(57)【要約】【課題】複数の有機ＥＬ素子を並列させてなる照明装置において、有機ＥＬ素子部のパターン形成不良の低減や、光量低下の抑制を図る。【解決手段】透明基板１と、透明基板１の上に形成された透明電極層２と、透明電極２の上の形成された有機材料層３と、有機材料層３の上に形成された陰極層４とを備えた有機ＥＬ照明装置である。透明基板１の、透明電極層２を形成する側の面にはストライプ状の溝８が形成されている。透明電極層２は溝８の内部に配置され、有機材料層３は一部が溝８内の透明電極層２に積層されつつ透明基板１の上に、溝８が形成された面側から見て単一のパターンで形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板の上に形成された透明電極層と、該透明電極の上の形成された有機層と、該有機層の上に形成された陰極層とを備えた有機エレクトロルミネッセンス照明装置において、
前記透明基板の、前記透明電極層を形成する側の面にストライプ状の溝が形成されており、
前記溝の内部に前記透明電極層が配置され、前記有機層は一部が前記溝の内部の前記透明電極層に積層されつつ前記透明基板の上に、前記溝が形成された面側から見て単一のパターンで形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項２】
前記陰極層が前記有機層の上に、前記溝が形成された面側から見て単一のパターンで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項３】
前記透明基板の内部に蛍光体を含有していることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセンス照明装置。
【請求項４】
透明基板上に、透明電極層と有機層と陰極層とからなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子部を並列させてなる有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法であって、
透明基板を用意し、該透明基板の一方の面にストライプ状の溝を形成する工程と、
前記透明基板の前記一方の面側から前記溝の内部に前記透明電極層を成膜する工程と、
前記透明基板の前記一方の面に、一部が前記溝の内部の前記透明電極層に積層されるよう前記有機層を成膜する工程と、
前記透明基板の前記一方の面に前記有機層に積層されるよう前記陰極層を成膜する工程と、
を有する、有機エレクトロルミネッセンス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、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと略す。）素子を用いた照明装置、及びその製造方法に関する。なお、有機ＥＬはＯＬＥＤ(Organic Light Emitting Diode)とも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ照明装置は、一般的に基板サイズに合わせた単一平面を形成し、平面発光を得る形状での開発が進んでいる。
【０００３】
背景技術としての有機ＥＬ照明装置は、図３に示すように、光の放出面となる透明基板１と、この基板１上に形成された陽極となる透明電極層２と、この透明電極層２の上に順次積層された有機材料層３と陰極層４を備える。さらに透明基板１上に、各層２，３，４からなる積層体を封止する封止基板５が接合される。封止基板５の内面には封止剤６が貼り付けられている。尚、透明基板１の周辺から有機ＥＬ層へ給電を行うため、透明電極層２と陰極層４が直接接触しない様に、透明電極層２、有機材料層３、陰極層４の外周寸法はそれぞれ若干異なる。また、透明電極層２と有機材料層３と陰極層４で構成された領域のうち、有機材料層３の面を構成する箇所から発光が得られる。
【０００４】
以上のように構成された有機ＥＬ照明装置の場合、発光面内に１カ所でも欠陥が発生した場合、非発光となる。また、上記構成では給電が基板周辺から行われるため、基板周辺側から基板中心部への面内抵抗が起因し、基板外周部と基板中心部とで陽極と陰極の両電極から有機層への注入電流量に大きな差異が生じる。したがって、注入電流に比例して発光が得られる有機ＥＬ素子では、基板外周と基板中心とで、発光が不均一になる。また、このような発光の不均一により、発光に伴う発熱の面内不均一も発生し、その結果、比較的に高い発熱部への電流注入の増大ならびに、欠陥発生による非発光を促進することとなる。この様な問題は、１つの有機ＥＬ照明装置の発光面積の増加に伴い、飛躍的に多くなることになる。
【０００５】
このため、全面発光ではなく、ある程度小型の発光デバイスを並列させて照明装置とするほうが、欠陥及び発熱の抑制には適切である。尚、複数の有機ＥＬ素子を並列してなる照明装置としては特許文献１に開示されたものがある。
【特許文献１】特開２００１−３１３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の背景技術の有機ＥＬ照明装置は、基板全体を一つの発光面で構成して発光面積の増大を図ってきたが、この場合、ＥＬ発光面に欠陥が一カ所でも発生すると、発光面全面が非点灯化する。
