JP2015166862A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】可搬性に優れた発光装置を提供する。一覧性に優れた発光装置を提供する。【解決手段】連結部と、連結部を介して互いに離間する複数の発光ユニットと、を有し、連結部及び発光ユニットは可撓性を有し、連結部は、発光ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる、発光装置。発光ユニットには、連結部と隣り合わない辺側から信号が供給される、又は無線通信により信号が供給される。【選択図】図1

Description

本発明は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関する。本発明の一態様は、発光装置、表示装置、電子機器、照明装置、又はそれらの作製方法に関する。特に、本発明の一態様は、エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELとも記す)現象を利用した発光装置、表示装置、電子機器、照明装置、又はそれらの作製方法に関する。
近年、発光装置や表示装置は様々な用途への応用が期待されており、多様化が求められている。
例えば、携帯機器用途等の発光装置や表示装置では、薄型であること、軽量であること、又は破損しにくいこと等が求められている。
EL現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、発光装置や表示装置への応用が検討されている。
例えば、特許文献1に、フィルム基板上に、スイッチング素子であるトランジスタや有機EL素子を備えたフレキシブルなアクティブマトリクス型の発光装置が開示されている。
特開2003−174153号公報
例えば、可搬性を高めるために表示装置を小型化することで表示領域が狭くなると、一度に表示できる情報量が減少し、一覧性が低下する。
本発明の一態様は、可搬性に優れた発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、一覧性に優れた発光装置、表示装置、もしくは電子機器を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、可搬性及び一覧性に優れた発光装置、表示装置、もしくは電子機器を提供することを目的の一とする。
または、本発明の一態様は、繰り返し折り曲げ可能な発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。
本発明の一態様は、新規な発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、軽量な発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、信頼性が高い発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、破損しにくい発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、厚さが薄い発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、可撓性を有する発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、継ぎ目のない(又は継ぎ目が少ない)広い発光領域を有する発光装置もしくは照明装置、又は継ぎ目のない広い表示部を有する表示装置もしくは電子機器を提供することを目的の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力が低い発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することを目的の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、連結部と、連結部を介して互いに離間する複数の発光ユニットと、を有し、連結部及び発光ユニットは可撓性を有し、連結部は、発光ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる、発光装置である。
上記構成において、複数の発光ユニットの少なくとも一つは、連結部と隣り合わない辺側から信号が供給されてもよい。または、上記構成において、複数の発光ユニットの少なくとも一つは、無線通信により信号が供給されてもよい。
上記構成において、連結部に切り込みを有していてもよい。
上記構成において、連結部に開口部を有していてもよい。
また、上記各構成の発光装置を用いた電子機器や照明装置も本発明の一態様である。
本発明の一態様は、上記構成の発光装置と二次電池とを有する電子機器である。このとき、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた表示装置を含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム、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、又は発光素子に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は発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具等も、発光装置を含む場合がある。
本発明の一態様では、可搬性に優れた発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供できる。本発明の一態様では、一覧性に優れた発光装置、表示装置、もしくは電子機器を提供できる。本発明の一態様では、可搬性及び一覧性に優れた発光装置、表示装置、もしくは電子機器を提供できる。本発明の一態様では、繰り返し折り曲げ可能な発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供できる。
本発明の一態様では、新規な発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、軽量な発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様は、信頼性が高い発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、破損しにくい発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、厚さが薄い発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、可撓性を有する発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、継ぎ目のない広い発光領域を有する発光装置もしくは照明装置、又は継ぎ目のない広い表示部を有する表示装置もしくは電子機器を提供できる。または、本発明の一態様では、消費電力が低い発光装置、表示装置、電子機器、もしくは照明装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光ユニットの一例を示す図。 発光ユニットの一例を示す図。 発光装置の一例を示す図。 発光装置の作製方法の一例を示す図。 発光装置の作製方法の一例を示す図。 発光装置の作製方法の一例を示す図。 発光装置の作製方法の一例を示す図。 発光装置の作製方法の一例を示す図。 発光装置の一例及び発光装置の作製方法の一例を示す図。 発光装置の作製方法の一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。
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。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の装置について図1〜図8を用いて説明する。
本発明の一態様の発光装置は、連結部と、連結部を介して互いに離間する複数の発光ユニットと、を有し、連結部及び発光ユニットは可撓性を有し、連結部は、発光ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる。また、本発明の一態様の表示装置は、連結部と、連結部を介して互いに離間する複数の表示ユニットと、を有し、連結部及び表示ユニットは可撓性を有し、連結部は、表示ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる。
可撓性を有する発光装置や表示装置において、半導体素子、発光素子、表示素子等の機能素子が含まれる領域を折り曲げた際に、これらの素子に大きな力が加わり、素子が壊れてしまう場合がある。装置を折り曲げる際の曲率半径は、素子が壊れない範囲で設定しなくてはならない。
本発明の一態様の発光装置(表示装置)は、発光ユニット(表示ユニット)よりも小さい曲率半径で折り曲げることができる連結部を有する。連結部に曲げ線(折り線)が位置するように装置を折り曲げることで、折り曲げる際の曲率半径をより小さくすることができる。したがって、本発明の一態様を適用した発光装置や表示装置は、素子を破壊することなく、薄く折りたたむことができる。また、本発明の一態様を適用した表示装置は、展開した際には一覧性に優れ、折りたたんだ際は薄型で可搬性に優れる。また、本発明の一態様を適用した表示装置は、繰り返し折り曲げても破損しにくく、信頼性が高い。
連結部は少なくとも機能素子を有さないことが好ましい。連結部は曲げ性の高い材料及び靱性が高い材料のみからなることが好ましい。特に、連結部に曲げ線が位置するように装置を折り曲げる際の曲率半径が制限されないことが好ましい。
例えば、連結部は、可撓性基板を有していてもよい。例えば、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス、金属、合金を用いることができる。特に、靱性の高い材料である、有機樹脂や、厚さの薄い金属もしくは合金を用いることで、ガラスを用いる場合に比べて、装置の軽量化、破損防止を図ることができる。連結部には、後述する、発光パネルに用いることができる可撓性基板の材料も、適用することができる。
例えば、連結部は、接着剤を有していてもよい。例えば、連結部にエポキシ樹脂を有することが好ましい。また、連結部には、後述する、発光パネルの接着層や封止層に用いることができる材料も、適用することができる。
また、連結部には、他の曲げ性の高い又は靱性が高い有機膜や無機膜を適用してもよい。例えば、シリコーンゴムなどを用いてもよい。
なお、上記構成において、発光ユニットは、可撓性を有していなくてもよい。例えば、複数の発光ユニットの少なくとも一つが、可撓性を有していてもよく、すべてが可撓性を有していてもよく、すべてが可撓性を有していなくてもよい。
以下では、本発明の一態様の発光装置を例に挙げて説明するが、発光装置に限定されず、表示装置等の装置にも適用することができる。
図1(A1)に、発光装置100を展開した状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置100の側面図を示す。
図1(A2)に、発光装置100を折りたたんだ状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置100の側面図を示す。
発光装置100は、1つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する2つの発光ユニット101と、を有する。連結部103及び発光ユニット101は可撓性を有する。連結部103は、発光ユニット101よりも小さい曲率半径で折り曲げることができる。図1(A2)に示すように、連結部103に曲げ線が位置するように発光装置100を折り曲げることで、発光ユニット101に含まれる素子を破壊することなく、発光装置100を薄く折りたたむことができる。2つの発光ユニット101の対向する面全面が接する程度にまで、連結部103を折り曲げることができるため、発光装置100を薄く折りたたむことができる。
例えば、連結部103を折り曲げる際の曲率半径は、10mm以下、5mm以下、3mm以下、好ましくは1mm以下、より好ましくは0.5mm以下、さらに好ましくは0.1mm以下とすることができる。
なお、本明細書中では、発光ユニットの発光面(又は表示ユニットの表示面)が内側になるように曲げる場合を「内曲げ」、発光ユニットの発光面(又は表示ユニットの表示面)が外側になるように曲げる場合を「外曲げ」と記す。また、発光ユニットや発光装置における発光面とは、発光素子からの光が取り出される面を指す。
本発明の一態様の発光装置は、内曲げ又は外曲げの少なくとも一方が可能であり、好ましくは、両方が可能である。
連結部は単数であっても複数であってもよい。1つの連結部を介して2つ以上の発光ユニットが離間してもよい。複数の連結部の大きさは、それぞれ異なっていてもよいし、同一のものと異なるものの双方を含んでいてもよいし、すべて同一であってもよい。連結部の幅(2つの発光ユニットの間隔)は、特に限定はなく、例えば、10cm以下、5cm以下、3cm以下、10mm以下、5mm以下、3mm以下、又は2mm以下とすることができる。なお、10cmより広い幅で連結部を設けてもよい。
例えば、連結部103は、半導体素子、発光素子、表示素子、又は容量素子等の機能素子や配線を有さない領域とすればよい。また、連結部103は、機能素子の上層又は下層に位置する膜(保護膜、下地膜、層間絶縁膜等)も含まない領域としてもよい。また、連結部103は、発光装置又は表示装置の最表面に位置する一対の基板、及び一対の基板の間の接着層のみを有する領域としてもよい。また、連結部103は、発光装置又は表示装置の最表面に位置する一対の基板、及び一対の基板の間の接着層に加え、曲げ性の高い膜(絶縁膜、導電膜、半導体膜等)を有する領域としてもよい。
複数の発光ユニットの少なくとも一つは、連結部と隣り合わない辺側から信号が外部より供給されてもよい。例えば、発光ユニットは発光部と駆動回路部を有していてもよい。
または、上記構成において、複数の発光ユニットの少なくとも一つは、無線通信により信号が供給されてもよい。例えば、発光ユニットは発光部とアンテナを有していてもよい。外部から信号が供給されることで、発光ユニットは、発光、又は画像や情報等の表示を行うことができる。複数の発光ユニットは、それぞれ独立に、表示や発光を行ってもよいし、互いに同期していてもよい。
また、発光ユニット又は発光装置は、スピーカを有していてもよい。これにより、発光装置は、外部から供給された信号に応じて、音声を再生することができる。
図1(B1)に、発光装置110を展開した状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置110の側面図を示す。
図1(B2)に、発光装置110を折りたたんだ状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置110の側面図を示す。
発光装置110は、2つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する3つの発光ユニット101と、を有する。連結部103及び発光ユニット101は可撓性を有する。連結部103は、発光ユニット101よりも小さい曲率半径で折り曲げることができる。連結部103は、それぞれ、2つの発光ユニット101の間に位置する。
