JP2014209480A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】開口率が高い発光装置を提供する。【解決手段】第１の基板と、第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上に形成された第１の隔壁と、第１の絶縁膜および第１の隔壁を覆い、凹曲面の表面を有する第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、第１の隔壁と重なる位置に端部を有する第１の電極と、第１の隔壁上に形成され、第１の電極の端部を覆う第２の隔壁と、第１の電極および第２の隔壁上に形成された発光性の有機化合物を含む層と、発光性の有機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、第２の電極上に位置し、第１の基板と重なる第２の基板と、を有する構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、物、方法、または製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、記憶装置、演算装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの作製方法に関する。
近年、画素をエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などの発光素子を用いた自発光型の表示装置、発光装置などが注目されている。このような自発光型の表示装置に用いられる発光素子としては、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子などが知られている。これらの発光素子は自ら発光するため、液晶素子を用いた表示装置よりも表示画像の視認性が高い。また、バックライトが不要であることや、応答速度が速い等の利点もある。
有機ＥＬ素子は、一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層という）を備える。当該一対の電極の間に電圧を印加すると、当該ＥＬ層から発光が得られる。このような有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に開示されている。
特開２００２−３２４６７３号公報
有機ＥＬ素子の一対の電極の間に形成されるＥＬ層の膜厚は極めて薄く、当該一対の電極間で短絡不良を起こすことがある。当該不良は、電極端の段差などにおける有機化合物を含む層の被覆性不良などによって起こりやすいため、当該電極端を覆うように隔壁を形成し、段差を解消する構成が知られている。
一方、電極端を隔壁で覆うと電極の有効面積が小さくなるため、開口率が低下してしまう問題があった。特に、高精細化の要求などにより画素密度が上昇した場合に開口率の低下が顕著となる。
したがって、本発明の一態様では、開口率が高い発光装置を提供することを目的の一つとする。または、光の取り出し効率が高い発光装置を提供することを目的の一つとする。または、発光強度の高い発光装置を提供することを目的の一つとする。または、低消費電力の発光装置を提供することを目的の一つとする。または、信頼性の高い発光装置を提供することを目的の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本明細書で開示する本発明の一態様は、発光素子が有する一対の電極のうち一方の電極が曲率を有する面に形成されている構成、または、当該電極が平坦面および曲率を有する面に連続して形成されている構成に関する。
本発明の一態様は、第１の基板と、第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上に形成された第１の隔壁と、第１の絶縁膜および第１の隔壁を覆い、凹曲面の表面を有する第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、第１の隔壁と重なる位置に端部を有する第１の電極と、第１の隔壁上に形成され、第１の電極の端部を覆う第２の隔壁と、第１の電極および第２の隔壁上に形成された発光性の有機化合物を含む層と、発光性の有機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、第２の電極上に位置し、第１の基板と重なる第２の基板と、を有することを特徴とする発光装置である。
また、本発明の他の一態様は、第１の基板と、第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上に形成された第１の隔壁と、第１の絶縁膜および第１の隔壁上に形成され、当該第１の隔壁上に端部を有する第１の電極と、第１の隔壁上に形成され、第１の電極の端部を覆う第２の隔壁と、第１の電極および第２の隔壁上に形成された発光性の有機化合物を含む層と、発光性の有機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、第２の電極上に位置し、第１の基板と重なる第２の基板と、を有することを特徴とする発光装置である。
上記第１の隔壁の表面は、曲面を含んで形成されていることが好ましい。
また、第２の電極と第２の基板との間には、透光性を有する液体材料、または固体材料が含まれていてもよい。また、当該液体材料および当該固体材料の屈折率は、第２の電極よりも大きいことが好ましい。
また、第２の隔壁の上部にスペーサが形成されていてもよい。
また、第１の電極は反射電極であり、第２の電極は透光性を有する電極であり、発光性の有機化合物を含む層が発する光は、第２の電極を通して外部に放出される構成とすることができる。
また、第２の隔壁の屈折率は、発光性の有機化合物を含む層の屈折率よりも小さいことが好ましい。
本発明の一態様を用いることで、開口率が高い発光装置を提供することができる。または、光の取り出し効率が高い発光装置を提供することができる。または、発光強度の高い発光装置を提供することができる。または、低消費電力の発光装置を提供することができる。または、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光装置の構成を説明する上面図および断面図。 発光装置の構成を説明する断面図。 発光装置の構成を説明する断面図。 発光装置の構成を説明する断面図。 発光装置の構成を説明する上面図および断面図。 発光素子の構成を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略することがある。
なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられた層を示すものとする。したがって、電極間に挟まれた発光性の有機化合物を含む層はＥＬ層の一態様である。
また、本明細書中において、発光装置とは画像表示デバイスもしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置の構成について図１を用いて説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一態様における発光装置の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２における断面図に相当する。なお、図の明瞭化のため、図１（Ａ）では、第１の基板１１０側に形成される一部の要素のみを図示し、トランジスタ、配線などは図示していない。また、第１の基板１１０と対向する基板、および当該基板に形成される光学フィルタなどの要素は図示しない。また、図１（Ａ）はマトリクス状に配列された複数の画素１００を有する発光装置の一部を図示したものである。
