专利名称：平面发光装置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及平面发光装置，更具体地涉及包括有机EL元件的平面发光装置。
背景技术：
在这种平面发光装置中，透明导电膜可以被用作平面阳极，并且金属薄膜可以被用作平面阴极。为了以高亮度启动这种装置，需要向该装置提供大电流。然而，平面阳极的薄层电阻高于平面阴极的薄层电阻，因此在平面阳极中电位梯度变大，并且大电压被施加于平面阳极和平面阴极之间的发光层。结果，该装置的亮度具有大差量。该问题可以利用例如在2008年5月四日公开的日本专利申请公开号 P2008-123882A中披露的有机EL元件(有机电致发光器件)来解决。该元件包括一对相反电极以及有机EL层，有机EL层至少包括有机发射层并介于电极之间。具体地，透明电极被形成在半透明的绝缘基板上，以图案布置的非发光的绝缘层被形成在透明电极的表面的需要区中。然后包含有机发光材料的有机EL层被形成在透明电极和非发光绝缘层上以覆盖它们。然后与透明电极相反的相反电极被形成在有机EL层上。然后用由玻璃或不锈钢制成的密封元件对整个发光部分气密密封。因此，通过利用非发光绝缘层，当在使平均亮度变为lOOOcd/m2的驱动条件下启动该装置时，减小了亮度不均勻。然而，由于非发光部分的面积增大而导致发光部分的面积扩展被限制，这是因为透明电极通过位于半透明的绝缘基板的相对边缘处的电极而被连接到电源，而相对电极通过位于半透明的绝缘基板的另一相对边缘的电极端子而被连接到电源。如果布置多个有机 EL元件，则相邻发光部分之间的距离变大，从而导致外形损毁。
发明内容
本发明的目的在于将减小亮度不均勻并减小非发光部分的面积。本发明的平面发光装置包括透明基板，其在平面图中是四边形；以及有机EL元件，被形成在透明基板的第一表面侧上。有机EL元件包括平面阳极，包括被形成在透明基板的第一表面侧上的透明导电膜，平面阳极在平面图中是四边形；有机层，其被形成在平面阳极中的在透明基板的相对侧上，并且至少包括发光层，有机层在平面图中是四边形；平面阴极，其被形成在有机层中的在平面阳极的相对侧上并且与平面阳极相对，平面阴极在平面图中是四边形；阳极馈电部分，其被形成在透明基板的第一表面侧上并且电连接至平面阳极；阴极馈电部分，其被形成在透明基板的第一表面侧上并且电连接至平面阴极；阳极辅助电极，其被形成在平面阳极中的在透明基板的相对表面的整个周围处并且电连接至平面阳极，阳极辅助电极为四边形框架的形状；以及阳极馈电辅助电极，其被集成地且连续地形成到阳极辅助电极并且层叠在阳极馈电部分上。发光部分由只有有机层介于平面阳极和平面阴极之间的区域形成。发光部分的平面形状是四边形。发光部分的四边中的预定两个平行边与透明基板的外围边界之间的距离(下文中称为“第一距离”)小于其他两个平行边与透明基板的外围边界之间的距离(下文中称为“第二距离”)。而阴极馈电部分和阳极馈电部分被定位为在平面图中沿着发光部分的所述其他两个平行边，以及阳极馈电部分被定位在阴极馈电部分在宽度方向上的每个边处。在本发明中，提供阳极辅助电极和阳极馈电辅助电极，并且相应地可以减小由包括透明导电膜的平面阳极的电位梯度导致的亮度不均勻。而且，第一距离小于第二距离，阴极馈电部分和阳极馈电部分被定位为在平面图中沿着发光部分的所述其他两个平行边，以及阳极馈电部分被定位在阴极馈电部分在宽度方向上的每个边处。因此，可以减小亮度不均勻和非发光部分的面积。在一个实施例中，平面发光装置包括阴极馈电辅助电极，阴极馈电辅助电极被层叠在阴极馈电部分上并且电连接至阴极馈电部分。在该实施例中，可以减小与外部导体的接触电阻和接触电阻的差量并改善照度效率。在一个实施例中，阳极馈电部分和阴极馈电部分的厚度相同并且由相同材料形成，并且阳极馈电辅助电极和阴极馈电辅助电极的厚度相同并且由相同材料形成。