JP4265733B2 - 有機ｅｌ素子及びその作製方法、発光装置、電気器具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「有機化合物層」と記す）と、を有する有機発光素子、および前記素子を用いた発光装置に関する。本発明では特に、従来に比べて用いる材料の選択幅を広くすることができ、なおかつ従来通り発光を呈する有機発光素子に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として有機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、有機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、または有機発光素子に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。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、電界を加えることにより発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中で再結合して、励起状態の分子（以下、「分子励起子」と記す）を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であると考えられるが、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する場合も含むこととする。
【０００４】
このような有機発光素子において、通常、有機化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、有機発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したがって、有機発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。
【０００５】
また、例えば100〜200nm程度の有機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
【０００６】
さらに、有機発光素子はキャリア注入型の発光素子であるため、直流電圧での駆動が可能であり、ノイズが生じにくい。駆動電圧に関しては、まず有機化合物層の厚みを100nm程度の均一な超薄膜とし、また、有機化合物層に対するキャリア注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらにはヘテロ構造（二層構造）を導入することによって、5.5Vで100cd/m2の十分な輝度が達成された（文献１：C. W. Tang and S. A. VanSlyke, "Organic electroluminescent diodes", Applied Physics Letters, vol. 51, No.12, 913-915 (1987)）。
【０００７】
こういった薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、有機発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
【０００８】
このようなＥＬ表示装置に関しては、駆動方法の異なる２種類の型、すなわちパッシブ型（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）が存在し、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在ではその優れた性能から、ＥＬ表示画素部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などの能動素子を設けたアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の開発に重点が移っている。
【０００９】
ところで、ＥＬ素子中に用いられる有機化合物材料に関しては、低分子系有機化合物材料（以下、「低分子系材料」と記す）と高分子系有機化合物材料（以下、「高分子系材料」と記す）の２種類が存在する。これらの有機化合物材料は、ＥＬ素子中においては通常非晶質薄膜の形で一つの層を形成している。すなわちＥＬ素子は薄膜一枚だけから成る単層構造、もしくは異種薄膜複数枚から成る多層積層構造をとり、後者の場合は有機薄膜間に界面（以下、「有機界面」と記す）が存在する。ここで薄膜とは、単一材料から成る場合と、複数材料から成る場合があり、特に後者においてはホストとなる材料に単一または複数の材料をドープ（分子分散）したホスト−ゲスト系が重要である。一つの層は数ｎｍから数百ｎｍ程度の膜厚を持つ。
【００１０】
なお、有機界面においては互いに接している有機薄膜間に電子・正孔キャリアの注入障壁が存在する。すなわち電子に対してはＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）のエネルギー差、正孔に対してはＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）のエネルギー差が障壁となる。また異種有機薄膜間で熱的・電気的性質が異なるため、ＥＬ素子駆動時には有機界面での剥離等、薄膜密着性悪化の問題が生じる。以上の理由から、ＥＬ素子中には有機界面がなるべく存在しないような構造にすることが望ましい。
【００１１】
低分子系材料を成膜する際、多くの場合は真空蒸着法にて行う。真空蒸着の有利な点としては、成膜をパターニングする際に、従来のシャドウマスク技術を用いることができる点にある。また、真空中のドライプロセスであるため、材料の純度を保てるという利点もある。
【００１２】
しかしながら、材料の観点から考えられる最も大きな問題点は、揮発性（あるいは昇華性）の材料でなければ成膜できないという制約が存在することである。すなわち、加熱により揮発せずに分解してしまう材料は、どれ程フォトルミネッセンスの発光特性やキャリア輸送特性等が優れていようと、利用できないのである。
【００１３】
さらに、真空蒸着によって作製する低分子系の有機化合物層は、しばしば微量の色素をドープするために共蒸着の手法が用いられるが、複数のドーパントを同時に、しかも一定のレートでホスト材料と共蒸着することは技術的に困難であるという欠点も挙げられる。
【００１４】
一方、高分子系材料にはいくつかの成膜手法が挙げられる。例としては、可溶性高分子系材料の溶液を用いたスピンコーティングなどがある。スピンコーティングは材料の約95%が無駄になるという欠点はあるものの、単一物質を用いた単色発光素子ならば、容易に大面積化が可能であるという利点がある。また、ドーピングに関しては、あらかじめ溶液を調整することによって複数のドーパントを同時にドープすることが容易である。
【００１５】
このような高分子系材料は、現状では溶媒に溶解させることにより湿式成膜を行う。すなわち、材料特性として、溶媒に対する溶解性が要求される。つまり欠点としては、溶媒に不溶な材料は一般に使用することができないことが挙げられる。そして湿式法であることから、高純度の薄膜を得ることは困難である。
【００１６】
また、通常、有機発光素子に対して用いられるπ共役系高分子は、π共役主鎖のフレキシビリティが小さく、溶媒に対する溶解性がほとんどない。したがって、溶解性を向上させるために、アルキル基・アルコキシ基等を側鎖として導入する方法が一般的である。
【００１７】
ところが、このように置換基を導入すると、発光色も変化してしまうという弊害が生じる。例えば、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）（以下、「PPV」と記す）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基を導入したポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）（以下、「ＲＯ−ＰＰＶ」と記す）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。
【００１８】
また、高分子材料に限らず一般的に、置換基（特に電子吸引性・供与性の強いもの）を導入すると、有機発光素子の発光効率が落ちることがある（文献２：時任静士、田中洋充、多賀康訓、「月刊ディスプレイ別冊 有機ELディスプレイ 基礎から最新情報まで」（テクノタイムズ社）、p.98-99）。したがって、置換基を導入することで溶解性を増すという手法は、発光特性に対してはマイナス要因になることが多い。
【００１９】
さらに、置換基を導入することは、合成ステップも増加することを示しており、材料を安価に生産することが困難になってしまう。
【００２０】
以上で述べたように、有機発光素子に対して用いられる有機材料は、揮発性（昇華性）あるいは溶解性という制約に縛られているため、材料の選択幅が広いという有機材料の利点を利用できないのが現状である。また、湿式法による成膜を目的として、溶解性を増すため置換基を導入すると、発光効率が低下し、製造コストも増加するというジレンマも存在する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、昇華性（揮発性）や溶解性がない材料も適用でき、なおかつ従来通り発光を呈する有機発光素子を作製することを課題とする。この課題を解決することにより、従来に比べて用いる材料の選択幅を広くすることができるため、発光色のバリエーションが豊富である上に安価に製造できる有機発光素子を提供できる。
【００２２】
さらに、このような有機発光素子を用いることにより、従来よりも発光色のバリエーションが豊富で、安価な発光装置を提供することを課題とする。さらに、前記発光装置を用いて電気器具を作製することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
溶解性のない有機材料（以下、「不溶性有機材料」と記す）を塗布・成膜する方法として、分散媒を利用する手法が考えられる。すなわち、有機材料を溶解させるのではなく、分子が集合した微粒子（以下、「分散粒子」と記す）として分散媒に分散させ、その分散液を基板に塗布した後、分散媒を加熱処理により蒸発させて膜とする手法である。
【００２４】
ただし、不溶性有機材料のみを分散媒に分散した場合、加熱処理により分散媒を蒸発させると、分散粒子によって形成された膜は不均質なものとなってしまう。その概念図を図１に示す。
【００２５】
図１(a)は、分散媒101中に分散された分散粒子102を、基板100上に塗布した状態を模式的に表した図である。このとき、塗布後に加熱処理を行って分散媒101を蒸発させると、図１(b)に示すような欠陥103が数多く存在する膜となってしまう。すなわち、均質なアモルファス状の膜を成膜することはできず、有機発光素子とした場合、絶縁破壊等の不良が生じてしまい、素子として機能しない。
【００２６】
このことを解決するため、本発明者は以下のような手段を考案した。すなわち、２種類以上の有機材料を含む膜を湿式成膜する際に、前記有機材料として不溶性のものと溶解性のものの両方を適用することにより、均質な膜を得る手法である（以下では、溶解性のものを「可溶性有機材料」と記す）。その概念図を図２に示す。なお、図２では、１種類の不溶性有機材料と１種類の可溶性有機材料を用いた場合を例示する。
【００２７】
図２(a)は、可溶性有機材料203aを溶解した溶媒201中に分散された不溶性有機材料の分散粒子202aを、基板200上に塗布した状態を模式的に表した図である。このとき、塗布後に加熱処理を行って溶媒201を蒸発させると、図２(b)に示すように、可溶性有機材料からなる均質な膜中203bに不溶性有機材料からなる凝集構造（クラスター構造）202bが点在するようになる。この場合、均質な膜203bが膜全体を形成するため、絶縁破壊等の不良を防ぐことができ、有機発光素子として作用する。無論、膜厚の方が凝集構造の径よりも大きくなることが必要条件となる。
【００２８】
以上のように、不溶性有機材料と可溶性有機材料とを併用する本発明を実施すると、均質なアモルファス状の膜中に、凝集構造（クラスター構造）が点在するという素子の特徴が生じる。そこで、本発明では、ホスト材料およびゲスト材料の２種類以上の有機化合物からなる混合層を含む有機化合物層を、陽極および陰極の間に設けた有機発光素子において、前記ホスト材料のうち少なくとも１種類以上は均質なアモルファス状の膜を形成しており、かつ、前記ゲスト材料は前記混合層の厚さ以下の径を有する凝集状態を形成していることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明では実質的に、ホスト材料は有機溶剤に可溶のものを、ゲスト材料はその有機溶剤に不溶のものを用いる方法が運用される。そこで本発明は、ホスト材料のうち少なくとも１種類以上は有機溶剤に可溶であり、かつ、ゲスト材料は前記有機溶剤に不溶であることを特徴とする。さらに、ホスト材料として用いる可溶性有機材料としては、可溶性高分子材料が好ましい。
【００３０】
ところで、発光材料に置換基を導入することで溶解性は増すが、発光特性は低下してしまう場合が多いことは先に述べた。しかしながら、本発明は不溶性の発光材料でもそのまま使用できるので、溶解性を増す必要がない。すなわち、本発明では特に、発光材料の選択幅が広くなることが特徴と言える。したがって、ゲスト材料が発光材料である場合も、本発明に含むこととする。
【００３１】
また、近年、発光効率の観点から、三重項励起状態から基底状態に戻る際に放出されるエネルギー（以下、「三重項励起エネルギー」と記す）を発光に変換できる有機発光素子が、その高い発光効率ゆえに注目されている（文献３：D. F. O'Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson and S. R. Forrest, "Improved energy transfer in electrophosphorescent devices", Applied Physics Letters, vol. 74, No. 3, 442-444 (1999)）（文献４：Tetsuo TSUTSUI, Moon-Jae YANG, Masayuki YAHIRO, Kenji NAKAMURA, Teruichi WATANABE, Taishi TSUJI, Yoshinori FUKUDA, Takeo WAKIMOTO and Satoshi MIYAGUCHI, "High Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting Devices with Iridium-Complex as a Triplet Emissive Center", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 38, L1502-L1504 (1999)）。
【００３２】
文献６では白金を中心金属とする金属錯体を、文献７ではイリジウムを中心金属とする金属錯体を用いている。これらの三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機発光素子（以下、「三重項発光素子」と記す）は、従来よりも高輝度発光・高発光効率を達成することができる。
【００３３】
しかしながら、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料（以下、「三重項発光材料」と記す）は、現在の所、重金属を用いた有機金属錯体に限られており、その種類は決して多くはない。したがって、揮発性（昇華性）・溶解性までも考慮に入れた場合、更に材料の選択幅は狭くなり、三重項発光素子の性能が限られてしまう。また、発光色のバリエーションにも乏しくなる。
【００３４】
ここで、本発明を三重項発光素子として適用すれば、上記のような問題は解決できると考えられる。したがって、ゲスト材料として三重項発光材料を用いた場合も本発明に含むこととする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
まず、可溶性の有機化合物少なくとも一種（以下、「ホスト材料」と記す）を溶媒に溶かした溶液を作成する。但しこの溶液は、塗布法・吐出法・噴射法などの湿式法を用いることによって前記有機化合物の均一な非晶質薄膜を形成できるものとする。
【００３６】
次に、前記溶液中に、前記溶媒に不溶な有機化合物少なくとも一種（以下、「ゲスト材料」）を分散させた、混合物（以下、「分散溶液」と記す）を作成する。但し、分散させた有機化合物の少なくとも一種は蛍光発光もしくは燐光発光を示すものとする。
【００３７】
前記分散溶液を湿式法で成膜すると、ホスト材料の均一な非晶質薄膜中にゲスト材料分子が幾つか結合してできた微粒子が散在した層（以下、「発光層」と記す）が完成する。この概念図を図１４（a）に示す。すなわち、ホスト材料の均一な非晶質薄膜１４０１中に、ゲスト材料分子で構成された微粒子１４０２が散在している。
【００３８】
発光過程としては次の二通り考えられる。第一に、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。概念図を図１４（ｂ）に示す。つまり、ホスト材料のＨＯＭＯ１４１１−ＬＵＭＯ１４１２間のエネルギー差と、ゲスト材料のＨＯＭＯ１４１３a−ＬＵＭＯ１４１４a間のエネルギー差はなるべく近い値である必要がある。この点で、本発明における発光層の場合には発光効率が上昇する可能性がある。すなわち、本発明ではゲスト材料分子はまず幾つかが集合して微粒子を形成しており、この微粒子においてはゲスト材料分子単独とは異なり、よりエネルギー的に幅を持った準位１４１３ｂ及び１４１４ｂを形成するため、ゲスト材料分子における励起エネルギーも幅を持つ。そのため、ホスト材料・ゲスト材料間の励起エネルギー差を小さくすることができ、より効率的にゲスト材料発光を得ることが出来るのである。
【００３９】
第二に、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。この点でも本発明における発光層の場合には発光効率が上昇する可能性がある。概念図を図１４（ｃ）に示す。すなわち、ゲスト材料の微粒子はホスト材料の均一な非晶質薄膜中においては一種の不純物とみなすこともでき、ホスト材料のHOMO１４２１-LUMO１４２２間に一種の「不純物」準位１４２３を形成すると考えられる。両キャリアはこの準位にトラップされる、すなわち実空間で見ると両キャリアの微粒子内への閉じ込めが起こる。そのため、微粒子内での再結合による発光をより効率的に得ることができるのである。
【００４０】
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。
【００４１】
