(57)【要約】  一方の面に発光面を有する有機エレクトロルミネッセンス素子と、有機エレクトロルミネッセンス素子の他方の面に設けられた駆動電源とを備え、駆動電源がフレキシブル性を有する量子電池を含む有機エレクトロルミネセンスデバイスを構成する。
2015105022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に発光面を有する有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の他方の面に設けられた駆動電源と、を備え、
前記駆動電源が、フレキシブル性を有する量子電池を含む
有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
【請求項２】
前記駆動電源が２．５Ｖ以上の出力電圧を有する請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項３】
前記量子電池がバイポーラ電極を有する請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項４】
前記量子電池のセルが直列接続されている請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項５】
前記駆動電源が６Ｖ以上の出力電圧を有する請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネセンス素子と、前記駆動電源とが近接して積層されている請求項１に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項７】
全体の厚さが３ｍｍ以下である請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【請求項８】
屈曲半径Ｒが１００ｍｍ以下である請求項２に記載の有機エレクトロルミネセンスデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子と駆動電源とを備える有機エレクトロルミネセンスデバイスに係わる。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子等を発光素子に用いた画像表示装置（ディスプレイ）等において、フレキシブル化やモバイル用途でのケーブルレス化が求められている。
画像表示装置等のフレキシブル化やケーブルレス化に伴い、パワーサプライである駆動電源のフレキシブル化も必要になっている。【０００３】
現在、二次電池の主流であるリチウムイオン電池では、高容量化とフレキシブル性の両方に課題がある。一方、これらの課題を解決する電池として、繰り返し充放電できる量子電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０６５０９３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機エレクトロルミネッセンス素子と二次電池とを組み合わせによる、フレキシブル性を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスは実現されていない。
上述した問題の解決のため、本発明においては、フレキシブル性を有する有機エレクトロルミネッセンスデバイスを実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の有機エレクトロルミネセンスデバイスは、一方の面に発光面を有する有機エレクトロルミネッセンス素子と、有機エレクトロルミネッセンス素子の他方の面に設けられた駆動電源とを備え、駆動電源がフレキシブル性を有する量子電池を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、フレキシブル性を有する有機エレクトロルミネセンスデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の有機ＥＬデバイスの概略構成を示す図である。
【図２】量子電池の概略構成（断面構造）を示す図である。
【図３】量子電池の充電層の構成を示す図である。
【図４】光励起構造変化により形成された新しいエネルギー準位を説明するためのバンド図である。
【図５】光励起構造変化により形成された新しいエネルギー準位を説明するためのバンド図である。
【図６】量子電池の充放電機能を説明するバンド図である。
