(57)【要約】【課題】発光部の全面に均一な光強度を得ることができる高品質の面発光照明装置とその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】素子基板（２）の面発光素子（３）が形成された表面（２ａ）を透光性基板（１）の一方の面（１ａ）に対向させて、複数の素子基板（２）を実装した面発光照明装置であって、面発光素子（３）の発光面（３ａ）と透光性基板（１）の間に隙間（４）が形成されるように、面発光素子（３）の発光面（３ａ）よりも外側を透光性基板（１）に接続したことを特徴とする。【選択図】図１
2013004180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基板の面発光素子が形成された表面を透光性基板の一方の面に対向させて、複数の前記素子基板を実装した面発光照明装置であって、
前記面発光素子の発光面と前記透光性基板の前記一方の面との間に隙間が形成されるように、前記面発光素子の発光面よりも外側を前記透光性基板の前記一方の面に接続した
面発光照明装置。
【請求項２】
前記素子基板の前記面発光素子が実装されている表面で前記面発光素子の周囲に、前記面発光素子を外部と電気接続する電極が形成されており、
前記素子基板の前記電極を、前記透光性基板の前記一方の面に形成されている配線電極に、導電性材料で接続した
請求項１記載の面発光照明装置。
【請求項３】
前記透光性基板の前記一方の面と、
前記面発光素子と前記電極との間で露出した前記素子基板の前記表面との間に、接着シートを介在させた
請求項２記載の面発光照明装置。
【請求項４】
前記透光性基板の前記一方の面で、前記面発光素子の発光面と対向する部分に凹部を形成した
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の面発光照明装置。
【請求項５】
素子基板の面発光素子が形成された表面を透光性基板の一方の面に対向させて、複数の前記素子基板を実装するとともに、前記面発光素子の発光面と前記透光性基板の前記一方の面との間に隙間が形成した面発光照明装置を製造するに際し、
前記透光性基板の前記素子基板の実装予定位置で、前記素子基板が実装された場合に前記面発光素子から外れた位置に接着シートを貼り付け、
貼り付けられた前記接着シートよりも外側で前記透光性基板に形成されている配線電極の上に導電性材料を供給し、
前記素子基板の前記面発光素子が実装されている表面で前記面発光素子の周囲に形成され前記面発光素子を外部と電気接続する電極と、前記透光性基板の前記配線電極とを、位置合わせし、前記素子基板を前記透光性基板に向かって押圧して前記導電性材料を圧縮し、前記接着シートの端面に前記素子基板を当設させて接着する
面発光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素子などの面発光素子を使用した面発光照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を使用した面発光照明装置は、特許文献１に示されているようにガラス基板上に陽極配線、有機ＥＬ素子、陰極配線を蒸着方法などで積層形成し、接着剤によりガラスキャップを接着し、内部に酸素や湿度を吸着する捕水材を設けることにより、有機ＥＬ材料の劣化を防ぎ、デバイスの品質を維持しているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１５６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
住宅のリビングルームの照明に面発光照明装置を用いるためには、照明装置の大きさとしては６０ｃｍ×６０ｃｍ程度以上のサイズが必要となる。しかしながら。ガラス基板に有機ＥＬ素子を直接に形成する場合、面積が大きくなるほど、ひとつ当たりの異物のパネル不良の発生に対する影響が大きくなる。また、有機ＥＬ素子を、印刷、蒸着で形成する際の成膜の厚みムラ、ばらつきによる光強度ムラなどの成膜品質の欠陥の発生により、有機ＥＬ照明装置そのものの歩留まりが下がる。
