JP6555965B2

JP6555965B2 - 発光装置

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Publication number: JP6555965B2
Application number: JP2015151158A
Authority: JP
Inventors: 勝美青木; 照彦市村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2035-07-30
Also published as: JP2017033715A

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）素子ある
いは有機ＬＥＤ（Organic Light Emitting diode：ＯＬＥＤ)素子等の発光素子を備えた発光装置に関するものである。

従来の発光装置の１例を図８に示す。図８（ａ）は発光装置の全体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部及びＩＣ，ＬＳＩ等から成る駆動素子２４を拡大して示す回路図である。この発光装置は、有機ＬＥＤプリンタ（ＯＬＥＤＰ）ヘッドに適用されるものであり、ガラス基板等から成る長板状の基板２１の一面に、複数の発光素子２３の発光（点灯）をそれぞれ駆動する複数の駆動回路ブロック２２と、基板１の長手方向に沿って２列（２行または２段）に並べられて配置された複数の発光素子２３と、駆動回路ブロック２２を構成する配線及び駆動回路ブロック２２と発光素子２３を接続する配線とが、ＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって形成されている。複数の駆動回路ブロ
ック２２は、複数の発光素子２３の列に沿って列状に並べられており、例えば１つの駆動回路ブロック２２が４００個の発光素子２３を駆動するものであり、その駆動回路ブロック２２が２０個並べられている。従って、発光素子２３は合計で８０００個ある。また、基板２１の一面の一端部には駆動回路ブロック２２及び発光素子２３を駆動し発光素子２３の発光を制御する駆動素子２４が、チップオングラス（Chip On Glass：ＣＯＧ）方式等の実装方法によって、設置されている。また、基板２１の一面における駆動素子２４設置部の近傍の縁部に、フレキシブル回路基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）２５が設置されている。このＦＰＣ２５は、駆動素子２４との間で駆動信号、制御信号等を入出力する。

図８（ｂ）に示すように、２列を成す２個の発光素子23a,23bに対して１組の駆動回路
が形成されており、１組の駆動回路は、シフトレジスタ３０、論理和否定（ＮＯＲ）回路３１、インバータ３２、ＣＭＯＳトランスファゲート素子33a,33b、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）34a,34bを有している。ＴＦＴ34a,34bの各ドレイン電極部に有機ＬＥＤ素子等から成る発光素子23a,23bがそれぞれ接続されている。

１組の駆動回路は、以下のように順次動作する。シフトレジスタ３０は、クロック端子（ＣＬＫ）にハイ（「１」）のクロック信号（ＣＬＫ）が入力されるとともに入力端子（ｉｎ）にハイの同期信号（Ｖｓｙｎｃ）が入力されたときに、出力端子（Ｑ）からハイの信号が出力されるとともに反転出力端子（ＸＱ）からロー（「０」）の信号が出力される。次に、ＮＯＲ回路３１は、反転出力端子（ＸＱ）からローの信号が入力されるとともに反転イネーブル信号（ＸＥＮＢ）であるローの信号が入力されて、ハイの信号を出力する。次に、インバータ３２はローの信号を出力する。次に、ＣＭＯＳトランスファゲート素子33aは、ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にＮＯＲ回路３１からのハイの信号が入力されるとともにｐ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にインバータ３２からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１１）を出力する。次に、データ信号（ＤＡＴＡ１１）がＴＦＴ34aのゲート電極部に入力されてＴＦＴ34aがオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１１）に応じた電源電圧（ＶＤＤ）による電源電流が発光素子23aに供給される。同時に、ＣＭＯＳトランスファゲート素子33bは、ｎ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にＮＯＲ回路３１からのハイの信号が入力されるとともにｐ型ＭＯＳトランジスタのゲート電極部にインバータ３２からローの信号が入力されてオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１２）を出力する。次に、データ信号（ＤＡＴＡ１２）がＴＦＴ34bのゲート電極部に入力されてＴＦＴ34bがオン状態となり、データ信号（ＤＡＴＡ１２）に応じた電源電圧（ＶＤＤ）による電源電流が発光素子23bに供給される。以上の一連の動作が、次段の駆動回路によって順次実行されていき、すべての発光素子２３が順次発光していく。

図９は、図８（ａ）に示す発光装置について、封止基板２６と、基板２１の発光素子２３側の面の周縁部と封止基板２６の発光素子２３側の面の周縁部とを接合し封止（シール）するシール部２８と、を備えた構成を示す図であり、（ａ）は発光装置の全体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ２線における断面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ部の拡大断面図である。図９（ｂ）に示すように、発光装置を製造する際に、封止基板２６を基板２１に対して押圧し、シール部２８に内包された多数の球状スペーサ２９によって基板２１と封止基板２６との間の隙間を規定するようにしている。基板２１上には、発光素子２３に電気的に接続される配線２７、及びそれを被覆する窒化珪素（ＳｉＮx）等から成るパッシベーション層27aが形成されており、多数の球状スペーサ２９のなかには配線２７に重なって配置されるものがある（例えば、特許文献１を参照）。

また、他の従来例として、複数の柱状のスペーサを被覆するシール部を形成するシール部形成工程を有する有機エレクトロルミネッセンス照明装置の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

