JPWO2017119068A1

JPWO2017119068A1 - 発光装置

Info

Publication number: JPWO2017119068A1
Application number: JP2017559965A
Authority: JP
Inventors: 隆介小島; 田中　洋平; 洋平田中
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2018-10-25
Also published as: WO2017119068A1

Abstract

発光部（１４０）は基板（１００）に形成されており、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。絶縁層（１５０）は発光部（１４０）を画定している。そして第１導電部（１８０）は、絶縁層（１５０）の上に形成されており、第２電極（１３０）と電気的に接続している。第１導電部（１８０）は、例えばボイドを有する導電膜によって形成されている。

Description

本発明は、発光装置に関する。

発光装置の光源の一つに有機ＥＬ素子がある。有機ＥＬ素子は、基板の上に第１電極及び第２電極をこの順に重ね、これら２つの電極の間に有機層を配置した構成を有している。有機ＥＬ素子において、例えば基板とは逆側に光を取り出す場合や、有域ＥＬ素子に透光性を持たせることを目的として、第２電極を透光性の電極にすることがある。透光性の電極は一般的に高抵抗であるため、第２電極を透光性の電極にすると、有機ＥＬ素子の発熱量及び消費電力が増加してしまう。また、第２電極での電圧降下により発光面内での輝度ムラが発生し、発光品質の低下がおこることがある。

これに対して特許文献１には、トップエミッション型の有機ＥＬディスプレイにおいて、基板のうち第１電極と重ならない領域に第２電極用の補助配線を形成することが記載されている。特許文献１において、補助配線の一部は、有機ＥＬ素子を画定する絶縁層で覆われておらず、この覆われていない領域を介して第２電極に接続している。

特開２０１５−１２１７６４号公報

特許文献１に記載の技術では、補助配線の一部を、有機ＥＬ素子を画定する絶縁層の外側に配置する必要がある。このため、基板に対する発光領域の面積比率が小さくなっていた。

本発明が解決しようとする課題としては、第２電極の補助配線として機能する導電部を形成しつつ、基板に対する発光領域の面積比率が小さくなら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、基板と、
前記基板に形成され、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する発光部と、
前記発光部を画定する絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成され、前記第２電極と電気的に接続する第１導電部と、
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。

第１の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から第２電極を取り除いた図である。図２から導電部、絶縁層、及び有機層を取り除いた図である。図１のＡ−Ａ断面図である。第２の実施形態に係る発光装置の平面図である。図５のＡ−Ａ断面図である。第３の実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。第４の実施形態に係る発光装置の平面図である。図８から第２電極を取り除いた図である。図９から導電部、絶縁層、及び有機層を取り除いた図である。

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。

（第１の実施形態）
図１は、第１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。図２は、図１から第２電極１３０を取り除いた図である。図３は、図２から導電部１８０、絶縁層１５０、及び有機層１２０を取り除いた図である。図４は図１のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態に係る発光装置１０は、基板１００、発光部１４０、絶縁層１５０、及び導電部１８０（第１導電部）を備えている。発光部１４０は基板１００に形成されており、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。絶縁層１５０は発光部１４０を画定している。そして導電部１８０は、絶縁層１５０の上に形成されており、第２電極１３０と電気的に接続している。以下、詳細に説明する。

発光装置１０は、例えば透光性を有する発光装置、又はトップエミッション型の発光装置である。ただし、発光装置１０はボトムエミッション型やその両方の特徴をもった発光装置であってもよい。

発光装置１０が透光性を有している場合又はボトムエミッション型の発光装置である場合、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。一方、発光装置１０がトップエミッション型である場合、基板１００は透光性を有さない材料で形成されていてもよい。基板１００は、例えば矩形などの多角形である。ここで、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。特に基板１００をガラス材料で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。基板１００を樹脂材料で可撓性を持たせる場合は、基板１００の材料として、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ませて形成されている。また、基板１００が樹脂材料を含む場合、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ことが好ましい。

基板１００には発光部１４０が形成されている。発光部１４０は、発光を生じさせるための構造、例えば有機ＥＬ素子を有している。この有機ＥＬ素子は、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。

発光装置１０が透光性を有している場合、第１電極１１０は、光透過性を有する透明電極である。透明電極を構成する透明導電材料は、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。

また、第１電極１１０は、薄く成膜した金属層又は合金層であってもよい。この場合、第１電極１１０の厚さは、例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。第１電極１１０を形成する金属層又は合金層は、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又はこの第１群から選択される金属の合金（例えばＭｇＡｇ合金）からなる。

