JP2016154120A

JP2016154120A - 発光装置

Info

Publication number: JP2016154120A
Application number: JP2015032156A
Authority: JP
Inventors: 中馬　隆; Takashi Chuma; 隆中馬
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-08-25

Abstract

【課題】発光装置の第１電極を複数に分割した場合において、複数の第１電極の間で電位差が生じにくくする。【解決手段】発光部は基板１００に形成されており、第１電極１１０、有機層、及び第２電極を有している。有機層は第１電極１１０と第２電極の間に位置している。導体層１８０は第１電極１１０と基板１００の間、又は第１電極１１０と有機層の間に位置しており、かつ第１電極１１０に接している。第１電極１１０は複数に分断されている。そして導体層１８０は、第１電極１１０の間隙に位置しており、かつ、第１電極１１０の一部と重なっている。【選択図】図３

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は、発光装置などの光源として、有機ＥＬ素子を用いることが増えている。有機ＥＬ素子は、第１電極と第２電極の間に有機層を挟んだ構成を有している。第１電極には、透光性の導電材料が用いられているが、透光性の導電材料は金属と比較して抵抗が大きい。このため、第１電極には、透光性の導電材料より低抵抗の金属材料からなる導体層（例えば補助電極）を部分的に設ける場合が多い。

また、特許文献１には、補助電極を基板に埋め込むことにより、補助配線を光角度変更部として機能させることが記載されている。特許文献１において、第１電極が補助電極と重なる部分で分断されている。第１電極の側面は、補助電極の側面に接触している。

国際公開第２０１４／０６４８３４号

発光装置が湾曲した場合、第１電極にクラックが生じる可能性がある。このクラックが発生することを抑制するためには、第１電極を複数に分割することが好ましい。しかし、第１電極を複数に分割すると、複数の第１電極の間で電位差が生じ、その結果、発光装置の輝度に面内分布が生じ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、発光装置の第１電極を複数に分割した場合において、複数の第１電極の間で電位差が生じにく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、基板と、
前記基板に形成され、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と、を有する発光部と、
前記第１電極と前記有機層の間、又は前記基板と前記第１電極の間に形成されており、かつ前記第１電極に接している導体層と、
を備え、
前記第１電極は複数に分断されており、
前記導体層は、前記第１電極の間隙に位置しており、かつ、前記第１電極の一部と重なっ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２から絶縁層及び有機層を取り除いた図である。図３から導体層を取り除いた図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図３のＢ−Ｂ断面図である。変形例１に係る発光装置の構成を説明するための断面図である。変形例２に係る発光装置の要部の構成を示す平面図である。図９は図８から導体層を取り除いた図である。第１電極の変形例を示す平面図である。第１電極の変形例を示す平面図である。第１電極の変形例を示す平面図である。

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２から絶縁層１５０及び有機層１２０を取り除いた図である。図４は、図３から導体層１８０を取り除いた図である。図５は図１のＡ−Ａ断面図であり、図６は図３のＢ−Ｂ断面図である。

実施形態に係る発光装置１０は、基板１００、発光部１４０、及び導体層１８０を備えている。発光部１４０は基板１００に形成されており、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。導体層１８０は第１電極１１０と基板１００の間、又は第１電極１１０と有機層１２０の間に位置しており、かつ第１電極１１０に接している。第１電極１１０は複数に分断されている。そして導体層１８０は、隣り合う第１電極１１０の長辺間に形成される間隙１１４に位置しており、かつ、第１電極１１０の一部と重なっている。以下、詳細に説明する。

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。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の少なくとも発光部１４０を形成する面（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し、基板１００上に無機バリア膜/平坦化膜（例えば有機層）/無機バリア膜のような積層バリア構造が設けられてもよい。

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、可視光を透過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。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は蒸着法で形成されてもよい。また、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、低抵抗な金属材料、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以下であり、例えば膜厚１００ｎｍ程度であれば遮光性を有しているが、１０ｎｍ程度の薄膜であれば透光性を有する。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は複数に分断されている。本図に示す例において、複数の第１電極１１０が互いに平行に配置されている。そして第１電極１１０の間隙１１４の幅は、例えば１μｍ以上５００μｍ以下である。このように第１電極１１０が分断されることで、基板１００として可撓性を有さない基板（例えば厚みを有するガラス基板、例えば３００μｍ以上の厚さのガラス基板）を用いた発光装置１０に不意に応力が加えられた場合にも、第１電極１１０の間隙１１４で応力を緩和したり、発光輝度を維持することができる。また、基板１００が樹脂基板や薄いガラス基板など可撓性を有する基板であっても、第１電極１１０に間隙１１４が形成されることで、第１電極１１０が破壊したり第１電極１１０にクラックが生じることを抑制でき、また、発光輝度を維持できる。