このように、本発明の一態様の発光装置は、n個の連結部103と、連結部を介して互いに離間する(n+1)個の発光ユニット101と、を有する(nは1以上の整数)。連結部103に曲げ線が位置するように発光装置を折り曲げることで、発光ユニット101に含まれる素子を破壊することなく、発光装置110を1つの発光ユニット101の大きさにまで小さく折りたたむことができる。このように、本発明の一態様の発光装置は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、広い発光領域により表示の一覧性に優れる。
また、図1(C)では、1つの連結部103を介して互いに離間する4つの発光ユニット101を有する発光装置を示す。
一定の曲率半径まで折り曲げ可能な発光ユニットであっても、二方向以上に曲げる際に、一方向への曲げ線と他方向への曲げ線とが交わる領域に大きな力が加わり、当該領域において素子が壊れてしまう場合がある。しかし、本発明の一態様の発光装置では、発光ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる連結部を有する。連結部に曲げ線、さらには、二方向以上の曲げ線が交わる領域が位置するように装置を折り曲げることで、素子が壊れることを抑制し、かつ、折り曲げる際の曲率半径をより小さくすることができる。
図1(D)には、1つの連結部103を介して互いに離間する3つの発光ユニット101を有する発光装置を示す。3つの発光ユニット101のうち、2つは同じ大きさであり、1つは異なる大きさである。本発明の一態様において、複数の発光ユニット101の大きさは、すべて異なっていてもよいし、一部が同一であってもよいし、すべてが同一であってもよい。
図1(E)には、5つの連結部103を介して互いに離間する6つの発光ユニット101を有する発光装置を示す。本発明の一態様において、発光装置の平面形状に限定はなく、例えば、角形、円形等とすることができる。さらに、発光ユニットの平面形状にも限定はなく、例えば、角形、円形等とすることができる。
図2(A1)に、発光装置120を展開した状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置120の側面図を示す。発光装置120は、1つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する2つの発光ユニット101と、を有する。各発光ユニット101は、発光部105を有する。
図2(A2)、(A3)に、発光装置120を折りたたんだ状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置120の側面図を示す。具体的には、図2(A2)では、発光面が内側になるように連結部を内曲げとした場合を示し、図2(A3)では、発光面が外側になるように連結部を外曲げとした場合を示す。
本発明の一態様の発光装置を使用しない際に、発光ユニットの発光面が内側になるように曲げることで、発光面にキズや汚れがつくことを抑制できる。
本発明の一態様の発光装置を使用する際には、展開することで、すべての発光ユニットを用いてもよいし、発光ユニットの発光面が外側になるように曲げることで、発光ユニットの一部を用いてもよい。折りたたまれ、使用者にとって見えない発光ユニットを非発光状態とすることで、発光装置の消費電力を抑制できる。
図2(B1)に、発光装置130を展開した状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置130の側面図を示す。発光装置130は、1つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する2つの発光ユニット101と、を有する。各発光ユニット101は、発光部105及び駆動回路部107を有する。
複数の発光ユニットの少なくとも一つは、連結部と隣り合わない辺と発光部との間に、駆動回路部を有していてもよい。駆動回路部107の位置が異なる変形例として、図2(C)に、発光装置140を展開した状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置140の側面図を示す。
図2(B2)、(B3)に、発光装置130を折りたたんだ状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置130の側面図を示す。具体的には、図2(B2)では、発光面が内側になるように連結部を内曲げとした場合を示し、図2(B3)では、発光面が外側になるように連結部を外曲げとした場合を示す。
図2(B4)に、連結部103を折り曲げて発光装置130を展開した状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置130の2通りの側面図と、を示す。特に、2通りの側面図のうち、上側の側面図に示す構成は、2つの発光部105の間隔をより狭くすることができるため好ましく、下側の側面図に示す構成は、2つの発光部105間の段差をより低くすることができるため好ましい。
連結部103を折り曲げることで、連結部103を介して互いに離間する発光ユニット101の間隔が狭くなり、表示の分離感を抑制できるため、好ましい。特に、発光装置130のように、発光部105と連結部103の間の距離が短いほど、連結部103を折り曲げた際に発光ユニット101の間隔を狭くすることができるため、好ましい。具体的には、連結部103と発光部105の間の距離は、10mm以下が好ましく、1mm以下が特に好ましい。
なお、本発明の一態様の発光装置は、連結部以外の場所で折り曲げてもよい。連結部と、連結部以外の場所と、の双方で折り曲げる例を以下に示す。なお、本発明の一態様の発光装置を、連結部以外の場所でのみ折り曲げてもよい。
図3(A)に、発光装置150を展開した状態の平面図を示す。図2(B4)と同様に、連結部103を2回折り曲げて(山折りと谷折りをして)発光装置150を展開してもよい。発光装置150は、1つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する2つの発光ユニット101と、を有する。各発光ユニット101は、発光部105及び駆動回路部107を有する。
図3(B)に、連結部103を折り曲げることで、発光装置150を2つ折りにした状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置150の側面図2つと、を示す。図3(B)では、図3(A)に示す曲げ線L1に沿って発光装置150を折り曲げた例を示す。
図3(C)に、発光ユニット101を折り曲げることで、発光装置150をさらに2つ折りにした状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置150の側面図を示す。図3(C)では、図3(A)に示す曲げ線L2に沿って発光装置150を折り曲げた例を示す。
変形例として、図3(D)、(E)に、発光ユニット101を折り曲げることで、発光装置150をさらに3つ折りにした状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置150の側面図を示す。図3(D)では、図3(A)に示す曲げ線L3に沿って発光装置150を折り曲げた例を示す。
連結部103のない発光装置150を二方向に折り曲げ、四つ折り以上にする場合、一定の曲率半径まで折り曲げ可能な発光ユニットであっても、二方向の曲げ線が交わる領域に大きな力が加わり、当該領域において素子が壊れてしまう場合がある。しかし、本発明の一態様の発光装置では、発光ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる連結部を有する。連結部に少なくとも一方の曲げ線、さらには、二方向の曲げ線が交わる領域が位置するように装置を折り曲げることで、素子が壊れることを抑制し、かつ、折り曲げる際の曲率半径をより小さくすることができる。
図4(A)に、発光装置160を展開した状態の平面図を示す。発光装置160は、1つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する4つの発光ユニット101と、を有する。各発光ユニット101は、発光部105及び駆動回路部107を有する。また、図4(D)に示すように、連結部103を山折り及び谷折りして、使用者から連結部103が視認されにくいように発光装置160を展開してもよい。これにより、複数の発光ユニット101間の間隔を狭くすることができ、表示の分離感を抑制できる。
図4(B)に、連結部103を折り曲げることで、発光装置160を2つ折りにした状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置160の側面図と、を示す。図4(B)では、図4(A)に示す曲げ線L4に沿って発光装置160を折り曲げた例を示す。
図4(C)に、連結部103を折り曲げ、図4(B)に示す発光装置160をさらに2つ折りにした状態の平面図と、平面図における矢印の方向から見た発光装置160の側面図と、を示す。図4(C)では、図4(A)に示す曲げ線L5に沿って発光装置160を折り曲げた例を示す。
連結部に二方向の曲げ線、さらには、二方向の曲げ線が交わる領域が位置するように装置を折り曲げることで、素子が壊れることを抑制し、かつ、折り曲げる際の曲率半径をより小さくすることができる。
図5(A)に、連結部103に開口部109を有する発光装置170を示す。二方向の曲げ線が交わる領域では連結部103を構成する層に大きな力がかかりやすい。例えば、連結部103に含まれる可撓性基板などにクラックが生じる場合がある。そこで、二方向の曲げ線が交わる領域など、発光装置を折りたたむ際に力が加わりやすい領域に開口部を設けることが好ましい。これにより、当該領域でのクラックの発生等を抑制でき、発光装置の信頼性を高めることができる。
開口部の位置、形状、大きさに限定はなく、例えば、連結部や、発光ユニットにおける素子が設けられていない領域に、円形、角形等の開口部を設ければよい。1つの発光装置が有する開口部の数は単数であっても複数であってもよい。
図5(B)に、連結部103に切り込み111を有する発光装置171を示す。図5(C)に、連結部103に切り込み111よりも広い切り込み113を有する発光装置172を示す。例えば、発光装置を二方向に折り曲げ、四つ折りにする場合、2回目の折り曲げの際に、発光装置を二重に重ねて曲げることになる。二重に重ねて曲げた位置や、二方向の曲げ線が交わる領域などには、大きな力がかかり、発光装置を構成する層(基板や接着層、素子など)が破損する場合がある。連結部103に切り込みを形成することで、2方向以上発光装置を折り曲げた際に、発光装置に大きな力がかかり発光装置が破損することを抑制できる。
切り込みの範囲に限定はなく、例えば、発光装置の端部から二方向の曲げ線が交わる領域までであってもよい。切り込みの位置、形状、大きさに限定はなく、例えば、連結部や、発光ユニットにおける素子が設けられていない領域に設ければよい。1つの発光装置が有する切り込みの数は単数であっても複数であってもよい。
図5(D)に、連結部103に切り込み111及び開口部115を有する発光装置173を示す。発光装置が切り込みと開口部の双方を有する場合、切り込みと開口部はつながっていてもよいし、それぞれ独立に設けられていてもよい。
また、本発明の一態様の発光装置は、折り曲げることで、互いに平行でない連続した二つ以上の面に発光ユニットを配置することができ、立体形状の発光領域を実現できる。
図6(A1)に、展開した状態の発光装置180を示し、図6(A2)に、連結部103を折り曲げて発光領域を立体形状とした状態の発光装置180を示す。図6(A2)では、連結部103を山折り及び谷折りして、連結部103を介して互いに離間する発光ユニット101の間隔を狭めた場合を示す。発光装置180は、2つの連結部103と、連結部103を介して互いに離間する3つの発光ユニット101と、を有する。
図6(B1)に、連結部103を折り曲げて発光領域を立体形状とした状態の発光装置181を示し、図6(B2)に、図6(B1)に示す発光装置181の背面図を示す。
発光装置181は、2つの連結部103と、一方の連結部103を介して互いに離間する2つの発光ユニット101a、101bと、他方の連結部103を介して発光ユニット101bと離間する基材161と、を有する。図6(B1)では、連結部103を山折り及び谷折りして、連結部103を介して互いに離間する発光ユニット101a、101bの間隔を狭めた場合を示す。
本発明の一態様の発光装置は、発光ユニット以外のユニットが連結部を介して接続していてもよい。例えば、2種類以上の発光ユニットや、表示ユニットであってもよいし、支持基材であってもよいし、カメラ、キーボード、タッチパネル等を有するユニットであってもよい。また、連結部を介さず、これらのユニット(発光ユニット、表示ユニット、支持基材等)が接続されていてもよい。
また、発光ユニット101aは、二次電池163及びアンテナ165を有する。アンテナ165は発光ユニット101aの側面に位置する例を示したが、これに限られず、発光面や発光面と対向する面に位置していてもよい。二次電池163を配置する位置も限定されない。
本発明の一態様の電子機器は、発光装置と二次電池とを有していてもよい。このとき、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。電子機器は、二次電池を発光ユニット内や発光装置内に有していてもよいし、別のユニット内や装置内に有していてもよい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイオンポリマー電池)等のリチウム電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、発光装置とアンテナとを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、発光ユニットで発光、又は映像や情報等の表示を行うことができる。電子機器は、アンテナを発光ユニット内や発光装置内に有していてもよいし、別のユニット内や装置内に有していてもよい。また、電子機器が二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
また、図6(C)に示す切り込みを有する発光装置182を折り曲げることで、互いに平行でない連続した二つ以上の面に発光ユニットを配置することができ、立体形状の発光領域を実現できる。
また、図6(D1)、(D2)に示す発光装置183のように、発光ユニット101が可撓性を有する場合、曲面の発光領域を実現することができる。
図7(A1)に、本発明の一態様の発光装置184を示す。発光装置184は、発光部105を含む発光ユニット101を有する。発光装置184の四つの角を中心へ向けて折り曲げた状態を図7(A2)に示す。
発光装置184には、半導体素子や発光素子が含まれるため、折り曲げる際の曲率半径は、素子が壊れない範囲で設定することが好ましい。
図7(B)〜(D)に、本発明の一態様の発光装置185、発光装置186、及び発光装置187を示す。これらの発光装置の四つの角を中心へ向けて折り曲げる際に、連結部103に曲げ線が位置するため、発光装置184に比べて小さな曲率半径で発光装置を折りたたむことができる。つまり、連結部を設けることで、より薄型で可搬性に優れた発光装置とすることができる。なお、発光装置186は、8つ折りにできる例である。各発光ユニットはアンテナを有し、無線通信で受信した信号に基づいて表示を行ってもよい。
