(57)【要約】【課題】画像ボケを効果的に抑制することができ、高解像度での表示装置を提供される。特にアクテイブ駆動のフルカラー表示装置を提供される。またその製造方法を提供する。【解決手段】基板２と、該基板の面方向に複数配置された一次画素１０，２０，３０とを有する表示装置であって、前記一次画素は、前記基板上に、それぞれ異なる波長域の光を発光する複数の二次画素が、封止絶縁膜１８，２８を介して積層して構成されており、前記二次画素は、それぞれ、発光素子１４，２４，３４と、該発光素子を駆動するＴＦＴ１２，２２，３２とを有し、前記ＴＦＴが、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有し、前記活性層が酸化物半導体又は有機半導体により形成されている。【選択図】図２
2010015092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の面方向に複数配置された一次画素とを有する表示装置であって、
前記一次画素は、前記基板上に、それぞれ異なる波長域の光を発光する複数の二次画素が、厚さ方向に隣接する二次画素の間に少なくとも封止絶縁膜を介して積層して構成されており、
前記複数の二次画素は、それぞれ、前記光を発光する発光素子と、該発光素子を駆動する薄膜電界効果型トランジスタとを有し、前記薄膜電界効果型トランジスタが、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有し、前記活性層が酸化物半導体又は有機半導体により形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記封止絶縁膜が、無機化合物により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記厚さ方向に隣接する二次画素が、前記封止絶縁膜と、該封止絶縁膜上に設けられた平坦化層を介して積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記平坦化層が樹脂より形成され、膜厚が５０ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記一次画素が、少なくとも赤色、緑色、及び青色の３色にそれぞれ対応した光を発光する３種類の二次画素を積層して有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記赤色、緑色、及び青色発光の二次画素を駆動する薄膜トランジスタの活性層のキャリア移動度が互いに異なることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記発光素子が有機電界発光素子であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記有機電界発光素子の発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記基板が、可撓性基板であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記酸化物半導体が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物であることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層を有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と電気的に接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と電気的に接していることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
基板の面方向に複数配置された一次画素を有し、前記一次画素は、前記基板上に、それぞれ異なる波長域の光を発光する複数の二次画素が、厚さ方向に隣接する二次画素の間に少なくとも封止絶縁膜及び平坦化層を介して積層された構成を有し、前記複数の二次画素は、それぞれ、前記光を発光する発光素子と、該発光素子を駆動する薄膜電界効果型トランジスタより構成される表示装置の製造方法であって、少なくとも第１の波長域の光を発光する二次画素を前記基板の面方向に複数配列後、前記封止絶縁膜及び平坦化層を形成し、続いて第２の波長域の光を発光する二次画素を前記基板の面方向に複数配列する工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記一次画素が、少なくとも赤色、緑色、及び青色の３色にそれぞれ対応した光を発光する３種類の二次画素を積層して有することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記薄膜電界効果型トランジスタが活性層にアモルファス酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタであり、前記発光素子が有機電界発光素子であり、前記薄膜電界効果型トランジスタ及び有機電界発光素子の全ての形成工程を０℃以上２００℃以下の温度範囲で行うことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記活性層のアモルファス酸化物半導体がＩｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物であることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記基板として、可撓性基板を用いることを特徴とする請求項１２〜請求項１５のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその製造方法、特に、アクテイブマトリックス駆動表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子表示装置は、現在の社会において情報伝達に欠くことのできないものであり、テレビ、コンピュータ表示装置等に利用されている。従来知られている表示装置としては、プラズマ表示装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）、薄膜エレクトロルミネセント表示装置等がある。液晶表示装置（ＬＣＤ）は、ある種の有機化合物分子の電子光学特性を利用したもので、これらの分子自身が発光するものではない。このＬＣＤの動作には一応の信頼性があるが、コントラストや解像度が比較的低く、また高出力のバックライト照射が必要である。また、アクティブマトリクス式の表示装置では、それぞれが１つの画素を駆動できるようなトランジスター配列を必要とする。また、カラー表示装置は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の光によって色再現される。例えば、これらの各色の光を発光する３種類の画素を基板平面上並ぶように配置したタイプがある。しかし、この場合、同種の受光画素だけを配置したモノクロタイプのものに比べ、解像度が１／３となってしまう。
【０００３】
一方、ＲＧＢの画素をそれぞれ別々の基板に形成してこれらを重ね合わせた構成を用いることもできる。また、１枚の透明基板の表裏面に２色（例えばＲとＢ）に対応した画素を形成し、さらに別の基板に残りの１色（例えばＧ）に対応した画素を形成し、これらを重ね合わせた表示装置が提案されている。このように各色に対応した画素を重ね合わせれば、フルカラーに対応するとともに解像度の向上を図ることができる。しかしながら、画素間に介在する基板（中間基板）の厚み分のギャップができるため、画像がボケやすいという問題がある。
【０００４】
さらに、発光色の異なる複数の発光素子を互いに積層した構成の多色有機電界発光素子（以後の説明で、有機ＥＬ素子と表記することがある）構成体が開示されている（例えば、特許文献１参照）。該開示に寄れば、一の発光素子の上に他の発光素子を互いに積み重ねた、複数の、少なくとも第１と第２の有機ＬＥＤ発光素子層からなり、それぞれの有機ＥＬ素子を透明な導電層で互いに分離した構造が特徴であり、該積層された構造体の外部に各々Ｒ、Ｇ、Ｂの発光素子を駆動するための駆動回路が配置され、それぞれ別個のバイアス電圧を付与できるようにされている。従って、該多色有機ＥＬ素子構成体の構造ではＲ、Ｇ、Ｂの発光素子の積層により画素が高密度化される。しかしながら、配線が非常に多いうえに積層になっているのでその引き回しが複雑になるという問題がある上、積層された各発光素子が電極を共有しあうために共通のグランド線を設けることができないので線順次駆動ができず、駆動の面で大変不利になる。
【０００５】
また、一対の電極間に発光層を有する有機ＥＬ素子、及び電界効果型トランジスタを備え、電界効果型トランジスタ（以後の説明に於いて、ＴＦＴと表記する場合がある）の活性層は、電子キャリア濃度が１０１８／ｃｍ３未満の非晶質酸化物、あるいは電子キャリア濃度が増加すると共に、電子移動度が増加する傾向を示す非晶質酸化物、又はノーマリーオフを実現し得る透明な非晶質酸化物半導体を用いた表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、透明な非晶質酸化物半導体の場合、電極にも透明材料を用いることにより、透明ＴＦＴを作製して、有機ＥＬ素子とＴＦＴを積層した構成も開示されている。
【特許文献１】特表平１０−５０３８７８号公報
【特許文献２】特開２００６−１８６３１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高輝度及び耐久性に優れた表示装置を提供すること、特に、アクテイブマトリックス駆動による高品質の多色表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明では以下の表示装置及びその製造方法が提供される。
【０００８】
＜１＞  基板と、該基板の面方向に複数配置された一次画素とを有する表示装置であって、
前記一次画素は、前記基板上に、それぞれ異なる波長域の光を発光する複数の二次画素が、厚さ方向に隣接する二次画素の間に少なくとも封止絶縁膜を介して積層して構成されており、
前記複数の二次画素は、それぞれ、前記光を発光する発光素子と、該発光素子を駆動する薄膜電界効果型トランジスタとを有し、前記薄膜電界効果型トランジスタが、ゲート電極、ゲート絶縁膜、活性層、ソース電極、及びドレイン電極を有し、前記活性層が酸化物半導体又は有機半導体により形成されていることを特徴とする表示装置。
