(57)【要約】      （修正有）【課題】低電圧で動作するＥＬ素子を提供する。【解決手段】電界発光素子は、陽極（１０１）と、前記陽極上に設けられた、電界発光する有機化合物を含む電界発光膜（１０３）と、前記電界発光膜上に設けられたフローティング電極（１０４）と、前記フローティング電極上に設けられた前記電子輸送補助層（１０５）と、前記電子輸送補助層上に設けられた陰極（１０２）と、を有し、前記フローティング電極は、前記電界発光膜に接する側に設けられた絶縁膜と、前記電子輸送補助層に接する側に設けられた導電膜と、を含むことを特徴とする。また、電子輸送補助層にホールブロック性材料を導入することで、さらに低電圧化を図ることができる。【選択図】図１
2010192455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、第１乃至第４の膜を有し、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の膜が設けられており、
前記第１の膜と前記第２の電極との間に前記第２の膜が設けられており、
前記第２の膜と前記第２の電極との間に前記第３の膜が設けられており、
前記第３の膜と前記第２の電極との間に前記第４の膜が設けられており、
前記第１の膜と前記第２の膜は接しており、
前記第２の膜と前記第３の膜は接しており、
前記第３の膜と前記第４の膜は接しており、
前記第１の膜は、電界発光膜であり、
前記第２の膜は、金属酸化物薄膜であり、
前記第３の膜は、金属膜であり、
前記第４の膜は、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ、Ｂｅｂｑ、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、又はＺｎ（ＢＴＺ）２のいずれかであることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
第１の電極と、第２の電極と、第１乃至第４の膜を有し、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の膜が設けられており、
前記第１の膜と前記第２の電極との間に前記第２の膜が設けられており、
前記第２の膜と前記第２の電極との間に前記第３の膜が設けられており、
前記第３の膜と前記第２の電極との間に前記第４の膜が設けられており、
前記第１の膜と前記第２の膜は接しており、
前記第２の膜と前記第３の膜は接しており、
前記第３の膜と前記第４の膜は接しており、
前記第１の膜は、電界発光膜であり、
前記第２の膜は、金属酸化物薄膜であり、
前記第３の膜は、金属膜であり、
前記第４の膜は、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、又はＢＣＰのいずれかであることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記第２の膜はＬｉ酸化物であることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第３の膜はＡｌであることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
第１の電極と、第２の電極と、第１乃至第３の膜を有し、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に前記第１の膜が設けられており、
前記第１の膜と前記第１の電極との間に前記第２の膜が設けられており、
前記第２の膜と前記第１の電極との間に前記第３の膜が設けられており、
前記第１の膜と前記第２の膜は接しており、
前記第２の膜と前記第３の膜は接しており、
前記第１の膜は、電界発光膜であり、
前記第２の膜は、フローティング電極であり、
前記第３の膜は、ホール輸送補助層であることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の電極は、陽極であり、
前記第２の電極は、陰極であることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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膜（
以下、単に「電界発光膜」と記す）と、を有する電界発光素子（以下、単に「ＥＬ素子」
と記す）に関する。本発明では特に、歩留まりがよく、信頼性や駆動電圧にも優れたＥＬ
素子、およびそれを用いた発光装置に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、
ＥＬ素子を用いた画像表示デバイスも含むものとする。また、ＥＬ素子にコネクター、例
えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃ
ｕｉｔ）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ＥＬ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。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物を発光体とするＥＬ素子は、電界を加えて電流を流すことにより発光する素
子である。その発光機構は、電極間に電界発光膜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ホールが電界発光膜中で再結合して、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ＥＬ素子において、通常、電界発光膜は１００ｎｍ程度の薄膜で形成される
。また、ＥＬ素子は、電界発光膜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、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１００ｎｍ程度の電界発光膜において、キャリアを注入してから再結合に
至るまでの時間は、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、有機化合物を発光体とするＥＬ素子はキャリア注入型の素子であるため、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、まず電界発光膜
の厚みを１００ｎｍ程度の均一な超薄膜とし、また、電界発光膜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（例えば、非特許文
献１参照。）。
【０００７】
このように、有機化合物を発光体とするＥＬ素子は、薄型軽量・高速応答性・直流低電
圧駆動などの特性を有しており、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、特
に車載用の表示画面や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。実
際、車載用のカーオーディオの中には、エリアカラーの表示画面にEL素子が用いられてい
るものもある。
【０００８】
ところで、非特許文献１におけるＥＬ素子は、ホールの輸送はホール輸送層が行い、電
子の輸送および発光は電子輸送性発光層が行うという、いわば機能分離の発想である。こ
の機能分離の概念はさらに、ホール輸送層と電子輸送層の間に発光層を挟むというダブル
へテロ構造（三層構造）の構想へと発展した（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００９】
こういった機能分離の利点としては、機能分離することによって一種類の有機材料に様
々な機能（発光性、キャリア輸送性、電極からのキャリア注入性など）を同時に持たせる
必要がなくなり、分子設計等に幅広い自由度を持たせることができる点にある（例えば、
無理にバイポーラー材料を探索する必要がなくなる）。つまり、発光特性のいい材料、キ
ャリア輸送性が優れる材料などを、各々組み合わせることで、容易に高発光効率が達成で
きるということである。
【００１０】
機能分離の中でも、キャリアを注入する機能の導入としては、陽極バッファ層や陰極バ
ッファ層の概念が提案されており、より低い電圧での駆動が可能になっている。例えば、
陰極との界面においては、エネルギー障壁を緩和するような材料を挿入し、キャリアの注
入性を高めて駆動電圧を低減している報告がある（例えば、非特許文献３参照。）。非特
許文献３では、陰極バッファ層としてＬｉ2Ｏを用いることにより、駆動電圧の低減に成
功している。
【００１１】
また、バッファ層の中では特に、近年はポリマーを用いたバッファ層（以下、「ポリマ
ーバッファ層」と記す）が注目されている（例えば、非特許文献４参照。）。非特許文献
４では、ポリマーの陽極バッファ層を用いることにより、低電圧化・長寿命化・耐熱性向
上に効果があると報告されている。
することができ、短絡の減少などにも効果があると言われている。
【００１２】
さらに、ポリマーバッファ層は適当なアクセプタあるいはドナーの導入により導電率が
向上するので、通常は１００ｎｍ程度の膜厚でなければ発光できないＥＬ素子も、ポリマ
ーバッファ層の導入によって厚膜化が可能となる点が特徴的である。このことにより、電
極上のゴミや突起の影響を緩和して平坦化できると非特許文献４で報告されている。した
がって、従来は１００ｎｍ程度の膜厚においては電極上のゴミや突起に起因する短絡の危
険があったが、ポリマーバッファ層はその危険性を減少する効果がある。このため、歩留
まりの向上が見込まれることも大きなメリットとなっている。
【００１３】
したがって、上記で述べたポリマーバッファ層は、膜厚を厚くしながらも駆動電圧を低
減できるという、ＥＬ素子にとってはジレンマとも言えるテーマを同時に解決できる。
【００１４】
しかしながら、ポリマーバッファ層による厚膜化を狙う場合、溶媒として水を用いる場
合が多く、水分の影響を受けやすい有機化合物を用いたＥＬ素子にとっては好ましくない
。非特許文献４によれば、材料によっては有機溶媒を用いることも可能であるが、いずれ
にしても真空一環で作製するプロセスに比べると純度で劣ることになり、ＥＬ素子の劣化
に影響を及ぼす。
【００１５】
また、これらの材料をバッファ層としたＥＬ素子を、マトリクス状の各画素として配置
することにより形成される表示装置に適用しようとすると、クロストークの問題が生じる
