JPWO2018163937A1 - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
発光部(１４０）は基板(１００）の第１面(１００ａ)側に位置している。有機層は、少なくとも一部が発光部(１４０）と基板(１００）の端部(１００ｃ）の間に位置している。図１に示す例において、この有機層は有機絶縁膜(１５０）である。以下、有機層を有機絶縁膜(１５０）として説明を行う。ただし、この有機層は後述する有機層(１２０）であってもよい。第１被覆層(２００）は発光部(１４０）及び有機絶縁膜(１５０）を被覆している。中間層(３００）は第１被覆層(２００）の基板(１００）とは逆側の面に接しており、少なくとも一部が有機絶縁膜(１５０）よりも端部(１００ｃ）側に位置している。また、中間層(３００）は乾燥剤を含んでいる。第２被覆層(４００）は、中間層(３００）の基板(１００）とは反対側の面に接している。
Description
本発明は、発光装置に関する。
照明やディスプレイなどの発光装置の一つに、有機ＥＬを用いたものがある。有機ＥＬは発光層に有機材料を用いているため、耐久性を持たせるためには、発光部を封止する必要がある。
特許文献１には、有機層を、封止層、吸湿層、及び保護層の積層構造で覆うことが記載されている。封止層は熱可塑性樹脂を含んでいる。保護層は、金属箔又はプラスチックフィルムと無機化合物層の積層体である。
特許文献２には、有機層を、ＡＬＤ法で形成された封止層で覆うことが記載されている。封止層としては、例えばＡＬＯｘが開示されている。
本発明者は、有機層を十分に封止するために、発光部の上に第１被覆層を形成し、第１被覆層の上に乾燥材を含む中間層を設け、さらに、第１被覆層及び中間層を第２被覆層で覆うことを検討した。しかし、この構造を取ったとしても、中間層の位置によっては、発光装置の外部の水分等が発光部に到達する可能性があることが判明した。
本発明が解決しようとする課題としては、光部の上に第１被覆層を形成し、さらに第１被覆層の上に、乾燥材を含む中間層を設け、さらに第１被覆層及び中間層を第２被覆層で覆った場合において、発光装置の外部の水分等が発光部に到達しにくく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面側に位置する発光部と、
少なくとも一部が前記発光部と前記基板の端部の間に位置する有機層と、
前記発光部及び前記有機層を被覆する第１被覆層と、
前記第１被覆層の前記基板と反対側の面に接し、かつ、少なくとも一部が前記有機層より前記端部側に位置し、乾燥材を含む中間層と、
前記中間層の前記基板と反対側の面に接している第２被覆層と、
を備える発光装置である。
少なくとも一部が前記発光部と前記基板の端部の間に位置する有機層と、
前記発光部及び前記有機層を被覆する第１被覆層と、
前記第１被覆層の前記基板と反対側の面に接し、かつ、少なくとも一部が前記有機層より前記端部側に位置し、乾燥材を含む中間層と、
前記中間層の前記基板と反対側の面に接している第２被覆層と、
を備える発光装置である。
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。
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の構成を示す断面図である。実施形態に係る発光装置１０は点灯装置、照明装置、又はディスプレイであり、発光部１４０、有機層、第１被覆層２００、中間層３００、及び第２被覆層４００を備えている。発光部１４０は基板１００の第１面１００ａ側に位置している。有機層は、少なくとも一部が発光部１４０と基板１００の端部１００ｃの間に位置している。図１に示す例において、この有機層は有機絶縁膜１５０である。以下、有機層を有機絶縁膜１５０として説明を行う。ただし、この有機層は後述する有機層１２０であってもよい。第１被覆層２００は発光部１４０及び有機絶縁膜１５０を被覆している。中間層３００は第１被覆層２００の基板１００とは逆側の面に接しており、少なくとも一部が有機絶縁膜１５０よりも端部１００ｃ側に位置している。また、中間層３００は乾燥剤を含んでいる。第２被覆層４００は、中間層３００の基板１００とは反対側の面に接している。以下、発光装置１０について詳細に説明する。
発光装置１０は、上記したように発光部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り、基板１００の第２面１００ｂ側から光を放射する。ただし、発光部１４０はトップエミッション型や両面発光型であってもよい。また、発光装置１０は複数の発光部１４０を有していてもよい。この場合、発光装置１０は、複数の発光部１４０の間に可視光を透過する領域（透光部）を有していてもよい。
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。基板は、例えば矩形などの多角形である。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、ＳｉＮｘ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。
なお、発光部１４０がトップエミッション型である場合、基板１００は透光性を有していなくてもよい。
