JPWO2014162934A1 - 光学装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記接合構造において、
前記第2導電膜の一部は、前記第1導電膜と接触しており、
前記第2導電膜のうち前記第1導電膜と接触する接触面には、複数の凹部が設けられている光学装置である。
図1は、第1の実施形態に係る光学装置10を示す平面図である。図2は図1のA−A断面を示す断面図であり、図3は図1のB−B断面を示す断面図である。
また、図4および5は、図1に示す光学装置10の一部を示す図である。図4では、とくに第1導電膜110と、第2導電膜130との位置関係が示されている。図5では、とくに絶縁層120の構成が示されている。図6〜8は、本実施形態における第1導電膜110と、第2導電膜130と、により構成される接合構造200の一例を示す図である。本実施形態において、光学装置10は、例えば照明装置やディスプレイなどの発光装置である。以下、光学装置10を発光装置10として説明を行う。
接合構造200は、第1導電膜110と、第2導電膜130と、が互いに接合してなる接合構造である。本実施形態において、接合構造200は、たとえば基板100上に形成される。この場合、第1導電膜110および第2導電膜130は、基板100上に形成されることとなる。
本実施形態において、接合構造200のうち第1導電膜110は、たとえば有機EL素子を構成する電極に接続する第1配線を構成する。また、接合構造200のうち第2導電膜130は、たとえば引出配線を構成する。この場合、第1配線と引出配線との間において、接合構造200が形成されることとなる。
本実施形態において、第1導電膜110は、たとえば基板100平面に平行な一方向に延在する形状を有する。
透明導電材料が導電性高分子を含む場合、第1導電膜110は塗布法を用いて形成することができる。この場合、第1導電膜110を形成する工程において、基板100等の他の構成へ熱負荷がかかってしまうことを抑制することが可能となる。
また、透明導電材料として無機材料を含む場合には、第1導電膜110は、この無機材料を有機溶剤中に分散させた溶液を塗布することにより形成される塗布型導電膜であることが好ましい。このような場合においても、第1導電膜110を、塗布法を用いて形成することができる。
π共役系導電性高分子としては、特に限定されないが、たとえばポリチオフェン類、ポリピロール類、ポリインドール類、ポリカルバゾール類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリフラン類、ポリパラフェニレンビニレン類、ポリアズレン類、ポリパラフェニレン類、ポリパラフェニレンサルファイド類、ポリイソチアナフテン類、またはポリチアジル類の鎖状導電性ポリマーを用いることができる。導電性、透明性、安定性等の観点からは、ポリチオフェン類またはポリアニリン類であることが好ましく、ポリエチレンジオキシチオフェンであることがとくに好ましい。
ポリアニオンとしては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリル酸エチルスルホン酸、ポリアクリル酸ブチルスルホン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸、ポリイソプレンカルボン酸、またはポリアクリル酸を用いることができる。本実施形態において用いられるポリアニオンは、これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
第2導電膜130に含まれる金属材料としては、たとえばAg、Al、Cr、Mo、Ni、Nb、Ti、W、Au、Pt、Cu、およびPdが挙げられる。第2導電膜130は、たとえば金属粒子が焼結されてなる焼結体である。なお、第2導電膜130は、たとえばスパッタリング法や蒸着法により形成されていてもよい。
第2導電膜130のうちの一部は、第1導電膜110と接触している。第2導電膜130は、たとえば第1導電膜110と接触する接触面206と、第1導電膜110と接触しない非接触面208を有する。第2導電膜130は、接触面206において第1導電膜110と接合されることとなる。本実施形態においては、第1導電膜110は、たとえば第2導電膜130のうちの上面と、側面と、のそれぞれの一部を覆う。この場合、第2導電膜130は、上面と、側面と、のそれぞれの一部において接触面206を有し、他の部分において非接触面208を有することとなる。
なお、引出配線134の接触面および非接触面における表面形状は、触針式段差計、SEM、またはAFM等を用いて観察することができる。
なお、ここでは、たとえば接触面206と非接触面208との境界から、接触面206側へ100μmの走査範囲における算術平均粗さをRa1とし、非接触面208側へ100μmの走査範囲における算術平均粗さをRa2として求めることができる。