。すなわち、ポリマーバッファ層は先に述べたとおり導電性を持たせるものがほとんどで
あるが、これらのポリマーは通常、スピンコートなどで全面に塗布するため、所々、ポリ
マーと配線との間（あるいは画素と画素との間）で漏れ電流が生じるのである。
【００１６】
例えば、アクセプタを添加した導電性ポリマーである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（以下、「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ」と記す）を陽極バッファ層と
して用いたパッシブマトリクス型の表示装置を作製すると、クロストークが生じると報告
されている（例えば、非特許文献５参照。）。非特許文献５では、その解決法として、わ
ざとＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの抵抗率を高くすることにより、クロストークを防いでいるが、
抵抗率を高くしてしまうと、今度はポリマーバッファ層の厚さを厚くすることができなく
なってしまう（つまり、ＥＬ素子に電流が流れにくくなってしまう）。したがって、厚膜
化によって電極表面を平坦化し、短絡を防げるという特徴が失われてしまう。また、抵抗
率が高くなれば、自然、駆動電圧も高くなってしまい、低駆動電圧という特徴もなくなる
。
【００１７】
一方で、有機化合物とアクセプタ（あるいはドナー）とを共蒸着することにより、真空
一環で厚膜のEL素子を形成する手法も提案されている（例えば非特許文献６参照。）。非
特許文献６では、ホール輸送性材料であるＶｏＰｃとアクセプタであるＦ４−ＴＣＮＱと
を共蒸着することにより、駆動電圧の低い厚膜のＥＬ素子を達成している。
【００１８】
この手法であれば純度的には良好な結果を得られる上に、シャドウマスクによる塗り分
けが可能であるためクロストークの問題もない。しかしながら、添加するアクセプタやド
ナーの化学的安定性に問題があり、素子の寿命に影響を与える。アクセプタやドナーの化
学的安定性の問題は、ポリマーバッファ層の場合についても同様である。
【００１９】
以上とは全く別の概念で、厚膜化することにより、電流効率をむしろ向上させる新規な
素子構造も提案されている（例えば非特許文献７参照。）。非特許文献７の手法では、従
来のＥＬ素子に比べてより多く電圧を印加しなければならないが、電流効率を高めること
ができるメリットがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．タン（Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ）ら、アプライド  フィジクス  レターズ、１９８７年、Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．１２，９１３−９１５
【非特許文献２】チハヤ  アダチ、外３名、ジャパニーズ  ジャーナル  オブ  アプライド  フィジクス  、Ｖｏｌ．２７，Ｎｏ．２，Ｌ２６９−Ｌ２７１（１９８８）
【非特許文献３】タケオ  ワキモト、外５名、アイイーイーイー  トランサクション  オン  エレクトロン  デバイス（IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES）, VOL. ４４, NO.８, １２４５−１２４８(１９９７)
【非特許文献４】佐藤佳晴、「実用化への課題：材料開発の観点から」、応用物理学会・有機分子・バイオエレクトロニクス分科会会誌、vol.１１、No.１、８６−９９(２０００)
【非特許文献５】A. エルシュナー、外３名、アジア  ディスプレイ／アイディーダブリュー（ Asia Display/IDW）'01, １４２７−１４３０(２００１)。
【非特許文献６】Ｊ．Ｂｌｏｃｈｗｉｔｚ、外３名、アプライド  フィジクス  レターズ、ｖｏｌ．７３，７２９−７３１（１９９８））
【非特許文献７】城戸淳二、遠藤潤、仲田壮志、森浩一、横井啓、松本敏男第４９回応用物理学会関係連合講演会  講演予稿集（２００２．３．）、ｐ．１３０８、２７ｐ−ＹＬ−３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
非特許文献７の素子構造を利用すれば、電流効率を理論的にはいくらでも向上させるこ
とができるが、電流効率を２倍、３倍とするに従い、駆動電圧も２倍、３倍と上昇してし
まう。したがって、照明のような用途としては有効であるが、携帯機器のような低駆動電
圧が望まれる用途には好適ではない。
【００２２】
以上のことから、従来よりも厚膜化することで歩留まりが良く、なおかつ信頼性および
駆動電圧にも優れたＥＬ素子が望まれている。
【００２３】
そこで本発明では、従来よりも膜厚の厚いＥＬ素子であって、なおかつアクセプタやド
ナーの添加を実施することなく低電圧で動作するＥＬ素子を提供することを課題とする。
すなわち、歩留まりがよい上に、素子寿命および駆動電圧にも優れたＥＬ素子を提供する
ことを課題とする。また、このようなＥＬ素子を用いることにより、歩留まりが良好で、
なおかつ長保ちする発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、新規な素子構造を形成することにより、上記課題
を解決できる手段を発案した。その基本的な構成を図１、図２及び図１２に示す。
【００２５】
図１は、陽極１０１上に、電界発光できる有機化合物を含む電界発光膜１０３と、フロ
ーティング電極１０４と、電子輸送補助層１０５と、陰極１０２と、を順次積層してなる
ＥＬ素子である。電界発光膜１０３は従来の膜厚程度（１００ｎｍ程度のオーダー）であ
り、電子輸送補助層１０５も電界発光膜１０３と同程度の膜厚でよい。
【００２６】
このような素子構造とすることにより、従来のＥＬ素子（すなわち、陽極１０１と陰極
１０２の間に電界発光膜１０３を挟んだだけの構造）とほぼ同様の駆動電圧で動作するか
、あるいはより駆動電圧を下げることさえ可能となることを本発明者は見出した。このこ
とは、アクセプタやドナーの添加を実施することなく膜厚の厚いＥＬ素子を作製しても、
なおかつ低電圧で動作することを意味する。すなわち、歩留まりがよい上に、素子寿命お
よび駆動電圧にも優れたＥＬ素子につながる。
【００２７】
したがって、本発明のＥＬ素子は、陽極と、電界発光できる有機化合物を含む電界発光
膜と、フローティング電極と、電子輸送補助層と、陰極と、を順次積層してなることを特
徴とする。
【００２８】
ところで近年では、陰極をスパッタリングによって成膜する手法が検討されている。し
かし、スパッタ時の有機化合物へのダメージ、特に発光領域へのダメージが懸念される（
ダメージを防ぐため、ＣｕＰｃを成膜してからスパッタリングを行う手法が主流である）
。しかしながら図１の本発明では、電子輸送補助層１０５の膜厚を比較的厚くすることが
できるため、電界発光膜１０３へのダメージはほとんどない。したがって、スパッタリン
グにより陰極１０２を形成する場合に、本発明は非常に有効である。
【００２９】
したがって本発明では、図１の構造において、陰極がスパッタリング法により形成され
る導電膜を含むことを特徴とする。また、陰極として透明電極をスパッタリングして陰極
側から光を取り出す手法に関しても好適である。したがって本発明では、図１の構造にお
いて、陰極が透光性を有し、なおかつスパッタリング法により形成される導電膜を含むこ
とを特徴とする。
【００３０】
さらに、図１と同様の構造を逆方向に積層していった構造（図２）でも、本発明の効果
が得られる。すなわち、陰極２０２上に、電子輸送補助層２０５と、フローティング電極
２０４と、電界発光膜２０３と、陽極２０１と、を順次積層してなるＥＬ素子である。こ
の場合も、電界発光膜２０３は従来の膜厚程度（１００ｎｍ程度のオーダー）であり、電
子輸送補助層２０５も電界発光膜２０３と同程度の膜厚でよい。
【００３１】
したがって、本発明のＥＬ素子は、陰極と、電子輸送補助層と、フローティング電極と
、電界発光できる有機化合物を含む電界発光膜と、陽極と、を順次積層してなることを特
徴とする。
【００３２】
また、図１２は陽極６０１上に、電界発光できる有機化合物を含む電界発光膜６０３と
、電子輸送層６０６、フローティング電極６０４と、電子輸送補助層６０５と、陰極６０
２と、を順次積層してなるＥＬ素子である。このようにフローティング電極６０４を電子
輸送層６０６と電子輸送補助層６０５で挟む構造でもよい。このように、フローティング
電極６０４と電界発光膜６０３を電子輸送層６０６により離すことで、フローティング電
極６０４によるクエンチ（消光）を効果的に防ぐことができる。もちろん図１２と同様の
構造を逆方向に積層していった構造でも本発明の効果が得られる。
【００３３】
なお電界発光膜の構成としては、正孔輸送層と電子輸送層の積層構造や、高分子化合物
を用いた単層構造、三重項励起状態からの発光を利用した高効率素子など、バリエーショ
ンは多岐にわたる。また電子輸送層、電子輸送補助層の構成も単層構造、積層構造などど
ちらでも用いることができる。
【００３４】
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。
【００３５】
上述の電子輸送補助層に関しては、概念的に電子のみを通過させる層であるため、ホー
ル移動度よりも電子移動度が大きい電子輸送性材料を有することが好ましい。
【００３６】
また、本発明のより好ましい構成としては、電界発光膜と電子輸送補助層の少なくとも
いずれか一方に、ホールブロック性材料が含有されていることである。このような構成と
することにより、従来のＥＬ素子（すなわち、陽極１０１と陰極１０２の間に電界発光膜
１０３を挟んだだけの構造）に比べ、同等以上の低駆動電圧化を図ることができる。この
場合、電子輸送補助層にホールブロック性材料が含有されている構成が、さらに好適であ
る。
【００３７】
なお、これらのホールブロック性材料は、イオン化ポテンシャルが５．８ｅＶ以上であ
ることが好ましい。好適な材料群としては、フェナントロリン骨格を含む有機化合物や、
１３族元素を中心金属とする５配位型の金属錯体が挙げられる。
【００３８】
ところで、通常、陰極は仕事関数の小さい材料、すなわち酸化しやすく不安定な材料を
用いなければならず、陽極から陰極へ順次積み上げていく場合、その不安定な陰極が最表
面に曝されてしまう（例えば図１）。しかしながら本発明のＥＬ素子は、電子輸送補助層
