JP6953151B2

JP6953151B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6953151B2
Application number: JP2017050804A
Authority: JP
Inventors: 金内　一浩; 一浩金内; 恵介森谷; 忍安達
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: JP2021193687A; JP2018156752A

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年、発光装置として、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が開発されている。ＯＬＥＤは、第１電極、有機層及び第２電極を有している。有機層は、有機エレクトロルミネッセンスによって光を発する発光層を含んでいる。発光層は、第１電極と第２電極の間の電圧によって光を発する。ＯＬＥＤをセグメント型の表示装置など、複数の発光部を有する発光装置に利用する場合がある。この発光装置において、複数の発光部のそれぞれの第１電極には、互いに異なる配線が接続している。

一方、複数の発光部を有する発光装置において、複数の発光部の輝度を揃えることが望まれる場合がある。例えば特許文献１には、セグメント型の表示装置において、発光部の容量と配線部の容量の比の差のばらつきを抑制することにより、複数の発光部の輝度の差を小さくすることが記載されている。具体的には、特許文献１では、第２電極のうち配線部の上に位置する部分を、隔壁部を用いて第２電極の本体から切り離している。

特開２００５−２１６４８９号公報

発光部を構成する有機層は、酸素や水分に弱い。このため、有機層は封止される必要がある。特許文献１に記載の技術では、有機層は配線と重なる部分には形成されていないため、隔壁部を用いて第２電極を分離しても、有機層の封止性能は低下しづらい。しかし、有機層をこのようなレイアウトにすると、有機層専用のマスクを用意する必要があるなど、製造コストが増加してしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、複数の発光部を有する発光装置において、発光部の容量と配線部の容量の比が複数の発光部の間でばらつくことを抑制し、有機層を十分に封止し、かつ発光装置の製造コストが増加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、金属を含む導電膜と、
透明導電膜からなる第１電極、発光層を含む有機層、及び前記導電膜の第１領域からなる第２電極を含む積層構造を有する発光部と、
前記第１電極に接続する配線と、
前記配線上に位置する絶縁層と、
前記発光部及び前記配線と重なり、無機材料を含む被覆膜と、
を備え、
前記絶縁層上に前記導電膜の第２領域が位置しており、
前記第２領域の少なくとも一部は前記第１領域と分離しており、
前記第１領域と前記第２領域の隙間は前記被覆膜で覆われている発光装置である。

実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。（Ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図であり、（Ｂ）は図３のＣ−Ｃ断面図である。図４の変形例を示す断面図である。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。

（実施形態）
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。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図１の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。ただし、図１では説明のため、被覆膜２２０を点線で示している。また、図３では被覆膜２２０を図示していない。

実施形態に係る発光装置１０は、導電層１３１、発光部１４０、配線２００、絶縁層１５０、及び被覆膜２２０を備えている。導電層１３１は金属を含んでいる。発光部１４０は、第１電極１１０、有機層１２０、及び第２電極１３０を含んでいる。第１電極１１０は透明導電膜からなる。有機層１２０は発光層を含んでいる。第２電極１３０は導電層１３１の一部（第１領域）である。これら３つの層は一つの積層構造を構成している。ただし、この積層構造には他の層が含まれていてもよい。配線２００は第１電極１１０に接続しており、絶縁層１５０は配線２００の上に位置している。被覆膜２２０は無機材料を含んでおり、発光部１４０及び配線２００と重なっている。配線２００の上には導電層１３１の第２領域１３２が位置している。第２領域１３２の少なくとも一部は、第２電極１３０と分離している。そして、第２電極１３０と第２領域１３２の隙間１３４は、被覆膜２２０で覆われている。以下、発光装置１０について詳細に説明する。

まず、図１及び図２を用いて発光装置１０について説明する。発光装置１０は、複数の発光部１４０を有している。これら複数の発光部１４０は、基板１００を用いて形成されている。発光部１４０は例えばボトムエミッション型であるが、トップエミッション型や両面発光型であってもよい。

基板１００は、例えばガラスや透光性の樹脂などの透光性の材料で形成されている。基板は、例えば矩形などの多角形である。基板１００は可撓性を有していてもよい。基板１００が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。特にガラスを有する基板１００に可撓性を持たせる場合、基板１００の厚さは、例えば２００μｍ以下である。樹脂材料で形成された基板１００に可撓性を持たせる場合、基板１００の材料は、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）、及びポリイミドの少なくとも一つである。なお、基板１００が樹脂材料で形成されている場合、水分が基板１００を透過することを抑制するために、基板１００の少なくとも発光面（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のが好ましい。

なお、発光部１４０がトップエミッション型である場合、基板１００は透光性を有していなくてもよい。

発光部１４０は基板１００の一面に形成されており、上記したように、第１電極１１０、有機層１２０、及び第２電極１３０を有している。以下、発光部１４０がボトムエミッション型である場合について、説明する。

第１電極１１０は透明導電膜で形成されている。この透明導電膜は、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。透明電極の材料の屈折率は、例えば１．５以上２．２以下である。透明電極の厚さは、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。透明電極は、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、透明電極は、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し、薄い金属電極であってもよい。

