JP7113085B2

JP7113085B2 - 発光装置の製造方法

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Publication number: JP7113085B2
Application number: JP2020550324A
Authority: JP
Inventors: 雄稲田; 佑生寺尾
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Description

本発明は、発光装置の製造方法及び発光装置に関する。

近年、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む発光装置が開発されている。発光装置は、陽極、陰極及び有機層を含んでいる。有機層は、陽極及び陰極の間の電圧による有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）によって光を発することができる。

特許文献１には、ＯＬＥＤを含む発光装置の一例について記載されている。発光装置は、陽極、光学調節層、有機層及び陰極を順に含んでいる。特許文献１には、陽極と有機層の間に光学調節層を配置することで、発光装置の視野角が改善されると記載されている。

特許文献２には、ＯＬＥＤを含む発光装置の一例について記載されている。発光装置は、陽極、アルミニウムフタロシアニン（Ａｌ－Ｐｃ）層、有機層及び陰極を含んでいる。Ａｌ－Ｐｃ層は、陽極を覆っており、有機層及び陰極は、Ａｌ－Ｐｃ層上に順に位置している。Ａｌ－Ｐｃ層は、陽極側から照射されたレーザ光によって蒸発され、有機層及び陰極を押し上げるように膨張する。Ａｌ－Ｐｃ層の膨張によって有機層及び陰極が陽極から離されて、陽極と陰極の間のリークを防ぐことができる。

特許文献３には、非晶質シリコンを加熱するための方法の一例について記載されている。この例では、非晶質シリコンをレーザ光によって加熱している。特許文献３には、非晶質シリコンに注入されるレーザ光の量は、干渉効果によって、非晶質シリコンの厚さ及びレーザ光の波長に応じて調節可能であると記載されている。

特開２０１２－２２７１１１号公報特開２０００－３３１７８２号公報特開昭５９－１９３０２２号公報

ＯＬＥＤを含む発光装置の製造プロセスでは、電磁波の照射によって基板上の特定の層を加熱させることがある。このプロセスでは、電磁波の照射によって基板が加熱されて、基板が損傷を受けるおそれがある。

本発明が解決しようとする課題としては、電磁波の照射による基板の損傷を抑え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、
発光装置の製造方法であって、
第１面を有する基板と、前記基板の前記第１面上に位置する第１層と、前記第１層上に位置し、有機材料を含む第２層と、を準備する工程と、
前記第２層を挟んで前記第１層の反対側から電磁波を照射して前記第２層を加熱する工程と、
を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１層によって占められる面積は、前記第２層によって占められる面積より大きい、発光装置の製造方法である。

請求項１３に記載の発明は、
第１面を有する基板と、
前記基板の前記第１面上に位置し、電磁波フィルタとして機能可能な第１層と、
前記第１層上に位置し、有機材料を含む第２層と、
を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１層によって占められる面積は、前記第２層によって占められる面積より大きい、発光装置である。

請求項１５に記載の発明は、
発光装置であって、
第１面を有する基板と、
前記基板の前記第１面上に位置する第１層と、
前記第１層上に位置し、有機材料を含む第２層と、
を含み、
前記第１層は、前記発光装置から発せられる光のピーク波長に対して５０％超の透過率を有し、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下のうちの少なくとも一波長の光に対して５０％以下の透過率を有する、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平面図である。図１のＡ－Ａ断面図である。図１及び図２に示した発光装置の製造方法の一例を説明するための図である。図１及び図２に示した発光装置の製造方法の一例を説明するための図である。図１及び図２に示した発光装置の製造方法の一例を説明するための図である。図１及び図２に示した発光装置の製造方法の一例を説明するための図である。第２層を加熱する理由の一例を説明するための図である。第２層を加熱する理由の一例を説明するための図である。図２の第１の変形例を示す図である。図２の第２の変形例を示す図である。

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。

以下において、「ＡがＢ上に位置する」という表現は、例えば、ＡとＢの間に他の要素（例えば、層）が位置せずにＡがＢ上に直接位置することを意味してもよいし、又はＡとＢの間に他の要素（例えば、層）が位置することを意味してもよい。さらに、「ＡがＢ上に位置する」という表現は、空間的な相対位置を意味するのであって、ＡがＢの上方に位置することを意味するだけでなく、ＡがＢの上方以外（例えば、Ｂの下方）に位置することを意味することもある。

