(57)【要約】  停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供する。  本発明の有機ＥＬ装置は、基板と、面発光光源である有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、前記電荷蓄積部が、前記基板と前記有機ＥＬ素子部との間、および前記基板の他方の表面上の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする。
2019187266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、面発光光源である有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、
前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記電荷蓄積部が、前記基板と前記有機ＥＬ素子部との間、および前記基板の他方の表面上の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
前記有機ＥＬ素子部の大きさが、１×１０−４ｍ２以上である、請求項１記載の有機ＥＬ装置。
【請求項３】
複数の前記有機ＥＬ素子部の導通および非導通を制御するスイッチング機構を有さない、請求項１または２記載の有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記電荷蓄積部が、一対の電極と、誘電体とを有し、
前記電荷蓄積部は、前記誘電体を介して、前記一対の電極のうちの一方の電極と前記一対の電極のうちの他方の電極とが、交互に積層された積層体である、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記電荷蓄積部は、前記一方の電極と、前記誘電体と、前記他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、請求項４記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記電荷蓄積部が、複数の前記積層体を含む多段構造である、請求項４または５記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
さらに、整流部を含み、
前記整流部は、前記基板と前記有機ＥＬ素子部との間、および前記基板の他方の表面上の少なくとも一方に配置されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項８】
さらに、反射防止層を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項９】
さらに、電流調整部を含み、
前記電流調整部は、前記基板に配置されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置を含むことを特徴とする、有機ＥＬ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置および有機ＥＬ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置は、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ層）を備えた自発光装置であり、例えば、照明装置、光源、表示装置等として利用可能なものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１３６２０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＬ装置は、応答速度が速いことが知られており、電源を入れたときの点灯速度が速いと同時に、電源を切ったときの消灯速度も速い。このため、従来の有機ＥＬ装置は、例えば、照明装置等、用途によっては、災害等による突然の停電時や就寝前の消灯時等に、急に暗くなり、安全性を確保できない場合がある。【０００５】
そこで、本発明は、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置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】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の有機ＥＬ装置は、
基板と、面発光光源である有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、
前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記電荷蓄積部が、前記基板と前記有機ＥＬ素子部との間、および前記基板の他方の表面上の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態１の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、実施形態１の有機ＥＬ装置の一例における等価回路図である。
【図３】図３は、実施形態２の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態３の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態４の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態４の有機ＥＬ装置の一例における等価回路図である。
【図７】図７は、実施形態５の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面の概略図である。
【図８】図８は、実施形態５の有機ＥＬ装置の一例における等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、図を用いて説明する。本発明は、下記の実施形態によって何ら限定および制限されない。なお、以下の図面において、同一部分には、同一符号を付している。各実施形態における説明は、それぞれ、互いを援用できる。さらに、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す部分があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
【００１０】
［実施形態１］