有機層１２０は、第１電極１１０と第２電極１３０の間に位置しており、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層を有している。ただし、正孔注入層及び正孔輸送層の一方は形成されていなくてもよい。また、電子輸送層及び電子注入層の一方は形成されていなくてもよい。有機層１２０は、さらに他の層を有していてもよい。有機層１２０は、例えば蒸着法を用いて形成されるが、少なくとも一部の層が塗布法により形成されていてもよい。

第２電極１３０（導電層１３１）は、例えば金属層を有しており、透光性を有していない。第２電極１３０が有する金属層は、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からなる層、又はこの第１群から選択される金属の合金からなる層である。

また、第１電極１１０の上には絶縁層１５０が形成されている。絶縁層１５０は、第１電極１１０のうち発光部１４０となるべき領域に開口を有している。絶縁層１５０は、例えばポリイミドなどに感光性の物質を含ませた材料を用いて形成されている。絶縁層１５０は、第１電極１１０が形成された後、かつ有機層１２０が形成される前に形成されている。

有機層１２０は、絶縁層１５０の上、及び第１電極１１０のうち発光部１４０となるべき領域のそれぞれに連続して形成されている。また、第２電極１３０も、絶縁層１５０の上及び第１電極１１０の上方のうち発光部１４０となるべき領域のそれぞれに連続して形成されている。このため、絶縁層１５０は、第１電極１１０のうち有機層１２０が形成されていない領域と、第２電極１３０とを絶縁する機能も有している。ただし、絶縁層１５０の一部の領域の上には、有機層１２０が形成されていなくてもよい。

発光装置１０は、上記したように被覆膜２２０を有している。被覆膜２２０は、発光部１４０を封止するために設けられており、発光部１４０と重なっている。本図に示す例において、被覆膜２２０は、第２電極１３０の全体を覆っている。このため、被覆膜２２０は、後述する第２電極１３０と第２領域１３２の間の隙間１３４も覆っている。

被覆膜２２０は、無機材料からなる層（以下、無機層と記載）を少なくとも一つ（好ましくは複数）有している。この無機材料は、例えば酸化アルミニウム又は酸化チタンなどの金属酸化物である。例えば被覆膜２２０は、酸化アルミニウムからなる第１層と酸化チタンからなる第２層とを繰り返し積層した積層膜を有している。この場合、積層膜の厚さは、例えば１ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。また、第１層及び第２層は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用いて形成されている。この場合、第１層の厚さ、及び第２層の厚さは、例えば０．１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。なお、上記した無機層は、他の成膜法、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法を用いて形成されていてもよい。この場合、無機層は、例えばＳｉＯ_２層又はＳｉＮ層である。また無機層の膜厚は、例えば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

第１電極１１０には、配線２００が接続している。配線２００は、第１電極１１０と一体になっていてもよい。この場合、配線２００は、第１電極１１０と同じ透明導電膜であり、第１電極１１０と同一の工程で同時に形成される。

配線２００は、第１電極１１０を電気的に被覆膜２２０の外部に引き出すために設けられている。このため、被覆膜２２０は配線２００の少なくとも一部と重なっている。そして、配線２００のうち被覆膜２２０の外部に位置する部分の少なくとも一部が、端子２１０の少なくとも一部となっている。ただし、端子２１０は配線２００と別に形成されていてもよい。なお、配線２００のうち被覆膜２２０と重なっている部分の長さは、複数の発光部１４０のそれぞれで異なっている場合が多い。また、配線２００と被覆膜２２０の間には、少なくとも絶縁層１５０及び第２電極１３０が位置している。上記したように有機層１２０が絶縁層１５０の上にも形成されている場合、配線２００と被覆膜２２０の間には、さらに有機層１２０も位置している。

次に、図３及び図４を用いて、発光装置１０についてさらに説明する。図３は、上記したように、図１の点線αで囲んだ部分を拡大した図である。図４（Ａ）は図３のＢ−Ｂ断面図であり、図４（Ｂ）は図３のＣ−Ｃ断面図である。

上記したように、導電層１３１は配線２００の上にも形成されている。本実施形態では、導電層１３１のうち配線２００と重なる部分は、隙間１３４によって第２電極１３０（第１領域）から分離され、第２領域１３２となっている。このため、第２領域１３２は電気的に第２電極１３０から絶縁しており、フローティング状態になっている。隙間１３４の幅は、例えば２μｍ以上であるが、これ以上であってもよいし、これ以下であってもよい。そして、隙間１３４は被覆膜２２０によって覆われている。隙間１３４は、第２電極１３０を所定の形状にパターニングする際に形成される。このパターニングは、例えば第２電極１３０を蒸着（又はスパッタリング）するときのマスクによって行われる。さらに、第２領域１３２も被覆膜２２０で覆われている。言い換えると、第２電極１３０は、第２領域１３２も含めて被覆膜２２０に覆われている。

