JP2013118179A - 発光モジュール、発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供する。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供する。
【解決手段】第1の基板と、その一方の面側に形成された発光素子と、第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を備える発光モジュールを用いる。当該空間の圧力は大気圧以下である。導電性のスペーサは第1の基板に設けられた隔壁と重なる位置で第2の電極と電気的に接続されるものであって、且つ第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、封止された空間に発光素子を備える発光モジュール、および発光モジュールを備える発光装置に関する。
一対の電極の間に面状に広がる発光性の有機化合物を含む層(EL層ともいう)を備える発光素子が知られている。このような発光素子は例えば有機EL素子と呼ばれ、一対の電極の間に電圧を印加すると、発光性の有機化合物から発光が得られる。そして、有機EL素子を照明装置や、表示装置などに適用した発光装置が知られている。有機EL素子を用いた表示装置の一例が、特許文献1に開示されている。
特開2002−324673号公報
一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層を備える発光素子を有する発光モジュールにおいて、一方の電極が電気抵抗(シート抵抗ともいえる)に由来する電圧の降下に伴う輝度の低下が、観察者に認識される程度に大きい場合、当該発光モジュールから面状に広がる均一な光を取り出すことが困難になり、発光を取り出す面に明るさのムラ(輝度の分布の不良ともいえる)が認められる場合がある。
また、発光素子が一方の面に設けられた第1の基板と、当該発光素子の発する光を透過する第2の基板の間に、当該発光素子を封止して備える発光モジュールは、第1の基板と第2の基板の間隔にムラがあると、ニュートンリング、特に不均一なニュートンリングが観察され、美観が損なわれてしまう。
本発明の一態様は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供することを課題の一とする。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供することを課題の一とする。
または、均一な明るさで光を取り出せる発光装置を提供することを課題の一とする。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光装置を提供することを課題の一とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様は、一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層を備える発光素子の一方の電極の電気抵抗(シート抵抗ともいえる)を低減する補助電極と、当該発光素子を封止する第1の基板と第2の基板の間隔を調整するスペーサに着眼した。そして、以下の構成を備える発光モジュールに想到し、上記課題の解決に至った。
本発明の一態様の発光モジュールは、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を備える。当該第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁、第1の電極上の第2の電極、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層を備え、当該発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備えるものである。なお、第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄いものであって、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。当該第2の基板は当該発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備える。当該空間の圧力は大気圧以下である。当該導電性のスペーサは隔壁と重なる位置で第2の電極と電気的に接続されるものであって、且つ第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。なお、薄い金属薄膜で形成された第2の電極を通して、発光性の有機化合物を含む層が発する光を第2の基板側から射出するものである。
すなわち、本発明の一態様は、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を有する発光モジュールである。そして、第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁と、第1の電極上の第2の電極、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を備える。発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備える。第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。第2の基板は、発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備える。空間の圧力は、大気圧以下である。導電性のスペーサは、隔壁と重なる位置で第2の電極に電気的に接続されて、第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。
上記本発明の一態様の発光モジュールは、第2の基板に設けられた導電性のスペーサと第1の基板に設けられた発光素子の第2の電極が、隔壁上で電気的に接続され、第2の電極に生じる電圧降下を緩和する。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
また、本発明の一態様は、発光素子が、第1の発光性の有機化合物を含む層と、第2の発光性の有機化合物を含む層と、第1の発光性の有機化合物を含む層と第2の発光性の有機化合物を含む層の間に中間層と、を備える上記の発光モジュールである。そして、中間層が電子輸送性の物質とドナー性の物質を含む。導電性のスペーサが、角部が曲面で面取りされた先端を備える。先端が第2の電極に電気的に接続する。
上記本発明の一態様の発光モジュールは、第1の発光性の有機化合物を含む層と、第2の発光性の有機化合物を含む層と、第1の発光性の有機化合物を含む層と第2の発光性の有機化合物を含む層の間に中間層と、を備える発光素子を有する。また、導電性のスペーサは角部が曲面で面取りされた先端を備え、当該先端が隔壁上で発光素子の第2の電極に接する。導電性のスペーサと電気的に接続された第2の電極は、電圧降下が緩和される。特に、導電性のスペーサの先端が、角部が曲面で面取りされているあるため、導電性のスペーサが、第1の発光性の有機化合物を含む層、第2の発光性の有機化合物を含む層、中間層乃至第2の電極に加える応力を分散できる。
なお、第1の発光性の有機化合物を含む層、第2の発光性の有機化合物を含む層乃至中間層はいずれも破壊され易く、破壊されると発光素子の異常な発光を引き起こす場合がある。
例えば、導電性のスペーサの先端から第2の電極と、第2の発光性の有機化合物を含む層に応力が集中し、これらの層を破壊した場合、導電性のスペーサと中間層とが短絡して、第2の発光性の有機化合物を含む層を流れなくなる場合がある。その結果、第2の発光性の有機化合物を含む層からの発光が減少、または失われてしまう場合がある。
しかし、本発明の一態様によれば、導電性のスペーサが隔壁上の層に加える応力を分散できるため、上記のような不具合の発生を防ぐことができる。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
また、本発明の一態様は、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を有する発光モジュールである。そして、第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁と、第1の電極上の第2の電極、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を備える。発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備える。第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。第2の基板は、発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備える。空間の圧力は、大気圧以下である。導電性のスペーサは、隔壁と重なる位置で第2の電極に電気的に接続されて、第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第1の基板に設けられている。
上記本発明の一態様の発光モジュールは、第1の基板に設けられた導電性のスペーサと第1の基板に設けられた発光素子の第2の電極が、電気的に接続され、第2の電極に生じる電圧降下を緩和する。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
また、本発明の一態様は、導電性のスペーサが複数の層を備え、導電性のスペーサが、他の層より反射率が低い層を第2の基板側に備える上記の発光モジュールである。
上記本発明の一態様の発光モジュールは、導電性のスペーサが他の層より反射率の低い層を第2の基板側に備える。当該反射率が低い層は、第2の基板側から導電性のスペーサに進行する外光と、導電性のスペーサに含まれる他の層が反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
また、本発明の一態様は、第2の基板と導電性のスペーサの間に延在するカラーフィルタを備える上記の発光モジュールである。
上記本発明の一態様の発光モジュールは、第2の基板と導電性のスペーサの間に延在するカラーフィルタを備える。当該カラーフィルタは、第2の基板側から導電性のスペーサに進行する外光と、導電性のスペーサが反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
また、本発明の一態様は、上記の発光モジュールを用いた発光装置である。
上記本発明の一態様の発光装置は、第1の基板または第2の基板に設けられた導電性のスペーサと第1の基板に設けられた発光素子の第2の電極が、電気的に接続され、第2の電極に生じる電圧降下を緩和する。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光装置を提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光装置を提供できる。
なお、本明細書において、EL層とは発光素子の一対の電極間に設けられた層を示すものとする。従って、電極間に挟まれた発光物質である有機化合物を含む発光層はEL層の一態様である。
また、本明細書において、物質Aを他の物質Bからなるマトリクス中に分散する場合、マトリクスを構成する物質Bをホスト材料と呼び、マトリクス中に分散される物質Aをゲスト材料と呼ぶものとする。なお、物質A並びに物質Bは、それぞれ単一の物質であっても良いし、2種類以上の物質の混合物であっても良いものとする。
なお、本明細書中において、発光装置とは画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
本発明の一態様によれば、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
または、均一な明るさで光を取り出せる発光装置を提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光装置を提供できる。
実施の形態に係る発光モジュールを説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールを説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールを説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールを説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールを用いた発光パネルを説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールを用いた発光装置を説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールに適用可能な発光素子を説明する図。 実施の形態に係る発光モジュールを用いた電子機器を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールの構成を説明する。具体的には、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を有する発光モジュールについて説明する。なお、第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備え、第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、第2の基板は、発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備え、空間の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサは、隔壁と重なる位置で第2の電極に電気的に接続されて、第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。
本実施の形態で例示する発光モジュールは、第2の基板に設けられた導電性のスペーサと第1の基板に設けられた発光素子の第2の電極が、隔壁上で電気的に接続され、第2の電極に生じる電圧降下を緩和する。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
本実施の形態で例示する発光モジュールについて、図1及び図2を参照して説明する。