従って、本発明では、複数種の有機化合物を含む有機化合物層を陽極・陰極間に有する発光素子において、前記層が均一な非晶質膜を形成している少なくとも一種の有機化合物と、該非晶質膜中に前記層の厚さ以下の径を持つ微粒子の状態で散在している少なくとも一種の有機化合物とから成ることを特徴とし、かつ均一な非晶質膜を形成している前記有機化合物の少なくとも一種が溶媒に可溶であり、微粒子状態で散在している前記有機化合物の少なくとも一種が前記溶媒に不溶であることを特徴とする。
【００４２】
また、本発明はゲスト材料の発光が蛍光であるか燐光であるかを問わない。従って本発明には蛍光発光及び燐光発光両方のＥＬ発光を含めることにする。
【００４３】
また、ＥＬ発光を現実的な低電圧で得ようとする場合、ＥＬ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。
【００４４】
以下では、本発明を実施する際の形態について述べる。なお、有機発光素子は、発光を取り出すために少なくとも陽極または陰極の一方が透明であればよいが、本実施の形態では、基板上に透明な陽極を形成し、陽極から光を取り出す素子構造で記述する。実際は、陰極から光を取り出す構造や、基板とは逆側から光を取り出す構造も本発明に適用可能である。
【００４５】
本発明を実施するに当たり、基本的に有機発光素子を作製する製造工程は、湿式法を用いることになる。そこで以下では、いくつかの湿式法を例に、本発明で開示した有機発光素子を製造する方法について述べる。
【００４６】
本発明に適用できる湿式法として最も代表的な手法は、ディップコーティングやスピンコーティングである。すなわち、図２で示したような、可溶性有機材料を溶解した溶媒中に不溶性有機材料を分散したもの（以下、「分散溶液」と記す）を用意し、従来のディップコーティングやスピンコーティングにより成膜した後、加熱により溶媒を除去すればよい。
【００４７】
以上の湿式法は、簡便な手法であるため低コスト化が実現できるため、単色の有機発光素子を作製する際には有効である。
【００４８】
また、ディップコーティングやスピンコーティングのような湿式法では難しい精細なパターニング技術に関しては、近年、インクジェットを用いたパターニング技術が研究開発されており、改善が図られている（文献５：特開平10-012377）（文献６：特開平10-153967）。インクジェット方式は、有機化合物を高精度にパターニングすることが可能であり、また広い範囲に渡ってパターニングすることも可能であるため、高精細、大面積な発光装置を作成する際に有効な手法であると考えられている。文献４、文献５、いずれの場合も、フルカラー表示のアクティブマトリクス型ディスプレイを実現させている。
【００４９】
このようなインクジェット方式を用いても、本発明で開示した有機発光素子を作製することができる。すなわち、分散溶液をインクとして画素をパターニングする方式である。ただしこの場合、不溶性有機材料の分散粒子の径よりも、インクジェットのノズルの径を十分に大きくする必要がある。
【００５０】
また、特に好ましい方法として、簡便で低コストである上に、微細なパターニングも可能である、スプレーを用いた噴霧による成膜法もある。図３（Ａ）に、その方法を簡略化した図を示す。
【００５１】
図３（Ａ）中、チャンバー200内には基板201、マスク203、ノズル202が配置され、ノズル202の噴射口は、基板側に向いている。また、チャンバー200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200とは隔離された位置に容器が配置され、分散溶液204が入れられている。
【００５２】
また、ノズル202にはキャリアガス導入口からのびる管と、分散溶液204が入っている容器からのびる管が連結されている。容器内の分散溶液204は、キャリアガス（ここでは窒素ガス）をノズルの噴出口に向かって流すことにより、ベルヌーイの定理によって生じる圧力差（噴出口手前の圧力と噴出口付近の圧力との差）及び流量差を利用して、容器から液体204を移動させてガスと液体を一緒に霧状にして噴出（スプレーとも呼ぶ）させる。この噴射可能なノズルを噴霧ガン、或いはスプレーガンと呼ぶこともある。なお、分散溶液204は、ノズル202から噴射可能な粘度を備えた液体である。なお、キャリアガスとしては窒素、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、キャリアガスの流量をコントロールする装置を設ける。さらに分散溶液204の流量をコントロールする装置を設けてもよい。また、噴出口と基板との間には有機化合物を含む層205aを選択的に形成するためのマスク203が設けられている。ただし、全面に形成する場合、マスク203は必ずしも必要ではないことはいうまでもない。
【００５３】
また、他の噴出方法として、圧縮ガス源（図示しない）により容器から液体を移動させ、キャリアガスをノズルの噴出口に向かって流してチャンバー内に液体とガスからなるスプレーを形成して吐出する方法を用いてもよい。これらの部品は自明であるからここでは詳細に図示していない。また、液体の流量をコントロールする装置を設けてもよい。
【００５４】
また、他の噴出方法として、図２（Ｂ）に示すように、圧縮ポンプ210等により容器からノズルまでの管の圧力を高め、ノズルの噴出口に向かって流してチャンバー内に液体のみからなるスプレーを形成して吐出する方法を用いてもよい。
【００５５】
また、図２（Ｃ）に示すように、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、容器と噴出口を連結している管においてはノズル202自体を超音波振動手段220で振動させてもよい。また、分散させるために容器内部に攪拌器や超音波発生器を設けてもよい。
【００５６】
そして、上記噴出方法のいずれか一で噴出された液体のうち、マスクの開口部を通過したものは、基板201に付着し、有機化合物の集合を含む層205aが堆積される。なお、液体をノズルや容器内やチャンバー内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（Ａ）では、リング状の帯電手段206、例えばコロナ放電電極を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。
【００５７】
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、基板を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。また、基板を固定してノズルをＸ方向、またはＹ方向に走査して所望のパターンを得ることもできる。
【００５８】
また、基板と接する基板加熱ヒータを設け、成膜時に基板を加熱してもよい。本発明において、基板の表面温度は室温〜２００℃とすればよい。
【００５９】
さらに、この手法の特徴として、有機化合物層205aを形成する際、マスクに付着した有機化合物205bは収集して再度利用することができる。
【００６０】
なお、簡略化のため、図２には基板を固定するための基板ホルダーやマスクを固定するためのホルダーは記載していない。また、ここではノズル２０２の噴出口が一つの例を示したが複数あってもよい。
【００６１】
また、この装置は大量生産に適している。また、ここではマスクにはスリット状の開口部が設けられているが、特にこの形状には限定されない。また、マスクは適宜設計すればよい。
【００６２】
次に、本発明に好適な材料を以下に列挙する。ただし、本発明の有機発光素子に用いる材料は、これらに限定されない。
【００６３】
まず、ゲストとなる不溶性有機材料に関しては、キナクリドン（略称Qd）、銅フタロシアニン（略称CuPc）に代表されるような顔料や、バソキュプロイン（略称BCP）のような縮合多環系の有機化合物が好適である。また、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（略称Ir(ppy)3）に代表されるようなイリジウムのオルトメタル錯体も、ある種の溶媒には溶解しにくい。
【００６４】
また、置換基を有しないπ共役系高分子（主鎖がπ共役系である高分子）も不溶性有機材料として好適である。例えば、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）（略称PPV）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）（略称PNV）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）（略称Phenyl-PPV）、ポリチオフェン（略称PT）、ポリ（３−フェニルチオフェン）（略称PPT）、ポリ（１，４−フェニレン）（略称PPP）、ポリ（２，７−フルオレン）（略称PF）等が考えられる。
【００６５】
さらに、上記の中では、キナクリドン、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、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）は、ゲストである発光材料として利用することが好ましい。なお、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムに代表されるイリジウム錯体は、三重項発光材料である。
【００６６】
次に、ホストである可溶性有機材料としては、置換基を導入したπ共役系高分子や、側鎖にπ共役系を有するペンダント型高分子が好適である。例えば、RO-PPVの他、ポリ（N−ビニルカルバゾール）（以下、「PVK」と記す）などが考えられる。無論、高分子系材料だけでなく、種々の溶媒に可溶な低分子系材料も可能である。
【００６７】
なお、本発明の有機発光素子に対し、無機化合物を導入し、特性を向上させても良い。代表的には、陰極バッファ層としてLiFやCaF2を形成し、電子注入性を高めるなどの手法である。
【００６８】
【実施例】
［実施例１］
まず、トルエン20mlに対し、PVKを200mg、および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（以下、「PBD」と記す）を110mg溶解させる。
【００６９】
次に、このPVK／PBD混合溶液に対し、Ir(ppy)3を6.55mg分散させる。すなわち、PVKおよびPBDがホスト材料（可溶性）、Ir(ppy)3がゲスト材料（不溶性）となる。なお、この分散溶液内において、各材料のモル比は、PVK：PBD：Ir(ppy)3＝100：30：1である。
【００７０】
以上のように調整した分散溶液を用い、有機発光素子を作製する。その素子構成を図４に示す。まず、素子作製ITOをスパッタリングによって100nm程度成膜し、陽極402を形成したガラス基板401を用意する。
【００７１】
次に、この陽極402を有するガラス基板401に対し、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（以下、「PEDOT／PSS」と記す）をスピンコーティングにより成膜する。このPEDOT／PSSは、正孔注入層403として作用する。
【００７２】
さらに、加熱処理により水分を蒸発させた後、上記のように調整した分散溶液を、スピンコーティングにより成膜し、有機化合物層を形成する。この場合、PVKおよびPBDからなるホスト404中に、三重項発光材料（ゲスト材料）であるIr(ppy)3が凝集構造（クラスター）405を形成する状態となる。最後に、陰極406としてAl:Li合金を真空蒸着法にて成膜し、有機発光素子とする。
【００７３】
［実施例２］
本実施例では、本発明で開示した有機発光素子を含む発光装置について説明する。図５は、本発明の有機発光素子を用いたアクティブマトリクス型発光装置の断面図である。
【００７４】
なお、能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「TFT」と記す）を用いているが、MOSトランジスタを用いてもよい。また、TFTとしてトップゲート型TFT（具体的にはプレーナ型TFT）を例示するが、ボトムゲート型TFT（典型的には逆スタガ型TFT）を用いることもできる。
【００７５】
図５(a)において、501は基板であり、ここでは基板側から光を取り出すため、可視光を透過する基板を用いる。具体的には、ガラス基板、石英基板、結晶化ガラス基板もしくはプラスチック基板（プラスチックフィルムを含む）を用いればよい。なお、基板501とは、表面に設けた絶縁膜も含めるものとする。
【００７６】
基板501の上には画素部511および駆動回路512が設けられている。まず、画素部511について説明する。
【００７７】
画素部511は画像表示を行う領域である。基板上には複数の画素が存在し、各画素には有機発光素子に流れる電流を制御するためのTFT（以下、「電流制御TFT」と記す）502、画素電極（陽極）503、有機化合物層504および陰極505が設けられている。なお、図５(a)では電流制御TFTしか図示していないが、電流制御TFTのゲートに加わる電圧を制御するためのTFT（以下、「スイッチングTFT」と記す）を設けている。
【００７８】
電流制御TFT502は、ここではpチャネル型TFTを用いることが好ましい。nチャネル型TFTとすることも可能であるが、図５のように有機発光素子の陽極に電流制御TFTを接続する場合は、pチャネル型TFTの方が消費電力を押さえることができる。ただし、スイッチングTFTはnチャネル型TFTでもpチャネル型TFTでもよい。
【００７９】
また、電流制御TFT502のドレインには画素電極503が電気的に接続されている。本実施例では、画素電極503の材料として仕事関数が4.5〜5.5eVの導電性材料を用いるため、画素電極503は有機発光素子の陽極として機能する。画素電極503として代表的には、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛もしくはこれらの化合物（ITOなど）のような、光透過性の材料を用いればよい。画素電極503の上には有機化合物層504が設けられている。
【００８０】
さらに、有機化合物層504の上には陰極505が設けられている。陰極505の材料としては、仕事関数が2.5〜3.5eVの導電性材料を用いることが望ましい。陰極505として代表的には、アルカリ金属元素もしくはアルカリ度類金属元素を含む導電膜、アルミニウムを含む導電膜、あるいはその導電膜にアルミニウムや銀などを積層したもの、を用いればよい。
【００８１】
また、画素電極503、有機化合物層504、および陰極505からなる層は、保護膜506で覆われている。保護膜506は、有機発光素子を酸素および水から保護するために設けられている。保護膜506の材料としては、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、もしくは炭素（具体的にはダイヤモンドライクカーボン）を用いる。
【００８２】
次に、駆動回路512について説明する。駆動回路512は画素部511に伝送される信号（ゲート信号およびデータ信号）のタイミングを制御する領域であり、シフトレジスタ、バッファ、ラッチ、アナログスイッチ（トランスファゲート）もしくはレベルシフタが設けられている。図５(a)では、これらの回路の基本単位としてnチャネル型TFT507およびpチャネル型TFT508からなるCMOS回路を示している。
【００８３】
なお、シフトレジスタ、バッファ、ラッチ、アナログスイッチ（トランスファゲート）もしくはレベルシフタの回路構成は、公知のものでよい。また図５では、同一の基板上に画素部511および駆動回路512を設けているが、駆動回路512を設けずにICやLSIを電気的に接続することもできる。
【００８４】
また、図５では電流制御TFT502に画素電極（陽極）503が電気的に接続されているが、陰極が電流制御TFTに接続された構造をとることもできる。その場合、画素電極を陰極505と同様の材料で形成し、陰極を画素電極（陽極）503と同様の材料で形成すればよい。その場合、電流制御TFTはnチャネル型TFTとすることが好ましい。
【００８５】
ところで、図５(a)に示した発光装置は、画素電極503を形成した後に配線509を形成する工程で作製されたものを示してあるが、この場合、画素電極503が表面荒れを起こす可能性がある。有機発光素子は電流駆動型の素子であるため、画素電極503の表面荒れにより、特性が悪くなることも考えられる。
【００８６】
そこで、図５(b)に示すように、配線509を形成した後に画素電極503を形成する発光装置も考えられる。この場合、図５(a)の構造に比べて、画素電極503からの電流の注入性が向上すると考えられる。
【００８７】
また、図５においては、正テーパー型の土手状構造510によって、画素部511に設置されている各画素を分離している。この土手状構造を、例えば逆テーパー型のような構造にすることにより、土手状構造が画素電極に接しない構造をとることもできる。
【００８８】
次に、図５(b)に示したアクティブマトリクス型発光装置の外観を図６に示す。なお、図６(a)には上面図を示し、図６(b)には図６(a)をP−P'で切断した時の断面図を示す。また、図５の符号を引用する。
【００８９】
図６(a)において、601は画素部、602はゲート信号側駆動回路、603はデータ信号側駆動回路である。また、ゲート信号側駆動回路602およびデータ信号側駆動回路603に伝送される信号は、入力配線604を介してTAB（Tape Automated Bonding）テープ605から入力される。なお、図示しないが、TABテープ605の代わりに、TABテープにIC（集積回路）を設けたTCP（Tape Carrier Package）を接続してもよい。
【００９０】
このとき、606は図５(b)に示した発光装置の上方に設けられるカバー材であり、樹脂からなるシール材607により接着されている。カバー材606は酸素および水を透過しない材質であれば、いかなるものを用いてもよい。本実施例では、カバー材606は図６(b)に示すように、プラスチック材606aと、前記プラスチック材606aの表面および裏面に設けられた炭素膜（具体的にはダイヤモンドライクカーボン膜）606b、606cからなる。
【００９１】
さらに、図６(b)に示すように、シール材607は樹脂からなる封止材608で覆われ、有機発光素子を完全に密閉空間609に封入するようになっている。密閉空間609は不活性ガス（代表的には窒素ガスや希ガス）、樹脂または不活性液体（例えばパーフルオロアルカンに代表される液状のフッ素化炭素）を充填しておけばよい。さらに、吸湿剤や脱酸素剤を設けることも有効である。
【００９２】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【００９３】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【００９４】
［実施例３］