本発明の一態様における発光装置は、第１の基板１１０に形成された第１の絶縁膜１１１と、当該第１の絶縁膜１１１上に形成された第１の隔壁１３１と、第１の絶縁膜１１１および当該第１の隔壁１３１上に形成された第２の絶縁膜１１２と、当該第２の絶縁膜１１２上において、第１の隔壁１３１と重なる位置に端部を有する第１の電極１４１と、第１の隔壁１３１上に形成され、第１の電極１４１の端部を覆う第２の隔壁１３２と、当該第２の隔壁１３２上に形成されたスペーサ１３３と、第１の電極１４１、第２の隔壁１３２およびスペーサ１３３上に形成されたＥＬ層１５０と、当該ＥＬ層１５０上に形成された第２の電極１４２と、を有する。
なお、本発明の一態様における発光装置において、図１（Ａ）に示すＡ１−Ａ２方向には画素間にスペーサ１３３を配置しているが、Ａ１−Ａ２方向と直交方向の画素間にはスペーサ１３３は配置しない。当該構成とすることで、スペーサ１３３に対する被覆性不良などに起因する第２の電極１４２の抵抗低下を防止することができる。
したがって、図１（Ａ）に示すＡ１−Ａ２方向とは直交方向となる画素１００の断面においては、ＥＬ層１５０は第２の隔壁１３２を覆う形で形成される。なお、Ａ１−Ａ２方向において、スペーサ１３３は複数の画素を挟んで設けられていてもよい。また、画素間ではなく、表示部の外周（最端部の画素の外側）に設けられていてもよい。
基板１１０上には、図１（Ａ）には図示されないトランジスタおよび配線が形成されている。例えば、画素をスイッチングするためのトランジスタや発光素子の電流を制御するためのトランジスタなどが設けられる。また、走査線、信号線、容量線、電源線などの機能を有する配線が設けられる。
上記トランジスタおよび配線上には第１の絶縁膜１１１が設けられている。当該第１の絶縁膜は単層に限らず、積層でもよい。また、第１の電極１４１、ＥＬ層１５０、第２の電極１４２からなる発光素子２００における短絡不良を防止するため、第１の絶縁膜１１１の上面は平坦化していることが好ましい。
第１の絶縁膜１１１上には、第１の隔壁１３１が設けられている。当該第１の隔壁は、画素１００の外周において土手のように形成され、その下部には配線等が位置する。
そして、第１の隔壁１３１を覆うように第２の絶縁膜１１２が設けられている。当該第２の絶縁膜は、第１の隔壁１３１で囲まれた領域において、その表面が凹曲面をなすように形成される。
第２の絶縁膜１１２上には第１の電極１４１が形成され、その端部は第１の隔壁１３１と重なる。また、当該第１の電極は、第２の絶縁膜１１２、第１の隔壁１３１および第１の絶縁膜１１１に形成された開口部を通じて、配線１６０と電気的に接続される。配線１６０は、例えば、トランジスタのソース電極、ドレイン電極、またはそれらと電気的に接続する配線とすることができる。なお、発光素子２００において、第１の電極１４１は、反射電極として作用し、光は矢印の方向に射出される。
第１の隔壁１３１上においては、第１の電極１４１の端部および上記開口部を覆うように第２の隔壁１３２が設けられている。当該第２の隔壁により、第１の電極１４１の端部および当該開口部により形成される段差を解消する。
そして、第２の隔壁１３２上には、スペーサ１３３が形成されている。また、第１の電極１４１、第２の隔壁１３２およびスペーサ１３３上にはＥＬ層１５０が設けられ、当該ＥＬ層上には、第２の電極１４２が設けられている。
なお、上述した隔壁やスペーサは絶縁材料を用いて形成されており、これらを絶縁層と呼ぶこともできる。
上述したように、本発明の一態様の発光装置では、発光素子２００の第１の電極１４１が凹曲面を有する第２の絶縁膜１１２上に形成されている。したがって、第１の電極１４１の表面は凹曲面となるため、実質的な発光素子の面積を大きくすることができ、発光装置の発光強度を高めることができる。
また、図２（Ａ）に示す従来の発光装置、および図２（Ｂ）に示す本発明の一態様の発光装置を比較すると、第１の隔壁１３１の幅が同じであっても、第１の電極１４１の有効な幅（Ｗ）が異なることがわかる。つまり、本発明の一態様の発光素子では、第１の隔壁１３１の側面を利用することで第１の電極１４１の有効面積を拡大することができるため、開口率を高めることができる。
また、本発明の一態様の発光素子２００は凹曲面を有するため、図２（Ｂ）に矢印で示すように光を広角に放出させることができ、例えば光の射出方向に設けられる画素の開口部から放出される光量を高めることができる。すなわち、光の取り出し効率を高めることができるともいえる。
また、上述のように発光装置の光の取り出し効率を高めることができるため、少ない電流で従来の発光素子と同等の発光を得ることができる。すわわち、発光装置を低消費電力化することができる。また、発光素子に流す電流を小さくすることにより、発光素子の劣化を防止することができるため、発光装置の信頼性を高めることができる。
また、本発明の一態様における発光装置は、図３に示す断面を有する構成であってもよい。
図３に示す発光装置は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光装置から第２の絶縁膜１１２を省いた構成であり、その他の要素は同様とすることができる。
図３に示す発光装置における第１の電極１４１は、第１の絶縁膜１１１の上面、ならびに第１の隔壁１３１の側面および上面に接して形成される。図３に示す発光素子２０１は、第１の絶縁膜１１１から第１の隔壁１３１にかけて曲率を有する面を含むため、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光装置と同様の効果を奏することができる。
図４は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光装置に、第１の基板１１０に対向する第２の基板１２０を組み合わせた構成の断面図である。
例示する第２の基板１２０には、光学フィルタ１７１、１７２、１７３が設けられ、当該光学フィルタが第１の電極１４１と重なるように設置する。例えば、発光素子２００から白色光を発光させ、光学フィルタ１７１、１７２、１７３のそれぞれを、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）とすることで多色表示の発光装置を得ることができる。なお、第１の隔壁１３１、第２の隔壁１３２またはスペーサ１３３に重ねて遮光層１８０を設けても良い。さらに、光学フィルタ１７１、１７２、１７３および遮光層１８０に重ねてオーバーコート層１８５を設けてもよい。
なお、隣接する画素において、それぞれの発光素子２００がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）を呈する光を発する構成では、第２の基板１２０に光学フィルタ等を設けない構成とすることもできる。
また、第１の基板１１０側に形成する構造物と第２の基板１２０側に形成する構造物とが接しない領域１９０には、透光性を有する材料が含まれていてもよい。
当該透光性を有する材料としては、例えば、発光素子の信頼性を損なう不純物（代表的には水および／または酸素）と反応、或いは不純物を吸着する材料を用いることができる。これにより、当該不純物は、発光素子の信頼性を損なう前に、充填物に含まれる材料と優先的に反応、または吸着され、その活性を失わせることができる。したがって、発光装置の信頼性を向上させることができる。
当該透光性を有する材料には、例えば、正孔輸送性の高い物質、発光物質、ホスト材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質または／およびアクセプター性物質等を用いることができる。
具体的には、導電性高分子、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、乾燥剤、ＥＬ層１５０に適用可能な材料、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）などが挙げられる。
また、当該透光性を有する材料は、第２の電極１４２と第２の基板１２０（第２の基板１２０上に形成される構造物を含む）とを光学的に接続することができる。これにより、発光素子２００から射出される光が第２の電極１４２から第２の基板１２０に至る光路において、屈折率の急激な変化（屈折率の段差ともいう）が抑制され、第２の電極１４２側から第２の基板１２０に、発光素子２００の発光を効率よく取り出すことができる。したがって、発光装置の発光効率を向上させることができる。