実施形態１は、本発明の第１の有機ＥＬ装置の一例である。本発明の第１の有機ＥＬ装置は、基板の一方の表面上に、有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とが配置される構造の有機ＥＬ装置である。本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、ボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置である。図１は、本実施形態の有機ＥＬ装置の構成の一例を示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、基板１１０と、有機ＥＬ素子部１２０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とを含む。整流部１４０は、基板１１０の一方の表面（図１においては、上面）上に配置されている。電荷蓄積部１３０は、整流部１４０上に配置されている。有機ＥＬ素子部１２０は、電荷蓄積部１３０上に配置されている。有機ＥＬ素子部１２０は、一対の電極１２１、１２２と、有機ＥＬ層１２３とを有する。また、図１に示すように、電極１２２と電極膜１３５とは、電気的に接続されており、電極１２１と電極膜１３２とが、電気的に接続されている。なお、図示を省略しているが、有機ＥＬ装置１００は、封止基板により封止されている。整流部１４０は、任意の構成部材であり、有してもよいし、有さなくてもよい。また、整流部１４０と、有機ＥＬ素子部１２０および電荷蓄積部１３０とは、積層されていなくてもよく、例えば、整流部１４０は、有機ＥＬ素子部１２０および電荷蓄積部１３０とは異なる箇所に形成されてもよい。また、図１において、電荷蓄積部１３０と整流部１４０との積層順を、入れ替えてもよい。有機ＥＬ装置の平面形状は、例えば、長方形状、長方形状以外の平行四辺形状（正方形状、菱形状を含む。）、台形状、五角形状、六角形状等、長方形状以外の多角形状；円形状；楕円形状；およびそれらに近い形状（例えば、略長方形状）等であってもよい。なお、本発明において、有機ＥＬ素子部１２０の発光は、通常の通電による発光を主照明と呼び、電荷蓄積部１３０からの給電による発光を副照明または残光照明と呼ぶ。
【００１１】
基板１１０は、有機ＥＬ層１２３の発光を透過させる透過率の高いものであることが好ましい。基板１１０の形成材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、ソーダライムガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、石英ガラス等のガラス；ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリイミド；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル等のアクリル系樹脂；ポリエーテルサルフォン；ポリ炭酸エステル；等があげられる。基板１１０の大きさ（長さおよび幅）は、特に制限されず、例えば、所望の有機ＥＬ装置１００の大きさに応じて、適宜設定すればよい。基板１１０の厚さも、特に制限されず、その形成材料、使用環境等に応じて、適宜設定できるが、一般的には１ｍｍ以下である。
【００１２】
有機ＥＬ素子部１２０の一対の電極１２１、１２２は、例えば、陽極１２１と陰極１２２との組合せであり、陽極１２１は、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の透明電極であり、陰極１２２は、例えば、金属（例えば、アルミニウム等）等の対向電極である。有機ＥＬ層１２３は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、有機ＥＬを含む発光層、電子輸送層、電子注入層が、順次積層された積層構造等である。ボトムエミッションタイプである本実施形態の有機ＥＬ装置１００の場合、例えば、有機ＥＬ素子部１２０は、図１に示すように、基板１１０側から、透明電極（陽極）１２１と、有機ＥＬ層１２３と、対向電極（陰極）１２２とが、この順序で積層された積層体であることが好ましい。なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、陰極１２２を光透過性の材料により形成し、陰極側から光を出すものであってもよい。この場合、有機ＥＬ装置１００は、トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置でもよいし、両面発光タイプの有機ＥＬ装置でもよい。このような陰極１２２の材料としては、例えば、Ｍｇ：Ａｇ合金があげられる。
【００１３】
図１には、基板１１０の一方の表面に１つの有機ＥＬ素子部１２０（有機ＥＬ層１２３）が配置された例を示したが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、この例に限定されず、例えば、基板１１０の一方の表面に複数（２以上）の有機ＥＬ素子部（有機ＥＬ層）が配置されてもよい。この場合、例えば、１色の発光を有する有機ＥＬ素子部が複数個配置されてもよいし、複数色の発光を有する有機ＥＬ素子部が、それぞれ１つずつ配置されてもよい。
【００１４】
有機ＥＬ素子部１２０の大きさ（面積）は、特に制限されない。本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、例えば、照明装置として用いられることから、有機ＥＬ素子部１２０の大きさは、例えば、１×１０−４〜１０ｍ２、２．５×１０−３〜１．０ｍ２、１×１０−２〜５×１０−１ｍ２である。
【００１５】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、面発光光源である。前記面発光光源の有機ＥＬ装置は、例えば、照明装置用のパネルとして用いられる。また、前記面発光光源の有機ＥＬ装置は、例えば、前記有機ＥＬ素子部の導通および非導通を制御するためのスイッチング機構を有さない構造である。ここで、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、後述するように、電源が遮断されている場合も、電荷蓄積部１３０に蓄積された電荷により、残光照明により安全性を確保可能な時間の間、有機ＥＬ素子部１２０に給電が行われ、有機ＥＬ素子部１２０が発光する。一方、一般的に、ディスプレイの用途等に用いられる有機ＥＬ素子は、前記スイッチング機構を有するものであり、これにより、個々の表示画素が、画像選択期間時における、短時間（例えば、ナノ秒単位）の発光および非発光を繰り返すものである。そして、前記スイッチング機構を含む有機ＥＬ装置においては、次のフレームの画像信号が前のフレームの影響を受けることを避けるため、次のフレームが選択される時点以前に、電荷蓄積部１３０からの放電が完了することが求められる。以上の理由から、有機ＥＬ装置１００は、例えば、前記スイッチング機構を含まない構造であることが好ましい。