此外，阳极外部电极由阳极馈电部分和阳极馈电辅助电极构成，而阴极外部电极由阴极馈电部分和阴极馈电辅助电极构成。阳极外部电极的总宽度和阴极外部电极的总宽度被设置为相同值。在该实施例中，相比于阳极外部电极的总宽度不同于阴极外部电极的总宽度的情况，可以增大提供至有机EL元件的电流并改善照度效率。在一个实施例中，平面发光装置包括被形成在阳极馈电辅助电极在宽度方向上的每个侧边和阳极辅助电极的外部周围边缘之间的倒角。在该实施例中，相比于不在阳极馈电辅助电极的宽度方向上的每个侧边与阳极辅助电极的外部周围边缘之间形成任何倒角的情况，可以减小电场浓度和亮度不均勻。在一个实施例中，平面发光装置包括线路，其被集成地且连续地从平面阴极延伸以电连接在平面阴极和阴极馈电部分之间；以及被形成在线路在宽度方向上的每个侧边和平面阴极的外部周围边缘之间的倒角。在该实施例中，相比于不在线路的横向上的每个侧边与平面阴极的外部周围边缘之间形成任何倒角的情况，可以减小电场浓度和亮度不均勻。在一个实施例中，根据权利要求1至5中任一项的平面发光装置包括被形成在阳极辅助电极的相邻内部侧边之间的倒角。在该实施例中，可以减小阳极辅助电极的拐角处的电场浓度，防止局部流动的电流过多，减小亮度不均勻并防止寿命缩短。在一个实施例中，平面发光装置包括密封件，密封件通过包括密封材料的非导电粘合剂被固定到透明基板的第一表面侧以覆盖有机EL元件的发光部分。密封件包括金属箔。在该实施例中，提供密封件，从而可以改善防潮性能。由于密封件包括金属箔，因而相比于阻挡膜的密封件，可以高效地辐射在有机EL元件的发光部分处生成的热。在一个实施例中，平面发光装置包括被形成在金属箔中的在透明基板侧的表面和侧边之间的倒角。在该实施例中，可以防止在将金属箔切割为预定尺寸时出现的毛口所导致金属箔和有机EL元件的接触的短路。在一个实施例中，密封材料包含粒径等于或大于20 μ m的球形填充物。在该实施例中，粒径等于或大于20 μ m的球形填充物介于密封件和有机EL元件之间，并且相应地可以防止在缩短密封件和有机EL元件之间的距离时在形成密封件的金属箔和有机EL元件之间的接触的短路的发生。在一个实施例中，平面发光装置包括被形成在金属箔中的在透明基板的相对表面侧上的黑氧化表面。在该实施例中，密封件的辐射率被增大以改善热辐射性能，并且可以限制有机EL元件的升温。增大了提供给有机EL元件的电流并且可以增大亮度。在一个实施例中，平面发光装置包括热辐射层，热辐射层被固定到金属箔中的在透明基板的相对表面侧并且由具有比金属箔高的辐射率的材料形成。在该实施例中，密封件的辐射率被增大以改善热辐射性能，并限制有机EL元件的升温。增大了提供到有机EL 元件的电流并且可以增大亮度。
将更详细地描述本发明的优选实施例。关于以下详细描述和附图，本发明的其他特征和优点将变得更容易理解，在附图中图1示出了根据本发明的第一实施例的平面发光装置，其中图1A、1B和IC分别是后视图、沿图IA的线B-B’截取的示意性截面图、以及沿图IA的线C-C’截取的示意性截面图；图2是平面发光装置的前视图；图3是图IB的关键部分的放大图；图4是图IC的关键部分的放大图；图5是用于描述平面发光装置的制造方法的主要工艺平面图；图6是用于描述平面发光装置的制造方法的主要工艺平面图；图7是用于描述平面发光装置的制造方法的主要工艺平面图；图8是用于描述平面发光装置的制造方法的主要工艺平面图；图9是用于描述平面发光装置的制造方法的主要工艺平面图；图10是用于描述平面发光装置的制造方法的主要工艺平面图；图11是模拟平面发光装置的亮度分布图；图12是模拟平面发光装置的亮度分布图；图13是利用平面发光装置的发光设备的示意性分解透视图；图14是利用平面发光装置的发光设备的关键部分的示意性分解透视图；图15是平面发光装置的另一配置例子的后视图；图16示出平面发光装置的第一实际例子的模拟结果，其中图16A、16B和16C分