＜２＞  前記封止絶縁膜が、無機化合物により形成されていることを特徴とする＜１＞に記載の表示装置。
＜３＞  前記厚さ方向に隣接する二次画素が、前記封止絶縁膜と、該封止絶縁膜上に設けられた平坦化層を介して積層されていることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の表示装置。
＜４＞  前記平坦化層が樹脂より形成され、膜厚が５０ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする＜３＞に記載の表示装置。
＜５＞  前記一次画素が、少なくとも赤色、緑色、及び青色の３色にそれぞれ対応した光を発光する３種類の二次画素を積層して有することを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の表示装置。
＜６＞  前記赤色、緑色、及び青色発光の二次画素を駆動する薄膜トランジスタの活性層のキャリア移動度が互いに異なることを特徴とする＜５＞に記載の表示装置。
＜７＞  前記発光素子が有機電界発光素子であることを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれかに記載の表示装置。
＜８＞  前記有機電界発光素子の発光材料がリン光発光材料であることを特徴とする＜７＞に記載の表示装置。
＜９＞前記基板が、可撓性基板であることを特徴とする＜１＞〜＜８＞のいずれかに記載の表示装置。
＜１０＞  前記酸化物半導体が、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物であることを特徴とする＜１＞〜＜９＞のいずれかに記載の表示装置。
＜１１＞  前記活性層と前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方との間に抵抗層を有し、前記活性層が前記ゲート絶縁膜と電気的に接し、前記抵抗層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極の少なくとも一方と電気的に接していることを特徴とする＜１＞〜＜１０＞のいずれかに記載の表示装置。
＜１２＞  基板の面方向に複数配置された一次画素を有し、前記一次画素は、前記基板上に、それぞれ異なる波長域の光を発光する複数の二次画素が、厚さ方向に隣接する二次画素の間に少なくとも封止絶縁膜及び平坦化層を介して積層された構成を有し、前記複数の二次画素は、それぞれ、前記光を発光する発光素子と、該発光素子を駆動する薄膜電界効果型トランジスタより構成される表示装置の製造方法であって、少なくとも第１の波長域の光を発光する二次画素を前記基板の面方向に複数配列後、前記封止絶縁膜及び平坦化層を形成し、続いて第２の波長域の光を発光する二次画素を前記基板の面方向に複数配列する工程を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
＜１３＞  前記一次画素が、少なくとも赤色、緑色、及び青色の３色にそれぞれ対応した光を発光する３種類の二次画素を積層して有することを特徴とする＜１２＞に記載の表示装置の製造方法。
＜１４＞  前記薄膜電界効果型トランジスタが活性層にアモルファス酸化物半導体を用いた薄膜トランジスタであり、前記発光素子が有機電界発光素子であり、前記薄膜電界効果型トランジスタ及び有機電界発光素子の全ての形成工程を０℃以上２００℃以下の温度範囲で行うことを特徴とする＜１２＞又は＜１３＞に記載の表示装置の製造方法。
＜１５＞  前記活性層のアモルファス酸化物半導体がＩｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物であることを特徴とする＜１４＞に記載の表示装置の製造方法。
＜１６＞  前記基板として、可撓性基板を用いることを特徴とする＜１２＞〜＜１５＞のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各画素の発光面積が大きく確保されるので、高輝度及び耐久性に優れた表示装置が提供される。特に、アクテイブマトリックス駆動による高品質の多色表示装置が提供される。また、平面上配列された多数の画素の有機ＥＬ素子部をベタ成膜により形成することができるので、生産性上利点を有し、且つ大面積の表示装置の製造にも適した製造方法が提供される。
【００１０】
本発明によれば、表示装置の開口率が原理的には３倍になる。このために発光素子に流れる電流密度が小さくなり輝度劣化が抑制される。また、画素パターニング精度のマージンが大きくなる。同じパターニング精度で比較すると、より高精細化が可能となる。
積層型にすることによって有機発光層をベタ成膜で形成できる。またアクティブ駆動であることによって上部電極もベタ成膜できる。従って、メタルマスクの加工精度、蒸着のアライメント精度によらずパネルの高精細化が可能となり、歩留まり向上にもつながる。
本発明はりん光発光材料を用いた場合に特にメリットが大きい。りん光発光材料はロールオフ現象のために高電流駆動になるほど効率が低下するという問題があるが、積層型によって電流密度を低減することができるため、より高効率でＥＬ素子を駆動することができる。
本発明の表示装置は低温で成膜できるので、フレキシブル基板上に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
１．構成
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る表示装置１の基板２の面方向における一次画素４の配列の一例を示す概略平面図である。図２は、一次画素４を構成する二次画素１０，２０，３０の層構成の一例を示す概略断面図である。
図２に示されるように、本実施形態に係る表示装置１は、基板２上にそれぞれ異なる波長域の光（Ｂ、Ｇ、Ｒ）を発光する３種類の画素（二次画素）１０，２０，３０が厚さ方向に順次積層されている。また、隣接する二次画素の間には、それぞれ封止絶縁膜１８，２８と平坦化層１９，２９が介在している。最外層には保護層として封止絶縁膜３８が積層されている。
【００１２】
図３は、基板２上に最初に形成されている第１の二次画素１０の構成をより具体的に示している。基板２上に、ＴＦＴ部４０は、ゲート電極４４、ゲート絶縁膜４６、活性層４８、ドレイン電極５０、及びソース電極５２を有し、活性層４８は酸化物半導体又は有機半導体により形成されている。絶縁層５４を介して、有機ＥＬ素子部が積層される。該有機ＥＬ素子部は、下部電極１２、発光層を含む有機層１４、及び上部電極１６を積層して有する。下部電極１２は、絶縁層５４に設けられたコンタクトホールによってソース電極５２と電気的に結合している。上部電極１６の上に封止層１８及び平坦化層１９が設置される。
【００１３】
一方、第２及び第３の二次画素は、それぞれ有機ＥＬ素子部において異なる波長域の発光材料を用いる以外は、第１の二次画素と同様の構成とすることができる。第２及び第３の二次画素も、第１の二次画素と同様に、それぞれを独立に駆動するＴＦＴを有する。第２及び第３の二次画素のＴＦＴは、第１の二次画素のＴＦＴと同様のＴＦＴが用いられる。
第１の二次画素と第２の二次画素、及び第２の二次画素と第３の二次画素の間は封止層及び平坦化層が介在する。
【００１４】
以下、主に第１の二次画素１０の構成について説明する。
基板２上において、上記のようなそれぞれＢ、Ｇ、Ｒに対応した二次画素１０，２０，３０が、封止絶縁膜１８，２８を介して積層することによって一次画素４が構成されている。そして、一次画素４は、図１に示したように、基板２の面方向に例えばマトリクス状に配置されている。一次画素４の配列（アレイ）は、図１に示したように基板２上にマトリクス状に配列すれば解像度の向上に有利となるが、これに限定されず、要求される解像度等に応じて適宜設定すればよい。また、一次画素４のサイズや数も要求される解像度に応じて決めればよく、例えば２００ｐｐｉ以上とすることもできる。
【００１５】
＜基板＞
基板２の材質は特に限定されることはなく、例えばＹＳＺ（ジルコニア安定化イットリウム）、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレ−ト、アリルジグリコールカーボネ−ト、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の合成樹脂等の有機材料、などが挙げられる。前記有機材料の場合、光透過性、耐熱性、寸法安定性、表面平滑性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性等に優れていることが好ましい。
【００１６】
本実施形態の表示装置１は、特に可撓性基板を好適に用いることができる。可撓性基板２に用いる材料としては、光透過率の高い有機プラスチックフィルムが好ましく、上記有機材料のプラスチックフィルムを好適に用いることができる。また、フィルム状プラスチック基板２には、絶縁性が不十分の場合は絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、フィルム状プラスチック基板２の平坦性や、薄膜トランジスタ４０等の密着性を向上させるためのアンダーコート層等を備えることも好ましい。
【００１７】
可撓性基板を用いる場合、その厚みは材質にもよるが、基板２上に形成された受光画素等を確実に支持することができるとともに、基板２を自由に曲げることができる厚さとすることが好ましく、例えば、１０μｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは、２０μｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができる。
このようなプラスチック製の可撓性基板２を用いれば、曲げたり、丸めたりするなど自由に変形することができ、装置の小型化や軽量化に寄与することも可能となる。
【００１８】
図２に示すように基板２側から光を取り出す場合には、光透過性の高い基板２を用いる。基板２は光透過率が高いほど好ましい。一方、基板２とは反対側、つまり上部電極側から光りを取り出す場合には、基板２は透明である必要はなく、例えば金属基板や半導体基板などの不透明な基板を用いることもできる。
【００１９】
＜ＴＦＴ＞
ＴＦＴ４０は、ゲート電極４４、ゲート絶縁膜４６、活性層４８、ドレイン電極５０、及びソース電極５２を有し、活性層４８は、酸化物半導体又は有機半導体により形成されている。第２及び第３の二次画素２０，３０にもそれぞれ同様の構成のＴＦＴ部２２，３２が設けられている。
【００２０】
