(57)【要約】【課題】  有機発光装置の劣化原因を不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに対する解決手段を提供するものである。【解決手段】  本発明は発光装置の劣化を防止するために、有機発光素子を封止した空間内に残留する水分や酸素の濃度を極力低減させる。また、同時に有機発光素子を形成する有機化合物中に含まれる水分や酸素など、酸素を含む不純物も同時に低減させる。さらに、応力による有機発光素子の劣化を防止する素子構造を採用し、劣化を抑止するものである。【選択図】  図３ 
2005101015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、有機化合物層と、第３の電極とを有する有機発光素子を用いた発光装置において、
前記有機発光素子は封止材により形成される密閉空間に設けられ、
前記密閉空間の酸素および水分の濃度は５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
第１の電極と、有機化合物層と、第３の電極とを有する有機発光素子を用いた発光装置において、
前記有機発光素子は封止材により形成される密閉空間に設けられ、
前記密閉空間の露点は−５０℃以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記密閉空間には窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の気体が充填されていることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記密閉空間には、乾燥剤が設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項４において、前記乾燥剤は酸化バリウムであることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
第１の電極を形成する第１の工程と、
前記第１の電極上に有機化合物層を形成する第２の工程と、
前記第２の工程の後に減圧下で加熱処理を行う第３の工程と、
前記有機化合物層上に第３の電極を形成する第４の工程とにより有機発光素子を形成した後、
前記有機発光素子を、乾燥剤が設けられた密閉空間に封止する第５の工程と、
前記第５の工程の後に、前記有機発光素子に対し加熱及び冷却を行う第６の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項７】
第１の電極を形成する第１の工程と、
前記第１の電極上に有機化合物層を形成する第２の工程と、
前記有機化合物層上に第３の電極を形成する第３の工程とにより有機発光素子を形成した後、
前記有機発光素子を、乾燥剤が設けられた密閉空間に封止する第４の工程と、
前記第４の工程の後に、前記有機発光素子に対し加熱及び冷却を行う第５の工程とを有する発光装置の作製方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、前記加熱及び冷却を行う工程を複数回繰り返すことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一において、前記加熱及び冷却を行う工程において、加熱温度が６０℃以上１００℃未満であり、冷却温度が０℃以下−１００℃未満であることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれか一において、前記加熱及び冷却を行う工程により、前記密閉空間の露点を−５０℃以下にすることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０のいずれか一において、前記加熱及び冷却を行う工程により、前記密閉空間の酸素及び水分の濃度を５０ｐｐｍ以下にすることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１１のいずれか一において、前記密閉空間には窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の気体が充填されていることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項６乃至請求項１２のいずれか一において、前記乾燥剤が酸化バリウムであることを特徴とする発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体若しくは発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。特に本発明は、発光体若しくは発光素子に有機化合物を用いて形成される発光装置及びその作製方法に関する。尚、本明細書においていう発光には、蛍光と燐光とが含まれ、本発明はそのいずれか一方、またはその両者による発光を含んでいる。
【背景技術】
【０００２】
液晶を用いた表示装置は、その代表的な形態としてバックライトが用いられ、その光により映像を表示する仕組となっている。液晶表示装置は様々な電子装置における映像表示手段として採用されているが、視野角が狭いといった構造上の欠点を有している。それに対し、画素部に発光体を用いた表示装置は視野角が広く、視認性も優れることから次世代の表示装置として注目されている。
【０００３】
発光体に有機化合物を用いた発光素子（以下、有機発光素子という）の構造は、陰極と陽極との間に有機化合物で形成される正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを適宣組み合わせた構造となっている。ここでは、正孔注入層と正孔輸送層とを区別して表記しているが、これらは正孔輸送性（正孔移動度）が特に重要な特性である意味において同じである。ここでは、便宜上正孔注入層は陽極に接する側の層であり、発光層に接する側の層は正孔輸送層と呼んで区別する。また、陰極に接する層を電子注入層と呼び、発光層に接する側の層を電子輸送層と呼んでいる。発光層は電子輸送層を兼ねる場合もあり、発光性電子輸送層とも呼ばれる。これらの層を組み合わせて形成される発光素子は整流特性を示し、ダイオードと同類であると考えられている。本明細書ではこれら
を総称して有機化合物層という。
【０００４】
有機発光素子を形成するための有機化合物は、低分子系有機化合物と高分子系有機化合物の両者が知られている。低分子系有機化合物の一例は、正孔注入層として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）芳香族アミン系材料である４，４−ビス−[Ｎ−(ナフチル)−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（以下、α−ＮＰＤと記す）や、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と記す）、発光層としてトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）などが知られている。高分子有機発光材料ではポリアニリンやポリチオフェン誘導体であるポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などが知られている。
【０００５】