図1(A)は本発明の一態様の発光モジュールの上面図であり、図1(B)は図1(A)の切断線M1−M2−M3−M4における断面図である。また、図1(C)は図1(B)の一部を詳細に説明する図である。
図1に例示する発光モジュール100は、第1の基板101と、第1の基板101の一方の面側に形成された発光素子110と、第1の基板101の一方の面の側に第2の基板102と、第1の基板101と第2の基板102の間隔を保持する導電性のスペーサ135と、第1の基板101と第2の基板102の間に発光素子110が封止された空間130と、を有する。なお、第1の基板101は、第1の電極111と、第1の電極111上に開口部を有する隔壁114と、を備え、発光素子110は、第1の電極111と、第2の電極112と、第1の電極111と第2の電極112に挟持される発光性の有機化合物を含む層113と、を隔壁114の開口部に重なる位置に備え、第2の電極112は、発光性の有機化合物を含む層113が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、第2の基板102は、発光素子110が発する光を透過する領域を発光素子110と重なる位置に備え、空間130の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサ135は、隔壁114と重なる位置で第2の電極112に電気的に接続されて、第2の電極112に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板102に設けられている。
なお、第1の端子103は第1の電極111と電気的に接続され、第2の端子104は第2の電極112と電気的に接続されて、封止された空間130の外側に、それぞれ延在している(図1(B)参照)。
<封止された空間の構成>
空間130は、発光素子110を囲むように設けられたシール材131と、第1の基板101と、第2の基板102と、に囲まれた空間であり、シール材131は第1の基板101と、第2の基板102を貼り合わせている。また、空間130が大気圧以下に保持されているため、大気圧が、第1の基板101と第2の基板102に、互いを押し当てるように加わる。
<発光素子の構成>
本実施の形態では、発光素子110に含まれる第1の電極111および第2の電極112の構成について詳細に説明する。発光素子110の他構成(例えば発光性の有機化合物を含む層113)については、実施の形態5において詳細に説明する。
《第1の電極》
第1の電極111は、導電材料を含み、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
導電材料は導電性を有し、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えばモリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銀、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等から選ばれた一の金属、またはこれらから選ばれた一を含む合金を用いることができる。
アルミニウムを含む合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等を挙げることができる。また、銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀等を挙げることができる。また、金、銅を含む合金を用いることができる。
導電材料は金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等をその例に挙げることができる。
導電材料は導電性の金属酸化物を用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物(ITOともいう)、インジウム−亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
本実施の形態では、第1の電極111にアルミニウム−ニッケル−ランタン合金を含む層にチタンを含む層を積層した積層構造を用いる。アルミニウム−ニッケル−ランタン合金は反射率が高く、反射電極に好適である。また、チタンを含む層により第1の電極の表面に高抵抗の酸化皮膜が形成されてしまう現象を抑制できる。その結果、発光素子が発する光の強度の損失と電気抵抗に起因する電力の損失を低減できる。
《第2の電極》
第2の電極112は導電材料を含み、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。
また、第2の電極112は、発光性の有機化合物を含む層113に接して形成され、発光性の有機化合物を含む層113が発する光を透過する程度に薄く、好ましくは、5nm以上30nm以下程度である。このように厚さが薄い(言い換えると、断面積が小さい)ことから、第2の電極112の電気抵抗(シート抵抗ともいえる)は大きくなる傾向がある。
第2の電極112に用いることができる金属としては蒸着可能な金属であればよく、例えば貴金属、希土類金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、具体的には、銀、金、イッテルビウム、エルビウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等を挙げることができる。または、これらの金属の一を含む合金、具体的には銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等を挙げることができる。
なお、第2の電極112を形成する方法としては、真空蒸着法が好ましく、特に、加熱蒸着法や電子ビーム蒸着法等が好ましい。スパッタリング法を用いて第2の電極112を形成すると、その下地となる発光性の有機化合物を含む層113に損傷を与えてしまう場合がある。また、第2の電極112に大きな粒子が含まれて形成されてしまう場合がある。そのような粒子に応力や、電界が集中すると不良の発生原因となる。または、ターゲットから大きな運動エネルギーを持って飛び出す粒子が、発光性の有機化合物を含む層113に衝突し、損傷を与えてしまう場合がある。または、ターゲット近傍に形成されるプラズマが放つ紫外線などの活性なエネルギー線が、発光性の有機化合物を含む層113に損傷を与えてしまう場合がある。または、スパッタリングガスが発光素子の不純物となり信頼性を損なう場合がある。
本発明の一態様の発光モジュール100が備える発光素子110は、真空蒸着法を用いて形成された第2の電極112を有する。その結果、発光性の有機化合物を含む層113は第2の電極の形成に伴う損傷が少ない。その結果、本発明の一態様の発光モジュールは信頼性が高い。
なお、第1の電極111を反射性の電極とし、第2の電極112を半透過・半反射性の電極とし、第1の電極111と第2の電極112の間隔(光学距離)を調整することにより微小共振器(マイクロキャビティともいう)を構成して、半透過・半反射性の第2の電極112から特定の波長の光を効率よく取り出す構成としてもよい。
<隔壁の構成>
隔壁114は絶縁性の材料を含み、単層構成であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。隔壁の上端部または下端部に、曲率を有する曲面を形成すると好ましい。例えば、隔壁114が第1の電極111に接する部分の形状は、なだらかな角度または曲率(例えば0.2μm以上3μm以下)を備えるものが好ましい。第1の電極111との間に段差を生じないように、隔壁114の端部を形成すると、段差部において第1の電極111と第2の電極112が短絡する現象を防止できる。
隔壁114は絶縁性を備え、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えばフォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミド等から選ばれた一の絶縁層、またはこれらから選ばれた一を含む絶縁層を用いることができる。
隔壁114は第1の電極111上に少なくとも開口部を有し、導電性のスペーサ135と重なる位置に設けられている(図1(C)参照)。本実施の形態で例示する隔壁114の形態は、格子状である。
隔壁114に適用可能な材料は絶縁性であればよく、例えば樹脂、無機絶縁材料またはその組み合わせを挙げることができる。具体的には、ネガ型またはポジ型の感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、露光条件を調節することにより端部の形状をなだらかに形成できる。
なお、隔壁114上には、発光性の有機化合物を含む層113と、第2の電極112と、がこの順に積層されている。
<導電性のスペーサの構成>
導電性のスペーサ135は、第1の基板101と第2の基板102の間隔を保つ働きと、第2の電極112の電圧降下を緩和する働きをするものである。
本実施の形態で例示する導電性のスペーサ135は、隔壁114に重なる位置の第2の基板102上に形成されている。そして、導電性のスペーサ135は、その先端と隔壁114の間に発光性の有機化合物を含む層113と第2の電極112を挟んで、第1の基板101と第2の基板102に加わる大気圧を支えている(図1(C)参照)。
導電性のスペーサ135の長さは、例えば2μm以上6μm以下、代表的には3μm以上5μm以下とすることができる。導電性のスペーサを長く形成すると、発光モジュールから射出する光の指向性が高くなり、短く形成すると光の指向性が低くなる。指向性を高くすると、発光モジュールの正面において明るい照明装置などに好適であり、指向性を弱くすると、視野角の広い発光表示装置等に好適である。
また、導電性のスペーサ135の先端は、隔壁114上で第2の電極112と接して、互いを電気的に接続する(図1(C)参照)。導電性のスペーサ135は、第2の電極112よりも電圧降下が生じにくく、広い範囲に電流を流し易く形成されていればよく、さまざまな形態を適用できる。
具体的には、導電性のスペーサ135の形態はストライプ状、葉脈状、格子状またはメッシュ状であってもよい。
本実施の形態では、格子状の導電性のスペーサ135を例示する(図1(A)参照)。導電性のスペーサ135が連続する部分(例えば、図1(A)のM1からM2までの格子の部分)は電流が流れ易い。一方、導電性のスペーサ135の連続していない部分(例えば、図1(A)のM3からM4)は、発光素子110が発する光を透過する。
なお、本実施の形態では、隔壁114が形成された部分毎に、導電性のスペーサ135を設ける構成を例示するが、隔壁114が形成された部分の二箇所毎に導電性のスペーサ135を設ける構成であってもよく、第2の電極112の電圧降下に伴う発光素子110の発光ムラ(輝度ムラともいう)が目立たないように適宜その配置を調整すればよい。
導電性のスペーサ135は、電気抵抗が低いほど、電圧降下を緩和する効果が顕著となる。導電性のスペーサ135の電気抵抗を低減する方法としては、例えば導電性の高い材料、または/および断面積が大きい形態を適用すればよい。
なお、第1の基板101の面積に占める発光素子110の面積の割合が大きいほど、発光モジュールの明るさを明るくできるため好ましい。従って、導電性のスペーサ135または隔壁114は、いずれも第1の基板101をできるかぎり覆わないような形態が好ましい。
導電性のスペーサ135は、第1の基板101を覆う面積が小さく、断面積が大きい形態が特に好ましい。例えば本実施の形態に例示するように、幅が狭く高さが高い形態、言い換えるとアスペクト比が高い形態が好適である。
導電性のスペーサ135に用いることができる材料としては、例えば金属、合金、金属窒化物、金属酸化物等を単層または積層して用いることができる。金属または合金としては、具体的にはアルミニウム、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素を含むものが挙げられる。
また、アルミニウムを含む合金は導電性が高いだけでなく反射率も高く、発光素子110が発する光を吸収して損失する現象が起こりにくい。アルミニウムを含む合金としては、ニッケルを含むアルミニウム、ランタンとニッケルを含むアルミニウム、シリコンを含むアルミニウムを用いることができる。
金属窒化物としては、具体的には窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等が挙げられる。
導電性のスペーサ135に適用可能な積層された材料としては、下側または上側の一方または双方に、高融点金属若しくは上述の金属窒化物が積層された構成が挙げられる。なお、高融点金属としては、具体的にはクロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ネオジム、スカンジウム、イットリウムなどが挙げられる。アルミニウムや銅の下側または上側の一方または双方に積層する構成とすると、アルミニウムや銅の耐熱性や腐食性の問題を回避できる。
本実施の形態に例示する導電性のスペーサ135は、第2の基板102上にアルミニウムとチタンをこの順に積層し、フォトリソグラフィ法により加工して、形成されたものである。第2の電極をチタン層に接する構成とすることで、導電性のスペーサ135の表面に形成される酸化皮膜による電気抵抗の上昇を抑制できる。
<第1の基板と第2の基板>
第1の基板101および第2の基板102はそれぞれ製造工程に耐えられる程度の耐熱性を備え、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない。また、単層構造であっても、2層以上の層が積層された構造であってもよい。
第1の基板101および第2の基板102はガスバリア性を有すると好ましい。また、第1の基板101と発光素子および第2の基板102と発光素子との間にガスバリア性を有する膜を形成しても良い。具体的には、ガスバリア性が水蒸気透過率として10−5g/m・day以下、好ましくは10−6g/m・day以下であると、発光モジュールの信頼性を高められるため好ましい。
また、第1の基板101および第2の基板102は可撓性を有していてもよい。可撓性を有する基板としてはプラスチック基板の他、厚さが50μm以上500μmの薄いガラスや、金属箔を用いることができる。
少なくとも第2の基板102は、発光素子110が発する光を透過する領域を、発光素子110と重なる位置に備える。
発光素子110が発する可視光を透過する基板としては、例えば、無アルカリガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラス基板、アルミノホウケイ酸ガラス基板、石英基板、サファイア基板、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、ポリエステル、アクリルまたはポリイミド等を含むプラスチック基板、等をその例に挙げることができる。