図４は、本発明に用いられるＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の画素回路の一例の模式図である。本発明における表示装置の回路は、特に図４に示すものに限定されるものではなく、従来公知の回路をそのまま応用することができる。
【００２１】
なお、一つの二次画素におけるＴＦＴは少なくとも１つ形成すればよいが、２つ以上設けることもできる。
【００２２】
−活性層−
活性層４８を酸化物半導体により形成すれば、アモルファスシリコンの活性層に比べて電荷の移動度がはるかに高く、低電圧で駆動させることができる。また、酸化物半導体を用いれば、通常、シリコンよりも光透過性が高く、可撓性を有する活性層４８を形成することができる。また、酸化物半導体、特にアモルファス酸化物半導体は、低温（例えば室温）で均一に成膜が可能であるため、プラスチックのような可撓性のある樹脂基板２を用いるときに特に有利となる。また、複数の二次画素を積層させるため、上段の二次画素を形成する際に下段の二次画素が影響を受ける。特に有機発光層は熱の影響を受けやすいが、酸化物半導体、特にアモルファス酸化物半導体は低温成膜が可能であるため有利である。
【００２３】
活性層４８を形成するための酸化物半導体としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が更に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される酸化物半導体が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。この組成のアモルファス酸化物半導体の特徴としては、電気伝導度が増加するにつれ、電子移動度が増加する傾向を示す。
【００２４】
ここで電気伝導度とは、物質の電気伝導のしやすさを表す物性値であり、物質のキャリア濃度ｎ、キャリア移動度μとすると物質の電気伝導度σは以下の式で表される。
σ＝ｎｅμ
活性層４８がｎ型半導体である時はキャリアは電子であり、キャリア濃度とは電子キャリア濃度を、キャリア移動度とは電子移動度を示す。同様に活性層４８がｐ型半導体ではキャリアは正孔であり、キャリア濃度とは、正孔キャリア濃度を、キャリア移動度とは正孔移動度を示す。尚、物質のキャリア濃度とキャリア移動度とは、ホール測定により求めることができる。
電気伝導度は、厚みが分かっている膜のシート抵抗を測定することにより、膜の電気伝導度を求めることができる。半導体の電気伝導度は温度により変化するが、本願明細書における電気伝導度は、室温（２０℃）での電気伝導度を示す。
【００２５】
活性層４８を形成する酸化物半導体としては、前記したようにＩｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含むｎ型酸化物半導体が好ましいが、ＺｎＯ・Ｒｈ２Ｏ３、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２のようなｐ型酸化物半導体を活性層４８に用いることもできる。
【００２６】
活性層４８の電気伝導度は、活性層４８のドレイン電極５０及びソース電極５２近傍よりゲート絶縁膜４６近傍において高くすることが好ましい。より好ましくは、ゲート絶縁膜４６近傍の電気伝導度のドレイン電極５０及びソース電極５２近傍の電気伝導度に対する比率（ゲート絶縁膜４６近傍の電気伝導度／ドレイン電極５０及びソース電極５２近傍の電気伝導度）が、好ましくは、１０１以上１０１０以下であり、より好ましくは、１０２以上１０８以下である。好ましくは、活性層４８のゲート絶縁膜４６界面近傍の電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。
【００２７】
活性層と抵抗層を積層した層構成が好ましい。例えば、図５に示すように活性層４８ｂと抵抗層４８ａより形成され、前記活性層４８ｂが前記ゲート絶縁膜４６と電気的に接し、前記抵抗層４８ａが前記ソース電極５２及び前記ドレイン電極５０の少なくとも一方と電気的に接している。より好ましくは、活性層４８ｂの電気伝導度の抵抗層４８ａの電気伝導度に対する比率（活性層４８ｂの電気伝導度／抵抗層４８ａの電気伝導度）が、１０１以上１０１０以下であり、さらに好ましくは、１０２以上１０８以下である。
また、好ましくは、活性層４８ｂの電気伝導度が１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。抵抗層４８ａの電気伝導度は、好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以下、より好ましくは１０−９Ｓｃｍ−１以上１０−３Ｓｃｍ−１以下である。
【００２８】
上記のようなＩＧＺＯ等のアモルファス酸化物半導体により２層構造の活性層４８ａ，４８ｂを形成すれば、移動度が１０ｃｍ２／（Ｖ・秒）以上の高い移動度のＴＦＴで、ＯＮ／ＯＦＦ比が１０６以上のトランジスタ特性を実現でき、一層低電圧化を図ることができる。
【００２９】
また、各二次画素１０，２０，３０に設ける薄膜トランジスタは、ボトムゲート型及びトップゲート型のいずれでもよい。例えば図６に示すように、基板２側から、ドレイン・ソース電極５０，５２、活性層４８ａ，４８ｂ、ゲート絶縁膜４６、及びゲート電極４４を順次積層して構成した薄膜トランジスタとすることもできる。
なお、図５及び図６では、基板２上に絶縁膜３が形成され、その上に薄膜トランジスタが形成されている。特に金属基板や半導体基板のように導電性を有する基板を用いる場合には、このような絶縁膜を形成して絶縁基板とすることができる。
【００３０】
本発明に係る活性層４８は、上述のように活性層４８のドレイン電極５０及びソース電極５２近傍よりゲート絶縁膜４６近傍において電気伝導度がより大きくなるように調整することが好ましい。活性層４８を酸化物半導体で形成する場合、電気伝導度の調整手段として下記の手段を挙げることが出来る。
【００３１】
（１）酸素欠陥による調整
酸化物半導体において、酸素欠陥ができると、キャリア電子が発生し、電気伝導度が大きくなることが知られている。よって、酸素欠陥量を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度を制御することが可能である。酸素欠陥量を制御する具体的な方法としては、成膜中の酸素分圧、成膜後の後処理時の酸素濃度と処理時間等がある。ここでいう後処理とは、具体的に１００℃以上の熱処理、酸素プラズマ、ＵＶオゾン処理などがある。これらの方法の中でも、生産性の観点から成膜中の酸素分圧を制御する方法が好ましい。成膜中の酸素分圧を調整することにより、酸化物半導体の電気伝導度の制御を行うことができる。
【００３２】
（２）組成比による調整
酸化物半導体の金属組成比を変えることにより、電気伝導度を変化させることもできる。例えば、ＩｎＧａＺｎ１−ＸＭｇＸＯ４において、Ｍｇの比率が増えていくと、電気伝導度が小さくなる。また、（Ｉｎ２Ｏ３）１−Ｘ（ＺｎＯ）Ｘの酸化物系において、Ｚｎ／Ｉｎ比が１０％以上では、Ｚｎ比率が増加するにつれ、電気伝導度が小さくなることが報告されている（「透明導電膜の新展開ＩＩ」、シーエムシー出版、３４頁−３５頁）。これら組成比を変える具体的な方法としては、例えば、スパッタによる成膜方法においては、組成比が異なるターゲットを用いる方法が挙げられる。または、多元のターゲットにより、共スパッタし、そのスパッタレートを個別に調整することにより、膜の組成比を変えることが可能である。  
【００３３】
（３）不純物による調整
酸化物半導体に、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｃｄ，Ｃ，Ｎ，Ｐ等の元素を不純物として添加することにより、電子キャリア濃度を減少させること、つまり電気伝導度を小さくすることが可能である。
不純物を添加する方法としては、酸化物半導体と不純物元素とを共蒸着により行う、成膜された酸化物半導体膜に不純物元素のイオンをイオンドープ法により行う等がある。
【００３４】
（４）酸化物半導体材料による調整
上記（１）〜（３）においては、同一酸化物半導体系での電気伝導度の調整方法を述べたが、もちろん酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度を変えることができる。例えば、一般的にＳｎＯ２系酸化物半導体は、Ｉｎ２Ｏ３系酸化物半導体に比べて電気伝導度が小さいことが知られている。このように酸化物半導体材料を変えることにより、電気伝導度の調整が可能である。
【００３５】
活性層４８を形成する方法としては、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが良い。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。
例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。酸素流量が多いほど電気伝導度を小さくすることができる。
なお、成膜の際、電気伝導度を調整する手段としては、上記（１）〜（４）の方法を単独で用いても良いし、組み合わせても良い。
【００３６】
形成した膜は、例えば、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認できる。
また、膜厚は触針式表面形状測定により求めることができる。組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求めることができる。
【００３７】
−有機半導体−
活性層４８は、有機半導体により形成してもよい。低温成膜可能であり、導電性及び光透過性を有する種々の縮合多環芳香族化合物や共役系化合物などの有機半導体を用いることができる。
具体的には、低分子有機半導体としては、ペンタセン、テトラセン、アントラセンに代表されるアセン系化合物、中心金属がＣｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｇ等の２価もしくは無金属フタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニン、インジウムクロロフタロシアニン、ガリウムクロロフタロシアニン等のハロゲン原子が配位した３価金属のフタロシアニン、その他バアナジルフタロシアニン、チタニルフタロシアニン等の酸素が配位したフタロシアニン等に代表されるフタロシアニン系顔料、インジゴ、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ペリレンもしくはＰＴＣＤＡ、ＰＴＣＤＩ、ＰＴＣＢＩ．Ｍｅ−ＰＴＣなどのペリレン系顔料、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等フラーレン類、カーボンナノチューブ類、メロシアニン色素などの色素類などを用いることができる。
