JP2019186585A

JP2019186585A - 発光装置

Info

Publication number: JP2019186585A
Application number: JP2019143071A
Authority: JP
Inventors: 田中　洋平; Yohei Tanaka; 洋平田中
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2019-08-02
Filing date: 2019-08-02
Publication date: 2019-10-24

Abstract

【課題】発光装置において、動作時に発生する熱を放熱する。【解決手段】絶縁層１２０は、透光性基板１００の第１面側に形成されており、第１電極１１０を介して透光性基板１００とは逆側に形成されている。絶縁層１２０は、平面視で有機機能層１４０とは重なっておらず、かつ第１電極１１０の少なくとも縁と重なっている。放熱層１３０は、透光性基板１００の第１面側に部分的に形成されており、平面視で少なくとも一部が第１電極１１０と重なっている。放熱層１３０は、一部が絶縁層１２０に覆われており、かつ一部が絶縁層１２０及び有機機能層１４０のいずれにも覆われておらず、放熱部１３２となっている。本実施形態では、放熱部１３２は、第１電極１１０の縁に位置しており、かつ、第２電極１５０にも重なっていない。【選択図】図２

Description

本発明は、発光装置に関する。

発光装置の一つに有機発光層を用いるものがある。有機発光層は熱に弱いため、動作時に発生した熱を逃がす必要がある。

例えば特許文献１には、有機機能層上に形成された電極の上に、熱伝熱層を設けることが記載されている。また特許文献２には、基板のうち有機機能層とは逆側の面に放熱板を設けることが記載されている。また特許文献３には、基板のうち有機機能層とは逆側の面に放熱層を設けることが記載されている。特許文献４には、カラーフィルタ内の遮光層に熱を吸収する材料、例えば酸化アルミニウムや酸化チタンなどを分散させることが記載されている。特許文献５には、発光層の上に接着層を介して金属基板を配置し、さらに金属基板上に放熱材料層を形成することが記載されている。

特開２００６−２４４８４６号公報特開２００９−２７２０７３号公報特開２００９−２４５７７０号公報特開２００８−７７８５９号公報特開２０１１−１７１２８８号公報

上記したように、有機機能層を発光装置の光源として使用する場合、動作時に発生した熱を逃がす必要がある。本発明者は、熱を逃がすための新規の構造を検討した。

本発明が解決しようとする課題としては、発光装置において、動作時に発生する熱を放熱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、透光性基板と、
前記透光性基板の第１面側に形成された透光性の第１電極と、
前記第１電極を介して前記透光性基板とは逆側に位置し、発光層を有する有機機能層と、
前記有機機能層を介して前記第１電極とは逆側に位置する第２電極と、
前記第１電極を介して前記透光性基板とは逆側に形成され、前記第１電極の少なくとも一部と重なっている絶縁層と、
前記透光性基板の前記第１面側に部分的に形成され、平面視で少なくとも一部が前記第１電極と重なっている放熱層と、
を備え、
前記放熱層は、一部が前記絶縁層で覆われており、かつ一部が前記絶縁層及び前記有機機能層のいずれにも覆わ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平面図である。図１の点線部分を拡大した図である。図２のＡ−Ａ断面を示す図である。実施例１に係る発光装置の構成を示す断面図である。実施例２に係る発光装置の要部の断面構造を示す図である。実施例３に係る発光装置の構成を示す断面図である。実施例４に係る発光装置の構成を示す断面図である。実施例５に係る発光装置の構成を示す平面図である。実施例５に係る発光装置の構成を示す断面図である。実施例６に係る発光装置の構成を示す平面図である。実施例７に係る発光装置の構成を示す平面図である。実施例８に係る発光装置の構成を示す平面図である。実施例９に係る発光装置の構成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の点線部分を拡大した図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す図である。なお、説明のため、図２及び図３においては第２電極１５０及び電子注入層１４８を省略している。また、図１に示す各層の平面形状は、説明のために一部簡略化している。そして以下の説明における透光性は、有機機能層１４０が有する発光層が発光する光の少なくとも一部を透光することを意味する。

実施形態に係る発光装置１０は、透光性基板１００、第１電極１１０、絶縁層１２０、放熱層１３０、有機機能層１４０、及び第２電極１５０を備えている。図１において絶縁層１２０、放熱層１３０、及び有機機能層１４０は第２電極１５０の下に位置しているため、図示されていない。発光装置１０は照明装置であっても良いし、ディスプレイであっても良い。

