JP4230170B2

JP4230170B2 - 発光装置の作製方法

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Publication number: JP4230170B2
Application number: JP2002166509A
Authority: JP
Inventors: 秀明桑原
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP2003077661A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界を加えることで蛍光又は燐光が得られる有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を有する発光素子を用い、半導体素子（半導体薄膜を用いた素子）を基板上に作り込んで形成された発光装置、代表的にはＥＬ（Electro Luminescence）表示装置及びそのＥＬ表示装置を表示ディスプレイ（表示部）として用いた電気器具に関する。なお、上記発光装置はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diodes）とも呼ばれる。
【０００２】
尚、本発明において発光素子とは一対の電極間に有機化合物層を設けた素子を指し、発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム(ＦＰＣ: Flexible Printed Circuit)もしくはＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープや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。
【０００３】
【従来の技術】
近年、発光性有機材料のＥＬ（Electro Luminescence）現象を利用した発光素子としてＥＬ素子を用いた発光装置（ＥＬ表示装置）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
【０００４】
また、ＥＬ表示装置にはパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の２種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が注目されている。また、ＥＬ素子の中心とも言えるＥＬ層（厳密には発光層）となる有機化合物材料は、低分子系有機化合物材料と高分子系（ポリマー系）有機化合物材料とがそれぞれ研究されている。
【０００５】
これらの有機化合物材料の成膜方法には、インクジェット法や、蒸着法や、スピンコーティング法といった方法が知られている。
【０００６】
しかし、赤、緑、青の発光色を用いてフルカラーのフラットパネルディスプレイを作製することを考えた場合、上記いずれの成膜方法においても様々な点で最適な成膜方法とは呼べず、安価に大量生産をする上で問題となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、発光効率の高い有機化合物材料を用い、安価に有機化合物材料からなる膜を形成する手段を提供するものである。
【０００８】
また、一般的に発光素子に用いられる有機化合物材料は、高価であるため、可能な限り効率よく使用することが望まれている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機化合物の集合体を分散させたコロイド溶液（ゾルとも呼ぶ）を均一に散布することにより不活性ガス雰囲気下で基板上に有機化合物の集合体を含む膜を形成することを特徴としている。なお、本発明において有機化合物は、液体中に数個の有機化合物が集合した粒子として存在している。
【００１０】
従来では、有機化合物材料を該有機化合物材料に対する溶解度の高い溶媒に溶かして溶液を作製し、インクジェット法やスピンコート法により膜形成を行っていた。
【００１１】
従って、上記従来の膜形成方法では、溶解度の高い有機化合物材料が好まれて使用されていた。また、溶解度の低い有機化合物材料に関しては、溶解度を向上させるため、置換基を導入した分子構造とし、溶解度を向上させていたが、置換基を導入することで色純度が低下し、さらには発光色も変化してしまっていた。例えば、ＰＰＶ（１，４−ポリフェニレンビニレン）で示される有機化合物材料の発光色は緑色であるが、溶解度を向上させるためアルコキシ置換基を導入したＲＯ−ＰＰＶ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）で示される有機化合物材料はオレンジ色の発光色となる。
【００１２】
また、数ある有機化合物材料中でも特に、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料、例えば、白金を中心金属とする金属錯体（以下、白金錯体とも呼ぶ）や、イリジウムを中心金属とする金属錯体（以下、イリジウム錯体とも呼ぶ）は、ドーパントとして他の複数の有機化合物材料と溶媒とで混合させるため、全体に占めるそれぞれの割合を調整して合成することが困難であった。
【００１３】
本発明は、液体中の有機化合物材料がどのような状態であろうとも成膜可能な手段であり、特に溶解しにくい有機化合物材料を用いて良質な有機化合物膜を形成することを特徴とする。本発明においては、有機化合物を含む液体を散布させて成膜を行うため、短時間で成膜が可能である。また、散布させる有機化合物を含む液体の作製方法は、非常に単純なものとすることができる。また、本発明において、所望のパターンの膜を形成する場合には、マスクを用い、マスクの開口部を通過させて成膜を行う。また、本発明は、自由落下させるため、マスクの開口部以外への廻り込みは少ない。
【００１４】
また、本発明において、窒素雰囲気下で有機化合物を含む液体を散布させた後は、不活性雰囲気下または真空下として加熱を行い溶媒を蒸発させて有機化合物膜を形成することが好ましい。
【００１５】
本明細書で開示する発明の作製方法に関する構成は、
有機化合物の集合体を分散粒子とし、分散媒を液体とした組成物をノズル（散布ノズルとも言う）から繰り返して散布を行い、被着物に有機化合物の集合体を含む膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００１６】
また、上記構成において、前記有機化合物の集合体を含む膜の形成位置を制御するため、前記組成物、または前記マスクを帯電させてもよい。
【００１７】
また、上記各構成において、前記組成物は流動性を有する液体であり、液体中に有機化合物の集合体がコロイド粒子として分散していることを特徴としている。
【００１８】
また、上記各構成において、前記有機化合物は、キナクリドン、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、バソキュプロインから選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。
【００１９】
また、上記各構成において、前記有機化合物は、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（３−フェニルチオフェン）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリ（２，７−フルオレン）から選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明において有機化合物は、液体中に数個の有機化合物が集合した粒子であってもよいし、液体中に一部溶解する有機化合物であってもよい。従って、液体に有機化合物を溶解させた組成物を被着物に散布し、有機化合物を含む膜を形成してもよく、他の発明の構成は、液体に有機化合物を溶解させた組成物をノズルから繰り返して散布を行い、被着物に有機化合物を含む膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００２１】
