(57)【要約】【課題】本発明は、長時間の素子発光寿命を確保することができる発光素子構造を提供できる発光体、発光素子、及び発光表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】基体上に下電極のパターンが形成され、下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光素子、及び有機薄膜が印加電流によって発光する構造を有する発光体に対して、下電極のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きくなるようにする。また、下電極のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンを形成する。発光層のパターンよりも透明電極のパターンの方を大きくする。発光層のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該下電極のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きく、
前記発光層のパターンは、前記下電極のパターンをすべて覆って、前記透明電極のパターンよりも大きく、
前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体。
【請求項２】
基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該下電極のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンが形成され、
前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体。
【請求項３】
基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該発光層のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きく、
前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体。
【請求項４】
基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該発光層のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンが形成され、
前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体。
【請求項５】
前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる素子部がエレクトロ・ルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光体。
【請求項６】
前記エレクトロ・ルミネッセンス素子は、有機薄膜が印加電流によって発光する構造を有することを特徴とする請求項５に記載の発光体。
【請求項７】
前記透明電極と前記発光層との間にホール注入層が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の発光体。
【請求項８】
前記下電極と前記発光層との間に電子輸送層を形成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の発光体。
【請求項９】
前記電子輸送層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項８に記載の発光体。
【請求項１０】
前記基体上に形成された下電極層、当該下電極層上に形成された電子輸送層、当該電子輸送層上に形成されホール注入層を兼ねた発光層、及び当該発光層上に形成された透明電極層からなることを特徴とする請求項５または６に記載の発光体。
【請求項１１】
ホール注入層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項７または１０に記載の発光体。
【請求項１２】
前記透明電極層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光体。
【請求項１３】
平面的に並べて配置された少なくとも３つの独立した発光体から成り、第１の発光体または発光体群が赤領域の波長で発光し、第２の発光体または発光体群が緑領域の波長で発光し、第３の発光体または発光体群が青領域の波長で発光することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光体。
【請求項１４】
赤領域、緑領域、及び青領域の波長を同時に発光できる構造を有していることを特徴とする請求項１３に記載の発光体。
【請求項１５】
複数の独立して平面的に並べて配置され、そのそれぞれが青色領域の光、赤色領域の光、及び緑色領域の光の混合色で発光することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光体。
【請求項１６】
請求項６乃至１５のいずれか一項に記載の発光体を備えた素子部と、当該素子部に電気的に接続され当該素子部に電流を印加するための電流印加素子から形成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項１７】
前記電流印加素子がゲート、ドレイン及びソースからなる薄膜トランジスタからなり、前記透明電極または前記下電極のいずれかがドレインあるいはソースのいずれかに接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記スイッチング素子を少なくとも１個のトランジスタを含む構成とし、当該スイッチング素子に含まれるトランジスタのドレインが、前記電流印加素子に含まれるトランジスタのゲートに接続されていることを特徴とする請求項１８記載の発光素子。
【請求項２０】
前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含み、当該電流印加素子に電流を供給するための配線と、当該スイッチング素子にオン／オフの電圧情報を印加するための配線を含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の発光素子。
【請求項２１】
請求項２０に記載の発光素子を複数含み、前記電流印加素子に電流を供給するための配線と、前記スイッチング素子にオン／オフの電圧情報を印加するための配線及び当該電流印加素子に電流を供給するための配線をマトリックス状に配置したことを特徴とする発光表示装置。
【請求項２２】
一方向に配置された配線とそれとは他方向に配置された配線とのなす角が略垂直であることを特徴とする請求項２１に記載の発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイス技術に係り、特に大きな開口率を得ることができ、発光素子の封止を省略でき、透明電極形成後に真空を破って他の成膜装置に移した後に保護層を形成することが可能な膜面発光タイプの発光素子に対して、長時間の素子発光寿命を確保することができる発光素子構造を提供できる発光体、発光素子、及び発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示装置に用いられる自発光体としては、フィールドエミッション素子とエレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）素子がある。このうち、ＥＬ素子は、有機材料を発光層とする有機ＥＬ素子と、無機材料を発光層にする無機ＥＬ素子とに分けられる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、アノードと、カソードと、これらアノードとカソードの２種の電極間に挟まれ、有機発光性化合物からなる超薄膜の有機ＥＬ層とからなる。アノード−カソード間に電圧を印加すると、アノードからは正孔が、カソードからは電子がそれぞれ有機ＥＬ層に注入されて再結合し、その際に生ずるエネルギーにより有機ＥＬ層を構成する有機発光性化合物の分子が励起される。このようにして励起された分子が基底状態に失活する過程で発光現象が生じる。有機ＥＬ素子はこの発光現象を利用した発光体である。
【０００４】
有機ＥＬ層は、正孔と電子が再結合して発光する発光層と呼ばれる有機層、正孔が注入されやすく、かつ、電子を移動させにくい正孔輸送層と呼ばれる有機層、及び電子が注入されやすく、かつ、正孔を移動させにくい電子輸送層と呼ばれる有機層のうち少なくとも１つを含む単層構造または多層積層構造を有している。
【０００５】
近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究され、実用化されつつある。有機ＥＬ素子は、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）などの透明電極（ホール注入電極すなわち陽極）上にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ）などのホール注入材料を蒸着により薄膜とし、さらにアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）などの蛍光物質を発光層として積層し、さらにＡｇＭｇなどの仕事関数の小さな金属電極（電子注入電極すなわち陰極）を形成した基本構成を有する素子であって、１０Ｖ前後の印加電圧で数１００から数１００００ｃｄ／ｍ２ときわめて高い輝度が得られるため、家電製品や自動車、二輪車、航空機等の電装品、ディスプレイ等として注目されている。
