特許 6640450 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6640450

(24)【登録日】2020年1月7日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/28 20060101AFI20200127BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20200127BHJP

   H05B 33/02 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/28

   H05B33/14 A

   H05B33/02

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-12803(P2015-12803)

(22)【出願日】2015年1月26日

(65)【公開番号】特開2016-139493(P2016-139493A)

(43)【公開日】2016年8月4日

【審査請求日】2017年11月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005016

【氏名又は名称】パイオニア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】岡田 健見

【審査官】 小久保 州洋

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／１５５３０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−３６３０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０３３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１２６２６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−０５４４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６９５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１３−００６５２１８（ＫＲ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０４１２１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−００２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１２６２６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１４６９０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／２８

Ｈ０１Ｌ ５１／５０ − ５１／５６

Ｈ０５Ｂ ３３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板に形成され、第１電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極の間に位置する有機層を有する発光部と、
前記第１電極に接しており、可視光を透過しない材料を含む複数の導電層と、
を備え、
前記第１電極は可視光を透過し、
前記導電層は、ドット状部及び第１の方向に延在しているストライプ状部と、を有し、
前記導電層の前記ストライプ状部のうち、少なくとも一組の隣り合う前記ストライプ状部の間隔が、他の一組の隣り合う前記ストライプ状部の間隔とは異なり、
前記導電層と重なる領域は非発光領域である発光装置。

【請求項2】

基板と、
前記基板に形成され、第１電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極の間に位置する有機層を有する発光部と、
前記第１電極に接しており、可視光を透過しない材料を含む複数の導電層と、
を備え、
前記第１電極は可視光を透過し、
前記導電層は、ドット状部及び第１の方向に延在しているストライプ状部と、を有し、
前記導電層の前記ストライプ状部のうち、少なくとも一組の隣り合う２つの前記ストライプ状部において、当該２つのストライプ状部の間隔が変化している部分を有し、
前記導電層と重なる領域は非発光領域である発光装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の発光装置において、
前記ドット状部の直径は、２００μｍ以上である発光装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置において、
少なくとも一つの前記導電層は、幅が変化している部分を有する発光装置。

【請求項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、
前記基板は少なくとも１層以上のバリア膜を持つ樹脂基板で形成される発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年は、発光装置などの光源として、有機ＥＬ素子を用いることが増えている。有機ＥＬ素子は、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。第１電極には、透光性の導電材料が用いられている。一般的に透光性の導電材料は金属と比較して抵抗が大きい。このため、第１電極には、金属材料からなる導電層（例えば補助電極）を部分的に設ける場合が多い。

【0003】

例えば特許文献１には、補助電極をフィボナッチ数列に相似または類似したパターンに配置することにより、外光反射時の色つきやモアレ縞を抑制できる、と記載されている。

【0004】

また特許文献２には、基板に薄膜を形成し、かつ薄膜に収縮等に起因したマイクロクラックを発生させたうえで、このマイクロクラックに導電性物質を充填することにより、網目状の導電層を形成することが記載されている。なお、特許文献２には、網目状の導電層をメッキ法により形成することもできる、と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−８４５３５号公報

【特許文献2】特開２００４−２２８０５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

有機ＥＬ素子を有する発光装置は、製造されてから時間がたつと、水分等に起因して、部分的に発光が弱くなる部分（非発光部）が発生することがある。特に樹脂基板を用いた場合は、バリア膜を用いてもピンホールの発生が避けられず、ピンホールからの水分侵入によってダークスポットと呼ばれる点状の非発光部が発生する。本発明が解決しようとする課題としては、この非発光部を目立たなくすることが一例として挙げられる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極の間に位置する有機層を有する発光部と、
前記第１電極に接しており、可視光を透過しない材料を含む複数の導電層と、
を備え、
前記第１電極は可視光を透過し、
前記導電層は、第１の方向に延在しており、かつ、少なくとも一組の隣り合う前記導電層の間隔は、他の一組の隣り合う前記導電層の間隔とは異なる発光装置である。

【0008】

請求項２に記載の発明は、基板と、
前記基板に形成され、第１電極、第２電極、及び前記第１電極と前記第２電極の間に位置する有機層を有する発光部と、
前記第１電極に接しており、可視光を透過しない材料を含む複数の導電層と、
を備え、
前記第１電極は可視光を透過し、
前記導電層は、第１の方向に延在しており、かつ、少なくとも一組の隣り合う２つの前記導電層は、当該２つの導電層の間隔が変化している部分を有する発光装置である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。

