JP2004079428A - 発光装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発光層を備える発光装置において、光の色度の最適化を図りながら、光の取り出し効率の低下を抑制する。
【解決手段】発光装置は、発光層１４と、その発光層１４に対して、発光層１４の発光光を取り出す側とは反対側に配置され、発光光を反射しかつその発光光の光学的特性を変化させる光学機能層２５とを備える。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光層を備える発光装置とその製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光層を備える発光装置としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと称す）素子を備える有機ＥＬ表示装置がある。有機ＥＬ素子は、対向する２つの電極の間に、発光層を含む有機機能層が配置されるものが一般的である。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置は、カラー表示を行う場合、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色ごとに、所定の色度の光を発する発光層をそれぞれ有する。そして、基板上には、各色に対応する発光層が所定の配列で配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発光層から発光される光の色度は、例えば、発光層の形成材料を適宜選択することにより得られる。しかしながら、発光層の発光光の色度が、目標値から離れている場合には、発光光の色度を補正する必要がある。
ところが、発光光の色度を補正する場合、輝度低下を招き、光の取り出し効率が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、光の色度の最適化を図ることができ、しかも光の取り出し効率の高い発光装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、表示性能が向上した電子機器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の発光装置は、発光層を備える発光装置であって、前記発光層に対して、前記発光層の発光光を取り出す側とは反対側に配置され、前記発光光を反射しかつ該発光光の光学的特性を変化させる光学機能層を備えることを特徴としている。
上記の発光装置によれば、発光層によって所定の色度の光が発せられ、その発光光が所定の取り出し側から取り出される。また、光の取り出し側とは反対側に向けて発せられた発光光は、光学機能層によって反射された後に、上記取り出し側から取り出される。取り出される光は、上述した光学機能層で反射した光と、はじめから取り出し側に向けて発せられた光とを含む。上記のうちの前者の光は、光学機能層に反射されるとき、その色度が変化する。これにより、発光装置から取り出される光の色度の最適化が図られる。また、上記のうちの後者の光は、光学機能層に入射することなく取り出される。このように、上記の発光装置では、発光層から発せられた光の一部の光に対してのみ、光学的特性を変化させることから、輝度低下が抑制される。
【０００７】
また、上記の発光装置において、前記光学機能層は、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを積層した多層干渉膜を含んでもよい。
この場合、多層干渉膜は、特定の波長領域の光を透過する一方で、その波長領域以外の光を吸収することにより、色フィルタとしての役割を果たす。これにより、光の色度が補正される。
【０００８】
また、上記の発光装置において、前記光学機能層は、着色された金属微粒子を含んでもよい。
この場合、着色された金属微粒子は、光を反射するとともに、色フィルタとしての役割を果たす。これにより、光の色度が補正される。
【０００９】
また、上記の発光装置において、前記発光層は、赤、緑、青の各３色に対応する３種類の発光層を含み、前記光学機能層は、前記３種類の発光層のうちの少なくとも１つの発光層に対して配置されるのが好ましい。
補正が必要な色を発する発光層に対して、光学機能層を配置することにより、光の色度が確実に最適化される。
【００１０】
また、上記の発光装置において、例えば、前記発光層に対して、前記光の取り出し側とは反対側に、前記発光層の発光光を透過する電極が配され、前記光学機能層は、前記発光層との間に前記電極を挟んで配置される。
この場合、発光光の取り出し側とは反対側において、電極を通過した発光層からの光が、光学機能層により反射されかつその光の色度が変化する。
【００１１】
また、上記の発光装置において、例えば、前記発光層は、対向する２つの電極の間に配置されており、前記光学機能層は、前記２つの電極のいずれか一方であってもよい。
光学的特性を変化させる機能を電極が有することにより、スペースの効率化が図られる。
【００１２】
また、上記の発光装置において、光学機能層は、前記発光層を所定の物質から保護するものであってもよい。所定の物質としては、例えば、水、酸素、金属物質などが挙げられる。
光学機能層によって発光層が所定の物質から保護されることにより、発光層の劣化が防止される。
【００１３】
発光層としては、例えば、有機ＥＬ層がある。
また、光学機能層としては、例えば、光の色度を補正する色度補正層が用いられる。
【００１４】
本発明の電子機器は、上述した発光装置を備えることを特徴としている。
上記の電子機器によれば、上述した発光装置を備えることから、光の色度の最適化が図られ、良好な表示性能が得られる。
【００１５】
本発明の発光装置の製造方法は、発光層を備える発光装置を製造する方法であって、前記発光層に対して発光光を取り出す側とは反対側に、前記発光光を反射しかつ該発光光の光学的特性を変化させる光学機能層を配置する工程を備えることを特徴としている。
上記の製造方法によれば、輝度の低下が抑制されかつ、光の色度が最適化された発光装置を製造することができる。
【００１６】
上記の発光装置の製造方法において、前記光学機能層を、液滴吐出法を用いて形成するとよい。
上記の製造方法によれば、液滴吐出法を用いることにより、光学機能層を所望の位置に容易に形成することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために、縮尺は実際のものと異なる場合がある。
図１は、本発明の発光装置の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概念的に示す図である。図１において、有機ＥＬ表示装置１０は、基体としての基板１１上に、回路素子部１２、画素電極（陽極）１３、発光層１４を含む有機機能層１５、対向電極（陰極）１６、光学機能層としての色度補正層２５、及び封止部１７を順次積層した構造からなる。このうち陽極１３、機能層１５、陰極１６、及び色度補正層２５等を含んで電気光学素子としての有機ＥＬ装置（有機ＥＬ素子）が構成される。
なお、図１に示す符号２９は、画素の境界に設けられる仕切り部材としてのバンク層である。バンク層２９は、有機ＥＬ素子の形成時に、隣接する材料の混じりを防ぐ等の役割がある。
【００１８】
有機ＥＬ表示装置では、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが発光層内で再結合し、励起状態を経由した発光（励起状態から失括する際の発光）を起こす。また、発光層の形成材料を適宜選択することにより、所定の色度の発光光が得られる。発光層の形成材料としては、例えば、低分子の有機発光色素や高分子発光体、すなわち各種の蛍光物質や燐光物質からなる発光物質等が用いられる。
なお、陽極と発光層との間、及び陰極と発光層との間にはそれぞれ、正孔注入層、正孔輸送層、及び電子輸送層等の特定の機能を有する層が適宜形成される。また、発光のための電気的な制御は、能動素子等を含む回路素子部を介して行われる。
【００１９】
図１に示す有機ＥＬ表示装置１０は、カラー表示に対応しており、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に対応した色度の光を発する３種類の発光層１４を含む。有機ＥＬ表示装置では、カラー表示を行う場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応する発光層が、ストライプ状、マトリクス状（モザイク状）、あるいはデルタ状などの所定の配列で基板上に配置される。また、この表示装置１０は、有機ＥＬ素子の発光光を基板１１側から取り出す、いわゆるバックエミッション型からなる。
【００２０】
バックエミッション型の有機ＥＬ表示装置１０では、発光層１４の発光光のうち、基板１１側に向けて発せられた光はそのまま基板１１を通過して取り出される。一方、基板１１側とは反対側に向けて発せられた光は、陰極１６側において反射され、その後、基板１１側から取り出される。すなわち、表示装置１０から取り出される光（観察される光）には、はじめから基板１１側に向けて発せられた光と、陰極１６側において反射した光とが含まれる。なお、この表示装置１０では、発光層１４の発光光は、陰極１６の外側に配置された色度補正層２５によって反射される。
【００２１】
ここで、表示装置１０では、基板１１側から光を取り出す構成であることから、基板１１としては、透明あるいは半透明なものが用いられる。
また、陽極１３、及び陰極１６の形成材料も同様に、透明性を有するものが用いられる。
【００２２】
色度補正層２５は、光を反射しかつその光の色度を補正するものであり、例えば、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを交互に積層した多層干渉膜が用いられる。多層干渉膜は、例えば、誘電体薄膜により形成され、特定の波長領域の光を透過する一方で、その波長領域以外の光を反射することによって、色フィルタとしての機能を有する。多層干渉膜の形成材料としては、例えば、酸化ケイ素や酸化チタン等の誘電体材料が用いられる。
多層干渉膜は、例えば、真空蒸着法等によって膜付けした後、例えば、フォトレジストによってパターニングし、湿式或いは乾式のエッチングによりパターン化するフォトリソグラフィ法により形成することができる。また、シャドーマスクを用いた真空蒸着やスパッタリング、ＣＶＤ法などによりパターニングしても良い。
【００２３】
また、封止部１７は、水や酸素の侵入を防いで陰極１６あるいは機能層１５の酸化を防止するものであり、基板１１に塗布される封止樹脂、及び基板１１に貼り合わされる封止基板（封止缶）等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止樹脂は、基板１１の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布される。封止基板は、ガラスや金属等からなり、基板１１と封止基板とは封止樹脂を介して張り合わされる。
【００２４】
上記構成の表示装置１０では、発光層１４の発光光のうち、基板１１とは反対側に向けて発せられた光は、色度補正層２５に入射することにより、その色度が補正される。これにより、表示装置１０から取り出される光の色度の最適化が図られる。また、発光層１４の発光光のうち、はじめから基板１１側に向けて発せられる光は、色度補正層２５に入射することなく基板１１側から取り出される。このように、発光層１４から発せられた光の一部の光に対してのみ、色度の補正が行われることから、発光層に対して基板側に色度補正膜を配置する場合に比べて、観察される光の輝度低下が抑制される。