また、上記各構成において、前記有機化合物の集合体を含む膜の形成位置を制御するため、前記ノズルと前記被着物との間にマスクを配置し、マスクの開口部を通過させて有機化合物の集合体を含む膜を形成してもよい。
【００２２】
さらに、前記有機化合物を含む膜の形成位置を制御するため、前記組成物、または前記マスクを帯電させてもよい。
【００２３】
なお、上記構成において、前記組成物は流動性を有する液体であり、液体中に有機化合物の少なくとも一部が溶解していることを特徴としている。
【００２４】
また、上記各構成において、前記液体は、アルコール類、トルエン、水から選ばれた１種または複数種であることを特徴としている。
【００２５】
また、上記各構成において、前記膜の形成は、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴としている。
【００２６】
また、上記各構成において、前記ノズルの噴射口は一つ、または二つ以上であることを特徴としている。
【００２７】
また、上記各構成において、前記被着物は、スイッチング素子が設けられた基板である。
【００２８】
また、上記各構成において、前記ノズルを移動させながら前記被着物に膜を形成してもよい。
【００２９】
また、上記各構成において、前記膜の形成位置を制御するため、前記ノズルと前記被着物との間に電界を生じさせてもよい。
【００３０】
また、上記各構成において、前記膜の形成は、散布と同時に前記被着物を加熱して行ってもよい。散布と同時に焼成を行うことができ、スループットが向上する。
【００３１】
また、有機化合物を含む液体を加熱して、ノズルから吐出した際に液体部分を気化（蒸発）させて、粉末状態またはゲル状態として散布し、被着物に到達した直後、加熱された被着物上に順次積層されるようにしてもよく、他の発明の構成は、有機化合物の集合体を分散粒子とし、分散媒を液体とした組成物をノズルから吐出した後、熱によって液体のみを一部または全部蒸発させ、有機化合物の集合体からなる粉末または有機化合物の集合体からなるゲル（柔らかい固体状態）を散布し、被着物（加熱されている）に被着した順に有機化合物の集合体を互いに結合させて膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。このように有機化合物を含む液体の一部または全部を蒸発させることによって擬集を防ぎ、均一に散布することができる。
【００３２】
なお、発光素子（ＥＬ素子）は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
【００３３】
また、ＥＬ層は積層構造となっている。代表的には、陽極上に正孔輸送層／発光層／電子輸送層という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、発光層としては正孔輸送性を有する発光層や電子輸送性を有する発光層などもある。また、これらの層は、全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称して有機化合物を含む層（ＥＬ層）という。したがって、上記正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てＥＬ層に含まれる。また、有機化合物を含む層（ＥＬ層）は、シリコンなどの無機材料をも含んでいてもよい。
【００３４】
また、ＥＬ素子の発光を現実的な低電圧で得ようとする場合、ＥＬ素子の発光に必要な電界強度を確保するために有機化合物層の膜厚を薄くする必要がある。従って、本発明では有機化合物層の膜厚は１ｎｍ以上１μｍ以下であるとする。
【００３５】
また、本発明は、膜を形成するのではなく、ドーパントとして粒状の有機化合物を分散させることができる。例えば、塗布法または蒸着法によって得た有機化合物層上に本発明の方法で粒状の有機化合物を分散させてもよい。また、前記有機化合物の集合体は均一な形状を有するカプセルであってもよい。
【００３６】
また、有機化合物だけでなく、仕事関数の小さい金属材料（ＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ、Ｃｓ、ＣａＮ、ＣａＦ₂など）を液体に分散させて陰極を形成してもよい。より安価なプロセスとすることができる。この場合、ノズルから吐出させて散布する成膜方法に限定されず、スプレー法での成膜方法やインクジェット法での成膜方法でもよい。
【００３７】
本発明の他の構成は、
陽極上に形成された有機化合物を含む層上に金属化合物の集合体を分散粒子とし、分散媒を液体とした組成物を吐出し、金属化合物からなる陰極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。なお、前記金属化合物は、Ｌｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｓ、またはＣａを含むことを特徴としている。
【００３８】
また、上記構成において、前記金属化合物の形成位置を制御するため、マスクを配置し、マスクの開口部を通過させて金属化合物からなる陰極を形成してもよい。また、不要な部分は酸素プラズマ処理などによって選択的に除去することが好ましい。
【００３９】
また、陽極に発光を通過させる発光装置の作製方法において、透明導電膜からなる陽極、及び有機化合物層を形成した後、その上にＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ、Ｃｓ、ＣａＮ、ＣａＦ₂などを分散させて薄膜を形成し、さらに導電膜（アルミニウム膜など）を積層形成すればよい。
【００４０】
本発明の他の構成は、
陽極上に形成された有機化合物を含む層上に金属化合物の集合体を分散粒子とし、分散媒を液体とした組成物を吐出し、金属化合物の薄膜を形成する工程と、該金属化合物の薄膜上に該薄膜よりも膜厚の厚い金属膜を形成する工程とを有することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００４１】
また、上記構成において、前記金属膜は、Ｌｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｓ、またはＣａを含むことを特徴としている。また、上記構成において、前記金属化合物は、Ｌｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｓ、またはＣａを含むことを特徴としている。
【００４２】
また、陰極に発光を通過させる発光装置の作製方法において、陽極及び有機化合物層を形成した後、その上にＡｌＬｉ、ＭｇＡｇ、Ｃｓ、ＣａＮ、ＣａＦ₂などを分散させて薄膜を形成し、さらに透明導電膜（ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、ＡＺＯなど）を積層形成すればよい。
【００４３】
本発明の他の構成は、
陽極上に形成された有機化合物を含む層上に金属化合物の集合体を分散粒子とし、分散媒を液体とした組成物を吐出し、金属化合物の薄膜を形成する工程と、前記金属化合物の薄膜上に透明導電膜を形成する工程とを有することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００４４】
上記構成において、前記金属化合物の薄膜は、光を透過することを特徴としている。また、上記構成において、前記金属化合物は、Ｌｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｓ、またはＣａを含むことを特徴としている。
