(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界発光層と、
前記電界発光層上に電荷発生層と、
前記電界発光層と前記電荷発生層との間に電子注入性又は電子輸送性を有する第１の層とを有し、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属のいずれか一又は複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
電界発光層と、
前記電界発光層上に電荷発生層と、
前記電界発光層と前記電荷発生層との間にホール注入性又はホール輸送性を有する第１の層とを有し、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン、ＦｅＣｌ３、フラーレン、及びテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのいずれか一または複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項３】
第１の電界発光層と、
前記第１の電界発光層上に電子注入性又は電子輸送性を有する第１の層と、
前記第１の層上に電荷発生層と、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層と、を有し、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属のいずれか一又は複数の材料とを用いて共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
第１の電界発光層と、
前記第１の電界発光層上にホール注入性又はホール輸送性を有する第１の層と、
前記第１の層上に電荷発生層と、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層と、を有し、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン、ＦｅＣｌ３、フラーレン、及びテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのいずれか一または複数の材料とを用いて共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
第１の電極上に第１の電界発光層と、
前記第１の電界発光層上に電子注入性又は電子輸送性を有する第１の層と、
前記第１の層上に電荷発生層と、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層と、
前記第２の電界発光層上に電子注入性又は電子輸送性を有する第２の層と、
前記第２の層上に第２の電極と、を有し、
前記第１の層及び前記第２の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属のいずれか一又は複数の材料とを用いて共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
第１の電極上に第１の電界発光層と、
前記第１の電界発光層上にホール注入性又はホール輸送性を有する第１の層と、
前記第１の層上に電荷発生層と、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層と、
前記第２の電界発光層上にホール注入性又はホール輸送性を有する第２の層と、
前記第２の層上に第２の電極と、を有し、
前記第１の層及び前記第２の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン、ＦｅＣｌ３、フラーレン、及びテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのいずれか一又は複数の材料とを用いて共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項５または請求項６において、
前記第２の電極はスパッタリング法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第２の電極は透明導電膜であることを特徴とする発光素子。
【請求項９】
複数の電界発光層と、
前記複数の電界発光層の間に電荷発生層と、
前記電荷発生層と接する電子注入性又は電子輸送性を有する第１の層と、を有し、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属のいずれか一又は複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
複数の電界発光層と、
前記複数の電界発光層の間に電荷発生層と、
前記電荷発生層と接するホール注入性又はホール輸送性を有する第１の層と、を有し、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン、ＦｅＣｌ３、フラーレン、及びテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのいずれか一または複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記電荷発生層はスパッタリング法により形成されたことを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記電荷発生層は透明導電膜であることを特徴とする発光素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光素子を用いた発光装置。
【請求項１４】
第１の電界発光層上に電子注入性又は電子輸送性を有する第１の層を形成し、
前記第１の層に接して電荷発生層を形成し、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層を形成する発光素子の作製方法であって、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属のいずれか一又は複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成したことを特徴とする発光素子の作製方法。
【請求項１５】
第１の電界発光層上にホール注入性又はホール輸送性を有する第１の層を形成し、
前記第１の層に接して電荷発生層を形成し、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層を形成する発光素子の作製方法であって、
前記第１の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン、ＦｅＣｌ３、フラーレン、及びテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのいずれか一または複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成したことを特徴とする発光素子の作製方法。
【請求項１６】
第１の電極上に第１の電界発光層を形成し、
前記第１の電界発光層上に電子注入性又は電子輸送性を有する第１の層を形成し、
前記第１の層に接して電荷発生層を形成し、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層を形成し、
前記第２の電界発光層上に電子注入性又は電子輸送性を有する第２の層を形成し、
前記第２の層に接して第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記第１の層及び前記第２の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属のいずれか一又は複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成したことを特徴とする発光素子の作製方法。