図8に、本発明の一態様の発光装置の例を示す。図8(A)は正四面体状の発光装置190である。図8(B)は、正六面体状の発光装置191である。図8(C)は四角錐状の発光装置192である。図8(D)は、正十二面体状の発光装置193である。図8(E)は、正二十面体状の発光装置194である。各発光装置は、少なくとも一面に発光ユニットを有していればよい。各発光装置は、二面以上に発光ユニットを有していてもよい。特に、各発光装置は、互いに平行でない連続した二つ以上の面に発光ユニットを有することで、立体形状の発光領域を実現できる。各発光装置は、本発明の一態様を適用することで、展開して用いることができてもよい。これにより、表示の一覧性が高まる。各発光装置は、本発明の一態様を適用することで、展開した後、折りたたむことができてもよい。これにより、可搬性が高まる。1つの発光ユニットは、一面にのみ配置されていてもよいし、二面以上にわたって配置されていてもよい。一面につき1つの発光ユニットが配置されており、隣り合う面の境界が連結部で構成されていると、より小さな曲率半径で折り曲げが可能となる。また、連結部を山折り及び谷折りすることで、隣り合う面どうしが有する発光ユニットを接することができ、表示の分離感が抑制された立体的な発光領域を実現できる。また、1つの発光ユニットが二面以上にわたって配置されていると、継ぎ目のない立体的な発光領域を実現できる。
なお、本発明の一態様の発光装置に用いる発光ユニットの可撓性は問わない。また、本発明の一態様の発光装置に用いる発光ユニットは、タッチセンサ及び発光素子を有するタッチパネルであってもよい。
本発明の一態様は、発光ユニットを有する発光装置だけでなく、表示ユニットを有する表示装置にも適用することができる。このとき、表示ユニットの可撓性は問わない。また、本発明の一態様の表示装置に用いる表示ユニットは、タッチセンサ及び表示素子を有するタッチパネルであってもよい。
例えば、本明細書等において、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することができる。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例えば、EL素子(有機物及び無機物を含むEL素子、有機EL素子、無機EL素子)、LED(白色LED、赤色LED、緑色LED、青色LEDなど)、トランジスタ(電流に応じて発光するトランジスタ)、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ(GLV)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)を用いた表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、DMS(デジタル・マイクロ・シャッター)、干渉変調(IMOD)素子、シャッター方式のMEMS表示素子、光干渉方式のMEMS表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブを用いた表示素子などの少なくとも1つを有している。これらの他にも、電気的又は磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有していてもよい。EL素子を用いた表示装置の一例としては、ELディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ(FED)又はSED方式平面型ディスプレイ(SED:Surface−conduction Electron−emitter Display)などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ(透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ)などがある。電子インク、電子粉流体(登録商標)、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部又は全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部又は全部が、アルミニウム、銀などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、SRAMなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。
例えば、本明細書等において、画素に能動素子(アクティブ素子、非線形素子)を有するアクティブマトリクス方式、又は画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子を用いることができる。例えば、MIM(Metal Insulator Metal)、又はTFD(Thin Film Diode)などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化を図ることができる。
パッシブマトリクス方式では、能動素子を用いないため、製造工程が少なく、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることができる。
なお、ここでは、表示装置を用いて、様々な表示を行う場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、情報を表示しないようにしてもよい。一例としては、表示装置のかわりに、照明装置として用いてもよい。照明装置に適用することにより、デザイン性に優れたインテリアとして、活用することができる。または、様々な方向を照らすことができる照明として活用することができる。または、表示装置のかわりに、バックライトやフロントライトなどの光源として用いてもよい。つまり、表示パネルのための照明装置として活用してもよい。
以上のように、本発明の一態様を適用することで、機能素子等を含まない連結部を有し、小さい曲率半径で折り曲げ可能な発光装置を実現できる。本発明の一態様の発光装置は、展開した状態では、表示の一覧性に優れ、折りたたんだ状態では、薄型で、可搬性、携帯性に優れる。また、本発明の一態様を適用した発光装置は、破損しにくく信頼性が高い。
本実施の形態は、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、本発明の一態様に適用することができる発光パネルの構成と、本発明の一態様の発光装置の作製方法について説明する。
本発明の一態様において、発光ユニットの可撓性は問わないが、可撓性を有していることが好ましい。本実施の形態で例示する発光パネルは、本発明の一態様の発光装置における発光ユニットに適用することができる。
本実施の形態で例示するフレキシブルな発光パネルを曲げた際、発光パネルにおける最も小さい曲率半径は、1mm以上150mm以下、1mm以上100mm以下、1mm以上10mm以下、又は2mm以上5mm以下とすることができる。発光パネルを曲げる方向は問わない。また、曲げる箇所は1か所であっても2か所以上であってもよく、例えば、発光パネルを二つ折りや三つ折りにする、又は四つ以上に折りたたむことができる。
<具体例1>
図9(A)に発光パネルの平面図を示し、図9(A)における一点鎖線A1−A2間の断面図の一例を図9(C)に示す。具体例1で示す発光パネルは、カラーフィルタ方式を用いたトップエミッション型の発光パネルである。本実施の形態において、発光パネルは、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の副画素で1つの色を表現する構成や、R(赤)、G(緑)、B(青)、W(白)の4色の副画素で1つの色を表現する構成等が適用できる。色要素としては特に限定はなく、RGBW以外の色を用いてもよく、例えば、イエロー、シアン、マゼンタなどで構成されてもよい。
図9(A)に示す発光パネルは、発光部804、駆動回路部806、FPC(Flexible Printed Circuit)808を有する。発光部804及び駆動回路部806に含まれる発光素子やトランジスタは基板801、基板803、及び封止層823によって封止されている。
図9(C)に示す発光パネルは、基板801、接着層811、絶縁層813、複数のトランジスタ、導電層857、絶縁層815、絶縁層817、複数の発光素子、絶縁層821、封止層823、オーバーコート849、着色層845、遮光層847、絶縁層843、接着層841、及び基板803を有する。封止層823、オーバーコート849、絶縁層843、接着層841、及び基板803は可視光を透過する。
発光部804は、接着層811及び絶縁層813を介して基板801上にトランジスタ820及び発光素子830を有する。発光素子830は、絶縁層817上の下部電極831と、下部電極831上のEL層833と、EL層833上の上部電極835と、を有する。下部電極831は、トランジスタ820のソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。下部電極831は可視光を反射することが好ましい。上部電極835は可視光を透過する。
また、発光部804は、発光素子830と重なる着色層845と、絶縁層821と重なる遮光層847と、を有する。着色層845及び遮光層847はオーバーコート849で覆われている。発光素子830とオーバーコート849の間は封止層823で充填されている。
絶縁層815は、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏する。また、絶縁層817は、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁層を選択することが好適である。
駆動回路部806は、接着層811及び絶縁層813を介して基板801上にトランジスタを複数有する。図9(C)では、駆動回路部806が有するトランジスタのうち、1つのトランジスタを示している。
絶縁層813と基板801は接着層811によって貼り合わされている。また、絶縁層843と基板803は接着層841によって貼り合わされている。絶縁層813や絶縁層843に透水性の低い膜を用いると、発光素子830やトランジスタ820に水等の不純物が侵入することを抑制でき、発光パネルの信頼性が高くなるため好ましい。
導電層857は、駆動回路部806に外部からの信号(ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等)や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC808を設ける例を示している。工程数の増加を防ぐため、導電層857は、発光部や駆動回路部に用いる電極や配線と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。ここでは、導電層857を、トランジスタ820を構成する電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
図9(C)に示す発光パネルでは、接続体825が基板803上に位置する。接続体825は、基板803、接着層841、絶縁層843、封止層823、絶縁層817、及び絶縁層815に設けられた開口を介して導電層857と接続している。また、接続体825はFPC808に接続している。接続体825を介してFPC808と導電層857は電気的に接続する。導電層857と基板803とが重なる場合には、基板803を開口する(又は開口部を有する基板を用いる)ことで、導電層857、接続体825、及びFPC808を電気的に接続させることができる。
具体例1では、耐熱性の高い作製基板上で絶縁層813やトランジスタ820、発光素子830を作製し、該作製基板を剥離し、接着層811を用いて基板801上に絶縁層813やトランジスタ820、発光素子830を転置することで作製できる発光パネルを示している。また、具体例1では、耐熱性の高い作製基板上で絶縁層843、着色層845及び遮光層847を作製し、該作製基板を剥離し、接着層841を用いて基板803上に絶縁層843、着色層845及び遮光層847を転置することで作製できる発光パネルを示している。
基板に、耐熱性が低い材料(樹脂など)を用いる場合、作製工程で基板に高温をかけることが難しいため、該基板上にトランジスタや絶縁層を作製する条件に制限がある。また、発光パネルの基板に透水性が高い材料(樹脂など)を用いる場合、基板と発光素子の間に、高温をかけて、透水性の低い膜を形成することが好ましい。本実施の形態の作製方法では、耐熱性の高い作製基板上でトランジスタ等の作製を行えるため、高温をかけて、信頼性の高いトランジスタや十分に透水性の低い膜を形成することができる。そして、それらを基板801や基板803へと転置することで、信頼性の高い発光パネルを作製できる。これにより、本発明の一態様では、軽量又は薄型であり、且つ信頼性の高い発光パネルを実現できる。作製方法の詳細は後述する。
<具体例2>
図9(B)に発光パネルの平面図を示し、図9(B)における一点鎖線A3−A4間の断面図の一例を図9(D)に示す。具体例2で示す発光パネルは、具体例1とは異なる、カラーフィルタ方式を用いたトップエミッション型の発光パネルである。ここでは、具体例1と異なる点のみ詳述し、具体例1と共通する点は説明を省略する。
図9(D)に示す発光パネルは、図9(C)に示す発光パネルと下記の点で異なる。
図9(D)に示す発光パネルは、絶縁層821上にスペーサ827を有する。スペーサ827を設けることで、基板801と基板803の間隔を調整することができる。
また、図9(D)に示す発光パネルは、基板801と基板803の大きさが異なる。接続体825が絶縁層843上に位置し、基板803と重ならない。接続体825は、絶縁層843、封止層823、絶縁層817、及び絶縁層815に設けられた開口を介して導電層857と接続している。基板803に開口を設ける必要がないため、基板803の材料が制限されない。
<具体例3>
図10(A)に発光パネルの平面図を示し、図10(A)における一点鎖線A5−A6間の断面図の一例を図10(C)に示す。具体例3で示す発光パネルは、塗り分け方式を用いたトップエミッション型の発光パネルである。
図10(A)に示す発光パネルは、発光部804、駆動回路部806、FPC808を有する。発光部804及び駆動回路部806に含まれる発光素子やトランジスタは基板801、基板803、枠状の封止層824、及び封止層823によって封止されている。
図10(C)に示す発光パネルは、基板801、接着層811、絶縁層813、複数のトランジスタ、導電層857、絶縁層815、絶縁層817、複数の発光素子、絶縁層821、封止層823、枠状の封止層824、及び基板803を有する。封止層823及び基板803は可視光を透過する。
枠状の封止層824は、封止層823よりもガスバリア性が高い層であることが好ましい。これにより、外部から水分や酸素が発光パネルに侵入することを抑制できる。したがって、信頼性の高い発光パネルを実現することができる。
具体例3では、封止層823を介して発光素子830の発光が発光パネルから取り出される。したがって、封止層823は、枠状の封止層824に比べて透光性が高いことが好ましい。また、封止層823は、枠状の封止層824に比べて屈折率が高いことが好ましい。また、封止層823は、枠状の封止層824に比べて硬化時の体積の収縮が小さいことが好ましい。