にホールブロック性材料を適用した場合において、仕事関数が３．５ｅＶ以上の導電体を
用いて陰極を形成しても十分に動作するという利点がある。したがって本発明では、電子
輸送補助層にホールブロック性材料を適用した場合に、陰極が、仕事関数が３．５ｅＶ以
上の導電体からなることを特徴とする。
【００３９】
また、フローティング電極の方は、電界発光膜に電子を注入する必要があるため、仕事
関数が３．５ｅＶ以下の導電体からなることが好ましい。仕事関数が３．５ｅＶ以下とな
ると、酸化しやすく不安定な導電体であるが、発明においてはフローティング、すなわち
周りが他の材料で覆われている状態であるため、劣化を抑制することができる。
【００４０】
さらに、フローティング電極の他の構成としては、電界発光膜に接する側に設けられた
絶縁膜と、前記電子輸送層に接する側に設けられた導電膜と、からなる構成でも良い。こ
の場合、絶縁膜としてはフッ化リチウムやフッ化カルシウムなどが有効である。
【００４１】
なお、以上で述べた本発明のＥＬ素子において、電子輸送補助層は、１０ｎｍ以上１μ
m以下の膜厚で作製することが可能である。したがって、ＥＬ素子自体の厚膜化に十分な
効果が得られる。
【００４２】
以上で述べた本発明のＥＬ素子は、アクセプタやドナーの添加を実施することなく膜厚
の厚いＥＬ素子を作製しても、なおかつ低電圧で動作するため、歩留まりがよい上に、素
子寿命および駆動電圧にも優れたＥＬ素子である。したがって、本発明のＥＬ素子を用い
た発光装置や、その発光装置を用いた電気器具は、歩留まりが良好で、なおかつ長保ちす
る利点がある。
【００４３】
したがって、上述した本発明のＥＬ素子を用いた発光装置や、その発光装置を用いた電
気器具も本発明に含むものとする。
【００４４】
なお、本明細書中における発光装置とは、ＥＬ素子を用いた画像表示デバイスも含むも
のとする。また、ＥＬ素子にコネクター、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆ
ｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐ
ａｃｋａｇｅ）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ＥＬ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
。
【発明の効果】
【００４５】
以上で述べたような本発明を実施することにより、従来よりも膜厚の厚いＥＬ素子であ
って、なおかつアクセプタやドナーの添加を実施することなく低電圧で動作するＥＬ素子
を提供することができる。すなわち、歩留まりがよい上に、素子寿命および駆動電圧にも
優れたＥＬ素子を提供することができる。また、このようなＥＬ素子を用いることにより
、歩留まりが良好で、なおかつ長保ちする発光装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の基本的構成を示す図。
【図２】本発明の基本的構成を示す図。
【図３】本発明の動作原理を説明する図。
【図４】本発明の動作原理を説明する図。
【図５】ＥＬ素子およびＥＬ素子を用いた発光装置の製造装置を示す図。
【図６】実施例１および比較例１のデータを示す図。
【図７】実施例２および比較例２のデータを示す図。
【図８】発光装置の上面図および断面図を示す図。
【図９】発光装置の上面図および断面図を示す図。
【図１０】電気器具の具体例を示す図。
【図１１】電気器具の具体例を示す図。
【図１２】本発明の基本的構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下では、本発明の実施形態について、動作原理および具体的な構成例を挙げて詳細に
説明する。なお、ＥＬ素子は、発光を取り出すためにどちらかの電極の一方が透明であれ
ば良い。したがって、基板上に透明な電極を形成し、基板側から光を取り出す従来の素子
構造だけではなく、実際は、基板とは逆側から光を取りだす構造や、電極の両側から光を
取り出す構造も適用可能である。
【００４８】
まず、本発明のＥＬ素子の動作原理を図３および図４を用いて説明する。図３（ａ）は
、有機化合物層３０３を電極３０１および３０２で挟んだものあり、ここでは、３０３は
電子輸送性材料からなる層とする。また、電極３０１および３０２は、図のように電子電
流のみが流れるように設計したものとする。また、３０３の膜厚をｄとして、電圧Ｖを印
加した時に、電流密度Ｊ１の電流が流れるとする。
【００４９】
この時、Ｊ１は空間電荷制限電流（ＳＣＬＣ；Ｓｐａｃｅ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｌｉｍｉｔ
ｅｄ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）と呼ばれる電流である。ＳＣＬＣとは、外部から空間電荷を注入
して移動させることにより流れる電流であり、その電流密度はチャイルド則、すなわち下
記式（１）で表される。εは比誘電率、ε0は真空誘電率、μはキャリア移動度である。
【００５０】
【数１】
2010192455.tif 000003
【００５１】
この式を一般化すると、下記式（２）のように表せる。αは材料固有の定数である。
【００５２】
【数２】
2010192455.tif 000004
【００５３】
ここで、全く同じ材料を倍の厚さ、すなわち２ｄ成膜し、Ｖの電圧を印加したとする（
図３（ｂ））。この時の電流密度Ｊ２は、下記式（３）のように表される。
【００５４】
【数３】
2010192455.tif 000005
【００５５】
式（２）および（３）から、Ｊ１＝８・Ｊ２である。つまり、単純にＳＣＬＣの式に当
てはめるだけでも、膜厚を増やすと電流が急激に流れなくなる様子がわかる。
【００５６】
ここで、図３（ｃ）のように、図３（ｂ）のちょうど真ん中にフローティング電極３０
４を挟み、第１の有機化合物層３０３ａと第２の有機化合物層３０３ｂに分割したとする
。この時、フローティング電極３０４は、第１の有機化合物層３０３ａに対する電子注入
障壁がほとんどなく、かつ、第２の有機化合物層３０３ｂに対するホール注入障壁が極め
て高いとすると、フローティング電極３０４は図示の通り、電子を通過させるだけの層と
なる。
【００５７】
第１の有機化合物層３０３ａと第２の有機化合物層３０３ｂは全く同一の材料からなる
ため、この場合の電流密度Ｊ３は、下記式（４）で表すことができる。
【００５８】
【数４】
2010192455.tif 000006
【００５９】
このように、最も単純なモデルを考慮した場合においてでさえ、フローティング電極３
０４を挟むだけで図３（ｂ）に比べて二倍の電流を流すことができる。すなわち、図３（
ａ）〜（ｃ）の構造において、それぞれ同じ電圧Ｖを印加したならば、式（２）〜（４）
よりＪ１＞Ｊ３＞Ｊ２である。
【００６０】
このコンセプトを根底に、従来のＥＬ素子、従来の倍の膜厚のＥＬ素子、本発明のＥＬ
素子を比較したものが図４である。図４（ａ）は陽極４０１上に、ホール輸送層４０３、
電子輸送層４０４、陰極４０２を積層した従来のＥＬ素子である。ホール輸送層４０３ま
たは電子輸送層４０４のいずれかが発光に至れば良い。
【００６１】
これに対し、図４（ｂ）は図４（ａ）の倍の膜厚のＥＬ素子であり、あとの図４（ｃ）
との対比のため、電子輸送層４０４のみをさらに１００ｎｍ余分に成膜したものである。
図４（ｂ）はその膜厚のため、ほとんど電流が流れず、微弱な発光しか得られない（電子
輸送層のみが厚くなるため、キャリアバランスが崩れる、あるいは光路が変わることで発
光が微弱になる現象も当然存在するが、ここでは考慮に入れない。それよりも、電流が流
れなくなることの方が、発光に対して深刻な影響を及ぼすものと考える。）。
【００６２】
ここで、図４（ｃ）は本発明のＥＬ素子（図１の構造）を表したものであり、図４（ｂ
）の電子輸送層４０４にフローティング電極４０５を挿入し、第１の電子輸送層４０４−
１と第２の電子輸送層４０４−２に分割したものである。見方を変えれば、図４（ａ）の
素子の上に、さらに第２の電子輸送層と陰極を積層したものという見方もできる。
【００６３】
この時、フローティング電極４０５に、図３で述べたフローティング電極３０４と同様
の機能を持たせることにより、第２の電子輸送層４０４−２は電子を輸送するだけとなり
、発光には寄与しない。そして、図３で説明した内容のアナロジーにより、図４（ｂ）に
比べれば多くの電流を流すことができる。したがって、膜厚を厚くしてもある程度の電流
を流し、発光を確保することができるのである。この時の第２の電子輸送層４０４−２が
、本発明の電子輸送補助層に相当する。
【００６４】
もちろん、この最も単純なモデルを考慮した場合においては、図４（ａ）の従来の素子
に流れる電流量に比べれば、図４（ｃ）の本発明の素子に流れる電流量はまだまだ少ない
。したがって発光もその分、微弱になる。しかしながら実際は、後述する実施例の通り、
図４（ｃ）は図４（ｂ）に比べれば、かなり図４（ａ）の特性に近づくことがわかってい
る。これは、実際のＥＬ素子に流れる電流が、単純なチャイルド則（式（１））に従うも
のではなく、より複雑な電流（具体的には、キャリアのトラップによって制限されるＴＣ
ＬＣ（Ｔｒａｐ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｌｉｍｉｔｅｄ  Ｃｕｒｒｅｎｔ））であるためと考え
られる。
【００６５】
なお、このようなコンセプトは、ホール輸送層側でも当然適用できる。すなわち、「陽
極＼ホール輸送補助層＼フローティング電極＼電界発光膜＼陰極」といったような構造で
ある。しかしながら、一般に有機化合物は電子の方が輸送しにくいため、本発明の図４（
ｃ）のように、電子輸送層の中にフローティング電極を埋め込む概念の方がより効果的で
ある。
【００６６】
以上で述べた原理を元に、さらに改良を加えることにより、図４（ａ）の素子よりも図
４（ｃ）の素子の方が、膜厚が厚いにもかかわらず電流が流れやすくなる（すなわち、低
い電圧で動作できる）という、いわば逆転現象が起こりうることを発見した。この現象は
、図４（ｃ）の素子構造の中で、陽極４０１と陰極４０２の間のいずこかに、ホールブロ
ック性材料を導入することによって達成される。最も駆動電圧が下がるのは、第２の電子
輸送層４０４−２（すなわち、本発明における電子輸送補助層）にホールブロック性材料