【００３８】
高分子有機半導体としては、ポリピロール、ポリ（Ｎ−置換ピロール）などのポリピロール類、ポリチオフェン、ポリ（３−置換チオフェン）などのポリチオフェン類、ポリアセチレン類、ポリビニルカルバゾール、ポリフエニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィドなどのポリマーを用いることができる。
上記の材料は単体で用いてもよいし、樹脂などのバインダーに分散混合させて用いて用いることができる。
また、有機半導体の導電率を調整するために、ドナー性、もしくはアクセプター性の無機材料、無機化合物、有機化合物などのドーパントをドープしてもよい。
【００３９】
有機半導体により活性層４８を形成する方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法と用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。パターニングは、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレーザーなどによる物理的エッチングにより行ってもよいし、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。
【００４０】
低分子有機半導体を用いる場合は、乾式成膜法が好ましく用いられ、特に真空蒸着法が好ましく用いられる。真空蒸着法は抵抗加熱蒸着法、電子線加熱蒸着法等の化合物の加熱の方法、るつぼ、ボート等の蒸着源の形状、真空度、蒸着温度、基板温度、蒸着速度等が基本的なパラメーターである。均一な蒸着を可能とするために基板２を回転させて蒸着することが好ましい。真空度は高い方が好ましく１０−４Ｔｏｒｒ以下、好ましくは１０−６Ｔｏｒｒ以下、特に好ましくは１０−８Ｔｏｒｒ以下で真空蒸着が行われる。蒸着時のすべての工程は真空中で行われることが好ましく、基本的には化合物が直接、外気の酸素、水分と接触しないようにする。真空蒸着の上述した条件は有機膜の結晶性、アモルファス性、密度、緻密度等に影響するので厳密に制御する必要がある。水晶振動子、干渉計等の膜厚モニターを用いて蒸着速度をＰＩもしくはＰＩＤ制御することが好ましい。２種類以上の化合物を同時に蒸着する場合には共蒸着法、フラッシュ蒸着法等を好ましく用いることができる。
【００４１】
高分子半導体を用いる場合は、湿式成膜法により成膜することが好ましい。蒸着等の乾式成膜法を用いた場合、高分子を用いることは分解のおそれがあるため難しく、代わりとしてそのオリゴマーを好ましく用いることができる。
【００４２】
活性層４８の厚みは、使用する材料等にもよるが、好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に好ましくは３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００４３】
−ゲート絶縁膜−
ゲート絶縁膜４６は、比誘電率の高い無機化合物や有機化合物を用いることができる。
無機化合物としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化窒化珪素、酸化炭化珪素、窒化炭化珪素、酸化窒化炭化珪素、酸化窒化ゲルマニウム、酸化炭化ゲルマニウム、窒化炭化ゲルマニウム、酸化窒化炭化ゲルマニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化炭化アルミニウム、窒化炭化アルミニウム、酸化窒化炭化アルミニウムやこれらの混合物を用いることができる。
有機化合物としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることもできる。また、これらのポリマー微粒子に無機酸化物を被覆した粒子も用いることができる。
【００４４】
ゲート絶縁膜４６の形成方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法，ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法を用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。パターニングは、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレーザーなどによる物理的エッチングにより行ってもよいしマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。
また、ＴＦＴ４０の構造にもよるが、ゲート電極４４の表面をＯ２プラズマ処理や陽極酸化法などにより酸化する方法や、Ｎ２プラズマを用いて窒化する方法などによりゲート絶縁膜４６を形成することもできる。
ゲート絶縁膜４６の膜厚としては、３０ｎｍ〜３μｍが好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ〜１μｍである。
【００４５】
−ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極−
ゲート電極４４、ドレイン電極５０、及びソース電極５２は、導電性材料であれば特に限定されず、例えば白金、金、銀、ニッケル、クロム、銅、鉄、錫、アンチモン鉛、タンタル、インジウム、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、これらの金属の合金、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、ドーピング等で導電率を向上させた無機及び有機半導体（シリコン単結晶、ポリシリコン、アモルファスシリコン、ゲルマニウム、グラファイト、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチエニレンビニレン、ポリパラフェニレンビニレン等）、これらの材料の複合体等が挙げられる。特にソース領域及びドレイン領域に用いる電極の材料は、上記の材料の中でも活性層４８との接触面において電気抵抗が少ないものが好ましい。
【００４６】
また、特にプラスチック製の可撓性基板を用いる場合、低温成膜が可能な材料、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物、あるいはドーピング等で導電率を向上させた有機半導体を用いて各電極４４，５０，５２を形成することが好ましい。これらの材料を用いれば、薄膜トランジスタ４０全体を低温プロセスで形成することができるとともに、光透過性及び可撓性がより高い薄膜トランジスタ４０を形成することができる。なお、薄膜トランジスタ４０は、光透過率が高いほど好ましく、具体的には可視光透過率が、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。発光素子をトランジスタ上に配置する場合には、各二次画素１０，２０，３０における薄膜トランジスタ４０の光透過率が高いほど光取り出しが向上する。
また発光素子部１４の電極１２，１６も上記のような低温成膜可能な材料により形成すれば、二次画素全体をより確実に低温プロセスで形成することができ、可撓性基板２を用いる場合に特に有利となる。
【００４７】
ゲート電極４４の形成方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法を用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。
パターニングは、フォトリソグラフィなどによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレーザーなどによる物理的エッチングにより行ってもよいしマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。これらの成膜法及びパターニング法から、使用する材料、基板２の材質等を考慮して選択すればよい。
ドレイン電極５０及びソース電極５２の形成も、ゲート電極４４と同様の方法を採用することができる。
【００４８】
ゲート電極４４、ドレイン電極５０、及びソース電極５２の各膜厚としては、それぞれ、好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
【００４９】
＜コンデンサ＞
コンデンサ６０は、基板２と下部電極１２との間に設けられた絶縁膜５４を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極（画素電極）１２と電気的に接続されている。これにより、下部電極１２で捕集された電荷をコンデンサ６０に移動させることができる。
コンデンサ６０は、絶縁した一対の電極６４，６６により構成され、例えば、薄膜トランジスタ４０のゲート電極４４、ゲート絶縁膜４６、及びドレイン・ソース電極５０，５２を形成するときに、フォトリソグラフィ等によって同時にパターニングして形成することができる。このとき、コンデンサ６０の上部電極６６がソース電極５２と電気的に接続するようにパターニングする。
【００５０】
＜層間絶縁膜＞
ＴＦＴ部４０を形成した後、層間絶縁膜５４を形成する。層間絶縁膜５４には、ゲート絶縁膜４６と同様の無機化合物及び有機化合物を用いることができる。
【００５１】
層間絶縁膜５４の形成方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法と用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。パターニングは、フォトリソグラフィ−などによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレ−ザ−などによる物理的エッチングにより行ってもよいしマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。
例えば、スピンコータ等を用いて基板２上にアクリル系感光性樹脂を塗布し、所定の位置にコンタクトホールが形成されるように露光した後、現像する。これによりコンタクトホールが形成された保護膜（層間絶縁膜）５４を形成することができる。
層間絶縁膜５４の膜厚としては、５０ｎｍ〜３μｍが好ましく、より好ましくは、１００ｎｍ〜１μｍである。
【００５２】
３．発光素子部
＜下部電極及び上部電極＞
発光素子部の下部電極（画素電極）１２及び上部電極（対向電極）１６は、一方を陽極とし、他方を陰極とする。
