JP2015144058A

JP2015144058A - 発光装置

Info

Publication number: JP2015144058A
Application number: JP2014016819A
Authority: JP
Inventors: 雄司齋藤; Yuji Saito; 真滋中嶋; Shinji Nakajima; 幸二藤田; Koji Fujita; 田中　信介; Shinsuke Tanaka; 信介田中
Original assignee: Pioneer OLED Lighting Devices Corp
Current assignee: Pioneer OLED Lighting Devices Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2015-08-06

Abstract

【課題】発光素子の基材に曲げ応力をかけた状態で、この基材をベース部材に保持させる場合において、発光装置が故障する可能性を低くする。【解決手段】発光素子は基材１００の一面に形成されている。第２引出配線１６０は発光素子に接続している。ベース部材は、基材１００に曲げ応力をかけた状態で基材１００を保持する。ベース部材は保持部を有している。保持部は、基材１００の一部を厚さ方向に挟んでいる。そして第２引出配線１６０は、保持部と重なる部分には形成されていない。【選択図】図３

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は、有機層を発光層として使用した発光装置の開発が進んでいる。このような発光装置は、例えば特許文献１に記載されているように、曲げることができる基材を使用した場合、曲げることができる。特許文献１において、有機ＥＬパネルの基材の両端は駆動回路に固定されている。この際、この基材は湾曲した状態で駆動回路に固定されている。

また特許文献２には、有機ＥＬ素子の基材を保持部材に保持させることが記載されている。特許文献２に記載されている保持部材は凹部を有している。そして有機ＥＬの基材の縁は、この凹部に差し込まれている。

特開２００２−２５８７７４号公報特開２０１０−４９９７８号公報

有機層を有する発光素子の実装方法の一つに、発光素子の基材に曲げ応力をかけた状態で、この基材をベース部材に保持させることが考えられる。この場合、ベース部材には、基材を厚さ方向に挟む保持部を設ける必要がある。しかし、基材のうち保持部と重なる部分には応力が集中する。発光素子や配線のレイアウトによっては、この応力集中に起因して発光装置に不具合が生じる可能性がでてくる。

本発明が解決しようとする課題としては、発光素子の基材に曲げ応力をかけた状態で、この基材をベース部材に保持させる場合において、発光装置が故障する可能性を低く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、基材と、
前記基材に形成され、有機層を有する発光素子と、
前記発光素子に接続する配線と、
前記基材に曲げ応力をかけた状態で前記基材を保持するベース部材と、
を備え、
前記ベース部材は、前記基材の一部を厚さ方向に挟む保持部を備え、
前記配線は、前記保持部と重なる部分には形成されていない発光装置である。

実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。発光装置の側面図である。発光装置が有する基材の平面図である。図３の点線αで囲んだ領域の拡大図である。図４から絶縁層、有機層、第２電極、隔壁、及び被覆膜を取り除いた図である。図３の点線βで囲んだ領域の拡大図である。図４のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明の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、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１は、実施形態に係る発光装置１０の構成を示す斜視図である。図２は、発光装置１０の側面図である。図３は、発光装置１０が有する基材１００の平面図である。なお、説明のため、図３では、第２電極１５０、隔壁１８０、及び被覆膜１９０を省略している。図４は、図３の点線αで囲んだ領域の拡大図である。図５は、図４から絶縁層１２０、有機層１４０、第２電極１５０、隔壁１８０、及び被覆膜１９０を取り除いた図である。図６は、図３の点線βで囲んだ領域の拡大図である。図７は、図４のＡ−Ａ断面図である。

発光装置１０は、基材１００、発光素子１０２、第２引出配線１６０（配線）、及びベース部材２００を備えている。発光素子１０２は基材１００の一面に形成されている。第２引出配線１６０は発光素子１０２に接続している。ベース部材２００は、基材１００に曲げ応力をかけた状態で基材１００を保持する。ベース部材２００は保持部２２０を有している。保持部２２０は、基材１００の一部を厚さ方向に挟んでいる。そして第２引出配線１６０は、保持部２２０と重なる部分には形成されていない。発光装置１０は、例えばディスプレイであるが、照明装置であっても良い。以下、詳細に説明する。

