JP2014056815A - 発光装置の作製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供する。
【解決手段】可撓性の基板を平板状に支持した状態で発光素子を形成し、当該基板の変形または回復により、発光領域を曲面に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置の作製方法に関する。特に、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法に関する。
あらかじめ湾曲した形状に成型された非透湿性基板の内側表面に、エレクトロルミネッセンス発光素子（ＥＬ素子ともいう）が設けられた発光装置が知られている（特許文献１）。
また、剥離可能な平板上に接合された可撓性を有する基板上に有機ＥＬ素子を作成し、可撓性を有する基板を平板から剥離して、容器等の形状に沿わせて湾曲させる発光装置の製造方法が知られている（特許文献２）。
また、可撓性のＥＬ素子シートが、曲面部分が形成された内外の形状保持板の間に挟持された発光装置が知られている（特許文献３）。
特開２００３−２６４０８４号公報 特開２０００−３１１７８１号公報 特開２００６−３９４７１号公報
有機ＥＬ素子は、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える。当該発光性の有機化合物を含む層の厚さは、数十ｎｍから数百ｎｍ程度の極めて薄いものである。その厚さが不均一だと、輝度にムラが生じる不具合や、一対の電極が短絡する不具合等が発生する場合がある。
従って、湾曲した形状の有機ＥＬ素子をあらかじめ湾曲した形状に成型された非透湿性基板の内側表面に作製しようとする場合、発光性の有機化合物を含む層を上述の不具合が発生しないように形成する加工技術が要求される。
また、平板状に戻ろうとする弾性を有する有機ＥＬ素子は、複雑な曲面（例えば曲率が変化する曲面など）を有する機器の筐体の形状に追従して湾曲できない場合がある。
可撓性の有機ＥＬ素子を２つの形状保持板の間に挟持して湾曲する方法によれば、複雑な曲面に追従することができるが、形状保持板を２枚使うため、重量またはコストが増加してしまう。
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、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供することを課題の一とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、可撓性の基板を平板状に支持した状態で発光素子を形成し、当該基板の変形または回復により、発光領域を曲面に設ける方法に着眼して創作されたものである。そして、本明細書に例示される構成を備える発光装置の作製方法に想到した。
すなわち、本発明の一態様は、あらかじめ所望の曲面が設けられた可撓性の基板を準備する第１のステップと、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子を、平板状に支持された当該基板に接して形成する第２のステップと、当該基板の発光素子の発光領域が設けられた部分を、曲面を有する形状に変形または回復させる第３のステップと、を具備する、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法である。
上記本発明の一態様の発光装置の作製方法は、あらかじめ所望の曲面が設けられた可撓性の基板を平板状に支持した状態で発光素子を形成するステップと、当該基板の発光素子が設けられた部分を、曲面を有する形状に変形または回復させることにより、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、発光素子の発光領域を、形状保持板などを用いることなく、また変形のために他の部材を発光素子に接することなく、曲面に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供することができる。
また、本発明の一態様は、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板に接して形成する第１のステップと、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板を、第１の基板の発光素子が形成されていない側に設ける第２のステップと、第２の基板を第２の温度Ｔ２にすることで、発光素子の発光領域を曲面に設ける第３のステップと、を具備する、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法である。
上記本発明の一態様の発光装置の作製方法は、可撓性の基板を平板状に支持した状態で発光素子を形成するステップと、熱収縮性の基板を当該基板に貼り合わせ、貼り合わされた熱収縮性の基板を変形させることにより、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、発光素子の発光領域を、形状保持板などを用いることなく、また他の部材を発光素子に接することなく、曲面に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供することができる。
また、本発明の一態様は、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板に接して形成する第１のステップと、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板を、第１の基板の発光素子が形成された側に設ける第２のステップと、第２の基板を第２の温度Ｔ２にすることで、発光素子を曲面に設ける第３のステップと、を具備する、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法である。
