JP2021170559A

JP2021170559A - 発光装置

Info

Publication number: JP2021170559A
Application number: JP2021128292A
Authority: JP
Inventors: 健見岡田; Tatemi Okada
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2021-08-04
Publication date: 2021-10-28
Also published as: JP2020017538A

Abstract

【課題】発光装置の外部接続部に可撓性を持たせることができ、かつ発光装置の製造工程数が増加することを抑制する。【解決手段】発光装置１０は、可撓性基板１００、有機ＥＬ素子２００、ならびに引出配線１１２，１１４（第１配線）を備えている。可撓性基板１００は可撓性を有している。また可撓性基板１００は、本体領域１０２及び突出領域１０４を有している。突出領域１０４は、平面視において本体領域１０２から突出している。有機ＥＬ素子２００は可撓性基板１００の本体領域１０２に形成されている。引出配線１１２，１１４は、可撓性基板１００の突出領域１０４に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は、新たな発光素子として有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、ディスプレイや照明装置として利用されている。

特許文献１には、有機ＥＬ素子の陽極及び陰極のそれぞれを有機ＥＬ層から突出させ、かつこの突出させた部分にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を取り付けることが記載されている。

また、特許文献２には、有機ＥＬ素子の基板の一部を突出させ、この突出させた部分に、陽極に接続する導体及び陰極に接続する導体を設けることにより、この突出させた部分を接続部として用いることが記載されている。

特開２００７−６６７０９号公報特開２００４−５５５３５号公報

有機ＥＬ素子を可撓性基板に形成した場合、ディスプレイや照明装置などの発光装置に可撓性を持たせることができる。一方、発光装置を取り付けやすくするためには、発光装置の外部接続部に可撓性を持たせることが好ましい。外部接続部に可撓性を持たせる一般的な方法は、発光装置の外部接続端子にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を取り付ける方法である。しかしこの方法では、ＦＰＣを発光装置に取り付けるため、発光装置の製造工程数が増加してしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、発光装置の外部接続部に可撓性を持たせることができ、かつ発光装置の製造工程数が増加することを抑制することが一例として挙げられる。

第１の発明は、本体領域と、前記本体領域から平面方向に突出した突出領域とを有する可撓性基板と、
前記本体領域に形成された有機ＥＬ素子と、
前記突出領域に形成され、一部が絶縁されている第１配線と、
を備える発光装置である。

第２の発明は、第２の可撓性基板が有する一対の第１の可撓性基板に有機ＥＬ素子を形成する工程と、
前記第２の可撓性基板から前記第１の可撓性基板を取り出す工程と、
を備え、
前記第１の可撓性基板は、本体領域と当該本体領域から平面方向に突出する突出領域を備え、
前記一対の第１の可撓性基板のうち、一方の前記第１の可撓性基板の前記本体領域と他方の前記第１の可撓性基板の前記突出領域が隣り合うことを特徴とする発光装置の製造方法である。

実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。発光装置の製造方法を説明するための図である。実施例１に係る発光装置の構成を示す図である。図３に示した発光装置の使用方法を示す図である。実施例２に係る発光装置の平面図である。図５から第２電極、接着層、及び封止層を取り除いた図である。図５のＡ−Ａ断面図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。実施例３に係る発光装置の構成を示す平面図である。図９に示した発光装置の製造方法を説明するための平面図である。

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。本実施形態に係る発光装置１０は、可撓性基板１００、有機ＥＬ素子２００、ならびに引出配線１１２，１１４（第１配線）を備えている。可撓性基板１００は可撓性を有している。また可撓性基板１００は、本体領域１０２及び突出領域１０４を有している。突出領域１０４は、平面方向において本体領域１０２から突出している。ここで平面方向において本体領域１０２から突出している、とは、可撓性基板１００を上方から見た場合に、本体領域１０２から突出していることを意味する。有機ＥＬ素子２００は可撓性基板１００の本体領域１０２に形成されている。引出配線１１２，１１４は、可撓性基板１００の突出領域１０４に形成されている。以下、発光装置１０について詳細に説明する。

可撓性基板１００は、例えば樹脂基板であるが、薄いガラス基板であっても良い。そして、突出領域１０４の縁の一部は、本体領域１０２の縁と同一線を形成している。

詳細には、可撓性基板１００の本体領域１０２の平面形状は、例えば四角形、五角形、又は六角形などの多角形である。この多角形は、正多角形であってもよいし、正多角形でなくてもよい。本図に示す例では、本体領域１０２は矩形である。本体領域１０２は長方形であってもよいし、正方形であってもよい。そして突出領域１０４は、本体領域１０２の頂部、例えば頂点の一つから延在している。本図に示す例では、突出領域１０４は、本体領域１０２の一部を本体領域１０２の一辺に沿って突出させた形状を有している。なお、突出領域１０４が突出している方向（図中ｘ方向）において、突出領域１０４の長さは、本体領域１０２の幅と同じか、それ以下である。また突出領域１０４の長さは、本体領域１０２の幅の１／２以上であるのが好ましい。