第１電極１１０は、透光性基板１００の第１面側に形成されている。有機機能層１４０は、図２に示すように第１電極１１０を介して透光性基板１００とは逆側に位置しており、発光層を有している。第２電極１５０は、図１に示すように有機機能層１４０を介して第１電極１１０とは逆側に位置しており、第１電極１１０との間で有機機能層１４０を挟持している。絶縁層１２０は、図２に示すように、透光性基板１００の第１面側に形成されており、第１電極１１０を介して透光性基板１００とは逆側に形成されている。絶縁層１２０は、第１電極１１０の少なくとも縁と重なっている。放熱層１３０は、図１及び図２に示すように、透光性基板１００の第１面側に部分的に形成されており、平面視で少なくとも一部が第１電極１１０と重なっている。放熱層１３０は、第１電極１１０よりも伝熱性を有する材料で形成されている。

また放熱層１３０は、図２に示すように、一部が絶縁層１２０に覆われており、かつ一部が絶縁層１２０及び有機機能層１４０のいずれにも覆われておらず、放熱部１３２となっている。

また発光装置１０の平面形状は矩形であり、放熱層１３０は発光装置１０の第１辺に沿って延在している。そして放熱部１３２は、発光装置１０の４辺のうち第１辺に交わる２つの辺それぞれに沿って設けられている。なお、第２電極１５０上に封止用の保護層を形成する場合、放熱部１３２は、この保護層からも露出するのが好ましい。

また本実施形態では、絶縁層１２０は、図２に示すように、一部が、有機機能層１４０を複数の領域に分割する隔壁１２２となっている。そして放熱層１３０の一部は、隔壁１２２で覆われている。いいかえると、放熱層１３０は、隔壁１２２と重なるように延在している。

なお、図１及び図２に示す例では、絶縁層１２０は、第１電極１１０のうち、有機機能層１４０が形成されている領域、及び縁の一部に近接する領域（または縁に近接する領域の全体）を除いて形成されている。そして放熱部１３２は、第１電極１１０の縁のうち絶縁層１２０が形成されていない領域に位置しており、かつ、第２電極１５０にも重なっていない。

次に、上記した発光装置１０の製造方法を説明する。まず、透光性基板１００を準備する。透光性基板１００は、例えばガラス基板であるが、樹脂基板や樹脂フィルムであっても良い。

次いで透光性基板１００の第１面上に第１電極１１０を形成する。第１電極１１０は、例えばＩＴＯ（Indium Thin Oxide）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などによって形成された透明電極である。ただし、第１電極１１０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。

次いで、第１電極１１０上に放熱層１３０を形成する。放熱層１３０は、例えば金属層を選択的に除去することで形成される。

次いで、第１電極１１０上及び放熱層１３０上に絶縁層１２０を形成する。絶縁層１２０は、例えばポリイミド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る。この場合、絶縁層１２０は、現像後に熱処理される。なお、絶縁層１２０はポリイミド以外の樹脂、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂であっても良い。

次いで、第１電極１１０上のうち放熱層１３０及び絶縁層１２０が形成されていない領域に、有機機能層１４０を形成する。有機機能層１４０は、蒸着法により形成されても良いし、塗布法（インクジェット法を含む）で形成されても良い。その後、有機機能層１４０上に第２電極１５０を形成する。

本実施形態によれば、第１電極１１０の上には放熱層１３０が形成されている。このため、有機機能層１４０や第１電極１１０などで発生した熱は、放熱層１３０を介して放熱部１３２に伝わり、放熱部１３２から外部に放熱される。このため、有機機能層１４０で発生した熱を効率よく放熱できる。

また、放熱層１３０は平面視で一部が隔壁１２２と重なっている。隔壁１２２が形成されている領域は有機機能層１４０が設けられていない。このため、放熱層１３０を設けても、発光装置１０の発光面積は狭くならない。

（実施例１）
図４は、実施例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に対応している。本実施例において、発光装置１０は照明装置である。

第１電極１１０は、有機機能層１４０の各領域別に分割されている。具体的には、複数の第１電極１１０は、紙面に対して垂直な方向（図２における左右方向）に、互いに平行に延伸している。そして複数の第１電極１１０の相互間には、絶縁層１２０が形成されている。絶縁層１２０は、第１電極１１０の一部を覆っている。

第１電極１１０上のうち絶縁層１２０で覆われている部分の上には、放熱層１３０が形成されている。放熱層１３０は、例えばＡｇ又はＡｌを用いて形成されており、第１電極１１０よりも抵抗が低い。そして放熱層１３０は、第１電極１１０の見かけ上の抵抗を下げるための補助電極として機能する。

複数の第１電極１１０のそれぞれの上には、有機機能層１４０が形成されている。そして隣り合う有機機能層１４０は、絶縁層１２０によって分離されている。すなわち有機機能層１４０の上面は、絶縁層１２０の上面よりも低い。本実施例において、有機機能層１４０は、ホール注入層１４２、正孔輸送層１４４、発光層１４６、及び電子注入層１４８をこの順に積層させた構成を有している。