材料の多様性という観点からは、蒸着法で作製される低分子系有機化合物は高分子系有機系材料と比較して格段の多様性があるとされている。しかし、いずれにしても純粋に基本構成単位のみからできている有機化合物は希であり、異種の結合、不純物が製造過程で混入し、また顔料など種々の添加剤が加えられていることもある。また、これらの材料の中には水分により劣化する材料、酸化されやすい材料などが含まれている。水分や酸素などは大気中から容易に混入可能であり取り扱いには注意を要している。
【０００６】
その発光機構は、陰極から注入された電子と、陽極から注入された正孔が発光体で成る発光層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時に光を放出する現象として考えられている。励起状態には一重項状態からの発光（蛍光）と三重項状態からの発光（燐光）とがある。輝度は数千〜数万ｃｄ／ｍ2におよぶことから、原理的に表示装置などへの応用が可能であると考えられている。
【０００７】
その一方で有機発光素子には種々の劣化現象が存在し、問題視されている。特に、有機発光素子を長時間駆動させていくと、発光強度が時間と共に低下する劣化現象がある。この劣化現象は、有機発光素子に印加する電圧など駆動条件にもよるが、発光強度が初期値に半分になるまでの時間（半減期）はせいぜい５００〜５０００時間となっていて実用化に対し大きな妨げとなっている。
【０００８】
有機発光素子の劣化の原因の一つとして、空気中に曝しておくだけで劣化が進行することが知られている。その原因の一つは陰極を形成するアルカリ金属材料が水分または酸素と反応するためであると考えられている。そのために、有機発光素子は密閉空間に封止するだけでなく、その密閉空間に乾燥剤を入れて極力劣化を防止する対策が図られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、そのような封止構造を用いたとしても、有機発光素子の劣化を完全に防ぐことができないのが現状である。このような状況を鑑みると、有機発光素子の劣化は、ごく微量の水分や酸素でも進行すると推測することができる。また、それ以外に何らかの要因が内在していると考えることもできる。
【００１０】
酸素分子は、分子軌道の最高被占有準位（ＨＯＭＯ）が縮重しているので、基底状態で三重項状態の特異な分子である。通常、三重項から一重項の励起過程は禁制遷移（スピン禁制）となるため起こりにくく、そのため一重項状態の酸素分子は発生しない。しかしながら、酸素分子の周囲に一重項状態よりも高いエネルギー状態の三重項状励起状態の分子（3Ｍ*）が存在すると、以下のようなエネルギー移動が起こることにより、一重項状態の酸素分子が発生する反応を導くことができる。
【００１１】
(式１）
2005101015.tif 000003
【００１２】
有機発光素子の発光層における分子の励起状態の内７５％は三重項状態であると言われている。従って、有機発光素子内に酸素分子が混入している場合、式１のエネルギー移動により一重項状態の酸素分子が発生し得る。一重項励起状態の酸素分子はイオン的（電荷に偏りがある）性質を有するため、有機化合物に生じている電荷の偏りと反応する可能性が考えられる。
【００１３】
例えば、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと記している）においてメチル基は電子供与性であるため共役環に直接結合している炭素は正に帯電する。下記化１で示すようにイオン的性質を有する一重項酸素が正に帯電する炭素分子があると反応して、下記化２で示すようにカルボン酸と水素ができる可能性がある。その結果、電子輸送性が低下することが予想される。
【００１４】
【化１】
2005101015.tif 000004
【００１５】
【化２】
2005101015.tif 000005
【００１６】
勿論、このような結合状態の変化は現象を単純化した考察の一例であるが、有機化合物中に含まれる酸素や水分などの不純物が輝度の低下等、種々の劣化を起こす不純物であることを説明することができる。
【００１７】
有機発光素子を用いた応用例は、当該有機発光素子で画素部を形成したアクティブマトリクス駆動方式の発光装置である。有機発光素子と薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）を組み合わせて画素部が形成されるアクティブマトリクス駆動方式の発光装置は、珪素を主成分とする半導体材料、珪素を成分とする無機絶縁材料及び、ポリイミドやアクリルなどに代表される有機絶縁材料を適宣組み合わせて完成されている。有機発光素子の外部量子効率は依然５０％に満たないので、注入されたキャリアの多くは熱に変換し、発光素子を加熱する。その結果、画素部は熱応力が加えられることになり、画素部を形成する各層に熱応力が働き、その力が大きいとクラック（ひび割れ）が発生してしまう。
【００１８】
絶縁体、半導体、導電体、有機化合物などを組み合わせて成る有機発光素子を用いた発光装置は、それぞれの膜の内部応力や、発熱により発生する熱応力による相互作用を無視することができない。本発明は、このような問題点を解決するための技術であり、有機発光装置の劣化原因を不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに対する解決手段を提供するものである。そして、有機発光素子の劣化を抑止して、信頼性の高い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】
【００１９】
本発明は発光装置の劣化を防止するために、有機発光素子を封止した空間内に残留する水分や酸素の濃度を極力低減させる。また、同時に有機発光素子を形成する有機化合物中に含まれる水分や酸素など、酸素を含む不純物も同時に低減させる。さらに、応力による有機発光素子の劣化を防止する素子構造を採用し、劣化を抑止するものである。
【００２０】
図１は本発明の発光装置の作製方法を説明するフローチャート図を示している。図１（Ａ）はその代表的な一例であり、絶縁膜上に第１の導電膜を形成し、有機発光素子の一方の電極とする第１の電極を形成する。その後、絶縁膜をエッチングし、コンタクトホールを形成する。このコンタクトホールは、アクティブマトリクス駆動する場合において、有機発光装置の一方の電極を能動素子と電気的に接続するために設けるために形成する。従って、パッシブマトリクス駆動の発光装置を作製する場合には適用されない。
【００２１】
そして、第２の導電膜を形成する。そして、第１の電極と接する第２の電極を形成する。また、アクティブマトリクス駆動の発光装置の場合には、第２の導電膜を使って第１及び第２の配線を形成する。
【００２２】
第２の電極、第１及び第２の配線上には、端部が外側に位置するように設けられた絶縁膜を形成する。これは絶縁膜に限定されず導電膜や半導体膜であっても良い。この絶縁膜は、第２の電極、第１及び第２の配線上にあっていわゆる庇を形成する。そして、以降の工程で有機化合物層及び第３の電極を設ける時にマスクとして利用する。
【００２３】
有機化合物層の代表的な作製方法として蒸着法が採用される。有機化合物層を形成するための蒸着装置では、反応室内部の壁面を電解研磨により鏡面化し、ガスの放出量を低減する。反応室に材質はステンレス鋼またはアルミニウムを用いる。内壁からのガス放出を防ぐという目的においては反応室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理を行う。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できるが、蒸着時には逆に冷媒で冷却することが好ましい。排気系はターボ分子ポンプとドライポンプを用い、油蒸気による汚染を防止する。また、残留する水分を除去するためにクライオポンプを併設しても良い。
