JP6837045B2

JP6837045B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6837045B2
Application number: JP2018237134A
Authority: JP
Inventors: 青木　謙治; 謙治青木; 則和水戸; 結城　敏尚; 敏尚結城
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2035-03-09
Also published as: JP2019046807A

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は有機ＥＬを利用した発光装置の開発が進んでいる。この発光装置は、照明装置や表示装置として使用されており、第１電極と第２電極の間に有機層を挟んだ構成を有している。そして、一般的には第１電極には透明材料が用いられており、第２電極には金属材料が用いられている。

有機ＥＬを利用した発光装置において、外光を透過すること（光透過性）が求められる場合がある。例えば、特許文献１では、有機ＥＬを利用した表示装置に光透過性を持たせるために、第２電極を線状にすることが記載されている。このようにすると、第２電極が設けられている部分が発光し、かつ、第２電極が設けられていない部分を外光が透過する。

また特許文献２には、有機ＥＬを用いた表示装置において、画素の隣に、外光が透過する領域を設けることが記載されている。より詳細には、第１の方向に複数の画素が並んでいる。そして、複数の画素それぞれの隣に、外光が透過する領域が設けられている。

特開２０１３−１４９３７６号公報特開２０１２−２３４７９８号公報

有機ＥＬを利用した発光装置に光透過性を持たせるためには、特許文献１，２に記載されているように、発光装置に外光を透過する領域を設ければよい。しかし、この領域には発光部が形成されないため、発光装置のうち発光部が形成されている領域が占める割合（面積効率）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、発光装置に光透過性を持たせつつ、発光装置の面積効率が低下し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、可視光を透過する基板と、
前記基板に位置し、第１の方向に並んでいる複数の発光領域と、
前記複数の発光領域の間に位置する非発光領域と、
を備え、
前記非発光領域は可視光を透過し、
前記発光領域は、発光色がそれぞれ異なる少なくとも３つ以上の複数の発光部を有し、
前記発光部は、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、
前記第２電極は、前記複数の発光部において連続している発光装置である。

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。発光装置の平面図である。変形例１に係る発光装置の構成を示す断面図である。変形例２に係る発光装置の構成を示す断面図である。

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の構成を示す断面図である。実施形態に係る発光装置１０は、基板１００、複数の発光領域１４２、及び非発光領域１４４を備えている。基板１００は可視光を透過する。複数の発光領域１４２は基板１００に設けられており、第１の方向（図１における縦方向）に並んでいる。非発光領域１４４は複数の発光領域１４２の間のそれぞれに設けられており、可視光を透過する。また、発光領域１４２は複数の発光部１４０を有している。発光部１４０は、上記した第１の方向に並んでいる。また、発光部１４０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。以下、詳細に説明する。

発光装置１０は基板１００を透過して有機層１２０の発光を取出す、いわゆるボトムエミッション型の照明装置である。そして、基板１００は、例えばガラス基板や樹脂基板などの可視光を透過する基板である。また、基板１００は可撓性を有していてもよい。この場合、基板１００が湾曲した状態で発光装置１０を使用することができる。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。ガラス基板で可撓性を持たせる場合、ガラス基板の厚みは３００μｍ以下であるのが好ましい。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の少なくとも有機層１２０が形成される面（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。なお、この無機バリア膜と基板１００の間に、平坦化層（例えば有機層）が設けられていてもよい。

基板１００には、発光領域１４２が第１の方向に沿って繰り返し設けられている。複数の発光領域１４２は、いずれも複数の発光部１４０を有している。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（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｕｎｇｓｔｅｎＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）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は蒸着法で形成されてもよい。また、有機層１２０のうち少なくとも一つの層、例えば第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もよい。なお、この場合、有機層１２０の残りの層は、蒸着法によって形成されている。また、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、可視光を透過しない材料、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、例えばマスクを用いたスパッタリング法又は蒸着法を用いて形成される。

