JP2015141844A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】塗布材料が発光素子の外側に食み出した場合においても、発光装置の品質が低下することを抑制する。【解決手段】発光部104は、発光素子102を有している。発光部104は、封止部材180によって封止されている。発光装置100は第1端子150を有している。第1端子150は、第1層152と第2層154とを積層した構成を有している。第2層154は、突出部155(導電膜)を有している。突出部155は、絶縁層170の外周部171に交差する方向に延在している。基板110のうち、封止部材180によって封止されている空間を外部から遮蔽している連結部182は、発光部104及び構造物を囲んでいる。そして突出部155は、連結部182よりも発光部104側で分断されている。【選択図】図3

Description

本発明は、発光装置に関する。
有機EL素子を光源として利用した発光装置の開発が進んでいる。有機EL素子は、有機層を第1電極と第2電極とで挟んだ構成を有している。有機層の形成方法としては、例えば特許文献1に記載されているように、蒸着法がある。
特開2000−82588号公報
近年は、有機EL素子の生産効率を向上させるために、有機層をインクジェット法で形成することが検討されている。インクジェット法を用いる場合、有機層は塗布材料を用いて形成される。ここで、塗布材料が発光素子の外側に食み出した場合、この塗布材料が有機EL素子の端子などの他の部材を覆う可能性が出てくる。この場合、発光装置の品質が低下してしまう。
本発明が解決しようとする課題としては、塗布材料が発光素子の外側に食み出した場合においても、発光装置の品質が低下することを抑制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、角部を有する基板と、
前記基板に形成され、塗布膜を有する発光部と、
前記発光部を囲む構造物と、
前記発光部を封止する封止部材と、
前記構造物に交差する方向に延在する導電膜と、
を備え、
前記導電膜は、前記基板と前記封止部材が連結する連結部よりも前記発光部側で分断されている発光装置である。
発光装置の平面図である。 図1から封止部材を取り除いた図である。 図2から第2電極を取り除いた図である。 図3から有機層及び絶縁層を取り除いた図である。 図3に有機層を追加した図である。 図3の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。 図3のA−A断面図である。 図3のB−B断面図である。 変形例1に係る発光装置の構成を示す平面図である。 変形例2に係る発光装置の構成を示す平面図である。 変形例3に係る発光装置の構成を示す平面図である。 変形例3に係る発光装置の構成を示す平面図である。
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、発光装置100の平面図である。図2は、図1から封止部材180を取り除いた図であり、図3は、図2から第2電極140を取り除いた図であり、図4は、図3から有機層130及び絶縁層170を取り除いた図である。図5は、図3に有機層130を追加した図である。
本実施形態に係る発光装置100は、基板110、絶縁層170(構造物)、及び発光素子102を備えている。基板110は角部112を有している。絶縁層170は第1開口172を有している。発光素子102は第1開口172と重なっており、有機層130を有している。有機層130の少なくとも一層は、塗布膜である。有機層130の全ての層が、塗布膜であっても良い。そして塗布膜である有機層130の少なくとも一層は、図5に示すように、絶縁層170の上にも位置しており、かつ、基板110の角部112に向けて突出した突出領域132を有している。なお、第1開口172の平面形状は、角部を有する形状、例えば長方形である。そして、この角部と角部112を結ぶ直線は、後述する第1端子150及び第2端子160と重なっていない。
また、発光装置100は発光部104を有している。発光部104は、発光素子102を有している。発光部104は、封止部材180によって封止されている。発光装置100は第1端子150を有している。第1端子150は、図7を用いて後述するように、第1層152と第2層154とを積層した構成を有している。第2層154は、突出部155(導電膜)を有している。突出部155は、絶縁層170の外周部171(図6を用いて後述)に交差する方向に延在している。そして突出部155は、基板110と封止部材180が連結する連結部182よりも発光部104側で分断されている。本図に示す例では、突出部155は、連結部182と外周部171の間で分断されている。以下、詳細に説明する。
