JPWO2018061237A1 - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

被覆層(240)は、ALD(Atomic Layer Deposition)によって形成された層であり、絶縁性の無機材料を含んでいる。中間層(220)は、被覆層(240)の材料と異なる線膨張係数を有する材料を含んでいる。バッファ層(230)は、中間層(220)と接する面、すなわち第1面を有している。バッファ層(230)は、被覆層(240)と接する面、すなわち第2面を有している。バッファ層(230)の材料と被覆層(240)の無機材料の線膨張係数の差は、中間層(220)の材料と被覆層(240)の無機材料の線膨張係数の差より小さくなっている。

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、有機エレクトロルミネッセンスにより光を発する有機層を有している。一般に、このような有機層は、例えば、水又は酸素によって劣化しやすい。OLEDでは、有機層を劣化させる物質から有機層を保護するため、発光部(すなわち、有機層)を封止するための封止部を設けることがある。
特許文献1には、OLEDの封止部の一例について記載されている。特許文献1では、まず、ALD(Atomic Layer Deposition)によって第1被覆膜(AlO膜)を形成し、次いで、CVD(Chemical Vapor Deposition)によって中間膜(SiN膜)を形成し、次いで、ALDによって第2被覆膜(AlO膜)を形成する。このようにして、特許文献1の封止部は、第1被覆膜、中間膜及び第2被覆膜の積層構造を含んでいる。
特許文献2には、OLEDの封止部の一例について記載されている。特許文献2では、まず、ALDによって第1バリア膜(例えば、酸化アルミニウム)を形成し、次いで、CVDによって有機膜を形成し、次いで、CVDによって第2バリア膜(例えば、窒化シリコン)を形成する。なお、第2バリア膜は、ALDによって形成してもよく、この場合、第2バリア膜は、例えば、酸化アルミニウムを含んでいる。このようにして、特許文献2の封止部は、第1バリア膜、有機層及び第2バリア膜の積層構造を含んでいる。
特開2016−4760号公報 特開2015−176717号公報
本発明者は、ALDによって形成された2つの被覆層及びこれら2つの被覆層の間の中間層(有機層)を含む封止部について検討した。本発明者が検討したところ、このような封止部では、被覆層の線膨張係数と中間層の線膨張係数の差によって被覆層が割れる場合があることが明らかとなった。
本発明が解決しようとする課題としては、ALDによって形成された被覆層をこの被覆層と異なる線膨張係数を有する中間層の上又は下に設けても、被覆層が割れることを防止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、
基板の第1面側に位置し、第1電極、発光層を含む有機層及び第2電極の積層構造からなる発光部と、
前記発光部を覆う封止部と、
を備え、
前記封止部は、
絶縁性の無機材料を含む第1被覆層と、
前記無機材料と線膨張係数の異なる材料を含む中間層と、
第1バッファ層と、
を有し、
前記第1バッファ層の材料と前記無機材料の線膨張係数の差は、前記中間層の材料と前記無機材料の線膨張係数の差より小さい発光装置である。
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を示す平面図である。 図1から有機層及び第2電極を取り除いた図である。 図2から絶縁層を取り除いた図である。 図1のA−A断面図である。 図4に示した領域αを拡大した図である。 図5の第1の変形例を示す図である。 図5の第2の変形例を示す図である。 図5の第3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。
図1は、実施形態に係る発光装置10を示す平面図である。図2は、図1から有機層120及び第2電極130を取り除いた図である。図3は、図2から絶縁層140を取り除いた図である。図4は、図1のA−A断面図である。図5は、図4に示した領域αを拡大した図である。なお、説明のため、図1〜図3では、封止部200(図4)、接着層310(図4)及び保護層320(図4)を図示していない。
図5を用いて発光装置10の概要について説明する。発光装置10は、発光部152及び封止部200を備えている。発光部152は、基板100の第1面102側に位置している。発光部152は、第1電極110、有機層120及び第2電極130の積層構造からなっている。有機層120は、発光層を含んでいる。封止部200は、発光部152を覆っている。封止部200は、被覆層240(第1被覆層)、中間層220及びバッファ層230(第1バッファ層)を有している。被覆層240は、ALD(Atomic Layer Deposition)によって形成された層であり、絶縁性の無機材料を含んでいる。中間層220は、被覆層240の材料と異なる線膨張係数を有する材料を含んでいる。バッファ層230は、中間層220と接する面、すなわち第1面を有している。バッファ層230は、被覆層240と接する面、すなわち第2面を有している。本図に示す例において、バッファ層230の第1面は、バッファ層230の下面である。これに対して、バッファ層230の第2面は、バッファ層230の第1面の反対側にあり、バッファ層230の上面である。
