TWI776269B - 發光裝置及照相機 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種小型的發光裝置。此外，提供一種不容易產生影子的發光裝置。本案發明人構想出具有供應脈衝狀的恆流的開關電路以及被供應脈衝狀的恆流的發光面板的結構。

Description

發光裝置及照相機
本發明係關於一種物體、方法或製造方法。此外，本發明係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組成物(composition of matter)。尤其是，本發明係關於一種半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、上述裝置的驅動方法或它們的製造方法。本發明尤其係關於一種發光裝置。
對利用有機電致發光(EL：Electroluminescence)的發光元件(也記載為有機EL元件)的研究開發日益火熱。有機EL元件的基礎結構是包含發光有機化合物的層(也記載為EL層)夾在一對電極之間的結構。藉由對上述元件施加電壓，可以得到來自發光有機化合物的發光。
有機EL元件可以形成為膜狀，因而可以容易形成大面積元件並且作為可應用於照明等的面光源的利用價值高。
例如，專利文獻1公開了使用有機EL元件的照明設備。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2009-130132號公報
為了在昏暗的環境中也能夠拍照，照相機具備閃光燈。
此外，為了容易攜帶照相機，照相機被要求小型化或/及輕量化。
然而，當縮小閃光燈時，其發光部成為線狀或點狀，因此出現如下問題。
由於光是由光源發出並直線前進，所以光源越小一個物體所投射的影子越明顯。
由此，例如在昏暗的環境中開閃光燈拍攝臉部時，有時鼻子的影子投射在面頰上。
本發明的一個方式是鑒於上述技術背景而提供的。由此，本發明的目的之一是提供一種小型的發光裝置。本發明的另一目的是提供一種不容易產生影子的發光裝置。
注意，這些課題的記載不妨礙其他課題的存在。此外，本發明的一個方式並不需要解決所有上述課題。另外，從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載可明顯看出上述以外的課題，且可以從說明書、圖式、申請專 利範圍等的記載中抽出上述以外的課題。
在下面所說明的實施方式中包括本發明的一個方式，該本發明的一個方式是著眼於能夠在短時間內將發光部擴展為面狀的光源並以高亮度發射光的結構而創造的。
本發明的一個方式的發光裝置包括供應脈衝狀的恆流的開關電路以及被供應脈衝狀的恆流的發光面板。
本發明的一個方式是一種發光裝置，該發光裝置包括：被供應恆流及控制脈衝信號且能夠供應恆流脈衝的開關電路；能夠供應恆流的恆流電源；能夠供應控制脈衝信號且具備開始開關的驅動電路；以及被供應恆流脈衝的發光面板。
驅動電路根據開始開關的開閉工作輸出控制脈衝信號，以使開關電路供應半寬度為1毫秒以上且1000毫秒以下的恆流。
本發明的一個方式是上述發光裝置，其中發光面板包括基底基板以及在基底基板上擴展為面狀的發光元件，該發光元件包括比第二電極更靠近基底基板一側的第一電極、與第一電極重疊的第二電極、以及第一電極和第二電極之間的EL層。
本發明的一個方式是上述發光裝置，其中發光面板包括曲面、具有撓性的基底基板以及在基底基板上擴展為面狀的發光元件，該發光元件包括基底基板一側的 第一電極、與第一電極重疊的第二電極以及第一電極和第二電極之間的EL層。
本發明的一個方式是上述發光裝置，其中恆流電源包括供應直流電流的AC/DC轉換器以及被供應直流電流且能夠供應恆流的DC/DC轉換器。注意，在本說明書中，將交流電流轉換為直流電流的裝置被稱為AC/DC轉換器，而將直流電流的電壓轉換為不同的電壓的直流電流的裝置被稱為DC/DC轉換器。另外，可以使用電流感測器及DC/DC轉換器構成恆流電源。
本發明的一個方式是上述發光裝置，該發光裝置包括：供應第一電壓的電池；被供應第一電壓且供應比第一電壓高的第二電壓的第一DC/DC轉換器；被供應第二電壓的電容器；從電容器被供應電力且能夠供應恆流的第二DC/DC轉換器。
本發明的一個方式是具備以上所記載的任一發光裝置的照相機或數位相機。
根據本發明的一個方式可以提供一種小型發光裝置。或者，可以提供一種不容易產生影子的發光裝置。
100A:發光裝置
100B:發光裝置
110:開關電路
120:發光面板
130:驅動電路
132:開始開關
140A:恆流DC電源
140B:恆流DC電源
150:計數電路
201:第一電極
203:EL層
203a:EL層
203b:EL層
205:第二電極
207:中間層
301:電洞注入層
302:電洞傳輸層
303:發光層
304:電子傳輸層
305:電子注入層
401:基底基板
403:發光元件
405:密封基板
407:密封材料
409a:端子
409b:端子
411a:光提取結構
411b:光提取結構
413:平坦化層
415:空間
417:輔助佈線
419:絕緣層
421:第一電極
423:EL層
425:第二電極
1201:第一電極
1202:EL層
1203:第二電極
1205:分隔壁
1206:輔助佈線
1209:光提取結構
1210:端子
1220:基底基板
1224:絕緣膜
1227:密封材料
1228:密封基板
1229:基底基板
1250:發光元件
7300:數位相機
7301:外殼
7303:發光部
7304:鏡頭
7305:非發光部
