JP2016119201A - 発光装置 - Google Patents

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弘次 畠山
Koji Hatakeyama
弘次 畠山
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Abstract

【課題】隔壁を有する発光装置において、非発光領域が太くなることを抑制しつつ、隔壁と下地の密着性を高める。【解決手段】複数の第1電極110は基板100に形成されており、第1の方向(図1におけるX方向)に並んでいる。複数の第2電極130は基板100に形成されており、第1の方向とは異なる第2の方向(図1におけるY方向)に並んでおり、かつ、第1電極110と交差している。有機層120は、第1電極110と有機層120の間に位置している。隔壁170は、複数の第2電極130の間に位置している。隔壁170は、複数の第1部分、及び第2部分を有している。第1部分は第1電極110と重なる領域に位置しており、第2部分は複数の第1部分の間に位置している。そして第2部分の平面形状は第1部分の平面形状とは異なる。【選択図】図1

Description

本発明は、発光装置に関する。
近年は、有機EL素子を用いた発光装置、例えば表示装置の開発が進められている。この表示装置は、第1の方向に延びる複数の第1電極と、第2の方向に延びる複数の第2電極の交点に、有機層を配置した構成を有している。第1電極と第2電極の間には、絶縁膜が設けられている。そしてこの絶縁膜のうち第1電極と第2電極の交点と重なる部分には開口が形成されている。上記した有機層は、この開口内に設けられている。また、複数の第2電極の間には、絶縁性の隔壁が設けられている(例えば特許文献1,2参照)。
なお、特許文献1には、絶縁膜からのアウトガスに起因して有機層が劣化する可能性があることが記載されている。特許文献1では、このアウトガスを抑制するために、絶縁膜に、SiO、SiN、又はSiNなどの無機材料を用いることが記載されている。さらに特許文献1では、絶縁膜と、隔壁との密着性を改善するために、絶縁膜の表面を、Siなどの無機材料で覆うことが記載されている。
また、特許文献2には、隔壁からのアウトガスに起因して有機層が劣化する可能性があることが記載されている。特許文献2では、隔壁を、SiO、SiN、Si、又はSiNなどの酸化物や窒化物で覆うことが記載されている。
特開2009−259644号公報 特開2008−130410号公報
発光装置のうち隔壁が形成された領域は非発光領域となる。このため、隔壁は狭いほうが好ましい。一方、隔壁を狭くすると隔壁と下地の密着力は低下してしまう。
本発明が解決しようとする課題としては、非発光領域が太くなることを抑制しつつ、隔壁と下地の密着性を高め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の方向に並んでいる複数の第1電極と、
前記基板に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に並んでおり、前記第1電極と交差している複数の第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極の間に位置する有機層と、
前記複数の第2電極の間に位置している隔壁と、
を備え、
前記隔壁は、
前記第1電極と重なる領域に位置する複数の第1部分と、
前記複数の第1部分の間に位置する第2部分と、
を有し、
前記第2部分の平面形状は、前記第1部分の平面形状とは異なる発光装置である。
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。 図1のB−B断面図である。 図1のC−C断面図である。 図1の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。 図6の第1の変形例を示す平面図である。 図6の第2の変形例を示す平面図である。 図6の第3の変形例を示す平面図である。 図6の第4の変形例を示す平面図である。 変形例に係る発光装置の構成を示す平面図である。 図11から絶縁層、第2電極、及び有機層を除いた図である。
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。
図1は、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及び有機層120を取り除いた図である。ただし、図2において、説明のため、第2電極130及び有機層120を点線で示している。図3は図1のA−A断面図であり、図4は図1のB−B断面図であり、図5は図1のC−C断面図である。