【図2】図１から第２電極を取り除いた図である。

【図3】図２から有機層及び絶縁層を取り除いた図である。

【図4】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図5】図３の変形例を示す平面図である。

【図6】図３の変形例を示す平面図である。

【図7】発光装置を基板の第２面側から見た図である。

【図8】変形例に係る発光装置における導電層のレイアウトを示す平面図である。

【図9】図８の変形例を示す平面図である。

【図10】図８の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

図１は、第１の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る。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。

【0012】

実施形態に係る発光装置１０は、基板１００、発光部１４０、及び複数の導電層１８０を備えている。発光部１４０は基板１００に形成されており、第１電極１１０、第２電極１３０、及び有機層１２０を有している。第１電極１１０は可視光を透過する。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。導電層１８０は第１電極１１０に接しており、可視光を透過しない。そして、導電層１８０は、第１の方向（図３におけるｙ方向）に延在している。また、少なくとも一組の隣り合う導電層１８０の間隔（例えば図３のｗ_１）は、他の一組の隣り合う導電層１８０の間隔（例えば図３のｗ_２）とは異なる。以下、詳細に説明する。

【0013】

発光装置１０がボトムエミッション型の発光装置である場合、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。一方、発光装置１０がトップエミッション型の発光装置である場合、基板１００は透光性を有していなくてもよい。また、基板１００は可撓性を有していてもよい。この場合、基板１００が湾曲した状態で発光装置１０を使用することができる。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。なお、この無機バリア膜と基板１００の間に、平坦化層（例えば有機層）が設けられていてもよい。

【0014】

基板１００の第１面１０２には、発光部１４０が設けられている。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。

【0015】

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（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。

【0016】

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。

【0017】

第２電極１３０は、可視光を透過しない材料、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。

【0018】

なお、上記した第１電極１１０及び第２電極１３０の材料は、発光装置１０がボトムエミッション型の場合である。発光装置１０がトップエミッション型の場合、第１電極１１０の材料と第２電極１３０の材料は逆になる。すなわち第１電極１１０の材料には上記した第２電極１３０の材料が用いられ、第２電極１３０の材料には上記した第１電極１１０の材料が用いられる。

【0019】

そして、図３に示すように、第１電極１１０と有機層１２０の間には、複数の導電層１８０が形成されている。導電層１８０は、補助電極として機能し、第１電極１１０よりも抵抗が低い材料、例えばＡｌなどの金属層を有している。導電層１８０を設けることにより、第１電極１１０の見かけ上の抵抗は低くなる。導体層１８０は多層構造を有していてもよい。この場合、導体層１８０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。

【0020】

導電層１８０の幅ｗ_３は、例えば２００μｍ以上である。このため、人がある程度発光装置１０に近づく（例えば後述する非発光部１４２を認識できる程度の距離、具体的には100ｃｍ以内）と、その人は、導電層１８０を視認することができる。

【0021】

本図に示す例において、複数の導電層１８０は、いずれも第１の方向（図中ｙ方向）に延在しており、かつ、第１の方向に交わる第２の方向（図中ｘ方向）に並んでいる。そして、隣り合う導電層１８０の間隔は一定ではない。このため、上記したように、少なくとも一組の隣り合う導電層１８０の間隔（例えば図３のｗ_１）は、他の一組の隣り合う導電層１８０の間隔（例えば図３のｗ_２）とは異なる。言い換えると、発光装置１０において、導電層１８０の間隔は複数存在する。上記した間隔は、３つ以上続けて互いに異なるのが好ましい。また、いずれの互いに隣り合う３つの導電層１８０を選択しても、上記したｗ_１とｗ_２は互いに異なるようにするのが好ましい。このようにすると、導電層１８０の間隔は不規則に見えるため、発光部１４０が発光しているときに生じる導電層１８０の影は、模様のようにみえる。

【0022】

また、図３に示す例では、一つの導電層１８０の幅は一定になっている。ただし、図５に示すように、少なくとも一つの導電層１８０は、幅が変化している部分を有してもよい。このようにすると、導電層１８０に起因して発光部１４０内に模様が浮かび上がる。従って、発光部１４０が発光しているときに生じる導電層１８０の影は、さらに模様のようにみえる。

【0023】

また、図６に示すように、発光装置１０は、さらに少なくとも一つのドット状の導電層１８０を有していてもよい。これは後述する非発光部１４２が同じくドット状に形成される場合が多いからである。また、ドット上の導電層１８０の少なくとも一つは、ストライプ状の導電層１８０と重なっていてもよい。ドット状の導電層１８０が形成される場合は、この導電層１８０の直径は、例えば、２００μｍ以上であるのが好ましい。非発光部１４２は大小様々な大きさで形成され人の目には視認できない大きさのものも存在するが、そのうち人の目に視認できる程度の大きさのものを目立たなくすればよいからである。

