JP2014225356A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子における封止の信頼性を向上する。【解決手段】発光素子は、基板（透光性基板１１０）と、基板の一方の面側に配置された発光部１９０と、発光部１９０を覆うように基板の一方の面側に配置された封止部材１６０と、を備える。発光部１９０の周囲を連続的に囲む封止金属層２００（例えば第１金属層２１０と第２金属層２２０とにより構成される）によって、基板と封止部材１６０とが相互に接合している。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子に関する。

有機ＥＬ素子等の発光素子は、その発光部を外部の雰囲気から遮断するために封止されることが一般的である。

特許文献１には、封止基板とシール材とを用いて封止を行うことが記載されている。また、特許文献２には、ＴＦＴ素子における一般的な封止部と同様の封止部を用いて有機ＥＬ素子の封止を行うことが記載されている。

特開２０１２−１８６１５６号公報 特開２０１２−２１２５２２号公報

本発明者の検討によれば、特許文献１、２に記載されたような封止構造の場合、信頼性が必ずしも十分ではない。

本発明が解決しようとする課題としては、発光素子における封止の信頼性を向上することが一例として挙げられる。

請求項１に記載の発明は、
基板と、
前記基板の一方の面側に配置された発光部と、
前記発光部を覆うように前記基板の前記一方の面側に配置された封止部材と、
を備え、
前記発光部の周囲を連続的に囲む封止金属層によって、前記基板と前記封止部材とが相互に接合している発光素子である。

実施形態に係る発光素子の断面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は実施形態に係る発光素子の一連の製造工程を示す断面図である。 実施例１に係る発光素子の断面図である。 図４（ａ）〜（ｃ）は実施例１に係る発光素子の封止部材側の構造を示す図である。 図５（ａ）および（ｂ）は実施例１に係る発光素子の基板側の構造を示す図である。 図６（ａ）〜（ｈ）は実施例１に係る発光素子の一連の製造工程を示す断面図である。 図７（ａ）および（ｂ）は実施例１に係る発光素子の一連の製造工程を示す断面図である。 実施例１に係る発光素子と実施例２に係る発光素子の各々の昇温特性を示す図である。 有機機能層の層構造の第１例を示す断面図である。 有機機能層の層構造の第２例を示す断面図である。 実施例２に係る発光素子の断面図である。 図１２（ａ）〜（ｇ）は実施例３に係る発光素子の一連の製造工程を示す断面図である。

以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は実施形態に係る発光素子の断面図である。

本実施形態に係る発光素子は、基板（透光性基板１１０）と、基板の一方の面側に配置された発光部１９０と、発光部１９０を覆うように基板の一方の面側に配置された封止部材１６０と、を備える。発光部１９０の周囲を連続的に囲む封止金属層２００（例えば第１金属層２１０と第２金属層２２０とにより構成される）によって、基板と封止部材１６０とが相互に接合している。この発光素子は、例えばディスプレイ、照明装置、又は光通信装置の光源として用いることができる。この発光素子は、例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子である。ただし、発光素子は、その他の発光素子であっても良い。

以下においては、説明を簡単にするため、発光素子の各構成要素の位置関係（上下関係等）が各図に示す関係であるものとして説明を行う。ただし、この説明における位置関係は、発光素子の使用時や製造時の位置関係とは無関係である。

発光素子は、透光性基板１１０と、第１電極１３０と、有機機能層１４０と、第２電極１５０と、封止部材１６０と、封止金属層２００と、を備える。

透光性基板１１０は、ガラスや樹脂などの透光性を有する材料からなる板状部材である。なお、透光性基板１１０は、透光性のフィルムであっても良い。

第１電極１３０は、透光性基板１１０の一方の面側（図１における上面側）に配置されている。第１電極１３０は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物導電体からなる透明電極である。ただし、第１電極１３０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。

有機機能層１４０は、第１電極１３０を基準として透光性基板１１０側とは反対側に配置されている。つまり、有機機能層１４０と透光性基板１１０との間に第１電極１３０が配置されている。有機機能層１４０は、発光層を含んで構成されている。

第２電極１５０は、有機機能層１４０を基準として第１電極１３０側とは反対側に配置されている。つまり、第１電極１３０と第２電極１５０との間に有機機能層１４０が配置されている。第２電極１５０は、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどの金属層からなる反射電極である。第２電極１５０は、有機機能層１４０から第２電極１５０側に向かう光を、透光性基板１１０側に向けて反射する。ただし、第２電極１５０をＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物導電体からなる透明電極とし、第２電極１５０よりも上層に光反射層（図示略）を設けても良い。

第１電極１３０と第２電極１５０とのうちの何れか一方が陽極であり、何れか他方が陰極である。陰極を構成する材料と陽極を構成する材料とは、仕事関数が互いに異なっている。

例えば、透光性基板１１０の下面は、光取り出し面となっている。透光性基板１１０の下面は、光放出空間を充たす空気（屈折率１）と接している。なお、透光性基板１１０の下面を覆う光取り出しフィルム（図示略）が設けられ、この光取り出しフィルムの下面が光取り出し面を構成していても良い。

