(57)【要約】【課題】第１無機層、樹脂材料を含む中間層及び第２無機層を含む封止構造による封止能力の高い信頼性を実現する。【解決手段】発光部１４２は、基板１００上に設けられ、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０の積層構造からなっている。有機層１２０は、発光層（ＥＭＬ）を含んでいる。第１無機層２１０は、発光部１４２を覆っている。中間層２２０は、樹脂材料を含んでおり、第１無機層２１０を覆っている。第２無機層２３０は、中間層２２０を覆っている。第１無機層２１０の厚さは、１５ｎｍ超２４５ｎｍ未満である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられ、第１電極、発光層を含む有機層及び第２電極の積層構造からなる発光部と、
前記発光部を覆う第１無機層と、
前記第１無機層を覆い、樹脂材料を含む中間層と、
前記中間層を覆う第２無機層と、
を備え、
前記第１無機層の厚さは、１５ｎｍ超２４５ｎｍ未満である発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置において、
前記第１無機層は、前記発光部に接している発光装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光装置において、
前記第１無機層の厚さは、３５ｎｍ超である発光装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記中間層の厚さは、６μｍ超である発光装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第１無機層及び前記第２無機層は、ＡＬＤ膜である発光装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項に記載の発光装置において、
前記第２無機層は、前記中間層の端部を覆い、かつ前記中間層の端部の外側で前記第１無機層と接している発光装置。
【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、発光装置として有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が開発されている。ＯＬＥＤは、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）により光を発する有機層を有している。有機層は、一部の物質、例えば、水分又は酸素によって劣化するおそれがある。有機層の劣化を防ぐため、発光部、すなわち有機層を封止することがある。
【０００３】
特許文献１には、発光部を封止する方法について記載されている。この方法では、発光部をＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって堆積された第１バリア層によって覆う。次いで、第１バリア層をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって堆積された有機材料によって覆う。次いで、有機材料を異方性エッチングによってエッチングする。次いで、有機材料をＡＬＤによって形成された第２バリア層によって覆う。第１バリア層がパーティクルを覆う場合、パーティクルにより生じる凹凸によって、異方性エッチングでは、パーティクルの近傍にのみ有機材料が残り、残りの領域の有機材料が除去されるように有機材料がエッチングされる。有機材料によってパーティクルの移動を抑制し、パーティクルの移動による第１バリア層のダメージを抑えることができる。
【０００４】
特許文献２にも、発光部を封止する方法について記載されている。この方法では、ＡＬＤによって堆積された無機層及び蒸着重合によって堆積された有機層を発光部上に交互に積層している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７６７１７号公報
【特許文献２】特開２０１７−１０７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、発光部を、第１無機層、樹脂材料を含む中間層及び第２無機層を含む封止構造によって封止することを検討した。特に、本発明者は、この封止構造による封止能力の高い信頼性を実現することを検討した。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題としては、第１無機層、樹脂材料を含む中間層及び第２無機層を含む封止構造による封止能力の高い信頼性を実現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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、
