JP6450124B2

JP6450124B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6450124B2
Application number: JP2014195468A
Authority: JP
Inventors: 昌希村形
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: JP2016066737A

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は有機ＥＬを用いた発光装置の開発が進んでいる。この発光装置は、照明装置や表示装置として使用されており、第１電極と第２電極の間に有機層を挟んだ構成を有している。発光装置における発光色は、主に有機層の材料によって決まる。

特許文献１には、発光装置の一つの画素において、２つの発光層が形成されていることが記載されている。具体的には、この画素は、３つの領域を有している。第１の領域には第１発光層が形成されており、第２の領域には第２発光層が形成されている。また、第３の領域は、第１の領域と第２の領域の間に位置している。第３の領域において、第１発光層と第２発光層は重なっている。第１発光層及び第２発光層は、互いに異なる色を発光する。そして、第１発光層及び第２発光層は、共通の第１電極及び第２電極に挟まれているため、同じタイミングで発光する。

国際公開第２００７／０８６１３７号

本発明者は、新規な構造で予め定められた形状を表示できるようにすることを検討した。本発明が解決しようとする課題としては、予め定められた形状を表示できる新規な構造を有する発光装置を提供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、第１電極と、
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、
を備え、
前記有機層は、第１領域と、前記第１領域とは厚さが異なる第２領域とを有し、
前記第１領域から発光した光と前記第２領域から発光した光は、色及び輝度の少なくとも一方が互いに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電極を取り除いた図である。図２から有機層及び絶縁層を取り除いた図である。図１のＡ−Ａ断面図である。発光装置を基板の第２面から見た図である。図５の変形例を示す平面図である。有機層の構造の詳細を示す断面図である。図７の変形例を示す断面図である。

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、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を取り除いた図であり、図３は、図２から有機層１２０及び絶縁層１５０を取り除いた図である。図４は、図１のＡ−Ａ断面図である。本実施形態に係る発光装置１０は、第１電極１１０、第２電極１３０、及び有機層１２０を備えている。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、第１領域１２２及び第２領域１２４を備えている。第２領域１２４は第１領域１２２と膜厚が異なる。そして、第１領域１２２から発光した光と第２領域１２４から発光した光は、色及び輝度の少なくとも一方が互いに異なる。第２領域１２４の平面形状はあらかじめ定められた形状（例えば図形や文字など）になっている。以下、詳細に説明する。

発光装置１０は、基板１００を用いて形成されている。基板１００は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透光性を有する基板である。基板１００は可撓性を有していてもよい。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。基板１００は、例えば矩形などの多角形である。基板１００が樹脂基板である場合、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が樹脂基板である場合、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_ｘやＳｉＯＮなどの無機バリア膜が形成されている。

基板１００の第１面１０２には、発光部１４０が形成されている。発光部１４０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。透明電極の材料は、金属を含む材料、例えば、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｕｎｇｓｔｅｎＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）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、及び電子注入層をこの順に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。

本図に示す例において、有機層１２０は、第１領域１２２及び第２領域１２４を有している。第１領域１２２と第２領域１２４は、互いに厚さが異なる。この膜厚の差は、例えば発光層の厚さが異なることによって生じている。図４に示す例では、第１領域１２２は、第２領域１２４よりも厚くなっている。このため、発光部１４０のうち第１領域１２２と重なる領域（後述する第１領域１４２）は、発光部１４０のうち第２領域１２４と重なる領域（後述する第２領域１４４）とは色及び輝度の少なくとも一方が異なる。

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。なお、上記した第１領域１２２及び第２領域１２４は、いずれも同一の第１電極１１０及び第２電極１３０の間に位置している。このため、第１領域１２２及び第２領域１２４は、同じタイミングで発光する。

第１電極１１０の縁は、絶縁層１５０によって覆われている。絶縁層１５０は例えばポリイミドなどの感光性の樹脂材料によって形成されており、第１電極１１０のうち発光部１４０となる部分を囲んでいる。絶縁層１５０を設けることにより、第１電極１１０の縁において第１電極１１０と第２電極１３０が短絡することを抑制できる。

