JP2016085923A - 発光装置 - Google Patents

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【課題】有機EL素子を有する発光装置において、基板等にダメージを与えることなく、また、発光装置の生産のスループットを低下しないようにしつつ、有機層となる塗布材料が絶縁層の外側まで濡れ広がらないようにする。【解決手段】有機EL素子は、基板100に、第1電極110、有機層120、及び第2電極を有している。有機層120は第1電極110と第2電極の間に位置している。絶縁層150は発光部を囲んでいる。凸部160は基板100と絶縁層150の間に位置している。そして絶縁層150の上面は、凹凸(例えば凸部152)を有している。【選択図】図5

Description

本発明は、発光装置に関する。
有機EL素子を光源として利用した発光装置の開発が進んでいる。有機EL素子は、有機層を第1電極と第2電極とで挟んだ構成を有している。そして、有機層を水分等から保護するために、有機素子は封止部材で封止されている。
一方、有機EL素子を有する発光装置では、有機層と第1電極が接する領域を定めるために、絶縁性の構造物(バンク)が形成されている。例えば特許文献1には、有機EL素子において、画素を絶縁層で画定し、かつ、絶縁層で画定された領域に、画素となる塗布材料をインクジェット法を用いて塗布することが記載されている。
有機層の少なくとも一部の層を塗布法で形成する場合、塗布された有機材料が、上記した絶縁層の外側に広がることがある。この広がりを抑制するために、特許文献2には、絶縁層の上面、並びに側面の上部をプラズマで処理することにより、これらの面を粗面化することが記載されている。
なお、特許文献2には、カラーフィルタを区画するために絶縁層を設けること、及びこの絶縁層によって区画された領域内に、カラーフィルタとなる層を、インクジェット法を用いて形成することが記載されている。詳細には、特許文献2には、絶縁層の上面にスタンプを押しつけることにより、この上面に溝を形成すること記載されている。この溝は、カラーフィルタとなるインクが隣の区画に流入することを抑制するために形成されている。
特開2002−6129号公報 特開2007−183587号公報
上記したように、有機層の少なくとも一部の層を塗布法で形成する場合、塗布された有機材料が、上記した構造物の外側に広がることがある。基板のうち封止部材の縁が固定される領域にまで有機材料が広がると、封止部材の縁が基板に固定されにくくなる。しかし特許文献1に記載の方法では、プラズマを用いて絶縁層を処理する必要があるため、基板等にダメージが生じる可能性が出てくる。
一方、特許文献2に記載の方法を用いることも考えられる。しかし、この方法にはスタンプと絶縁層の相対位置に高い精度が要求される。従って、この方法を採用すると、発光装置のコストが高くなり、また、発光装置の生産のスループットが低下してしまう。
本発明が解決しようとする課題としては、有機EL素子を有する発光装置において、基板等にダメージを与えることなく、また、発光装置の生産のスループットを低下しないようにしつつ、塗布材料が絶縁層の外側まで濡れ広がらないように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、
前記基板に形成され、有機EL素子を有する発光部と、
前記発光部を囲む絶縁層と、
前記基板と前記絶縁層の間に位置する凸部又は凹部と、
を備え、
前記有機EL素子は、第1電極、第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極の間に位置する有機層を有し、
前記絶縁層の上面は凹凸を有している発光装置である。
実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。 図1から第2電極を取り除いた図である。 図1のA−A断面図である。 図2の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。 図3の点線βで囲んだ領域を拡大した図である。 図4の第1の変形例を示す図である。 図4の第2の変形例を示す図である。 図4の第3の変形例を示す図である 第3の変形例における図5に相当する図である。 実施例に係る発光装置の構成を説明する平面図である。 図10に示した発光装置の断面図である。
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の構成を示す平面図である。図2は、図1から第2電極130を取り除いた図である。図3は図1のA−A断面を示している。図4は、図2の点線αで囲んだ領域を拡大した図であり、図5は図3の点線βで囲んだ領域を拡大した図である。ただし図5において、第2電極130は省略されている。また、封止部材170は、図3にのみ図示されている。