【０００５】
これを回避するためには、図６に示すように、必要とする照明装置の大きさのガラス基板１に比べて小さな５ｃｍ×５ｃｍ程度の素子基板２に、有機ＥＬ素子３を作成し、検査で良品と判定された有機ＥＬ素子３を有する素子基板２を、ガラス基板１に複数配置し、これを結線することにより、６０ｃｍ×６０ｃｍサイズ以上の大型照明パネルとすることによって、照明装置の歩留りロスを低減できる。
【０００６】
有機ＥＬ素子３を有する素子基板２は、ガラス基板１の配線電極８に、導電接着剤９によって接合されている。有機ＥＬ素子３は接着シート１３を介してガラス基板１に接着されている。ガラス基板１に実装された複数の素子基板２は、ガラス基板１に接着剤１０によって貼り付けられた蓋１１によって密封されている。蓋１１とガラス基板１とで囲まれた空間には、窒素などの不活性ガス１２が充填されている。矢印Ａ方向は光取り出し方向を示している。
【０００７】
しかしながら、ガラス基板１への接着シート１３の貼り付け、および有機ＥＬ素子３の接着シート１３への接合する際に貼付け場所にパーティクルが存在している場合、または貼付け条件が適正でない場合には、ガラス基板１と接着シート１３との間、または接着シート１３と有機ＥＬ素子３との間に気泡やボイド１４が噛み込む場合がある。
【０００８】
この気泡やボイド１４が存在している状態で有機ＥＬ照明光源を長期間使用すると有機ＥＬ素子の発光時に発生する熱伝達の違いにより、有機ＥＬ素子材料の熱分解が進み、低分子化されるため、有機ＥＬ素子の発光性能が劣化する。ボイドの発生している場所、ボイドが発生していない場所で熱分布が異なり、ボイドが発生している領域では放熱性が悪く、他の部分より有機ＥＬ素子が加熱されるため、ＥＬの劣化がボイドの発生していない領域に比べてボイドが発生している領域では早くなる。この結果、有機ＥＬ素子の中で劣化による光強度の分布が発生し、光ムラなどの品質低下となり、不良となる可能性がある。
【０００９】
また、ガラス基板１と素子基板２と有機ＥＬ素子３、接着シート１３の熱膨張係数が異なるため、有機ＥＬ素子３が発光することにより発生する熱でそれぞれの界面に熱歪みが発生する。照明の点灯と消灯を繰り返すことにより界面に熱歪みによる繰り返し応力が発生し、それぞれの界面が剥離し、不良となる。また、有機ＥＬ素子３自体が熱による分解により光強度劣化が発生する可能性がある。
【００１０】
本発明は、発光部の全面に均一な光強度を得ることができる高品質の面発光照明装置とその製造方法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】
【００１１】
本発明の面発光照明装置は、素子基板の面発光素子が形成された表面を透光性基板の一方の面に対向させて、複数の前記素子基板を実装した面発光照明装置であって、前記面発光素子の発光面と前記透光性基板の前記一方の面との間に隙間が形成されるように、前記面発光素子の発光面よりも外側を前記透光性基板の前記一方の面に接続したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の面発光照明装置の製造方法は、素子基板の面発光素子が形成された表面を透光性基板の一方の面に対向させて、複数の前記素子基板を実装するとともに、前記面発光素子の発光面と前記透光性基板の前記一方の面との間に隙間が形成した面発光照明装置を製造するに際し、前記透光性基板の前記素子基板の実装予定位置で、前記素子基板が実装された場合に前記面発光素子から外れた位置に接着シートを貼り付け、貼り付けられた前記接着シートよりも外側で前記透光性基板に形成されている配線電極の上に導電性材料を供給し、前記素子基板の前記面発光素子が実装されている表面で前記面発光素子の周囲に形成され前記面発光素子を外部と電気接続する電極と、前記透光性基板の前記配線電極とを、位置合わせし、前記素子基板を前記透光性基板に向かって押圧して前記導電性材料を圧縮し、前記接着シートの端面に前記素子基板を当設させて接着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、面発光素子の発光面よりも外側を透光性基板に接続して面発光素子の発光面と透光性基板の間に隙間が形成されているので、光強度のむら発生を低減し、高品質な面発光照明装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における面発光照明装置の断面図と要部の拡大図