基板上に設けられ、第１電極、発光層を含む有機層及び第２電極の積層構造からなる発光部と、
前記発光部を覆う第１無機層と、
前記第１無機層を覆い、樹脂材料を含む中間層と、
前記中間層を覆う第２無機層と、
を備え、
前記第１無機層の厚さは、１５ｎｍ超２４５ｎｍ未満である発光装置である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る発光装置を説明するための平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【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、実施形態に係る発光装置１０を説明するための平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
図２を用いて、発光装置１０の概要について説明する。発光装置１０は、発光部１４２、第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０を備えている。発光部１４２は、基板１００上に設けられ、第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０の積層構造からなっている。有機層１２０は、発光層（ＥＭＬ）を含んでいる。第１無機層２１０は、発光部１４２を覆っている。中間層２２０は、樹脂材料を含んでおり、第１無機層２１０を覆っている。第２無機層２３０は、中間層２２０を覆っている。
【００１３】
第１無機層２１０の厚さは、１５ｎｍ超２４５ｎｍ未満である。表１を用いて後述するように、本発明者は、第１無機層２１０の厚さが厚すぎても薄すぎても、封止構造に不良が生じ得ることを見出した。特に、本発明者は、第１無機層２１０の厚さが上述の範囲にあるとき、封止構造による封止能力の高い信頼性が実現されることを見出した。
【００１４】
第１無機層２１０の厚さは、３５ｎｍ超であることがより好ましい。表１を用いて後述するように、本発明者は、第１無機層２１０の厚さが上述の範囲にあるとき、封止構造による封止能力のさらに高い信頼性が実現されることを見出した。
【００１５】
中間層２２０の厚さは、６μｍ超であることが好ましい。表１を用いて後述するように、本発明者は、中間層２２０の厚さが上述の範囲にあるとき、封止構造による封止能力のさらに高い信頼性が実現されることを見出した。
【００１６】
図２に示す例では、第１無機層２１０は、発光部１４２に接している。つまり、第１無機層２１０と発光部１４２の間には、他の層が設けられていない。表１を用いて後述するように、本発明者は、第１無機層２１０が発光部１４２に接していると、封止構造による封止能力のさらに高い信頼性が実現されることを見出した。
【００１７】
図１を用いて、発光装置１０の平面レイアウトについて説明する。
【００１８】
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、複数の絶縁層１５０、第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０を備えている。
【００１９】
各第１電極１１０及び各第２電極１３０は、一方向に延伸しており、互いに重なっている。複数の第１電極１１０及び複数の第２電極１３０は、当該一方向に直交する方向に沿って並んでいる。
【００２０】
各絶縁層１５０は、各第１電極１１０及び各第２電極１３０と重なっており、開口１５２を有している。絶縁層１５０は、開口１５２によって発光部１４２を画定している。各発光部１４２は、上述した一方向に延伸しており、複数の発光部１４２は、当該一方向に直交する方向に沿って並んでいる。このようにして、複数の発光部１４２は、ストライプ状に並んでいる。
【００２１】
発光装置１０は、隣り合う発光部１４２の間に透光部１４４を有している。透光部１４４は、遮光部材、特に図１に示す例では第２電極１３０と重なっていない。したがって、発光装置１０の外部からの光は、透光部１４４を透過することができる。このようにして、発光装置１０は、透光性を有している。つまり、発光装置１０を挟んで向こう側が見えるようになっている。
【００２２】
第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０は、複数の発光部１４２を封止している。中間層２２０は、複数の発光部１４２を覆っている。第１無機層２１０の端部及び第２無機層２３０の端部は、中間層２２０の端部よりも外側に位置している。したがって、図２を用いて後述するように、第１無機層２１０と第２無機層２３０は、中間層２２０の端部の外側に互いに接することができる。