バッファ層230の材料と被覆層240の無機材料の線膨張係数の差は、中間層220の材料と被覆層240の無機材料の線膨張係数の差より小さくなっている。つまり、図5に示す例における、被覆層240の材料と被覆層240に接する領域(つまり、バッファ層230)の材料との線膨張係数の差は、中間層220と被覆層240が直接接している場合における、被覆層240の材料と被覆層240に接する領域(つまり、中間層220)の材料との線膨張係数の差より小さくすることができる。したがって、図5に示す例においては、被覆層240の材料と被覆層240に接する領域(つまり、バッファ層230)の材料との線膨張係数の差に起因した被覆層240の割れを抑えることができる。
特に、バッファ層230は、高い延性を有する材料を含んでいることが好ましく、一例において、被覆層240の材料及び中間層220の材料の少なくとも一方よりも高い延性を有する材料を含んでおり、より好ましくは、被覆層240の材料及び中間層220の材料の双方よりも高い延性を有する材料を含んでいる。これにより、バッファ層230は、被覆層240が割れることを防ぐように機能している。詳細には、上記したように、中間層220の材料の線膨張係数と被覆層240の材料の線膨張係数は、互いに異なっている。このため、仮に中間層220と被覆層240が互いに接していると、中間層220及び被覆層240が加熱されたとき、被覆層240にある程度大きな応力が生じる。このような応力によって、被覆層240は割れるおそれがある。これに対して、本図に示す例では、中間層220と被覆層240の間にバッファ層230が位置しており、バッファ層230の材料は、ある程度大きな延性を有している。このため、中間層220及び被覆層240が加熱されても、バッファ層230は、中間層220からの応力を緩和するように変形可能である。このようにして、バッファ層230は、被覆層240が割れることを防ぐように機能している。
特に本図に示す例では、中間層220の材料の線膨張係数は、被覆層240の材料の線膨張係数よりも高い。さらに、中間層220は、基板100とバッファ層230の間に位置しており、言い換えると、発光装置10の製造プロセスにおいて、バッファ層230及び被覆層240は、中間層220が形成された後、中間層220上に形成される。このようなプロセスにおいては、仮に、バッファ層230を形成せずに被覆層240を中間層220上に直接形成すると、被覆層240は、加熱によって大きく膨張する層、すなわち、中間層220に接することになる。このような場合、中間層220及び被覆層240が発光装置10の製造プロセスで加熱されたとき、被覆層240に生じる応力によって、被覆層240は割れるおそれがある。これに対して、本図に示す例では、中間層220と被覆層240の間にバッファ層230が位置している。このため、被覆層240が割れることが防止されている。
次に、図1〜図3を用いて、発光装置10の平面レイアウトの詳細について説明する。発光装置10は、基板100、複数の第1電極110、複数の第1接続部112、複数の第1端子114、第1配線116、複数の第2電極130、複数の第2接続部132、複数の第2端子134、第2配線136及び複数の絶縁層140を備えている。
基板100の形状は、第1面102に垂直な方向から見た場合、一対の長辺及び一対の短辺を有する矩形である。ただし、基板100の形状は、本図に示す例に限定されるものではない。基板100の形状は、第1面102に垂直な方向から見た場合、例えば円でもよいし、又は矩形以外の多角形であってもよい。
複数の第1電極110は、互いに離間して位置しており、具体的には、基板100の長辺に沿って一列に並んでいる。複数の第1電極110のそれぞれは、基板100の短辺に沿って延伸している。
複数の第1電極110のそれぞれは、複数の第1接続部112のそれぞれを介して、複数の第1端子114のそれぞれに接続している。複数の第1端子114は、第1配線116によって互いに接続している。第1配線116は、基板100の一対の長辺の一方に沿って延伸している。外部からの電圧は、第1配線116、第1端子114及び第1接続部112を介して第1電極110に供給される。なお、本図に示す例において、第1電極110、第1接続部112及び第1端子114は、互いに一体となっている。言い換えると、発光装置10は、第1電極110として機能する領域、第1接続部112として機能する領域及び第1端子114として機能する領域を有する導電層を備えている。
複数の第2電極130のそれぞれは、複数の第1電極110のそれぞれに重なっている。複数の第2電極130は、互いに離間して位置しており、具体的には、基板100の長辺に沿って一列に並んでいる。複数の第2電極130のそれぞれは、基板100の短辺に沿って延伸しており、具体的には、基板100の短辺に沿って延伸する一対の長辺及び基板100の長辺に沿って延伸する一対の短辺を有している。
複数の第2電極130のそれぞれは、複数の第2接続部132のそれぞれを介して、複数の第2端子134のそれぞれに接続している。複数の第2端子134は、第2配線136によって互いに接続している。第2配線136は、複数の第1電極110及び複数の第2電極130を挟んで第1配線116と対向しており、基板100の一対の長辺の他方に沿って延伸している。外部からの電圧は、第2配線136、第2端子134及び第2接続部132を介して第2電極130に供給される。なお、本図に示す例において、第2接続部132及び第2端子134は、互いに一体となっている。言い換えると、発光装置10は、第2接続部132として機能する領域及び第2端子134として機能する領域を有する導電層を備えている。
複数の絶縁層140のそれぞれは、複数の第1電極110のそれぞれに重なっている。複数の絶縁層140は、互いに離間して位置しており、具体的には、基板100の長辺に沿って一列に並んでいる。複数の絶縁層140のそれぞれは、基板100の短辺に沿って延伸しており、具体的には、基板100の短辺に沿って延伸する一対の長辺及び基板100の長辺に沿って延伸する一対の短辺を有している。