を導入する場合である。
【００６７】
この現象を容易に説明することは困難であるが、我々は以下のように考えている。ホー
ルブロック性材料を導入することにより、ホールキャリアは効果的にブロックされ、局所
的に蓄積される。特に電子輸送補助層にホールブロック性材料を導入した場合は、フロー
ティング電極４０５が導電体であるため、大量のホールキャリアが局所的に蓄積される。
この蓄積ホールキャリアが原因で生じる内部電界により、電子が効果的に輸送、あるいは
電界発光膜へ注入される。その結果、従来よりも厚い膜厚の図４（ｃ）の素子であっても
、従来の図４（ａ）よりもさらに駆動電圧を下げることができたと考えられる。
【００６８】
以上では、本発明の基本的な動作原理を述べた。以下では、本発明に用いる電子輸送補
助層の構成として好ましいもの、あるいはフローティング電極の構成として好ましいもの
、そして電界発光膜の構成材料として好ましいもの等を列挙する。ただし、本発明はこれ
らに限定されない。
【００６９】
まず、電子輸送補助層の構成材料としては、電子輸送性材料が好ましいことは先に述べ
たが、電子輸送性材料としては金属錯体がよく用いられ、トリス（８−キノリノラト）ア
ルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（
略称：Ａｌｍｑ）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略
称：Ｂｅｂｑ）などのキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体や、混合
配位子錯体であるビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニ
リル）−アルミニウム（略称ＢＡｌｑ）などがある。また、ビス［２−（２−ヒドロキシ
フェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−
ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などのオキ
サゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体もある。さらに、金属錯体以外にも、
２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキ
サジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）
−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）などのオキ
サジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４
−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，
４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、バソフェナント
ロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などのフェナントロリ
ン誘導体が電子輸送性を有する。
【００７０】
また、電子輸送補助層の構成材料としてはホールブロック性材料が好ましく、上記のＰ
ＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどがある。特にＢＰ
ｈｅｎやＢＣＰなどのフェナントロリン骨格を有する有機化合物は、ホールブロック性が
高い。さらに、上述のＢＡｌｑに代表される１３族元素を中心金属とする５配位型の金属
錯体は、膜質の安定性の観点から好適である。
【００７１】
フローティング電極としては、金属薄膜、金属酸化物薄膜、有機導電体薄膜ないしはそ
れらの組み合わせ、などが利用できる。特に、電界発光膜に電子を注入する必要があるた
め、仕事関数が３．５ｅＶ以下の導電体からなることが好ましく、アルカリ金属やアルカ
リ土類金属、あるいは希土類金属、またはそれら金属元素を含む合金などが利用できる。
例としては、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ａｌ：Ｌｉ合金、Ｂａ、Ｃａ、Ｙｂ、Ｅｒなどが利用でき
る。あるいは、ＬｉＦ等の無機誘電体薄膜、Ｌｉ酸化物等の金属酸化物薄膜、アルカリ金
属やアルカリ土類金属イオンを含む有機物薄膜と、Ａｌ等の金属膜と、からなる構造でも
良い。さらに、フローティング電極は、膜状ではなくクラスタ状に形成してもよい。
【００７２】
電界発光膜の構成としては、一般的に利用されているEL素子の構造および構成材料を利
用すればよい。具体的には、非特許文献１で述べられているような正孔輸送層と電子輸送
層の積層構造や、高分子化合物を用いた単層構造、三重項励起状態からの発光を利用した
高効率素子など、バリエーションは多岐にわたる。
【００７３】
陽極材料としては、陽極から光を取り出すのであれば、ITO（インジウム錫酸化物）やI
ZO（インジウム亜鉛酸化物）などの透明導電性無機化合物がよく用いられる。金などの超
薄膜も可能である。非透明でよい場合（陰極側から光を取り出す場合）は、光を透過しな
いものの仕事関数がある程度大きい金属・合金や導電体を用いてもよく、W、Ti、TiNなど
が挙げられる。また、融点の高い材料であれば、スパッタリング法により形成した方がよ
い。
【００７４】
陰極材料としては、仕事関数が３．５ｅＶ以下の導電体からなることが好ましく、アル
カリ金属やアルカリ土類金属、あるいは希土類金属、またはそれら金属元素を含む合金な
どが利用できる。例としては、Ｍｇ：Ａｇ合金、Ａｌ：Ｌｉ合金、Ｂａ、Ｃａ、Ｙｂ、Ｅ
ｒなどが利用できる。あるいは、ＬｉＦ等の無機誘電体薄膜、Ｌｉ酸化物等の金属酸化物
薄膜、アルカリ金属やアルカリ土類金属イオンを含む有機物薄膜と、Ａｌ等の金属膜と、
からなる構造でも良い。また、電子輸送補助層にホールブロック性材料を適用する場合は
、Ａｌ等の汎用金属でも良い。さらに、これらの陰極をスパッタリング法により形成して
もよい。
【００７５】
なお、陰極側から光を取り出す場合は、上記陰極材料の超薄膜を用いてもよいが、図１
のように陰極を最後に成膜する構造においては、ＩＴＯのスパッタ膜を用いる手法もある
。この時、ＣｕＰｃを成膜してからＩＴＯをスパッタすることが好ましいが、ＣｕＰｃが
なくても、電子輸送補助層が厚いため発光領域へのダメージは少ない。
【００７６】
以上では、本発明のＥＬ素子に用いる材料等の構成について述べたが、次に、ＥＬ素子
あるいはＥＬ素子を用いた発光装置を、蒸着から封止までの作製を全自動化したマルチチ
ャンバー方式の製造装置にて作製する具体例を例示する。製造装置の図を図５に示す。
【００７７】
図５は、ゲート５００ａ〜５００ｙと、搬送室５０２、５０４ａ、５０８、５１４、５
１８と、受渡室５０５、５０７、５１１と、仕込室５０１と、第１成膜室５０６Ｈと、第
２成膜室５０６Ｂと、第３成膜室５０６Ｇと、第４成膜室５０６Ｒ、第５成膜室５０６Ｅ
と、その他の成膜室５０９、５１０、５１２、５１３、５３２と、蒸着源を設置する設置
室５２６Ｒ、５２６Ｇ、５２６Ｂ、５２６Ｅ、５２６Ｈと、前処理室５０３ａ、５０３ｂ
と、封止室５１６と、マスクストック室５２４と、封止基板ストック室５３０と、カセッ
ト室５２０ａ、５２０ｂと、トレイ装着ステージ５２１と、取出室５１９と、を有するマ
ルチチャンバーの製造装置である。なお、搬送室５０４ａには基板５０４ｃを搬送するた
めの搬送機構５０４ｂが設けており、他の搬送室も同様にそれぞれ搬送機構が設けてある
。
【００７８】
以下、予め陽極と、前記陽極の端部を覆う絶縁物（隔壁）とが設けられた基板を図５に
示す製造装置に搬入し、ＥＬ素子あるいはＥＬ素子を用いた発光装置を作製する手順を例
示する。ＥＬ素子を用いた発光装置を作製する場合の例としては、例えば、予め基板上に
陽極に接続している薄膜トランジスタ（電流制御用ＴＦＴ）およびその他の薄膜トランジ
スタ（スイッチング用ＴＦＴなど）が複数設けられ、薄膜トランジスタからなる駆動回路
も設けられているアクティブマトリクス型発光装置用の基板を用いればよい。
【００７９】
まず、カセット室５２０ａまたはカセット室５２０ｂに上記基板をセットする。基板が
大型基板（例えば３００ｍｍ×３６０ｍｍ）である場合は、カセット室５２０ｂにセット
する。通常基板（例えば、１２７ｍｍ×１２７ｍｍ）である場合には、カセット室５２０
ａにセットした後、トレイ装着ステージ５２１に搬送し、トレイ（例えば３００ｍｍ×３
６０ｍｍ）に複数の基板をセットする。
【００８０】
セットした基板（陽極と、前記陽極の端部を覆う絶縁物とが設けられた基板）は搬送室
５１８に搬送する。
【００８１】
また、カセット室にセットする前には、点欠陥を低減するために陽極の表面に対して界
面活性剤（弱アルカリ性）を含ませた多孔質なスポンジ（代表的にはＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）製、ナイロン製など）で洗浄して表面のゴミを除去することが好ましい。洗
浄機構として、基板の面に平行な軸線まわりに回動して基板の面に接触するロールブラシ
（ＰＶＡ製）を有する洗浄装置を用いてもよいし、基板の面に垂直な軸線まわりに回動し
つつ基板の面に接触するディスクブラシ（ＰＶＡ製）を有する洗浄装置を用いてもよい。
また、有機化合物を含む膜を形成する前に、上記基板に含まれる水分やその他のガスを除
去するために、脱気のためのアニールを真空中で行うことが好ましく、搬送室５１８に連
結されたベーク室５２３に搬送し、そこでアニールを行えばよい。また、陽極表面処理と
して紫外線照射が行えるようにベーク室５２３にＵＶ照射機構を備えてもよい。
【００８２】
成膜室５１２ではインクジェット法やスピンコート法などで高分子材料からなる正孔注
入層を形成してもよい。また、基板を縦置きとして真空中でインクジェット法により成膜
してもよい。陽極上に、正孔注入層（陽極バッファー層）として作用するポリ（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（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポ
リアニリン／ショウノウスルホン酸水溶液（ＰＡＮＩ／ＣＳＡ）、ＰＴＰＤＥＳ、Ｅｔ−
ＰＴＰＤＥＫ、またはＰＰＢＡなどを全面に塗布、焼成してもよい。焼成する際にはベー