【図７】量子電池の充放電機能を説明するバンド図である。
【図８】バイポーラ型の量子電池の構成を示す図である。
【図９】第２実施形態の有機ＥＬデバイスの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．有機エレクトロルミネセンスデバイスの実施形態（第１実施形態）
２．有機エレクトロルミネセンスデバイスの実施形態（第２実施形態）
【００１０】
〈１．有機エレクトロルミネセンスデバイスの実施形態（第１実施形態）〉
以下本発明の有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ）デバイスの具体的な実施の形態について説明する。
［有機ＥＬデバイスの構成］
図１に、本実施形態の有機ＥＬデバイスの概略構成図を示す。
図１に示す有機ＥＬデバイス１０は、駆動電源１１が封止材１２によって封止され、有機ＥＬ素子１３が封止材１４によって封止され、封止材１２と封止材１４とが接着層１５によって接着されて構成されている。有機ＥＬ素子１３と駆動電源１１とは、接着層１５と封止材１２,１４とを介して、近接して積層された配置を有している。また、有機ＥＬデバイス１０は、有機ＥＬ素子１３の駆動電源１１と近接する側と反対側の面（上面）から発光する構成である。
なお、有機ＥＬデバイス１０は、有機ＥＬ素子１３を駆動、制御するための図示しない駆動回路等、有機ＥＬデバイスの実現に必要なその他の構成を備えていてもよい。
【００１１】
駆動電源１１は、フレキシブル性を有する薄型でシート状（平面状）の量子電池により構成することができる。この有機ＥＬデバイス１０に適用可能な駆動電源１１、及び、駆動電源１１を構成する量子電池の詳細については後述する。
有機ＥＬ素子１３は、従来から提案されている、シート状（平面状）のフレキシブル性を有する有機エレクトロルミネセンス素子（有機ＥＬ素子、ＯＬＥＤ）から成る発光素子によって構成することができる。
封止材１２及び封止材１４には、フレキシブル性を有する、従来公知の封止用の材料を使用することができる。また、封止材１２，１４自体がガスバリア性を有する材料を含有してもよく、封止材１２，１４の内側にガスバリア性を有する膜が形成されていてもよい。
駆動電源１１と有機ＥＬ素子１３とは、図示しないが、電気的に接続されている。
【００１２】
フレキシブル性の基準は、屈曲半径Ｒが１００ｍｍ以下、好ましくは、屈曲半径Ｒが３０ｍｍ〜３ｍｍである。
また、有機ＥＬデバイス１０は、厚さが３ｍｍ以下であることが好ましい。
フレキシブル性を有する量子電池では、カード規格への実装限界を考慮すると厚さを２．５ｍｍ以下とすることが好ましく、さらに０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１３】
さらに、必要に応じて、例えば、有機ＥＬデバイス１０の外部に、駆動電源１１の起電力を昇圧して有機ＥＬ素子１３に供給する、昇圧回路を設けることができる。
なお、昇圧回路をフレキシブル基板と薄膜の回路で構成することができれば、有機ＥＬデバイス１０の内部に設けることも可能である。
【００１４】
本実施形態の有機ＥＬデバイス１０は、駆動電源１１と有機ＥＬ素子１３のそれぞれを封止する封止材１２，１４が接着され、かつ、駆動電源１１と有機ＥＬ素子１３とが電気的に接続されているので、駆動電源１１によって有機ＥＬ素子１３を駆動して、発光させることができる。
また、駆動電源１１と有機ＥＬ素子１３が、いずれもシート状でフレキシブル性を有しているため、フレキシブル性を有する有機ＥＬデバイス１０を実現することができる。そして、有機ＥＬデバイス１０を曲げた状態でも発光させることが可能になる。
【００１５】
［有機ＥＬ素子］
有機ＥＬデバイス１０に適用される有機ＥＬ素子１３は、基板に透明可撓性フィルムを用いた、フレキシブル性を有する構成が提案されている。このフレキシブル性を有する有機エレクトロルミネセンス素子を用いることにより、フレキシブル性を有する有機ＥＬデバイス１０を実現することができる。
【００１６】
有機ＥＬデバイス１０に適用される有機ＥＬ素子１３の好ましい層構成の具体例を以下に示す。
（ｉ）基材フィルム／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）基材フィルム／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（iii）基材フィルム／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／正孔阻止層／陰極