上記本発明の一態様の発光装置の作製方法は、可撓性の基板を平板状に支持した状態で発光素子を形成するステップと、熱収縮性の基板を当該基板に貼り合わせ、貼り合わされた熱収縮性の基板を変形させることにより、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、発光素子の発光領域を、形状保持板などを用いることなく、また他の部材を発光素子に接することなく、曲面に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供することができる。
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、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供できる。
実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明するフロー図。 実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明するフロー図。 実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明するフロー図。 実施の形態に係る発光装置の作製方法を説明する図。 実施の形態に係る発光装置を収納する筐体を説明する図。 実施の形態に係る発光装置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装置を用いた電子機器および照明装置を説明する図。
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装置の作製方法について、図１および図２を参照しながら説明する。図１に、本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明するためのフローチャートを示し、図２に各ステップの作製工程中の発光装置の構成を模式図で示す。
本実施の形態で例示して説明する発光領域を曲面に有する発光装置１００の作製方法は以下の通りである。
第１のステップにおいて、あらかじめ所望の曲面が設けられた可撓性の基板１１０を準備する（図１（ｉ１）および図２（Ａ）参照）。
第２のステップにおいて、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子１３０を、平板状に支持された基板１１０に接して形成する（図１（ｉ２）、図１（ｉ３）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）参照）。
第３のステップにおいて、曲面を有する形状に基板１１０を変形または回復させることにより、発光装置１００の発光素子１３０の発光領域を曲面に設ける（図１（ｉ４）および図２（Ｄ）参照）。
なお、基板支持機構１０は、基板１１０を平板状に支持する。
本実施の形態で例示する発光装置の作製方法は、あらかじめ所望の曲面が設けられた可撓性の基板１１０を平板状に支持した状態で発光素子１３０を形成するステップと、当該基板１１０が曲面を有する形状に変形すること、または曲面を有する形状を回復することにより、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、発光素子１３０の発光領域を、形状保持板などを用いることなく、また変形のために他の部材を発光素子１３０に接することなく、曲面に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置１００の作製方法を提供することができる。
本発明の一態様の発光装置の作製方法に用いることができる、曲面を有する形状に自発的に変形または回復する基板１１０と、当該基板１１０を平板状に固定する基板支持機構１０の構成について説明する。
《曲面を有する形状に自発的に変形または回復する基板》
本実施の形態で例示する基板１１０は、発光素子１３０を形成する工程において、基板支持機構１０に平板状に支持され、後の工程において基板支持機構１０から解放されることにより、曲面を有する形状を回復する。
曲面を有する形状に自発的に変形または回復する基板１１０としては、例えば、曲面を有するように成型加工を施された金属板またはプラスチック板、または板状の複合材料などを挙げることができる。
金属板の具体例としては、ばね鋼、ステンレス鋼、真鍮、洋白、リン青銅、ベリリウム青銅など板ばねの材料の他、弾性を有する金属板が挙げられる。
プラスチック板の具体例としては、アクリル板、ポリカーボネート板などの他、各種エンジニアリングプラスチックなどが挙げられる。
板状の複合材料としては、ガラス繊維と樹脂の複合材料、金属板またはプラスチック板と他の材料の積層材料、などが挙げられる。
なお、基板１１０は、他の材料、例えば極薄のガラス板（例えば、厚さが数十μｍのもの）や不純物（例えば水や酸素）の透過を防ぐ膜（例えば無機材料膜、具体的には酸化珪素、窒化珪素など）を含んでいても良い。
また、発光素子１３０が発する光を基板１１０が設けられた側に取り出す場合、可視光に対して透光性を有する材料を、基板１１０および発光素子１３０の基板１１０側の電極に用いる。
基板１１０が有する曲面は、平板状に変形することができる。また、平板状に変形された状態から曲面を回復することが可能である。このような曲面は、「可展面」ということができる。可展面とは、曲面上の任意の点において、その点を通る少なくとも１本の直線を引くことができる曲面をいう。
なお、基板１１０の厚さおよび基板１１０が有する曲面の曲率半径は、そこに形成する発光素子の構成に応じたものとすればよい。例えば、基板１１０の厚さを４０μｍ以上３００μｍ以下とし、曲率半径を２０ｍｍ以上とすれば、基板１１０が曲面を有する形状を回復する際に、発光素子１３０が壊れてしまう不具合を防止できる。
