(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子を制御するためのＴＦＴを有する発光装置において、
前記発光素子は、陽極と、有機化合物層と、陰極とを有し、
前記有機化合物層は、前記陽極と前記陰極とに挟まれて形成され、第１の有機化合物層と、第２の有機化合物層とを有し、
前記第１の有機化合物層は、第１の重合体からなる層と、第２の重合体及び蛍燐光体からなる発光領域とを有し、
前記第１の重合体からなる層は、前記発光領域よりも陽極側に設けられ、
前記第２の有機化合物層は、前記第２の重合体からなり、前記陰極に接して形成され、
前記第１の重合体と前記第２の重合体とは主鎖の構造が同じであり、
前記第１の重合体は、重合度が５０以上であり、
前記第２の重合体は、第１の重合体よりも重合度が低く、蒸着法による成膜が可能である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子を制御するためのＴＦＴを有する発光装置において、
前記発光素子は、陽極と、有機化合物層と、陰極とを有し、
前記有機化合物層は、前記陽極と前記陰極とに挟まれて形成され、第１の有機化合物層と、第２の有機化合物層とを有し、
前記第１の有機化合物層は、第１の重合体からなる層と、第２の重合体及び蛍燐光体からなる発光領域とを有し、
前記第１の重合体からなる層は、前記発光領域よりも陽極側に設けられ、
前記第２の有機化合物層は、前記第２の重合体からなり、前記陰極に接して形成され、
前記第１の重合体と前記第２の重合体とは主鎖の構造が同じであり、
前記第１の重合体は、重合度が５０以上であり、
前記第２の重合体は、重合度が２〜５である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
発光素子と、
前記発光素子を制御するためのＴＦＴを有する発光装置において、
前記発光素子は、陽極と、有機化合物層と、陰極とを有し、
前記有機化合物層は、前記陽極と前記陰極とに挟まれて形成され、第１の有機化合物層と、第２の有機化合物層とを有し、
前記第１の有機化合物層は、第１の重合体からなる層と、第２の重合体及び蛍燐光体からなる発光領域とを有し、
前記第１の重合体からなる層は、前記発光領域よりも陽極側に設けられ、
前記第２の有機化合物層は、電子輸送性または正孔阻止性を有する材料からなり、前記陰極に接して形成され、
前記第１の重合体と前記第２の重合体とは主鎖の構造が同じであり、
前記第１の重合体は、重合度が５０以上であり、
前記第２の重合体は、前記第１の重合体よりも重合度が低く、
前記第２の重合体と、前記電子輸送性または正孔阻止性を有する材料とは、それぞれ、蒸着法による成膜が可能である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
発光素子と、
前記発光素子を制御するためのＴＦＴを有する発光装置において、
前記発光素子は、陽極と、有機化合物層と、陰極とを有し、
前記有機化合物層は、前記陽極と前記陰極とに挟まれて形成され、第１の有機化合物層と、第２の有機化合物層とを有し、
前記第１の重合体からなる層は、前記発光領域よりも陽極側に設けられ、
前記第１の有機化合物層は、第１の重合体からなる層と、第２の重合体及び蛍燐光体からなる発光領域とを有し、
前記第２の有機化合物層は、電子輸送性または正孔阻止性を有する材料からなり、前記陰極に接して形成され、
前記第１の重合体と前記第２の重合体とは主鎖の構造が同じであり、
前記第１の重合体は、重合度が５０以上であり、
前記第２の重合体は、重合度が２〜５であり、
前記第２の重合体と、前記電子輸送性または正孔阻止性を有する材料とは、それぞれ、蒸着法による成膜が可能である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
前記電子輸送性または正孔阻止性を有する材料は、Ａｌｑ3、Ａｌｍｑ、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＰＢＴ）2、ＰＢＤ、ＢＣＰ、バソフェナントロリン、ＴＡＺの中から選ばれるいずれか一の材料であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１の重合体および前記第２の重合体の主鎖の構造は、Ｎ−ビニルカルバゾール、フルオレン、フェニレンのいずれかを繰り返し単位とした構造であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置を表示部に用いていることを特徴とする電気器具。
【請求項８】
ＴＦＴを形成し、
層間絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴと電気的に接続された陽極を形成し、
前記陽極の上に、重合度が５０以上である第１の重合体からなる層を塗布法によって形成し、
前記第１の重合体からなる層の上に、前記第１の重合体と主鎖の構造が同じであり前記第１の重合体よりも重合度が低い第２の重合体と、蛍燐光体とからなる発光領域を蒸着法によって形成し、
前記発光領域の上に、前記第２の重合体からなる層を蒸着法によって形成し、