【図２】本発明の実施の形態１における面発光照明装置の製造プロセスを示す工程図
【図３】本発明の実施の形態１において接着シートを透光性基板に貼り付ける工程の平面図
【図４】本発明の実施の形態２における面発光照明装置の断面図
【図５】本発明の実施の形態１における要部の拡大断面図と別の実施の形態における要部の拡大断面図
【図６】比較例の面発光照明装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図５に基づいて説明する。
なお、図６に示した比較例と同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は完成した面発光照明装置の断面図、図２はその製造工程を示す。
【００１６】
図１において、透光性基板としてのガラス基板１の一方の面１ａに対向させて、複数の素子基板２を実装して面発光照明装置が構成されている。素子基板２の表面２ａには、面発光素子としての有機ＥＬ素子３が形成されており、素子基板２は有機ＥＬ素子３の発光面３ａをガラス基板１の一方の面１ａに対向させて実装されている。
【００１７】
各素子基板２は、有機ＥＬ素子３の発光面３ａとガラス基板１の一方の面１ａとの間に隙間４が形成されるように、有機ＥＬ素子３の発光面３ａよりも外側の周囲がガラス基板１に接着シート５で接着されている。ここでは有機ＥＬ素子３の厚みよりも接着シート５の厚みの方が厚い。
【００１８】
さらに実施の形態１では、ガラス基板１の一方の面１ａには、実装された素子基板２の有機ＥＬ素子３の発光面３ａに対向する部分に、凹部６が形成されている。
素子基板２の表面２ａで有機ＥＬ素子３の周囲に、有機ＥＬ素子３を外部と電気接続する電極７が形成されており、素子基板２の電極７が、ガラス基板１の一方の面１ａの上に形成されている配線電極８に、導電性材料９で電気接続されている。
【００１９】
ガラス基板１に実装された複数の素子基板２は、ガラス基板１に接着剤１０によって貼り付けられた蓋１１によって密封されている。蓋１１とガラス基板１とで囲まれた空間には、窒素などの不活性ガス１２が充填されている。矢印Ａ方向は光取り出し方向を示している。
【００２０】
この面発光照明装置は図２（ｂ）〜図２（ｈ）の工程で製造される。
図２（ｂ）では、図２（ａ）に示すように表面がフラットで厚みが０．６〜１ｍｍ程度のアルカリまたは非アルカリのガラス基板１に対して、各素子基板２の設置位置の中心に、素子基板２の面積よりも小さい面積で深さは０．１ｍｍ程度以下の凹部６を、サンドブラスト法、プレス法などにより形成する。
【００２１】
図２（ｃ）では、ガラス基板１の凹部６の領域の外周の表面に、印刷法、ディスペンス法、薄膜形成法、エッチング法などにより導通経路となるＩＴＯ、Ａｇ、Ｃｕなどの配線電極８を形成する。
【００２２】
図２（ｄ）では、ガラス基板１と素子基板２を固定するために接着シート５を貼り付ける。具体的には図３に示すように、ガラス基板１の一方の面１ａの素子基板２の実装予定位置で、素子基板２が実装された場合に有機ＥＬ素子３から外れた位置、さらに具体的には、凹部６の周りを取り囲むように、配線電極８よりも内側に環状に接着シート５を貼り付ける。図１（ｂ）に示す接着シート５の幅５ａは１ｍｍ以下、厚み５ｂは０．１ｍｍ以下で、ガラス基板１の側の面と素子基板２の側の面との両面に粘着性のある材料を用いる。
【００２３】