7310:發光裝置
7350:行動電話機
7351:外殼
7352:顯示部
7353:發光部
7354:鏡頭
7355:非發光部
7360:發光裝置
在圖式中：
圖1A1、1A2、1A3、1B1、1B2以及1B3是說明根據 實施方式的發光裝置的結構的圖；
圖2A和2B是說明根據實施方式的發光面板的圖；
圖3是說明根據實施方式的發光面板的圖；
圖4A和4B是說明根據實施方式的發光面板的圖；
圖5A至5D是說明根據實施方式的發光元件的圖；
圖6A至6C是說明根據實施方式的電子裝置的圖；
圖7是示出實施例的發光面板的電壓-亮度特性的圖；
圖8是示出實施例的發光面板的發射光譜的圖。
參照圖式對實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，而所屬發明所屬之技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。注意，在下面說明的發明結構中，在不同的圖式中共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反復說明。
實施方式1
在本實施方式中，參照圖1A1至圖1A3說明本發明的一個方式的發光裝置的結構。
圖1A1是說明本發明的一個方式的發光裝置的結構的方塊圖。
在本實施方式中說明的發光裝置100A包括：被供應恆流及控制脈衝信號且能夠供應恆流脈衝的開關電路110；能夠供應恆流的恆流DC電源140A；具備開始開關132且能夠供應控制脈衝信號的驅動電路130；以及被供應恆流脈衝的發光面板120。驅動電路130根據開始開關132的開閉工作輸出控制脈衝信號，以使開關電路110供應半寬度為1毫秒以上且1000毫秒以下的恆流。
在本實施方式中說明的發光裝置100A包括供應脈衝狀恆流的開關電路110以及被供應脈衝狀恆流的發光面板120。由此，可以在不使厚度厚的情況下將被供應脈衝狀恆流的發光部擴展為面狀。其結果，可以提供一種小型發光裝置。或者，可以提供一種不容易產生影子的發光裝置。
下面，說明構成本發明的一個方式的發光裝置100A的各構成要素。
《發光面板》
發光面板120包括基底基板401以及在基底基板401上擴展為面狀的發光元件403。發光元件403在基底基板401一側包括第一電極421、與第一電極421重疊的第二電極425以及第一電極421與第二電極425之間的EL層423(參照圖2A和2B)。
發光面板120的發光部的面積為5cm2以上且200cm2以下，較佳為15cm2以上100cm2以下，該發光部擴展為面狀。
由此，與習知的氙氣燈等相比，發光面板120能夠更輕薄。另外，發光所產生的發熱分散在大面積的發光面板120，所以高效率地進行散熱。由此，可以抑制發光面板120的蓄熱，從而可以抑制發光面板120的劣化。
在本說明書中，將設置在發光元件403的一對電極之間的層稱為EL層。因此，夾在電極之間且包含發光物質的有機化合物的發光層是EL層的一個方式。
藉由選擇而使用發光有機化合物，可以以發射呈現白色的光的方式構成發光面板120。例如，可以使用多個呈現互補色關係的顏色的發光有機化合物。或者，可以使用呈現紅色、綠色及藍色的發光有機化合物。此外，從多種有機化合物選擇而使用多種發射光譜。由此，可以獲得白色平衡優異的發光裝置100A。
藉由使用發光有機化合物，可以獲得比使用無機材料的發光二極體寬的發射光譜寬度。具有寬度寬的發射光譜的光與自然光相似，適用於拍照。另外，可以將包括具有撓性的基底基板及該基底基板上的有機EL元件且具有撓性的發光面板沿著具有曲面的外殼而配置。由此，可以在不影響到外殼的設計的情況下配置發光裝置。例如，可以將閃光燈沿著照相機的具有曲面的外殼而配置。
另外，在實施方式2中詳細地說明發光面板 120的結構。
《恆流DC電源》
恆流DC電源140A包括供應直流電流的AC/DC轉換器及被供應直流電流的DC/DC轉換器。
圖1A2示出DC/DC轉換器所供應的恆流的一個例子。
《驅動電路》
驅動電路130供應規定寬度的控制脈衝信號。
該規定寬度為1毫秒以上且1000毫秒以下，較佳為10毫秒以上且100毫秒以下。
例如，可以使用開始開關132、鎖存電路以及單穩態多諧振盪器構成驅動電路130。
具體地，使用開始開關132對鎖存電路供應高信號或低信號。鎖存電路供應觸發信號，並且被供應觸發信號的單穩態多諧振盪器供應具有規定幅度的矩形波作為控制脈衝信號。
另外，也可以對恆流DC電源140A供應控制脈衝信號，使用該控制脈衝信號控制恆流DC電源140A。具體地，也可以使用控制脈衝信號控制DC/DC轉換器供應恆流的時機。由此，可以調整具有規定寬度的恆流(即，恆流脈衝)的波形。
《開關電路》
開關電路110在被供應恆流及控制脈衝信號期間對發光面板120供應恆流脈衝。
例如，可以使用功率電晶體或功率FET構成開關電路110。具體地，可以對功率電晶體的閘極供應控制脈衝信號，對第一電極供應恆流，並電連接第二電極與發光面板120，來構成開關電路110。
圖1A3示出恆流DC電源140A所供應的恆流脈衝的隨時變化的一個例子。例如，可以在50毫秒期間對發光面板120供應2A的電流。
<變形例>
參照圖1B1至圖1B3說明在本實施方式的變形例中例示出的發光裝置。
圖1B1是說明本發明的一個方式的發光裝置的結構的方塊圖。
參照圖1B1說明的發光裝置100B與參照圖1A1說明的發光裝置100A的不同之處在於恆流DC電源140B的結構以及具備計數電路的結構。注意，參照圖1B1說明的其他結構與參照圖1A1說明的發光裝置100A的結構相同，所以可以參考上述說明。