【００１６】
図１に示すように、有機ＥＬ素子部１２０と電荷蓄積部１３０との間に、さらに、平坦化絶縁膜１７０を配置してもよい。平坦化絶縁膜１７０を配置すれば、その上に積層される層のレベリングを向上させるとともに、輝度ムラや短絡、絶縁破壊等の欠陥や不具合の発生を抑制可能である。平坦化絶縁膜１７０は、例えば、酸化アルミニウム等の金属酸化物、酸化シリコン等の無機酸化物、窒化シリコン等の無機窒化物等の薄膜や、有機材料の薄膜等があげられる。平坦化絶縁膜１７０は、任意の構成部材であり、有してもよいし、有さなくてもよい。
【００１７】
電荷蓄積部１３０は、例えば、一対の電極と、誘電体とを有し、前記一対の電極の一方の電極と、前記誘電体と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である。前記一対の電極は、例えば、電極膜１３５と電極膜１３２との組合せである。図１には、電極膜１３２を、後述の整流部１４０と共用する有機ＥＬ装置１００を例示したが、電荷蓄積部１３０専用の電極膜と、整流部１４０専用の電極膜とを、別個に設けてもよい。また、図１には、電荷蓄積部１３０が、電極膜１３２と、誘電体１３３と、電極膜１３５とを、この順序で１層ずつ含む有機ＥＬ装置１００を例示したが、これには限定されず、電荷蓄積部１３０は、誘電体１３３を介して、電極膜１３２と電極膜１３５とが、交互に積層されたものであってもよい。前記交互に積層された構造とすることにより、電荷蓄積部１３０は、例えば、充電可能な電荷量を大きくできるため、副照明を点灯させる時間を、より長く調整・制御できる。また、電荷蓄積部１３０は、複数の前記積層体を含み、前記積層体を積層した多段構造であってもよい。前記多段構造によっても、同様に、例えば、電荷蓄積部１３０における充電可能な電荷量を大きくできる。前記交互に積層された構造の繰り返しの数、および前記多段構造における前記積層体の数は、特に制限されず、例えば、光を導出できる透明性が保たれる範囲で、適宜設定できる。
【００１８】
電極膜１３５および電極膜１３２は、例えば、透光性の材料で形成できる。前記透光性の材料としては、特に制限されず、例えば、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイに用いられている半透明電極、数十ｎｍの膜厚のアルミニウム等を用い得る。誘電体１３３を形成する材料は、例えば、電荷蓄積部１３０の蓄積容量を大きくする観点から、比誘電率の大きい材料であることが好ましい。誘電体１３３としては、例えば、酸化アルミニウム等の金属酸化物、酸化シリコン等の無機酸化物、窒化シリコン等の無機窒化物、酸窒化シリコン等の無機酸窒化物の薄膜等があげられる。また、有機ＥＬ層１２３の形成材料も、誘電率を有する誘電体として作用し得るので、電荷蓄積部１３０の形成に用いてもよい。この場合、正孔や電子の注入材料を用いると、それらの材料へのキャリアの注入障壁が小さく、電荷を蓄積しにくくなるので、それらに代えて、正孔輸送層、発光層または電子輸送層のホスト材料を用いることが好ましい。あるいは、正孔注入層と電子注入層とを、有機ＥＬ層１２３におけるのと逆の順序で形成してもよい。
【００１９】
電荷蓄積部１３０の大きさ（面積）は、特に制限されず、例えば、３×１０−４〜２０ｍ２、１×１０−２〜５ｍ２、３×１０−２〜２．５ｍ２である。電荷蓄積部１３０の静電容量は、例えば、５×１０−６〜１×１０−１Ｆ、１×１０−５〜５×１０−２Ｆ、５×１０−５〜２．５×１０−２Ｆである。電荷蓄積部１３０の静電容量が、前記値以上であることにより、例えば、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に十分に電気エネルギーを蓄電させることができる。このため、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合も、後述する、残光照明に必要な発光時間の間、有機ＥＬ素子部１２０に給電が行われ、点灯させることができる。電荷蓄積部１３０の静電容量の上限は、特に制限されない。
【００２０】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、有機ＥＬ素子部１２０への電源が遮断された場合であっても、電荷蓄積部１３０に蓄積された電荷により、有機ＥＬ素子部１２０に給電が行われ、発光させることができる。前記発光時間は、例えば、残光照明により安全性を確保可能な時間であればよく、特に制限されず、例えば、５〜３００秒、１０〜１８０秒、１５〜６０秒である。
【００２１】
有機ＥＬ装置１００の各部の同電位の電極同士は、それぞれ、それらの面方向の少なくとも一端において、電気的に接続されていてもよい。図１では、有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２と、電荷蓄積部１３０の電極膜１３５とが、図中の右端側で電気的に接続されているが、これは例示であって、本発明は、これには限定されない。本発明において、陰極１２２と、電極膜１３５とは、図中の右端側に加え若しくは代えて、図中の左端側、上端側、または、下端側で電気的に接続されていてもよい。これについては、これ以降の有機ＥＬ装置１００の各部の同電位の電極同士において同様である。
【００２２】
整流部１４０は、例えば、一対の電極と、有機膜とを有し、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である。前記一対の電極は、例えば、電極膜１３２と電極膜１４２との組合せである。電極膜１４２は、例えば、電荷蓄積部１３０の電極膜１３５および電極膜１３２におけるのと同様に、透光性の材料で形成できる。有機膜１４３は、例えば、ユニポーラ性の材料で構成される。有機膜１４３は、例えば、有機ＥＬ層１２３の内の、正孔輸送層または電子輸送層と同様の構成としてもよい。例えば、電極膜１４２に、正電位を印加する場合、有機膜１４３には、前記正孔輸送層を用い得る。整流部１４０を設けることで、例えば、有機ＥＬ装置１００に電源を接続する際に、誤って極性を逆にして接続した場合等であっても、逆電圧および逆バイアスによる短絡等の影響を防ぐことができる。また、整流部のＶｆ分の抵抗成分が、有機ＥＬ装置１００のＶｆ分の抵抗成分に加算されるため、電荷蓄積部の放電時間をより長く、発光時間をより長くできる。
【００２３】
前記封止基板を形成する材料としては、例えば、無アルカリガラスおよびソーダガラス等の透明なガラス類、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＩ（ポリイミド）、およびＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等のフィルム、シート類、ならびに樹脂基板等があげられる。