当該透光性を有する材料は、第２の電極１４２よりも屈折率が大きい材料であることが好ましい。当該材料を用いることで、第２の電極１４２と当該材料との界面における全反射を抑制し、光を効率よく取り出すことができる。
なお、第２の電極１４２と第２の基板１２０とを光学的に接続することができる材料としては、上述した材料の他に、液晶材料、フッ素系不活性液体（パーフルオロカーボン等）などの透光性を有する樹脂などを用いることができる。なお、これらの材料から、必要に応じて発光素子の信頼性を損なう不純物を除去してもよい。また、これらの材料に当該不純物と反応、または吸着する材料を分散して用いてもよい。
なお、液晶材料としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、ディスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、側鎖型高分子液晶、バナナ型液晶等の液晶、またはこれらの液晶とカイラル剤等の混合材料を用いることができる。
次に、図４に示す発光装置の各構成要素について詳細を説明する。
第１の基板１１０は発光装置の作製工程に耐えられる程度の耐熱性を備えた基板を用いることができる。当該基板は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない。
第１の基板１１０はガスバリア性を有すると好ましい。また、ガスバリア性を有する膜を積層して用いても良い。具体的には、ガスバリア性が水蒸気透過率として１０−５ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下、好ましくは１０−６ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であると、発光装置の信頼性を高めることができる。
また、第１の基板１１０は可撓性を有していてもよい。可撓性を有する基板としては、代表的にはプラスチック基板をその例に挙げる事ができる他、厚さが５０μｍ以上５００μｍ以下の薄いガラスや、金属箔などを用いることもできる。
例えば、第１の基板１１０に適用可能な基板としては、無アルカリガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラス基板、アルミノホウケイ酸ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板、金属基板、ステンレス基板、プラスチック基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリイミド基板等が挙げられる。
第１の絶縁膜１１１には、例えば、酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化アルミニウム層、アクリル樹脂層、ポリイミド樹脂層、ベンゾシクロブテン樹脂層、ポリアミド樹脂層、エポキシ樹脂層、シロキサン系樹脂層、ＳＯＧ層、ポリシラザン系ＳＯＧ層等から選ばれた一つの絶縁層、またはこれらから選ばれた一つを含む層を用いることができる。
第１の絶縁膜１１１は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。また、第１の絶縁膜１１１は上面が平坦であると好ましい。第１の絶縁膜１１１の上面に凹凸があると、その凹凸が第１の電極１４１の表面に反映され、第１の電極１４１と第２の電極１４２が短絡することがある。
第１の隔壁１３１は絶縁性の材料で形成することができる。また、単層構成であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。また、第１の隔壁１３１の表面は曲面を含んだ形状であることが好ましい。例えば隣り合う面が曲面を介してつながる形状や、断面が半円状となる形状とすることができる。
第１の隔壁１３１には、例えば、フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミド等から選ばれた一つの絶縁層、またはこれらから選ばれた一つを含む絶縁層を用いることができる。
第２の絶縁膜１１２には、第１の隔壁１３１と同様の材料を用いることができる。なお、形成時の材料の粘度を調整することで、第２の絶縁膜１１２の形状を変化させることができる。また、第２の絶縁膜１１２には、ＣＶＤ法やスパッタ法などにより形成することのできる酸化珪素膜等の無機絶縁膜を用いてもよい。
第１の電極１４１は、例えば、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銀、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等から選ばれた一つの金属、またはこれらから選ばれた一つを含む合金を用いることができる。また、第１の電極１４１は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。
アルミニウムを含む合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等を挙げることができる。また、銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金等を挙げることができる。また、金、銅を含む合金を用いることができる。
また、第１の電極１４１には金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等を用いることができる。
また、第１の電極１４１には導電性の金属酸化物を用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウム−亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
具体例としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金を含む層にチタンを含む層を積層した積層構造を用いることができる。アルミニウム−ニッケル−ランタン合金は反射率が高く、チタンを含む層により第１の電極１４１の表面に高抵抗の酸化被膜が形成される現象を抑制できる。そのため、発光素子が発する光の強度の損失と電気抵抗に起因する電力の損失を低減することができる。
第２の隔壁１３２は絶縁性の材料で形成することができる。また、単層構成であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。また、第２の隔壁１３２の表面は曲面を含んだ形状であることが好ましい。例えば隣り合う面が曲面を介してつながる形状や、断面が半円状となる形状とすることができる。
第２の隔壁１３２は、第１の隔壁１３１と同様の材料を用いて形成することができる。なお、第２の隔壁１３２は、ＥＬ層１５０よりも屈折率の小さい材料を用いることが好ましい。当該材料で第２の隔壁１３２を形成することで、ＥＬ層１５０と第２の隔壁１３２の界面で全反射を起こさせることができ、第２の隔壁１３２中に進入する光を減少させ、光の取り出し効率を向上させることができる。
ＥＬ層１５０は、白色を呈する光を発する層を用いる構成であることが好ましい。ＥＬ層１５０は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。
第２の電極１４２は、例えば、アルミニウム、銀等から選ばれた一つの金属、またはこれらから選ばれた一つを含む合金を用いることができる。また、第２の電極１４２は単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。