《恆流DC電源的變形例》
在本實施方式的變形例中說明的恆流DC電源140B 包括：供應第一電壓的電池；被供應第一電壓且供應比第一電壓高的第二電壓的第一DC/DC轉換器；被供應第二電壓的電容器；從電容器被供應電力的第二DC/DC轉換器。
第一DC/DC轉換器將電池的電壓升壓到第二電壓而供應。
電容器用第二電壓充電。
第二DC/DC轉換器被供應儲存於電容器的電力，且供應恆流。
藉由採用上述結構，在電容器將電力供應給第二DC/DC轉換器期間第二DC/DC轉換器可以供應恆流。當儲存於電容器的電力低於規定值時，第二DC/DC轉換器不能供應恆流。
圖1B2示出恆流DC電源140B所供應的電流的隨時變化的一個例子。
恆流DC電源140B可以以至少比驅動電路130所供應的控制脈衝信號的寬度(例如，50毫秒)長的寬度供應恆流。當電流流過開關電路110時，儲存於電容器的電力被消耗，最終恆流DC電源140B不能供應恆流。其結果，非矩形波形的電流流過發光面板120，由此發光面板120以比規定的亮度低的沒用的亮度發射光，這導致浪費電力。開關電路110可以在規定期間供應電力，然後停止電流的供應，以防止像上述那樣浪費電力。另外，圖1B3示出開關電路110所供應的電流的隨時變化的 一個例子。
如此，恆流DC電源140B可以使用電池供應恆流。由此，可以提供容易攜帶的發光裝置100B。
《計數電路》
計數電路150累計驅動電路130供應控制脈衝信號的次數。由此，可以知道發光面板120的發光次數。
例如，發光面板120的亮度有時會隨發光面板120的發光次數而下降。
為了填補下降的發光面板120的亮度，也可以將計數電路150所累計的次數回饋到驅動電路130，以使控制脈衝信號的寬度變長。
或者，為了填補下降的發光面板120的亮度，也可以將計數電路150所累計的次數回饋到恆流DC電源140B，以使恆流DC電源140B所供應的恆流變大。
本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式2
在本實施方式中，參照圖2A至圖4B說明可用於本發明的一個方式的發光裝置的發光面板的結構。
《發光面板的結構例1》
圖2A是示出本發明的一個方式的發光面板的俯視 圖，圖2B是沿著點劃線A-B切斷圖2A的剖面圖。
圖2A和2B所示的發光面板在由基底基板401、密封基板405以及密封材料407包圍的空間415內具備發光元件403。發光元件403是具有底部發射結構的有機EL元件，明確而言，在基底基板401上設置有使可見光透過的第一電極421，在第一電極421上設置有EL層423，並且在EL層423上設置有反射可見光的第二電極425。
適用於本發明的一個方式的發光元件的結構不侷限於底部發射結構，例如也可以採用頂部發射結構。在實施方式3中對可適用於本發明的一個方式的發光元件的結構進行詳細的說明。
第一端子409a與輔助佈線417及第一電極421電連接。在第一電極421上的與輔助佈線417重疊的區域中設置有絕緣層419。第一端子409a與第二電極425由絕緣層419電絕緣。第二端子409b與第二電極425電連接。另外，在本實施方式中，雖然示出在輔助佈線417上形成有第一電極421的結構，但是也可以在第一電極421上形成輔助佈線417。
較佳為在基底基板401與大氣的介面具有光提取結構411a。藉由在大氣與基底基板401的介面設置光提取結構411a，可以減少因全反射的影響而不能提取到大氣中的光，由此可以提高發光面板的光提取效率。
另外，較佳為在發光元件403與基底基板401 之間具有光提取結構411b。當光提取結構411b具有凹凸時，較佳為在光提取結構411b與第一電極421之間設置平坦化層413。由此，可以將第一電極421形成為平坦的膜，並且可以抑制因第一電極421的凹凸而在EL層423中產生洩漏電流。此外，因為在平坦化層413與基底基板401的介面設置有光提取結構411b，所以可以減少因全反射的影響而不能提取到大氣中的光，由此可以提高發光面板的光提取效率。
作為光提取結構411a及光提取結構411b的材料，例如，可以使用樹脂。另外，作為光提取結構411a及光提取結構411b，也可以使用半球透鏡、微透鏡陣列、具有凹凸結構的膜或光擴散膜等。例如，將該透鏡或該膜藉由使用折射率與基底基板401、該透鏡或該膜相同程度的黏合劑等黏合在基底基板401上，可以形成光提取結構411a及光提取結構411b。
平坦化層413的與第一電極421接觸的面比平坦化層413的與光提取結構411b接觸的面更平坦。作為平坦化層413的材料，可以使用具有透光性及高折射率的材料(例如，折射液體等液狀物質、玻璃或樹脂等)。
本發明的一個方式的發光面板也可以不具有光提取結構。此時，可以使用反射可見光的第二電極作為鏡子，所以是較佳的。
《發光面板的結構例2》
圖3是示出本發明的一個方式的發光面板的俯視圖，圖4A和4B是沿著點劃線X-Y切斷圖3的剖面圖。
在圖4A所示的發光面板中，在基底基板1220上隔著絕緣膜1224設置有發光元件1250。在絕緣膜1224上設置有輔助佈線1206，輔助佈線1206與第一電極1201電連接。第一電極1201的端部及端子1210的端部由分隔壁1205覆蓋。另外，隔著第一電極1201設置有覆蓋輔助佈線1206的分隔壁1205。發光元件1250被基底基板1220、密封基板1228以及密封材料1227密封。基底基板1220的表面與光提取結構1209貼合。藉由將具有撓性的基板用於基底基板1220及密封基板1228，可以實現具有撓性的發光面板。