（iv）基材フィルム／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／正孔阻止層／陰極
（ｖ）基材フィルム／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／電子輸送層／電子注入層／正孔阻止層／陰極
基材フィルムには、フレキシブル性を有する樹脂フィルムを使用する。
それぞれの層構成の各層の材料には、従来公知の材料を使用することができる。
各層構成の陰極の上には、保護フィルムを形成することが好ましい。
また、基材フィルムや保護フィルムの内面側に、ガスバリア膜を形成することが好ましい。
【００１７】
有機ＥＬデバイス１０を、有機ＥＬ素子１３を発光素子として用いる照明機器に適用する場合には、フレキシブル性を有する量子電池を発光素子の片面に配置することが可能である。この構成の照明機器を作製する際には、例えば、有機ＥＬ素子１３と量子電池とを貼り合わせにより接合する、或いは、発光素子と量子電池とを積層して一体化させる。
【００１８】
［駆動電源］
次に、上述の有機ＥＬデバイス１０に適用される駆動電源１１の構成について説明する。
駆動電源１１は、有機ＥＬ素子１３の非発光面に配置されている。また、駆動電源１１は、単独の量子電池、又は、複数の量子電池から構成することができる。
例えば、有機ＥＬ素子１３の発光に必要な出力電圧を得るために、複数の量子電池を直列接続した構成としてもよい。
一般的に、有機ＥＬ素子の駆動には少なくとも２．５Ｖ以上の出力電圧が必要とされている。このため、単独の量子電池がこの出力電圧を有していない場合には、複数の量子電池を直列接続し、駆動電源１１に要求される出力電圧を発生させることができる。
【００１９】
複数の量子電池を接続する場合には、量子電池を有機ＥＬデバイス１０の発光面と並行な平面に並べて単層で配置するか、或いは、複数の量子電池を有機ＥＬデバイス１０の発光面と垂直な方向に積層して配置する。そして、配置されたそれぞれの量子電池の電極を直列に接続して駆動電源１１から引出すような回路を形成する。
これにより、例えば、単独で１．２〜１．５Ｖ程度の出力電圧しか有さない量子電池を用いても、駆動電源１１から有機ＥＬ素子１３の発光に必要な２．５Ｖ以上を出力することができる。さらに、直列接続する量子電池の数を多くすることで、６Ｖ以上の出力電圧を得ることもできる。
【００２０】
駆動電源１１では、量子電池を積層させた方が、単層の場合よりもより小さい主面積で高容量化できる。このため、量子電池を複数積層させた構成とすることが好ましい。複数の量子電池を積層した場合にも、後述する構成の量子電池を用いることにより、有機ＥＬデバイス１０に必要とされるフレキシブル性を満たすことが可能である。
【００２１】
また、一般的に用いられているリチウムイオン二次電池は発熱性が高く、複数積層させた場合、特に３層以上積層させた場合には、中心部に積層された電池の放熱性が問題となる。このため、リチウムイオン二次電池を用いた積層構造は実現が難しい。
後述する量子電池では、発熱性が低く、３層以上積層された場合にも発熱による問題が生じにくい。このため、有機ＥＬデバイス１０で要求される容量、出力電圧等の駆動電源１１の特性を満たすために必要となる量の量子電池を積層させることも可能となる。
【００２２】
［量子電池］
次に、駆動電源１１に適用される量子電池の構成について説明する。
図２に、量子電池２０の概略構成（断面構造）を示す。この量子電池２０は、充電層２２に光励起構造変化技術を採用した充電原理に基づく二次電池であり、充放電の繰り返しが可能である。
【００２３】
図２に示す量子電池２０は、不動態特性を有する金属材料を使用した導電性の第１電極２１、エネルギーを充電する充電層２２、ｐ型金属酸化物半導体層２３、及び、第１電極２１と同じく不動態特性を有する金属材料を使用した導電性の第２電極２４が積層された構成である。
【００２４】
（電極）
第１電極２１及び第２電極２４は、機能的には導電膜が形成されていればよく、導電性のよい金属、例えば銅、銅合金、ニッケル、アルミ、銀、金、亜鉛又はスズ等を使用することが可能である。なかでも銅は安価であり電極の材料としては適している。第１電極２１及び第２電極２４は、電池製造時の熱工程や経年変化によって生じる電極の酸化による劣化を防止するために、不動態特性を有する金属層を設けている。
【００２５】