発光部804は、接着層811及び絶縁層813を介して基板801上にトランジスタ820及び発光素子830を有する。発光素子830は、絶縁層817上の下部電極831と、下部電極831上のEL層833と、EL層833上の上部電極835と、を有する。下部電極831は、トランジスタ820のソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。下部電極831は可視光を反射することが好ましい。上部電極835は可視光を透過する。
駆動回路部806は、接着層811及び絶縁層813を介して基板801上にトランジスタを複数有する。図10(C)では、駆動回路部806が有するトランジスタのうち、1つのトランジスタを示している。
絶縁層813と基板801は接着層811によって貼り合わされている。絶縁層813に透水性の低い膜を用いると、発光素子830やトランジスタ820に水等の不純物が侵入することを抑制でき、発光パネルの信頼性が高くなるため好ましい。
導電層857は、駆動回路部806に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC808を設ける例を示している。また、ここでは、導電層857を、トランジスタ820を構成する電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
図10(C)に示す発光パネルでは、接続体825が基板803上に位置する。接続体825は、基板803、封止層823、絶縁層817、及び絶縁層815に設けられた開口を介して導電層857と接続している。また、接続体825はFPC808に接続している。接続体825を介してFPC808と導電層857は電気的に接続する。
具体例3では、耐熱性の高い作製基板上で絶縁層813やトランジスタ820、発光素子830を作製し、該作製基板を剥離し、接着層811を用いて基板801上に絶縁層813やトランジスタ820、発光素子830を転置することで作製できる発光パネルを示している。耐熱性の高い作製基板上でトランジスタ等の作製を行えるため、高温をかけて、信頼性の高いトランジスタや十分に透水性の低い膜を形成することができる。そして、それらを基板801へと転置することで、信頼性の高い発光パネルを作製できる。これにより、本発明の一態様では、軽量又は薄型であり、且つ信頼性の高い発光パネルを実現できる。
<具体例4>
図10(B)に発光パネルの平面図を示し、図10(B)における一点鎖線A7−A8間の断面図の一例を図10(D)に示す。具体例4で示す発光パネルは、カラーフィルタ方式を用いたボトムエミッション型の発光パネルである。
図10(D)に示す発光パネルは、基板801、接着層811、絶縁層813、複数のトランジスタ、導電層857、絶縁層815、着色層845、絶縁層817a、絶縁層817b、導電層816、複数の発光素子、絶縁層821、封止層823、及び基板803を有する。基板801、接着層811、絶縁層813、絶縁層815、絶縁層817a、及び絶縁層817bは可視光を透過する。
発光部804は、接着層811及び絶縁層813を介して基板801上にトランジスタ820、トランジスタ822、及び発光素子830を有する。発光素子830は、絶縁層817b上の下部電極831と、下部電極831上のEL層833と、EL層833上の上部電極835と、を有する。下部電極831は、トランジスタ820のソース電極又はドレイン電極と電気的に接続する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。上部電極835は可視光を反射することが好ましい。下部電極831は可視光を透過する。発光素子830と重なる着色層845を設ける位置は、特に限定されず、例えば、絶縁層817aと絶縁層817bの間や、絶縁層815と絶縁層817aの間等に設ければよい。
駆動回路部806は、接着層811及び絶縁層813を介して基板801上にトランジスタを複数有する。図10(D)では、駆動回路部806が有するトランジスタのうち、2つのトランジスタを示している。
絶縁層813と基板801は接着層811によって貼り合わされている。絶縁層813に透水性の低い膜を用いると、発光素子830やトランジスタ820、822に水等の不純物が侵入することを抑制でき、発光パネルの信頼性が高くなるため好ましい。
導電層857は、駆動回路部806に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてFPC808を設ける例を示している。また、ここでは、導電層857を、導電層816と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
具体例4では、耐熱性の高い作製基板上で絶縁層813やトランジスタ820、発光素子830等を作製し、該作製基板を剥離し、接着層811を用いて基板801上に絶縁層813やトランジスタ820、発光素子830等を転置することで作製できる発光パネルを示している。耐熱性の高い作製基板上でトランジスタ等の作製を行えるため、高温をかけて、信頼性の高いトランジスタや十分に透水性の低い膜を形成することができる。そして、それらを基板801へと転置することで、信頼性の高い発光パネルを作製できる。これにより、本発明の一態様では、軽量又は薄型であり、且つ信頼性の高い発光パネルを実現できる。
<具体例5>
図10(E)に具体例1〜4とは異なる発光パネルの例を示す。
図10(E)に示す発光パネルは、基板801、接着層811、絶縁層813、導電層814、導電層857a、導電層857b、発光素子830、絶縁層821、封止層823、及び基板803を有する。
導電層857a及び導電層857bは、発光パネルの外部接続電極であり、FPC等と電気的に接続させることができる。
発光素子830は、下部電極831、EL層833、及び上部電極835を有する。下部電極831の端部は、絶縁層821で覆われている。発光素子830はボトムエミッション型、トップエミッション型、又はデュアルエミッション型である。光を取り出す側の電極、基板、絶縁層等は、それぞれ可視光を透過する。導電層814は、下部電極831と電気的に接続する。
光を取り出す側の基板は、光取り出し構造として、半球レンズ、マイクロレンズアレイ、凹凸構造が施されたフィルム、光拡散フィルム等を有していてもよい。例えば、樹脂基板上に上記レンズやフィルムを、該基板又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接着することで、光取り出し構造を形成することができる。
導電層814は必ずしも設ける必要は無いが、下部電極831の抵抗に起因する電圧降下を抑制できるため、設けることが好ましい。また、同様の目的で、上部電極835と電気的に接続する導電層を絶縁層821上、EL層833上、又は上部電極835上などに設けてもよい。
導電層814は、銅、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウム、ニッケル、アルミニウムから選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料等を用いて、単層で又は積層して形成することができる。導電層814の膜厚は、例えば、0.1μm以上3μm以下とすることができ、好ましくは、0.1μm以上0.5μm以下である。
上部電極835と電気的に接続する導電層の材料にペースト(銀ペーストなど)を用いると、該導電層を構成する金属が粒状になって凝集する。そのため、該導電層の表面が粗く隙間の多い構成となり、EL層833が該導電層を完全に覆うことが難しく、上部電極と該導電層との電気的な接続をとることが容易になり好ましい。
具体例5では、耐熱性の高い作製基板上で絶縁層813や発光素子830等を作製し、該作製基板を剥離し、接着層811を用いて基板801上に絶縁層813や発光素子830等を転置することで作製できる発光パネルを示している。耐熱性の高い作製基板上で、高温をかけて、十分に透水性の低い膜を形成し、基板801へと転置することで、信頼性の高い発光パネルを作製できる。これにより、本発明の一態様では、軽量又は薄型であり、且つ信頼性の高い発光パネルを実現できる。
<材料の一例>
次に、発光パネルに用いることができる材料等を説明する。なお、本明細書中で先に説明した構成については説明を省略する場合がある。
基板には、ガラス、石英、有機樹脂、金属、合金などの材料を用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板は、該光に対する透光性を有する材料を用いる。
特に、可撓性基板を用いることが好ましい。例えば、有機樹脂や可撓性を有する程度の厚さのガラス、金属、合金を用いることができる。
ガラスに比べて有機樹脂は比重が小さいため、可撓性基板として有機樹脂を用いると、ガラスを用いる場合に比べて発光パネルを軽量化でき、好ましい。
基板には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損しにくい発光パネルを実現できる。例えば、有機樹脂基板や、厚さの薄い金属基板もしくは合金基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて、軽量であり、破損しにくい発光パネルを実現できる。
金属材料や合金材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、発光パネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。金属材料や合金材料を用いた基板の厚さは、10μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下であることがより好ましい。
金属基板や合金基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、又は、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いることができる。
また、基板に、熱放射率が高い材料を用いると発光パネルの表面温度が高くなることを抑制でき、発光パネルの破壊や信頼性の低下を抑制できる。例えば、基板を金属基板と熱放射率の高い層(例えば、金属酸化物やセラミック材料を用いることができる)の積層構造としてもよい。
可撓性及び透光性を有する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張率の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、PET等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板(プリプレグともいう)や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張率を下げた基板を使用することもできる。
可撓性基板としては、上記材料を用いた層が、装置の表面を傷などから保護するハードコート層(例えば、窒化シリコン層など)や、押圧を分散可能な材質の層(例えば、アラミド樹脂層など)等と積層されて構成されていてもよい。
可撓性基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い発光パネルとすることができる。
例えば、発光素子に近い側からガラス層、接着層、及び有機樹脂層を積層した可撓性基板を用いることができる。当該ガラス層の厚さとしては20μm以上200μm以下、好ましくは25μm以上100μm以下とする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する高いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、10μm以上200μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下とする。このような有機樹脂層をガラス層よりも外側に設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を基板に適用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな発光パネルとすることができる。
接着層や封止層には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルクロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテート)樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が機能素子に侵入することを抑制でき、発光パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、発光素子からの光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
発光パネルが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。または、In−Ga−Zn系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法(プラズマCVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD)法など)、ALD(Atomic Layer Deposition)法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。上記各構成例では、絶縁層813がトランジスタの下地膜を兼ねることができる。
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機EL素子、無機EL素子等を用いることができる。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
可視光を透過する導電膜は、例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いて形成することができる。また、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、もしくはチタン等の金属材料、これら金属材料を含む合金、又はこれら金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等も、透光性を有する程度に薄く形成することで用いることができる。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。また、グラフェン等を用いてもよい。
可視光を反射する導電膜は、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金等のアルミニウムを含む合金(アルミニウム合金)や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いて形成することができる。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜又は金属酸化物膜を積層することで、アルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。また、上記可視光を透過する導電膜と金属材料からなる膜とを積層してもよい。例えば、銀とITOの積層膜、銀とマグネシウムの合金とITOの積層膜などを用いることができる。