【０００６】
このような有機ＥＬ素子は、例えば、発光層等の有機層が、電子注入電極となる走査（コモンライン）電極と、ホール注入電極（透明電極）となるデータ（セグメントライン）電極とで挟まれ、かつ透明（ガラス）基板に形成された構造を有する。また、ディスプレイとして形成されたものでは、マトリクス状に配置された走査電極とデータ電極とによりドット表示させ、これらのドット（画素）の集合体としてイメージやキャラクタ等の情報を表示するマトリクスディスプレイと、予め決められた形状、大きさの表示器として独立に存在しているものを表示させるセグメントディスプレイとに大別される。
【０００７】
セグメントディスプレイの場合、各表示器をそれぞれ別個独立に表示させるスタティック駆動方式も可能であるが、マトリクスディスプレイの場合、通常、各走査ライン及びデータラインを時分割駆動するダイナミックドライブ方式が採用されている。
【０００８】
有機ＥＬ素子の発光部を構成する発光体としては、透明基板／透明電極／発光層／金属電極という構成を用い、発光層において発生した光が透明電極及び透明基板を透過して発せられる基板面発光タイプと、基板／金属電極／発光層／透明電極という構成を用い、発光層において発生した光が透明電極を透過して基板面とは逆側の膜面側から発せられる膜面発光タイプとに分けられる。
【０００９】
基板面発光タイプの素子については、例えば、アプライド・フィジカル・レターの第５１巻、９１３−９１５頁（１９８７）（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．， ５１， ９１３−９１５ （１９８７））に記載されている。
【００１０】
また、膜面発光タイプの素子については、例えば、アプライド・フィジカル・レターの第６５巻、２６３６−２６３８頁（１９９４）（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ６５，２６３６−２６３８（１９９４））に記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１７３７６６号公報
【非特許文献１】アプライド・フィジカル・レターの第５１巻、９１３−９１５頁（１９８７）（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．， ５１， ９１３−９１５ （１９８７））
【非特許文献２】アプライド・フィジカル・レターの第６５巻、２６３６−２６３８頁（１９９４）（Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．， ６５，２６３６−２６３８（１９９４））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記基板面発光タイプは、基板面側からの発光になるため、基板面と発光面との間に駆動回路や配線などの不透明物質が挿入されると、光が遮られ開口率及び輝度が低下するという問題が生じていた。さらに、腐食されやすい金属電極及び発光層が透明電極上に来るため、金属電極形成後に真空を破ることなしに素子の封止を行わないと、発光特性が劣化してしまうという問題があった。発光体の封止技術に関しては、例えば、特開平８−１２４６７７号公報に記載されている。
【００１２】
一方、上記膜面発光タイプは、基板面と発光面との間に駆動回路や配線などが挿入されても開口率は低下しない。また、腐食されやすい金属電極及び発光層が透明電極と基板との間に位置するため、金属電極、発光層及び透明電極のパターンの大きさ及び位置関係を選択することにより、透明電極成膜後に真空を破っても直ちに発光特性が劣化することはなくなり、発光素子の封止を省略したり、透明電極形成後に一度真空を破って他の成膜装置に移した後に保護層を形成することが可能になる。
【００１３】
本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、大きな開口率を得ることができ、発光素子の封止を省略でき、透明電極形成後に真空を破って他の成膜装置に移した後に保護層を形成することが可能な膜面発光タイプの発光素子に対して、長時間の素子発光寿命を確保することができる発光素子構造を提供できる発光体、発光素子、及び発光表示装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の請求項１に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該下電極のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きく、前記発光層のパターンは、前記下電極のパターンをすべて覆って、前記透明電極のパターンよりも大きく、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項２に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該下電極のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンが形成され、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項３に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該発光層のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きく、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項４に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該発光層のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンが形成され、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項５に記載の発明の要旨は、前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる素子部がエレクトロ・ルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項６に記載の発明の要旨は、前記エレクトロ・ルミネッセンス素子は、有機薄膜が印加電流によって発光する構造を有することを特徴とする請求項５に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項７に記載の発明の要旨は、前記透明電極と前記発光層との間にホール注入層が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項８に記載の発明の要旨は、前記透明電極と前記発光層との間に電子輸送層を形成することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項９に記載の発明の要旨は、前記電子輸送層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項８に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１０に記載の発明の要旨は、前記基体上に形成された下電極層、当該下電極層上に形成された電子輸送層、当該電子輸送層上に形成されホール注入層を兼ねた発光層、及び当該発光層上に形成された金属電極層からなることを特徴とする請求項５または６に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１１に記載の発明の要旨は、ホール注入層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項７または１０に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１２に記載の発明の要旨は、前記透明電極層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１３に記載の発明の要旨は、平面的に並べて配置された少なくとも３つの独立した発光体から成り、第１の発光体または発光体群が赤領域の波長で発光し、第２の発光体または発光体群が緑領域の波長で発光し、第３の発光体または発光体群が青領域の波長で発光することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１４に記載の発明の要旨は、赤領域、緑領域、及び青領域の波長を同時に発光できる構造を有していることを特徴とする請求項１３に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１５に記載の発明の要旨は、複数の独立して平面的に並べて配置され、そのそれぞれが青色領域の光、赤色領域の光、及び緑色領域の光の混合色で発光することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項１６に記載の発明の要旨は、請求項６乃至１５のいずれか一項に記載の発光体を備えた素子部と、当該素子部に電気的に接続され当該素子部に電流を印加するための電流印加素子から形成されていることを特徴とする発光素子に存する。