前記第２の重合体からなる層の上に陰極を形成する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項９】
ＴＦＴを形成し、
層間絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴと電気的に接続された陽極を形成し、
前記陽極の上に、重合度が５０以上である第１の重合体からなる層を塗布法によって形成し、
前記第１の重合体からなる層の上に、前記第１の重合体と主鎖の構造が同じであり重合度が２〜５である第２の重合体と、蛍燐光体とからなる発光領域を蒸着法によって形成し、
前記発光領域の上に、前記第２の重合体からなる層を蒸着法によって形成し、
前記第２の重合体からなる層の上に陰極を形成する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１０】
ＴＦＴを形成し、
層間絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴと電気的に接続された陽極を形成し、
前記陽極の上に、重合度が５０以上である第１の重合体からなる層を塗布法によって形成し、
前記第１の重合体からなる層の上に、前記第１の重合体と主鎖の構造が同じであり前記第１の重合体よりも重合度が低い第２の重合体と、蛍燐光体とからなる発光領域を蒸着法によって形成し、
前記発光領域の上に、電子輸送性または正孔阻止性を有する材料からなる層を蒸着法によって形成し、
前記電子輸送性または正孔阻止性を有する材料からなる層の上に陰極を形成する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１１】
ＴＦＴを形成し、
層間絶縁膜を形成し、
前記ＴＦＴと電気的に接続された陽極を形成し、
前記陽極の上に、重合度が５０以上である第１の重合体からなる層を塗布法によって形成し、
前記第１の重合体からなる層の上に、前記第１の重合体と主鎖の構造が同じであり重合度が２〜５である第２の重合体と、蛍燐光体とからなる発光領域を蒸着法によって形成し、
前記発光領域の上に、電子輸送性または正孔阻止性を有する材料からなる層を蒸着法によって形成し、
前記電子輸送性または正孔阻止性を有する材料からなる層の上に陰極を形成する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１２】
前記電子輸送性または正孔阻止性を有する材料は、Ａｌｑ3、Ａｌｍｑ、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＰＢＴ）2、ＰＢＤ、ＢＣＰ、バソフェナントロリン、ＴＡＺの中から選ばれるいずれか一の材料であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の発光装置の作製方法。
【請求項１３】
前記第１の重合体および前記第２の重合体の主鎖の構造は、Ｎ−ビニルカルバゾール、フルオレン、フェニレンのいずれかを繰り返し単位とした構造であることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載の発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子系の有機化合物（高分子系材料）を用いた発光素子を有する発光装置に関する。特に同一の繰り返し単位からなる有機化合物（重合体）に蛍燐光体を部分的に含む発光装置及びその作製方法に関する。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源を指す。また、発光素子にコネクター、例えばFPC（Flexible printed circuit）もしくはTAB（Tape Automated Bonding）テープもしくはTCP（Tape Carrier Package）が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG（Chip On Glass）方式によりIC（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
本発明でいう発光素子とは、電界を加えることにより発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物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有機化合物層中で再結合して、励起状態の分子（以下、「分子励起子」と記す）を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する分子励起子の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であると考えられるが、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する場合も含むこととする。
【０００４】