電極は、それぞれ、蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。そのほか、インクジェット法などの吐出法、スクリーン印刷法などの印刷法、又はメッキ法を用いて形成することができる。
下部電極831及び上部電極835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833に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はEL層833において再結合し、EL層833に含まれる発光物質が発光する。
EL層833は少なくとも発光層を有する。EL層833は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質(電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質)等を含む層をさらに有していてもよい。
EL層833には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。EL層833を構成する層は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光素子は、一対の透水性の低い絶縁膜の間に設けられていることが好ましい。これにより、発光素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、発光装置の信頼性の低下を抑制できる。
透水性の低い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、透水性の低い絶縁膜の水蒸気透過量は、1×10−5[g/m・day]以下、好ましくは1×10−6[g/m・day]以下、より好ましくは1×10−7[g/m・day]以下、さらに好ましくは1×10−8[g/m・day]以下とする。
透水性の低い絶縁膜を、絶縁層813や絶縁層843に用いることが好ましい。
絶縁層815としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、絶縁層817、絶縁層817a、及び絶縁層817bとしては、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン系樹脂等の有機材料をそれぞれ用いることができる。また、低誘電率材料(low−k材料)等を用いることができる。また、絶縁膜を複数積層させることで、各絶縁層を形成してもよい。
絶縁層821としては、有機絶縁材料又は無機絶縁材料を用いて形成する。樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂等を用いることができる。特に感光性の樹脂材料を用い、絶縁層821の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。
絶縁層821の形成方法は、特に限定されないが、フォトリソグラフィ法、スパッタ法、蒸着法、液滴吐出法(インクジェット法等)、印刷法(スクリーン印刷、オフセット印刷等)等を用いればよい。
スペーサ827は、無機絶縁材料、有機絶縁材料、金属材料等を用いて形成することができる。例えば、無機絶縁材料や有機絶縁材料としては、上記絶縁層に用いることができる各種材料が挙げられる。金属材料としては、チタン、アルミニウムなどを用いることができる。導電材料を含むスペーサ827と上部電極835とを電気的に接続させる構成とすることで、上部電極835の抵抗に起因した電位降下を抑制できる。また、スペーサ827は、順テーパ形状であっても逆テーパ形状であってもよい。
トランジスタの電極や配線、又は発光素子の補助電極等として機能する、発光パネルに用いる導電層は、例えば、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらの元素を含む合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、導電層は、導電性の金属酸化物を用いて形成してもよい。導電性の金属酸化物としては酸化インジウム(In等)、酸化スズ(SnO等)、酸化亜鉛(ZnO)、ITO、インジウム亜鉛酸化物(In−ZnO等)又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。
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色の波長帯域の光を透過する赤色(R)のカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する緑色(G)のカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過する青色(B)のカラーフィルタなどを用いることができる。各着色層は、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法を用いたエッチング方法などでそれぞれ所望の位置に形成する。
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する発光素子からの光を遮光し、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を、遮光層と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層としては、発光素子からの発光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料や顔料や染料を含む樹脂材料を用いてブラックマトリクスを形成すればよい。なお、遮光層は、駆動回路部などの発光部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
また、着色層及び遮光層を覆うオーバーコートを設けてもよい。オーバーコートを設けることで、着色層に含有された不純物等の発光素子への拡散を防止することができる。オーバーコートは、発光素子からの発光を透過する材料から構成され、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜や、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜を用いることができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。
また、封止層の材料を着色層及び遮光層上に塗布する場合、オーバーコートの材料として封止層の材料に対してぬれ性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、オーバーコートとして、ITO膜などの酸化物導電膜や、透光性を有する程度に薄いAg膜等の金属膜を用いることが好ましい。
接続体としては、熱硬化性の樹脂に金属粒子を混ぜ合わせたペースト状又はシート状の、熱圧着によって異方性の導電性を示す材料を用いることができる。金属粒子としては、例えばニッケル粒子を金で被覆したものなど、2種類以上の金属が層状となった粒子を用いることが好ましい。
<発光装置の作製方法例>
次に、本発明の一態様の発光装置の作製方法を図11〜図18を用いて例示する。
本実施の形態で作製する発光装置の平面図を図11(A)に示す。図11(A)における一点鎖線M1−M2間及びN1−N2間の断面の一例を図11(B)に示す。また、図11(A)における一点鎖線M1−M2間の断面の変形例を図17(A)、(B)にそれぞれ示す。
図11(A)に示す発光装置は、発光部804及び駆動回路部806をそれぞれ有する2つの発光ユニット881と、該2つの発光ユニット881の間の連結部809と、を有する。
図11(B)、図17(A)、(B)に示す発光ユニット881は、発光部804及び駆動回路部806にオーバーコート849を有していない点以外は、具体例1(図9(C))に示した発光パネルの構成と同様である。
図11(B)に示す連結部809は、基板801、基板803、及び接着層841からなる。
図17(A)に示す連結部809は、基板801、基板803、絶縁層813、トランジスタのゲート絶縁層、絶縁層815、封止層823、絶縁層843、接着層811、及び接着層841からなる。
図17(B)に示す連結部809は、基板801、基板803、絶縁層813、トランジスタのゲート絶縁層、絶縁層815、絶縁層817、封止層823、遮光層847、絶縁層843、接着層811、及び接着層841からなる。
本実施の形態では、連結部809が半導体素子、発光素子、表示素子、又は容量素子等の機能素子や配線を有さない。これにより、連結部809を折り曲げた際に、機能素子が破壊されることを抑制できる。また、連結部809は曲げ性の高い材料のみからなることが好ましい。絶縁層813、トランジスタのゲート絶縁層、絶縁層815、絶縁層817、遮光層847、絶縁層843等が曲げ性の高い層である場合は、図17(A)、(B)のように、連結部809に含まれていてもよい。
以下では、図11(B)に示す発光装置を作製する方法の一例を説明する。この方法により、具体例1、2(図9(C)、(D))等も作製することができる。
まず、作製基板201上に剥離層203を形成し、剥離層203上に絶縁層813を形成する。次に、絶縁層813上に複数のトランジスタ(トランジスタ820等)、導電層857、絶縁層815、絶縁層817、複数の発光素子(発光素子830等)、及び絶縁層821を形成する。なお、導電層857が露出するように、絶縁層821、絶縁層817、及び絶縁層815は開口する。ここでは、露出した導電層857上に、発光素子のEL層と同一材料、同一工程でEL層862を形成し、EL層862上に、発光素子の上部電極と同一材料、同一工程で導電層864を形成する(図12(A))。なお、EL層862及び導電層864は設けなくてもよい。
また、作製基板221上に剥離層223を形成し、剥離層223上に絶縁層843を形成する。次に、絶縁層843上に遮光層847及び着色層845を形成する(図12(B))。なお、ここでは図示しないが、図9(B)に示すように、遮光層847及び着色層845を覆うオーバーコートを設けてもよい。
図12(A)、(B)では、発光ユニット1つにつき島状の剥離層を1つ、各作製基板上に形成する。各作製基板に形成する剥離層の形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。図13(A)では、剥離層203と剥離層223の大きさが同じ場合を示す。なお、絶縁層813、絶縁層815、絶縁層817、絶縁層843等も同様に島状に形成してもよい。例えば、作製基板は、剥離層と重なる領域にのみ被剥離層が形成され、剥離層が設けられていない領域には何も形成されていなくてもよい。なお、剥離層上に形成した各層をまとめて被剥離層と記す場合がある。例えば、図12(A)における、絶縁層813から発光素子830(又は導電層864)までを被剥離層と呼ぶことができる。
なお、図17(C)等を用いて後述するが、本発明の一態様において、複数の発光ユニットに対し1つの島状の剥離層を形成してもよい。
この工程では、作製基板から被剥離層を剥離する際に、作製基板と剥離層の界面、剥離層と被剥離層の界面、又は剥離層中で剥離が生じるような材料を選択する。本実施の形態では、絶縁層813と剥離層203の界面、及び絶縁層843と剥離層223の界面で剥離が生じる場合を例示するが、剥離層や被剥離層に用いる材料の組み合わせによってはこれに限られない。なお、被剥離層が積層構造である場合、剥離層と接する層を特に第1の層と記す場合がある。例えば、第1の層は、単層の絶縁層813、又は、積層構造である絶縁層813に含まれる、剥離層と接する層を指す。
作製基板には、少なくとも作製行程中の処理温度に耐えうる耐熱性を有する基板を用いる。作製基板としては、例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、半導体基板、セラミック基板、金属基板、樹脂基板、プラスチック基板などを用いることができる。
なお、量産性を向上させるため、作製基板として大型のガラス基板を用いることが好ましい。例えば、第3世代(550mm×650mm)、第3.5世代(600mm×720mm、または620mm×750mm)、第4世代(680mm×880mm、または730mm×920mm)、第5世代(1100mm×1300mm)、第6世代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm、2450mm×3050mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等のガラス基板、又はこれよりも大型のガラス基板を用いることができる。
また、ガラス基板には、例えば、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス等のガラス材料を用いることができる。後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が730℃以上のものを用いるとよい。なお、酸化バリウム(BaO)を多く含ませることで、より実用的な耐熱ガラスが得られる。他にも、結晶化ガラスなどを用いることができる。
作製基板にガラス基板を用いる場合、作製基板と剥離層との間に、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の絶縁膜を形成すると、ガラス基板からの汚染を防止でき、好ましい。
剥離層203及び剥離層223は、それぞれ、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニオブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、該元素を含む合金材料、又は該元素を含む化合物材料を用いた、単層又は積層された層とすることができる。シリコンを含む層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいずれでもよい。また、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸化チタン、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、In−Ga−Zn酸化物等の金属酸化物を用いてもよい。剥離層に、タングステン、チタン、モリブデンなどの高融点金属材料を用いると、被剥離層の形成工程の自由度が高まるため好ましい。
剥離層は、スパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法、印刷法等により形成できる。なお、塗布法は、スピンコーティング法、液滴吐出法、ディスペンス法を含む。剥離層の厚さは、例えば0.1nm以上、10nm以上、又は20nm以上とすることができる。また、剥離層の厚さは、例えば200nm以下、100nm以下、10nm未満、5nm以下とすることができる。
剥離層が単層構造の場合、タングステン層、モリブデン層、又はタングステンとモリブデンの混合物を含む層を形成することが好ましい。また、タングステンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、モリブデンの酸化物もしくは酸化窒化物を含む層、又はタングステンとモリブデンの混合物の酸化物もしくは酸化窒化物を含む層を形成してもよい。なお、タングステンとモリブデンの混合物とは、例えば、タングステンとモリブデンの合金に相当する。