【００４５】
また、蒸着装置は、大型化することが困難であり、基板サイズが大きくなると対応することが難しい。そこで、本発明は、蒸着装置を用いることなく、発光素子を形成する方法を提供する。例えば、陽極をスパッタ法で形成し、有機化合物層を塗布法（インクジェット法やスピンコート法など）で形成し、陰極を本発明の成膜法で形成することができる。また、陽極をスパッタ法で形成し、有機化合物層を塗布法で形成し、陰極の下層を本発明の成膜法で形成し、スパッタ法で陰極の上層を形成することができる。本発明により量産に適した発光装置の作製方法を実現できる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００４７】
図１は、本発明を簡略化した図である。
【００４８】
図１中、チャンバー１００内には基板１０１、マスク１０３、散布ノズル１０２が配置され、散布ノズル１０２の噴射口は、基板側に向いている。また、チャンバー１００内の雰囲気は、不活性ガス雰囲気（ここでは窒素雰囲気）にコントロールされている。また、チャンバー１００とは隔離された位置に容器が配置され、有機化合物を含む液体１０４が入れられている。この液体は流動性を有しており、液体中に有機化合物の集合体がコロイド粒子として分散している。なお、液体は、攪拌手段（スターラ等）によって均一に分散させている。
【００４９】
なお、ここでは有機化合物として発光効率の高い低分子材料であるイリジウム錯体、代表的には、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムを用いる。このイリジウム錯体の分子式を以下に示す。
【００５０】
【化１】

【００５１】
本発明では、このイリジウム錯体あるいはその集合体と、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）とがトルエンやアルコール類の液体中にコロイド粒子として分散している状態とする。
【００５２】
一方、塗布法を用いる場合、トルエンを溶媒として２−（４−ビフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤと呼ばれる）およびポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫと呼ばれる）をある割合で溶解させた液体にドーパントとして数ｗｔ％のイリジウム錯体を分散させて塗布液を作製していた。この塗布液を作製するのは困難であったが、本発明の液体２０４は短時間、かつ簡単に得ることができる。
【００５３】
また、散布ノズル１０２には有機化合物を含む液体１０４が入っている容器からのびる管が連結されている。容器内の液体１０４は、加熱機１１０により加熱した後、散布ノズルの噴出口から吐出させる。この時、吐出させた液体に加熱された窒素ガスを当て霧状にして散布する。図１ではチャンバーにスカートが設けられ、液体が効率良く窒素ガスにより加熱されて霧状または気化する構成となっている。ここでは、液体の加熱手段として加熱されたガス、スカート、加熱機を用いた例を示したが、特に限定されず、チャンバー内部を加熱してもよいし、これらの加熱手段のうち一つまたは複数を用いてもよい。なお、液体１０４は、散布ノズル１０２から吐出可能な粘度を備えた液体である。なお、窒素ガスに代えて、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの不活性ガスを用いることができる。なお、ここでば図示しないが、ガスの流量および加熱温度をコントロールする装置を設ける。さらに液体１０４の流量をコントロールする装置を設けてもよい。また、散布ノズルと基板との間には有機化合物を含む層を選択的に形成するためのマスク１０３が設けられている。ただし、全面に形成する場合、マスク１０３は必ずしも必要ではないことはいうまでもない。
【００５４】
また、液体中には均一に有機化合物が分散していることが好ましく、容器と散布ノズルを連結している管においては散布ノズル自体を超音波等で振動させてもよい。
【００５５】
そして、上記噴出方法により、有機化合物を含む液体のうち一部は熱によって蒸発し、マスクの開口部を通過したものが、基板１０１に落下して均一に散布される。基板１０１（基板ステージに設けられたヒーターにより加熱されている）に被着した順に有機化合物を互いに結合させて有機化合物の集合を含む層が堆積される。
【００５６】
また、基板と接する基板ステージに設ける加熱ヒータは、基板の表面温度が室温〜２００℃となるように設定すればよい。さらに高温として膜の焼成を行ってもよい。
【００５７】
また、液体（気化させた場合は、粉末状態またはゲル状態）を散布ノズルや容器内やチャンバーや基板ステージやマスクに設けた電極等によって帯電または接地させて膜の形成位置を適宜コントロールしてもよい。また、図１において加熱されたガス自体に電荷を与え、液体（気化させた場合は、粉末状態またはゲル状態）を帯電させることもできる。また、帯電させる場合においては、粉末状態であるほうが帯電させやすく成膜の制御性が向上する。
【００５８】
また、図２に示すように、圧縮ポンプ２１０等により容器から散布ノズルまでの管の圧力を高め、散布ノズルの噴出口に向かって流してチャンバー内に液体を吐出させて自由落下させて散布する方法を用いてもよい。
【００５９】
なお、液体を散布ノズルや容器内やチャンバーや基板ステージやマスクに設けた電極等によって帯電または接地させて膜の形成位置を適宜コントロールしてもよい。図２では、リング状の帯電手段２０６、例えばコロナ放電電極を散布ノズルの噴出口に設けている。ただし、帯電手段２０６は、特に設けなくともよい。
【００６０】
そして、上記にしめしたような噴射を断続的または連続的に行いつつ、図２に示す散布ノズルをＸ方向、またはＹ方向に移動させれば、所望のパターンを得ることもできる。
【００６１】
ここではイリジウム錯体を例に説明したが、本発明は、その他の低分子材料（キナクリドン、バソキュプロイン等）、さらに高分子系材料（ポリ（１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（３−フェニルチオフェン）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリ（２，７−フルオレン）等）にも適用することが可能である。
【００６２】
また、本発明の成膜法を用いて有機化合物を含む層を積層する場合には、先に形成した有機化合物を含む第１の層が溶けない液体を分散媒に用いて後に形成する有機化合物を含む第２の層を形成することが望ましい。
【００６３】
なお、簡略化のため、図１および図２には基板ステージやマスクを固定するためのホルダーは記載していない。
【００６４】
また、図１および図２では散布ノズル２０２の噴出口が一つの例を示したが複数あってもよい。複数設けた場合、スプリンクラーのように液体を散布する噴出口を散布ノズルに設ければよい。
【００６５】
また、本発明は、基板が大型のものでも対応することができ、例えば基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産する手段として適している。
【００６６】
また、これらの有機化合物膜の形成に用いる散布装置は、湿式散布装置であれば限定されず、例えば、ＬＣＤ製造工程で用いられている液晶表示装置のスペーサを散布する湿式散布装置を適宜改造して用いてもよい。
【００６７】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【００６８】
（実施例）
［実施例１］
本実施例では、発光装置の画素部の作製方法について図３、図４を用いて説明する。また、本実施例では、半導体素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ:thin film transistor）を形成する場合について説明する。