第1の基板101の発光素子を形成する側の面を絶縁性として、複数の発光素子を形成してもよい。一の基板に複数の発光素子を形成して、当該基板に複数の発光モジュールを形成してもよい。なお、第1の基板101に絶縁性の膜を積層して絶縁性としてもよい。
また、第1の基板101の発光素子を形成する側の面は、平坦であれば好ましい。また、平坦化のための膜を積層して設けても良い。
また、第1の基板101に発光素子110が発する光を透過し難い材料を用いてもよい。例えば、セラミック基板やステンレス等を含む金属基板が挙げられる。
また、第1の基板101にトランジスタを設けて、発光モジュールの発光素子が備える第1の電極と接続してもよい。
本実施の形態で説明する発光モジュール100は、第1の基板101と第2の基板102にそれぞれ無アルカリガラス基板が用いられている。
<変形例1.>
本実施の形態の発光モジュールの変形例1.を、図2(A)を用いて説明する。変形例1.に例示する発光モジュールは、発光素子110が、第1の発光性の有機化合物を含む層113aと、第2の発光性の有機化合物を含む層113bと、中間層113cと、を備えるものである。なお、中間層113cは、第1の発光性の有機化合物を含む層113aと第2の発光性の有機化合物を含む層113bの間にある。
また、導電性のスペーサ135は、角部が曲面で面取りされた先端135aを備え、当該先端135aが隔壁114上で発光素子110の第2の電極112に接する。
導電性のスペーサ135は、その先端と隔壁114の間に隔壁114上に形成された層を挟んで設けられ、第1の基板101と第2の基板102の間隔を保っている。従って、第2の基板102に加わる応力が、導電性のスペーサ135の先端に集中し易い。
一方、隔壁114上には、発光性の有機化合物を含む層と、第2の電極112が形成されており、いずれも破壊され易い層である。
本実施の形態の変形例1.の場合、第1の発光性の有機化合物を含む層113a、第2の発光性の有機化合物を含む層113b、中間層113cおよび第2の電極112が隔壁114上に形成されている。発光性の有機化合物を含む層は厚さが数十から数百nm程度の層であり、第2の電極112は厚さ数nm程度の金属層であり、いずれも破壊され易い。
導電性のスペーサ135の先端に集中した応力が、隔壁114上に形成された層を破壊すると、発光素子110の異常な発光を引き起こす場合がある。
例えば、第2の電極112と、第2の発光性の有機化合物を含む層113bが破壊され、導電性のスペーサ135と中間層113cとが短絡すると、当該短絡箇所の周辺において、電流が第2の発光性の有機化合物を含む層113bを介することなく、第1の電極111と導電性のスペーサ135の間を流れてしまう。その結果、第2の発光性の有機化合物を含む層113bからの発光が消失してしまう場合や、その強度や呈する色が変化してしまう場合がある。
しかし、本発明の一態様によれば、角部が曲面で面取りされた先端135aを、導電性のスペーサ135が備えるため、導電性のスペーサ135の先端135aに隔壁114上に形成された層を破壊するほどの応力が集中する現象を防ぐことができる。その結果、異常な発光が生じることなく、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、異常な発光が生じることも、ニュートンリングも観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
<変形例2.>
本実施の形態の発光モジュールの変形例2.を、図2(B)を用いて説明する。変形例2.に例示する発光モジュールは、導電性のスペーサ135が反射率の低い層135bを第2の基板102側に備えるものである。
反射率の低い層135bは、外光を反射し難い材料を用いて形成すればよく、例えば着色した導電層の他、着色した絶縁層等を用いることができる。
着色した導電層としては、金属層、金属窒化物層、フィラーが分散した樹脂層等が挙げられ、具体的には、金、銅、窒化チタン、カーボンブラックが分散された樹脂等を用いることができる。また、着色した絶縁層としては、絶縁性の無機物層や、顔料が分散された樹脂層等が挙げられる。
反射率の低い層135bは、第2の基板102側から導電性のスペーサに進行する外光(図中の実線で示す矢印)と、導電性のスペーサに含まれる他の層が反射する外光(図中の破線で示す矢印)の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
<変形例3.>
本実施の形態の発光モジュールの変形例3.を、図2(C)を用いて説明する。図2(C)には発光モジュールの一態様として、複数の発光モジュールを備える構成を例示する。なお、このような構成を発光パネルということもできる。図2(C)に例示する発光パネルは、第1の基板101と、第1の基板101の一方の面側に形成された複数の発光素子(例えば、発光素子110r、発光素子110gおよび発光素子110b)と、第1の基板101の一方の面の側に第2の基板102と、第1の基板101と第2の基板102の間隔を保持する導電性のスペーサ135と、第1の基板101と第2の基板102の間に発光素子が封止された空間130と、を有する。
なお、第1の基板101は、複数の第1の電極(例えば、第1の電極111r、第1の電極111gおよび第1の電極111b)と、複数の第1の電極上にそれぞれ開口部を有する隔壁114と、を備える。複数の第1の電極のそれぞれは、独立した発光素子の第1の電極となっており、それぞれの発光素子は、第1の電極と、第2の電極112と、第1の電極と第2の電極112に挟持される発光性の有機化合物を含む層113と、を隔壁114の開口部に重なる位置に備える。第2の電極112は、発光性の有機化合物を含む層113が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。
また、第2の基板102は、発光素子110r、110g、110bが発する光の一部を透過するカラーフィルタ(例えば、カラーフィルタ137r、カラーフィルタ137gおよびカラーフィルタ137b)が設けられた領域を発光素子110r、110g、110bと重なる位置に備える。なお、当該カラーフィルタを覆う保護層138を設けてもよい。
また、空間130の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサ135は、隔壁114と重なる位置で第2の電極112に電気的に接続されて、第2の電極112に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板102に設けられている。
また、導電性のスペーサ135を遮光性の材料とすると、隣接する一方の発光モジュールに設けられた発光素子が発する光が、他方の発光モジュールに設けられたカラーフィルタに進入する現象(所謂クロストーク現象)の発生が抑制できる。
なお、カラーフィルタは第2の基板102と導電性のスペーサ135の間に延在するものである。また、遮光層139を第2の基板102と導電性のスペーサ135の間にもうけてもよい。
上記本発明の一態様の発光パネルは、独立して駆動可能な発光モジュールを複数備え、それぞれの発光モジュールの発光素子にはカラーフィルタが重ねて設けられている。そして、そのカラーフィルタは第2の基板と導電性のスペーサの間に延在している。当該カラーフィルタは、発光素子から選択的に一の色を呈する光を取り出すだけでなく、第2の基板側から導電性のスペーサに進行する外光と、導電性のスペーサが反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
《発光素子の変形例》
変形例3.に例示する発光パネルは複数のモジュールを備え、複数の発光モジュールは互いに電気的に独立している。複数の発光素子は、一の発光性の有機化合物を含む層113と、一の第2の電極112と、電気的に独立した第1の電極を備える。例えば、発光素子110rは第1の電極111rを、発光素子110gは第1の電極111gを、発光素子110bは第1の電極111bを備える。
第1の電極はフォトリソグラフィ法を用い形成できるため、発光モジュール毎に他の層(具体的には、発光性の有機化合物を含む層や第2の電極)を分離して形成する構成に比べ、容易に分離でき且つ高精細化できる。
なお、変形例3.に例示する発光パネルが備える発光モジュールには、いずれも白色を呈する光(具体的には、赤色、緑色および青色を呈する光を含む光)を発する複数の発光素子が設けられている。
《第2の基板の変形例》
変形例3.に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、いずれも発光素子が発する光の一部を透過するカラーフィルタが第2の基板に設けられている。
白色を呈する光を発する発光素子に重ねて赤色の光を透過するカラーフィルタ137rが設けられた発光モジュールは赤色を呈する光を、緑色の光を透過するカラーフィルタ137gが設けられた発光モジュールは緑色を呈する光を、青色の光を透過するカラーフィルタ137bが設けられた発光モジュールは青色を呈する光を、射出する。なお、これらの発光モジュールと共に、白色を呈する光を射出する発光モジュール(例えば、カラーフィルタが第2の基板に設けられていない構成)を設けても良い。
一の発光素子に重ねて設けられたカラーフィルタは、隣接する発光素子に重なる方向に延在している。例えば、発光素子110gに重ねて設けられたカラーフィルタ137gは、隣接する発光素子110rに重なる側と、隣接する発光素子110bに重なる側に延在している。一方、発光素子110rに重なるカラーフィルタ137rはカラーフィルタ137g側に延在し、発光素子110bに重なるカラーフィルタ137bはカラーフィルタ137g側に延在している。
なお、隣接する2つのカラーフィルタが、一の発光素子に重ならないように設ける構成が好ましい。一の発光素子に複数のカラーフィルタを重ねると鮮やかな色を呈する光が得られなくなってしまうからである。
なお、カラーフィルタを覆って保護層138を設けてもよい。保護層138は、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
保護層138は、カラーフィルタの表面に形成される凹凸を平坦化する。または、カラーフィルタまたは/および遮光層139に含まれる不純物が発光素子の形成された空間130に拡散する現象を抑制する。保護層138は、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えばポリイミド層、エポキシ層、アクリル層等から選ばれた一を含む層を用いることができる。なお、熱硬化型であっても、紫外線硬化型であってもよい。
本実施の形態では、保護層138にポリイミドを用いる場合について説明する。
カラーフィルタ137r、カラーフィルタ137gおよびカラーフィルタ137bは、発光性の有機化合物を含む層113が発する光の少なくとも一部を透過する。また、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
カラーフィルタに用いることができる材料は、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えば着色材料を含む有機材料層や多層膜フィルタを用いることができる。
着色材料を含む有機材料層としては、赤色を呈する光を透過する層、緑色を呈する光を透過する層または青色を呈する光を透過する層等を挙げることができる。
変形例3.に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、カラーフィルタに重ねて導電性のスペーサ135が設けられている。カラーフィルタは、第2の基板102側から導電性のスペーサ135に進行する外光と、導電性のスペーサ135が反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
特に、隣接する2つのカラーフィルタを隔壁114上に一部重ねて設け、導電性のスペーサ135を隔壁と2つのカラーフィルタに重なるように設ける構成が好ましい。2つのカラーフィルタを重ねて設けると、第2の基板102側から導電性のスペーサ135に進行する外光と、導電性のスペーサ135が反射する外光の一部を効率良く吸収できるからである。
また、第2の基板102と導電性のスペーサ135の間に遮光層139を設けてもよい。
遮光層139は、第2の基板102を透過する光を遮光する層を含む。また、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。
第2の基板102を透過する光を遮光する層は、第2の基板102を透過して発光モジュールの内部に侵入する光を遮光し、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えばクロム層、チタン層、ニッケル層乃至カーボンブラックを分散した高分子層等から選ばれた一の遮光層を用いることができる。
本実施の形態では、遮光層139にカーボン分散した樹脂層を用いる。
遮光層139は第2の基板102側から導電性のスペーサ135に進行する外光と、導電性のスペーサ135が反射する外光の一部を吸収して、外光の反射を抑制できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールの構成を説明する。具体的には、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を有する発光モジュールについて説明する。なお、第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備え、第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、第2の基板は、発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備え、空間の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサは、隔壁と重なる位置で第2の電極に電気的に接続されて、第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第1の基板に設けられている。
本実施の形態で例示する発光モジュールは、第1の基板に設けられた導電性のスペーサと第1の基板に設けられた発光素子の第2の電極が、隔壁上で電気的に接続され、第2の電極に生じる電圧降下を緩和する。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光モジュールを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光モジュールを提供できる。