また、剥離層として、タングステンを含む層とタングステンの酸化物を含む層の積層構造を形成する場合、タングステンを含む層を形成し、その上層に酸化物で形成される絶縁膜を形成することで、タングステン層と絶縁膜との界面に、タングステンの酸化物を含む層が形成されることを活用してもよい。また、タングステンを含む層の表面を、熱酸化処理、酸素プラズマ処理、亜酸化窒素(NO)プラズマ処理、オゾン水等の酸化力の強い溶液での処理等を行ってタングステンの酸化物を含む層を形成してもよい。またプラズマ処理や加熱処理は、酸素、窒素、亜酸化窒素単独、あるいは該ガスとその他のガスとの混合気体雰囲気下で行ってもよい。上記プラズマ処理や加熱処理により、剥離層の表面状態を変えることにより、剥離層と後に形成される絶縁膜との密着性を制御することが可能である。
なお、作製基板と被剥離層の界面で剥離が可能な場合には、剥離層を設けなくてもよい。例えば、作製基板としてガラスを用い、ガラスに接してポリイミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリル等の有機樹脂を形成する。次に、レーザ照射や加熱処理を行うことで、作製基板と有機樹脂の密着性を向上させる。そして、有機樹脂上に絶縁膜やトランジスタ等を形成する。その後、先のレーザ照射よりも高いエネルギー密度でレーザ照射を行う、又は、先の加熱処理よりも高い温度で加熱処理を行うことで、作製基板と有機樹脂の界面で剥離することができる。また、剥離の際には、作製基板と有機樹脂の界面に液体を浸透させて分離してもよい。
当該方法では、耐熱性の低い有機樹脂上に絶縁膜やトランジスタ等を形成するため、作製工程で基板に高温をかけることができない。ここで、酸化物半導体を用いたトランジスタは、高温の作製工程が必須でないため、有機樹脂上に好適に形成することができる。
なお、該有機樹脂を、装置を構成する基板として用いてもよいし、該有機樹脂を除去し、被剥離層の露出した面に接着剤を用いて別の基板を貼り合わせてもよい。
または、作製基板と有機樹脂の間に金属層を設け、該金属層に電流を流すことで該金属層を加熱し、金属層と有機樹脂の界面で剥離を行ってもよい。
被剥離層として形成する層に特に限定は無い。本実施の形態では、被剥離層として、剥離層203上に接する絶縁層813、絶縁層813上の機能素子等を作製する。
各絶縁層は、スパッタリング法、プラズマCVD法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能であり、例えば、プラズマCVD法によって成膜温度を250℃以上400℃以下として形成することで、緻密で非常に透水性の低い膜とすることができる。
その後、作製基板221の着色層845等が設けられた面又は作製基板201の発光素子830等が設けられた面に封止層823の材料を配置し、封止層823を介して該面同士が対向するように、作製基板201及び作製基板221を貼り合わせ、封止層823を硬化させる(図13(A))。ここでは、枠状の隔壁828と、隔壁828の内側の封止層823とを設けた後、作製基板201と作製基板221とを、対向させ、貼り合わせる。
なお、作製基板201と作製基板221の貼り合わせは減圧雰囲気下で行うことが好ましい。
封止層823は剥離層203、被剥離層、及び剥離層223と重なるように配置する。封止層823が先に剥離したい側の剥離層と重ならない領域を有すると、その領域の広さや、封止層823と接する層との密着性によって、剥離不良が生じやすくなる場合がある。したがって、封止層823の端部は、剥離層203又は剥離層223の少なくとも一方(先に剥離したい方)の端部よりも内側に位置することが好ましい。なお、封止層823の端部と剥離層の端部とが重なっていてもよい。これにより、作製基板201と作製基板221が強く密着することを抑制でき、後の剥離工程の歩留まりが低下することを抑制できる。
本実施の形態では、枠状の隔壁828を設け、隔壁828に囲まれた内部に封止層823を充填する。これにより、剥離層の外側に封止層823が広がること、さらには、剥離工程の歩留まりが低下することを抑制できる。そして、剥離工程の歩留まりを向上させることができる。
特に、剥離層の端部よりも内側に枠状の隔壁828の端部が位置することが好ましい。枠状の隔壁828の端部が剥離層の端部よりも内側に位置することで、封止層823の端部も剥離層の端部よりも内側に位置することができる。なお、隔壁828と剥離層の端部が重なっていてもよい。
隔壁828と封止層823の形成順序は問わない。例えば、スクリーン印刷法等を用いて封止層823を形成した後、塗布法等を用いて隔壁828を形成してもよい。または、塗布法等を用いて隔壁828を形成した後、ODF(One Drop Fill)方式の装置等を用いて封止層823を形成してもよい。
なお、隔壁828は必要でなければ設けなくてもよい。封止層823の流動性が低い、封止層823として接着シートを用いる、などの理由で、封止層823が剥離層の外側に広がらない(広がりにくい)場合は、隔壁828を設けなくてよい。
隔壁828に用いることができる材料は、封止層823に用いることができる材料と同様である。
隔壁828は、封止層823が剥離層の外側に流れることをせき止められれば、硬化状態、半硬化状態、未硬化状態のいずれであってもよい。隔壁828が硬化状態であると、剥離後に、被剥離層を封止層823とともに封止する層として用いることができ、大気中の水分の侵入による機能素子の劣化を抑制することができる。なお、隔壁828を硬化状態とするときは、剥離工程の歩留まりの低下を防ぐため、隔壁828の端部が剥離層の端部よりも外側に位置しないようにすることが好ましい。
次に、レーザ光の照射により、剥離の起点を形成する。
作製基板201及び作製基板221はどちらから剥離してもよい。剥離層の大きさや厚さが異なる場合、大きい又は厚い剥離層を形成した基板から剥離してもよいし、小さい又は薄い剥離層を形成した基板から剥離してもよい。一方の基板上にのみ半導体素子、発光素子、表示素子等の機能素子を作製した場合、素子を形成した側の基板から剥離してもよいし、他方の基板から剥離してもよい。ここでは、作製基板201を先に剥離する例を示す。
レーザ光は、硬化状態の封止層823又は硬化状態の隔壁828と、被剥離層と、剥離層203とが重なる領域に対して照射する。隔壁828が硬化状態である場合、隔壁828と、被剥離層と、剥離層203とが重なる領域に対してレーザ光を照射することが好ましい。
ここでは、封止層823が硬化状態であり、隔壁828が硬化状態でない場合を例に示し、硬化状態の封止層823にレーザ光を照射する。
少なくとも第1の層(絶縁層813、又は、絶縁層813に含まれる剥離層203と接する層を指す)にクラックを入れることで、第1の層の一部を除去し、剥離の起点を形成できる(図13(A)の点線で囲った領域参照)。このとき、第1の層だけでなく、被剥離層の他の層や、剥離層203、封止層823の一部を除去してもよい。レーザ光の照射によって、膜の一部を溶解、蒸発、又は熱的に破壊することができる。
レーザ光は、剥離したい剥離層が設けられた基板側から照射することが好ましい。剥離層203と剥離層223が重なる領域にレーザ光の照射をする場合は、絶縁層813又は絶縁層843のうち絶縁層813のみにクラックを入れる(膜割れやひびを生じさせる)ことで、選択的に作製基板201及び剥離層203を剥離することができる。
剥離層203と剥離層223が重なる領域にレーザ光を照射する場合、絶縁層813と絶縁層843の両方に剥離の起点を形成してしまうと、一方の作製基板を選択的に剥離することが難しくなる恐れがある。したがって、絶縁層813又は絶縁層843の一方のみにクラックを入れる必要があり、レーザ光の照射条件が制限される場合がある。
剥離工程時、剥離の起点に、被剥離層と剥離層を引き離す力が集中することが好ましいため、硬化状態の封止層823や隔壁828の中央部よりも端部近傍に剥離の起点を形成することが好ましい。特に、端部近傍の中でも、辺部近傍に比べて、角部近傍に剥離の起点を形成することが好ましい。連続的もしくは断続的にレーザ光を照射することで、実線状もしくは破線状の剥離の起点を形成することで剥離が容易となるため、好ましい。
剥離の起点を形成するために用いるレーザには特に限定はない。例えば、連続発振型のレーザやパルス発振型のレーザを用いることができる。レーザ光の照射条件(周波数、パワー密度、エネルギー密度、ビームプロファイル等)は、作製基板や剥離層の厚さ、材料等を考慮して適宜制御する。
また、レーザ光を、剥離層203と重なり、かつ剥離層223と重ならない領域に照射することで、剥離層203と剥離層223の両方に剥離の起点が形成されることを防止できる。したがって、レーザ光の照射条件の制限が少なくなり好ましい。このときレーザ光は、どちらの基板側から照射してもよいが、散乱した光が機能素子等に照射されることを抑制するため、剥離層203が設けられた作製基板201側から照射することが好ましい。
そして、形成した剥離の起点から、絶縁層813と作製基板201とを分離する(図13(B))。
このとき、一方の作製基板を吸着ステージ等に固定することが好ましい。例えば、作製基板201を吸着ステージに固定し、作製基板201から被剥離層を剥離してもよい。また、作製基板221を吸着ステージに固定し、作製基板221から作製基板201を剥離してもよい。
例えば、剥離の起点から、物理的な力(人間の手や治具で引き剥がす処理や、ローラーを回転させながら分離する処理等)によって被剥離層と作製基板201とを分離すればよい。
また、剥離層203と被剥離層との界面に水などの液体を浸透させて作製基板201と被剥離層とを分離してもよい。毛細管現象により液体が剥離層203と絶縁層813の間にしみこむことで、容易に分離することができる。また、剥離時に生じる静電気が、被剥離層に含まれる機能素子に悪影響を及ぼすこと(半導体素子が静電気により破壊されるなど)を抑制できる。なお、液体を霧状又は蒸気にして吹き付けてもよい。液体としては、純水が好ましく、有機溶剤なども用いることができる。例えば、中性、アルカリ性、もしくは酸性の水溶液や、塩が溶けている水溶液などを用いてもよい。また、過酸化水素水や、アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液等を用いてもよい。
なお、剥離後に、作製基板221上に残った、被剥離層と作製基板221との接着に寄与していない封止層823や隔壁828等を除去してもよい。除去することで、後の工程で機能素子に悪影響を及ぼすこと(不純物の混入など)を抑制でき好ましい。例えば、ふき取り、洗浄等によって、不要な層を除去することができる。また、被剥離層側に残った剥離層を除去してもよい。例えば、タングステンの酸化物を含む層の除去には、水やアルカリ水溶液を用いることができる。また、例えば、アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液、過酸化水素水、エタノール水溶液等を用いることができる。水や溶液は温度によって酸化タングステン膜を除去できる速度が変わるため、適宜選択すればよい。例えば、常温の水に比べて60℃程度の水は酸化タングステン膜をより除去しやすい。
なお、本実施の形態では、レーザ光を用いて剥離の起点を形成したが、剥離工程は、様々な方法を適宜用いることができる。例えば、剥離層として、被剥離層と接する側に金属酸化膜を含む層を形成した場合は、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して、被剥離層を作製基板から剥離することができる。また、耐熱性の高い作製基板と被剥離層の間に、剥離層として水素を含む非晶質珪素膜を形成した場合はレーザ光の照射又はエッチングにより当該非晶質珪素膜を除去することで、被剥離層を作製基板から剥離することができる。また、剥離層として、被剥離層と接する側に金属酸化膜を含む層を形成し、当該金属酸化膜を結晶化により脆弱化し、さらに剥離層の一部を溶液やNF、BrF、ClF等のフッ化ガスを用いたエッチングで除去した後、脆弱化された金属酸化膜において剥離することができる。さらには、剥離層として窒素、酸素や水素等を含む膜(例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など)を用い、剥離層にレーザ光を照射して剥離層内に含有する窒素、酸素や水素をガスとして放出させ被剥離層と基板との剥離を促進する方法を用いてもよい。また、被剥離層が形成された作製基板を機械的に除去又は溶液やNF、BrF、ClF等のフッ化ガスによるエッチングで除去する方法等を用いることができる。この場合、剥離層を設けなくともよい。
また、上記剥離方法を複数組み合わせることでより容易に剥離工程を行うことができる。つまり、レーザ光の照射、ガスや溶液などによる剥離層へのエッチング、鋭いナイフやメスなどによる機械的な除去を行い、剥離層と被剥離層とを剥離しやすい状態にしてから、物理的な力(機械等による)によって剥離を行うこともできる。
その他の剥離方法としては、剥離層をタングステンで形成した場合は、アンモニア水と過酸化水素水の混合溶液により剥離層をエッチングしながら剥離を行うとよい。
次に、露出した絶縁層813と基板801とを、接着層811を用いて貼り合わせ、接着層811を硬化させる(図14(A)、(B))。ここでは、枠状の隔壁829と、隔壁829の内側の接着層811と、を設け、絶縁層813と基板801とを貼り合わせる。
接着層811は、剥離層223と重なるように配置する。接着層811が剥離層223と重ならない領域を有すると、その領域の広さや、接着層811と接する層との密着性によって、剥離不良が生じやすくなる場合がある。したがって、接着層811の端部は、剥離層223の端部よりも内側に位置することが好ましい。なお、接着層811の端部と剥離層223の端部とが重なっていてもよい。これにより、基板801と作製基板221が強く密着することを抑制でき、後の剥離工程の歩留まりが低下することを抑制できる。
接着層811や隔壁829の端部は、それぞれ、絶縁層813の端部と重なっていてもよいし、絶縁層813の端部よりも内側に位置していてもよいし、絶縁層813の端部よりも外側に位置していてもよい。図14(A)では、隔壁829の端部が絶縁層813の端部と重なる例を示し、図14(B)では、接着層811の端部及び隔壁829の端部が、それぞれ絶縁層813の端部よりも外側に位置する例を示す。
なお、絶縁層813と基板801の貼り合わせは減圧雰囲気下で行うことが好ましい。
次に、レーザ光の照射により、剥離の起点を形成する(図14(A)、(B))。
ここでは、接着層811が硬化状態であり、隔壁829が硬化状態でない場合を例に示し、硬化状態の接着層811にレーザ光を照射する。第1の層(絶縁層843、又は絶縁層843のうち、剥離層223と接する層)の一部を除去することで、剥離の起点を形成できる(図14(A)、(B)の点線で囲った領域参照)。このとき、第1の層だけでなく、被剥離層の他の層や、剥離層223、封止層823の一部を除去してもよい。
レーザ光は、剥離層223が設けられた作製基板221側から照射することが好ましい。
そして、形成した剥離の起点から、絶縁層843と作製基板221とを分離する(図15(A)、(B))。これにより、作製基板201及び作製基板221上で作製した被剥離層を基板801に転置することができる。