本実施例では、本発明で開示した有機発光素子を含む発光装置の例として、アクティブマトリクス型発光装置を例示するが、実施例２とは異なり、能動素子が形成されている基板とは反対側から光を取り出す構造（以下、「上方出射」と記す）の発光装置を示す。図７にその断面図を示す。
【００９５】
なお、能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「TFT」と記す）を用いているが、MOSトランジスタを用いてもよい。また、TFTとしてトップゲート型TFT（具体的にはプレーナ型TFT）を例示するが、ボトムゲート型TFT（典型的には逆スタガ型TFT）を用いることもできる。
【００９６】
本実施例において、基板701、画素部に形成された電流制御TFT702、および駆動回路712に関しては、実施例２と同様の構成でよい。
【００９７】
電流制御TFT702のドレインに接続されている第一電極703であるが、本実施例では陽極として用いるため、仕事関数がより大きい導電性材料を用いることが好ましい。その代表例として、ニッケル、パラジウム、タングステン、金、銀などの金属が挙げられる。本実施例では、第一電極703は光を透過しないことが好ましいが、それに加えて、光の反射性の高い材料を用いることがさらに好ましい。
【００９８】
第一電極703の上には有機化合物層704が設けられている。さらに、有機化合物層704の上には第二電極705が設けられており、本実施例では陰極とする。その場合、第二電極705の材料としては、仕事関数が2.5〜3.5eVの導電性材料を用いることが望ましい。代表的には、アルカリ金属元素もしくはアルカリ度類金属元素を含む導電膜、アルミニウムを含む導電膜、あるいはその導電膜にアルミニウムや銀などを積層したもの、を用いればよい。ただし、本実施例は上方出射であるため、第二電極705が光透過性であることが大前提である。したがって、これらの金属を用いる場合は、20nm程度の超薄膜であることが好ましい。
【００９９】
また、第一電極703、有機化合物層704、および第二電極705からなる層は、保護膜706で覆われている。保護膜706は、有機発光素子を酸素および水から保護するために設けられている。本実施例では、光を透過するものであればいかなるものを用いてもよい。
【０１００】
なお、図７では電流制御TFT702に第一電極（陽極）703が電気的に接続されているが、陰極が電流制御TFTに接続された構造をとることもできる。その場合、第一電極を陰極の材料で形成し、第二電極を陽極の材料で形成すればよい。このとき、電流制御TFTはnチャネル型TFTとすることが好ましい。
【０１０１】
さらに、707はカバー材であり、樹脂からなるシール材708により接着されている。カバー材707は酸素および水を透過しない材質で、かつ、光を透過する材質であればいかなるものを用いてもよい。本実施例ではガラスを用いる。密閉空間709は不活性ガス（代表的には窒素ガスや希ガス）、樹脂または不活性液体（例えばパーフルオロアルカンに代表される液状のフッ素化炭素）を充填しておけばよい。さらに、吸湿剤や脱酸素剤を設けることも有効である。
【０１０２】
なお、ゲート信号側駆動回路およびデータ信号側駆動回路に伝送される信号は、入力配線713を介してTAB（Tape Automated Bonding）テープ714から入力される。なお、図示しないが、TABテープ714の代わりに、TABテープにIC（集積回路）を設けたTCP（Tape Carrier Package）を接続してもよい。
【０１０３】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【０１０４】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
［実施例４］
【０１０５】
本実施例では、本発明で開示した有機発光素子を含む発光装置の例として、パッシブマトリクス型発光装置を例示する。図８(a)にはその上面図を示し、図８(b)には図８(a)をP−P'で切断した時の断面図を示す。
【０１０６】
図８(a)において、801は基板であり、ここではプラスチック材を用いる。プラスチック材としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、PES（ポリエチレンサルファイル）、PC（ポリカーボネート）、PET（ポリエチレンテレフタレート）もしくはPEN（ポリエチレンナフタレート）を板状、もしくはフィルム上にしたものが使用できる。
【０１０７】
802は酸化導電膜からなる走査線（陽極）であり、本実施例では酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した酸化物導電膜を用いる。また、803は金属膜からなるデータ線（陰極）であり、本実施例ではビスマス膜を用いる。また、804はアクリル樹脂からなるバンクであり、データ線803を分断するための隔壁として機能する。走査線802とデータ線803は両方とも、ストライプ状に複数形成されており、互いに直交するように設けられている。なお、図８(a)では図示していないが、走査線802とデータ線803の間には有機化合物層が挟まれており、交差部805が画素となる。
【０１０８】
そして、走査線802およびデータ線803はTABテープ807を介して外部の駆動回路に接続される。なお、808は走査線802が集合してなる配線群を表しており、809はデータ線803に接続された接続配線806の集合からなる配線群を表す。また、図示していないが、TABテープ807の代わりに、TABテープにICを設けたTCPを接続してもよい。
【０１０９】
また、図８(b)において、810はシール材、811はシール材810によりプラスチック材801に貼り合わされたカバー材である。シール材810としては光硬化樹脂を用いていればよく、脱ガスが少なく、吸湿性の低い材料が望ましい。カバー材としては基板801と同一の材料が好ましく、ガラス（石英ガラスを含む）もしくはプラスチックを用いることができる。ここではプラスチック材を用いる。
【０１１０】
次に、画素領域の構造の拡大図を図８(c)に示す。813は有機化合物層である。なお、図８(c)に示すように、バンク804は下層の幅が上層の幅よりも狭い形状になっており、データ線803を物理的に分断できる。また、シール材810で囲まれた画素部814は、樹脂からなる封止材815により外気から遮断され、有機化合物層の劣化を防ぐ構造となっている。
【０１１１】
以上のような構成からなる本発明の発光装置は、画素部814が走査線802、データ線803、バンク804および有機化合物層813で形成されるため、非常に簡単なプロセスで作製することができる。
【０１１２】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【０１１３】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【０１１４】
［実施例５］
本実施例では、実施例４で示した発光装置にプリント配線板を設けてモジュール化した例を示す。
【０１１５】
図９(a)に示すモジュールは、基板901（ここでは、画素部902、配線903a、 903bを含む）にTABテープ904が取り付けられ、前記TABテープ904を介してプリント配線板905が取り付けられている。
【０１１６】
ここで、プリント配線板905の機能ブロック図を図９(b)に示す。プリント配線板905の内部には少なくともI/Oポート（入力もしくは出力部）906、 909、データ信号側駆動回路907およびゲート信号側回路908として機能するICが設けられている。
【０１１７】
このように、基板面に画素部が形成された基板にTABテープが取り付けられ、そのTABテープを介して駆動回路としての機能を有するプリント配線版が取り付けられた構成のモジュールを、本明細書では特に駆動回路外付け型モジュールと呼ぶことにする。
【０１１８】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【０１１９】
［実施例６］
本実施例では、実施例２、実施例３、もしくは実施例４に示した発光装置にプリント配線板を設けてモジュール化した例を示す。
【０１２０】
図１０(a)に示すモジュールは、基板1001（ここでは、画素部1002、データ信号側駆動回路1003、ゲート信号側駆動回路1004、配線1003a、 1004aを含む）にTABテープ1005が取り付けられ、そのTABテープ1005を介してプリント配線板1006が取り付けられている。プリント配線板1006の機能ブロック図を図１０(b)に示す。
【０１２１】
図１０(b)に示すように、プリント配線板1006の内部には少なくともI/Oポート1007、 1010、コントロール部1008として機能するICが設けられている。なお、ここではメモリ部1009を設けてあるが、必ずしも必要ではない。またコントロール部1008は、駆動回路の制御、映像データの補正などをコントロールするための機能を有した部位である。
【０１２２】
このように、有機発光素子の形成された基板にコントローラーとしての機能を有するプリント配線板が取り付けられた構成のモジュールを、本明細書では特にコントローラー外付け型モジュールと呼ぶことにする。
【０１２３】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【０１２４】
［実施例７］
本実施例では、有機発光素子を、デジタル時間階調表示により駆動する発光装置の例を示す。本実施例の発光装置は、デジタル時間階調表示により均一な像を得ることができ、非常に有用である。
【０１２５】
有機発光素子を用いた画素の、回路構成を図１１(a)に示す。Trはトランジスタ、Csはストレージキャパシタを表す。この回路においては、ゲート線が選択されると、電流がソース線からTr1に流れ、その信号に対応する電圧がCsに蓄積される。そして、Tr2のゲートおよびソース間の電圧（Vgs）により制御される電流が、Tr2および有機発光素子に流れることになる。
【０１２６】
Tr1が選択されたあとは、Tr1はオフ状態となり、Csの電圧（Vgs）が保持される。したがって、Vgsに依存するだけの電流を流し続けることができる。
【０１２７】
このような回路を、デジタル時間階調表示により駆動するチャートを図２２(b)に示す。すなわち、１フレームを複数のサブフレームに分割するわけだが、図１１(b)では、１フレームを６つのサブフレームに分割する６ビット階調とした。この場合、それぞれのサブフレーム発光期間の割合は、３２：１６：８：４：２：１となる。
【０１２８】
本実施例におけるTFT基板の駆動回路の概要を図１１(c)に示す。ゲートドライバおよびソースドライバは同じ基板上に設けられている。本実施例では、画素回路およびドライバは、デジタル駆動するように設計されているため、TFT特性のばらつきの影響を受けることなく、均一な像を得ることができる。
【０１２９】
［実施例８］
本実施例では、発光装置の画素部の作製方法について図１５、図１６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を形成する場合について説明する。
【０１３０】
まず、透光性の基板１５０１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１５０２、１５０３（以下活性層と呼ぶ）を形成する。次いで、活性層１５０２、１５０３を覆って酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜１５０４を形成する。次いで、ゲート絶縁膜１５０４の上にはゲート電極１５０５、１５０６を形成する。（図１５（A））ゲート電極１５０５、１５０６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１５０５、１５０６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。
【０１３１】
次いで、図１５（Ｂ）に示すようにゲート電極１５０５、１５０６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）１５０７〜１５１０が形成される。また、ゲート電極１５０５、１５０６の直下にはチャネル形成領域１５１２〜１５１４が画定される。なお、ｐ型不純物領域１５０７〜１５１１はＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域となる。
【０１３２】
次いで、保護膜（ここでは窒化シリコン膜）１５１５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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
次いで、図１５（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１５１６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１５１６としては無機絶縁膜を用いても良い。
【０１３５】
次いで、第一層間絶縁膜１５１６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１５１６上に第２の層間絶縁膜１５１７を形成する。第２の層間絶縁膜１５１７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。
【０１３６】
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１５１８〜１５２１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。
【０１３７】
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１５（Ｃ）に示すようにスイッチング用ＴＦＴ１６０１及び電流制御用ＴＦＴ１６０２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ＴＦＴ１６０１のゲート電極を形成するゲート配線１５０１とは異なるゲート配線１５０２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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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１５２２を形成する。
【０１４０】
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１５２２上に開口部を有する絶縁層１５２３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１５２２上に開口部を有する絶縁層１５２３を形成する。いずれにしても絶縁層１５２３は、陽極１５２２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改善することが可能である。
【０１４１】
次いで、陽極１５２２上に有機化合物層を形成する。本実施例における有機化合物層は、図５にも示したように正孔注入性の有機化合物、ホスト材料及び発光性ゲスト材料の有機化合物から形成される。なお、図１７において、図１５、図１６に対応する部分については同一の符号を用いている。
【０１４２】
まず、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（以下、「PEDOT／PSS」と記す）をスピンコーティングにより成膜する。このPEDOT／PSSは、正孔注入層１５２４aとして作用する。
【０１４３】
次いで、トルエン20mlに対し、PVKを200mg、および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（以下、「PBD」と記す）を110mg溶解させる。このPVK／PBD混合溶液に対し、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（以下、「Ir(ppy)3」と記す）を6.55mg分散させる。すなわち、PVKおよびPBDがホスト材料（可溶性）、Ir(ppy)3がゲスト材料（不溶性）となる。なお、この分散溶液内において、各材料のモル比は、PVK：PBD：Ir(ppy)3＝100：30：1である。
【０１４４】
この分散溶液を図１５（Ｅ）に示したように窒素ガスでノズル（図示しない）から噴射させ、有機化合物層（発光層１５２４ｂ）を成膜する。また、ここではマスク１６００を用いて選択的に有機化合物層を形成する。
【０１４５】
次に陰極１５２６を蒸着法により形成する。（図１６（Ｂ））陰極１５２６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１５２６の膜厚は８０〜２００nm程度が好ましい。
【０１４６】
以上により、図７にも示すように陽極１５２２と有機化合物層１５２４、１５２５と、陰極１５２６とからなる発光素子を完成させることができる。
【０１４７】
なお、ここでは発光性ゲスト材料の有機化合物としてIr(ppy)3を使用した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、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。
【０１４８】
また、本実施例では、これらの有機化合物層のうち、発光層を噴射法で作成した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、塗布法あるいは吐出法で発光層を作成した場合も含むことにする。
【０１４９】
また、本実施例では正孔注入層、発光層のみを含むＥＬ素子の作成例を示したが、本発明はこれに限られることなく、他に正孔輸送層、キャリアブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を少なくとも一つを含むＥＬ素子の場合も含むことにする。
【０１５０】
［実施例９］
本実施例では、本発明の発光装置の外観図について図１８を用いて説明する。
【０１５１】
図１８（Ａ）は、発光装置の上面図であり、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された６０１はソース信号線駆動回路、１８０２は画素部、１８０３はゲート信号線駆動回路である。また、１８１０は基板、１８０４はカバー材、１８０５はシール剤であり、基板１８１０、カバー材１８０４及びシール剤１８０５で囲まれたところは、空間１８０７になっている。
【０１５２】
なお、１８０８はソース信号線駆動回路１８０１及びゲート信号線駆動回路１８０３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）１８０９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。