【００２４】
つぎに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の製造方法について、例をあげて説明する。ただし、この製造方法は例示に過ぎず、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、いかなる方法で製造してもよい。
【００２５】
まず、基板１１０の一方の表面上に、電極膜１４２を形成する。電極膜１４２は、前述の電極膜１４２の形成材料を用いて、例えば、真空蒸着法、スパッタ法等の従来公知の方法により形成可能である。
【００２６】
つぎに、電極膜１４２上に、有機膜１４３を形成する。有機膜１４３は、例えば、従来公知の材料を用いて、抵抗加熱による真空蒸着法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法、レーザーアブレーション法等の従来公知の方法でシャドーマスクを介して形成可能である。また、有機膜１４３の形成に高分子材料を用いる場合、前記高分子材料を液状にしてインクジェット等の印刷により有機膜１４３を形成することも可能であり、また、感光性塗布液にして、スピンコートまたはスリットコートし、フォトリソグラフィーにより有機膜１４３を形成することも可能である。
【００２７】
有機膜１４３上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、電極膜１３２を形成する。
【００２８】
つぎに、電極膜１３２上に、誘電体１３３を形成する。誘電体１３３は、例えば、前述の誘電体１３３の形成材料を用いて、スパッタ法等により形成可能である。
【００２９】
つぎに、誘電体１３３上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、電極膜１３５を形成する。
【００３０】
つぎに、電極膜１３５上に、平坦化絶縁膜１７０を形成する。平坦化絶縁膜１７０は、例えば、前述の平坦化絶縁膜１７０の形成材料を用いて、スパッタ法等により形成可能である。
【００３１】
つぎに、平坦化絶縁膜１７０上に、陽極１２１を形成する。陽極１２１は、例えば、シャドーマスクを介して、前述の陽極１２１の形成材料を、スパッタ法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）法等の従来公知の方法で成膜することで形成可能である。また、陽極１２１は、前述の陽極１２１の形成材料を、平坦化絶縁膜１７０上に一様に成膜し、フォトリソグラフィーにより所望の形状にパターニングすることでも形成可能である。
【００３２】
つぎに、陽極１２１上に、前述の有機膜１４３の形成と同様にして、有機ＥＬ層１２３を形成する。
【００３３】
つぎに、有機ＥＬ層１２３上に、前述の電極膜１４２の形成と同様にして、陰極１２２を形成する。
【００３４】
つぎに、陰極１２２上に、前述の封止基板の形成材料を用いて、前記封止基板を形成する。
【００３５】
図２に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図を示す。図２において、左上の「＋」および左下の「−」は、外部電源から供給される電力の種類を示す。前記「＋」は、図１における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、前記「−」は、図１における陰極１２２および電極膜１３５に電気的に接続されていることを示す。本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に蓄電される。ここで、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合、主照明を点灯させることができない。そうすると、副照明の点灯モードに切り替わり、電荷蓄積部１３０に蓄電された電気エネルギーが有機ＥＬ層１２３に供給され、一定期間点灯することができる。
【００３６】
このように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、蓄電された電気エネルギーを有機ＥＬ層１２３に供給する電荷蓄積部１３０を備えることにより、例えば、停電・消灯時に、蓄電された電気エネルギーを利用して、強制的に、有機ＥＬ層１２３を発光させることができる。つまり、停電・消灯時の自動的な点灯も可能となるため、安全性を確保することができる。
【００３７】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、電荷蓄積部１３０および整流部１４０の上に、有機ＥＬ素子部１２０を積層した構造であるため、電荷蓄積部１３０および整流部１４０の形成が有機ＥＬ層１２３に与える影響を回避できる。さらに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、前記積層構造であるため、基板１１０の一方の表面上において、有機ＥＬ層１２３の面積を大きくすることが可能であり、この結果、点灯面積および光束を大きくできる。
【００３８】
さらに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、電荷蓄積部１３０の上に、有機ＥＬ素子部１２０を積層した構造であるため、電荷蓄積部１３０が、光の取り出し面側に配置されることになる。電荷蓄積部１３０における誘電体１３３は、誘電率の大きな材料で形成されるため、屈折率も高い。このため、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、例えば、有機ＥＬ層１２３からの光の取り出し効率を向上できる。
【００３９】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、例えば、照明装置、光源、表示装置等、幅広い用途に用いることが可能である。
【００４０】
［実施形態２］
実施形態２は、本発明の第１の有機ＥＬ装置の別の例である。本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置である。図３の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、実施形態１と同様に、基板１１０と、有機ＥＬ素子部１２０と、平坦化絶縁膜１７０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とを含み、平坦化絶縁膜１７０および整流部１４０が任意の構成部材である点も、実施形態１と同様である。ただし、実施形態１では、有機ＥＬ素子部１２０において、陽極１２１と、有機ＥＬ層１２３と、陰極１２２とが、この順序で積層されているのに対し、本実施形態では、それとは逆に、基板１１０側から、陰極１２２と、有機ＥＬ層１２３と、陽極１２１とが、この順序で積層されている。また、図示を省略しているが、有機ＥＬ装置１００は、封止基板により封止されている。本実施形態では、電極膜１３５と、電極膜１３２と、電極膜１４２とは、例えば、実施形態１における有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２におけるのと同様の金属等の電極で形成できる。なお、図３において、整流部１４０と電荷蓄積部１３０の積層順を、入れ替えてもよい。
