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JP2016178061A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

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JP2016178061A
JP2016178061A JP2015059076A JP2015059076A JP2016178061A JP 2016178061 A JP2016178061 A JP 2016178061A JP 2015059076 A JP2015059076 A JP 2015059076A JP 2015059076 A JP2015059076 A JP 2015059076A JP 2016178061 A JP2016178061 A JP 2016178061A
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修一 関
Shuichi Seki
修一 関
真滋 中嶋
Shinji Nakajima
真滋 中嶋
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Pioneer Corp
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Tohoku Pioneer Corp
Pioneer Electronic Corp
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Abstract

【課題】発光装置の基板から封止層を部分的に除去する工程を有する発光装置の製造方法において、発光装置の製造コストを抑制し、かつ作業効率が低下しないようにする。
【解決手段】まず、基板100に発光部140を形成する。次いで、基板100のうち発光部140が形成されていない領域の少なくとも一部(第1領域)に、リフトオフ層220を形成する。次いで、基板100に、発光部140を封止する封止層200を形成する。次いで、第1領域に位置する封止層200にクラック202を入れる。次いで、封止層200を液体で処理することにより、リフトオフ層220及びリフトオフ層220上に位置する封止層200を除去する。
【選択図】図6

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。
近年は、発光部に有機EL(Organic Electroluminescence)素子を有する発光装置の開発が進んでいる。有機EL素子は、有機層を、第1電極及び第2電極で挟んだ構成を有している。有機層は水分や酸素に弱いため、発光部は封止される必要がある。発光部を封止する方法の一つに、封止層を用いる方法がある。封止層を形成する方法としては、ALD(Atomic Layer Deposition)法、CVD法、又はスパッタリング法などの気相成膜法がある。気相成膜法を用いた場合、封止層は、端子の上など、封止層を形成すべきでない領域にも形成されてしまう。このため、封止層を部分的に除去する必要がある。
例えば特許文献1には、封止層を形成する工程の前に、封止層を除去すべき領域に、レーザ光を吸収する材料からなるリフトオフ層を形成することが記載されている。特許文献1では、封止層を形成した後、このリフトオフ層にレーザを照射することにより、リフトオフ層及びその上に位置する封止層を除去することが記載されている。
また特許文献2には、封止層を形成する工程の前に、封止層を除去すべき領域に、リフトオフ用フィルムを張り付けることが記載されている。特許文献1では、封止層を形成した後、このリフトオフ用フィルムの端をつまんではがすことにより、リフトオフ用フィルム及びその上に位置する封止層を除去することが記載されている。
特開2007−234318号公報 特開2007−234312号公報
特許文献1に記載の方法では、発光装置の製造工程において、レーザを照射するための装置を用いる必要がある。このため、発光装置の製造コストが高くなってしまう。また特許文献2に記載の方法では、リフトオフ用フィルムの端をつまむ必要があるため、作業効率が低下してしまう。
本発明が解決しようとする課題としては、発光装置の基板から封止層を部分的に除去する工程を有する発光装置の製造方法において、発光装置の製造コストを抑制し、かつ作業効率が低下しないように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、基板に発光部を形成する第1工程と、
前記基板のうち前記発光部が形成されていない領域の少なくとも一部である第1領域に、リフトオフ層を形成する第2工程と、
前記基板に、前記発光部を封止する封止層を形成する第3工程と、
前記第1領域に位置する前記封止層にクラックを入れる第4工程と、
前記封止層を液体で処理することにより、前記リフトオフ層及び前記リフトオフ層上に位置する前記封止層を除去する第5工程と、
を備える発光装置の製造方法である。
第1の実施形態に係る発光装置の平面図である。 図1から第2電極を取り除いた図である。 図2から絶縁層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。 発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 第2の実施形態に係る発光装置の平面図である。 図7から隔壁、第2電極、有機層、及び絶縁層を取り除いた図である。 図7のB−B断面図である。 図7のC−C断面図である。 図7のD−D断面図である。 第3の実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための図である。