【００２４】
蒸発源は抵抗加熱型を基本とするが、クヌーセンセルを用いても良い。蒸着用材料は反応室に付随するロードロック式の交換室から搬入する。こうして、蒸着用材料の装着時に反応室の大気開放を極力さける。蒸発源は有機物材料が主であるが、蒸着前に反応室内部で昇華精製を行う。その他にも、ゾーン精製法を適用しても良い。
【００２５】
有機化合物層の構造に特に限定されるものはない。正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などを適宣組み合わせて形成する。また、第３の電極も同様に蒸着法で形成する。有機化合層を形成した後に、１×１０-4Pa以下の圧力で加熱処理を行い、蒸着時に混入した水分などを放出させる加熱処理を行っても良い。
【００２６】
第１の電極を陽極、第３の電極を陰極として適用される材料で形成することにより有機発光素子を形成することができる。或いは、第１の電極を陰極、第３の電極を陽極とすることもできる。陽極を形成する材料は、透明導電性材料が用いられ、インジウム・スズ化合物や酸化亜鉛などを用いることができる。陰極用の材料は、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混合した材料）でなる電極を用いれば良い。他にも、イッテルビウム（Ｙｂ）、ＭｇＡｇＡｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。
【００２７】
その後、紫外線硬化樹脂などを用いてシールパターンを形成し、封止基板を貼り付ける。こうして有機発光素子は密閉空間内に保持されることになる。このような封止の工程は、高純度化した乾燥窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの不活性気体雰囲気中で行う。その結果、密閉空間内にはその気体が充填されることになり、その空間内の水分や酸素などの濃度を十分低減することができる。
【００２８】
しかしながら、このような処置をとったとしても、密閉空間内の水分や酸素を完全になくすことはできない。例えば、有機化合物層やその周辺、封止材の壁面からの脱ガスにより、封止後においても密閉空間内の水分や酸素濃度が増加する可能性がある。その結果、いくら封止を完全なものとしても有機発光素子の劣化を防ぐことができなくなる。
【００２９】
そのため、本発明では封止をした後に加熱及び冷却の温度サイクルを行い、脱ガスを促進すると共に、密閉空間内に設けた乾燥剤にそのガスを吸着させる処理を行う。加熱は脱ガスを促進するために行う。乾燥剤には酸化バリウム（ＢａＯ）を用いる。ＢａＯと水分との反応は、下式で示すように発熱反応であるので、温度を下げ、冷却した方がその反応が促進される。従って、加熱と冷却、または冷却と加熱の温度サイクルを繰り返し、密閉空間内の水分や酸素濃度をさらに低減させる。
【００３０】
（式２）
2005101015.tif 000006
【００３１】
その後、通電試験を行い、有機発光素子のエージングを行う。この通電試験には２の意味がある。一つは有機発光素子を安定化させると共に、初期不良を検出するために行う。もう一つの目的は脱ガス処理である。有機発光素子が１０００Cd/cm2の輝度で発光するとき、それを光子に換算すると１０16個/秒・cm2の放出量に相当する。有機発光素子の量子効率を１％と仮定すると、必要な電流密度は１００mA/cm2が要求される。このとき流れる電流によりジュール熱が発生し、有機発光素子は加熱し発熱する。この発熱に伴って有機化合物層に含まれる不純物、特に水分などが放出される場合もある。その水分を乾燥剤に効果的吸着させるために、再度温度サイクルを繰り返しても良い。
【００３２】
図２はこのような作製方法における有機発光素子の温度変化の推移を説明する図である。有機化合物層の形成は室温にておこなう（蒸着による温度上昇についてはここでは無視している）。その後、有機化合物層が変質しない程度の温度で加熱処理を行い、脱水処理または脱酸素処理を行う。第３の電極形成、シールパターン形成、封止板貼り付けも室温にて行う。その後行う温度サイクルは加熱及び冷却を行う。加熱温度は、やはり有機化合物層が変質しない温度を最高温度とするが、脱水処理を目的として、封止板を含めて加熱するので６０℃以上、好ましくは８０℃以上で行うことが望ましい。冷却はＢａＯの反応を促進するために行うものであり、０℃以下、好ましくは−１００℃未満まで冷却するのが望ましい。この加熱と冷却の順番は反対でも良く、複数回繰り返すことが望ましい。こう
して密閉空間内の露点を−５０℃以下、好ましくは−８０℃以下とする。通電試験は有機発光素子を発光させながら加熱させ、ここでも積極的に脱水処理を行うことを一つの目的とする。
【００３３】
このような処理により有機発光素子を用いた発光装置の信頼性を高めることができる。また、図１（Ｂ）で示すように、絶縁膜形成〜第３の電極形成までを同様にして行い、その後、ガスバリア性の高いダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜を形成して有機発光素子を覆っても良い。ＤＬＣ膜は短距離秩序的には炭素間の結合として、ＳＰ3結合をもっているが、マクロ的にはアモルファス状の構造となっている。ＤＬＣ膜の組成は炭素が９５〜７０原子％、水素が０．１〜３０原子％であり、非常に硬く絶縁性に優れている。このようなＤＬＣ膜は、また、水蒸気や酸素などのガス透過率が低いという特徴がある。また、微少硬度計による測定で、１５〜２５ＧＰａの硬度を有することが知られている。その結果、外部からの水分の浸入が阻止され、劣化を抑止することができる。従って、その後の温度サイクル処理は敢えて行わない。
【００３４】
また、図１（Ｃ）に示す工程は、絶縁膜成膜〜封止基板貼り付けまでを図１（Ａ）と同様に行うが、この間加熱処理は行わない。その後、温度サイクル処理と通電試験を行う。ここで示す工程は一例であり、本発明はここで示す工程のみに限定されるものではない。本発明は、有機化物層の加熱処理、或いは有機発光装置の温度サイクル処理により封止された密閉空間内の気体の露点を低下させ、有機発光装置の信頼性を向上させることに特徴を有している。
【００３５】
上記本発明により作製される有機発光装置の構成は、第１の絶縁膜上の第１の電極と、前記第１の電極と接する第２の電極と、前記第２の電極上に形成された第２の絶縁膜と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記第２の絶縁膜の端部は前記第２の電極の端部の外側に設けられたものであり、前記有機化合物層の端部とが重ならない位置に形成されているものである。
【００３６】
また、他の構成ととして、第１の絶縁膜上の第１の電極と、前記第１の電極の端部と接する第２の電極と、前記第２の電極上に設けられ、該第２の電極の外側に端部が位置する第２の絶縁膜と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記有機化合物層の端部は、前記第２の絶縁膜の端部と重ならない位置に形成されているものである。
【００３７】
また、他の構成ととして、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、前記第１の電極に接続する第２の電極と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記有機化合物層と前記第３の電極とは前記第１の配線及び前記第２の配線の内側に設けられているものである。