本実施の形態で例示する発光モジュールについて、図3及び図4を参照して説明する。
図3(A)は本発明の一態様の発光モジュールの上面図であり、図3(B)は図3(A)の切断線M1−M2−M3−M4における断面図である。また、図3(C)は図3(B)の一部を詳細に説明する図である。
図3に例示する発光モジュール200は、第1の基板201と、第1の基板201の一方の面側に形成された発光素子210と、第1の基板201の一方の面の側に第2の基板202と、第1の基板201と第2の基板202の間隔を保持する導電性のスペーサ235と、第1の基板201と第2の基板202の間に発光素子210が封止された空間230と、を有する。なお、第1の基板201は、第1の電極211と、第1の電極211上に開口部を有する隔壁214と、を備え、発光素子210は、第1の電極211と、第2の電極212と、第1の電極211と第2の電極212に挟持される発光性の有機化合物を含む層213と、を隔壁214の開口部に重なる位置に備え、第2の電極212は、発光性の有機化合物を含む層213が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、第2の基板202は、発光素子210が発する光を透過する領域を発光素子210と重なる位置に備え、空間230の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサ235は、隔壁214と重なる位置で第2の電極212に電気的に接続されて、第2の電極212に生じる電圧降下を緩和するように第1の基板201に設けられている。
なお、第1の端子203は第1の電極211と電気的に接続され、第2の端子204は第2の電極212と電気的に接続されて、封止された空間230の外側に、それぞれ延在している(図3(B)参照)。
<封止された空間の構成>
空間230は、発光素子210を囲むように設けられたシール材231と、第1の基板201と、第2の基板202と、に囲まれた空間であり、シール材231は第1の基板201と、第2の基板202を貼り合わせている。また、空間230が大気圧以下に保持されているため、大気圧が、第1の基板201と第2の基板202に、互いを押し当てるように加わる。
<発光素子の構成>
本実施の形態で例示する発光素子210に含まれる第1の電極211の構成は、実施の形態1において詳細に説明した第1の電極111と同様の構成を適用でき、発光性の有機化合物を含む層213の構成は、実施の形態5において詳細に説明する発光性の有機化合物を含む層の構成を適用できる。
従って、本発明の一態様の発光モジュール200が有する発光素子210は、真空蒸着法を用いて形成された第2の電極212を備えるため、発光性の有機化合物を含む層213に損傷を与え難い。その結果、本発明の一態様の発光モジュールは信頼性が高い。
<隔壁の構成>
隔壁214は第1の電極211上に少なくとも一つの開口部を有し、隔壁214に重ねて導電性のスペーサ235が設けられている(図3(C)参照)。本実施の形態で例示する隔壁214の形態は、格子状である。
隔壁214が第1の電極211に接する部分の形状は、なだらかな角度または曲率(例えば0.2μm〜3μm)を備えるものが好ましい。第1の電極211との間に段差を生じないように、隔壁214の端部を形成すると、段差部において第1の電極211と第2の電極212が短絡する現象を防止できる。
隔壁214に適用可能な材料は絶縁性であればよく、例えば樹脂、無機絶縁材料またはその組み合わせを挙げることができる。具体的には、ネガ型またはポジ型の感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、露光条件を調節することにより端部の形状をなだらかに形成できる。
なお、隔壁214上には、発光性の有機化合物を含む層213と、第2の電極212と、がこの順に積層されている。
<導電性のスペーサの構成>
導電性のスペーサ235は、第1の基板201と第2の基板202の間隔を保つ働きと、第2の電極212の電圧降下を緩和する働きをするものである。
本実施の形態で例示する導電性のスペーサ235は、第1の基板201に形成された隔壁214上に形成されている。そして、導電性のスペーサ235は、その先端と第2の基板202の間に発光性の有機化合物を含む層213と第2の電極212を挟んで、第1の基板201と第2の基板202に加わる大気圧を支えている(図3(C)参照)。
導電性のスペーサ235の長さは、例えば2μm以上6μm以下、代表的には3μm以上5μm以下とすることができる。導電性のスペーサを長く形成すると、発光モジュールから射出する光の指向性が高くなり、短く形成すると光の指向性が低くなる。指向性を高くすると、発光モジュールの正面においてあかるい照明装置などに好適であり、指向性を弱くすると、視野角の広い発光表示装置等に好適である。
また、導電性のスペーサ235と第2の電極212は電気的に接続されている。導電性のスペーサ235は、第2の電極212よりも電圧降下が生じにくく、広い範囲に電流を流し易く形成されていればよく、さまざまな形態を適用できる。
例えば、導電性のスペーサ235の上面の形態は、例えばストライプ状、葉脈状、格子状またはメッシュ状であってもよい。
本実施の形態では、格子状の導電性のスペーサ235を例示する(図3(A)参照)。導電性のスペーサ235が連続する部分(例えば、図3(A)のM1からM2までの格子の部分)は電流が流れ易い。一方、導電性のスペーサ235の連続していない部分(例えば、図3(A)のM3からM4)は、発光素子210が発する光を透過する。
なお導電性のスペーサ235の断面をT字状または逆テーパ状に形成するとよい。このような導電性のスペーサ235に異方性の強い成膜方法を用いて発光性の有機化合物を含む層213を形成し、異方性の蒸着方法を用いて導電性のスペーサ235の側面に向けて、斜め方向から第2の電極212となる導電膜を蒸着すると、第2の電極212を導電性のスペーサ235の側面で電気的に接続できる。
また、発光性の有機化合物を含む層213に用いる成膜方法より等方性のつよい成膜方法を用いて第2の電極212を形成しても同様に電気的に接続できる。なお、断面がT字状または逆テーパ状である形状とは、導電性のスペーサ235の上部を第1の基板201に投影した形状の面積が、下部を投影した面積に重なり、且つ上部の投影面積が下部のそれより大きい形状をいう。
なお、本実施の形態では、隔壁214が形成された部分毎に、導電性のスペーサ235を設ける構成を例示するが、隔壁214が形成された部分の二箇所毎に、導電性のスペーサ235を設ける構成であってもよく、第2の電極212の電圧降下が目立たないように適宜その配置を調整すればよい。
導電性のスペーサ235は、電気抵抗が低いほど、電圧降下を緩和する効果が顕著となる。導電性のスペーサ235の電気抵抗を低減する方法としては、例えば導電性の高い材料、または/および断面積が大きい形態を適用すればよい。
なお、第1の基板201の面積に占める発光素子210の面積の割合が大きいほど、発光モジュールの明るさを明るくできるため好ましい。従って、導電性のスペーサ235または隔壁214は、いずれも第1の基板201をできるかぎり覆わないような形態が好ましい。例えば本実施の形態に例示するように、幅が狭く高さが高い形態、言い換えるとアスペクト比が高い形態が好適である。
導電性のスペーサ235に用いることができる材料としては、例えば金属、合金、金属窒化物、金属酸化物等を単層または積層して用いることができる。金属または合金としては、具体的にはアルミニウム、銅、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素を含むものが挙げられる。
また、アルミニウムを含む合金は導電性が高いだけでなく反射率も高く、発光素子210が発する光を吸収して損失する現象が起こりにくい。アルミニウムを含む合金としては、ニッケルを含むアルミニウム、ランタンとニッケルを含むアルミニウム、シリコンを含むアルミニウムを用いることができる。
金属窒化物としては、具体的には窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等が挙げられる。
導電性のスペーサ235に適用可能な積層された材料としては、下側または上側の一方または双方に、高融点金属若しくは上述の金属窒化物が積層された構成が挙げられる。なお、高融点金属としては、具体的にはクロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステン、ネオジム、スカンジウム、イットリウムなどが挙げられる。アルミニウムや銅の下側または上側の一方または双方に積層する構成とすると、アルミニウムや銅の耐熱性や腐食性の問題を回避できる。また、導電性のスペーサ235が積層構造を有する場合、最上層に反射率の低い層を設けてもよい。反射率の低い層の材料としては変形例2.で示した材料と同様の材料を用いることができる。
本実施の形態に例示する導電性のスペーサ235は、第1の基板201上にアルミニウムとチタンをこの順に積層し、フォトリソグラフィ法により加工して、形成されたものである。
<第1の基板と第2の基板>
第1の基板201および第2の基板202はそれぞれ製造工程に耐えられる程度の耐熱性を備え、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない。また、単層構造であっても、2層以上の層が積層された構造であってもよい。
第1の基板201および第2の基板202はガスバリア性を有すると好ましい。また、発光素子との間にガスバリア性を有する膜を形成しても良い。具体的には、ガスバリア性が水蒸気透過率として10−5g/m・day以下、好ましくは10−6g/m・day以下であると、発光モジュールの信頼性を高められるため好ましい。
また、第1の基板201および第2の基板202は可撓性を有していてもよい。可撓性を有する基板としてはプラスチック基板の他、厚さが50μm以上500μmの薄いガラスや、金属箔を用いることができる。
少なくとも第2の基板202は、発光素子210が発する光を透過する領域を、発光素子210と重なる位置に備える。
発光素子210が発する可視光を透過する基板としては、例えば、無アルカリガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラス基板、アルミノホウケイ酸ガラス基板、石英基板、サファイア基板、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、ポリエステル、アクリルまたはポリイミド等を含むプラスチック基板、等をその例に挙げることができる。
第1の基板201の発光素子を形成する側の面を絶縁性として、複数の発光素子を形成してもよい。一の基板に複数の発光素子を形成して、当該基板に複数の発光モジュールを形成してもよい。なお、第1の基板201に絶縁性の膜を積層して絶縁性としてもよい。
また、第1の基板201の発光素子を形成する側の面は、平坦であれば好ましい。また、平坦化のための膜を積層して設けても良い。
また、第1の基板201に発光素子210が発する光を透過し難い材料を用いてもよい。例えば、セラミック基板やステンレス等を含む金属基板が挙げられる。
また、第1の基板201にトランジスタを設けて、発光モジュールの発光素子が備える第1の電極と接続してもよい。
本実施の形態で説明する発光モジュール200は、第1の基板201と第2の基板202にそれぞれ無アルカリガラス基板が用いられている。
<変形例>
本実施の形態の発光モジュールの変形例を、図4を用いて説明する。図4には発光モジュールの一態様として、複数の発光モジュールを備える構成を例示する。なお、このような構成を発光パネルということもできる。図4に例示する発光パネルは、第1の基板201と、第1の基板201の一方の面側に形成された複数の発光素子(例えば、発光素子210r、発光素子210gおよび発光素子210b)と、第1の基板201の一方の面の側に第2の基板202と、第1の基板201と第2の基板202の間隔を保持する導電性のスペーサ235と、第1の基板201と第2の基板202の間に発光素子が封止された空間230と、を有する。
なお、第1の基板201は、複数の第1の電極と、複数の第1の電極上にそれぞれ開口部を有する隔壁214と、を備え、発光素子は、第1の電極と、第2の電極212と、第1の電極と第2の電極212に挟持される発光性の有機化合物を含む層213と、を隔壁214の開口部に重なる位置に備える。変形例に例示する発光モジュールは、複数の第1の電極(例えば、第1の電極211r、第1の電極211gおよび第1の電極211b)を備え、それぞれが独立した発光素子の第1の電極となっている。第2の電極212は、発光性の有機化合物を含む層213が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。
また、第2の基板202は、発光素子210が発する光の一部を透過するカラーフィルタ(例えば、カラーフィルタ137r、カラーフィルタ137gおよびカラーフィルタ137b)が設けられた領域を発光素子210と重なる位置に備える。なお、当該カラーフィルタを覆う保護層138を設けてもよい。
また、空間230の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサ235は、隔壁214と重なる位置で第2の電極212に電気的に接続されて、第2の電極212に生じる電圧降下を緩和するように第1の基板201に設けられている。
なお、カラーフィルタは第2の基板202と導電性のスペーサ235の間に延在するものである。また、遮光層139を第2の基板202と導電性のスペーサ235の間にもうけてもよい。
上記本発明の一態様の発光パネルは、独立して駆動可能な発光モジュールを複数備え、それぞれの発光モジュールの発光素子にはカラーフィルタが重ねて設けられている。そして、そのカラーフィルタは第2の基板と導電性のスペーサの間に延在している。当該カラーフィルタは、発光素子から選択的に一の色を呈する光を取り出すだけでなく、第2の基板側から導電性のスペーサに進行する外光と、導電性のスペーサが反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
《発光素子の変形例》
本実施の形態の変形例に例示する発光パネルは複数の発光モジュールを備え、複数の発光モジュールは互いに電気的に独立している。複数の発光素子は、一の発光性の有機化合物を含む層213と、一の第2の電極212と、電気的に独立した第1の電極を備える。例えば、発光素子210rは第1の電極211rを、発光素子210gは第1の電極211gを、発光素子210bは第1の電極211bを備える。