不動態とは、金属の電気化学列が卑（活性）な位置にあるにも関わらず、極めて遅い速度で腐食する金属の状態であり、金属材料の耐食性の根底となる。わずかなアノード電流によって大きく分極する金属が、電気化学的にかなり貴（非活性）な金属の挙動に近づくことで不動態化される。この場合、腐食生成物としての酸化皮膜が保護性を有するようになり、耐食性が付与されことになる。
【００２６】
腐食領域は、酸化反応が起きるように電極に電位を正方向に印加するアノード分極曲線で調べることができる。電位が低い場合は電位と共に電流が増加し、ある電位を越えると電流が急激に減少して一定の電位域で持続し、その後再び上昇する。初めの電流が上昇する電位域が活性態域、電流が低い値に保持される電位域が不動態域、そして、再び増加する電位域が過不動態域と呼ばれている。この不動態域で保護性に富む、数ナノメートルの不動態酸化皮膜が生成される。
【００２７】
不動態域では、電流が減少する、即ち導電性が阻害されることになるが、通常、電極は大気との接触を防ぐように保護されており、電極の酸化が生ずるのは局所的な場合である。従って、酸化が局所的に抑えられて電極の劣化が防止され、繰り返し充放電しても長期間使用できる量子電池が可能となる。
具体的な不動態特性を有する金属材料としては、クロム、ニッケル、チタン、モリブデン等があり、或いはこれらクロム、ニッケル、チタン、モリブデン等が少なくとも１種含まれた合金であってもよい。
【００２８】
（充電層）
次に、上述の量子電池２０の充電層２２の構成について説明する。図３に、量子電池の充電層２２の構成を示す。
図３に示す充電層２２は、絶縁性被膜２６で被覆されたｎ型金属酸化物半導体２５が充填された構成である。この充電層２２は、ｎ型金属酸化物半導体２５が紫外線照射されて光励起構造変化を生じさせることにより、エネルギーを蓄えることができる機能を有している。
【００２９】
充電層２２に使用されるｎ型金属酸化物半導体２５の材料としては、二酸化チタン、酸化第二スズ、酸化亜鉛等がある。これらの金属酸化物は、金属の脂肪族酸塩を分解することにより製造が可能である。金属酸化物の製造には、酸化性雰囲気下での燃焼によって金属酸化物に変化する金属の脂肪族酸塩が使用される。
【００３０】
絶縁性被膜２６には、シリコーンの他、無機絶縁物として鉱油、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を使用してもよく、絶縁性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂などの熱硬化性樹脂でもよい。
【００３１】
（エネルギー準位）
充電層２２では、紫外線照射されたｎ型金属酸化物半導体２５が光励起構造変化によって新たなエネルギー準位を形成している。光励起構造変化とは、光の照射により励起された物質の格子間距離が変化する現象であり、非晶質の金属酸化物であるｎ型金属酸化物半導体２５には、この光励起構造変化を生ずる性質を有した物質を用いる。
以下、光励起構造変化による充電層２２の新たなエネルギー準位の形成状態について、ｎ型金属酸化物半導体２５を二酸化チタン、絶縁皮膜の材料をシリコーンとした例でのバンド図を用いて説明する。
【００３２】
図４及び図５は、第１電極２１としての金属の銅３０と、ｎ型金属酸化物半導体２５としての二酸化チタン３２との間に、絶縁性被膜２６としてのシリコーン３４が存在する構成において、光励起構造変化により新たなエネルギー準位４４が形成された状態を説明するバンド図である。このバンド図では、二酸化チタン３２の光励起構造変化現象により、ｎ型金属酸化物半導体２５のバンドギャップ内に、新たなエネルギー準位４４が形成される。また、伝導帯３６には、シリコーン３４による絶縁層により障壁が存在する。
【００３３】
図４は、二酸化チタン３２と銅３０の間にシリコーン３４による絶縁層を有する構成に、紫外線３８が照射された状態を示している。絶縁被膜された二酸化チタン３２に紫外線３８が照射されると、二酸化チタン３２の価電子帯４０にある電子４２が、伝導帯３６に励起される。銅３０との界面付近では、この電子４２がある確率でシリコーン３４の絶縁層を通り抜けて一時的に銅３０に移動する。
【００３４】
二酸化チタン３２の光励起構造変化は、電子４２の不在中に起こり、価電子帯４０の電子４２が抜けた部位の原子間距離が変化する。このときのエネルギー準位４４は、フェルミレベル４６内のバンドギャップに移動している。これによりフェルミレベル４６内のバンドギャップに、エネルギー準位４４が形成される。