また、この発明の請求項１７に記載の発明の要旨は、前記電流印加素子がゲート、ドレイン及びソースからなる薄膜トランジスタからなり、前記透明電極または前記下電極のいずれかがドレインあるいはソースのいずれかに接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項１８に記載の発明の要旨は、前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含むことを特徴とする請求項１６または１７に記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項１９に記載の発明の要旨は、前記スイッチング素子を少なくとも１個のトランジスタを含む構成とし、当該スイッチング素子に含まれるトランジスタのドレインが、前記電流印加素子に含まれるトランジスタのゲートに接続されていることを特徴とする請求項１８記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項２０に記載の発明の要旨は、前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含み、当該電流印加素子に電流を供給するための配線と、当該スイッチング素子にオン／オフの電圧情報を印加するための配線を含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項２１に記載の発明の要旨は、請求項２０に記載の発光素子を複数含み、前記電流印加素子に電流を供給するための配線と、前記スイッチング素子にオン／オフの電圧情報を印加するための配線及び当該電流印加素子に電流を供給するための配線をマトリックス状に配置したことを特徴とする発光表示装置に存する。
また、この発明の請求項２２に記載の発明の要旨は、一方向に配置された配線とそれとは他方向に配置された配線とのなす角が略垂直であることを特徴とする請求項２１に記載の発光表示装置に存する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は以上のように構成されているので、長時間の素子発光寿命を確保することができる膜面発光タイプの発光素子構造を実現できるといった効果を奏する。
２に記載の発光表示装置に存する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の発光体１４を表す断面概略図、図１（ｂ）は上面概略図である。基体１は発光体１４を形成する物体のことであり、基板または基板上に膜や素子が形成されたものが含まれる（以降同じ）。基体１上には下電極２ａのパターンが形成されている。下電極２ａ上には発光材料層３ａのパターンが形成されている。発光材料層３ａは少なくとも発光層（例えば、後述する発光層７）を含む部分であり、発光層以外に電子輸送層（後述する電子輸送層６）やホール注入層（後述するホール注入層８）を含んでも良い（以降同じ）。
【００１７】
発光材料層３ａのパターンは下電極２ａのパターンより大きく、下電極２ａのパターンのすべての領域を覆っている。すなわち、発光材料層３ａのパターン端部３ｂはすべての領域において下電極２ａのパターン端部２ｂの外側に位置する。発光材料層３ａのパターンの上部には透明電極４ａが形成されている。図１（ａ）では、透明電極４ａはパターン化されていないように示してあるが、これはパターンが図に示したような範囲ではパターン化されないくらい、パターンが大きいことを意味する。
【００１８】
また本実施の形態の素子構造では、下電極２ａ及び発光材料層３ａのすべての領域上に、腐食しにくく、しかも透湿性の小さい透明電極４ａが形成されている。このため、本実施の形態の素子構造の発光体１４を真空を破って大気にさらしても、大気中に含まれる水分や酸素を下電極２ａや発光材料層３ａから遮断することができ、下電極２ａ及び発光材料層３ａの腐食を防ぐことができる。
【００１９】
また本実施の形態では、透明電極４ａ上に下電極２ａや発光材料層３ａを大気中の水や酸素より強力に遮断するための保護層（後述する図１０乃至図１３に示す保護層１６）を設けることもできる。
【００２０】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図２（ａ）は本発明の発光体１４を表す断面概略図、図２（ｂ）は上面概略図である。基体１上には下電極２ａのパターンが形成されている。下電極２ａ上には発光材料層３ａのパターンが形成されている。発光材料層３ａのパターンは下電極２ａのパターンより大きく、下電極２ａのパターンのすべての領域を覆っている。図２（ａ）では、発光材料層３ａはパターン化されていないように示してあるが、これはパターンが図に示したような範囲ではパターン化されないくらい、パターンが大きいことを意味する。発光材料層３ａ上には透明電極４ａのパターンが形成されている。透明電極４ａのパターンは、発光材料層３ａのパターンよりは小さいが、下電極２ａのパターンよりは大きい。また、下電極２ａのパターンのすべての領域は透明電極４ａのパターンにより覆われている。すなわち、下電極２ａのパターン端部２ｂはすべての領域において、透明電極４ａのパターン端部４ｂより内側にある。
【００２１】
また本実施の形態の素子構造では、下電極２ａのパターン及び発光材料層３ａのすべての領域上に、腐食されにくく、かつ、透湿性も小さい透明電極４ａが形成されている。ここで発光材料層３ａとは、発光材料層３ａのうち、下電極２ａのパターンと透明電極４ａとに挟まれており、下電極２ａと透明電極４ａとの間に電圧を印加することにより発光が生じる部分である。この場合は、発光材料層３ａのうち下電極２ａに接している部分にほぼ一致する。本実施の形態の素子構造の発光体１４は真空を破って大気にさらしても、大気中に含まれる水分や酸素を下電極２ａから遮断することができ、下電極２ａの腐食を防ぐことができる。
【００２２】
また本実施の形態の素子構造は、発光材料層３ａを下電極２ａのパターンをすべて覆い、透明電極４ａのパターンに覆われるように精密にパターン化する必要がないために、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した構造と比較して製造が容易であり、製造コストの低減を図ることができる。しかしながら、発光材料層３ａのうち透明電極４ａのパターンで覆われていない部分は酸素及び水から遮断することができない。この領域は、発光材料層３ａからは離れており、発光に直接は関係ない領域である。しかしながら、この領域が腐食されることが引き金になって発光材料層３ａの剥離等が生じ、発光特性に影響が及ぼされることがある。本実施の形態の素子構造を用いるためには、発光層に水や酸素により腐食されにくい材料を用いることが望ましい。
【００２３】
また、本実施の形態では、透明電極４ａのパターンはすべて発光材料層３ａのパターン上に形成されている場合を示したが、その一部は発光材料層３ａのパターンから外れて形成されている場合も含まれる。
【００２４】
また本実施の形態の素子構造では、透明電極４ａ上に下電極２ａや発光材料層３ａを大気中の水や酸素より強力に遮断するための保護層（後述する図１０乃至図１３に示す保護層１６）を設けることもできる。
【００２５】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図３（ａ）は本発明の発光体１４を表す断面概略図、図３（ｂ）は上面概略図である。基体１上には下電極２ａのパターンが形成されている。下電極２ａ上には発光材料層３ａのパターンが形成されている。ここでは、発光材料層３ａのパターンがすべて下電極２ａのパターン上に形成されている場合を示してある。発光材料層３ａの端部３ｂに絶縁層５ａのパターン端部５ｂが接するように絶縁層５ａが形成されている。発光材料層３ａのパターン上にはそのすべてを覆うように透明電極４ａのパターンが形成されている。
【００２６】
また本実施の形態の素子構造では、下電極２ａのパターンのすべての領域上に、透明電極４ａまたは絶縁層５ａが形成されている。また、発光材料層３ａのすべての領域上には透明電極４ａが形成されている。このため、本実施の形態の素子構造の発光体１４は大気に暴露しても、大気中に含まれる水分や酸素を透明電極４ａや絶縁層５ａにより下電極２ａ及び発光材料層３ａから遮断することができ、下電極２ａ及び発光材料層３ａの腐食を防ぐことができる。
【００２７】
また本実施の形態の素子構造は、下電極２ａや発光材料層３ａのパターンを絶縁層５ａで埋め込んだ構造であるため、素子上面を比較的平坦にすることができる。また、発光材料層３ａのパターン及び下電極２ａのパターンを透明電極４ａと絶縁層５ａにより堅固に覆うことができ、酸素や水に対する耐腐食性に優れる。しかしながら、絶縁層５ａを用いる必要があるので１工程余分に必要であり、その分製造コストは上昇する。
【００２８】
また本実施の形態の素子構造では、透明電極４ａ上に下電極２ａや発光材料層３ａを大気中の水や酸素より強力に遮断するための保護層（後述する図１０乃至図１３に示す保護層１６）を設けることもできる。
【００２９】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す素子構造は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す素子構造の変形例であり、絶縁層５ａのパターン端部５ｂが発光材料層３ａのパターン上に乗り上げている素子構造となっている。絶縁層５ａと発光材料層３ａとの重なり部分を設けることにより、製造誤差に伴う下電極２ａのパターンと透明電極４ａのパターンとの間のリーク電流の発生を低減できる。ただし、絶縁層５ａと発光材料層３ａとの重なり部分の存在により、素子上面の平坦性は上記実施の形態３（図３）の場合よりも劣化する。
【００３０】
また本実施の形態の素子構造では、透明電極４ａ上に下電極２ａや発光材料層３ａを大気中の水や酸素より強力に遮断するための保護層（後述する図１０乃至図１３に示す保護層１６）を設けることもできる。