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。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る発光装置10の平面図である。図1において、封止層200は点線で示されている。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から絶縁層150及び有機層120を取り除いた図である。図4は図1のA−A断面図である。発光装置10は、基板100、発光部140、及び封止層200を有している。発光部140は基板100の第1面102に形成されている。封止層200は、基板100の第1面102に形成されており、発光部140を封止している。封止層200は第1面102の発光部140が形成されていない領域の少なくとも一部の領域(第1領域)には形成されていない。詳細を後述するように、この部分に位置していた封止層200は、リフトオフ法を用いて除去されている。以下、詳細に説明する。
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。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。
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(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、PEDOT/PSSなどの導電性有機材料を用いて形成されていてもよい。
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。
第2電極130は、例えば、Al、Au、Ag(AgインクやAgナノワイヤの場合もある)、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。
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。
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。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。ただし、第1端子112及び第2端子132の少なくとも一方には、半導体パッケージなどの回路素子が直接接続されてもよい。また第1端子112及び第2端子132は、フレキシブルプリント基板(FPC)を介して制御回路に接続されていてもよい。この場合、第1端子112及び第2端子132は、例えば異方性導電性樹脂を介してFPCと接続する。
基板100には、さらに封止層200が設けられている。
封止層200は、基板100のうち発光部140が形成されている面に形成されており、発光部140を覆っている。ただし、第1端子112及び第2端子132は封止層200で覆われていない。封止層200は、例えば絶縁材料、さらに具体的には無機材料によって形成されている。また、封止層200の厚さは、好ましくは300nm以下である。また封止層200の厚さは、例えば50nm以上である。封止層200は、ALD(Atomic Layer Deposition)法を用いて形成されている。ALD法を用いることにより、封止層200の段差被覆性は高くなる。ただし封止層200は、他の成膜法、例えばCVD法やスパッタリング法を用いて形成されていてもよい。この場合、封止層200は、SiO又はSiNなど絶縁膜によって形成されており、その膜厚は、例えば10nm以上1000nm以下である。
封止層200は、複数の層を積層した多層構造を有していてもよい。この場合、第1の材料からなる第1封止層と、第2の材料からなる第2封止層とを繰り返し積層した構造を有していてもよい。最下層は第1封止層及び第2封止層のいずれであってもよい。また、最上層も第1封止層及び第2封止層のいずれであってもよい。また、封止層200は第1の材料と第2の材料の混在する単層であってもよい。
そして、基板100のうち第1端子112が位置している領域及び第2端子132が位置している領域(第1領域の一例)のそれぞれには、封止層200は形成されていない。
なお、封止層200の上に被覆層が形成されていてもよい。この被覆層は、少なくとも発光部140と重なる領域に形成されているが、第1端子112の大部分及び第2端子132の大部分とは重なっていない。被覆層は、エポキシ樹脂などの熱硬化型の樹脂を用いて形成されている。ただし被覆層は、光硬化型の樹脂であってもよいし、粘着層を有するフィルム又は金属箔であってもよい。また被覆層はガラス板であってもよい。そして、被覆層は封止層よりも厚い。
次に、発光装置10の製造方法について、図5及び図6を用いて説明する。図5及び図6は、発光装置10の一部を拡大した図に相当している。まず、基板100上に第1電極110を形成する。この工程において、第1端子112及び第2端子132も形成される。次いで、絶縁層150、有機層120、及び第2電極130をこの順に形成する。これにより、発光部140が形成される(第1工程)。
次いで、図5に示すように、基板100のうち封止層200を除去すべき領域(第1領域)、例えば第1端子112及び第2端子132の上に、リフトオフ層220を形成する(第2工程)。リフトオフ層220は、例えば薬液や水によって除去される層であり、犠牲層とも表現できる層である。リフトオフ層220は、例えば可溶化したアクリル系樹脂である。リフトオフ層220の厚さは、例えば1μm以上5μm以下である。
次いで、封止層200を、例えば、CVD法、スパッタリング法、ALD法などの成膜法を用いて形成する(第3工程)。このとき、封止層200は発光部140と重なる領域を含めて、基板100の第1面102のほぼ全面に形成される。このため、第1端子112及び第2端子132も封止層200で覆われる。