發光元件1250是具有底部發射結構的有機EL元件，明確而言，在基底基板1220上設置有使可見光透過的第一電極1201，在第一電極1201上設置有EL層1202，並且在EL層1202上設置有反射可見光的第二電極1203。
在圖4B所示的發光面板中設置有具有光提取結構的基底基板1229以代替圖4A所示的發光面板所包括的基底基板1220及光提取結構1209。基底基板1229具有用作支撐體的功能和提高發光面板的光提取效率的功能。
在此，當製造具有撓性的發光面板時，作為在具有撓性的基板上形成發光元件的方法，例如有：在具 有撓性的基板上直接形成發光元件的第一方法；首先在與具有撓性的基板不同的耐熱性高的基板(以下，記載為形成用基板)上形成發光元件，然後剝離該形成用基板與發光元件來將發光元件轉置到具有撓性的基板上的第二方法。
當使用能夠承受發光元件的製程中的溫度的具有耐熱性的基板，諸如為薄得具有撓性的玻璃基板時，藉由利用第一方法可以實現製程的簡易化，所以是較佳的。
另外，藉由利用第二方法，可以將形成在形成用基板上的透水性低的絕緣膜等轉置到具有撓性的基板。因此，即使作為具有撓性的基板的材料使用透水性高且耐熱性低的有機樹脂等，也可以製造具有撓性且可靠性高的發光面板。
《發光面板的材料》
將說明可用於本發明的一個方式的發光面板的材料的例子。
[基板]
作為提取來自發光元件的光的一側的基板，使用使該光透過的材料。例如，可以使用玻璃、石英、陶瓷、藍寶石以及有機樹脂等的材料。
藉由使用厚度較薄的基板，可以實現發光面 板的輕量化及薄型化。再者，藉由使用其厚度允許其具有撓性的基板，可以實現具有撓性的發光面板。此外，當不使用具有撓性的發光面板時，可以以折疊的方式收納該面板。由此，可以將發光面板用作以大面積閃光的照明設備以代替攝影工作室中的反射板(board reflector)。或者，可以提供能夠折疊的照明設備。
作為玻璃，例如可以使用無鹼玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等。
作為具有撓性以及對可見光具有透過性的材料，例如可以舉出如下材料：其厚度允許其具有撓性的玻璃、聚酯樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等、聚丙烯腈樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂或聚氯乙烯樹脂等。尤其較佳為使用熱膨脹係數低的材料，例如較佳為使用聚醯胺-醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂以及PET等。另外，也可以使用將有機樹脂浸滲於玻璃纖維中的基板或將無機填料混合到有機樹脂中來降低熱膨脹係數的基板。由於使用這種材料的基板的重量輕，所以使用該基板的發光面板也可以實現輕量化。
作為不提取發光的一側的基板，也可以不具有透光性，所以除了上面例舉的基板材料之外還可以使用利用金屬材料或合金材料的金屬基板等。由於金屬材料以 及合金材料的熱導電性高，並且容易將熱傳導到密封基板整體，因此能夠抑制發光面板的局部溫度上升，所以是較佳的。為了獲得撓性或彎曲性，較佳為將金屬基板的厚度設定為10μm以上且200μm以下，更佳為20μm以上且50μm以下。
對於構成金屬基板的材料沒有特別的限制，例如，較佳為使用鋁、銅、鎳、鋁合金或不鏽鋼等金屬的合金等。
此外，也可以使用使導電基板的表面氧化或在其表面上形成絕緣膜等進行過絕緣處理的基板。例如，既可以採用旋塗法或浸漬法等塗佈法、電沉積法、蒸鍍法或濺射法等的方法形成絕緣膜，又可以藉由在氧氛圍下放置或加熱或者採用陽極氧化法等的方法，在基板的表面形成氧化膜。
作為具有撓性的基板，使用上述材料的層也可以由保護發光面板的表面免受損傷等的硬塗層(例如，氮化矽層等)與能夠分散按壓力的材質的層(例如，芳族聚醯胺樹脂層等)等層疊來構成。另外，為了抑制由於水分等導致的發光元件的使用壽命的降低等，也可以包括低透水性的絕緣膜諸如氮化矽膜或氧氮化矽膜等含有氮和矽的膜或者氮化鋁等含有氮和鋁的膜等。
作為基板也可以使用層疊多個層的基板。特別是，藉由採用具有玻璃層的結構，可以提高對水或氧的阻擋性而提供可靠性高的發光面板。
例如，可以使用從離發光元件近的一側層疊有玻璃層、黏合層及有機樹脂層的基板。將該玻璃層的厚度設定為20μm以上且200μm以下，較佳為25μm以上且100μm以下。這種厚度的玻璃層可以同時實現對水或氧的高阻擋性和撓性。此外，將有機樹脂層的厚度設定為10μm以上且200μm以下，較佳為20μm以上且50μm以下。藉由在玻璃層的外側設置這種有機樹脂層，可以抑制玻璃層的破裂或縫裂來提高機械強度。藉由將這種玻璃材料和有機樹脂的複合材料應用於基板，可以實現可靠性極高的撓性發光面板。
[絕緣膜]
也可以在基底基板與發光元件之間形成絕緣膜。作為絕緣膜可以使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜等無機絕緣膜。為了防止水分等侵入發光元件，特別佳為使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧化鋁膜等透水性低的絕緣膜。也可以以同樣的目的及材料設置覆蓋發光元件的絕緣膜。
[分隔壁]
作為分隔壁，可以使用有機樹脂或無機絕緣材料。作為有機樹脂，例如，可以使用聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、矽氧烷樹脂、環氧樹脂或酚醛樹脂等。作為無機絕緣材料可以使用氧化矽、氧氮化矽等。由於容 易製造分隔壁，所以特別佳為使用感光性樹脂。