また、接触面206の表面粗さは、非接触面208の表面粗さと等しくてもよい。また、非接触面208の表面粗さが、接触面206より粗くてもよい。
第2導電膜130の内部には、たとえば複数の空隙210が設けられる。また、第2導電膜130は、たとえば全域において多孔質構造を有するポーラス膜である。なお、第2導電膜130は、平面視で第1導電膜110と重なる部分のみが多孔質構造となるように形成されていてもよい。
なお、凹部204の断面形状は、SEM等を用いて観察することができる。
図6に示す例においては、第2導電膜130の表面のうち少なくとも下面以外が、凹凸形状に形成されている。この場合、たとえば第2導電膜130のうち、上面および側面それぞれの全域において凹凸が設けられることとなる。なお、第2導電膜130の下面は、平坦であってもよく、凹凸形状に形成されていてもよい。
図7に示す例において、第2導電膜130は、第2導電膜130の全域に亘って複数の空隙210が設けられた多孔質構造を有するポーラス膜である。また、第2導電膜130の表面のうち下面以外は、凹凸形状に形成される。なお、第2導電膜130の下面は、平坦であってもよく、凹凸形状に形成されていてもよい。
図8に示す例においては、第2導電膜130のうちの上面と、側面と、のそれぞれの一部が、凹凸形状に形成されている。このとき、たとえば第2導電膜130の上面のうち、第1導電膜110に対向する側面に連続する一部が、凹凸形状に形成される。
まず、基板100上に第2導電膜130を形成する。第2導電膜130は、たとえば塗布法、スパッタリング法または蒸着法を用いて形成される。当該工程において使用される塗布法としては、特に限定されないが、たとえばインクジェット法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、またはディスペンサー塗布法が挙げられる。
なお、塗布法により第2導電膜130を形成する場合には、金属粒子を含有した塗布液を基板100上へ塗布して塗布膜を形成した後、この塗布膜に対し熱処理を施すことにより塗布膜中の金属粒子を焼結させることが好ましい。
このとき、エッチング処理時におけるエッチャントやエッチング時間等の処理条件や、第2導電膜130表面に形成される突起物を構成する材料を適切に選択することにより凹部204の断面形状や表面粗さを制御することができる。このため、第2導電膜130の接触面206となる部分に設けられた複数の凹部204のうち少なくとも一部の断面形状を、凹部204の開口端から底部までの間の少なくとも一部が当該開口端の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状とすることができる。また、接触面206と非接触面208の表面粗さを、それぞれ制御することもできる。
このため、塗布法により第2導電膜130が形成される場合には、上述の第2導電膜130表面に対する粗面化処理は行われなくともよい。
図1においては、発光装置10がディスプレイである場合が例示される。
なお、発光装置10は、照明装置であってもよい。発光装置10が照明装置である場合、発光装置10は、たとえば互いに発光色が異なるライン状の有機層140を複数繰り返し並べた構成を有する。これにより、演色性に優れた照明装置が実現される。また、照明装置である発光装置10は、面状の有機層140を有していてもよい。
図4に示す例において、基板100上には、図中Y方向に延在する第1導電膜110が複数設けられている。これら複数の第1導電膜110は、互いに離間するよう図中X方向に配列されている。そして、第1導電膜110のうち、一点鎖線で示される画素領域300よりも引出配線134と接続する端部側に位置する部分が、第1配線114となる。
本実施形態では、引出配線134が第1配線114に接続する場合が例示される。基板100上には、互いに離間するよう図中X方向に配列された複数の引出配線134が設けられている。各引出配線134は、それぞれ第1配線114に接続される。このため、複数の第1配線114は、それぞれ引出配線134を介して外部へ接続されることとなる。有機EL素子20には、第1配線114および引出配線134を介して発光/非発光の信号が供給される。
図4では、引出配線134のうち画素領域300側に位置する端部のみが、平面視で第1配線114と重なる場合が例示される。この場合、引出配線134のうち画素領域300側に位置する端部は第1配線114により覆われ、他の部分は第1配線114により覆われずに露出することとなる。本実施形態においては、引出配線134は、たとえば上面の一部、画素領域300に面する端面、および当該端面に隣接する二つの側面の一部において第1配線114により覆われる。
本実施形態においては、引出配線134は、上面と、側面と、のそれぞれの一部において接触面206を有する。このため、引出配線134のうちの上面と、側面と、のそれぞれの一部において複数の凹部204が設けられる。このとき、引出配線134の上面および側面それぞれの全域に、凹部204が設けられていてもよい。