【０００７】
一方、一つの発光面で構成するのではなく、小型の有機ＥＬ素子を並列させて照明装置を構成する場合、陽極層、有機材料層、陰極層の各々について真空蒸着装置内で蒸着用マスクによるパターン形成が必要であった。しかし、この蒸着用マスクによるパターン形成は、基板サイズの大型化が進むほど、大型の透明基板への蒸着時の蒸着用マスクの撓みや反りに起因したパターン形成不良が生じるという問題がある。また、同一基板サイズでの発光面積を比較すると、一つの発光面により構成された照明装置よりも発光面積の減少は避けられず、照明装置としての機能（光量）を損なう問題もあった。
【０００８】
そこで本発明は、上述したような背景技術の問題の少なくとも一つを解決することを目的とする。すなわち、複数の有機ＥＬ素子を並列させてなる照明装置において、有機ＥＬ素子部のパターン形成不良の低減や、光量低下の抑制を図れる構造と製法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス照明装置は、透明基板と、該透明基板の上に形成された透明電極層と、該透明電極の上の形成された有機層と、該有機層の上に形成された陰極層とを備える。この照明装置では、透明基板の、透明電極層を形成する側の面にストライプ状の溝が形成されており、この溝の内部に透明電極層が配置されている。さらに有機層は、一部が溝内の透明電極層に積層されつつ透明基板の上に、溝が形成された面側から見て単一のパターンで形成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の有機ＥＬ素子を並列させてなる照明装置において、有機ＥＬ素子のパターン形成不良の低減や、光量低下の抑制を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。但し、図３の従来装置と同一の構成部位については同一符号を用いることとする。
【００１２】
図１は本実施例による有機ＥＬ照明装置の構成断面を示した図である。
【００１３】
この図に例示する有機ＥＬ照明装置では、ガラスなどの透明基板１の上面にストライプ状の溝８が形成され、かつ配列している。各溝８の底部には透明電極層２が形成されている。こうした透明基板１の上に、有機材料層３と陰極層４が順次積層されている。有機材料層３は、一部が溝８の内部の透明電極層２に積層されつつ透明基板１の上面に形成されている。陰極層４は光反射が可能な膜で構成される。
【００１４】
それぞれの溝８の深さは、透明電極層２と有機材料層３の厚みを合計した膜厚以上に一様に設定されている。その上、陰極層４は、溝８を除いた透明基板１の上面部に積層されている有機材料層３によって断絶が生じない程度の膜厚で、積層されている。本構成ではストライプ状の溝８ごとに、透明電極層２と有機材料層３と陰極層４からなる有機ＥＬ素子が形成される。これにより、一部の素子欠陥によるパネル全面の非点灯を避けられる。
【００１５】
本実施例では、透明基板１の溝８内に有機材料層３を形成したことにより、有機材料層３の側面が溝８間の透明基板１に接触した状態となり、有機材料層３で発光した光を、溝８底部の透明電極層２側から外部へ放出するだけでなく、溝８の側壁の透明基板１からも放出させることが可能となる。さらに本実施例では、有機ＥＬ素子を基板上に複数分配したことによる光量低下を抑制する（すなわち光取り出し効率を高める）ため、透明基板１内部に蛍光体を含有させている。以上の構成により、透明基板１内に含有させた蛍光体による色変換、光散乱効果と、溝８による光取り出し効率の向上とが相まって、図３の従来の有機ＥＬ照明装置と同等以上の光量を持つ照明装置を提供することができる。
【００１６】
尚、透明基板１上には、複数配列した有機ＥＬ素子を封止する封止基板５が接合される。封止基板５の内面には封止剤６が貼り付けられている。封止剤６には、封止基板５で囲まれた空間内の真空維持のためにゲッタが用いられる。この封止構造は図３の従来構造と同様であるが、本発明の照明装置では参照図に示した形態に限られない。また、陰極層４の材料が外部環境により物性を変化させない（例えば酸化され難い）ものであれば、上記の封止構造をとらなくてもよい。
【００１７】
図２は図１の有機ＥＬ照明装置の作製段階における成膜レイアウトを示す平面図である。透明基板１上に並列形成されたストライプ状の溝８の底部に透明電極層２が配される。そして、透明基板１の、溝８が形成された面のうち、外周部を除く全面を覆うように、有機材料層３および陰極層４が順次成膜されている。有機材料層３および陰極層４は、ほぼ単一の連続した堆積膜パターンで形成されている。これらの堆積膜は透明基板１の、溝８が形成された側の表面形状に倣って成膜される。尚、有機材料層３と陰極層４の外周寸法は、陰極層４と透明電極層２が接触しないように若干変更してある。
【００１８】
このように有機材料層３と陰極層４は透明基板１上のほぼ全面にそれぞれ、図２の平面図で見て単一のパターンで形成するため、図３の従来装置と同様の蒸着用マスク、すなわち全面に一つの大きな開口を設けたマスクを使用することが出来る。よって、蒸着用マスクに複数のパターンを形成する方式に比べ、マスクの撓みや反りによる素子形成不良を抑制可能である。
【００１９】