【請求項１７】
第１の電極上に第１の電界発光層を形成し、
前記第１の電界発光層上にホール注入性又はホール輸送性を有する第１の層を形成し、
前記第１の層に接して電荷発生層を形成し、
前記電荷発生層上に第２の電界発光層を形成し、
前記第２の電界発光層上にホール注入性又はホール輸送性を有する第２の層を形成し、
前記第２の層に接して第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記第１の層及び前記第２の層は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン、ＦｅＣｌ３、フラーレン、及びテトラフルオロテトラシアノキノジメタンのいずれか一または複数の材料とを用いて、共蒸着法により形成したことを特徴とする発光素子の作製方法。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７において、
前記第２の電極をスパッタリング法により形成することを特徴とする発光素子の作製方法。
【請求項１９】
請求項１４乃至請求項１８のいずれか一項において、
前記電荷発生層をスパッタリング法により形成することを特徴とする発光素子の作製方法。
【請求項２０】
一画素内に複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子はそれぞれ、複数の電界発光層と、前記複数の電界発光層の間に電荷発生層と、前記電荷発生層と接するベンゾオキサゾール誘導体を含む層と、を有し、
前記複数の電界発光層の積層順は、前記複数の発光素子ごとに異なることを特徴とする発光装置。
【請求項２１】
一画素内に複数の発光素子を有し、
前記複数の発光素子はそれぞれ、複数の電界発光層と、前記複数の電界発光層の間に電荷発生層と、前記電荷発生層と接するピリジン誘導体を含む層と、を有し、
前記複数の電界発光層の積層順は、前記複数の発光素子ごとに異なることを特徴とする発光装置。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１において、
前記複数の発光素子に流れる電流量をそれぞれ独立に制御するコントローラを有す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、発光素子およびその作製方法、並びに前記発光素子を用いた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光材料を用いた発光素子は、薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有しており、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。また、発光素子をマトリクス状に配置した発光装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると言われている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に電界発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が電界発光層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、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いわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００４】
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
【０００５】
一方、素子構造の１つとして、高輝度発光時での長寿命を実現するために、対向する陽極電極と、陰極電極の間に複数の発光ユニットが電荷発生層で仕切られて積層されている構造を有する発光素子が報告されている（特許文献１および非特許文献１参照）。この電荷発生層はキャリアを注入する役割を持ち、透光性の高い材料であることが必要である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４５６７６号
【０００７】
【非特許文献１】Ｔｏｓｈｉｏ  Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ，Ｔａｋｅｓｈｉ  Ｎａｋａｄａ，Ｊｕｎ  Ｅｎｄｏ，Ｋｏｉｃｈｉ  Ｍｏｒｉ，Ｎｏｒｉｈｕｍｉ  Ｋａｗａｍｕｒａ，Ａｋｉｒａ  Ｔｏｋｏｉ，Ｊｕｎｊｉ  Ｋｉｄｏ，ＩＤＷ’０３，１２８５−１２８８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１および非特許文献１では、電荷発生層として透光性の高い透明性導電膜を用いているが、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）に代表される透明導電膜をスパッタリング法で電界発光層上に形成すると、電界発光層が損傷（スパッタダメージ）を受けてしまうという問題があった。また、蒸着法を用いて透明導電膜を形成する場合、形成される電極の透過率、抵抗率が低くなってしまい、好ましくない。よって、電界発光層に損傷を与えることなく、スパッタリング法を用いて電界発光層上に電極を形成することができる、発光素子および発光装置の提案が望まれている。
【０００９】
本発明では、上述した問題に鑑み、スパッタリング法を用いた膜形成に起因した電界発光層の損傷を低減できる発光素子の作製方法を提供することを目的とする。また、スパッタリング法を用いた膜形成に起因した損傷が低減された発光素子および発光装置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】
【００１０】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の電界発光層と、一または複数の電荷発生層とを有する。電界発光層と電荷発生層は交互に積層しており、電界発光層はスパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層を有する。そして、エッチングされにくい材料を含む層は電荷発生層よりも先に形成されるように積層されていることを特徴とする。
【００１１】
つまり、電界発光層のうち、電界発光層上にスパッタリング法で形成される電荷発生層に接する層に、スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を用いる。より具体的には、第２の電極よりも第１の電極を先に形成する場合、電荷発生層の第１の電極側に電荷発生層と接するように、ベンゾオキサゾール誘導体、またはピリジン誘導体を含む層を形成することを特徴とする。
【００１２】
以下、本明細書中では、発光素子の一対の電極のうち、先に形成される電極を第１の電極、後に形成される電極を第２の電極という。
【００１３】
本発明で用いるベンゾオキサゾール誘導体の構造を、一般式（１）に示す。
【００１４】
【化１】
0004610408.tif 000002
（式中、Ａｒはアリール基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、シアノ基、アルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、ハロアルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、アルコキシル基（ただし、炭素数１〜１０）を示す。もしくは、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基を示す。）。
【００１５】
本発明で用いるピリジン誘導体の構造を、一般式（２）に示す。
【００１６】
【化２】
0004610408.tif 000003
