JP2012199233A - 発光素子および発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光素子に顕在化した短絡性の不良が発する熱に着眼した。そして、発光素子の一対の電極の少なくとも一方に、短絡性の不良が顕在化した際に該不良が発する熱により温度T2で溶融する可溶合金を用い、且つ該電極の他方の電極に対峙する面とは逆側の面に温度T1で溶融する有機組成物を含む層を有する構成とする。そして、該発光素子が破壊する温度T3に比べ、T2が低く、T2に比べT1を低くする構成に想到し、上記課題の解決に至った。
【選択図】図1
Description
本実施の形態では、可溶合金を含む電極と可視光を透過する電極との間に発光性の有機化合物を含む層を備え、該可溶合金を含む電極は熱溶融性の有機組成物を含む層と接し、且つ該可溶合金の融点は該熱溶融性の有機組成物の融点より高く、また該発光性の有機化合物を含む層が破壊されてしまう温度より低い構成を備える発光素子について図1乃至図3を参照して説明する。
発光素子150aの第2の電極102は、可溶合金を含む。第2の電極102に用いることができる合金としては、導電性を有し、発光素子150aの他の構成の耐熱温度よりも融点が低い可溶合金を挙げることができる。また、その融点は発光素子を使用および保管する環境温度よりも高いことが望まれる。具体的には、100℃より高く200℃以下が好ましい。
本実施の形態で例示する発光素子に適用できる可溶合金の融点は、具体的には100℃より高く200℃以下であり、様々な材料を利用できる。代表的にはビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)から選ばれた一を含む合金のうち、融点が100℃より高く200℃以下になるように調整されたものを用いることができる。なお、銀(Ag)、銅(Cu)または/およびアンチモン(Sb)等を改質剤として添加して用いることもできる。
発光素子150aは第2の電極102に接して熱溶融性の有機組成物を含む層105を有する。熱溶融性の有機組成物を含む層105に用いることができる材料としては、絶縁性を有し、第2の電極102に含まれる可溶合金の融点において、流動性を有する組成物を挙げることができる。また、その融点は発光素子150aを使用または保管する環境温度よりも高いことが望まれる。
本実施の形態で例示する発光素子に適用できる熱溶融性の有機組成物の融点は、具体的には100℃以上200℃より低く、様々な材料を利用できる。代表的にはロジン、ワックス及びアクリル樹脂から選ばれた一を含む有機組成物のうち、融点が100℃以上高く200℃より低くなるように調整されたものであれば用いることができる。なお、フラックス等を改質剤として添加して用いることもできる。
次に、本発明の一態様の発光素子に顕在化した短絡性の不良が絶縁化される作用ついて、図3を用いて説明する。なお、図3に示す発光素子は、変形例1として後に図1(B)を用いて説明する発光素子150bと同じ構成を備える。また、図3はその発光素子の発光領域近傍の断面を拡大して図示したものである。但し、第1の電極101と第2の電極102の間に導電性の異物199が挟まれている点、すなわち短絡性の不良が存在する点が図1(B)記載の発光素子150bと異なる(図3(A)参照)。
なお、図1(A)に例示する発光素子150aは基板100側に設けられた第1の電極101から光を取り出す下面射出型(ボトムエミッション型ともいう)の発光素子である。従って、基板100及び第1の電極101は、発光性の有機化合物を含む層103が発する光を透過する材料を用いて構成する。
本実施の形態で例示する発光素子に適用できる透光性を有する基板として、様々な材料を挙げる事ができる。代表的にはガラス基板の他、プラスチックなどの可撓性を有する合成樹脂からなる基板や膜も、大気に含まれる不純物が発光素子に拡散するのを防ぎ、且つ作製工程における処理温度に耐え得るものであれば、用いることができる。なお、ガスバリア性が水蒸気透過率として10−5g/m2・day以下、好ましくは10−6g/m2・day以下の材料を用いると、発光素子の信頼性を高めることができる。
本実施の形態で例示する発光素子に適用できる透光性を有する導電膜として、様々な材料を挙げる事ができる。代表的には酸化物半導体膜の他、導電性高分子膜なども作製工程における処理温度に耐え得るものであれば用いることができる。
本実施の形態で例示する発光素子に適用できる絶縁性の隔壁として、様々な絶縁性材料を用いた隔壁を挙げることができる。代表的には、有機樹脂の他、無機絶縁材料を用いることができる。
本実施の形態で例示する発光素子に適用できる封止構造として、様々な構造を挙げることができる。代表的には、発光素子を囲むシール材を用いて、発光素子を設けた基板と封止基板の間に該発光素子を封止する構造や、封止膜を用いて発光素子を覆う構造を例に挙げることができる。封止基板や封止膜としては、大気に含まれる不純物が発光素子に拡散するのを防ぎ、且つ発光素子に損傷を与えない処理温度で作製できるものであれば用いることができる。なお、ガスバリア性が水蒸気透過率として10−5g/m2・day以下、好ましくは10−6g/m2・day以下の材料を用いると、信頼性が高い発光素子を提供できる。
本発明の一態様の発光素子の別の態様を、図1(B)を用いて説明する。発光素子150bは図1(A)に示す発光素子150aと封止構造が異なる。具体的には、膜状の封止材159bが熱溶融性の有機組成物を含む層105を介して、可溶合金を含む第2の電極102b上に設けられている。