なお、本図に示す例において、同一の発光領域１４２に属する発光部１４０の第２電極１３０は、互いに繋がっている。言い換えると、第２電極１３０は、一つの発光領域１４２につき１つずつ設けられている。これは発光装置１０の配線抵抗を低くするためである。ただし、第２電極１３０は発光部１４０それぞれに個別に設けられていてもよい。

また、第１電極１１０の上には、導電部１７０が形成されている。導電部１７０は例えば第１電極１１０の補助電極であり、第１電極１１０に接触している。導電部１７０は第１電極１１０よりも抵抗値が低い材料によって形成されており、例えば少なくとも一つの金属層を用いて形成されている。導電部１７０は、例えばＭｏ又はＭｏ合金などの第１金属層、Ａｌ又はＡｌ合金などの第２金属層、及びＭｏ又はＭｏ合金などの第３金属層をこの順に積層させた構成を有している。これら３つの金属層のうち第２金属層が最も厚い。そして導電部１７０は、絶縁層１５０によって覆われている。このため、導電部１７０は有機層１２０及び第２電極１３０のいずれにも直接接続していない。

同一の発光領域１４２に属する発光部１４０は、互いに異なる色の光を発光する。例えば図１に示す例において、一つの発光領域１４２には３つの発光部１４０（発光部１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ）が設けられている。発光部１４０ａは、例えば青色の光を発光し、発光部１４０ｂは、例えば緑色の光を発光し、発光部１４０ｃは、例えば赤色の光を発光する。ただし、同一の発光領域１４２に属する発光部１４０は、同一の色の光を発行してもよい。

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の発光領域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。本図に示す例において、隣り合う第１電極１１０の間隔は、例えば３０μｍ以上３００μｍ以下である。このため、隣り合う第１電極１１０の間は、絶縁層１５０によって埋められている。絶縁層１５０は、例えば、絶縁層１５０となる樹脂材料を塗布した後、この樹脂材料を露光及び現像することにより、形成される。

複数の発光領域１４２の間には、非発光領域１４４が設けられている。非発光領域１４４は、発光部１４０及び絶縁層１５０が設けられていない領域であり、可視光を透過する。なお、本図に示す例において、第１電極１１０及び第２電極１３０は非発光領域１４４に設けられていないが、有機層１２０は非発光領域１４４にも設けられている。

非発光領域１４４の幅は、発光部１４０の幅、及び隣り合う発光部１４０の間隔のいずれよりも大きく、例えば３５０μｍ以上１０００μｍ以下である。なお、非発光領域１４４の幅は、例えば、ある発光領域１４２に設けられた絶縁層１５０の端から、その隣の発光領域１４２に設けられた絶縁層１５０の端までの距離と定義することができる。

図２は発光装置１０の平面図である。なお、図１は図２のＡ−Ａ断面に対応している。本図に示す例において、発光部１４０、発光領域１４２、及び非発光領域１４４は、直線状（図２におけるｙ方向）に延在している。そして、発光部１４０が延在する方向に直交する方向（図２におけるｘ方向）に、発光領域１４２及び非発光領域１４４は交互に繰り返し設けられている。

なお、隣り合う発光領域１４２の間の領域には、いずれも非発光領域１４４が設けられているのが好ましい。ただし、いずれかの発光領域１４２の間の領域において、非発光領域１４４は設けられていなくてもよい。

また、図２に示す例において、発光部１４０は、いずれも第１の方向に交わる方向（例えば直交する方向：ｙ方向）に延在している。そして、第１の方向に平行な断面（図１に示した断面）において、発光部１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃの幅は、互いに異なっていてもよい。これらの幅の比は、同一の電圧を印加した場合における各発光部１４０の輝度の逆比又はこれに近い値になっているのが好ましい。例えば青色の光を発光する発光部１４０ａの幅は、他の色の発光部１４０ｂ、１４０ｃよりも広い。このようにすると、発光装置１０において、各色の輝度がばらつくことを抑制できる。なお、上記した発光部１４０の幅（すなわち第１電極１１０、有機層１２０、及び第２電極１３０が重なっている部分の幅）は、例えば１５０μｍ以上４００μｍ以下である。