複数の絶縁層140のそれぞれは、開口142を有している。図4を用いて後述するように、開口142内において、第1電極110、有機層120及び第2電極130は、発光部152として機能する領域(第1電極110、有機層120及び第2電極130の積層構造)を有している。言い換えると、絶縁層140は、発光部152を画定している。発光部152(開口142)は、基板100の短辺に沿って延伸しており、具体的には、基板100の短辺に沿って延伸する一対の長辺及び基板100の長辺に沿って延伸する一対の短辺を有している。
次に、図4を用いて、発光装置10の断面の詳細を説明する。発光装置10は、基板100、第1電極110、有機層120、第2電極130、絶縁層140、封止部200、接着層310及び保護層320を備えている。基板100は、第1面102及び第2面104を有している。第2面104は、第1面102の反対側にある。第1電極110、有機層120、第2電極130及び絶縁層140は、基板100の第1面102上にある。第1電極110は、陽極として機能しており、第2電極130は、陰極として機能している。絶縁層140の開口142内において、第1電極110、有機層120及び第2電極130は、発光部152として機能する領域を有しており、この領域において、第1電極110、有機層120及び第2電極130は、互いに重なっている。
基板100は、透光性を有している。一例において、基板100は、ガラスを含んでいる。他の例において、基板100は、樹脂を含んでいてもよい。
第1電極110は、透光性及び導電性を有している。具体的には、第1電極110は、透光性及び導電性を有する材料を含んでおり、例えば金属酸化物、具体的には例えば、ITO(Indium Tin Oxide)及びIZO(Indium Zinc Oxide)の少なくとも1つを含んでいる。これにより、有機層120からの光は、第1電極110を透過することができる。
有機層120は、例えば、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含んでいる。正孔注入層及び正孔輸送層は、第1電極110に接続している。電子輸送層及び電子注入層は、第2電極130に接続している。発光層は、第1電極110と第2電極130の間の電圧によって光を発する。
第2電極130は、光反射性及び導電性を有している。具体的には、第2電極130は、光反射性及び導電性を有する材料を含んでおり、例えば金属、具体的には例えば、Al、Ag及びMgAgの少なくとも1つを含んでいる。これにより、有機層120からの光は、第2電極130をほとんど透過することなく、第2電極130で反射される。言い換えると、本図に示す例において、発光装置10は、ボトムエミッションであり、有機層120からの光のほとんどは、第2面104側から出射される。
なお、第2電極130の光反射性に起因して、第2電極130は、遮光性を有している。このため、本図に示す例では、有機層120からの光が第2電極130から漏れることが抑制されている。
絶縁層140は、透光性を有している。一例において、絶縁層140は、有機絶縁材料、具体的には例えばポリイミドを含んでいる。他の例において、絶縁層140は、無機絶縁材料、具体的には例えば、シリコン酸化物(SiO)、シリコン酸窒化物(SiON)又はシリコン窒化物(SiN)を含んでいてもよい。
封止部200は、複数の発光部152を封止している。封止部200は、複数の発光部152に亘って広がっており、言い換えると、基板100の第1面102は、互いに隣接する2つの発光部152の間で封止部200によって覆われている。
保護層320は、封止部200上にあって、接着層310を介して基板100の第1面102に固定されている。保護層320は、物理的衝撃から発光部152を保護するために設けられている。保護層320は、例えば、Al箔である。
本図に示すように、第2電極130は端部130a及び端部130bを有し、絶縁層140は端部140a及び端部140bを有している。端部130a及び端部140aは、互いに同じ方向を向いている。端部130b及び端部140bは、互いに同じ方向を向いており、それぞれ、端部130a及び端部140aの反対側にある。
基板100の第1面102は、複数の領域102a、複数の領域102b複数の領域102cを有している。複数の領域102aのそれぞれは、第2電極130の端部130aと重なる位置から端部130bと重なるまで広がっている。複数の領域102bのそれぞれは、第2電極130の端部130aと重なる位置から絶縁層140の端部140aと重なる位置まで(又は第2電極130の端部130bと重なる位置から絶縁層140の端部140bと重なる位置まで)広がっている。複数の領域102cのそれぞれは、互いに隣接する2つの絶縁層140のうちの一方の絶縁層140の端部140aと重なる位置から他方の絶縁層140の端部140bと重なる位置まで広がっている。
領域102aは、第2電極130と重なっており、このため、発光装置10は、領域102a、領域102b及び領域102cと重なる領域の中で、領域102aと重なる領域で最も低い光線透過率を有している。領域102cは、第2電極130及び絶縁層140のいずれとも重なっておらず、このため、発光装置10は、領域102a、領域102b及び領域102cと重なる領域の中で、領域102cと重なる領域で最も高い光線透過率を有している。領域102bは、第2電極130と重ならず絶縁層140と重なっており、このため、発光装置10は、領域102bと重なる領域においては、領域102aと重なる領域における光線透過率よりも高く、かつ領域102cと重なる領域における光線透過率よりも低い光線透過率を有している。
