JP2016134329A

JP2016134329A - 発光装置

Info

Publication number: JP2016134329A
Application number: JP2015009167A
Authority: JP
Inventors: 大田　悟; Satoru Ota; 悟大田
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-07-25

Abstract

【課題】発光装置の有機層を塗布材料で形成する場合において、塗布材料が発光装置の端子まで広がらないようにする。
【解決手段】発光装置１０は、基板１００、発光部、第１端子１１２、及び絶縁層１５０を有している。発光部は基板１００に形成されており、有機層１２０を有している。第１端子１１２は発光部に電気的に接続している。絶縁層１５０は、少なくとも発光部と第１端子１１２の間に位置しており、絶縁性の粒子を含んでいる。そして絶縁層１５０の上面は凹凸を有している。
【選択図】図３

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。このような発光装置は、有機ＥＬ素子に電気的に接続する端子を有している。

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、絶縁層が形成されている。

なお、特許文献１には、有機ＥＬ素子を画素に用いた発光装置において、画素を区画するための絶縁性の隔壁に、絶縁性のフィラーを混入させることが記載されている。特許文献１によれば、フィラーを混ぜることにより、隔壁の表面粗さＲａを０．０５μｍ以上１．０μｍ以下にすることができ、その結果、発光層を塗布材料で形成する際に、隣の画素に発光層が混ざることを抑制できる。

特開２０１０−２１２１７７号公報

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り、発光装置の端子が有機材料で覆われる可能性が出てくる。この場合、端子とこの端子に接続すべき導通部材の間で接続不良が発生する可能性が出てくる。

本発明が解決しようとする課題としては、発光装置の有機層を塗布材料で形成する場合において、塗布材料が発光装置の端子まで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、有機層を有する発光部と、
前記発光部に電気的に接続する端子と、
少なくとも前記発光部と前記端子の間に位置し、絶縁性の粒子を含む絶縁層と、
を備え、
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断面を示す図である。図３の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。変形例に係る発光装置の構成を示す平面図である。変形例に係る発光装置の構成を示す断面図である。

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３の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。ただし図４において、第２電極１３０は省略されている。また、封止部材１６０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〜図３に示すように、基板１００、発光部１４０、第１端子１１２（端子）、及び絶縁層１５０を有している。発光部１４０は基板１００に形成されており、有機層を有している。第１端子１１２は発光部１４０に電気的に接続している。絶縁層１５０は、少なくとも発光部１４０と第１端子１１２の間に位置しており、図４に示すように絶縁性の粒子１５２を含んでいる。そして図４に示すように、絶縁層１５０の上面は凹凸を有している。本図に示す例において、発光装置１０は照明装置である。このため、発光部１４０の面積は、基板１００の面積の３／４倍以上１倍未満である。以下、詳細に説明する。

まず、図１〜図３を用いて、発光装置１０の構成について説明する。

発光装置１０がボトムエミッション型の発光装置である場合、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。一方、発光装置１０がトップエミッション型の発光装置である場合、基板１００は透光性を有していなくてもよい。また、基板１００は可撓性を有していてもよい。この場合、基板１００が湾曲した状態で発光装置１０を使用することができる。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_ｘやＳｉＯＮなどの無機バリア膜が形成されている。なお、この無機バリア膜と基板１００の間に、平坦化層（例えば有機層）が設けられていてもよい。

基板１００の第１面１０２には、発光部１４０が設けられている。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（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｕｎｇｓｔｅｎＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）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。有機層１２０のうち少なくとも一つの層、例えば第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もよい。なお、この場合、有機層１２０の残りの層は、蒸着法によって形成されている。また、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。この場合、第２電極１３０は遮光性を有している。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。

なお、上記した第１電極１１０及び第２電極１３０の材料は、発光装置１０がボトムエミッション型の場合である。発光装置１０がトップエミッション型の場合、第１電極１１０の材料と第２電極１３０の材料は逆になる。すなわち第１電極１１０の材料には上記した第２電極１３０の材料が用いられ、第２電極１３０の材料には上記した第１電極１１０の材料が用いられる。

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、第１電極１１０のうち発光部１４０となる領域を画定している。言い換えると、絶縁層１５０は発光部１４０を囲んでいる。そして絶縁層１５０の一部は、発光部１４０と第１端子１１２の間に位置している。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の発光領域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。絶縁層１５０は、絶縁層１５０となる塗布材料を塗布した後、この塗布材料を露光及び現像することにより、形成される。