絶縁層120は、ポリイミド系樹脂等の感光性の樹脂であり、露光および現像されることによって所望のパターンに形成される。絶縁層120は、ポリイミド系樹脂以外の樹脂材料により構成されてもよく、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂であってもよい。
本実施形態においては、複数の第1開口122は、第1電極112上に位置するように形成される。図中Y方向に延在する各第1電極112の上には、たとえば複数の第1開口122が所定の間隔を空けて図中Y方向に配列される。また、これらの複数の第1開口122は、たとえば第1電極112と直交する方向(図中X方向)に延在する第2電極152と重なる位置に設けられる。このため、複数の第1開口122は、マトリクスを構成するように配置されることとなる。
図5に示すように、第2開口124は、たとえば引出配線164上に位置するように設けられる。複数の第2開口124は、第1開口122が構成するマトリクスの一辺に沿って配置されている。この一辺に沿う方向(たとえば図中Y方向)でみた場合、第2開口124は、第1開口122と同じ間隔で配置されている。
図1に示すように、隔壁170は、図中X方向に延在するように設けられる。すなわち、隔壁170は、第2電極152の延在方向に沿って形成されることとなる。また、隔壁170は、図中Y方向に配列されるよう複数設けられる。
隔壁170は、たとえばポリイミド系樹脂等の感光性の樹脂であり、露光および現像されることによって所望のパターンに形成される。なお、隔壁170は、ポリイミド系樹脂以外の樹脂材料により構成されてもよく、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂であってもよい。
なお、隔壁170の平面形状は、図1に示すものに限られない。このため、隔壁170の平面形状を変更することにより、隔壁170により互いに分断される複数の第2電極152の平面パターンを自由に変更することが可能となる。
本実施形態において、有機層140は、たとえば正孔注入層142、発光層144および電子注入層146を順に積層した積層体により構成される。このとき、正孔注入層142は第1電極112に接し、電子注入層146は第2電極152に接する。このため、有機層140は、第1電極112と第2電極152との間に狭持されることとなる。
なお、正孔注入層142と発光層144の間には正孔輸送層が形成されてもよいし、発光層144と電子注入層146の間には電子輸送層が形成されてもよい。また、有機層140は、正孔注入層142を有していなくともよい。
一方で、図3に示すように、有機層140を構成する各層は、隔壁170が延在する図中X方向において、隣り合う第1開口122の間において連続するように設けられる。
本実施形態において、第2電極152は、たとえば有機EL素子の陰極となる。第2電極152は、たとえば図中X方向に直線状に延在するように設けられる。また、基板100上には、たとえば互いに離間する複数の第2電極152が、第2電極152の延在方向と垂直な方向(図中Y方向)に配列される。
第2配線154は、第1電極112または第2電極152のうち第1配線114と接続していない一方に接続している。これにより、第1電極112および第2電極152のうち第2配線154と接続されるいずれか一方は、第2配線154を介して外部へ接続されることとなる。
本実施形態においては、第2配線154が有機層140上に設けられ、第2電極152に接続される場合が例示される。このとき、有機層140上には、それぞれ異なる第2電極152へ接続する複数の第2配線154が設けられる。このため、本実施形態における複数の第2電極152は、それぞれ第2配線154を介して外部へ接続されることとなる。なお、第2配線154は、たとえば一部が第2開口124内に埋め込まれ、当該一部において後述する引出配線164に接続される。
図1に示す例において、有機層140上には、図中X方向に延在する導電膜150が複数設けられている。また、これらの複数の導電膜150は、互いに離間するよう図中Y方向に配列されている。そして、導電膜150のうち、画素領域300よりも引出配線164と接続する端部側に位置する部分が、第2配線154となる。
これにより、互いに離間するよう図中Y方向に配列され、かつ図中X方向に延在する複数の導電膜150を形成することが可能となる。このとき、隔壁170上には、導電膜150と同一材料からなる膜が形成されることとなる。
まず、基板100上に引出配線134を形成する。引出配線134は、たとえば塗布法、スパッタリング法または蒸着法を用いて基板100上に形成される。なお、本実施形態において、引出配線134は、第2導電膜130により構成される。このため、引出配線134は、たとえば上述した第2導電膜130を形成する方法および第2導電膜130を構成する材料を用いて形成される。また、引出配線134表面には、上述した第2導電膜130表面に対する粗面化処理と同様に、粗面化処理が施されてもよい。