アルミニウムを含む合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等を挙げることができる。また、銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金等を挙げることができる。また、金、銅を含む合金を用いることができる。
また、第２の電極１４２には金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン、窒化モリブデン、窒化タングステン等をその例に挙げることができる。
また、第２の電極１４２には導電性の金属酸化物を用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウム−亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。
具体例としては、マグネシウム−銀合金層上に酸化珪素を含むインジウム−錫酸化物層などを用いることができる。マグネシウム−銀合金層は仕事関数が低いため電子注入性に優れ且つ導電性に優れ、酸化珪素を含むインジウム−錫酸化物層は結晶化が抑制され、ＥＬ層が発する光に対する透過率が高い。そのため、発光素子が発する光の強度の損失と電気抵抗に起因する電力の損失を低減することができる。
第２の基板１２０側に形成される光学フィルタ１７１、１７２、１７３は、ＥＬ層１５０が発する光の少なくとも一部を透過する層を含む。また、当該光学フィルタは、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。
光学フィルタ１７１、１７２、１７３は、例えば、着色材料を含む有機材料層や多層膜フィルタを用いることができる。着色材料を含む有機材料層としては、赤色を呈する光を透過する層、緑色を呈する光を透過する層または青色を呈する光を透過する層を挙げることができる。
遮光層１８０は、第２の基板１２０を透過して発光装置の内部に侵入する光を遮光する層であり、例えば、クロム層、チタン層、ニッケル層、カーボンブラックを分散した高分子層等から選ばれた一の遮光層を用いることができる。また、遮光層１８０は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。
オーバーコート層１８５は、表面の平坦化と不純物（代表的には水および／または酸素）の拡散を防ぐ層を含む。また、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。また、その厚さは特に限定されない。
オーバーコート層１８５は、光学フィルタの表面に形成される凹凸を平坦化する。または、光学フィルタまたは／および遮光層に含まれる不純物が発光素子の形成された側に拡散する現象を抑制する。または、光学フィルタまたは／および遮光層を透過して不純物が発光素子の形成された側に拡散する現象を抑制する効果を有する。
オーバーコート層１８５は、例えば、ポリイミド層、エポキシ層、アクリル層等から選ばれた一つのオーバーコート層、またはこれらから選ばれた一つを含む材料を用いることができる。
第２の基板１２０は、第１の基板１１０と同様の基板を用いることができる。なお、第１の基板１１０と第２の基板１２０は異なる材料で形成されていてもよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した画素の構成を有するアクティブマトリクス型発光装置の具体的な構成について説明する。
なお、本実施の形態では、画素にトランジスタを有するアクティブ型の発光装置を例示して説明するが、本発明の一態様はアクティブ型の発光装置に限定されるものではなく、パッシブ型の発光装置、表示装置、または照明装置にも適用可能である。
アクティブマトリクス型の発光装置の構成の一例を図５に示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置の上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＣ１−Ｃ２およびＤ１−Ｄ２で切断した断面図である。
アクティブマトリクス型の発光装置１４００は、駆動回路部（ソース側駆動回路）１４０１、画素部１４０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）１４０３、第２の基板１４０４、シール材１４０５を備える（図５（Ａ）参照）。なお、シール材１４０５で囲まれた内側は、空間を有する。
発光装置１４００は外部入力端子に接続されるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１４０９を介して、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、ＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣまたはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
発光装置１４００は、第１の基板１４１０上にソース側駆動回路１４０１を含む駆動回路部、および画素部１４０２を備える。また、ソース側駆動回路１４０１およびゲート側駆動回路１４０３に入力される信号を伝送するための引き回し配線１４０８を備える。
なお、本実施の形態ではソース側駆動回路１４０１がｎチャネル型トランジスタ１４２３とｐチャネル型トランジスタ１４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を含む構成について例示するが、当該駆動回路はこの構成に限定されず、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路またはＮＭＯＳ回路で構成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、駆動回路は外付けであってもよい。
なお、上記トランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体材料を用いることができる。具体的には、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。
チャネルが形成される領域に酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めてオフ電流が低い特性を示す特徴を有している。そのため、画素（容量素子）に入力された信号の保持能力が高く、例えば静止画表示などにおいてフレーム周波数を小さくすることができる。フレーム周波数を小さくすることによって、発光装置の消費電力を低減させることができる。
また、図５（Ｂ）に図示したトランジスタは、セルフアライン型のトップゲート構造を一例として示したが、チャネルエッチ型のボトムゲート構造、チャネル保護型のボトムゲート構造、またはノンセルフアライン型のトップゲート構造であってもよい。
画素部１４０２は複数の画素を備える。画素は発光素子１４１８と、発光素子１４１８の第１の電極１４１３にソース電極が電気的に接続された電流制御用トランジスタ１４１２と、スイッチング用トランジスタ１４１１と、を有する。
発光素子１４１８は、第１の電極１４１３と、第２の電極１４１７と、ＥＬ層１４１６と、を有する。なお、実施の形態１で説明したように、発光素子１４１８は凹曲面に形成される。
第１の隔壁１４４１、第２の隔壁１４４２、およびスペーサ１４４３は、光の照射によってエッチャントに不溶となるネガ型の感光性樹脂、或いは光の照射によってエッチャントに溶解するポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
また、スペーサ１４４３を設けることにより、第２の基板１４０４に外力が加わった際の発光素子１４１８の損傷を防止することができる。また、スペーサ１４４３を設けることにより、表示領域における第１の基板１４１０と第２の基板１４０４の基板の間隔を一定に保つことができ、表示品質を向上させることができる。
発光素子１４１８の構成としては、ＥＬ層１４１６に白色を呈する光を発する構成を適用することが好ましい。