【００６９】
まず、透光性の基板３０１上に結晶質シリコン膜を５０ｎｍの膜厚に形成する。なお、結晶質シリコン膜の成膜方法としては公知の手段を用いればよい。次いで、結晶質シリコン膜をパターニングして島状の結晶質シリコン膜からなる半導体層３０２、３０３（以下活性層と呼ぶ）を形成する。次いで、活性層３０２、３０３を覆って酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３０４を形成する。次いで、ゲート絶縁膜３０４の上にはゲート電極３０５、３０６を形成する。（図３（A））ゲート電極３０５、３０６を形成する材料としては、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料を用いればよい。ここでは、ゲート電極３０５、３０６を３５０ｎｍの膜厚でタングステン膜、もしくはタングステン合金膜を用いる。また、ゲート電極は、２層以上の積層構造であってもよく、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍのチタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。
【００７０】
次いで、図３（Ｂ）に示すようにゲート電極３０５、３０６をマスクとして周期表の１３族に属する元素（代表的にはボロン）を添加する。添加方法は公知の手段を用いれば良い。こうしてｐ型の導電型を示す不純物領域（以下、ｐ型不純物領域という）３０７〜３１０が形成される。また、ゲート電極３０５、３０６の直下にはチャネル形成領域３１２〜３１４が画定される。なお、ｐ型不純物領域３０７〜３１１はＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域となる。
【００７１】
次いで、保護膜（ここでは窒化シリコン膜）３１５を５０ｎｍの厚さに形成し、その後、加熱処理を行って添加された周期表の１３族に属する元素の活性化を行う。この活性化はファーネスアニール、レーザーアニールもしくはランプアニールにより行うか、又はそれらを組み合わせて行えば良い。本実施例では５００℃、４時間の加熱処理を窒素雰囲気で行う。
【００７２】
活性化が終了したら、水素化処理を行うと効果的である。水素化処理は、公知の水素アニール技術もしくはプラズマ水素化技術を用いれば良い。
【００７３】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、ポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドなどの有機樹脂膜からなる第１層間絶縁膜３１６を８００ｎｍの厚さに形成する。これらの材料は、スピナーで塗布した後、加熱して焼成又は重合させて形成することで、表面を平滑化することができる。また、有機樹脂材料は、一般に誘電率が低いため、寄生容量を低減できる。なお、第１層間絶縁膜３１６としては無機絶縁膜を用いても良い。
【００７４】
次いで、第一層間絶縁膜３１６からの脱ガスが発光素子に悪影響を及ぼさないように第１の層間絶縁膜３１６上に第２の層間絶縁膜３１７を形成する。第２の層間絶縁膜３１７は、無機絶縁膜、代表的には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化シリコン膜、またはこれらを組み合わせた積層膜で形成すればよく、プラズマＣＶＤ法で反応圧力２０〜２００Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）で電力密度０．１〜１．０W/cm²で放電させて形成する。もしくは、層間絶縁膜表面にプラズマ処理をして、水素、窒素、ハロゲン化炭素、弗化水素または希ガスから選ばれた一種または複数種の気体元素を含む硬化膜を形成してもよい。
【００７５】
その後、所望のパターンのレジストマスクを形成し、ＴＦＴのドレイン領域に達するコンタクトホールを形成して、配線３１８〜３２１を形成する。配線材料としては、導電性の金属膜としてＡｌやＴｉの他、これらの合金材料を用い、スパッタ法や真空蒸着法で成膜した後、所望の形状にパターニングすればよい。
【００７６】
この状態でＴＦＴが完成する。本実施の形態において発光装置の画素部には、図３（Ｃ）に示すようにスイッチング用ＴＦＴ４０１及び電流制御用ＴＦＴ４０２が形成され、同時に消去用ＴＦＴ（ここでは図示しない）も同時に形成される。なお、消去用ＴＦＴのゲート電極は、スイッチング用ＴＦＴ４０１のゲート電極を形成するゲート配線とは異なるゲート配線の一部により形成されている。なお、本実施例では、これらのＴＦＴは全てｐチャネル型ＴＦＴで形成される。
【００７７】
また、同時に保持容量も形成される。保持容量はＴＦＴの活性層と同時に形成された半導体層、ゲート絶縁膜及びゲート電極を形成する配線により形成される下側保持容量と、ゲート電極を形成する配線、保護膜、第１層間絶縁膜、第２層間絶縁膜及び電流供給線で形成される上側保持容量とで形成される。また、半導体層は電流供給線と電気的に接続されている。
【００７８】
次いで、発光素子の陽極となる透光性を有する導電膜、ここではＩＴＯ膜を成膜する。また、導電膜としては、陰極を形成する材料よりも仕事関数の大きい材料を用い、さらにＩＴＯ膜よりもシート抵抗の低い材料、具体的には白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、もしくはニッケル(Ｎｉ)といった材料を用いることができる。なお、この時の導電膜の膜厚は、０．１〜１μｍとするのが望ましい。続いて、図３（Ｄ）に示すように、導電膜をエッチングして陽極３２２を形成する。
【００７９】
その後、全面にポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドから成る有機樹脂膜を形成する。これらは、加熱して硬化する熱硬化性材料のもの或いは紫外線を照射して硬化させる感光性材料のものを採用することができる。熱硬化性材料を用いた場合は、その後、レジストのマスクを形成し、ドライエッチングにより陽極３２２上に開口部を有する絶縁層３２３を形成する。感光性材料を用いた場合は、フォトマスクを用いて露光と現像処理を行うことにより陽極３２２上に開口部を有する絶縁層３２３を形成する。いずれにしても絶縁層３２３は、陽極３２２の端部を覆いテーパー状の縁を有するように形成する。縁をテーパー状に形成することで、その後形成する有機化合物層の被覆性を良くすることができる。
【００８０】
次いで、陽極３２２上に有機化合物層を形成する。ここでは、赤、緑、青の３種類の発光を示す有機化合物により形成される有機化合物層のうち、緑色の有機化合物層を形成する手順について、以下に詳細に説明する。本実施例における緑色発光の有機化合物層は、図５（Ａ）にも示したように正孔注入性の有機化合物、正孔輸送性の有機化合物、ホスト材料、発光性の有機化合物、ブロッキング性の有機化合物、及び電子輸送性の有機化合物から形成される。なお、図５（Ａ）において、図３、図４に対応する部分については同一の符号を用いている。なお、図５（Ａ）において、ホスト材料の均一な非晶質薄膜中に、ゲスト材料分子で構成された微粒子が散在している。
【００８１】
まず、塗布法または蒸着法により陽極３２２上に正孔注入性の有機化合物である銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）を用いて有機化合物層（正孔注入層３２４ａ）を１５ｎｍの膜厚で成膜し、正孔輸送性の有機化合物である、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を用いて有機化合物層（正孔輸送層３２４ｂ）を４０ｎｍの膜厚で成膜する。
【００８２】