例えば、透光性基板１１０の一方の面（図１における上面）と第１電極１３０の一方の面（図１における下面）とが相互に接している。また、第１電極１３０の他方の面（図１における上面）と有機機能層１４０の一方の面（図１における下面）とが相互に接している。また、有機機能層１４０の他方の面（図１における上面）と第２電極１５０の一方の面（図１における下面）とが相互に接している。ただし、透光性基板１１０と第１電極１３０との間には他の層が存在していても良い。同様に、第１電極１３０と有機機能層１４０との間には他の層が存在していても良い。同様に、有機機能層１４０と第２電極１５０との間には他の層が存在していても良い。

ここで、平面視において第１電極１３０、有機機能層１４０および第２電極１５０が互いに重なっている領域が発光部１９０である。第１電極１３０と第２電極１５０との間に電圧が印加されることにより、発光部１９０内の有機機能層１４０の発光層が発光する。透光性基板１１０、第１電極１３０及び有機機能層１４０は、いずれも、有機機能層１４０の発光層が発光した光の少なくとも一部を透過する。発光層が発光した光の一部は、透光性基板１１０の光取り出し面から、発光素子の外部（つまり上記光放出空間）に放射される（取り出される）。

第１金属層２１０は、透光性基板１１０において発光部１９０が配置された側の面（図１の上面）に形成されている。第１金属層２１０は、発光部１９０の周囲を連続的に囲むように配置されている。つまり、第１金属層２１０は平面視において連続的な枠状に形成されている。第１金属層２１０は、伝導性の良好なＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の金属、またはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の合金からなる単層膜、多層膜である。

封止部材１６０は、例えば、板状の部材であり、透光性基板１１０に対して対向して配置されている。封止部材１６０における透光性基板１１０側の面には、例えば、凹部１６０ａが形成されており、この凹部１６０ａ内に発光部１９０等を収容できるようになっている。封止部材１６０は、例えば、ガラス板などにより構成することができる。

第２金属層２２０は、封止部材１６０における基板側の面（図１の下面）に形成されている。第２金属層２２０は第１金属層２１０と対向するように配置されている。第２金属層２２０も平面視において連続的な枠状に形成されている。第２金属層２２０は第１金属層２１０と同様のものである。すなわち第１金属層２１０は、伝導性の良好なＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種、またはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の合金からなる単層膜、多層膜である。

第１金属層２１０と第２金属層２２０とは相互に接合されている。第１金属層２１０と第２金属層２２０とが接合している接合領域は、発光部１９０の周囲を連続的に囲んでいる。これにより、封止部材１６０と透光性基板１１０との間の空間が密閉空間となっている。この密閉空間内に発光部１９０が配置されている。

このように、発光素子は、透光性基板１１０の一方の面側に形成された第１金属層２１０と、封止部材１６０における透光性基板１１０側の面に形成された第２金属層２２０と、を備えている。そして、第１金属層２１０と第２金属層２２０とが相互に接合され、第１金属層２１０と第２金属層２２０とにより封止金属層２００が構成されている。

第１電極１３０および第２電極１５０には、それぞれ引き出し配線（図示略）の一端が電気的に接続されている。これら引き出し配線は、例えば、封止部材１６０の内部を通じて、密閉空間の外部へ引き出されている。引き出し配線の他端に電力を供給することにより、発光部１９０を発光させることができるようになっている。このように第１電極１３０および第２電極１５０の各々と対応する引き出し配線を設ける場合は、第１金属層２１０は、発光部１９０に電流を供給する電極配線とは異なる。

ただし、第１金属層２１０は、第１電極１３０と第２電極１５０とのうちの何れか一方に電流を供給する電極配線の一部分として利用することも可能である。この場合、第１金属層２１０は、第１電極１３０または第２電極１５０に対して電気的に接続されている。すなわち、第１金属層２１０は、発光部１９０に電流を供給する電極配線の一部分とすることができる。このようにすることにより、第１金属層２１０を封止用と電流供給用に兼用させることができる。

次に、本実施形態に係る発光素子を製造する方法の一例を説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は実施形態に係る発光素子の一連の製造工程を示す断面図である。

先ず、透光性基板１１０の一方の面上に、第１金属層２１０を枠状に形成する。

さらに、透光性基板１１０の一方の面上に、スパッタ法などによりＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物導電体からなる透光性の導電膜を成膜し、エッチングによりこれをパターニングして第１電極１３０を形成する。

次に、第１電極１３０の上面に有機材料を成膜することにより有機機能層１４０を形成する。

次に、有機機能層１４０の上面に、マスクを用いた蒸着法などによりＡｇ、Ａｕ、Ａｌ等の金属材料を所望のパターンに堆積させて、第２電極１５０を形成する（以上、図２（ａ））。

一方、封止部材１６０の一方の面上に、第２金属層２２０を枠状に形成する。また、封止部材１６０の一方の面に凹部１６０ａを形成する。凹部１６０ａと第２金属層２２０とのうちのどちらを先に形成しても良い。あるいは、凹部１６０ａと第２金属層２２０とを並行して形成しても良い（以上、図２（ｂ））。

