態を示している。この銀電極はハニカム形状であり、正六角形の対向する辺同士の距離は３ｍｍである。（ｄ）は、ガラス隔壁３を追加した状態を示している。銀電極の側面と上面をガラス隔壁が覆うように幅１００μｍで厚み１５μｍのパターンで形成する。銀電極と重なる部分におけるＩＴＯ膜上面からの高さは１０μｍである。（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）は、それぞれ赤色発光有機ＥＬ材料４、緑色発光有機ＥＬ材料５、青色発光有機ＥＬ材料６を塗布した直後の状態を示している。有機ＥＬ材料の溶液はディスペンサーで塗布した直後では、数ミクロンの厚みの平坦な液面の液相となっており、乾燥後、含有固形分量に応じ、１００ナノメートル〜数十ナノメートルの厚さの有機ＥＬ材料が底面に均一な厚さで形成される。
図２では各色の有機ＥＬ材料の形成を簡単に描いてあるが、実際には多層構造を形成することになる。ディスペンサーで塗布後乾燥し、その後再び別の成分の有機ＥＬ材料溶液を重ねて塗布して乾燥することで多層構造を形成する場合もあり、また、互いに混ざり合わない溶液を順次滴下塗布してハニカム隔壁の内側の区画に複数種類の溶液の液相を多層に形成した後、一度の乾燥工程で多層構造を形成する場合もある。（ｈ）は、アルミ電極９を形成した状態を示している。アルミ電極形成は真空中スパッタや等様々な方法が適用可能である。
【００１３】  本発明の第２の実施例を図３を用いて説明する。ここで特に説明していない部分は図１での説明と同様である。この実施例では図１で備えていたハニカム形状の銀電極を持たない。１００μｍ幅で１５μｍ厚みのガラス隔壁だけでハニカム構造の縁取りを形成している。図２ではハニカム形状の正六角形の対向する辺同士の距離は５ｍｍである。
【００１４】  本発明の第２の実施例の製造方法を図４を用いて説明する。製造工程は銀電極を形成する工程を持たない工程の例を示したものである。工程が１つ少なくなっている。ここで特に説明していない内容は図２での説明と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  本発明の有機ＥＬ照明装置は、家屋での一般的な照明に加え、液晶ディスプレーのバックライトや、基板をプラスチック基板とした場合にはフレキブル機器の照明や曲面体に沿った形状の照明など照明装置として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００１６】  １は、有機ＥＬ照明装置
２は、銀配線電極
３は、ガラス隔壁
４は、赤色発光有機ＥＬ材料
５は、緑色発光有機ＥＬ材料
６は、青色発光有機ＥＬ材料
７は、ガラス基板
８は、ＩＴＯ膜
９は、アルミ電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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