（式中、二つのＸは同じであっても異なる構造であってもよい。Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、シアノ基、アルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、ハロアルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、アルコキシル基（ただし、炭素数１〜１０）、を示す。もしくは、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基を示す。）。
【００１７】
そして本発明の発光素子は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に、複数の電界発光層が電荷発生層で仕切られて積層されている構造を有し、実際に発光が得られる層（発光層）の他に、キャリア（電子・正孔）輸送性の高い材料を含む層や、キャリア注入性の高い材料を含む層などを組み合わせて構成されていてもよい。
【００１８】
そして例えば、陰極を第１の電極、陽極を第２の電極とした場合、電界発光層のうち最も電荷発生層に近い、ホール注入性またはホール輸送性を有する層として、上述したエッチングされにくい材料を用いる。具体的に、ベンゾオキサゾール誘導体を用いる場合は、ベンゾオキサゾール誘導体と、テトラシアノキノジメタン（以下、ＴＣＱｎと示す）、ＦｅＣｌ3、フラーレン（以下、Ｃ60と示す）、またはテトラフルオロテトラシアノキノジメタン（以下、Ｆ4ＴＣＮＱと示す）のいずれか一または複数の材料とを含む層を、電荷発生層の第１の電極側に電荷発生層と接するように形成する。
【００１９】
また例えば、陽極を第１の電極、陰極を第２の電極とした場合、電界発光層のうち最も電荷発生層に近い、電子注入性または電子輸送性を有する層として、上述したエッチングされにくい材料を用いる。具体的に、ベンゾオキサゾール誘導体を用いる場合は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属のいずれか一または複数の材料とを含む層を、電荷発生層の第１の電極側に電荷発生層と接するように形成する。
【００２０】
上記構成により、電荷発生層として、スパッタリング法で形成した透明導電膜、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または珪素を含有したインジウム錫酸化物、２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム等を用いた場合でも、電界発光層へのスパッタダメージを抑えることができる。そのため、電荷発生層を形成するための物質の選択性が広がる。
【００２１】
また、本発明において、第２の電極にスパッタリング法で形成した透明導電膜を用いても、電界発光層のうち第２の電極に接する層に、上述したスパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層を形成することにより、電界発光層へのスパッタダメージを抑えることができる。
【００２２】
なお本発明の発光装置は、アクティブマトリクス型に限定されず、パッシブマトリクス型であっても良い。
【発明の効果】
【００２３】
上述したように本発明では、スパッタリング法を用いて電界発光層上に電荷発生層または第２の電極を形成する場合に、電界発光層が受ける損傷を低減することができる発光素子の作製方法を得ることができる。また、これにより、スパッタリング法による膜形成に起因した不良が抑制される発光素子および発光装置を提供することができる。よって、電界発光層上に形成される電荷発生層の材料の選択性を広げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２５】
図１を用いて、本発明の発光素子の構成について説明する。図１に、本発明における発光素子の素子構成を模式的に示す。本発明の発光素子１０８は、基板１００上に形成され、第１の電極１０１と第２の電極１０５間に、電荷発生層１０３を挟んで、電界発光層が複数積層した構成を有する。なお実際には、基板１００と発光素子１０８間には各種の層または半導体素子などが設けられている。
【００２６】
第１の電極１０１と第２の電極１０５は、いずれか一方が陽極、他方が陰極に相当する。そして本発明では、電界発光層１０２のうち、電界発光層１０２上に形成される電荷発生層に最も近い層１０６に、ベンゾオキサゾール誘導体またはピリジン誘導体などの、スパッタリング法による成膜時のプラズマによりエッチングされにくい材料を含ませる。具体的に、第１の電極１０１が陽極、第２の電極１０５が陰極である場合は、電荷発生層１０３に最も近い層１０６に電子注入性をもたせるために、ベンゾオキサゾール誘導体を用いる場合は、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属のいずれか一または複数の材料を含ませる。
【００２７】
なお、逆に第１の電極１０１が陰極、第２の電極１０５が陽極である場合、電荷発生層に最も近い層１０６にホール注入性をもたせるために、ベンゾオキサゾール誘導体を用いる場合は、ベンゾオキサゾール誘導体と、ＴＣＱｎ、ＦｅＣｌ3、Ｃ60またはＦ4ＴＣＮＱのいずれか一または複数の材料とを含ませる。
【００２８】
また、電荷発生層１０３と同様に、第２の電極１０５を形成する際にスパッタリング法を用いる場合は、第２の電極１０５に最も近い層１０７に、上記の材料を用いることにより、電界発光層へのスパッタダメージを抑える効果を得ることができる。具体的には、第２の電極が透明導電膜で形成されている上面出射型素子、第１の電極及び第２の電極が透明導電膜で形成されている両面出射型素子に本発明を適用することで、スパッタダメージに起因する不良を抑制することができる。
【００２９】
また、電界発光層１０２（１０４）は、それぞれ発光層およびスパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層１０７（１０９）を少なくとも有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成される。なお、エッチングされにくい材料を含む層はこれらの役割を兼ねている構成としてもよい。また、電界発光層１０２（１０４）は、単層であっても複数の層を積層した構造であってもよい。
【００３０】
本発明の１つめの構成として、スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層は、下記一般式（１）に示すベンゾオキサゾール誘導体を含み、電荷発生層と接して設けられる。
【００３１】
【化３】
0004610408.tif 000004
（式中、Ａｒはアリール基を示し、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、シアノ基、アルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、ハロアルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、アルコキシル基（ただし、炭素数１〜１０）を示す。もしくは、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基を示す。）。
【００３２】
なお、一般式（１）に示されるベンゾオキサゾール誘導体に含まれる具体的な材料としては、構造式（３）〜（５）に示す物質が挙げられる。
【００３３】
【化４】
0004610408.tif 000005
【００３４】
【化５】
0004610408.tif 000006
【００３５】
【化６】
0004610408.tif 000007
【００３６】
また、本発明の別の構成として、スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層は、下記一般式（２）に示すピリジン誘導体を含み、電荷発生層と接して設けられる。