次に、図２（ｃ）に示すように、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを相互に接合し、発光部１９０を封止部材１６０と透光性基板１１０との間の密閉空間内に封止する。第１金属層２１０と第２金属層２２０とを接合する方法は、例えば、常温接合、溶融焼結による接合などである。こうして、図１に示すような発光素子が得られる。

なお、必要に応じてバスラインや隔壁部をそれぞれ適切なタイミングで形成しても良い。また、発光部１９０と封止部材１６０との間には、吸湿充填材を介在させても良い。

以上、本実施形態によれば、発光素子は、透光性基板１１０と、透光性基板１１０の一方の面側に配置された発光部１９０と、発光部１９０を覆うように透光性基板１１０の一方の面側に配置された封止部材１６０と、を備えている。そして、発光部１９０の周囲を連続的に囲む（切れ目無く囲む）封止金属層２００によって、透光性基板１１０と封止部材１６０とが相互に接合している。これにより、発光部１９０が、封止部材１６０と透光性基板１１０との間に封止された構造とされている。ここで、封止金属層２００によって透光性基板１１０と封止部材１６０とが相互に接合しているため、封止構造の高い信頼性が得られる。つまり、発光素子における封止の信頼性を向上することが可能である。

より具体的には、発光素子は、透光性基板１１０の一方の面側に形成された第１金属層２１０と、封止部材１６０における透光性基板１１０側の面に形成された第２金属層２２０と、を備えている。そして、第１金属層２１０と第２金属層２２０とが相互に接合され、第１金属層２１０と第２金属層２２０とにより封止金属層２００が構成されている。つまり、第１金属層２１０と第２金属層２２０との金属どうしの接合により封止構造が構成されているため、封止構造の高い信頼性が得られる。よって、発光素子における封止の信頼性を向上することが可能である。

（実施例１）
図３は本実施例に係る発光素子の断面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は実施例１に係る発光素子の封止部材１６０側の構造を示す図である。このうち図４（ａ）は断面図、図４（ｂ）は透光性基板１１０側とは反対側の面を示す平面図（上面図）、図４（ｃ）は透光性基板１１０側の面を示す平面図（下面図）である。図５（ａ）および（ｂ）は実施例１に係る発光素子の透光性基板１１０側の構造を示す図である。このうち図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は封止部材１６０側の面を示す平面図（上面図）である。本実施例に係る発光素子は、以下に説明する点で、上記の実施形態に係る発光素子と相違し、その他の点では、上記の実施形態に係る発光素子と同様に構成されている。

本実施例の場合、封止部材１６０には、封止部材１６０を透光性基板１１０側からその反対側へ貫通する貫通孔２５０ａが形成されている。発光素子は、透光性基板１１０の一方の面側に形成された電極配線と、貫通孔２５０ａ内に設けられた導体と、を備えている。電極配線は、発光部１９０に電流を供給するものであり、第１金属層２１０よりも内側の領域に形成され、且つ、第１金属層２１０に対して絶縁されている。貫通孔２５０ａ内の導体は、電極配線に対して電気的に接続されている。

より具体的には、発光素子は、電極配線として、第１電極配線２３１と、第２電極配線２３２と、を備えている。第１電極配線２３１と第２電極配線２３２とは互いに離間しており、互いに絶縁されている。第１電極配線２３１は第１電極１３０に対して接しているとともに電気的に接続されている。第２電極配線２３２は第２電極１５０に対して接しているとともに電気的に接続されている。
また、発光素子は、導体として、第１導体２５１と、第２導体２５２と、を備えている。第１導体２５１は第１電極配線２３１に対して電気的に接続され、第２導体２５２は第２電極配線２３２に対して電気的に接続されている。

なお、第１金属層２１０は、発光部１９０に電流を供給する電極配線とは異なる。

発光素子は、封止部材１６０における透光性基板１１０側とは反対側の面に形成された引き出し電極層を更に備える。そして、引き出し電極層と貫通孔２５０ａ内の導体とが相互に接して電気的に接続されている。

より具体的には、発光素子は、引き出し電極層として、第１引き出し電極層２６１と、第２引き出し電極層２６２と、を備えている。第１引き出し電極層２６１は第１導体２５１に対して接しているとともに電気的に接続されている。第２引き出し電極層２６２は第２導体２５２に対して接しているとともに電気的に接続されている。

発光素子は、封止部材１６０における透光性基板１１０側の面において、第２金属層２２０よりも内側の領域に形成され、且つ、第２金属層２２０に対して絶縁された第３金属層を更に備えている。そして、第３金属層と導体とが相互に接して電気的に接続されているとともに、第３金属層と電極配線とが相互に接して電気的に接続されている。つまり、本実施例の場合、導体は、第３金属層を介して電極配線に対して電気的に接続されている。

より具体的には、発光素子は、第３金属層として、第３電極配線２４１と、第４電極配線２４２と、を備えている。第３電極配線２４１は、第１導体２５１に対して接しているとともに電気的に接続されている。また、第３電極配線２４１は、第１電極配線２３１に対して接しているとともに電気的に接続されている。また、第４電極配線２４２は、第２導体２５２に対して接しているとともに電気的に接続されている。また、第４電極配線２４２は、第２電極配線２３２に対して接しているとともに電気的に接続されている。