二酸化チタン３２の光励起構造変化によるエネルギー準位４４の形成は、紫外線３８が照射されている間は連続して発生する。
【００３５】
図５は、紫外線３８が照射されている間に上述した現象が繰り返し起こり、バンドギャップ内に多数のエネルギー準位４４が形成された状態である。しかし、これらエネルギー準位４４に捕らえられるべき電子４２は紫外線３８により励起されて銅３０に移動している。こうして生じた電子不在のバンドギャップ内のエネルギー準位４４は、紫外線照射を終えた後も残存する。
【００３６】
絶縁層としてのシリコーン３４の役割は銅３０と二酸化チタン３２との間に障壁を作り、励起された電子４２をトンネル効果により通過させ、電子不在のバンドギャップ内のエネルギー準位４４を形成することである。銅３０に移動した電子４２は、シリコーン３４周辺の帯電電位により銅３０に留まる。
【００３７】
量子電池２０では、さらに充電層２２に重ねてｐ型金属酸化物半導体層２３を積層することでブロッキング層を形成し、その上に第２電極２４を設けている。このような構造による二次電池の原理については、図６及び図７に示すバンド図で説明する。
【００３８】
以下の説明では、銅３０からなる第１電極２１と銅４８からなる第２電極２４とに挟まれた、シリコーン３４と二酸化チタン３２とからなる充電層２２、及び、酸化ニッケル５０からなるｐ型金属酸化物半導体層２３を備える構成の量子電池２０を例に説明する。
【００３９】
図６は、第２電極２４を構成する銅４８にマイナス電圧を印加し、第１電極２１を構成する銅３０を接地して０Ｖとした場合のバンド図である。
バンドギャップ内にエネルギー準位４４を有する二酸化チタン３２に、バイアス電界（−）を印加すると、銅３０の電子４２が、シリコーン３４による障壁を通過（トンネリング）して二酸化チタン３２に移動する。この移動した電子４２は、酸化ニッケル５０により銅４８への更なる移動がブロックされるため、二酸化チタン３２のバンドギャップ間に存在するエネルギー準位４４に捕獲される。つまり、二酸化チタン３２からなる充電層２２にエネルギーが蓄えられ、充電層２２に電子４２が充満した充電状態になる。この状態は、バイアス電界の印加を解除しても維持されるから、この構成の量子電池が二次電池としての機能を有することになる。
【００４０】
図７は、負荷（図示せず）を銅３０と銅４８に接続して、放電する場合のバンド図である。二酸化チタン３２のバンドギャップに捕獲されていた電子４２は、伝導帯３６の自由電子となる。この自由電子は銅３０に移動し、負荷に流れる。この現象がエネルギーの出力状態であり、放電状態である。そして、最終的にはバンドギャップ内のエネルギー準位４４に電子４２がない状態となり、充電層２２内のエネルギーが全て使用された状態となる。
【００４１】
以上説明したように、外部から電圧を印加することにより、二酸化チタンのバンドギャップに形成されたエネルギー準位に電子を充満させることができる。そして、電極に負荷を接続することで、電子が放出してエネルギーを取り出すことができる。従って、電池として機能させることができる。また、この現象を繰り返し行うことで、二次電池として使用できる。これが、有機ＥＬデバイス１０の駆動電源１１を構成する量子電池の基本的な原理である。
【００４２】
以上、量子電池の基本的な二次電池としての原理を説明したが、原理的に絶縁性被膜２６を介してトンネリング効果により電子４２が第１電極２１に移動して滞留するため、充電層２２と第１電極２１との密着性が極めて重要となる。このため、電池の製造時の熱工程及び経年変化によって生じる電極の酸化による密着性低下を防止することが重要となる。この様な理由から、電極の酸化による劣化が量子電池に大きな影響を及ぼす。このため、不動態特性を有する金属で電極を形成し、電極の劣化を部分的な表面の酸化にとどめることにより、電極の酸化を防止して長寿命の量子電池を実現することが可能となる。
【００４３】
第２電極２４については、ｐ型金属酸化物半導体層２３を介しての積層であり、第１電極２１における密着性の観点からの問題は小さいが、電極の劣化による影響は第２電極２４においても重要な問題である。このため、第２電極２４も、不動態特性を有する金属材料で構成することが、量子電池の長寿命化に有効な手段となる。
【００４４】
上述の構成の量子電池は、単層のセルでは１．２〜１．５Ｖ程度の出力電圧しか得られないが、少なくとも２つ以上の量子電池セルを直列に接続することにより、有機ＥＬ素子を発光するために必要な２．５Ｖ以上の出力電圧を得ることができる。