【０１５３】
次に、断面構造について図１８（Ｂ）を用いて説明する。基板１８１０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１８０１と画素部１８０２が示されている。
【０１５４】
ここでは、ソース信号線駆動回路１８０１はｎチャネル型ＴＦＴ１８１３とｐチャネル型ＴＦＴ１８１４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。
【０１５５】
また、画素部１８０２は電流制御用ＴＦＴ１８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極１８１２を含む複数の画素により形成される。
【０１５６】
陽極１８１２には、スリットが形成されている。また、陽極１８１２の両端には絶縁体１８１５が形成され、陽極１８１２上には正孔注入層１８１６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１８１６が形成される。さらに、絶縁体１８１５と有機化合物層１８１６上には陰極１８１８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１８１９が形成される。
【０１５７】
陰極１８１８は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１８０８を経由してＦＰＣ１８０９に電気的に接続されている。
【０１５８】
また、基板１８１０上に形成された発光素子１８１９を封止するためにシール剤１８０５によりカバー材１８０４を貼り合わせる。なお、カバー材１８０４と発光素子１８１９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１８０５の内側の空間１８０７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１８０５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１８０５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１８０７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。
【０１５９】
また、本実施例ではカバー材１８０４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。
【０１６０】
また、シール剤１８０５を用いてカバー材１８０４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。
【０１６１】
以上のようにして発光素子を空間１８０７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。
【０１６２】
［実施例１０］
本発明における発光装置は、図１９（Ａ）に示す画素部とすることができる。なお、図１９（Ａ）における回路構造について図１９（Ｂ）に示す。
【０１６３】
図１９（Ａ）において、１９０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴである。また、１９０２で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ１９０１のゲート電極１９０４（１９０４a、１９０４b）を電気的に接続するゲート配線である。
【０１６４】
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。
【０１６５】
また、スイッチング用ＴＦＴ１９０１のソースはソース配線１９０５に接続され、ドレインはドレイン配線１９０６に接続される。また、ドレイン配線１９０６は電流制御用ＴＦＴ１９０７のゲート電極１９０８に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ１９０７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。
【０１６６】
また、本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ１９０１はｎチャネル型ＴＦＴで形成され、電流制御用ＴＦＴ１９０７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ＴＦＴ１９０１がｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ１９０７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。
【０１６７】
電流制御用ＴＦＴ１９０７のソースは電流供給線１９０９に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線１９１０に電気的に接続される。また、ドレイン配線１９１０は点線で示される電極（陽極）１９１１に電気的に接続される。なお、電極（陽極）１９１１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１９（Ｂ）に示す発光素子１９１５を形成することができる。
【０１６８】
また、１９１２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１９１２は、電流供給線１９０９と電気的に接続された半導体膜１９１３、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１９０８と電気的に接続された容量電極１９１４との間で形成される。また、容量電極１９１４、層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線１９０９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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
［実施例１１］
実施例８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２０に示す。
【０１７２】
なお、本実施例の基板２０００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。
【０１７３】
図２０（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ＴＦＴ２００２と電気的に接続する陰極２０２２が設けられている。また、陰極２０２２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２０２３が設けられている。また、陰極２０２２上に有機層２０２４および正孔注入層２０２５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２０２６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。
【０１７４】
本実施例において、図２０（Ｂ）に示す有機化合物層２０２４、２０２５は、実施の形態に示した方法で形成する。
【０１７５】
まず、実施例８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２０２２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。
【０１７６】
次いで、陰極２０２２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２０２３を形成した後、陰極２０２２上に実施の形態に示した方法で発光層２０２４を形成する。実施例８で示した分散溶液を窒素ガスでノズル（図示しない）から噴射させ、有機化合物層（発光層２０２４）を成膜する。
【０１７７】
次いで、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を真空蒸着することにより、正孔注入層２０２５を２０ｎｍの膜厚で成膜する。
【０１７８】
次いで、陽極２０２６を形成し、この陽極２０２６と有機化合物層２０２４、２０２５と、陰極２０２２とからなる発光素子２０２７を完成させることができる。
構成となっている。
【０１７９】
本実施例により有機化合物層で生じた光を図２０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をすることができる。
【０１８０】
［実施例１２］
上記実施例で述べた本発明の発光装置は、安価であるという利点を有する。したがって、前記発光装置が表示部等として含まれる電気器具は、有機発光素子特有の長所（薄型軽量・高応答速度・低電圧駆動）を有する上に、従来よりも安価に提供できる電気器具となる。また、発光色のバリエーションも豊富である。
【０１８１】
さらに、前記発光装置は、自発光型であることから液晶表示装置のようなバックライトは必要なく、有機化合物層の厚みも１μmに満たないため、薄型軽量化が可能である。したがって、前記発光装置が表示部等として含まれる電気器具は、従来よりも薄型軽量な電気器具となる。このことも、特に携帯機器のような電気器具に関して、便利さ（持ち運びの際の軽さやコンパクトさ）に直結するため、極めて有用である。さらに、電気器具全般においても、薄型である（かさばらない）ことは運送面（大量輸送が可能）、設置面（部屋などのスペース確保）からみても有用であることは疑いない。
【０１８２】
なお、前記発光装置は自発光型であるために、液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広いという特徴を持つ。したがって、前記発光装置を表示部として有する電気器具は、表示の見やすさの点でも大きなメリットがある。
【０１８３】
すなわち、本発明の発光装置を用いた電気器具は、薄型軽量・高視認性といった従来の有機発光素子の長所に加え、低コスト・発光色の豊富さという特長も保有しており、極めて有用である。
【０１８４】
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は、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。
【０１８５】
本実施例では、本発明の発光装置を表示部として含む電気器具を例示する。その具体例を図１２および図１３に示す。なお、本実施例の電気器具に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した素子のいずれを用いてもよい。また、本実施例の電気器具に含まれる発光装置の形態は、本明細書で示したいずれの形態を用いても良い。
【０１８６】
図１２（Ａ）は表示装置であり、筐体２１０１、支持台２１０２、表示部２１０３、スピーカー部２１０４、ビデオ入力端子２１０５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２１０３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１２（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。
【０１８７】
図１２（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、受像部２２０３、操作キー２２０４、外部接続ポート２２０５、シャッター２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２２０２に用いることができる。
【０１８８】
図１２（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２３０１、筐体２３０２、表示部２３０３、キーボード２３０４、外部接続ポート２３０５、ポインティングマウス２３０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０３に用いることができる。
【０１８９】
図１２（Ｄ）はパーソナルコンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０２、スイッチ２４０３、操作キー２４０４、赤外線ポート２４０５等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２４０２に用いることができる。
【０１９０】
図１２（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２５０１、筐体２５０２、表示部Ａ２５０３、表示部Ｂ２５０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２５０５、操作キー２５０６、スピーカー部２５０７等を含む。表示部Ａ２５０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２５０４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、Ｂ２５０３、２５０４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。
【０１９１】
図１２（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２６０１、表示部２６０２、アーム部２６０３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。
【０１９２】
図１２（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２７０１、表示部２７０２、筐体２７０３、外部接続ポート２７０４、リモコン受信部２７０５、受像部２７０６、バッテリー２７０７、音声入力部２７０８、操作キー２７０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２７０２に用いることができる。
【０１９３】
ここで図１２（Ｈ）は携帯電話であり、本体２８０１、筐体２８０２、表示部２８０３、音声入力部２８０４、音声出力部２８０５、操作キー２８０６、外部接続ポート２８０７、アンテナ２８０８等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２８０３に用いることができる。なお、表示部２８０３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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
次に、図１３(a)は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体1301a、表示部1302a、受像部1303a、操作スイッチ1304a、メモリスロット1305aを含む。本発明の発光装置を表示部1302aとして用いた携帯型コンピュータを作製することにより、軽量な上に、発色の豊富な携帯型コンピュータを実現できる。なお、この携帯型コンピュータはフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを再生したりすることができる。
【０１９８】
図１３(b)は音響機器（具体的には車載用オーディオ）であり、本体1301b、表示部1302b、操作スイッチ1303b、1304bを含む。本発明の発光装置を表示部1302bとして用いた音響機器を作製することにより、安価で軽量な音響機器を実現できる。また、本実施例では車載用オーディオを例として示すが、家庭用オーディオに用いても良い。
【０１９９】
なお、図１２〜図１３で示したような電気器具において、さらに光センサを内蔵させ、使用環境の明るさを検知する手段を設けることで、使用環境の明るさに応じて発光輝度を変調させるような機能を持たせることは有効である。使用者は、使用環境の明るさに比べてコントラスト比で100〜150の明るさを確保できれば、問題なく画像もしくは文字情報を認識できる。すなわち、使用環境が明るい場合は画像の輝度を上げて見やすくし、使用環境が暗い場合は画像の輝度を抑えて消費電力を抑えるといったことが可能となる。
【０２００】
また、本発明の発光装置を光源として用いた様々な電気器具も、非常に有用と言える。代表的には、液晶表示装置のバックライトもしくはフロントライトといった光源、または照明機器の光源として本発明の発光装置を含む電気器具は、低消費電力の実現や薄型軽量化が可能である。
【０２０１】
したがって、本実施例に示した図１２〜図１３の電気器具の表示部を、全て液晶ディスプレイにする場合においても、その液晶ディスプレイのバックライトもしくはフロントライトとして本発明の発光装置を用いた電気器具を作製することにより、安価な上に、薄くて軽量な電気器具が達成できる。
【０２０２】
【発明の効果】
本発明を実施することで、発光色のバリエーションが豊富である上に安価に製造できる有機発光素子を提供できる。さらに、このような有機発光素子を用いることにより、従来よりも発光色のバリエーションが豊富で、安価な発光装置、および前記発光装置を用いた電気器具を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分散粒子による成膜を表す図。
【図２】分散粒子による成膜を表す図。
【図３】有機発光素子の作製装置の一例を示す図。
【図４】有機発光素子の構成を示す図。
【図５】発光装置の断面構造を示す図。
【図６】発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図７】発光装置の断面構造を示す図。
【図８】発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図９】発光装置の構成を示す図。
【図１０】発光装置の構成を示す図。
【図１１】発光装置の構成を示す図。
【図１２】電気器具の具体例を示す図。
【図１３】電気器具の具体例を示す図。
【図１４】本発明の概念を示す図。
【図１５】発光装置の作製工程を示す図。
【図１６】発光装置の作製工程を示す図。
【図１７】有機化合物層の構成を示す図。
【図１８】ＥＬモジュールの外観図を示す図。
【図１９】画素上面図を示す図。
【図２０】発光装置を示す図。
【発明の属する分野】