発光を基板側に取り出す場合には、各二次画素１０，２０，３０の下部電極及び上部電極１６，２６，３６は、第３の二次画素３０の上部電極３６以外は、透明もしくは半透明である必要があり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長域において、少なくとも５０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上、より好ましくは９０％以上の光透過率を有するものが好ましい。
発光を基板と反対側に取り出す場合には、各二次画素１０，２０，３０の下部電極及び上部電極１６，２６，３６は、二次画素１０の下部電極以外は、透明もしくは半透明である必要があり、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光の波長域において、少なくとも５０パーセント以上、好ましくは７０パーセント以上、より好ましくは９０％以上の光透過率を有するものが好ましい。
【００５３】
これらの電極の材料は、光透過率及び導電性のほか、隣接する層との密着性や電子親和力、イオン化ポテンシャル、安定性等を考慮して選ばれ、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、またはこれらの混合物材料などを用いることができる。
具体的には、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等の導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物または積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、シリコン化合物およびこれらとＩＴＯとの積層物などが挙げられる。高い光透過性が要求される電極材料としては、好ましくは、導電性金属酸化物であり、特に、生産性、導電性、透明性等の点からＩＴＯ、ＩＺＯが好ましい。
【００５４】
下部電極（画素電極）１２及び上部電極（対向電極）１６の形成方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができる。乾式成膜法の具体的な例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法，ＭＢＥ法等の物理気相成長法あるいはプラズマ重合等のＣＶＤ法が挙げられる。湿式成膜法としては、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、ＬＢ法等の塗布法を用いることができる。また、インクジェット印刷やスクリーン印刷などの印刷法、熱転写やレーザー転写などの転写法を用いてもよい。パターニングは、フォトリソグラフィ−などによる化学的エッチングにより行ってもよいし、紫外線やレーザーなどによる物理的エッチングにより行ってもよいしマスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等をして行ってもよいし、リフトオフ法、印刷法、転写法により行ってもよい。
【００５５】
下部電極（画素電極）１２は、成膜後、パター二ングを行うことにより、一次画素毎に分割された下部電極１２を形成し、上部電極（対向電極）１６は、全画素部で共通のベタ構成としてもよいし、一次画素毎に分割してあっても良い。
電極１３，１６の膜厚は材料により適宜選択可能であるが、光透過率を高めるために可能な限り薄い方がよく、通常３ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲が好ましく、より好ましくは５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、更に好ましくは７ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
また、陽極及び陰極のシート抵抗は低い方が好ましく、数百Ω／□以下が好ましい。
【００５６】
＜有機層＞
有機ＥＬ素子部１４における有機層１５は、積層された３種類の二次画素１０，２０，３０がそれぞれ異なる波長域の光を発光するように構成する。
例えば、各二次画素１０，２０，３０が、青色光（例えば波長４００〜５００ｎｍ）、緑色光（例えば波長５００〜６００ｎｍ）、又は赤色光（例えば波長６００〜７００ｎｍ）をそれぞれ発光するように構成する場合、第１の二次画素１０は青色の光を発光し、緑色及び赤色の光は透過するように構成する。第２の二次画素２０は緑色の光を発光し、赤色の光は透過するように構成する。各二次画素はそれぞれが発光する光以外の他の二次画素が発光する光を透過することがより好ましい。
【００５７】
なお、積層された二次画素１０，２０，３０によって３原色の光を発光するように構成する場合、上記のような基板２側から青色光、緑色光、赤色光の順（ＢＧＲ）の配列に限定されず、３種類の二次画素１０，２０，３０がそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのいずれかに対応した波長域の光を発光し、それらの組み合わせによって３原色の光を発光できるようにすればよい。従って、３種類の二次画素１０，２０，３０が、基板２側から、ＢＧＲ、ＢＲＧ、ＧＢＲ、ＧＲＢ、ＲＧＢ、ＲＢＧのいずれかのパターンでそれぞれの色に発光するように発光層１５を形成すればよい。
【００５８】
本発明における有機ＥＬ素子は、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層を有しており、発光層以外の他の有機化合物層としては、正孔輸送層、電子輸送層、電荷ブロック層、正孔注入層、電子注入層等の各層が挙げられる。
【００５９】
１）発光層
有機発光層は、電界印加時に、陽極、正孔注入層、又は正孔輸送層から正孔を受け取り、陰極、電子注入層、又は電子輸送層から電子を受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明における発光層は、発光材料のみで構成されていても良く、ホスト材料と発光性ドーパントの混合層とした構成でも良い。発光性ドーパントは蛍光発光材料でも燐光発光材料であっても良く、２種以上であっても良い。ホスト材料は電荷輸送材料であることが好ましい。ホスト材料は１種であっても２種以上であっても良く、例えば、電子輸送性のホスト材料とホール輸送性のホスト材料を混合した構成が挙げられる。さらに、発光層中に電荷輸送性を有さず、発光しない材料を含んでいても良い。
また、発光層は１層であっても２層以上であってもよく、それぞれの層が異なる発光色で発光してもよい。
【００６０】
本発明における発光性ドーパントとしては、燐光性発光材料、蛍光性発光材料等いずれもドーパントとして用いることができる。
【００６１】
本発明における発光層は、色純度を向上させるためや発光波長領域を広げるために２種類以上の発光性ドーパントを含有することができる。
【００６２】
《燐光発光性ドーパント》
前記燐光性の発光性ドーパントとしては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
例えば、該遷移金属原子としては、特に限定されないが、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、金、銀、銅、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
【００６３】
錯体の配位子としては、例えば、Ｇ．Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ等著，Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，  Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ社１９８７年発行、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著，「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社１９８７年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社１９８２年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
【００６４】
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子（好ましくは塩素配位子）、芳香族炭素環配位子（例えば、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど）、含窒素ヘテロ環配位子（例えば、好ましくは炭素数５〜３０、より好ましくは炭素数６〜３０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど）、ジケトン配位子（例えば、アセチルアセトンなど）、カルボン酸配位子（例えば、好ましくは炭素数２〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、さらに好ましくは炭素数２〜１６であり、酢酸配位子など）、アルコラト配位子（例えば、好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜２０であり、フェノラト配位子など）、シリルオキシ配位子（例えば、好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、さらに好ましくは炭素数３〜２０であり、例えば、トリメチルシリルオキシ配位子、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリルオキシ配位子、トリフェニルシリルオキシ配位子など）、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子、リン配位子（好ましくは炭素数３〜４０、より好ましくは炭素数３〜３０、さらに好ましくは炭素数３〜２０、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルフォスフィン配位子など）、チオラト配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、さらに好ましくは炭素数６〜２０、例えば、フェニルチオラト配位子など）、フォスフィンオキシド配位子（好ましくは炭素数３〜３０、より好ましくは炭素数８〜３０、さらに好ましくは炭素数１８〜３０、例えば、トリフェニルフォスフィンオキシド配位子など）であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