【００３８】
また、他の構成ととして、第１の絶縁膜上に形成された第１の配線と前記第１の配線上に設けられた第２の絶縁膜と、第２の配線と前記第２の配線上に設けられた第３の絶縁膜と、前記第１の配線と前記第２の配線との間に設けられた第１の電極と、前記第１の配線と接続する第１の電極と、前記第１の電極上の有機化合物層と、前記有機化合物層上の第３の電極とを有し、前記第２の絶縁膜の端部は前記第１の配線の外側に設けられ、前記第３の絶縁膜の端部は前記第２の配線の外側に設けられ、前記有機化合物層と前記第３の電極とは、前記第１の配線及び前記第２の配線の内側に設けられているものである。
【００３９】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極とを有し、前記第２の電極と前記第４の電極とは、前記画素部の外縁部において連結されているものである。
【００４０】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第１の配線及び第２の配線上に、当該配線の側部より端部が突出した第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜とがそれぞれ設けられ、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極と、前記第３の配線及び第４の配線上に、当該配線の側部より端部が突出した第３の絶縁膜及び第４の絶縁膜とがそれぞれ設けられ、前記第１の有機化合物層は前記第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜の端部と重ならないように設けられ、前記第２の電極と前記
第４の電極とは、前記画素部の外縁部において連結されている構造を有している。
【００４１】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、前記画素部は、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極とを有し、且つ封止材により形成される密閉空間に設けられ、前記密閉空間の酸素及び水分の濃度は２ppm以下とするものである。
【００４２】
また、他の構成として、第１の絶縁膜上に画素部が形成された発光装置において、前記画素部は、第１の配線と第２の配線との間に設けられた第１の電極と、該第１の電極上に設けられた第１の有機化合物層と、該第１の有機化合物層上に設けられた第２の電極と、前記第２の配線と第３の配線との間に設けられた第３の電極と、該第３の電極上に設けられた第２の有機化合物層と、該第２の有機化合物層上に設けられた第４の電極とを有し、且つ封止材により形成される密閉空間に設けられ、前記密閉空間には窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の気体が充填されていて、前記密閉空間の酸素及び水分の濃度は２ppm以下でとするものである。
【００４３】
このような有機発光素子を用いた画素構造は、有機化合物層が第１の電極上に形成され、それが第１の電極上において他の部材と接触しないことにより応力の影響を受けることがない。そのため、周囲環境の温度変化や自己発熱による熱ストレスで有機発光素子が劣化するのを防いでいる。
【００４４】
以上説明したように、本発明は有機発光装置の劣化原因を、不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに対する解決手段を提供している。以下、実施の形態により本発明をより詳細に説明する。
【発明の効果】
【００４５】
本発明では、有機発光素子を封止する空間内に、高純度の不活性気体を充填するのみでなく、封止する前の加熱処理や、封止した後の加熱及び冷却の温度サイクル処理により脱水処理をすることで、不活性気体内に残留する水分を５０ppm 以下、好ましくは１ppm以下として有機発光素子の劣化を低減させることができる。
【００４６】
また、このように、有機発光層を陽極上に形成し、しかも周辺に形成する部材と接触しない構造とすることにより、熱応力により有機発光素子が劣化することを防止できる。
【００４７】
以上説明したように、本発明は有機発光装置の劣化原因を、不純物要因と構造要因の二つの側面から捉え、それぞれに適切な対策を施すことにより発光装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図３は本発明の発光装置の構成を示す。基板２０１は絶縁表面を有し、有機発光素子が形成されて成る画素部２０４、当該画素部２０４のＴＦＴを駆動するための駆動回路部２０３、及び外部回路から信号を入力する端子部２０２が設けられている。画素部２０４及び駆動回路部２０３は封止板２０７で覆われ密閉された空間２０９が形成されている。封止板２０７は基板２０１とシール材２０６で密着されている。密閉された空間２０９には窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の気体が充填され、この気体の露点は−５０℃以下、好ましくは−８０℃以下としている。また、密閉された空間２０９には乾燥剤２０８が設けられ、この空間内の水分を化学吸着することにより、この空間に充填されている気体の露点を前記のように下げている。勿論、露点を下げるためには図１及び図２を用いて説明した作製工程に従う必要があり、温度
サイクル処理による脱水処理とＢａＯの反応促進を行うことが必要である。
【００４９】
図３の発光装置は、ＴＦＴを用いて形成されるアクティブマトリクス駆動のものである。画素部２０４における画素２０５は有機発光素子と、それに接続するＴＦＴとを少なくとも有している。有機発光素子はＴＦＴのゲート電極の上層の形成されている絶縁層上に設けられている。
【００５０】
有機発光素子は、絶縁表面上に形成された第１の電極と、有機化合物層と、第２の電極とを有しているが、有機化合物層からそれを形成する封止板までの工程は大気に曝すことなく、閉じられた空間内（或いは、処理室内）で連続して形成することが望ましい。
【００５１】
図４はその目的を達成するための製造装置の一例を示している。搬送室１０１は、ロード室１０４、熱処理室１０５、中間室１０６、成膜室１０７〜１０９とゲート１００ａ〜１００ｆを介して連結されている。熱処理室１０５は図１及び図２で説明した温度サイクル処理を行うところであり、加熱冷却手段１１０が設けられ、真空中及び不活性気体中での処理を可能にしている。
【００５２】
成膜室１０７、１０８は蒸着法により主に低分子の有機化合物からなる被膜を形成するための処理室であり、成膜室１０９はアルカリ金属を含む第３の電極（陰極）を蒸着法により成膜するための処理室となっている。成膜室１０７〜１０９には蒸発源に蒸着用材料を装填する材料交換室１１２〜１１４がゲート１００ｈ〜１００ｊを介して接続されている。材料交換室１１２〜１１４は、成膜室１０７〜１０９を大気開放することなく蒸着用材料を充填するために用いる。
【００５３】
