JP5964044B2 - 発光ユニット - Google Patents
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Description
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットについて図1乃至図3、及び図14(A)を用いて説明する。図1(B)は、図1(A)におけるA−A’間の断面図である。また、図14(A)は、図1(A)におけるB−B’間の断面図である。
まず、本実施の形態で示す発光ユニットの構成について説明する。
図1(A)(B)、図14(A)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、配線133b、平坦化層134、隔壁107、第1の発光素子11、第2の発光素子12、及び第3の発光素子13を有する。
具体的には、図2(A)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子11、及び第2の発光素子12を有する。
図2(B)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子11、及び第2の発光素子12を有する。
図3(A)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子11、及び第2の発光素子12を有する。
以下にそれぞれの層に用いることができる材料の一例を記す。
基板100の材料としては、ガラス、石英、有機樹脂などの透光性を有する材料を用いることができる。
封止膜はバリア性を有する材料を用いて形成することができる。また、下地膜は、透光性及びバリア性を有する無機材料を用いて形成することができる。例えば、基板として有機樹脂を用いる場合には、下地膜として、25μm以上100μm以下の厚さのガラス層を用いても良い。ガラス層の厚さは、代表的には、45μm以上80μm以下である。有機樹脂基板とガラス層とを組み合わせることで水分又は不純物等が発光ユニットの外部から発光素子に含まれる有機化合物や金属材料に侵入することを抑制することができ、かつ発光ユニットの軽量化を実現することができる。
第1の電極に用いることができる透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などを用いることができる。
配線の材料としては、銅(Cu)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、スカンジウム(Sc)、ニッケル(Ni)、から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成する。また、配線の材料としてアルミニウムを用いることもできるが、その場合には直接ITOなどと直接接して設けると腐食する恐れがある。よって、配線を積層構造とし、ITOなどと接しない層にアルミニウムを用いれば良い。本実施の形態の配線は、チタン膜上に銅膜を積層する構成とした。銅は抵抗が低いため、好適に用いることができる。配線の膜厚は、2μm以上35μm以下とすることが好ましい。
平坦化層134は、無機絶縁材料又は有機絶縁材料を用いて形成することができる。なお、アクリル樹脂、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の、耐熱性を有する有機絶縁材料を用いると、平坦化絶縁膜として好適である。また上記有機絶縁材料の他に、低誘電率材料(low−k材料)、シロキサン系樹脂、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、平坦化層134を形成しても良い。
隔壁の材料としては、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機樹脂、又は無機絶縁材料を用いることができる。
本実施の形態で示した構成例1〜4の作製方法について、図11を用いて説明する。
まず、基板100上に、配線133a、配線133bを形成する。配線133a、配線133bを構成する導電膜を形成したのち、公知のパターン形成方法を用いて形成することができる。
構成例2で示した構成(図2(A))を形成するには、隔壁107を形成する際、第1の電極上の隔壁107を同時に形成すれば良い。さらに、該第1の電極上の隔壁107を介して、第2の電極の端部が第1の電極と重なるように、第2の電極を形成すれば良い。
構成例3で示した構成(図2(B))を形成するには、第2の電極を形成する際、隣接する発光素子(具体的には、該第2の電極が直接接続する第1の電極を備える発光素子)のEL層の上部に端部が接するように形成すれば良い。
構成例4で示した構成(図3(A)(B))を形成するには、隔壁107の形成前に、EL層の形成を行えば良い。さらに、第2の電極を形成する際、隣接する発光素子(具体的には、該第2の電極が直接接続する第1の電極を備える発光素子)のEL層の上部に端部が接するように形成すれば良い。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットについて図4、図5及び図14(B)を用いて説明する。図4(B)は、図4(A)におけるC−C’間の断面図である。また、図14(B)は、図4(A)におけるD−D’間の断面図である。