本実施形態に係る発光装置10は、基板100、複数の第1電極110、複数の第2電極130、有機層120、及び隔壁170を備えている。複数の第1電極110は基板100に形成されており、第1の方向(図1及び図2におけるX方向)に並んでいる。複数の第2電極130は基板100に形成されており、第1の方向とは異なる第2の方向(図1及び図2におけるY方向)に並んでおり、かつ、第1電極110と交差している。有機層120は、第1電極110と有機層120の間に位置している。そして隔壁170は、複数の第2電極130の間に位置している。詳細には、隔壁170は、複数の第1部分172、及び第2部分174を有している。第1部分172は第1電極110と重なる領域に位置しており、第2部分174は複数の第1部分172の間に位置している。そして第2部分174の平面形状は第1部分172の平面形状とは異なる。以下、詳細に説明する。
本図に示す例において、発光装置10は表示装置であり、基板100、第1電極110、複数の第1端子112、複数の第2端子132、発光部140、複数の開口152、複数の開口154、複数の引出配線114、有機層120、第2電極130、複数の引出配線134、及び複数の隔壁170を有している。
基板100は、例えばガラスや樹脂などの材料で形成されている。基板100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。特に基板100がガラスである場合、基板100の厚さは、例えば200μm以下である。基板100が樹脂である場合、基板100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)、又はポリイミドを用いて形成されている。また、基板100が樹脂である場合、水分が基板100を透過することを抑制するために、基板100の少なくとも一面(好ましくは両面)に、SiNやSiONなどの無機バリア膜が形成されている。
基板100には、発光部140が形成されている。発光部140は有機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。
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(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。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。
有機層120は発光層を有している。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。なお、有機層120は、隣り合う隔壁170の間に形成されている。ただし、図2及び図5に示すように、有機層120は、第2電極130と引出配線134とが接続する部分には形成されていない。
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、第2電極130は遮光性を有している。第2電極130の厚さは、例えば10nm以上500nm以下である。ただし、第2電極130は、第1電極110の材料として例示した材料を用いて形成されていてもよい。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。第2電極130も、有機層120と同様に、隣り合う隔壁170の間に形成されている。
図1〜図4に示すように、発光装置10は複数の第1電極110を有している。複数の第1電極110は、いずれも第2の方向(図1におけるY方向)にライン状に延在している。また、発光装置10は、複数の第2電極130を有している。第2電極130は、第1の方向(図1におけるX方向)に延在している。そして、発光部140は、第1電極110と第2電極130の交点に形成されている。
なお、図3及び図4に示す例では、有機層120を構成する各層は、いずれも第1電極110と第2電極130が重なっている領域の外側まではみ出している場合を示している。有機層120は、隔壁170が延在する方向において、隣り合う発光部140の間にも連続して形成されていてもよいし、連続して形成していなくてもよい。
隣り合う第2電極130の間には、隔壁170が形成されている。隔壁170は、第2電極130と平行すなわち第1の方向に延在している。本図に示す例において、隔壁170の下地は第1電極110及び基板100となっている。隔壁170は、例えばポリイミド系樹脂などの感光性の樹脂であり、露光及び現像されることによって、所望のパターンに形成されている。なお、隔壁170はポリイミド系樹脂以外の樹脂、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂、二酸化珪素等の無機材料で構成されていても良い。