【００２５】
なお、上述した例では、色度補正層２５として多層干渉膜を用いた構成について説明したが、着色された金属微粒子を用いて色度補正層２５を形成してもよい。
この場合、金属微粒子は、その表面が有機顔料により着色されている。有機顔料は金属微粒子の表面に蒸着法により付着される。
【００２６】
基材となる金属微粒子としては、アルミニウム、亜鉛、金、銀、銅、ブロンズ、ニッケル、チタン、ステンレス、白金、鉄等のうち少なくとも１種の金属又はこれらの合金が挙げられる。これらの材料のうち、アルミニウムが、金属光沢に優れている点や安価である点、あるいは比重が小さいため取り扱い易い点で好適である。金属微粒子の粒径は５〜１００μｍであることが好ましく、可能な限り小さい（例えば５〜７μｍ）ことが好ましい。
【００２７】
前記金属微粒子の表面に蒸着により付着させる有機顔料は、標準状態での蒸発温度が３００〜６００℃程度のものが好適である。有機顔料としては、フタロシアニン、ハロゲン化フタロシアニン、キナクリドン、ジケトピロロピロール、イソインドリノン、アゾメチン金属錯体、インダンスロン、ペリレン、ペリノン、アントラキノン、ジオキサジン、ベンゾイミダゾロン、縮合アゾ、トリフェニルメタン、キノフタロン、アントラピリミジン等が挙げられる。
【００２８】
蒸着させる有機顔料の量は、好ましくは金属微粒子の表面積１ｍ^２当たり０．０５〜０．５ｇ、より好ましくは０．１〜０．３ｇの範囲である。これよりも少ない場合は充分着色させることが出来ず、多すぎると有機顔料の脱落が生じ易くなる。
【００２９】
有機顔料を金属微粒子に蒸着させる蒸着装置としては、真空容器内に粉体流動化装置及び抵抗加熱装置を備えたものが好ましい。粉体流動化装置としては撹拌羽根、スクリュー、スクレーパー、回転式流動化装置、振動式流動化装置等が挙げられる。抵抗加熱装置の電圧および電流は、蒸発させる有機顔料の昇華温度及びその量に応じて決定される。有機顔料を蒸発させる温度は２００℃から７００℃、より好ましくは３００℃から５００℃である。これよりも温度が低い場合は有機顔料を蒸発させることができず、温度がより高い場合は有機顔料が熱により分解してしまうので好ましくない。
【００３０】
このようにして得られた着色金属微粒子は、その表面に蒸着された有機顔料の連続した層もしくは薄膜が形成されているため、鮮やかな色調を示し、かつ金属光沢も優れている。さらに着色顔料が層もしくは薄膜として付着しているため脱落しにくく、有機溶媒やバインダー樹脂に分散する場合にも着色顔料が剥がれにくいという利点がある。
【００３１】
そして、着色された金属微粒子は液体材料中に分散される。金属微粒子を分散させて液体材料とする溶媒としては、炭素数５以上のアルコール類（例えばテルピネオール、シトロネロール、ゲラニオール、ネロール、フェネチルアルコール）の１種以上を含有する溶媒、又は有機エステル類（例えば酢酸エチル、オレイン酸メチル、酢酸ブチル、グリセリド）の１種以上を含有する溶媒であればよく、使用する金属により適宜選択できる。更には、ミネラルスピリット、トリデカン、ドデシルベンゼンもしくはそれらの混合物、又はそれらにα−テルピネオールを混合したもの、炭素数５以上の炭化水素（例えば、ピネン等）、アルコール（例えば、ｎ−ヘプタノール等）、エーテル（例えば、エチルベンジルエーテル等）、エステル（例えば、ｎ−ブチルステアレート等）、ケトン（例えば、ジイソブチルケトン等）、有機窒素化合物（例えば、トリイソプロパノールアミン等）、有機ケイ素化合物（シリコーン油等）、有機硫黄化合物もしくはそれらの混合物を用いることもできる。
ここで、インクジェット装置ＩＪとしては高沸点溶媒が好ましいので、例えば沸点２５０℃程度のテトラデカンを用いることが好ましい。使用する溶媒を選択することにより、インクの粘度を調整することができる。
【００３２】
なお、有機溶媒中に必要に応じて適当な有機物を添加してもよい。また、基材の異なる金属材料からなる複数種類の着色金属微粒子を混合して用いてもよい。
【００３３】
蒸着した有機顔料の密着性は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、樹脂等で蒸着層（有機顔料層）の上からコーティングすることによりさらに改善される。使用されるシランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、ビニル・トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が例示され得る。また、チタネートカップリング剤としては、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（ジオクチルホスフェート）チタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等が挙げられる。シランカップリング剤、チタネートカップリング剤共に、分子中にアミノ基を含むものが基材との密着性が良好であるために特に好ましい。これらのカップリング剤で処理する場合には、炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒等に有機着色顔料を蒸着した着色金属微粒子を分散させたスラリーにカップリング剤と、必要に応じて水を添加し、加熱撹拌して処理するか、あるいは着色金属微粒子に溶媒を添加してペースト状とし、混練する際にカップリング剤を添加する方法が好ましい。このようにして処理した着色金属微粒子は、その表面がシランカップリング剤またはチタンカップリング剤が加水分解し縮合した形態で被覆されている。
【００３４】
有機顔料層（蒸着層）の上から樹脂を被覆することによっても蒸着した有機顔料の密着性を向上できる。被覆する樹脂としては、例えば下記に示すモノマーから合成される合成樹脂が挙げられる。アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシブチル、アクリル酸２−メトキシエチル、アクリル酸２−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリスアクリロキシエチルホスフェート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、アクリルニトリル、メタクリルニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、ポリブタジエン、アマニ油、大豆油、エポキシ化大豆油、エポキシ化ポリブタジエン、シクロヘキセンビニルモノオキサイド、ジビニルベンゼンモノオキサイド等が挙げられる。着色金属微粒子を樹脂で被覆する場合、該着色金属微粒子を炭化水素系あるいはアルコール系溶媒に分散したスラリーに上記のモノマーと過酸化ベンゾイル、過酸化イソブチル、アゾビスイソブチロニトリル等の重合開始剤を添加し、加熱撹拌してモノマーを重合させ、該着色金属フレーク顔料表面に析出させる方法が好ましい。
【００３５】
着色された金属微粒子を用いて色度補正層２５を形成する場合、その金属微粒子を含む液体材料を用いて、例えば液滴吐出法（インクジェット法）などを用いて、形成工程の簡素化を図ることが可能になる。
【００３６】
液滴吐出方式の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ^２程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。
【００３７】
液滴吐出方式は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。
【００３８】
図２は、本発明の発光装置を有機ＥＬ表示装置に適用した他の形態例を示しており、この表示装置５０は、回路素子部が設けられる基板１１とは反対側から発光層１４の発光光を取り出す、いわゆるトップエミッション型からなる。なお、図２において、図１に示した表示装置１０と同様の機能を有する構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００３９】
トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置５０では、発光層１４の発光光のうち、基板１１側に向けて発せられた光は、陽極１３側で反射され、その後、発光層１４を通過して、基板１１側とは反対側から取り出される。一方、基板１１側とは反対側に向けて発せられた光は、そのまま陰極１６等を通過して取り出される。すなわち、表示装置５０から取り出される光には、陽極１３側で反射した光と、はじめから基板１１側とは反対側に向けて発せられた光とが含まれる。
【００４０】
この表示装置５０では、陽極１３側において、発光層１４に対して、陽極１３の外側に色度補正層５５が配置されている。発光層１４の発光光は、陽極１３側において、色度補正膜２０を通過した後、反射層２１によって反射される。
発光層１４の発光光のうち、基板１１側に向けて発せられた光は、色度補正層５５に入射することにより、その色度が補正される。これにより、観察される光の色度の最適化が図られる。また、発光層１４の発光光のうち、はじめから基板とは反対側に向けて発せられる光は、色度補正層５５に入射することなく取り出される。このように、発光層１４から発せられた光の一部の光に対してのみ、色度の補正が行われることから、観察される光の輝度低下が抑制される。
トップエミッション型の場合、基板の反対側から光を取り出すので、画素の開口率を大きく取ることができるという利点を有する。
【００４１】
次に、先の図１に示した表示装置１０についてさらに詳しく説明する。
図３は、上述した表示装置１０の回路構造の一例を示し、図４は、表示装置１０における画素部の平面構造の一例を示している。
【００４２】
表示装置１０は、図３に示すように、基体としての基板上に、複数の走査線１３１と、これら走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、これら信号線１３２に並列に延びる複数の共通給電線１３３とがそれぞれ配線され、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に、画素（画素領域素）１０２が設けられている。
【００４３】
信号線１３２に対しては、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０３が設けられている。一方、走査線１３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０４が設けられている。また、画素領域１０２の各々には、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給される第１の薄膜トランジスタ１４２と、この第１の薄膜トランジスタ１４２を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される第２の薄膜トランジスタ１４３と、この第２の薄膜トランジスタ１４３を介して共通給電線１３３に電気的に接続したときに共通給電線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極）１３と、この画素電極１３と対向電極（陰極）１６との間に挟んで配置される発光部１４０（発光層）と、が設けられている。