図１は、実施形態に係る発光装置１０の平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。

図１及び図２を用いて、発光装置１０の概要を説明する。発光装置１０は、基板１００、第１層２１０及び第２層２２０を含んでいる。図２に示すように、基板１００は、第１面１０２を有している。第１層２１０は、基板１００の第１面１０２上に位置している。第１層２１０は、電磁波フィルタとして機能可能である。第２層２２０は、第１層２１０上に位置している。第２層２２０は、有機材料を含んでいる。基板１００の第１面１０２に垂直な方向（図１の視点）から見て、第１層２１０によって占められる面積は、第２層２２０によって占められる面積より大きくなっている。

上述した構造は、後述する新規なプロセスによって形成されることができる。後述するように、当該新規なプロセスによれば、第２層２２０を加熱させるための電磁波の照射による基板１００の損傷を抑えることができる。

図１を用いて、発光装置１０の平面レイアウトの詳細を説明する。

発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０（第２層２２０を含む。）、第２電極１３０及び第１層２１０を含んでいる。

基板１００は、矩形形状を有している。他の例において、基板１００は、矩形形状以外の形状（例えば、円形状又は矩形以外の多角形形状）を有していてもよい。

第１層２１０は、基板１００の第１面１０２の全体に亘って位置している。言い換えると、基板１００の第１面１０２の全体は、第１層２１０によって覆われている。他の例において、第１層２１０は、基板１００の第１面１０２の一部分のみに位置していてもよい。

第１電極１１０は、一方向に延伸しており、第２電極１３０は、当該一方向に直交する方向に延伸して第１電極１１０と交差している。

有機層１２０は、基板１００の第１面１０２の一部分に位置しており、第１電極１１０及び第２電極１３０の重なり合い領域から当該重なり合い領域の外側にかけて位置している。

図１に示す例において、基板１００の第１面１０２に垂直な方向（図１の視点）から見て、第１層２１０によって占められる面積は、第２層２２０（有機層１２０）によって占められる面積より大きくなっている。第１層２１０は、第２層２２０（有機層１２０）と重なる領域から当該領域の外側にかけて位置している。第１層２１０は、図１に示すように、基板１００の第１面１０２の全体に亘って位置していてもよいし、又は図１に示す例とは異なり、基板１００の第１面１０２の一部分のみに位置していてもよい。他の例において、基板１００の第１面１０２に垂直な方向（図１の視点）から見て、第１層２１０によって占められる面積は、第２層２２０（有機層１２０）によって占められる面積より小さくなっていてもよい。

発光装置１０は、発光部１４０を含んでいる。発光部１４０は、第１電極１１０及び第２電極１３０の重なり合い領域によって画定されている。

他の例において、発光装置１０は、図１に示す平面レイアウトと異なる平面レイアウトを有していてもよい。実施形態の説明から明らかなように、発光装置１０が図１に示す平面レイアウトを有する場合だけでなく、発光装置１０が図１に示す平面レイアウトと異なる平面レイアウトを有する場合にも、第２層２２０を加熱させるための電磁波の照射による基板１００の損傷を抑えることができる。

図２を用いて、発光装置１０の断面の詳細を説明する。

基板１００は、第１面１０２及び第２面１０４を有している。第１電極１１０、有機層１２０、第２電極１３０及び第１層２１０は、基板１００の第１面１０２側に位置している。第２面１０４は、第１面１０２の反対側にある。

図２に示す例において、発光装置１０は、ボトムエミッションである。有機層１２０から発せられた光は、第１電極１１０及び基板１００を透過して基板１００の第２面１０４から出射される（図２において、光は、白矢印で示されている。）。

基板１００は、透光性を有している。したがって、有機層１２０から発せられた光は、基板１００を透過することができる。

基板１００は、可撓性を有していてもよいし、又は有していなくてもよい。

一例において、基板１００は、ガラスを含んでいてもよく、ガラス基板にしてもよい。他の例において、基板１００は、有機材料（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）を含んでいてもよく、樹脂基板にしてもよい。基板１００が樹脂基板である場合、基板１００の第１面１０２及び第２面１０４の少なくとも一方は、無機バリア層（例えば、ＳｉＮ又はＳｉＯＮ）を有していてもよい。

第１層２１０は、基板１００の第１面１０２上に位置している。図１を用いて説明したように、第１層２１０は、基板１００の第１面１０２の全体に亘って位置していてもよいし、又は基板１００の第１面１０２の一部分のみに位置していてもよい。