次いで、封止層200のうちリフトオフ層220と重なっている領域に、治具300、例えばローラ又はペンを押し付ける。これにより、図6に示すように、封止層200には物理的な負荷が加わり、クラック202が生じる(第4工程)。ここで、ローラには細かな凹凸が形成されていてもよい。
なお、封止層200にクラック202を入れる方法は、上記した方法に限定されない。例えば、水などの液体を介して封止層200に超音波を印加することにより、クラック202を形成してもよい。
次いで、封止層200のうち第1端子112と重なる部分及び第2端子132と重なる部分を、リフトオフ層220を溶解させる液体(薬液又は水)で洗浄する。この液体は、クラック202を経由してリフトオフ層220に到達し、リフトオフ層220を溶解させる。これにより封止層200のうち第1端子112と重なる部分及び第2端子132と重なる部分は除去される(第5工程)。
なお、上記した第4工程と第5工程の間において、リフトオフ層220を加熱してもよい。この処理は、例えば基板100を加熱することにより、行われる。この処理において、リフトオフ層220と封止層200の熱膨張率の差に起因して、クラック202は大きくなる。
以上、本実施形態によれば、リフトオフ層220及び封止層200を形成した後、封止層200のうちリフトオフ層220と重なる領域に、クラックを生じさせている。このため、第5工程において、リフトオフ層220を溶解させるための液体がクラック202を介してリフトオフ層220に到達する。従って、リフトオフ法を用いて封止層200を除去することができる。また、クラック202は、例えばローラなどを用いることにより形成されるため、発光装置の製造コストの増加量は少なく、また、作業効率も低下しにくい。
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係る発光装置10の平面図である。図8は、図7から隔壁170、第2電極130、有機層120、及び絶縁層150を取り除いた図である。図9は図7のB−B断面図であり、図10は図7のC−C断面図であり、図11は図7のD−D断面図である。
本実施形態に係る発光装置10はディスプレイであり、基板100、第1電極110、発光部140、絶縁層150、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。
第1電極110は、第1方向(図7におけるY方向)にライン状に延在している。そして第1電極110の端部は、引出配線114に接続している。
引出配線114は、第1電極110を第1端子112に接続する配線である。本図に示す例では、引出配線114の一端側は第1電極110に接続しており、引出配線114の他端側は第1端子112となっている。本図に示す例において、第1電極110及び引出配線114は一体になっている。そして引出配線114の上には、導体層160が形成されている。導体層160は、第1電極110よりも抵抗の低い金属、例えばAl又はAgを用いて形成されている。なお、引出配線114の一部は絶縁層150によって覆われている。
絶縁層150は、図7、及び図9〜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。複数の第2電極130は、第1電極110と交差する方向(例えば直交する方向:図7におけるX方向)に互いに平行に延在している。そして、複数の第2電極130の間には、詳細を後述する隔壁170が延在している。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7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7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。
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7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。
引出配線134は、第2電極130を第2端子132に接続する配線であり、第1電極110と同一の材料からなる層を有している。引出配線134の一端側は開口154の下に位置しており、引出配線134の他端側は、絶縁層150の外部に引き出されている。そして本図に示す例では、引出配線134の他端側が第2端子132となっている。そして引出配線134の上には、導体層160が形成されている。なお、引出配線134の一部は絶縁層150によって覆われている。
開口152と重なる領域には、有機層120が形成されている。有機層120の正孔注入層は第1電極110に接しており、有機層120の電子注入層は第2電極130に接している。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。
なお、図9及び図10に示す例では、有機層120を構成する各層は、いずれも開口152の外側まではみ出している場合を示している。そして図7に示すように、有機層120は、隔壁170が延在する方向において、隣り合う開口152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。ただし、図11に示すように、有機層120は、開口154には形成されていない。
第2電極130は、図7、図9〜図11に示すように、第1方向と交わる第2方向(図7におけるX方向)に延在している。そして隣り合う第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2方向に延在している。隔壁170の下地は、例えば絶縁層150である。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。
