JP6522311B2

JP6522311B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP6522311B2
Application number: JP2014212961A
Authority: JP
Inventors: 結城　敏尚; 敏尚結城
Original assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Current assignee: Tohoku Pioneer Corp; Pioneer Corp
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: JP2016082101A

Description

本発明は、発光装置に関する。

近年は有機ＥＬを利用し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。そして、一般的には第１電極には透明材料が用いられており、第２電極には金属材料が用いられている。

有機ＥＬを利用した発光装置の一つに、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１の技術は、有機ＥＬを利用した表示装置に光透過性（シースルー）を持たせるために、第２電極を画素の一部にのみ設けている。このような構造において、複数の第２電極の間に位置する領域は光を透過させるため、表示装置は光透過性を有することができる。なお、特許文献１に記載の技術において、複数の第２電極の間には、画素を画定するために、透光性の絶縁層が形成されている。特許文献１において、この絶縁層の材料として、酸化シリコンなどの無機材料や、アクリル樹脂などの樹脂材料が例示されている。

特開２０１１−２３３３６号公報

発光層となる有機層が発光部以外の領域にも形成されている場合、この領域に位置する有機層に外光が入射すると、この外光が有機層で吸収されてフォトルミネッセンスが生じることがある。この場合、表示装置の光透過性が低下してしまう。

本発明が解決しようとする課題としては、有機層を発光部以外の領域にも形成する場合において、発光部以外の領域に位置する有機層においてフォトルミネッセンスが生じ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、透光性の基板と、
第１電極、第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層、とを有し、且、前記基板の第１面に形成される発光部と、
を備え、
前記有機層は前記第１電極上の領域と前記第１電極の周囲に位置する部分とにわたって連続して形成されており、前記有機層の光の吸収領域のピークが４８０ｎｍ〜５８０ｎｍにない発光装置である。

請求項３に記載の発明は、透光性を有しており、かつ第１波長以下の光の光線透過率が２０％以下である基板と、
第１電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層とを有し、且、前記基板の第１面に形成される発光部と、
を備え、
前記有機層は前記第１電極上の領域と前記第１電極の周囲に位置する部分とにわたって連続して形成されており、前記有機層の光の吸収領域のピーク波長が前記第１波長以下である発光装置である。

請求項８に記載の発明は、透光性の基板と、
第１電極、第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層とを有し、且、前記基板の第１面に形成される発光部と、
を備え、
前記有機層は前記第１電極と前記第２電極の間の領域にのみ形成されており、前記有機層の発光層を構成する発光体は、少なくとも燐光材料を含む発光装置である。

請求項９に記載の発明は、透光性の基板と、
第１電極、第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層とを有し、且、前記基板の第１面に形成される発光部と、
を備え、
前記有機層は前記第１電極と前記第２電極の間の領域にのみ形成されており、前記有機層の発光層を構成する発光体は、燐光材料である発光装置である。

実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。実施例１に係る発光装置の構成を示す断面図である。実施例２に係る発光装置の断面図である。図３に示した発光装置の平面図である。

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、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、例えば照明装置または表示装置であり、基板１００及び発光部１４０を備えている。発光部１４０は基板１００の第１面に形成されており、第１電極１１０、第２電極１３０、及び有機層１２０を備えている。第２電極１３０は第１電極１１０を覆っている。有機層１２０は第１電極１１０と第２電極１３０の間に位置している。有機層１２０は、第１電極１１０と重なる領域から、第１電極１１０の周囲に位置する部分にわたって連続して形成されている。そして、有機層１２０の光の吸収領域のピークは、４８０ｎｍ〜６００ｎｍにない。具体的には、有機層１２０は、燐光材料を含んでいる。さらに詳細には、有機層１２０の発光層を構成する発光体は、一部、もしくは全てが、正孔と電子の再結合エネルギーにより励起し、燐光発光を主体とする燐光材料によって形成されている。以下、詳細に説明する。