第１電極１１０の平面形状は、例えば長方形である。第１電極１１０が並んでいる方向（図３のｘ方向）における第１電極１１０の幅は、例えば０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。すべての第１電極１１０の幅は互いに等しくてもよいが、少なくとも一つの第１電極１１０の幅は、他の第１電極１１０の幅とは異なっていてもよい。例えば図３におけるｘ方向において、発光装置１０の中心に最も近い第１電極１１０の幅は、発光装置１０の端に位置する第１電極１１０の幅よりも狭くてもよい。なお、隣り合う第１電極１１０は部分的につながっていてもよい。また、第１電極１１０の平面形状として、図１０のように一部に平行四辺形が含まれているものや図１１のように一部に台形が含まれているものでも良い。また、図１２のように一部に曲線を有する異形のものが並べられたものでも良い。このような変形例は発光装置１０の湾曲させる方向や意図して発光面に歪を形成したい場合や発光面の意匠性により適宜選択される。

そして、図３に示すように、第１電極１１０と有機層１２０の間には、導体層１８０が形成されている。導体層１８０は、間隙１１４に位置しており、かつ間隙１１４の幅よりも広い。このため、第１電極１１０の一部、具体的には導体層１８０と直交する方向における第１電極１１０の端部の上面は、導体層１８０と接している。

本図に示す例において、導体層１８０は、間隙１１４を埋めている。また、導体層１８０と直交する方向における導体層１８０の端部は、第１電極１１０の上面に位置している。また、第１電極１１０は３つ以上に分割されている。このため、間隙１１４は複数存在している。そして、導体層１８０は、複数の間隙１１４のそれぞれに設けられている。

導体層１８０は、補助電極として機能し、第１電極１１０よりも抵抗が低い材料、例えばＡｌなどの金属層を有している。導体層１８０を設けることにより、第１電極１１０の見かけ上の抵抗は低くなる。これにより、第１電極１１０の端部から第１電極１１０の内側に進むにつれて生じる電圧降下を抑制することができ、その結果、発光装置１０の輝度の均一性を向上させることができる。なお、導体層１８０は多層構造を有していてもよい。この場合、導体層１８０は、例えば、Ｍｏ又はＭｏ合金などの金属層である第１導電層、Ａｌ又はＡｌ合金などの金属層である第２導電層、及び、Ｍｏ又はＭｏ合金などの金属層である第３導電層をこの順に積層した構成を有している。また導体層１８０は、例えばＡｇナノ粒子やＣｕナノ粒子を含有するインクを用いて、インクジェット法により形成してもよい。また、導体層１８０は、無電解メッキ法を用いて、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ等をライン状に形成したものでもよい。この場合、ＳＡＭ（Ｓｅｌｆ−ＡｓｓｅｍｂｌｅｄＭｏｎｏｌａｙｅｒ）膜等を用いて選択的にライン状にメッキ膜を形成することも可能である。

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。絶縁層１５０は導体層１８０の一部（例えばエッジ部分）を覆っていても良い。このようにすることで（通常用いる補助電極としての）導体層１８０のエッジ部分での短絡を防止する。なお、この絶縁層１５０は必ずしも必要ではなく、例えば第１電極１１０の端部がなだらかな順テーパ-構造であり、第２電極１３０と短絡しづらい構造の場合には、絶縁層１５０を設ける必要は無い。

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、この層の上もしくは下に、第１電極１１０よりも低抵抗な金属を有していてもよい。この場合、この金属は例えば導体層１８０と同一材料で形成されたものでもよい。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、ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ）やタブ線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、ＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ）やタブ線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。

なお、複数の導体層１８０は、第１端子１１２上で互いに繋がっている。

さらに、発光装置１０は封止部材を有している。この封止部材には湿度透過性や酸素透過性が非常に小さいもの、例えばアルミ箔やＳＵＳ箔などの金属箔に代表される不透明なものや、ガラス板又は透湿バリア性を有する樹脂シートなど透光性であるものが用いられる。封止部材は、基板１００と同様の多角形や円形であり、基板１００に面する側の形状はフラットである。封止部材は基板１００に、粘着剤もしくは接着剤を用いて固定されている。なお、この粘着剤もしくは接着剤と封止部材の間には乾燥剤を含む層があってもよい。また、封止部材は中央に凹部が設けられたガラス板もしくは金属板でもよく、その凹部に乾燥剤を含む部材を設置してもよい。このような封止部材の場合には、その縁部に接着剤を塗布し基板１００に固定される。このような封止部材を用いた封止方法以外に、ＡＬＤ法やＣＶＤ法で無機膜を形成し、それを封止膜として利用する方法もあり、この場合には第２電極１３０の上に直接封止膜が成膜されてもよい。