発光装置100は、例えば矩形などの多角形であり、複数の発光素子102、第1端子150、及び第2端子160を有している。発光素子102は、例えば有機EL素子である。第1端子150及び第2端子160は、発光素子102に電力を供給するために設けられている。このため、第1端子150及び第2端子160には、発光装置100に電力を供給するための接続部材(例えばボンディングワイヤやリード部材)が接続される。図1〜図4に示す例では、第1端子150は、第1の方向(図中X方向)に延在しており、第2端子160は第2の方向(図中Y方向)に延在している。
発光素子102は、基板110に、第1電極120、有機層130、及び第2電極140を積層した構成を有している。本図に示す例では、基板110の上に、第1電極120、有機層130、及び第2電極140がこの順に積層されている。ただし、第1電極120と第2電極140は逆になっていてもよい。
基板110は、たとえばガラス基板や樹脂基板などの透明基板である。基板110は、可撓性を有していてもよい。この場合、基板110の厚さは、例えば10μm以上10000μm以下である。この場合においても、基板110は無機材料及び有機材料のいずれで形成されていてもよい。基板110は、例えば矩形などの多角形である。そして多角形の頂点の近傍が角部112となっている。
有機層130は、発光層を有している。有機層130は、例えば、正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層をこの順に積層させた構成を有している。第1電極120と正孔輸送層の間には正孔注入層が形成されていてもよい。また、電子輸送層と第2電極140の間には電子注入層が形成されていてもよい。有機層130の少なくとも一つの層は、インクジェット法などの塗布法によって形成されている。有機層130の残りの層は、蒸着法によって形成されている。なお、有機層130の全ての層は塗布材料を用いて、インクジェット法で形成しても構わない。
発光部104の幅は、インクジェット法におけるノズルヘッドの幅よりも大きい。このため、有機層130は、ノズルヘッドを複数回第2の方向(図中Y方向)に走査させることにより、発光部104の全体に塗布される。ここで、1回のノズルヘッドの走査によって有機層130が塗布される領域(塗布領域)は、その一つ前の塗布領域と、図中X方向において一部が重なっている。このため、有機層130には厚膜領域が形成されることがある。この厚膜領域は、ノズルヘッドが走査される方向(第2の方向:図1〜4におけるY方向)に延在している。なお、この厚膜領域の代わりに、膜が薄くなっている領域が形成されている場合もある。
第1電極120は、例えば発光素子102の陽極として機能し、第2電極140は、例えば発光素子102の陰極として機能する。第1電極120及び第2電極140は、いずれもスパッタリング法を用いて形成されている。第1電極120及び第2電極140の一方(本図に示す例では第1電極120)は、光透過性を有する透明電極である。発光素子102が発光した光は、第1電極120及び第2電極140のうち透明電極となっている電極(本図に示す例では第1電極120)を介して外部に出射する。透明電極の材料は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)等の無機材料、またはポリチオフェン誘導体などの導電性高分子を含んでいる。
また、第1電極120及び第2電極140の他方(本図に示す例では第2電極140)は、Au、Ag、Pt、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。
より具体的には、第1電極120は、図4に示すように、第1端子150に接続している。そして第1電極120は、基板110のうち、発光部104となる領域から第1端子150まで連続して形成されている。本図に示す例では、基板110は矩形であり、第1端子150は基板110のうち互いに対向する2辺に沿って設けられている。すなわち、第1端子150は配線となっている。そして、第1電極120は、この2辺の間に形成されている。
第1電極120には複数の開口122が設けられている。開口122は複数の発光素子102の間を互いに平行に延在しており、第1電極120を、複数の発光素子102のそれぞれに分割している。そして、いずれの発光素子102が有する第1電極120も、第1端子150に接続している。このため、開口122が形成されていても、複数の発光素子102の第1電極120は互いにつながっており、共通の電極として機能する。なお、第1電極120のうち第1端子150の近くに位置している部分には、開口122がなくてもよい。