【００２３】
図２を用いて、発光装置１０の断面構造について説明する。
【００２４】
発光装置１０は、基板１００、第１電極１１０、有機層１２０、第２電極１３０、絶縁層１５０、第１無機層２１０、中間層２２０、第２無機層２３０及び保護層３００を備えている。
【００２５】
基板１００は、第１面１０２及び第２面１０４を有している。第１電極１１０、有機層１２０、第２電極１３０、絶縁層１５０、第１無機層２１０、中間層２２０、第２無機層２３０及び保護層３００は、基板１００の第１面１０２側に位置している。基板１００の第２面１０４は、基板１００の第１面１０２の反対側にある。
【００２６】
発光装置１０は、発光部１４２を有している。発光部１４２は、絶縁層１５０の開口１５２によって画定されており、絶縁層１５０の開口１５２内において積層された第１電極１１０、有機層１２０及び第２電極１３０を有している。
【００２７】
図２に示す例において、発光装置１０は、ボトムエミッションである。したがって、有機層１２０から発せられた光は、第１電極１１０及び基板１００を透過して発光装置１０の外部へ出射される。このため、第１電極１１０は、透光性を有する必要があり、したがって、透明導電材料を含む必要があり、第２電極１３０は、遮光性、特に光反射性を有する必要があり、したがって、光反射性導電材料を含む必要がある。
【００２８】
透明導電材料は、例えば、金属酸化物（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＷＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｕｎｇｓｔｅｎ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）又はＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ））、カーボンナノチューブ又はＰＥＤＯＴ／ＰＳＳとすることができる。
【００２９】
光反射性導電材料は、例えば、金属、特に、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｚｎ及びＩｎからなる群の中から選択される金属又はこの群から選択される金属の合金とすることができる。
【００３０】
他の例において、発光装置１０は、トップエミッションであってもよい。この例において、有機層１２０から発せられた光は、第２電極１３０、第１無機層２１０、中間層２２０、第２無機層２３０及び保護層３００を透過して発光装置１０の外部へ出射される。
【００３１】
有機層１２０は、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、発光層（ＥＭＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）及び電子注入層（ＥＩＬ）を含むようにすることができる。この例では、ＨＩＬ及びＨＴＬを介してＥＭＬに注入された正孔とＥＩＬ及びＥＴＬを介してＥＭＬに注入された電子がＥＭＬにおいて再結合して光が発せられる。
【００３２】
第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０は、発光部１４２を封止するために設けられている。第１無機層２１０及び第２無機層２３０は、発光部１４２、特に有機層１２０を劣化させ得る物質（例えば、水分又は酸素）を遮断するバリア層として機能している。中間層２２０は、第１無機層２１０と第２無機層２３０の間の中間層として機能している。
【００３３】
中間層２２０によって、第１無機層２１０に覆われた異物を固定することができる。具体的には、基板１００の第１面１０２上に異物がある状態で第１無機層２１０を形成すると、第１無機層２１０が異物を覆うようになる。異物に物理的な力（例えば、振動）が加わると、第１無機層２１０に覆われた異物が移動して第１無機層２１０を破ることがある。このような破れは、第１無機層２１０の封止能力を劣化させる。本実施形態では、第１無機層２１０に覆われた異物の移動を防ぐため、中間層２２０が設けられている。
【００３４】