别是关键部分的薄层电阻分布图、关键部分的亮度分布图(电流密度分布图)、以及关键部分的电位分布图；图17示出与平面发光装置的第一比较例子的模拟结果，其中图17A、17B和17C分别是关键部分的薄层电阻分布图、关键部分的亮度分布图(电流密度分布图)、以及关键部分的电位分布图；图18示出平面发光装置的第二实际例子的模拟结果，其中图18A、18B和18C分别是关键部分的薄层电阻分布图、关键部分的亮度分布图(电流密度分布图)、以及关键部分的电位分布图；图19示出与平面发光装置的第二比较例子的模拟结果，其中图19A、19B和19C分别是关键部分的薄层电阻分布图、关键部分的亮度分布图(电流密度分布图)、以及关键部分的电位分布图；图20示出平面发光装置的第三实际例子的模拟结果，其中图20A、20B和20C分别是关键部分的薄层电阻分布图、关键部分的亮度分布图(电流密度分布图)、以及关键部分的电位分布图；图21示出与平面发光装置的第三比较例子的模拟结果，其中图21A、21B和21C分别是关键部分的薄层电阻分布图、关键部分的亮度分布图(电流密度分布图)、以及关键部分的电位分布图；以及图22示出第二实施例的平面发光装置的后视图。
具体实施例方式如图1-4所示，本实施例的平面发光装置A包括透明基板1，其在平面图中是四边形(在图示例子中的平面图中为矩形)；有机EL元件2，形成在透明基板1的第一表面侧上；以及密封件3，其在平面图中是四边形(在图示例子中的平面图中为方形)。该密封件通过包括密封材料的非导电粘合剂(例如，包含粒径为30 μ m的球形硅石的环氧树脂)而被固定到透明基板1的第一表面侧，以覆盖有机EL元件2中的发光部分20，发光部分20在平面图中是四边形(在图示例子中的平面图中为方形)。包括非导电粘合剂的密封部分4 被形成在密封件3和发光部分20之间。四边形包括矩形和方形。在平面发光装置A中，透明基板1的另一表面被用作光输出表面(发光面)。玻璃基板被用作透明基板1。除了玻璃基板之外，透明树脂膜基板也可以被用作透明基板1。有机EL元件2包括平面阳极21，其在平面图中是四边形(在图示例子中的平面图中为方形)并包括形成在透明基板1的第一表面侧上的透明导电膜(例如，ITO膜、IZO 膜等)；有机层22，其在平面图中是四边形(在图示例子中的平面图中为方形)并被形成在平面阳极21中的在透明基板1侧的相对侧，并至少包括发光层(见图8)；平面阴极23，其在平面图中是四边形(在图示例子中的平面图中为方形)，并被形成在有机层22中的在平面阳极21的相对侧上，以平面阳极21相对(见图9)；阳极馈电部分M，被形成在透明基板 1的第一表面侧上并在透明基板1的纵向的两端的每端处，每个阳极馈电部分M都由电连接到平面阳极21的透明导电膜(例如，ITO膜、IZO膜等)形成(见图5)；以及阴极馈电部分25，形成在透明基板1的第一表面侧上并在透明基板1的纵向的两端处，阴极馈电部分 25中的每个都由电连接至平面阴极23的透明导电膜(例如，ITO膜、IZO膜等)形成(见图9)。在有机EL元件2中，两个阳极馈电部分24J4在透明基板1的横向上间隔开并在透明基板1的纵向的两端中的各端处。一个阴极馈电部分25在透明基板1的横向上位于两个相邻阳极馈电部分MJ4之间。如图1和图9所示，透明基板1的横向上的两个相邻阳极馈电部分对、24为从沿着透明基板1的横向的一个边缘在纵向上的两端起、在平面阳极21中在与该一个边缘垂直的方向上延伸的四边形平面的形状。有机EL元件2被配置为使得有机层22中的发光层在横跨平面阳极21和平面阴极23施加直流电压时发出光。有机层22包括发光层，包括有机分子材料，从有机分子材料可以获得期望发光颜色的光；空穴传输层，介于发光层和平面阳极21之间；以及电子传输层，介于发光层和阴极23之间。此处，有机层22的层状结构不受具体限制。