また、光学フィルタ１４３４を発光素子１４１８と重なる位置に設けることができる。また、遮光性の膜（ブラックマトリクスともいう）を隣接する発光素子の間の隔壁に重ねて設けることができる。なお、光学フィルタ１４３４および遮光性の膜は、いずれも第２の基板１４０４に設ける構成を例示しているが、第１の基板１４１０側に設けてもよい。
また、発光素子１４１８の第１の電極１４１３と第２の電極１４１７を用いて、微小共振器（マイクロキャビティともいう）を構成できる。例えば、第１の電極１４１３にＥＬ層１４１６が発する光を反射する導電膜を用い、第２の電極１４１７に、当該光の一部を反射し、一部を透過する半透過・半反射膜性の導電膜を用いて構成できる。
また、光学調整層を第１の電極１４１３と第２の電極１４１７の間に設けることができる。光学調整層は反射性の第１の電極１４１３と半透過・半反射性の第２の電極１４１７の間の光学距離を調整する層であり、光学調整層の厚さを調整することにより、第２の電極１４１７から優先的に取り出す光の波長を調整できる。
光学調整層に用いることができる材料としては、ＥＬ層を適用できる。例えば、電荷発生領域を用いて、その厚さを調整してもよい。特に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域を光学調整層に用いると、光学調整層が厚い構成であっても駆動電圧の上昇を抑制できるため好ましい。
また、光学調整層に用いることができる他の材料としては、ＥＬ層１４１６が発する光を透過する透光性の導電膜を適用できる。例えば、反射性の導電膜の表面に該透光性を有する導電膜を積層して、第１の電極１４１３を構成できる。この構成によれば、隣接する第１の電極１４１３の光学調整層の厚さを変えることが容易であるため好ましい。
本実施の形態で例示する発光装置１４００は、第１の基板１４１０、第２の基板１４０４、およびシール材１４０５で囲まれた空間に、発光素子１４１８を封止する構造を備える。
当該空間には透光性を有する材料１４５０が含まれていてもよい。当該透光性を有する材料としては、実施の形態１で説明した材料を用いることができ、当該空間には当該透光性を有する材料で満たされない空間が残っていてもよい。残った空間には不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材１４０５で充填される場合もある。また、乾燥剤など不純物（代表的には水および／または酸素）の吸着材を設けても良い。
シール材１４０５および第２の基板１４０４は、大気中の不純物（代表的には水および／または酸素）をできるだけ透過しない材料であることが望ましい。シール材１４０５にはエポキシ系樹脂や、ガラスフリット等を用いることができる。
第２の基板１４０４に用いることができる材料としては、ガラス基板や石英基板の他、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板や、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）等をその例に挙げることができる。
また、本発明の一態様の発光装置は、図５（Ｃ）の断面図に示す構成であってもよい。当該発光装置は、図５（Ｂ）に示す発光装置の透光性を有する材料１４５０がシール材１４０５を兼ねる構成である。当該構成において透光性を有する材料１４５０は固体樹脂等を用いることが好ましい。当該構成においては、別途シール材を設ける必要がないため、簡便に信頼性の高い発光装置を形成することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に用いることができる発光素子の構成について説明する。具体的には、一対の電極にＥＬ層が挟持された発光素子の一例について、図６を参照しながら説明する。
本実施の形態で例示する発光素子は、下部電極、上部電極、および下部電極と上部電極の間にＥＬ層を備える。下部電極または上部電極のいずれか一方は陽極、他方は陰極として機能する。ＥＬ層は下部電極と上部電極の間に設けられ、該ＥＬ層の構成は下部電極と上部電極の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。
発光素子の構成の一例を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層が挟まれている。
陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極１１０１の側から正孔が注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。
本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を１つ有する層または積層体を発光ユニットという。よって、当該発光素子の構成例１は発光ユニットを１つ備えるということができる。
発光ユニット１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を１つ以上備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい（ブロッキングする）物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子および正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。
発光ユニット１１０３の具体的な構成の一例を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）に示す発光ユニット１１０３は、正孔注入層１１１３、正孔輸送層１１１４、発光層１１１５、電子輸送層１１１６、並びに電子注入層１１１７が陽極１１０１側からこの順に積層されている。
発光素子の構成の他の一例を図６（Ｃ）に示す。図６（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光ユニット１１０３を含むＥＬ層が挟まれている。さらに、陰極１１０２と発光ユニット１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。なお、当該発光素子の構成例２の発光ユニット１１０３には、上述の発光素子の構成例１が備える発光ユニットと同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例１の記載を参酌できる。
中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、および電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することができる。
中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー１１０４ａは発光ユニット１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、発光ユニット１１０３への電子注入効率を高める。したがって、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、発光ユニット１１０３のＬＵＭＯ準位に注入される。
また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
図６（Ｃ）に示す発光素子の陰極に用いることができる材料の選択の幅は、図６（Ａ）に示す発光素子の陰極に用いることができる材料の選択の幅に比べて広い。なぜなら、図６（Ｃ）に示す発光素子の陰極は中間層が発生する正孔を受け取ればよく、仕事関数が比較的大きな材料を適用できるからである。
発光素子の構成の他の一例を図６（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に２つの発光ユニットが設けられたＥＬ層を備えている。さらに、第１の発光ユニット１１０３ａと、第２の発光ユニット１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。