ク室５２３で行うことが好ましい。スピンコートなどを用いた塗布法で高分子材料からな
る正孔注入層を形成した場合、平坦性が向上し、その上に成膜される膜のカバレッジおよ
び膜厚均一性を良好なものとすることができる。特に発光層の膜厚が均一となるため均一
な発光を得ることができる。この場合、正孔注入層を塗布法で形成した後、蒸着法による
成膜直前に真空加熱（１００〜２００℃）を行うことが好ましい。真空加熱する際には前
処理室５０３ｂで行えばよい。例えば陽極の表面をスポンジで洗浄した後、カセット室に
搬入し、成膜室５１２に搬送してスピンコート法でポリ（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（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）を全面に膜厚６０ｎｍで塗
布した後、ベーク室５２３に搬送して８０℃、１０分間で仮焼成、２００℃、１時間で本
焼成し、さらに前処理室５０３ｂに搬送して蒸着直前に真空加熱（１７０℃、加熱３０分
、冷却３０分）した後、成膜室５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂに搬送して大気に触れるこ
となく蒸着法で発光層の形成を行えばよい。特に、ＩＴＯ膜を陽極材料として用い、表面
に凹凸や微小な粒子が存在している場合、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの膜厚を３０ｎｍ以上の膜
厚とすることでこれらの影響を低減することができる。
【００８３】
また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳはＩＴＯ膜上に塗布すると濡れ性があまりよくないため、Ｐ
ＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液をスピンコート法で１回目の塗布を行った後、一旦純水で洗浄する
ことによって濡れ性を向上させ、再度、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液をスピンコート法で２回
目の塗布を行い、焼成を行って均一性良く成膜することが好ましい。なお、１回目の塗布
を行った後、一旦純水で洗浄することによって表面を改質するとともに、微小な粒子など
も除去できる効果が得られる
【００８４】
次いで、基板搬送機構が設けられた搬送室５１８から仕込室５０１に搬送する。本実施
の形態の製造装置では、仕込室５０１には、基板反転機構が備わっており、基板を適宜反
転させることができる。
【００８５】
次いで仕込室５０１に連結された搬送室５０２に搬送する。仕込室５０１は、真空排気
処理室と連結されており、真空排気して基板を搬送室５０２に搬送した後、不活性ガスを
導入して大気圧にしておくことが好ましい。搬送室５０２内には極力水分や酸素が存在し
ないよう、予め、真空排気して真空を維持しておくことが好ましい。
【００８６】
また、上記の真空排気処理室には、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、
またはドライポンプが備えられている。これにより仕込室と連結された搬送室５０２の到
達真空度を１０-5〜１０-6Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系か
らの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐた
め、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入され
るこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用い
る。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えて
おく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去す
ることができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【００８７】
また、スピンコート法により正孔注入層を成膜した場合、全面に成膜されるため、基板
の端面や周縁部、端子部、陰極と下部配線との接続領域などは選択的に除去することが好
ましく、前処理室５０３ａでＯ2アッシング、あるいはレーザーなどを用いて除去するこ
とが好ましい。
【００８８】
また、画素周辺部から非発光領域が拡大する現象（シュリンク）をなくすためには、電
界発光膜の蒸着直前に真空加熱を行うことが好ましく、前処理室５０３ｂに搬送し、上記
基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを
真空（５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｐａ）で
行う。前処理室５０３ｂでは平板ヒータ（代表的にはシースヒータ）を用いて、複数の基
板を均一に加熱する。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有
機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、電
界発光膜を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３
０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行
うことは有効である。
【００８９】
上記真空加熱を行った後、成膜室５０６Ｈに基板を搬送し、正孔注入層または正孔輸送
層などを成膜しても良い。
【００９０】
次いで、搬送室５０２から受渡室５０５に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせるこ
となく、受渡室５０５から搬送室５０４ａに基板を搬送する。
【００９１】
その後、搬送室５０４ａに連結された成膜室５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂ、５０６Ｅ
へ基板を適宜、搬送して、発光層、電子輸送層、または電子注入層などからなる電界発光
膜を適宜形成する。
【００９２】
ここで、成膜室５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂ、５０６Ｅ、５０６Ｈについて説明する
。
【００９３】
各成膜室５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂ、５０６Ｅ、５０６Ｈには、移動可能な蒸着源
ホルダが設置されている。この蒸着源ホルダは複数用意されており、適宜、ＥＬ材料が封
入された容器（ルツボ）を複数備え、この状態で成膜室に設置されている。フェイスダウ
ン方式で基板をセットし、ＣＣＤなどで蒸着マスクの位置アライメントを行い、抵抗加熱
法で蒸着を行うことで選択的に成膜を行うことができる。なお、蒸着マスクはマスクスト
ック室５２４にストックして、適宜、蒸着を行う際に成膜室に搬送する。
【００９４】
これら成膜室へＥＬ材料の設置は、以下に示す製造システムを用いると好ましい。すな
わち、ＥＬ材料が予め材料メーカーで収納されている容器（代表的にはルツボ）を用いて
成膜を行うことが好ましい。さらに設置する際には大気に触れることなく行うことが好ま
しく、材料メーカーから搬送する際、ルツボは第２の容器に密閉した状態のまま成膜室に
導入されることが好ましい。望ましくは、各成膜室５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂ、５０
６Ｈ、５０６Ｅに連結した真空排気手段を有する設置室５２６Ｒ、５２６Ｇ、５２６Ｂ、
５２６Ｈ、５２６Ｅを真空、または不活性ガス雰囲気とし、この中で第２の容器からルツ
ボを取り出して、成膜室にルツボを設置する。こうすることにより、ルツボおよび該ルツ
ボに収納されたＥＬ材料を汚染から防ぐことができる。なお、設置室５２６Ｒ、５２６Ｇ
、５２６Ｂ、５２６Ｈ、５２６Ｅには、メタルマスクをストックしておくことも可能であ
る。
【００９５】
成膜室５０６Ｒ、５０６Ｇ、５０６Ｂ、５０６Ｈ、５０６Ｅに設置するＥＬ材料を適宜
選択することにより、ＥＬ素子全体として、単色（具体的には白色）、或いはフルカラー
（具体的には赤色、緑色、青色）の発光を示すＥＬ素子を形成することができる。例えば
、緑色のＥＬ素子を形成する場合、成膜室５０６Ｈで正孔輸送層または正孔注入層、成膜
室５０６Ｇで発光層（Ｇ）、成膜室５０６Ｅで電子輸送層または電子注入層を順次積層し
た後、陰極を形成すれば緑色のＥＬ素子を得ることができる。例えば、フルカラーのＥＬ
素子を形成する場合、成膜室５０６ＲでＲ用の蒸着マスクを用い、正孔輸送層または正孔
注入層、発光層（Ｒ）、電子輸送層または電子注入層を順次積層し、成膜室５０６ＧでＧ
用の蒸着マスクを用い、正孔輸送層または正孔注入層、発光層（Ｇ）、電子輸送層または
電子注入層を順次積層し、成膜室５０６ＢでＢ用の蒸着マスクを用い、正孔輸送層または
正孔注入層、発光層（Ｂ）、電子輸送層または電子注入層を順次積層した後、陰極を形成
すればフルカラーのＥＬ素子を得ることができる。
【００９６】
なお、白色の発光を示す電界発光層は、異なる発光色を有する発光層を積層する場合に
おいて、赤色、緑色、青色の３原色を含有する３波長タイプと、青色／黄色、あるいは青
緑色／橙色といった補色の関係を用いた２波長タイプに大別される。一つの成膜室で白色
ＥＬ素子を形成することも可能である。例えば、３波長タイプを用いて白色ＥＬ素子を得
る場合、一つの成膜室に蒸着源ホルダを複数用意して、第１の蒸着源ホルダには芳香族ジ
アミン（ＴＰＤ）、第２の蒸着源ホルダにはｐ−ＥｔＴＡＺ、第３の蒸着源ホルダにはＡ
ｌｑ3、第４の蒸着源ホルダにはＡｌｑ3に赤色発光色素であるＮｉｌｅＲｅｄを添加した
ＥＬ材料、第５の蒸着源ホルダにはＡｌｑ3が封入され、この状態で各成膜室に設置する
。そして、第１から第５の蒸着源ホルダが順に移動を開始し、基板に対して蒸着を行い、
積層する。具体的には、加熱により第１の蒸着源ホルダからＴＰＤが昇華され、基板全面
に蒸着される。その後、第２の蒸着源ホルダからｐ―ＥｔＴＡＺが昇華され、第３の蒸着
源ホルダからＡｌｑ3が昇華され、第４の蒸着源ホルダからＡｌｑ3：ＮｉｌｅＲｅｄが昇