最初、被膜を堆積する基板１０３はロード室１０４に装着され、搬送室１０１にある搬送手段１０２により各処理室に移動する。ロード室１０４、搬送室１０１、熱処理室１０５、中間室１０６、成膜室１０７〜１０９、材料交換室１１２〜１１４は排気手段により減圧状態に保たれている。排気手段は大気圧から１Pa程度をオイルフリーのドライポンプで真空排気し、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプまたは複合分子ポンプにより真空排気する。反応室には水分を除去するためにクライオポンプを併設しても良い。こうして排気手段から主に油などの有機物による汚染を防止している。
【００５４】
これら真空排気される部屋の内壁面は、電解研磨により鏡面処理し、表面積を減らしてガス放出を防いでいる。材質はステンレス鋼またはアルミニウムを用いる。内壁からのガス放出を低減するという目的においては反応室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理を行うことが望ましい。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できる。さらにガス放出による不純物汚染を防止するには、蒸着時に冷媒を用いて冷却すると良い。こうして、１×１０-6Paまでの真空度を実現する。
【００５５】
中間室１０６はスピナー１１１が備えられた塗布室１２６とゲート１００ｇを介して接続されている。塗布室１２６では主に高分子材料から成る有機化合物の被膜をスピンコート法で形成するための処理室であり大気圧でこの処理は行われる。そのため、基板の搬出と搬入は中間室１０６を介して行い、基板が移動する側の部屋と同じ圧力に調節することにより行う。塗布室に供給する高分子系有機材料は、透析法、電気透析法、高速液体クロマトグラフで精製して供給する。精製は供給口で行う。
【００５６】
低分子の有機化合物層の形成は蒸着法により行う。蒸着法は抵抗加熱型であるが、高精度に温度制御し、蒸発量を制御するためにクヌーセンセルを用いても良い。蒸着用材料は反応室に付随する専用の材料交換室から導入する。こうして、反応室の大気開放を極力さける。成膜室を大気開放することにより、内壁には水分をはじめ様々なガスが吸着し、これが真空排気をすることにより再度放出される。吸着したガスの放出が収まり真空度が平衡値に安定するまでの時間は、数十〜数百時間を要する。そのために成膜室の壁をベーキング処理してその時間を短縮させている。しかし、繰り返し大気開放することは効率的な手法ではないので、図４に示すように専用の材料交換室を設けることが望ましい。蒸発源は有機物材料が主であるが、蒸着前に反応室内部で昇華精製を行う。また、ゾーン精製法を
適用しても良い。
【００５７】
有機化合物層を形成した後の加熱処理を行う場合には、基板を熱処理室１０５に移動させて行う。そして、第３の電極（陰極）とするアルカリ金属を含む導電膜を形成するためには、基板を成膜室１０９に移動して行う。
【００５８】
一方、ロード室１０４で区切られた封止室１１５は、第３の電極（陰極）の形成まで終了した基板を大気に曝すことなく封止板で封止するための加工を行う。封止室１１５は、排気手段１２２で１×１０-4Pa以下の減圧に保持されているが、基板を搬入した後、ガス供給手段１２１により、大気圧まで不活性気体を充填する。この排気手段にはターボ分子ポンプやクライオポンプ、或いはチタンゲッタポンプなどを用い、残留する水分の量を極力減少させる。
【００５９】
不活性気体は供給口にある精製器１２４で水分などが除去され、露点を−５０℃以下、好ましくは−８０℃以下として供給する。大気圧になった後はその供給を遮断するが、循環器１２３により処理室内で不活性気体が循環するようになっている。また、封止室１１５には露点計１２５が設置され、不活性気体の露点を常時モニターして不活性気体の純度管理を行っている。
【００６０】
封止板を貼り付けるには、貼り合わせ室１１７にあるディスペンサー１１８でシール材のパターンを描写する。封止室１１５でシール材のパターンが描写された基板と封止板を貼り合わせる際には、高純度の窒素やアルゴンなどの不活性気体を導入し、十分置換して処理室内の酸素濃度を極力低減させた状態で行う。封止材の内側には乾燥剤が設ける。シール材として紫外線硬化樹脂を用いる場合には、ＵＶ照射器１１６を用いる。
【００６１】
封止が終わった基板は、熱処理室１１９にいおいて温度サイクル処理や通電試験を行う。こうして封止された空間内の気体の露点を下げるための処理を行う。こうして図３に示すような封止構造の発光装置を完成させることができる。
【００６２】
図５は発光装置の外観を示す図であり、基板３０１に画素部３０２、走査線側駆動回路３０４、信号線側駆動回路３０３、入出力端子３０６が形成された状態を示している。入出力端子３０６と各駆動回路は配線３０５で接続されている。画素部３０２には、映像信号を入力する信号線が延びる方向に隔壁層を兼ねた配線３０８が形成されている。これらの配線３０８は、信号線や電源線などが含まれるが、ここではその詳細を省略している。また、配線３０７は第３の電極（陰極）と外部入力端子とを接続するための配線であり、その接続方法は以降の実施例にて詳細を説明する。また、必要に応じてＣＰＵ、メモリーなどを形成したＩＣチップがＣＯＧ（Chip on Glass）法などにより素子基板に実装されていても良い。
【００６３】
有機発光素子は配線３０８の間に形成され、その構造は図６に示されている。第１の電極３１０は個別電極であり、配線３０８の間に形成されている。その上層には有機化合物層３１１が配線３０８の間に形成され、複数の第１の電極に渡ってストライプ状に連続的に形成されている。第２の電極３１２は、有機化合物層３１１の上層に形成され、同様に配線３０８の間にストライプ状に形成されている。さらに第２の電極３１２は、配線３０８で挟まれない領域、即ち画素部３０２の外側の領域において接続されている。接続部は、第２の電極の一方の端部または、その両端に形成されていても良い。
【００６４】
有機発光素子は、第１の電極３１０、有機化合物層３１１、第２の電極３１２が重なる領域によって定義される。第１の電極３１２はアクティブマトリクス駆動方式の発光装置において、個々に能動素子と接続されている。第２の電極に欠陥が有り、仮に画素部の内側で欠陥があると、線欠陥として認識されてしまう可能性があるが、図６で示すように第２の電極の両端を接続し、共通電極とする構造は、そのような線欠陥が発生する確率を低減させることを可能としている。
【００６５】
以上、説明したように、有機発光素子を封止する空間内に、高純度の不活性気体を充填するのみでなく、封止する前の加熱処理や、封止した後の加熱及び冷却の温度サイクル処理により脱水処理をすることで、不活性気体内に残留する水分を５０ppm 以下、好ましくは１ppm以下として有機発光素子の劣化を低減させることができる。ここでは、アクティブマトリクス駆動方式の発光装置について説明したが、本発明の発光装置の作製方法はパッシブ駆動方式の発光装置にも適用することができる。
【実施例１】
【００６６】
図７（Ａ）はアクティブマトリクス駆動方式の発光装置の画素の構造を示す一例である。画素は能動素子としてＴＦＴが用いられ、スイッチング用ＴＦＴ４３０、電流制御用ＴＦＴ４３２、補助容量４３１が設けられている。配線４１２は映像信号が入力される信号線であり、配線４１４は有機発光素子に対する電源線である。また、４０６は走査線であり、スイッチング用ＴＦＴ４３０のゲート電極と接続している。スイッチング用ＴＦＴ４３０は半導体膜４０３にソースまたはドレイン領域が形成され、一方が配線４１２と接続している。他方は、接続電極４１３により補助容量４３１の一方の電極４０７と接続している。電極４０７は電流制御用ＴＦＴ４３２のゲート電極を兼ねている。電流制御用ＴＦＴ４３２にもソースまたはドレイン領域が形成され、一方が配線４１４と接続している。他方は電極４１５と接続し、電極４１５は画素電極４１１と接続している。画素電
