JP6981843B2

JP6981843B2 - 接続構造及び発光装置

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Publication number: JP6981843B2
Application number: JP2017204155A
Authority: JP
Inventors: 快裕片野; 範明和氣
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2037-10-23
Also published as: JP2019079634A

Description

本発明は、接続構造及び発光装置に関する。

成膜プロセスを用いて基板上に構造物を形成する際に、ある導電膜の端部に、他の導電膜を接続することがある。このような接続構造を有するものの一例としては、発光装置がある。例えば特許文献１には、発光部の電極と、この電極に電力を供給するための引出電極とを接続させるために、この接続部分を溶融接合することが記載されている。

特開２００３−２６４０６４号公報

２つの導電膜の接続工程を簡略にするためには、一方の導電膜の端部の上に他方の導電膜を形成する際に、これら２つの導電膜が十分に導通するようにすることが好ましい。

本発明が解決しようとする課題としては、一方の導電膜の端部の上に他方の導電膜を形成する際に、これら２つの導電膜が十分に導通する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、基板上に位置する第１導電膜と、
前記基板上に位置する第２導電膜と、
が互いに接合しており、
前記基板に垂直な方向から見た場合において、前記第１導電膜は前記第２導電膜の少なくとも端部に重なり、かつ前記第２導電膜の前記端部は凹部を有し、
前記凹部を通り、かつ前記第１導電膜が延在する方向と平行な方向の第１断面において、
前記第１導電膜は、前記第２導電膜の上面に接する第１部分及び前記第２導電膜の側面に面する第２部分を有する接続構造である。

実施形態に係る接続構造を説明するための平面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１の変形例を示す平面図である。変形例１に係る接続構造を説明するための断面図である。変形例２に係る接続構造を説明するための断面図である。実施例に係る発光装置の構成を示す平面図である。図６のＢ−Ｂ断面図である。図６のＣ−Ｃ断面図である。図６の変形例を示す断面図である。図９のＣ−Ｃ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、実施形態に係る接続構造を説明するための平面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。実施形態に係る接続構造は、第１導電膜２０及び第２導電膜４０を有している。第１導電膜２０及び第２導電膜４０は、いずれも基板１００の上に位置しており、互いに接合している。基板１００に垂直な方向から見た場合において、第１導電膜２０は第２導電膜４０の少なくとも端部４２に重なっている。また、第２導電膜４０の端部４２は凹部４４を有している。そして、凹部４４を通り、かつ第１導電膜２０が延在する方向と平行な方向の第１断面（すなわち図２に示す断面）において、第１導電膜２０は第１部分２２及び第２部分２４を有している。第１部分２２は第２導電膜４０の上面に接する部分であり、第２部分２４は第２導電膜４０の側面に面する部分である。第２部分２４は第２導電膜４０の側面に接していてもよい。以下、接続構造について詳細に説明する。

基板１００は絶縁性の材料で形成されている。基板１００は透光性を有していてもよいし、透光性を有していなくてもよい。基板１００が透光性を有している場合、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。また、基板１００が透光性を有していない場合、基板１００は例えば遮光性の樹脂材料を用いて形成されている。基板１００は第１面１００ａ及び第２面１００ｂを有しており、第２面１００ｂは第１面１００ａの反対側にある。

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ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル、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。また、基板１００は、少なくとも１層の樹脂層と少なくとも１層の無機層を有する基板（無機有機ハイブリッド基板）であってもよい。

第１導電膜２０は、スパッタリング法又は蒸着法を用いて形成されている。第１導電膜２０は、例えば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。透明導電膜の材料の屈折率は、例えば１．５以上２．２以下である。透明導電膜の厚さは、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。透明導電膜は、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、透明導電膜は、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、薄い金属導電膜であってもよい。そして、第１導電膜２０は第２導電膜４０よりも薄い。

第２導電膜４０は、例えば第１導電膜２０よりも導電性が高い材料、例えば金属又は合金を用いて形成されている。第２導電膜４０は単層構造であってもよいし、複数の層を積層した積層構造であってもよい。図２に示す例において、第２導電膜４０は第１層４０２及び第２層４０４を有している。第１層４０２は、Ａｌ又はＡｌ合金など、導電率が高い金属材料を用いて形成されている。第２層４０４は、Ｍｏ又はＭｏ合金など、第１層４０２よりも硬くて耐食性のある材料を用いて形成されている。第１層４０２は第２層４０４よりも厚い。例えば、第１層４０２の厚さは２０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下であり、第２層４０４の厚さは３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