華され、第５の蒸着源ホルダからＡｌｑ3が昇華され、基板全面に蒸着される。この後、
陰極を形成すれば白色ＥＬ素子を得ることができる。
【００９７】
上記工程によって適宜、電界発光膜を積層した後、搬送室５０４ａから受渡室５０７に
基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室５０７から搬送室５０８に基
板を搬送する。
【００９８】
次いで、搬送室５０８内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室５１０に搬送
し、フローティング電極を形成する。このフローティング電極は、抵抗加熱を用いた蒸着
法により形成される金属膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＣａＦ2、ＬｉＦ、Ｃａ3Ｎ2などの合
金、または周期表の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、またはこれらの積層膜）である。
【００９９】
さらに、成膜室５３２に基板を移し、電子輸送補助層を形成する。この時用いる材料と
しては、ＢＣＰやＢＡｌｑのようなホールブロック性材料が好ましい。電子輸送補助層の
形成後、陰極を成膜するが、先に述べた成膜室５１０にて蒸着法で形成するか、あるいは
成膜室５０９においてスパッタ法を用いて陰極を形成してもよい。
【０１００】
また、上面出射型の発光装置を作製する場合には、陰極は透明または半透明であること
が好ましく、上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜１０ｎｍ）、或いは上記金属膜の薄膜（１ｎｍ
〜１０ｎｍ）と透明導電膜との積層を陰極とすることが好ましい。この場合、スパッタ法
を用いて成膜室５０９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）からなる膜を形成す
ればよい。
【０１０１】
以上の工程で本発明のＥＬ素子が形成される。
【０１０２】
また、搬送室５０８に連結した成膜室５１３に搬送して窒化珪素膜、または窒化酸化珪
素膜からなる保護膜を形成して封止してもよい。ここでは、成膜室５１３内には、珪素か
らなるターゲット、または酸化珪素からなるターゲット、または窒化珪素からなるターゲ
ットが備えられている。例えば、珪素からなるターゲットを用い、成膜室雰囲気を窒素雰
囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって陰極上に窒化珪素膜を形成す
ることができる。また、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜、アモルファスカー
ボン膜）を保護膜として形成してもよく、別途、ＣＶＤ法を用いた成膜室を設けてもよい
。ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜とも呼ばれる）は、プラズマＣＶＤ法（代表
的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ
）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着
法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと
、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電により
イオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。
また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。なお、
ＤＬＣ膜やＣＮ膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。可視光に対し
て透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対して半透明と
は可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。
【０１０３】
次いで、ＥＬ素子が形成された基板を大気に触れることなく、搬送室５０８から受渡室
５１１に搬送し、さらに受渡室５１１から搬送室５１４に搬送する。次いで、ＥＬ素子が
形成された基板を搬送室５１４から封止室５１６に搬送する。
【０１０４】
封止基板は、ロード室５１７に外部からセットし、用意される。なお、水分などの不純
物を除去するために予め真空中でアニールを行うことが好ましい。そして、封止基板にＥ
Ｌ素子が設けられた基板と貼り合わせるためのシール材を形成する場合には、シーリング
室でシール材を形成し、シール材を形成した封止基板を封止基板ストック室５３０に搬送
する。なお、シーリング室において、封止基板に乾燥剤を設けてもよい。なお、ここでは
、封止基板にシール材を形成した例を示したが、特に限定されず、ＥＬ素子が形成された
基板にシール材を形成してもよい。
【０１０５】
次いで、封止室５１６で基板と封止基板と貼り合わせ、貼り合わせた一対の基板を封止
室５１６に設けられた紫外線照射機構によってＵＶ光を照射してシール材を硬化させる。
なお、ここではシール材として紫外線硬化樹脂を用いたが、接着材であれば、特に限定さ
れない。
【０１０６】
次いで、貼り合わせた一対の基板を封止室５１６から搬送室５１４、そして搬送室５１
４から取出室５１９に搬送して取り出す。
【０１０７】
以上のように、図５に示した製造装置を用いることで完全にＥＬ素子を密閉空間に封入
するまで大気に曝さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
なお、搬送室５１４、５１８においては、真空と、大気圧での窒素雰囲気とを繰り返すが
、搬送室５０２、５０４ａ、５０８は常時、真空が保たれることが望ましい。
【０１０８】
なお、ここでは図示しないが、基板を個々の処理室に移動させる経路を制御して自動化
を実現するコントロール制御装置を設けている。
【０１０９】
また、図５に示す製造装置では、陽極として透明導電膜（または金属膜（ＴｉＮ））が
設けられた基板を搬入し、電界発光膜、フローティング電極、電子輸送補助層を形成した
後、透明または半透明な陰極（例えば、薄い金属膜（Ａｌ、Ａｇ）と透明導電膜の積層）
を形成することによって、上面出射型（或いは両面出射）のＥＬ素子を形成することも可
能である。なお、上面出射型のＥＬ素子とは、電界発光膜において生じた発光を陰極を透
過させて取り出す素子を指している。
【０１１０】
また、図５に示す製造装置では、陽極として透明導電膜が設けられた基板を搬入し、電
界発光膜、フローティング電極、電子輸送補助層を形成した後、金属膜（Ａｌ、Ａｇ）か
らなる陰極を形成することによって、下面出射型のＥＬ素子を形成することも可能である
。なお、下面出射型のＥＬ素子とは、電界発光層において生じた発光を透明電極である陽
極からＴＦＴの方へ取り出し、さらに基板を通過させる素子を指している。
【実施例１】
【０１１１】
本実施例では、図１に示した本発明のＥＬ素子を具体的に例示する。
【０１１２】
まず、陽極１０１としてＩＴＯが１１０ｎｍ成膜された基板に、正孔注入材料である銅
フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２０ｎｍ、正孔輸送材料である４，４'−ビス［Ｎ
−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）を３０
ｎｍ、電子輸送性発光材料であるＡｌｑを５０ｎｍ、順次成膜する。以上が電界発光膜１
０３に相当する。
【０１１３】
次に、フッ化カルシウムを２ｎｍ、アルミニウムを２０ｎｍ成膜し、フローティング電
極１０４とする。さらに電子輸送補助層１０５として、Ａｌｑを１００ｎｍ成膜する。最
後に陰極１０２として、フッ化カルシウムを２ｎｍ、アルミニウムを１００ｎｍ成膜し、
本発明のＥＬ素子を得る。この素子は図４（ｃ）の構造に相当するが、以下、素子Ｃと称
する。なお、画素の大きさは２ｍｍ角である。
【０１１４】
図６に、素子Ｃの初期特性（上から順に、輝度−電流密度特性、輝度−電圧特性、およ
び電流−電圧特性）を示す。厚膜にもかかわらず、ある程度の電流は流れ、発光に至る様
子がわかる。
【０１１５】
［比較例１］
実施例１との比較を行うため、２種類の素子を作製した。まず、従来通りのＥＬ素子、
すなわち、「ＩＴＯ（１１０ｎｍ）＼ＣｕＰｃ（２０ｎｍ）＼α−ＮＰＤ（３０ｎｍ）＼
Ａｌｑ（５０ｎｍ）＼ＣａＦ2（２ｎｍ）＼Ａｌ（１００ｎｍ）」の構造を有するＥＬ素
子を作製した。この素子は図４（ａ）の構造に相当するが、以下、素子Ａと称する。なお
、画素の大きさは２ｍｍ角である。
【０１１６】
また、実施例１の素子構造に比べ、フローティング電極を成膜しないもの、すなわち、
「ＩＴＯ（１１０ｎｍ）＼ＣｕＰｃ（２０ｎｍ）＼α−ＮＰＤ（３０ｎｍ）＼Ａｌｑ（１
５０ｎｍ）＼ＣａＦ2（２ｎｍ）＼Ａｌ（１００ｎｍ）」の構造を有するＥＬ素子も作製
した。この素子は図４（ｂ）の構造に相当するが、以下、素子Ｂと称する。なお、画素の
大きさは２ｍｍ角である。
【０１１７】
素子Ａおよび素子Ｂの初期特性を、素子Ｃと合わせて図６中に図示した。本発明の素子
Ｃは、素子Ａには及ばないものの、素子Ｂに比べれば遙かに特性を改善できている。した
がって、本発明を実施することにより、膜厚を厚くしても、ある程度の電圧で駆動できる
ことがわかった。
【実施例２】
【０１１８】
本実施例では、図１に示した本発明のＥＬ素子を具体的に例示する。なお、本実施例に
おいては、電界発光膜にホールブロック性材料を導入した本発明のＥＬ素子（以下、素子
Ｄと称する）と、電子輸送補助層にホールブロック性材料を導入した本発明のＥＬ素子（
以下、素子Ｅと称する）の二例を例示する。
【０１１９】
素子Ｄの構造は、「ＩＴＯ（１１０ｎｍ）＼ＣｕＰｃ（２０ｎｍ）＼α−ＮＰＤ（３０
ｎｍ）＼Ａｌｑ（４０ｎｍ）＼ＢＣＰ（１０ｎｍ）＼ＣａＦ2（２ｎｍ）＼Ａｌ（２０ｎ
ｍ）＼Ａｕ（２０ｎｍ）＼Ａｌｑ（１００ｎｍ）＼ＣａＦ2（２ｎｍ）＼Ａｌ（１００ｎ
ｍ）」とした。また、素子Ｅの構造は、「ＩＴＯ（１１０ｎｍ）＼ＣｕＰｃ（２０ｎｍ）
＼α−ＮＰＤ（３０ｎｍ）＼Ａｌｑ（５０ｎｍ）＼ＣａＦ2（２ｎｍ）＼Ａｌ（２０ｎｍ