発光部１４０は、上記したように基板１００の第１面１００ａ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。以下、発光部１４０がボトムエミッション型である場合について、説明する。
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（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物である。透明電極の材料の屈折率は、例えば１．５以上２．２以下である。透明電極の厚さは、例えば１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。透明電極は、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、透明電極は、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、薄い金属電極であってもよい。
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、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層を有している。ただし、正孔注入層及び正孔輸送層の一方は形成されていなくてもよい。また、電子輸送層及び電子注入層の一方は形成されていなくてもよい。有機層１２０は、さらに他の層を有していてもよい。有機層１２０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。有機層１２０は、後述する有機絶縁膜１５０の上、及び第１電極１１０のうち発光部１４０となるべき領域のそれぞれに連続して形成されている。
第２電極１３０は、例えば金属層を有しており、透光性を有していない。第２電極１３０が有する金属層は、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からなる層、又はこの第１群から選択される金属の合金からなる層である。
また、第１電極１１０の上には有機絶縁膜１５０が形成されている。有機絶縁膜１５０は、第１電極１１０のうち発光部１４０となるべき領域に開口を有している。言い換えると、有機絶縁膜１５０は発光部１４０を画定している。有機絶縁膜１５０は、例えばポリイミドなどに感光性の物質を含ませた材料を用いて形成されている。有機絶縁膜１５０は、第１電極１１０が形成された後、かつ有機層１２０が形成される前に形成されている。
発光装置１０は、さらに第１端子１１２及び第１配線１１４を有している。第１端子１１２は、第１電極１１０を発光装置１０外部の駆動回路に接続するための端子であり、フレキシブルプリント配線板などの外部の配線が接続される。第１配線１１４は第１端子１１２を第１電極１１０に接続している。第１端子１１２及び第１配線１１４は、いずれも第１面１００ａに形成されている。第１端子１１２及び第１配線１１４の少なくとも一部は、第１電極１１０と一体になっていてもよい。この場合、第１端子１１２及び第１配線１１４の少なくとも一部は、第１電極１１０と同じ透明導電膜であり、第１電極１１０と同一の工程で同時に形成される。
発光装置１０は、上記したように、第１被覆層２００、中間層３００、及び第２被覆層４００を有している。第１被覆層２００は発光部１４０を封止するために設けられており、発光部１４０と重なっている。本図に示す例において、第１被覆層２００は、発光部１４０の第２電極１３０に接しているとともに、有機絶縁膜１５０及び第１配線１１４にも接している。
第１被覆層２００は、無機材料からなる層（以下、無機層と記載）を少なくとも一つ（好ましくは複数）有している。この無機材料は、例えば酸化アルミニウムは酸化チタンなどの金属酸化物である。例えば第１被覆層２００は、酸化アルミニウムからなる第１層と酸化チタンからなる第２層とを繰り返し積層した積層膜を有している。この場合、積層膜の厚さは、例えば１ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。また、第１層及び第２層は、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用いて形成されている。この場合、第１層の厚さ、及び第２層の厚さは、例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。なお、上記した無機層は、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、無機層は、例えばＳｉＯ２層又はＳｉＮ層である。また無機層の膜厚は、例えば１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
中間層３００は第１被覆層２００を覆っており、第２被覆層４００は中間層３００を覆っている。図１に示す例において、中間層３００及び第２被覆層４００は一枚のフィルムを構成している。
具体的には、中間層３００は、接着層３１０及び吸湿層３２０を有している。吸湿層３２０は、吸湿剤を含んでおり、接着層３１０のうち縁の全周を除いた部分に設けられている。第２被覆層４００は例えばアルミ箔などの金属層である。第２被覆層４００の端部は、全周に渡って接着層３１０の端部に接している。言い換えると、吸湿層３２０は、接着層３１０と第２被覆層４００に挟まれている。