特開２００８−７７９５１号公報特開２０１１−２３３３４１号公報

しかしながら、図９に示す上記従来の発光装置においては、発光装置を製造する際に封止基板２６を基板２１に対して押圧すると、図９（ｃ）に示すように配線２７に重なっている球状スペーサ２９がパッシベーション層27aに点接触することとなる。その結果、パ
ッシベーション層27aに亀裂等の損傷が生じ、その損傷部から水分が浸入して配線２７に
腐食が発生し、さらには配線２７が断線する場合があるという問題点があった。また、パッシベーション層27aがない場合、球状スペーサ２９が配線２７を損傷させ断線させることがあった。さらに、球状スペーサ２９がアクリル樹脂等の吸水性を有する樹脂から成る場合、上記問題点が生じやすくなっていた。

また、特許文献２には柱状のスペーサについて開示されているが、上記問題点を解消する構成については何等開示されていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、配線に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することを抑えることができるとともに十分な高さを確保できるスペーサを有する発光装置とすることである。

本発明の発光装置は、発光素子基板と、前記発光素子基板上に配置された発光素子を囲むように形成されているシール部と、前記発光素子基板上のシール部位に配置されているとともに前記発光素子に電気的に接続されている配線と、前記シール部位に点在している複数の柱状スペーサと、前記シール部によって取り付けられた封止基板と、を有する発光装置であって、
前記柱状スペーサは、前記発光素子基板側から第１の樹脂層及び第２の樹脂層の少なくとも２層が重なって成るとともに、前記第１の樹脂層における前記発光素子基板側の第１の面と、前記第１の樹脂層における前記第２の樹脂層側の第２の面と、前記第２の樹脂層における前記第１の樹脂層側の第３の面と、前記第２の樹脂層における前記封止基板側の第４の面と、を有しており、前記第１の面が前記第４の面よりも大きい構成であり、
前記柱状スペーサと前記配線は重なって成り、前記柱状スペーサの前記第１の面における前記配線の幅方向の長さが前記配線の幅よりも長い構成である。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記柱状スペーサは、前記第２の面が前記第３の面よりも大きい。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記柱状スペーサは、複数の前記配線にまたがっている。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記柱状スペーサは、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との間、および／または前記第２の樹脂層の上に、増厚部材が配されている。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記増厚部材は、金属層および／または無機絶縁層である。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記シール部は、前記柱状スペーサよりも吸水性が低い材料から成る。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記柱状スペーサは、前記シール部の幅方向において、前記発光素子側の前記柱状スペーサが外側の前記柱状スペーサよりも密に配されている。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記柱状スペーサは、前記発光素子を構成する樹脂層と同じ材質の樹脂層から成る。

また本発明の発光装置は、好ましくは、前記柱状スペーサは、前記第１の樹脂層が、前記発光素子を構成する層間樹脂層と同じ材質の樹脂層であり、前記第２の樹脂層が、前記発光素子を構成する被覆樹脂層と同じ材質の樹脂層である。

本発明の発光装置は、発光素子基板と、発光素子基板上に配置された発光素子を囲むように形成されているシール部と、発光素子基板上のシール部位に配置されているとともに発光素子に電気的に接続されている配線と、シール部位に点在している複数の柱状スペーサと、シール部によって取り付けられた封止基板と、を有する発光装置であって、柱状スペーサは、発光素子基板側から第１の樹脂層及び第２の樹脂層の少なくとも２層が重なって成るとともに、第１の樹脂層における発光素子基板側の第１の面と、第１の樹脂層における第２の樹脂層側の第２の面と、第２の樹脂層における第１の樹脂層側の第３の面と、
第２の樹脂層における封止基板側の第４の面と、を有しており、第１の面が第４の面よりも大きい構成であり、柱状スペーサと配線は重なって成り、柱状スペーサの第１の面における配線の幅方向の長さが前記配線の幅よりも長い構成であることから、以下のような効果を奏する。すなわち、柱状スペーサは、配線に点接触せずに面接触するので、配線に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することを抑えることができる。また、柱状スペーサは、第１の樹脂層及び第２の樹脂層の少なくとも２層が重なって成るので、その高さを十分なものとすることが容易になる。また第１の面が第４の面よりも大きいことから、柱状スペーサが配線に面接触しやすくなるので、配線に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することをより抑えることができる。また、柱状スペーサの体積が小さくなるので、柱状スペーサが吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、柱状スペーサが発光素子及び配線に対する水分の浸入経路となることを抑えることができる。また柱状スペーサは、第１の面における配線の幅方向の長さが配線の幅よりも長いことから、配線により面接触しやすくなるので、配線に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することをさらに抑えることができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサは、第２の面が第３の面よりも大きい場合、柱状スペーサの体積が確実に小さくなるので、柱状スペーサが吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、柱状スペーサが発光素子及び配線に対する水分の浸入経路となることをより抑えることができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサは、複数の配線にまたがっている場合、配線に対する押圧の圧力を分散させることができる。その結果、配線に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することをより抑えることができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサは、第１の樹脂層と第２の樹脂層との間、および／または第２の樹脂層の上に、増厚部材が配されている場合、柱状スペーサの高さを十分なものとすることがより容易になる。従って、柱状スペーサの材質、製造方法上の制約のために柱状スペーサの高さが十分にとれない場合であっても、発光素子基板と封止基板との間の十分な隙間を確保することができる。