隔壁170は、断面が台形の上下を逆にした形状(逆台形)になっている。すなわち隔壁170の上面の幅は、隔壁170の下面の幅よりも大きい。このため、隔壁170を第2電極130より前に形成しておくと、蒸着法やスパッタリング法を用いて、第2電極130を基板100の一面側に形成することで、複数の第2電極130を一括で形成することができる。また、隔壁170は、有機層120を分断する機能も有している。
また発光装置10は、第1端子112及び第2端子132を有している。第1端子112は引出配線114を介して第1電極110に接続しており、第2端子132は引出配線134を介して第2電極130に接続している。本図に示す例において、引出配線114は第1電極110と一体になっており、引出配線134は第1電極110と同一の層を有している。そして第1端子112は引出配線114の端部であり、第2端子132は引出配線134の端部である。
引出配線114,134の上には、導体層160が形成されてもよい。導体層160は、引出配線114よりも低抵抗な材料、例えば金属によって形成されている。導体層160は多層構造を有していてもよい。この場合、導体層160は、例えば、Mo又はMo合金などの金属層である第1導電層、Al又はAl合金などの金属層である第2導電層、及び、Mo又はMo合金などの金属層である第3導電層をこの順に積層した構成を有している。第2導電層の厚さは、例えば50nm以上1000nm以下である。好ましくは、200nm以上600nm以下、さらに好ましくは100nm以下である。また第1導電層及び第3導電層は、第2導電層よりも薄く、例えば30nm以下、好ましくは25nm以下である。なお、導体層160は第1端子112及び第2端子132に形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。
第1端子112及び第2端子132には、FPC(フレキシブルプリント基板)などの導通部材が接続される。本図に示す例では、第1端子112及び第2端子132は基板100の同一の辺に沿って配置されている。このため、導通部材としてFPCを用いた場合、第1端子112及び第2端子132を、一つのFPCに接続することができる。
発光装置10は、さらに封止部材を有していてもよい。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、基板100と同様の多角形や円形であり、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。なお、封止部材は原子層成長(ALD)法で形成された膜又は化学気相成長(CVD)法で形成された膜や封止する空間を作成する基材などであってもよい。
また、発光装置10は、さらに乾燥剤を有していてもよい。乾燥剤は、例えば封止部材によって封止された空間内、いわゆる中空封止の場合には封止部材のうち基板100に対向する面に配置されている。また、封止部材によって封止される部分に液体充填層などを封入した、いわゆる固体封止構造の場合には、乾燥剤を液体充填層に含ませたり、乾燥層を配置するなどにより、乾燥剤を有するような構造にすることが出来る。
また、発光装置10の発光部140と基板100の間には、絶縁層、半導体層、及び絶縁層がこの順に積層されていてもよい。この積層構造は、複数のTFT(thin film transistor)及びこれらに接続する配線を含んでいる。複数のTFTは、回路図において互いに異なる引出配線114に形成されている。
図6は、図1の点線αで囲んだ領域を拡大した図である。図6に示すように、隔壁170は第1部分172及び第2部分174を有している。第1部分172は第1電極110と重なる領域であり、第2部分174は隣り合う第1部分172を繋ぐ部分である。ただし第1部分172の少なくとも一方の端部は、第1電極110と重なる領域よりも外側に位置していてもよい。この場合、第2部分174は短くなる。
上記したように、第2部分174の平面形状は第1部分172の平面形状とは異なる。具体的には、第2部分174は、第1部分172と比較して下地への密着力が大きくなる形状、例えば下面の面積が大きくなる形状を有している。本図に示す例では、第1部分172の平面形状は長方形であり、その幅W1(言い換えると長方形における短辺の長さ)は、5μm以上30μm以下である。このようにすると、隣り合う発光部140の間に位置する非発光領域の幅を狭くすることができる。なお、平面形状とは、換言すれば、隔壁170と第1電極110、または隔壁170と隔壁170の下地などのように、隔壁170と隔壁170に接する層との接触面の形状ということもできるし、隔壁170の断面の形状ということもできる。
一方、第2部分174の幅の最大値W2は、第1部分172の幅W1よりも大きい。W2は、例えばW1の5倍以上である。またW2は、10倍以下であるのが好ましい。ただし、W2が第2の方向の画素ピッチの1/2を超えないようにすることが好ましい。並行する隔壁170の第2部分174が互いに接続してしまい、第2電極130が途中で分断されてしまうのを防ぐためである。