《基板支持機構》
基板支持機構１０は、曲面を有する形状に自発的に変形または回復する基板１１０を平板状に支持する。図２（Ａ）に、あらかじめ上に凸状に成型された基板１１０を、基板支持機構１０がその表面に沿わせるように支持することにより平板状に準備する様子が、模式的に示されている。なお、あらかじめ下に凸に成型された基板を同様に平板状に準備することもできる。
基板１１０を平板状に支持する方法としては、例えばクランプ機構を用いて、基板１１０の端部を当該クランプでくわえることにより、基板１１０を基板支持機構１０の表面に沿わせて平板状に支持してもよい。
また、磁力を利用してもよい。基板１１０を、磁力を用いて基板支持機構１０の表面に沿うように吸い寄せる。または、磁力が固定具を基板支持機構１０の表面に吸い寄せ、基板１１０を固定具と基板支持機構１０の間に挟み込むことにより、基板１１０を平板状に支持してもよい。
なお、あらかじめ曲面が設けられた基板１１０を、剥離可能な接着材を用いて剛性のある平板状の作製用基板に接着し、平板状の積層板とし、当該積層板を用いて発光素子１３０を形成する方法であってもよい。この方法によれば、基板支持機構１０は、基板１１０を平板状の基板と同様に扱うことができる。
以下に、本発明の一態様の発光装置の作製方法の各ステップについて説明する。
《第１のステップ》
あらかじめ所望の曲面が設けられ、曲面を有する形状に自発的に変形または回復する基板１１０を、基板支持機構１０の表面に沿わせて、平板状に支持する（図２（Ａ）および図２（Ｂ）参照）。
《第２のステップ》
発光素子１３０を、基板支持機構１０の表面に沿わせて平板状に支持された基板１１０に接して形成する（図２（Ｃ）参照）。
なお、発光素子１３０は、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を備える。発光素子１３０の構成は実施の形態５で詳細に説明する。
発光素子１３０の形成方法としては、例えば、基板１１０に接して一方の電極を形成し、当該一方の電極上に発光性の有機化合物を含む層を形成し、当該発光性の有機化合物を含む層の上に他方の電極を積層する方法が挙げられる。
また、他の方法としては、表面に、その上に積層される層から剥離可能な層が形成された作製用基板を用いる方法がある。
表面に剥離可能な層が形成された作製用基板の当該剥離可能な層上に、一方の電極を形成し、当該一方の電極の上に発光性の有機化合物を含む層を形成し、当該発光性の有機化合物を含む層の上に他方の電極を積層する。
次いで、平板状に準備された基板１１０を発光素子１３０の他方の電極の側に接着剤を用いて接着する。さらに、作製用基板の剥離可能な層から発光素子１３０を剥離することにより、発光素子１３０を平板状に支持された基板１１０上に転載する。以上の方法により、発光素子１３０を基板１１０上に形成してもよい。
または、可撓性を有する第２の基板を、発光素子１３０の他方の電極の側に接着剤を用いて接着する。次いで、作製用基板の剥離可能な層から発光素子１３０を剥離することにより、発光素子１３０を第２の基板に転載する。さらに、平板状に準備された基板１１０を発光素子１３０の一方の電極の側に接着剤を用いて接着する。以上の方法により、発光素子１３０を基板１１０上に形成してもよい。
表面に剥離可能な層が形成された作製用基板に発光素子を形成する方法によれば、可撓性を有する基板１１０上に直接設けることができない膜（例えば、基板１１０の耐熱性を越える温度でのみ成膜可能な膜）を、基板１１０と発光素子１３０の間に設けることができる。
具体的には、発光素子１３０への不純物の拡散を抑制する膜（例えば、酸化膜や窒化膜等、具体的には酸化珪素膜や窒化珪素膜等）を発光素子１３０とプラスチックフィルムの間に設けることができる。
また、上述の剥離可能な層に重ねて回路、例えば発光素子１３０に電力を供給するための配線、発光素子１３０を駆動するためのトランジスタを形成できる。これにより、基板１１０上に直接設けることができない回路を、基板１１０と発光素子１３０の間に設けることができる。例えば、アクティブマトリクス型の発光装置（表示装置ともいえる）を基板１１０上に作製できる。
発光素子１３０の信頼性は、不純物（例えば水や酸素など）により損なわれる場合がある。発光素子１３０への不純物の拡散を抑制するために、ガスバリア性と可撓性を備える封止膜を基板１１０と発光素子１３０の間に設けるとよい。
ガスバリア性と可撓性を備える封止膜としては、厚さが数十μｍから数百μｍのガラス板、金属箔、ガスバリア性を有する無機膜が形成されたプラスチックフィルムなどをその例に挙げることができる。なお、ガスバリア性を有する無機膜が形成されたプラスチックフィルムは、上述した作製用基板の剥離可能な層上に形成された良好なガスバリア性の膜をプラスチックフィルムに転載する方法により作製できる。
《第３のステップ》
基板１１０を、基板支持機構１０から解放する。あらかじめ所望の曲面が設けられている基板１１０は、曲面を有する形状に自発的に変形または回復する。その結果、発光素子１３０の発光領域を曲面に設けることができる（図２（Ｄ）参照）。
なお、平板状に変形された基板１１０が自発的に曲面を回復するとその表面が伸縮し、応力が発光素子１３０に加わる。発光素子１３０に加わる応力を抑制するため、基板１１０の厚さは４０μｍ以上３００μｍ以下が好ましい。また、基板１１０が自発的に回復する曲面の曲率半径は２０ｍｍ以上が好ましい。
発光素子１３０が形成された面が凹になるように、基板１１０が自発的に変形または回復する場合、発光素子１３０の基板１１０に接する側に加わる圧縮応力は、基板１１０に接しない側に加わる圧縮応力に比べ大きい。
また、発光素子１３０が形成された面が凸になるように、基板１１０が自発的に変形または回復する場合、発光素子１３０の基板１１０に接する側に加わる引っ張り応力は、基板１１０に接しない側に加わる引っ張り応力に比べ大きい。