【００３１】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図５（ａ）は本実施の形態の発光体１４を表す断面概略図、図５（ｂ）は上面概略図である。基体１上には下電極２ａのパターンが形成されている。下電極２ａ上には発光材料層３ａが形成されている。発光材料層３ａのパターンは下電極２ａのパターンの全領域を覆っている。その上に透明電極４ａのパターンが下電極２ａパターンをすべて覆うように形成されている。透明電極４ａのパターン端部４ｂに絶縁層５ａのパターン端部５ｂが接するように絶縁層５ａが発光材料層３ａ上に形成されている。本実施の形態では示していないが、絶縁層５ａは発光材料層３ａのうち透明電極４ａにより覆われていない部分をすべて覆うように形成されている。
【００３２】
また本実施の形態の素子構造では、下電極２ａのパターンのすべての領域上に、透明電極４ａが形成されている。また、発光材料層３ａのすべての領域上には透明電極４ａが形成されている。このため、本実施の形態の素子構造の発光体１４は大気に暴露しても、大気中に含まれる水分や酸素を透明電極４ａや絶縁層５ａにより下電極２ａ及び発光材料層３ａから遮断することができ、下電極２ａ及び発光材料層３ａの腐食を防ぐことができる。
【００３３】
また本実施の形態の素子構造は、透明電極４ａのパターンを絶縁層５ａで埋め込んだ構造であるため、素子上面を比較的平坦にすることができる。また、発光材料層３ａのパターン及び下電極２ａのパターンを透明電極４ａと絶縁層５ａによりすべて覆っているので、酸素や水に対する耐腐食性に優れる。しかしながら、絶縁層５ａを用いる必要があるので１工程余分に必要であり、その分製造コストは上昇する。
【００３４】
また本実施の形態の素子構造では、透明電極４ａ上に下電極２ａや発光材料層３ａを大気中の水や酸素より強力に遮断するための保護層（後述する図１０乃至図１３に示す保護層１６）を設けることもできる。
【００３５】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す素子構造は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す素子構造の変形例であり、絶縁層５ａのパターン端部５ｂが透明電極４ａのパターン端部４ｂ上に位置するように重ね合わせて形成されている。絶縁層５ａと透明電極４ａとの重なり部分を設けることにより、製造誤差に伴い絶縁層５ａのパターン端部５ｂと透明電極４ａのパターン端部４ｂとの間に隙間が発生するのを防ぐことができ、発光材料層３ａの腐食の確率を低減することができる。しかしながら、絶縁層５ａと発光材料パターン（発光材料層３ａのパターン）との重なり部分の存在により、素子上面の平坦性は上記実施の形態５（図５）の場合よりも劣化する。
【００３６】
また本実施の形態の素子構造では、透明電極４ａ上に下電極２ａや発光材料層３ａを大気中の水や酸素から強力に遮断するための保護層（後述する図１０乃至図１３に示す保護層１６）を設けることもできる。
【００３７】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図７（ａ），（ｂ）は、複数の発光体１４を配列した場合の発光素子６５の断面図及び平面図である。それぞれの発光体１４においては、基体１上に下電極２ａのパターンが形成され、下電極２ａのパターン上には、その全領域を覆うように発光材料層３ａのパターンが形成されている。発光材料層３ａのパターン上には、その全領域を覆うように透明電極４ａのパターンが形成されている。ここで、発光材料層３ａのパターン端部３ｂはすべての領域において下電極２ａのパターン端部２ｂの外側に位置しており、透明電極４ａのパターン端部４ｂはすべての領域において発光材料層３ａのパターン端部３ｂの外側に位置している。このような素子が縦横に図のように配列されている。ここでは、縦４列、横５行の配列を示したが、配列数は自由に選択できることは言うまでもない。
【００３８】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図８（ａ），（ｂ）は、複数の発光体１４を配列した場合の発光素子６５の断面図及び平面図である。基体１上に下電極２ａのパターンが形成され、下電極２ａのパターン上には、その全領域を覆うように発光材料層３ａのパターンが形成されている。発光材料層３ａのパターンは複数の下電極２ａのパターンをカバーしている。発光材料層３ａのパターン上には、その全領域を覆うように透明電極４ａのパターンが形成されている。透明電極４ａのパターンは１つのパターンで複数の下電極２ａのパターン及び発光材料層３ａのパターンの全域をカバーしている。このような発光体１４が縦横に図のように配列されている。ここでは、縦４列、横５行の配列を示したが、配列数は自由に選択できることは言うまでもない。また、ここでは発光材料層３ａ及び透明電極４ａのパターンはすべての発光体１４において共通になっているが、必ずしもその必要はなく、複数の素子にまたがっていれば良い。
【００３９】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図９（ａ），（ｂ）は、複数の発光体１４を配列した場合の発光素子６５の断面図及び平面図である。基体１上に下電極２ａのパターンが形成され、下電極２ａのパターン上には、その全領域を覆うように発光材料層３ａのパターンが形成されている。ここで、発光材料層３ａのパターン端部３ｂは下電極２ａのパターン端部２ｂ上に位置するように重ね合わせて形成されている。発光材料層３ａのパターン上には、その全領域を覆うように透明電極４ａのパターンが形成されている。透明電極４ａのパターンは１つのパターンで複数の下電極２ａのパターン及び発光材料層３ａのパターンをカバーしている。このような発光体１４が縦横に図のように配列されている。ここでは、縦４列、横５行の配列を示したが、配列数は自由に選択できることは言うまでもない。また、ここでは、透明電極４ａのパターンはすべての発光体１４において共通になっているが、必ずしもその必要はなく、複数の素子にまたがっていれば良い。
【００４０】
（実施の形態１０）
以下、本発明の実施の形態１０を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１０乃至図１３は本実施の形態に適用可能な発光体１４の層構成を示している。
【００４１】
図１０（ａ）は、基体１上に下電極２ａ、ホール注入層８及び電子輸送層６を兼ねた発光層９、及び透明電極４ａが順次形成された素子構造を示している。この場合は、発光層９が前述の発光材料層３ａに相当する。また図１０（ｂ）は、ホール注入層８及び電子輸送層６を兼ねた発光層９と透明電極４ａとの間に、陽極バッファ層１５を挿入した素子構造を示している。また、図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に示すように、図１０（ａ），図１０（ｂ）に示す構造の最上部に保護層１６を設けることもできる。
【００４２】
図１１（ａ）は、基体１上に下電極２ａ、電子輸送層６を兼ねた発光層１０、ホール注入層８及び透明電極４ａが順次形成された素子構造を示している。この場合は、電子輸送層６を兼ねた発光層１０とホール注入層８の部分が前述の発光材料層３ａに相当する。また図１１（ｂ）は、ホール注入層８と透明電極４ａとの間に、陽極バッファ層１５を挿入した素子構造を示している。また、図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）に示すように、図１１（ａ），図１１（ｂ）に示す構造の最上部に保護層１６を設けることもできる。
【００４３】
図１２（ａ）は、基体１上に下電極２ａ、電子輸送層６、ホール注入層８を兼ねた発光層１１及び透明電極４ａが順次形成された素子構造を示している。この場合は、電子輸送層６及びホール注入層８を兼ねた発光層１１の部分が前述の発光材料層３ａに相当する。また図１２（ｂ）は、発光層１１と透明電極４ａとの間に、陽極バッファ層１５を挿入した素子構造を示している。また、図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）に示すように、図１２（ａ），図１２（ｂ）に示す構造の最上部に保護層１６を設けることもできる。
【００４４】
図１３（ａ）は、基体１上に下電極２ａ、電子輸送層６、発光層７、ホール注入層８、及び透明電極４ａが順次形成された素子構造を示している。この場合は、電子輸送層６、発光層７、及びホール注入層８の部分が前述の発光材料層３ａに相当する。また図１３（ｂ）は、ホール注入層８と透明電極４ａとの間に、陽極バッファ層１５を挿入した素子構造を示している。また、図１３（ｃ）及び図１３（ｄ）に示すように、図１３（ａ），図１３（ｂ）に示す構造の最上部に保護層１６を設けることもできる。
【００４５】
（実施の形態１１）
以下、本発明の実施の形態１１を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００４６】
図１４は本発明の発光素子６５を表す断面概念図である。発光体１４は電流印加素子１３に接続され、電流印加素子１３はスイッチング素子１２に接続されている。
【００４７】
このような構成の発光素子６５は、図１５に発光素子６５の上面概略図を示したように、複数個並べて配置される。ここでは縦３行、横６列の場合を示したが、配列数は任意に選択することができる。
【００４８】
（実施の形態１２）
以下、本発明の実施の形態１２を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１６乃至図１８を参照して、配線と発光体１４との平面的位置関係について述べる。
【００４９】