また、図2に示すように、複数の発光素子102の第2電極140は互いに繋がっている。言い換えると、第2電極140は、複数の発光素子102に共通の電極として形成されている。詳細には、第2電極140は、有機層130及び絶縁層170の上に形成されており、また、第2端子160に接続している。本図に示す例では、第2端子160は、基板110のうち第1端子150が形成されていない残りの2辺に沿って形成されている。
図1〜図4に示す例において、2つの第1端子150が第2の方向に互いに離れて配置されており、かつ、2つの第2端子160が第1の方向に互いに離れて配置されている。第1端子150及び第2端子160は、いずれも、角部112の間に位置している。そして、絶縁層170及び発光部104は、2つの第1端子150の間、かつ2つの第2端子160の間に位置している。このようにすると、第1電極120には2つの第1端子150から電圧が供給され、かつ第2電極140には2つの第2端子160から電流又は電圧が供給されるため、発光部104の内部で電流又は電圧に分布が生じることを抑制できる。これにより、発光部104に輝度の分布が生じることを抑制できる。
第1端子150は、第1電極120と同一の層(第1層152)の上に第2層154を積層した構成を有している。そして第1層152は第1電極120と一体になっている。このため、第1端子150と第1電極120の間の距離を短くして、これらの間の抵抗値を小さくすることができる。また、発光装置100の縁に存在する非発光領域を狭くすることができる。
第2層154は、第1電極120よりも抵抗値が低い材料(例えばAlなどの金属、またはMo/Al/Moなどの金属の積層膜)によって形成されている。そして、第1端子150に電圧を供給する接続部材は、第2層154に接続している。なお、第2層154は、第1電極120よりも透光性が低い。
また、第2端子160は、第1層162の上に第2層164を積層した構成を有している。第1層162は第1電極120と同様の材料により形成されている。ただし、第1層162は第1電極120から分離している。第2層164は、第2層154と同様の材料により形成されている。
また、図1及び図4に示すように、複数の発光素子102は封止部材180によって封止されている。封止部材180は、基板110と同様の多角形の金属箔又は金属板(例えばAl箔又はAl板)の縁部の全周を押し下げた形状を有している。そして、縁部は接着材又は粘着材等で基板110に固定されている。このようにして、封止部材180の縁部の全周には、連結部182が形成される。連結部182は、基板110のうち、封止部材180によって封止されている空間を外部から遮蔽している領域である。連結部182は、基板110と同じ角数の多角形の各辺に沿った形状を有しており、図4に示すように、発光部104及び有機層130を囲んでいる。ただし、封止部材180はガラスで形成されていてもよい。
第1端子150の一部及び第2端子160の一部は、封止部材180の外に位置している。そして、第1端子150のうち封止部材180の外側に位置する部分、及び第2端子160のうち封止部材180の外側に位置する部分には、それぞれ導電部材が接続される。この導電部材は、例えばリードフレームやボンディングワイヤであり、第1端子150(又は第2端子160)を回路基板等に接続する。
第1電極120には、補助電極124が接している。本図に示す例では、補助電極124は、第1電極120のうち基板110とは逆側の面に設けられており、発光部104内に位置している。補助電極124は、複数の発光素子102のそれぞれに設けられており、開口122の近くに位置している。補助電極124は、第1電極120よりも抵抗値の低い材料(例えばAgやAlなどの金属)によって形成されている。補助電極124が形成されることにより、第1電極120の面内で電圧降下が生じることを抑制できる。これにより、発光装置100の輝度に分布が生じることを抑制できる。補助電極124は、例えばスパッタリング法を用いて形成されるが、塗布法を用いて形成されても良い。なお、補助電極124は突出部155と同一工程で形成されるため、突出部155及び補助電極124を同一の導電膜とみなすこともできる。