第１電極１１０は、第１層２１０上に位置している。第１電極１１０は、アノードとして機能してもよい。

第１電極１１０は、透光性を有している。したがって、有機層１２０から発せられた光は、第１電極１１０を透過することができる。第１電極１１０は、透明導電材料を含んでいてもよい。透明導電材料は、例えば、金属酸化物（例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｕｎｇｓｔｅｎＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ））又はＩＧＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＧａｌｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、カーボンナノチューブ又は導電性高分子である。他の例において、第１電極１１０は、金属薄膜（例えば、Ａｇ）又は合金薄膜（例えば、ＡｇＭｇ）を含んでいてもよい。

有機層１２０は、第１電極１１０を覆っている。有機層１２０は、第２層２２０及び有機層１２２を含んでいる。第２層２２０は、有機材料を含んでいる。

図２に示す例において、第２層２２０は、有機層１２０のうちの最下層であり、正孔注入層（ＨＩＬ）を含んでいてもよい。有機層１２２は、第２層２２０上に位置している。有機層１２２は、発光層（ＥＭＬ）を含んでおり、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、電子輸送層（ＨＴＬ）及び電子注入層（ＨＩＬ）をさらに適宜含んでいてもよい。第２層２２０がＨＩＬを含む場合、有機層１２２は、ＨＩＬを含まなくてもよい。

他の例において、第２層２２０は、有機層１２０のうちの最下層以外の層であってもよい。この例においても、第２層２２０を加熱させるための電磁波の照射による基板１００の損傷を抑えることができる。

第２電極１３０は、有機層１２０上に位置している。第２電極１３０は、カソードとして機能してもよい。

第２電極１３０は、遮光性（例えば、光反射性）を有している。第２電極１３０は、遮光性導電材料を含んでいてもよい。一例において、遮光性導電材料は、金属又は合金であり、より具体的には、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＩｎからなる群の中から選択される少なくとも１つの金属又はこの群から選択される金属の合金である。

図３から図６は、図１及び図２に示した発光装置１０の製造方法の一例を説明するための図である。図３から図６は、図２に示したＡ－Ａ断面における断面を示している。

発光装置１０は、以下のようにして製造される。

まず、図３に示すように、基板１００及び第１層２１０を準備する。第１層２１０は、基板１００の第１面１０２上に位置している。第１層２１０は、基板１００の第１面１０２の全体に亘って位置していてもよい。

次いで、図４に示すように、第１層２１０上に第１電極１１０を形成する。

次いで、図５に示すように、第１層２１０上に第２層２２０を形成して、第１電極１１０を第２層２２０で覆う。

図３から図５に示す工程において、基板１００、第１層２１０及び第２層２２０を準備している。

次いで、図６に示すように、第２層２２０を挟んで第１層２１０の反対側から電磁波を照射して第２層２２０を加熱する（図６において、電磁波は矢印で示されている。）。

第１層２１０は、電磁波フィルタとして機能可能である。具体的には、第１層２１０は、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光を選択的に透過させることができるとともに、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光のピーク波長と異なるピーク波長を有する電磁波、具体的には、第２層２２０を加熱させるための電磁波を選択的に遮蔽することができる。一例において、第１層２１０は、発光装置１０から発せられる光のピーク波長に対して、５０％超の透過率、好ましくは８０％以上の透過率を有し、第２層２２０を加熱させるための電磁波のピーク波長に対して、５０％以下の透過率、好ましくは２０％以下の透過率を有している。

上述した構成によれば、第２層２２０を加熱させるための電磁波の照射による基板１００の損傷を抑えることができる。具体的には、上述した構成においては、第１層２１０は、第２層２２０を加熱させるための電磁波を遮蔽することができる。したがって、第２層２２０を加熱させるための電磁波の照射による基板１００の損傷を抑えることができる。

上述した構成によれば、第１層２１０による発光装置１０の発光強度の低下を抑えることができる。具体的には、上述した構成においては、第１層２１０は、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光を透過させることができる。したがって、第１層２１０による発光装置１０の発光強度の低下を抑えることができる。

第１層２１０は、誘電体ミラーを含んでいてもよい。一例において、誘電体ミラーは、交互に並ぶ高屈折率領域及び低屈折率領域を含んでいてもよい。誘電体ミラーは、一の波長帯域の電磁波（つまり、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光）を選択的に透過することができ、他の波長帯域の電磁波（つまり、第２層２２０を加熱させるための電磁波）を選択的に遮蔽することができる。