図１６に示す素子構造では、紙面に向かって横（紙面左右）方向にグランド配線２２と第１スイッチング配線２０が配置されており、縦方向に第２スイッチング配線２１が配置されている。縦方向の配線（第２スイッチング配線２１）と横（紙面左右）方向の配線（グランド配線２２、第１スイッチング配線２０）との間に、発光体１４が配置されている。発光体１４は電流印加素子１３に接続されており、電流印加素子１３はスイッチング素子１２に接続されている（図１４参照）。発光体１４は電流源（電流源１９１（後述、図１９参照））に接続されている。グランド配線２２は縦方向に配置される場合もある。ここでは、発光体１４が縦２行、横２列配列された場合を示したが、配列数は適宜選択することができる。
【００５０】
図１７に示す素子構造では、紙面に向かって横（紙面左右）方向に第２スイッチング配線２１及びグランド配線２２が配置されており、縦方向に第１スイッチング配線２０及び電流印加線２３が配置されている。縦方向の配線（第１スイッチング配線２０及び電流印加線２３）と横（紙面左右）方向の配線（第２スイッチング配線２１及びグランド配線２２）との間に、発光体１４が配置されている。発光体１４は電流印加素子１３に接続されており、電流印加素子１３はスイッチング素子１２に接続されている（図１４参照）。グランド配線２２は縦方向に配置する場合もある。電流印加線２３は横（紙面左右）方向に配置する場合もある。ここでは、発光体１４が縦２行、横２列配列された場合を示したが、配列数は適宜選択することができる。
【００５１】
図１８に示す素子構造では、紙面に向かって横（紙面左右）方向にグランド配線２２を兼ねた第２スイッチング配線２４及び電流印加線２３が配置されており、縦方向に第１スイッチング配線２０が配置されている。縦方向の配線（第１スイッチング配線２０）と横（紙面左右）方向の配線（グランド配線２２を兼ねた第２スイッチング配線２４及び電流印加線２３）との間に、発光体１４が配置されている。発光体１４は電流印加素子１３に接続されており、電流印加素子１３はスイッチング素子１２に接続されている（図１４参照）。グランド配線２２を兼ねた第２スイッチング配線２４は縦方向に配置することもできる。ここでは、発光体１４が縦２行、横２列配列された場合を示したが、配列数は適宜選択することができる。
【００５２】
（実施の形態１３）
以下、本発明の実施の形態１３を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１９乃至図２５を参照して発光体１４、電流印加素子１３、スイッチング素子１２、第１スイッチング配線２０、及び第２スイッチング配線２１の接続関係を述べる。
【００５３】
図１９は、本発明に適用できる発光素子６５の回路概略図である。図１９を参照すると、本実施の形態では、スイッチング素子１２としてはスイッチング用トランジスタを、電流供給素子としては電流印加用トランジスタをそれぞれ用いた素子構造とした。
【００５４】
第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）と第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）とは、図１９に示すように、縦横に配列されている。第１スイッチングトランジスタ１８３のソース部１９３ａは、第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）に、ゲート部１９４ａは第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）にそれぞれ接続されている。ドレイン部１９５ａは、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂ及び電圧保持用コンデンサ１８５の一方の端子に接続されている。電圧保持用コンデンサ１８５の他方の端子は、グランド１９０に接続されている。第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のソース部１９３ｂは電流源１９１に接続され、ドレイン部１９５ｂは発光体１８２の陽極に接続されている。発光体１８２の陰極はグランド１９０に接続されている。
【００５５】
第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）に電圧を印加すると、第１スイッチングトランジスタ１８３のゲート部１９４ａに電圧が印加されることにより、ソース部１９３ａとドレイン部１９５ａとの間に導通が生じる。この状態で第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）に電圧を印加すると、ドレイン部１９５ａに電圧が印加され、電圧保持用コンデンサ１８５に電荷が貯えられる。これにより、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）または第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）に印加する電圧をオフにしても、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂには電圧保持用コンデンサ１８５に貯えられた電荷が消滅するまで電圧が印加され続ける。また、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂに電圧が印加されることにより、ソース部１９３ｂとドレイン部１９５ｂとの間が導通し、電流源１９１から発光体１８２を通過してグランド１９０に電流が流れ、発光体１８２が発光する。
【００５６】
一方、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）または第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）の少なくともどちらかに駆動電圧が印加されない場合は、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のドレイン部１９５ａに電圧は印加されないので、発光体１８２を電流が流れることはなく、発光は起こらない。
【００５７】
図２０は、図１９に示した素子構造にグランド配線１８６（グランド配線２２）及び電流供給配線１８９（電流印加線２３）を加えた素子構造を示している。また図２１は、図１９に示した構成において、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）とグランド１９０用の配線を共通にして、共通配線１９２とした素子構造を示している。
【００５８】
図２２は、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）、第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）とスイッチング素子１２、電流印加素子１３、及び発光素子６５の電気的な接続を表す図である。ここでは、スイッチング素子１２としてはスイッチング用トランジスタを、電流供給素子としては電流印加用トランジスタをそれぞれ用いた場合を示した。スイッチング用の配線は、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）及び第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）からなる。第１スイッチングトランジスタ１８３のソース部１９３ａは、第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）に、ゲート部１９４ａは第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）にそれぞれ接続されている。ドレイン部１９５ａは、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂに接続されると同時に、電圧保持用コンデンサ１８５の一方の端子に接続されている。電圧保持用コンデンサ１８５の他方の端子は、グランド１９０に接続されている。第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のソース部１９３ｂは発光体１８２の陰極側に接続され、ドレイン部１９５ｂはグランド１９０に接続されている。発光体１８２の陽極部は電流源１９１に接続されている。なお、ここではグランド１９０用の配線及び電流印加用の配線は省略してある。
【００５９】
また本実施の形態の素子構造では、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）及び第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）に同時に駆動電圧を供給したときに、第１スイッチングトランジスタ１８３のドレイン部１９５ａに電圧が与えられ、電圧保持用コンデンサ１８５に電荷が貯えられることにより、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂに安定した電位が加えられる。これにより、電流源１９１から発光体１８２を通過して電流が流れ、さらに第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂからドレイン部１９５ｂを通過してグランド１９０に電流が流れる。これにより、発光体１８２を発光させることができる。
【００６０】
一方、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）か第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）の少なくともどちらかに駆動電圧が印加されない場合は、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂに電圧は印加されないので、発光体１８２を電流が流れることはなく、発光は起こらない。