有機ＥＬ素子２００は、本体領域１０２の一面に形成されており、第１電極と第２電極の間に有機層を設けた構成を有している。第１電極及び第２電極の一方は透明電極であり、他方は金属電極である。そして、引出配線１１２は第１電極に電気的に接続しており、引出配線１１４は第２電極に電気的に接続している。

引出配線１１２，１１４は、突出領域１０４のうち有機ＥＬ素子２００と同一面に形成されている。引出配線１１２，１１４は、単一の導電層で形成されていてもよいし、複数の導電層を積層した構造であってもよい。いずれの場合においても、引出配線１１２，１１４は少なくとも一層の金属層（例えばＡｌ層又はＣｕ層）を有しているのが好ましい。

引出配線１１２，１１４の一部は絶縁されている。これにより、引出配線１１２，１１４が誤って他の部材と接触して導通することを抑制できる。本図に示す例では、引出配線１１２，１１４のうち絶縁されている部分は、第１絶縁部材１２０によって覆われている。第１絶縁部材１２０は、例えばレジストなどの樹脂層であるが、他の絶縁材料によって形成されていてもよい。第１絶縁部材１２０は、引出配線１１２，１１４の大部分を覆っている。そして、引出配線１１２，１１４のうち第１絶縁部材１２０で覆われていない部分は、端子部１１０となっている。端子部１１０は、有機ＥＬ素子２００を外部と接続するための端子となっている。本図に示す例において、端子部１１０は突出領域１０４の先端に設けられている。

図２は、発光装置１０の製造方法を説明するための図である。まず、第２の可撓性基板（可撓性基板１０１）を準備する、可撓性基板１０１には、少なくとも一対の可撓性基板１００（第１の可撓性基板）を含んでいる。そして、可撓性基板１００のそれぞれに有機ＥＬ素子を形成する。次いで、可撓性基板１０１から可撓性基板１００を取り出す。上記したように、可撓性基板１００は、本体領域１０２と突出領域１０４を有している。そして、一対の可撓性基板１００のうち、一方の可撓性基板１００の本体領域１０２と他方の可撓性基板１００の突出部１０４が隣り合っている。以下、詳細に説明する。

まず、可撓性基板１０１を準備する。可撓性基板１０１は可撓性基板１００よりも大きいため、可撓性基板１０１から複数の発光装置１０が切り出される。

図１に示す例では、可撓性基板１００の本体領域１０２は矩形である。そして、突出領域１０４は本体領域１０２の一辺に沿って延在している。このため、２つの可撓性基板１００を並べ、かつ一方の可撓性基板１００を他方の可撓性基板１００に対して１８０°回転させた場合、これら２つの可撓性基板１００を併せた形状は、ほぼ矩形になる。従って、可撓性基板１０１から複数の可撓性基板１００を切り出すときに、可撓性基板１０１のうち使用されない部分は少なくなる。

なお、このような切り出し方をするため、上記したように、突出領域１０４が延在する方向、すなわち突出部１０４の長手方向において、突出領域１０４の長さは本体領域１０２の幅以下になっている。

次いで、可撓性基板１０１のうち本体領域１０２となる領域のそれぞれに、有機ＥＬ素子２００を形成する。また、可撓性基板１０１のうち突出領域１０４となる領域のそれぞれに、引出配線１１２，１１４及び第１絶縁部材１２０を形成する。引出配線１１２，１１４は有機ＥＬ素子２００の構成要素の一つと同一工程で形成されるのが好ましい。また、第１絶縁部材１２０も、有機ＥＬ素子２００の構成要素の他の一つと同一工程で形成されるのが好ましい。

その後、可撓性基板１０１を複数の可撓性基板１００に分断する。このようにして、発光装置１０が形成される。

以上、本実施形態では、可撓性基板１００の一部が突出領域１０４となっており、引出配線１１２，１１４は突出領域１０４に形成されている。すなわち、突出領域１０４がＦＰＣと同様の機能を有している。このため、発光装置１０にＦＰＣを取り付ける必要がない。また、突出領域１０４は可撓性基板１００の一部であるため、引出配線１１２，１１４を有機ＥＬ素子２００と同時に形成することができる。従って、発光装置１０にＦＰＣを外付けする場合と比較して、発光装置１０の製造工程数を少なくすることができる。