また本発明の発光装置は、増厚部材は、金属層および／または無機絶縁層である場合、発光素子を構成する金属層、無機絶縁層と同じ材質の金属層、無機絶縁層を用いることができる。その結果、発光装置の製造コストを削減することができる。また、発光素子の製造工程において柱状スペーサを一緒に形成することもできる。その結果、発光装置の製造工程が簡略化されるので、その点においても製造の手間及びコストを削減することができる。

また本発明の発光装置は、シール部は、柱状スペーサよりも吸水性が低い材料から成る場合、柱状スペーサが吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、発光素子及び配線に水分が浸入することを抑えることができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサは、シール部の幅方向において、発光素子側の柱状スペーサが外側の柱状スペーサよりも密に配されている場合、柱状スペーサが吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、シール部の外側すなわち外部環境側から、水分が浸入することをより抑えることができる。また、発光装置を製造する際に封止基板を発光素子基板に対して押圧したときに、未硬化のシール材が発光素子側に入り込むことを抑えて外側にはみ出すようにすることができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサは、発光素子を構成する樹脂層と同じ材質の樹脂層から成る場合、発光素子の製造に用いる樹脂材料と同じ樹脂材料を用いて柱状スペー
サを形成することができる。その結果、発光装置の製造コストを削減することができる。また、発光素子の製造工程において柱状スペーサを一緒に形成することもできる。その結果、発光装置の製造工程が簡略化されるので、その点においても製造の手間及びコストを削減することができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサは、第１の樹脂層が、発光素子を構成する層間樹脂層と同じ材質の樹脂層であり、第２の樹脂層が、発光素子を構成する被覆樹脂層と同じ材質の樹脂層である場合、発光素子の製造工程において柱状スペーサを一緒に形成することができる。その結果、発光装置の製造工程が簡略化されるので、製造の手間及びコストを削減することができる。

図１（ａ），（ｂ）は、本発明の発光装置について実施の形態の１例を示す図であり、（ａ）は発光装置の全体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線における断面図である。図２（ａ），（ｂ）は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ），（ｂ）は柱状スペーサの各種例を示す断面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は柱状スペーサの各種例を示す断面図である。図４（ａ），（ｂ）は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ），（ｂ）は柱状スペーサの各種例を示す断面図である。図５（ａ），（ｂ）は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示す図であり、（ａ）は配線上に重なって配置されている複数の柱状スペーサを示す平面図、（ｂ）は発光素子側の柱状スペーサが外側の柱状スペーサよりも密に配されている構成を示す平面図である。図６は、本発明の発光装置について実施の形態の他例を示す図であり、発光装置の３つの有機ＥＬ素子から成る発光素子及びその周辺部の平面図である。図７は、発光素子及び周辺部の図６のＤ１−Ｄ２線における断面図である。図８（ａ），（ｂ）は、従来の発光装置の１例を示す図であり、（ａ）は発光装置の全体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部及び駆動素子の回路図である。図９（ａ）〜（ｃ）は、図８に示す従来の発光装置について、封止基板とシール部を備えた構成を示す図であり、（ａ）は発光装置の全体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ２線における断面図、（ｃ）は（ｂ）のＥ部の拡大断面図である。

以下、本発明の発光装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明の発光装置の実施の形態における構成部材のうち、本発明の発光装置を説明するための主要部を示している。従って、本発明の発光装置は、図に示されていない回路基板、配線導体、制御ＩＣ，ＬＳＩ等の周知の構成部材を備えていてもよい。

図１〜図５は本発明の発光装置を示すものであり、図１（ａ），（ｂ）は、本発明の発光装置について実施の形態の１例を示す図であり、（ａ）は発光装置の全体の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ２線における断面図である。図１に示すように、本発明の発光装置は、ガラス基板、プラスチック基板等から成る発光素子基板１と、発光素子基板１上に配置された発光素子３を囲むように形成されているシール部８と、発光素子基板１上のシール部位１ｓに配置されているとともに発光素子３に電気的に接続されている配線７と、シール部位１ｓに点在している複数の柱状スペーサ９と、発光素子基板１と対向して発光素子３を封止された内側空間に配置した状態となるようにシール部８によって取り付けられた、ガラス基板、プラスチック基板等から成る封止基板６と、を有する発光装置であって、柱状スペーサ９は、発光素子基板１側から第１の樹脂層９１及び第２の樹脂層９２の少なくとも２層が重なって成り、柱状スペーサ９と配線７は重なって成る構成である。この構成により、以下のような効果を奏する。すなわち、柱状スペーサ９は、配線７に点接触せずに面接触するので、配線７に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することを抑えることができる。また、柱状スペーサ９は、第１の樹脂層９１及び第２の樹脂層９２の少なくとも２層が重なって成るので、その高さを十分なものとすることが容易になる。なお、配線７は、窒化珪素（ＳｉＮx）等から成るパッシベーション層によって被覆されていてもよい。