次いで、発光性の有機化合物であるイリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）₃）と、ホストとなる有機化合物（以下、ホスト材料という）であるバソキュプロイン（ＢＣＰ）とをトルエンに分散させた組成物を実施の形態で用いた手段により散布ノズル（図示しない）から散布させ、有機化合物層（発光層３２４ｃ）を２５〜４０ｎｍの膜厚で成膜する。（図３（Ｅ））また、ここではマスク４００を用いて選択的に有機化合物層を形成する。なお、イリジウム錯体はトルエンに不溶であり、またＢＣＰもトルエンに不溶である。
【００８３】
さらに、ブロッキング性の有機化合物であるバソキュプロイン（ＢＣＰ）をトルエンに分散させた組成物を同様に実施の形態に示したように散布ノズルから散布させ、有機化合物層（ブロッキング層３２４ｄ）を８ｎｍの膜厚で成膜する。
【００８４】
ついで、塗布法または蒸着法により電子輸送性の有機化合物である、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ₃と示す）を用いて有機化合物層（電子輸送層３２５）を２５ｎｍの膜厚に成膜する。
【００８５】
なお、ここでは緑色発光の有機化合物層として、５種類の機能の異なる有機化合物を用いて形成する場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、緑色発光を示す有機化合物として公知の材料を用いることができる。
【００８６】
このように、本実施例では、これらの有機化合物層のうち、発光層とブロッキング層のみを実施の形態に示した方法で形成した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、少なくとも１層、あるいは全ての有機化合物層を実施の形態に示した方法で形成すればよい。
【００８７】
次に陰極３２６を蒸着法により形成する。（図４（Ｂ））陰極３２６となる材料としては、ＭｇＡｇ合金やＡｌＬｉ合金の他に、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を用いることもできる。なお、陰極３２６の膜厚は８０〜２００nm程度が好ましい。
【００８８】
以上により、図５にも示すように陽極３２２と有機化合物層３２４、３２５と、陰極３２６とからなる発光素子を完成させることができる。
【００８９】
上記発光素子の発光過程としては次の二通り考えられる。第一の発光過程としては、発光層に注入された電子及び正孔がホスト材料上で再結合することによりホスト材料が励起され、この励起エネルギーがゲスト材料に移動することにより今度はゲスト材料が励起され、最後にこのゲスト材料が基底状態に戻る際に発光するというものである。この第一の発光過程が効率良く起こるためには、ホスト材料・ゲスト材料間の励起エネルギー差が小さいことが必要である。第二の発光過程としては、発光層に注入された電子及び正孔が直接ゲスト材料上で再結合することによりゲスト材料が励起され、このゲスト材料が基底状態に戻る際に発光するというものである。この第二の発光過程が効率良く起こるためには、ゲスト材料が電子・正孔両キャリアを捕獲（トラップ）し易いことが必要である。
【００９０】
以上述べた二つの過程のどちらが支配的になるかは微粒子の径、ホスト材料中における微粒子の濃度及び分布等に依存する。いずれにせよ、本発明における発光層の形態であればＥＬ発光効率がより改善されることに変わりはない。
【００９１】
また、図５（Ｂ）に全ての有機化合物層を実施の形態に示した方法で形成する場合を示す。なお、図５（Ｂ）において、図３、図４に対応する部分については同一の符号を用いている。ここでも緑色の有機化合物層を形成する手順について、説明する。
【００９２】
図５（Ｂ）において、陽極３２２上に発光層となる有機化合物層３２７のみが設けられ、有機化合物層３２７上には陰極３２６が設けられた発光素子である。この場合、２−（４−ビフェニル）−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）と、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）と、トルエンとを混合させた液体に数ｗｔ％のイリジウム錯体を分散させた組成物を用いればよい。なお、ＰＢＤはトルエンに可溶であり、ＰＶＫもトルエンに可溶である。この組成物を図３（Ｅ）に示したように散布ノズルから散布させ、有機化合物層３２７を１００ｎｍ前後の膜厚で成膜し、その後、蒸着法等で陰極３２６を形成すればよい。なお、図５（Ｂ）において、ホスト材料の均一な非晶質薄膜中に、ゲスト材料分子で構成された微粒子が散在している。
【００９３】
ついで、図４（Ｃ）に示すように発光素子をカバー材３２８などで封止して、空間３２９に封入する。これにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。
【００９４】
なお、カバー材３２８を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、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を用いることができる。
【００９５】
［実施例２］
実施例１では有機化合物として、低分子系材料であるイリジウム錯体を使用した例を示したが、本発明は、以下に示す高分子系材料を発光層に用いることも可能である。なお、本実施例は、実施例１と有機化合物層以外の構成は同一であり、簡略化のため、ここでは詳細な説明は省略する。なお、実施例１と同一である部分は、図３、図４と同じ符号を用いて説明する。
【００９６】
まず、実施例１に従って、有機化合物層を形成する直前までの工程を行う。
【００９７】
次いで、陽極３２２上に実施の形態に示した方法で正孔注入層５２４を形成する。ＰＥＤＯＴ（poly(3,4‐ethylene dioxythiophene)）と呼ばれる材料をＰＳＳと呼ばれるポリスチレンスルホン酸と水で溶解させた組成物を散布ノズル（図示しない）から散布させ、有機化合物層（正孔注入層５２４）を２５〜４０ｎｍの膜厚で成膜する。なお、この組成物は、ＰＥＤＯＴがポリスチレンスルホン酸に溶解した液体である。
【００９８】
次いで、正孔注入層５２４上に実施の形態に示した方法で発光層５２５を形成する。
【００９９】
ここでは、発光層として、ＰＰＶと呼ばれる材料、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１００】
【化２】

【０１０１】
このＰＰＶをトルエンに分散させた組成物を散布ノズル（図示しない）から散布させ、有機化合物層（発光層５２５）を７０ｎｍの膜厚で成膜する。なお、トルエンにＰＰＶは不溶であり、この組成物は、トルエン中にＰＰＶが分散している液体である。また、本実施例では、発光層を形成する際に、正孔注入層が溶解しないように組成物を適宜選択している。
【０１０２】
以降の工程は、実施例１に従って陰極３２６等を形成すればよい。以上により、図６にも示すように陽極３２２と有機化合物層５２４、５２５と、陰極３２６とからなる発光素子５２７を完成させることができる。このＰＰＶの発光色は緑色である。
【０１０３】
ちなみに、従来の方法、代表的には塗布方法では、溶解度の高い有機化合物材料が好まれて使用されており、溶解度を向上させるためアルコキシ置換基を導入したＲＯ−ＰＰＶ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）で示される有機化合物材料が使用されていた。このため、色純度が低下し、さらには発光色も変化してしまっていた。このＲＯ−ＰＰＶの発光色はオレンジ色の発光色となる。
【０１０４】
また、上記ＰＰＶに代えて、ＰＮＶと呼ばれる材料、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１０５】