【００６５】
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、２つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。  
【００６６】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては、例えば、ＵＳ６３０３２３８Ｂ１、ＵＳ６０９７１４７、ＷＯ００／５７６７６、ＷＯ００／７０６５５、ＷＯ０１／０８２３０、ＷＯ０１／３９２３４Ａ２、ＷＯ０１／４１５１２Ａ１、ＷＯ０２／０２７１４Ａ２、ＷＯ０２／１５６４５Ａ１、ＷＯ０２／４４１８９Ａ１、ＷＯ０５／１９３７３Ａ２、特開２００１−２４７８５９、特開２００２−３０２６７１、特開２００２−１１７９７８、特開２００３−１３３０７４、特開２００２−２３５０７６、特開２００３−１２３９８２、特開２００２−１７０６８４、ＥＰ１２１１２５７、特開２００２−２２６４９５、特開２００２−２３４８９４、特開２００１−２４７８５９、特開２００１−２９８４７０、特開２００２−１７３６７４、特開２００２−２０３６７８、特開２００２−２０３６７９、特開２００４−３５７７９１、特開２００６−２５６９９９、特開２００７−１９４６２、特開２００７−８４６３５、特開２００７−９６２５９等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられ、中でも、更に好ましい発光性ドーパントとしては、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、Ｃｕ錯体、Ｒｅ錯体、Ｗ錯体、Ｒｈ錯体、Ｒｕ錯体、Ｐｄ錯体、Ｏｓ錯体、Ｅｕ錯体、Ｔｂ錯体、Ｇｄ錯体、Ｄｙ錯体、およびＣｅ錯体が挙げられる。特に好ましくは、Ｉｒ錯体、Ｐｔ錯体、またはＲｅ錯体であり、中でも金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、またはＲｅ錯体が好ましい。更に、発光効率、駆動耐久性、色度等の観点で、３座以上の多座配位子を含むＩｒ錯体、Ｐｔ錯体、またはＲｅ錯体が特に好ましい。
【００６７】
《蛍光発光性ドーパント》
前記蛍光性の発光性ドーパントとしては、一般には、ベンゾオキサゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、スチリルベンゼン、ポリフェニル、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、ナフタルイミド、クマリン、ピラン、ペリノン、オキサジアゾール、アルダジン、ピラリジン、シクロペンタジエン、ビススチリルアントラセン、キナクリドン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、シクロペンタジエン、スチリルアミン、芳香族ジメチリディン化合物、縮合多環芳香族化合物（アントラセン、フェナントロリン、ピレン、ペリレン、ルブレン、またはペンタセンなど）、８−キノリノールの金属錯体、ピロメテン錯体や希土類錯体に代表される各種金属錯体、ポリチオフェン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン等のポリマー化合物、有機シラン、およびこれらの誘導体などを挙げることができる。
【００６８】
これらの中でも、発光性ドーパントの具体例としては例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
【化１】
2010015092.tif 000003
【００７０】
【化２】
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【００７１】
【化３】
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【００７２】
【化４】
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【００７３】
【化５】
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【００７４】
【化６】
2010015092.tif 000008
【００７５】
発光層中の発光性ドーパントは、発光層中に一般的に発光層を形成する全化合物質量に対して、０．１質量％〜５０質量％含有されるが、耐久性、外部量子効率の観点から１質量％〜５０質量％含有されることが好ましく、２質量％〜４０質量％含有されることがより好ましい。
【００７６】
発光層の厚さは、特に限定されるものではないが、通常、２ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、中でも、外部量子効率の観点で、３ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
【００７７】
＜ホスト材料＞
本発明に用いられるホスト材料としては、正孔輸送性に優れる正孔輸送性ホスト材料（正孔輸送性ホストと記載する場合がある）及び電子輸送性に優れる電子輸送性ホスト化合物（電子輸送性ホストと記載する場合がある）を用いることができる。
【００７８】
《正孔輸送性ホスト》
本発明に用いられる正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、インドール、カルバゾール、アザインドール、アザカルバゾール、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チオフェン、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及び、それらの誘導体等が挙げられる。
好ましくは、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、チオフェン誘導体であり、より好ましくは、分子内にカルバゾール基を有するものが好ましい。特に、ｔ−ブチル置換カルバゾール基を有する化合物が好ましい。
【００７９】
《電子輸送性ホスト》
本発明に用いられる発光層内の電子輸送性ホストとしては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Ｅａが２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であることが好ましく、２．６ｅＶ以上３．４ｅＶ以下であることがより好ましく、２．８ｅＶ以上３．３ｅＶ以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルＩｐが５．７ｅＶ以上７．５ｅＶ以下であることが好ましく、５．８ｅＶ以上７．０ｅＶ以下であることがより好ましく、５．９ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが更に好ましい。
【００８０】
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体（他の環と縮合環を形成してもよい）、８−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
【００８１】
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体（ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等）、アジン誘導体（ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等）であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物（Ａ）は金属に配位する少なくとも１つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
【００８２】
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｐｈｙｓｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ社、Ｈ．Ｙｅｒｓｉｎ著、１９８７年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、１９８２年発行等に記載の配位子が挙げられる。
【００８３】
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２０、特に好ましくは炭素数３〜１５であり、単座配位子であっても２座以上の配位子であっても良い。好ましくは２座以上６座以下の配位子である。また、２座以上６座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子（例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、ターピリジン配位子などが挙げられる。）、ヒドロキシフェニルアゾール配位子（例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子などが挙げられる。）、アルコキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１０であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、２−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。）、アリールオキシ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルオキシ、１−ナフチルオキシ、２−ナフチルオキシ、２，４，６−トリメチルフェニルオキシ、４−ビフェニルオキシなどが挙げられる。）、
【００８４】
ヘテロアリールオキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなどが挙げられる。）、アルキルチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばメチルチオ、エチルチオなどが挙げられる。）、アリールチオ配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２０、特に好ましくは炭素数６〜１２であり、例えばフェニルチオなどが挙げられる。）、ヘテロアリールチオ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜２０、特に好ましくは炭素数１〜１２であり、例えばピリジルチオ、２−ベンズイミゾリルチオ、２−ベンズオキサゾリルチオ、および２−ベンズチアゾリルチオなどが挙げられる。）、シロキシ配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基などが挙げられる。）、芳香族炭化水素アニオン配位子（好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２５、特に好ましくは炭素数６〜２０であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなどが挙げられる。）、芳香族ヘテロ環アニオン配位子（好ましくは炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数２〜２５、特に好ましくは炭素数２〜２０であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなどが挙げられる。）、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、またはシロキシ配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。
【００８５】
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開２００２−２３５０７６、特開２００４−２１４１７９、特開２００４−２２１０６２、特開２００４−２２１０６５、特開２００４−２２１０６８、特開２００４−３２７３１３等に記載の化合物が挙げられる。
【００８６】
本発明における発光層において、前記ホスト材料の三重項最低励起準位（Ｔ１）が、前記燐光発光材料のＴ１より高いことが色純度、発光効率、駆動耐久性の点で好ましい。
【００８７】
また、本発明におけるホスト化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、発光効率、駆動電圧の観点から、発光層を形成する全化合物質量に対して１５質量％以上９５質量％以下であることが好ましい。
【００８８】
２）正孔注入層、正孔輸送層
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極又は陽極側から正孔を受け取り陰極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる正孔注入材料、正孔輸送材料は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピロール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン誘導体、有機シラン誘導体、カーボン、等を含有する層であることが好ましい。
【００８９】
本発明の有機ＥＬ素子の正孔注入層あるいは正孔輸送層には、電子受容性ドーパントを含有させることができる。正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用できる。
【００９０】
具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化金属、五酸化バナジウム、および三酸化モリブデンなどの金属酸化物などが挙げられる。
【００９１】
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。この他にも、特開平６−２１２１５３、特開平１１−１１１４６３、特開平１１−２５１０６７、特開２０００−１９６１４０、特開２０００−２８６０５４、特開２０００−３１５５８０、特開２００１−１０２１７５、特開２００１−１６０４９３、特開２００２−２５２０８５、特開２００２−５６９８５、特開２００３−１５７９８１、特開２００３−２１７８６２、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４、特開２００５−７２０１２、特開２００５−１６６６３７、特開２００５−２０９６４３等に記載の化合物を好適に用いることが出来る。
【００９２】
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、ｐ−ベンゾキノン、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、１，４−ジシアノテトラフルオロベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ｐ−ジニトロベンゼン、ｍ−ジニトロベンゼン、ｏ−ジニトロベンゼン、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，３−ジニトロナフタレン、１，５−ジニトロナフタレン、９，１０−アントラキノン、１，３，６，８−テトラニトロカルバゾール、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，３，５，６−テトラシアノピリジン、またはフラーレンＣ６０が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、ｐ−フルオラニル、ｐ−クロラニル、ｐ−ブロマニル、２，６−ジクロロベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，２，４，５−テトラシアノベンゼン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、または２，３，５，６−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。
【００９３】
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましく、０．０５質量％〜２０質量％であることが更に好ましく、０．１質量％〜１０質量％であることが特に好ましい。
【００９４】
正孔注入層、正孔輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
正孔輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．５ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔注入層、正孔輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９５】
３）電子注入層、電子輸送層
電子注入層、電子輸送層は、陰極又は陰極側から電子を受け取り陽極側に輸送する機能を有する層である。これらの層に用いる電子注入材料、電子輸送材料は低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。
具体的には、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フタラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、シロールに代表される有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
【００９６】
本発明の有機ＥＬ素子の電子注入層あるいは電子輸送層には、電子供与性ドーパントを含有させることができる。電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Ｌｉなどのアルカリ金属、Ｍｇなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。金属としては、特に仕事関数が４．２ｅＶ以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｃｓ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｇｄ、およびＹｂなどが挙げられる。また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物などが挙げられる。
この他にも、特開平６−２１２１５３、特開２０００−１９６１４０、特開２００３−６８４６８、特開２００３−２２９２７８、特開２００４−３４２６１４等に記載の材料を用いることが出来る。
【００９７】
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して０．１質量％〜９９質量％であることが好ましく、１．０質量％〜８０質量％であることが更に好ましく、２．０質量％〜７０質量％であることが特に好ましい。
【００９８】
電子注入層、電子輸送層の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々５００ｎｍ以下であることが好ましい。
電子輸送層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、０．１ｎｍ〜２００ｎｍであるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍであるのがより好ましく、０．５ｎｍ〜５０ｎｍであるのが更に好ましい。
電子注入層、電子輸送層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【００９９】
４）正孔ブロック層
正孔ブロック層は、陽極側から発光層に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陰極側で隣接する有機化合物層として、正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する化合物の例としては、ＢＡｌｑ等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、ＢＣＰ等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１００】
５）電子ブロック層
電子ブロック層は、陰極側から発光層に輸送された電子が、陽極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。本発明において、発光層と陽極側で隣接する有機化合物層として、電子ブロック層を設けることができる。電子ブロック層を構成する化合物の例としては、例えば前述の正孔輸送材料として挙げたものが適用できる。