また、発光装置１０にＦＰＣを取り付けるための取り付け部を設ける必要がない。従って、本体領域１０２のうち有機ＥＬ素子２００が形成されていない領域（縁）の幅を小さくすることができる。

（実施例１）
図３は、実施例１に係る発光装置１０の構成を示す図である。本実施例に係る発光装置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、突出領域１０４の少なくとも端部側は、第１突出領域１０４ａ及び第２突出領域１０４ｂに分かれている。言い換えると、突出領域１０４は、端部側に、第１突出領域１０４ａ及び第２突出領域１０４ｂを有している。そして第１突出領域１０４ａには引出配線１１２の少なくとも端部が位置しており、第２突出領域１０４ｂには引出配線１１４の少なくとも端部が位置している。また、第１突出領域１０４ａの先端には第１端子１１０ａが形成されており、第２突出領域１０４ｂの端部には第２端子１１０ｂが形成されている。第１端子１１０ａは、引出配線１１２のうち第１絶縁部材１２０で覆われていない部分を用いて形成されており、第２端子１１０ｂは、引出配線１１４のうち第１絶縁部材１２０で覆われていない部分を用いて形成されている。第１端子１１０ａは、例えば第１突出領域１０４ａの端部に位置しており、第２端子１１０ｂは、例えば第２突出領域１０４ｂの端部に位置している。

図４は、図３に示した発光装置１０の使用方法を示す図である。実施形態で説明したように、有機ＥＬ素子２００は第１電極と第２電極の間に有機層を設けた構成を有している。引出配線１１２は第１電極に接続しており、引出配線１１４は第２電極を接続している。このため、発光装置１０を複数並べ、第１突出領域１０４ａの第１端子１１０ａを隣の発光装置１０の第２突出領域１０４ｂの第２端子１１０ｂに接続すると、複数の発光装置１０を直列に接続することができる。

以上、本実施例によっても、発光装置１０にＦＰＣを外付けする場合と比較して、発光装置１０の製造工程数を少なくすることができる。また、突出領域１０４を第１突出領域１０４ａ及び第２突出領域１０４ｂに分けているため、第１突出領域１０４ａの第１端子１１０ａを隣の発光装置１０の第２突出領域１０４ｂの第２端子１１０ｂに接続することにより、複数の発光装置１０を直列に接続することができる。従って、発光装置１０の設置を容易に行える。

（実施例２）
図５は、実施例２に係る発光装置１０の平面図である。図６は、図５から第２電極２４０、接着層２６０、及び封止層２７０を取り除いた図である。図７は図５のＡ−Ａ断面図であり、図８は図５のＢ−Ｂ断面図である。

本図に示す例において、可撓性基板１００は樹脂により形成されている。このため、可撓性基板１００のうち有機ＥＬ素子２００が形成される面にはバリア膜２１０が形成されている。バリア膜２１０は、可撓性基板１００から有機ＥＬ素子２００に水分が透過することを抑制するために設けられている。バリア膜２１０は、少なくとも一層の無機膜、例えばＳｉＯＮ膜である。バリア膜２１０は、複数の層を積層した構成を有していてもよい。バリア膜２１０は、無機膜／有機膜／無機膜を積層した構成を有していてもよい。バリア膜２１０は、本体領域１０２及び突出領域１０４の双方に形成されている。

なお、可撓性基板１００がガラスにより形成されている場合、バリア膜２１０は不要である。

バリア膜２１０のうち本体領域１０２に位置する部分の上には、第１電極２２０、有機層２３０、及び第２電極２４０が積層されている。

第１電極２２０は、例えばＩＴＯ（Indium Thin Oxide）やＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）などの無機材料、またはポリチオフェン誘導体などの導電性高分子によって形成された透明電極である。第１電極２２０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。第１電極２２０は、例えば有機ＥＬ素子２００となる領域の全面に形成されている。

第１電極２２０の上には、配線２２２（第２配線）が形成されている。配線２２２は、例えば第１電極２２０よりも低抵抗の材料（例えば金属）によって形成されている。配線２２２は、第１電極２２０の見かけ上の抵抗を減らすために設けられている。配線２２２は、単層構造を有していてもよいし、複数の層を積層した構造を有していてもよい。配線２２２は、例えばＭｏ層、Ａｌ合金層、及びＭｏ層をこの順に積層した構成を有している。本図に示す例において、複数の配線２２２が互いに平行に設けられている。そしてこれら複数の配線２２２の端部は、互いに接続した上で、引出配線１１２に接続している。本図に示す例において、引出配線１１２と配線２２２は一体に形成されている。