なお、発光装置１０がトップエミッション型の発光装置である場合、第１電極１１０は透光性を有していなくてもよい。この場合、第１電極１１０は、例えば、上記した第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。この場合も、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。第１電極１１０の厚さは、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

また、発光装置１０がトップエミッション型の場合、第１電極１１０は、金属層の上に透明導電層を積層した構成を有していてもよい。

発光装置１０が透光性を有している場合又はトップエミッション型の発光装置である場合、第２電極１３０は、透光性を有している。第２電極１３０は、例えば上記した第１電極１１０で例示した透明電極材料のいずれかを用いて形成されている。なお、第２電極１３０は、薄く成膜した金属層又は合金層であってもよい。この場合、第２電極１３０の厚さは、例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。第２電極１３０を形成する金属層又は合金層は、例えば、上記した第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（例えばＭｇＡｇ合金）からなる。第２電極１３０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、発光装置１０がボトムエミッション型の発光装置である場合、第２電極１３０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。この場合も、第２電極１３０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。

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。

本図に示す例において、基板１００の上には複数の発光部１４０がストライプ状（例えば直線状）に延在している。各発光部１４０の第１電極１１０、有機層１２０、及び第２電極１３０は、いずれも線状になっている。そして、これら複数の発光部１４０は互いに平行である。これら複数の発光部１４０の発光色は互いに同じであってもよいし、少なくとも一つの発光部１４０の発光色は他の発光部１４０の発光色と異なっていてもよい。また、基板１００には、互いに発光色が異なる複数種類の発光部１４０が繰り返し配置されていてもよい。例えば基板１００の上には、赤色の発光部１４０、青色の発光部１４０、及び緑色の発光部１４０が繰り返し配置されていてもよい。この場合、赤色の発光部１４０の輝度、青色の発光部１４０の輝度、及び緑色の発光部１４０の輝度を互いに独立して制御することにより、発光装置１０の発光色を制御することができる。

そして、複数の第１電極１１０それぞれの縁は、絶縁層１５０によって覆われている。図２及び図４に示す例において、絶縁層１５０は、隣り合う第１電極１１０の間を埋めつつこれら２つの第１電極１１０の縁を覆っている。絶縁層１５０は例えばポリイミドを主成分とした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。絶縁層１５０は、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。この工程は、例えば第１電極１１０を形成した後、有機層１２０を形成する前に行われる。

発光装置１０は、第１端子部１１２及び第２端子部１３２を有している。第１端子部１１２及び第２端子部１３２は、複数の発光部１４０のそれぞれに対して設けられている。複数の第１端子部１１２は、基板１００の一辺に沿って並んでおり、複数の第２端子部１３２は、基板１００のうち第１端子部１１２とは逆側の辺に沿って並んでいる。

第１端子部１１２は第１電極１１０に電気的に接続しており、第２端子部１３２は第２電極１３０に電気的に接続している。第１端子部１１２及び第２端子部１３２は、例えば、第１電極１１０と同一の材料で形成された層により形成されている。この場合、第１端子部１１２は第１電極１１０と一体になっている。一方、第２端子部１３２は第１電極１１０から分離している。なお、第１端子部１１２と第１電極１１０の間には引出配線が設けられていてもよい。また、第２端子部１３２と第２電極１３０の間にも引出配線が設けられていてもよい。

第１電極１１０の上（又は下）には、導電部１６０（第２導電部）が形成されており、絶縁層１５０の上には導電部１８０が形成されている。導電部１６０，１８０は第１電極１１０と同じ方向に延在しており、いずれも上記した透明導電材料よりも抵抗が低い材料を用いて形成されている。導電部１６０，１８０は、例えばＭｏ層、Ａｌ層、及びＭｏ層をこの順に積層した構成を有していてもよいし、導電粒子（例えば銀ナノ粒子）を含む塗布材料を用いて形成されていてもよい。後者の場合、導電部１６０，１８０は、塗布材料に含まれている複数の導電粒子が互いに結合した構成を有しているため、ボイドを有している。

導電部１６０は第１電極１１０の補助電極として機能する、一方、第２電極１３０の幅方向の端部は絶縁層１５０の上に位置している。そして、第２電極１３０のうち絶縁層１５０の上に位置している部分は、導電部１８０を覆っており、かつ導電部１８０に電気的に接続している。このため、導電部１８０は第２電極１３０の補助電極として機能する。そしてこのような構成を有することにより、導電部１８０と第２電極１３０を簡単な構造で互いに接続することができる。また導電部１８０は第２電極１３０の上に形成されていてもよい。

