JP6441595B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は、発光素子として有機ＥＬ（Organic Electroluminescence）素子を有する発光装置の開発が進んでいる。有機ＥＬ素子は、有機層を、透明電極である第１電極と、第２電極とで挟んだ構成を有している。近年は、例えば特許文献１に記載されているように、塗布材料を用いて有機層を形成することが検討されている。

特許文献１には、さらに、有機層となる塗布材料が濡れ広がることを抑制するために、有機ＥＬ素子となる領域の近傍に凸状の構造物を形成することが記載されている。特許文献１において、この構造物は、ポリイミドによって形成されている。

特開２００７−３１７５４７号公報

特許文献１に記載の技術において、凸状の構造物は、有機層とは異なる材料で形成されている。このため、この構造物まで塗布材料が濡れ広がった場合、構造物と塗布材料の濡れ性の均一性の低下から、この構造物の近傍において塗布材料が盛り上がる可能性が出てくる。この場合、有機層の膜厚にばらつきが発生してしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、有機層を塗布材料で形成する場合において、塗布材料が所望の範囲の外まで濡れ広がることを抑制し、かつ、有機層の膜厚にばらつきが生じ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た第１電極と、
前記第１電極上に形成され、少なくとも一部の層が塗布材料から形成された有機層と、
前記有機層上に形成された第２電極と、
前記有機層と同一層、かつ、前記有機層の端部または当該端部よりも前記有機層の外側に位置し、前記塗布材料で形成された凸部材と、
を備える発光装置である。

第１の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Ａ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図１の変形例を示す平面図である。 第２の実施形態に係る発光装置の構成を説明するための平面図である。 第２の実施形態に係る発光装置の構成を説明するための平面図である。 第２の実施形態に係る発光装置の構成を説明するための平面図である。 第２の実施形態に係る発光装置の構成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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１００の構成を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面図であり、図４は図１のＣ−Ｃ断面図である。本実施形態に係る発光装置１００は、基板１１０、第１電極１２０、有機層１３０、第２電極１４０、及び凸部材１８０を備えている。第１電極１２０は基板１１０に形成されている。有機層１３０は第１電極１２０上に形成されており、少なくとも一部の層が塗布材料から形成されている。第２電極１４０は有機層１３０上に形成されている。凸部材１８０は、有機層１３０と同一層、かつ有機層１３０の端部またはこの端部よりも有機層１３０の外側に位置しており、上記した塗布材料によって形成されている。以下、発光装置１００がディスプレイまたは演色性を有する照明装置である場合を例に挙げて、詳細に説明する。

発光装置１００は、基板１１０、第１電極１２０、有機ＥＬ素子１０２、絶縁層１７０、複数の第１開口１７２、複数の第２開口１７４、複数の第１引出配線１５８、有機層１３０、第２電極１４０、複数の第２引出配線１６８、複数の凸部材１８０、及び複数の隔壁１９０を有している。有機ＥＬ素子１０２は、有機層１３０を第１電極１２０及び第２電極１４０で挟んだ積層物で構成される。第１電極１２０は有機ＥＬ素子１０２の陽極として機能し、第２電極１４０は有機ＥＬ素子１０２の陰極として機能する。第１電極１２０は、光透過性を有する透明電極である。有機ＥＬ素子１０２が発光した光は、第１電極１２０を介して外部に出射する。そして、有機ＥＬ素子１０２は、複数の隔壁１９０の間に位置している。

基板１１０は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透明基板である。基板１１０は、可撓性を有していてもよい。この場合、基板１１０の厚さは、例えば１０μｍ以上１０００μｍ以下である。この場合においても、基板１１０は無機材料及び有機材料のいずれで形成されていてもよい。基板１１０は、例えば矩形などの多角形である。

第１電極１２０は、基板１１０の第１面側に形成され、第１方向（図１におけるＹ方向）に延在している。第１電極１２０は、複数、第１方向に直交する第２方向（図１におけるＸ方向）に、互いに離れて配置されている。第１電極１２０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１２０は、光が透過する程度に薄い金属薄膜であっても良い。そして第１電極１２０は、第１引出配線１５８を介して第１端子１５０に接続している。