第２導電膜４０は、スパッタリング法又は蒸着法を用いて成膜された後、エッチング法、例えばウェットエッチングを用いて所定のパターンに加工される。また、上記したように、第２層４０４は第１層４０２よりも耐食性が高い。このため、図２に示すように、第１層４０２の側面は、基板１００から離れるにつれて幅広となる方向に傾斜している。言い換えると、第１層４０２は逆テーパ形状を有している。

上記したように、第１導電膜２０は第１部分２２及び第２部分２４を有している。第１部分２２は第１導電膜２０のうち第２導電膜４０の上面に接している部分であり、第２部分２４は第１導電膜２０のうち第２導電膜４０の側面に面している部分である。ここで、第２導電膜４０の第１層４０２は逆テーパ形状を有している。また、第１導電膜２０は第２導電膜４０よりも薄い。このため、第１部分２２と第２部分２４は、互いに接続している場合もあるが、分離している場合が多い。

また、図１に示すように、基板１００に垂直な方向から見た場合において、第２導電膜４０の端部４２は、凹部４４を有している。凹部４４は、端部４２の端面の面積を増やすために設けられている。このため、第１導電膜２０の第２部分２４（第２導電膜４０の側面に面する部分）は長くなり、その結果、第２部分２４のうち凹部４４に接触している部分の面積は大きくなる。

図１に示す例において、凹部４４の平面形状は矩形である。ただし、凹部４４は曲線を有する形状であってもよい。また、図３に示すように、凹部４４は端部４２の一方の側面につながる形状、言い換えると端部４２の一つの角を含む領域を切り欠いた形状であってもよい。

凹部４４は、第２導電膜４０を所定のパターンに加工する際に形成される。このため、凹部４４の幅ｗ_１は、５μｍ以上であるのが好ましい。また、凹部４４の隣にある凸部４６、４８の幅ｗ_２，ｗ_３も５μｍ以上であるのが好ましい。

次に、実施形態に係る接合構造の製造方法を説明する。まず、基板１００の上に第２導電膜４０となる膜を成膜する。次いで、マスク又はレジストパターンを用いたエッチング法により、この膜をパターニングする。これにより、第２導電膜４０が形成される。この際、凹部４４及び凸部４６，４８も形成される。次いで、基板１００の上に第１導電膜２０を形成する。第１導電膜２０は、例えば成膜時にマスクを用いることにより、所定のパターンに成膜される。

本実施形態において、第１導電膜２０は少なくとも第２導電膜４０の端部４２において第２導電膜４０と接続している。ここで、端部４２には凹部４４が形成されている。このため、端部４２において第２導電膜４０の側面の面積は増える。従って、第１導電膜２０の成膜時に、第２導電膜４０の側面において第１導電膜２０が第２導電膜４０に接続しやすくなり、また、接続抵抗も低くなる。このため、第１導電膜２０と第２導電膜４０の接続工程を簡略化できる。

（変形例１）
図４は、変形例１に係る接続構造を説明するための断面図であり、実施形態の図２に対応している。本変形例に係る接続構造は、第３導電膜６０を有している点を除いて、実施形態に係る接続構造と同様の構成である。

第３導電膜６０は、第１導電膜２０の上に形成されており、第２導電膜４０の端部４２を覆っている。第３導電膜６０は端部４２の周囲を除いて形成されていないのが好ましい。第３導電膜６０は第１導電膜２０より厚いため、第１導電膜２０の第１部分２２及び第２部分２４に接しているとともに、第２導電膜４０の端部４２の側面にも接している。このため、第３導電膜６０を設けることにより、第１導電膜２０と第２導電膜４０の接続抵抗は低くなる。

第３導電膜６０は例えばＡｌまたはＡｇなどの金属膜であり、例えば蒸着法を用いて形成されている。第３導電膜６０の厚さは、例えば３００ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

（変形例２）
図５は、変形例２に係る接続構造を説明するための断面図であり、実施形態の図２に対応している。本変形例に係る接続構造は、第２導電膜４０が第３層４０６を有している点を除いて、実施形態に係る接続構造と同様の構成である。第３層４０６は、第１層４０２の下に位置しており、第２層４０４と同様に、第１層４０２よりも薄く、かつ第１層４０２よりも硬くて耐食性が高い材料を用いて形成されている。第１層４０２を形成する材料は、例えばＭｏ又はＭｏ合金である。なお、変形例１の接続構造において、第２導電膜４０は第３層４０６を有していてもよい。