基板１００は、例えばガラス基板や樹脂基板などの可視光に対して透光性を有する基板である。基板１００がガラス基板である場合、基板１００は、酸化ナトリウム、酸化カルシウム、及び酸化シリコンを合計で８０重量％以上含んでいる。このようにすると、第１波長以下（例えば４００ｎｍ以下）における基板１００の光線透過率を低く（例えば２０％以下）にすることができる。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や円形である。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のが好ましい。

基板１００の一面には、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。発光装置１０が照明装置の場合、複数の発光部１４０はライン状に延在している。一方、発光装置１０が表示装置の場合、複数の発光部１４０はマトリクスを構成するように配置されているか、セグメントを構成したり所定の形状を表示するように（例えばアイコンを表示するように）なっていてもよい。そして複数の発光部１４０は、画素別に形成されている。

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。

有機層１２０の発光層を構成する発光体は、一部もしくは全てが燐光材料を用いて形成されている。このようにすると、有機層１２０の光の吸収領域のピークが４８０ｎｍ〜５８０ｎｍより小さくなる。このピークは、例えば４００ｎｍ以下に位置している。また、有機層１２０におけるフォトルミネッセンスにおける発光スペクトルのピーク波長は、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長域から外れる。ここで、基板１００の説明において記載した第１波長が、有機層１２０の光の吸収領域のピーク波長より大きくなるように、基板１００を構成する。このようにすると、有機層１２０において、外光に起因してフォトルミネッセンスは生じにくくなる。

そして、有機層１２０は、第１電極１１０上、及び基板１００のうち少なくとも第１電極１１０の周囲に位置する領域のそれぞれに、連続して形成されている。

第２電極１３０は、例えば、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。本図に示す例において、発光装置１０は第１電極１１０よりも幅が広くなっている。このため、基板１００に垂直な方向から見た場合において、幅方向において第１電極１１０の全体が第２電極１３０によって重なっており、また覆われている。

第１電極１１０の縁は、絶縁膜１５０によって覆われている。絶縁膜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。第２電極１３０の幅方向の縁は、絶縁膜１５０上に位置している。言い換えると、基板１００に垂直な方向から見た場合において、絶縁膜１５０の一部は第２電極１３０から食み出ている。また本図に示す例において、有機層１２０は絶縁膜１５０の上及び側面にも形成されている。

基板１００の第１面には、複数の発光部１４０が互いに離間して形成されている。そして、発光装置１０は第１領域１０２及び第２領域１０４を有している。第１領域１０２は、複数の発光部１４０の間の領域のうち有機層１２０を含んでいて絶縁膜１５０を含まない領域である。第２領域１０４は、複数の発光部１４０の間の領域のうち有機層１２０及び絶縁膜１５０を含む領域である。第１領域１０２の面積は１０４の面積よりも大きい。断面図においては、第１領域１０２の幅は第２領域１０４の幅よりも大きい。

そして本図に示す例において、発光装置１０は、さらに第３領域１０６を有している。第３領域１０６は、複数の発光部１４０の間の領域のうち有機層１２０及び絶縁膜１５０を含んでおり、かつ第２電極１３０と重なっている領域である。

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。次いで、第１電極１１０を、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。次いで、第１電極１１０の縁の上に絶縁膜１５０を形成する。例えば絶縁膜１５０が感光性の樹脂で形成されている場合、絶縁膜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及び第２電極１３０をこの順に形成する。有機層１２０が蒸着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。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。

本実施形態において、第１領域１０２の光線透過率は第２領域１０４の光線透過率よりも高い。そして、第１領域１０２の面積は第２領域１０４の面積よりも大きい。このため、発光装置１０は、一定以上の光透過性を有する。