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は第１電極１１０に接続しており、第２端子１３２は第２電極１３０に接続している。第１端子１１２及び第２端子１３２は、例えば、第１電極１１０と同一の材料で形成された層を有している。また、第１端子１１２及び第２端子１３２の少なくとも一つの少なくとも一部は、この層の上に、第１電極１１０よりも低抵抗な金属膜を有していてもよい。第１端子１１２及び第２端子１３２のうち第１電極１１０と同一の材料で形成された層は、第１電極１１０と同一工程で形成されている。このため、第１電極１１０は、第１端子１１２の少なくとも一部の層と一体になっている。なお、第１端子１１２と第１電極１１０の間には引出配線が設けられていてもよい。また、第２端子１３２と第２電極１３０の間にも引出配線が設けられていてもよい。

第１端子１１２には、ボンディングワイヤ又はリード端子などの導電部材を介して制御回路の正極端子が接続され、第１引出配線１１４には、ボンディングワイヤ又はリード端子などの導電部材を介して制御回路の負極端子が接続される。

なお、第１電極１１０のうち絶縁層１５０で覆われている領域には、導電部（例えば補助電極）が形成されていてもよい。この導電部は、第１電極１１０よりも抵抗が低い材料によって形成されており、例えば少なくとも一つの金属層を用いて形成されている。この導電部が形成されると、第１電極１１０の見かけ上の抵抗は低くなる。なお、この導電部と同一工程で、第１端子１１２及び第２端子１３２のうち上記した金属層が形成されてもよい。

また、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、例えば基板１００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）の縁の全周を折り曲げ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ＡＬＤ法で形成された膜又はＣＶＤ法で形成された膜であってもよい。

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、例えば封止部材のうち基板１００に対向する面に配置されている。

図５は、発光装置１０を基板１００の第２面１０４から見た図である。発光部１４０からの光は、第１電極１１０及び基板１００を介して、第２面１０４から外部に放射される。上記したように、発光部１４０の有機層１２０は、第１領域１２２及び第２領域１２４を有している。このため、発光部１４０において、第１領域１２２に対応する第１領域１４２、及び第２領域１２４に対応する第２領域１４４は、輝度及び色の少なくとも一方が互いに異なる。このため、発光装置１０のユーザは、第１領域１４２の形状、すなわち第１領域１２２の形状（例えば図形や文字）を認識することができる。

なお、第１領域１４２及び第２領域１４４のうち輝度が大きいほうの面積が、輝度が小さいほうの面積よりも大きくなるようにするのが好ましい。このようにすると、発光装置１０を照明装置として使用する場合、発光装置１０を明るくすることができる。例えば、図５に示す例では、第１領域１２２（第１領域１４２の面積）を第２領域１２４（第２領域１４４）の面積よりも小さくしている。ただし、図６に示すように、相対的に厚い第１領域１２２の面積を、相対的に薄い第２領域１２４の面積よりも大きくしてもよい。図６の例では、第２領域１２４を表示すべき形状（図形や文字）にすることにより、第１領域１２２の面積を第２領域１２４の面積よりも大きくしている。

図７は、有機層１２０の構造の詳細を示す断面図であり、図４の点線αで囲んだ領域を拡大した図になっている。有機層１２０は、第１キャリア注入層２００、発光層である第１層２１２及び第２層２１４、並びに第２キャリア注入層２２０を有している。第１キャリア注入層２００は、例えば正孔注入層であり、第１電極１１０上に形成されている。第１層２１２は第１キャリア注入層２００上に形成されている。第１キャリア注入層２００及び第１層２１２は、いずれも発光部１４０の全面に形成されている。これに対して、第２層２１４は、第１層２１２のうち発光部１４０の第１領域１４２となる領域にのみ形成されている。また、第２キャリア注入層２２０は、例えば電子注入層であり、第１層２１２及び第２層２１４の上に形成されている。第２キャリア注入層２２０も、発光部１４０の全面に形成されている。