【００６１】
図２３は、図２２に示した構成にグランド配線１８６（グランド配線２２）及び電流供給配線１８９（電流印加線２３）を加えた素子構造を示している。また図２４は、図２２に示した構成において、第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）とグランド１９０用の配線を共通にして、共通配線１９２とした素子構造を示している。
【００６２】
（実施の形態１４）
以下、本発明の実施の形態１４を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。以下に、本発明に適用できる発光体１４，１８２の配列の仕方、基板面との関係、積層構造等の変形例について述べる。
【００６３】
図２５は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図２５に示す素子構造では、第１色用発光素子４０、第２色用発光素子４１、及び第３色用発光素子４２が基体１上に交互に配列されている。第１色用発光素子４０、第２色用発光素子４１、及び第３色用発光素子４２は、典型的には、青色を主成分とする発光素子（発光素子６５）、緑色を主成分とする発光素子（発光素子６５）、及び赤色を主成分とする発光素子（発光素子６５）から選択される。
【００６４】
図２６は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概略図である。図２６に示す素子構造では、第１色用発光素子４０、第２色用発光素子４１、及び第３色用発光素子４２が、少なくともその一部が基体１に埋め込まれて交互に配列されている。第１色用発光素子４０、第２色用発光素子４１、及び第３色用発光素子４２は、典型的には、青色を主成分とする発光素子（発光素子６５）、緑色を主成分とする発光素子（発光素子６５）、及び赤色を主成分とする発光素子（発光素子６５）から選択される。
【００６５】
図２７は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図２７に示す素子構造では、第１色用発光素子４０、第２色用発光素子４１、及び第３色用発光素子４２が、基体１上に交互に配列されている。個々の素子間には土手５２が形成されている。第１色用発光素子４０、第２色用発光素子４１、及び第３色用発光素子４２は、典型的には、青色を主成分とする発光素子（発光素子６５）、緑色を主成分とする発光素子（発光素子６５）、及び赤色を主成分とする発光素子（発光素子６５）から選択される。
【００６６】
図２８は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図２８に示す素子構造では、金属電極層４３（下電極２ａ）／第１色用電子輸送層６２／第１色用発光層５３を含む積層構造パターン（第１色用発光素子４０）、金属電極層４３（下電極２ａ）／第２色用電子輸送層６３／第２色用発光層５４を含む積層構造パターン（第２色用発光素子４１）、及び金属電極層４３（下電極２ａ）／第３色用電子輸送層６４／第３色用発光層５５を含む積層構造パターン（第３色用発光素子４２）が、基体１上に交互に配列されている。個々の素子間には土手５２が形成されている。それらの上には、複数の素子にまたがってホール注入層４６（ホール注入層８）及び透明電極４７（透明電極４ａ）が形成されている。第１色、第２色及び第３色は、典型的には、青色を主成分とする光、緑色を主成分とする光、及び赤色を主成分とする光から選択される。
【００６７】
図２９は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図２９に示す素子構造では、金属電極層４３（下電極２ａ）／第１色用電子輸送層６２／第１色用発光層５３／第１色用ホール注入層５６を含む積層構造パターン（第１色用発光素子４０）、金属電極層４３（下電極２ａ）／第２色用電子輸送層６３／第２色用発光層５４／第２色用ホール注入層５７を含む積層構造パターン（第２色用発光素子４１）、及び金属電極層４３（下電極２ａ）／第３色用電子輸送層６４／第３色用発光層５５／第３色用ホール注入層５８を含む積層構造パターン（第３色用発光素子４２）が、基体１上に交互に配列されている。それらの上には、複数の素子にまたがって透明電極４７（透明電極４ａ）が形成されている。第１色、第２色及び第３色は、典型的には、青色を主成分とする光、緑色を主成分とする光、及び赤色を主成分とする光から選択される。
【００６８】
図３０は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図３０に示す素子構造では、金属電極層４３（下電極２ａ）／第１色用電子輸送層６２／第１色用発光層５３を含む積層構造パターン（第１色用発光素子４０）、金属電極層４３（下電極２ａ）／第２色用電子輸送層６３／第２色用発光層５４を含む積層構造パターン（第２色用発光素子４１）、及び金属電極層４３（下電極２ａ）／第３色用電子輸送層６４／第３色用発光層５５を含む積層構造パターン（第３色用発光素子４２）が、基体１上に交互に配列されている。それらの上には、複数の素子にまたがってホール注入層４６（ホール注入層８）及び透明電極４７（透明電極４ａ）が形成されている。第１色、第２色及び第３色は、典型的には、青色を主成分とする光、緑色を主成分とする光、及び赤色を主成分とする光から選択される。
【００６９】
図３１は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図３１に示す素子構造では、下電極４３（下電極２ａ）／電子輸送層４４（電子輸送層６）／発光層４５（発光層７）／ホール注入層４６（ホール注入層８）／透明電極４７（透明電極４ａ）を含む積層構造が、基体１上に交互にお互いに隙間を持って配列されている。
【００７０】
図３２は、発光体１４，１８２の配列を表す断面概念図である。図３２に示す素子構造では、基体１に凹部が形成されていて、その中に、金属電極層４３（下電極２ａ）／電子輸送層４４（電子輸送層６）／発光層４５（発光層７）／ホール注入層４６（ホール注入層８）／透明電極４７（透明電極４ａ）を含む積層構造パターンが形成されている。
【００７１】
（実施の形態１５）
以下、本発明の実施の形態１５（本発明を適用した発光素子６５のより具体的な構造）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００７２】
図３３は、本発明を適用した発光素子６５の、より詳細な断面図である。図３３には発光素子６５と発光素子６５への電流印加素子１３が示されている。図３３に示す素子構造では、基体１上にバリア層２０５が形成されている。その上には薄膜半導体（ＴＦＴ＝Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のチャンネル領域（ゲート部１９４）、ソース部１９３及びドレイン部１９５が図のように形成されている。その上には、ゲート絶縁膜１９８が形成されている。ゲート絶縁膜１９８のうち、ＴＦＴのソース部１９３及びドレイン部１９５上に位置する部分は穴が開けられている。ゲート絶縁膜１９８の上で、かつ、ＴＦＴのチャンネル領域（ゲート部１９４）上に位置する部分にはゲート電極２０６が形成されている。その上には第１層間絶縁膜１９９が形成されているが、ソース部１９３及びドレイン部１９５の上に位置する部分は、穴が開けられている。この穴の部分にはソース部１９３及びドレイン部１９５と接触するように、ソース電極２００及びドレイン電極２０１が形成されている。その上にはさらに第２層間絶縁膜２０２が、ドレイン電極２０１を除いて図のように形成されている。ここでは示していないが、ソース電極２００はスイッチング素子１２と接続されている。第２層間絶縁膜２０２の上には、金属電極２０３のパターンがドレイン電極２０１の一方に接触するように形成されている。その上に発光材料層２０４（発光材料層３ａ）及び透明電極１９７（透明電極４ａ）が順次形成されている。発光材料層２０４（発光材料層３ａ）としては、電子輸送層４４（電子輸送層６）／発光材料層２０４（発光材料層３ａ）／ホール注入層４６（ホール注入層８）からなる３層膜、電子輸送層４４（電子輸送層６）を兼ねる発光材料層２０４（発光材料層３ａ）／ホール注入層４６（ホール注入層８）からなる２層膜、または電子輸送層４４（電子輸送層６）とホール注入層４６（ホール注入層８）を兼ねる発光材料層２０４（発光材料層３ａ）からなる単層膜が用いられる。
【００７３】
なお、本実施の形態では、発光材料層２０４（発光材料層３ａ）及び透明電極１９７（透明電極４ａ）はパターン化された場合を示したが、これらは複数の素子にまたがる大きなパターンである場合もある。
【００７４】
図３４は、本発明を適用した発光体１４，１８２の、より詳細な断面図である。図３４に示す素子構造では、発光材料層２０４（発光材料層３ａ）はドレイン電極２０１に接しておらず、透明電極１９７（透明電極４ａ）がドレイン電極２０１に接している点が、図３３に示す素子構造とは異なる。
【００７５】