本発明は、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「有機化合物層」と記す）と、を有する有機発光素子、および前記素子を用いた発光装置に関する。本発明では特に、従来に比べて用いる材料の選択幅を広くすることができ、なおかつ従来通り発光を呈する有機発光素子に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として有機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、有機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、または有機発光素子に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。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子は、電界を加えることにより発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が有機化合物層中で再結合して、励起状態の分子（以下、「分子励起子」と記す）を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であると考えられるが、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する場合も含むこととする。
【０００４】
このような有機発光素子において、通常、有機化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、有機発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したがって、有機発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。
【０００５】
また、例えば100〜200nm程度の有機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
【０００６】
さらに、有機発光素子はキャリア注入型の発光素子であるため、直流電圧での駆動が可能であり、ノイズが生じにくい。駆動電圧に関しては、まず有機化合物層の厚みを100nm程度の均一な超薄膜とし、また、有機化合物層に対するキャリア注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらにはヘテロ構造（二層構造）を導入することによって、5.5Vで100cd/m2の十分な輝度が達成された（文献１：C. W. Tang and S. A. VanSlyke, "Organic electroluminescent diodes", Applied Physics Letters, vol. 51, No.12, 913-915 (1987)）。
【０００７】
こういった薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、有機発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
【０００８】
このようなＥＬ表示装置に関しては、駆動方法の異なる２種類の型、すなわちパッシブ型（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）が存在し、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在ではその優れた性能から、ＥＬ表示画素部に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などの能動素子を設けたアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の開発に重点が移っている。
【０００９】
ところで、ＥＬ素子中に用いられる有機化合物材料に関しては、低分子系有機化合物材料（以下、「低分子系材料」と記す）と高分子系有機化合物材料（以下、「高分子系材料」と記す）の２種類が存在する。これらの有機化合物材料は、ＥＬ素子中においては通常非晶質薄膜の形で一つの層を形成している。すなわちＥＬ素子は薄膜一枚だけから成る単層構造、もしくは異種薄膜複数枚から成る多層積層構造をとり、後者の場合は有機薄膜間に界面（以下、「有機界面」と記す）が存在する。ここで薄膜とは、単一材料から成る場合と、複数材料から成る場合があり、特に後者においてはホストとなる材料に単一または複数の材料をドープ（分子分散）したホスト−ゲスト系が重要である。一つの層は数ｎｍから数百ｎｍ程度の膜厚を持つ。
【００１０】
なお、有機界面においては互いに接している有機薄膜間に電子・正孔キャリアの注入障壁が存在する。すなわち電子に対してはＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）のエネルギー差、正孔に対してはＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）のエネルギー差が障壁となる。また異種有機薄膜間で熱的・電気的性質が異なるため、ＥＬ素子駆動時には有機界面での剥離等、薄膜密着性悪化の問題が生じる。以上の理由から、ＥＬ素子中には有機界面がなるべく存在しないような構造にすることが望ましい。
【００１１】
低分子系材料を成膜する際、多くの場合は真空蒸着法にて行う。真空蒸着の有利な点としては、成膜をパターニングする際に、従来のシャドウマスク技術を用いることができる点にある。また、真空中のドライプロセスであるため、材料の純度を保てるという利点もある。
【００１２】
しかしながら、材料の観点から考えられる最も大きな問題点は、揮発性（あるいは昇華性）の材料でなければ成膜できないという制約が存在することである。すなわち、加熱により揮発せずに分解してしまう材料は、どれ程フォトルミネッセンスの発光特性やキャリア輸送特性等が優れていようと、利用できないのである。
【００１３】
さらに、真空蒸着によって作製する低分子系の有機化合物層は、しばしば微量の色素をドープするために共蒸着の手法が用いられるが、複数のドーパントを同時に、しかも一定のレートでホスト材料と共蒸着することは技術的に困難であるという欠点も挙げられる。
【００１４】
一方、高分子系材料にはいくつかの成膜手法が挙げられる。例としては、可溶性高分子系材料の溶液を用いたスピンコーティングなどがある。スピンコーティングは材料の約95%が無駄になるという欠点はあるものの、単一物質を用いた単色発光素子ならば、容易に大面積化が可能であるという利点がある。また、ドーピングに関しては、あらかじめ溶液を調整することによって複数のドーパントを同時にドープすることが容易である。
【００１５】
このような高分子系材料は、現状では溶媒に溶解させることにより湿式成膜を行う。すなわち、材料特性として、溶媒に対する溶解性が要求される。つまり欠点としては、溶媒に不溶な材料は一般に使用することができないことが挙げられる。そして湿式法であることから、高純度の薄膜を得ることは困難である。
【００１６】
また、通常、有機発光素子に対して用いられるπ共役系高分子は、π共役主鎖のフレキシビリティが小さく、溶媒に対する溶解性がほとんどない。したがって、溶解性を向上させるために、アルキル基・アルコキシ基等を側鎖として導入する方法が一般的である。
【００１７】
ところが、このように置換基を導入すると、発光色も変化してしまうという弊害が生じる。例えば、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）（以下、「PPV」と記す）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基を導入したポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）（以下、「ＲＯ−ＰＰＶ」と記す）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。
【００１８】
また、高分子材料に限らず一般的に、置換基（特に電子吸引性・供与性の強いもの）を導入すると、有機発光素子の発光効率が落ちることがある（文献２：時任静士、田中洋充、多賀康訓、「月刊ディスプレイ別冊 有機ELディスプレイ 基礎から最新情報まで」（テクノタイムズ社）、p.98-99）。したがって、置換基を導入することで溶解性を増すという手法は、発光特性に対してはマイナス要因になることが多い。
【００１９】
さらに、置換基を導入することは、合成ステップも増加することを示しており、材料を安価に生産することが困難になってしまう。
【００２０】
以上で述べたように、有機発光素子に対して用いられる有機材料は、揮発性（昇華性）あるいは溶解性という制約に縛られているため、材料の選択幅が広いという有機材料の利点を利用できないのが現状である。また、湿式法による成膜を目的として、溶解性を増すため置換基を導入すると、発光効率が低下し、製造コストも増加するというジレンマも存在する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明では、昇華性（揮発性）や溶解性がない材料も適用でき、なおかつ従来通り発光を呈する有機発光素子を作製することを課題とする。この課題を解決することにより、従来に比べて用いる材料の選択幅を広くすることができるため、発光色のバリエーションが豊富である上に安価に製造できる有機発光素子を提供できる。
【００２２】
さらに、このような有機発光素子を用いることにより、従来よりも発光色のバリエーションが豊富で、安価な発光装置を提供することを課題とする。さらに、前記発光装置を用いて電気器具を作製することを課題とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
溶解性のない有機材料（以下、「不溶性有機材料」と記す）を塗布・成膜する方法として、分散媒を利用する手法が考えられる。すなわち、有機材料を溶解させるのではなく、分子が集合した微粒子（以下、「分散粒子」と記す）として分散媒に分散させ、その分散液を基板に塗布した後、分散媒を加熱処理により蒸発させて膜とする手法である。
【００２４】
ただし、不溶性有機材料のみを分散媒に分散した場合、加熱処理により分散媒を蒸発させると、分散粒子によって形成された膜は不均質なものとなってしまう。その概念図を図１に示す。
【００２５】
図１(a)は、分散媒101中に分散された分散粒子102を、基板100上に塗布した状態を模式的に表した図である。このとき、塗布後に加熱処理を行って分散媒101を蒸発させると、図１(b)に示すような欠陥103が数多く存在する膜となってしまう。すなわち、均質なアモルファス状の膜を成膜することはできず、有機発光素子とした場合、絶縁破壊等の不良が生じてしまい、素子として機能しない。
【００２６】
このことを解決するため、本発明者は以下のような手段を考案した。すなわち、２種類以上の有機材料を含む膜を湿式成膜する際に、前記有機材料として不溶性のものと溶解性のものの両方を適用することにより、均質な膜を得る手法である（以下では、溶解性のものを「可溶性有機材料」と記す）。その概念図を図２に示す。なお、図２では、１種類の不溶性有機材料と１種類の可溶性有機材料を用いた場合を例示する。
【００２７】
図２(a)は、可溶性有機材料203aを溶解した溶媒201中に分散された不溶性有機材料の分散粒子202aを、基板200上に塗布した状態を模式的に表した図である。このとき、塗布後に加熱処理を行って溶媒201を蒸発させると、図２(b)に示すように、可溶性有機材料からなる均質な膜中203bに不溶性有機材料からなる凝集構造（クラスター構造）202bが点在するようになる。この場合、均質な膜203bが膜全体を形成するため、絶縁破壊等の不良を防ぐことができ、有機発光素子として作用する。無論、膜厚の方が凝集構造の径よりも大きくなることが必要条件となる。
【００２８】
以上のように、不溶性有機材料と可溶性有機材料とを併用する本発明を実施すると、均質なアモルファス状の膜中に、凝集構造（クラスター構造）が点在するという素子の特徴が生じる。そこで、本発明では、ホスト材料およびゲスト材料の２種類以上の有機化合物からなる混合層を含む有機化合物層を、陽極および陰極の間に設けた有機発光素子において、前記ホスト材料のうち少なくとも１種類以上は均質なアモルファス状の膜を形成しており、かつ、前記ゲスト材料は前記混合層の厚さ以下の径を有する凝集状態を形成していることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明では実質的に、ホスト材料は有機溶剤に可溶のものを、ゲスト材料はその有機溶剤に不溶のものを用いる方法が運用される。そこで本発明は、ホスト材料のうち少なくとも１種類以上は有機溶剤に可溶であり、かつ、ゲスト材料は前記有機溶剤に不溶であることを特徴とする。さらに、ホスト材料として用いる可溶性有機材料としては、可溶性高分子材料が好ましい。
【００３０】
ところで、発光材料に置換基を導入することで溶解性は増すが、発光特性は低下してしまう場合が多いことは先に述べた。しかしながら、本発明は不溶性の発光材料でもそのまま使用できるので、溶解性を増す必要がない。すなわち、本発明では特に、発光材料の選択幅が広くなることが特徴と言える。したがって、ゲスト材料が発光材料である場合も、本発明に含むこととする。
【００３１】
また、近年、発光効率の観点から、三重項励起状態から基底状態に戻る際に放出されるエネルギー（以下、「三重項励起エネルギー」と記す）を発光に変換できる有機発光素子が、その高い発光効率ゆえに注目されている（文献３：D. F. O'Brien, M. A. Baldo, M. E. Thompson and S. R. Forrest, "Improved energy transfer in electrophosphorescent devices", Applied Physics Letters, vol. 74, No. 3, 442-444 (1999)）（文献４：Tetsuo TSUTSUI, Moon-Jae YANG, Masayuki YAHIRO, Kenji NAKAMURA, Teruichi WATANABE, Taishi TSUJI, Yoshinori FUKUDA, Takeo WAKIMOTO and Satoshi MIYAGUCHI, "High Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting Devices with Iridium-Complex as a Triplet Emissive Center", Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 38, L1502-L1504 (1999)）。
【００３２】
文献６では白金を中心金属とする金属錯体を、文献７ではイリジウムを中心金属とする金属錯体を用いている。これらの三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機発光素子（以下、「三重項発光素子」と記す）は、従来よりも高輝度発光・高発光効率を達成することができる。
【００３３】
しかしながら、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料（以下、「三重項発光材料」と記す）は、現在の所、重金属を用いた有機金属錯体に限られており、その種類は決して多くはない。したがって、揮発性（昇華性）・溶解性までも考慮に入れた場合、更に材料の選択幅は狭くなり、三重項発光素子の性能が限られてしまう。また、発光色のバリエーションにも乏しくなる。
【００３４】
ここで、本発明を三重項発光素子として適用すれば、上記のような問題は解決できると考えられる。したがって、ゲスト材料として三重項発光材料を用いた場合も本発明に含むこととする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
まず、可溶性の有機化合物少なくとも一種（以下、「ホスト材料」と記す）を溶媒に溶かした溶液を作成する。但しこの溶液は、塗布法・吐出法・噴射法などの湿式法を用いることによって前記有機化合物の均一な非晶質薄膜を形成できるものとする。
【００３６】
次に、前記溶液中に、前記溶媒に不溶な有機化合物少なくとも一種（以下、「ゲスト材料」）を分散させた、混合物（以下、「分散溶液」と記す）を作成する。但し、分散させた有機化合物の少なくとも一種は蛍光発光もしくは燐光発光を示すものとする。
【００３７】
前記分散溶液を湿式法で成膜すると、ホスト材料の均一な非晶質薄膜中にゲスト材料分子が幾つか結合してできた微粒子が散在した層（以下、「発光層」と記す）が完成する。この概念図を図１４（a）に示す。すなわち、ホスト材料の均一な非晶質薄膜１４０１中に、ゲスト材料分子で構成された微粒子１４０２が散在している。
【００３８】
発光過程としては次の二通り考えられる。第一に、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。概念図を図１４（ｂ）に示す。つまり、ホスト材料のＨＯＭＯ１４１１−ＬＵＭＯ１４１２間のエネルギー差と、ゲスト材料のＨＯＭＯ１４１３a−ＬＵＭＯ１４１４a間のエネルギー差はなるべく近い値である必要がある。この点で、本発明における発光層の場合には発光効率が上昇する可能性がある。すなわち、本発明ではゲスト材料分子はまず幾つかが集合して微粒子を形成しており、この微粒子においてはゲスト材料分子単独とは異なり、よりエネルギー的に幅を持った準位１４１３ｂ及び１４１４ｂを形成するため、ゲスト材料分子における励起エネルギーも幅を持つ。そのため、ホスト材料・ゲスト材料間の励起エネルギー差を小さくすることができ、より効率的にゲスト材料発光を得ることが出来るのである。
【００３９】
第二に、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。この点でも本発明における発光層の場合には発光効率が上昇する可能性がある。概念図を図１４（ｃ）に示す。すなわち、ゲスト材料の微粒子はホスト材料の均一な非晶質薄膜中においては一種の不純物とみなすこともでき、ホスト材料のHOMO１４２１-LUMO１４２２間に一種の「不純物」準位１４２３を形成すると考えられる。両キャリアはこの準位にトラップされる、すなわち実空間で見ると両キャリアの微粒子内への閉じ込めが起こる。そのため、微粒子内での再結合による発光をより効率的に得ることができるのである。
【００４０】
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。
【００４１】
従って、本発明では、複数種の有機化合物を含む有機化合物層を陽極・陰極間に有する発光素子において、前記層が均一な非晶質膜を形成している少なくとも一種の有機化合物と、該非晶質膜中に前記層の厚さ以下の径を持つ微粒子の状態で散在している少なくとも一種の有機化合物とから成ることを特徴とし、かつ均一な非晶質膜を形成している前記有機化合物の少なくとも一種が溶媒に可溶であり、微粒子状態で散在している前記有機化合物の少なくとも一種が前記溶媒に不溶であることを特徴とする。
【００４２】
また、本発明はゲスト材料の発光が蛍光であるか燐光であるかを問わない。従って本発明には蛍光発光及び燐光発光両方のＥＬ発光を含めることにする。