また本図に示す例では、第2部分174の平面形状は略6角形であり、かつこの略6角形の互いに対向する2辺が第1の方向(図中X方向)に延びている。別の言い方をすると、上記した互いに対向する2辺は、第1部分172が延在する方向とほぼ平行になっている。そして第2部分174の残りの4辺は、第1部分172から斜めに伸びている。言い換えると、第2部分174の端部の幅は、第1部分172から離れるに従って広くなっている。このようにすると、第2部分174の形成位置が第1の方向にずれ、第2部分174の端部が発光部140に重なった場合であっても、発光部140の発光領域が狭くなることを抑制できる。
図7は、図6の第1の変形例を示す平面図である。本図に示す例において、第2部分174の平面形状は円形、楕円形、又は円を2つの半円に分割してこれらの間に第1部分172と同じ幅の長方形を配置した形状である。
図8は、図6の第2の変形例を示す平面図である。本図に示す例において、第2部分174の平面形状は長方形又は正方形である。そして互いに対向する2辺が、隔壁170が延在する方向にほぼ平行になっている。
図9は、図6の第3の変形例を示す平面図である。本図に示す例において、第2部分174の平面形状は長方形又は正方形である。ただし、対角線の一つが隣り合う第1部分172を結んでいる。言い換えると、第2部分174は、2つの三角形を、一辺が互いに対向する向きに配置し、これら2つの三角形の間に第1部分172と同じ幅の長方形を配置した構成となっている。
図10は、図6の第4の変形例を示す平面図である。本図に示す例において第2部分174は、第1部分172と同じ幅の長方形に、第2の方向に突出する複数の凸部175を設けた形状を有している。複数の凸部175は、第2部分174の両側面のそれぞれに設けられている。なお、第2部分174の第1の側面に位置する凸部175(例えば図10において第1部分172より上側に位置する凸部175)と、第2部分174の第2の側面に位置する凸部175(例えば図10において第1部分172より下側に位置する凸部175)は、隔壁170が延在する方向において、同じ位置にあってもよいし、互いに違いになっていてもよい。
次に、発光装置10の製造方法を説明する。まず、基板100に第1電極110、第1端子112、第2端子132、及び引出配線114,134となる導電膜を、例えばスパッタリング法を用いて形成する。次いで、この導電膜を、例えばフォトリソグラフィー法を利用して所定のパターンにする。これにより、第1電極110、第1端子112、第2端子132、及び引出配線114,134が形成される。
次いで、引出配線114上及び引出配線134上を含む領域に、導体層160となる導電膜を形成する。次いで、この導電膜を、例えばフォトリソグラフィー法を利用して所定のパターンにする。これにより、導体層160が形成される。
次いで、基板100に、隔壁170となる感光性の絶縁膜を、例えば塗布法を用いて形成する。次いで、この絶縁膜を露光及び現像する。次いで、ベーク処理を行う。これにより、隔壁170が形成される。この工程において、隔壁170には第1部分172及び第2部分174が形成される。
次いで、有機層120を、例えば塗布法や蒸着法を用いて形成する。次いで、第2電極130を、例えば蒸着法やスパッタリング法を用いて形成する。このとき、隔壁170がマスクとなるため、有機層120及び第2電極130は上記した形状になる。なお、有機層120をインクジェット法で形成する場合、有機層120は、隔壁170の間の領域にのみ塗布される。その後、封止部材(図示せず)を用いて発光部140を封止する。
以上、本実施形態によれば、隔壁170のうち第1電極110の間に位置する部分(第2部分174)の形状は、第1電極110と重なる部分(第1部分172)の形状と異なる。このため、第2部分174と下地の密着性を高めることができる。特に第2部分174の下地が基板100である場合、第2部分174と基板100の密着性は、第1部分172と第1電極110の密着性よりも低くなりやすい。本実施形態では、第2部分174の形状を変えることにより、第2部分174と基板100の密着性を高めることができる。
また、隔壁170が延在する方向において第2部分174は発光部140と重なっていないため、第2部分174を太くしても発光部140が狭くならない。
(変形例)
変形例に係る発光装置10は、絶縁層150を備えている点を除いて、実施形態に係る発光装置10と同様の構成である。
図11は、変形例に係る発光装置10の構成を示す平面図である。図12は、図11から絶縁層150、第2電極130、及び有機層120を除いた図である。