【００３７】
【化７】
0004610408.tif 000008
（式中、二つのＸは同じであっても異なる構造であってもよい。Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に水素、ハロゲン、シアノ基、アルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、ハロアルキル基（ただし、炭素数１〜１０）、アルコキシル基（ただし、炭素数１〜１０）を示す。もしくは、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基を示す。）。
【００３８】
なお、一般式（２）に示されるピリジン誘導体に含まれる具体的な材料としては、構造式（６）〜（９）に示す物質が挙げられる。
【００３９】
【化８】
0004610408.tif 000009
【００４０】
【化９】
0004610408.tif 000010
【００４１】
【化１０】
0004610408.tif 000011
【００４２】
【化１１】
0004610408.tif 000012
【００４３】
本発明の発光素子において、電界発光層１０２、１０４におけるキャリアの再結合により生じる光は、第１の電極１０１または第２の電極１０５の両方から外部に出射される構成となる。すなわち、両電極を透明導電膜で形成する。
【００４４】
また、電界発光層１０２、１０４には公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、電界発光層１０２、１０４を形成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。
【００４５】
本発明において、一対の電極間に形成される電界発光層１０２、１０４を構成する正孔注入層、正孔輸送層、発光層、または、電子輸送層に用いる具体的な材料を以下に示す。
【００４６】
正孔注入層を形成する正孔注入性材料としては、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（以下、Ｈ2−Ｐｃと示す）、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳと示す）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴと示す）などを用いることもできる。また、ベンゾオキサゾール誘導体と、ＴＣＱｎ、ＦｅＣｌ3、Ｃ60またはＦ4ＴＣＮＱのいずれか一または複数の材料とを含むようにしても良い。
【００４７】
また、正孔輸送層を形成する正孔輸送性材料としては、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有する化合物等）の化合物が好適である。広く用いられている材料として、例えば、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（以下、ＴＰＤと示す）の他、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）や、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（以下、ＴＣＴＡと示す）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（以下、ＴＤＡＴＡと示す）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（以下、ＭＴＤＡＴＡと示す）などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。
【００４８】
また、発光層を形成する発光性材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｍｑ3と示す）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ2と示す）、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（以下、ＢＡｌｑと示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＯＸ）2と示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＴＺ）2と示す）などの金属錯体の他、各種蛍光色素が有効である。
【００４９】
なお、ゲスト材料と組み合わせて発光層を形成する場合には、キナクリドン、ジエチルキナクリドン（以下、ＤＥＱＤと示す）、ジメチルキナクリドン（以下、ＤＭＱＤと示す）、ルブレン、ペリレン、クマリン、クマリン５４５Ｔ（以下、Ｃ５４５Ｔと示す）、ＤＰＴ、Ｃｏ−６、ＰＭＤＦＢ、ＢＴＸ、ＡＢＴＸ、ＤＣＭ、ＤＣＪＴの他、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）3と示す）、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰと示す）等の三重項発光材料（燐光材料）をゲスト材料として用いることができる。
【００５０】
電子輸送層を形成する電子輸送性材料としては、先に述べたＡｌｑ3、Ａｌｍｑ3、ＢｅＢｑ2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ＢＡｌｑなどが好適である。また、Ｚｎ（ＢＯＸ）2などのオキサゾール系配位子、Ｚｎ（ＢＴＺ）2などの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（以下、ＰＢＤと示す）、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（以下、ＯＸＤ−７と示す）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（以下、ＴＡＺと示す）、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（以下、ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）などのトリアゾール誘導体を用いることができる。
【００５１】
電子注入層を形成する電子注入性材料をしては、具体的には、ＬｉＦ、ＣｓＦなどのアルカリ金属ハロゲン化物や、ＣａＦ2のようなアルカリ土類ハロゲン化物、Ｌｉ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物のような絶縁体の薄膜がよく用いられる。また、リチウムアセチルアセトネート（略称：Ｌｉ（ａｃａｃ）や８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）などのアルカリ金属錯体も有効である。
また、ベンゾオキサゾール誘導体と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属のいずれか一または複数の材料とを含むようにしても良い。
【００５２】
なお、図１では、電界発光層が２つの場合を示したが、これに限定されず、３層以上であってもよい。また、積層する電界発光層はそれぞれ同じ構成である必要はなく、異なる材料で構成されている電界発光層を積層してもよい。
【実施例１】
【００５３】
本実施例では、第１の電極を陽極とし、第２の電極を陰極とした例について、図２を用いて説明する。
【００５４】
まず、基板２００上に発光素子の第１の電極２０１が形成される。なお、本実施例では、第１の電極２０１は陽極として機能する。材料として透明導電膜であるＩＴＯを用い、スパッタリング法により１１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００５５】