そして、露出した絶縁層843と基板803を、接着層841を用いて貼り合わせる。ここでは、図15(A)の後、本工程を行う例を図16(A)に示す。
次に、絶縁層843、封止層823を開口することで、導電層857を露出させる。なお、基板803が導電層857と重なる構成の場合は、導電層857を露出させるために、基板803及び接着層841も開口する。
開口の手段は特に限定されず、例えばレーザアブレーション法、エッチング法、イオンビームスパッタリング法などを用いればよい。また、導電層857上の膜に針やカッターなどの鋭利な刃物等を用いて切り込みを入れ、物理的な力で膜の一部を引き剥がしてもよい。
例えば、膜の一部を除去した領域をきっかけに、導電層857と重なる基板803、接着層841、絶縁層843、封止層823、EL層862、及び導電層864を除去する(図16(B))。例えば、粘着性のローラーを基板803に押し付け、ローラーを回転させながら相対的に移動させる。または、粘着性のテープを基板803に貼り付け、剥してもよい。EL層862と導電層864の密着性や、EL層862を構成する層どうしの密着性が低いため、EL層862と導電層864の界面、又はEL層862中で分離が生じる。これにより、基板803、接着層841、絶縁層843、封止層823、EL層862、又は導電層864の導電層857と重なる領域を選択的に除去することができる。なお、導電層857上にEL層862等が残存した場合は、有機溶剤等により除去すればよい。
なお、導電層857が露出し、後の工程でFPC808と電気的に接続することができれば、導電層857と重なる層を除去する方法は問わない。必要が無ければEL層862や導電層864を導電層857に重ねて形成しなくてもよい。例えば、EL層862中で分離が生じる場合は導電層864を設けなくてもよい。また、用いる材料によっては、EL層862と封止層823が接することで、2層の材料が混合する、層の界面が不明確になる等の不具合が生じる場合がある。このようなときには、発光装置の信頼性の低下を抑制するため、EL層862と封止層823の間に導電層864を設けることが好ましい。
最後に、異方性導電材(接続体825)で入出力端子部の各電極(導電層857)にFPC808を貼り付ける。必要があればICチップなどを実装させてもよい。なお、可撓性基板がたわみやすいと、FPCやTCPを取り付ける際に、貼り合わせの精度が低下する場合がある。したがって、FPCやTCPを取り付ける際に、作製した装置をガラスやシリコーンゴム等で支持してもよい。これによりFPC又はTCPと、機能素子との電気的な接続を確実にすることができる。
2つの発光ユニットの間の、基板801及び基板803が接着層841で直接貼り合わされた領域が、本発明の一態様の発光装置における連結部809である。なお、発光装置の端部にできた、基板801及び基板803が直接接着層841で貼り合わされた領域Yは、不要であれば、除去してもよい。領域Yを小さくすることで、発光装置の狭額縁化が図れる。また、発光装置を折り曲げ、発光ユニットどうしを隣接させた際(例えば、図6(A2)など)に、発光ユニット間の継ぎ目を少なく(狭く)することができ、一様の発光領域とすることができる。
また、図17(C)、図18(A)、(B)に示すように、1つの島状の剥離層203を用いて、複数の発光ユニットを作製することができる。例えば、連結部809に絶縁層813及び絶縁層843を有していてもよい場合などに適用することができる。図17(C)、図18(A)、(B)では、連結部809が、基板801、基板803、絶縁層813、絶縁層843、封止層823、接着層811、及び接着層841からなる場合を示す。この方法により、図17(A)、(B)に示す発光装置等も作製することができる。
以上に示した本発明の一態様の発光装置の作製方法では、それぞれ剥離層及び被剥離層が設けられた一対の作製基板を貼り合わせた後、レーザ光の照射により剥離の起点を形成し、それぞれの剥離層と被剥離層とを剥離しやすい状態にしてから、剥離を行う。これにより、剥離工程の歩留まりを向上させることができる。
また、それぞれ被剥離層が形成された一対の作製基板をあらかじめ貼り合わせた後に、剥離をし、作製したい装置を構成する基板を貼り合わせることができる。したがって、被剥離層の貼り合わせの際に、可撓性が低い作製基板どうしを貼り合わせることができ、可撓性基板どうしを貼り合わせた際よりも貼り合わせの位置合わせ精度を向上させることができる。
本実施の形態は、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、折り曲げ可能なタッチパネルの構成について、図19〜図22を用いて説明する。なお、各層の材料については実施の形態2を参照することができる。なお、本実施の形態では、有機EL素子を用いたタッチパネルを例示するが、これに限られない。本発明の一態様では、例えば、実施の形態1に例示した他の素子を用いたタッチパネルを作製することができる。
<構成例1>
図19(A)はタッチパネルの上面図である。図19(B)は図19(A)の一点鎖線A−B間及び一点鎖線C−D間の断面図である。図19(C)は図19(A)の一点鎖線E−F間の断面図である。
図19(A)に示すように、タッチパネル390は表示部301を有する。
表示部301は、複数の画素302と複数の撮像画素308を備える。撮像画素308は表示部301に触れる指等を検知することができる。これにより、撮像画素308を用いてタッチセンサを構成することができる。
画素302は、複数の副画素(例えば副画素302R)を備え、副画素は発光素子及び発光素子を駆動する電力を供給することができる画素回路を備える。
画素回路は、選択信号を供給することができる配線及び画像信号を供給することができる配線と電気的に接続される。
また、タッチパネル390は選択信号を画素302に供給することができる走査線駆動回路303g(1)と、画像信号を画素302に供給することができる画像信号線駆動回路303s(1)を備える。
撮像画素308は、光電変換素子及び光電変換素子を駆動する撮像画素回路を備える。
撮像画素回路は、制御信号を供給することができる配線及び電源電位を供給することができる配線と電気的に接続される。
制御信号としては、例えば記録された撮像信号を読み出す撮像画素回路を選択することができる信号、撮像画素回路を初期化することができる信号、及び撮像画素回路が光を検知する時間を決定することができる信号などを挙げることができる。
タッチパネル390は制御信号を撮像画素308に供給することができる撮像画素駆動回路303g(2)と、撮像信号を読み出す撮像信号線駆動回路303s(2)を備える。
図19(B)に示すように、タッチパネル390は、基板510及び基板510に対向する基板570を有する。
可撓性を有する材料を基板510及び基板570に好適に用いることができる。
不純物の透過が抑制された材料を基板510及び基板570に好適に用いることができる。例えば、水蒸気の透過率が10−5g/m・day以下、好ましくは10−6g/m・day以下である材料を好適に用いることができる。
線膨張率がおよそ等しい材料を基板510及び基板570に好適に用いることができる。例えば、線膨張率が1×10−3/K以下、好ましくは5×10−5/K以下、より好ましくは1×10−5/K以下である材料を好適に用いることができる。
基板510は、可撓性基板510b、不純物の発光素子への拡散を防ぐ絶縁層510a、及び可撓性基板510bと絶縁層510aを貼り合わせる接着層510cが積層された積層体である。
基板570は、可撓性基板570b、不純物の発光素子への拡散を防ぐ絶縁層570a、及び可撓性基板570bと絶縁層570aを貼り合わせる接着層570cの積層体である。
例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミド等)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシもしくはシロキサン結合を有する樹脂含む材料を接着層に用いることができる。
封止層560は基板570と基板510を貼り合わせている。封止層560は空気より大きい屈折率を備える。画素回路及び発光素子(例えば発光素子350R)は基板510と基板570の間にある。
画素302は、副画素302R、副画素302G及び副画素302Bを有する(図19(C))。また、副画素302Rは発光モジュール380Rを備え、副画素302Gは発光モジュール380Gを備え、副画素302Bは発光モジュール380Bを備える。
例えば副画素302Rは、発光素子350R及び発光素子350Rに電力を供給することができるトランジスタ302tを含む画素回路を備える(図19(B))。また、発光モジュール380Rは発光素子350R及び光学素子(例えば着色層367R)を備える。
発光素子350Rは、下部電極351R、上部電極352、下部電極351Rと上部電極352の間のEL層353を有する(図19(C))。
EL層353は、第1のEL層353a、第2のEL層353b、及び第1のEL層353aと第2のEL層353bの間の中間層354を備える。
発光モジュール380Rは、着色層367Rを基板570に有する。着色層は特定の波長を有する光を透過するものであればよく、例えば赤色、緑色又は青色等を呈する光を選択的に透過するものを用いることができる。または、発光素子の発する光をそのまま透過する領域を設けてもよい。
例えば、発光モジュール380Rは、発光素子350Rと着色層367Rに接する封止層560を有する。
着色層367Rは発光素子350Rと重なる位置にある。これにより、発光素子350Rが発する光の一部は、封止層560及び着色層367Rを透過して、図中の矢印に示すように発光モジュール380Rの外部に射出される。
タッチパネル390は、遮光層367BMを基板570に有する。遮光層367BMは、着色層(例えば着色層367R)を囲むように設けられている。
タッチパネル390は、反射防止層367pを表示部301に重なる位置に備える。反射防止層367pとして、例えば円偏光板を用いることができる。
タッチパネル390は、絶縁層321を備える。絶縁層321はトランジスタ302tを覆っている。なお、絶縁層321は画素回路に起因する凹凸を平坦化するための層として用いることができる。また、不純物のトランジスタ302t等への拡散を抑制することができる層が積層された絶縁層を、絶縁層321に適用することができる。
タッチパネル390は、発光素子(例えば発光素子350R)を絶縁層321上に有する。
タッチパネル390は、下部電極351Rの端部に重なる隔壁328を絶縁層321上に有する。また、基板510と基板570の間隔を制御するスペーサ329を、隔壁328上に有する。
画像信号線駆動回路303s(1)は、トランジスタ303t及び容量303cを含む。なお、駆動回路は画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。図19(B)に示すようにトランジスタ303tは絶縁層321上に第2のゲート304を有していてもよい。第2のゲート304はトランジスタ303tのゲートと電気的に接続されていてもよいし、これらに異なる電位が与えられていてもよい。また、必要であれば、第2のゲート304をトランジスタ308t、トランジスタ302t等に設けてもよい。
撮像画素308は、光電変換素子308p及び光電変換素子308pに照射された光を検知するための撮像画素回路を備える。また、撮像画素回路は、トランジスタ308tを含む。
例えばpin型のフォトダイオードを光電変換素子308pに用いることができる。
タッチパネル390は、信号を供給することができる配線311を備え、端子319が配線311に設けられている。なお、画像信号及び同期信号等の信号を供給することができるFPC309(1)が端子319に電気的に接続されている。なお、FPC309(1)にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
同一の工程で形成されたトランジスタを、トランジスタ302t、トランジスタ303t、トランジスタ308t等のトランジスタに適用できる。
また、トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、タッチパネルを構成する各種配線及び電極に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、又はタングステンなどの金属、又はこれを主成分とする合金を単層構造又は積層構造として用いる。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、チタン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜又は窒化チタン膜と、そのチタン膜又は窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜又は窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜又は窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜又は窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜又は窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫又は酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。また、マンガンを含む銅を用いると、エッチングによる形状の制御性が高まるため好ましい。
<構成例2>
図20(A)、(B)は、タッチパネル505の斜視図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素を示す。図21は、図20(A)に示す一点鎖線X1−X2間の断面図である。
タッチパネル505は、表示部501とタッチセンサ595を備える(図20(B))。また、タッチパネル505は、基板510、基板570及び基板590を有する。なお、基板510、基板570及び基板590はいずれも可撓性を有する。
表示部501は、基板510、基板510上に複数の画素及び当該画素に信号を供給することができる複数の配線511を備える。複数の配線511は、基板510の外周部にまで引き回され、その一部が端子519を構成している。端子519はFPC509(1)と電気的に接続する。
基板590には、タッチセンサ595と、タッチセンサ595と電気的に接続する複数の配線598を備える。複数の配線598は基板590の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、当該端子はFPC509(2)と電気的に接続される。なお、図20(B)では明瞭化のため、基板590の裏面側(基板510と対向する面側)に設けられるタッチセンサ595の電極や配線等を実線で示している。
タッチセンサ595として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
以下では、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合について、図20(B)を用いて説明する。
なお、指等の検知対象の近接または接触を検知することができるさまざまなセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ595は、第1の電極591と第2の電極592を有する。第1の電極591は複数の配線598のいずれかと電気的に接続し、第2の電極592は複数の配線598の他のいずれかと電気的に接続する。