以上において、第１電極配線２３１、第３電極配線２４１、第１導体２５１および第１引き出し電極層２６１により、第１電極１３０に電流を供給するための第１引き出し配線が構成されている。
同様に、第２電極配線２３２、第４電極配線２４２、第２導体２５２および第２引き出し電極層２６２により、第２電極１５０に電流を供給するための第２引き出し配線が構成されている。

図４（ａ）および（ｃ）に示すように、封止部材１６０の下面には、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２が形成されている。

第２金属層２２０は、例えば平面視矩形状などの枠状の形状に形成されている。

第３電極配線２４１および第４電極配線２４２の平面形状は任意である。第３電極配線２４１および第４電極配線２４２の平面形状は、例えば、図４（ｃ）に示すように一方向に長尺な形状とすることができる。第３電極配線２４１および第４電極配線２４２の長手方向は互いに平行となっている。より具体的には、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２は、例えば、平面視長方形状などの矩形状とすることができる。第３電極配線２４１と第４電極配線２４２とは相互に離間しており、相互に絶縁されている。第３電極配線２４１と第４電極配線２４２との間に発光部１９０が配置される。

第３電極配線２４１の平面積は、第１導体２５１の平面積よりも大きい。具体的には、第３電極配線２４１には、複数の第１導体２５１が接続されているが、これら複数の第１導体２５１の平面積の総和よりも第３電極配線２４１の平面積が大きい。
同様に、第４電極配線２４２の平面積は、第２導体２５２の平面積よりも大きい。具体的には、第４電極配線２４２には、複数の第２導体２５２が接続されているが、これら複数の第２導体２５２の平面積の総和よりも第４電極配線２４２の平面積が大きい。

封止部材１６０の下面には、凹部１６０ａが形成されており、平面視において、凹部１６０ａ内の領域に、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２の基台となる肉厚部２４１ａ、２４２ａがそれぞれ島状に配置されている。肉厚部２４１ａの下面には第３電極配線２４１が形成され、肉厚部２４２ａの下面には第４電極配線２４２が形成されている。
封止部材１６０は、その周縁部にも、肉厚部２４１ａ、２４２ａと同等の厚さの肉厚部１６１を有している。肉厚部１６１の下面には、第２金属層２２０が形成されている。
第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２の膜厚は互いに同等である。
なお、肉厚部２４１ａ、２４２ａおよび１６１の厚さは、凹部１６０ａの形成領域における封止部材１６０の厚さの２倍以下であることが好ましい。

凹部１６０ａは、肉厚部２４１ａと肉厚部１６１とを互いに隔てるスリット３１１と、肉厚部２４２ａと肉厚部１６１とを互いに隔てるスリット３１２と、を含む。スリット３１１の存在により、接合時に金属がはみ出すことによる第３電極配線２４１と第２金属層２２０との短絡の発生を抑制できる。同様に、スリット３１２の存在により、接合時に金属がはみ出すことによる第４電極配線２４２と第２金属層２２０との短絡の発生を抑制できる。ただし、スリット３１１、３１２は形成しなくても良い。

図４（ｃ）に示すように、平面視における第３電極配線２４１の外形線よりも内側の領域に、複数の第１導体２５１が配置されている。例えば、複数の第１導体２５１が一列に所定間隔（例えば一定間隔）で並んで配置されている。例えば、各第１導体２５１の平面形状および平面積は互いに等しい。これら第１導体２５１の各々の下端部は、第３電極配線２４１に対して接している。これにより、各第１導体２５１が第３電極配線２４１に対して電気的に接続されている。
同様に、平面視における第４電極配線２４２の外形線よりも内側の領域に、複数の第２導体２５２が配置されている。例えば、複数の第２導体２５２が一列に所定間隔（例えば一定間隔）で並んで配置されている。例えば、各第２導体２５２の平面形状および平面積は互いに等しい。これら第２導体２５２の各々の下端部は、第４電極配線２４２に対して接している。これにより、各第２導体２５２が第４電極配線２４２に対して電気的に接続されている。

図４（ｂ）に示すように、封止部材１６０の上面には、第１引き出し電極層２６１と第２引き出し電極層２６２とが形成されている。第１引き出し電極層２６１と第２引き出し電極層２６２とは、相互に離間している。

平面視における第１引き出し電極層２６１の外形線よりも内側の領域に、複数の第１導体２５１が配置されている。これら第１導体２５１の各々の上端部は、第１引き出し電極層２６１に対して接している。これにより、各第１導体２５１が第１引き出し電極層２６１に対して電気的に接続されている。
同様に、平面視における第２引き出し電極層２６２の外形線よりも内側の領域に、複数の第２導体２５２が配置されている。これら第２導体２５２の各々の上端部は、第２引き出し電極層２６２に対して接している。これにより、各第２導体２５２が第２引き出し電極層２６２に対して電気的に接続されている。
なお、例えば、同一の材料により、第１引き出し電極層２６１と複数の第１導体２５１とを一括して一体的に形成するとともに、第２引き出し電極層２６２と複数の第２導体２５２とを一括して一体的に形成することができる。