對分隔壁的形成方法沒有特別的限制，例如可以使用光微影法、濺射法、蒸鍍法、液滴噴射法(噴墨法等)、印刷法(網版印刷、平板印刷等)等。
[輔助佈線]
雖然輔助佈線不一定必須設置，但因為輔助佈線可以抑制起因於電極電阻的電壓下降，所以較佳為設置。
輔助佈線可以使用選自銅(Cu)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Mo)、鉻(Cr)、釹(Nd)、鈧(Sc)以及鎳(Ni)中的材料或以這些材料為主要成分的合金材料，以單層或疊層形成。鋁也可以用作輔助佈線的材料。在此情況下，為避免腐蝕問題，採用疊層結構且將鋁用於不與ITO等接觸的層。輔助佈線的厚度可以設定為0.1μm以上且3μm以下，較佳為0.1μm以上且0.5μm以下。
當作為輔助佈線的材料使用膏(銀膏等)時，構成輔助佈線的金屬成為粒狀而凝集。因此，輔助佈線的表面成為粗糙且間隙多的結構，EL層難以完全覆蓋輔助佈線，從而上部電極與輔助佈線容易電連接，所以是較佳的。
[密封材料]
對發光面板的密封方法沒有限制，例如可以採用固體 密封或中空密封。例如，作為密封材料可以使用玻璃粉等玻璃材料或者兩液混合型樹脂等在常溫下固化的固化樹脂、光硬化性樹脂、熱固性樹脂等樹脂材料。發光面板也可以使用氮或氬等惰性氣體填充，也可以使用PVC(聚氯乙烯)樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂、PVB(聚乙烯醇縮丁醛)樹脂或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)樹脂等樹脂填充。另外，也可以在樹脂內包含乾燥劑。
[光提取結構]
作為光提取結構，也可以使用半球透鏡、微透鏡陣列、具有凹凸結構的薄膜或光擴散薄膜等。例如，藉由使用具有與該基板、該透鏡或該薄膜相同程度的折射率的黏合劑等將上述透鏡或上述薄膜黏合在基板上，可以形成光提取結構。
注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式3
在本實施方式中，參照圖5A至5D說明可用於本發明的一個方式的發光裝置的發光元件。
《發光元件的結構實例》
圖5A所示的發光元件在第一電極201和第二電極 205之間包含EL層203。在本實施方式中，第一電極201用作陽極，而第二電極205用作陰極。
當對第一電極201和第二電極205之間施加高於發光元件的臨界電壓的電壓時，電洞從第一電極201一側注入EL層203，而電子從第二電極205一側注入EL層203。被注入的電子和電洞在EL層203中再結合，由此，包含在EL層203中的發光物質發光。
EL層203至少包括包含發光物質的發光層303。
另外，在EL層203中，作為發光層以外的層，還可以包括包含電洞注入性高的物質、電洞傳輸性高的物質、電子傳輸性高的物質、電子注入性高的物質或雙極性的物質(電子傳輸性及電洞傳輸性高的物質)等的層。作為EL層203既可以使用低分子化合物，也可以使用高分子化合物，並還可以包含無機化合物。
圖5B所示的發光元件在第一電極201和第二電極205之間具有EL層203。在該EL層203中，從第一電極201一側依次層疊有電洞注入層301、電洞傳輸層302、發光層303、電子傳輸層304以及電子注入層305。
如圖5C和5D所示的發光元件，也可以在第一電極201和第二電極205之間層疊有多個EL層。在此情況下，較佳為在層疊的EL層之間設置有中間層207。中間層207至少包含電荷產生區域。
例如，圖5C所示的發光元件在第一EL層 203a和第二EL層203b之間具有中間層207。另外，圖5D所示的發光元件具有n個EL層(n是2以上的自然數)，並在各EL層之間具有中間層207。
對設置在EL層203(m)和EL層203(m+1)之間的中間層207中的電子和電洞的行為進行說明。當對第一電極201和第二電極205之間施加高於發光元件的臨界電壓的電壓時，在中間層207中產生電洞和電子，電洞移動到設置在第二電極205一側的EL層203(m+1)，電子移動到設置在第一電極201一側的EL層203(m)。注入到EL層203(m+1)的電洞與從第二電極205一側注入的電子再結合，由此包含在該EL層203(m+1)中的發光物質發光。另外，注入到EL層203(m)的電子與從第一電極201一側注入的電洞再結合，由此包含在該EL層203(m)中的發光物質發光。因此，在中間層207中產生的電洞和電子分別在不同的EL層中引起發光。
另外，當將EL層彼此接觸地設置，而二者中間形成與中間層同樣的結構時，可以以不隔著中間層而使EL層彼此接觸的方式設置。例如，在EL層的一個面上形成有電荷產生區域的情況下，可以以與該表面接觸的方式設置EL層。
另外，藉由使每個EL層的發光顏色互不相同，可以使發光元件整體得到所需顏色的光。例如，在具有兩個EL層的發光元件中，藉由使第一EL層和第二EL 層的發光顏色處於互補色的關係，也可以得到發光元件整體發射白色光的發光元件。同樣原理可以應用於具有三個以上的EL層的發光元件。
〈〈發光元件的材料〉〉
以下例示出可以用於各層的材料。注意，各層不侷限於單層，也可以採用兩層以上的疊層。
<陽極>
用作陽極的電極(第一電極201)可以使用導電性金屬、合金、導電性化合物等中的一種或多種而形成。尤其是，較佳為使用功函數大(4.0eV以上)的材料。例如，可以舉出銦錫氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)、含有矽或氧化矽的銦錫氧化物、銦鋅氧化物、含有氧化鎢及氧化鋅的氧化銦、石墨烯、金、鉑、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。