）＼ＢＣＰ（１００ｎｍ）＼Ａｌ（１００ｎｍ）」とした。素子Ｄおよび素子Ｅにおける
ホールブロック性材料は共に、ＢＣＰである。なお、いずれの素子においても、画素の大
きさは２ｍｍ角である。
【０１２０】
これらの初期特性（上から順に、輝度−電流密度特性、輝度−電圧特性、および電流−
電圧特性）を図７に示す。いずれも２００ｎｍ程度の厚膜にもかかわらず、十分な電流が
流れ、十分に低い駆動電圧にて発光することがわかる。また、素子Ｄよりも素子Ｅの方が
特性がよいため、ホールブロック性材料は電子輸送補助層に導入した方がよいことがわか
る。
【０１２１】
［比較例２］
比較のため、素子Ａのデータも図７に図示した。この図からわかるとおり、本発明のＥ
Ｌ素子においてホールブロック性材料を導入することにより、従来のＥＬ素子に比べて倍
の膜厚にもかかわらず、従来のＥＬ素子よりも駆動電圧が低下する現象が見られた。特に
、高輝度側での低電圧化が顕著であるが、電流−電圧特性を見てもわかるとおり、ダイオ
ード特性の立ち上がりが急峻になっている（高電圧側で電流が流れやすくなっている）こ
とが原因と思われる。
【０１２２】
以上のことから、本発明を実施することにより、膜厚を厚くしても、従来よりも低い電
圧で駆動できることがわかった。
【実施例３】
【０１２３】
本実施例では、図２に示した本発明のＥＬ素子を具体的に例示する。
【０１２４】
基本的には図１とは逆向きのプロセスを経ることにより、図２の素子を作製することが
できる。まず、陰極２０２としてＡｌが１００ｎｍ成膜された基板に、電子輸送補助層２
０５としてＢＣＰを１００ｎｍ成膜し、さらにフローティング電極２０４として、Ａｌ：
Ｌｉ合金を２０ｎｍ成膜する。
【０１２５】
次に、電子輸送性発光材料であるＡｌｑを５０ｎｍ、正孔輸送性材料であるα−ＮＰＤ
を３０ｎｍ、正孔注入性材料であるＣｕＰｃを２０ｎｍ、順次積層し、電界発光膜２０３
を形成する。最後に陽極２０１としてＡｕを２０ｎｍ程度成膜することにより、本発明の
ＥＬ素子を得る。本実施例の場合、上面側（Ａｕ側）から発光を取り出す。
【実施例４】
【０１２６】
本実施例では、下面出射構造の発光装置の一例を例示する。その概略図を図８に示す。
【０１２７】
図８（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断
面図である。点線で示された８０１はソース信号線駆動回路、８０２は画素部、８０３は
ゲート信号線駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５は密閉空間の間隔を保持
するためのギャップ材が含有されているシール材であり、シール材８０５で囲まれた内側
は、不活性気体（代表的には窒素）で充填されている。シール材８０５で囲まれた内側の
空間は乾燥剤８０７によって微量な水分が除去され、十分乾燥している。
【０１２８】
なお、８０８はソース信号線駆動回路８０１及びゲート信号線駆動回路８０３に入力さ
れる信号を伝送するための配線であり、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）８０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。
【０１２９】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０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８０１と画
素部８０２が示されている。なお、ソース信号線駆動回路８０１はｎチャネル型ＴＦＴ８
２３とｐチャネル型ＴＦＴ８２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。
【０１３０】
また、画素部８０２はスイッチング用ＴＦＴ８１１と、電流制御用ＴＦＴ８１２とその
ドレインに電気的に接続された透明な導電膜からなる第１の電極（陽極）８１３を含む複
数の画素により形成される。
【０１３１】
ここでは第１の電極８１３が接続電極と一部重なるように形成され、第１の電極８１３
はＴＦＴのドレイン領域と接続電極を介して電気的に接続している構成となっている。第
１の電極８１３は透明性を有し、且つ、仕事関数の大きい導電膜（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（Ｚｎ
Ｏ）等）を用いることが望ましい。
【０１３２】
また、第１の電極（陽極）８１３の両端には絶縁物（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼
ばれる）８１４が形成される。カバレッジを良好なものとするため、絶縁物８１４の上端
部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。また、絶縁物８１４を窒化
アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素膜
からなる保護膜で覆ってもよい。
【０１３３】
また、第１の電極（陽極）８１３上には、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジ
ェット法によって有機化合物を含む層８１５を選択的に形成する。なお、本実施例におけ
る有機化合物を含む層８１５とは、図１における電界発光膜１０３、フローティング電極
１０４、および電子輸送補助層１０５の三つからなる層のことをさす。具体的には、実施
例２で示したような構造を形成すればよい。ただし、フローティング電極は、クロストー
クを防ぐために画素ごとに塗り分けることが好ましい。
【０１３４】
さらに、有機化合物を含む層８１５上には第２の電極（陰極）８１６が形成される。陰極
としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡ
ｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、またはＣａ3Ｎ2）を用いればよい。こうして、第１
の電極（陽極）８１３、有機化合物を含む層８１５、及び第２の電極（陰極）８１６から
なる本発明のＥＬ素子８１８が形成される。ＥＬ素子８１８は、図８中に示した矢印方向
に発光する。ここではＥＬ素子８１８はＲ、Ｇ、或いはＢの単色発光が得られるＥＬ素子
の一つであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光が得られる有機化合物を含む層をそれぞれ選択的に形成
した３つのＥＬ素子でフルカラーとする。
【０１３５】
また、ＥＬ素子８１８を封止するために保護層８１７を形成する。この保護層８１７とし
てはスパッタ法（ＤＣ方式やＲＦ方式）やＰＣＶＤ法により得られる窒化珪素または窒化
酸化珪素を主成分とする絶縁膜、または炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ膜、ＣＮ膜など
）、またはこれらの積層を用いることが好ましい。シリコンターゲットを用い、窒素とア
ルゴンを含む雰囲気で形成すれば、水分やアルカリ金属などの不純物に対してブロッキン
グ効果の高い窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲットを用いてもよい。ま
た、保護層は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて形成してもよい。
【０１３６】
また、ＥＬ素子８１８を封止するために不活性気体雰囲気下でシール材８０５により封
止基板８０４を貼り合わせる。封止基板８０４には予めサンドブラスト法などによって形
成した凹部が形成されており、その凹部に乾燥剤８０７を貼り付けている。なお、シール
材８０５としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール材８０５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。
【０１３７】
また、本実施例では凹部を有する封止基板８０４を構成する材料として金属基板、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。また、内側に乾燥剤を貼りつけた金属缶で封止することも可能であ
る。
【実施例５】
【０１３８】
本実施例では、上面出射構造の発光装置の一例を例示する。その概略図を図９に示す。
【０１３９】
図９（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断
面図である。点線で示された９０１はソース信号線駆動回路、９０２は画素部、９０３は
ゲート信号線駆動回路である。また、９０４は透明な封止基板、９０５は第１のシール材
であり、第１のシール材９０５で囲まれた内側は、透明な第２のシール材９０７で充填さ
れている。なお、第１のシール材９０５には基板間隔を保持するためのギャップ材が含有
されている。
【０１４０】
なお、９０８はソース信号線駆動回路９０１及びゲート信号線駆動回路９０３に入力さ
れる信号を伝送するための配線であり、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）９０９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。
【０１４１】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板９１０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９０１と画
素部９０２が示されている。
【０１４２】
なお、ソース信号線駆動回路９０１はｎチャネル型ＴＦＴ９２３とｐチャネル型ＴＦＴ
９２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、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。
【０１４３】
また、画素部９０２はスイッチング用ＴＦＴ９１１と、電流制御用ＴＦＴ９１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極（陽極）９１３を含む複数の画素により形成さ
れる。電流制御用ＴＦＴ９１２としてはｎチャネル型ＴＦＴであってもよいし、ｐチャネ
ル型ＴＦＴであってもよいが、陽極と接続させる場合、ｐチャネル型ＴＦＴとすることが