【００４４】
また、図４に示すように、各画素１０２の平面構造は、平面形状が長方形の画素電極１３の四辺が、信号線１３２、共通給電線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。画素領域１０２の平面形状は、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用される。
【００４５】
このような構成のもとに、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１４２がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１４３の導通状態が決まる。そして、第２の薄膜トランジスタ１４３のチャネルを介して共通給電線１３３から画素電極１３に電流が流れ、さらに発光部１４０を通じて対向電極１６に電流が流れることにより、発光部１４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。
【００４６】
図５は、画素部１０２（有機ＥＬ素子）の断面構造を拡大して示している。
図５において、有機ＥＬ素子は、基板と、透明電極材料からなる陽極１３（画素電極）と、正孔を注入あるいは輸送可能な正孔注入層（正孔輸送層）２８５と、電気光学物質の１つである有機ＥＬ物質を含む発光層１４（有機ＥＬ層）と、発光層１４の上面に設けられている陰極１６（対向電極）と、基板１１上に形成され、陽極１３にデータ信号を書き込むか否かを制御する通電制御部としての薄膜トランジスタ１４２、１４３とを有している。なお、発光層１４と陰極１６との間に電子輸送層を設けてもよい。
また、発光層１４に対して、陰極１６の外側には、前述した色度補正層２５が配置されている。
【００４７】
薄膜トランジスタ１４２、１４３は、本例では、双方ともｎチャネル型に形成されている。なお、薄膜トランジスタ１４２、１４３は、双方ともｎチャネル型ＴＦＴに限らず、双方またはどちらか一方にｐチャネル型の薄膜トランジスタを用いてもよい。
【００４８】
薄膜トランジスタ１４２、１４３は、例えばＳｉＯ_２を主体とする下地保護膜２０１を介して基板１１の表面に設けられており、下地保護膜２０１の上層に形成されたシリコン等からなる半導体膜２０４、２０５と、半導体膜２０４、２０５を覆うように、下地保護膜２０１の上層に設けられたゲート絶縁膜２２０と、ゲート絶縁膜２２０の上面のうち半導体膜２０４、２０５に対向する部分に設けられたゲート電極２２９、２３０と、ゲート電極２２９、２３０を覆うようにゲート絶縁膜２２０の上層に設けられた第１層間絶縁膜２５０と、ゲート絶縁膜２２０及び第１層間絶縁膜２５０にわたって開孔するコンタクトホールを介して半導体膜２０４、２０５と接続するソース電極２６２、２６３と、ゲート電極２２９、２３０を挟んでソース電極２６２、２６３と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁膜２２０及び第１層間絶縁膜２５０にわたって開孔するコンタクトホールを介して半導体膜２０４、２０５と接続するドレイン電極２６５、２６６と、ソース電極２６２、２６３及びドレイン電極２６５、２６６を覆うように第１層間絶縁膜２５０の上層に設けられた第２層間絶縁膜２７０とを備えている。
【００４９】
また、第２層間絶縁膜２７０の上面に画素電極（陽極）１３が配置され、画素電極１３とドレイン電極２６６とは、第２層間絶縁膜２７０に設けられたコンタクトホールを介して接続されている。また、第２層間絶縁膜２７０の表面のうち有機ＥＬ素子が設けられている以外の部分と陰極１６との間には、合成樹脂などからなる第３絶縁層（バンク層）２８１が設けられている。
なお、図５では、バンク層２８１は頂辺の長さが底辺の長さより小であるテーパー構造を有しているが、逆に頂辺の長さが底辺の長さと同等あるいは大となるような構造であってもよい。
また、第１層間絶縁膜２５０と第２層間絶縁膜２７０の材質が互いに異なる場合、図に示すように、第１層間絶縁膜２５０に設けられたコンタクトホールと第２層間絶縁膜２７０に設けられたコンタクトホール２７５とは、重ならないように形成されるのが好ましい。
【００５０】
また、半導体膜２０４、２０５のうち、ゲート絶縁膜２２０を挟んでゲート電極２２９、２３０と重なる領域がチャネル領域２４６、２４７とされている。また、半導体膜２０４、２０５のうち、チャネル領域２４６、２４７のソース側にはソース領域２３３、２３６が設けられている一方、チャネル領域２４６、２４７のドレイン側にはドレイン領域２３４、２３５が設けられている。このうち、ソース領域２３３、２３６が、ゲート絶縁膜２２０と第１層間絶縁膜２５０とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極２６２、２６３に接続されている。一方、ドレイン領域２３４、２３５が、ゲート絶縁膜２２０と第１層間絶縁膜２５０とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極２６２、２６３と同一層からなるドレイン電極２６５、２６６に接続されている。画素電極１３は、ドレイン電極２６６を介して、半導体膜２０５のドレイン領域２３５に電気的に接続されている。
【００５１】
次に、本発明の発光装置の製造方法を、上述した有機ＥＬ表示装置を製造するプロセスに適用した実施例について図６〜図９を参照して説明する。なお、本例では、前述した薄膜トランジスタ１４２、１４３を含む有機ＥＬ素子と同時に、Ｎ型及びＰ型の駆動回路用の薄膜トランジスタとを同時に製造するプロセスについて説明する。
【００５２】
まず、図６（ａ）に示すように、基板１１に対し、必要に応じてＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護膜２０１を形成する。なお、下地保護膜として、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やシリコン酸化窒化膜を設けてもよい。こうした絶縁膜を設けることにより、放熱性を高めることが可能となる。
【００５３】
次に、基板１１の温度を約３５０℃に設定して、下地保護膜の表面に、ＩＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などを用いて厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜からなる半導体膜２００を形成する。半導体膜２００としては、アモルファスシリコン膜に限定されず、微結晶半導体膜などのアモルファス構造を含む半導体膜であればよい。また、アモルファスシリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でもよい。
続いて、この半導体膜２００に対してレーザアニール法や、急速加熱法（ランプアニール法や熱アニール法など）などの結晶化工程を行い、半導体膜２００をポリシリコン膜に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ２とする。なお、ＹＡＧレーザーの第２高調波或いは第３高調波を用いてもよい。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査するのがよい。
【００５４】
次に、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いたパターニングにより、半導体膜（ポリシリコン膜）２００の不要な部分を除去して、薄膜トランジスタの各形成領域に対応して、島状の半導体膜２０２、２０３、２０４、２０５を形成する。
続いて、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜（シリコン酸化窒化膜など）からなるゲート絶縁膜２２０を半導体膜２００を覆うように形成する。ゲート絶縁膜２２０は単層構造でも積層構造でもよい。なお、プラズマＣＶＤ法に限らず、熱酸化法などの他の方法を用いてもよい。また、熱酸化法を利用してゲート絶縁膜２２０を形成する際には、半導体膜２００の結晶化も行い、これらの半導体膜をポリシリコン膜とすることができる。
【００５５】
次に、図６（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜２２０の全表面に、ドープドシリコン、シリサイド膜や、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を含むゲート電極形成用導電膜２２１を形成する。この導電膜２２１の厚さは例えば２００ｎｍ程度である。
続いて、ゲート電極形成用導電膜２２１の表面にパターニング用マスク２２２を形成し、この状態でパターニングを行なって、図６（ｄ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタを形成する側にゲート電極２２３を形成する。このとき、Ｎ型の画素電極用トランジスタ及びＮ型の駆動回路用トランジスタの側では、ゲート電極形成用導電膜２２１がパターニング用マスク２２２で覆われているので、ゲート電極形成用導電膜２２１はパターニングされることはない。また、ゲート電極は単層の導電膜で形成してもよく、積層構造としてもよい。
【００５６】
次に、図６（ｅ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタのゲート電極２２３と、Ｎ型の画素電極用トランジスタが形成される領域とＮ型の駆動回路用トランジスタが形成される領域とに残したゲート電極形成用導電膜２２１をマスクとして、ｐ型不純物元素（本例ではボロン）をイオン注入する。ドーズ量は例えば約１×１０１５ｃｍ^−２である。その結果、不純物濃度が例えば１×１０２０ｃｍ^−３の高濃度のソース・ドレイン領域２２４、２２５がゲート電極２２３に対して自己整合的に形成される。ここで、ゲート電極２２３で覆われ、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域２２６となる。
【００５７】
次に、図７（ａ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタの側を完全に覆い、かつ、Ｎ型の画素電極用ＴＦＴ１０およびＮ型の駆動回路用トランジスタの側のゲート電極形成領域を覆うレジストマスク等からなるパターニング用マスク２２７を形成する。
【００５８】
次に、図７（ｂ）に示すように、パターニング用マスク２２７を使用してゲート電極形成用導電膜２２１をパターニングし、Ｎ型の画素電極用トランジスタおよびＮ型の駆動回路用トランジスタのゲート電極２２８、２２９、２３０を形成する。
続いて、パターニング用マスク２２７を残したまま、ｎ型不純物元素（本例ではリン）をイオン注入する。ドーズ量は例えば１×１０１５ｃｍ^−２である。その結果、パターニング用マスク２２７に対して自己整合的的に不純物が導入され、半導体膜２０３、２０４、２０５中に高濃度ソース・ドレイン領域２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６が形成される。ここで、半導体膜２０３、２０４、２０５のうち、高濃度のリンが導入されない領域は、ゲート電極２２８、２２９、２３０で覆われていた領域よりも広い。すなわち、半導体膜２０３、２０４、２０５のうち、ゲート電極２２８、２２９、２３０と対向する領域の両側には高濃度ソース・ドレイン領域２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６との間に高濃度のリンが導入されない領域（後述する低濃度ソース・ドレイン領域）が形成される。