まず、本実施の形態で示す発光ユニットの構成について説明する。
図4(A)(B)、図14(B)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、配線133b、平坦化層134、第1の発光素子21、第2の発光素子22及び第3の発光素子23を有する。
具体的には、図5(A)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子21、及び第2の発光素子22を有する。
図5(B)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子31及び第2の発光素子32を有する。
具体的には、図5(C)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子31及び第2の発光素子32を有する。
以下にそれぞれの層に用いることができる材料の一例を記す。
副配線の材料は、銅(Cu)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、スカンジウム(Sc)、ニッケル(Ni)から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成する。また、副配線の材料としてアルミニウムを用いることもできるが、その場合には上記した腐食の問題が生じないように積層構造とし、ITOなどと接しない層にアルミニウムを用いれば良い。副配線は、発光性の有機化合物が発する光に対して透光性を有する。副配線の膜厚は、3nm以上30nm以下とし、好ましくは5nm以上15nm以下とする。
本実施の形態で示した構成例5〜8の作製方法について、図12を用いて説明する。
基板100上に配線133a、配線133b、平坦化層134を形成し、配線133a及び配線133bに達する開口部を形成する工程までは実施の形態1で示した方法と同じであるため、説明を省略する(図12(A))。
構成例6で例示した構成(図5(A))を形成するには、隔壁107を形成する際、第1の電極の他方の端部を覆う隔壁107を同時に形成すれば良い。さらに、該第1の電極の他方の端部を覆う隔壁107を介して、第2の電極の端部が第1の電極と重なるように、第2の電極を形成すれば良い。
構成例7で例示した構成(図5(B))を形成するには、平坦化層134に開口部を形成した後、まず後の第1の電極となる導電膜を形成し、続いて後の副配線となる導電膜を形成する。続いて副配線131a〜c、及び取り出し電極161を形成した後、同様のパターンを用いて第1の電極103a〜c、及び取り出し電極162を形成する。さらに、隔壁107を形成する際に、副配線131a〜cの隙間を覆う隔壁107とすれば良い。
構成例8で例示した構成(図5(C))を形成するには、構成例7の形成方法において、隔壁107を形成する際に、副配線131b上の隔壁107も同時に形成すれば良い。さらに、該副配線131b上の隔壁107を介して、第2の電極の端部が第1の電極と重なるように、第2の電極を形成すれば良い。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットについて図6乃至図8、図14(C)を用いて説明する。図6(B)は、図6(A)におけるE−E’間の断面図である。また、図14(C)は、図6(A)におけるF−F’間の断面図である。
まず、本実施の形態で示す発光ユニットの構成について説明する。
図6(B)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、配線133b、平坦化層134、補助配線132a、補助配線132b、補助配線132c、第1の発光素子41、第2の発光素子42、及び第3の発光素子43を有する。
具体的には、図7(B)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、補助配線132a、補助配線132b、第1の発光素子41及び第2の発光素子42を有する。
図8(A)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、補助配線132a、補助配線132b、第1の発光素子41及び第2の発光素子42を有する。
図8(B)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、補助配線132a、補助配線132b、第1の発光素子41及び第2の発光素子42を有する。
図8(C)に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、補助配線132a、補助配線132b、第1の発光素子51及び第2の発光素子52を有する。