例如，如果有机层22的期望发光颜色是白色，则三种掺杂颜料诸如红、绿和蓝可以被掺杂在发光层中以采用包括空穴传输层、发光层和电子传输层的层状结构。可以采用包括蓝色空穴传输发光层、绿色电子传输发光层和红色电子传输发光层的层状结构。可以采用包括空穴传输层、 蓝色电子传输发光层、绿色电子传输发光层和红色电子传输发光层的层状结构。透明基板 1可以包括由来自有机层22的发光层的光激发的一种或多种荧光物质，以相比于来自发光层的光发出长波长光。如果发光层的发光颜色是蓝色而荧光物质的发光颜色是黄色，则可以获得白色光。有机层22可以只包括发光层而不包括空穴传输层和电子传输层。平面阴极23包括Al膜，但是不限于Al膜。所需要的是平面阴极23由相比于透明导电膜来说具有小电阻率和小功函数的金属形成。例如，平面阴极23可以由Mg膜和Ag 膜的层叠膜形成。平面阴极23通过线路2 与阴极馈电部分25电连接，线路2 在平面阴极23中、在与沿着透明基板1的横向的一个边缘垂直的方向上、从该一个边缘在纵向上的中心部分起延伸(见图9)。平面阴极23和线路23b同时由相同的材料形成为具有相同厚度。顺便提及，利用密封部分4密封平面阴极23和线路23b。有机EL元件2包括阳极辅助电极沈，在平面图中为四边形框架的形状(在图示例子中的平面图中为方形框架的形状)，其在透明基板1的第一表面侧中、被形成在平面阳极21中的透明基板1的相对表面的整个周围处并被电连接至平面阳极21 ；以及阴极馈电辅助电极观，其被叠放在在阴极馈电部分25中的在透明基板1的相对侧上并与阴极馈电部分25电连接。此处，辅助电极沈和观各由Cr膜和Au膜的层叠膜形成，并且所需要的是辅助电极26和观中的每个都由比平面阳极21和阴极馈电部分25电阻率小的材料形成。 例如，它们均可以由MO膜、Al膜和MO膜的层叠膜形成。所提供的辅助电极观被叠放在阴极馈电部分25上以电连接至阴极馈电部分25，从而减小与外部导体的接触电阻率和接触电阻率的差量，并相比于通过阴极馈电部分25和外部导体之间的接触的电连接而改善照度效率。辅助电极沈与阳极馈电辅助电极27集成地且连续地形成，阳极馈电辅助电极27 被叠放在阳极馈电部分M上以与阳极馈电部分M电连接。因此，辅助电极27被集成地叠放在由透明导电膜形成的阳极馈电部分M上，并相比于该透明导电膜而具有低电阻率， 从而相比于阳极馈电部分M和外部导体之间的接触的电连接而减小与外部导体的接触电阻，接触电阻的差量和辅助电极26和阳极馈电部分M之间的电压损失。平面阳极21、阳极馈电部分M和阴极馈电部分25同时由相同透明导电材料(例如，ΙΤ0、IZO等)形成为具有相同厚度。辅助电极27和观也由相同材料形成为具有相同厚度。由阳极馈电部分对和辅助电极27构成的阳极外部电极El的整个宽度尺寸以及由阴极馈电部分25和辅助电极观构成的阴极外部电极E2的整个宽度尺寸被设置为相同值。 因此，相比于阳极外部电极El的总宽度尺寸不同于阴极外部电极E2的总宽度尺寸的情况， 可以减小电流损失从而增大流过有机EL元件2的电流并且还改善照度效率。有机EL元件2由绝缘膜四形成，在平面图中为四边形框架的形状(在图示例子中的平面中为方形框架的形状)，其在透明基板1的第一表面侧上覆盖辅助电极26和平面阳极21的边缘。绝缘膜四防止辅助电极沈和平面阳极21相对于平面阴极23短路。例如，聚酰亚胺、酚醛清漆树脂、环氧树脂等可以被用作绝缘膜四的材料。