このように不均一な応力が発光素子１３０に加わるが、発光素子１３０の厚さは極めて薄い（例えば１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下程度とすることができる）ため、発光素子１３０の両面に生じる応力の差は小さい。その結果、発光素子１３０は、基板１１０の自発的な変形または回復により破壊されにくい。
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２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置の作製方法について、図３および図４を参照しながら説明する。図３に、本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明するためのフローチャートを示し、図４に各ステップの作製工程中の発光装置の構成を模式図で示す。
本実施の形態で例示して説明する発光領域を曲面に有する発光装置２００の作製方法は以下の通りである。
第１のステップにおいて、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子２３０を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板２１０に接して形成する（図３（ｊ１）および図４（Ａ）参照）。
第２のステップにおいて、発光素子２３０との間に第１の基板２１０を挟むように、熱収縮性の第２の基板２２０を第１の温度Ｔ１で設ける（図３（ｊ２）および図４（Ｂ）参照）。言い換えると、第２の基板２２０を第１の基板２１０の発光素子２３０が形成されていない側に設ける。
第３のステップにおいて、第２の基板２２０を第２の温度Ｔ２にすることで、発光素子２３０の発光領域を曲面に設ける（図３（ｊ３）および図４（Ｃ）参照）。
なお、基板支持機構１０は、基板２１０を平板状に支持する。
本実施の形態で例示する発光装置２００の作製方法は、可撓性の基板２１０を平板状に支持した状態で発光素子２３０を形成するステップと、熱収縮性の基板２２０を基板２１０に貼り合わせ、貼り合わされた熱収縮性の基板２２０を変形させることにより、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、発光素子２３０の発光領域を、形状保持板などを用いることなく、また変形のために他の部材を発光素子２３０に接することなく、曲面に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置２００の作製方法を提供することができる。
本発明の一態様の発光装置２００の作製方法に用いることができる、熱収縮性の基板２２０の構成について説明する。
熱収縮性の基板２２０は、第１の温度Ｔ１から第２の温度Ｔ２にすることにより収縮し、その寸法を変化する。例えば、シュリンクフィルム（一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルム等）を用いることができる。特に、一軸延伸フィルムは、収縮方向を一方向に制御できるため、可展面の形成に好適である。
熱収縮性の基板２２０に適用可能な材料は、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリスチレンフィルム若しくはポリエチレンテレフタレートフィルム等またはこれらから選ばれたフィルムを含む積層フィルムをその例に挙げることができる。これらのフィルムは、常温より高い温度（例えば８０℃から１２０℃程度）に加熱することにより収縮する。例えば、第１の温度Ｔ１を常温とし、第２の温度Ｔ２を常温より高い温度にすることができる。
また、発光素子２３０が発する光を、可撓性の基板２１０の熱収縮性の基板２２０が貼り合わされた側に取り出す場合、可視光に対して透光性を有する材料を、熱収縮性の基板２２０、可撓性の基板２１０および発光素子２３０の基板２１０側の電極に用いる。
以下に、本発明の一態様の発光装置の作製方法の各ステップについて説明する。
《第１のステップ》
発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子２３０を、基板支持機構１０に平板状に支持された可撓性を有する第１の基板２１０に接して形成する（図４（Ａ）参照）。
《第２のステップ》
発光素子２３０が設けられた第１の基板２２０を、基板支持機構１０から解放する。次いで、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板２２０を、発光素子２３０との間に第１の基板２１０を挟むように設ける（図４（Ｂ）参照）。言い換えると、第２の基板２２０を第１の基板２１０の発光素子２３０が形成されていない側に設ける。
《第３のステップ》
第２の基板２２０を第２の温度Ｔ２にすることで収縮し、発光素子２３０の発光領域を曲面に設ける（図４（Ｃ）参照）。なお、熱収縮性の基板を加熱する方法としては、熱した気体を吹きつける方法や、熱した気体が満たされた炉の中を搬送する方法などが挙げられる。
＜変形例＞
本実施の形態の変形例では、発光領域に曲面が選択的に設けられた発光装置２００の作製方法について、図４（Ｄ）および図４（Ｅ）を参照しながら説明する。
第１のステップにおいて、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子２３０を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板２１０に接して形成する。
第２のステップにおいて、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板２２０ａおよび第２の基板２２０ｂを、発光素子２３０との間に第１の基板２１０を挟むように選択的に設ける（図４（Ｄ）を参照）。