絶縁層150は、第1電極110と第2電極130の間に形成されている。詳細には、絶縁層150は、例えば酸化シリコンなどの無機材料、又はポリイミドなどの感光性の有機材料によって形成されており、図11に示すように、複数の第1電極110上及びその間の領域に形成されている。
絶縁層150には、複数の開口152及び複数の開口154が形成されている。開口152は、平面視で第1電極110と第2電極130の交点に位置している。具体的には、複数の開口152は、第1電極110が延在する方向(図11におけるY方向)に並んでいる。また、複数の開口152は、第2電極130の延在方向(図11におけるX方向)にも並んでいる。このため、複数の開口152はマトリクスを構成するように配置されていることになる。そして、開口152と重なる領域には、有機層120が形成されている。このため、発光部140は、開口152と重なる領域それぞれに位置していることになる。
開口154は、平面視で複数の第2電極130のそれぞれの一端側と重なる領域に位置している。また開口154は、開口152が構成するマトリクスの一辺に沿って配置されている。そしてこの一辺に沿う方向(例えば図1におけるY方向、すなわち第1電極110に沿う方向)で見た場合、開口154は、所定の間隔で配置されている。開口154からは、引出配線134の一部分が露出している。そして、引出配線134は、開口154を介して第2電極130に接続している。
そして、隔壁170の下地は、絶縁層150になっている。
本変形例に係る発光装置10の製造方法は、第1電極110を形成した後、隔壁170を形成する前に、絶縁層150を形成する点を除いて、実施形態に係る発光装置10の製造方法と同様である。絶縁層150が無機材料によって形成される場合、絶縁層150は、例えば気相成膜法を用いて形成される。開口152,154は、絶縁層150上にレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとして絶縁層150をエッチングすることにより、形成される。また絶縁層150が感光性の樹脂材料で形成される場合、絶縁層150は、例えば塗布法を用いて形成される。次いで、絶縁層150を露光及び現像することにより、開口152,154が形成される。
本変形例によっても、隔壁170は第2部分174を有しているため、隔壁170の下地である絶縁層150と隔壁170の密着性を高めることができる。特に絶縁層150を無機材料で形成した場合、有機材料である隔壁170と絶縁層150の密着性は低下しやすいが、本変形例によれば隔壁170が絶縁層150から剥離することを抑制できる。また、絶縁層150を無機材料で形成すると、絶縁層150を樹脂で形成した場合と比較して、絶縁層150からアウトガスが発生することを抑制できる。このため、発光装置10の耐久性は向上する。
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。
10 発光装置
100 基板
110 第1電極
120 有機層
130 第2電極
140 発光部
150 絶縁層
152 開口
154 開口
160 導体層
170 隔壁
172 第1部分
174 第2部分
175 凸部

Claims (5)

  1. 基板と、
    前記基板に形成され、第1の方向に並んでいる複数の第1電極と、
    前記基板に形成され、第1の方向とは異なる第2の方向に並んでおり、前記第1電極と交差している複数の第2電極と、
    前記第1電極と前記第2電極の間に位置する有機層と、
    前記複数の第2電極の間に位置している隔壁と、
    を備え、
    前記隔壁は、
    前記第1電極と重なる領域に位置する複数の第1部分と、
    前記複数の第1部分の間に位置する第2部分と、
    を有し、
    前記第2部分の平面形状は、前記第1部分の平面形状とは異なる発光装置。
  2. 請求項1に記載の発光装置において、
    前記第2の方向において、前記第2部分の幅は前記第1部分の幅よりも大きい発光装置。
  3. 請求項2に記載の発光装置において、
    前記第2部分の平面形状は略6角形であり、かつ前記略6角形の互いに対向する2辺が前記第1の方向に延びている発光装置。
  4. 請求項2又は3に記載の発光装置において、
    前記第2部分のうち最も太い部分の幅は、前記第1部分の幅の5倍以上である発光装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置において、
    厚さ方向において前記第1電極と前記第2電極の間に位置している絶縁層を備え、
    前記絶縁層は、前記第1電極と前記第2電極の交点と重なる領域に開口を有しており、
    前記有機層は前記開口内に位置しており、
    前記隔壁は前記絶縁層の上に形成されている発光装置。
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