【００４３】
また、ＥＬ発光を現実的な低電圧で得ようとする場合、ＥＬ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。
【００４４】
以下では、本発明を実施する際の形態について述べる。なお、有機発光素子は、発光を取り出すために少なくとも陽極または陰極の一方が透明であればよいが、本実施の形態では、基板上に透明な陽極を形成し、陽極から光を取り出す素子構造で記述する。実際は、陰極から光を取り出す構造や、基板とは逆側から光を取り出す構造も本発明に適用可能である。
【００４５】
本発明を実施するに当たり、基本的に有機発光素子を作製する製造工程は、湿式法を用いることになる。そこで以下では、いくつかの湿式法を例に、本発明で開示した有機発光素子を製造する方法について述べる。
【００４６】
本発明に適用できる湿式法として最も代表的な手法は、ディップコーティングやスピンコーティングである。すなわち、図２で示したような、可溶性有機材料を溶解した溶媒中に不溶性有機材料を分散したもの（以下、「分散溶液」と記す）を用意し、従来のディップコーティングやスピンコーティングにより成膜した後、加熱により溶媒を除去すればよい。
【００４７】
以上の湿式法は、簡便な手法であるため低コスト化が実現できるため、単色の有機発光素子を作製する際には有効である。
【００４８】
また、ディップコーティングやスピンコーティングのような湿式法では難しい精細なパターニング技術に関しては、近年、インクジェットを用いたパターニング技術が研究開発されており、改善が図られている（文献５：特開平10-012377）（文献６：特開平10-153967）。インクジェット方式は、有機化合物を高精度にパターニングすることが可能であり、また広い範囲に渡ってパターニングすることも可能であるため、高精細、大面積な発光装置を作成する際に有効な手法であると考えられている。文献４、文献５、いずれの場合も、フルカラー表示のアクティブマトリクス型ディスプレイを実現させている。
【００４９】
このようなインクジェット方式を用いても、本発明で開示した有機発光素子を作製することができる。すなわち、分散溶液をインクとして画素をパターニングする方式である。ただしこの場合、不溶性有機材料の分散粒子の径よりも、インクジェットのノズルの径を十分に大きくする必要がある。
【００５０】
また、特に好ましい方法として、簡便で低コストである上に、微細なパターニングも可能である、スプレーを用いた噴霧による成膜法もある。図３（Ａ）に、その方法を簡略化した図を示す。
【００５１】
図３（Ａ）中、チャンバー200内には基板201、マスク203、ノズル202が配置され、ノズル202の噴射口は、基板側に向いている。また、チャンバー200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200とは隔離された位置に容器が配置され、分散溶液204が入れられている。
【００５２】
また、ノズル202にはキャリアガス導入口からのびる管と、分散溶液204が入っている容器からのびる管が連結されている。容器内の分散溶液204は、キャリアガス（ここでは窒素ガス）をノズルの噴出口に向かって流すことにより、ベルヌーイの定理によって生じる圧力差（噴出口手前の圧力と噴出口付近の圧力との差）及び流量差を利用して、容器から液体204を移動させてガスと液体を一緒に霧状にして噴出（スプレーとも呼ぶ）させる。この噴射可能なノズルを噴霧ガン、或いはスプレーガンと呼ぶこともある。なお、分散溶液204は、ノズル202から噴射可能な粘度を備えた液体である。なお、キャリアガスとしては窒素、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、キャリアガスの流量をコントロールする装置を設ける。さらに分散溶液204の流量をコントロールする装置を設けてもよい。また、噴出口と基板との間には有機化合物を含む層205aを選択的に形成するためのマスク203が設けられている。ただし、全面に形成する場合、マスク203は必ずしも必要ではないことはいうまでもない。
【００５３】
また、他の噴出方法として、圧縮ガス源（図示しない）により容器から液体を移動させ、キャリアガスをノズルの噴出口に向かって流してチャンバー内に液体とガスからなるスプレーを形成して吐出する方法を用いてもよい。これらの部品は自明であるからここでは詳細に図示していない。また、液体の流量をコントロールする装置を設けてもよい。
【００５４】
また、他の噴出方法として、図２（Ｂ）に示すように、圧縮ポンプ210等により容器からノズルまでの管の圧力を高め、ノズルの噴出口に向かって流してチャンバー内に液体のみからなるスプレーを形成して吐出する方法を用いてもよい。
【００５５】
また、図２（Ｃ）に示すように、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、容器と噴出口を連結している管においてはノズル202自体を超音波振動手段220で振動させてもよい。また、分散させるために容器内部に攪拌器や超音波発生器を設けてもよい。
【００５６】
そして、上記噴出方法のいずれか一で噴出された液体のうち、マスクの開口部を通過したものは、基板201に付着し、有機化合物の集合を含む層205aが堆積される。なお、液体をノズルや容器内やチャンバー内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（Ａ）では、リング状の帯電手段206、例えばコロナ放電電極を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。
【００５７】
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、基板を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。また、基板を固定してノズルをＸ方向、またはＹ方向に走査して所望のパターンを得ることもできる。
【００５８】
また、基板と接する基板加熱ヒータを設け、成膜時に基板を加熱してもよい。本発明において、基板の表面温度は室温〜２００℃とすればよい。
【００５９】
さらに、この手法の特徴として、有機化合物層205aを形成する際、マスクに付着した有機化合物205bは収集して再度利用することができる。
【００６０】
なお、簡略化のため、図２には基板を固定するための基板ホルダーやマスクを固定するためのホルダーは記載していない。また、ここではノズル２０２の噴出口が一つの例を示したが複数あってもよい。
【００６１】
また、この装置は大量生産に適している。また、ここではマスクにはスリット状の開口部が設けられているが、特にこの形状には限定されない。また、マスクは適宜設計すればよい。
【００６２】
次に、本発明に好適な材料を以下に列挙する。ただし、本発明の有機発光素子に用いる材料は、これらに限定されない。
【００６３】
まず、ゲストとなる不溶性有機材料に関しては、キナクリドン（略称Qd）、銅フタロシアニン（略称CuPc）に代表されるような顔料や、バソキュプロイン（略称BCP）のような縮合多環系の有機化合物が好適である。また、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（略称Ir(ppy)3）に代表されるようなイリジウムのオルトメタル錯体も、ある種の溶媒には溶解しにくい。
【００６４】
また、置換基を有しないπ共役系高分子（主鎖がπ共役系である高分子）も不溶性有機材料として好適である。例えば、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）（略称PPV）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）（略称PNV）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）（略称Phenyl-PPV）、ポリチオフェン（略称PT）、ポリ（３−フェニルチオフェン）（略称PPT）、ポリ（１，４−フェニレン）（略称PPP）、ポリ（２，７−フルオレン）（略称PF）等が考えられる。
【００６５】
さらに、上記の中では、キナクリドン、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム、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）は、ゲストである発光材料として利用することが好ましい。なお、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウムに代表されるイリジウム錯体は、三重項発光材料である。
【００６６】
次に、ホストである可溶性有機材料としては、置換基を導入したπ共役系高分子や、側鎖にπ共役系を有するペンダント型高分子が好適である。例えば、RO-PPVの他、ポリ（N−ビニルカルバゾール）（以下、「PVK」と記す）などが考えられる。無論、高分子系材料だけでなく、種々の溶媒に可溶な低分子系材料も可能である。
【００６７】
なお、本発明の有機発光素子に対し、無機化合物を導入し、特性を向上させても良い。代表的には、陰極バッファ層としてLiFやCaF2を形成し、電子注入性を高めるなどの手法である。
【００６８】
【実施例】
［実施例１］
まず、トルエン20mlに対し、PVKを200mg、および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（以下、「PBD」と記す）を110mg溶解させる。
【００６９】
次に、このPVK／PBD混合溶液に対し、Ir(ppy)3を6.55mg分散させる。すなわち、PVKおよびPBDがホスト材料（可溶性）、Ir(ppy)3がゲスト材料（不溶性）となる。なお、この分散溶液内において、各材料のモル比は、PVK：PBD：Ir(ppy)3＝100：30：1である。
【００７０】
以上のように調整した分散溶液を用い、有機発光素子を作製する。その素子構成を図４に示す。まず、素子作製ITOをスパッタリングによって100nm程度成膜し、陽極402を形成したガラス基板401を用意する。
【００７１】
次に、この陽極402を有するガラス基板401に対し、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（以下、「PEDOT／PSS」と記す）をスピンコーティングにより成膜する。このPEDOT／PSSは、正孔注入層403として作用する。
【００７２】
さらに、加熱処理により水分を蒸発させた後、上記のように調整した分散溶液を、スピンコーティングにより成膜し、有機化合物層を形成する。この場合、PVKおよびPBDからなるホスト404中に、三重項発光材料（ゲスト材料）であるIr(ppy)3が凝集構造（クラスター）405を形成する状態となる。最後に、陰極406としてAl:Li合金を真空蒸着法にて成膜し、有機発光素子とする。
【００７３】
［実施例２］
本実施例では、本発明で開示した有機発光素子を含む発光装置について説明する。図５は、本発明の有機発光素子を用いたアクティブマトリクス型発光装置の断面図である。
【００７４】
なお、能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「TFT」と記す）を用いているが、MOSトランジスタを用いてもよい。また、TFTとしてトップゲート型TFT（具体的にはプレーナ型TFT）を例示するが、ボトムゲート型TFT（典型的には逆スタガ型TFT）を用いることもできる。
【００７５】
図５(a)において、501は基板であり、ここでは基板側から光を取り出すため、可視光を透過する基板を用いる。具体的には、ガラス基板、石英基板、結晶化ガラス基板もしくはプラスチック基板（プラスチックフィルムを含む）を用いればよい。なお、基板501とは、表面に設けた絶縁膜も含めるものとする。
【００７６】
基板501の上には画素部511および駆動回路512が設けられている。まず、画素部511について説明する。
【００７７】
画素部511は画像表示を行う領域である。基板上には複数の画素が存在し、各画素には有機発光素子に流れる電流を制御するためのTFT（以下、「電流制御TFT」と記す）502、画素電極（陽極）503、有機化合物層504および陰極505が設けられている。なお、図５(a)では電流制御TFTしか図示していないが、電流制御TFTのゲートに加わる電圧を制御するためのTFT（以下、「スイッチングTFT」と記す）を設けている。
【００７８】
電流制御TFT502は、ここではpチャネル型TFTを用いることが好ましい。nチャネル型TFTとすることも可能であるが、図５のように有機発光素子の陽極に電流制御TFTを接続する場合は、pチャネル型TFTの方が消費電力を押さえることができる。ただし、スイッチングTFTはnチャネル型TFTでもpチャネル型TFTでもよい。
【００７９】
また、電流制御TFT502のドレインには画素電極503が電気的に接続されている。本実施例では、画素電極503の材料として仕事関数が4.5〜5.5eVの導電性材料を用いるため、画素電極503は有機発光素子の陽極として機能する。画素電極503として代表的には、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛もしくはこれらの化合物（ITOなど）のような、光透過性の材料を用いればよい。画素電極503の上には有機化合物層504が設けられている。
【００８０】
さらに、有機化合物層504の上には陰極505が設けられている。陰極505の材料としては、仕事関数が2.5〜3.5eVの導電性材料を用いることが望ましい。陰極505として代表的には、アルカリ金属元素もしくはアルカリ度類金属元素を含む導電膜、アルミニウムを含む導電膜、あるいはその導電膜にアルミニウムや銀などを積層したもの、を用いればよい。
【００８１】
また、画素電極503、有機化合物層504、および陰極505からなる層は、保護膜506で覆われている。保護膜506は、有機発光素子を酸素および水から保護するために設けられている。保護膜506の材料としては、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、もしくは炭素（具体的にはダイヤモンドライクカーボン）を用いる。
【００８２】
次に、駆動回路512について説明する。駆動回路512は画素部511に伝送される信号（ゲート信号およびデータ信号）のタイミングを制御する領域であり、シフトレジスタ、バッファ、ラッチ、アナログスイッチ（トランスファゲート）もしくはレベルシフタが設けられている。図５(a)では、これらの回路の基本単位としてnチャネル型TFT507およびpチャネル型TFT508からなるCMOS回路を示している。
【００８３】
なお、シフトレジスタ、バッファ、ラッチ、アナログスイッチ（トランスファゲート）もしくはレベルシフタの回路構成は、公知のものでよい。また図５では、同一の基板上に画素部511および駆動回路512を設けているが、駆動回路512を設けずにICやLSIを電気的に接続することもできる。
【００８４】
また、図５では電流制御TFT502に画素電極（陽極）503が電気的に接続されているが、陰極が電流制御TFTに接続された構造をとることもできる。その場合、画素電極を陰極505と同様の材料で形成し、陰極を画素電極（陽極）503と同様の材料で形成すればよい。その場合、電流制御TFTはnチャネル型TFTとすることが好ましい。
【００８５】
ところで、図５(a)に示した発光装置は、画素電極503を形成した後に配線509を形成する工程で作製されたものを示してあるが、この場合、画素電極503が表面荒れを起こす可能性がある。有機発光素子は電流駆動型の素子であるため、画素電極503の表面荒れにより、特性が悪くなることも考えられる。
【００８６】
そこで、図５(b)に示すように、配線509を形成した後に画素電極503を形成する発光装置も考えられる。この場合、図５(a)の構造に比べて、画素電極503からの電流の注入性が向上すると考えられる。
【００８７】
また、図５においては、正テーパー型の土手状構造510によって、画素部511に設置されている各画素を分離している。この土手状構造を、例えば逆テーパー型のような構造にすることにより、土手状構造が画素電極に接しない構造をとることもできる。
【００８８】
次に、図５(b)に示したアクティブマトリクス型発光装置の外観を図６に示す。なお、図６(a)には上面図を示し、図６(b)には図６(a)をP−P'で切断した時の断面図を示す。また、図５の符号を引用する。
【００８９】
図６(a)において、601は画素部、602はゲート信号側駆動回路、603はデータ信号側駆動回路である。また、ゲート信号側駆動回路602およびデータ信号側駆動回路603に伝送される信号は、入力配線604を介してTAB（Tape Automated Bonding）テープ605から入力される。なお、図示しないが、TABテープ605の代わりに、TABテープにIC（集積回路）を設けたTCP（Tape Carrier Package）を接続してもよい。
【００９０】
このとき、606は図５(b)に示した発光装置の上方に設けられるカバー材であり、樹脂からなるシール材607により接着されている。カバー材606は酸素および水を透過しない材質であれば、いかなるものを用いてもよい。本実施例では、カバー材606は図６(b)に示すように、プラスチック材606aと、前記プラスチック材606aの表面および裏面に設けられた炭素膜（具体的にはダイヤモンドライクカーボン膜）606b、606cからなる。
【００９１】
さらに、図６(b)に示すように、シール材607は樹脂からなる封止材608で覆われ、有機発光素子を完全に密閉空間609に封入するようになっている。密閉空間609は不活性ガス（代表的には窒素ガスや希ガス）、樹脂または不活性液体（例えばパーフルオロアルカンに代表される液状のフッ素化炭素）を充填しておけばよい。さらに、吸湿剤や脱酸素剤を設けることも有効である。
【００９２】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【００９３】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【００９４】
［実施例３］
本実施例では、本発明で開示した有機発光素子を含む発光装置の例として、アクティブマトリクス型発光装置を例示するが、実施例２とは異なり、能動素子が形成されている基板とは反対側から光を取り出す構造（以下、「上方出射」と記す）の発光装置を示す。図７にその断面図を示す。
【００９５】
なお、能動素子としてここでは薄膜トランジスタ（以下、「TFT」と記す）を用いているが、MOSトランジスタを用いてもよい。また、TFTとしてトップゲート型TFT（具体的にはプレーナ型TFT）を例示するが、ボトムゲート型TFT（典型的には逆スタガ型TFT）を用いることもできる。
【００９６】