【００５９】
次に、パターニング用マスク２２７を除去し、この状態でｎ型不純物元素（本例ではリン）をイオン注入する。ドーズ量は例えば１×１０１３ｃｍ^−２である。その結果、図７（ｃ）に示すように、半導体膜２０３、２０４、２０５にはゲート電極２２８、２２９、２３０に対して自己整合的に低濃度の不純物が導入され、低濃度ソース・ドレイン領域２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２が形成される。なお、ゲート電極２２８、２２９、２３０と重なる領域には不純物が導入されず、チャネル領域２４５、２４６、２４７が形成される。
【００６０】
次に、図７（ｄ）に示すように、ゲート電極２２８、２２９、２３０の表面側に第１層間絶縁膜２５０を形成し、フォトリソグラフィ法等によってパターニングして所定のソース電極位置、ドレイン電極位置にコンタクトホールを形成する。第１層間絶縁膜２５０としては、例えば、シリコン酸化窒化膜やシリコン酸化膜等のシリコンを含む絶縁膜を用いるとよい。また、単層でもよく積層膜でもよい。さらに、水素を含む雰囲気中で、熱処理を行い半導体膜の不対結合手を水素終端（水素化）する。なお、プラズマにより励起された水素を用いて水素化を行ってもよい。
続いて、この上からアルミニウム膜、クロム膜やタンタル膜などの金属膜を用いてソース電極、ドレイン電極となる導電膜２５１を形成する。導電膜２５１の厚さは例えば２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。導電膜は単層でもよく積層膜でもよい。
続いて、ソース電極、ドレイン電極の位置にパターニング用マスク２５２を形成するとともに、パターニングを行って、図７（ｅ）に示すソース電極２６０、２６１、２６２、２６３、及びドレイン電極２６４、２６５、２６６を同時に形成する。
【００６１】
次に、図８（ａ）に示すように、窒化珪素等からなる第２層間絶縁膜２７０を形成する。この第２層間絶縁膜２７０の厚さは、例えば１〜２μｍ程度である。第２層間絶縁膜２７０の形成材料としては、シリコン酸化膜や有機樹脂、シリカエアロゲルなどの光を透過可能な材料が用いられる。有機樹脂としてはアクリル、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いることができる。
【００６２】
次に、図８（ｂ）に示すように、第２層間絶縁膜２７０をエッチング除去してドレイン電極２６６に達するコンタクトホール２７５を形成する。
【００６３】
次に、図８（ｃ）に示すように、コンタクトホール２７５内にも埋め込まれるように、例えばＩＴＯやフッ素をドープしてなるＳｎＯ_２、さらにＺｎＯやポリアニリン等の透明電極材料からなる膜を形成し、ソース・ドレイン領域２３５、２３６に電気的に接続する画素電極１３を形成する。なお、この画素電極１３がＥＬ素子の陽極となる。
【００６４】
次に、図９（ａ）に示すように、画素電極１３を挟むように、第３絶縁層（バンク層）２９を形成する。具体的には、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に融かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して絶縁層を形成し、絶縁層をフォトリソグラフィ技術等により同時にエッチングする。第３絶縁層２９としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの合成樹脂が用いられる。なお、信号線、共通給電線、走査線等の配線を含むバンク層を形成してもよい。
【００６５】
続いて、画素電極１３を覆うように正孔注入層２８５を形成する。
本例では、形成材料を液滴にして吐出する液滴吐出装置を用いて正孔輸送層２８５を形成する。すなわち、ノズル１１４から基板１１に向けて正孔注入層２８５の形成材料を放出する。所定量の材料が基板１１上に配置されることにより、基板１１上に正孔注入層２８５が形成される。
【００６６】
また、材料が基板１１上にて液状となった場合には、その流動性によって水平方向に広がろうとするものの、第３絶縁層（バンク層）の隔壁によって、その広がりが防止される。なお、処理条件や材料の特性等により、材料の流動による不都合が生じない場合には、第３絶縁層の高さを低くしたり、隔壁を用いない構造としてもよい。また、ノズル１１４から材料を基板１１上に放出した後、基板１１に対して、必要に応じて加熱あるいは光照射等の処理を行って材料を固化あるいは硬化させてもよい。
【００６７】
正孔注入層の形成材料としては、例えばポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の混合物であるＰＥＤＴ／ＰＳＳを用いることが望ましい。その他、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸との混合物や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）が挙げられる。また、低分子型有機ＥＬ素子等において正孔注入層と正孔輸送層を両方形成する場合には、例えば、正孔輸送層の形成に先立って正孔注入層を画素電極側に形成し、その上に正孔輸送層を形成するのが好ましい。このように正孔注入層を正孔輸送層とともに形成することにより、駆動電圧の上昇を制御することができるとともに、駆動寿命（半減期）を長くすることができる。
【００６８】
次に、図９（ｂ）に示すように、正孔注入層２８５上に発光層１４を形成する。
本例では、先の正孔注入層と同様に、前述した液滴吐出装置を用いてこの発光層１４を形成する。すなわち、ノズル１１４から基板１１に向けて発光層１４の形成材料を液滴にして吐出する。
【００６９】
発光層１４の形成材料としては、高分子発光体を用いることができ、側鎖に発光基を有する高分子を用いることができるが、好ましくは共役系構造を主鎖に含むもので、特に、ポリフルオレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリアリーレンビニレン、およびその誘導体が好ましい。中でもポリアリーレンビニレンおよびその誘導体が好ましい。該ポリアリーレンビニレンおよびその誘導体は、下記化学式（１）で示される繰り返し単位を全繰り返し単位の５０モル％以上含む重合体である。繰り返し単位の構造にもよるが、化学式（１）で示される繰り返し単位が全繰り返し単位の７０％以上であることがさらに好ましい。
−Ａｒ−ＣＲ＝ＣＲ’−　　　…（１）
〔ここで、Ａｒは、共役結合に関与する炭素原子数が４個以上２０個以下からなるアリーレン基または複素環化合物基、Ｒ、Ｒ’はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数４〜２０の複素環化合物、シアノ基からなる群から選ばれた基を示す。〕
【００７０】
該高分子蛍光体は、化学式（１）で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位として、芳香族化合物基またはその誘導体、複素環化合物基またはその誘導体、およびそれらを組み合わせて得られる基などを含んでいてもよい。また、化学式（１）で示される繰り返し単位や他の繰り返し単位が、エーテル基、エステル基、アミド基、イミド基などを有する非共役の単位で連結されていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよい。
【００７１】
前記高分子蛍光体において化学式（１）のＡｒとしては、共役結合に関与する炭素原子数が４個以上２０個以下からなるアリーレン基または複素環化合物基であり、下記の化学式（２）で示す芳香族化合物基またはその誘導体基、複素環化合物基またはその誘導体基、およびそれらを組み合わせて得られる基などが例示される。また、低分子型有機ＥＬ素子においては低分子蛍光体例えばナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、ポリメチン系、キサテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン誘導体等、または特開昭５７−５１７８１、同５９−１９４３９３号公報等に記載されている公知のものが使用可能である。
【００７２】
なお、必要に応じて、発光層上に電子輸送層を設けることができる。
電子輸送層の形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。
【００７３】
なお、正孔注入層（正孔輸送層）２８５の形成材料や電子輸送層２８７の形成材料を、発光層１４の形成材料に混合し、発光層形成材料として使用してもよい。その場合、正孔輸送層形成材料や電子輸送層形成材料の使用量については、使用する化合物の種類等によっても異なるものの、十分な成膜性と発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決定される。通常は、発光層形成材料に対して１〜４０重量％とされ、さらに好ましくは２〜３０重量％とされる。
【００７４】
次に、図９（ｃ）に示すように、基板１１の表面全体に、あるいはストライプ状に陰極としての対向電極１６を形成する。さらに、対向電極１６の外側に、色度補正層２５を形成する。
【００７５】
色度補正層２５を多層干渉膜を用いて形成する場合、例えば、フォトリソグラフィ法を用いることができる。
また、着色された金属微粒子を用いて色度補正層２５を形成する場合、例えば、液滴吐出法（インクジェット法）を用いることができる。
【００７６】
液滴吐出法により、着色された金属微粒子を用いて色度補正層を形成する方法の一例は次のとおりである。
まず、形成対象となる物体（対向電極１６）の表面に、親液性を示す領域と撥液性を示す領域とを設ける。例えば、プラズマ処理工程により上記各領域を設けることができる。具体的にプラズマ処理工程は、予備加熱工程と、物体表面を親液性にする親液化工程と、物体表面を撥液性にする撥液化工程と、冷却工程とを有している。
すなわち、基材を所定温度（例えば７０〜８０℃程度）に加熱し、次いで親液化工程として大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ_２プラスマ処理）を行う。続いて、撥液化工程として大気雰囲気中で４フッ化メタンを反応ガスとするプラスマ処理（ＣＦ_４プラスマ処理）を行い、プラズマ処理のために加熱された基材を室温まで冷却することで、親液性及び撥液性が所定箇所に付与される。
次に、液滴吐出装置（インクジェット装置）を用いて、物体表面の所望の位置に、着色された金属微粒子を含むインク（液体材料）を液滴にして吐出する。この場合、発光層１４の位置に対応して、バンク層２９に沿って対向電極（陰極）１６の表面に凹部が設けられている場合、その凹部内の親液処理された領域内でインク滴が広がる。一方、その凹部内の撥液処理された領域ではインク滴がはじかれて付着しない。つまり、インク滴が所定の吐出位置から物体表面に吐出されたとしても、インク滴を所望の位置に配置することができる。
物体表面に、着色された金属微粒子を含むインクが配置されると、インクに含まれる溶媒を除去するための乾燥処理及び熱処理を行うことにより、色度補正層が形成される。
【００７７】
以上のプロセスにより、有機ＥＬ素子、及びＮ型及びＰ型の駆動回路用の薄膜トランジスタが完成する。
【００７８】
ここで、上記した化学式（２）を示す。
【化１】