このような発光素子において、通常、有機化合物層は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、発光素子は、有機化合物層そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。したがって、発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。
【０００５】
また、例えば１００〜２００ｎｍ程度の有機化合物層において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物層のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
【０００６】
さらに、発光素子はキャリア注入型の発光素子であるため、直流電圧での駆動が可能であり、ノイズが生じにくい。駆動電圧に関しては、まず有機化合物層の厚みを１００ｎｍ程度の均一な超薄膜とし、また、有機化合物層に対するキャリア注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらにはヘテロ構造（二層構造）を導入することによって、５．５Ｖで１００ｃｄ／ｍ2の十分な輝度が達成された（文献１：C. W. Tang and S. A. VanSlyke, "Organic electroluminescent diodes", Applied Physics Letters, vol. 51, No.12, 913-915 (1987)）。
【０００７】
こういった薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
【０００８】
ところで、有機化合物層を構成する材料としては、大きく二つに分けて低分子系材料と高分子系材料とがある。
【０００９】
成膜面から比較すると、低分子系材料が真空蒸着法により基板上に薄膜として形成されるのに対し、高分子系材料は有機溶剤の溶液からスピンコーティングなどの湿式法により基板上に形成されるといった点で異なる。なお、真空蒸着法で成膜する場合には、従来のシャドウマスク技術を用いたパターニングが可能であり、また、真空中のドライプロセスであるため、材料の純度を保てるという利点がある。これに対し、スピンコーティング法では、大面積基板上への成膜が容易であり、短時間で安価に成膜ができるといった利点があり、それぞれの特性を生かした素子の開発が進められている。
【００１０】
しかしながら、材料の観点から考えると機械的強度が強く、凝集や結晶化が起こりにくいという物性を有する高分子系材料を用いる方が有利である。高分子系材料が機械的に強いということは引っ張りや曲げが可能であるフレキシブルな素子が作製できるということであり、凝集や結晶化が起こりにくいということは、高温条件下での使用が期待できるということである。つまり、高分子系材料を用いることにより素子作製における条件が緩和され、また、その用途の多様化が期待できる。
【００１１】
また、有機化合物層において、有機化合物層の一部に蛍燐光体を含む発光領域を形成することでキャリアの再結合領域を設定し、キャリアの拡散を防ぐと共に再結合領域を電極から離すことができ、さらに発光特性が２倍に向上した（文献２：C. W. Tang, S. A. VanSlyke, and C.H.Chen; Electro luminescence of doped organic thin films; J.Appl.Phys., vol. 55, No.9, 3510-3515 (1987)）。
【００１２】
また、高分子系材料を用いた発光素子の有機化合物層において、蛍燐光体をその一部に含め発光領域を形成するのとは異なるが、図１１に示すような積層構造が良く知られている。
【００１３】
図１１において、基板１１０１上には、陽極１１０２、有機化合物層１１０３及び陰極１１０４が形成されており、有機化合物層１１０３は、正孔輸送層１１０５及び発光層１１０６の積層構造となっている。ここで、正孔輸送層１１０５は、ＰＥＤＯＴ（poly(3,4‐ethylene dioxythiophene)）とアクセプター材料であるポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）とからなり、発光層１１０６は、ポリパラフェニレンビニレンのコポリマーで形成されている。なお、これらは、それぞれ溶媒に対する溶解性の異なる材料を用いているので、積層構造を形成することが可能となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、有機化合物層の一部に蛍燐光体を含む発光領域を形成することでキャリアの再結合領域を設定するという報告は、低分子系材料を用いた場合であり、高分子系材料を用いた場合にはその材料特性から蛍燐光体を部分的に含む発光領域を形成することが難しいという問題があった。
【００１５】
また、図１１に示すような積層構造の場合には、高分子系材料を用いた積層構造による機能分離が可能となるが、その一方で、正孔輸送層１１０５及び発光層１１０６を形成する材料が異なるためにその積層界面において、エネルギー移動による消光が起こりやすいといった問題も生じる。
【００１６】