本図に示す例において、補助電極124は2つの第1端子150の間を延在しているが、2つの第1端子150の第2層154のいずれにも直接接続していない。第1電極120のうち補助電極124が形成されていない領域は、第1電極120のうち補助電極124が形成されている領域に対して、単位長さあたりの抵抗値が高くなる。この高抵抗な領域は、複数の発光素子102それぞれに対して設けられている。そして、複数の発光素子102のそれぞれにおける、この高抵抗な領域の抵抗値を調節することにより、複数の発光素子102の間で輝度がばらつくことを抑制できる。なお、開口122の長さを調節することによっても、この高抵抗な領域の抵抗値を調節することができる。
また、補助電極124には、他の部分よりも幅が広い部分(幅広部125)が設けられている。幅広部125は、補助電極124が延在する方向において第1開口172と重ならない領域、具体的には補助電極124の端部に設けられている。
本図に示す例では、第2層154には突出部155が設けられている。突出部155は、複数の発光素子102のそれぞれに対して設けられており、発光素子102(すなわち発光部104)に向かって伸びている。突出部155の長さを調節することにより、上記した高抵抗な領域の抵抗値を調節することができる。そして、連結部182のうち第1端子150の沿っている部分は、突出部155と重なっている。突出部155は補助電極124(幅広部125を含む)と同一工程で形成されている。このため、突出部155と幅広部125は、連結部182と絶縁層170の間で分断されている、とも言える。
図3に示すように、第1電極120のうち第2層154で覆われていない領域の上には、絶縁層170が形成されている。絶縁層170は、例えばポリイミドなどの感光性の樹脂によって形成されている。絶縁層170には、複数の第1開口172が設けられている。第1開口172は、開口122及び補助電極124と平行に延在している。ただし、第1開口172は補助電極124及び第1電極120の開口122に重なっていない。このため、補助電極124は絶縁層170に覆われており、また、開口122のうち発光部104の内部に位置する部分も、絶縁層170によって覆われている。そして、補助電極124の幅広部125は、絶縁層170の外周部171(図6を用いて後述)によって覆われている。
第1開口172の内部には、上記した有機層130が形成されている。そして、第1電極120及び第2電極140の間に電圧又は電流が印加されることにより、第1開口172内に位置する有機層130は発光する。言い換えると、第1開口172のそれぞれの中に発光素子102が形成されている。そして、発光部104は、絶縁層170によって複数の発光素子102に区画されている。発光素子102は、第1の方向(図中X方向)に並んでいる。なお、有機層130を塗布するためのノズル200は、一つの第1開口172に対して一つのみ配置されていても良いし、複数配置されていても良い。
図6は、図3の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。絶縁層170は、発光素子102を囲んでいる。詳細には、絶縁層170は、発光部104の外枠に当たる外周部171と、隣り合う発光素子102を区画する隔壁部173とを有している。外周部171は、矩形の縁に沿った形状を有しており、隔壁部173よりも太い。特に外周部171のうち第1端子150に対向する部分は、外周部171のうち第2端子160に対向する部分よりも太くなっている。そして、外周部171には、複数の第2開口174が設けられている。複数の第2開口174は、複数の第1開口172(すなわち発光部104)を囲むように配置されている。
詳細には、第2開口174は、発光部104を多重に囲むように配置されている。そして、ある列に属する第2開口174と、その一つ外側の列に属する第2開口174は、互い違いとなるように配置されている。すなわち、複数の第2開口174は、千鳥配置となっている。
第2開口174は細長い形状(例えば長方形)であり、その長軸は、外周部171が延在する方向を向いている。同一の列に属する2つの第2開口174の間隔(すなわち絶縁層170が残っている部分の幅)は、第2開口174の長軸の長さよりも小さい。なお、外周部171の角部において、第2開口174はL字形状を有している。
また、外周部171の幅方向で見た場合、第2開口174は、外周部171の全体に設けられておらず、第2開口174の中央よりも第1開口172とは逆側の領域にのみ形成されている。このようにすると、外周部171のうち第1開口172の近くに位置する部分に、有機層130を形成するための塗布材料をためることができる。これにより、塗布材料を乾燥させて有機層130を形成するときに、塗布材料が収縮しても、第1開口172の内側の領域に有機層130が形成されない部分が発生することを抑制できる。なお、第1開口172の内側の領域に有機層130が形成されない部分が発生すると、第1開口172と重なる部分において非発光部が形成されるため、発光装置100の品質は低下してしまう。