（Ｒ１〜Ｒ９２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基；炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基；ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基からなる群から選ばれた基である。）
【００７９】
これらのなかでフェニレン基、置換フェニレン基、ビフェニレン基、置換ビフェニレン基、ナフタレンジイル基、置換ナフタレンジイル基、アントラセン−９，１０−ジイル基、置換アントラセン−９，１０−ジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、置換ピリジン−２，５−ジイル基、チエニレン基および置換チエニレン基が好ましい。さらに好ましくは、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレンジイル基、ピリジン−２，５−ジイル基、チエニレン基である。
【００８０】
化学式（１）のＲ、Ｒ’が水素またはシアノ基以外の置換基である場合について述べると、炭素数１〜２０のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基などが挙げられ、メチル基、エチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が好ましい。アリール基としては、フェニル基、４−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル基（Ｃ１〜Ｃ１２は炭素数１〜１２であることを示す。以下も同様である。）、４−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが例示される。
【００８１】
溶媒可溶性の観点からは化学式（１）のＡｒが、１つ以上の炭素数４〜２０のアルキル基、アルコキシ基およびアルキルチオ基、炭素数６〜１８のアリール基およびアリールオキシ基ならびに炭素数４〜１４の複素環化合物基から選ばれた基を有していることが好ましい。
【００８２】
これらの置換基としては以下のものが例示される。炭素数４〜２０のアルキル基としては、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ラウリル基などが挙げられ、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基が好ましい。また、炭素数４〜２０のアルコキシ基としては、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ラウリルオキシ基などが挙げられ、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基が好ましい。炭素数４〜２０のアルキルチオ基としては、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、デシルオキシ基、ラウリルチオ基などが挙げられ、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基が好ましい。アリール基としては、フェニル基、４−Ｃ１〜Ｃ１２アルコキシフェニル基、４−Ｃ１〜Ｃ１２アルキルフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基などが例示される。アリールオキシ基としては、フェノキシ基が例示される。複素環化合物基としては２−チエニル基、２−ピロリル基、２−フリル基、２−、３−または４−ピリジル基などが例示される。これら置換基の数は、該高分子蛍光体の分子量と繰り返し単位の構成によっても異なるが、溶解性の高い高分子蛍光体を得る観点から、これらの置換基が分子量６００当たり１つ以上であることがより好ましい。
【００８３】
なお、前記高分子蛍光体は、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。蛍光の量子収率の高い高分子蛍光体を得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合体が好ましい。また、ここで形成する有機エレクトロルミネッセンス素子は、薄膜からの蛍光を利用することから、該高分子蛍光体は固体状態で蛍光を有するものが用いられる。
【００８４】
該高分子蛍光体に対して溶媒を使用する場合に、好適なものとしては、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが例示される。高分子蛍光体の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１ｗｔ％以上溶解させることができる。
また、前記高分子蛍光体としては、分子量がポリスチレン換算で１０３〜１０７であることが好ましく、それらの重合度は繰り返し構造やその割合によっても変わる。成膜性の点から一般には繰り返し構造の合計数で好ましくは４〜１００００、さらに好ましくは５〜３０００、特に好ましくは１０〜２０００である。
【００８５】
このような高分子蛍光体の合成法としては、特に限定されないものの、例えばアリーレン基にアルデヒド基が２つ結合したジアルデヒド化合物と、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物とトリフェニルホスフィンとから得られるジホスホニウム塩からのＷｉｔｔｉｇ反応が例示される。また、他の合成法としては、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物からの脱ハロゲン化水素法が例示される。さらに、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物のスルホニウム塩をアルカリで重合して得られる中間体から熱処理により該高分子蛍光体を得るスルホニウム塩分解法が例示される。いずれの合成法においても、モノマーとして、アリーレン基以外の骨格を有する化合物を加え、その存在割合を変えることにより、生成する高分子蛍光体に含まれる繰り返し単位の構造を変えることができるので、化学式（１）で示される繰り返し単位が５０モル％以上となるように加減して仕込み、共重合してもよい。これらのうち、Ｗｉｔｔｉｇ反応による方法が、反応の制御や収率の点で好ましい。
【００８６】
さらに具体的に、前記高分子蛍光体の１つの例であるアリーレンビニレン系共重合体の合成法を説明する。例えば、Ｗｉｔｔｉｇ反応により高分子蛍光体を得る場合には、例えばまず、ビス（ハロゲン化メチル）化合物、より具体的には、例えば２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロミドをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒中、トリフェニルホスフィンと反応させてホスホニウム塩を合成し、これとジアルデヒド化合物、より具体的には、例えば、テレフタルアルデヒドとを、例えばエチルアルコール中、リチウムエトキシドを用いて縮合させるＷｉｔｔｉｇ反応により、フェニレンビニレン基と２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン基を含む高分子蛍光体が得られる。このとき、共重合体を得るために２種類以上のジホスホニウム塩および／または２種類以上のジアルデヒド化合物を反応させてもよい。
これらの高分子蛍光体を発光層の形成材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を与えるため、合成後、再沈精製、クロマトグラフによる分別等の純化処理をすることが望ましい。
なお、前記の高分子蛍光体からなる発光層の形成材料としては、フルカラー表示をなすため、赤、緑、青の三色の発光層形成材料が用いられる。
【００８７】
また、上述した発光層を形成する際、その材料をホスト／ゲスト系の発光材料、すなわちホスト材料にゲスト材料が添加分散された発光材料によって形成してもよい。
このような発光材料としては、ホスト材料として例えば高分子有機化合物や低分子材料が、またゲスト材料として得られる発光層の発光特性を変化させるための蛍光色素、あるいは燐光物質を含んでなるものが好適に用いられる。
高分子有機化合物としては、溶解性の低い材料の場合、例えば前駆体が塗布された後、以下の化学式（３）に示すように加熱硬化されることによって共役系高分子有機エレクトロルミネッセンス層となる発光層を生成し得るものがある。例えば、前駆体のスルホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるもの等がある。
また、溶解性の高い材料では、材料をそのまま塗布した後、溶媒を除去して発光層にし得るものもある。
【００８８】
【化２】