ホール注入層１４２、正孔輸送層１４４、及び発光層１４６は絶縁層１２０によって第１電極１１０毎に分離されている。本実施例では、隣り合う発光層１４６は、互いに異なる発光スペクトル、例えば互いに異なる最大ピーク波長を有している。具体的には、発光層１４６としては、赤色の光を発光する層、緑色の光を発光する層、及び青色を発光する層が、繰り返し配置されている。このため、発光装置１０は、平面視で、赤色の光を発光する線状の領域、緑色の光を発光する線状の領域、及び青色を発光する線状の領域が繰り返し配置されていることになる。

一方、電子注入層１４８及び第２電極１５０は複数の発光層１４６に共通の電極として形成されており、絶縁層１２０上にも形成されている。

本実施例によれば、実施形態と同様の効果を得ることができる。また、電源に接続する第１電極１１０を選択し、かつ選択した第１電極１１０に入力する電力量を制御することにより、発光装置１０を所望の色調で発光させることができる。

（実施例２）
図５は、実施例２に係る発光装置１０の要部の断面構造を示す図であり、実施形態の図３に対応している。本実施例に係る発光装置１０は、放熱部１３２の少なくとも表層が酸化層１３４になっている点を除いて、実施例１に係る発光装置１０と同様の構成である。

放熱層１３０は、Ａｌ又はＡｇの少なくとも一方を含んでいる。そして酸化層１３４は、Ａｌ又はＡｇの少なくとも一方の酸化物を含んでいる。放熱層１３０がＡｇを含んでいる場合、酸化層１３４は黒色になる。酸化層１３４は、例えば絶縁層１２０を現像した後に熱処理するタイミングで形成される。このときの熱処理温度は、例えば２００℃以上４００℃以下である。

本実施例によっても、実施例１と同様の効果を得ることができる。また、放熱層１３０の表層に酸化層１３４を形成している。このため、放熱層１３０からの放熱効率は高くなる。特に放熱層１３０がＡｇを含んでいる場合、酸化層１３４は黒色になる。従って、放熱層１３０からの放熱効率は特に高くなる。

また、酸化層１３４が絶縁層１２０を熱処理するときに形成されるようにすると、酸化層１３４を形成するための工程を追加しなくて済む。このため、製造コストが上昇することを抑制できる。

（実施例３）
図６は、実施例３に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面に対応している。本実施例に係る発光装置１０は、第１電極１１０が複数の発光層１４６に共通の電極として形成されている点を除いて、実施例１又は２に係る発光装置１０と同様の構成である。この場合、発光装置１０は白色の照明装置として機能する。

本実施例によっても、実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施例においては、第１電極１１０は面積が大きく、所謂ベタ電極になっている。このような場合、第１電極１１０内で生じる電位差が低くなり、放熱層１３０を補助電極として使用しても、放熱層１３０にはマイグレーションは生じにくい。従って、放熱層１３０の端部を絶縁層１２０で覆わなくてもよい。

（実施例４）
図７は、実施例４に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、実施例１における図４に対応している。本実施例に係る発光装置１０は、電子注入層１４８及び第２電極１５０が複数の発光層１４６に個別に設けられており、かつ第１電極１１０が複数の発光層１４６に共通の電極になっている点を除いて、第１の実施例に係る発光装置１０と同様の構成である。なお、本実施例では、いずれかの隔壁１２２には放熱層１３０が設けられていなくても良い。

本実施例によっても、実施形態と同様の効果を得ることができる。また、電源に接続する第２電極１５０を選択し、かつ選択した第２電極１５０に入力する電力量を制御することにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。なお、本実施例においても、第１電極１１０は面積が大きく、所謂ベタ電極になっているため、放熱層１３０の端部を絶縁層１２０で覆わなくてもよい。

（実施例５）
図８は、実施例５に係る発光装置１０の構成を示す平面図であり、実施形態の図２に対応している。図９は、図８のＢ−Ｂ断面図である。実施例５に係る発光装置１０は、有機機能層１４０のうち少なくとも発光層１４６及び電子注入層１４８が、隔壁１２２の上面及び側面にも形成されている点を除いて、実施例４に係る発光装置１０と同様の構成である。すなわち本実施例では、発光層１４６及び電子注入層１４８は、複数の線状の発光領域に跨って形成されている。

本実施例によっても、実施例４と同様の効果を得ることができる。なお、本実施例において、ホール注入層１４２及び正孔輸送層１４４も、隔壁１２２の上面及び側面に形成されていても良い。

（実施例６）
図１０は、実施例６に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。本実施例に係る発光装置１０は、全ての放熱層１３０の端部に端子１７０が形成されている点を除いて、実施例１〜５のいずれかに係る発光装置１０と同様の構成である。端子１７０は、第１電極１１０を外部の電源に接続するための端子である。