第1の電極は、フォトリソグラフィ法を用いて形成できるため、発光モジュール毎に他の層(具体的には、発光性の有機化合物を含む層や第2の電極)を分離して形成する構成に比べ、容易に分離でき且つ高精細化できる。
変形例に例示する発光パネルが備える発光モジュールには、いずれも白色を呈する光(具体的には、赤色、緑色および青色を呈する光を含む光)を発する複数の発光素子が設けられている。
《第2の基板の変形例》
本実施の形態の変形例に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、いずれも発光素子が発する光の一部を透過するカラーフィルタが第2の基板に設けられている。
白色を呈する光を発する発光素子に重ねて赤色の光を透過するカラーフィルタ137rが設けられた発光モジュールは赤色を呈する光を、緑色の光を透過するカラーフィルタ137gが設けられた発光モジュールは緑色を呈する光を、青色の光を透過するカラーフィルタ137bが設けられた発光モジュールは青色を呈する光を、射出する。なお、これらの発光モジュールと共に、白色を呈する光を射出する発光モジュール(例えば、カラーフィルタが第2の基板に設けられていない構成)を設けても良い。
一の発光素子に重ねて設けられたカラーフィルタは、隣接する発光素子に重なる方向に延在している。例えば、発光素子210gに重ねて設けられたカラーフィルタ137gは、隣接する発光素子210rに重なる側と、隣接する発光素子210bに重なる側に延在している。一方、発光素子210rに重なるカラーフィルタ137rはカラーフィルタ137g側に延在し、発光素子210bに重なるカラーフィルタ137bはカラーフィルタ137g側に延在している。
なお、隣接する2つのカラーフィルタが、一の発光素子に重ならないように設ける構成が好ましい。一の発光素子に複数のカラーフィルタを重ねると鮮やかな色を呈する光が得られなくなってしまうからである。
なお、カラーフィルタを覆って保護層138を設けてもよい。
変形例に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、カラーフィルタに重ねて導電性のスペーサ235が設けられている。カラーフィルタは、第2の基板202側から導電性のスペーサ235に進行する外光と、導電性のスペーサ235が反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
特に、隣接する2つのカラーフィルタを隔壁214上に一部重ねて設け、導電性のスペーサ235を隔壁と2つのカラーフィルタに重なるように設ける構成が好ましい。2つのカラーフィルタを重ねて設けると、第2の基板202側から導電性のスペーサ235に進行する外光と、導電性のスペーサ235が反射する外光の一部を効率良く吸収できるからである。
また、第2の基板202と導電性のスペーサ235の間に遮光層139を設けてもよい。遮光層139は第2の基板202側から導電性のスペーサ235に進行する外光と、導電性のスペーサ235が反射する外光の一部を吸収できるからである。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールを用いた発光パネルの構成を、図5を参照して説明する。図5(A)は本発明の一態様の発光モジュールが設けられた発光パネルの上面図であり、図5(B)は図5(A)の切断線J−Kにおける断面図である。図5(B)に例示する発光パネルは図中に示す矢印の方向に光を射出する。なお、本実施の形態で例示する発光パネルは表示装置に利用できる。
本実施の形態に例示する発光パネルは、トランジスタ(例えば、トランジスタ305rおよびトランジスタ305g)と、それぞれ異なるトランジスタのソース電極またはドレイン電極と接続された発光モジュール(例えば、発光モジュール350rおよび発光モジュール350g)を備え、いずれの発光モジュールも独立して駆動できる。第1の基板301と、第1の基板301の一方の面側に形成された発光素子(例えば、発光素子310rおよび発光素子310g)と、第1の基板301の一方の面側に第2の基板302と、第1の基板301と第2の基板302の間隔を保持する導電性のスペーサ335と、第1の基板301と第2の基板302の間に発光素子が封止された空間330と、を有する。
なお、第1の基板301は、複数の第1の電極(例えば、第1の電極311rおよび第1の電極311g)と、複数の第1の電極上にそれぞれ開口部を有する隔壁314と、を備える。複数の第1の電極のそれぞれは、独立した発光素子の第1の電極となっており、それぞれの発光素子は、第1の電極と、第2の電極312と、第1の電極と第2の電極312に挟持される発光性の有機化合物を含む層313と、を隔壁314の開口部に重なる位置に備える。第2の電極312は、発光性の有機化合物を含む層313が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。
また、第1の基板301は、その一方の面とその一方の面に設けられた発光素子の間に、絶縁層307、導電層(例えば、トランジスタのソース電極またはドレイン電極と接続された導電層306r、導電層306g)およびトランジスタ(例えば、トランジスタ305rおよびトランジスタ305g)を備える。
なお、第2の基板302は、発光素子が発する光の一部を透過するカラーフィルタ(例えば、カラーフィルタ337rおよびカラーフィルタ337g)が設けられた領域を発光素子と重なる位置に備える。なお、当該カラーフィルタを覆う保護層338を設けてもよい。
また、空間330の圧力は、大気圧以下である。そして、導電性のスペーサ335は、隔壁314と重なる位置で第2の電極312に電気的に接続されて、第2の電極312に生じる電圧降下を緩和するように第1の基板301に設けられている。
なお、カラーフィルタは第2の基板302と導電性のスペーサ335の間に延在するものである。また、遮光層339を第2の基板302と導電性のスペーサ335の間に設けてもよい。
上記本発明の一態様の発光パネルは、独立して駆動可能な複数の発光モジュールを備え、それぞれの発光モジュールの発光素子にはカラーフィルタが重ねて設けられている。そして、そのカラーフィルタは第2の基板と導電性のスペーサの間に延在している。当該カラーフィルタは、発光素子から選択的に一の色を呈する光を取り出すだけでなく、第2の基板側から導電性のスペーサに進行する外光と、導電性のスペーサが反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
本実施の形態で例示する発光パネルは、実施の形態1の変形例3.で説明した構成を適用できる。具体的には、第1の基板301、発光素子(例えば、発光素子310rおよび発光素子310g)、第2の基板302、導電性のスペーサ335、空間330、第1の電極(例えば、第1の電極311r、第1の電極311g)、隔壁314、発光性の有機化合物を含む層313、第2の電極312、カラーフィルタ(例えば、カラーフィルタ337rおよびカラーフィルタ337g)、保護層338は、実施の形態1の変形例3.において説明した対応する構成と同様のものを適用できる。よって、本実施の形態では実施の形態1の変形例3.の説明を援用するものとし、詳細な説明を省略する。
<導電層>
導電層306r、導電層306gは導電性を有する。また、導電材料を含む層の単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
導電材料は導電性を有し、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えばモリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等から選ばれた一の金属、またはこれらから選ばれた一を含む合金を用いることができる。
導電材料は金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等をその例に挙げることができる。
導電材料は導電性の金属酸化物を用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物(ITOともいう)、インジウム−亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
また、導電材料はグラフェンなどを用いることができる。
本実施の形態では、導電層306r、導電層306gにアルミニウム合金にチタンが積層された積層体を用いる構成について説明する。
<絶縁層>
絶縁層307は絶縁性を有する。また、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
絶縁層307は表面が平坦であると好ましい。絶縁層307の表面に重ねて設ける発光モジュールの第1の電極の表面に、絶縁層307の表面の凹凸が反映されると、第1の電極と第2の電極が短絡する原因となるためである。
絶縁性の材料は絶縁性を有し、作製工程に耐えられる材料であればよく、例えば、酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化アルミニウム層、アクリル樹脂層、ポリイミド樹脂層、ベンゾシクロブテン樹脂層、ポリアミド樹脂層、エポキシ樹脂層、シロキサン系樹脂層、SOG層、ポリシラザン系SOG層等から選ばれた一の絶縁層、またはこれらから選ばれた一を含む層を用いることができる。
本実施の形態では、絶縁層307にポリイミド層を用いる構成について説明する。
なお、第1の基板310上にトランジスタを形成し、そのソース電極またはドレイン電極を、導電層306rを介して第1の電極311rに電気的に接続する構成、または導電層306gを介して第1の電極311gに電気的に接続する構成としてもよい。このような構成とすることで、それぞれの発光モジュールを独立して点灯可能な発光パネルを提供でき、例えば表示装置に用いることができる。
<発光性の有機化合物を含む層>
発光性の有機化合物を含む層313は、発光性の有機化合物を少なくとも含む。また、単層構造であっても、2層以上の積層構造であってもよい。なお、発光性の有機化合物を含む層の構成は実施の形態5において詳細に説明する。
本実施の形態では、発光性の有機化合物を含む層313に白色を呈する光を発する層を用いる構成について説明する。
本実施の形態に例示する発光パネルが備える発光モジュールは、カラーフィルタに重ねて導電性のスペーサ335が設けられている。カラーフィルタは、第2の基板302側から導電性のスペーサ335に進行する外光と、導電性のスペーサ335が反射する外光の一部を吸収する。その結果、外光の反射が抑制され、且つ均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、外光の反射が抑制され、且つニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
特に、隣接する2つのカラーフィルタを隔壁314上に一部重ねて設け、導電性のスペーサ335を隔壁314と2つのカラーフィルタに重なるように設ける構成が好ましい。2つのカラーフィルタを重ねて設けると、第2の基板302側から導電性のスペーサ335に進行する外光と、導電性のスペーサ335が反射する外光の一部を効率良く吸収できるからである。
また、第2の基板302と導電性のスペーサ335の間に遮光層339を設けてもよい。遮光層339は第2の基板302側から導電性のスペーサ335に進行する外光と、導電性のスペーサ335が反射する外光の一部を吸収できるからである。
また、第2の基板302と隔壁314の間に設けられる導電性のスペーサ335を、遮光性とすると、一方の発光モジュールに設けられた発光素子が発する光が、他方の発光モジュールに設けられたカラーフィルタに進入する現象(所謂クロストーク現象)の発生が抑制できる。
具体的には、発光モジュール350rに設けられた発光素子310rが発する光が、発光モジュール350gに設けられたカラーフィルタ337gに進入する現象の発生が、導電性のスペーサ335により抑制できる。遮光性の導電性のスペーサ335を用いることで、クロストーク現象が抑制され、色再現性の優れた発光パネルを提供できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールを用いた発光装置の構成を、図6を参照して説明する。
具体的には、本実施の形態で例示する発光装置は、第1の基板と、第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、第2の基板と、第1の基板と第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、第1の基板と第2の基板の間に発光素子が封止された空間と、を備える。当該第1の基板は、第1の電極と、第1の電極上に開口部を有する隔壁を備え、当該発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を隔壁の開口部に重なる位置に備えるものである。なお、第2の電極は、発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄いものであって、蒸着法を用いて形成される金属薄膜である。当該第2の基板は当該発光素子が発する光を透過する領域を発光素子と重なる位置に備える。当該空間の圧力は大気圧以下である。当該導電性のスペーサは隔壁と重なる位置で第2の電極と電気的に接続されるものであって、且つ第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように第2の基板に設けられている。なお、薄い金属薄膜で形成された第2の電極を通して、発光性の有機化合物を含む層が発する光を第2の基板側から射出するものである。
上記本発明の一態様の発光装置は、第2の基板に設けられた導電性のスペーサと第1の基板に設けられた発光素子の第2の電極が、電気的に接続され、第2の電極に生じる電圧降下を緩和する。その結果、均一な明るさで光を取り出せる発光装置を提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光装置を提供できる。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールをトランジスタに接続して用いるアクティブマトリクス型の発光装置を例示して説明するが、本発明の一態様はアクティブマトリクス型の発光装置に限定されるものではなく、パッシブマトリクス型の発光装置にも、表示装置にも、照明装置にも適用可能である。
<アクティブマトリクス型の発光装置>