図１の発光装置は、例えば有機ＬＥＤプリンタ（ＯＬＥＤＰ）ヘッドに適用されるものであり、長板状の発光素子基板１の一面に、複数の発光素子３の発光（点灯）をそれぞれ駆動する複数の駆動回路ブロック２と、発光素子基板１の長手方向に沿って２列（２行または２段）に並べられて配置された複数の発光素子３と、駆動回路ブロック２を構成する配線及び駆動回路ブロック２と発光素子３を接続する配線７とが、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の薄膜形成法によって形成されている。複数の駆動回路ブロック２は、複数の発光素子３の列に沿って列状に並べられており、例えば１つの駆動回路ブロック２が４００個の発光素子３を駆動するものであり、その駆動回路ブロック２が２０個並べられている。従って、発光素子３は合計で８０００個ある。また、発光素子基板１の一面の一端部には駆動回路ブロック２及び発光素子３を駆動し発光素子３の発光を制御する駆動素子４が、ＣＯＧ方式等の実装方法によって、設置されている。また、発光素子基板１の一面における駆動素子４設置部の近傍の縁部に、ＦＰＣ５が設置されている。このＦＰＣ５は、駆動素子４との間で駆動信号、制御信号等を入出力する。

本発明の発光装置におけるシール部８は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、合成ゴム等の樹脂材料から成るが、接着力に優れていること、液状（ペースト状）から硬化した後に十分な硬度が得られること、吸水性が小さいことから、エポキシ樹脂から成ることが好ましい。またシール部８は、幅が０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍ程度であり、発光素子基板１と封止基板６との間の隙間（ギャップ）に相当する厚みが５μｍ〜１５μｍ程度である。

また、柱状スペーサ９は、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ樹脂）、ポリシロキサン、ポリシラザン等の樹脂材料、またこれら樹脂材料の感光性のものを用いて形成することができる。ポリシロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合によって骨格構造が形成されたものである。またポリシロキサンは、その酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基、例えばアルキル基、芳香族炭化水素基を有するもの、また酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を有するものであってもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される材料である。さらに柱状スペーサ９は、感光性の樹脂材料から成る場合、耐久性が良いという理由等から、感光性のアクリル樹脂、感光性のポリイミド、感光性のポリシロキサンから成ることがよい。さらに柱状スペーサ９は、耐久性に優れること、光透過率が９３％程度と高いこと、加工性が高いこと、安価であることから、アクリル樹脂、特には感光性のアクリル樹脂から成ることが好ましい。ただし、アクリル樹脂はエポキシ樹脂に比べて吸水性が高いという特性を有する。従って、シール部８は、アクリル樹脂等から成る柱状スペーサ９よりも吸水性が低いエポキシ樹脂等の材料から成ることが好ましい。この場合、柱状スペーサ９が吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、発光素子３及び配線７に水分が浸入することを抑えることができる。

また柱状スペーサ９は、円柱状、楕円柱状、長円柱状、三角柱状、四角柱状、多角柱状
等の種々の形状とすることができる。柱状スペーサ９の配線７に対する圧力、損傷を抑えるためには、柱状スペーサ９は円柱状、楕円柱状、長円柱状等の、配線７側の端面に角を有していない形状がよい。なお、柱状スペーサ９は、スリットコート法、スピンコート法等のコーティング法、及びフォトリソグラフィ法等によって形成される。

また柱状スペーサ９は、高さが５μｍ〜１５μｍ程度、径もしくは高さ方向に直交する方向の幅が１００μｍ〜３００μｍ程度であることが好ましい。柱状スペーサ９の径もしくは幅が１００μｍ未満である場合、２層目以上の部位の高さが不十分になる傾向がある。すなわち、１層目をフォトリソグラフィ法によって形成し、次に２層目となる樹脂ペースト層を１層目を覆うように形成すると、樹脂ペースト層が全体として平坦化されてしまうので、１層目の上に十分な高さの２層目を形成することがむつかしくなる傾向があるからである。柱状スペーサ９の径もしくは幅が３００μｍを超える場合、シール部８から外側に部分的にはみ出すものが存在することとなる傾向がある。そうすると、柱状スペーサ９が吸水性の高いアクリル樹脂から成る場合に、発光素子３及び配線７に水分が浸入しやすくなる。柱状スペーサ９の径もしくは幅は、円柱状以外の形状の場合、横断面（高さ方向に直交する面における断面）における平均値とすることができる。

本発明の発光装置は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、柱状スペーサ９ａ，９ｂは、第１の樹脂層91a,91bにおける発光素子基板１側の第１の面9a1,9b1と、第１の樹脂層91a,91bにおける第２の樹脂層92a,92b側の第２の面9a2,9b2と、第２の樹脂層92a,92bにおける第１の樹脂層91a,91b側の第３の面9a3,9b3と、第２の樹脂層92a,92bにおける封止基板６側の第４の面9a4,9b4と、を有しており、第１の面9a1,9b1が第４の面9a4,9b4よりも大きい。これにより、柱状スペーサ９ａ，９ｂが配線７に面接触しやすくなるので、配線７に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することをより抑えることができる。また、柱状スペーサ９ａ，９ｂの体積が小さくなるので、柱状スペーサ９ａ，９ｂが吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、柱状スペーサ９ａ，９ｂが発光素子３及び配線７に対する水分の浸入経路となることを抑えることができる。