詳細には、発光装置１０の平面形状は多角形（例えば矩形）である。そして放熱層１３０は透光性基板１００の縁の近傍まで引き出されている。放熱層１３０は、一つおきに、引き出される側が入れ替わっている。そして端子１７０は、透光性基板１００の互いに対向する２つの辺に沿って設けられている。なお、複数の端子１７０に接続するコネクタを小型化するために、端子１７０及びその近傍において放熱層１３０の間隔は狭くなっている。

本実施例によっても、実施例１〜５のいずれかに係る発光装置１０と同様の効果を得ることができる。また放熱層１３０及び第１電極１１０を介して有機機能層１４０に電流を流すことができるため、第１電極１１０を外部に接続するための配線を別途形成する必要がない。

また、上記したように、端子１７０及びその近傍において放熱層１３０の間隔は狭くなっている。このため、放熱層１３０は、端子１７０及びその近傍で高温になりやすい。これに対して本実施例では、端子１７０の近傍に放熱部１３２が設けられているため、放熱層１３０の温度が高くなることを抑制できる。

（実施例７）
図１１は、実施例７に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。本実施例に係る発光装置１０は、複数の放熱層１３０の一部にのみ端子１７０が設けられている点を除いて、実施例６と同様の構成である。すなわち本実施例では、一部の放熱層１３０は端子１７０付きの補助電極として機能する。

詳細には、発光装置１０の平面形状は多角形（例えば矩形）である。そして放熱層１３０は透光性基板１００の縁の近傍まで引き出されている。放熱層１３０は、一つおきに、引き出される側が入れ替わっている。そして端子１７０は、透光性基板１００の一つの辺に沿って設けられている。また、放熱層１３０のうちこの辺の逆側の辺に引き出されているものには端子１７０が設けられていない。

また、放熱層１３０のうち端子１７０を有するものには、放熱部１３２が設けられていない。すなわち端子１７０を有する放熱層１３０は、端子１７０を除いて絶縁層１２０で覆われている。なお本実施例においては、発光装置１０の断面構造は、図６又は図７に示した構造になる必要がある。

本実施例によっても、実施例６と同様の効果を得ることができる。また、端子１７０を有する放熱層１３０は、端子１７０を除いて絶縁層１２０で覆われているため、放熱層１３０にマイグレーションが生じることを抑制できる。また、放熱層１３０のうち放熱部１３２を有するものには、端子１７０が設けられていない。このため、これらの放熱層１３０を流れる電流は少なくなり、その結果、これらの放熱層１３０にマイグレーションが生じることを抑制できる。

（実施例８）
図１２は、実施例８に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。本実施例に係る発光装置１０は、端子１７０の配置を除いて、実施例７に係る発光装置１０と同様の構成である。詳細には、放熱層１３０に平行な直線で発光装置１０を２つに分けた場合、端子１７０は、いずれか一方側に位置する放熱層１３０にのみ設けられている。

本実施例によっても、実施例７と同様の効果を得ることができる。なお本実施例においても、発光装置１０の断面構造は、図６又は図７に示した構造になる必要がある。

（実施例９）
図１３は、実施例９に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。本実施例に係る発光装置１０は、放熱層１３０の放熱部１３２が幅広部１８０を有している点を除いて実施例６〜８に係る発光装置１０のいずれかと同様の構成である。幅広部１８０は、隣り合う放熱部１３２を互いにつなげることにより、放熱面積を広げたものである。

本実施例によっても、実施例６〜８に係る発光装置１０と同様の効果を得ることができる。また、幅広部１８０を設けたため、放熱部１３２からの放熱量はさらに大きくなる。

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透光性基板
１１０第１電極
１２０絶縁層
１２２隔壁
１３０放熱層
１３２放熱部
１３４酸化層
１４０有機機能層
１４２ホール注入層
１４４正孔輸送層
１４６発光層
１４８電子注入層
１５０第２電極
１７０端子
１８０幅広部

Claims

透光性基板と、
前記透光性基板の第１面側に形成された透光性の第１電極と、
前記第１電極を介して前記透光性基板とは逆側に位置し、発光層を有する有機機能層と、
前記有機機能層を介して前記第１電極とは逆側に位置する第２電極と、
前記第１電極を介して前記透光性基板とは逆側に形成され、前記第１電極の少なくとも一部と重なっている絶縁層と、
前記透光性基板の前記第１面側に部分的に形成され、平面視で少なくとも一部が前記第１電極と重なっている放熱層と、
を備え、
前記放熱層は、一部が前記絶縁層で覆われており、かつ一部が前記絶縁層及び前記有機機能層のいずれにも覆われていない発光装置。