【化３】

【０１０６】
また、Ｐｈｅｎｙｌ−ＰＰＶと呼ばれる材料、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１０７】
【化４】

【０１０８】
また、ＰＴと呼ばれる材料、ポリチオフェンを用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１０９】
【化５】

【０１１０】
また、ＰＰＴと呼ばれる材料、ポリ（３−フェニルチオフェン）を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１１１】
【化６】

【０１１２】
また、ＰＰＰと呼ばれる材料、ポリ（１，４−フェニレン）を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１１３】
【化７】

【０１１４】
また、ＰＦと呼ばれる材料、ポリ（２，７−フルオレン）を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１１５】
【化８】

【０１１６】
また、上記材料を二つ、または三つ以上組み合わせてもよい。
【０１１７】
なお、上記これらの材料は、一例にすぎず、特に限定されない。また、上記これらの材料は、トルエン、アルコール類には不溶である。
【０１１８】
［実施例３］
実施例１では有機化合物として、低分子であるイリジウム錯体を使用した例を示したが、本発明は、以下に示す他の分子材料を発光層に用いることも可能である。
【０１１９】
実施例１のイリジウム錯体に代えて、キナクリドンと呼ばれる材料を用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１２０】
【化９】

【０１２１】
また、実施例１のイリジウム錯体に代えて、ＢＣＰと呼ばれる材料、バソキュプロインを用いることが可能である。分子式を以下に示す。
【０１２２】
【化１０】

【０１２３】
また、上記材料を二つ、または三つ以上組み合わせてもよい。
【０１２４】
なお、上記これらの材料は、トルエン、アルコール類には不溶である。
【０１２５】
［実施例４］
本実施例では、本発明の発光装置の外観図について図７を用いて説明する。
【０１２６】
図７（Ａ）は、発光装置の上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された７０１はソース信号線駆動回路、７０２は画素部、７０３はゲート信号線駆動回路である。また、７１０は基板、７０４はカバー材、７０５はシール剤であり、基板７１０、カバー材７０４及びシール剤７０５で囲まれたところは、空間７０７になっている。
【０１２７】
なお、７０８はソース信号線駆動回路７０１及びゲート信号線駆動回路７０３に入力される信号を伝送するための接続配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）７０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（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もしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１２８】
次に、断面構造について図７（Ｂ）を用いて説明する。基板７１０上には駆動回路及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース信号線駆動回路７０１と画素部７０２が示されている。
【０１２９】
ここでは、ソース信号線駆動回路７０１はｎチャネル型ＴＦＴ７１３とｐチャネル型ＴＦＴ７１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１３０】
また、画素部７０２は電流制御用ＴＦＴ７１１とそのドレインに電気的に接続された陽極７１２を含む複数の画素により形成される。
【０１３１】
陽極７１２には、スリットが形成されている。また、陽極７１２の両端には絶縁体７１５が形成され、陽極７１２上には正孔注入層７１６及び正孔発生層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層からなる有機化合物層７１７が形成される。さらに、絶縁体７１５と有機化合物層７１７上には陰極７１８が形成される。これにより、陽極、有機化合物層及び陰極からなる発光素子７１９が形成される。
【０１３２】
陰極７１８は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線７０８を経由してＦＰＣ７０９に電気的に接続されている。
【０１３３】
また、基板７１０上に形成された発光素子７１９を封止するためにシール剤７０５によりカバー材７０４を貼り合わせる。なお、カバー材７０４と発光素子７１９との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、シール剤７０５の内側の空間７０７には窒素等の不活性気体が充填されている。なお、シール剤７０５としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤７０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、空間７０７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化を防止する効果をもつ物質を含有させても良い。
【０１３４】
また、本実施例ではカバー材７０４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、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を用いることができる。
【０１３５】
また、シール剤７０５を用いてカバー材７０４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うようにシール剤で封止することも可能である。
【０１３６】
以上のようにして発光素子を空間７０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１３７】
なお、本実施例の構成は、実施例１乃至３のいずれの構成により形成された発光素子を封止して発光装置とする際に自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１３８】
［実施例５］
本発明における発光装置は、図８（Ａ）に示す画素部とすることができる。なお、図８（Ａ）における回路構造について図８（Ｂ）に示す。
【０１３９】
図８（Ａ）において、８０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴである。また、８０２で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ８０１のゲート電極８０４（８０４a、８０４b）を電気的に接続するゲート配線である。
【０１４０】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４１】
また、スイッチング用ＴＦＴ８０１のソースはソース配線８０５に接続され、ドレインはドレイン配線８０６に接続される。また、ドレイン配線８０６は電流制御用ＴＦＴ８０７のゲート電極８０８に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ８０７は、ｐチャネル型ＴＦＴを用いて形成される。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１４２】