一例において、第１層２１０は、第２層２２０を加熱させるための電磁波を選択的に反射してもよい。この例において、第１層２１０は、第２層２２０を加熱させるための電磁波のピーク波長に対して、５０％以上の反射率、好ましくは８０％以上の反射率を有していてもよい。この例によれば、第１層２１０による電磁波の反射によって、第１層２１０から第２層２２０に電磁波を照射することができる。

他の例において、第１層２１０は、第２層２２０を加熱させるための電磁波を選択的に吸収してもよい。この例において、第１層２１０は、電磁波を加熱させるための電磁波に対して、５０％以上の吸収率、好ましくは８０％以上の吸収率を有していてもよい。この例によれば、第１層２１０による電磁波の吸収によって、電磁波から基板１００を保護することができる。

一例において、第２層２２０を加熱させるための電磁波は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下にピーク波長を有する光、例えば、キセノンフラッシュランプから発せられる光であってもよい。この例において、第１層２１０は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下のうちの少なくとも一波長の光を選択的に遮蔽してもよく、例えば、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下のうちの少なくとも一波長の光に対して、５０％以下の透過率、好ましくは２０％以下の透過率を有していてもよい。

一例において、発光装置１０から発せられる光は、６００ｎｍ超８００ｎｍ以下にピーク波長を有する光、例えば、赤色光であってもよい。

一例において、発光装置１０から発せられる光のピーク波長及び第２層２２０を加熱させるための電磁波のピーク波長の差の大きさは、５０ｎｍ以上、好ましくは１００ｎｍ以上であってもよい。この差の大きさが大きいほど、発光装置１０から発せられる光のスペクトル及び第２層２２０を加熱させるための電磁波のスペクトルの重なり合いを小さくすることができる。したがって、第１層２１０は、高い信頼性をもって、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光を選択的に透過させることができるとともに、第２層２２０を加熱させるための電磁波を選択的に遮蔽することができる。

基板１００の第１面１０２に垂直な方向（図１に示した視点）から見て、第１層２１０によって占められる面積は、第２層２２０によって占められる面積より大きくてもよい。このようにして、第２層２２０と重なる領域及びその領域の周囲に第１層２１０を配置させて、電磁波から基板１００を保護することができる。特に、第１層２１０が基板１００の第１面１０２の全体に亘って位置する場合、電磁波から基板１００をより確実に保護することができる。

基板１００は、有機材料を含んでいてもよく、樹脂基板であってもよい。樹脂基板は、電磁波の加熱による損傷を受けやすい。したがって、第１層２１０を設けることは、基板１００が有機材料を含む場合に有意義となる。

図７及び図８は、第２層２２０を加熱する理由の一例を説明するための図である。図７は、図５に示した工程における第１電極１１０及び第２層２２０の一部分の拡大図であり、図８は、図６に示した工程後における第１電極１１０及び第２層２２０の一部分の拡大図である。

図７に示す例では、第１電極１１０の表面に異物Ｐが付着している。図７に示す例では、第１電極１１０を形成した後、第１電極１１０を形成するためのチャンバから第２層２２０を形成するためのチャンバへの基板１００（例えば、図４）の移動のため、基板１００（例えば、図４）を大気に曝している。基板１００の移動の間に、大気中の異物（図７に示す例では、異物Ｐ）が第１電極１１０の表面に付着することがある。

図７に示す例において、第２層２２０は、蒸着層であり、蒸着によって形成されている。蒸着によって形成された層は、他の堆積（例えば、ＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））によって形成された層よりも、段差被覆性に劣っている。したがって、第２層２２０は、異物Ｐの周辺において途切れることがある。仮に、第２層２２０が途切れたまま第２層２２０上の要素（例えば、図２に示した第２電極１３０）を形成すると、第１電極１１０及び第２電極１３０（例えば、図２）の間で短絡が生じ得る。

図８に示すように、第２層２２０の加熱（図６）は、異物Ｐを第２層２２０によって埋め込むために行われる。第２層２２０は、一定の温度（例えば、第２層２２０の有機材料のガラス転移点超の温度）に加熱されて、流動性を呈するようになる。図８に示すように、加熱によって、第２層２２０は、異物Ｐを埋め込むように変形することができる。第２層２２０による異物Ｐの埋込によって、第１電極１１０及び第２電極１３０（例えば、図２）の間で短絡を防止することができる。

図７及び図８を用いて説明した理由とは異なる他の理由として、第２層２２０は、第２層２２０に含まれる架橋性モノマーを架橋させるために加熱されてもよい。この例においては、第２層２２０を準備する工程は、架橋性モノマーを含む層を第１層２１０上に形成する工程を含む。架橋性モノマーは、第２層２２０の加熱によって架橋される。この例において、第２層２２０を加熱させるための電磁波は、例えば、紫外線（ＵＶ）ランプから発せられる光であって、３６５ｎｍ以下にピーク波長をもつものであってもよい。