図３及び図４に示す例では、隙間１３４は、第２電極１３０の下に位置する有機層１２０には形成されていない。ただし、図５の各図に示すように、隙間１３４は、有機層１２０にも形成されていてもよい。言い換えると、第２領域１３２と重なる有機層１２０は、隙間１３４によって有機層１２０のうち第２電極１３０（第１領域）と重なる部分から分離されている。この場合、隙間１３４は、例えば、第２電極１３０を形成後、第２電極１３０及び有機層１２０のうち隙間１３４となるべき領域をエッチングすることにより、形成される。

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、例えばマスクを用いた蒸着法を用いて形成する。この際、配線２００も形成される。次いで、絶縁層１５０をフォトレジスト法を用いて形成する。次いで、有機層１２０を形成する。次いで、第２電極１３０を、例えばマスクを用いた蒸着法を用いて形成する。この際、第２領域１３２及び隙間１３４も形成される。これにより、基板１００に発光部１４０が形成される。そして、基板１００のうち発光部１４０が形成されている面に、被覆膜２２０を形成する。この際、隙間１３４も被覆膜２２０で覆われる。

本実施形態において、第２電極１３０のうち配線２００と重なる部分は、隙間１３４によって分離され、第２領域１３２となっている。このため、配線２００と第２領域１３２の間で生じる寄生容量は小さくなる。従って、発光部の容量と配線部の容量の比が複数の発光部の間でばらつくことを抑制できる。その結果、複数の発光部１４０の輝度のばらつきを小さくできる。また、有機層１２０が隙間１３４に面していても、隙間１３４が被覆膜２２０で覆われているため、有機層１２０を十分に封止することができる。さらに、有機層１２０を隙間１３４に面させることができるため、有機層１２０のパターニングコストが低くなる。

（変形例１）
図６の各図は、変形例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、実施形態の図４に対応している。本変形例に係る発光装置１０は、隙間１３４の形成方法を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

本変形例において、絶縁層１５０のうち隙間１３４が形成されるべき部分の上には、隔壁部２３０が形成されている。隔壁部２３０は、絶縁層１５０が形成された後、有機層１２０が形成される前に形成される。

隔壁部２３０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、隙間１３４が形成されるべき部分に形成されている。なお、隔壁部２３０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。隔壁部２３０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。すなわち隔壁部２３０の上面の幅は、隔壁部２３０の下面の幅よりも大きい。このため、隔壁部２３０を形成した後、有機層１２０及び第２電極１３０を蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すると、隔壁部２３０の上面には有機層１２０及び第２電極１３０が形成されるが、隔壁部２３０の側面には有機層１２０及び第２電極１３０が形成されない。従って、これらの層が分断される。言い換えると、隔壁部２３０によって第２電極１３０と第２領域１３２とを分離している。このようにして隙間１３４を形成してもよい。

（変形例２）
図７の各図は、変形例２に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、変形例１における図６に対応している。本変形例に係る発光装置１０は、第２領域１３２が隔壁部２３０の上に位置している点を除いて、変形例１に係る発光装置１０と同様の構成である。

具体的には、本変形例において、隔壁部２３０は第２領域１３２が形成されるべき領域のほぼ全域に形成されている。このため、隔壁部２３０を形成した後、有機層１２０及び第２電極１３０を蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すると、変形例１と同様の理由により、隔壁部２３０の側面には１２０及び第２電極１３０が形成されない。従って、第２電極１３０と第２領域１３２が分断される。

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基板
１１０第１電極
１２０有機層
１３０第２電極
１３２第２領域
１３４隙間
１３１導電層
１４０発光部
１５０絶縁層
２００配線
２１０端子
２２０被覆膜
２３０隔壁部

Claims

金属を含む導電膜と、
透明導電膜からなる第１電極、発光層を含む有機層、及び前記導電膜の第１領域からなる第２電極を含む積層構造を有する発光部と、
前記第１電極に接続する配線と、
前記配線上に位置する絶縁層と、
前記発光部及び前記配線と重なり、無機材料を含む被覆膜と、
を備え、
前記絶縁層上に前記導電膜の第２領域が位置しており、
前記第２領域の少なくとも一部は、前記配線の少なくとも一部と重なっていて前記第１領域と分離しており、
前記第１領域と前記第２領域の隙間は前記被覆膜で覆われており、
前記第２領域の全周のうちの前記第１領域から分離された部分が前記隙間によって囲まれている発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記被覆膜はＡＬＤ膜である発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記被覆膜はさらに前記導電膜の前記第２領域を覆っている発光装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記有機層は前記第２領域と重なる部分にも位置しており、かつ当該部分に位置する前記有機層は、前記有機層のうち前記第１領域と重なる部分から分離している発光装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記絶縁層と重なる隔壁部を備え、
前記隔壁部は前記第２領域の少なくとも一部を前記第１領域と分離している発光装置。
請求項５に記載の発光装置において、
前記有機層の一部は前記隔壁部上に位置している発光装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記隙間の幅は２μｍ以上である発光装置。