実施形態に係る発光装置10は、図1〜3に示すように、基板100、発光部140、絶縁層150、及び凸部160(図5参照)を有している。発光部140は基板100に形成されており、有機EL素子を有している。この有機EL素子は、第1電極110、有機層120、及び第2電極130を有している。有機層120は第1電極110と第2電極130の間に位置している。絶縁層150は発光部140を囲んでいる。基板100と絶縁層150の間に凹凸があり、凸部160及び凹部164が位置している。凸部160及び凹部164は交互に連続して形成されていてもよい。また、凸部160及び凹部164は周期的に構成されることが好ましいが、ランダムな位置に形成されていてもよい。そして絶縁層150の上面は、凹凸(例えば凸部152)を有している。以下、詳細に説明する。
まず、図1〜3を用いて、発光装置10の構成について説明する。基板100は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透光性を有する基板である。基板100は可撓性を有していてもよい。可撓性を有している場合、基板100の厚さは、例えば10μm以上1000μm以下である。基板100は、例えば矩形などの多角形である。基板100が樹脂基板である場合、基板100は、例えばPEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルホン)、PET(ポリエチレンテレフタラート)、又はポリイミドを用いて形成されている。また、基板100が樹脂基板である場合、水分が基板100を透過することを抑制するために、基板100の少なくとも一面(好ましくは両面)に、SiNやSiONなどの無機バリア膜が形成されている。
基板100の第1面102には、発光部140が形成されている。発光部140は、第1電極110、有機層120、及び第2電極130をこの順に積層させた構成を有している。
第1電極110は、光透過性を有する透明電極である。透明電極の材料は、金属を含む材料、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IWZO(Indium Tungsten Zinc Oxide)、ZnO(Zinc Oxide)等の金属酸化物である。第1電極110の厚さは、例えば10nm以上500nm以下である。第1電極110は、例えばスパッタリング法又は蒸着法を用いて形成される。なお、第1電極110は、カーボンナノチューブ、又はPEDOT/PSSなどの導電性有機材料であってもよい。
有機層120は発光層を有している。有機層120は、例えば、正孔注入層、発光層、及び電子注入層をこの順に積層させた構成を有している。正孔注入層と発光層との間には正孔輸送層が形成されていてもよい。また、発光層と電子注入層との間には電子輸送層が形成されていてもよい。有機層120のうち少なくとも一つの層、例えば正孔輸送層などの第1電極110と接触する層は、インクジェット法、印刷法、又はスプレー法などの塗布法によって形成されている。有機層120の残りの層は、蒸着法によって形成されている。ただし、有機層120のすべての層が、塗布法を用いて形成されていてもよい。
第2電極130は、例えば、Al、Au、Ag、Pt、Mg、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を含んでいる。第2電極130の厚さは、例えば10nm以上500nm以下である。ただし、第2電極130は、第1電極110の材料として例示した材料を用いて形成されていてもよい。第2電極130は、例えばスパッタリング法又は蒸着法を用いて形成される。
第1電極110の縁は、絶縁層150によって覆われている。絶縁層150は例えばポリイミドなどの感光性の樹脂材料によって形成されており、第1電極110のうち発光部140となる部分を囲んでいる。絶縁層150を設けることにより、第1電極110の縁において第1電極110と第2電極130が短絡することを抑制できる。
また、発光装置10は、第1端子112及び第2端子132を有している。第1端子112は第1電極110に接続しており、第2端子132は第2電極130に接続している。第1端子112及び第2端子132は、例えば、第1電極110と同一の材料で形成された層を有している。また、第1端子112及び第2端子132の少なくとも一つの少なくとも一部は、この層の上に、第1電極110よりも低抵抗な金属膜を有していてもよい。第1端子112及び第2端子132のうち第1電極110と同一の材料で形成された層は、第1電極110と同一工程で形成されている。このため、第1電極110は、第1端子112の少なくとも一部の層と一体になっている。なお、第1端子112と第1電極110の間には引出配線が設けられていてもよい。また、第2端子132と第2電極130の間にも引出配線が設けられていてもよい。