本図に示す例において、第１引出配線１５８は、第１層１５２と第２層１５４とを積層した構造を有している。第１層１５２は第１電極１２０と同様の材料によって形成されており、第１電極１２０と一体になっている。第２層１５４は第１層１５２よりも低抵抗な材料、例えば金属によって形成されている。第２層１５４は多層構造を有していてもよい。第２層１５４は、スパッタリング法や蒸着法などの成膜法を用いて形成されてもよいし、インクジェット法などの塗布法によって形成されてもよい。また、本図に示す例では、第１端子１５０は、第１引出配線１５８の端部である。

有機層１３０は、発光層を有している。有機層１３０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１３０の少なくとも一つの層は、塗布材料を用いて形成されている。この場合、この層は、インクジェット法、印刷法、又はスプレー法を用いて形成されている。なお、有機層１３０のすべての層が、塗布材料によって形成されていてもよい。

第２電極１４０は、第２の方向（図８におけるＸ方向）に延在している。第２電極１４０は、複数、第１の方向（図８におけるＹ方向）に、互いに離れて配置されている。第２電極１４０は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、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１４０は、第２引出配線１６８を介して第２端子１６０に接続している。第２引出配線１６８及び第２端子１６０については、後述する。

絶縁層１７０は、図１〜図４に示すように、複数の第１電極１２０の上及び複数の第１電極１２０の間の領域に形成されている。絶縁層１７０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１７０としては、例えば、ポジ型の感光性樹脂が用いられる。なお、絶縁層１７０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。

絶縁層１７０には、複数の第１開口１７２が形成されている。第１開口１７２は、平面視で第１電極１２０と第２電極１４０の交点に位置している。言い換えると、複数の第１開口１７２は、所定の間隔を空けて設けられている。そして、複数の第１開口１７２は、第１電極１２０が延在する方向に並んでいる。また、複数の第１開口１７２は、第２電極１４０の延在方向にも並んでいる。このため、複数の第１開口１７２はマトリクスを構成するように配置されていることになる。

そして、第１開口１７２内には有機層１３０が形成されている。このため、第１電極１２０と第２電極１４０の交点に、有機ＥＬ素子１０２が設けられている。ここで、厳密にいうと、第１電極１２０及び第２電極１４０は、第１開口１７２と重なる部分のみが電極として機能し、それ以外の部分は配線として機能している。ただし、以下の説明では便宜上、この配線として機能する領域も含めて、第１電極１２０及び第２電極１４０とする。

隣り合う第２電極１４０の間には、隔壁１９０が形成されている。隔壁１９０は、第２電極１４０と平行すなわち第２方向に延在している。隔壁１９０の下地は、例えば絶縁層１７０である。隔壁１９０は、例えば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。隔壁１９０は、例えばネガ型の感光性樹脂を用いて形成される。なお、隔壁１９０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、二酸化珪素等の無機材料で構成されていても良い。

隔壁１９０は、断面が台形の上下を逆にした形状（逆台形）になっている。すなわち隔壁１９０の上面の幅は、隔壁１９０の下面の幅よりも大きい。このため、隔壁１９０を第２電極１４０より前に形成し、かつ、蒸着法やスパッタリング法を用いて、基板１１０の第１面側に第２電極１４０を一面に形成することで、複数の第２電極１４０を一括で形成することができる。一面に形成した第２電極１４０は、隔壁１９０により分断されるため、複数の第２電極１４０が有機層１３０の上に設けられることになる。第２電極１４０が分断される位置は、例えば、隔壁１９０の下地である絶縁層１７０上、又は隔壁１９０の側面などが挙げられる。そして隔壁１９０の延在方向を変えることにより、第２電極１４０をストライプ形状、ドット形状、アイコン状、曲線などの自由な形状にパターニングできる。

絶縁層１７０には、さらに、複数の第２開口１７４が形成されている。第２開口１７４は、平面視で複数の第２電極１４０それぞれの一端に位置している。また第２開口１７４は、第１開口１７２が構成するマトリクスの一辺に沿って配置されている。そしてこの一辺に沿う方向（例えば図８におけるＹ方向）で見た場合、第２開口１７４は、第１電極１２０に沿う方向において、所定の間隔で配置されている。