まず、図１及び図２を用いて発光装置１０の構成を説明する。基材１００は細長い形状（例えば長方形）であり、一部（本図に示す例では一端側）を除いてベース部材２００と重なっている。基材１００のうちベース部材２００と重なっていない領域には、端子部１７０が形成されている。端子部１７０は、第１引出配線１３０及び第２引出配線１６０を介して、発光素子１０２に接続している。また、端子部１７０はフレキシブルプリント基板(ＦＰＣ，Flexible Printed Circuits)やリードフレームなどの導電部材３００に接続している。導電部材３００は、発光装置１０を制御回路に接続する。

基材１００は、ガラス基板や樹脂基板などの透明基板である。基材１００は可撓性を有しており、その厚さは、例えば１０μｍ以上１０００μｍ以下である。

ベース部材２００は、湾曲部材２１０及び保持部２２０を備えている。湾曲部材２１０は板状の部材であり、細長い形状を有している。湾曲部材２１０は、長手方向に沿って湾曲している。そして、湾曲部材２１０のうち基材１００に対向する面は湾曲面になっている。また、湾曲部材２１０の幅は、基材１００の幅よりわずかに広い。そして、湾曲部材２１０には、複数の保持部２２０が設けられている。保持部２２０は、断面がＬを上下に逆にした形状を有しており、湾曲部材２１０の２つの長辺のそれぞれに複数設けられている。湾曲部材２１０は、例えばステンレス（ＳＵＳ）やアルミニウムなどの金属、又は樹脂で形成されており、保持部２２０は、例えばＳＵＳやアルミニウムなどの金属、又は、樹脂で形成されている。保持部は２２０は、板状のＳＵＳなどをプレス加工、又はワイヤー加工し、折り曲げることにより形成され、その後、湾曲部材２１０に取付けられる。

そして、保持部２２０と湾曲部材２１０の間に基材１００の縁を挟みながら、基材１００を湾曲部材２１０の湾曲面に沿って移動させることにより、基材１００は湾曲した状態でベース部材２００に保持される。ここで、基材１００は弾性を有しているため、基材１００は直線状に戻ろうとする。このため、基材１００のうち保持部２２０に接している部分には、圧力が加わる。保持部２２０は、発光素子１０２とは重なっていない。

なお、保持部２２０は、湾曲部材２１０と一体に設けられていても良いし、湾曲部材２１０とは別の部材として設けられていても良い。

次に、図４、図５、図６、及び図７を用いて、発光素子１０２の構成について説明する。発光素子１０２は、第１電極１１０と第２電極１５０の間に有機層１４０を挟んだ構成を有している。第１電極１１０及び第２電極１５０のうち少なくとも一方は透光性の電極になっている。また、残りの電極は、例えばＡｌ、Ｍｇ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｚｎ、及びＩｎからなる第１群の中から選択される金属、又はこの第１群から選択される金属の合金からなる金属層によって形成されている。透光性の電極の材料は、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）やＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）等の無機材料、またはポリチオフェン誘導体などの導電性高分子、又は銀もしくは炭素からなるナノワイヤを利用した網目状電極である。例えば、ボトムエミッション型の発光素子１０２であって、基材１００の上に第１電極１１０、有機層１４０、及び第２電極１５０をこの順に積層した構成を有している場合、第１電極１１０は透光性の電極になっており、第２電極１５０は、Ａｌなど光を反射する電極になっている。また、トップエミッション型の発光素子１０２であって、基材１００の上に第１電極１１０、有機層１４０、及び第２電極１５０をこの順に積層した構成を有している場合、第１電極１１０はＡｌなど光を反射する電極になっており、第２電極１５０は透光性の電極になっている。また、両方の電極（第１電極１１０、第２電極１５０）を透光性の電極として、透光型の発光装置としても良い（デュアルエミッション型）。

有機層１４０は、例えば、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層をこの順に積層させた構成を有している。正孔輸送層と発光層との間には正孔注入層が形成されていてもよい。また、発光層と電子輸送層との間には電子注入層が形成されていてもよい。有機層１４０の少なくとも一つの層は、塗布法によって形成されている。なお、有機層１４０の残りの層は、蒸着法によって形成されている。なお、有機層１４０は全ての材料に蒸着材料を用いて蒸着法で形成してもよく、また、有機層１４０は全ての材料に塗布材料を用いて、インクジェット法、印刷法、スプレー法で形成してもよい。