補助配線の材料は、銅(Cu)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、ネオジム(Nd)、スカンジウム(Sc)、ニッケル(Ni)から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成する。また、補助配線の材料としてアルミニウムを用いることもできるが、その場合には上記した腐食の問題が生じないように積層構造とし、ITOなどと接しない層にアルミニウムを用いれば良い。補助配線の膜厚は、0.1μm以上3μm以下とすることができ、好ましくは、0.1μm以上0.5μm以下とする。
ここで、基板100上に配線133a、配線133b、平坦化層134を形成し、配線133a、配線133bに達する開口部を形成する工程までは実施の形態1で示した方法と同じであるため、説明を省略する(図13(A))。
構成例10で例示した図7(B)の構成を形成するには、図7(A)の構成の作製方法において、隔壁107を形成する際、補助配線上の第1の電極の他方の端部を覆う隔壁107を形成せず、且つ、第2の電極の端部を、補助配線上に形成すれば良い。また、図7(C)の構成を形成するには、隔壁107の形成時に第1の電極と補助配線との間の隙間を覆うように隔壁107を形成すれば良い。
構成例11で例示した図8(A)の構成とするには、図7(C)の構成の作製方法において、補助配線の形成前に第1の電極を形成すれば良い。
構成例12で例示した図8(B)の構成とするには、図6(B)の構成の作製方法において、補助配線の形成前に第1の電極を形成すれば良い。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットについて、図9を用いて説明する。
図9に示す発光ユニットは、基板100上に、配線133a、平坦化層134、第1の発光素子61及び第2の発光素子62を有する。
複合材料層135に用いることができる材料としては、有機化合物と電子受容体(アクセプター)とを混合してなる複合材料が挙げられる。具体的には、実施の形態1に記した材料を用いることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットについて図10(A)を用いて説明する。
図10(A)に示す発光ユニットは、基板100の大気と接する側の面に凹凸の構造118を有する以外は、実施の形態1に示した構成例1と同様の構成である。変形例2に適用できる構成例は、構成例1に限られず、先の実施の形態に示した構成を適宜適用することができる。
凹凸の構造118は、ストライプ状であっても効果を奏するが、マトリクス状であることが好ましい。凹凸のパターンは、特に限定されず、例えば、円錐、角錐(三角錐、四角錐等)、傘状などの頂点を有する形状や、半球状とすることができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットについて図10(B)(C)を用いて説明する。
図10(B)に示す発光ユニットは、基板100上に凹凸の構造体122を有する。さらに、凹凸の構造体122上に樹脂層124を有する。これら以外は、実施の形態1に示した構成例1と同様の構成である。変形例3に適用できる構成例は、構成例1に限られず、先の実施の形態に示した構成を適宜適用することができる。
樹脂層124の材料としては、高屈折率の液体や樹脂等が挙げられる。樹脂層124は透光性を有する。高屈折率の樹脂としては、臭素が含まれる樹脂、硫黄が含まれる樹脂などが挙げられ、例えば、含硫黄ポリイミド樹脂、エピスルフィド樹脂、チオウレタン樹脂、又は臭素化芳香族樹脂などを用いることができる。また、PET(ポリエチレンテレフタラート)、TAC(トリアセチルセルロース)なども用いることができる。高屈折率の液体としては、硫黄及びヨウ化メチレンを含む接触液(屈折液)などを用いることができる。成膜方法としては、材料にあった種々の方法を適用すれば良い。例えば、前述の樹脂を、スピンコート法を用いて成膜し、熱又は光によって硬化させることで形成することができる。接着強度や加工のしやすさなどを考慮し適宜選択することができる。
平坦化層134の材料としては、上述の樹脂層124の材料として挙げた高屈折率の樹脂を用いることができる。
保護膜としては、例えば、窒化ケイ素膜、窒化酸化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜等を用いることができる。
凹凸の構造体122は、基板100の表面に、半球レンズ、マイクロレンズアレイや、凹凸の構造が施された樹脂、凹凸の構造が施されたフィルム、光拡散フィルム等を、公知の接着剤等を用いて接着することで形成することができる。また、凹凸の構造と同様の方法で、基板に直接凹凸の構造体を形成することができる。
本実施の形態では、上記実施の形態で例示した発光ユニットを適用した発光装置の一態様について、図15及び図16を用いて説明する。