【００４１】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図は、図２に示す実施形態１の等価回路図と同じである。図２における左上の「＋」は、図３における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、図２における左下の「−」は、図３における陰極１２２および電極膜１３５に電気的に接続されていることを示す。実施形態１と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００においても、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に蓄電される。ここで、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合、主照明を点灯させることができない。そうすると、副照明の点灯モードに切り替わり、電荷蓄積部１３０に蓄電された電気エネルギーが有機ＥＬ層１２３に供給され、一定期間点灯することができる。
【００４２】
このように、実施形態１と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によっても、蓄電された電気エネルギーを有機ＥＬ層１２３に供給する電荷蓄積部１３０を備えることにより、例えば、停電・消灯時に、蓄電された電気エネルギーを利用して、強制的に、有機ＥＬ層１２３を発光させることができる。つまり、停電・消灯時の自動的な点灯も可能となるため、安全性を確保することができる。
【００４３】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、整流部１４０上に、電荷蓄積部１３０および有機ＥＬ素子部１２０を順次積層した構造であるため、整流部１４０および電荷蓄積部１３０の形成が有機ＥＬ層１２３に与える影響を回避できる。さらに、基板１１０の一方の表面上において、有機ＥＬ層１２３の面積を大きくすることが可能であり、この結果、点灯面積および光束を大きくできる。
【００４４】
さらに、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、トップエミッションタイプの構造であるため、光の出射方向において、配線部、および絶縁膜等の、遮光部を有さない構造とすることができる。また、電荷蓄積部１３０および整流部１４０の上に、有機ＥＬ素子部１２０を積層した構造であるため、電荷蓄積部１３０および整流部１４０が、光の取り出し面側とは反対側に配置されることになる。このため、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、例えば、有機ＥＬ層１２３において発生した光の透過率を大きくできる。さらに、図３に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、有機ＥＬ素子部１２０の平面方向における表面からの光に加えて、端部からの光も利用できるため、開口率が大きくなる。したがって、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、例えば、光束を大きくできる。
【００４５】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００も、実施形態１と同様に、例えば、照明装置、光源、表示装置等、幅広い用途に用いることが可能である。
【００４６】
［実施形態３］
実施形態３は、本発明の第２の有機ＥＬ装置の一例である。本発明の第２の有機ＥＬ装置は、基板の一方の表面上に、有機ＥＬ素子部が配置され、基板の他方の表面上に、電荷蓄積部が配置される構造の有機ＥＬ装置である。図４の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図４に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、実施形態１と同様に、基板１１０と、有機ＥＬ素子部１２０と、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０とを含み、整流部１４０が任意の構成部材である点も、実施形態１と同様である。ただし、実施形態１では、整流部１４０と、電荷蓄積部１３０と、有機ＥＬ素子部１２０とが、基板１１０の上面において、この順序で積層されているのに対し、本実施形態では、有機ＥＬ素子部１２０が、基板１１０の上面に配置され、整流部１４０と、電荷蓄積部１３０とが、基板１１０の下面に配置されている。また、整流部１４０と、電荷蓄積部１３０とにおける、各部の構成も、実施形態１と上下が逆転している。すなわち、実施形態１では、図１に示すように、基板１１０の上面において、電極膜１４２、有機膜１４３、電極膜１３２、誘電体１３３、電極膜１３５、平坦化絶縁膜１７０、陽極１２１、有機ＥＬ層１２３および陰極１２２が、この順序で積層されているのに対し、本実施形態では、図３に示すように、基板１１０の上面において、陽極１２１、有機ＥＬ層１２３および陰極１２２が、この順序で積層されており、基板１１０の下面において、基板１１０側から、電極膜１４２、有機膜１４３、電極膜１３２、誘電体１３３および電極膜１３５が、この順序で積層されている。なお、本実施形態では、平坦化絶縁膜１７０は含まれなくてもよい。また、本実施形態では、さらに、陰極１２２と電極膜１３５とが、配線１８０ａにより電気的に接続されており、陽極１２１と電極膜１３２とが、配線１８０ｂにより電気的に接続されている。なお、図４において、整流部１４０と電荷蓄積部１３０の積層順を、入れ替えてもよい。また、図示を省略しているが、有機ＥＬ素子部１２０は、封止基板により封止されている。電荷蓄積部１３０および整流部１４０は、封止されていてもよいし、封止されていなくてもよいが、電荷蓄積部１３０および整流部１４０が、有機膜により形成される場合、封止されていることが好ましい。蓄電荷蓄積部１３０および整流部１４０は、例えば、封止膜により封止される。前記封止膜は、例えば、誘電体１３３と同様の材料、およびアルミニウム、酸化アルミニウム、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等の金属や金属酸化物、無機酸化物等の薄膜により形成できる。