第１引き出し電極層２６１の平面積は、第１導体２５１の平面積よりも大きい。具体的には、複数の第１導体２５１の平面積の総和よりも第１引き出し電極層２６１の平面積が大きい。より具体的には、例えば、第１引き出し電極層２６１の平面積は、第１電極配線２３１の平面積よりも大きい。
第２引き出し電極層２６２の平面積は、第２導体２５２の平面積よりも大きい。具体的には、複数の第２導体２５２の平面積の総和よりも第２引き出し電極層２６２の平面積が大きい。より具体的には、例えば、第２引き出し電極層２６２の平面積は、第２電極配線２３２の平面積よりも大きい。

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施例の場合、透光性基板１１０の上面には、第１金属層２１０と、第１電極配線２３１と、第２電極配線２３２と、が形成されている。

第１金属層２１０は、例えば平面視矩形状などの枠状の形状に形成されている。

第１電極配線２３１および第２電極配線２３２は、平面視において第１金属層２１０よりも内側の領域に配置され、且つ、第１金属層２１０から離間し、第１金属層２１０に対して絶縁されている。

本実施例の場合、発光素子は、更に、絶縁部１７０と吸湿充填部２６０とを備えている。

絶縁部１７０は、第１電極１３０の一端部と第２電極１５０の一端部との間に配置され、第１電極１３０と第２電極１５０とを相互に絶縁している。より具体的には、例えば、絶縁部１７０は、透光性基板１１０の一方の面上に形成されている。絶縁部１７０は、例えば、上側に向けて幅狭となる断面台形状に形成されている。絶縁部１７０は、図３の紙面の手前から奥に向けて延びている。

第１電極１３０の一端と、有機機能層１４０の一端とが、絶縁部１７０の一方の側面１７０ａに接している。また、第２電極１５０の一端部は、絶縁部１７０の上を乗り越えて、絶縁部１７０の他方の側面１７０ｂよりも外側に引き出されている。第２電極１５０においてこのように引き出された部分は、端子部１５０ａを構成している。端子部１５０ａは、例えば、透光性基板１１０の一方の面上に位置している。

第１電極１３０の他端部は、有機機能層１４０および第２電極１５０よりも絶縁部１７０側とは反対側へ延びており、端子部１３０ａを構成している。

端子部１３０ａには第１電極配線２３１が接しているとともに電気的に接続されている。同様に、端子部１５０ａには第２電極配線２３２が接しているとともに電気的に接続されている。

吸湿充填部２６０は、第１電極１３０および第２電極１５０と、封止部材１６０と、の間隙に充填されている。吸湿充填部２６０の材料は、例えば、シート状ＣａＯ、或いは、ＢａＯ又はＣａＯを主成分とする乾燥剤シールなどである。

電極配線（第１電極配線２３１、第２電極配線２３２）、並びに、第３金属層（第３電極配線２４１、第４電極配線２４２）、第１金属層２１０および第２金属層２２０の材料と同様に、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の金属、またはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の合金からなる単層膜、多層膜からなる。

貫通孔２５０ａ内の導体（第１導体２５１、第２導体２５２）、並びに、引き出し電極層（第１引き出し電極層２６１、第２引き出し電極層２６２）は、例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の金属、またはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の合金からなる。

次に、本実施例に係る発光素子を製造する方法の一例を説明する。

図６（ａ）〜（ｈ）は実施例１に係る発光素子の一連の製造工程の一例を示す断面図である。

先ず、封止部材１６０側の構造の製造工程を説明する。

先ず、超薄板ガラス基板などの基板からなる封止部材１６０を準備する。なお、封止部材１６０はフレキシブル基板であっても良い。この封止部材１６０に対して、例えばピコ秒（またはフェムト秒）レーザを照射することにより複数の貫通孔２５０ａを形成する。なお、複数の貫通孔２５０ａを放電加工により形成しても良い（図６（ａ））。

次に、めっき法などにより貫通孔２５０ａ内に第１導体２５１および第２導体２５２を埋め込むとともに、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面とは反対側の面に第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を形成する（図６（ｂ）））。このように、複数の第１導体２５１、複数の第２導体２５２、第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を、同一の材料により一括して形成することができる。

次に、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面とは反対側の面に有機膜コート２７１を形成し、該有機膜コート２７１により第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を覆う（図６（ｃ））。

次に、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面に、有機膜からなるマスク２７２を印刷法などにより形成する。マスク２７２は、透光性基板１１０側となる面において、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２のいずれも形成されない部分を覆うように形成される（図６（ｄ））。

次に、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面に、金属膜２４０を成膜する（図６（ｅ））。

次に、リフトオフ処理を行うことにより、マスク２７２を除去するとともに、金属膜２４０においてマスク２７２上に成膜された部分を除去する。これにより、金属膜２４０の一部分ずつにより、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２が形成される（図６（ｆ））。このように、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２は、例えば、同一の材料により金属膜を成膜することにより、一括して形成することができる。

ここで、第３電極配線２４１は、第１導体２５１を介して第１引き出し電極層２６１に対して電気的に接続され、第４電極配線２４２は、第２導体２５２を介して第２引き出し電極層２６２に対して電気的に接続されている。