第1配線114を形成する上記工程においては、たとえば第1配線114とともに、第1配線114に接続する第1電極112が形成される。この場合、第1電極112は、たとえば第1配線114と一体として第1導電膜110により形成される。
この段階において得られる構造が、図4に示されるものである。
これにより、有機層140が形成される。
これにより、第1電極112と、第2電極152と、これらに狭持された有機層140と、により構成される有機EL素子20が、基板100上に形成されることとなる。
本実施形態においては、たとえばこのようにして発光装置10が形成される。
また、有機EL素子20を構成する第1電極112に接続され、かつ第1導電膜110により構成される第1配線114と、第2導電膜130により構成される引出配線134と、を備える発光装置10を実現することができる。これにより、第1電極112と引出配線134との間における接続信頼性を向上させることができる。また、発光装置10の動作信頼性を向上させることも可能となる。
図9は、第2の実施形態に係る発光装置12を示す平面図であり、第1の実施形態に係る図1に対応している。図10は図9のC−C断面を示す断面図であり、図11は図9のD−D断面を示す断面図である。図12は、図9に示す発光装置12の一部を示す図である。図12では、とくに第1導電膜110と第2導電膜130との位置関係が示されている。
発光装置12は、接合構造200を有している。発光装置12は、有機EL素子20と、引出配線134と、を備えている。有機EL素子20は、第1導電膜110により構成される第1電極112と、第2電極152と、第1電極112と第2電極152との間に配置された有機層140と、を有している。引出配線134は、第1電極112と接合し、かつ第2導電膜130により構成されている。
第1電極112は、導電材料により構成される第1導電膜110により構成される。第1導電膜110が透明導電材料により構成される場合、第1導電膜110により構成される第1電極112は透明性を有することができる。
本実施形態において、引出配線134は、金属材料により構成される第2導電膜130により構成される。このため、第1導電膜110により構成される第1電極112と、第2導電膜130により構成される引出配線134と、が互いに接合して接合構造200が形成されることとなる。図12に示す例では、破線により囲まれた部分において接合構造200が形成される。
第1電極112は、引出配線134からみて第2方向に延びている。なお、本実施形態において第2方向とは、たとえば図中X方向をさす。第1電極112の形状は、特に限定されず有機EL素子20の設計に併せて適宜選択可能であるが、たとえば矩形である。
図12に示す例においては、第1電極112の一端が引出配線134の一部上に重なるように第1電極112が形成される。この場合、第1電極112は、たとえば引出配線134のうちの、上面と、側面と、のそれぞれの一部を覆うように形成されることとなる。このとき、引出配線134は、上面と側面それぞれの一部において、第1電極112と接触する接触面206を有する。接触面206には、複数の凹部204が形成される。
本実施形態においては、第1電極112は、第1開口122内に形成される。これにより、基板100上にマトリクス状に配置された複数の第1電極112が形成される。また、図10および11に示すように、複数の第1電極112は、絶縁層120によって互いに離間されることとなる。第1開口122は、たとえば引出配線134の一部と平面視で重なるように形成される。この場合、引出配線134のうちの第1開口122と平面視で重なる一部が、第1開口122に形成された第1電極112と接続することとなる。
絶縁層120は、たとえば第1の実施形態と同様の材料により構成される。
また、本実施形態によれば、第1導電膜110により構成される第1電極112と、第2導電膜130により構成される引出配線134と、を備える発光装置10を実現することができる。これにより、第1電極112と引出配線134との間における接続信頼性を向上させることができる。また、発光装置12の動作信頼性を向上させることも可能となる。
図13は、第3の実施形態に係る発光装置10の構成を示す平面図である。本実施形態において、発光装置10は例えば照明装置などの光源として使用される。このため、発光装置10は、第1電極112に接続する端子(引出配線134の端部)及び第2電極152に接続する端子(引出配線166の端部)を、一つずつ有している。そして、発光装置10が有する有機EL素子20は一つの場合もあれば、複数の場合もある。後者の場合、複数の有機EL素子20は、同時に電流が流されるため、同時に制御される。なお、いずれの場合においても、絶縁層120(本図においては図示せず)は、有機EL素子20を囲むことにより、有機EL素子20となる領域を画定している。