【００４７】
配線１８０の形成材料は、例えば、Ａｌ−Ｎｄ合金とＭｏ−Ｎｂ合金との積層膜、ならびに、Ｃｕ、およびＣｒ等があげられる。配線１８０は、例えば、スパッタ等の物理成膜により形成してもよいし、ＣＶＤ等の化学気相成膜により形成してもよい。これらの場合、例えば、配線１８０を、有機ＥＬ素子部１２０の形成前に形成できる。また、配線１８０は、例えば、リード線により配線してもよい。さらに、配線１８０は、例えば、基板１１０にコンタクトホール（スルーホール）を形成し、配線してもよい。前記コンタクトホールによる配線は、例えば、基板１１０が、透明フィルム等の可撓性を有するものである場合等に、好適である。
【００４８】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図も、図２に示す実施形態１の等価回路図と同じである。図２における左上の「＋」は、図４における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、図２における左下の「−」は、図４における陰極１２２および電極膜１３５に電気的に接続されていることを示す。実施形態１および２と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００においても、電源が入れられた有機ＥＬ層１２３の発光（主照明）時に、電荷蓄積部１３０に蓄電される。ここで、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合、主照明を点灯させることができない。そうすると、副照明の点灯モードに切り替わり、電荷蓄積部１３０に蓄電された電気エネルギーが有機ＥＬ層１２３に供給され、一定期間点灯することができる。
【００４９】
このように、実施形態１および２と同様に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００によっても、蓄電された電気エネルギーを有機ＥＬ層１２３に供給する電荷蓄積部１３０を備えることにより、例えば、停電・消灯時に、蓄電された電気エネルギーを利用して、強制的に、有機ＥＬ層１２３を発光させることができる。つまり、停電・消灯時の自動的な点灯も可能となるため、安全性を確保することができる。
【００５０】
また、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、電荷蓄積部１３０および整流部１４０が、有機ＥＬ素子部１２０と異なる箇所に形成されるため、例えば、整流部１４０および電荷蓄積部１３０より先に有機ＥＬ素子部１２０を形成する場合においても、それらの形成が有機ＥＬ層１２３に与える影響を少なくできる。このため、例えば、信頼性のより高い素子を形成でき、また、歩留りの向上が期待できる。さらに、基板１１０の一方の表面上において、有機ＥＬ層１２３の面積を大きくすることが可能であり、この結果、点灯面積および光束を大きくできる。
【００５１】
［実施形態４］
実施形態４は、本発明の第１の有機ＥＬ装置の別の例である。図５の断面図に、本実施形態の有機ＥＬ装置を示す。図５に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、平坦化絶縁膜１７０の形状が異なり、さらに、電荷蓄積部１３０から有機ＥＬ素子部１２０に供給される電流を調整する電流調整部１５０を有すること以外、実施形態１の有機ＥＬ装置１００と同様である。すなわち、本実施形態では、平坦化絶縁膜１７０上に電流調整部１５０が形成され、電流調整部１５０上に平坦化絶縁膜１７０が再度形成されることで、電流調整部１５０が、平坦化絶縁膜１７０の中に挟み込まれている。また、図示を省略しているが、電流調整部１５０は、例えば、図５における手前側および奥側の一方で、陽極１２１と電気的に接続されており、図５における手前側および奥側の他方で、電極膜１３２と電気的に接続されている。
【００５２】
電流調整部１５０としては、例えば、Ｔａ（タンタル）、Ｃｕ−Ｎｉ（銅ニッケル合金）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（酸化インジウム−酸化亜鉛）、ＩＧＺＯ（インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素から構成されるアモルファス半導体）、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケルクロム合金）等の比抵抗の高い材料、コンタクト抵抗の高い材料等があげられる。電流調整部１５０の抵抗値は、例えば、外部電源の電圧値、有機ＥＬ装置１００やその整流部１４０との差分、有機ＥＬ装置１００をどの程度明るくするか等により選択し、設定することができる。一例として、外部電源の電圧の約８０％で駆動し、電圧１００Ｖの外部電源を用いて、１個当たり６Ｖで駆動する有機ＥＬ層１２３と０．６Ｖの整流部１４０とを有する有機ＥＬ装置１００を１４個直列に繋いだ場合、電流調整部１５０の抵抗値は、例えば、３０〜４０Ωの範囲とすることができる。有機ＥＬ層１２３は、連続駆動により、変動幅は小さいが徐々に駆動電圧が上がるため、外部電源の電圧に対し、余力を持って駆動することが好ましい。
【００５３】
電流調整部１５０は、例えば、前述の電流調整部１５０の形成材料を用いて、スパッタ法、真空蒸着法等により形成可能である。
【００５４】
図６に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図を示す。図６において、左上の「＋」および左下の「−」は、外部電源から供給される電力の種類を示す。前記「＋」は、図５における電極膜１４２に電気的に接続されていることを示す。また、前記「−」は、図５における陰極１２２および電極膜１３５に電気的に接続されていることを示す。
【００５５】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、電流調整部１５０を備えることで、実施形態１で得られる効果に加え、電荷蓄積部１３０から有機ＥＬ素子部１２０に供給される電流を小さく、時定数を大きくし、副照明を点灯させる時間を、より長く調整・制御することが可能である。また、電流調整部１５０は、電荷蓄積部１３０から有機ＥＬ素子部１２０への突入電流の発生防止や、有機ＥＬ素子部１２０の保護抵抗の役割を果たすこともできる。
【００５６】