在有机EL元件2中，发光部分20由只有有机层22介于平面阳极21和平面阴极 23之间的区域形成。发光部分20的平面形状与绝缘膜四的内围边缘同为四边形(在图示例子中为方形)。在平面发光装置A中，在平面图中，非发光部分由除了有机EL元件2的发光部分20之外的部分构成。在实施例中，发光部分20的平面尺寸被适当地设置为60mm。位于阴极馈电部分25 的宽方向的两边处的两个阳极馈电部分对、24的中心到中心的尺寸被适当地设置为45mm。 平面阳极21的厚度被适当地设置在约IlOnnHBOOnm的范围内。有机层22的厚度被适当地设置在约150nm-300nm的范围内。平面阴极23的厚度被适当地设置为约70nm-100nm的范围内。绝缘膜四的厚度被适当地设置在约0.7 μ m-1 μ m的范围内。框架形状的辅助电极 26和辅助电极28的厚度被适当地设置在约300nm-600nm的范围内。这些数值都是例子而不受具体限制。对于四边形框架形状的辅助电极沈的宽度，如果被加宽，则减小了辅助电极沈的阻抗，并减小了发光部分20的亮度的平面差量。然而，增大了非发光部分的面积并减小了光通量。在该实施例中，其被设置在约lmm-3mm的范围中。阳极馈电部分M和阴极馈电部分25到透明基板1的外围边界的距离被设置为0. 2mm，这将在稍后描述。在该实施例中，由铜箔制成的金属箔被用作密封件3，并在透明基板1的第一表面侧上、通过密封部分4被真空层压在有机EL元件2的大面积上。从热导率和粘合强度的角度来说，优选地由电解产生的铜箔而非轧制的铜箔被用作该铜箔。在该实施例的平面发光装置A中，密封件3的平面尺寸被设置为比绝缘膜四的外部周围尺寸大。密封件3的周围的一部分利用由密封材料形成的非导电粘合剂被固定到透明基板1，使得平面阳极21和平面阴极23不暴露。从而，可以提高防潮性能。有机EL元件2的暴露部分仅是辅助电极 27 ；阳极馈电部分M的未被辅助电极27覆盖的部分(见图4)；辅助电极观；以及阴极馈电部分25的未被辅助电极观覆盖的部分(见图3)。在该实施例中，密封件3的厚度约为 0. lmm-0. 2mm，但是不具体限制于这种数值。除了铜箔之外，例如，也可以采用铝箔、金箔等作为密封件3的金属箔。为了有效地从密封件3侧辐射在有机EL元件2处生成的热，期望有机EL元件2 和密封件3之间的距离要短。然而，由电解产生的铜箔的表面粗糙度约为10 μ m作为JIS B 0601-1994中规定的算术平均粗糙度Ra。需要防止通过密封件3和有机EL元件2的电极部分(辅助电极27、阳极馈电部分M、辅助电极观、阴极馈电部分25、平面阳极21、平面阴极23等)之间的接触导致的短路故障突然发生。包含粒径为30 μ m的球形填充物的环氧树脂被用作形成前述非导电粘合剂的密封材料。优选地，具有优良属性如粘合属性的球形硅石以及具有电绝缘属性和低透湿性的环氧树脂被用作填充物，但是不限于硅石。例如，可以使用球形氧化铝。表格1示出了通过利用包括环氧树脂的密封材料导致出现或不出现短路故障的突然发生的试验结果，在环氧树脂中包括球形硅的填充物的粒径和含量以各种方式改变， 如下[表格1]
权利要求
1.一种平面发光装置，包括透明基板，其在平面图中是四边形；以及有机EL元件，被形成在所述透明基板的第一表面侧上，其中所述有机EL元件包括平面阳极，包括被形成在所述透明基板的所述第一表面侧上的透明导电膜，所述平面阳极在平面图中是四边形；有机层，其被形成在所述平面阳极中的在所述透明基板的相对侧上，并且至少包括发光层，所述有机层在平面图中是四边形；平面阴极，其被形成在所述有机层中的在所述平面阳极的相对侧上，并且与所述平面阳极相对，所述平面阴极在平面图中是四边形；阳极馈电部分，其被形成在所述透明基板的所述第一表面侧上并且电连接至所述平面阳极；阴极馈电部分，其被形成在所述透明基板的所述第一表面侧上并且电连接至所述平面阴极；阳极辅助电极，其被形成在所述平面阳极中的在所述透明基板的相对表面的整个周围处，并且电连接至所述平面阳极，所述阳极辅助电极为四边形框架的形状；以及阳极馈电辅助电极，其被集成地且连续地形成到所述阳极辅助电极并且层叠在所述阳极馈电部分上，其中发光部分由只有所述有机层介于所述平面阳极和所述平面阴极之间的区域形成， 所述发光部分的平面形状是四边形，所述发光部分的四边中的预定两个平行边与所述透明基板的外围边界之间的距离小于其他两个平行边与所述透明基板的外部周围边缘之间的距离；其中所述阴极馈电部分和所述阳极馈电部分被定位为在平面图中沿着所述发光部分的所述其他两个平行边，以及所述阳极馈电部分被定位在所述阴极馈电部分在宽度方向上的每个边处。