空間175には、充填材として不活性気体(窒素、アルゴンなど)が充填されている(図16(A))。また、シール材171で充填する構成を適用することもできる(図16(B))。また、図16(A)の発光装置では、シール材171、シール材172とは異なる充填材を用いて、空間175を充填することもできる。充填材として、シール材として用いる材料の中でも粘性の低い材料を用いることで、空間175を充填することが容易となる。
シール材としては公知の材料を用いることができる。例えば、熱硬化型の材料、紫外線硬化型の材料を用いても良い。シール材171には、ガラス同士を接着することができる材料、シール材172には、有機樹脂同士を接着することができる材料を用いる。これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、乾燥剤入りのシール材を用いることもできる。
本実施の形態では、本発明の一態様に適用できるEL層の一例について、図17を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光ユニットを用いて完成させた照明装置の一例について、図18を用いて説明する。
10a〜c 発光ユニット
11 第1の発光素子
12 第2の発光素子
13 第3の発光素子
21 第1の発光素子
22 第2の発光素子
23 第3の発光素子
31 第1の発光素子
32 第2の発光素子
41 第1の発光素子
42 第2の発光素子
43 第3の発光素子
51 第1の発光素子
52 第2の発光素子
61 第1の発光素子
62 第2の発光素子
100 基板
100a 第1の基板
100b 第2の基板
102 EL層
102a EL層
102b EL層
102c EL層
103 第1の電極
103a 第1の電極
103b 第1の電極
103c 第1の電極
107 隔壁
108 第2の電極
108a 第2の電極
108b 第2の電極
108c 第2の電極
118 凹凸の構造
122 凹凸の構造体
124 樹脂層
131a 副配線
131b 副配線
131c 副配線
132a 補助配線
132b 補助配線
132c 補助配線
133a 配線
133b 配線
134 平坦化層
135 複合材料層
150 コンバータ
160 取り出し電極
161 取り出し電極
162 取り出し電極
163 取り出し電極
171 シール材
172 シール材
173a 第1のガラス層
173b 第2のガラス層
175 空間
701 正孔注入層
702 正孔輸送層
703 発光性の有機化合物を含む層
704 電子輸送層
705 電子注入層
706 電子注入バッファー層
707 電子リレー層
708 複合材料層
800 第1のEL層
801 第2のEL層
803 電荷発生層
901 照明装置
902 照明装置
903 卓上照明器具
904 面状照明装置
1000 発光装置
1100 発光素子
9501 照明部
9503 支柱
9505 支持台
Claims (3)
- 絶縁性を有する表面上に、第1の発光素子及び第2の発光素子を有し、
前記第1の発光素子は、第1の電極と、第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の間の発光性を有する有機化合物を含む第1の層と、を備え、
前記第1の電極の端部は、絶縁性を有する第1の隔壁に覆われ、
前記第2の発光素子は、第3の電極と、第4の電極と、前記第3の電極及び前記第4の電極の間の発光性を有する有機化合物を含む第2の層と、を備え、
前記第1の電極及び前記第3の電極は、同層に設けられており、
前記第2の電極及び前記第4の電極は、同層に設けられており、
前記第2の電極が、前記第1の隔壁を介して前記第1の電極の端部と交差して、前記第3の電極と電気的に接続され、
前記第2の発光素子が、前記第3の電極の上に絶縁性の保護層を備え、
前記第2の電極の端部は前記保護層を介して前記第3の電極と重なり、
前記第4の電極の端部は前記保護層を介して前記第3の電極と重なり、
前記保護層上で前記第2の電極と前記第4の電極が互いに電気的に絶縁されることを特徴とする発光ユニット。 - 請求項1において、
前記第2の発光素子が、前記第3の電極と電気的に接続する補助配線を備え、
前記補助配線は前記第3の電極より導電率の高い金属を含み、且つ前記第4の電極より外側の前記第3の電極に接して設けられ、
前記補助配線に前記第2の電極が接して、前記第2の電極が前記第3の電極と電気的に接続することを特徴とする発光ユニット。 - 請求項1または請求項2において、
前記第1の層および前記第2の電極と重なる位置に、前記第1の電極と接して設けられる第1の副配線と、
前記第2の層および前記第4の電極と重なる位置に、前記第3の電極と接して設けられる第2の副配線と、を備え、
前記第1の副配線は前記第1の電極より導電率が高い金属を含み、且つ前記第1の層に含まれる前記発光性の有機化合物が発する光に対して透光性を有し、
前記第2の副配線は前記第3の電極より導電率が高い金属を含み、且つ前記第2の層に含まれる前記発光性の有機化合物が発する光に対して透光性を有することを特徴とする発光ユニット。
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