次に、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面に、スリット３１１、３１２を含む凹部１６０ａを形成する。例えば、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２をマスクとして封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面をエッチングすることにより、凹部１６０ａを形成することができる（図６（ｇ））。

次に、有機膜コート２７１を除去する。こうして、図６（ｈ）に示すように、封止部材１６０側の構造が得られる。

一方、図７（ａ）に示すように、透光性基板１１０側の構造を製造する。

先ず、透光性基板１１０上にスパッタリング法などによりＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化物導電体からなる透光性の導電膜を成膜し、エッチングによりこれをパターニングして第１電極１３０を形成する。

次に、透光性基板１１０上および第１電極１３０上に感光性の絶縁膜、例えばポリイミド膜を形成し、この絶縁膜を露光及び現像する。これにより、絶縁部１７０が形成される。

次に、第１電極１３０上に有機材料を塗布することにより有機機能層１４０を形成する。

次に、有機機能層１４０上、絶縁部１７０上および透光性基板１１０上に、蒸着法などによりＡｇ、Ａｕ、Ａｌなどの金属材料を堆積させて、第２電極１５０を形成する。

次に、透光性基板１１０上に、第１金属層２１０、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２を形成する。第１金属層２１０、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２は、例えば、同一の材料により金属膜を成膜することにより、一括して形成することができる。
ここで、第１電極配線２３１は、第１電極１３０の端子部１３０ａに対して接するとともに第１電極１３０に対して電気的に接続され、第２電極配線２３２は、第２電極１５０の端子部１５０ａに対して接するとともに第２電極１５０に対して電気的に接続される。

更に、第１電極１３０および第２電極１５０を覆うように吸湿充填部２６０を形成する。

こうして、透光性基板１１０側の構造が得られる（図７（ａ））。

次に、図７（ｂ）に示すように、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを相互に接合し、発光部１９０を封止部材１６０と透光性基板１１０との間の密閉空間内に封止する。本実施例の場合、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを常温接合により接合する。このとき、第３電極配線２４１は第１電極配線２３１に対して接するとともに第１電極配線２３１に対して電気的に接続され、第４電極配線２４２は、第２電極配線２３２に対して接するとともに第２電極配線２３２に対して電気的に接続される。

こうして、図３に示す発光素子が得られる。

本実施例の場合、常温接合により第１金属層２１０と第２金属層２２０とを接合する。このため、接合の前に、予め、第１金属層２１０と第２金属層２２０との各々の表面を清浄化する処理を行う。第１金属層２１０に対する清浄化処理は、例えば、真空チャンバ内で第１金属層２１０に対してアルゴンビームエッチングを行うことにより行うことができる。これにより、第１金属層２１０の表面は、化学結合を形成しやすい活性な状態となる。第２金属層２２０に対する清浄化処理も、第１金属層２１０に対する清浄化処理と同様に行うことができる。第１金属層２１０と第２金属層２２０との各々の表面を清浄化する処理を行った後で、第１金属層２１０の表面と第２金属層２２０の表面とを接触させる（例えば圧接させる）ことにより、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを常温接合することができる。常温接合を行うことにより、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを強固に接合することができるので、第１金属層２１０と第２金属層２２０との高い密着性が得られる。よって、封止部材１６０と透光性基板１１０との間の密閉空間の密閉性を良好なものとすることができる。また、常温接合により第１金属層２１０と第２金属層２２０とを接合するので、有機機能層等に悪影響を及ぼすような高温の処理を行う必要がない。

なお、第３電極配線２４１と第１電極配線２３１とについても、常温接合により相互に接合しても良い。同様に、第４電極配線２４２と第２電極配線２３２とについても、常温接合により相互に接合しても良い。

ここで、本実施例の場合、封止部材１６０における透光性基板１１０側とは反対側の面には、第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２が形成されている。これにより、発光素子の放熱特性を良好なものとすることができる。

図８は、本実施例に係る発光素子の昇温特性（曲線Ｌ１）と、後述する実施例２に係る発光素子の昇温特性（曲線Ｌ２）と、のシミュレーション結果を示す図である。図８において、横軸は発光素子の駆動時間、すなわち発光部１９０を発光させた時間であり、縦軸は発光素子における複数箇所の平均温度である。横軸、縦軸とも、単位は任意単位（ａ．ｕ．）である。

実施例２に係る発光素子は、図１１に示すように、第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を有していない以外の点で、実施例１に係る発光素子と同様に構成されている。

図８に示すように、実施例２に係る発光素子と比べて、本実施例に係る発光素子の方が、温度上昇を抑制できることが分かる。

次に、有機機能層１４０の層構造の例について説明する。

図９は有機機能層１４０の層構造の第１例を示す断面図である。この有機機能層１４０は、正孔注入層１４１、正孔輸送層１４２、発光層１４３、電子輸送層１４４、及び電子注入層１４５をこの順に積層した構造を有している。すなわち有機機能層１４０は、有機エレクトロルミネッセンス発光層である。なお、正孔注入層１４１及び正孔輸送層１４２の代わりに、これら２つの層の機能を有する一つの層を設けてもよい。同様に、電子輸送層１４４及び電子注入層１４５の代わりに、これら２つの層の機能を有する一つの層を設けてもよい。