そして、外周部171に第2開口174を設けているため、有機層130を形成するための塗布材料は、第2開口174の縁で生じるピン止め効果により、外周部171の外側に流れ出しにくい。特に図6に示す例では、第2開口174は千鳥上に配置されている。このため、外周部171の上面において、外周部171が延在する方向及び外周部171の幅方向の双方で、塗布材料が広がることを抑制できる。
なお、第2開口174は、絶縁層170を貫通している必要は無く、凹部であってもよい。
図7は、図3のA−A断面図であり、図8は、図3のB−B断面図である。上記したように、第1端子150は、第1電極120の端部(第1層152)の上に第2層154を積層した構成を有しており、第2端子160は、第1層162の上に第2層164を積層した構成を有している。第2層154,164は、例えば補助電極124と同一の工程で形成されている。この場合、第2層154,164は補助電極124と同様の材料により形成されている。
また、有機層130は、絶縁層170の隔壁部173の側面及び上面にも形成されている。さらに、有機層130は封止部材180によって封止されている。封止部材180と基板110の間で封止されている空間(以下、封止空間と記載)の中には、吸湿剤190が設けられている。本図に示す例では、吸湿剤190は、封止部材180のうち基板110に対向する面に固定されている。
封止部材180の縁部は、絶縁性の樹脂層184を介して、基板110、又は基板110の上に形成された層に固定されている。これにより、連結部182が形成されている。樹脂層184は、例えば予めシート状に形成された樹脂(樹脂シート)によって形成されている。本図に示す例では、樹脂層184は、連結部182と第1端子150の間、及び連結部182と第2端子160の間に位置するとともに、封止空間の全体に充填されている。すなわち、樹脂層184は発光素子102と封止部材180の間にも位置している。ただし、封止空間内には空隙が存在していることもある。
次に、本実施形態に係る発光装置100の製造方法を説明する。まず、基板110の上に第1電極120となる導電膜を、例えば蒸着法、スパッタリング法を用いて形成する。次いで、この導電膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして導電膜をエッチングする。これにより、第1電極120(第1端子150の第1層152を含む)、及び第2端子160の第1層162が形成される。その後、レジストパターンを除去する。
次いで、基板110上に、補助電極124となる導電膜を形成する。次いで、この導電膜上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして導電膜をエッチングする。これにより、補助電極124、幅広部125、第1端子150の第2層154、及び第2端子160の第2層164が形成される。その後、レジストパターンを除去する。
次いで、第1電極120の上に絶縁層170となる絶縁性の感光材料を、例えば塗布法により形成する。次いで、この感光材料を露光及び現像する。これにより、絶縁層170、第1開口172、及び第2開口174が形成される。次いで、第1開口172内に有機層130をインクジェット法により形成する。有機層130をインクジェット法によって形成するとき、ノズル200を有するノズルヘッドは走査される。このときのノズル200のスタート位置は、絶縁層170の外周部171の上である。また、隔壁部173の側面及び上面には、塗布材料は直接塗布されない。ただし、第1開口172に塗布された塗布材料が、毛細管現象によって隔壁部173の側面を這い上がって隔壁部173の上面を覆う。
その後、有機層130上及び絶縁層170上に、第2電極140を、スパッタリング法を用いて形成する。その後、基板110に封止部材180を取り付ける。
以上、本実施形態によれば、有機層130を形成する塗布材料は、絶縁層170の外周部171及び隔壁部173の上にも位置している。このため、塗布材料を乾燥させて有機層130を形成するときに、塗布材料が収縮しても、第1開口172の内側の領域に有機層130が形成されない部分が発生することを抑制できる。ここで、塗布材料が外周部171の外側まであふれ出す可能性があるが、塗布材料は、基板110の角部112に向けてあふれ出している。これにより、あふれ出した塗布材料が第1端子150及び第2端子160を覆うことを抑制できる。