第３のステップにおいて、第２の基板２２０ａおよび第２の基板２２０ｂを第２の温度Ｔ２にすることで、発光素子２３０の発光領域を曲面に設ける（図４（Ｅ）を参照）。
本実施の形態で例示する発光装置２００の作製方法は、可撓性の基板２１０を平板状に支持した状態で発光素子２３０を形成するステップと、当該基板２１０に選択的に貼り合わせた熱収縮性の第２の基板２２０ａおよび第２の基板２２０ｂの変形または回復により、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、曲面を、形状保持板などを用いることなく、また変形のために他の部材を発光素子２３０に接することなく、発光素子２３０の意図した部分に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置２００の作製方法を提供することができる。
なお、図４（Ｄ）に示す矢印は、熱収縮性の第２の基板２２０ａおよび第２の基板２２０ｂが収縮する方向を示す。熱収縮性の第２の基板を第１の基板２１０に、形成したい曲面の稜線がその中央に位置するように貼る。これにより、意図した部分に曲面を形成できる。
また、発光素子２３０と電気的に接続される端子部２８０ａおよび端子部２８０ｂを、発光装置の曲面が形成されない部分に設けると、端子部の可撓性が損なわれないため好ましい。これにより、端子部をさらに折り曲げてコネクター等に接続することが可能である。平板状の部分に形成された端子部は、曲面が形成された部分に形成された端子部に比べ、外部機器との接続が容易である。例えば、端子が平板状に配置されたコネクターや、フレキシブルプリント基板との接続が容易である。なお、端子部を曲面が形成される部分に設けると、剛性を端子部に付与することができる。
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。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置の作製方法について、図５および図６を参照しながら説明する。図５に、本発明の一態様の発光装置の作製方法を説明するためのフローチャートを示し、図６に各ステップの作製工程中の発光装置の構成を模式図で示す。
本実施の形態で例示して説明する発光領域を曲面に有する発光装置３００の作製方法は以下の通りである。
第１のステップにおいて、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子３３０を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板３１０に接して形成する（図５（ｋ１）および図６（Ａ）参照）。
第２のステップにおいて、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板３２０を、第１の基板３１０との間に発光素子３３０を挟むように設ける（図５（ｋ２）および図６（Ｂ）参照）。言い換えると、第２の基板３２０を第１の基板３１０の発光素子３３０が形成された側に設ける。
第３のステップにおいて、第２の基板３２０を第２の温度Ｔ２にすることで、発光素子３３０の発光領域を曲面に設ける（図５（ｋ３）および図６（Ｃ）参照）。
なお、基板支持機構１０は、基板３１０を平板状に支持する。
本実施の形態で例示する発光装置の作製方法は、可撓性の基板３１０を平板状に支持した状態で発光素子３３０を形成するステップと、熱収縮性の基板３２０を基板３１０に貼り合わせ、貼り合わされた熱収縮性の基板３２０を変形させることにより、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、発光素子３３０の発光領域を、形状保持板などを用いることなく、また変形のために他の部材を発光素子３３０に接することなく、曲面に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置の作製方法を提供することができる。
本発明の一態様の発光装置３００の作製方法に用いることができる、熱収縮性の基板３２０は、実施の形態２で例示して説明した熱収縮性の基板２２０と同様の構成を適用できる。
なお、発光素子３３０が発する光を、熱収縮性の基板３２０側に取り出す場合、可視光に対して透光性を有する材料を、熱収縮性の基板３２０および発光素子３３０の基板３２０側の電極に用いる。
以下に、本発明の一態様の発光装置の作製方法の各ステップについて説明する。
《第１のステップ》
発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子３３０を、基板支持機構１０に平板状に支持された可撓性を有する第１の基板３１０に接して形成する（図６（Ａ）参照）。
《第２のステップ》
発光素子３３０が設けられた第１の基板３１０を、基板支持機構１０から解放する。次いで、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板３２０を、第１の基板３１０との間に発光素子３３０を挟むように設ける（図６（Ｂ）参照）。言い換えると、第２の基板３２０を第１の基板３１０の発光素子３３０が形成された側に設ける。
《第３のステップ》
第２の基板３２０を第２の温度Ｔ２にすることで収縮させ、発光素子３３０の発光領域を曲面に設ける（図６（Ｃ）参照）。
熱収縮性の第２の基板３２０が収縮する際、熱収縮性の第２の基板３２０は、それが接する発光素子３３０の表面に応力を加える。この応力により発光素子３３０が破壊されてしまう場合は、発光素子３３０に重ねて保護層を設けて、その応力が直接、発光素子３３０に加わらないようにしてもよい。特に、発光素子３３０を覆う保護層を基板３１０に固定する構成が効果的である。
または、隔壁が設けられた基板３１０上に発光素子３３０を形成し、当該隔壁が保護層または熱収縮性の第２の基板３２０と接着する構成としてもよい。当該隔壁が、熱収縮性の第２の基板３２０が収縮する際の応力を支えることにより、発光素子３３０が破壊されてしまう現象を防ぐことができる。