図３５は、図３３及び図３４に示した断面構造の素子を適用した場合の、配線部を含む発光素子６５周辺部の、典型的な平面図である。第１スイッチング配線１８７（第１スイッチング配線２０）（ゲート線）は、第１スイッチングトランジスタ１８３のゲート部１９４ａに接続されている。第２スイッチング配線１８８（第２スイッチング配線２１）（データ線）は、第１スイッチングトランジスタ１８３のソース部１９３ａに接続されている。第１スイッチングトランジスタ１８３のドレイン部１９５ｂは、第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のゲート部１９４ｂに接続されていると同時に、グランド配線１８６（グランド配線２２）との間に形成された電圧保持用コンデンサ１８５の片方の端子（図では電圧保持用コンデンサ１８５の下側）に接続されている。電圧保持用コンデンサ１８５のもう一方の端子（図では電圧保持用コンデンサ１８５の上側）はグランド配線１８６（グランド配線２２）に接続されている。第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のソース部１９３ｂは金属電極２０３に接続されている。
【００７６】
図３５に示す素子の全面には、発光材料層２０４（発光材料層３ａ）及びその上に透明電極１９７（透明電極４ａ）が形成されており（図示せず）、透明電極１９７（透明電極４ａ）は電流源（電流源１９１）に接続されている。第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）のドレイン部１９５ｂは、グランド配線１８６（グランド配線２２）に接続されている。
【００７７】
発光素子６５を構成する各部材には代表的なものとして、以下のものを用いることができる。
【００７８】
【表１】
2008186808.tif 000003
【００７９】
また、第１スイッチングトランジスタ１８３及び第２スイッチングトランジスタ１８４（電流印加用トランジスタ）を構成する各要素としては、以下のものを用いることができる。
【００８０】
【表２】
2008186808.tif 000004
【００８１】
次に、本発明を適用した発光素子６５の代表的な製造方法（図３３に示した素子構造）を、図３６〜図４７を参照して説明する。
【００８２】
本実施の形態では、まず、図３６に示すように、基体１を用意する。基体１は典型的には、無アルカリガラスである。この基体１上に、図３７に示すように、バリア層２０５をスパッタ法やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成する。
【００８３】
その上に、図３８に示すように、スパッタ法やＣＶＤ法、典型的には、５００℃程度の温度を印加したＬＰ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ） ＣＶＤ法によりシリコン１８０を形成し、レーザ照射により多結晶化させる。
【００８４】
次にゲート絶縁膜１９８をスパッタ法やＣＶＤ法により図３９のように形成する。典型的には、リモートプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ２（酸化シリコン）を成膜する。その上にゲート電極２０６のパターンを図４０に示すように形成する。ゲート電極２０６のパターンは、例えばスパッタ法や蒸着法によりゲート電極２０６の膜、典型的にはＷＳｉ（タングステンシリサイド）を成膜した上に、フォトレジストをスピンコート法により塗布し、光学マスクを用いた露光と現像によりフォトレジストをパターン化し、その上からミリング法によりフォトレジストパターンのない部分のゲート電極２０６の膜を取り除き、最後にフォトレジストを溶媒に溶解させる等の方法で取り除くことにより形成できる。
【００８５】
次に、シリコン１８０形成部以外をレジストで覆った後にボロンやリンをイオンドーピングし、図４１に示すように、ソース部１９３及びドレイン部１９５を形成する。ソース部１９３及びドレイン部１９５を活性化させるために典型的には、５５０℃程度の温度で熱処理をする。
【００８６】
次に、図４２に示すように、スパッタ法やＣＶＤ法により第１層間絶縁膜１９９、典型的にはＳｉＯ２を形成し、次にソース部１９３及びドレイン部１９５に形成されているゲート絶縁膜１９８及び第１層間絶縁膜１９９を取り除く。この際も、上述したゲート電極２０６のパターン化の際の手法を用いることができる。
【００８７】
次に、図４３に示すように、ソース電極２００及びドレイン電極２０１、典型的には、Ａｌ（アルミニウム）のパターンを形成する。この際も、上述したゲート電極２０６のパターン化の際の手法を用いることができる。この上に、図４４に示すように、第２層間絶縁膜２０２、典型的にはＳｉＯ２のパターンを形成する。この際も、上述したゲート電極２０６のパターン化の際の手法を用いることができる。
【００８８】
次に、金属電極２０３のパターンを図４５に示すように形成する。この際も、上述したゲート電極２０６のパターン化の際の手法を用いることができる。その上に、図４６に示すように、発光材料層２０４（発光材料層３ａ）のパターンを形成する。この際には、メタルマスクを用いた蒸着法やインクジェット噴出ヘッドを用いた形成手法が用いられる。その上に透明電極１９７（透明電極４ａ）を図４７に示すように形成する。
【００８９】
透明電極１９７（透明電極４ａ）は、スパッタ法、ＣＶＤ法、またはスピンコート法の手法により成膜される。その後に、上述したゲート電極２０６のパターン化の際の手法を用いることによりパターン化される。
【００９０】
（実施の形態１６）
図１、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１１（ｂ）、図３３、及び図３５に示した素子構造を有する発光素子６５を用いて発光表示装置を試作した。１つの単位素子の大きさは３０μｍ×１００μｍ、表示部の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍ（ミリメートル）である。
【００９１】
比較のために、図４８に断面概略図を示した構造の素子も試作した。図４８に示す素子構造では、下電極２ａ、発光材料層３ａ、及び透明電極４ａがほぼ同じ大きさにパターン化されている。
【００９２】
これらの素子を試作する際に、基体１には無アルカリガラスを、金属電極層４３（下電極２ａ）としてはＡｌＬｉ（リチウムとアルミニウムの合金）を、正孔注入層としてはα−ＮＰＤ、電子輸送層６を兼ねた発光層７としてはアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）を用いた。陽極バッファ層１５には、ポリアニリンを用いた。透明電極４ａにはＩｎ（インジウム）酸化物とＺｎ（亜鉛）酸化物との混合物を用いた。第１スイッチング配線２０、第２スイッチング配線２１、及びグランド配線２２にはＡｌ（アルミニウム）を用いた。
【００９３】
スイッチング素子１２及び電流印加素子１３としてはトランジスタを用いた。トランジスタのソース電極２００及びドレイン電極２０１にはＡｌを用い、ゲート電極２０６にはＷＳｉ（タングステンシリサイド）を、ゲート絶縁膜１９８、第１層間絶縁膜１９９、第２層間絶縁膜２０２、バリア層２０５には、Ｓｉ酸化物を用いた。
【００９４】
これら２種類の発光表示装置の透明電極４ａからなる陽極部に５ボルトの電位を印加し、さらにすべての第１スイッチング配線２０（ゲート線）及び第２スイッチング配線２１（データ線）に５ボルトの電位を印加し、肉眼の観測で素子からの発光が完全に消滅するまでの時間を室温において測定した。図４８に示す素子構造の素子では発光持続時間がわずか５分であったのに対し、本発明の素子構造の発光素子６５では発光が５００時間以上持続している。
【００９５】
また、図４８に示す素子構造では、下電極２ａ、発光層７、及び透明電極４ａのパターンがほぼ同じであるために、透明電極４ａのパターン端部４ｂから発光層７のパターンや下電極２ａのパターンへの水や酸素の侵入が生じ、そのために発光層７及び下電極２ａのパターンの腐食が生じ、短時間で劣化したものと推測される。
【００９６】
それに対し、本発明を適用した発光素子６５では、下電極２ａのパターンや発光材料層３ａのパターンを酸化物である透明電極４ａのパターンが覆った構造であるために、透明電極４ａのパターン端部４ｂから発光層７のパターンや下電極２ａのパターンへの水や酸素の侵入が生じることがなく、発光層７及び下電極２ａのパターンの腐食が生じなかったために、長時間の発光が可能になったものと考えられる。
【００９７】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構成部材の数、位置、形状等は上記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図２】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図３】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図４】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図５】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図６】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図７】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図８】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図９】同図（ａ）は本発明の一実施の形態に係る発光体を表す断面構造概略図であり、同図（ｂ）はその上面透視図である。
【図１０】本発明に適用できる発光体の積層構造の一実施の形態である。
【図１１】本発明に適用できる発光体の積層構造の一実施の形態である。
【図１２】本発明に適用できる発光体の積層構造の一実施の形態である。