本発明の一態様の発光モジュールを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6に示す。なお、図6(A)は、発光装置の上面図、図6(B)は図6(A)をA−BおよびC−Dで切断した断面図である。
アクティブマトリクス型の発光装置1400は、駆動回路部(ソース側駆動回路)1401、画素部1402、駆動回路部(ゲート側駆動回路)1403、第2の基板1404、シール材1405を備える(図6(A)参照)。なお、シール材1405で囲まれた内側は、空間になっている。
発光装置1400は外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)1409を介して、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、FPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCまたはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、発光装置1400の構成について図6(B)に示す断面図を用いて説明する。発光装置1400は、第1の基板1410上に図示されたソース側駆動回路1401を含む駆動回路部および、図示された画素を含む画素部1402を備える。また、ソース側駆動回路1401およびゲート側駆動回路1403に入力される信号を伝送するための引き回し配線1408を備える。
なお、本実施の形態ではソース側駆動回路1401がnチャネル型トランジスタ1423とpチャネル型トランジスタ1424とを組み合わせたCMOS回路を含む構成について例示するが、駆動回路はこの構成に限定されず、種々のCMOS回路、PMOS回路またはNMOS回路で構成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
<トランジスタの構成>
なお、トランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体を用いることができる。具体的には、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。
トランジスタのチャネルが形成される領域に単結晶半導体を用いると、トランジスタサイズを微細化することが可能となるため、表示部において画素をさらに高精細化することができる。
半導体層を構成する単結晶半導体としては、代表的には、単結晶シリコン基板、単結晶ゲルマニウム基板、単結晶シリコンゲルマニウム基板など、第14族元素でなる単結晶半導体基板、化合物半導体基板(SiC基板、サファイア基板、GaN基板等)などの半導体基板を用いることができる。好適には、絶縁表面上に単結晶半導体層が設けられたSOI(Silicon On Insulator)基板を用いることができる。
SOI基板の作製方法としては、鏡面研磨ウェハーに酸素イオンを注入した後、高温加熱することにより、表面から一定の深さに酸化層を形成させるとともに、表面層に生じた欠陥を消滅させて作る方法、水素イオン照射により形成された微小ボイドの熱処理による成長を利用して半導体基板を劈開する方法や、絶縁表面上に結晶成長により単結晶半導体層を形成する方法等を用いることができる。
本実施の形態では、単結晶半導体基板の一つの面からイオンを添加して、単結晶半導体基板の一つの面から一定の深さに脆弱化層を形成し、単結晶半導体基板の一つの面上、または第1の基板1410上のどちらか一方に絶縁層を形成する。単結晶半導体基板と第1の基板1410を、絶縁層を挟んで重ね合わせた状態で、脆弱化層に亀裂を生じさせ、単結晶半導体基板を脆弱化層で分離する熱処理を行い、単結晶半導体基板より半導体層として単結晶半導体層を第1の基板1410上に形成する。なお、第1の基板1410としては、ガラス基板を用いることができる。
また、半導体基板に絶縁分離領域を形成し、絶縁分離された半導体領域を用いてトランジスタ1411、トランジスタ1412を形成してもよい。
単結晶半導体をチャネル形成領域として用いることで、結晶粒界における結合の欠陥に起因する、トランジスタのしきい値電圧等の電気的特性のばらつきを軽減できるため、本発明の一態様の発光装置は、各画素にしきい値電圧補償用の回路を配置しなくても正常に発光素子を動作させることができる。したがって、一画素における回路要素を削減することが可能となるため、レイアウトの自由度が向上する。よって、発光装置の高精細化を図ることができる。例えば、マトリクス状に配置された複数の画素を一インチあたり350以上含む(水平解像度が350ppi(pixels per inch)以上である)、さらに好ましくは400以上含む(水平解像度が400ppi以上である)構成とすることが可能となる。
さらに、単結晶半導体をチャネル形成領域として用いたトランジスタは、高い電流駆動能力を維持したまま、微細化が可能である。該微細なトランジスタを用いることで表示に寄与しない回路部の面積を縮小することができるため、表示部においては表示面積が拡大し、かつ発光装置の狭額縁化が達成できる。
<画素部の構成>
また、画素部1402は複数の画素を備える。画素は発光素子1418と、発光素子1418の第1の電極1413にドレイン電極が接続された電流制御用トランジスタ1412と、スイッチング用トランジスタ1411と、を有する。
発光パネルに設けられた発光素子1418は、第1の電極1413と、第2の電極1417と、発光性の有機化合物を含む層1416と、を有する。なお、隔壁1414が第1の電極1413の端部を覆って形成されている。
発光素子1418の構成としては、例えば実施の形態5で例示する発光素子の構成を適用できる。
具体的には、発光性の有機化合物を含む層1416に白色を呈する光を発する構成を適用できる。
また、発光素子1418の第1の電極1413と第2の電極1417を用いて、微小共振器(マイクロキャビティともいう)を構成できる。例えば、第1の電極1413に発光性の有機化合物を含む層1416が発する光を反射する導電膜を用い、第2の電極1417に、当該光の一部を反射し、一部を透過する半透過・半反射膜性の導電膜を用いて構成できる。
また、光学調整層を第1の電極と第2の電極の間に設けることができる。光学調整層は反射性の第1の電極1413と半透過・半反射性の第2の電極1417の間の光学距離を調整する層であり、光学調整層の厚さを調整することにより、第2の電極1417から優先的に取り出す光の波長を調整できる。
光学調整層に用いることができる材料としては、発光性の有機化合物を含む層を適用できる。例えば、電荷発生領域を用いて、その厚さを調整してもよい。特に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域を光学調整層に用いると、光学調整層が厚い構成であっても駆動電圧の上昇を抑制できるため好ましい。
光学調整層に用いることができる他の材料としては、発光性の有機化合物を含む層1416が発する光を透過する透光性の導電膜を適用できる。例えば、反射性の導電膜の表面に該透光性を有する導電膜を積層して、第1の電極1413を構成できる。この構成によれば、隣接する第1の電極の光学調整層の厚さを変えることが容易であるため好ましい。
隔壁1414の上端部または下端部には、曲率を有する曲面が形成されるようにする。隔壁1414は、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。例えば、隔壁1414の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、隔壁1414の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。ここでは、ポジ型の感光性ポリイミド膜を用いることにより形成する。
なお、隔壁を遮光性とすると、発光パネルに設けられた反射性の膜による外光の反射を抑制できる。発光素子1418の外側に延在する反射膜が、外光を反射すると発光装置のコントラストが低下してしまうため、鮮やかな発光を得られない。隔壁を遮光性とする場合は、黒色に着色した樹脂層を用いて形成できる。
また、カラーフィルタ1434を発光素子1418と重なる位置に設けることができる。また、遮光性の膜1435(ブラックマトリクスともいう)を隣接する発光素子の間の隔壁に重ねて設けることができる。なお、カラーフィルタ1434および遮光性の膜1435は、いずれも第2の基板1404に設けることができる。
<封止構造>
本実施の形態で例示する発光装置1400は、第1の基板1410、第2の基板1404、およびシール材1405で囲まれた空間に、発光素子1418を封止する構造を備える。
シール材1405および第2の基板1404は、大気中の不純物(代表的には水および/または酸素)をできるだけ透過しない材料であることが望ましい。シール材1405にはエポキシ系樹脂や、ガラスフリット等を用いることができる。
第2の基板1404に用いることができる材料としては、ガラス基板や石英基板の他、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板や、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)等をその例に挙げることができる。
図6(B)に例示する発光装置は、発光素子1418を囲うシール材1405が、第1の基板と第2の基板を貼り合わせる構成を備える。シール材1405は、発光素子1418の信頼性を損なう不純物が発光モジュールの内部へ侵入する現象を阻む。その結果、信頼性の高い発光モジュールを提供できる。
なお、シール材1405は、第1の基板1410と第2の基板1404の間隔を保つスペーサを含まない。導電性のスペーサ1445が、第1の基板1410と第2の基板1404の間隔を一定に保つ。シール材1405にフィラーや球状のスペーサを分散して用いると、第1の基板1410と第2の基板1404を貼り合わせる際に、フィラーや球状のスペーサに応力が集中して、その下の第1の基板に形成されたトランジスタや配線を破壊してしまう場合がある。本実施の形態で例示する発光装置は、導電性のスペーサ1445が、隔壁上で第1の基板1410と第2の基板1404の間隔を一定に保つため、配線やトランジスタを破壊し難い。特に、隔壁が緩衝材となり、応力を分散する効果を奏する。
本発明の一態様の発光モジュールは、均一な明るさで光を取り出せる発光パネルを提供できる。または、ニュートンリングが観察されない、美観に優れた発光パネルを提供できる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光モジュールに用いることができる発光素子の構成について説明する。具体的には、一対の電極に発光性の有機化合物を含む層が挟持された発光素子の一例について、図7を参照して説明する。
本実施の形態で例示する発光素子は、第1の電極、第2の電極及び第1の電極と第2の電極の間に発光性の有機化合物を含む層(以下EL層という)を備える。第1の電極または第2の電極のいずれか一方は陽極、他方は陰極として機能する。EL層は第1の電極と第2の電極の間に設けられ、該EL層の構成は第1の電極と第2の電極の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。
<発光素子の構成例1.>
発光素子の構成の一例を図7(A)に示す。図7(A)に示す発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層が挟まれている。
陽極1101と陰極1102の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、EL層に陽極1101の側から正孔が注入され、陰極1102の側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層において再結合し、EL層に含まれる発光物質が発光する。
本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を1つ有する層または積層体を発光ユニットという。よって、当該発光素子の構成例1は発光ユニットを1つ備えるということができる。
発光ユニット1103は、少なくとも発光物質を含む発光層を1つ以上備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい(ブロッキングする)物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い)の物質等を含む層が挙げられる。
発光ユニット1103の具体的な構成の一例を図7(B)に示す。図7(B)に示す発光ユニット1103は、正孔注入層1113、正孔輸送層1114、発光層1115、電子輸送層1116、並びに電子注入層1117が陽極1101側からこの順に積層されている。
<発光素子の構成例2.>
発光素子の構成の他の一例を図7(C)に示す。図7(C)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に発光ユニット1103を含むEL層が挟まれている。さらに、陰極1102と発光ユニット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の発光ユニット1103には、上述の発光素子の構成例1が備える発光ユニット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。
中間層1104は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第1の電荷発生領域1104c、電子リレー層1104b、及び電子注入バッファー1104aが陰極1102側から順次積層された構造を適用することができる。
中間層1104における電子と正孔の挙動について説明する。陽極1101と陰極1102の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第1の電荷発生領域1104cにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極1102へ移動し、電子は電子リレー層1104bへ移動する。電子リレー層1104bは電子輸送性が高く、第1の電荷発生領域1104cで生じた電子を電子注入バッファー1104aに速やかに受け渡す。電子注入バッファー1104aは発光ユニット1103に電子を注入する障壁を緩和し、発光ユニット1103への電子注入効率を高める。従って、第1の電荷発生領域1104cで発生した電子は、電子リレー層1104bと電子注入バッファー1104aを経て、発光ユニット1103のLUMO準位に注入される。