本発明の一態様の発光素子の別の態様を、図1(C)を用いて説明する。発光素子150cは図1(A)に示す発光素子150aと発光の射出方向が異なる。具体的には、第2の電極102cが透光性を有する導電膜を用いて形成され、封止材159cも透光性を有している。また、それに伴い第1の電極101cが可溶合金を含み、第1の電極101cと基板100cの間に熱溶融性の有機組成物を含む層105cが設けられた構成となっている。
本発明の一態様の発光素子が複数設けられた発光パネルも本発明の一態様に含まれる。本発明の一態様の発光パネルの態様を、図2を用いて説明する。図2(A)は発光パネルの上面図であり、図2(B)は、図2(A)に示す切断線A−Bにおける断面図である。
本実施の形態では、可溶合金を含む電極と可視光を透過する電極との間に発光性の有機化合物を含む層を備え、該可溶合金を含む電極は熱溶融性の有機組成物を含む層と接し、且つ該可溶合金の融点は該熱溶融性の有機組成物の融点より高く、また該発光性の有機化合物を含む層が破壊してしまう温度より低い構成を備える発光素子の作製方法について図4を参照して説明する。
透光性を有する基板上に透光性を有する導電膜を形成する。透光性を有する基板及び透光性を有する導電膜としては、実施の形態1で例示した様々な材料を用いることができる。透光性を有する導電膜の成膜方法としては、その材料に適した方法を選択して用いれば良く、例えばスパッタリング法やコーティング法を用いることができる。
次いで、第1の電極101上に開口部を有する隔壁104を形成する。隔壁104としては、実施の形態1で例示した様々な材料を用いることができる。隔壁104の作製方法としては、その材料に適した方法を選択して用いればよく、例えばコーティング法やスパッタリング法により連続した膜を成膜し、フォトレジストを用いて、選択的にエッチングにより除去して開口部を形成する方法が適用できる。なお、感光性の材料を用いて隔壁を形成するとフォトマスクを用いた開口部の形成が容易であるだけでなく、ポジ型またはネガ型の選択および露光条件の調整により、開口部の端部の形状やテーパー角を調整できるため好ましい。
次いで、隔壁104の開口部を介して、第1の電極101を覆って発光性の有機化合物を含む層103を形成する。発光性の有機化合物を含む層103の構成については、実施の形態3において詳細に説明することとし、本実施の形態では説明を省略する。発光性の有機化合物を含む層103の作製方法としては、その材料に適した方法を選択して用いればよく、例えば真空蒸着法などの乾式法や、コーティング法、印刷法およびインクジェット法などの湿式法が適用できる。なお、発光性の有機化合物を含む層を形成する前に、前処理として第1の電極101と隔壁104が形成された基板100を真空中で加熱処理し、不純物を除去しておくことが望ましい。基板に吸着した水分等の不純物が発光素子の信頼性を損ねるためである。
次いで、発光性の有機化合物を含む層103上であって、少なくとも隔壁104の開口部と重なる位置に、第2の電極102として可溶合金を含む電極を形成する。可溶合金を含む層の作製方法としては、その材料に適した方法を選択して用いればよく、例えば真空蒸着法を用いることができる。
次いで、可溶合金を含む第2の電極102上に熱溶融性の有機組成物を含む層105を形成する。熱溶融性の有機組成物を含む層105の作製方法としては、その材料に適した方法を選択して用いればよく、例えば、貼り合わせ法、コーティング法、真空蒸着法等を用いることができる。特に、熱溶融性の有機組成物は加熱により流動性を発現するため、加熱した熱溶融性の有機組成物をインクジェット法や、スプレー法を用いて可溶合金を含む電極上に吹き付けて成膜できる。可溶合金を含む電極より表面張力が小さい熱溶融性の有機組成物は、可溶合金を含む電極の表面を途切れることなく覆うことができる。
次いで、熱溶融性の有機組成物を含む層105上に封止材159bを形成する。封止材159bとしては実施の形態1で例示した様々な材料を用いることができる。封止材159bの作製方法としては、その材料に適した方法を選択して用いればよく、例えば、スパッタ法、CVD法、コーティング法、貼り合わせ法等を用いることができる。
本実施の形態では、可溶合金を含む電極と可視光を透過する電極との間に発光性の有機化合物を含む層を備え、該可溶合金を含む電極は熱溶融性の有機組成物を含む層と接し、且つ該可溶合金の融点は該熱溶融性の有機組成物の融点より高く、また該発光性の有機化合物を含む層が破壊してしまう温度より低い構成を備える発光素子に用いることができる発光性の有機化合物を含む層103の構成の一例について図5及び図6を参照して説明する。
発光素子の構成の一例を図5(A)に示す。図5(A)に示す発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層1103が挟まれている。
発光素子の構成の他の一例を図5(C)に示す。図5(C)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層1103が挟まれている。さらに、陰極1102とEL層1103との間には中間層1104が設けられている。なお、当該発光素子の構成例2のEL層1103には、上述の発光素子の構成例1と同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例1の記載を参酌できる。