そして、基板１００に垂直な方向から見た場合において、有機絶縁膜１５０の外側の端部１５２（すなわち基板１００の端部１００ｃ側の端部）は、吸湿層３２０に覆われている。言い換えると、吸湿層３２０の外側の端部３２２は有機絶縁膜１５０の端部１５２よりも端部１００ｃに近い。端部３２２から端部１５２までの距離ｗは、例えば５００μｍ以上５０００μｍ以下であるが、この範囲に限定されない。また、第１被覆層２００の端部２０２は、吸湿層３２０の吸湿層３２０よりも基板１００の端部１００ｃに近い。言い換えると、吸湿層３２０の端部３２２は、第２被覆層４００の外側の端部４０２及び接着層３１０の外側の端部３１２よりも内側（すなわち発光部１４０側）に位置している。
また、中間層３００及び第２被覆層４００は、接着層３１０を基板１００側の構造物（例えば第１被覆層２００）に接着させることにより、基板１００側に固定されている。この固定の際、接着層３１０の縁（すなわち発光部１４０や吸湿層３２０と重ならない部分）は他の部分と比較して強く基板１００に向けて押し付けられている。このため、接着層３１０は、吸湿層３２０と重ならない領域に、膜厚が他の領域（例えば吸湿層３２０と重なる領域）より薄い部分を有している。
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に第１電極１１０を、例えばスパッタリング法およびフォトリソグラフィー法を用いて形成する。この際、第１端子１１２及び第１配線１１４の少なくとも一部も形成される。次いで、感光材を含む有機絶縁膜１５０をフォトリソグラフィー法を用いて形成する。次いで、有機層１２０を形成する。次いで、第２電極１３０を、例えばマスクを用いた蒸着法を用いて形成する。これにより、基板１００に発光部１４０が形成される。次いで、基板１００に第１被覆層２００を形成する。そして、中間層３００及び第２被覆層４００を積層したフィルムを準備する。次いで、中間層３００の接着層３１０を用いて、このフィルムを基板１００に取り付ける。このようにして、発光装置１０が形成される。
図２は、比較例に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本図に示す発光装置１０は、有機絶縁膜１５０の端部１５２が吸湿層３２０の端部３２２よりも基板１００の端部１００ｃの近くに位置している点を除いて、図１に示した発光装置１０と同様の構成である。
第１被覆層２００はＡＬＤ法などの成膜プロセスによって形成されているため、欠陥２０４（例えばピンホールなど水分が透過してしまう部分）を有している場合がある。一方、有機絶縁膜１５０及び接着層３１０は、少しではあるが水分を透過する。このため、第１被覆層２００のうち有機絶縁膜１５０及び接着層３１０と重なっているが吸湿層３２０とは重なっていない部分に欠陥２０４が生じていると、接着層３１０の端部３１２から侵入した水分等が、欠陥２０４を介して有機絶縁膜１５０に侵入し、さらに有機絶縁膜１５０を経由して有機層１２０に到達してしまう恐れがある。
これに対して実施形態に係る発光装置１０は、中間層３００は有機絶縁膜１５０よりも基板１００の端部１００ｃ側に位置している。このため、第１被覆層２００のうち有機絶縁膜１５０及び接着層３１０と重なっているが吸湿層３２０とは重なっていない部分は無い。従って、上記したルートで有機層１２０に水分が到達することを抑制できる。
また、第１被覆層２００に、図２に示した欠陥２０４が形成されたとしても、欠陥２０４の位置が、第１被覆層２００のうち有機絶縁膜１５０の端部１５２と第２電極１３０の端部の間以外であれば、有機層１２０に水分が到達する可能性は低い。従って、発光部１４０は十分に封止される。
（変形例１）
図３は、変形例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、導電層１６０を有している点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
図３は、変形例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、導電層１６０を有している点を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
導電層１６０は、基板１００と第１被覆層２００の間、具体的には第１電極１１０、第１端子１１２、及び第１配線１１４の上に位置している。導電層１６０は、第１電極１１０の補助電極として機能し、例えば、Ｍｏ又はＭｏ合金などの第１金属層、Ａｌ又はＡｌ合金などの第２金属層、及びＭｏ又はＭｏ合金などの第３金属層をこの順に積層させた構成を有している。これら３つの金属層のうち第２金属層が最も厚い。導電層１６０は、第１端子１１２の上から第１配線１１４の上を経由して第１電極１１０の上まで延在している。言い換えると、導電層１６０の一方の端部は第１被覆層２００の外側に位置している。
本変形例によっても、図２を用いて説明したルートで有機層１２０に水分が到達することを抑制できる。
（変形例２）
図４は、変形例２に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、中間層３００及び第２被覆層４００の構成を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