また、本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ８０１はｎチャネル型ＴＦＴで形成され、電流制御用ＴＦＴ８０７は、Ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。しかし、スイッチング用ＴＦＴ８０１がｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ８０７がｎチャネル型ＴＦＴで形成されても良いし、両方がｎチャネル型ＴＦＴもしくはｐチャネル型ＴＦＴであっても良い。
【０１４３】
電流制御用ＴＦＴ８０７のソースは電流供給線８０９に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線８１０に電気的に接続される。また、ドレイン配線８１０は点線で示される電極（陽極）８１１に電気的に接続される。なお、電極（陽極）８１１上に有機化合物層及び電極（陰極）を形成することにより図８（Ｂ）に示す発光素子８１５を形成することができる。
【０１４４】
また、８１２で示される領域には保持容量（コンデンサ）が形成される。コンデンサ８１２は、電流供給線８０９と電気的に接続された半導体膜８１３、ゲート絶縁膜と同一層の絶縁膜（図示せず）及びゲート電極８０８と電気的に接続された容量電極８１４との間で形成される。また、容量電極８１４、層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線８０９で形成される容量も保持容量として用いることが可能である。
【０１４５】
なお、本実施例において説明した画素部の構成は、実施例１に示した画素部の代わりに組み合わせて実施することが可能である。
【０１４６】
また、本実施例は、同一基板上に画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製し、さらに、画素部にはＴＦＴと電気的に接続された発光素子を形成して、素子基板を作製することもできる。
【０１４７】
［実施例６］
実施例１では、発光素子の光が基板を通過して下方に出射する例を示したが、本実施例では、発光素子の光が上方に出射する例を図９に示す。
【０１４８】
なお、本実施例の基板６００としては、ガラス基板を用いるが、石英基板、シリコン基板、金属基板もしくはセラミックス基板を用いても良い。
【０１４９】
図９（Ａ）において、各ＴＦＴの活性層は、少なくともチャネル形成領域、ソース領域、ドレイン領域を備えている。また、各ＴＦＴの活性層は、ゲート絶縁膜で覆われ、ゲート絶縁膜を介してチャネル形成領域と重なるゲート電極が形成されている。また、ゲート電極を覆う層間絶縁膜が設けられ、その層間絶縁膜上に各ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続する電極が設けられている。また、ｎチャネル型ＴＦＴである電流制御用ＴＦＴ６０２と電気的に接続する陰極６２２が設けられている。また、陰極６２２の端部を覆いテーパー状の縁を有するように開口部を有する絶縁層６２３が設けられている。また、陰極６２２上に有機層６２４および正孔注入層６２５からなる有機化合物層が設けられ、有機化合物層上に陽極６２６が設けられて発光素子を形成している。なお、空間を有したまま、発光素子をカバー材で封止している。
【０１５０】
本実施例において、図９（Ｂ）に示す有機化合物層６２４、６２５は、実施の形態に示した方法で形成する。
【０１５１】
まず、実施例１に従い、層間絶縁膜上に各ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続する電極を形成した後、陰極６２２を形成する。陰極は、仕事関数の小さいＡｌや、Ａｌ：Ｌｉといったアルミニウムの合金を用いることが望ましく、陽極には透明導電膜を用い、透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化スズまたは酸化亜鉛などを用いることが可能である。
【０１５２】
次いで、陰極６２２の端部を覆いテーパー状の縁を有するように開口部を有する絶縁層６２３を形成した後、陰極６２２上に実施の形態に示した方法で発光層６２４を形成する。ＰＰＶと呼ばれる材料をトルエンに分散させた組成物を散布ノズル（図示しない）から散布させ、有機化合物層（発光層６２４）を７０ｎｍの膜厚で成膜する。なお、トルエンにＰＰＶは不溶であり、この組成物は、トルエン中にＰＰＶが分散している液体である。
【０１５３】
次いで、銅フタロシアニン（Ｃｕ−Ｐｃ）をトルエンに分散させた組成物を散布ノズル（図示しない）から散布させ、有機化合物層（正孔注入層６２５）を２０ｎｍの膜厚で成膜する。なお、トルエンにＣｕ−Ｐｃは不溶であり、この組成物は、トルエン中にＣｕ−Ｐｃが分散している液体である。
【０１５４】
次いで、陽極６２６を形成し、この陽極６２６と有機化合物層６２４、６２５と、陰極６２２とからなる発光素子６２７を完成させることができる。
【０１５５】
本実施例により有機化合物層で生じた光を図９に示した矢印の方向に取り出す構造の発光素子を有する発光装置とすることができる。
【０１５６】
本実施例は、実施例２に示した低分子系材料、または実施例３に示した高分子系材料を用いることも可能である。
【０１５７】
［実施例７］
本実施例では、実施例６とは異なる積層構造で光が上方に出射する発光素子の例を示す。
【０１５８】
まず、実施例１に従い、層間絶縁膜上に各ＴＦＴのソース領域またはドレイン領域と電気的に接続する電極を形成した後、陽極を形成する。
【０１５９】
陽極としては仕事関数の大きい金属材料、例えばＰｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎなどを含む金属膜で形成すればよい。
【０１６０】
次いで、陽極上に有機化合物を含む層を形成する。この有機化合物を含む層は、抵抗加熱による蒸着法や塗布法（スピンコート法、インクジェット法など）によって形成すればよい。また、実施の形態で示した方法で有機化合物を含む層を形成してもよい。
【０１６１】
次いで、有機化合物を含む層上に仕事関数の小さい金属材料、例えばＬｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｓ、またはＣａを含む化合物からなる薄膜を形成する。この薄膜は、有機化合物を含む層からの発光を通過する膜厚範囲（約２〜２０ｎｍ程度）とすることが望ましい。本実施例では、図１または図２に示した装置を用いて、粉状の金属化合物を液体（ただし、有機化合物を分解または変質させない液体）に分散させて均一に散布した後、焼成することによって液体のみを気化させて薄い金属化合物膜を形成する。また、本実施例では散布により薄い金属化合物膜を形成した例を示したが特に限定されず、スピンコートによる塗布法やインクジェットによる塗布法やスプレーによる塗布法などを用いてもよい。
【０１６２】
また、上記構成において、前記薄い金属化合物膜の形成位置を制御するため、マスクを配置し、マスクの開口部を通過させて薄い金属化合物膜を形成してもよい。或いは、薄い金属化合物膜の不要な部分は、酸素プラズマ処理などによって選択的に除去してもよい。
【０１６３】
次いで、薄い金属化合物膜上にスパッタ法で透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ₂Ｏ₃―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）を形成する。本実施例では、薄い金属化合物層と、透明導電膜との積層が陰極として機能する。
【０１６４】
以上の工程で陽極と、有機化合物を含む層と、陰極とからなる発光素子を完成させることができる。本実施例により有機化合物層で生じた光を陰極に通過させて取り出す構造の発光素子を有する発光装置とすることができる。
【０１６５】