2.根据权利要求1所述的平面发光装置，包括阴极馈电辅助电极，所述阴极馈电辅助电极被层叠在所述阴极馈电部分上并且电连接至所述阴极馈电部分。
3.根据权利要求2所述的平面发光装置，其中所述阳极馈电部分和所述阴极馈电部分的厚度相同并且由相同材料形成， 其中所述阳极馈电辅助电极和所述阴极馈电辅助电极的厚度相同并且由相同材料形成，其中由所述阳极馈电部分和所述阳极馈电辅助电极构成的阳极外部电极的总宽度以及由所述阴极馈电部分和所述阴极馈电辅助电极构成的阴极外部电极的总宽度被设置为相同值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的平面发光装置，包括被形成在所述阳极馈电辅助电极在宽度方向上的每个侧边和所述阳极辅助电极的外部周围边缘之间的倒角。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的平面发光装置，包括线路，其集成地且连续地从所述平面阴极延伸以电连接在所述平面阴极和所述阴极馈电部分之间；以及被形成在所述线路在宽度方向上的每个侧边和所述平面阴极的所述外部周围边缘之间的倒角。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的平面发光装置，包括被形成在所述阳极辅助电极的相邻内部侧边之间的倒角。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的平面发光装置，包括密封件，所述密封件通过包括密封材料的非导电粘合剂被固定到所述透明基板的所述第一表面侧以覆盖所述有机EL 元件的所述发光部分，所述密封件包括金属箔。
8.根据权利要求7所述的平面发光装置，包括被形成在所述金属箔中的在所述透明基板侧的表面和侧边之间的倒角。
9.根据权利要求7或8所述的平面发光装置，其中所述密封材料包含粒径等于或大于 20 μ m的球形填充物。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的平面发光装置，包括被形成在所述金属箔中的在所述透明基板的相对表面侧上的黑氧化表面。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的平面发光装置，包括热辐射层，所述热辐射层被固定到所述金属箔中的在所述透明基板的相对表面侧并且由具有比所述金属箔高的辐射率的材料形成。
全文摘要
披露了一种平面发光装置，包括用于正电极和负电极的功率馈电部分，其被电连接到平面正电极和平面负电极；用于负电极的辅助电极，其被形成为矩形框架的形状，并被形成为沿着所述平面正电极的表面的整个周围；以及辅助电极，用于正电极的功率馈电部分，其与辅助电极集成在一起，并且层叠在用于负电极的功率馈电部分上。平面正电极和平面负电极被形成在透明基板的一个表面上，并且在平面图中具有矩形形状。发光部分由只有有机层被提供在平面正电极和平面负电极之间的区域构成。从发光部分的四个边中选择的两个预定平行边与透明基板的外部周围边缘之间的距离小于其他两个平行边和透明基板的外部周围边缘之间的距离。用于负电极和正电极的功率馈电部分被定位为沿着所述其他两个平行边。用于正电极的功率馈电部分被定位在负电极的宽度方向上的用于负电极的功率馈电部分的每个相对边上。
文档编号H05B33/04GK102334383SQ201080009660
公开日2012年1月25日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年2月26日
发明者宝角真吾, 宫井隆雄, 葛冈义和, 藤原兴起 申请人:松下电工株式会社