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。次いで、第１電極１１０を例えばフォトリソグラフィー法を利用して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。次いで、有機層１２０及び第２電極１３０をこの順に形成する。有機層１２０が蒸着法で形成される層を含む場合、この層は、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。なお、図１に示すように非発光領域１４４にも有機層１２０が形成されている場合、有機層１２０をパターニングする必要がないため、有機層１２０を形成するときのコストを低くすることができる。

以上、本実施形態によれば、非発光領域１４４は隣り合う発光領域１４２の間に設けられている。言い換えると、非発光領域１４４は、複数の発光部１４０につき１つずつ設けられている。このため、非発光領域１４４を複数の発光部１４０のそれぞれに対して設ける場合と比較して、発光部１４０と非発光領域１４４の境界の数が少なくなるため、非発光領域１４４を広くするか、又は発光部１４０を広くすることができる。

（変形例１）
図３は、変形例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、実施形態における図１に対応している。本変形例に係る発光装置１０は、第２電極１３０が発光部１４０のそれぞれに個別に設けられている点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

本変形例によっても、実施形態と同様に、非発光領域１４４を複数の発光部１４０のそれぞれに対して設ける場合と比較して、非発光領域１４４を広くするか、又は発光部１４０を広くすることができる。

（変形例２）
図４は、変形例２に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、非発光領域１４４の少なくとも一部（例えば全部）に有機層１２０が形成されていない点を除いて、実施形態又は変形例１に係る発光装置１０と同様の構成である。本図は、実施形態と同様の場合を示している。

本変形例によっても、実施形態と同様に、非発光領域１４４を複数の発光部１４０のそれぞれに対して設ける場合と比較して、非発光領域１４４を広くするか、又は発光部１４０を広くすることができる。また、非発光領域１４４の少なくとも一部には有機層１２０が形成されていないため、非発光領域１４４の透光率は向上する。

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。

Claims

可視光を透過する基板と、
前記基板に位置し、第１の方向に並んでいる複数の発光領域と、
前記複数の発光領域の間に位置する非発光領域と、
を備え、
前記非発光領域は可視光を透過し、
前記複数の発光領域の各々は、発光色がそれぞれ異なっていて前記第１の方向に並んだ少なくとも３つ以上の複数の発光部を有し、
前記発光部は、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、
前記第２電極は、前記複数の発光部において連続している発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記非発光領域には前記第１電極及び前記第２電極が位置していない発光装置。
請求項２に記載の発光装置において、
前記非発光領域は前記有機層を有している発光装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記非発光領域の幅は前記発光部の幅よりも大きい発光装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記複数の発光部は青色発光部、緑色発光部及び赤色発光部を有する発光装置。
請求項５に記載の発光装置において、
１つの前記青色発光部の幅は、１つの前記緑色発光部の幅よりも広く、
１つの前記青色発光部の幅は、１つの前記赤色発光部の幅よりも広い発光装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置において、
同一の前記発光領域に属する前記複数の発光部の幅は、互いに異なる発光装置。
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２電極は可視光を透過しない部材である発光装置。
請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光装置において、
同一の前記発光領域に位置する前記複数の発光部の間には絶縁層が設けられている発光装置。
請求項９に記載の発光装置において、
前記非発光領域に前記絶縁層が設けられていない発光装置。
請求項１０に記載の発光装置において、
前記第２電極の端部は、前記絶縁層の上に位置している発光装置。
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記発光領域と前記非発光領域は前記第１の方向において交互に位置している発光装置。
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２電極は前記発光領域一つにつき一つずつ位置している発光装置。