次に、陽極として機能する第１の電極２０１上に電界発光層２０２が形成される。なお、本実施例における電界発光層２０２は、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４、電子注入層２１５からなる積層構造を有している。
【００５６】
第１の電極２０１が形成された基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極２０１が形成された面を下方にして固定し、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源に銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）を入れ、抵抗加熱法を用いた蒸着法により２０ｎｍの膜厚で正孔注入層２１１を形成する。なお、正孔注入層２１１を形成する材料としては、公知の正孔注入性材料を用いることができる。
【００５７】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層２１２を形成する。正孔輸送層２１２を形成する材料としては、公知の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと示す）を同様の方法により、４０ｎｍの膜厚で形成する。
【００５８】
次に発光層２１３を形成する。なお、発光層２１３において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、発光層２１３を形成する材料のうちホスト材料となるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）と、ゲスト材料となるジメチルキナクリドン（以下、ＤＭＱＤと示す）とを用い、ＤＭＱＤが１質量％となるように共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成する。
【００５９】
次に、電子輸送層２１４を形成する。電子輸送層２１４を形成する材料としては、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ3を用い、２０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００６０】
次に、電子注入層２１５を形成する。電子注入層２１５は、一般式（１）で示されるベンゾオキサゾール誘導体を用いて形成する。これによって、電荷発生層または電極から電界発光層への電子の注入を促すと共に、電荷発生層または電極の形成に伴う電界発光層への損傷を防ぐことができる。具体的には、電子注入性を高めるため、一般式（１）で示されるベンゾオキサゾール誘導体を用い、アルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属のいずれか一とを含有する層を形成する。なお、本実施例では、下記構造式（３）で示される４，４’−Ｂｉｓ（５−ｍｅｔｈｙｌ  ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｓｔｉｌｂｅｎｅとアルカリ金属であるＬｉとを用い、Ｌｉが１質量％となるようにして、２０ｎｍの膜厚で共蒸着法により形成する。
【００６１】
【化１２】
0004610408.tif 000013
【００６２】
このようにして、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４、および電子注入層（スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層）２１５を積層して形成される電界発光層２０２を形成した後、電荷発生層２０３をスパッタリング法により形成する。なお、電荷発生層２０３は透光性の物質であることが望ましく、本実施例では電界発光層２０２上にＩＴＯ（１０ｎｍ）をスパッタリング法により形成し、電荷発生層２０３を得る。
【００６３】
電荷発生層２０３上に電界発光層２０４を形成する。電界発光層２０４は、上記した電界発光層２０２と同様に形成すればよい。本実施例では、正孔注入層２１６としてＣｕ−Ｐｃ（２０ｎｍ）、正孔輸送層２１７としてα―ＮＰＤ（４０ｎｍ）、発光層２１８としてＤＭＱＤを１質量％含むＡｌｑ3（４０ｎｍ）、電子輸送層２１９としてＡｌｑ3（２０ｎｍ）、電子注入層（スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層）２２０としてＬｉを１質量％含むベンゾオキサゾール誘導体（２０ｎｍ）を形成する。
【００６４】
そして、電界発光層２０４を形成した後、陰極として機能する第２の電極２０５としてＩＴＯをスパッタリング法により１１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００６５】
本実施例で作製した発光素子は、電界発光層のうち、電荷発生層に最も近い層にスパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層を形成することにより、スパッタリング法で膜形成するときに電界発光層が受ける損傷を低減することができる。なお、ベンゾオキサゾール誘導体の他、ピリジン誘導体を用いた場合にも同様の効果を得ることできる。
【００６６】
電界発光層のうち、スパッタリング法により形成される透明導電膜に最も近い層にエッチングされにくい材料を含む層を形成することにより、電界発光層に与える損傷を低減することができるか確認するため、実験を行った。
【００６７】
第１の電極であるＩＴＯ上に、正孔注入層としてＣｕ−Ｐｃ（２０ｎｍ）正孔輸送層としてα―ＮＰＤ（４０ｎｍ）、発光層としてＤＭＱＤを１質量％含むＡｌｑ3（４０ｎｍ）、電子輸送層としてＡｌｑ3（２０ｎｍ）を形成した。そして、アルカリ金属であるＬｉと上記構造式（３）で示される４，４’−Ｂｉｓ（５−ｍｅｔｈｙｌ  ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｓｔｉｌｂｅｎｅ（２０ｎｍ）と用い、Ｌｉが１質量％となるようにして電子注入層を形成し、その後、スパッタリング法によりＩＴＯ（１１０ｎｍ）を形成した。本実験で作製した素子を素子１とする。
［比較例１］
【００６８】
比較例１として、電界発光層のうち、スパッタリング法により形成された透明導電膜に最も近い層に、スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を用いていない素子を作製した。
【００６９】
第１の電極であるＩＴＯ上に、電子注入層としてＬｉを１質量％含む上記構造式（３）で示される４，４’−Ｂｉｓ（５−ｍｅｔｈｙｌ  ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｓｔｉｌｂｅｎｅ（２０ｎｍ）、電子輸送層としてＡｌｑ3（２０ｎｍ）、発光層としてＤＭＱＤを１質量％含むＡｌｑ3（４０ｎｍ）、正孔輸送層としてα―ＮＰＤ（４０ｎｍ）、正孔注入層としてＣｕ−Ｐｃ（２０ｎｍ）を形成した。その後、スパッタリング法によりＩＴＯ（１１０ｎｍ）を形成した。本比較例で形成した素子を素子２とする。
［比較例２］
【００７０】
比較例２として、電界発光層のうち、スパッタリング法により形成された透明導電膜に最も近い層に、スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を用いていない素子を作製した。本比較例で作製した素子は、比較例１で作製した素子と同様にα―ＮＰＤまで形成した後、正孔注入層として形成したＣｕ−Ｐｃの膜厚を４０ｎｍとし、その後、スパッタリング法によりＩＴＯ（１１０ｎｍ）を形成した。本比較例で形成した素子を素子３とする。
【００７１】
素子１、素子２、素子３の輝度―電流密度特性を図６に、電流効率―輝度特性を図７に、輝度―電圧特性を図８に、電流―電圧特性を図９に示す。図６〜図９をみてわかるように、素子１は素子２および素子３に比べて、素子特性が良くなっている。
【００７２】