本実施例において、基板701、画素部に形成された電流制御TFT702、および駆動回路712に関しては、実施例２と同様の構成でよい。
【００９７】
電流制御TFT702のドレインに接続されている第一電極703であるが、本実施例では陽極として用いるため、仕事関数がより大きい導電性材料を用いることが好ましい。その代表例として、ニッケル、パラジウム、タングステン、金、銀などの金属が挙げられる。本実施例では、第一電極703は光を透過しないことが好ましいが、それに加えて、光の反射性の高い材料を用いることがさらに好ましい。
【００９８】
第一電極703の上には有機化合物層704が設けられている。さらに、有機化合物層704の上には第二電極705が設けられており、本実施例では陰極とする。その場合、第二電極705の材料としては、仕事関数が2.5〜3.5eVの導電性材料を用いることが望ましい。代表的には、アルカリ金属元素もしくはアルカリ度類金属元素を含む導電膜、アルミニウムを含む導電膜、あるいはその導電膜にアルミニウムや銀などを積層したもの、を用いればよい。ただし、本実施例は上方出射であるため、第二電極705が光透過性であることが大前提である。したがって、これらの金属を用いる場合は、20nm程度の超薄膜であることが好ましい。
【００９９】
また、第一電極703、有機化合物層704、および第二電極705からなる層は、保護膜706で覆われている。保護膜706は、有機発光素子を酸素および水から保護するために設けられている。本実施例では、光を透過するものであればいかなるものを用いてもよい。
【０１００】
なお、図７では電流制御TFT702に第一電極（陽極）703が電気的に接続されているが、陰極が電流制御TFTに接続された構造をとることもできる。その場合、第一電極を陰極の材料で形成し、第二電極を陽極の材料で形成すればよい。このとき、電流制御TFTはnチャネル型TFTとすることが好ましい。
【０１０１】
さらに、707はカバー材であり、樹脂からなるシール材708により接着されている。カバー材707は酸素および水を透過しない材質で、かつ、光を透過する材質であればいかなるものを用いてもよい。本実施例ではガラスを用いる。密閉空間709は不活性ガス（代表的には窒素ガスや希ガス）、樹脂または不活性液体（例えばパーフルオロアルカンに代表される液状のフッ素化炭素）を充填しておけばよい。さらに、吸湿剤や脱酸素剤を設けることも有効である。
【０１０２】
なお、ゲート信号側駆動回路およびデータ信号側駆動回路に伝送される信号は、入力配線713を介してTAB（Tape Automated Bonding）テープ714から入力される。なお、図示しないが、TABテープ714の代わりに、TABテープにIC（集積回路）を設けたTCP（Tape Carrier Package）を接続してもよい。
【０１０３】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【０１０４】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
［実施例４］
【０１０５】
本実施例では、本発明で開示した有機発光素子を含む発光装置の例として、パッシブマトリクス型発光装置を例示する。図８(a)にはその上面図を示し、図８(b)には図８(a)をP−P'で切断した時の断面図を示す。
【０１０６】
図８(a)において、801は基板であり、ここではプラスチック材を用いる。プラスチック材としては、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、PES（ポリエチレンサルファイル）、PC（ポリカーボネート）、PET（ポリエチレンテレフタレート）もしくはPEN（ポリエチレンナフタレート）を板状、もしくはフィルム上にしたものが使用できる。
【０１０７】
802は酸化導電膜からなる走査線（陽極）であり、本実施例では酸化亜鉛に酸化ガリウムを添加した酸化物導電膜を用いる。また、803は金属膜からなるデータ線（陰極）であり、本実施例ではビスマス膜を用いる。また、804はアクリル樹脂からなるバンクであり、データ線803を分断するための隔壁として機能する。走査線802とデータ線803は両方とも、ストライプ状に複数形成されており、互いに直交するように設けられている。なお、図８(a)では図示していないが、走査線802とデータ線803の間には有機化合物層が挟まれており、交差部805が画素となる。
【０１０８】
そして、走査線802およびデータ線803はTABテープ807を介して外部の駆動回路に接続される。なお、808は走査線802が集合してなる配線群を表しており、809はデータ線803に接続された接続配線806の集合からなる配線群を表す。また、図示していないが、TABテープ807の代わりに、TABテープにICを設けたTCPを接続してもよい。
【０１０９】
また、図８(b)において、810はシール材、811はシール材810によりプラスチック材801に貼り合わされたカバー材である。シール材810としては光硬化樹脂を用いていればよく、脱ガスが少なく、吸湿性の低い材料が望ましい。カバー材としては基板801と同一の材料が好ましく、ガラス（石英ガラスを含む）もしくはプラスチックを用いることができる。ここではプラスチック材を用いる。
【０１１０】
次に、画素領域の構造の拡大図を図８(c)に示す。813は有機化合物層である。なお、図８(c)に示すように、バンク804は下層の幅が上層の幅よりも狭い形状になっており、データ線803を物理的に分断できる。また、シール材810で囲まれた画素部814は、樹脂からなる封止材815により外気から遮断され、有機化合物層の劣化を防ぐ構造となっている。
【０１１１】
以上のような構成からなる本発明の発光装置は、画素部814が走査線802、データ線803、バンク804および有機化合物層813で形成されるため、非常に簡単なプロセスで作製することができる。
【０１１２】
また、本実施例に示した発光装置の表示面（画像を観測する面）に偏光板をもうけてもよい。この偏光板は、外部から入射した光の反射を押さえ、観測者が表示面に映り込むことを防ぐ効果がある。一般的には、円偏光板が用いられている。ただし、有機化合物層から発した光が偏光板により反射されて内部に戻ることを防ぐため、屈折率を調節して内部反射の少ない構造とすることが好ましい。
【０１１３】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【０１１４】
［実施例５］
本実施例では、実施例４で示した発光装置にプリント配線板を設けてモジュール化した例を示す。
【０１１５】
図９(a)に示すモジュールは、基板901（ここでは、画素部902、配線903a、 903bを含む）にTABテープ904が取り付けられ、前記TABテープ904を介してプリント配線板905が取り付けられている。
【０１１６】
ここで、プリント配線板905の機能ブロック図を図９(b)に示す。プリント配線板905の内部には少なくともI/Oポート（入力もしくは出力部）906、 909、データ信号側駆動回路907およびゲート信号側回路908として機能するICが設けられている。
【０１１７】
このように、基板面に画素部が形成された基板にTABテープが取り付けられ、そのTABテープを介して駆動回路としての機能を有するプリント配線版が取り付けられた構成のモジュールを、本明細書では特に駆動回路外付け型モジュールと呼ぶことにする。
【０１１８】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【０１１９】
［実施例６］
本実施例では、実施例２、実施例３、もしくは実施例４に示した発光装置にプリント配線板を設けてモジュール化した例を示す。
【０１２０】
図１０(a)に示すモジュールは、基板1001（ここでは、画素部1002、データ信号側駆動回路1003、ゲート信号側駆動回路1004、配線1003a、 1004aを含む）にTABテープ1005が取り付けられ、そのTABテープ1005を介してプリント配線板1006が取り付けられている。プリント配線板1006の機能ブロック図を図１０(b)に示す。
【０１２１】
図１０(b)に示すように、プリント配線板1006の内部には少なくともI/Oポート1007、 1010、コントロール部1008として機能するICが設けられている。なお、ここではメモリ部1009を設けてあるが、必ずしも必要ではない。またコントロール部1008は、駆動回路の制御、映像データの補正などをコントロールするための機能を有した部位である。
【０１２２】
このように、有機発光素子の形成された基板にコントローラーとしての機能を有するプリント配線板が取り付けられた構成のモジュールを、本明細書では特にコントローラー外付け型モジュールと呼ぶことにする。
【０１２３】
なお、本実施例の発光装置に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した有機発光素子のいずれを用いてもよい。
【０１２４】
［実施例７］
本実施例では、有機発光素子を、デジタル時間階調表示により駆動する発光装置の例を示す。本実施例の発光装置は、デジタル時間階調表示により均一な像を得ることができ、非常に有用である。
【０１２５】
有機発光素子を用いた画素の、回路構成を図１１(a)に示す。Trはトランジスタ、Csはストレージキャパシタを表す。この回路においては、ゲート線が選択されると、電流がソース線からTr1に流れ、その信号に対応する電圧がCsに蓄積される。そして、Tr2のゲートおよびソース間の電圧（Vgs）により制御される電流が、Tr2および有機発光素子に流れることになる。
【０１２６】
Tr1が選択されたあとは、Tr1はオフ状態となり、Csの電圧（Vgs）が保持される。したがって、Vgsに依存するだけの電流を流し続けることができる。
【０１２７】
このような回路を、デジタル時間階調表示により駆動するチャートを図２２(b)に示す。すなわち、１フレームを複数のサブフレームに分割するわけだが、図１１(b)では、１フレームを６つのサブフレームに分割する６ビット階調とした。この場合、それぞれのサブフレーム発光期間の割合は、３２：１６：８：４：２：１となる。
【０１２８】
本実施例におけるTFT基板の駆動回路の概要を図１１(c)に示す。ゲートドライバおよびソースドライバは同じ基板上に設けられている。本実施例では、画素回路およびドライバは、デジタル駆動するように設計されているため、TFT特性のばらつきの影響を受けることなく、均一な像を得ることができる。
【０１２９】
［実施例８］
本実施例では、発光装置の画素部の作製方法について図１５、図１６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を形成する場合について説明する。
【０１３０】
まず、透光性の基板１５０１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１５０２、１５０３（以下活性層と呼ぶ）を形成する。次いで、活性層１５０２、１５０３を覆って酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜１５０４を形成する。次いで、ゲート絶縁膜１５０４の上にはゲート電極１５０５、１５０６を形成する。（図１５（A））ゲート電極１５０５、１５０６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１５０５、１５０６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。
【０１３１】
次いで、図１５（Ｂ）に示すようにゲート電極１５０５、１５０６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）１５０７〜１５１０が形成される。また、ゲート電極１５０５、１５０６の直下にはチャネル形成領域１５１２〜１５１４が画定される。なお、ｐ型不純物領域１５０７〜１５１１はＴＦＴのソース領域もしくはドレイン領域となる。
【０１３２】
次いで、保護膜（ここでは窒化シリコン膜）１５１５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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
次いで、図１５（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１５１６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１５１６としては無機絶縁膜を用いても良い。
【０１３５】
次いで、第一層間絶縁膜１５１６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１５１６上に第２の層間絶縁膜１５１７を形成する。第２の層間絶縁膜１５１７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。
【０１３６】
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１５１８〜１５２１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。
【０１３７】
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１５（Ｃ）に示すようにスイッチング用ＴＦＴ１６０１及び電流制御用ＴＦＴ１６０２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ＴＦＴ１６０１のゲート電極を形成するゲート配線１５０１とは異なるゲート配線１５０２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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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１５２２を形成する。
【０１４０】
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１５２２上に開口部を有する絶縁層１５２３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１５２２上に開口部を有する絶縁層１５２３を形成する。いずれにしても絶縁層１５２３は、陽極１５２２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改善することが可能である。
【０１４１】
次いで、陽極１５２２上に有機化合物層を形成する。本実施例における有機化合物層は、図５にも示したように正孔注入性の有機化合物、ホスト材料及び発光性ゲスト材料の有機化合物から形成される。なお、図１７において、図１５、図１６に対応する部分については同一の符号を用いている。
【０１４２】
まず、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（以下、「PEDOT／PSS」と記す）をスピンコーティングにより成膜する。このPEDOT／PSSは、正孔注入層１５２４aとして作用する。
【０１４３】
次いで、トルエン20mlに対し、PVKを200mg、および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（以下、「PBD」と記す）を110mg溶解させる。このPVK／PBD混合溶液に対し、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（以下、「Ir(ppy)3」と記す）を6.55mg分散させる。すなわち、PVKおよびPBDがホスト材料（可溶性）、Ir(ppy)3がゲスト材料（不溶性）となる。なお、この分散溶液内において、各材料のモル比は、PVK：PBD：Ir(ppy)3＝100：30：1である。
【０１４４】
この分散溶液を図１５（Ｅ）に示したように窒素ガスでノズル（図示しない）から噴射させ、有機化合物層（発光層１５２４ｂ）を成膜する。また、ここではマスク１６００を用いて選択的に有機化合物層を形成する。
【０１４５】
次に陰極１５２６を蒸着法により形成する。（図１６（Ｂ））陰極１５２６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１５２６の膜厚は８０〜２００nm程度が好ましい。
【０１４６】
以上により、図７にも示すように陽極１５２２と有機化合物層１５２４、１５２５と、陰極１５２６とからなる発光素子を完成させることができる。
【０１４７】
なお、ここでは発光性ゲスト材料の有機化合物としてIr(ppy)3を使用した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、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。
【０１４８】
また、本実施例では、これらの有機化合物層のうち、発光層を噴射法で作成した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、塗布法あるいは吐出法で発光層を作成した場合も含むことにする。
【０１４９】
また、本実施例では正孔注入層、発光層のみを含むＥＬ素子の作成例を示したが、本発明はこれに限られることなく、他に正孔輸送層、キャリアブロッキング層、電子輸送層、電子注入層等を少なくとも一つを含むＥＬ素子の場合も含むことにする。
【０１５０】
［実施例９］
本実施例では、本発明の発光装置の外観図について図１８を用いて説明する。
【０１５１】
図１８（Ａ）は、発光装置の上面図であり、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された６０１はソース信号線駆動回路、１８０２は画素部、１８０３はゲート信号線駆動回路である。また、１８１０は基板、１８０４はカバー材、１８０５はシール剤であり、基板１８１０、カバー材１８０４及びシール剤１８０５で囲まれたところは、空間１８０７になっている。
【０１５２】
なお、１８０８はソース信号線駆動回路１８０１及びゲート信号線駆動回路１８０３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）１８０９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。
【０１５３】
次に、断面構造について図１８（Ｂ）を用いて説明する。基板１８１０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１８０１と画素部１８０２が示されている。
【０１５４】
ここでは、ソース信号線駆動回路１８０１はｎチャネル型ＴＦＴ１８１３とｐチャネル型ＴＦＴ１８１４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。
【０１５５】