第2の電極592は、図20(A)、(B)に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続された形状を有する。
第1の電極591は四辺形であり、第2の電極592が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。
配線594は、第2の電極592の1つを挟む2つの第1の電極591を電気的に接続する。このとき、第2の電極592と配線594の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のムラを低減できる。その結果、タッチセンサ595を透過する光の輝度ムラを低減することができる。
なお、第1の電極591、第2の電極592の形状はこれに限られず、様々な形状を取りうる。例えば、帯状の複数の第1の電極をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して帯状の複数の第2の電極を、第1の電極と交差するよう配置する。このとき、隣接する2つの第2の電極は離間して設ける構成としてもよい。さらに、隣接する2つの第2の電極の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
タッチセンサ595は、基板590、基板590上に千鳥状に配置された第1の電極591及び第2の電極592、第1の電極591及び第2の電極592を覆う絶縁層593並びに隣り合う第1の電極591を電気的に接続する配線594を備える。
接着層597は、図20(B)、図21(A)に示すようにタッチセンサ595が表示部501に重なるように、基板590を基板570に貼り合わせている。
第1の電極591及び第2の電極592は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
透光性を有する導電性材料を基板590上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去して、第1の電極591及び第2の電極592を形成することができる。
また、絶縁層593に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、第1の電極591に達する開口が絶縁層593に設けられ、配線594が隣接する第1の電極591を電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高まることができるため、配線594に好適に用いることができる。また、第1の電極591及び第2の電極592より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線594に好適に用いることができる。
第2の電極592のそれぞれは一方向に延在し、複数の第2の電極592がストライプ状に設けられている。
配線594は第2の電極592の1つと交差して設けられている。
一対の第1の電極591が第2の電極592の1つを挟んで設けられ、配線594は一対の第1の電極591を電気的に接続している。
なお、複数の第1の電極591は、第2の電極592の1つと必ずしも直交する方向に配置される必要はない。
配線598は、第1の電極591又は第2の電極592と電気的に接続される。配線598の一部は、端子として機能する。配線598としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
なお、絶縁層593及び配線594を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ595を保護することができる。
また、接続層599は、配線598とFPC509(2)を電気的に接続する。
接続層599としては、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)や、異方性導電ペースト(ACP:Anisotropic Conductive Paste)などを用いることができる。
接着層597は、透光性を有する。例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル、ウレタン、エポキシ、またはシロキサン結合を有する樹脂などの樹脂を用いることができる。
表示部501は、マトリクス状に配置された複数の画素を備える。画素は表示素子と表示素子を駆動する画素回路を備える。
本実施の形態では、白色の光を射出する有機EL素子を表示素子に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限られない。
例えば、副画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なる有機EL素子を副画素毎に適用してもよい。
基板510、基板570、及び封止層560は、構成例1と同様の構成が適用できる。
画素は、副画素502Rを含み、副画素502Rは発光モジュール580Rを備える。
副画素502Rは、発光素子550R及び発光素子550Rに電力を供給することができるトランジスタ502tを含む画素回路を備える。また、発光モジュール580Rは発光素子550R及び光学素子(例えば着色層567R)を備える。
発光素子550Rは、下部電極、上部電極、下部電極と上部電極の間にEL層を有する。
発光モジュール580Rは、光を取り出す方向に着色層567Rを有する。
また、封止層560が光を取り出す側に設けられている場合、封止層560は、発光素子550Rと着色層567Rに接する。
着色層567Rは発光素子550Rと重なる位置にある。これにより、発光素子550Rが発する光の一部は着色層567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール580Rの外部に射出される。
表示部501は、光を射出する方向に遮光層567BMを有する。遮光層567BMは、着色層(例えば着色層567R)を囲むように設けられている。
表示部501は、反射防止層567pを画素に重なる位置に備える。反射防止層567pとして、例えば円偏光板を用いることができる。
表示部501は、絶縁膜521を備える。絶縁膜521はトランジスタ502tを覆っている。なお、絶縁膜521は画素回路に起因する凹凸を平坦化するための層として用いることができる。また、不純物の拡散を抑制できる層を含む積層膜を、絶縁膜521に適用することができる。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ502t等の信頼性の低下を抑制できる。
表示部501は、発光素子(例えば発光素子550R)を絶縁膜521上に有する。
表示部501は、下部電極の端部に重なる隔壁528を絶縁膜521上に有する。また、基板510と基板570の間隔を制御するスペーサを、隔壁528上に有する。
走査線駆動回路503g(1)は、トランジスタ503t及び容量503cを含む。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
表示部501は、信号を供給することができる配線511を備え、端子519が配線511に設けられている。なお、画像信号及び同期信号等の信号を供給することができるFPC509(1)が端子519に電気的に接続されている。
なお、FPC509(1)にはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。
表示部501は、走査線、信号線及び電源線等の配線を有する。上述した様々な導電膜を配線に用いることができる。
なお、様々なトランジスタを表示部501に適用できる。ボトムゲート型のトランジスタを表示部501に適用する場合の構成を、図21(A)、(B)に図示する。
例えば、酸化物半導体、アモルファスシリコン等を含む半導体層を、図21(A)に図示するトランジスタ502t及びトランジスタ503tに適用することができる。
例えば、レーザーアニールなどの処理により結晶化させた多結晶シリコンを含む半導体層を、図21(B)に図示するトランジスタ502t及びトランジスタ503tに適用することができる。
また、トップゲート型のトランジスタを表示部501に適用する場合の構成を、図21(C)に図示する。
例えば、多結晶シリコンまたは単結晶シリコン基板等から転置された単結晶シリコン膜等を含む半導体層を、図21(C)に図示するトランジスタ502t及びトランジスタ503tに適用することができる。
<構成例3>
図22は、タッチパネル505Bの断面図である。本実施の形態で説明するタッチパネル505Bは、供給された画像情報をトランジスタが設けられている側に表示する表示部501を備える点及びタッチセンサが表示部の基板510側に設けられている点が、構成例2のタッチパネル505とは異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、上記の説明を援用する。
着色層567Rは発光素子550Rと重なる位置にある。また、図22(A)に示す発光素子550Rは、トランジスタ502tが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子550Rが発する光の一部は着色層567Rを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール580Rの外部に射出される。
表示部501は、光を射出する方向に遮光層567BMを有する。遮光層567BMは、着色層(例えば着色層567R)を囲むように設けられている。
タッチセンサ595は、表示部501の基板510側に設けられている(図22(A))。
接着層597は、基板510と基板590の間にあり、表示部501とタッチセンサ595を貼り合わせる。
なお、様々なトランジスタを表示部501に適用できる。ボトムゲート型のトランジスタを表示部501に適用する場合の構成を、図22(A)、(B)に図示する。
例えば、酸化物半導体、アモルファスシリコン等を含む半導体層を、図22(A)に図示するトランジスタ502t及びトランジスタ503tに適用することができる。
例えば、多結晶シリコン等を含む半導体層を、図22(B)に図示するトランジスタ502t及びトランジスタ503tに適用することができる。
また、トップゲート型のトランジスタを表示部501に適用する場合の構成を、図22(C)に図示する。
例えば、多結晶シリコン又は転写された単結晶シリコン膜等を含む半導体層を、図22(C)に図示するトランジスタ502t及びトランジスタ503tに適用することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
100 発光装置
101 発光ユニット
101a 発光ユニット
101b 発光ユニット
103 連結部
105 発光部
107 駆動回路部
109 開口部
110 発光装置
115 開口部
120 発光装置
130 発光装置
140 発光装置
150 発光装置
160 発光装置
161 基材
163 二次電池
165 アンテナ
170 発光装置
171 発光装置
172 発光装置
173 発光装置
180 発光装置
181 発光装置
182 発光装置
183 発光装置
184 発光装置
185 発光装置
186 発光装置
187 発光装置
190 発光装置
191 発光装置
192 発光装置
193 発光装置
194 発光装置
201 作製基板
203 剥離層
221 作製基板
223 剥離層
301 表示部
302 画素
302B 副画素
302G 副画素
302R 副画素
302t トランジスタ
303c 容量
303g(1) 走査線駆動回路
303g(2) 撮像画素駆動回路
303s(1) 画像信号線駆動回路
303s(2) 撮像信号線駆動回路
303t トランジスタ
304 ゲート
308 撮像画素
308p 光電変換素子
308t トランジスタ
309 FPC
311 配線
319 端子
321 絶縁層
328 隔壁
329 スペーサ
350R 発光素子
351R 下部電極
352 上部電極
353 EL層
353a 第1のEL層
353b 第2のEL層
354 中間層
367BM 遮光層
367p 反射防止層
367R 着色層
380B 発光モジュール
380G 発光モジュール
380R 発光モジュール
390 タッチパネル
501 表示部
502R 副画素
502t トランジスタ
503c 容量
503g 走査線駆動回路
503t トランジスタ
505 タッチパネル
505B タッチパネル
509 FPC
510 基板
510a 絶縁層
510b 可撓性基板
510c 接着層
511 配線
519 端子
521 絶縁膜
528 隔壁
550R 発光素子
560 封止層
567BM 遮光層
567p 反射防止層
567R 着色層
570 基板
570a 絶縁層
570b 可撓性基板
570c 接着層
580R 発光モジュール
590 基板
591 電極
592 電極
593 絶縁層
594 配線
595 タッチセンサ
597 接着層
598 配線
599 接続層
801 基板
803 基板
804 発光部
806 駆動回路部
808 FPC
809 連結部
811 接着層
813 絶縁層
814 導電層
815 絶縁層
816 導電層
817 絶縁層
817a 絶縁層
817b 絶縁層
820 トランジスタ
821 絶縁層
822 トランジスタ
823 封止層
824 封止層
825 接続体
827 スペーサ
828 隔壁
829 隔壁
830 発光素子
831 下部電極
833 EL層
835 上部電極
841 接着層
843 絶縁層
845 着色層
847 遮光層
849 オーバーコート
857 導電層
857a 導電層
857b 導電層
862 EL層
864 導電層
881 発光ユニット

Claims (8)

  1. 連結部と、
    前記連結部を介して互いに離間する複数の発光ユニットと、を有し、
    前記連結部及び前記発光ユニットは可撓性を有し、
    前記連結部は、前記発光ユニットよりも小さい曲率半径で折り曲げることができる、発光装置。
  2. 請求項1において、
    前記複数の発光ユニットの少なくとも一つは、前記連結部と隣り合わない辺側から信号が供給される、発光装置。
  3. 請求項1において、
    前記複数の発光ユニットの少なくとも一つは、無線通信により信号が供給される、発光装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項において、
    前記連結部に切り込みを有する、発光装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項において、
    前記連結部に開口部を有する、発光装置。
  6. 請求項1乃至5のいずれか一項において、
    前記連結部と前記複数の発光ユニットは、絶縁膜、接着層、又は基板の少なくともいずれか一を共通で有する、発光装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の発光装置と、
    二次電池と、を有する、電子機器。
  8. 請求項7において、
    非接触電力伝送を用いて、前記二次電池を充電することができる、電子機器。
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