また、本実施例は、実施例１乃至５のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０１６６】
例えば、実施例１に示した蒸着法による陰極に代えて、塗布法（スピンコート、インクジェット、スプレーなど）による陰極または陰極の一部を形成してもよい。本発明により安価、且つ簡略化されたプロセスで発光装置を完成させることができる。
【０１６７】
［実施例８］
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【０１６８】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ：Digital Versatile Disc）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１０に示す。
【０１６９】
図１０（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２００３に用いることができる。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。ちなみに図１０（Ａ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
【０１７０】
図１０（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１７１】
図１０（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０１７２】
図１０（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０１７３】
図１０（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１７４】
図１０（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０１７５】
図１０（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０１７６】
ここで図１０（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【０１７７】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１７８】
また、上記電気器具はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０１７９】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【０１８０】
以上の様に、本発明により作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例７において作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【０１８１】
【発明の効果】
本発明は、液体中の有機化合物材料がどのような状態であろうとも成膜可能な手段であり、特に溶解しにくい有機化合物材料を用いて良質な有機化合物膜を形成することを特徴とする。従って、本発明により様々な有機化合物材料を用いることが可能となり、発光装置の発光色のバリエーションを増やすことができる。
【０１８２】
また、本発明において、有機化合物を含む液体を散布を繰り返して成膜を行うため、比較的短時間で成膜が可能である。また、散布させる有機化合物を含む液体の作製方法は、非常に単純なものとすることができる。また、本発明は、所望のパターンの膜を形成する場合には、マスクを用い、さらに好ましくは電界制御によりマスクの開口部を通過させて成膜を行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示す図。
【図２】本発明を示す図。
【図３】発光装置の作製工程を示す図。
【図４】発光装置の作製工程を示す図。
【図５】有機化合物層の構成を示す図。
【図６】有機化合物層の構成を示す図。
【図７】ＥＬモジュールの外観図を示す図。
【図８】画素上面図を示す図。
【図９】発光装置を示す図。
【図１０】電子機器の一例を示す図。

Claims

第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に有機化合物を含む膜を有する発光装置の作製方法であって、
前記第１の電極上に、有機化合物を分散粒子とし、液体を分散媒とする組成物を吐出し、前記有機化合物を含む膜を形成する工程で、
前記組成物を吐出した後、前記第１の電極上の被着物に到達する前に不活性ガス雰囲気下で、前記組成物を加熱して前記液体を気化させることを特徴とする発光装置の作製方法。
第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に有機化合物を含む膜を有する発光装置の作製方法であって、
前記第１の電極上に、有機化合物を液体に溶解させた組成物を吐出し、前記有機化合物を含む膜を形成する工程で、
前記組成物を吐出した後、前記第１の電極上の被着物に到達する前に不活性ガス雰囲気下で、前記組成物を加熱して前記液体を気化させることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１または請求項２において、
前記被着物は加熱されていることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記吐出は、マスクを用いて選択的に行われることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項４において、
前記マスクおよび前記組成物は帯電されることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記組成物の加熱は、前記組成物に加熱された窒素ガスを当てて行うことを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第２の電極は、金属材料を含む膜上に透明導電膜を形成したものであることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記有機化合物を含む膜上に、前記第２の電極として金属材料を含む組成物を吐出して前記金属材料を含む膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第２の電極としては、Ｌｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、ＣｓまたはＣａから選ばれた一種または複数種を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記液体としてはアルコール類、トルエンまたは水から選ばれた１種または複数種を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記有機化合物としては、キナクリドン、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムまたはバソキュプロインから選ばれた一種または複数種を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記有機化合物としては、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（３−フェニルチオフェン）、ポリ（１，４−フェニレン）またはポリ（２，７−フルオレン）から選ばれた一種または複数種を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。