この例において、発光層１４３は、例えば赤色の光を発光する層、青色の光を発光する層又は緑色の光を発光する層である。この場合、平面視において、赤色の光を発光する発光層１４３を有する領域、緑色の光を発光する発光層１４３を有する領域、及び青色の光を発光する発光層１４３を有する領域が繰り返し設けられていても良い。この場合、各領域を同時に発光させると、発光素子は白色等の単一の発光色で発光する。

なお、発光層１４３は、複数の色を発光するための材料を混ぜることにより、白色等の単一の発光色で発光するように構成されていても良い。

図１０は有機機能層１４０の層構造の第２例を示す断面図である。この有機機能層１４０の発光層１４３は、発光層１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃをこの順に積層した構成を有している。発光層１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃは、互いに異なる色の光（例えば赤、緑、及び青）を発光する。そして発光層１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃが同時に発光することにより、発光素子は白色等の単一の発光色で発光する。

本実施例によっても、上記の実施形態と同様の効果が得られる他、以下の効果が得られる。

封止部材１６０には、封止部材１６０を透光性基板１１０側からその反対側へ貫通する貫通孔２５０ａが形成されている。そして、発光素子は、発光部１９０に電流を供給する電極配線（第１電極配線２３１、第２電極配線２３２）と、貫通穴内に設けられて電極配線に対して電気的に接続された導体（第１導体２５１、第２導体２５２）と、を備える。電極配線（第１電極配線２３１、第２電極配線２３２）は、透光性基板１１０の一方の面側において第１金属層２１０よりも内側の領域に形成され、且つ、第１金属層２１０に対して絶縁されている。よって、封止部材１６０の内部を通して、発光部１９０に対して電流を供給することができる。

また、発光素子は、封止部材１６０における透光性基板１１０側とは反対側の面に形成された引き出し電極層（第１引き出し電極層２６１、第２引き出し電極層２６２）を更に備え、引き出し電極層と貫通孔２５０ａ内の導体（第１導体２５１、第２導体２５２）とが相互に接して電気的に接続されている。これにより、引き出し電極層によって良好に放熱を行うことができるので、発光素子の放熱特性を良好なものとすることができる。また、引き出し電極層に対して電流を入力することによって、発光部１９０に電流を供給することができる。

発光素子は、封止部材１６０における透光性基板１１０側の面において、第２金属層２２０よりも内側の領域に形成され、且つ、第２金属層２２０に対して絶縁された第３金属層（第３電極配線２４１、第４電極配線２４２）を更に備えている。そして、第３金属層と導体（第１導体２５１、第２導体２５２）とが相互に接して電気的に接続されているとともに、第３金属層と電極配線（第１電極配線２３１、第２電極配線２３２）とが相互に接して電気的に接続されている。これにより、導体と電極配線との電気的接続の信頼性を向上することができる。

なお、第１金属層２１０、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２を、同一の材料により一括して形成することにより、第１金属層２１０を形成する工程と、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２を形成する工程とを別に行う必要がなくなる。

（実施例２）
図１１は本実施例に係る発光素子の断面図である。図１１に示すように、本実施例に係る発光素子は、第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を有していない。ただし、本実施例に係る発光素子は、それ以外の点では、実施例１に係る発光素子と同様に構成されている。

本実施例によれば、発光素子の放熱特性については実施例１よりも劣るが、それ以外の点では、実施例１と同様の効果が得られる。

（実施例３）
上記の実施例１では、常温接合により第１金属層２１０と第２金属層２２０とを接合する例を説明したが、本実施例では、溶融焼結により第１金属層２１０と第２金属層２２０とを接合する例を説明する。 図１２（ａ）〜（ｇ）は本実施例に係る発光素子の一連の製造工程を示す断面図であり、特に、封止部材１６０側の構造の製造工程を示す。

図１２（ａ）〜（ｃ）の工程は、図６（ａ）〜（ｃ）の工程と同様であるため、説明を省略する。

次に、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面に、有機膜からなるマスク２７３を印刷法などにより形成する。マスク２７３は、透光性基板１１０側となる面において、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２のいずれかが形成される部分を覆うように形成される（図１２（ｄ））。

次に、マスク２７３を介して封止部材１６０をエッチングする。これにより、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面に、スリット３１１、３１２を含む凹部１６０ａを形成する（図１２（ｅ））。

次に、マスク２７３および有機膜コート２７１を除去する（図１２（ｆ））。

次に、封止部材１６０において透光性基板１１０側となる面に、ナノ粒子膜を印刷法などにより形成する。これにより、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２が形成される（図１２（ｇ））。このナノ粒子膜は、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の金属、またはＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｒのうちの何れか一種の合金を含有する。こうして、封止部材１６０側の構造が得られる。

透光性基板１１０側の構造を製造する方法は、実施例１と同様である。ただし、本実施例の場合、第１金属層２１０、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２は、第２金属層２２０、第３電極配線２４１および第４電極配線２４２と同様に、ナノ粒子膜により形成する。