好ましい。また、保持容量（図示しない）を適宜設けることが好ましい。なお、ここでは
無数に配置された画素のうち、一つの画素の断面構造のみを示し、その一つの画素に２つ
のＴＦＴを用いた例を示したが、３つ、またはそれ以上のＴＦＴを適宜、用いてもよい。
【０１４４】
ここでは第１の電極９１３がＴＦＴのドレインと直接接している構成となっているため
、第１の電極９１３の下層はシリコンからなるドレインとオーミックコンタクトのとれる
材料層とし、有機化合物を含む層と接する最上層を仕事関数の大きい材料層とすることが
望ましい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３
層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタクトがとれ、
且つ、陽極として機能させることができる。また、第１の電極９１３は、窒化チタン膜、
クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層としてもよいし、３層以上の積層
を用いてもよい。
【０１４５】
また、第１の電極（陽極）９１３の両端には絶縁物（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼
ばれる）９１４が形成される。絶縁物９１４は有機樹脂膜もしくは珪素を含む絶縁膜で形
成すれば良い。ここでは、絶縁物９１４として、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いて
図９に示す形状の絶縁物を形成する。
【０１４６】
カバレッジを良好なものとするため、絶縁物９１４の上端部または下端部に曲率を有する
曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物９１４の材料としてポジ型の感光性アクリ
ルを用いた場合、絶縁物９１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する
曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物９１４として、感光性の光によってエッチ
ャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型の
いずれも使用することができる。
【０１４７】
また、絶縁物９１４を窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、炭素を主成分とす
る薄膜、または窒化珪素膜からなる保護膜で覆ってもよい。
【０１４８】
また、第１の電極（陽極）９１３上には、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジ
ェット法によって有機化合物を含む層９１５を選択的に形成する。なお、本実施例におけ
る有機化合物を含む層９１５とは、図１における電界発光膜１０３、フローティング電極
１０４、および電子輸送補助層１０５の三つからなる層のことをさす。具体的には、実施
例２で示したような構造を形成すればよい。ただし、フローティング電極は、クロストー
クを防ぐために画素ごとに塗り分けることが好ましい。
【０１４９】
さらに、有機化合物を含む層９１５上には第２の電極（陰極）９１６が形成される。陰極
としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡ
ｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ2、またはＣａ3Ｎ2）を用いればよい。ここでは、発光
が透過するように、第２の電極（陰極）９１６として、膜厚を薄くした金属薄膜と、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（Ｉｎ2
Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いる。こうして、第１の電極（陽
極）９１３、有機化合物を含む層９１５、及び第２の電極（陰極）９１６からなる本発明
のＥＬ素子９１８が形成される。ここではＥＬ素子９１８は白色発光とする例とするので
着色層９３１と遮光層（ＢＭ）９３２からなるカラーフィルター（簡略化のため、ここで
はオーバーコート層は図示しない）を設けている。
【０１５０】
また、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光が得られる有機化合物を含む層をそれぞれ選択的に形成すれば
、カラーフィルターを用いなくともフルカラーの表示を得ることができる。
【０１５１】
また、ＥＬ素子９１８を封止するために透明保護層９１７を形成する。この透明保護層９
１７としてはスパッタ法（ＤＣ方式やＲＦ方式）やＰＣＶＤ法により得られる窒化珪素ま
たは窒化酸化珪素を主成分とする絶縁膜、炭素を主成分とする薄膜（ダイヤモンドライク
カーボン：ＤＬＣ膜、窒化炭素：ＣＮ膜など）、またはこれらの積層を用いることが好ま
しい。シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で形成すれば、水分やア
ルカリ金属などの不純物に対してブロッキング効果の高い窒化珪素膜が得られる。また、
窒化シリコンターゲットを用いてもよい。また、透明保護層は、リモートプラズマを用い
た成膜装置を用いて形成してもよい。また、透明保護層に発光を通過させるため、透明保
護層の膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。
【０１５２】
また、ＥＬ素子９１８を封止するために不活性気体雰囲気下で第１シール材９０５、第
２シール材９０７により封止基板９０４を貼り合わせる。なお、第１シール材９０５、第
２シール材９０７としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第１シール材９
０５、第２シール材９０７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。
【０１５３】
また、本実施例では封止基板９０４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。ま
た、第１シール材９０５、第２シール材９０７を用いて封止基板９０４を接着した後、さ
らに側面（露呈面）を覆うように第３のシール材で封止することも可能である。
【０１５４】
以上のようにしてＥＬ素子を第１シール材９０５、第２シール材９０７に封入すること
により、ＥＬ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。
【０１５５】
なお、第１の電極９１３として透明導電膜を用いれば両面発光型の発光装置を作製する
ことができる。
【実施例６】
【０１５６】
実施例４や実施例５で述べた本発明の発光装置は、歩留まりがよい上に、寿命および駆
動電圧にも優れた発光装置である。したがって、本発明の発光装置を用いた電気器具は、
歩留まりが良好で、なおかつ長保ちする利点がある。特に電源としてバッテリーを使用す
る携帯機器のような電気器具に関しては、低消費電力化が便利さに直結する（電池切れが
起こりにくい）ため、駆動電圧に優れた本発明の発光装置は極めて有用である。
【０１５７】
電気器具の例としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプレイ
（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、プロジェクタ、カーステレオ、パー
ソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等
）などが挙げられる。それらの一例を図１０、図１１に示す。
【０１５８】
図１０（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体１００１、画像入力部１００２、表
示部１００３、キーボード１００４等を含む。
【０１５９】
図１０（Ｂ）はビデオカメラであり、本体１１０１、表示部１１０２、音声入力部１１０
３、操作スイッチ１１０４、バッテリー１１０５、受像部１１０６等を含む。
【０１６０】
図１０（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体１２０１、
カメラ部１２０２、受像部１２０３、操作スイッチ１２０４、表示部１２０５等を含む。
【０１６１】
図１０（Ｄ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレー
ヤーであり、本体１４０１、表示部１４０２、スピーカ部１４０３、記録媒体１４０４、
操作スイッチ１４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇ
ｔｉａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲー
ムやインターネットを行うことができる。
【０１６２】
図１０（Ｅ）はデジタルカメラであり、本体１５０１、表示部１５０２、接眼部１５０
３、操作スイッチ１５０４、受像部（図示しない）等を含む。
【０１６３】
図１１（Ａ）は携帯電話であり、本体１６０１、音声出力部１６０２、音声入力部１６
０３、表示部１６０４、操作スイッチ１６０５、アンテナ１６０６、画像入力部（ＣＣＤ
、イメージセンサ等）１６０７等を含む。
【０１６４】
図１１（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体１７０１、表示部１７０２、１７０
３、記憶媒体１７０４、操作スイッチ１７０５、アンテナ１７０６等を含む。
【０１６５】
図１１（Ｃ）はディスプレイであり、本体１８０１、支持台１８０２、表示部１８０３
等を含む。
【０１６６】
なお、図１１（Ｃ）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。
【０１６７】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に適用することが
可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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