【００４５】
［量子電池（バイポーラ型）］
次に、単一セルで、有機ＥＬ素子１３を発光するために必要な出力電圧を有する量子電池の構成について説明する。
図８に示すようなバイポーラ型の量子電池を形成することにより、複数の量子電池のセルを直列接続する方法以外でも、有機ＥＬ素子１３の発光に必要な出力電圧を確保することができる。
【００４６】
図８に示すバイポーラ型量子電池６０は、第１電極６１、第１充電層６２、第１ｐ型金属酸化物半導体層６３、第２電極６４、第２充電層６５、第２ｐ型金属酸化物半導体層６６、及び、第３電極６７がこの順に積層された構成である。
【００４７】
バイポーラ型量子電池６０において第１電極６１、第２電極６４、及び、第３電極６７は、上述の図２に示す量子電池２０における第１電極２１、第２電極２４と同様の構成とすることができる。同様に、第１充電層６２、及び、第２充電層６５は、上述の図２に示す量子電池２０における充電層２２と同様の構成とすることができる。第１ｐ型金属酸化物半導体層６３、及び、第２ｐ型金属酸化物半導体層６６は、上述の図２に示す量子電池２０におけるｐ型金属酸化物半導体層２３と同様の構成とすることができる。
【００４８】
バイポーラ型量子電池６０は、上述の図２に示す量子電池２０が、一方の電極を共有して、２つ積層された構成である。つまり、図８に示すバイポーラ型量子電池６０の第２電極６４が、第１ｐ型金属酸化物半導体層６３と第２充電層６５とに挟まれることで、一方が負極面、他方が正極面として機能するバイポーラ電極となる。
【００４９】
図８に示す構成のバイポーラ型量子電池６０によれば、上述の図２に示す量子電池２０の２つセルを直列接続した場合と同様の機能を有する。このため、出力電圧が１．２〜１．５Ｖ程度である単層の量子電池２０のセルを、バイポーラ型量子電池６０とすることで、１つの量子電池のセルで有機ＥＬ素子１３を発光するために必要な出力電圧を確保することができる。
【００５０】
また、例えば、図８に示すバイポーラ型量子電池６０において、第３電極６７上にさらに充電層、ｐ型金属酸化物半導体層、及び、電極を積層することにより、第３電極６７をもバイポーラ電極として機能させ、さらに高出力の量子電池セルを構成することもできる。このように、バイポーラ型量子電池６０では、必要な出力に応じて例えば充電層が３層以上積層された構成の量子電池セルを形成することもできる。
駆動電源１１に用いる量子電池をバイポーラ型の構造とすることにより、単一セルでより高い出力が得られるだけでなく、電極の省略やパッケージ材の省略等により、量子電池セルの小型化、高密度化が可能となる。
【００５１】
（給電方法）
有機ＥＬデバイス１０に適用される駆動電源１１への給電方法は、容量結合型、電磁誘導型、電場・磁場共鳴型、及び、電波受信型等のワイヤレス給電を用いることもできる。有機ＥＬデバイス１０において、駆動電源１１へワイヤレス給電を行う場合には、上述の量子電池に接続する給電用の構成を設けてもよい。
【００５２】
［効果］
有機ＥＬ素子の非発光面側に、薄型でフレキシブル性の高い平面状の量子電池を用いた駆動電源を設けることにより、フレキシブル性の高い有機ＥＬデバイスを構成することができる。さらに、駆動電源に用いる量子電池のセルを直列接続する構成や、バイポーラ構造の構成とすることにより、駆動電源からの出力電圧を、有機ＥＬ素子の発光が可能となる程度に高めることができる。従って、フレキシブル性の高い有機ＥＬデバイスを実現することができる。
【００５３】
また、一般的にフレキシブルなリチウムイオン二次電池では、発熱温度が４５℃以上となる。このリチウムイオン二次電池の発熱温度は、有機ＥＬ素子を発光させる適温範囲よりも高い温度である。このため、有機ＥＬデバイスにおいて薄型化を実現するために、有機ＥＬ素子とリチウムイオン二次電池とを近接させて積層した場合等では、有機ＥＬ素子の発光効率の低下や、寿命への悪影響、表示品質の劣化等の性能の低下が起こる。従って、有機ＥＬデバイスにリチウムイオン二次電池を用いた場合には、有機ＥＬ素子と駆動電源との距離を離す等の設計が必要となり、薄型化、フレキシブル性を低下させる要因となる。
【００５４】
これに対し、上述の量子電池では、発熱温度が２０℃程度である。このため、この量子電池を駆動電源として備える有機ＥＬデバイスでは、リチウムイオン二次電池を用いた場合に発生する性能低下や、設計への悪影響がない。