さらに、図２（ｂ）に示すように、柱状スペーサ９ｂは、第２の面9b2が第３の面9b3よりも大きいことが好ましい。この場合、柱状スペーサ９ｂの体積が確実に小さくなるので、柱状スペーサ９ｂが吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、柱状スペーサ９ｂが発光素子３及び配線７に対する水分の浸入経路となることをより抑えることができる。この構成において、発光素子基板１側の第１の樹脂層91bの径あるいは幅を１００μｍ〜３００μｍ程度とし、封止基板６側の第２の樹脂層92bの径あるいは幅を１０μｍ〜５０μｍ程度ときわめて小さくすることができる。その結果、柱状スペーサ９ｂの体積をより小さくすることができる。第１の樹脂層91bの高さは２μｍ〜１０μｍ程度、第２の樹脂層92bの高さは２μｍ〜１０μｍ程度とすることができる。なお、図２（ａ）に示す柱状スペーサ９ａは、全体として錐台状の構成である。この場合、発光装置を製造する際に封止基板６を発光素子基板１に対して押圧したときに、未硬化の液状（ペースト状）のシール材が流動することを妨げにくくする。その結果、シール部８中に気泡が残存しにくいものとなる。

本発明の発光装置は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、柱状スペーサ９ｃ，９ｄ，９ｅは、第１の樹脂層91c,91d,91eと第２の樹脂層92c,92d,92eとの間、および／または第２の樹脂層92c,92d,92eの上に、増厚部材が配されていることが好ましい。この場合、柱状
スペーサ９ｃ，９ｄ，９ｅの高さを十分なものとすることがより容易になる。従って、柱状スペーサ９ｃ，９ｄ，９ｅの材質、製造方法上の制約のために柱状スペーサ９ｃ，９ｄ，９ｅの高さが十分にとれない場合であっても、発光素子基板１と封止基板６との間の十分な隙間を確保することができる。なお、図３（ａ）〜（ｃ）に示す例は、柱状スペーサ９ｃ，９ｄ，９ｅの層間に、金属層１０および／または無機絶縁層１１から成る増厚部材が配されている構成である。図３（ａ）に示す柱状スペーサ９ｃは、その層間に金属層１０が配されている構成である。金属層１０は、発光素子３を構成するＴＦＴのソース電極及びドレイン電極に適用される金属層と同じ材質のものであってもよい。その場合、金属層１０は、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），モリブデン（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），ネオジウム（Ｎｄ）等から選ばれた元素から成る金属材料、これらの元素を主成分とする合金材料から成る。図３（ｃ）に示す無機絶縁層１１は、発光素子３を構成するＴＦＴに含まれる絶縁膜と同じ材質のものであってもよい。その場合、無機絶縁層１１は、窒化シリコン（ＳｉＮ_x），酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等から成る。このように、金属層１０、無機絶縁層１１を、発光素子３を構成する部位と同じ材質のものとすることにより、発光素子３の形成工程において一緒に金属層１０、無機絶縁層１１を形成することができる。その結果、発光装置の製造工程が簡略化されて、製造の手間及びコストが削減される。

図３（ｂ）に示す柱状スペーサ９ｄは、図２（ａ）の柱状スペーサ９ａと同様の全体構成であって、その層間に金属層１０が配されている構成である。この場合、柱状スペーサ９ｄの高さを十分なものとするとともに体積をより小さくすることができる。図３（ｃ）に示す柱状スペーサ９ｅは、図２（ａ）の柱状スペーサ９ａと同様の全体構成であって、その層間に金属層１０及び無機絶縁層１１が配されている構成である。この場合、柱状スペーサ９ｅの高さをより十分なものとするとともに体積をより小さくすることができる。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサ９は、第２の樹脂層９２の上に（例えば、第４の面に）、柱状スペーサ９の厚み（高さ）を増大させる増厚部材が重なっていてもよい。この場合、柱状スペーサ９の材質、製造方法上の制約のために柱状スペーサ９の高さが十分にとれない場合であっても、発光素子基板１と封止基板６との間の十分な隙間を確保することができる。増厚部材は、柱状スペーサ９と同様の樹脂から成るもの、その他セラミック等の無機物、金属から成るものであってもよい。増厚部材の形状は、球体状、楕円体状、立方体状、直方体状、円柱状、角柱状、円筒状等の筒状等の種々の形状とすることができる。

増厚部材の厚み（高さ）は、柱状スペーサ９の層間に、金属層１０および／または無機絶縁層１１から成る増厚部材が配されている場合、柱状スペーサ９の厚み（高さ）の１０％〜３０％程度であることがよい。１０％未満では、発光素子基板１と封止基板６との間の十分な隙間を確保することがむつかしくなる傾向がある。３０％を超えると、金属層１０および／または無機絶縁層１１を覆う第２の樹脂層９２をスピンコート法、スリットコート法等で形成しようとすると、第２の樹脂層９２となる樹脂ペースト層から金属層１０および／または無機絶縁層１１が上側（封止基板６側）に飛び出す傾向がある。増厚部材の厚み（高さ）は、第２の樹脂層９２の上に増厚部材が重なっていている場合、柱状スペーサ９の厚みの３０％〜５０％程度であることがよい。３０％未満では、発光素子基板１と封止基板６との間の十分な隙間を確保することがむつかしくなる傾向がある。５０％を超えると、発光素子基板１と封止基板６との間の隙間が大きくなりすぎる傾向がある。