第１無機層２１０及び第２無機層２３０によって、有機層１２０を劣化させ得る物質（例えば、水分又は酸素）が中間層２２０を伝搬することを防ぐことができる。具体的には、中間層２２０の底面は、第１無機層２１０によって覆われており、中間層２２０の上面及び側面は、第２無機層２３０によって覆われている。したがって、中間層２２０のいずれの部分も、第１無機層２１０及び第２無機層２３０の外側の環境に曝されていない。さらに、第２無機層２３０は、中間層２２０の端部を覆い、かつ中間層２２０の端部の外側で第１無機層２１０と接している。したがって、有機層１２０を劣化させ得る物質（例えば、水分又は酸素）が第１無機層２１０と第２無機層２３０の間から入り込むことを防ぐことができる。このようにして、有機層１２０を劣化させ得る物質（例えば、水分又は酸素）が中間層２２０を伝搬することを防ぐことができる。
【００３５】
第１無機層２１０は、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）膜である。第１無機層２１０は、ＡＬＤによって形成された一又は複数の無機層を含んでいる。ＡＬＤ膜は、段差被覆性に優れている。したがって、第１無機層２１０は、基板１００の第１面１０２上の凹凸（例えば、発光部１４２又は絶縁層１５０）の形状に沿って形成されている。特に図２に示す例において、第１無機層２１０は、第２電極１３０、絶縁層１５０及び基板１００の第１面１０２に接している。
【００３６】
中間層２２０は、樹脂材料、例えばポリイミドを含んでいる。中間層２２０は、例えば、塗布膜とすることができる。つまり、中間層２２０は、中間層２２０を構成する溶液を塗布し、この溶液を塗布して形成することができる。
【００３７】
第２無機層２３０は、第１無機層２１０と同様にして、ＡＬＤ膜である。第１無機層２１０は、ＡＬＤによって形成された一又は複数の無機層を含んでいる。
【００３８】
保護層３００は、第１無機層２１０及び第２無機層２３０を保護するために設けられている。保護層３００は、第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０を覆っている。保護層３００は、例えば、樹脂材料を含むようにすることができる。
【００３９】
次に、図２を用いて、発光装置１０の製造方法について説明する。
【００４０】
基板１００の第１面１０２上に第１電極１１０を形成する。一例において、第１電極１１０は、導電層をパターニングすることによって形成することができる。
【００４１】
次いで、基板１００の第１面１０２上に絶縁層１５０を形成する。一例において、絶縁層１５０は、絶縁層をパターニングすることによって形成することができる。
【００４２】
次いで、基板１００の第１面１０２上に有機層１２０及び第２電極１３０を順に形成する。一例において、有機層１２０及び第２電極１３０は、マスクを用いた蒸着により形成することができる。
【００４３】
次いで、基板１００の第１面１０２上に第１無機層２１０をＡＬＤによって形成する。
【００４４】
次いで、基板１００の第１面１０２上に中間層２２０を形成する。一例において、中間層２２０は、中間層２２０を構成する溶液を塗布し、この溶液を乾燥させることで形成することができる。
【００４５】
次いで、基板１００の第１面１０２上に第２無機層２３０をＡＬＤによって形成する。
【００４６】
次いで、基板１００の第１面１０２上に保護層３００を形成する。
【００４７】
このようにして、発光装置１０が製造される。
【００４８】
表１は、実施例１から５及び比較例１から４までのそれぞれに係る発光装置１０の封止構造による封止能力の信頼性試験の結果を説明するための表である。
【００４９】
信頼性試験では、以下の試験１から４までにおいて発光装置１０の封止構造に不良が発生したか否かを試験した。
【００５０】
（試験１）
発光装置１０を−４０℃の温度下に１５分間置き、その後、８５℃の温度下に１５分置き、このサイクルを１０００回繰り返した。
【００５１】
（試験２）
発光装置１０を−４０℃の温度下に１０００時間置いた。
【００５２】
（試験３）
発光装置１０を１０５℃の温度下に１０００時間置いた。
【００５３】
（試験４）
発光装置１０を８５℃及び８５％ＲＨの温度下及び湿度下に１０００時間置いた。
【００５４】
実施例１から５及び比較例１から４までのそれぞれに係る発光装置１０において、第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０の条件は、表１に示すようにした。
【００５５】
表中の「ＳｉＮｘの厚さ（μｍ）」のＳｉＮｘは、ＣＶＤによって堆積させ、発光部１４２と第１無機層２１０の間に設けた。表中の「第１無機層２１０の厚さ（ｎｍ）」の第１無機層２１０は、ＡＬＤによって堆積させた。表中の「第２無機層２３０の厚さ（ｎｍ）」の第２無機層２３０は、ＡＬＤによって堆積させた。実施例１から５及び比較例１から４までのいずれにおいても、保護層３００の厚さは、１００μｍとした。
【００５６】