【図１３】本発明に適用できる発光体の積層構造の一実施の形態である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る発光素子の概念図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す平面概念図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る発光体と配線との関係を表す平面概略図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る発光体と配線との関係を表す平面概略図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る発光体と配線との関係を表す平面概略図である。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る発光素子と配線と電気的接続関係を表す平面概略図である。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る発光素子と配線と電気的接続関係を表す平面概略図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る発光素子と配線と電気的接続関係を表す平面概略図である。
【図２２】本発明の一実施の形態に係る発光素子と配線と電気的接続関係を表す平面概略図である。
【図２３】本発明の一実施の形態に係る発光素子と配線と電気的接続関係を表す平面概略図である。
【図２４】本発明の一実施の形態に係る発光素子と配線と電気的接続関係を表す平面概略図である。
【図２５】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図２６】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図２７】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図２８】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図２９】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図３０】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図３１】本発明の一実施の形態に係る発光素子の配列を表す断面概念図である。
【図３２】本発明の一実施の形態に係る発光素子の構造を表す断面概念図である。
【図３３】本発明の一実施の形態に係る発光素子の構造を表す断面概略図である。
【図３４】本発明の一実施の形態に係る発光素子の構造を表す断面概略図である。
【図３５】本発明の一実施の形態に係る発光素子の構造を表す上面概略図である。
【図３６】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第１作成手順を表す断面概略図である。
【図３７】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第２作成手順を表す断面概略図である。
【図３８】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第３作成手順を表す断面概略図である。
【図３９】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第４作成手順を表す断面概略図である。
【図４０】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第５作成手順を表す断面概略図である。
【図４１】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第６作成手順を表す断面概略図である。
【図４２】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第７作成手順を表す断面概略図である。
【図４３】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第８作成手順を表す断面概略図である。
【図４４】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第９作成手順を表す断面概略図である。
【図４５】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第１０作成手順を表す断面概略図である。
【図４６】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第１１作成手順を表す断面概略図である。
【図４７】本発明の一実施の形態に係る発光素子の第１２作成手順を表す断面概略図である。
【図４８】本発明の一実施の形態に係る一実施例の発光素子の構造を表す上面概略図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…基体
２ａ…下電極
２ｂ…下電極のパターン端部
３ａ…発光材料層
３ｂ…発光材料層のパターン端部
４ａ…透明電極
４ｂ…透明電極のパターン端部
５ａ…絶縁層
５ｂ…絶縁層パターン端部
６…電子輸送層
７…発光層
８…ホール注入層
９…発光層
１０…発光層
１１…発光層
１２…スイッチング素子
１３…電流印加素子
１４…発光体
１５…陽極バッファ層
１６…保護層
２０…第１スイッチング配線
２１…第２スイッチング配線
２２…グランド配線
２３…電流印加線
２４…グランド配線を兼ねた第２スイッチング配線
４０…第１色用発光素子
４１…第２色用発光素子
４２…第３色用発光素子
４３…金属電極層
４４…電子輸送層
４５…発光層
４６…ホール注入層
４７…透明電極
５２…土手
５３…第１色用発光層
５４…第２色用発光層
５５…第３色用発光層
５６…第１色用ホール注入層
５７…第２色用ホール注入層
５８…第３色用ホール注入層
６２…第１色用電子輸送層
６３…第２色用電子輸送層
６４…第３色用電子輸送層
６５…発光素子
１８０…シリコン
１８２…発光体
１８３…第１スイッチングトランジスタ
１８４…第２スイッチングトランジスタ
１８５…電圧保持用コンデンサ
１８６…グランド配線
１８７…第１スイッチング配線
１８８…第２スイッチング配線
１８９…電流供給配線
１９０…グランド
１９１…電流源
１９２…共通配線
１９３，１９３ａ，１９３ｂ…ソース部
１９４，１９４ａ，１９４ｂ…ゲート部
１９５，１９５ａ，１９５ｂ…ドレイン部
１９７…透明電極
１９８…ゲート絶縁膜
１９９…第１層間絶縁膜
２００…ソース電極
２０１…ドレイン電極
２０２…第２層間絶縁膜
２０３…金属電極
２０４…発光材料層
２０５…バリア層
２０６…ゲート電極
【図１】
2008186808.tif 000005
【図２】
2008186808.tif 000006
【図３】
2008186808.tif 000007
【図４】
2008186808.tif 000008
【図５】
2008186808.tif 000009
【図６】
2008186808.tif 000010
【図７】
2008186808.tif 000011
【図８】
2008186808.tif 000012
【図９】
2008186808.tif 000013
【図１０】
2008186808.tif 000014
【図１１】
2008186808.tif 000015
【図１２】
2008186808.tif 000016
【図１３】
2008186808.tif 000017
【図１４】
2008186808.tif 000018
【図１５】
2008186808.tif 000019
【図１６】
2008186808.tif 000020
【図１７】
2008186808.tif 000021
【図１８】
2008186808.tif 000022
【図１９】
2008186808.tif 000023
【図２０】
2008186808.tif 000024
【図２１】
2008186808.tif 000025
【図２２】
2008186808.tif 000026
【図２３】
2008186808.tif 000027
【図２４】
2008186808.tif 000028
【図２５】
2008186808.tif 000029
【図２６】
2008186808.tif 000030
【図２７】
2008186808.tif 000031
【図２８】
2008186808.tif 000032
【図２９】
2008186808.tif 000033
【図３０】
2008186808.tif 000034
【図３１】
2008186808.tif 000035
【図３２】
2008186808.tif 000036
【図３３】
2008186808.tif 000037
【図３４】
2008186808.tif 000038
【図３５】
2008186808.tif 000039
【図３６】
2008186808.tif 000040
【図３７】
2008186808.tif 000041
【図３８】
2008186808.tif 000042
【図３９】
2008186808.tif 000043
【図４０】
2008186808.tif 000044
【図４１】
2008186808.tif 000045
【図４２】
2008186808.tif 000046
【図４３】
2008186808.tif 000047
【図４４】
2008186808.tif 000048
【図４５】
2008186808.tif 000049
【図４６】
2008186808.tif 000050
【図４７】
2008186808.tif 000051
【図４８】
2008186808.tif 000052