また、図４（ａ），（ｂ）に示すように、柱状スペーサ９ｆ，９ｇは、第１の樹脂層91f,91gの上面（第２の面）及び側面を覆うように第２の樹脂層92f,92gが第１の樹脂層91f,91gに重なっていてもよい。この場合、第１の樹脂層91f,91gの第２の面と第２の樹脂層92f,92gの第３の面とを高い精度で位置合わせする必要がないので、柱状スペーサ９ｆ，９ｇを形成することが容易になる。その結果、所望の形状の柱状スペーサを形成することが容易になる。図４（ｂ）は、第１の樹脂層91fの第２の面に金属層１０が形成されており、さらに金属層１０及び第１の樹脂層91fの第２の面、側面を覆うように無機絶縁層１１が形成されている構成である。

また本発明の発光装置は、図５（ａ）に示すように、柱状スペーサ９は、発光素子基板１面に対向する第１の面における配線７の幅方向の長さｗ２が配線７の幅ｗ１よりも長い。これにより、柱状スペーサ９の第１の面が配線７により面接触しやすくなるので、配線７に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することをさらに抑えることができる。例えば、配線７の幅ｗ１は１μｍ〜５μｍ程度であり、柱状スペーサ９の長さｗ２は１００μｍ〜３００μｍ程度である。

また本発明の発光装置は、図５（ａ）に示すように、柱状スペーサ９は、複数の配線７にまたがっていることが好ましい。この場合、配線７に対する柱状スペーサ９の押圧の圧力を分散させることができる。その結果、配線７に損傷、腐食及び断線等の不具合が発生することをより抑えることができる。

また本発明の発光装置は、図５（ｂ）に示すように、柱状スペーサ９は、シール部８の幅方向において、発光素子３側の柱状スペーサ９が外側（反発光素子３側）の柱状スペーサ９よりも密に配されていることが好ましい。この場合、柱状スペーサ９が吸水性を有する樹脂から成る場合であっても、シール部８の外側すなわち外部環境側から、水分が浸入することをより抑えることができる。また、発光装置を製造する際に封止基板６を発光素子基板１に対して押圧したときに、未硬化のシール材が発光素子３側に入り込むことを抑えて外側にはみ出すようにすることができる。この構成について、発光素子３側の柱状スペーサ９のシール部８に占める体積の比率（例えば、単位体積当りの比率）が、外側の柱状スペーサ９のシール部８に占める体積の比率（例えば、単位体積当りの比率）よりも高い、ということもできる。シール部８の発光素子３側と、シール部８の外側とは、例えば、シール部８の幅方向に直交する長手方向に平行な中心線Ｏsを境界として区分することができる。そして、例えば、シール部８の発光素子３側における柱状スペーサ９のシール部８に占める単位面積（１ｍｍ²）当りの個数を１０個／ｍｍ²〜３０個／ｍｍ²程度とし、シール部８の外側における柱状スペーサ９のシール部８に占める単位面積（１ｍｍ²）当りの個数を５個／ｍｍ²〜１５個／ｍｍ²程度とすることがよい。この場合、各柱状スペーサ９のサイズは同程度であるものとする。

また本発明の発光装置は、柱状スペーサ９は、発光素子３を構成する樹脂層と同じ材質の樹脂層から成ることが好ましい。この場合、発光素子３の製造に用いる樹脂材料と同じ樹脂材料を用いて柱状スペーサ９を形成することができる。その結果、発光装置の製造コストを削減することができる。また、発光素子３の製造工程において柱状スペーサ９を一緒に形成することもできる。その結果、発光装置の製造工程が簡略化されるので、その点においても製造の手間及びコストを削減することができる。またこの場合、柱状スペーサ９は、その厚みが発光素子３を構成する樹脂層と同じ厚みであってもよい。

さらに本発明の発光装置は、柱状スペーサ９は、第１の樹脂層９１は、発光素子３を構成する層間樹脂層と同じ材質の樹脂層であり、第２の樹脂層９２は、発光素子３を構成する被覆樹脂層と同じ材質の樹脂層であることが好ましい。この場合、発光素子３の製造工程において柱状スペーサ９を一緒に形成することができる。その結果、発光装置の製造工程が簡略化されるので、製造の手間及びコストを削減することができる。またこの場合、第１の樹脂層９１は、その厚みが発光素子３を構成する層間樹脂層と同じ厚みであってもよく、第２の樹脂層９２は、その厚みが発光素子３を構成する被覆樹脂層と同じ厚みであってもよい。なお、発光素子３を構成する層間樹脂層及び被覆樹脂層については、以下の発光素子３の詳細な構成において説明する。