また第２開口１７４は、第１開口１７２が構成するマトリクスの一辺に沿って配置されている。この一辺に沿う方向（例えば図２におけるＹ方向）で見た場合、第２開口１７４は、第１電極１２０に沿う方向において、所定の間隔で配置されている。

第２開口１７４の中には、第２引出配線１６８の一端側が位置している。そして、第２電極１４０は、第２開口１７４の中で第２引出配線１６８に接続している。本図に示す例において、第２引出配線１６８は、第１層１６２と第２層１６４とを積層した構造を有している。第１層１６２は第１層１５２と同様の構成を有しており、第２層１６４は第２層１５４と同様の構成を有している。そして、第２引出配線１６８の端部が第２端子１６０になっているため、第２端子１６０と第２引出配線１６８は同じ層構造を有している。

なお、図２及び図３に示す例では、有機層１３０を構成する各層は、いずれも第１開口１７２の外側まではみ出している。有機層１３０を構成する各層は、隔壁１９０が延在する方向において、隣り合う第１開口１７２の間にも連続して形成されていても、連続して形成していなくても構わない。

また、第２開口１７４と、この第２開口１７４の最も近くに位置する第１開口１７２と、の間に位置する絶縁層１７０の上には、凸部材１８０が形成されている。凸部材１８０は、有機層１３０を形成するときに用いた塗布材料と同一の材料によって形成されている。凸部材１８０は、例えばインクジェット法、印刷法、又はスプレー法を用いて形成されている。凸部材１８０は、塗布材料を重ね塗ることによって形成されていてもよい。凸部材１８０は、有機層１３０となる塗布材料が第２開口１７４に向けて濡れ広がることを抑制する。このため、凸部材１８０は、有機層１３０の端部、またはこの端部よりも有機層１３０の外側に位置している。なお、凸部材１８０と有機層１３０の境界は残っていることもあれば、なくなっている場合もある。

なお、本図に示す例において、凸部材１８０は隔壁１９０から離れている。また一つの第２電極１４０に対して複数の凸部材１８０が所定の間隔で配置されている。凸部材１８０は千鳥状に配置されていてもよい。

また、図５の変形例に示すように、凸部材１８０は、２つの隔壁１９０の間に連続的に形成されていてもよい。

次に、発光装置１００の製造方法について説明する。まず基板１１０上に第１電極１２０となる導電層を形成し、この導電層をエッチング（例えばドライエッチング又はウェットエッチング）などを利用し、選択的に除去する。これにより、基板１１０上には、第１電極１２０、第１引出配線１５８の第１層１５２、及び第２引出配線１６８の第１層１６２が形成される。

次いで、基板１１０上、第１電極１２０上、及び第１層１５２，１６２上に、導電層を形成し、この導電層をエッチング（例えばドライエッチング又はウェットエッチング）などを利用し、選択的に除去する。これにより、第１引出配線１５８の第２層１５４、及び第２引出配線１６８の第２層１６４が形成される。

次いで、基板１１０上、第１電極１２０上、第１引出配線１５８上、及び第２引出配線１６８上に絶縁層を形成し、この絶縁層を選択的に除去する。これにより、絶縁層１７０、第１開口１７２、及び第２開口１７４が形成される。例えば絶縁層１７０がポリイミドで形成されている場合、絶縁層１７０には加熱処理が行われる。これにより、絶縁層１７０のイミド化が進む。

次いで、絶縁層１７０上に絶縁層を形成し、この絶縁層をエッチング（例えばドライエッチング又はウェットエッチング）など利用し、選択的に除去する。これにより、隔壁１９０が形成される。隔壁１９０が感光性の絶縁膜で形成される場合、露光及び現像時の条件を調節することにより、隔壁１９０の断面形状を逆台形にすることができる。