バリア膜２１０のうち第１電極２２０が形成されていない領域の上には、配線２４２（第２配線）が形成されている。配線２４２は、引出配線１１４を第２電極２４０に接続するために設けられている。配線２４２の少なくとも一部は、本体領域１０２の縁に沿って形成されている。本図に示す例では、配線２４２は、矩形の本体領域１０２のうち突出領域１０４が突出している辺を除いた３辺に沿って形成されている。配線２４２は引出配線１１４と一体に形成されている。また配線２４２及び引出配線１１４は、配線２２２と同一工程で形成されているため、配線２２２と同一の層構造を有している。

配線２２２，２４２は、絶縁層２５０（第２絶縁部材）によって覆われている。絶縁層２５０は、ポリイミド系樹脂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ている。絶縁層２５０としては、例えば、ポジ型の感光性樹脂が用いられる。絶縁層２５０はポリイミド系樹脂以外の樹脂、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂であっても良い。第１絶縁部材１２０は、絶縁層２５０と同一工程で形成されている。このため、第１絶縁部材１２０は絶縁層２５０と同一材料で形成されている。本図に示す例では、第１絶縁部材１２０は絶縁層２５０と一体に形成されている。

絶縁層２５０はストライプ状の複数の第１開口２５２を有している。第１電極２２０のうち第１開口２５２に位置する領域の上には、有機層２３０が形成されている。有機層２３０は、例えば、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層を積層したものである。正孔輸送層は第１電極２２０に接しており、電子輸送層は第２電極２４０に接している。

また、絶縁層２５０には第２開口２５４が形成されている。第２開口２５４は、配線２４２の一部と重なっている。言い換えると、配線２４２のうち第２開口２５４と重なっている部分は、絶縁層２５０から露出している。本図に示す例では、第２開口２５４は、可撓性基板１００の本体領域１０２のうち互いに対向する２辺のそれぞれに設けられている。

有機層２３０及び絶縁層２５０の上には、第２電極２４０が形成されている。第２電極２４０は、例えばＡｇやＡｌなどの金属材料で形成された金属層、又はＩＺＯなどの酸化導電材料で形成されている。第２電極２４０の一部は第２開口２５４と重なっている。言い換えると、第２電極２４０は、第２開口２５４の中で配線２４２に接続している。

このようにして、有機層２３０は第１電極２２０と第２電極２４０の間で挟持されている。なお、第１電極２２０と正孔輸送層との間には正孔注入層が形成されても良いし、第２電極２４０と電子輸送層との間には電子注入層が形成されてもよい。また、上記した各層の全てが必要ということではない。例えば電子輸送層内でホールと電子の再結合が生じている場合、電子輸送層が発光層の機能を兼ねているため、発光層は不要となる。また、これら第１電極２２０、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、及び第２電極２４０のうち少なくとも１つは、塗布法を用いて形成されていても良い。ここで用いられる塗布法には、例えばスプレー塗布、ディスペンサー塗布、インクジェット、又は印刷などがある。また、有機層２３０と第２電極２４０との間には、ＬｉＦなどの無機材料で構成される電子注入層を設けても構わない。

第２電極２４０の上には、接着層２６０を介して封止層２７０が設けられている。封止層２７０は有機層２３０に水分が浸入することを抑制するために設けられている。封止層２７０は、金属箔、例えばＡｌ箔である。なお、封止層２７０としては、バリア膜を設けた樹脂基板を用いてもよい。

次に、本実施例に係る発光装置１０の製造方法を説明する。まず、支持基板（例えばガラス基板）の上に、可撓性基板１０１（図２参照）を形成する。可撓性基板１０１の膜厚は、例えば約１０μｍ以上約５０μｍ以下である。可撓性基板１０１は、例えば塗布法を用いて形成される。次いで、可撓性基板１０１の上にバリア膜２１０を形成する。バリア膜２１０は、例えばスパッタリング法によって形成されるが、ＣＶＤ法やＡＬＤ法を用いて形成されてもよい。なお支持基板を用いない場合には、可撓性基板１０１の厚さは約５０μｍ以上約３００μｍ以下にしても構わない。

次いで、バリア膜２１０上に第１電極２２０を形成する。第１電極２２０は、例えばスパッタリング法を用いて形成される。その後、第１電極２２０のうち不要な部分を、レジストパターンをマスクとしたエッチングを行うことにより、除去する。これにより、本体領域１０２には第１電極２２０が形成される。