素子１の構成は実施例１で作成した発光素子の構成に含まれており、実施例１で作製した発光素子においても、スパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を用いることにより電界発光層へのスパッタダメージが防ぐ効果があることが確認された。
【実施例２】
【００７３】
本実施例では、第１の電極を陰極とし、第２の電極を陽極とした例について、図３を用いて説明する。
【００７４】
まず、基板３００上に発光素子の第１の電極３０１が形成される。なお、本実施例では、第１の電極３０１は陰極として機能する。材料として透明導電膜であるＩＴＯを用い、スパッタリング法により１１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７５】
次に、陰極として機能する第１の電極３０１上に電界発光層３０２が形成される。なお、本実施例における電界発光層３０２は、電子注入層３１１、電子輸送層３１２、発光層３１３、正孔輸送層３１４、正孔注入層３１５からなる積層構造を有している。
【００７６】
第１の電極３０１上に、電子注入性に優れた材料により電子注入層３１１を形成する。電子注入層を形成する材料としては、公知の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、ベンゾオキサゾール誘導体とアルカリ金属であるＬｉとを用い、Ｌｉが１質量％となるようにして、２０ｎｍの膜厚で共蒸着法により形成する。
【００７７】
次に、電子輸送層３１２を形成する。電子輸送層３１２を形成する材料としては、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ3を用い、２０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００７８】
次に発光層３１３を形成する。なお、発光層３１３において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、発光層３１３を形成する材料のうちホスト材料となるＡｌｑ3と、ゲスト材料となるＤＭＱＤとを用い、ＤＭＱＤが、１０質量％となるように共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７９】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層３１４を形成する。正孔輸送層３１４を形成する材料としては、公知の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、４０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８０】
次に、正孔注入層３１５を形成する。正孔注入層３１５は、一般式（１）で占められるベンゾオキサゾール誘導体を用いて形成する。これによって、電荷発生層または電極から電界発光層への正孔の注入を促すと共に、電荷発生層または電極の形成に伴う電界発光層の損傷を防ぐことができる。具体的には、正孔注入性を高めるため、一般式（１）で示されるベンゾオキサゾール誘導体を用い、ＴＣＱｎ、ＦｅＣｌ3、Ｃ60またはＦ4ＴＣＮＱのいずれか一または複数の材料を含有する層を形成する。なお、本実施例では、下記構造式（３）で示される４，４’−Ｂｉｓ（５−ｍｅｔｈｙｌ  ｂｅｎｚｏｘａｚｏｌ−２−ｙｌ）ｓｔｉｌｂｅｎｅとＴＣＱｎを含む層を、２０ｎｍの膜厚で共蒸着法により形成する。
【００８１】
【化１３】
0004610408.tif 000014
【００８２】
このようにして、電子注入層３１１、電子輸送層３１２、発光層３１３、正孔輸送層３１４、および正孔注入層３１５を積層して形成される電界発光層３０２を形成した後、電荷発生層３０３をスパッタリング法により形成する。なお、電荷発生層３０３は透光性の物質であることが望ましく、本実施例では電界発光層３０２上にＩＴＯ（１０ｎｍ）をスパッタリング法により形成し、電荷発生層３０３を得る。
【００８３】
電荷発生層３０３上に電界発光層３０４を形成する。電界発光層３０４は、上記した電界発光層３０２と同様に形成すればよい。本実施例では、電子注入層３１６としてＬｉを１質量％含むベンゾオキサゾール誘導体（２０ｎｍ）、電子輸送層３１７としてＡｌｑ3（２０ｎｍ）、発光層３１８としてＤＭＱＤを１質量％含むＡｌｑ3（４０ｎｍ）、正孔輸送層３１９としてα―ＮＰＤ（４０ｎｍ）、正孔注入層３２０としてベンゾオキサゾール誘導体とＴＣＱｎを含む層を２０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８４】
そして、電界発光層３０４を形成した後、陽極として機能する第２の電極３０５としてＩＴＯをスパッタリング法より１１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００８５】
本実施例で作製した発光素子は、電界発光層のうち、電荷発生層に最も近い層にスパッタリング法による成膜時のプラズマにエッチングされにくい材料を含む層を形成することにより、スパッタリング法で膜形成するときに電界発光層が受ける損傷を低減することができる。なお、ベンゾオキサゾール誘導体の他、ピリジン誘導体を用いた場合にも同様の効果を得ることできる。
【実施例３】
【００８６】
本実施例では、実施例１および実施例２で作製した発光素子を用いた発光装置の構成について図４および図１１〜図１４を用いて説明する。
【００８７】
複数の電界発光層を積層した発光素子を用いた発光装置において、例えば白色発光を得る場合、従来は、全ての発光素子において第１色の電界発光層（例えば赤色発光する電界発光層）、第２色の電界発光層（例えば緑色発光する電界発光層）、第３色の電界発光層（例えば青色発光する電界発光層）を同じ順序で積層していた。しかし、全ての発光素子が同一の積層構造を持っていると、全ての発光素子で白色発光が得られなくてはならず、光の干渉効果や各層の抵抗値の違いなどにより、着色していない白色発光が得られるよう調整することが困難であった。つまり、所望の発光色を得るためには、各層の膜厚等を厳密に調整する必要があった。また、各発光材料によって特性の経時変化が異なるため、時間が経つと白色ではなくなり、ある特定の色の発光が目立ってしまう場合があった。全ての発光素子が同じ積層構造を持っている場合、特性の経時変化による発光色の変化に対応することができなかった。
【００８８】
そこで、本実施例では、各発光素子の積層構造を図４のような構成にすることにより、白色発光を得る。図４において、基板上に３つの発光素子（５０１、５０２、５０３）が形成されている。そして、３つの発光素子で一画素を形成している。それぞれの発光素子は第１の電極５５１上に電界発光層が電荷発生層５５２を挟んで積層されており、最上層に第２の電極５５３が形成されている。
【００８９】
発光素子５０１では、第１色の電界発光層５１１、第２色の電界発光層５１２、第３色の電界発光層５１３の順に積層し、発光素子５０２では、第２色の電界発光層５２１、第３色の電界発光層５２２、第１色の電界発光層５２３の順に積層し、発光素子５０３では、第３色の電界発光層５３１、第１色の電界発光層５３２、第２色の電界発光層５３３の順に積層する。このように各発光素子の電界発光層の積層順序を変えることにより、１つ１つの発光素子では白色発光を得られなくても、画素全体として白色発光を得ることができるようになる。なお、発光素子５０１では第１の発光色が強く発光し、発光素子５０２では第２の発光色が強く発光し、発光素子５０３では第３の発光色が強く発光している。
【００９０】
また、アクティブマトリクス型の場合、各発光素子を独立に駆動することができるため、各発光材料の特性の経時変化に対応することが可能になり、より長時間白色発光を得ることが可能になる。
【００９１】