図５には、電流調整部１５０が、平坦化絶縁膜１７０の中に挟み込まれた有機ＥＬ装置１００を例示したが、本実施形態の有機ＥＬ装置１００において、電流調整部１５０は、基板１１０の一方の表面上のいかなる箇所に配置されてもよい。また、本実施形態では、実施形態１のトップエミッションタイプの有機ＥＬ装置が、さらに、電流調整部を有する例を示したが、実施形態２のボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置も、基板１１０の一方の表面上のいずれかの箇所に、電流調整部を有することにより、本実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態では基板１１０の一方の表面上のいずれかの箇所に、電流調整部を有する例を示したが、実施形態３の有機ＥＬ装置も、基板１１０の一方および他方の表面上のいずれかの箇所に、電流調整部を有することにより、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５７】
［実施形態５］
実施形態５は、本発明の第１の有機ＥＬ装置のさらに別の例である。図７に、本実施形態の有機ＥＬ装置の断面の概略図を示す。図７に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、さらに、ユニポーラ素子１６０を有する点を除いては、実施形態４の有機ＥＬ装置１００と同様である。すなわち、本実施形態では、基板１１０側から、電荷蓄積部１３０と、整流部１４０と、ユニポーラ素子１６０と、電流調整部１５０と、有機ＥＬ素子部１２０とが、この順序で積層されている。
【００５８】
ユニポーラ素子１６０は、例えば、電極膜１４２と、平坦化絶縁膜１７０と、電極膜１６１と、有機膜１６３と、電極膜１６２とが、この順序で積層された積層体である。すなわち、実施形態１における平坦化絶縁膜１７０が、ユニポーラ素子１６０の内部に入り込んでいる。図７には、電極膜１４２を、整流部１４０と共用する有機ＥＬ装置１００を例示したが、ユニポーラ素子１６０専用の電極膜と、整流部１４０専用の電極膜とを、別個に設けてもよい。有機膜１６３は、例えば、有機ＥＬ層１２３と同様の構成である。また、電極膜１６２および電極膜１６１としては、例えば、それぞれ、有機ＥＬ素子部１２０の陰極１２２におけるのと同様の金属等の電極があげられる。なお、電極膜１４２、１６１、および１６２は、例えば、コンタクト層である。このため、例えば、電極膜１４２、１６１、および１６２は、電極膜１４２、１６１、および１６２に接する各層の形成材料に応じて、配置されなくてもよい。
【００５９】
電極膜１６２は、例えば、電極膜１４２のみと、電気的に接続されている。電極膜１６１は、例えば、電極膜１３２のみと、電気的に接続されている。電極膜１４２は、例えば、電極膜１６２のみと、電気的に接続されている。電極膜１３２は、例えば、陰極１２２のみと、電気的に接続されている。
【００６０】
図８に、本実施形態の有機ＥＬ装置１００の等価回路図を示す。図８において、左上の「＋」および左下の「−」は、外部電源から供給される電力の種類を示す。前記「＋」は、電極膜１３５に電気的に接続されていることを示す。また、前記「−」は、電極膜１３２に電気的に接続されていることを示す。
【００６１】
ユニポーラ素子１６０は、有機ＥＬ素子部１２０の順方向バイアスの向きと逆方向に並列に配置され、かつ、有機ＥＬ素子部１２０の順方向バイアスの向きと同方向に直列に配置されている。
【００６２】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、ユニポーラ素子１６０を備えることで、実施形態４で得られる効果に加え、さらに、つぎの効果を得ることができる。すなわち、ユニポーラ素子１６０の逆方向電圧を、有機ＥＬ素子部１２０の順方向電圧以上とすることにより、通常、ユニポーラ素子１６０へは電流が流れることはないため、有機ＥＬ素子部１２０の点灯に影響を及ぼすことはない。一方、大きな逆バイアスが有機ＥＬ素子部１２０に印加された場合には、ユニポーラ素子１６０へ電流が流れるので、有機ＥＬ素子部１２０の破壊を防ぐことが可能である。また、電流調整部１５０と組合せてオン電圧を調整したユニポーラ素子１６０を配置することにより、一定以上の大きな順方向バイアス電流が有機ＥＬ素子部１２０に掛かったとしても、ユニポーラ素子１６０へ電流が流れるようにし、有機ＥＬ素子部１２０の破壊を防ぐことが可能である。
【００６３】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００において、ユニポーラ素子１６０を配置する箇所は、有機ＥＬ素子部１２０と整流部１４０との間には限定されず、基板１１０の一方の表面上のいかなる箇所に配置されてもよい。また、本実施形態では、実施形態１のトップエミッションタイプの有機ＥＬ装置が、さらに、ユニポーラ素子を有する例を示したが、実施形態２および３のボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置も、基板１１０の一方の表面上のいずれかの箇所に、ユニポーラ素子を有することにより、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
［実施形態６］
実施形態６は、本発明の第１の有機ＥＬ装置の別の例である。本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、さらに、光の反射を抑制する反射防止層を有すること以外、実施形態１の有機ＥＬ装置１００と同様である。すなわち、本実施形態では、図１における、基板１１０と整流部１４０との間に、前記反射防止層が形成される。なお、前記反射防止層の積層される位置は、光の取り出し面側であればよく、この位置には限定されず、例えば、整流部１４０と電荷蓄積部１３０との間、および基板１１０の光の取り出し面側の表面に配置されてもよい。なお、前述のように、電荷蓄積部１３０における誘電体１３３は、誘電率の大きな材料で形成されるため、屈折率も高い。このため、前記反射防止層は、例えば、電荷蓄積部１３０よりも光の取り出し面側において配置されることが好ましい。
【００６５】
前記反射防止層は、例えば、有機ＥＬ層１２３において発生した光が、界面において全反射することを抑制する。前記反射防止層は、特に制限されず、例えば、光散乱層、光干渉層、および入射角調整層である。前記光散乱層、前記光干渉層、および前記入射角調整層の材料、および構成は、特に制限されず、公知の材料、および構成を用いることができる。
【００６６】