極４１１上には有機化合物層や陰極が形成されるがここでは省略して示している。
【００６７】
また、スイッチング用ＴＦＴ４３０はオフ電流を低減するためマルチゲートとなっている。また電流制御用ＴＦＴ４３２は電流駆動能力を高めるため、チャネル幅を広くしている。これらのＴＦＴは、駆動電圧が１０Ｖ以下であればシングルドレイン構造で形成して何ら問題なく動作させることができる。オフ電流をさらに低減させたり、ホットキャリア劣化を防ぎたい場合には、適宣低濃度ドレイン（ＬＤＤ）を設ければ良い。このような構成の画素に対する等価回路を図７（Ｂ）に示している。
【００６８】
図７（Ａ）において示すＡ−Ａ'線、Ｂ−Ｂ'線、Ｃ−Ｃ'線に対応するそれぞれの断面構造図を図８に示す。
【００６９】
図８（Ａ）はＡ−Ａ'線に対応する断面構造図であり、スイッチング用ＴＦＴ４３０、補助容量４３１、電流制御用ＴＦＴ４３２が形成されている様子を示している。これらの素子を形成する土台となる基板４０１は、ガラス基板または有機樹脂基板を採用する。有機樹脂材料はガラス材料と比較して軽量であり、発光装置自体の軽量化に有効に作用する。発光装置を作製する上で適用できるものとしてはポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、アラミドなどの有機樹脂材料を用いることができる。ガラス基板は無アルカリガラスと呼ばれる、バリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスを用いることが望ましい。ガラス基板の厚さは０．５〜１．１ｍｍのものが採用されるが、軽量化を目的とすると厚さは薄くする必要がある。また、さらに軽量化を図るには比重が２．３７
ｇ／ｃｃと小さいものを採用することが望ましい。
【００７０】
基板４０１上には、基板からの不純物拡散の防止と、応力制御を目的とした第１絶縁膜４０２を形成する。これは珪素を成分とする絶縁膜で形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される窒化酸化珪素膜を２０〜１００ｎｍの厚さで形成する。組成は窒素濃度２０〜３０原子％、酸素濃度２０〜３０原子％とし、引張り応力を持たせる。好ましくは、その上層に絶縁膜４０２ｂとして、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される窒化酸化珪素膜を形成する。この膜の組成は、窒素濃度１〜２０原子％、酸素濃度５５〜６５原子％とし、窒素濃度を減らして内部応力を小さくする。
【００７１】
半導体膜４０３、４０４は結晶構造を有する珪素膜で形成する。代表的な一例は、プラズマＣＶＤ法で作製された非晶質珪素膜をレーザー光の照射によって、或いは加熱処理によって形成された半導体膜である。その厚さは２０〜６０nmとし、上層にはゲート絶縁膜とする第２絶縁膜４０５、ゲート電極４０６、４０７を形成する。ゲート電極４０７は補助容量４３１の一方の電極と繋がっている。
【００７２】
ゲート電極の上層にはＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2から作製される窒化珪素または、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化珪素からなる第３絶縁層４０８が形成され保護膜として用いている。さらに平坦化膜として、ポリイミドまたはアクリルなど有機樹脂材料から成る第４絶縁膜４０９が形成されている。
【００７３】
有機樹脂材料で形成される第４絶縁膜上には、窒化珪素などの無機絶縁材料から成る第５絶縁膜４１０を形成している。有機樹脂材料は吸湿性があり、水分を吸蔵する性質を持っている。その水分が再放出されると有機化合物に酸素を供給し、有機発光素子を劣化させる原因となるので、水分の吸蔵及び再放出を防ぐために、第４絶縁膜４０９の上にＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2から作製される窒化珪素、またはＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化珪素からなる第５絶縁膜４１０を形成している。或いは、第４絶縁膜４０９を省略して、第５絶縁膜４１０の一層のみで代用することも可能である。
【００７４】
その後、それぞれの半導体膜のソースまたはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成し、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）又は酸化亜鉛などの透明導電膜を１１０nmの厚さにスパッタ法で形成した後、所定の形状（図７で示すような形状）にエッチングして有機発光素子４３３の一方の電極である陽極４１１を形成する。
【００７５】
配線４１２、４１４、接続電極４１３、４１５はチタンとアルミニウムの積層構造とし、合計３００〜５００nmの厚さで形成し、半導体膜とコンタクトを形成する。また、接続電極４１５は陽極４１１と一部が重なるように形成する。
【００７６】
これらの配線又は接続電極上に形成する絶縁膜４１６〜４１９は窒化珪素などで形成する。そして、その端部は配線又は接続電極の外側に位置するように形成する。このような構造は、配線を形成する導電膜の層と、絶縁膜とを積層形成し、レジスト４２０〜４２３のパターンに従ってその両者をエッチングする。その後、そのレジストパターンをそのまま残して、導電膜のみをエッチングすることにより、図８（Ａ）に示すような庇を形成することができる。従って、絶縁膜４１６〜４１９は絶縁膜に限定される必要は必ずしもなく、配線を形成する導電膜とエッチングの選択比がとれる材料であるならば、他の材料を適用することも可能である。
【００７７】
有機化合物層４２４、陰極４２５は蒸着法で形成するので、ここで形成される庇がマスクとなって、陽極４１１上に有機化合物層４２４、陰極４２５を自己整合的に形成することができる。レジスト４２０〜４２３は絶縁膜４１６〜４１９上にそのまま残しておいても良いし、或いは、除去しても良い。
【００７８】
有機化合物層４２４や陰極４２５はウエット処理（薬液によるエッチングや水洗などの処理）を行うことができないので、陽極４１１に合わせて絶縁材料から成る隔壁層を設けて隣接する素子の絶縁分離をする必要があつたが、本発明の画素構造を用いれば、配線とその上の絶縁膜をもって隔壁層の機能を代用することができる。
【００７９】
このように、有機発光素子４３３は、ＩＴＯなどの透明導電性材料で形成する陽極４１１、正孔注入層、正孔輸送層、発光層などを有する有機化合物層４２４、ＭｇＡｇやＬｉＦなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属などの材料を用いて形成する陰極４２５とから成っている。
【００８０】
また、図８（Ｂ）は図７におけるＢ−Ｂ'線に対応した断面構造を示し、図８（Ｃ）はＣ−Ｃ'に対応した断面構造を示している。
【００８１】
入力端子部においては、図１０（Ａ）に示すように、ゲート電極と同じ材料で入力端子４５１が形成されている。その上層に形成される第３絶縁膜４０８、第４絶縁膜４０９、第５絶縁膜４１０は、コンタクトホールをエッチングするときに同時に除去され、その表面を露出させることができる。入力端子４５１には透明導電膜４５２を積層させておくと、ＦＰＣとの接続を形成できる。