次いで、絶縁層１７０上に凸部材１８０を、インクジェット、又は印刷などの塗布法を用いて形成する。凸部材１８０は、上記したように、有機層１３０のうち少なくとも１層（例えば正孔注入層）と同様の塗布材料を用いて形成される。この塗布材料は、高分子材料、高分子材料中に低分子材料を含んだもの、具体的には、例えば、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン、無機化合物のゾルゲル膜、ルイス酸を含む有機化合物膜、または導電性高分子である。

次いで、第１開口１７２内に有機層１３０を形成する。有機層１３０のうち少なくとも１層（例えば正孔注入層）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、又は印刷などの塗布法を用いて形成される。この際、塗布材料が第２開口１７４に向かって濡れ広がる可能性があるが、この濡れ広がった塗布材料は凸部材１８０によってせき止められる。ここで、凸部材１８０は、この塗布材料と同じ材料によって形成されている。このため、凸部材１８０に対する塗布材料の濡れ性の均一性が向上し、凸部材１８０の近傍において塗布材料は盛り上がりにくい。従って、有機層１３０の膜厚のばらつきは小さくなる。

次いで、有機層１３０上に第２電極１４０を、例えば蒸着法やスパッタリング法を用いて形成する。

なお、有機層１３０以外の層、例えば第１電極１２０、絶縁層１７０、第１引出配線１５８、第２引出配線１６８、第２電極１４０、及び隔壁１９０の少なくとも一つを、上記した塗布法のいずれかを用いて形成しても良い。

以上、本実施形態によれば、凸部材１８０は、有機層１３０と同一の層に位置しており、かつ、有機層１３０を形成する前に形成されている。このため、有機層１３０となる塗布材料が濡れ広がっても、この濡れ広がった塗布材料は凸部材１８０によってせき止められる。従って、有機層１３０となる塗布材料が所望の範囲の外まで濡れ広がること、言い換えると有機層１３０が所望の範囲の外まで広がることを抑制できる。また、凸部材１８０は、有機層１３０を形成するときに用いた塗布材料と同じ材料によって形成されている。このため、凸部材１８０に対する塗布材料の濡れ性の均一性が向上するため、凸部材１８０の近傍において塗布材料は盛り上がりにくい。従って、有機層１３０の膜厚のばらつきは小さくなる。

例えば本実施形態において、有機層１３０は第２開口１７４まで広がることは好ましくない。そこで、第２開口１７４と第１開口１７２の間に位置する絶縁層１７０の上に、凸部材１８０が形成されている。これにより、有機層１３０が第２開口１７４まで広がることを抑制できる。

（第２の実施形態）
図６〜図９は、第２の実施形態に係る発光装置１００の構成を説明するための平面図である。図８は、図９から第２電極１４０を取り除いた図であり、図７は図８から有機層１３０を取り除いた図であり、図６は図７から凸部材１８０を取り除いた図である。本実施形態において、発光装置１００は照明装置である。

まず、基板１１０は矩形である。そして第１端子１５０及び第２端子１６０は、発光装置１００の縁に沿って延在している。詳細には、第１端子１５０は第１の方向（図中左右方向）に延在しており、第２端子１６０は第１の方向に交わる第２の方向（例えば図中上下方向）に延在している。

そして、第１電極１２０は、基板１１０のうち、有機ＥＬ素子１０２となる領域から第１端子１５０まで連続して形成されている。言い換えると第１電極１２０の両端が第１端子１５０の第１層１５２になっている。ただし、第１端子１５０と基板１１０の間に、第１の実施形態に示した第１引出配線１５８が形成されていてもよい。本図に示す例では、基板１１０は矩形であり、第１端子１５０は基板１１０のうち互いに対向する２辺に沿って設けられている。第１電極１２０は、この２辺の間に形成されている。

また、第２端子１６０は、基板１１０のうち第１端子１５０が形成されていない２辺に沿って形成されている。そして第２電極１４０は、これら２つの第２端子１６０の間の領域を覆うように形成されている。言い換えると、第２電極１４０は、直接第２端子１６０に接している。ただし、第２電極１４０と第２端子１６０の間に、第１の実施形態に示した第２引出配線１６８が形成されていてもよい。この結果、有機ＥＬ素子１０２は、２つの第１端子１５０の間、かつ２つの第２端子１６０の間に位置している。