そして本実施形態においても、発光装置10は封止層200を有している。封止層200の構成及びレイアウトは、第1の実施形態に示した通りである。ただし本実施形態では、第1端子112及び第2端子132は、基板100のうち同一の辺に沿って配置されている。このため、封止層200のうち第1端子112を露出するための開口と、第2端子132を露出するための開口は互いに繋がっている。
次に、本実施形態における発光装置10の製造方法を説明する。まず、基板100上に第1電極110、引出配線114,134を形成する。これらの形成方法は、第1の実施形態と同様である。
次いで、引出配線114上及び引出配線134上に、導体層160を形成する。次いで、絶縁層150を形成し、さらに隔壁170を形成する。次いで有機層120及び第2電極130を形成する。これらの形成方法は、第1の実施形態と同様である。
そして、リフトオフ層220及び封止層200をこの順に形成する。次いで、封止層200のうちリフトオフ層220と重なる領域にクラック202を発生させる。クラック202の発生方法は、第1の実施形態と同様である。次いで、封止層200のうちリフトオフ層220と重なっている領域、例えば封止層200のうち第1端子112と重なる部分及び第2端子132と重なる部分を除去する。これらの工程は、第1の実施形態と同様である。
本実施形態によれば、発光部140を用いたディスプレイにおいて、第1の実施形態と同様に、封止層200のうち除去すべき領域、例えば封止層200のうち第1端子112の上に位置する部分及び第2端子132の上に位置する部分を容易に除去することができる。
(第3の実施形態)
本実施形態に係る発光装置10は、製造方法を除いて、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様である。
本実施形態において、上述した第1の工程〜第5の工程において、発光装置10の基板100は、図12に示すように、複数の発光装置10がつながった状態になっている。そして、封止層200を形成した後、基板100は、複数の発光装置10のそれぞれに分割される。この際、分割線となる分離領域101の上に封止層200が存在していると、この分割時に封止層200にクラックが入る可能性がある。この場合、このクラックが成長して発光部140に到達する可能性がある。
これに対して本実施形態では、図12に示すように、封止層200を形成する前、分離領域101にはリフトオフ層220が設けられている。この部分に位置するリフトオフ層220は、第1端子112及び第2端子132と重なる領域に位置するリフトオフ層220と同一工程で形成される。
そして、封止層200を形成した後、封止層200のうちリフトオフ層220と重なる領域に位置する部分に、図6に示したクラック202を発生させる。クラック202の発生方法は、第1の実施形態に示した通りである。そして、封止層200のうちリフトオフ層220と重なる領域に位置する部分を、リフトオフ法を用いて除去する。この工程は、第1の実施形態に示した通りである。
その後、分離領域101に沿って基板100を分割する(第6工程)。このタイミングにおいて、封止層200のうち分離領域101に位置する部分は除去される。従って、本実施形態によれば、分割時に封止層200にクラックが入ることを防止できる。また、封止層200のうち第1端子112の上に位置する部分及び第2端子132の上に位置する部分も、容易に除去することができる。
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
101 分離領域
102 第1面
110 第1電極
112 第1端子
120 有機層
130 第2電極
132 第2端子
140 発光部
150 絶縁層
200 封止層
202 クラック
220 リフトオフ層
300 治具

Claims (5)

  1. 基板に発光部を形成する第1工程と、
    前記基板のうち前記発光部が形成されていない領域の少なくとも一部である第1領域に、リフトオフ層を形成する第2工程と、
    前記基板に、前記発光部を封止する封止層を形成する第3工程と、
    前記第1領域に位置する前記封止層にクラックを入れる第4工程と、
    前記封止層を液体で処理することにより、前記リフトオフ層及び前記リフトオフ層上に位置する前記封止層を除去する第5工程と、
    を備える発光装置の製造方法。
  2. 請求項1に記載の発光装置の製造方法において、
    前記第1工程において、前記第1領域に位置する前記基板に、前記発光部に電気的に接続する端子を形成する発光装置の製造方法。
  3. 請求項1又は2に記載の発光装置の製造方法において、
    前記第4工程において、前記第1領域に位置する前記封止層に物理的な負荷を加えることにより、前記封止層に前記クラックを入れる発光装置の製造方法。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
    前記第4工程と前記第5工程の間に、前記リフトオフ層を加熱する工程を有する発光装置の製造方法。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の発光装置の製造方法において、
    前記第1工程において、前記基板には複数の前記発光部が形成されており、
    前記第2工程において、前記リフトオフ層を、前記複数の発光部を互いに分離する分離領域の上に形成し、
    さらに、前記第5工程の後に、前記基板を前記分離領域に沿って分割する第6工程を備える発光装置の製造方法。
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