【００８９】
前記の高分子有機化合物は固体で強い蛍光を持ち、均質な固体超薄膜を形成することができる。しかも、形成能に富みＩＴＯ電極との密着性も高く、さらに、固化した後は強固な共役系高分子膜を形成する。
【００９０】
このような高分子有機化合物としては、例えばポリアリーレンビニレンが好ましい。ポリアリーレンビニレンは水系溶媒あるいは有機溶媒に可溶で第２の基体１１に塗布する際の塗布液への調製が容易であり、さらに一定条件下でポリマー化することができるため、光学的にも高品質の薄膜を得ることができる。
このようなポリアリーレンビニレンとしては、ＰＰＶ（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））、ＭＯ−ＰＰＶ（ポリ（２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレンビニレン））、ＣＮ−ＰＰＶ（ポリ（２，５−ビスヘキシルオキシ−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）））、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−パラ−フェニレンビニレン）、等のＰＰＶ誘導体、ＰＴＶ（ポリ（２，５−チエニレンビニレン））等のポリ（アルキルチオフェン）、ＰＦＶ（ポリ（２，５−フリレンビニレン））、ポリ（パラフェニレン）、ポリアルキルフルオレン等が挙げられるが、なかでも化学式（４）に示すようなＰＰＶまたはＰＰＶ誘導体の前駆体からなるものや、化学式（５）に示すようなポリアルキルフルオレン（具体的には化学式（６）に示すようなポリアルキルフルオレン系共重合体）が特に好ましい。
ＰＰＶ等は強い蛍光を持ち、二重結合を形成するπ電子がポリマー鎖上で非極在化している導電性高分子でもあるため、高性能の有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。
【００９１】
【化３】