詳細には、第１電極１１０は、基材１００の第１面側に形成され、第１方向（図４，５におけるＸ方向）にライン状に延在している。第１電極１１０は透光性の材料によって形成されている。そして第１電極１１０の端部は、第１引出配線１３０に接続している。

本図に示す例では、第１引出配線１３０の一端側は第１電極１１０に接続しており、第１引出配線１３０の他端側は端子部１７０を構成する端子の一つになっている。第１引出配線１３０は、第１層１３２と第２層１３４とを積層した構成を有している。第１層１３２は第１電極１１０と同様の材料によって形成されており、第１電極１１０と一体になっている。第２層１３４は、複数の金属層を積層した構成を有している。ここで、金属層は、合金層の場合もある。例えば、ここで用いられる金属層はＭｏ層、Ａｌ層、ＮｉとＭｏの合金層、又はＭｏとＮｂの合金層である。そしてこれらの金属層を複数積層することによって、第２層１３４が形成される。なお、同一の金属層が複数回積層されてもよい。

そして、図４及び図７に示すように、複数の第１電極１１０上及びその間の領域には、絶縁層１２０が形成されている。絶縁層１２０は、例えばポリイミド系樹脂などの感光性の材料によって形成されている。絶縁層１２０には、複数の開口１２２及び複数の開口１２４が形成されている。複数の第２電極１５０は、詳細を後述するように、第１電極１１０と交差する方向（例えば直交する方向：図４，５におけるＹ方向）に互いに平行に延在している。そして、複数の第２電極１５０の間には、隔壁１８０が延在している。開口１２２は、平面視で第１電極１１０と第２電極１５０の交点に位置している。複数の開口１２２は、所定の間隔を空けて設けられている。そして、複数の開口１２２は、第１電極１１０が延在する方向（図４，５におけるＸ方向）に並んでいる。また、複数の開口１２２は、第２電極１５０の延在方向（図４，５におけるＹ方向）にも並んでいる。このため、複数の開口１２２はマトリクスを構成するように配置されていることになる。

開口１２４は、平面視で複数の第２電極１５０のそれぞれの一端に位置している。また開口１２４は、開口１２２が構成するマトリクスの一辺に沿って配置されている。そしてこの一辺に沿う方向（例えば図４，５におけるＸ方向）で見た場合、開口１２４は、第１電極１１０に沿う方向において、所定の間隔で配置されている。開口１２４からは、第２引出配線１６０の一部分が露出している。

開口１２２と重なる領域には、有機層１４０が形成されている。有機層１４０の正孔輸送層は第１電極１１０に接しており、有機層１４０の電子輸送層は第２電極１５０に接している。このようにして、有機層１４０は第１電極１１０と第２電極１５０の間で挟持されている。

なお、図７に示す例では、有機層１４０を構成する各層は、いずれも開口１２２の外側まではみ出している場合を示している。有機層１４０を構成する各層は、隔壁１８０が延在する方向において、隣り合う開口１２２の間にも連続して形成されていてもよいし、連続して形成していなくてもよい。ただし、有機層１４０は、開口１２４には形成されていない。

上記したように、有機層１４０は、第１電極１１０及び第２電極１５０に挟持されている。第２電極１５０は、図５及び図７に示すように、有機層１４０より上に形成され、第１方向と交わる第２方向（図４，５におけるＹ方向）に延在している。第２電極１５０は、有機層１４０に電気的に接続している。例えば第２電極１５０は、有機層１４０上に形成されていても良いし、有機層１４０の上に形成された導電層の上に形成されていても良い。発光装置１０は、互いに平行な複数の第２電極１５０を有している。一つの第２電極１５０は、複数の開口１２２上を通過する方向に形成されている。

第２電極１５０は第２引出配線１６０に接続している。図示の例では、第２電極１５０の端部が開口１２４上に位置することにより、開口１２４において第２電極１５０と第２引出配線１６０は接続している。

第２引出配線１６０は、第２電極１５０に接続する配線である。第２引出配線１６０の一端側は開口１２４の下に位置しており、第２引出配線１６０の他端側は、絶縁層１２０の外部に引き出されている。そして本図に示す例では、第２引出配線１６０の他端側が端子部１７０を構成する端子の一つとなっている。第２引出配線１６０は、第１層１６２と第２層１６４とを積層した構成を有している。そして第１層１６２は第１層１３２と同様の材料によって形成されており、第２層１６４は第２層１３４と同様の材料によって形成されている。