例えば、経時変化により第１色の発光色が目立つようになってきた場合、図１１に示すように、第１のコントローラ５６１により、第１色の発光色が強く発光している第１の発光素子に流れる電流を少なくし、第２のコントローラ５６２により第２色の発光色が強く発光している第２の発光素子に流れる電流を多くし、第３のコントローラ５６３により第３色の発光色が強く発光している第３の発光素子に流れる電流を多くし、全体として白色発光を保つようにする。このようにコントローラにより各発光素子に流れる電流量を変化させ、画素全体としての発光色を制御することが可能となる。
【００９２】
なお、図４および図１１では、第２の電極が陽極の場合を示したが、第２の電極が陰極である構成としてもよい。また、本実施例では、白色発光の場合を示したが、所望の色の発光を得る場合にも本発明を適用することができる。また、本実施例では電界発光層が３層積層した例を示したが、これに限定されず、２層以上であれば同様の効果を得ることができる。具体的には、本実施例のように、３つの電界発光層を積層した３つの発光素子で一画素を形成していてもよいし、２つの電界発光層を積層した２つの発光素子で一画素を形成していてもよい。また、３つ以上の電界発光層を積層した発光素子で一画素を形成していてもよい。また、３つの電界発光層を積層した２つ発光素子で一画素を形成していてもよいし、３つの電界発光層を積層した４つの発光素子で一画素を形成していてもよい。
【００９３】
さらに、電界発光層の膜厚は、各発光素子毎に異なっていてもよい。例えば、本実施例において、第１色の電界発光層５１１、５２３、５３２はそれぞれ膜厚が異なっていてもよい。これにより、各発光素子毎に発光色の特徴が異なるため、より所望の発光色に近づけることができるようになる。
【００９４】
なお、同一画素内の各発光素子に与える電流量を変化させるためには、電源線の電位を変化させる方法、または、電源線の電位を同一にしソース線駆動回路からの信号を変化させる方法がある。
【００９５】
図１２に、同一画素内の各発光素子に電気的に接続された電源線を独立したものにし、各発光素子に与える電位を変化させることができる発光装置の等価回路を示す。
【００９６】
図１２において、各画素１１０１にはそれぞれ３つの発光素子が設けられ、その発光素子に供給される電位を伝達する電源線は、３つの素子で独立して設けられている。よって、電源回路１１０６よりそれぞれ独立した電位を各発光素子に供給することができ、３つの発光素子の輝度を独立して制御することが可能となる。
【００９７】
また、各画素は、ソース線駆動回路１１０４およびゲート線駆動回路１１０５に接続しており、ソース線駆動回路１１０４およびゲート線駆動回路１１０５から与えられる信号により、制御される。
【００９８】
各発光素子の経時変化による発光色の変化は、モニター用の発光素子を用いる、または、発光素子の点灯時間の結果とあらかじめ測定していた発光素子の劣化特性を用いて算出する。モニター回路１１０８により算出された経時変化の度合いは電源回路１１０６に入力され、各発光素子に供給される電位が決定される。
【００９９】
コントローラ１１０７は、ソース線駆動回路１１０４、ゲート線駆動回路１１０５および電源回路１１０６を制御する。なお、複数の電位の供給を電源回路１１０６だけで行い、コントローラ１１０７はソース線駆動回路１１０４およびゲート線駆動回路１１０５を制御するようにしてもよい。
【０１００】
以上により、一画素内の３つの発光素子の輝度をそれぞれ独立に制御することが可能となる。また、図１２において、画素１１０１Ｒに対して赤色のカラーフィルターを、画素１１０１Ｇに対して緑色のカラーフィルターを、画素１１０１Ｂに対して青色のカラーフィルターをそれぞれ設けることにより、ディスプレイとして用いることも可能である。本発明の発光装置は、経時変化による色の変化を抑制することができ、高輝度で長寿命であるため、ディスプレイとして用いた場合にも、経時変化による色の変化を抑制することができ、高輝度で長寿命なディスプレイを得ることができる。
【０１０１】
図１３は、電源線の電位を同一にしソース線駆動回路１２０４から画素に供給するビデオ信号を変化させる場合の発光装置の等価回路である。
【０１０２】
図１３において、各画素１２０１にはそれぞれ３つの発光素子が設けられ、その発光素子に供給される電位を伝達する電源線は、３つの素子で共通である。よって、電源回路１２０６から各発光素子に供給される電位は同一の電位である。
【０１０３】
図１３において、各画素は、ソース線駆動回路１２０４およびゲート線駆動回路１２０５に接続しており、ソース線駆動回路１２０４およびゲート線駆動回路１２０５から与えられる信号により、制御される。
【０１０４】
また、各発光素子の輝度は、ソース線駆動回路１２０４から供給されるビデオ信号により制御される。ビデオ信号を変化させることにより、ゲート線駆動回路１２０５からの信号により第１のＴＦＴ１２１１がオンなったときに第２のＴＦＴ１２１２のゲートに印加される電圧が変化し、電源線から発光素子に供給される電流量が変化する。
【０１０５】
各発光素子の経時変化による発光色の変化は、モニター用の発光素子を用いる、または、発光素子の点灯時間の結果とあらかじめ測定していた発光素子の劣化特性を用いて算出する。モニター回路１２０８により算出された経時変化の度合いは電源回路１２０６に入力され、各発光素子に供給される電位が決定される。
【０１０６】
コントローラ１２０７は、ソース線駆動回路１２０４、ゲート線駆動回路１２０５および電源回路１２０６を制御する。なお、複数の電位の供給を電源回路１２０６だけで行い、コントローラ１２０７はソース線駆動回路１２０４およびゲート線駆動回路１２０５を制御するようにしてもよい。
【０１０７】
以上により、一画素内の３つの発光素子の輝度をそれぞれ独立に制御することが可能となる。また、図１３において、画素１２０１Ｒに対して赤色のカラーフィルターを、画素１２０１Ｇに対して緑色のカラーフィルターを、画素１２０１Ｂに対して青色のカラーフィルターをそれぞれ設けることにより、ディスプレイとして用いることも可能である。本発明の発光装置は、経時変化による色の変化を抑制することができ、高輝度で長寿命であるため、ディスプレイとして用いた場合にも、経時変化による色の変化を抑制することができ、高輝度で長寿命なディスプレイを得ることができる。
【０１０８】
また、本発明は、アクティブマトリクス型の発光装置だけでなく、パッシブマトリクス型の発光装置にも適用することが可能である。パッシブマトリクス型の発光装置に本発明を適用した場合の等価回路を図１４に示す。
【０１０９】
図１４において、画素１３０１は３つの発光素子を有している。各発光素子は、ソース線駆動回路１３０４およびゲート線駆動回路１３０５から入力される信号に基づき制御される。また、各発光素子の輝度は、ソース線駆動回路１３０４から供給される電流の値によって決定される。ソース線駆動回路１３０４から供給される電流の値は、電源回路１３０６およびコントローラ１３０７により制御される。電源回路１３０６は、モニター回路１３０８により算出された発光素子の経時変化の度合いにより、発光素子に与える電流量を決定する。
【０１１０】
以上により、一画素内の３つの発光素子の輝度をそれぞれ独立に制御することが可能となる。また、図１４において、画素１３０１Ｒに対して赤色のカラーフィルターを、画素１３０１Ｇに対して緑色のカラーフィルターを、画素１３０１Ｂに対して青色のカラーフィルターをそれぞれ設けることにより、ディスプレイとして用いることも可能である。本発明の発光装置は、経時変化による色の変化を抑制することができ、高輝度で長寿命であるため、ディスプレイとして用いた場合にも、経時変化による色の変化を抑制することができ、高輝度で長寿命なディスプレイを得ることができる。
【実施例４】
【０１１１】
本実施例では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図５を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、８０２は画素部、８０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、８０４は封止基板、８０５はシール材であり、シール材８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１１２】