なお、保護層に適用可能な材料としては、接着剤を用いて貼り合わせた可撓性のフィルム、液状の材料を塗布してできる樹脂層、スパッタリング法や化学気相成長法を用いてできる膜をその例として挙げることができる。
また、第２の基板３２０または／および保護層が、不純物（例えば水や酸素）が発光素子３３０に拡散する現象を抑制する封止膜を兼ねる構成とすることもできる。
＜変形例＞
本実施の形態の変形例では、凸状の曲面および凹状の曲面が発光領域に選択的に設けられた発光装置３００の作製方法について、図６（Ｄ）および図６（Ｅ）を参照しながら説明する。
第１のステップにおいて、発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子３３０を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板３１０に接して形成する。
第２のステップにおいて、第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板３２０ａおよび第２の基板３２０ｂを、第１の基板３１０との間に発光素子３３０を挟むように設ける。また、熱収縮性の第２の基板３２０ｃおよび第２の基板３２０ｄを発光素子３３０との間に第１の基板３１０を挟むように選択的に設ける（図６（Ｄ）を参照）。
第３のステップにおいて、第２の基板３２０ａ、第２の基板３２０ｂ、第２の基板３２０ｃおよび第２の基板３２０ｄを第２の温度Ｔ２にすることで、発光素子３３０の発光領域を曲面に設ける（図６（Ｅ）を参照）。
本実施の形態で例示する発光装置３００の作製方法は、可撓性の基板３１０を平板状に支持した状態で発光素子３３０を形成するステップと、当該基板３１０に選択的に貼り合わせた熱収縮性の基板の変形により、発光領域を曲面に設けるステップとを含んで構成される。これにより、曲面を、形状保持板などを用いることなく、また変形のために他の部材を発光素子３３０に接することなく、発光素子３３０の意図した部分に設けることができる。その結果、発光領域を曲面に有する軽量な発光装置３００の作製方法を提供することができる。
なお、図６（Ｄ）に示す矢印は、熱収縮性の第２の基板３２０ａ、第２の基板３２０ｂ、第２の基板３２０ｃおよび第２の基板３２０ｄが収縮する方向を示す。熱収縮性の第２の基板を、形成したい曲面の稜線がその中央に位置するように貼る。これにより、意図した部分に曲面を形成できる。
また、発光装置３００は、破線Ａ−Ｂで折り曲げることにより、凸状の曲面と凹状の曲面を重ね合わせてコンパクトに折り畳むことができる。このような発光装置は、例えば折り畳み可能な情報端末機器の筐体の内部に収納し、表示部のバックライトに適用できる。または、アクティブマトリクス型の表示装置とすることができる。
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。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置の作製方法を用いて形成された発光装置を収納することができる筐体の構成の一例について、図７を参照しながら説明する。
本実施の形態で例示する筐体４９０は、外装４５０、外蓋４６０および外装４５０と外蓋４６０の間に内蓋４５５を備える。内蓋４５５は、接着またはシール構造（例えば、Ｏリング）を介して外装４５０に密着し、密閉された空間が内蓋４５５と外装４５０の間に形成される。
本発明の一態様の作製方法を用いて形成された発光装置４００が、内蓋４５５と外装４５０の間に形成される密閉された空間に、その発光領域を外装４５０側に向けて収納されている。
内蓋４５５と外装４５０は、いずれも不純物（例えば、水や酸素）の透過が抑制された材料で構成される。このような構成とすることで、密閉された空間に収納される発光装置４００が、不純物に汚染されて信頼性が損なわれてしまう現象の発生を防止できる。
内蓋４５５と外装４５０に適用可能な材料としては、例えば、金属、ガラスまたはセラミックス板などの緻密な無機材料の他、不純物の透過を抑制するための層（具体的には、上記の緻密な無機材料層またはダイヤモンドライクカーボン、酸化珪素若しくは窒化珪素などを含む層）で改質されたプラスチックなどが挙げられる。
なお、内蓋４５５と外装４５０の間に形成される密閉された空間に、不純物を捕獲する材料（例えば、乾燥剤や脱酸素剤など）を収納してもよい。また、発光装置４００を駆動するための回路４５３などを収納し、発光装置４００の端子部４８０と電気的に接続してもよい。
なお、発光装置４００は、発光領域を曲面に有し、文字や画像をその発光領域に表示できる。そして、外装４５０は、透光性の領域を発光装置４００と重なる位置に備え、使用者がその表示を外装４５０の外側から視認できる。筐体の側面にまで表示部が広がるため、表示可能な情報量が多い。
また、内蓋４５５と外装４５０の間に形成される密閉された空間とは別に、内蓋４５５と外蓋４６０の間に他の空間を形成してもよい。本実施の形態で例示する筐体４９０は、内蓋４５５と外蓋４６０の間に形成された空間に二次電池４５７を備える。このように、密閉された空間とは別の空間に保守や点検を要する部品を配置することにより、密閉された空間が不純物で汚染される頻度を低減できる。
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装置の作製方法を用いて平板状に支持された基板に接して形成する発光素子の構成の一例について、図８を参照しながら説明する。
本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極及びそ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、他方が陰極として機能し、ＥＬ層の構成は第１の電極と第２の電極の極性および材質に合わせて適宜選択する。