そして、第１電極１２０のうち有機層１３０が形成されるべき領域は、凸部材１８０によって囲まれている。凸部材１８０は連続的に形成されていてもよいし、複数に分割されていてもよい。言い換えると、有機ＥＬ素子１０２の発光領域は凸部材１８０によって画定されている。

次に、本実施形態に係る発光装置１００の製造方法を説明する。まず、基板１１０上に、第１電極１２０、第１端子１５０の第１層１５２、及び第２端子１６０の第１層１６２が形成される。

次いで、基板１１０上、第１電極１２０上、及び第１層１５２，１６２上に、導電層を形成し、この導電層をエッチング（例えばドライエッチング又はウェットエッチング）などを利用し、選択的に除去する。これにより、第１端子１５０の第２層１５４、及び第２端子１６０の第２層１６４が形成される。

次いで、第１電極１２０上に凸部材１８０を、インクジェット、又は印刷などの塗布法を用いて形成する。凸部材１８０の形成方法は、第１の実施形態と同様である。

次いで、第１電極１２０のうち凸部材１８０で囲まれた領域の中に、有機層１３０を形成する。このとき、有機層１３０は凸部材１８０の外まで広がりにくい。

次いで、有機層１３０上に第２電極１４０を、例えば蒸着法やスパッタリング法を用いて形成する。

本実施形態によっても、凸部材１８０を形成しているため、有機層１３０となる塗布材料が所望の範囲の外まで濡れ広がること、言い換えると有機層１３０が所望の範囲の外まで広がることを抑制できる。また、凸部材１８０は、有機層１３０を形成するときに用いた塗布材料と同じ材料によって形成されているため、凸部材１８０の近傍において塗布材料は盛り上がりにくい。従って、有機層１３０の膜厚のばらつきは小さくなる。

また、凸部材１８０を用いて有機ＥＬ素子１０２の発光領域を画定している。凸部材１８０は、有機層１３０となる塗布材料で形成されているため、凸部材１８０と有機層１３０とを同じ装置で連続して形成することができる。このため、絶縁層を用いて有機ＥＬ素子１０２の発光領域を画定する場合と比較して、発光装置１００の製造コストを低くすることができる。

なお、絶縁層を用いて有機ＥＬ素子１０２の発光領域を画定する場合、この絶縁層にはポリイミドが用いられる場合が多い。この場合、絶縁層を熱処理する必要があるため、基板１１０として樹脂製の基板を用いることが難しい。これに対して本実施形態では、このような絶縁層を必要としないため、発光装置１００として樹脂製の基板を使用しやすくなる。

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。

１００ 発光装置
１０２ 有機ＥＬ素子
１１０ 基板
１２０ 第１電極
１３０ 有機層
１４０ 第２電極
１６８ 第２引出配線（配線）
１７０ 絶縁層
１７２ 第１開口
１７４ 第２開口
１８０ 凸部材

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板に形成された第１電極と、
   前記第１電極上に形成され、少なくとも一部の層が塗布材料から形成された有機層と、
   前記有機層上に形成された第２電極と、
   前記有機層と同一層、かつ、前記有機層の端部または当該端部よりも前記有機層の外側に位置し、前記有機層の前記少なくとも一部の層と同じ塗布材料で形成された凸部材と、
   を備える発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置において、
   前記凸部材は、前記有機層の端部に位置している発光装置。
3. 請求項２に記載の発光装置において、
   前記第１電極上に形成され、第１開口を有する絶縁層を備え、
   前記有機層の一部は前記第１開口内に位置しており、
   前記凸部材は、前記絶縁層上に位置している発光装置。
4. 請求項３に記載の発光装置において、
   前記基板に形成され、一部が前記絶縁層の下に位置する配線と、
   前記絶縁層に形成され、前記配線と重なる第２開口と、
   を備え、
   前記第２電極は、前記第２開口内で前記配線に接続し、
   前記凸部材は、前記第１開口と前記第２開口の間に位置する発光装置。
5. 請求項２に記載の発光装置において、
   前記凸部材は前記第１電極上に形成され、かつ前記有機層を囲むように配置されている発光装置。

Images