本図に示す例では、発光装置10の全体としての光線透過率が高いものとなっている。詳細には、本図に示す例では、光線透過率の高い領域の幅、すなわち、領域102cの幅d3が広くなっており、具体的には、領域102cの幅d3は、領域102bの幅d2よりも広くなっている(d3>d2)。このようにして、発光装置10の全体としての光線透過率は、高いものとなっている。
本図に示す例では、発光装置10が特定の波長の光を多く吸収することが防止されている。詳細には、本図に示す例では、光が絶縁層140を透過する領域の幅、すなわち、領域102bの幅d2が狭くなっており、具体的には、領域102bの幅d2は、領域102cの幅d3よりも狭くなっている(d2<d3)。絶縁層140は、特定の波長の光を吸収することがある。このような場合においても、本図に示す例では、絶縁層140を透過する光の量が少ない。このようにして、発光装置10が特定の波長の光を多く吸収することが防止されている。
なお、領域102cの幅d3は、領域102aの幅d1よりも広くてもよいし(d3>d1)、領域102aの幅d1よりも狭くてもよいし(d3<d1)、又は領域102aの幅d1と等しくてもよい(d3=d1)。
一例において、領域102aの幅d1に対する領域102bの幅d2の比d2/d1は、0以上0.2以下であり(0≦d2/d1≦0.2)、領域102aの幅d1に対する領域102cの幅d3の比d3/d1は、0.3以上2以下である(0.3≦d3/d1≦2)。より具体的には、一例において、領域102aの幅d1は、50μm以上500μm以下であり、領域102bの幅d2は、0μm以上100μm以下であり、領域102cの幅d3は、15μm以上1000μm以下である。
本図に示す例において、発光装置10は、半透過OLEDとして機能している。具体的には、第2電極130と重ならない領域は、透光部154として機能している。このようにして、発光装置10では、複数の発光部152及び複数の透光部154が交互に並んでいる。複数の発光部152から光が発せられていない場合、人間の視覚では、第1面102側の物体が第2面104側から透けて見え、第2面104側の物体が第1面102側から透けて見える。さらに、複数の発光部152からの光は、第2面104側から主に出力され、第1面102側からはほとんど出力されない。複数の発光部152から光が発せられている場合、人間の視覚では、第2面104側の物体が第1面102側から透けて見える。
一例において、発光装置10は、自動車のハイマウントストップランプとして用いることができる。この場合、発光装置10は、自動車のリアウインドウに貼り付けることができる。さらに、この場合、発光装置10は、例えば、赤色の光を発する。
次に、図5を用いて、封止部200の詳細について説明する。封止部200は、被覆層210(第2被覆層)、中間層220、バッファ層230(第1バッファ層)及び被覆層240(第1被覆層)を有している。被覆層210は、基板100の第1面102、絶縁層140及び第2電極130を覆っている。中間層220は、被覆層210の上面を覆っている。中間層220は、被覆層210の上面全体を覆っておらず、中間層220の端部は、被覆層210の端部よりも内側(すなわち、発光部152側)に位置している。バッファ層230は、中間層220の上面及び端面を覆っており、中間層220よりも外側に広がっている。被覆層240は、バッファ層230の上面を覆っている。
被覆層210は、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が発光部152、特に有機層120に侵入することを防ぐために設けられている。被覆層210は、ALDによって形成された層であり、絶縁性の無機材料を含んでいる。
被覆層210の厚さは、一例において、10nm以上300nm以下である。発光部152を高い信頼性で封止する観点からすると、被覆層210の厚さは、ある程度厚いことが好ましく、上記したように10nm以上、好ましくは40nm以上である。これに対して、被覆層210の応力を小さくし、かつ被覆層210の堆積に要する時間を短くする観点からすると、被覆層210の厚さは、ある程度薄いことが好ましく、上記したように300nm以下、好ましくは100nm以下である。
中間層220は、被覆層210によって覆われた異物を固定するために設けられている。一例において、中間層220は、樹脂層であり、具体的には、例えば、熱硬化型又は光硬化型エポキシ樹脂を含み、又はアクリル樹脂を含んでいる。詳細には、被覆層210をALDによって形成する前に、基板100の第1面102上に異物が位置している場合、この異物は、被覆層210の形成後、被覆層210によって覆われる。被覆層210は、この異物の移動によって割れることがある。本図に示す例では、このような異物を固定するために中間層220が設けられている。
中間層220の厚さは、一例において、1μm以上300μm以下である。上記した異物を固定する観点からすると、中間層220は、異物を埋め込むように形成されることが好ましく、言い換えると、中間層220の厚さは、ある程度厚いことが好ましく、上記したように1μm以上、好ましくは5μm以上である。これに対して、発光装置10の光線透過率を高くする観点からすると、中間層220の厚さは、ある程度薄いことが好ましく、上記したように300μm以下、好ましくは100μm以下である。