電子ブロック層の厚さとしては、１ｎｍ〜５００ｎｍであるのが好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであるのがより好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の１種又は２種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【０１０１】
６）封止絶縁膜
図３で説明すると、有機層１４上に上部電極１６を形成した後、封止絶縁膜１８を形成する。封止絶縁膜１８は、絶縁性及び光透過性を有する材料により形成する。封止絶縁膜１８を形成する材料としては、例えば、前記したゲート絶縁膜４６又は層間絶縁膜５４と同様の材料を用いることができるが、無機化合物がより好ましい。封止絶縁膜を形成する無機化合物としては、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＭｇＯ、ＨｆＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ（酸化ケイ素）、ＳｉＯＮ（酸窒化ケイ素）または、ＳｉＮ（窒化ケイ素）またはＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の無機材料が挙げられる。また、封止絶縁膜１８，２８は原子層ＣＶＤ法（ＡＬＣＶＤ法）によって形成された無機材料層であることが好ましい。
【０１０２】
なお、発光を基板側に取り出す場合には、第１及び第２の二次画素１０，２０の間に介在する封止絶縁膜１８は、第２及び第３の二次画素２０，３０がそれぞれ発光する光を透過し、第２及び第３の二次画素２０，３０の間に介在する封止絶縁膜２８は、第３の二次画素３０が発光する光を透過させるように形成する。
また、発光を基板と反対側に取り出す場合には、第１及び第２の二次画素１０，２０の間に介在する封止絶縁膜１８は、第１の二次画素１０が発光する光を透過し、第２及び第３の二次画素２０，３０の間に介在する封止絶縁膜２８は、第１及び第２の二次画素１０，２０がそれぞれ発光する光を透過させるように形成する。
最外層に設けられる封止絶縁膜３８についても、上部電極３６を透過して光を取り出す場合は各二次画素が発光する光に対して透過性である。
封止絶縁膜１８、２８、３８を形成する方法は、前記したゲート絶縁膜４６又は層間絶縁膜５４の形成と同様の乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができ、使用する材料、基板２の材質等を考慮して選択すればよい。
【０１０３】
封止絶縁膜１８，２８、３８の膜厚としては、５０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、より好ましくは、７０ｎｍ〜５μｍ、特に好ましくは１００ｎｍ〜３μｍである。このような封止絶縁膜１８，２８を隣接する二次画素の間に設けておけば、各二次画素１０，２０，３０を絶縁状態に保ち、独立して制御することができる。また、封止絶縁膜１８、２８、３８は画素全体を支持する基板２に比べて厚みを極めて小さくすることができる。すなわち、本発明に係る表示装置１は、中間基板を使用しないため、各二次画素１０，２０，３０間のギャップが極めて小さく、画像ボケを効果的に防ぐことができる。
【０１０４】
７）平坦化層
厚さ方向に隣接する二次画素は、封止絶縁膜１８，２８のほか、該封止絶縁膜１８，２８上に設けられた平坦化層１９，２９を介して積層されていることが好ましい。例えば、第１の二次画素１０における薄膜トランジスタ４０を形成する際、パターニングを行うため凹凸が生じ、封止絶縁膜１８の表面にもそれを反映した凹凸が生じる場合がある。このような凹凸が生じた封止絶縁膜１８上に次の二次画素２０の薄膜トランジスタ等を形成すると、形成不良や厚膜化等を招くおそれがある。そのため、第１の二次画素１０上に封止絶縁膜１８を形成した後、次の二次画素２０を形成する前に、平坦化層１９を形成して平坦度を高めれば、次の二次画素２０の薄膜トランジスタ等の形成不良等を効果的に防ぐことができる。第２の二次画素２０を形成した後も、同様に封止絶縁膜２８及び平坦化層２９を順次形成することが好ましい。
【０１０５】
平坦化層１９，２９は、絶縁性及び光透過性を有する材料により形成する。具体的にはゲート絶縁膜４６又は層間絶縁膜５４と同様の材料を用いることができ、特に有機化合物を用いることが好ましい。
なお、発光を基板側に取り出す場合には、第１及び第２の二次画素１０，２０の間に介在する平坦化膜１９は、第２及び第３の二次画素２０，３０がそれぞれ発光する光を透過し、第２及び第３の二次画素２０，３０の間に介在する平坦化膜２９は、第３の二次画素３０が発光する光を透過させるように形成する。
また、発光を基板と反対側に取り出す場合には、第１及び第２の二次画素１０，２０の間に介在する平坦化膜１９は、第１の二次画素１０が発光する光を透過し、第２及び第３の二次画素２０，３０の間に介在する平坦化膜２９は、第１及び第２の二次画素１０，２０がそれぞれ発光する光を透過させるように形成する。
【０１０６】
平坦化層１９，２９を形成する方法としては、乾式成膜法あるいは湿式成膜法を用いることができるが、湿式成膜法が好ましく、具体的には、キャスト法、スピンコート法、ディッピング法、バーコート法、ローラーコート法、スプレーコート法、等が挙げられる。このような方法によれば、封止絶縁膜１８，２８に凹凸が生じていても、平坦度が高い平坦化層を形成することができる。なお、乾式成膜法としては、種々のＣＶＤ法、例えばプラズマアシスト法、ＩＰＣ−ＣＶＤ法、Ｃａｔ−ＣＶＤ法、原子層ＣＶＤ法（ＡＬＣＶＤ法）などが挙げられる。
【０１０７】
また、平坦化層１９，２９の厚さとしては、５０ｎｍ〜１０μｍが好ましく、より好ましくは、７０ｎｍ〜５μｍ、特に好ましくは１００ｎｍ〜３μｍである。このような厚みの平坦化層１９，２９であれば、平坦度を向上させるとともに、光透過性の低下や二次画素間のギャップの拡大を効果的に抑制することができる。
なお、封止絶縁膜１８，２８と平坦化層１９，２９は同じ材料を用いることもでき、平坦化層１９，２９を兼ねた封止絶縁膜１８，２８を形成してもよい。例えばＳｉＮ（窒化ケイ素）とＳｉＯ（酸化ケイ素）を用いてプラズマＣＶＤ法により多層構成で成膜すれば、バリア性と柔軟性が両立して緻密性が高く、透過性も良く、平坦度が高い封止絶縁膜１８，２８を形成することができる。
【０１０８】
以上のような方法により、基板２の片面において、それぞれ異なる波長域の光（ＢＧＲ）を発光する３種類の二次画素１０，２０，３０を、厚さ方向に隣接する二次画素の間に少なくとも封止絶縁膜１８，２８を介して順次形成して積層する。そして、二次画素１０，２０，３０は独立に、それぞれ、表示情報により発光を制御するＴＦＴを有する。ＴＦＴ４０は、ゲート電極４４、ゲート絶縁膜４６、活性層４８、ドレイン電極５０、及びソース電極５２を有し、活性層４８を酸化物半導体又は有機半導体により形成する。これにより、図２に示したように３種類の二次画素１０，２０，３０が積層して構成される一次画素４が、基板２の面方向に配置された表示装置１を得ることができる。
【０１０９】
さらに、ＴＦＴ４０の活性層４８は酸化物半導体又は有機半導体により形成されており、アモルファスシリコンからなる活性層に比べて光透過性が高く、しかも、低電圧でより多くの電流を流すことができる。従って、各二次画素１０，２０，３０での発光光量が向上し、高輝度で表示することができるとともに、消費電力を小さくすることができる。また、酸化物半導体又は有機半導体からなる活性層４８は、酸化物半導体の場合には例えばスパッタリングによって、有機半導体の場合には例えば真空蒸着法によって、それぞれ低温で形成することができるため、支持基板２としてガラス等の耐熱性の高い基板のみならず、可撓性を有するプラスチック基板も好適に用いることができる。従って、表示装置の小型化及び軽量化を図ることも可能となる。
【０１１０】
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、二次画素１０，２０，３０がそれぞれ発光する光に色の組み合わせは、ＲＧＢに限定されず、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とすることもできる。また、必ずしも３原色（ＲＧＢ、ＹＭＣ）にそれぞれ対応した３種類の二次画素を形成する必要はなく、例えば、２種類の二次画素を積層して一次画素を構成してもよいし、４種類以上の二次画素を積層して一次画素を構成してもよい。
また、必要に応じて、光取りだし側とは反対側の面、例えば図２に示した表示装置１では、上部電極３８上に遮光膜を設けてもよい。
【０１１１】
（用途）
本発明に係る表示装置は、テレビ、コンピュータ表示装置等に用いることができる。
また、本発明に係る表示装置の用途は、これらに限定されず、例えば、監視用カメラ、テレビ電話、携帯電話などの各種表示装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る表示装置の一次画素の配列の一例を示す概略平面図である。
【図２】一次画素を構成する二次画素の層構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】第１の二次画素の構成の一例を具体的に示す概略図である。
【図４】１層の二次画素に含まれる薄膜トランジスタの回路構成の一例を示す図である。
【図５】活性層を２層構造とした薄膜トランジスタの一例（ボトムゲート型）を示す概略断面図である。
【図６】活性層を２層構造とした薄膜トランジスタの他の例（トップゲート型）を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１    表示装置
１０  第１の二次画素
１２  薄膜トランジスタ部
１４  発光素子
１６  上部電極
１８  封止絶縁膜
１９  平坦化層
２０  第２の二次画素
２２  薄膜トランジスタ部
２４  発光素子
２６  上部電極
２８  封止絶縁膜
２９  平坦化層
３０  第３の二次画素
３２  薄膜トランジスタ部
３４  発光素子
３６  上部電極
３８  封止絶縁膜
４０  薄膜トランジスタ
４４  ゲート電極
４６  ゲート絶縁膜
４８  活性層（チャネル層）
５０  ドレイン電極
５２  ソース電極
【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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