前記光散乱層は、例えば、透明樹脂中に、複数の光散乱微粒子が分散された層とすることができる。前記入射角調整層は、例えば、透明樹脂中に、複数の凸部を含む凹凸構造が形成された層とすることができる。前記光干渉層は、例えば、基板上に、シリコン酸窒化膜を含む層（第一層）、シリコン窒化膜を含む層（第二層）、シリコン酸化膜を含む層（第三層）を積層することにより、形成できる。前記第一層から第三層の屈折率は、それぞれ、ｎ＝１．６〜１．７、ｎ＝１．８〜２．０、ｎ＝１．４〜１．６であり、下層が中屈折率、中間層が高屈折率、上層が低屈折率となるように配置される。このような屈折率を有する層の積層構造により、光学干渉膜を形成できる。
【００６７】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００によれば、例えば、有機ＥＬ層１２３からの光の取り出し効率をさらに向上できる。
【００６８】
［実施形態７］
本発明の有機ＥＬ照明装置は、前記本発明の有機ＥＬ装置を含むことを特徴とする。前記有機ＥＬ照明装置は、例えば、１つまたは複数の有機ＥＬ装置１００を、照明基板上に配置することにより、作製できる。本発明の有機ＥＬ照明装置によれば、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保できる。
【００６９】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００７０】
この出願は、２０１８年３月２８日に出願された日本出願特願２０１８−０６３２６２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明によれば、停電・消灯等により、電源が遮断されている場合であっても、残光照明の自動的な発光により、安全性を確保可能な有機ＥＬ装置を提供することができる。本発明の有機ＥＬ装置は、例えば、照明装置、光源、表示装置等、幅広い用途に用いることが可能である。【００７２】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載しうるが、以下には限定されない。
（付記１）
基板と、面発光光源である有機ＥＬ素子部と、電荷蓄積部とを含み、
前記有機ＥＬ素子部は、前記基板の一方の表面上に配置され、
前記電荷蓄積部が、前記基板と前記有機ＥＬ素子部との間、および前記基板の他方の表面上の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする有機ＥＬ装置。
（付記２）
前記有機ＥＬ素子部の大きさが、１×１０−４ｍ２以上である、付記１記載の有機ＥＬ装置。
（付記３）
前記電荷蓄積部の大きさが、３×１０−４ｍ２以上である、付記１または２記載の有機ＥＬ装置。
（付記４）
前記電荷蓄積部の静電容量が、５×１０−６Ｆ以上である、付記１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記５）
複数の前記有機ＥＬ素子部の導通および非導通を制御するスイッチング機構を有さない、付記１から４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記６）
前記有機ＥＬ素子部を、１つ含む、付記１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記７）
前記電荷蓄積部が、一対の電極と、誘電体とを有し、
前記電荷蓄積部は、前記誘電体を介して、前記一対の電極のうちの一方の電極と前記一対の電極のうちの他方の電極とが、交互に積層された積層体である、付記１から６のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記８）
前記電荷蓄積部は、前記一方の電極と、前記誘電体と、前記他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、付記７記載の有機ＥＬ装置。
（付記９）
前記電荷蓄積部が、複数の前記積層体を含む多段構造である、付記７または８記載の有機ＥＬ装置。
（付記１０）
さらに、整流部を含み、
前記整流部は、前記基板と前記有機ＥＬ素子部との間、および前記基板の他方の表面上の少なくとも一方に配置されている、付記１から９のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記１１）
前記整流部が、一対の電極と、有機膜とを有し、
前記整流部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機膜と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体である、付記１０記載の有機ＥＬ装置。
（付記１２）
前記有機ＥＬ素子部は、一対の電極のうちの一方の電極と、有機ＥＬ層と、一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体であり、かつ、前記基板側の電極が、透明電極である、付記１から１１のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記１３）
前記有機ＥＬ素子部は、前記一対の電極のうちの一方の電極と、前記有機ＥＬ層と、前記一対の電極のうちの他方の電極とが、この順序で積層された積層体であり、かつ、前記基板側と反対側の電極が、透明電極である、付記１２記載の有機ＥＬ装置。
（付記１４）
さらに、反射防止層を含む、付記１から１３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記１５）
さらに、電流調整部を含み、
前記電流調整部は、前記基板に配置されている、付記１から１４のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
（付記１６）
付記１から１５のいずれかに記載の有機ＥＬ装置を含むことを特徴とする、有機ＥＬ照明装置。
【符号の説明】
【００７３】
１００  有機ＥＬ装置
１１０  基板
１２０  有機ＥＬ素子部
１２１  陽極
１２２  陰極
１２３  有機ＥＬ層
１３０  電荷蓄積部
１３２、１３５、１４２、１６１、１６２  電極膜
１３３  誘電体
１４０  整流部
１４３、１６３  有機膜
１５０  電流調整部
１６０  ユニポーラ素子
１７０  平坦化絶縁膜
１８０  配線
【図１】
2019187266.tif 000003
【図２】
2019187266.tif 000004
【図３】
2019187266.tif 000005
【図４】
2019187266.tif 000006
【図５】
2019187266.tif 000007
【図６】
2019187266.tif 000008
【図７】
2019187266.tif 000009
【図８】
2019187266.tif 000010
【国際調査報告】
2019187266.tif 000011
2019187266.tif 000012
2019187266.tif 000013
2019187266.tif 000014