（実施例）
図６は、実施例に係る発光装置１０の構成を示す平面図である。図７は図６のＢ−Ｂ断面図である。発光装置１０は照明装置、画素型の表示装置、又はセグメント型の表示装置である。図６に示す例において、発光装置１０はセグメント型の表示装置であり、光透過性を有している。

発光装置１０は少なくとも一つの発光部１４０を有している。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。非発光の状態において、発光部１４０は透光性を有している。

発光部１４０は基板１００の第１面１００ａに形成されており、第１面１００ａ側から、第１電極１１０、有機層１２０、及び第２電極１３０をこの順に有している。第１電極１１０及び第２電極１３０は、いずれも透光性を有している。第１電極１１０は陽極である。発光装置１０が複数の発光部１４０を有している場合、第１電極１１０は複数の発光部１４０のそれぞれに対して個別に形成されている。一方、第２電極１３０は陰極であり、複数の発光部１４０に共通の電極となっている。

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。透明導電膜の材料の屈折率は、例えば１．５以上２．２以下である。透明導電膜の厚さは、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。透明導電膜は、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、透明導電膜は、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、薄い金属導電膜（例えばＭｇＡｇ合金）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、複数の層を有している。これら複数の層の一つは、発光層である。有機層１２０を構成する各層は、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は、第１電極１１０と同様に、透明導電膜で形成されている。この透明導電膜は、第１電極１１０を構成する透明導電膜として例示した構造のいずれか一つの構造を有している。例えば第２電極１３０は、ＭｇＡｇ合金などの薄い金属膜を用いて形成されている。

第１電極１１０の上には絶縁膜１５０が形成されている。絶縁膜１５０は、第１電極１１０のうち発光部１４０となるべき領域に開口１５１を有している。言い換えると、絶縁膜１５０は発光部１４０を画定している。絶縁膜１５０は、無機材料、例えば酸化シリコン、酸窒化シリコン、及び窒化シリコンの少なくとも一つを含んでいる。絶縁膜１５０は、例えばスパッタリング法を用いて形成されている。

発光装置１０は透光部１４２を有している。透光部１４２は発光しないが、光を透過する領域である。透光部１４２は発光部１４０に隣接している。言い換えると、透光部１４２は発光部１４０の周囲に位置している。絶縁膜１５０は、少なくとも透光部１４２に形成されている。

なお、発光装置１０は発光部１４０を含む一定の領域（以下、可視領域１２と記載）のみがユーザから視認可能になっており、可視領域１２の外側の領域はユーザから視認できないようになっている。有機層１２０及び第２電極１３０は可視領域１２の全域及びその外側の領域に形成されており、また、絶縁膜１５０は可視領域１２のうち発光部１４０を除いた領域の全域及びその外側の領域に形成されている。なお、有機層１２０は第２電極１３０の全体を覆っており、かつ第２電極１３０よりも広い。また、絶縁膜１５０は有機層１２０の全体（ただし発光部１４０を除く）を覆っており、かつ有機層１２０よりも広い。

発光装置１０は、第１端子１１２、第２端子１３２、第１引出配線１１４、及び第２引出配線１３４を有している。第１端子１１２及び第２端子１３２は、発光部１４０を外部の制御回路に接続するための端子である。第１引出配線１１４は第１端子１１２を第１電極１１０に接続しており、第２引出配線１３４は第２端子１３２を第２電極１３０に接続している。図６に示す例において、第１端子１１２は第１引出配線１１４の端部であり、第２端子１３２は第２引出配線１３４の端部である。第１端子１１２、第１引出配線１１４、第２端子１３２、及び第２引出配線１３４は、いずれも基板１００の第１面１００ａに形成されている。発光装置１０が複数の発光部１４０を有している場合、第１端子１１２及び第１引出配線１１４は複数の発光部１４０別に形成されている。一方、第２電極１３０は複数の発光部１４０に共通の電極になっているため、第２端子１３２及び第２引出配線１３４は少なくとも一つ設けられていればよい。