【００９２】
【化４】

【００９３】
【化５】

【００９４】
なお、前記ＰＰＶ薄膜の他に発光層を形成し得る高分子有機化合物や低分子材料、すなわち本例においてホスト材料として用いられるものは、例えばアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ_３）やジスチリルビフェニル、さらに化学式（７）に示すＢｅＢｑ_２やＺｎ（ＯＸＺ）_２、そしてＴＰＤ、ＡＬＯ、ＤＰＶＢｉ等の従来より一般的に用いられているものに加え、ピラゾリンダイマー、キノリジンカルボン酸、ベンゾピリリウムパークロレート、ベンゾピラノキノリジン、ルブレン、フェナントロリンユウロピウム錯体等が挙げられ、これらの１種または２種以上を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用組成物を用いることができる。
【００９５】
【化６】

【００９６】
一方、このようなホスト材料に添加されるゲスト材料としては、前記したように蛍光色素や燐光物質が挙げられる。特に蛍光色素は、発光層の発光特性を変化させることができ、例えば、発光層の発光効率の向上、または光吸収極大波長（発光色）を変えるための手段としても有効である。すなわち、蛍光色素は単に発光層材料としてではなく、発光機能そのものを担う色素材料として利用することができる。例えば、共役系高分子有機化合物分子上のキャリア再結合で生成したエキシトンのエネルギーを蛍光色素分子上に移すことができる。この場合、発光は蛍光量子効率が高い蛍光色素分子からのみ起こるため、発光層の電流量子効率も増加する。したがって、発光層の形成材料中に蛍光色素を加えることにより、同時に発光層の発光スペクトルも蛍光分子のものとなるので、発光色を変えるための手段としても有効となる。
【００９７】
なお、ここでいう電流量子効率とは、発光機能に基づいて発光性能を考察するための尺度であって、下記式により定義される。
ηＥ　＝放出されるフォトンのエネルギー／入力電気エネルギー
そして、蛍光色素のドープによる光吸収極大波長の変換によって、例えば赤、青、緑の３原色を発光させることができ、その結果フルカラー表示体を得ることが可能となる。
さらに蛍光色素をドーピングすることにより、エレクトロルミネッセンス素子の発光効率を大幅に向上させることができる。
【００９８】
蛍光色素としては、赤色の発色光を発光する発光層を形成する場合、レーザー色素のＤＣＭ−１、あるいはローダミンまたはローダミン誘導体、ペニレン等を用いるのが好ましい。これらの蛍光色素をＰＰＶなどホスト材料にドープすることにより、発光層を形成することができるが、これらの蛍光色素は水溶性のものが多いので、水溶性を有するＰＰＶ前駆体であるスルホニウム塩にドープし、その後、加熱処理すれば、より均一な発光層の形成が可能になる。このような蛍光色素として具体的には、ローダミンＢ、ローダミンＢベース、ローダミン６Ｇ、ローダミン１０１過塩素酸塩等が挙げられ、これらを２種以上混合したものであってもよい。
【００９９】
また、緑色の発色光を発光する発光層を形成する場合、キナクリドン、ルブレン、ＤＣＪＴおよびその誘導体を用いるのが好ましい。これらの蛍光色素についても、前記の蛍光色素と同様、ＰＰＶなどホスト材料にドープすることにより、発光層を形成することができるが、これらの蛍光色素は水溶性のものが多いので、水溶性を有するＰＰＶ前駆体であるスルホニウム塩にドープし、その後、加熱処理すれば、より均一な発光層の形成が可能になる。
【０１００】
さらに、青色の発色光を発光する発光層を形成する場合、ジスチリルビフェニルおよびその誘導体を用いるのが好ましい。これらの蛍光色素についても、前記の蛍光色素と同様、ＰＰＶなどホスト材料にドープすることにより、発光層を形成することができるが、これらの蛍光色素は水溶性のものが多いので、水溶性を有するＰＰＶ前駆体であるスルホニウム塩にドープし、その後、加熱処理すれば、より均一な発光層の形成が可能になる。
【０１０１】
また、青色の発色光を有する他の蛍光色素としては、クマリンおよびその誘導体を挙げることができる。これらの蛍光色素は、ＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。また、これらのうち特にクマリンは、それ自体は溶媒に不溶であるものの、置換基を適宜に選択することによって溶解性を増し、溶媒に可溶となるものもある。このような蛍光色素として具体的には、クマリン−１、クマリン−６、クマリン−７、クマリン１２０、クマリン１３８、クマリン１５２、クマリン１５３、クマリン３１１、クマリン３１４、クマリン３３４、クマリン３３７、クマリン３４３等が挙げられる。
【０１０２】
さらに、別の青色の発色光を有する蛍光色素としては、テトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはＴＰＢ誘導体、ＤＰＶＢｉ等を挙げることができる。これらの蛍光色素は、前記赤色蛍光色素等と同様に水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
以上の蛍光色素については、各色ともに１種のみを用いてもよく、また２種以上を混合して用いてもよい。
なお、このような蛍光色素としては、化学式（８）に示すようなものや、化学式（９）に示すようなもの、さらに化学式（１０）に示すようなものが用いられる。
【０１０３】
【化７】

【０１０４】
【化８】

【０１０５】
【化９】

【０１０６】
これらの蛍光色素については、前記共役系高分子有機化合物等からなるホスト材料に対し、後述する方法によって０．５〜１０ｗｔ％添加するのが好ましく、１．０〜５．０ｗｔ％添加するのがより好ましい。蛍光色素の添加量が多過ぎると得られる発光層の耐候性および耐久性の維持が困難となり、一方、添加量が少な過ぎると、前述したような蛍光色素を加えることによる効果が十分に得られないからである。
【０１０７】
また、ホスト材料に添加されるゲスト材料としての燐光物質としては、化学式（１１）に示すＩｒ（ｐｐｙ）_３、Ｐｔ（ｔｈｐｙ）_２、ＰｔＯＥＰなどが好適に用いられる。
【０１０８】
【化１０】

【０１０９】
なお、前記の化学式（１１）に示した燐光物質をゲスト材料とした場合、ホスト材料としては、特に化学式（１２）に示すＣＢＰ、ＤＣＴＡ、ＴＣＰＢや、前記したＤＰＶＢｉ、Ａｌｑ_３が好適に用いられる。
また、前記蛍光色素と燐光物質については、これらを共にゲスト材料としてホスト材料に添加するようにしてもよい。
【０１１０】
【化１１】