バッファ層230は、中間層220からの応力を緩和するために設けられている。上記したように、バッファ層230は、中間層220からの応力を緩和するように変形可能である。一例において、バッファ層230は、金属層(すなわち、高い延性を有する層)であり、具体的には、例えば、アルミニウムを含んでおり、より具体的には、例えば、アルミニウム層又はアルミニウム合金層(例えば、Al/Mn系合金層)である。特に、中間層220が樹脂層、すなわち、線膨張係数の大きい材料を含む層であるとき、バッファ層230は、高い延性を有することが好ましく、具体的には上記したように金属層であることが好ましい。コストの観点から、バッファ層230は、アルミニウム層であることが好ましい。この例において、バッファ層230は、中間層220からの応力を緩和するように変形可能である。
バッファ層230が金属層であるとき、バッファ層230の厚さは、一例において、10nm以上10μm以下である。中間層220からの応力を緩和させる観点からすると、バッファ層230の厚さは、ある程度厚いことが好ましく、上記したように10nm以上、好ましくは50nm以上である。これに対して、発光装置10の光線透過率を高くする観点からすると、バッファ層230の厚さは、ある程度薄いことが好ましく、上記したように10μm以下、好ましくは300nm以下である。
被覆層240は、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が発光部152、特に有機層120に侵入することを防ぐために設けられている。被覆層240は、ALDによって形成された層であり、絶縁性の無機材料を含んでいる。本図に示す例では、被覆層240は、中間層220に接しておらず、被覆層240と中間層220の間には、バッファ層230が位置している。このため、加熱によって中間層220が大きく膨張しても被覆層240が割れるおそれがほとんどない。
被覆層240の厚さは、一例において、10nm以上300nm以下である。発光部152を高い信頼性で封止する観点からすると、被覆層240の厚さは、ある程度厚いことが好ましく、上記したように10nm以上、好ましくは40nm以上である。これに対して、被覆層240の応力を小さくし、かつ被覆層240の堆積に要する時間を短くする観点からすると、被覆層240の厚さは、ある程度薄いことが好ましく、上記したように300nm以下、好ましくは100nm以下である。
上記したように、被覆層210及び被覆層240は、ALDによって形成された層である。第1例において、被覆層210及び被覆層240のそれぞれは、酸化物、具体的には、酸化アルミニウム(Al)、酸化ハフニウム(HfO)、ケイ酸ハフニウム(HfSiO)、酸化ランタン(La)、酸化シリコン(SiO)、チタン酸ストロンチウム(STO)、酸化タンタル(Ta)、酸化チタン(TiO)及び酸化亜鉛(ZnO)からなる群から選択された少なくとも一つを含む。第2例において、被覆層210及び被覆層240のそれぞれは、窒化物、具体的には、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ハフニウム(HfN)、窒化シリコン(SiN)、窒化タンタル(TaN)及び窒化チタン(TiN)からなる群から選択された少なくとも一つを含む。
被覆層210の材料及び被覆層240の材料は、互いに同一であってもよいし、又は互いに異なっていてもよい。一例において、被覆層210及び被覆層240は、いずれも、酸化アルミニウム(Al)を含んでいる。
本図に示す例では、被覆層210の下面(第1面)は、発光部152と重なる領域で発光部152(すなわち、第2電極130の上面)に接している。これに対して、被覆層210の上面(第2面)は、発光部152と重なる領域で中間層220に接している。
本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の上面から発光部152に侵入することが高い信頼性で防止されている。具体的には、被覆層210及び被覆層240は、いずれも、ALDによって形成された層であり、このため、高い密封性を確保している。発光部152は、ALDによって形成された2つの層(被覆層210及び被覆層240)によって覆われている。このため、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の上面から発光部152に浸入することが高い信頼性で防止されている。
本図に示す例では、中間層220の下面(第1面)は、発光部152の外側、より具体的には、絶縁層140の端部と封止部200の端部Eの間において、基板100の第1面102に接する領域を含んでいる。これに対して、中間層220の上面(第2面)は、発光部152の外側、より具体的には、封止部200の端部E及びその周辺において、バッファ層230に接する領域を含んでいる。このようにして、封止部200の端部Eは、被覆層210(ALDによって形成された層)、バッファ層230(金属層)及び被覆層240(ALDによって形成された層)の積層構造を含んでいる。
本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の端部Eから発光部152に浸入することを高い信頼性で防止することができる。具体的には、被覆層210及び被覆層240は、いずれも、ALDによって形成された層であり、このため、高い密封性を確保している。バッファ層230が金属層である場合、バッファ層230も、高い密封性を確保することができる。封止部200の端部Eは、被覆層210、バッファ層230及び被覆層240の積層構造を含んでいる。このようにして、本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の端部Eから発光部152に浸入することを高い信頼性で防止することができる。