第1端子112には、ボンディングワイヤ又はリード端子などの導電部材を介して制御回路の正極端子が接続され、第2端子132には、ボンディングワイヤ又はリード端子などの導電部材を介して制御回路の負極端子が接続される。
次に、図4,5を用いて、発光装置10の構成を説明する。図5に示すように、基板100と絶縁層150の間には、凸部160が形成されている。このため、図4,5に示すように、絶縁層150の上面のうち凸部160と重なる領域は、他の領域と比べて突出し、凸部152となっている。凸部152の高さは、例えば0.05μm以上1.0μm以下である。また、凸部160の高さは、例えば0.1μm以上1.0μm以下である。また、凸部160は、絶縁層150が延在している方向(図4におけるy方向)に沿って、言い換えると発光部140を取り囲むように)繰り返し形成されている。このため、凸部152も、絶縁層150が延在している方向に沿って繰り返し形成されている。
図4に示す例において、凸部152の平面形状は矩形、楕円形、又は円形であり、正方格子(又は長方形の格子)の格子点に配置されている。ただし、図6に示すように、凸部152は、千鳥格子の格子点に配置されていてもよい。また、図7に示すように、凸部152は絶縁層150が延在している方向に線状に延びていてもよい。
図4に示す例において、凸部160及び凸部152は、絶縁層150の幅方向(図4におけるx方向)においても繰り返し形成されている。凸部160の幅Wは、例えば1μm以上10μm以下である。また、隣り合う凸部160の距離Sは、例えば1μm以上20μm以下である。距離Sは、凸部160の幅W以上であるのが好ましい。
また、図5に示すように、本実施形態では、凸部160は、第1電極110のうち絶縁層150と重なる領域の上に形成されている。凸部160は、例えば第1電極110と同様の導電材料を用いて形成されている。ただし、凸部160は第1電極110とは異なる導電材料、又は絶縁材料を用いて形成されていてもよい。また、図5では複数の凸部160は互いに離間しているが、凸部160と同一の材料で形成される共通の層(以下、共通層と記載)の上に形成されてもよい。この共通層は、例えば、後述する凸部160形成の際のエッチング時にエッチング時間を調整することなどで形成される。絶縁層150の下において、この共通層が形成される箇所とされない箇所があってもよい。このようにすると、共通層がある場所とない場所に起因して絶縁層150の凹凸のパターンがさらに増えるため、塗布漏れを防ぐことができる。
図8は図4の第3の変形例を示している。図9は、本変形例において図5に対応する図である。これらの変形例において、絶縁層150の上面には凹部154が形成されている。詳細には、第1電極110のうち絶縁層150の下方に位置する領域には、膜162が形成されている。そして膜162には、複数の凹部164が互いに離間して形成されている。そして凹部154は、凹部164と重なる領域に形成されている。膜162は、凸部160と同様の方法を用いて形成されている。そして凹部154は、絶縁層150を形成するときに形成される。また、凹部164のレイアウトは、凸部160のレイアウト同様である。
発光装置10は、さらに図3に示すように、封止部材170を有している。封止部材170は透光性を有しており、例えばガラス又は樹脂を用いて形成されている。封止部材170は、基板100と同様の多角形や円形であり、中央に凹部を設けた形状を有している。そして封止部材170の縁は接着材で基板100に固定されている。これにより、封止部材170と基板100で囲まれた空間は封止される。そして発光部140は、封止された空間の中に位置している。なお、封止部材170はALD法で形成された膜又はCVD法で形成された膜であってもよい。
また、発光装置10は、さらに乾燥剤を有していてもよい。乾燥剤は、例えば封止部材170によって封止された空間内、例えば封止部材170のうち基板100に対向する面に配置されている。
次に、発光装置10の製造方法について説明する。まず、基板100に第1電極110を、例えばスパッタリング法を用いて形成する。この時、マスクを用いたりウェットエッチングを用いるなどして、第1電極110を所定のパターンにする。
次いで、第1電極110上に凸部160を、例えばスパッタリング法を用いて形成する。この時、マスクを用いたりウェットエッチングを用いるなどして、凸部160を所定のパターンにする。
次いで、第1電極110の縁の上に絶縁層150を形成する。例えば絶縁層150が感光性の樹脂で形成されている場合、絶縁層150は、露光及び現像工程を経ることにより、所定のパターンに形成される。またこの工程において、絶縁層150の上面には複数の凸部152が形成される。
次いで、有機層120を形成する。有機層120のうちインクジェット法などの塗布法で形成される層は、第1電極110のうち絶縁層150で囲まれた領域内に塗布材料を位置させることにより、形成される。この際、塗布材料が絶縁層150の側面を這い上がって絶縁層150の上面に濡れ広がる可能性がある。これに対して本実施形態では、絶縁層150の上面には凸部152が形成されている。このため、塗布材料は絶縁層150の上面を乗り越えにくくなる。従って、塗布材料が、絶縁層150で囲まれた領域の外側に濡れ広がることを抑制できる。