本発明の発光装置の発光素子が有機発光層を有する有機ＥＬ素子である場合の、発光素子及びその周辺部の詳細な構成を図６、図７に示す。図６は、発光装置の３つの発光素子及びその周辺部の平面図である。図７は、発光素子及び周辺部の断面図であり、図６のＣ
１−Ｃ２線における断面図である。これらの図に示すように、発光装置は、ガラス基板等の透光性を有する基板５１上に形成されたＴＦＴ６２と、そのＴＦＴ６２上にアクリル樹脂等から成る第１の絶縁層５７を挟んで積層された有機発光体部７１と、その有機発光体部７１とＴＦＴ６２のドレイン電極56bとを導電接続するコンタクトホール７２と、を含
む発光部を有しており、有機発光体部７１は、ＴＦＴ６２の側からコンタクトホール７２に電気的に接続された第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１が積層されており、第１の絶縁層５７及び第１の電極層５８上に有機発光層６０を囲むようにアクリル樹脂等から成る第２の絶縁層５９が形成されている構成である。そして、第１の絶縁層５７が上記の層間樹脂層に相当し、第２の絶縁層５９が上記の被覆樹脂層に相当する。

また、図６、図７において、７０は第１の電極層５８及び第２の電極層６１によって有機発光層６０に直接的に電界が印加されて発光する発光領域としての発光素子である。また、第１の電極層５８が陽極であってインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide ：ＩＴＯ）等の透明電極から成り、第２の電極層６１が陰極であってＡｌ，Ａｌ−Ｌｉ合金，Ｍｇ−Ａｇ合金（Ａｇを５〜１０重量％程度含む），Ｍｇ−Ｃｕ合金（Ｃｕを５〜１０重量％程度含む）等の仕事関数（約４．０Ｖ以下）が低く遮光性、光反射性を有する金属、合金から成る場合、有機発光層６０で発光した光は基板５１側から出射される。即ち、発光方向（図７の白抜き矢印で示す方向）が下方（底部方向）であるボトムエミッション型の発光装置となる。一方、第１の電極層５８が陰極であって上記の遮光性、光反射性を有する金属またはそれらの合金から成り、第２の電極層６１が陽極であって透明電極から成る場合、発光方向が上方（頂部方向）であるトップエミッション型の発光装置となる。

ＴＦＴ６２は、基板５１側から、ゲート電極５２、ゲート絶縁膜５３、チャネル部としてのポリシリコン膜５４及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域54aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮ_x），酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等から成る絶縁膜５５、ソース電極56a及びドレイン電極56bが、順次積層された
構成を有している。なお、図６において、56aLはソース電極56aにソース信号（電源電流
）を伝達するソース信号線（電源線）であり、52Lはゲート電極５２にゲート信号を伝達
するゲート信号線である。各ゲート信号線52Lに入力するゲート信号の電圧を制御するこ
とにより、各有機発光層６０の発光強度を制御することができる。このようにソース信号線56aLは電源線として機能する。

第１の電極層５８または第２の電極層６１に用いられる透明電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インイジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、リン，ボロンを含むシリコン（Ｓｉ）等の導電性材料であって透光性を有する材料から成る。また第１の絶縁層５７及び第２の絶縁層５９は、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド、ベンゾシクロブテン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ樹脂）、ポリシロキサン、ポリシラザン等を用いることができる。ポリシロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合によって骨格構造が形成されたものである。ポリシロキサンは、その酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基、例えばアルキル基、芳香族炭化水素基を有するもの、また酸素の置換基として、少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を有するものであってもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される材料である。絶縁層として上記の有機材料から成るものを用いると、表面の平坦性を高めることができ、平坦化層とすることが容易である。

ＴＦＴ６２は、基板５１側から、ゲート電極５２、ゲート絶縁膜５３、チャネル部としてのポリシリコン膜５４及びポリシリコンに不純物をチャネル部よりも高濃度に含有させた高濃度不純物領域54aから成る半導体膜、窒化シリコン（ＳｉＮ_x），酸化シリコン（Ｓ
ｉＯ₂）等から成る絶縁膜５５、ソース電極56a及びドレイン電極56bが、順次積層された
構成を有している。ＴＦＴ６２を構成する半導体は低温ポリシリコン（Low-Temperature
Poly Silicon：ＬＴＰＳ）、アモルファスシリコン、インジウムガリウム亜鉛酸化物
（Indium Gallium Zinc Oxide：ＩＧＺＯ）等の酸化物半導体などから成っていてもよい。図７に示すＴＦＴ６２はゲート電極５２がチャネル部の下方にあるボトムゲート型のＴＦＴであるが、ゲート電極５２がチャネル部の上方にあるトップゲート型のＴＦＴであってもよく、ゲート電極５２がチャネル部の下方及び上方の双方にあるダブルゲート型のＴＦＴであってもよい。トップゲート型のＴＦＴ、ダブルゲート型のＴＦＴは、一般に遮光性を有する金属等から成るゲート電極５２がチャネル部の上方にあるので、チャネル部に光が入り込むことをより抑えることができ好適である。

有機発光層６０は、バックライトが不要な自発光型の有機電界発光性を有するものである。例えば有機発光層６０は数１００ｎｍ程度の厚みを有する積層構造体であり、陰極側から電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極を積層したものである。電極層間の各層の厚みは数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度である。電極層を含む厚みは１μｍ程度である。有機発光層６０の発光層の発光材料としては、低分子蛍光色素材料、蛍光性の高分子材料、金属錯体材料等が採用し得る。