表中において、「ＳｉＮｘの厚さ（μｍ）」の欄の「−」は、第１無機層２１０が発光部１４２に接していることを意味し、「中間層２２０の厚さ（μｍ）」の欄の「−」は、中間層２２０が設けられていないことを意味し、「第２無機層２３０の厚さ（ｎｍ）」の欄の「−」は、第２無機層２３０が設けられていないことを意味する。
【００５７】
表中の「不良の数」の欄の数は、試験１から４までにおいて発光装置１０に発生した不良の数を意味する。
【００５８】
表中の「評価」では、以下の基準で発光装置１０を評価した。
Ｇ：不良の数が５未満である。
ＮＧ：不良の数が５以上である。
【００５９】
【表１】
2019050128.tif 000003
【００６０】
比較例１の結果より、封止能力の高い信頼性を実現するためには、中間層２２０及び第２無機層２３０が必要になるといえる。上述のとおり、中間層２２０によって、第１無機層２１０に覆われた異物を固定することができる。したがって、中間層２２０及び第２無機層２３０によって、封止能力の高い信頼性を実現することが可能となる。
【００６１】
比較例２及び３の結果より、封止能力の高い信頼性を実現するためには、第１無機層２１０の厚さは、薄すぎないことが必要になるといえ、具体的には、１５ｎｍ超である必要があるといえる。第１無機層２１０が薄すぎると、第１無機層２１０が異物を十分に覆うことができなくなると推測される。したがって、第１無機層２１０が薄すぎないことによって、封止能力の高い信頼性を実現することが可能となる。
【００６２】
比較例４の結果より、封止能力の高い信頼性を実現するためには、第１無機層２１０の厚さは、厚すぎないことが必要になるといえ、具体的には、２４５ｎｍ未満である必要があるといえる。第１無機層２１０が厚すぎると第１無機層２１０に加わる応力が大きくなる。この応力によって第１無機層２１０に欠陥が生じる可能性がある。したがって、第１無機層２１０の厚さが厚すぎないことによって、封止能力の高い信頼性を実現することが可能となる。
【００６３】
実施例１から４の結果と実施例５の結果の比較（実施例１から４のそれぞれの不良の数は、実施例５の不良の数よりも小さい。）より、封止能力のさらに高い信頼性を実現するためには、発光部１４２と第１無機層２１０の間には他の層がないことが好ましいといえ、言い換えると、第１無機層２１０は、発光部１４２に接していることが好ましいといえる。ＳｉＮｘ（ＣＶＤ膜）と第１無機層２１０が重なることによって、ＳｉＮｘ（ＣＶＤ膜）と第１無機層２１０の重なり部分に応力が生じる可能性がある。この応力によって第１無機層２１０に欠陥が生じる可能性がある。したがって、第１無機層２１０が発光部１４２に接することによって、封止能力のさらに高い信頼性を実現することが可能となる。
【００６４】
実施例１の結果と実施例３の結果の比較（実施例１の不良の数は、実施例３の不良の数よりも小さい。）より、封止能力のさらに高い信頼性を実現するためには、第１無機層２１０の厚さは、薄すぎないことが好ましいといえ、具体的には、３５ｎｍ超であることが好ましいといえる。第１無機層２１０が薄すぎると、第１無機層２１０が異物を十分に覆うことができなくなると推測される。したがって、第１無機層２１０の厚さが上述の範囲にあることによって、封止能力のさらに高い信頼性を実現することが可能となる。
【００６５】
実施例１の結果と実施例２の結果の比較（実施例１の不良の数は、実施例２の不良の数よりも小さい。）より、封止能力のさらに高い信頼性を実現するためには、中間層２２０の厚さは、薄すぎないことが好ましいといえ、具体的には、６μｍ超であることが好ましいといえる。中間層２２０が薄すぎると、中間層２２０が異物を十分に固定することができなくなると推測される。したがって、中間層２２０が薄すぎないことによって、封止能力のさらに高い信頼性を実現することが可能となる。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、第１無機層２１０、中間層２２０及び第２無機層２３０を含む封止構造による封止能力の高い信頼性を実現することができる。
【００６７】
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】
【００６８】
１０  発光装置
１００  基板
１０２  第１面
１０４  第２面
１１０  第１電極
１２０  有機層
１３０  第２電極
１４２  発光部
１４４  透光部
１５０  絶縁層
１５２  開口
２１０  第１無機層
２２０  中間層
２３０  第２無機層
３００  保護層
【図１】
2019050128.tif 000004
【図２】
2019050128.tif 000005