また、絶縁層１５０は複数の粒子１５２を含んでいる。粒子１５２の少なくとも表面は絶縁性である。粒子１５２は、例えば絶縁性の材料を用いて形成されている。粒子１５２を構成する材料は、例えば、酸化シリコン、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、またはポリスチレンなどの高分子である。また、粒子１５２の少なくとも表面は疎水性を有しているのが好ましい。特に粒子１５２の少なくとも表面は、絶縁層１５０と比較して疎水性が高いのが好ましい。このようにするためには、例えば、粒子１５２を構成する材料として撥水性の材料を選択してもよいし、粒子１５２の表面に撥水性のコーティング層を形成してもよい。粒子１５２の直径の平均値は、例えば１００ｎｍ以上２０００ｎｍ（２μｍ）以下である。特に絶縁層１５０の凹凸の大きさが、１〜３μｍの間で形成されるのが好ましいため、粒子１５２が絶縁層１５０の下に位置する場合は、粒子１５２の直径はこの凹凸の大きさより小さいことが望ましい。

本図に示す例において、粒子１５２は、絶縁層１５０となる塗布材料に予め含まれている。このため、粒子１５２は、絶縁層１５０の全体に分布している。また、一部の粒子１５２は、絶縁層１５０の表層に位置している。このため、絶縁層１５０の上面は、粒子１５２の有無に起因した凹凸が形成される。言い換えると、絶縁層１５０の上面の凸部の下方には、粒子１５２が位置している。なお、絶縁層１５０の上面において、粒子１５２は露出していてもよいし、絶縁層１５０の本体となる樹脂材料によって薄く覆われていてもよい。

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。

さらに図３に示すように、発光装置１０は封止部材１６０を有している。封止部材１６０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１６０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１６０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１６０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１６０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１６０によって封止された空間内、例えば封止部材１６０のうち基板１００に対向する面に配置されている。

なお、本図に示す例において、発光装置１０は発光部１４０を一つのみ有している。ただし、図５に示すように、発光部１４０は、第１端子１１２と第２端子１３２を結んだ直線に交わる方向（具体的にはｘ方向）において、複数に分割されていてもよい。この場合、第１端子１１２及び第１電極１１０は、発光部１４０別に設けられている。なお、図５においては、第２端子１３２及び第２電極１３０は、複数の発光部１４０に共通である。ただし、第２端子１３２及び第２電極１３０も、発光部１４０別に設けられていてもよい。

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の縁の上に絶縁層１５０となる塗布材料を塗布する。この際、この塗布材料は、粒子１５２を含んでいる。次いで、この塗布材料を硬化させる。これにより、絶縁層１５０は形成される。なお、絶縁層１５０が感光性の材料によって形成されている場合、絶縁層１５０となる塗布材料は、第１電極１１０の縁以外の領域にも塗布される。その後、露光工程及び現像工程が行われることにより、絶縁層１５０は、第１電極１１０の縁に形成される。またこの工程において、絶縁層１５０の上面には、粒子１５２の有無に起因した凹凸が形成される。具体的には、絶縁層１５０の上面のうち、下方に粒子１５２が存在している領域は、他の領域と比較して凸になる。

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の上面には凹凸が形成されている。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。特に粒子１５２の直径が小さい場合、絶縁層１５０の表面の凹凸の周期は短くなるため、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さらに抑制できる。

また、粒子１５２の表面が撥水性を有しており、かつ絶縁層１５０の上面において粒子１５２が露出している場合、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さらに抑制できる。

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１６０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には粒子１５２が含まれている。このため、絶縁層１５０の上面には、粒子１５２の有無に起因した凹凸が形成される。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。粒子１５２の表面が撥水性を有しており、かつ絶縁層１５０の上面において粒子１５２が露出している場合、有機層１２０となる塗布材料は、特に濡れ広がりにくい。

（変形例）
図６は、変形例に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、実施形態における図４に対応している。本変形例に係る発光装置１０は、粒子１５２が絶縁層１５０の上層にのみ位置している点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

本変形例において、絶縁層１５０となる塗布材料は、粒子１５２を含んでいない。その代わりに、粒子１５２は、絶縁層１５０の表面に配置されている。このようにするためには、例えば、粒子１５２を含む塗布材料を、絶縁層１５０の上に塗布すればよい。

本変形例によっても、実施例と同様に、絶縁層１５０の上面には、粒子１５２の有無に起因した凹凸が形成される。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。

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
１１２第１端子
１２０有機層
１３０第２電極
１３２第２端子
１４０発光部
１５０絶縁層
１５２粒子

Claims

基板と、
前記基板に形成され、有機層を有する発光部と、
前記発光部に電気的に接続する端子と、
少なくとも前記発光部と前記端子の間に位置し、絶縁性の粒子を含む絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層の上面は凹凸を有している発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記絶縁層は前記発光部を囲んでいる発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記発光装置は、少なくとも第１の方向において前記発光部を一つ有している発光装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記粒子の少なくとも表面は撥水性を有している発光装置。
請求項４に記載の発光装置において、
前記絶縁層は、塗布材料を用いて形成されている発光装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記粒子は、少なくとも前記絶縁層の表層に位置している発光装置。