【００８２】
有機発光素子４３３の陰極は共通電極となるので、画素部の外側で連結させる。そして、外部から電位を制御できるように、外部入力端子の配線と接続させる。図１０（Ｂ）はその接続構造の一例を示している。配線４５３はゲート電極と同じ層で形成する配線である。その上層に形成される第３絶縁膜４０８、第４絶縁膜４０９、第５絶縁膜４１０は、コンタクトホールをエッチングするときに同時に除去され、その表面を露出させている。有機化合物層４２４は蒸着法で形成するが、そのままでは基板の全面に形成されてしまうため、メタルマスクまたはセラミックマスクなどシャドーマスクを用いて、画素部の領域に合わせて形成する。陰極４２５も同様であるが、マスクのサイズを変更して、画素部の外側の領域まで形成されるようにする。このような処置により図１０（Ｂ）で示す構造を得ることができる。
【００８３】
このように、有機発光素子４３３は陽極上に形成され、しかも周辺に形成する部材から応力を受けることがない。そのため、熱応力などにより有機発光素子が劣化することを防止できる。その後、図１を用いて説明した工程により有機発光素子を封止することで信頼性の高い発光装置を作製することができる。
【実施例２】
【００８４】
実施例１において、図８を用いて説明した有機発光素子の他の構造を図９により説明する。陽極４１１を形成した後に第７絶縁膜を形成する。この絶縁膜は酸化珪素や窒化珪素などで形成する。その後、陽極４１１上の第７絶縁膜をエッチングにより除去するが、このとき図９に示すように陽極４１１の端部が第７絶縁膜と重なるようにする。こうしてパターン形成された第７絶縁膜４４０が形成される。
【００８５】
以降の工程は同様であり、接続電極４１５、絶縁膜４１９などを形成する。有機化合物層４２４、陰極４２５は図９のように形成され、第７絶縁膜４４０を設けることにより陰極４２５と陽極４１１とが端部で接触して短絡することを防止できる。
【００８６】
勿論、本実施例で示す画素構造によっても熱応力による有機発光素子の劣化を防ぐことが可能であり、図１を用いて説明した工程により有機発光素子を封止することで信頼性の高い発光装置を作製することができる。
【実施例３】
【００８７】
実施例１ではトップゲート型のＴＦＴを一例として示したが、ボトムゲート型または逆スタガ型のＴＦＴを用いても同様にスイッチング用ＴＦＴ４３０、電流制御用ＴＦＴ４３２を形成することができる。そして、実施例１と同様に発光装置を形成することができる。
【実施例４】
【００８８】
本発明において適用される有機発光素子は、その構造に限定される事項はない。有機発光素子は透光性の導電膜から成る陽極と、アルカリ金属を含む陰極と、その間に有機化合物から成る層をもって形成される。有機化合物から成る層は一層または複数の層から成っている。各層はその目的と機能により、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などと区別して呼ばれている。これらは、低分子系有機化合物材料または、高分子系有機化合物材料のいずれか、或いは、両者を適宣組み合わせて形成することが可能である。
【００８９】
正孔注入層や正孔輸送層は、正孔の輸送特性に優れる有機化合物材料が選択され、代表的にはフタロシアニン系や芳香族アミン系の材料が採用される。また、電子注入層には電子輸送性の優れる金属鎖体などが用いられている。
【００９０】
図１１に有機発光素子の構造の一例を示す。図１１（Ａ）は低分子有機化合物による有機発光素子の一例であり、窒化珪素または窒化酸化珪素で形成する絶縁膜５０８上に酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）で形成される陽極５００、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）で形成される正孔注入層５０１、芳香族アミン系材料であるＭＴＤＡＴＡ及びα−ＮＰＤで形成される正孔輸送層５０２、５０３、トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）で形成される電子注入層兼発光層５０４、イッテルビウム（Ｙｂ）から成る陰極５０５が積層されている。Ａｌｑ3は一重項励起状態からの発光（蛍光）を可能としている。障壁層は感光性の有機樹脂で形成し、その底部の一端が陽極に接し、頂部が陽極の内側に位置する逆テーパー型をもって形成する。陰極５０５までを形成した後、その上から保護絶縁膜を形成し、有機化合物層や陰極が直接雰囲気に触れないように封止する。
【００９１】
輝度を高めるには三重項励起状態からの発光（燐光）を利用することが好ましい。図１１（Ｂ）にそのような素子構造の一例を示す。ＩＴＯで形成される陽極５１０、フタロシアニン系材料であるＣｕＰｃで形成される正孔注入層５１１、芳香族アミン系材料であるα−ＮＰＤで形成される正孔輸送層５１２上にカルバゾール系のＣＢＰ＋Ｉｒ（ｐｐｙ）3を用いて発光層５１３を形成している。さらにバソキュプロイン(ＢＣＰ)を用いて正孔ブロック層５１４を形成し、Ａｌｑ3による電子注入層５１５が形成された構造を有している。
【００９２】
上記二つの構造は低分子系有機化合物を用いた例であるが、高分子系有機化合物と低分子系有機化合物を組み合わせた有機発光素子を実現することができる。図１１（Ｃ）はその一例であり、高分子系有機化合物のポリチオフェン誘導体(ＰＥＤＯＴ)により正孔注入層５２１を形成し、α−ＮＰＤによる正孔輸送層５２２、ＣＢＰ＋Ｉｒ（ｐｐｙ）3による発光層５２３、ＢＣＰによる正孔ブロック層５２４、Ａｌｑ3による電子注入層５２５が形成されている。正孔注入層をＰＥＤＯＴに変えることにより、正孔注入特性が改善され、発光効率を向上させることができる。
【００９３】
発光層としてトリス−(２−フェニルピリジン)イリジウム（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）3と記す）と４,４'−Ｎ,Ｎ'−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと記す）は三重項励起状態からの発光（燐光）を得ることができる有機化合物である。トリプレット化合物は、としては以下の論文に記載の有機化合物が代表的な材料として挙げられる。（１）T.Tsutsui, C.Adachi, S.Saito, Photochemical Processes in Organized Molecular Systems, ed.K.Honda, (Elsevier Sci.Pub., Tokyo,1991) p.437.（２）M.A.Baldo, D.F.O'Brien, Y.You, A.Shoustikov, S.Sibley, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Nature 395 (1998) p.151.この論文には次の式で示される有機化合物が開示されている。（３）M.A.Baldo, S.Lamansky, P.E.Burrrows, M.E.Thompson, S.R.Forrest, Appl.Phys.Lett.,75 (1999) p.4.（４）T.Tsutsui, M.-J.Yang, M.Yahiro, K.Nakamura, T.Watanabe, T.tsuji, Y.Fukuda, T.Wakimoto, S.Mayaguchi, Jpn.Appl.Phys., 38 (12B) (1999) L1502.
