JP2021039956A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【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】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１４０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_ｘ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 (1)

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。

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