また、電子リレー層1104bは、第1の電荷発生領域1104cを構成する物質と電子注入バッファー1104aを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
当該発光素子の構成例2の陰極に用いることができる材料の選択の幅は、構成例1の陰極に用いることができる材料の選択の幅に比べて、広い。なぜなら、構成例2の陰極は中間層が発生する正孔を受け取ればよく、仕事関数が比較的大きな材料を適用できるからである。
<発光素子の構成例3.>
発光素子の構成の他の一例を図7(D)に示す。図7(D)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に2つの発光ユニットが設けられたEL層を備えている。さらに、第1の発光ユニット1103aと、第2の発光ユニット1103bとの間には中間層1104が設けられている。
なお、陽極と陰極の間に設ける発光ユニットの数は2つに限定されない。図7(E)に例示する発光素子は、発光ユニット1103が複数積層された構造、所謂、タンデム型の発光素子の構成を備える。但し、例えば陽極と陰極の間にn(nは2以上の自然数)層の発光ユニット1103を設ける場合には、m(mは自然数、1以上(n−1)以下)番目の発光ユニットと、(m+1)番目の発光ユニットとの間に、それぞれ中間層1104を設ける構成とする。
また、当該発光素子の構成例3の発光ユニット1103には、上述の発光素子の構成例1と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例3の中間層1104には、上述の発光素子の構成例2と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例1、または発光素子の構成例2の記載を参酌できる。
発光ユニットの間に設けられた中間層1104における電子と正孔の挙動について説明する。陽極1101と陰極1102の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層1104において正孔と電子が発生し、正孔は陰極1102側に設けられた発光ユニットへ移動し、電子は陽極側に設けられた発光ユニットへ移動する。陰極側に設けられた発光ユニットに注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光ユニットに注入された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。よって、中間層1104において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光ユニットにおいて発光に至る。
なお、発光ユニット同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、発光ユニット同士を接して設けることができる。具体的には、発光ユニットの一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第1の電荷発生領域として機能するため、発光ユニット同士を接して設けることができる。
発光素子の構成例1乃至構成例3は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例3の陰極と発光ユニットの間に中間層を設けることもできる。
<発光素子に用いることができる材料>
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、並びにEL層の順に説明する。
<陽極に用いることができる材料>
陽極1101は導電性を有する金属、合金、電気伝導性化合物等およびこれらの混合物の単層または積層体で構成される。特に、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)の材料をEL層に接する構成が好ましい。
金属、または合金材料としては、例えば、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。
電気伝導性化合物としては、例えば、金属材料の酸化物、金属材料の窒化物、導電性高分子が挙げられる。
金属材料の酸化物の具体例として、インジウム−錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。
金属材料の酸化物を含む膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、インジウム−亜鉛酸化物膜は、酸化インジウムに対し1wt%以上20wt%以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5wt%以上5wt%以下、酸化亜鉛を0.1wt%以上1wt%以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。
金属材料の窒化物の具体例として、窒化チタン、窒化タンタル等が挙げられる。
導電性高分子の具体例として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等が挙げられる。
なお、陽極1101と接して第2の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数の大きさを考慮せずに様々な導電性材料を陽極1101に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第2の電荷発生領域を構成する材料については、第1の電荷発生領域と共に後述する。
<陰極に用いることができる材料>
陰極1102に接して第1の電荷発生領域1104cを、発光ユニット1103との間に設ける場合、陰極1102は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
なお、陰極1102および陽極1101のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成する。例えば、陰極1102または陽極1101の一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成し、他方を、可視光を反射する導電膜を用いて形成すると、一方の面に光を射出する発光素子を構成できる。また、陰極1102および陽極1101の両方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成すると、両方の面に光を射出する発光素子を構成できる。
可視光を透過する導電膜としては、例えば、インジウム−錫酸化物、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、光を透過する程度(好ましくは、5nm以上30nm以下程度)の金属薄膜を用いることもできる。
可視光を反射する導電膜としては、例えば金属を用いれば良く、具体的には、銀、アルミニウム、白金、金、銅等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀等を挙げることができる。アルミニウムの合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等が挙げられる。
<EL層に用いることができる材料>
上述した発光ユニット1103を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
なお、第2の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第2の電荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極1101に用いることができるのは前述の通りである。第2の電荷発生領域を構成する材料については第1の電荷発生領域と共に後述する。
<正孔輸送層>
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物(例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα−NPD))やカルバゾール誘導体(例えば、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA))などが挙げられる。また、高分子化合物(例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK))等を用いることができる。
<発光層>
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
発光物質として用いることができる蛍光性化合物(例えば、クマリン545T)や燐光性化合物(例えば、トリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)))等を用いることができる。
発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、その励起エネルギーが、発光物質の励起エネルギーよりも大きなものが好ましい。
ホスト材料として用いることができる材料としては、上述の正孔輸送性の高い物質(例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、高分子化合物等)、後述の電子輸送性の高い物質(例えば、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体等)などを用いることができる。
<電子輸送層>
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子輸送性の高い物質としては、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体(例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq))、オキサゾール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体(例えば、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)))、その他の化合物(例えば、バソフェナントロリン(略称:BPhen))などが挙げられる。また、高分子化合物(例えば、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py))等を用いることができる。
<電子注入層>
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極1102からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子注入性の高い物質としては、アルカリ金属(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs))、アルカリ土類金属(例えば、カルシウム(Ca))、またはこれらの化合物(例えば、酸化物(具体的には酸化リチウム等)、炭酸塩(具体的には炭酸リチウムや炭酸セシウム等)、ハロゲン化物(具体的にはフッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)))などが挙げられる。
また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層(具体的には、Alq中にマグネシウム(Mg)を含有させたものなど)で形成してもよい。なお、電子輸送性の高い物質に対するドナー性物質を添加量の質量比は0.001以上0.1以下の比率が好ましい。
ドナー性の物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれらの化合物の他、テトラチアナフタセン(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。
<電荷発生領域に用いることができる材料>
第1の電荷発生領域1104c、及び第2の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第1の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極1102と接する構造となり、第2の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極1101と接する構造となる。
なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、0.1以上4.0以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。
電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
<電子リレー層に用いることができる材料>
電子リレー層1104bは、第1の電荷発生領域1104cにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層1104bは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのLUMO準位は、第1の電荷発生領域1104cにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リレー層が接する発光ユニット1103のLUMO準位との間に位置する。具体的には、およそ−5.0eV以上−3.0eV以下とするのが好ましい。
電子リレー層1104bに用いる物質としては、ペリレン誘導体(例えば、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物(略称:PTCDA))や、含窒素縮合芳香族化合物(例えば、ピラジノ[2,3−f][1,10]フェナントロリン−2,3−ジカルボニトリル(略称:PPDN))などが挙げられる。
なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層1104bに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層1104bにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。
<電子注入バッファーに用いることができる材料>