另外，當陽極與電荷產生區域接觸時，與功函數的大小無關，可以使用各種各樣的導電材料。例如，可以使用鋁、銀、包含鋁的合金等。
<陰極>
用作陰極的電極(第二電極205)可以使用導電性金屬、合金、導電性化合物等中的一種或多種而形成。尤其是，較佳為使用功函數小(3.8eV以下)的材料。例如， 可以使用屬於元素週期表中第1族或第2族的元素(例如，鋰或銫等鹼金屬、鈣或鍶等鹼土金屬、鎂等)、包含上述元素的合金(例如，Mg-Ag或Al-Li)、銪或鐿等稀土金屬、包含上述稀土金屬的合金、鋁、銀等。
另外，當陰極與電荷產生區域接觸時，與功函數的大小無關，可以使用各種各樣的導電材料。例如，可以使用ITO、含有矽或氧化矽的銦錫氧化物等。
各個電極可以使用真空蒸鍍法或濺射法形成。另外，在使用銀膏等的情況下，可以使用塗佈法或噴墨法。
<電洞注入層301>
電洞注入層301是包含電洞注入性高的物質的層。
作為電洞注入性高的物質，例如可以使用金屬氧化物，諸如鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物和錳氧化物等或者酞青類化合物，諸如酞青(簡稱：H2Pc)、酞青銅(Ⅱ)(簡稱：CuPc)等。
另外，可以使用高分子化合物，諸如聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)，或者添加有酸的高分子化合物，諸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等。
另外，也可以將電洞注入層301用作電荷產生區域。當將接觸於陽極的電洞注入層301用作電荷產生區域時，與功函數無關，可以將各種導電材料用於該陽 極。對於構成電荷產生區域的材料，將在後面進行說明。
<電洞傳輸層302>
電洞傳輸層302是包含電洞傳輸性高的物質的層。
作為電洞傳輸性高的物質，只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，即可。尤其是，較佳為使用電洞移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。例如，可以使用各種化合物，諸如4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB或α-NPD)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)等芳香胺化合物；4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)等咔唑衍生物；2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)等芳烴化合物；PVK、PVTPA等高分子化合物等。
<發光層303>
發光層303可以使用發射螢光的螢光化合物或發射磷光的磷光化合物。
作為可用於發光層303的螢光化合物，例如可以舉出N,N’-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(簡稱：YGA2S)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、紅螢烯 等。
另外，作為可用於發光層303的磷光化合物，例如可以舉出吡啶甲酸雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶-N,C2’]銥(Ⅲ)(簡稱：FIrpic)、三(2-苯基吡啶醇-N,C2’)合銥(Ⅲ)(簡稱：Ir(ppy)3)、(乙醯丙酮酸)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(Ⅲ)(簡稱：Ir(mppr-Me)2(acac))等有機金屬錯合物。
另外，發光層303可以採用將上述發光有機化合物(發光物質、客體材料)分散在其他物質(主體材料)中的結構。作為主體材料，可以使用各種物質，較佳為使用其最低未佔用分子軌域能階(LUMO能階)高於客體材料且其最高佔據分子軌域能階(HOMO能階)低於客體材料的物質。
藉由採用將客體材料分散在主體材料中的結構，可以抑制發光層303的結晶化。另外，還可以抑制因客體材料的濃度高而產生的濃度淬滅。
作為主體材料，可以使用上述電洞傳輸性高的物質(例如，芳香胺化合物、咔唑衍生物)、後述的電子傳輸性高的物質(例如，具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物、具有噁唑基配體或噻唑基配體的金屬錯合物)等。明確而言，可以使用：金屬錯合物，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(Ⅲ)(簡稱：Alq)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚(phenylphenolato))鋁(Ⅲ)(簡稱：BAlq)；雜環化合物，諸如3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三 級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅啡啉(簡稱：BPhen)以及浴銅靈(簡稱：BCP)等；稠合芳香族化合物，諸如CzPA、DNA、t-BuDNA、DPAnth等；或者芳香胺化合物等，諸如NPB等。