また、導電部１６０は絶縁層１５０によって覆われている。これにより、第１電極１１０と第２電極１３０が導電部１６０を介して互いに短絡することを抑制できる。そして上記したように、導電部１８０は絶縁層１５０の上に位置している。このため、導電部１８０を設けても、導電部１６０と導電部１８０が短絡することを防止でき、かつ、発光装置１０の非発光領域の面積が増大することを抑制できる。なお、基板１００に垂直な方向から見た場合において、導電部１６０の少なくとも一部が導電部１８０と重なっていてもよい。このようにすると、発光装置１０が透光性を有している場合、発光装置１０のうち非透光性の領域は狭くなるため、発光装置１０の透光性は向上する。

なお、第１電極１１０の幅方向の断面（すなわち図４に示す断面）において、導電部１８０の幅は５μｍ以上絶縁層１５０の幅以下であるのが好ましい。

図１〜図３に示す例において、第１端子部１１２の上には導電部１６２が形成されており、第２端子部１３２の上には導電部１６４が形成されている。導電部１６２は、第１端子部１１２に導電部材（例えばリード部材やボンディングワイヤ）を接続するときの接続部として機能し、導電部１６４は、第２端子部１３２に他の導電部材を接続するときの接続部として機能する。導電部１６２，１６４は、導電部１６０と同一の工程で形成されている。このため、導電部１６２，１６４は導電部１６０と同様の断面構造を有している。また、導電部１６２は導電部１６０と一体になっている。ただし、導電部１６２は導電部１６０から分離していてもよい。

導電部１６４が導電部１６０と同一工程で形成されている場合、導電部１６４の上には導電部１８０の端部が重なっていてもよい。ただし、導電部１６４の一部またはすべてを導電部１８０と同一工程で形成されていてもよい。この場合、導電部１６４は導電部１８０と同様の断面構造を有しており、また、導電部１８０と一体になっていてもよい。

発光部１４０は、封止部材を用いて封止されている。封止部材は、例えばガラス、アルミニウムなどの金属、又は樹脂を用いて形成されており、中央に凹部を設けた形状を有している。そして封止部材の縁は接着材で基板１００に固定されている。これにより、封止部材と基板１００で囲まれた空間は封止される。そして発光部１４０は、この封止された空間の中に位置している。

封止部材は封止膜であってもよい。封止膜は、酸化アルミニウムや酸化チタンなどの無機材料によって形成されている。封止膜の成膜方法は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法である。ただし封止膜は、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、封止膜は、ＳｉＯ_２又はＳｉＮなど絶縁膜によって形成されている。

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上に第１電極１１０を形成する。この工程において、第１端子部１１２及び第２端子部１３２も形成される。次いで、第１電極１１０の上に導電部１６０を形成する。この工程において、導電部１６０、導電部１６２、及び導電部１６４も形成される。次いで、絶縁層１５０を形成する。次いで、絶縁層１５０の上に導電部１８０を形成する。

次いで、有機層１２０、及び第２電極１３０をこの順に形成する。次いで、封止部材を用いて発光部１４０を封止する。次いで、第１端子部１１２及び第２端子部１３２に導電部材を接続する。また、第２電極１３０を形成した後に導電部１８０を形成してもよい。

以上、本実施形態によれば、導電部１８０は第２電極１３０に電気的に接続しているため、第２電極１３０の補助電極として機能する。ここで、導電部１８０は、発光部１４０を画定するための絶縁層１５０の上に形成されている。従って、導電部１８０を設けても、基板１００に対する発光部１４０の面積比率は小さくならない。

また、導電部１８０をインクジェット法により形成する場合、導電部１８０を細くしても、導電部１８０の形成位置の精度は低下しない。従って、絶縁層１５０の幅が細い場合（例えば１０μｍ程度）であっても、導電部１８０を絶縁層１５０の上に形成することができる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る発光装置１０の平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

まず、第２電極１３０は陰極であり、複数の発光部１４０にまたがって連続的に形成されている。言い換えると、第２電極１３０は、複数の発光部１４０の共通の電極になっている。このため、発光部１４０の幅方向において、絶縁層１５０の全体は第２電極１３０によって覆われている。