【０１１１】
なお、このようなホスト／ゲスト系の発光物質によって上述した発光層を形成する場合、ホスト材料とゲスト材料とを予め設定した量比で同時に吐出することにより、ホスト材料に所望する量のゲスト材料が添加された発光物質による発光層を形成することができる。
【０１１２】
また、上述した例では、発光層の下層として正孔輸送層を形成し、上層として電子輸送層を形成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば正孔輸送層と電子輸送層とのうちの一方のみを形成するようにしてもよく、また、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに発光層のみを単独で形成するようにしてもよい。
【０１１３】
さらに、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層に加えて、ホールブロッキング層を例えば発光層の対向電極側に形成して、発光層の長寿命化を図ってもよい。このようなホールブロッキング層の形成材料としては、例えば化学式（１３）に示すＢＣＰや化学式（１４）で示すＢＡｌｑが用いられるが、長寿命化の点ではＢＡｌｑの方が好ましい。
【０１１４】
【化１２】

【０１１５】
【化１３】

【０１１６】
図１０〜１５は、本発明の電子機器の実施例を示している。
本例の電子機器は、上述した有機ＥＬ表示装置等の本発明の発光装置を表示手段として備えている。
図１０は、テレビ画像やコンピュータ送られる文字や画像を表示する表示装置の一例を示している。図１０において、符号１０００は本発明の発光装置を用いた表示装置本体を示している。なお、表示装置本体１０００は、上述した有機ＥＬ表示装置を用いることにより、大画面にも対応できる。
また、図１１は、車載用のナビゲーション装置の一例を示している。図１１において、符号１０１０はナビゲーション装置本体を示し、符号１０１１は本発明の発光装置を用いた表示部（表示手段）を示している。
また、図１２は、携帯型の画像記録装置（ビデオカメラ）の一例を示している。図１２において、符号１０２０は記録装置本体を示し、符号１０２１は本発明の発光装置を用いた表示部を示している。
また、図１３は、携帯電話の一例を示している。図１３において、符号１０３０は携帯電話本体を示し、符号１０３１は本発明の発光装置を用いた表示部（表示手段）を示している。
また、図１４は、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置の一例を示している。図１４において、符号１０４０は情報処理装置を示し、符号１０４１は情報処理装置本体、符号１０４２はキーボードなどの入力部、符号１０４３は本発明の発光装置を用いた表示部を示している。
また、図１５は、腕時計型電子機器の一例を示している。図１５において、符号１０５０は時計本体を示し、符号１０５１は本発明の発光装置を用いた表示部を示している。
図１０〜１５に示す電子機器は、本発明の発光装置を表示手段として備えているので、観察される光の色度の最適化が図られ、良好な表示性能が得られる。
【０１１７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明の発光装置によれば、光の取り出し側とは反対側に配置された光学機能層によって、発光層の発光光の色度が補正されることにより、光の色度の最適化が図られる。また、発光層から発せられた光の一部の光に対してのみ、色度の補正を行うことにより、光の色度補正を行う場合であっても、輝度低下を抑制することができる。これにより、光の取り出し効率を高めることができる。
【０１１９】
また、本発明の発光装置の製造方法によれば、輝度の低下が抑制されかつ、光の色度が最適化された発光装置を製造することができる。
【０１２０】
また、本発明の電子機器によれば、光の色度が最適化された発光装置を備えることから、表示性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を概念的に示す図である。
【図２】本発明の発光装置を有機ＥＬ表示装置に適用した他の形態例を概念的に示す図である。
【図３】有機ＥＬ表示装置の回路構造の一例を示す回路図である。
【図４】有機ＥＬ表示装置における画素部の平面構造の一例を示す平面図である。
【図５】画素部（有機ＥＬ素子）の断面構造を拡大して示す図である。
【図６】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図７】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図８】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図９】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図１０】本発明の電子機器の実施例を示す図である。
【図１１】本発明の電子機器の他の実施例を示す図である。
【図１２】本発明の電子機器の他の実施例を示す図である。
【図１３】本発明の電子機器の他の実施例を示す図である。
【図１４】本発明の電子機器の他の実施例を示す図である。
【図１５】本発明の電子機器の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０…有機ＥＬ表示装置（発光装置）、１１…基板、１３…陽極（画素電極、電極層）、１４…発光層、１６…陰極（対向電極、電極層）、２５…色度補正層（光学機能層）。

Claims (20)

1. 発光層を備える発光装置であって、
   前記発光層に対して、前記発光層の発光光を取り出す側とは反対側に配置され、前記発光光を反射しかつ該発光光の光学的特性を変化させる光学機能層を備えることを特徴とする発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置において、
   前記光学機能層は、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを積層した多層干渉膜を含むことを特徴とする発光装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の発光装置において、
   前記光学機能層は、着色された金属微粒子を含むことを特徴とする発光装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置において、
   前記発光層は、赤、緑、青の各３色に対応する３種類の発光層を含み、
   前記光学機能層は、前記３種類の発光層のうちの少なくとも１つの発光層に対して配置されることを特徴とする発光装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置において、
   前記発光層に対して、前記発光光の取り出し側とは反対側に、前記発光層の発光光を透過する電極が配され、
   前記光学機能層は、前記発光層との間に前記電極を挟んで配置されることを特徴とする発光装置。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置において、
   前記発光層は、対向する２つの電極の間に配置されており、
   前記光学機能層は、前記２つの電極のいずれか一方であることを特徴とする発光装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置において、
   前記光学機能層は、前記発光層を所定の物質から保護することを特徴とする発光装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置において、
   前記発光層は、有機ＥＬ層であることを特徴とする発光装置。
9. 発光層を備える発光装置であって、
   前記発光層に対して、前記発光層の発光光を取り出す側とは反対側に配置され、前記発光光を反射しかつ該発光光の色度を補正する色度補正層を備えることを特徴とする発光装置。
10. 請求項９に記載の発光装置において、
    前記色度補正層は、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを積層した多層干渉膜を含むことを特徴とする発光装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載の発光装置において、
    前記色度補正層は、着色された金属微粒子を含むことを特徴とする発光装置。
12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記発光層は、赤、緑、青の各３色に対応する３種類の発光層を含み、
    前記色度補正層は、前記３種類の発光層のうちの少なくとも１つの発光層に対して配置されることを特徴とする発光装置。
13. 請求項９乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記発光層に対して、前記発光光の取り出し側とは反対側に、前記発光層の発光光を透過する電極が配され、
    前記色度補正層は、前記発光層との間に前記電極を挟んで配置されることを特徴とする発光装置。
14. 請求項９乃至請求項１３のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記発光層は、対向する２つの電極の間に配置されており、
    前記色度補正層は、前記２つの電極のいずれか一方であることを特徴とする発光装置。
15. 請求項９乃至請求項１４のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記色度補正層は、前記発光層を所定の物質から保護することを特徴とする発光装置。
16. 請求項９乃至請求項１５のいずれか一項に記載の発光装置において、
    前記発光層は、有機ＥＬ層であることを特徴とする発光装置。
17. 請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
18. 発光層を備える発光装置を製造する方法であって、
    前記発光層に対して発光光を取り出す側とは反対側に、前記発光光を反射しかつ該発光光の光学的特性を変化させる光学機能層を配置する工程を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。
19. 請求項１８に記載の発光装置の製造方法において、
    前記光学機能層を、液滴吐出法を用いて形成することを特徴とする発光装置の製造方法。
20. 発光層を備える発光装置を製造する方法であって、
    前記発光層に対して発光光を取り出す側とは反対側に、前記発光光を反射しかつ該発光光の色度を補正する色度補正層を配置する工程を備えることを特徴とする発光装置の製造方法。

Images