また、画素部１８０２は電流制御用ＴＦＴ１８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極１８１２を含む複数の画素により形成される。
【０１５６】
陽極１８１２には、スリットが形成されている。また、陽極１８１２の両端には絶縁体１８１５が形成され、陽極１８１２上には正孔注入層１８１６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１８１６が形成される。さらに、絶縁体１８１５と有機化合物層１８１６上には陰極１８１８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１８１９が形成される。
【０１５７】
陰極１８１８は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１８０８を経由してＦＰＣ１８０９に電気的に接続されている。
【０１５８】
また、基板１８１０上に形成された発光素子１８１９を封止するためにシール剤１８０５によりカバー材１８０４を貼り合わせる。なお、カバー材１８０４と発光素子１８１９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１８０５の内側の空間１８０７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１８０５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１８０５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１８０７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。
【０１５９】
また、本実施例ではカバー材１８０４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。
【０１６０】
また、シール剤１８０５を用いてカバー材１８０４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。
【０１６１】
以上のようにして発光素子を空間１８０７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。
【０１６２】
［実施例１０］
本発明における発光装置は、図１９（Ａ）に示す画素部とすることができる。なお、図１９（Ａ）における回路構造について図１９（Ｂ）に示す。
【０１６３】
図１９（Ａ）において、１９０１はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦＴである。また、１９０２で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ１９０１のゲート電極１９０４（１９０４a、１９０４b）を電気的に接続するゲート配線である。
【０１６４】
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。
【０１６５】
また、スイッチング用ＴＦＴ１９０１のソースはソース配線１９０５に接続され、ドレインはドレイン配線１９０６に接続される。また、ドレイン配線１９０６は電流制御用ＴＦＴ１９０７のゲート電極１９０８に電気的に接続される。なお、電流制御用ＴＦＴ１９０７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。
【０１６６】
また、本実施例では、スイッチング用ＴＦＴ１９０１はｎチャネル型ＴＦＴで形成され、電流制御用ＴＦＴ１９０７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ＴＦＴ１９０１がｐチャネル型ＴＦＴ、電流制御用ＴＦＴ１９０７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。
【０１６７】
電流制御用ＴＦＴ１９０７のソースは電流供給線１９０９に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線１９１０に電気的に接続される。また、ドレイン配線１９１０は点線で示される電極（陽極）１９１１に電気的に接続される。なお、電極（陽極）１９１１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１９（Ｂ）に示す発光素子１９１５を形成することができる。
【０１６８】
また、１９１２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１９１２は、電流供給線１９０９と電気的に接続された半導体膜１９１３、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１９０８と電気的に接続された容量電極１９１４との間で形成される。また、容量電極１９１４、層間絶縁膜と同一の層（図示せず）及び電流供給線１９０９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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
［実施例１１］
実施例８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２０に示す。
【０１７２】
なお、本実施例の基板２０００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。
【０１７３】
図２０（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ＴＦＴ２００２と電気的に接続する陰極２０２２が設けられている。また、陰極２０２２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２０２３が設けられている。また、陰極２０２２上に有機層２０２４および正孔注入層２０２５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２０２６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。
【０１７４】
本実施例において、図２０（Ｂ）に示す有機化合物層２０２４、２０２５は、実施の形態に示した方法で形成する。
【０１７５】
まず、実施例８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２０２２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。
【０１７６】
次いで、陰極２０２２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２０２３を形成した後、陰極２０２２上に実施の形態に示した方法で発光層２０２４を形成する。実施例８で示した分散溶液を窒素ガスでノズル（図示しない）から噴射させ、有機化合物層（発光層２０２４）を成膜する。
【０１７７】
次いで、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を真空蒸着することにより、正孔注入層２０２５を２０ｎｍの膜厚で成膜する。
【０１７８】
次いで、陽極２０２６を形成し、この陽極２０２６と有機化合物層２０２４、２０２５と、陰極２０２２とからなる発光素子２０２７を完成させることができる。
構成となっている。
【０１７９】
本実施例により有機化合物層で生じた光を図２０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をすることができる。
【０１８０】
［実施例１２］
上記実施例で述べた本発明の発光装置は、安価であるという利点を有する。したがって、前記発光装置が表示部等として含まれる電気器具は、有機発光素子特有の長所（薄型軽量・高応答速度・低電圧駆動）を有する上に、従来よりも安価に提供できる電気器具となる。また、発光色のバリエーションも豊富である。
【０１８１】
さらに、前記発光装置は、自発光型であることから液晶表示装置のようなバックライトは必要なく、有機化合物層の厚みも１μmに満たないため、薄型軽量化が可能である。したがって、前記発光装置が表示部等として含まれる電気器具は、従来よりも薄型軽量な電気器具となる。このことも、特に携帯機器のような電気器具に関して、便利さ（持ち運びの際の軽さやコンパクトさ）に直結するため、極めて有用である。さらに、電気器具全般においても、薄型である（かさばらない）ことは運送面（大量輸送が可能）、設置面（部屋などのスペース確保）からみても有用であることは疑いない。
【０１８２】
なお、前記発光装置は自発光型であるために、液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広いという特徴を持つ。したがって、前記発光装置を表示部として有する電気器具は、表示の見やすさの点でも大きなメリットがある。
【０１８３】
すなわち、本発明の発光装置を用いた電気器具は、薄型軽量・高視認性といった従来の有機発光素子の長所に加え、低コスト・発光色の豊富さという特長も保有しており、極めて有用である。
【０１８４】
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は、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。
【０１８５】
本実施例では、本発明の発光装置を表示部として含む電気器具を例示する。その具体例を図１２および図１３に示す。なお、本実施例の電気器具に含まれる有機発光素子には、本発明で開示した素子のいずれを用いてもよい。また、本実施例の電気器具に含まれる発光装置の形態は、本明細書で示したいずれの形態を用いても良い。
【０１８６】
図１２（Ａ）は表示装置であり、筐体２１０１、支持台２１０２、表示部２１０３、スピーカー部２１０４、ビデオ入力端子２１０５等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２１０３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１２（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。
【０１８７】
図１２（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２２０１、表示部２２０２、受像部２２０３、操作キー２２０４、外部接続ポート２２０５、シャッター２２０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２２０２に用いることができる。
【０１８８】
図１２（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２３０１、筐体２３０２、表示部２３０３、キーボード２３０４、外部接続ポート２３０５、ポインティングマウス２３０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０３に用いることができる。
【０１８９】
図１２（Ｄ）はパーソナルコンピュータであり、本体２４０１、表示部２４０２、スイッチ２４０３、操作キー２４０４、赤外線ポート２４０５等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２４０２に用いることができる。
【０１９０】
図１２（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２５０１、筐体２５０２、表示部Ａ２５０３、表示部Ｂ２５０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２５０５、操作キー２５０６、スピーカー部２５０７等を含む。表示部Ａ２５０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２５０４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、Ｂ２５０３、２５０４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。
【０１９１】
図１２（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２６０１、表示部２６０２、アーム部２６０３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。
【０１９２】
図１２（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２７０１、表示部２７０２、筐体２７０３、外部接続ポート２７０４、リモコン受信部２７０５、受像部２７０６、バッテリー２７０７、音声入力部２７０８、操作キー２７０９等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２７０２に用いることができる。
【０１９３】
ここで図１２（Ｈ）は携帯電話であり、本体２８０１、筐体２８０２、表示部２８０３、音声入力部２８０４、音声出力部２８０５、操作キー２８０６、外部接続ポート２８０７、アンテナ２８０８等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部２８０３に用いることができる。なお、表示部２８０３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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
次に、図１３(a)は携帯型（モバイル）コンピュータであり、本体1301a、表示部1302a、受像部1303a、操作スイッチ1304a、メモリスロット1305aを含む。本発明の発光装置を表示部1302aとして用いた携帯型コンピュータを作製することにより、軽量な上に、発色の豊富な携帯型コンピュータを実現できる。なお、この携帯型コンピュータはフラッシュメモリや不揮発性メモリを集積化した記録媒体に情報を記録したり、それを再生したりすることができる。
【０１９８】
図１３(b)は音響機器（具体的には車載用オーディオ）であり、本体1301b、表示部1302b、操作スイッチ1303b、1304bを含む。本発明の発光装置を表示部1302bとして用いた音響機器を作製することにより、安価で軽量な音響機器を実現できる。また、本実施例では車載用オーディオを例として示すが、家庭用オーディオに用いても良い。
【０１９９】
なお、図１２〜図１３で示したような電気器具において、さらに光センサを内蔵させ、使用環境の明るさを検知する手段を設けることで、使用環境の明るさに応じて発光輝度を変調させるような機能を持たせることは有効である。使用者は、使用環境の明るさに比べてコントラスト比で100〜150の明るさを確保できれば、問題なく画像もしくは文字情報を認識できる。すなわち、使用環境が明るい場合は画像の輝度を上げて見やすくし、使用環境が暗い場合は画像の輝度を抑えて消費電力を抑えるといったことが可能となる。
【０２００】
また、本発明の発光装置を光源として用いた様々な電気器具も、非常に有用と言える。代表的には、液晶表示装置のバックライトもしくはフロントライトといった光源、または照明機器の光源として本発明の発光装置を含む電気器具は、低消費電力の実現や薄型軽量化が可能である。
【０２０１】
したがって、本実施例に示した図１２〜図１３の電気器具の表示部を、全て液晶ディスプレイにする場合においても、その液晶ディスプレイのバックライトもしくはフロントライトとして本発明の発光装置を用いた電気器具を作製することにより、安価な上に、薄くて軽量な電気器具が達成できる。
【０２０２】
【発明の効果】
本発明を実施することで、発光色のバリエーションが豊富である上に安価に製造できる有機発光素子を提供できる。さらに、このような有機発光素子を用いることにより、従来よりも発光色のバリエーションが豊富で、安価な発光装置、および前記発光装置を用いた電気器具を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分散粒子による成膜を表す図。
【図２】分散粒子による成膜を表す図。
【図３】有機発光素子の作製装置の一例を示す図。
【図４】有機発光素子の構成を示す図。
【図５】発光装置の断面構造を示す図。
【図６】発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図７】発光装置の断面構造を示す図。
【図８】発光装置の上面構造および断面構造を示す図。
【図９】発光装置の構成を示す図。
【図１０】発光装置の構成を示す図。
【図１１】発光装置の構成を示す図。
【図１２】電気器具の具体例を示す図。
【図１３】電気器具の具体例を示す図。
【図１４】本発明の概念を示す図。
【図１５】発光装置の作製工程を示す図。
【図１６】発光装置の作製工程を示す図。
【図１７】有機化合物層の構成を示す図。
【図１８】ＥＬモジュールの外観図を示す図。
【図１９】画素上面図を示す図。
【図２０】発光装置を示す図。
Claims (6)
- 電極間に有機化合物層を有し、
前記有機化合物層は、ホスト材料としての第１の有機化合物から成る非晶質膜に微粒子が散在されてなり、
前記微粒子は、ゲスト材料としての第２の有機化合物が凝集してなるクラスターであり、
前記第１の有機化合物は、溶媒に可溶であり、
前記第２の有機化合物は、前記溶媒に不溶である蛍光発光材料であることを特徴とする有機ＥＬ素子。 - 前記第１の有機化合物は、高分子であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
- 第１の電極を形成した基板上に、
ホスト材料としての第１の有機化合物を溶かした溶媒に、前記溶媒に不溶であるゲスト材料としての第２の有機化合物を分散させた溶液を用いて、湿式法により前記第１の有機化合物からなる非晶質膜に微粒子が散在してなる有機化合物層を形成し、
前記有機化合物層の上に第２の電極を形成し、
前記微粒子は、前記第２の有機化合物が凝集してなるクラスターであり、
前記第２の有機化合物は、蛍光発光材料であることを特徴とする有機ＥＬ素子の作製方法。 - 前記第１の有機化合物は、高分子であることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子の作製方法。
- 請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ素子を画素部に含むことを特徴とする発光装置。
- 請求項５に記載の発光装置を表示部に用いていることを特徴とする電気器具。
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