第１層２１２は、第２層２１４と同一の材料で形成されていてもよいし、第２層２１４と異なる材料で形成されていてもよい。ここで、相対的に短波長の光を発光する層から出た光は、バンドギャップの大小関係から、相対的に長波長の光を発光する層に吸収されやすい。これに対して、相対的に長波長の光を発光する層から出た光は、相対的に短波長の光を発光する層には吸収されにくい。このため、相対的に短波長の光を発光する層を下側の第１層２１２として、相対的に長波長の光を発光する層を上側の第２層２１４とすると、逆の場合と比較して、発光部１４０から取り出される光量を増やすことができる。

ここで、第１領域１２２の端部は、第１領域１４２の端において傾斜部を有している。傾斜部において第２層２１４の膜厚は、第２層２１４の端に近づくにつれて薄くなっている。このように第１領域１２２の端部に傾斜部を設けると、第１領域１４２と第２領域１４４の境界を明確にでき、また、この境界に色味をつけることもできる。

なお、第１キャリア注入層２００と第１層２１２の間に他の有機層が存在していてもよいし、第２キャリア注入層２２０と第１層２１２（又は第２層２１４）の間に他の有機層が存在していてもよい。

また、図８に示すように、第１層２１２が発光部１４０のうち第１領域１４２となる領域にのみ形成されていてもよい。この場合、第２層２１４は発光部１４０の全面に形成される。

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を用いて形成する。この時、マスクを用いるなどして、第１電極１１０を所定のパターンにする。次いで、第１電極１１０の縁の上に絶縁層１５０を形成する。例えば絶縁層１５０が感光性の樹脂で形成されている場合、絶縁層１５０は、露光及び現像工程を経ることにより、所定のパターンに形成される。

次いで、有機層１２０を形成する。有機層１２０が蒸着法やインクジェット法以外の塗布法で形成される層を含む場合、この層は、例えばマスクを用いるなどして所定のパターンに形成される。このとき、図７に示した例では、第２層２１４は、発光部１４０のうち第１領域１４２にのみ形成される。また、有機層１２０がインクジェット法で形成される層を含む場合、第２層２１４は、発光部１４０のうち第１領域１４２にのみ塗布される。また、図８に示した例では、第１層２１２は、発光部１４０のうち第１領域１４２にのみ形成される。

次いで、第２電極１３０を形成する。第２電極１３０も、例えばマスクを用いるなどして所定のパターンに形成される。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、有機層１２０は、第１領域１２２と、第１領域１２２と膜厚が異なる第２領域１２４とを有している。発光部１４０において、第１領域１２２に対応する第１領域１４２、及び第２領域１２４に対応する第２領域１４４は、輝度及び色の少なくとも一方が互いに異なる。このため、発光装置１０のユーザは、第１領域１２２の形状（例えば図形や文字）を第１領域１４２として認識することができる。言い換えると、発光装置１０は、第１領域１４２の形状（又は第２領域１４４の形状）を表示することができる。

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。

１０発光装置
１００基板
１１０第１電極
１２０有機層
１２２第１領域
１２４第２領域
１３０第２電極
１４０発光部
１４２第１領域
１４４第２領域
２１２第１層
２１４第２層

Claims

第１電極と、
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、
を備え、
前記有機層は、第１領域と、前記第１領域とは厚さが異なる第２領域とを有し、
前記第１領域から発光した光と前記第２領域から発光した光は、色及び輝度の少なくとも一方が互いに異なり、
前記第１領域の平面形状は、図形及び文字の少なくとも一方である発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記有機層は、
前記第１領域及び前記第２領域の双方に形成された第１層と、
前記第１領域に形成されていて前記第２領域に形成されていない第２層と、
を有する発光装置。
請求項２に記載の発光装置において、
前記第２層の端部は前記第１領域の端において傾斜部を有している発光装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第１領域は前記第２領域よりも輝度が大きく、
前記第１領域の面積は前記第２領域の面積よりも大きい発光装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記有機層は発光層を有しており、
前記第１領域の前記発光層の厚さは、前記第２領域の前記発光層の厚さと異なる発光装置。