本図に示す例においては、外部からの衝撃に対する封止部200の端部Eの耐性を強くすることができる。具体的には、封止部200の端部Eからは、被覆層210及び被覆層240だけでなく、バッファ層230も露出している。被覆層210及び被覆層240は、いずれも、ALDによって形成された層であり、このため、外部からの衝撃に対する被覆層210及び被覆層240の耐性は弱いことがある。これに対して、外部からの衝撃に対するバッファ層230の耐性は、バッファ層230の延性の高さに起因して、強くなっている。言い換えると、封止部200の端部Eからは、外部からの衝撃に対して強い耐性を有する層(すなわち、バッファ層230)が露出している。このようにして、本図に示す例においては、外部からの衝撃に対する封止部200の端部Eの耐性を強くすることができる。
次に、図1〜図5に示した発光装置10の製造方法について説明する。
まず、基板100の第1面102上に第1電極110、第1接続部112、第1端子114及び第2接続部132及び第2端子134を形成する。一例において、第1電極110、第1接続部112、第1端子114、第2接続部132及び第2端子134は、スパッタリングにより形成された導電層をパターニングすることにより形成される。
次いで、絶縁層140を形成する。一例において、絶縁層140は、基板100の第1面102上に塗布された感光性樹脂をパターニングすることにより形成される。次いで、有機層120を形成する。一例において、有機層120は、蒸着により形成される。他の例において、有機層120は、塗布により形成されてもよい。この場合、絶縁層140の開口142内に有機層120の材料を塗布する。次いで、第2電極130を形成する。一例において、第2電極130は、マスクを用いた真空蒸着により形成される。
次いで、ALDによって被覆層210を形成する。この場合において、被覆層210を形成する前に基板100の第1面102上に異物が位置しているとき、この異物は、被覆層210によって覆われる。
次いで、中間層220を形成する。中間層220が樹脂層である場合、一例において、中間層220は、CVD(Chemical Vapor Deposition)によって形成される。上記したように、被覆層210によって異物が覆われていることがある。被覆層210は、この異物の移動によって割れることがある。中間層220は、この異物を固定するために設けられている。
次いで、バッファ層230を形成する。バッファ層230が金属層である場合、一例において、バッファ層230は、CVDによって形成される。バッファ層230が金属層である場合、他の例において、バッファ層230は、スパッタリングによって形成されてもよい。
次いで、ALDによって被覆層240を形成する。被覆層240が形成される前、中間層220は、バッファ層230によって覆われている。このため、被覆層240は、中間層220に接することはなく、バッファ層230に接する。この場合、加熱によって中間層220が大きく膨張しても、バッファ層230は、中間層220からの応力を緩和するように変形可能である。このようにして、バッファ層230は、被覆層240が割れることを防ぐように機能している。
特に発光装置10の製造プロセスにおいては、中間層220の形成後、中間層220がある程度高い温度に加熱されることがある。この場合、中間層220は、ある程度大きく膨張する。本実施形態においては、中間層220がこのように大きく膨張しても、中間層220と被覆層240の間にバッファ層230が位置している。このため、被覆層240が割れることが防止されている。
次いで、接着層310を形成する。次いで、接着層310を介して保護層320を固定する。
このようにして、図1〜図5に示した発光装置10が製造される。
図6は、図5の第1の変形例を示す図である。本図に示す例において、バッファ層230の端部は、被覆層210の端部及び被覆層240の端部のいずれよりも内側(すなわち、発光部152側)に位置している。言い換えると、被覆層210及び被覆層240は、バッファ層230よりも外側に広がっている。このようにして、被覆層240は、バッファ層230の上面及び端面を覆っており、言い換えると、バッファ層230の端部は、封止部200の端部Eから露出していない。このようにして、封止部200の端部Eは、被覆層210及び被覆層240の積層構造を含んでいる。
本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の端部Eから発光部152に浸入することが高い信頼性で防止されている。具体的には、被覆層210及び被覆層240は、いずれも、ALDによって形成された層であり、このため、高い密封性を確保している。封止部200の端部Eは、被覆層210及び被覆層240の積層構造を含んでいる。このようにして、本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の端部Eから発光部152に浸入することが高い信頼性で防止されている。
図7は、図5の第2の変形例を示す図である。本図に示す例において、封止部200は、被覆層210(第2被覆層)、バッファ層250(第2バッファ層)、中間層220、バッファ層230(第1バッファ層)及び被覆層240(第1被覆層)を有している。中間層220は、被覆層210の材料と異なる線膨張係数を有する材料を含んでいる。バッファ層250は、被覆層210と接する面、すなわち第1面を有している。バッファ層250は、中間層220と接する面、すなわち第2面を有している。本図に示す例において、バッファ層250の第1面は、バッファ層250の下面である。これに対して、バッファ層250の第2面は、バッファ層250の第1面の反対側にあり、バッファ層250の上面である。