【００９４】
また、上記論文に記載された発光性材料だけでなく、次の分子式で表される発光材料（具体的には金属錯体もしくは有機化合物）を用いることが可能であると考えている。
【００９５】
【化３】
2005101015.tif 000007
【００９６】
【化４】
2005101015.tif 000008
【００９７】
上記分子式において、Ｍは周期表の８〜１０族に属する元素である。上記論文では、白金、イリジウムが用いられている。また、本発明者はニッケル、コバルトもしくはパラジウムは、白金やイリジウムに比べて安価であるため、ＥＬ表示装置の製造コストを低減する上で好ましいと考えている。特に、ニッケルは錯体を形成しやすいため生産性も高く好ましいと考えられる。いずれにしても、三重項励起状態かからの発光（燐光）は、一重項励起状態からの発光（蛍光）よりも発光効率が高く、同じ発光輝度を得るにも動作電圧（有機発光素子を発光させるに要する電圧）を低くすることが可能である。
【００９８】
フタロシアニン系のＣｕＰｃ、芳香族アミン系のα−ＮＰＤ、ＭＴＤＡＴＡ、カルバゾール系のＣＢＰなどはいずれも分子に酸素が含まれない有機化合物である。このような有機化合物中に酸素または水分が混入することにより結合状態の変化が起こり、正孔輸送特性や発光特性を劣化させる。しかし、このような有機化合物の層の形成において、図１で説明した作製方法で封止をすることによりそのような劣化を防止することができる。また、ここでは有機化合物層の積層構造について説明したが、赤、青、緑に発光する発光層を用いれば、発色の優れた発光装置を得ることもできる。
【実施例５】
【００９９】
本発明の発光装置は、液晶表示装置に比べて明るい場所での視認性に優れ、しかも視野角が広いという特徴がある。従って、様々な電子装置に応用することができる。その様な電子装置として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられる。特に、斜め方向から見ることの多い携帯情報端末は視野角の広さが重要視されるため、発光装置を用いることが望ましい。それら電子装置の具体例を図１２および図１３に示す。
【０１００】
図１２（Ａ）はディスクトップ型パーソナルコンピュータなどのモニターであり、筐体３３０１、支持台３３０２、表示部３３０３などから成っている。本発明を表示部３３０３に適用してディスクトップ型パーソナルコンピュータなどのモニターを完成させることができる。このモニターはバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも軽量薄型化を図ることができる。
【０１０１】
図１２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３３１１、表示部３３１２、音声入力部３３１３、操作スイッチ３３１４、バッテリー３３１５、受像部３３１６等を含む。本発明を表示部３３１２に適用してビデオカメラを完成させることができる。
【０１０２】
図１２（Ｃ）はヘッドマウントディスプレイの一部（右片側）であり、本体３３２１、信号ケーブル３３２２、頭部固定バンド３３２３、投影部３３２４、光学系３３２５、表示部３３２６等を含む。本発明を表示部３３２６に適用してヘッドマウントディスプレイを完成させることができる。
【０１０３】
図１２（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体３３３１、記録媒体（ＤＶＤ等）３３３２、操作スイッチ３３３３、表示部（ａ）３３３４、表示部（ｂ）３３３５などから成っている。表示部（ａ）３３３４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）３３３５は主として文字情報を表示するが、本発明をこれら表示部（ａ）３３３４、表示部（ｂ）３３３５に適用して画像再生装置を完成させることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【０１０４】
図１２（Ｅ）はゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体３３４１、表示部３３４２、アーム部３３４３を含む。本発明を表示部３３４２に適用してゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）を完成させることができる。
【０１０５】
図１２（Ｆ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体３３５１、筐体３３５２、表示部３３５３、キーボード３３５４等を含む。本発明を表示部３３５３を適用してノート型パーソナルコンピュータを完成させることができる。
【０１０６】
また、上記電子装置はインターネットやＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機発光素子の応答速度は非常に高いため、本発明の発光装置はその用途に適している。
【０１０７】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、省消費電力化のためには発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが望ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に本発明の発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが望ましい。
【０１０８】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体３４０１、音声出力部３４０２、音声入力部３４０３、表示部３４０４、操作スイッチ３４０５、アンテナ３４０６を含む。本発明を表示部３４０４に適用して携帯電話を完成させることができる。なお、表示部３４０４は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることが出来る。
【０１０９】
図１３（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体３４１１、表示部３４１２、操作スイッチ３４１３、３４１４を含む。本発明を表示部３４１２に適用して音響再生装置を完成させることができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。なお、表示部３４１４は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型の音響再生装置において特に有効である。
【０１１０】
図１３（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部（Ａ）３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、表示部（Ｂ）３５０５、バッテリー３５０６を含む。本発明を表示部（Ａ）３５０２、表示部（Ｂ）３５０５に適用してデジタルカメラを完成させることができる。また、表示部（Ｂ）３５０５を、主に操作用パネルとして用いる場合、黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えることが出来る。
【０１１１】
また、本実施例にて示した電子装置においては、消費電力を低減するための方法としては、外部の明るさを感知するセンサ部を設け、暗い場所で使用する際には、表示部の輝度を落とすなどの機能を付加するなどといった方法が挙げられる。以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、様々な電子装置に適用することが可能である。また、本実施例の電子装置は実施例１〜４のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の発光装置の作製方法を説明するフローチャート図。
【図２】本発明の発光装置の作製工程における温度変化を説明する図。
【図３】本発明の発光装置の構造を説明する断面図。
【図４】本発明の発光装置の構造を説明する上面図。
【図５】本発明の発光装置の画素部の構造を説明する図。
【図６】本発明の発光装置の作製に用いる製造装置の一例を説明する図。
【図７】本発明の発光装置の画素部における一画素の構造を説明する上面図。
【図８】本発明の発光装置の画素部における画素の構造を説明する断面図。
【図９】本発明の有機発光素子の一実施例を説明する断面図。
【図１０】本発明の発光装置の端子部及び陰極と配線の接続構造を示す断面図。
【図１１】有機発光素子の構造を説明する図。
【図１２】本発明の発光装置の応用例を説明する図。
【図１３】本発明の発光装置の応用例を説明する図。
【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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