図７及び図８を用いて説明した理由とは異なるさらに他の理由として、第２層２２０は、基板１００上の溶媒を除去するために加熱されてもよい。この例においては、発光装置１０の製造方法は、第２層２２０を準備する前に、基板１００の第１面１０２上又は第１層２１０上に溶媒を塗布する工程を含んでいてもよい。溶媒は、塗布プロセスによって基板１００の第１面１０２上又は第１層２１０上に層を形成するために用いられ得る。

図９は、図２の第１の変形例を示す図である。

第１層２１０は、第１電極１１０を覆っていてもよい。第１層２１０は、ＨＩＬを含んでいてもよいし、又はＨＩＬを含んでいなくてもよい。有機層１２２は、第１層２１０上に位置している。有機層１２２は、ＥＭＬを含んでおり、ＨＩＬ、ＨＴＬ、ＥＴＬ及びＥＩＬを適宜含んでいてもよい。有機層１２２は、第２層２２０を含んでいる。有機層１２２は、第２層２２０のみを含んでいてもよいし、又は第２層２２０以外の層を含んでいてもよい。

図９に示す例においても、第２層２２０を加熱させるための電磁波の照射による基板１００の損傷を第１層２１０によって抑えることができる。

図１０は、図２の第２の変形例を示す図である。

発光装置１０は、トップエミッションであってもよい。有機層１２０から発せられた光は、第２電極１３０を透過して基板１００の第２面１０４の反対側から出射される（図１０において、光は、白矢印で示されている。）。図１０に示す例において、第１電極１１０は、遮光性を有していてもよく、第２電極１３０は、透光性を有している。

図１０に示す例において、第１層２１０は、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光を選択的に透過させることができなくてもよい。図１０に示す例において、有機層１２０から発せられた光は、第１層２１０を透過する必要がない。したがって、図１０に示す例において、第１層２１０は、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光を選択的に透過させることができなくてもよい。他の例において、第１層２１０は、発光装置１０（すなわち、有機層１２０）から発せられる光を選択的に透過させることができてもよい。

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。

この出願は、２０１８年１０月２日に出願された日本出願特願２０１８－１８７４７４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

発光装置の製造方法であって、
第１面を有する基板と、前記基板の前記第１面上に位置する第１層と、前記第１層上に位置し、有機材料を含む第２層と、を準備する工程と、
前記第２層を挟んで前記第１層の反対側から電磁波を照射して前記第２層を加熱する工程と、
を含み、
前記第１面に垂直な方向から見て、前記第１層によって占められる面積は、前記第２層によって占められる面積より大きく、
前記第１層は、前記発光装置から発せられる光のピーク波長に対して５０％超の透過率を有し、前記電磁波のピーク波長に対して５０％以下の透過率を有する、発光装置の製造方法。
請求項１に記載の発光装置の製造方法において、
前記第１層は、前記基板の前記第１面の全体に亘って位置している、発光装置の製造方法。
請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法において、
前記第１層は、誘電体ミラーを含む、発光装置の製造方法。
請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記第２層は、正孔注入層を含む、発光装置の製造方法。
請求項１から４までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記基板は、有機材料を含む、発光装置の製造方法。
請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記基板及び前記第２層を準備する工程は、前記基板を大気に曝す工程と、前記基板を大気に曝した後、前記第２層を前記基板上に形成する工程と、を含む、発光装置の製造方法。
請求項１から６までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記第２層を準備する工程は、前記第２層を蒸着によって形成する工程を含む、発光装置の製造方法。
請求項１から７までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記第２層を準備する工程は、架橋性モノマーを含む層を前記第１層上に形成する工程を含み、
前記第２層を加熱する工程は、前記架橋性モノマーを架橋させる工程を含む、発光装置の製造方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載に発光装置の製造方法において、
前記第２層を準備する前に、前記基板の前記第１面上又は前記第１層上に溶媒を塗布する工程をさらに含み、
前記第２層を加熱する工程は、前記溶媒を除去する工程を含む、発光装置の製造方法。
請求項１から９までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記電磁波のピーク波長は、４００ｎｍ以上６００ｎｍ以下にある、発光装置の製造方法。
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
前記発光装置から発せられる光のピーク波長は、６００ｎｍ超８００ｎｍ以下にある、発光装置の製造方法。