なお、陽極と陰極の間に設ける発光ユニットの数は２つに限定されない。図６（Ｅ）に例示するように、発光素子は発光ユニット１１０３が複数積層された構造、所謂、タンデム型の発光素子の構成を備えていてもよい。但し、例えば陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層の発光ユニット１１０３を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−１）以下）番目の発光ユニットと、（ｍ＋１）番目の発光ユニットとの間に、それぞれ中間層１１０４を設ける構成とする。
また、当該発光素子の発光ユニット１１０３には、上述の図６（Ｂ）に示す構成を適用することが可能である。また、当該発光素子の中間層１１０４には、上述の図６（Ｃ）、（Ｄ）に示す中間層の構成を適用可能である。
発光ユニットの間に設けられた中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層１１０４において正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた発光ユニットへ移動し、電子は陽極側に設けられた発光ユニットへ移動する。陰極側に設けられた発光ユニットに注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光ユニットに注入された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。よって、中間層１１０４において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光ユニットにおいて発光に至る。
なお、発光ユニット同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、発光ユニット同士を接して設けることができる。具体的には、発光ユニットの一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、発光ユニット同士を接して設けることができる。
発光素子の構成例１乃至構成例３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の陰極と発光ユニットの間に中間層を設けることもできる。
なお、反射膜と反射膜に重なる半透過・半反射膜とで構成された微小共振器（マイクロキャビティ）を、発光素子を挟むように配置してもよい。微小共振器の内部に発光素子を配置することにより、発光素子が発する光が干渉し合い、特定の色を呈する光を効率よく取り出すことができる。
なお、本明細書において半透過・半反射膜は入射する光の一部を透過し且つ反射する膜をいう。また、微小共振器に用いる半透過・半反射膜は、光の吸収が少ない膜が好ましい。
取り出す光の波長は、反射膜と半透過・半反射膜の間の距離に依存する。反射膜と半透過・半反射膜の距離を調整するための光学調整層を、発光素子に設ける場合がある。
光学調整層に用いることができる材料としては、可視光に対して透光性を有する導電膜の他、ＥＬ層を適用できる。
例えば、透光性を有する導電膜と反射膜の積層膜または透光性を有する導電膜と半透過・半反射膜の積層膜を、光学調整層を兼ねる下部電極または上部電極に用いることができる。
また、厚さが調整された中間層を光学調整層に用いてもよい。または、正孔輸送性の高い物質と当該正孔輸送性の高い物質に対してアクセプター性の物質を含み、その厚さが調整された領域を光学調整層に用いてもよい。この構成の電気抵抗はＥＬ層を構成する他の構成に比べて低い。これにより、光学調整のために厚さを厚くしても、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制できるため好ましい。
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、並びにＥＬ層の順に説明する。
陽極１１０１は導電性を有する金属、合金、電気伝導性化合物等およびこれらの混合物の単層または積層体で構成される。特に、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）材料をＥＬ層に接する構成が好ましい。
金属、または合金材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。
電気伝導性化合物としては、例えば、金属材料の酸化物、金属材料の窒化物、導電性高分子が挙げられる。
金属材料の酸化物の具体例として、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。
金属材料の酸化物を含む膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。
金属材料の窒化物の具体例として、窒化チタン、窒化タンタル等が挙げられる。
導電性高分子の具体例として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
なお、陽極１１０１と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数の大きさを考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発生領域および第１の電荷発生領域に適用することができる材料は、後述する。
陰極１１０２に接して第１の電荷発生領域１１０４ｃを、発光ユニット１１０３との間に設ける場合、陰極１１０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
なお、陰極１１０２および陽極１１０１のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成する。例えば、陰極１１０２または陽極１１０１の一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成し、他方を、可視光を反射する導電膜を用いて形成すると、一方の面に光を射出する発光素子を構成できる。また、陰極１１０２および陽極１１０１の両方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成すると、両方の面に光を射出する発光素子を構成できる。
可視光を透過する導電膜としては、例えば、インジウム−錫酸化物、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。
可視光を反射する導電膜としては、例えば金属を用いればよく、具体的には、銀、アルミニウム、白金、金、銅等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金等を挙げることができる。アルミニウムの合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等が挙げられる。
上述した発光ユニット１１０３を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
なお、第２の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第２の電荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができるのは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１の電荷発生領域と共に後述する。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物（例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ））やカルバゾール誘導体（例えば、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ））などが挙げられる。また、高分子化合物（例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ））等を用いることができる。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