次に、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを溶融焼結により相互に接合する。この溶融焼結は、例えば、１００℃以下の低温での圧着溶融焼結とすることができる。これにより、発光部１９０を封止部材１６０と透光性基板１１０との間の密閉空間内に封止する。このとき、第３電極配線２４１は第１電極配線２３１に対して接するとともに第１電極配線２３１に対して電気的に接続され、第４電極配線２４２は、第２電極配線２３２に対して接するとともに第２電極配線２３２に対して電気的に接続される。なお、第３電極配線２４１と第１電極配線２３１とについても、溶融焼結により相互に接合しても良い。同様に、第４電極配線２４２と第２電極配線２３２とについても、溶融焼結により相互に接合しても良い。

本実施例の場合のように、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを溶融焼結により相互に接合した場合にも、実施例１と同様に、第１金属層２１０と第２金属層２２０との高い密着性が得られる。よって、封止部材１６０と透光性基板１１０との間の密閉空間の密閉性を良好なものとすることができる。なお、本実施例の場合、発光素子は、実施例１と同様に第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を有することが好ましいが、第１引き出し電極層２６１および第２引き出し電極層２６２を有していなくても良い。

（実施例４）
上記の各実施例では、第１金属層２１０の材料が、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２の材料と同じである例を説明した。これに対し、本実施例の場合、第１金属層２１０と第２金属層２２０との接合の信頼性、ひいては封止の信頼性を向上するため、第１金属層２１０の材料として、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２の材料とは異なる材料を選択する。すなわち、第１金属層２１０は、電極配線を構成する導体とは異種の金属材料により構成されている。

具体的には、例えば、第１電極配線２３１および第２電極配線２３２の材料としては、ＡｌまたはＣｒ等を選択し、第１金属層２１０の材料としては、Ａｕ等を選択することができる。

本実施例によれば、第１金属層２１０は、電極配線（第１電極配線２３１、第２電極配線２３２）を構成する導体とは異種の金属材料により構成されているので、第１金属層２１０と第２金属層２２０との接合の信頼性を向上するような材料の選択が可能である。金属接合に最適な材料と、電極配線の材料とは、必ずしも一致しないため、電極配線の材料とは異なる材料を用いて、金属接合に最適な材料からなる第１金属層２１０を形成することにより、より信頼性の高い封止を実現できる。

以上、図面を参照して実施形態及び実施例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

例えば、第１金属層２１０と第２金属層２２０とを原子拡散接合により接合することもできる。この場合、無加圧での接合が可能である。

１１０ 透光性基板（基板）
１３０ 第１電極
１４０ 有機機能層
１５０ 第２電極
１６０ 封止部材
１９０ 発光部
２００ 封止金属層
２１０ 第１金属層
２２０ 第２金属層
２３１ 第１電極配線（電極配線）
２３２ 第２電極配線（電極配線）
２４１ 第３電極配線（第３金属層）
２４２ 第４電極配線（第３金属層）
２５０ａ 貫通孔
２５１ 第１導体（導体）
２５２ 第２導体（導体）
２６１ 第１引き出し電極層（引き出し電極層）
２６２ 第２引き出し電極層（引き出し電極層）

Claims (8)

1. 基板と、
   前記基板の一方の面側に配置された発光部と、
   前記発光部を覆うように前記基板の前記一方の面側に配置された封止部材と、
   を備え、
   前記発光部の周囲を連続的に囲む封止金属層によって、前記基板と前記封止部材とが相互に接合している発光素子。
2. 前記基板の前記一方の面側に形成された第１金属層と、
   前記封止部材における前記基板側の面に形成された第２金属層と、
   を備え、
   前記第１金属層と前記第２金属層とが相互に接合され、前記第１金属層と前記第２金属層とにより前記封止金属層が構成されている請求項１に記載の発光素子。
3. 前記第１金属層は、前記発光部に電流を供給する電極配線の一部分である請求項２に記載の発光素子。
4. 前記第１金属層は、前記発光部に電流を供給する電極配線とは異なる請求項２に記載の発光素子。
5. 前記封止部材には、当該封止部材を前記基板側からその反対側へ貫通する貫通孔が形成され、
   当該発光素子は、
   前記基板の前記一方の面側において、前記第１金属層よりも内側の領域に形成され、且つ、前記第１金属層に対して絶縁され、前記発光部に電流を供給する電極配線と、
   前記貫通穴内に設けられて前記電極配線に対して電気的に接続された導体と、
   を備える請求項２に記載の発光素子。
6. 前記封止部材における前記基板側とは反対側の面に形成された引き出し電極層を更に備え、
   前記引き出し電極層と前記導体とが相互に接して電気的に接続されている請求項５に記載の発光素子。
7. 前記封止部材における前記基板側の面において、前記第２金属層よりも内側の領域に形成され、且つ、前記第２金属層に対して絶縁された第３金属層を更に備え、
   前記第３金属層と前記導体とが相互に接して電気的に接続されているとともに、前記第３金属層と前記電極配線とが相互に接して電気的に接続されている請求項５又は６に記載の発光素子。
8. 前記第１金属層は、前記電極配線を構成する導体とは異種の金属材料により構成されている請求項５〜７の何れか一項に記載の発光素子。

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