另外，主體材料可以使用多個種類。例如，為了抑制結晶化，還可以進一步添加紅螢烯等抑制結晶化的物質。此外，為了更高效地將能量移動到客體材料，還可以進一步添加NPB或Alq等。
另外，藉由設置多個發光層，並使每個層的發光顏色互不相同，可以作為發光元件整體得到所希望的顏色的發光。例如，在具有兩個發光層的發光元件中，藉由使第一發光層的發光顏色和第二發光層的發光顏色處於互補色的關係，可以得到作為發光元件整體發射白色光的發光元件。另外，同樣原理可以應用於具有三個以上的發光層的發光元件。
<電子傳輸層304>
電子傳輸層304是包含電子傳輸性高的物質的層。
作為電子傳輸性高的物質，只要是電子傳輸性高於電洞傳輸性的有機化合物，即可。尤其是，較佳為使用電子移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。
作為電子傳輸性高的物質，例如可以使用具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物如Alq、BAlq等、具有噁唑類配體或噻唑類配體的金屬錯合物如雙[2- (2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱：Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2)等。再者，還可以使用TAZ、BPhen、BCP等。
<電子注入層305>
電子注入層305是包含電子注入性高的物質的層。
作為電子注入性高的物質，例如可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物，諸如鋰、銫、鈣、氟化鋰、氟化銫、氟化鈣或者鋰氧化物等。此外，可以使用氟化鉺等稀土金屬化合物。或者，也可以使用構成上述電子傳輸層304的物質。
<電荷產生區域>
電荷產生區域既可以具有對電洞傳輸性高的有機化合物添加有電子受體(受體)的結構，又可以具有對電子傳輸性高的有機化合物添加有電子予體(施體)的結構。此外，也可以層疊這兩種結構。
作為電洞傳輸性高的有機化合物，例如可以舉出上述可以用於電洞傳輸層的材料，並且作為電子傳輸性高的有機化合物，例如可以舉出上述可以用於電子傳輸層的材料。
作為電子受體，可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌等。此外，可以舉出過渡金屬氧化物。此外，可以舉出屬於元素 週期表中第4族至第8族的金屬氧化物。明確而言，較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸，這是因為它們具有高電子接受性。其中特別佳為使用氧化鉬，因為氧化鉬在大氣中穩定，吸濕性低，容易處理。
作為電子予體，可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、屬於元素週期表中第13族的金屬及它們的氧化物或碳酸鹽。明確而言，較佳為使用鋰、銫、鎂、鈣、鐿、銦、氧化鋰、碳酸銫等。此外，也可以將如四硫萘並萘(tetrathianaphthacene)的有機化合物用作電子予體。
構成上述EL層203及中間層207的層都可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、轉印法、印刷法、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施方式4
在本實施方式中，參照圖6A至6C說明可用於本發明的一個方式的發光裝置的電子裝置。
本發明的一個方式的發光裝置可用於數位相機等的照相機的閃光燈或者具有拍攝功能的行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)或可攜式資訊終端所具備的相機的閃光燈等。另外，本發明的一個方式的發光 裝置也可用於警告燈、燈塔、裝飾用途的燈飾等。
圖6A示出數位相機的一個例子。數位相機7300包括外殼7301、鏡頭7304、發光裝置7310等。本發明的一個方式的發光裝置適用於發光裝置7310。以包圍鏡頭7304的方式設置有發光裝置7310的發光部7303。本發明的一個方式的發光裝置具有撓性，所以可以彎曲。在數位相機7300中，非發光部7305沿著外殼7301的形狀被彎曲，由此發光部7303可以配置在鏡頭7304的周圍中更廣的區域。由此，當在昏暗的環境中開閃光燈拍攝臉部時，例如也可以使鼻子的影子不容易投射在面頰上。另外，也可以將藉由與上述相同的製程製造的發光元件設置在非發光部7305中，該發光元件可以被用作表示工作狀態的指示器。
圖6B和6C示出行動電話機的一個例子。圖6B示出行動電話機7350的一面(也稱為表面)，圖6C示出該一面的背面(也稱為後面)。行動電話機7350包括外殼7351、顯示部7352、鏡頭7354、鏡頭7356、發光裝置7360等。本發明的一個方式的發光裝置適用於發光裝置7360。發光裝置7360具有發光部7353及非發光部7355，以包圍鏡頭7354的方式設置有發光部7353。發光部7353也可以在沒有發光時被用作鏡子。
另外，當攝影目標位於顯示部7352一側時，與發光部7353同樣，可以將顯示部7352的全部或一部分用作發光部而使用鏡頭7356拍攝影像。此時，可以在剛 拍攝之前將顯示部7352切換為發光部。例如，也可以將顯示部7352的全部或一部分用作用來顯示攝影目標的顯示部，在剛拍攝之前將該顯示部切換為發光部。與此相同，也可以將發光部7353的全部或一部分用作顯示部。