電子注入バッファーは、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入バッファー1104aは、第1の電荷発生領域1104cから発光ユニット1103への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー1104aを第1の電荷発生領域1104cと発光ユニット1103の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
電子注入性が高い物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれらの化合物などが挙げられる。
また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層で形成してもよい。
<発光素子の作製方法>
発光素子の作製方法の一態様について説明する。第1の電極上にこれらの層を適宜組み合わせてELを形成する。EL層は、それに用いる材料に応じて種々の方法(例えば、乾式法や湿式法等)を用いることができ。例えば、真空蒸着法、転写法、印刷法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。EL層上に第2の電極を形成し、発光素子を作製する。
以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は発光物質の種類を変えることにより選択できる。
また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。白色発光を得る場合には、例えば、発光物質を含む層を少なくとも2つ備える構成とし、それぞれの層を互いに補色の関係にある色を呈する光を発するように構成すればよい。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。
さらに、演色性の良い白色発光を得る場合には、発光スペクトルが可視光全域に拡がるものが好ましく、例えば、一つの発光素子が、青色を呈する光を発する層、緑色を呈する光を発する層、赤色を呈する光を発する層を備える構成とすればよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。具体的には、本発明の発光パネルを搭載した電子機器について図8を用いて説明する。
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図8に示す。
図8(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部7103に用いることができる。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。
テレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置7100は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。
図8(B)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部7203に用いることにより作製される。
図8(C)は携帯型遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成されており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には表示部7304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。また、図8(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307、LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、センサ7311(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン7312)等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部7304および表示部7305の両方、または一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図8(C)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図8(C)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
図8(D)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、発光装置を表示部7402に用いることにより作製される。
図8(D)に示す携帯電話機7400は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。
表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯電話機7400内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機7400の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、または筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号を検知し、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
図8(E)は、折りたたみ式のコンピュータの一例を示している。折りたたみ式のコンピュータ7450は、ヒンジ7454で接続された筐体7451Lと筐体7451Rを備えている。また、操作ボタン7453、左側スピーカ7455Lおよび右側スピーカ7455Rの他、コンピュータ7450の側面には図示されていない外部接続ポート7456を備える。なお、筐体7451Lに設けられた表示部7452Lと、筐体7451Rに設けられた表示部7452Rが互いに対峙するようにヒンジ7454を折り畳むと、表示部を筐体で保護することができる。
表示部7452Lと表示部7452Rは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れて選択し、情報を入力することもできる。
また、コンピュータ7450に、ジャイロ、加速度センサ、GPS(Global Positioning System)受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載することもできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、コンピュータ7450の向き(縦か横か)を判断して、表示する画面の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。
また、コンピュータ7450はネットワークに接続できる。コンピュータ7450はインターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の電子機器を遠隔から操作する端末として用いることができる。
図8(F)は、照明装置の一例を示している。照明装置7500は、筐体7501に光源として本発明の一態様の発光装置7503a〜7503dが組み込まれている。照明装置7500は、天井や壁等に取り付けることが可能である。
また、本発明の一態様の発光装置は、発光パネルが薄膜状であるため、曲面を有する基体に貼り付けることで、曲面を有する発光装置とすることができる。また、その発光装置を、曲面を有する筐体に配置することで、曲面を有する電子機器または照明装置を実現することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
100 発光モジュール
101 基板
102 基板
103 端子
104 端子
110 発光素子
110b 発光素子
110g 発光素子
110r 発光素子
111 電極
111b 電極
111g 電極
111r 電極
112 電極
113 発光性の有機化合物を含む層
113a 発光性の有機化合物を含む層
113b 発光性の有機化合物を含む層
113c 中間層
114 隔壁
130 空間
131 シール材
135 スペーサ
135a 先端
135b 反射率の低い層
137b カラーフィルタ
137g カラーフィルタ
137r カラーフィルタ
138 保護層
139 遮光層
200 発光モジュール
201 基板
202 基板
203 端子
204 端子
210 発光素子
210b 発光素子
210g 発光素子
210r 発光素子
211 電極
211b 電極
211g 電極
211r 電極
212 電極
213 発光性の有機化合物を含む層
214 隔壁
230 空間
231 シール材
235 スペーサ
301 基板
302 基板
305g トランジスタ
305r トランジスタ
306g 導電層
306r 導電層
307 絶縁層
310 基板
310g 発光素子
310r 発光素子
311g 電極
311r 電極
312 電極
313 発光性の有機化合物を含む層
314 隔壁
330 空間
335 スペーサ
337g カラーフィルタ
337r カラーフィルタ
338 保護層
339 遮光層
350g 発光モジュール
350r 発光モジュール
1101 陽極
1102 陰極
1103 発光ユニット
1103a 発光ユニット
1103b 発光ユニット
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 正孔注入層
1114 正孔輸送層
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 基板
1405 シール材
1408 配線
1410 基板
1411 トランジスタ
1412 トランジスタ
1413 電極
1414 隔壁
1416 発光性の有機化合物を含む層
1417 電極
1418 発光素子
1423 nチャネル型トランジスタ
1424 pチャネル型トランジスタ
1434 カラーフィルタ
1435 膜
1445 スペーサ
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
7450 コンピュータ
7451L 筐体
7451R 筐体
7452L 表示部
7452R 表示部
7453 操作ボタン
7454 ヒンジ
7455L 左側スピーカ
7455R 右側スピーカ
7456 外部接続ポート
7500 照明装置
7501 筐体
7503a〜7503d 発光装置

Claims (6)

  1. 第1の基板と、
    前記第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、
    前記第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、
    前記第1の基板と前記第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、
    前記第1の基板と前記第2の基板の間に前記発光素子が封止された空間と、を有し、
    前記第1の基板は、第1の電極と、前記第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、
    前記発光素子は、前記第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極に挟持される第1の発光性の有機化合物を含む層と、を前記隔壁の開口部に重なる位置に備え、
    前記第2の電極は、前記第1の発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、
    前記第2の基板は、前記発光素子が発する光を透過する領域を前記発光素子と重なる位置に備え、
    前記空間の圧力は、大気圧以下であり、
    前記導電性のスペーサは、前記隔壁と重なる位置で前記第2の電極に電気的に接続されて、前記第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように前記第2の基板に設けられている、発光モジュール。
  2. 前記発光素子が、第2の発光性の有機化合物を含む層と、前記第1の発光性の有機化合物を含む層と前記第2の発光性の有機化合物を含む層の間に中間層と、を備え、
    前記中間層が電子輸送性の物質とドナー性の物質を含み、
    前記導電性のスペーサが、角部が曲面で面取りされた先端を備え、
    前記先端が前記第2の電極に電気的に接続する、請求項1記載の発光モジュール。
  3. 第1の基板と、
    前記第1の基板の一方の面側に形成された発光素子と、
    前記第1の基板の一方の面の側に第2の基板と、
    前記第1の基板と前記第2の基板の間隔を保持する導電性のスペーサと、
    前記第1の基板と前記第2の基板の間に前記発光素子が封止された空間と、を有し、
    前記第1の基板は、第1の電極と、前記第1の電極上に開口部を有する隔壁と、を備え、
    前記発光素子は、前記第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極と前記第2の電極に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を前記隔壁の開口部に重なる位置に備え、
    前記第2の電極は、前記発光性の有機化合物を含む層が発する光を透過する程度に薄い、蒸着法を用いて形成される金属薄膜であり、
    前記第2の基板は、前記発光素子が発する光を透過する領域を前記発光素子と重なる位置に備え、
    前記空間の圧力は、大気圧以下であり、
    前記導電性のスペーサは、前記隔壁と重なる位置で前記第2の電極に電気的に接続されて、前記第2の電極に生じる電圧降下を緩和するように前記第1の基板に設けられている、発光モジュール。
  4. 前記導電性のスペーサが複数の層を備え、
    前記導電性のスペーサが、他の層より反射率が低い層を第2の基板側に備える請求項1乃至請求項2のいずれか一に記載の発光モジュール。
  5. 前記第2の基板と前記導電性のスペーサの間に延在するカラーフィルタを備える、請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の発光モジュール。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれか一に記載の発光モジュールを用いた発光装置。
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