そして本実施形態では、有機層１２０を構成する発光層は燐光材料を含んでおり、蛍光材料を含んでいない。このようにすると、有機層１２０における光の吸収領域のピーク波長は、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長域から外れる。一方、発光装置１０は可視光を発光する装置であり、基板１００等の材料は、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長域において透光性が高くなるように設計されている。このため、有機層１２０においてフォトルミネッセンスは生じにくくなる。従って、発光装置１０の光透過性が低下することを抑制できる。さらに有機層１２０におけるフォトルミネッセンスの発光スペクトルのピーク波長は４８０ｎｍ〜５８０ｎｍの外側に位置している。従って、有機層１２０においてフォトルミネッセンスが生じても、フォトルミネッセンスによる光を人は視認しにくい。従って、発光装置１０の光透過性が低下することをさらに抑制できる。

（実施例１）
図２は、実施例１に係る発光装置１０の構成を示す断面図である。本実施例に係る発光装置１０は、導電部１７０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。

導電部１７０は、例えば第１電極１１０の補助電極であり、第１電極１１０に接触している。導電部１７０は第１電極１１０よりも抵抗値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。導電部１７０は、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。

そして導電部１７０は、絶縁膜１５０によって覆われている。このため、導電部１７０が絶縁膜１５０に短絡することを抑制できる。

導電部１７０を形成するタイミングは、第１電極１１０を形成した後、絶縁膜１５０を形成する前である。導電部１７０は、例えば以下のようにして形成される。まず、導電部１７０となる導電層を、例えばスパッタリング法などの成膜法を用いてこの順に形成する。次いで、この導電層上にレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして導電層をエッチング（例えばウェットエッチング）する。これにより、導電部１７０は形成される。

本実施例によっても、実施形態と同様に、発光装置１０の光透過性が低下することを抑制できる。また、第１電極１１０上に導電部１７０を形成しているため、第１電極１１０の抵抗値を小さくすることができる。

（実施例２）
図３は、実施例２に係る発光装置１０の断面図である。図４は、図３に示した発光装置１０の平面図である。図３は、図４のＡ−Ａ断面に対応している。本実施例に係る発光装置１０は、複数の発光部１４０を備えている点を除いて、実施形態又は実施例１に係る発光装置１０のいずれかと同様の構成である。

詳細には、発光装置１０は照明装置であり、複数の線状の発光部１４０を有している。これら複数の発光部１４０は、基板１００の第１面に互いに離れて配置されている。詳細には、複数の発光部１４０は線状かつ同一方向に延在している。そして有機層１２０は、基板１００の第１面のうち、複数の発光部１４０の間に位置する領域にも形成されている。言い換えると、有機層１２０は、複数の発光部１４０及びこれらの間の領域に連続して形成されている。

本実施例によっても、実施形態と同様に、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、有機層１２０は、複数の発光部１４０及びこれらの間の領域に連続して形成されているため、有機層１２０を形成するときに、細かなパターンを有するマスクを用いる必要がない。従って、発光装置１０を製造するときのコストを低くすることができる。

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
１０２第１領域
１０４第２領域
１１０第１電極
１２０有機層
１３０第２電極
１４０発光部
１５０絶縁膜
１７０導電部

Claims

透光性を有しており、かつ第１波長以下の光の光線透過率が２０％以下である基板と、
第１電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極との間に位置する有機層とを有し、且、前記基板の第１面に位置する発光部と、
前記発光部を囲む絶縁膜と、
を備え、
前記基板の第１面は、前記発光部及び前記絶縁膜を含まず前記有機層を含む第１領域と、前記発光部を含まず前記絶縁膜及び前記有機層を含む第２領域を有し、
前記有機層は前記第１電極上の領域、前記第１領域、及び前記第２領域にわたって連続して位置しており、前記有機層の光の吸収領域のピーク波長が前記第１波長以下である発光装置。
請求項１に記載の発光装置において、
前記第１波長は４００ｎｍである発光装置。
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記有機層の発光層を構成する発光体は、少なくとも燐光材料を含む発光装置。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記有機層の発光層を構成する発光体は、燐光材料である発光装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記基板は酸化ナトリウム、酸化カルシウム、及び酸化シリコンを合計で８０重量％以上含む発光装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第1面には、複数の前記発光部が互いに離間して位置しており、前記第１領域及び前記第２領域は前記複数の発光部の間に位置している発光装置。