次いで、バリア膜２１０上及び第１電極２２０上に、配線２２２，２４２及び引出配線１１２，１１４となる導電膜を形成する。この導電膜は、例えばスパッタリング法を用いて形成される。次いで、この膜のうち不要な部分を、レジストパターンをマスクとしたエッチングを行うことにより、除去する。これにより、配線２２２，２４２及び引出配線１１２，１１４が形成される。なお、配線２２２，２４２及び引出配線１１２，１１４は、マスクを用いたスパッタリングによって形成されてもよい。

次いで、バリア膜２１０上、第１電極２２０上、配線２２２，２４２上、及び引出配線１１２，１１４上に、絶縁層２５０を形成する。このとき、第１開口２５２及び第２開口２５４も形成される。絶縁層２５０は、例えば感光性の樹脂層を形成し、この樹脂層を露光及び現像することにより、形成される。ただし絶縁層２５０は、スクリーン印刷法やインクジェット法を用いて形成されてもよい。

次いで、絶縁層２５０の第１開口２５２内に有機層２３０を形成する。次いで、有機層２３０上に第２電極２４０を、例えば真空蒸着法又はスパッタリング法を用いて形成する。次いで、接着層２６０を用いて絶縁層２５０の上に封止層２７０を取り付ける。

その後、レーザ又はカッターを用いて、可撓性基板１０１を分断し、複数の発光装置１０を切り出す。この際、支持基板も分断されてもよい。この場合、支持基板は、分断後に可撓性基板１０１から取り外される。

なお、可撓性基板１００の突出領域１０４は、実施例１のように第１突出領域１０４ａ及び第２突出領域１０４ｂに分けられてもよい。

本実施例によっても、発光装置１０にＦＰＣを外付けする場合と比較して、発光装置１０の製造工程数を少なくすることができる。また、引出配線１１２を配線２２２と一体に形成し、かつ引出配線１１４を配線２４２と一体に形成している。従って、発光装置１０の製造は容易になる。さらに、第１絶縁部材１２０を絶縁層２５０と一体に形成しているため、発光装置１０の製造はさらに容易になる。

なお、本体領域１０２の縁に絶縁層２５０を設けていない領域を形成し、この領域を用いて封止層２７０を本体領域１０２に固定するようにしてもよい。この場合、有機ＥＬ素子２００の封止性は向上する。

また、ＦＰＣを発光装置１０に取り付ける必要がないため、本体領域１０２に外部接続用の端子を設ける必要がない。このため、本体領域１０２の全面を封止層２７０で覆うことができる。これにより、本体領域１０２を封止層２７０で補強することができる。これにより、本体領域１０２の曲率が小さくなりすぎて有機ＥＬ素子２００が壊れることを抑制できる。

なお、本実施例において、第１絶縁部材１２０を、絶縁層２５０と同一の層を含む多層構造にしてもよい。この場合、第１絶縁部材１２０を厚くして突出領域１０４の強度を高めることができる。

（実施例３）
図９は、実施例３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、突出領域１０４の位置を除いて、実施形態又は実施例１，２のいずれかに係る発光装置１０と同様の構成である。

本実施例において、突出領域１０４は本体領域１０２の一辺の中央部から、その一辺と直交する方向（図中ｘ方向）に延在している。

本実施例においても、発光装置１０にＦＰＣを外付けする場合と比較して、発光装置１０の製造工程数を少なくすることができる。また、図１０に示すように配置することで、可撓性基板１０１から効率よく発光装置１０を切り出すことができる。詳細には、発光装置１０は、図中ｘ方向に２列に並べられている。第２の列に属する発光装置１０は、第２の列に属する発光装置１０を１８０°回転させた方向を向いている。そして、第１の列に属する本体領域１０２の間に第２の列に属する突出領域１０４を配置している。

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可撓性基板（第１の可撓性基板）
１０１可撓性基板（第２の可撓性基板）
１０２本体領域
１０４突出領域
１０４ａ第１突出領域
１０４ｂ第２突出領域
１１０端子部
１１２引出配線（第１配線）
１１４引出配線（第１配線）
１２０第１絶縁部材
２００有機ＥＬ素子
２２２配線
２４２配線
２５０絶縁層（第２絶縁部材）

Claims

本体領域及び突出領域を有する可撓性基板と、
前記本体領域に位置し、前記可撓性基板側から第１電極、有機層、及び第２電極をその順に有する有機ＥＬ素子と、
前記突出領域に位置する端子と、
前記第２電極及び前記端子を接続する配線と、
前記突出領域において、前記配線の少なくとも一部を覆う絶縁部材と、
を備える発光装置。