図14は、第4の実施形態に係る光学装置11の構成を示す断面図である。本実施形態に係る光学装置11は液晶装置であり、基板402と基板404の間に液晶材料420を挟んだ構成を有している。
まず、ガラス基板上に、銀粒子含有インキをインクジェット法によりライン状に塗布し、これを150℃、10分の条件下で乾燥して第2導電膜を形成した。ここでは、バインダ成分であるアクリル樹脂と、有機溶剤と、バインダ成分100重量部に対して70重量部であり、かつ平均粒径100μmである銀粒子と、を含む銀粒子含有インキを使用した。次いで、400℃、10〜30分の条件で第2導電膜に対し熱処理を施し、第2導電膜を焼結した。次いで、透明導電材料含有塗布液をライン状に塗布し、乾燥させて、第1導電膜を形成した。このとき、第1導電膜が第2導電膜のうちの粗面化された一部を覆うように透明導電材料含有塗布液を塗布した。また、透明導電材料含有塗布液としては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホネート(PEDOT−PSS、CLEVIOS PH510(Heraeus社製))を溶剤中へ分散して得られる溶液を使用した。次いで、120℃、2分の条件で、第1導電膜に対し熱処理を施し、第1導電膜を乾燥させた。これにより、第1導電膜と第2導電膜と、からなる構造体を作製した。
このようにして得られた構造体を、第1の実施形態に係る発光装置に適用した。
実施例1においては、第1導電膜と第2導電膜との間に長時間電流を流した際における、第1導電膜と第2導電膜との間の接続信頼性に優れていた。
まず、ガラス基板上に、ITOからなる透明導電膜を、スパッタリング法により形成した。次いで、この透明導電膜をドライエッチングによりライン状にパターニングし、第1導電膜を形成した。次いで、銀からなる金属膜を、スパッタリング法を用いて第1導電膜上に形成した。次いで、この金属膜をドライエッチングによりライン状にパターニングし、第1導電膜上に第2導電膜を形成した。これにより、第1導電膜と第2導電膜と、からなる構造体を作製した。
Claims (9)
- 導電材料により構成される第1導電膜と、金属材料により構成される第2導電膜と、が互いに接合した接合構造を有し、
前記接合構造において、
前記第2導電膜の一部は、前記第1導電膜と接触しており、
前記第2導電膜のうち前記第1導電膜と接触する接触面には、複数の凹部が設けられている光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、
前記接触面は、前記第2導電膜のうちの前記第1導電膜に接触しない非接触面よりも表面粗さが粗い光学装置。 - 請求項1または2に記載の光学装置において、
前記第2導電膜の一部は、前記第1導電膜と重なっており、
前記第2導電膜は、前記第1導電膜と重なる部分において、内部に空隙が形成された多孔質構造を有する光学装置。 - 請求項1または2に記載の光学装置において、
前記接触面に設けられた前記複数の凹部のうち少なくとも一部の断面形状は、前記凹部の開口端から底部までの間の少なくとも一部が前記開口端の断面幅よりも大きい断面幅を有する形状である光学装置。 - 請求項1〜4いずれか一項に記載の光学装置において、
前記導電材料は、導電性高分子を含む透明導電材料である光学装置。 - 請求項1〜5いずれか一項に記載の光学装置において、
前記第1導電膜は、有機EL素子を構成する電極であり、
前記第2導電膜は、前記電極と電気的に接続する配線である光学装置。 - 請求項1〜5いずれか一項に記載の光学装置において、
前記第1導電膜は、有機EL素子を構成する電極に接続する第1配線であり、
前記第2導電膜は、前記第1配線と電気的に接続する引出配線である光学装置。 - 請求項1〜5いずれか一項に記載の光学装置において、
前記第1導電膜により構成される第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された有機層と、を有する有機EL素子と、
前記第1電極に接合し、かつ前記第2導電膜により構成される引出配線と、
を備える光学装置。 - 請求項1〜5いずれか一項に記載の光学装置において、
第1電極と、第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に配置された有機層と、を有する有機EL素子と、
前記第1電極と電気的に接続し、かつ前記第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導電膜により構成される引出配線と、
を備える光学装置。
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