発光素子の構成の他の一例を図6(A)に示す。図6(A)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層が2つ設けられている。さらに、EL層1103aと、EL層1103bとの間には中間層1104が設けられている。
本実施の形態では、可溶合金を含む電極と可視光を透過する電極との間に発光性の有機化合物を含む層を備え、該可溶合金を含む電極は熱溶融性の有機組成物を含む層と接し、且つ該可溶合金の融点は該熱溶融性の有機組成物の融点より高く、また該発光性の有機化合物を含む層が破壊してしまう温度より低い構成を備える発光素子を用いた発光装置について図7及び図8を用いて説明する。
アクティブマトリクス型の発光装置に適用した場合の構成を図7に示す。なお、図7(A)は、発光装置の上面図、図7(B)は図7(A)をA−B及びC−Dで切断した断面図である。
次に、パッシブマトリクス型の発光装置に適用した場合の構成を図8に示す。なお、図8(A)は、発光装置を示す斜視図、図8(B)は図8(A)をX−Yで切断した断面図である。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を搭載した発光装置の一例について、図9を用いて説明する。具体的には照明に用いる発光装置(電子機器)について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を搭載した発光装置の一例について、図10を用いて説明する。具体的には照明に用いる発光装置(照明装置または照明器具)について説明する。
100c 基板
101 電極
101c 電極
102 電極
102b 電極
102c 電極
103 発光性の有機化合物を含む層
104 隔壁
105 熱溶融性の有機組成物を含む層
105c 熱溶融性の有機組成物を含む層
105m 溶融した有機組成物を含む層
105s 熱溶融性の有機組成物を含む層
150a 発光素子
150b 発光素子
150c 発光素子
151 端子
152 端子
158 シール材
159 封止材
159b 封止材
159c 封止材
199 異物
201 電極群
202 電極群
203 発光性の有機化合物を含む層
204 隔壁
250 発光パネル
251 端子群
252 端子群
901 照明装置
903 卓上照明器具
904 照明装置
1101 陽極
1102 陰極
1103 EL層
1103a EL層
1103b EL層
1104 中間層
1104a 電子注入バッファー
1104b 電子リレー層
1104c 電荷発生領域
1113 ホール注入層
1114 ホール輸送層
1115 発光層
1116 電子輸送層
1117 電子注入層
1400 発光装置
1401 ソース側駆動回路
1402 画素部
1403 ゲート側駆動回路
1404 封止基板
1405 シール材
1407 空間
1408 配線
1409 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
1410 素子基板
1411 スイッチング用TFT
1412 電流制御用TFT
1413 電極
1414 隔壁
1415 熱溶融性の有機組成物を含む層
1416 発光層
1417 電極
1418 発光素子
1423 nチャネル型TFT
1424 pチャネル型TFT
1500 発光装置
1501 基板
1502 電極
1503 電極
1504 発光層
1505 絶縁層
1506 隔壁層
1507 熱溶融性の有機組成物を含む層
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7500 照明装置
7501 筐体
7503a〜d 発光装置
9501 照明部
9503 支柱
9505 支持台
Claims (7)
- 可溶合金を含む電極と、
前記可溶合金を含む電極の一方の面に対峙する可視光を透過する電極と、
前記可溶合金を含む電極と前記可視光を透過する電極の間に発光性の有機化合物を含む層と、
前記可溶合金を含む電極の他方の面に接する熱溶融性の有機組成物を含む層と、を有し、
前記可溶合金の融点が、前記熱溶融性の有機組成物の融点より高く、且つ前記発光性の有機化合物を含む層が破壊する温度より低い発光素子。 - 前記可溶合金を含む電極より前記熱溶融性の有機組成物を含む層が厚い、請求項1記載の発光素子。
- 前記可溶合金の融点が200℃以下であり、
前記熱溶融性の有機組成物の融点が100℃以上である、請求項1または請求項2記載の発光素子。 - 前記可溶合金は、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、鉛(Pb)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)から選ばれた一を含み、融点が100℃より高く200℃以下である請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の発光素子。
- 前記熱溶融性の有機組成物は、ロジン、ワックス及び熱溶融性の樹脂から選ばれた一を含む請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の発光素子。
- 前記可溶合金を含む電極と前記発光性の有機化合物を含む層の間に電荷発生層が設けられた請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の発光素子。
- 請求項1乃至請求項6のいずれか一に記載の発光素子を用いた発光装置。
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