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、メタルマスクを用いてパターンを形成しながら成膜する、もしくはウェットエッチングにより成膜後にパターニングするなどして、第１電極１１０を所定のパターンにする。この際、間隙１１４や第１端子１１２及び第２端子１３２も形成される。

次いで、第１電極１１０上に、導体層１８０を、例えばスパッタリング法を用いて形成する。この時、メタルマスクを用いてパターンを形成しながら成膜する、もしくはウェットエッチングにより成膜後にパターニングするなどして、導体層１８０は所定の位置に形成される。

次いで、第１電極１１０の縁の上に絶縁層１５０となる、塗布材料を例えばディスペンサーを用いて塗布する。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、例えばスピンコートにより第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。

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。また、有機層１２０のうち真空蒸着法で形成される層は、メタルマスクを用いて所定のパターンに形成されるようにする。次いで、第２電極１３０を形成する。第２電極１３０も、例えばメタル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、封止部材を用いて発光部１４０を封止する。

本実施形態において、発光装置１０を湾曲させる場合、基板１００の発光部１４０が形成される面が凸または凹になる方向に湾曲させる。特に、図６において湾曲する方向、すなわち図４でのｘ方向であり、間隙１１４に交わる方向に湾曲させる。ここで、第１電極１１０は複数に分割されている。このため、第１電極１１０にクラックが生じることを抑制できる。また、隣り合う第１電極１１０の長辺部は導体層１８０によって互いに接続されている。そして導体層１８０は、第１電極１１０の一部と重なっている。従って、第１電極１１０の抵抗に起因して発光部１４０の輝度に面内分布が生じることを抑制できる。また、導体層１８０が第１電極１１０と一部重なっている。このため、湾曲させた状態でも、第１電極１１０と導体層１８０の物理的な接触が維持され、その結果、第１電極１１０への電流供給を滞りにくくさせることが出来る。

（変形例１）
図７は、変形例１に係る発光装置１０の構成を説明するための断面図であり、実施形態における図６に対応している。本変形例に係る発光装置１０は、基板１００と第１電極１１０の間に導体層１８０がある点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

詳細には、基板１００の上に導体層１８０が形成されている。そして、間隙１１４の幅方向において間隙１１４の全体が導体層１８０の上に位置するように、第１電極１１０が形成されている。このため、第１電極１１０の長辺部の端部は、導体層１８０の上面に接している。

本変形例によっても、第１電極１１０は複数に分割されているため、発光装置１０を湾曲させても、第１電極１１０にクラックが生じることを抑制できる。また、実施形態と同様に、導体層１８０は、第１電極１１０の一部と重なっているため、第１電極１１０の抵抗に起因して発光部１４０の輝度に面内分布が生じることを抑制できる。また、導体層１８０が第１電極１１０と一部重なっているため、湾曲させた状態でも、第１電極１１０と導体層１８０の物理的な接触が維持されることで、第１電極への電流供給が滞りにくくさせることが出来る。

（変形例２）
図８は、変形例２に係る発光装置１０の要部の構成を示す平面図であり、実施形態における図３に対応している。図９は図８から導体層１８０を取り除いた図であり、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、第１電極１１０が第１の方向（ｘ方向）のみではなく第１の方向に交わる第２の方向（ｙ方向）にも分割されている点を除いて、実施形態又は変形例１に係る発光装置１０と同様の構成である。このため、間隙１１４は、ｘ方向に繰り返し設けられるとともに、ｙ方向にも繰り返し設けられている。そして、いずれの間隙１１４にも、導体層１８０が位置しており、第１電極１１０の一部と重なっている。

本変形例によれば、第１電極１１０がｘ方向のみではなくｙ方向にも分割されている。従って、発光装置１０をいずれの方向に湾曲させても、第１電極１１０にクラックが発生することを抑制できる。また、実施形態と同様に、導体層１８０は、第１電極１１０の一部と重なっているため、第１電極１１０の抵抗に起因して発光部１４０の輝度に面内分布が生じ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
１０２第１面
１１０第１電極
１１４間隙
１２０有機層
１３０第２電極
１４０発光部
１８０導体層

Claims

基板と、
前記基板に形成され、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と、を有する発光部と、
前記第１電極と前記有機層の間、又は前記基板と前記第１電極の間に形成されており、かつ前記第１電極に接している導体層と、
を備え、
前記第１電極は複数に分断されており、
前記導体層は、前記第１電極の間隙に位置しており、かつ、前記第１電極の一部と重なっている発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記第１電極は３つ以上に分断されており、
前記導体層は、複数の前記間隙のそれぞれに位置している発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１電極は可視光を透過する発光装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記基板は可撓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、
前記基板は、前記間隙に交わる方向に湾曲することが可能な発光装置。