そして、導電部１８０の幅は、５μｍ以上であり、また、絶縁層１５０の幅以下となっている。言い換えると、第１の実施形態と比較して、導電部１８０の幅は広い。

本実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、第２電極１３０の補助電極として機能する導電部１８０を設けても、基板１００に対する発光部１４０の面積比率は小さくならない。また、第１の実施形態と比較して導電部１８０と第２電極１３０の接触面積を広くすることができるため、第２電極１３０の抵抗をさらに低くすることができる。

（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係る発光装置１０の構成を示す断面図であり、第２の実施形態の図５に対応している。本実施形態に係る発光装置１０は、以下の点を除いて第２の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

まず、有機層１２０も絶縁層１５０の上に形成されている。本図に示す例では、有機層１２０は第２電極１３０の下のほぼ全域に形成されている。この場合、有機層１２０を形成するときに有機層１２０をパターンにする必要がない。そして、導電部１８０の少なくとも一部（本図に示す例では全部）は有機層１２０によって覆われている。言い換えると、有機層１２０の一部は第２電極１３０と絶縁層１５０の間に位置している。

そして、導電部１８０の表面（すなわち第２電極１３０に対向する面）には凹凸が形成されている。この凹凸は、有機層１２０の表面粗さよりも大きいため、導電部１８０の一部は有機層１２０から飛び出ている。そして第２電極１３０は、導電部１８０のうち有機層１２０から飛び出ている部分に接している。なお、このような凹凸を形成するためには、塗布材料の塗布工程の塗布条件（気圧、温度、湿度や雰囲気など）および乾燥工程・焼成の条件（気圧、温度、湿度、乾燥や焼成の時間や雰囲気など）を適切な条件に設定すればよい。例えば導電部１８０となる塗布材料を形成した後、導電部１８０を急速に乾燥すればよい。

本実施形態によっても、第２の実施形態と同様に、第２電極１３０の補助電極として機能する導電部１８０を設けても、基板１００に対する発光部１４０の面積比率は小さくならない。また、第２電極１３０の抵抗をさらに低くすることができる。さらに、有機層１２０をパターンに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。

（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態に係る発光装置１０の平面図である。図９は図８から第２電極１３０を取り除いた図である。図１０は図９から導電部１８０、絶縁層１５０、及び有機層１２０を取り除いた図である。本実施形態に係る発光装置１０は、以下の点を除いて第２の実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

まず、基板１００には一つの発光部１４０が形成されている。このため、第１電極１１０及び第２電極１３０は、いずれも基板１００の縁の除いたほぼ全体に形成されている。有機層１２０も、基板１００の縁を除いたほぼ全域に形成されていてもよい。

そして、第１電極１１０の上には複数の導電部１６０が形成されている。これら複数の導電部１６０は、互いに平行に延在しており、また、いずれも絶縁層１５０によって覆われている。このため、絶縁層１５０は、第１電極１１０の縁及び導電部１６０に沿って形成されている。そして、導電部１８０は、絶縁層１５０のうち少なくとも導電部１６０に沿っている部分の上に形成されている。言い換えると、一つの第２電極１３０には、複数の導電部１８０が形成されている。導電部１８０の断面形状は、例えば第２の実施形態又は第３の実施形態に示した通りである。

本実施形態によっても、第２の実施形態と同様に、第２電極１３０の補助電極として機能する導電部１８０を設けても、基板１００に対する発光部１４０の面積比率は小さくならない。また、第２電極１３０の抵抗をさらに低くすることができる。また、有機層１２０が基板１００の縁の除いたほぼ全体に形成されている場合、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、図面を参照して実施形態について述べたが、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

基板と、
前記基板に形成され、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、を有する発光部と、
前記発光部を画定する絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成され、前記第２電極と電気的に接続する第１導電部と、
を有する発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記第１導電部はボイドを有する導電膜によって形成されている発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１導電部は複数の導電粒子が結合することにより形成されている発光装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２電極の一部は前記絶縁層の上に位置しており、かつ前記絶縁層の上に位置する部分において前記第１導電部と接触している発光装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第１電極と前記有機層の間に位置する第２導電部を備え、
前記絶縁層は前記第２導電部を覆っている発光装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第１電極、前記有機層、及び前記第２電極は、この順に前記基板の上に形成されており、
前記第２電極の厚さは１ｎｍ以上３０ｎｍ以下である発光装置。
請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記有機層の一部は前記第２電極と前記絶縁層の間に位置しており、
前記第１導電部のうち前記第２電極に対向する面は凹凸を有している発光装置。