図２（ｅ）では、貼り付けられた接着シート５よりも外側でガラス基板１に形成されている配線電極８の上にＡｇペーストなどの導電性材料９をディスペンス法により配線電極８に供給する。
【００２４】
なお、素子基板２には０．１〜０．５ｍｍ厚程度のガラスもしくは、０．１ｍｍ厚以下のプラスチックフィルムを用いる。有機ＥＬ素子３は蒸着法、印刷法などにより素子基板２に形成される。
【００２５】
図２（ｆ）では、素子基板２をガラス基板１にアライメント後、マウント、接合する。ガラス基板１への接着シート５の貼り付けは、押さえジグを用いて熱圧着法、もしくは常温での圧着法で実施する。詳しくは、有機ＥＬ素子３は酸素と水分により酸化し、光強度が劣化するという性質を持っているため、実装は不活性ガスの雰囲気で実施する。
【００２６】
具体的にはグローブボックスなどを有した装置に窒素が充填され、窒素雰囲気で１ｐｐｍ以下の酸素濃度に維持された環境下の実装装置を活用して実施する。窒素雰囲気下でガラス基板１の配線電極８と素子基板２の電極７を位置合わせした後、素子基板２の有機ＥＬ素子３が無い面に荷重を負荷することにより素子基板２の電極７と導電性材料９が最初に接触する。さらに荷重を負荷することにより、導電性材料９が圧縮され、接着シート５の端面に素子基板２を当設させて素子基板２とガラス基板１を接着シート５を介して接合する。有機ＥＬ素子３の劣化を防ぐために８０℃以下で加熱接合する。図２（ｆ）の右側は素子基板２のマウント直後の状態を示し、左側はさらに荷重を負荷して導電性材料９が圧縮された状態を図示している。
【００２７】
素子基板２とガラス基板１を、接着シート５を介して接合することによって、配線電極８上の導電性材料９と素子基板２の電極７が導電性材料９を介して接触する。この後、窒素雰囲気のオーブン中、もしくは窒素雰囲気下でのホットプレート上での８０℃以下の加熱により導電性材料９を硬化する。有機ＥＬ素子３の劣化を防ぐために８０℃以下で硬化をする。これによって、導電性材料９により配線電極８と素子基板２の電極７が導通する。
【００２８】
図２（ｇ）では、不活性ガス１２の雰囲気下でガラス基板１の外周に、アクリル系の紫外線硬化樹脂、エポキシ系の樹脂、低温硬化ガラスなどの接着剤１０を供給する。
図２（ｈ）では、ガラス基板１と位置合わせをして蓋１１を、接着剤１０を介してガラス基板１に接触させ、接着剤１０がアクリル系の紫外線硬化樹脂の場合には、紫外線を照射して硬化する。接着剤１０がエポキシ系の樹脂の場合、接合後、加熱して接着剤を硬化する。有機ＥＬ素子３の劣化を防ぐために８０℃以下で硬化をする。接着剤１０が低温ガラスの場合、接合部にレーザーを照射し、ガラスを溶解して蓋１１を接合する。
【００２９】
これによりガラス基板１の凹部６と素子基板２に形成された有機ＥＬ素子３との間に不活性ガス１２が充填された空間が形成される。また、蓋１１と素子基板２の間に不活性ガス１２が充填された空間が形成される。
【００３０】
かかる構成によれば有機ＥＬ素子３と接触する物質は不活性ガス１２のみとなる。これにより、有機ＥＬ素子３の界面には気泡やボイドの発生することはなくなる。
ボイドが存在する場合の不具合点は、有機ＥＬ素子３の発光時に発生する熱の放熱が不均一になることである。ボイドが存在する場所の放熱性はボイドが無い部分と比べて低く、そのため、ボイドが存在する部分は熱による有機ＥＬ素子材料の分解が発生し、発光性能が低下する。この結果、ボイドが存在する部分とボイドが存在しない部分で光強度にムラが発生し、照明装置としては不良となる。
【００３１】
これに対して同実施の形態のように有機ＥＬ素子３の界面のボイドの発生をなくせる有機ＥＬ照明素子では、光強度ムラの発生を抑え、高品質な有機ＥＬ照明装置を実現できる。
【００３２】
さらに、有機ＥＬ素子３と接触する物質は不活性ガス１２のみとなるので、有機ＥＬ素子３の裏面の酸化を防止でき、有機ＥＬ素子３の光強度の劣化を防止する効果がある。