なお、第１の電極または第２の電極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。
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、光を透過する金属薄膜（例えば、厚さが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度の薄膜）を用いることもできる。
＜発光素子の構成例１．＞
発光素子の構成の一例を図８（Ａ）に示す。図８（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。発光素子の構成例１として図８（Ａ）に示す発光素子は発光ユニットを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、他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。特に、陽極に接して設けられる正孔注入性の高い物質を含む層および陰極に接して設けられる電子注入性の高い物質を含む層は、電極から発光ユニットへのキャリアの注入に係る障壁を低減する。これらの層はキャリア注入層ということができる。
発光ユニット１１０３の具体的な構成の一例を図８（Ｂ）に示す。図８（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例を図８（Ｃ）に示す。図８（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む。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、正孔と電子が第１の電荷発生領域１１０４ｃに発生し、正孔は陰極１１０２へ、電子は電子リレー層１１０４ｂへそれぞれ移動する。
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１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファ１１０４ａは、電子の発光ユニット１１０３への注入を阻害する障壁を緩和する。
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１１０４ａを構成する物質が界面で接することにより、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８（Ｄ）に示す。図８（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層を備える。また、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。
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８（Ｅ）に例示する発光素子は、発光ユニット１１０３をｎ（ｎは２以上の自然数）層備える、所謂タンデム型の構成を備える。なお、積層される発光ユニットの間には中間層１１０４を備える。
また、発光素子の構成例３の発光ユニット１１０３は、発光素子の構成例１の発光ユニット１１０３と同様の構成を適用できる。また、発光素子の構成例３の中間層１１０４は、発光素子の構成例２の中間層１１０４と同様の構成が適用できる。
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、当該発光ユニットの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。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。
また、陰極とｎ番目の発光ユニットの間に、中間層を設けることもできる。
上述の発光素子は、発光ユニットに含まれる発光性の有機化合物から発光が得られ、その発光色は発光性の有機化合物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ることができる。
例えば、白色を呈する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。
＜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層を形成する。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、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。
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、本発明の一態様の発光装置の作製方法を用いて形成された発光装置が適用された電子機器および照明装置について、図９を参照しながら説明する。
図９（Ａ）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９（Ａ）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、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、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。
また操作ボタン７４０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦや、表示部７４０２に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
ここで、表示部７４０２には、本発明の一態様の方法で作製された発光装置が組み込まれている。したがって、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯電話機とすることができる。