さらに、量子電池の発熱温度である２０℃程度は、有機ＥＬ素子を発光効率が良好となる、好適な温度範囲である。このため、量子電池に接するように有機ＥＬ素子を配置することにより、有機ＥＬ素子の温度を発光効率の良好な好適な温度範囲に導き、有機ＥＬ素子の温度を発光効率の良好な温度域で安定させることができる。
従って、量子電池に近接して積層するように有機ＥＬ素子を配置することにより、有機ＥＬ素子の発光効率を良好にすることができ、有機ＥＬデバイスの性能を向上させることができる。
【００５５】
〈２．有機エレクトロルミネセンスデバイスの実施形態（第２実施形態）〉
本発明の第２実施形態の有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ）デバイスの概略構成図（断面図）を、図９に示す。
図９に示す有機ＥＬデバイス７０は、駆動電源７１の上に有機ＥＬ素子７２が積層され、全体が封止材７３によって封止された構成を有している。
そして、有機ＥＬデバイス７０では、駆動電源７１上に有機ＥＬ素子７２が直接積層されることで、有機ＥＬ素子７２と駆動電源７１とが近接して積層された配置を有している。また、有機ＥＬデバイス７０は、有機ＥＬ素子７２の非発光面側に駆動電源７１が積層され、有機ＥＬ素子７２の駆動電源７１と近接する側と反対側の面（上面）から発光する構成となっている。
なお、有機ＥＬデバイス７０は、有機ＥＬ素子７２を駆動、制御するための図示しない駆動回路等、このデバイスの実現に必要なその他の構成を備えていてもよい。
【００５６】
駆動電源７１は、上述の第１実施形態で説明した有機ＥＬデバイス１０と同様の構成を適用することができる。また、駆動電源７１を構成する量子電池についても、上述の第１実施形態で説明した種々の量子電池の構成を適宜用いることができる。
【００５７】
有機ＥＬ素子７２は、従来から提案されている、シート状のフレキシブル性を有する有機エレクトロルミネセンス素子（ＯＬＥＤ）から成る発光素子によって構成することができる。
封止材７３には、フレキシブル性を有する、従来公知の封止用の材料を使用することができる。また、封止材７３自体がガスバリア性を有する材料を含有してもよく、封止材７３の内側にガスバリア性を有する膜が形成されていてもよい。
駆動電源７１と有機ＥＬ素子７２とは、図示しないが、電気的に接続されている。
【００５８】
本実施形態の有機ＥＬデバイス７０は、有機ＥＬ素子７２と駆動電源７１とが積層され、かつ、駆動電源７１と有機ＥＬ素子７２とが電気的に接続されているので、駆動電源７１によって有機ＥＬ素子７２を駆動して、発光させることができる。
また、駆動電源７１と有機ＥＬ素子７２が、いずれもシート状でフレキシブル性を有しているため、フレキシブル性を有する有機ＥＬデバイス７０を実現することができる。そして、有機ＥＬデバイス７０を曲げた状態でも発光させることが可能になる。
【００５９】
［効果］
第２実施形態の有機ＥＬデバイスは、第１実施形態と同じ効果を有する。さらに、有機ＥＬ素子と駆動電源とが積層されることにより、さらなる薄型化が可能となる。
また、有機ＥＬ素子と駆動電源とが直接積層されることにより、駆動電源を構成する量子電池からの熱が、より有機ＥＬ素子に伝わりやすい構成となる。このため、量子電池の発熱による有機ＥＬ素子の発光効率を良好にする効果をより得ることができる。
【００６０】
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０，７０・・・有機ＥＬデバイス、１１，７１・・・駆動電源、１２，１４，７３・・・封止材、１３，７２・・・有機ＥＬ素子、１５・・・接着層、２０・・・量子電池、２１，６１・・・第１電極、２２・・・充電層、２３・・・ｐ型金属酸化物半導体層、２４，６４・・・第２電極、２５・・・ｎ型金属酸化物半導体、２６・・・絶縁性被膜、３０，４８・・・銅、３２・・・二酸化チタン、３４・・・シリコーン、３６・・・伝導帯、３８・・・紫外線、４０・・・価電子帯、４２・・・電子、４４・・・エネルギー準位、４６・・・フェルミレベル、５０・・・酸化ニッケル、６０・・・バイポーラ型量子電池、６２・・・第１充電層、６３・・・第１ｐ型金属酸化物半導体層、６５・・・第２充電層、６６・・・第２ｐ型金属酸化物半導体層、６７・・・第３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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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