また、ガラス基板１と素子基板２と有機ＥＬ素子３、接着シート５の熱膨張率が異なっても、凹部６の周囲の接着シート５で素子基板２の有機ＥＬ素子３を配置していない箇所を接着しているので、雰囲気温度が変化しても有機ＥＬ素子３自体に熱膨張係数の違いによる熱ひずみの影響を最小限にすることができる。
【００３３】
また、素子基板２を固定する接着シート５の厚みが導電性を確保するための導電性接着剤９よりも厚いので、有機ＥＬ素子３をガラス基板１の配線電極８に接合する際に導電性接着剤９が押し潰されることにより広がって、導電性接着剤９が有機ＥＬ素子３の発光面３ａにはみ出すのを防止する効果もある。
【００３４】
この動作により導電性材料９が荷重により圧縮された状態で固定されるため、有機ＥＬ照明の実使用時の熱による構成材料の膨張、収縮によるストレス発生する接合部の変化を吸収し、接合部の導通不良などを防止し、品質の高い、有機ＥＬ照明装置を提供することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
実施の形態１では、ガラス基板１の表面に凹部６がある場合を説明したが、図４に示すように凹部６が無い場合でも実現できる。
【００３６】
（実施の形態３）
上記の各実施の形態では図５（ａ）に示すように、接着シート５がガラス基板１の一方の面１ａと素子基板２の表面２ａを接着していたが、図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）の何れでも構成できる。
【００３７】
図５（ｂ）の場合には、ガラス基板１の配線電極８と素子基板２の表面２ａの間が接着シート５によって接続されている。この場合の製造工程は、図２（ｄ）の工程が配線電極８の上に凹部６の周りを取り囲むように接着シート５を貼り付けるように変更する以外は図５（ａ）の場合と同じである。
【００３８】
図５（ｃ）の場合には、ガラス基板１の一方の面１ａと素子基板２の電極７の間が接着シート５によって接続されている。この場合の製造工程は、素子基板２の電極７が図５（ａ）の場合よりも有機ＥＬ素子３に向かって予め長く形成されており、図２（ｆ）の工程は、素子基板２をガラス基板１にアライメント後、マウントすることによって接着シート５の先端が素子基板２の電極７に接触して素子基板２とガラス基板１を接合する以外は図５（ａ）の場合と同じである。
【００３９】
図５（ｄ）の場合には、ガラス基板１の配線電極８と素子基板２の電極７の間が接着シート５によって接続されている。この場合の製造工程は、素子基板２の電極７が図５（ａ）の場合よりも有機ＥＬ素子３に向かって予め長く形成されている。そして図２（ｄ）の工程では、配線電極８の上に凹部６の周りを取り囲むように、接着シート５を貼り付ける。そして図２（ｅ）の工程の工程で導電性材料９を配線電極８の上に供給する。図２（ｆ）の工程は、素子基板２をガラス基板１にアライメント後、マウントすることによって接着シート５の先端が素子基板２の電極７に接触して素子基板２とガラス基板１を接合する以外は図５（ａ）の場合と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、有機ＥＬ素子などの各種の面発光素子を使用した照明装置の高品質化の実現に寄与する。
【符号の説明】
【００４１】
１    ガラス基板（透光性基板）
１ａ    ガラス基板１の一方の面
２    素子基板
３    有機ＥＬ素子（面発光素子）
３ａ    有機ＥＬ素子３の発光面
４    隙間
５    接着シート
６    凹部
７    素子基板２の電極
８    配線電極
９    導電接着剤
１０    接着剤
１１    蓋
１２    不活性ガス
Ａ    光取り出し方向
【図１】
2013004180.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013004180.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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