次に、図１から図３を参照して、上記有機ＥＬ照明装置の製造例を説明する。図３は本実施例の製造方法を示す工程図である。
【００２０】
真空蒸着装置内への基板投入前に、ガラス基板や透明樹脂板などの透明基板１にレジスト層７を形成する（図３（ａ））。透明基板１としては、色変換及び光散乱を可能にする蛍光体を含有した基板であってもよい。
【００２１】
透明基板１上のレジスト層にフォトリソ技術でストライプ状の開口パターンを形成した後、透明基板１にエッチングによりストライプ状の溝８を掘削する（図３（ｂ））。この溝８の深さは、有機ＥＬ素子を構成する透明電極層２と有機材料層３の合計厚みにより変更するが、最大でも１μｍ以下とした。
【００２２】
さらに、透明基板１の、溝８が形成された面側に透明電極材料を膜厚１１０〜３００ｎｍ程度成膜し、溝８の内部に透明電極層２を形成する。この透明電極層２の形成後、上記レジスト層を剥離することで、溝８以外の部位に形成された透明電極材料を除去する（図３（ｃ））。透明電極材料には導電性を有するＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が使用できる。ＩＴＯは均一な膜状に作るのが難しく凸凹が生じ、短絡欠陥が起こりやすいので、ＩＴＯと有機層の間に凹凸を滑らかにするバッファー層を挿入することが好ましい。
【００２３】
しかる後、溝８内に透明電極層２が形成された透明基板１を洗浄する。そして、この基板を真空蒸着装置内へ投入し、透明基板１の、透明電極層２が形成された面側に、正孔注入・輸送層と、発光層と、電子輸送・注入層とをこの順番で成膜して有機材料層３を形成する。有機材料層３は３層構造に限定されず、陽極側から正孔注入・輸送層と発光層を積層した２層構造であってもよい。有機材料層３にはＰＰＶなどの有機分子が使用できる。
【００２４】
有機材料層３は溝８内の透明電極層２に積層されさえすればよく、透明基板１の上面とこの面に形成された溝８との段差により分離されても構わない（図３（ｄ）参照）。そのため、この有機材料層３の成膜時に使用する蒸着用メタルマスクは複数の開口パターンを有する必要が無く、電極取り出し部（給電部）となる透明基板１周辺部のみを遮蔽する形状で良い。つまり、ほぼ全面に一つの大きな開口部を有する蒸着用マスクで良い。
【００２５】
次いで、透明基板１上に有機材料層３全体を覆うように、マグネシウム銀合金またはカルシウムなどの金属薄膜を成膜して陰極層４を形成する（図３（ｅ））。この陰極層２の成膜時にはそれ用のメタルマスクに交換する。尚、この陰極層用マスクも有機材料層用マスクと同様にマスク側に複数の開口パターンを有する必要が無く、電極取り出し部の位置に合わせ、有機材料層用マスクとは開口部の寸法を若干変更するだけで済む。
【００２６】
そして最後に、この透明基板１に封止基板５を貼り合わせることで本実施例の有機ＥＬ照明装置が得られる（図１参照）。尚、本例の陰極層４の材料としては、有機層への電子注入効率が向上するようマグネシウム銀合金またはカルシウムを使用した。このマグネシウム銀合金やカルシウムはまわりの環境に敏感で、酸化して絶縁層をつくることがある。そのため本例では封止基板５によって陰極層４側を真空封止する構造をとっている。しかし、陰極層４の材料として外部環境で物性が変化しないものなら、必ずしも封止基板５を備える必要はない。
【００２７】
以上の製法によれば、有機材料層３や陰極層４の真空蒸着時にパターン形成を意図して行うこと無く、複数の有機ＥＬ素子部を透明基板１上に並列形成することが可能となる。つまり、透明基板１にストライプ状の溝８を形成し、溝８の底部に透明電極層２を形成しておけば、その後の有機材料層３や陰極層４の成膜プロセスではほぼ全面に大きな開口部を有する蒸着マスクを使用するだけで、複数の並列化した有機ＥＬ素子部を良好に形成することが可能である。よって、複数の開口パターンを有する蒸着マスクを使う製法に比べ、蒸着マスクの撓みや反りによる有機ＥＬ素子部の形成不良を抑制でき、蒸着マスクの大型化を伴う照明サイズの大面積化に有利である。
【００２８】
以上例示したような有機ＥＬ照明装置は、水銀を含有しない光源として、かつ、蛍光灯に代表される線光源やＬＥＤに代表される点光源とは異なる光源である面光源として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例による有機エレクトロルミネセンス照明装置の構成断面図である。
【図２】図１の有機ＥＬ照明装置の作製段階における成膜レイアウトの一例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施例の製造方法を示す工程図である。
【図４】背景技術による有機エレクトロルミネセンス照明装置の構成断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    透明基板
２    透明電極
３    有機材料層
４    陰極
５    封止基板
６    封止剤
７    レジスト層
８    ストライプ状の溝
【図１】
2009048814.tif 000003
【図２】
2009048814.tif 000004
【図３】
2009048814.tif 000005
【図４】
2009048814.tif 000006