なお、８０８はソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路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、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１３】
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板８１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路８０１と、画素部８０２が示されている。
【０１１４】
なお、ソース側駆動回路８０１はｎチャネル型ＴＦＴ８２３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。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、本実施の形態では、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、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１１５】
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第１の電極８１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極８１３の端部を覆って絶縁層８１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１１６】
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁層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。例えば、絶縁層８１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁層８１４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、絶縁層８１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射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。
【０１１７】
第１の電極８１３上には、第１の電界発光層８１５、電荷発生層８１６、第２の電界発光層８１７および第２の電極８１８がそれぞれ形成されている。第１の電界発光層８１５および第２の電界発光層８１７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形成される。電荷発生層８１６はスパッタ法により形成される。また、第２の電極８１８は透明導電膜で形成される。発光素子８１９の構成は、例えば実施例１や実施例２で示した電界発光層の構成とすればよい。
【０１１８】
さらにシール材８０５で封止基板８０４を素子基板８１０と貼り合わせることにより、素子基板８１０、封止基板８０４、およびシール材８０５で囲まれた空間に発光素子８１９が備えられた構造になっている。なお、空間８０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。
【０１１９】
なお、シール材８０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料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。また、封止基板８０４に用い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。
【０１２０】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。なお、本実施例では、電界発光層を２層積層させた構成としたが、３層以上積層させた構成としてもよい。
【実施例５】
【０１２１】
本実施例では、本発明の発光素子を用いて作製された発光装置をその一部に含む様々な電気器具について説明する。
【０１２２】
本発明を用いて形成される発光装置を用いて作製された電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図１０に示す。
【０１２３】
図１０（Ａ）は表示装置であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２００３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、コンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
【０１２４】
図１０（Ｂ）はパーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２２０３に用いることにより作製される。
【０１２５】
図１０（Ｃ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２３０２に用いることにより作製される。
【０１２６】
図１０（Ｄ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明を用いて形成される発光装置をこれら表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１２７】
図１０（Ｅ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２５０２に用いることにより作製される。
【０１２８】
図１０（Ｆ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２６０２に用いることにより作製される。
【０１２９】
ここで図１０（Ｇ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。
【０１３０】
本発明の発光素子を用いることにより、高輝度発光時で長寿命を実現し、かつ、スパッタダメージに起因する不良が少ない発光素子および発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の発光素子について説明する図。
【図２】本発明の発光素子について説明する図
【図３】本発明の発光素子について説明する図
【図４】本発明の発光装置について説明する図。
【図５】本発明の発光素子を用いた発光装置の一例を示す図。
【図６】輝度―電流密度特性を示した図。
【図７】電流効率―輝度特性を示した図。
【図８】輝度―電圧特性を示した図。
【図９】電流―電圧特性を示した図。
【図１０】本発明の発光装置を用いた電気器具の例を示す図。
【図１１】本発明の発光装置について説明する図。
【図１２】本発明の発光装置について説明する図。
【図１３】本発明の発光装置について説明する図。
【図１４】本発明の発光装置について説明する図。
【符号の説明】
【０１３２】
１００    基板
１０１    第１の電極
１０２    電界発光層
１０３    電荷発生層
１０５    第２の電極
１０６    電荷発生層に最も近い層
１０７    第２の電極に最も近い層
１０８    発光素子
【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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【図１３】
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【図１４】
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