なお、発光装置１０は、封止部（図示せず）をさらに有していてもよい。この封止部は、例えば無機膜を積層した構成を有していてもよいし、アルミ箔などの金属層及び接着層を有していてもよいし、上記した積層膜の上に接着層を介して金属箔を取り付けた構成を有していてもよい。あるいは、封止部として、中央に凹部を設けたガラス板または樹脂板を用いてもよい。この場合、封止部は、接着層を介して取り付けられる。

図８は、図６のＣ−Ｃ断面図である。本実施例において、第１引出配線１１４は、第１配線１１４ａ及び第２配線１１４ｂを有している。第１配線１１４ａは第１電極１１０と同じ導電膜（第１導電膜２０）のみで形成されている部分であり、第２配線１１４ｂは第１導電膜２０及び第２導電膜４０の双方を含む部分である。本実施例において、第２配線１１４ｂは第２導電膜４０の上に第１導電膜２０を重ねた積層構造を有している。そして、第１配線１１４ａと第２配線１１４ｂの境界は、実施形態に示した接続構造となっている。なお、第２配線１１４ｂの一部は絶縁膜１５０に覆われていてもよい。

本実施例において、第２導電膜４０は第１引出配線１１４の配線抵抗を下げるために設けられている。そして、第１引出配線１１４のうち第２導電膜４０を有する部分（第２配線１１４ｂ）と第２導電膜４０を有さない部分（第１配線１１４ａ）の境界は、実施形態に示した接続構造を有している。このため、第１配線１１４ａと第２配線１１４ｂの境界で配線抵抗が上昇することを抑制できる。

本実施例において、第１配線１１４ａと第２配線１１４ｂの接続部分は、可視領域１２の外、かつ有機層１２０及び第２電極１３０が形成されていない領域に位置している。ただし、図９の平面図及び図１０のＣ−Ｃ断面図に示すように、第１配線１１４ａと第２配線１１４ｂの接続部分は、可視領域１２の中、かつ有機層１２０及び第２電極１３０が形成されている領域に位置していてもよい。この場合、第１配線１１４ａは実質的になくなり、第１電極１１０が第２配線１１４ｂ（配線）に接続していることもある。あるいは、第１配線１１４ａと第２配線１１４ｂの接続部分は、可視領域１２の外、かつ有機層１２０及び第２電極１３０が形成されている領域に位置していてもよい。

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
２０第１導電膜
２２第１部分
２４第２部分
４０第２導電膜
４２端部
４４凹部
６０第３導電膜
１００基板
１１０第１電極
１１２第１端子
１１４第１引出配線
１２０有機層
１３０第２電極
１３２第２端子
１３４第２引出配線
１４０発光部
１５０絶縁膜
４０２第１層
４０４第２層
４０６第３層

Claims

基板上に位置する第１導電膜と、
前記基板上に位置し、前記第１導電膜に接合された第２導電膜と、
を備え、
前記第１導電膜の厚さが前記第２導電膜の厚さより薄く、
前記基板に垂直な方向から見た場合において、前記第２導電膜の端部は凹部を有し、
前記第１導電膜は、前記第２導電膜の上面のうち前記基板に垂直な方向から見て前記凹部の周辺の領域上の少なくとも一部分に位置する第１部分と、前記基板に垂直な方向から見て前記凹部が設けられた領域内の少なくとも一部分に位置する第２部分と、を有する接続構造。
請求項１に記載の接続構造であって、
前記凹部を通って前記基板に垂直な断面において、前記第１部分と前記第２部分は分離している接続構造。
請求項１または２に記載の接続構造であって、
前記凹部を通って前記基板に垂直な断面において、前記第２導電膜の少なくとも一部分の側面は、前記基板から離れるにつれて幅広となる方向に傾斜している接続構造。
請求項１から３のいずれか一項に記載の接続構造を有する発光装置であって、
第１電極、発光層を含む有機層、及び第２電極を含む積層構造を有する発光素子と、
前記第１電極と接続し、前記第１導電膜により構成される第１配線と、
前記第１配線と接合し、かつ前記第２導電膜を含む第２配線と、
を備える発光装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の接続構造を有する発光装置であって、
前記第１導電膜からなる第１電極、発光層を含む有機層、及び第２電極を含む積層構造を有する発光素子と、
前記第１電極と接合し、かつ前記第２導電膜を含む配線と、
を備える発光装置。
請求項４または５に記載の発光装置であって、
前記第１電極と前記第２電極は、いずれも透光性を有する発光装置。