そこで、本発明では、上記問題点を解決すべく高分子系材料を用いた有機化合物層を有する発光素子の作製において、有機化合物層に異なる高分子系材料を用いることなく蛍燐光体を部分的に含む領域（発光領域）を形成することにより発光特性の優れた発光素子を形成することを目的とする。
【００１７】
また、このような発光素子を用いることにより、従来よりも素子特性の優れた発光装置を提供する。さらに、前記発光装置を用いて作製した電気器具を提供する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高分子系材料からなる有機化合物層の一部に蛍燐光体が含まれる領域、すなわち発光領域を形成することを特徴としている。なお、本発明における高分子系材料において、同一（主鎖の構造が同一であればよい）の繰り返し単位で形成された重合度が２〜５の重合体を低重合体とよび、重合度が５０以上の重合体を高重合体とよぶ。
【００１９】
従来では、高分子系材料を溶媒に溶かして溶液を作製し、インクジェット法やスピンコート法により膜形成を行っていた。そのため、有機化合物層の一部分に発光領域を形成することは不可能であり、また、高分子系材料の溶解特性を利用した積層構造の形成にも限界があった。
【００２０】
本発明は、その重合度が５０以上の高重合体を溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により形成した後で、高重合体と同一の繰り返し単位からなり、その重合度が２〜５である低重合体と蛍燐光体とを共蒸着させて発光領域を形成し、さらに発光領域上に低重合体のみを蒸着して有機化合物層を形成することを特徴とする。なお、本発明では、高重合体及び低重合体は、いずれも同一の繰り返し単位で形成されるので積層界面における注入障壁を最小限にとどめることができる。
【００２１】
さらに、有機化合物層の一部分に形成された発光領域は、陽極及び陰極のそれぞれと接することなく離れて形成することができるので、両電極へのエネルギー移動による消光を防ぐことができる。
【００２２】
本明細書で開示する発明の構成は、陽極と、有機化合物層と、陰極とからなる発光素子を有する発光装置において、有機化合物層は、高分子系材料からなり、かつ低重合体及び蛍燐光体を含む発光領域をその一部に有することを特徴とする発光装置である。
【００２３】
また、他の発明の構成は、陽極と、有機化合物層と、陰極とからなる発光素子を有する発光装置において、有機化合物層は、同一の繰り返し単位を有する高分子系材料からなり、かつ蛍燐光体を含む発光領域をその一部に有することを特徴とする発光装置である。
【００２４】
また、他の発明の構成は、基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続され、陽極と、有機化合物層と、陰極とからなる発光素子とを有する発光装置において、有機化合物層は、高分子系材料からなり、かつ低重合体及び蛍燐光体を含む発光領域をその一部に有することを特徴とする発光装置である。
【００２５】
また、他の発明の構成は、基板の絶縁表面に設けられたＴＦＴと、ＴＦＴと電気的に接続され、陽極と、有機化合物層と、陰極とからなる発光素子とを有する発光装置において、有機化合物層は、同一の繰り返し単位を有する高分子系材料からなり、かつ蛍燐光体を含む発光領域をその一部に有することを特徴とする発光装置である。
【００２６】
また、本発明の発光装置においては、有機化合物層の一部に低分子系材料を用いても良く、他の発明の構成は、陽極と、有機化合物層と、陰極とからなる発光素子を有する発光装置において、有機化合物層は、陽極と陰極との間に挟まれて形成され、かつ高分子系材料からなる第１の有機化合物層と、低分子系材料からなる第２の有機化合物層とを有し、第１の有機化合物層は、低重合体及び蛍燐光体を含む発光領域をその一部に有し、第２の有機化合物層は前記陰極と接して形成されることを特徴とする発光装置である。
【００２７】
また、他の発明の構成は、陽極と、有機化合物層と、陰極とからなる発光素子を有する発光装置において、有機化合物層は、陽極と陰極との間に挟まれて形成され、かつ高分子系材料からなる第１の有機化合物層と、低分子系材料からなる第２の有機化合物層とを有し、第１の有機化合物層は、同一の繰り返し単位を有する高分子系材料で形成され、かつ蛍燐光体を含む発光領域をその一部に有し、第２の有機化合物層は陰極と接して形成されることを特徴とする発光装置である。
【００２８】
また、上記各構成において、前記高分子系材料は、同一の繰り返し単位からなり、重合度が２〜５である低重合体、または重合度が５０以上である高重合体からなる。
【００２９】
また、上記各構成において、前記高分子系材料は、Ｎ−ビニルカルバゾールもしくはフルオレンを繰り返し単位とすることを特徴としている。
【００３０】