バッファ層250の材料と被覆層210の無機材料の線膨張係数の差は、中間層220の材料と被覆層210の無機材料の線膨張係数の差より小さくなっている。つまり、図7に示す例における、被覆層210の材料と被覆層210に接する領域(つまり、バッファ層250)の材料との線膨張係数の差は、中間層220と被覆層210が直接接している場合における、被覆層210の材料と被覆層210に接する領域(つまり、中間層220)の材料との線膨張係数の差より小さくすることができる。したがって、図7に示す例においては、被覆層210の材料と被覆層210に接する領域(つまり、バッファ層250)の材料との線膨張係数の差に起因した被覆層210の割れを抑えることができる。
特に、バッファ層250は、高い延性を有する材料を含んでいることが好ましく、一例において、被覆層210の材料及び中間層220の材料の少なくとも一方よりも高い延性を有する材料を含んでおり、より好ましくは、被覆層210の材料及び中間層220の材料の双方よりも高い延性を有する材料を含んでいる。これにより、バッファ層250は、被覆層210が割れることを防ぐように機能している。詳細には、上記したように、中間層220の材料の線膨張係数と被覆層210の材料の線膨張係数は、互いに異なっている。このため、仮に中間層220と被覆層210が互いに接していると、中間層220及び被覆層210が加熱されたとき、被覆層210にある程度大きな応力が生じる。このような応力によって、被覆層210は割れるおそれがある。これに対して、本図に示す例では、中間層220と被覆層210の間にバッファ層250が位置しており、バッファ層250の材料は、ある程度大きな延性を有している。このため、中間層220及び被覆層210が加熱されても、バッファ層250は、中間層220からの応力を緩和するように変形可能である。このようにして、バッファ層250は、被覆層210が割れることを防ぐように機能している。
一例において、バッファ層250は、高い延性を有する金属層であり、具体的には、例えば、アルミニウムを含んでおり、より具体的には、例えば、アルミニウム層又はアルミニウム合金層(例えば、Al/Mn系合金層)である。特に、中間層220が樹脂層、すなわち、線膨張係数の大きい材料を含む層であるとき、バッファ層250は、高い延性を有することが好ましく、具体的には金属層であることが好ましい。コストの観点から、バッファ層250は、アルミニウム層であることが好ましい。
バッファ層250が金属層であるとき、バッファ層250の厚さは、一例において、10nm以上10μm以下である。中間層220からの応力を緩和させる観点からすると、バッファ層250の厚さは、ある程度厚いことが好ましく、上記したように10nm以上、好ましくは50nm以上である。これに対して、発光装置10の光線透過率を高くする観点からすると、バッファ層250の厚さは、ある程度薄いことが好ましく、上記したように10μm以下、好ましくは300nm以下である。
本図に示す例において、中間層220の端部は、バッファ層250の端部及びバッファ層230の端部のいずれよりも内側(すなわち、発光部152側)に位置している。言い換えると、バッファ層250及びバッファ層230は、中間層220よりも外側に広がっており、言い換えると、中間層220の端部は、封止部200の端部Eから露出していない。このようにして、封止部200の端部Eは、被覆層210、バッファ層250、バッファ層230及び被覆層240の積層構造を含んでいる。
本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の端部Eから発光部152に浸入することを高い信頼性で防止することができる。具体的には、被覆層210及び被覆層240は、いずれも、ALDによって形成された層であり、このため、高い密封性を確保している。バッファ層250及びバッファ層230がいずれも金属層である場合、バッファ層250及びバッファ層230も、高い密封性を確保することができる。封止部200の端部Eは、被覆層210、バッファ層250、バッファ層230及び被覆層240の積層構造を含んでいる。このようにして、本図に示す例においては、発光部152を劣化させる物質(例えば、水又は酸素)が封止部200の端部Eから発光部152に浸入することを高い信頼性で防止することができる。
図8は、図5の第3の変形例を示す図である。本図に示す例において、バッファ層230は、透光性を有する無機材料を含んでいる。この無機材料は、一例において、Siを含む化合物であり、より具体的には、シリコン酸化物(SiO)、シリコン窒化物(SiN)又はシリコン酸窒化物(SiON)である。
本図に示す例においても、図5に示した例と同様にして、バッファ層230の材料と被覆層240の無機材料の線膨張係数の差は、中間層220の材料と被覆層240の無機材料の線膨張係数の差より小さくなっている。したがって、被覆層240の材料と被覆層240に接する領域(つまり、バッファ層230)の材料との線膨張係数の差に起因した被覆層240の割れを抑えることができる。
さらに、本図に示す例では、高光線透過率及び高ガスバリア性の双方を実現することができる。具体的には、上述したように、バッファ層230は、透光性を有している。したがって、バッファ層230の一部が透光部154内に位置していても、透光部154の光線透過率を高くすることができる。さらに、上述したように、バッファ層230は、無機材料を含んでいる。一般に、無機材料のガスバリア性は高い。したがって、高ガスバリア性を実現することができる。
なお、図6に示す構造においても、バッファ層230は、図8に示したバッファ層230と同様にして、透光性を有する無機材料を含んでいてもよい。
さらに、図7に示す構造においても、バッファ層230及びバッファ層250の一方又は双方が、図8に示したバッファ層230と同様にして、透光性を有する無機材料を含んでいてもよい。