図９（Ｂ）は、リストバンド型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び送受信装置７１０４を備える。
携帯表示装置７１００は、送受信装置７１０４によって映像信号を受信可能で、受信した映像を表示部７１０２に表示することができる。また、音声信号を他の受信機器に送信することもできる。
また、操作ボタン７１０３によって、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や表示する映像の切り替え、または音声のボリュームの調整などを行うことができる。
ここで、表示部７１０２には、本発明の一態様の方法で作製された発光装置が組み込まれている。したがって、湾曲した表示部を備え、且つ信頼性の高い携帯表示装置とすることができる。
図９（Ｃ）〜（Ｅ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７２００、７２１０、７２２０はそれぞれ、操作スイッチ７２０３を備える台部７２０１と、台部７２０１に支持される発光部を有する。
図９（Ｃ）に示す照明装置７２００は、波状の発光面を有する発光部７２０２を備える。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
図９（Ｄ）に示す照明装置７２１０の備える発光部７２１２は、凸状に湾曲した２つの発光部が対称的に配置された構成となっている。したがって照明装置７２１０を中心に全方位を照らすことができる。
図９（Ｅ）に示す照明装置７２２０は、凹状に湾曲した発光部７２２２を備える。したがって、発光部７２２２からの発光を、照明装置７２２０の前面に集光するため、特定の範囲を明るく照らす場合に適している。
また、照明装置７２００、照明装置７２１０及び照明装置７２２０の備える各々の発光部はフレキシブル性を有しているため、発光部を可塑性の部材や可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を自在に湾曲可能な構成としてもよい。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を備える筐体を天井に固定する、または天井からつり下げるように用いることもできる。発光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明るく照らす、または発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
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。
１０ 基板支持機構
１００ 発光装置
１１０ 基板
１３０ 発光素子
２００ 発光装置
２１０ 基板
２２０ 基板
２２０ａ 基板
２２０ｂ 基板
２３０ 発光素子
２８０ａ 端子部
２８０ｂ 端子部
３００ 発光装置
３１０ 基板
３２０ 基板
３２０ａ 基板
３２０ｂ 基板
３２０ｃ 基板
３２０ｄ 基板
３３０ 発光素子
４００ 発光装置
４５０ 外装
４５３ 回路
４５５ 内蓋
４５７ 二次電池
４６０ 外蓋
４８０ 端子部
４９０ 筐体
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
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
７１００ 携帯表示装置
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 送受信装置
７２００ 照明装置
７２０１ 台部
７２０２ 発光部
７２０３ 操作スイッチ
７２１０ 照明装置
７２１２ 発光部
７２２０ 照明装置
７２２２ 発光部
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

Claims (3)

  1. あらかじめ所望の曲面が設けられた可撓性の基板を準備する第１のステップと、
    発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子を、平板状に支持された前記基板に接して形成する第２のステップと、
    前記基板の前記発光素子の発光領域が設けられた部分を、曲面を有する形状に変形または回復させる第３のステップと、を具備する、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法。
  2. 発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板に接して形成する第１のステップと、
    第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板を、第１の基板の発光素子が形成されていない側に設ける第２のステップと、
    前記第２の基板を第２の温度Ｔ２にすることで、前記発光素子の発光領域を曲面に設ける第３のステップと、を具備する、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法。
  3. 発光性の有機化合物を含む層を一対の電極の間に備える発光素子を、平板状に支持された可撓性を有する第１の基板に接して形成する第１のステップと、
    第１の温度Ｔ１で熱収縮性の第２の基板を、第１の基板の発光素子が形成された側に設ける第２のステップと、
    前記第２の基板を第２の温度Ｔ２にすることで、前記発光素子の発光領域を曲面に設ける第３のステップと、を具備する、発光領域を曲面に有する発光装置の作製方法。
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