また、外周部171に第2開口174を形成しているため、第2開口174によって生じるピン止め効果により、塗布材料が外周部171の外側にあふれ出すことを抑制できる。
また、補助電極124及び第1端子150の突出部155は、連結部182よりも発光部104側で分断されている。このため、有機層130を形成するための塗布材料が絶縁層170を超えてきた場合においても、この塗布材料が突出部155の側面を伝わって連結部182の外側に達することを抑制できる。
突出部155は、第1端子150と第2電極140の間の抵抗値を所望の値にするために設けられている。この目的を達成するためには、突出部155は、絶縁層170側に設けられていても良い。ただし、本図に示すように、突出部155を第1端子150の第2層154側に設けると、塗布材料が突出部155の側面を伝わって連結部182の外側に達することをさらに抑制できる。
(変形例1)
図9は、変形例1に係る発光装置100の構成を示す平面図であり、実施形態における図6に対応している。本変形例に係る発光装置100は、第2開口174のレイアウトを除いて、実施形態に係る発光装置100と同様の構成である。
本変形例において、第2開口174は千鳥配置になっておらず、縦横に整列された状態になっている。本変形例においても、有機層130となる塗布材料が外周部171より外側に広がることを抑制できる。
(変形例2)
図10は、変形例2に係る発光装置100の構成を示す平面図であり、実施形態における図6に対応している。本変形例に係る発光装置100は、第2開口174のレイアウトを除いて、実施形態に係る発光装置100と同様の構成である。
本変形例において、第2開口174は外周部171に沿って環状に形成されている。第2開口174は多重に形成されており、発光部104を囲んでいる。本変形例においても、有機層130となる塗布材料が外周部171より外側に広がることを抑制できる。
(変形例3)
図11及び図12は、変形例3に係る発光装置100の構成を示す平面図である。図11は実施形態における図3に対応しており、図12は実施形態における図4に対応している。本変形例に係る発光装置100は、突出部155のレイアウトを除いて実施形態に係る発光装置100と同様の構成である。
本変形例において、封止部材180による連結部182は、突出部155が分断されている領域の中に位置している。詳細には、突出部155は、第1端子150の第2層154から補助電極124の幅広部125に向けて延在しているとともに、幅広部125からも第1端子150に向けて延在している。そして、2つの突出部155の間に連結部182が位置している。
本変形例によっても、有機層130となる塗布材料が突出部155の側面を伝わって連結部182の外側に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。
100 発光装置
102 発光素子
104 発光部
110 基板
112 角部
120 第1電極
122 開口
124 補助電極(導電膜)
130 有機層
132 突出領域
140 第2電極
150 第1端子
155 突出部(導電膜)
160 第2端子
170 絶縁層(構造物)
171 外周部
172 第1開口
173 隔壁部
174 第2開口
180 封止部材
182 連結部

Claims (6)

  1. 角部を有する基板と、
    前記基板に形成され、塗布膜を有する発光部と、
    前記発光部を囲む構造物と、
    前記発光部を封止する封止部材と、
    前記構造物に交差する方向に延在する導電膜と、
    を備え、
    前記導電膜は、前記基板と前記封止部材が連結する連結部よりも前記発光部側で分断されている発光装置。
  2. 請求項1に記載の発光装置において、
    前記導電膜は、前記連結部と前記構造物の間で分断されている発光装置。
  3. 請求項2に記載の発光装置において、
    前記基板に形成され、前記連結部の外側に位置する端子を備え、
    前記導電膜は、前記端子から前記発光部に向けて延在している発光装置。
  4. 請求項3に記載の発光装置において、
    前記発光部は、前記基板の上に、第1電極、有機層、及び第2電極をこの順に積層した発光素子を有しており、
    前記導電膜は、前記第1電極の上に位置している発光装置。
  5. 請求項4に記載の発光装置において、
    前記第1電極は、互いに平行に延在する複数の開口を有している発光装置。
  6. 請求項5に記載の発光装置において、
    前記連結部は、前記導電膜が分断されている分断領域の中に位置している発光装置。
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