図４は、変形例２に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、中間層３００及び第２被覆層４００の構成を除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。
本変形例において、中間層３００は接着剤の中に吸湿剤を混ぜた構成を有している。そして第２被覆層４００は、ガラス板、又は無機バリア膜を有する樹脂板などである。そして、中間層３００の端部３０２は有機絶縁膜１５０の端部１５２よりも基板１００の端部１００ｃの近くに位置している。
本変形例によっても、図２を用いて説明したルートで有機層１２０に水分が到達することを抑制できる。
（変形例３）
図５は、変形例３に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、第１端子１１２及び第１配線１１４とは異なる場所に、第２端子１３２及び第２配線１３４を有している点を除いて、実施形態又は変形例１，２のいずれかに係る発光装置１０と同様の構成を有している。
図５は、変形例３に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本変形例に係る発光装置１０は、第１端子１１２及び第１配線１１４とは異なる場所に、第２端子１３２及び第２配線１３４を有している点を除いて、実施形態又は変形例１，２のいずれかに係る発光装置１０と同様の構成を有している。
第２端子１３２は、第２電極１３０を発光装置１０外部の駆動回路に接続するための端子であり、フレキシブルプリント配線板などの外部の配線が接続される。第２配線１３４（導電層）は第２端子１３２を第２電極１３０に接続している。第２端子１３２及び第２配線１３４は、いずれも、厚さ方向において第１面１００ａと第１被覆層２００の間（例えば第１面１００ａの上）に形成されている。第２端子１３２及び第２配線１３４の少なくとも一部は、第１電極１１０と同じ透明導電膜又は図３に示した導電層１６０と同じ導電層である。
そして、第２配線１３４の一方の端部（例えば第２端子１３２）は第１被覆層２００の外に位置しており、第２配線１３４の他方の端部は、有機絶縁膜１５０の端部１５２と吸湿層３２０の端部３２２との間において第２電極１３０に接続している。そして、第２配線１３４のうち両端以外の部分の少なくとも一部は、中間層３００と重なっている。ただし、第２電極１３０は、必ずしも第２配線１３４の他方の端部に直接接しなくてもよい。例えば、第２電極１３０は、金属層などの導電層を介して第２配線１３４の他方の端部に接続されてもよい。また、第２配線１３４の他方の端部が有機絶縁膜１５０と重なっている場合、当該端部は、第２配線１３４の上面で第２電極１３０と直接接続されていてもよい。
本変形例によっても、図２を用いて説明したルートで有機層１２０に水分が到達することを抑制できる。
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、２０１７年３月９日に出願された日本出願特願２０１７−０４５０９４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 (7)
- 基板の第１面側に位置する発光部と、
少なくとも一部が前記発光部と前記基板の端部の間に位置する有機層と、
前記発光部及び前記有機層を被覆する第１被覆層と、
前記第１被覆層の前記基板と反対側の面に接し、かつ、少なくとも一部が前記有機層より前記端部側に位置し、乾燥材を含む中間層と、
前記中間層の前記基板と反対側の面に接している第２被覆層と、
を備える発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置において、
前記第１被覆層の端部は、前記中間層の乾燥材より前記基板の端部に近い発光装置。 - 請求項１に記載の発光装置において、
前記第１被覆層は無機膜を含む発光装置。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記発光部は、第１電極、有機ＥＬ層、及び第２電極を前記基板側からこの順に含む積層構造を有し、
前記有機層は、発光部を画定する有機絶縁膜である発光装置。 - 請求項４に記載の発光装置において、
前記基板と前記第１被覆層との間に位置していて前記第１電極に接続する導電層を有し、
前記導電層の少なくとも一方の端部は、前記第１被覆層より外側に位置している発光装置。 - 請求項４に記載の発光装置において、
前記基板と前記第１被覆層との間に位置する導電層を有し、
前記導電層の一方の端部は、前記第１被覆層の外に位置し、
前記導電層の他方の端部は前記第２電極に接続しており、
前記導電層の２つの端部の間の部分の少なくとも一部は、前記中間層と重なっている発光装置。 - 請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２被覆層は、金属層であり、
前記中間層は、接着材を含む接着層及び前記乾燥材を含む吸湿層を含む積層構造を有しており、
前記吸湿層の端部は、前記第２被覆層の端部及び前記接着層の端部より内側に位置し、
前記接着層は、前記吸湿層と重ならない領域に、膜厚が前記接着層のうち前記吸湿層と重なる領域より薄い部分を有する発光装置。
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