発光層に正孔を注入しやすくするためには発光層のイオン化エネルギーが６．０ｅＶ以下であることがよく、発光層に電子を注入しやすくするためには発光層の電子親和力が２．５ｅＶ以上であることがよい。発光層の発光材料としては、トリス（8-キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ）、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体（ＢｅＢｑ）、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体（Ｅｕ（ＤＢＭ）₃（Ｐｈｅｎ））、ジトルイルビニルビフェニル（ＤＴＶＢｉ）などがある。高分子材料としては、蛍光性のポリ（p−フェニレンビニレン）、ポリアルキルチオフェン等のπ共役高分子があり、これらの高分子材料は置換基の導入によってキャリア輸送性を制御することができる。電子輸送層の材料としては、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体等が採用し得る。正孔輸送層の材料としては、1,1-ビス（4-ジ-p-アミノフェニル）シクロヘキサン、トリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体等が採用し得る。正孔輸送層に正孔を注入する正孔注入層の材料としては、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン、芳香族ジアミン等が採用し得る。

第１の電極層５８、有機発光層６０、第２の電極層６１は、蒸着法、スパッタリング法等の薄膜形成法等によって形成され得る。例えば、第１の電極層５８はスパッタリング法等によって形成でき、有機発光層６０は真空蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法等によって形成でき、第２の電極層６１は電子ビーム（Electron Beam：ＥＢ）蒸着法、スパッタリング法等によって形成できる。

なお、本発明の発光装置は、上記実施の形態に限定されるものではなく、適宜の設計的な変更、改良が施されていてもよい。例えば、上記実施の形態においては、柱状スペーサ９が第１の樹脂層９１と第２の樹脂層９２の２層から成る場合について説明したが、３層以上の樹脂層から成っていてもよい。

本発明の発光装置は、図１（ａ）に示すように長板状の発光素子基板１の長手方向に複数の発光素子３を列状に並ぶように形成することによって有機ＬＥＤプリンタ（ＯＬＥＤＰ）ヘッドとして構成し得る。また、発光素子基板１が矩形状等の形状であり、複数の発光素子３を２次元的（平面的に）並ぶように形成することによって有機ＥＬ表示装置として構成し得る。さらに本発明の発光装置及び発光装置を用いた有機ＥＬ表示装置は、各種
の電子機器に適用できる。その電子機器としては、照明装置、自動車経路誘導システム（カーナビゲーションシステム）、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、自動車等の乗り物の計器用インジケータ、インスツルメントパネル、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機、医療用表示装置、デジタル表示式腕時計、スマートウォッチなどがある。

１発光素子基板
１ｓシール部位
２駆動回路ブロック
３発光素子
４駆動素子
５ＦＰＣ
６封止基板
７配線
８シール部
９、９ａ〜９ｇ柱状スペーサ
９ａ１、９ｂ１第１の面
９ａ２、９ｂ２第２の面
９ａ３、９ｂ３第３の面
９ａ４、９ｂ４第４の面
１０金属層
１１無機絶縁層
９１、９１ａ〜９１ｇ第１の樹脂層
９２、９２ａ〜９２ｇ第２の樹脂層

Claims

発光素子基板と、前記発光素子基板上に配置された発光素子を囲むように形成されているシール部と、前記発光素子基板上のシール部位に配置されているとともに前記発光素子に電気的に接続されている配線と、前記シール部位に点在している複数の柱状スペーサと、前記シール部によって取り付けられた封止基板と、を有する発光装置であって、
前記柱状スペーサは、前記発光素子基板側から第１の樹脂層及び第２の樹脂層の少なくとも２層が重なって成るとともに、前記第１の樹脂層における前記発光素子基板側の第１の面と、前記第１の樹脂層における前記第２の樹脂層側の第２の面と、前記第２の樹脂層における前記第１の樹脂層側の第３の面と、前記第２の樹脂層における前記封止基板側の第４の面と、を有しており、前記第１の面が前記第４の面よりも大きい構成であり、
前記柱状スペーサと前記配線は重なって成り、前記柱状スペーサの前記第１の面における前記配線の幅方向の長さが前記配線の幅よりも長い発光装置。
前記柱状スペーサは、前記第２の面が前記第３の面よりも大きい請求項１に記載の発光装置。
前記柱状スペーサは、複数の前記配線にまたがっている請求項１に記載の発光装置。
前記柱状スペーサは、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との間、および／または前記第２の樹脂層の上に、増厚部材が配されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
前記増厚部材は、金属層および／または無機絶縁層である請求項４記載の発光装置。
前記シール部は、前記柱状スペーサよりも吸水性が低い材料から成る請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発光装置。
前記柱状スペーサは、前記シール部の幅方向において、前記発光素子側の前記柱状スペーサが外側の前記柱状スペーサよりも密に配されている請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発光装置。
前記柱状スペーサは、前記発光素子を構成する樹脂層と同じ材質の樹脂層から成る請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発光装置。
前記柱状スペーサは、前記第１の樹脂層が、前記発光素子を構成する層間樹脂層と同じ材質の樹脂層であり、前記第２の樹脂層が、前記発光素子を構成する被覆樹脂層と同じ材質の樹脂層である請求項８に記載の発光装置。