上記したように、隣り合う第２電極１５０の間には、隔壁１８０が形成されている。隔壁１８０は、第２電極１５０と平行すなわち第２方向に延在している。隔壁１８０の下地は、例えば絶縁層１２０である。隔壁１８０は、例えばポリイミド系樹脂などの感光性の樹脂であり、露光及び現像されることによって、所望のパターンに形成されている。隔壁１８０は、例えばネガ型の感光性樹脂を用いて形成される。なお、隔壁１８０はポリイミド系樹脂以外の樹脂、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂、二酸化珪素等の無機材料で構成されていても良い。

隔壁１８０は、断面が台形の上下を逆にした形状（逆台形）になっている。すなわち隔壁１８０の上面の幅は、隔壁１８０の下面の幅よりも大きい。このため、隔壁１８０を第２電極１５０より前に形成しておくと、蒸着法やスパッタリング法を用いて、第２電極１５０を基材１００の一面側に形成することで、複数の第２電極１５０を一括で形成することができる。また、隔壁１８０は、有機層１４０を分断する機能も有している。

さらに、図４及び図７に示すように、基材１００には被覆膜１９０が形成されている。被覆膜１９０は、第２電極１５０より上に位置しており、発光素子１０２を封止する機能を有している。被覆膜１９０は、成膜法、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法又はＣＶＤ法を用いて形成されている。ＡＬＤ法で形成されている場合、被覆膜１９０は、例えば酸化アルミニウムなどの酸化金属膜によって形成されており、その膜厚は、例えば１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。ＣＶＤ法で形成されている場合、被覆膜１９０は、酸化シリコン膜などの無機絶縁膜によって形成されており、その膜厚は、例えば０．１μｍ以上１０μｍ以下である。被覆膜１９０が設けられることにより、発光素子１０２は水分等から保護される。被覆膜１９０は、スパッタリング法で形成されても良い。この場合、被覆膜１９０は、ＳｉＯ_２又はＳｉＮなど絶縁膜によって形成される。その場合、膜厚は１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。そして、基材１００のうち被覆膜１９０が形成されている面は、湾曲部材２１０の湾曲面とは逆側を向いている。

なお、発光素子１０２の封止構造は、図７に例示した封止構造（膜封止）の他に、被覆膜１９０の上に、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂モールドを形成した構造であっても良い。このときの樹脂モールドの厚みは、例えば５０μｍ以上２００μｍ以下がよい。発光素子１０２の封止構造の他の例としては、ガラスや樹脂製の封止部材を利用して封止する中空封止構造でも良い。この場合、基材１００と封止部材の間隔は１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。更に、発光素子１０２の封止構造として、上記した中空封止構造の空隙内にエポキシ樹脂やアクリル樹脂、液体乾燥剤、又はオイル等を充填する充填封止構造を利用しても良い。

上記したように、基材１００は細長い形状、例えば長方形を有している。そして、第１電極１１０及び第２電極１５０の一方（本図に示す例では第１電極１１０）は、基材１００の長軸方向に延在しており、第１電極１１０及び第２電極１５０の他方（本図に示す例では第２電極１５０）は基材１００の短軸方向に端子部１７０まで延在している。そして、第１引出配線１３０は、第１電極１１０と同一方向に延在している。一方、第２引出配線１６０は、基材１００の長軸方向の縁に沿って、端子部１７０まで延在している。このため、第２引出配線１６０を直線状に形成した場合、第２引出配線１６０の一部が保持部２２０と重なってしまう。

上記したように、基材１００には直線状に戻ろうとする復元力が働くため、基材１００のうち保持部２２０と重なる部分には力が集中する。このため、第２引出配線１６０の一部と保持部２２０が重なると、この部分で第２引出配線１６０が断線したり、高抵抗になる恐れがでてくる。

また、第２引出配線１６０は被覆膜１９０によって覆われているが、保持部２２０から加わる応力によって、被覆膜１９０のうち保持部２２０と重なる部分に亀裂が生じる恐れがある。この亀裂が入った部分の下に第２引出配線１６０が位置していた場合、第２引出配線１６０が水分等によって劣化する恐れが出てくる。