発光物質として蛍光性化合物（例えば、クマリン５４５Ｔ）や燐光性化合物（例えば、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３））等を用いることができる。
発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、その励起エネルギーが、発光物質の励起エネルギーよりも大きなものが好ましい。
ホスト材料として用いることができる材料としては、上述の正孔輸送性の高い物質（例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、高分子化合物等）、後述の電子輸送性の高い物質（例えば、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体等）などを用いることができる。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子輸送性の高い物質としては、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ））、オキサゾール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体（例えば、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２））、その他の化合物（例えば、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ））などが挙げられる。また、高分子化合物（例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ））等を用いることができる。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極１１０２からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子注入性の高い物質としては、アルカリ金属（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ））、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム（Ｃａ））、またはこれらの化合物（例えば、酸化物（具体的には酸化リチウム等）、炭酸塩（具体的には炭酸リチウムや炭酸セシウム等）、ハロゲン化物（具体的にはフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）））などが挙げられる。
また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層（具体的には、Ａｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものなど）で形成してもよい。なお、電子輸送性の高い物質に対するドナー性物質の添加量の質量比は０．００１以上０．１以下の比率が好ましい。
ドナー性の物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれらの化合物の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。
第１の電荷発生領域１１０４ｃ、および第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第１の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極１１０２と接する構造となり、第２の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極１１０１と接する構造となる。
なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。
電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。したがって、電子リレー層１１０４ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リレー層が接する発光ユニット１１０３のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするのが好ましい。
電子リレー層１１０４ｂに用いる物質としては、ペリレン誘導体（例えば、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ））や、含窒素縮合芳香族化合物（例えば、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ））などが挙げられる。
なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１１０４ｂに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層１１０４ｂにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。
電子注入バッファーは、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入バッファー１１０４ａは、第１の電荷発生領域１１０４ｃから発光ユニット１１０３への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー１１０４ａを第１の電荷発生領域１１０４ｃと発光ユニット１１０３の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
電子注入性が高い物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれらの化合物などが挙げられる。
また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層で形成してもよい。
発光素子の作製方法の一態様について説明する。下部電極上にこれらの層を適宜組み合わせてＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、それに用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を用いることができ、例えば、真空蒸着法、転写法、印刷法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。ＥＬ層上に上部電極を形成し、発光素子を作製する。
以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は発光物質の種類を変えることにより選択できる。
また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。白色発光を得る場合には、例えば、発光物質を含む層を少なくとも２つ備える構成とし、それぞれの層を互いに補色の関係にある色を呈する光を発するように構成すればよい。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。
さらに、演色性の良い白色発光を得る場合には、発光スペクトルが可視光全域に拡がるものが好ましく、例えば、一つの発光素子が、青色を呈する光を発する層、緑色を呈する光を発する層、赤色を呈する光を発する層を備える構成とすればよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を搭載することのできる電子機器について説明する。