注意，本實施方式可以與本說明書所示的其他實施方式適當地組合。
實施例1
在本實施例中，說明本發明的一個方式的發光裝置。
圖3示出在本實施例中製造的發光面板的俯視圖，圖4B示出圖3中的點劃線X-Y之間的剖面圖。在圖3中，省略發光面板的結構的一部分。
如圖4B所示，本實施例的發光面板在具有光提取結構的基底基板1229上隔著絕緣膜1224設置有發光元件1250。在絕緣膜1224上設置有輔助佈線1206，輔助佈線1206與第一電極1201電連接。第一電極1201的端部及端子1210的端部由分隔壁1205覆蓋。另外，隔著第一電極1201設置有覆蓋輔助佈線1206的分隔壁1205。發光元件1250被基底基板1229、密封基板1228以及密封材料1227密封。
在本實施例的發光面板中，作為基底基板1229使用聚酯類樹脂的擴散膜，作為密封基板1228使用具有薄玻璃層及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)層的基板。 這些基板具有撓性。本實施例的發光面板是具有撓性的發光面板。本實施例的發光面板的發光區域的面積是56mm×42mm。
發光元件1250是底部發射結構的有機EL元件，具體來說，在基底基板1229上具有使可見光透過的第一電極1201，在第一電極1201上具有EL層1202，在EL層1202上具有反射可見光的第二電極1203。
以下將說明本實施例的發光面板的製造方法。
首先，在形成用基板的玻璃基板上依次形成基底膜、剝離層(鎢膜)、被剝離層。在本實施例中，被剝離層包括絕緣膜1224、輔助佈線1206、第一電極1201及分隔壁1205。
在絕緣膜1224上形成7個輔助佈線1206。這裡，輔助佈線1206的間距為5.3mm，寬度L2為322μm。作為第一電極1201，形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)膜。作為覆蓋輔助佈線1206的分隔壁1205，形成寬度L1為330μm的7個分隔壁。
接著，使用剝離用黏合劑貼合臨時基底基板和第一電極1201，使用剝離層從形成用基板剝離被剝離層。由此，被剝離層設置在臨時基底基板一側。
接著，使用紫外線固化黏合劑將基底基板1229貼合於被從形成用基板剝離而露出絕緣膜1224的被剝離層。如上所述，作為基底基板1229使用聚酯類樹脂 的擴散膜。然後，剝離臨時基底基板，在基底基板1229上露出第一電極1201。
接著，在第一電極1201上形成EL層1202及第二電極1203。在EL層1202中，從第一電極1201一側依次層疊：具有包含呈現藍色發光的螢光化合物的發光層的第一EL層、中間層、以及具有包含呈現綠色發光的磷光化合物的發光層及包含呈現紅色發光的磷光化合物的發光層的第二EL層。作為第二電極1203使用銀。
接著，塗佈密封材料1227的包含沸石的光硬化性樹脂，照射紫外光使該密封材料1227固化。然後，使用紫外線固化黏合劑貼合基底基板1229與具有薄玻璃層及聚對苯二甲酸乙二酯(PET)層的基板的密封基板1228。
對藉由上述步驟得到的發光面板的工作特性進行測量。以圖7的凡例中的“初始”表示此時的發光面板的電壓-亮度特性。另外，圖8示出發光面板的發光光譜。如圖8所示，可知本實施例的發光面板顯示包含來源於呈現藍色發光的螢光化合物的光、來源於呈現綠色發光的磷光化合物的光以及來源於呈現紅色發光的磷光化合物的光的發光光譜。
然後，使用該發光面板進行發光裝置的可靠性測試。在可靠性測試中，按照一定間隔使該發光面板發光3000次或10000次。在每一次的發光中，以50毫秒(ms)使2A的電流流過發光面板。將發光間隔(非發光 期間)設定為10秒。
圖7示出發光3000次之後的發光面板的電壓-亮度特性以及發光10000次之後的發光面板的電壓-亮度特性。
在圖7中，發光10000次之後的發光面板的電壓-亮度特性與可靠性測試之前的特性幾乎不變，觀察不到發光面板的劣化。由此可知本發明的一個方式的發光裝置具有高可靠性。
110:開關電路
120:發光面板
130:驅動電路
132:開始開關
140A:恆流DC電源

Claims (8)

  1. 一種半導體裝置，包括：發光面板；以及照相機，包含鏡頭，其中，該鏡頭被該發光面板包圍，其中，該發光面板和該鏡頭在基板的同一側上，其中，該發光面板配置為用於該照相機的閃光燈，且其中，該閃光燈是表面發光。
  2. 如請求項1之半導體裝置，其中，該發光面板的面積大於或等於5cm2且小於或等於200cm2。
  3. 如請求項1之半導體裝置，其中，該發光面板被配置為用於顯示器。
  4. 如請求項1之半導體裝置，其中，該發光面板包含支撐基板以及在該支撐基板上平面地延伸的發光元件，且其中，該發光元件包含在支撐基板側的第一電極、與該第一電極重疊的第二電極、以及在該第一電極與該第二電極之間的EL層。
  5. 如請求項1之半導體裝置，其中，該發光面板包含曲面、具有撓性的支撐基板、以及在該支撐基板上平面地延伸的發光元件，且其中，該發光元件包含在支撐基板側的第一電極、與該第一電極重疊的第二電極、以及在該第一電極與該第二電極之間的EL層。
  6. 如請求項1之半導體裝置，其中，該發光元件包含樹脂基板。
  7. 一種行動電話，包括如請求項1之半導體裝置。
  8. 一種數位相機，包括如請求項1之半導體裝置。
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