これに対して本実施形態では、図６に示すように、第２引出配線１６０は、保持部２２０と重なる部分には形成されていない。詳細には、第２引出配線１６０は、保持部２２０の近傍において、第１部分１６６、第２部分１６７、及び第３部分１６８を有している。第１部分１６６は、保持部２２０よりも発光素子１０２の近くに位置しており、第２部分１６７は、保持部２２０よりも端子部１７０の近くに位置している。第３部分１６８は、第１部分１６６のうち第２部分１６７側の端部と、第２部分１６７のうち第１部分１６６側の端部とを接続している。第１部分１６６のうち第２部分１６７側の端部と、第２部分１６７のうち第１部分１６６側の端部とを直線で結んだ場合、この直線は保持部２２０と重なる。これに対して本実施形態では、第３部分１６８は、保持部２２０を避けるように曲がっている。

従って、第２引出配線１６０が断線したり、高抵抗になることを抑制できる。また、被覆膜１９０のうち保持部２２０と重なる部分に亀裂が生じても、第２引出配線１６０が水分等によって劣化することを抑制できる。

以上、本実施形態によれば、第２引出配線１６０は、保持部２２０と重なる部分には形成されていない。このため、ベース部材２００が、基材１００に曲げ応力を加えた状態で基材１００を保持していても、第２引出配線１６０が断線したり、高抵抗になることを抑制できる。また、被覆膜１９０のうち保持部２２０と重なる部分に亀裂が生じても、第２引出配線１６０が水分等によって劣化することを抑制できる。

特に本実施形態では、基材１００は細長い形状を有している。発光装置１０は、非発光領域を狭くすることが求められている。このため、発光素子１０２が形成されている領域を避けて第２引出配線１６０を配置した場合、第２引出配線１６０と基材１００の縁の間隔は、例えば２００μｍ以下と、狭くなってしまう。この場合、第２引出配線１６０を直線状に形成すると、保持部２２０は第２引出配線１６０に重なりやすくなってしまう。これに対して本実施形態では、第２引出配線１６０のうち保持部２２０と重なる可能性のある部分（第３部分１６８）を曲げ、保持部２２０が第２引出配線１６０に重ならないようにしている。従って、第２引出配線１６０が断線したり、高抵抗になることを抑制できる。また、被覆膜１９０のうち保持部２２０と重なる部分に亀裂が生じても、第２引出配線１６０が水分等によって劣化することを抑制できる。

なお、上記した実施形態では、発光装置１０は、発光面が凸となる向きに湾曲しているが、発光面が凹となる向きに湾曲していても良い。

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。

１０発光装置
１００基材
１０２発光素子
１１０第１電極
１２０絶縁層
１４０有機層
１６０第２引出配線（配線）
１６６第１部分
１６７第２部分
１６８第３部分
１７０端子部
１９０被覆膜
２００ベース部材
２１０湾曲部材
２２０保持部

Claims

基材と、
前記基材に形成され、有機層を有する発光素子と、
前記発光素子に接続する配線と、
前記基材に曲げ応力をかけた状態で前記基材を保持するベース部材と、
を備え、
前記ベース部材は、前記基材の一部を厚さ方向に挟む保持部を備え、
前記配線は、前記保持部と重なる部分には形成されていない発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記配線は、第１部分、第２部分、及び前記第１部分と前記第２部分とを結ぶ第３部分を備え、
前記第１部分の前記第２部分側の端部と、前記第２部分の前記第１部分側の端部とを結ぶ直線は、前記保持部と重なり、
前記第３部分は、前記保持部を避けるように曲がっている発光装置。
請求項２に記載の発光装置において、
前記基材に形成され、前記発光素子及び前記配線を覆う被覆膜を備える発光装置。
請求項３に記載の発光装置において、
前記ベース部材は、前記基材に対向する湾曲面を有しており、
前記基材は、前記湾曲面に沿って湾曲している発光装置。
請求項４に記載の発光装置において、
前記基材のうち前記被覆膜が形成されている面は、前記湾曲面とは逆側を向いている発光装置。
請求項５に記載の発光装置において、
前記基材のうち前記保持部と重ならない部分に形成された端子を備え、
前記配線は、前記端子と前記発光素子とを接続している発光装置。