次いで、第2電極130を形成する。第2電極130も、例えばマスクを用いるなどして所定のパターンに形成される。その後、封止部材170を用いて発光部140を封止する。
以上、本実施形態によれば、絶縁層150の上面には凸部152が形成されている。このため、有機層120の少なくとも一部の層を塗布材料で形成しても、この塗布材料が、絶縁層150で囲まれた領域の外側に濡れ広がることを抑制できる。従って、封止部材170を用いて発光部140を封止する際に、封止部材170と基板100の間に有機層が入り込んで、封止空間の気密性が低下することを抑制できる。
また、絶縁層150を形成する前に、基板100の上に凸部160を形成している。凸部160は、絶縁層150が形成される領域に位置している。このため、絶縁層150を形成する際に、絶縁層150の上面には凸部152が形成される。従って、凸部152を形成する工程において基板100にダメージは生じにくい。また、基板100のスループットが低下することも抑制できる。
図10は、実施例に係る発光装置10の構成を説明する平面図であり、実施形態の図2から有機層120を取り除いた図である。図11は、図10に示した発光装置10の断面図であり、実施形態における図5に対応している。本実施形態に係る発光装置10は、以下の点を除いて、実施形態に係る発光装置10と同様の構成である。
まず、第1電極110の一部の上には導電層114が形成されている。導電層114は、第1電極110よりも低抵抗な材料によって形成されており、第1電極110の補助電極として機能する。導電層114は、例えばMo合金、Al合金、及びMo合金をこの順に積層した構成であったり、Crを主成分とする導電性材料を有している。導電層114の厚さは、例えば100nm以上1000nm以下である。
そして、凸部160は、導電層114と同一工程で形成されている。このため、凸部160は、導電層114と同様の材料によって形成されており、また、導電層114と同じ厚さを有している。なお、第1端子112と第2端子132にも、導電層114が形成されていてもよい。
本実施例に係る発光装置10の製造方法は、凸部160を形成するときに導電層114も形成される点を除いて、実施形態と同様である。
本実施例によっても、実施形態と同様に、基板100にダメージを与えることなく、また、発光装置10の生産のスループットを低下しないようにしつつ、有機材料が絶縁層の外側まで濡れ広がることを抑制できる。また、凸部160を導電層114と同一工程で形成しているため、発光装置10の製造工程数が増加することを抑制できる。
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。
10 発光装置
100 基板
110 第1電極
114 導電層
120 有機層
130 第2電極
140 発光部
150 絶縁層
152 凸部
154 凹部
160 凸部
164 凹部
170 封止部材

Claims (7)

  1. 基板と、
    前記基板に形成され、有機EL素子を有する発光部と、
    前記発光部を囲む絶縁層と、
    前記基板と前記絶縁層の間に位置する凸部又は凹部と、
    を備え、
    前記有機EL素子は、第1電極、第2電極、及び前記第1電極と前記第2電極の間に位置する有機層を有し、
    前記絶縁層の上面は凹凸を有している発光装置。
  2. 請求項1に記載の発光装置において、
    前記有機層の少なくとも一部は、塗布材料を用いて形成されている発光装置。
  3. 請求項1又は2に記載の発光装置において、
    前記第1電極の上に形成された導電層を備え、
    前記凸部又は凹部は、前記導電層と同じ材料を用いて形成されている発光装置。
  4. 請求項1又は2に記載の発光装置において、
    前記凸部又は凹部は、前記第1電極と同じ材料を用いて形成されている発光装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記絶縁層は、前記第1電極の縁に沿って形成されており、
    前記凸部又は凹部は、前記第1電極の上に形成されている発光装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記凸部又は凹部は、前記絶縁層の幅方向に繰り返し形成されている発光装置。
  7. 請求項5に記載の発光装置において、
    前記凸部又は凹部の幅は1μm以上10μm以下であり、隣り合う前記凸部または凹部の距離は1μm以上20μm以下である発光装置。
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