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図７に示す。
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図７（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。
図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
図７（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、または筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
図７（Ｅ）は、折りたたみ式のコンピュータの一例を示している。折りたたみ式のコンピュータ７４５０は、ヒンジ７４５４で接続された筐体７４５１Ｌと筐体７４５１Ｒを備えている。また、操作ボタン７４５３、左側スピーカ７４５５Ｌおよび右側スピーカ７４５５Ｒの他、コンピュータ７４５０の側面には図示されていない外部接続ポート７４５６を備える。なお、筐体７４５１Ｌに設けられた表示部７４５２Ｌと、筐体７４５１Ｒに設けられた表示部７４５２Ｒが互いに対峙するようにヒンジ７４５４を折り畳むと、表示部を筐体で保護することができる。
表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れて選択し、情報を入力することもできる。
また、コンピュータ７４５０に、ジャイロ、加速度センサ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載することもできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、コンピュータ７４５０の向き（縦か横か）を判断して、表示する画面の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。
また、コンピュータ７４５０はネットワークに接続できる。コンピュータ７４５０はインターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の電子機器を遠隔から操作する端末として用いることができる。
図７（Ｆ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７５００は、筐体７５０１に光源として本発明の一態様の発光装置７５０３ａ、発光装置７５０３ｂ、発光装置７５０３ｃ、発光装置７５０３ｄが組み込まれている。照明装置７５００は、天井や壁等に取り付けることが可能である。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
１００ 画素
１１０ 基板
１１１ 第１の絶縁膜
１１２ 第２の絶縁膜
１２０ 基板
１３１ 第１の隔壁
１３２ 第２の隔壁
１３３ スペーサ
１４１ 第１の電極
１４２ 第２の電極
１５０ ＥＬ層
１６０ 配線
１７１ 光学フィルタ
１７２ 光学フィルタ
１７３ 光学フィルタ
１８０ 遮光層
１８５ オーバーコート層
１９０ 領域
２００ 発光素子
２０１ 発光素子
１１０１ 陽極
１１０２ 陰極
１１０３ 発光ユニット
１１０３ａ 発光ユニット
１１０３ｂ 発光ユニット
１１０４ 中間層
１１０４ａ 電子注入バッファー
１１０４ｂ 電子リレー層
１１０４ｃ 電荷発生領域
１１１３ 正孔注入層
１１１４ 正孔輸送層
１１１５ 発光層
１１１６ 電子輸送層
１１１７ 電子注入層
１４００ 発光装置
１４０１ ソース側駆動回路
１４０２ 画素部
１４０３ ゲート側駆動回路
１４０４ 基板
１４０５ シール材
１４０８ 配線
１４１０ 基板
１４１１ スイッチング用トランジスタ
１４１２ 電流制御用トランジスタ
１４１３ 第１の電極
１４１６ ＥＬ層
１４１７ 第２の電極
１４１８ 発光素子
１４２３ ｎチャネル型トランジスタ
１４２４ ｐチャネル型トランジスタ
１４３４ 光学フィルタ
１４４１ 第１の隔壁
１４４２ 第２の隔壁
１４４３ スペーサ
１４５０ 透光性を有する材料
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４５０ コンピュータ
７４５１Ｌ 筐体
７４５１Ｒ 筐体
７４５２Ｌ 表示部
７４５２Ｒ 表示部
７４５３ 操作ボタン
７４５４ ヒンジ
７４５５Ｌ 左側スピーカ
７４５５Ｒ 右側スピーカ
７４５６ 外部接続ポート
７５００ 照明装置
７５０１ 筐体
７５０３ａ 発光装置
７５０３ｂ 発光装置
７５０３ｃ 発光装置
７５０３ｄ 発光装置

Claims (8)

  1. 第１の基板と、
    前記第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と、
    前記第１の絶縁膜上に形成された第１の隔壁と、
    前記第１の絶縁膜および前記第１の隔壁を覆い、凹曲面の表面を有する第２の絶縁膜と、
    前記第２の絶縁膜上に形成され、前記第１の隔壁と重なる位置に端部を有する第１の電極と、
    前記第１の隔壁上に形成され、前記第１の電極の端部を覆う第２の隔壁と、
    前記第１の電極および前記第２の隔壁上に形成された発光性の有機化合物を含む層と、
    前記発光性の有機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、
    前記第２の電極上に位置し、前記第１の基板と重なる第２の基板と、
    を有することを特徴とする発光装置。
  2. 第１の基板と、
    前記第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と、
    前記第１の絶縁膜上に形成された第１の隔壁と、
    前記第１の絶縁膜および前記第１の隔壁上に形成され、当該第１の隔壁上に端部を有する第１の電極と、
    前記第１の隔壁上に形成され、前記第１の電極の端部を覆う第２の隔壁と、
    前記第１の電極および前記第２の隔壁上に形成された発光性の有機化合物を含む層と、
    前記発光性の有機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、
    前記第２の電極上に位置し、前記第１の基板と重なる第２の基板と、
    を有することを特徴とする発光装置。
  3. 請求項１または２において、前記第１の隔壁の表面は曲面を含んで形成されていることを特徴とする発光装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項において、前記第２の電極と前記第２の基板との間に透光性を有する液体材料または固体材料が含まれていることを特徴とする発光装置。
  5. 請求項４において、前記液体材料または前記固体材料の屈折率は、前記第２の電極よりも大きいことを特徴とする発光装置。
  6. 請求項１乃至５のいずれか一項において、前記第２の隔壁の上部にスペーサーが形成されていることを特徴とする発光装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、前記第１の電極は反射電極であり、前記第２の電極は透光性を有する電極であり、前記発光性の有機化合物を含む層が発する光は、前記第２の電極を通して外部に放出されることを特徴とする発光装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項において、前記第２の隔壁の屈折率は、前記発光性の有機化合物を含む層の屈折率よりも小さいことを特徴とする発光装置。
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