【0024】

なお、導電層１８０は、第１電極１１０と基板１００の間に形成されていてもよい。この場合、導電層１８０は、第１電極１１０のうち基板１００に対向する面に接している。

【0025】

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、第１電極１１０のうち発光部１４０となる領域を画定している。言い換えると、絶縁層１５０は発光部１４０を囲んでいる。そして絶縁層１５０の一部は、発光部１４０と第１端子１１２の間に位置している。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の発光領域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。絶縁層１５０は、絶縁層１５０となる塗布材料を塗布した後、この塗布材料を露光及び現像することにより、形成される。絶縁層１５０は導電層１８０の一部（例えばエッジ部分）を覆っていても良い。このようにすることで（通常用いる補助電極としての）導電層１８０のエッジ部分での短絡を防止する。

【0026】

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。

【0027】

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２端子１３２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。

【0028】

なお、図３、図５、及び図６に示した複数の導電層１８０は、第１端子１１２上で互いに繋がっていてもよい。

【0029】

さらに、発光装置１０は封止部材を有していてもよい。この封止部材は透光性を有しており、例えばガラス又は樹脂を用いて形成されている。封止部材は、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、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。

【0030】

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、マスクを用いたりウェットエッチングを用いるなどして、第１電極１１０を所定のパターンにする。この際、第１端子１１２及び第２端子１３２も形成される。

【0031】

次いで、第１電極１１０上に、導電層１８０を、例えばスパッタリング法を用いて形成する。この時、マスクを用いたりウェットエッチングを用いるなどして、導電層１８０を上記したパターンにする。

【0032】

次いで、第１電極１１０の縁の上に絶縁層１５０となる、塗布材料を塗布する。次いで、この塗布材料を硬化させる。これにより、絶縁層１５０は形成される。なお、絶縁層１５０が感光性の材料によって形成されている場合、絶縁層１５０となる塗布材料は、第１電極１１０の縁以外の領域にも塗布される。その後、露光工程及び現像工程が行われることにより、絶縁層１５０は、第１電極１１０の縁に形成される。

【0033】

次いで、有機層１２０を形成する。有機層１２０のうちインクジェット法などの塗布法で形成される層は、第１電極１１０のうち絶縁層１５０で囲まれた領域内に塗布材料を位置させることにより、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、封止部材を用いて発光部１４０を封止する。

【0034】

図７は、発光装置１０を基板１００の第２面１０４側から見た図である。発光装置１０を発光させているとき、上記したように、第２面１０４のうち導電層１８０が形成されている部分からは光が放射されない。このため、発光装置１０のうち導電層１８０が位置している部分には影が生じる。

【0035】

一方、有機層１２０は水分等に弱い。このため、発光装置１０が製造されてから時間がたつと、その発光装置１０の発光部１４０には、非発光部１４２が発生することがある。しかし本実施形態では、少なくとも一組の隣り合う導電層１８０の間隔（例えば図３のｗ_１）は、他の一組の隣り合う導電層１８０の間隔（例えば図３のｗ_２）とは異なる。このため、導電層１８０が等間隔で配置されている場合と比較して、非発光部１４２は、導電層１８０に起因した陰に紛れやすくなるため、目立たなくなる。

【0036】

特に、基板１００が樹脂を含む材料で形成されている場合、防湿のためのバリア膜を基板１００に設けても、このバリア膜にピンホールが生じることがあるため、発光部１４０への水分の侵入を完全に防ぐことは難しく、非発光部１４２の発生が顕著である。この場合においても、導電層１８０の幅を少なくとも２００μｍ以上にすることによって、非発光部１４２を目立たなくすることが出来る。また、導電層１８０は発光領域において間隔をおいて作成されるので、基板１００のフレキシブル性を損なうことがない。

【0037】

（変形例）
図８は、変形例に係る発光装置１０における導電層１８０のレイアウトを示す平面図である。本変形例に係る発光装置１０は、導電層１８０のレイアウトを除いて、実施形態に係る発光装置１０と同様の構成である。

【0038】

本変形例において、導電層１８０は模様を描いている。このため、少なくとも一組の隣り合う２つの導電層１８０は、当該２つの導電層１８０の間隔が変化している部分を有している。本図に示す例において、導電層１８０の間隔は、全ての場所で変化している。

【0039】

なお、図８に示す例において、導電層１８０はスイカの皮に近い模様を有している。ただし、導電層１８０は、図９に示すようにシマウマのような模様を有していてもよいし、図１０に示すように木目調の模様を有していてもよい。

【0040】

本変形例によっても、導電層１８０は模様を描いているため、実施形態と同様の理由により、非発光部１４２は目立たない。

【0041】

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。

【符号の説明】

【0042】

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
１８０ 導電層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】