以上、本実施形態によれば、バッファ層230の材料と被覆層240の無機材料の線膨張係数の差は、中間層220の材料と被覆層240の無機材料の線膨張係数の差より小さくなっている。したがって、被覆層240の材料と被覆層240に接する領域の材料との線膨張係数の差に起因した被覆層240の割れを抑えることができる。
なお、バッファ層230の材料及びバッファ層250の材料は、例えば以下のものにすることができる。以下の線膨張係数の単位は、×10−6/℃である。
(1)金属系材料
材料 線膨張係数
金 14.2
アルミニウム 23
鉄 11.7
銅 16.6
銀 19.7
亜鉛 39.7
すず 23
ニッケル 13.3
マグネシウム 26
マンガン 22
(2)合金系材料
材料 線膨張係数
黄銅 18〜23
ステンレス鋼 17〜18
鋳鉄 10〜12
(3)セラミック系材料
材料 線膨張係数
Al 8〜9
ZrO 8.7〜11
(4)その他
材料 線膨張係数
ガラス 9
コンクリート 7〜13
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、2016年9月30日に出願された日本出願特願2016−192992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 (16)

  1. 基板の第1面側に位置し、第1電極、発光層を含む有機層及び第2電極の積層構造からなる発光部と、
    前記発光部を覆う封止部と、
    を備え、
    前記封止部は、
    絶縁性の無機材料を含む第1被覆層と、
    前記無機材料と線膨張係数の異なる材料を含む中間層と、
    第1バッファ層と、
    を有し、
    前記第1バッファ層の材料と前記無機材料の線膨張係数の差は、前記中間層の材料と前記無機材料の線膨張係数の差より小さい発光装置。
  2. 請求項1に記載の発光装置において、
    前記中間層の材料の線膨張係数は、前記無機材料の線膨張係数よりも高く、
    前記中間層は、前記基板と前記第1被覆層の間に位置している発光装置。
  3. 請求項2に記載の発光装置において、
    前記中間層は、樹脂層である発光装置。
  4. 請求項3に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層は、前記無機材料及び前記中間層の材料の少なくとも一方よりも高い延性を有する材料を含む発光装置。
  5. 請求項4に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層は、前記無機材料及び前記中間層の材料の双方よりも高い延性を有する材料を含む発光装置。
  6. 請求項3〜5のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層は、金属層である発光装置。
  7. 請求項6に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層の厚さは、10nm以上10μm以下である発光装置。
  8. 請求項3に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層は、透光性を有する無機材料を含む発光装置。
  9. 請求項3又は8に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層は、Siを含む化合物である発光装置。
  10. 請求項3〜9のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記封止部は、絶縁性の無機材料を含む第2被覆層を有し、
    前記第2被覆層は、第1面と、前記第1面の反対側の第2面を有し、
    前記第2被覆層の前記第1面は、前記発光部の外側において前記基板の前記第1面に接する領域を含み、
    前記第2被覆層の前記第2面は、前記発光部の外側において前記第1バッファ層に接する領域を含む発光装置。
  11. 請求項10に記載の発光装置において、
    前記第2被覆層の前記第1面は、前記発光部と重なる領域で前記第2電極に接し、
    前記第2被覆層の前記第2面は、前記発光部と重なる領域で前記中間層に接する発光装置。
  12. 請求項10又は11に記載の発光装置において、
    前記封止部の端部は、前記第1被覆層、前記第1バッファ層及び前記第2被覆層の積層構造を含む発光装置。
  13. 請求項10又は11に記載の発光装置において、
    前記第1バッファ層の端部は、前記第1被覆層の端部及び前記第2被覆層の端部のいずれよりも前記発光部側に位置する発光装置。
  14. 請求項10〜13のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記封止部は、第2バッファ層を有し、
    前記中間層は、前記第2被覆層の材料と異なる線膨張係数を有する材料を含み、
    前記バッファ層の材料と前記第2被覆層の材料の線膨張係数の差は、前記中間層の材料と前記第2被覆層の材料の線膨張係数の差より小さい発光装置。
  15. 請求項10〜14のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記第1被覆層及び前記第2被覆層のそれぞれは、酸化アルミニウムを含む発光装置。
  16. 請求項1〜15のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記中間層の厚さは、1μm以上300μm以下である発光装置。
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