また、上記各構成において、前記蛍燐光体は、蛍光もしくは燐光を発する物質であり、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（以下、「ＴＰＢ」と示す）、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）、ペリレン、クマリン６、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノ−スチリル）−４Ｈ−ピラン（以下、「ＤＣＭ１」と示す）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（以下、「ＤＣＭ２」と示す）、ルブレン、ナイルレッド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−キナクリドン（以下、ジメチルキナクリドンと示す）、アントラセン、ピレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、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）から選ばれた一種もしくは複数種であることを特徴としている。
【００３１】
また、上記各構成において、前記第２の有機化合物層は電子輸送性又は正孔阻止性を有する低分子系材料からなることを特徴としている。
【００３２】
また、上記各構成において、第２の有機化合物層は、電子輸送性を有するキノリン骨格を有するアルミニウム錯体、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、「Ａｌｍｑ」と示す）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−フェニル−フェノラト）−アルミニウム（以下、「ＢＡｌｑ」と示す）の他、ベンゾオキサゾール骨格またはベンゾチアゾール骨格を有する亜鉛錯体、具体的にはビス（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（ＰＢＯ）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（ＰＢＴ）2」と示す）からなることを特徴としている。
【００３３】
また、上記各構成において、第２の有機化合物層は、正孔阻止性を有する材料として、１，３，４−オキサジアゾール誘導体である（２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール(以下、「ＰＢＤ」と示す)、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）、バソフェナントロリンまたは１，２，４−トリアゾール誘導体である５−（４−ビフェニリル）−３−（４−tert−ブチルフェニル）−４−フェニル−１，２，４−トリアゾール（以下、「ＴＡＺ」と示す）からなることを特徴としている。
【００３４】
また、上記各構成における有機化合物層は、先に説明した有機材料のみで形成されることはなく、公知の無機材料をその一部に組み合わせて形成することもできる。すなわち、本発明の有機化合物層には、無機材料をその一部に有するものも含めるものとする。
【００３５】
従来、高分子系材料を用いた場合には、発光領域を部分的に設定することはできなかったが、上記に示した本発明の構成とすることによって、高分子系材料からなる有機化合物層に部分的に発光領域を形成することができるためエネルギー移動による消光を防ぐことができるため発光素子の素子特性を向上させることができる。
【００３６】
尚、本発明の発光装置から得られる発光は、一重項励起状態又は三重項励起状態のいずれか一方、またはその両者による発光を含むものとする。
【００３７】
また、本明細書で開示する発光装置の作製方法に関する構成は、塗布法により高重合体を陽極上に塗布して第１の有機化合物層を形成した後、共蒸着法により第１の有機化合物層上に低重合体及び蛍燐光体を蒸着して発光領域を形成し、さらに蒸着法により発光領域上に低重合体を蒸着して第２の有機化合物層を形成して、第１の有機化合物層、発光領域及び第２の有機化合物層からなる有機化合物層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００３８】
また、本発明の発光装置の作製においては、有機化合物層の一部に低分子系材料を用いても良く、他の発明の構成は、塗布法により高重合体を陽極上に塗布して第１の有機化合物層を形成した後、共蒸着法により前記第１の有機化合物層上に低重合体及び蛍燐光体を蒸着して発光領域を形成し、さらに蒸着法により発光領域上に低分子系材料を蒸着して第２の有機化合物層を形成して、第１の有機化合物層、発光領域及び第２の有機化合物層からなる有機化合物層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００３９】
なお、上記各構成において、前記塗布法はスピンコート法、印刷法、またはインクジェット法であることを特徴としている。
【００４０】
なお、上記各構成において、前記高重合体は有機溶媒に対する溶解性を有し、前記低重合体及び低分子系材料は、蒸着法による成膜が可能であることを特徴としている。
【００４１】
また、上記各構成において、前記高分子系材料として同一の繰り返し単位からなり、重合度が２〜５である低重合体、及び重合度が５０以上である高重合体を用いたことを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００４２】
また、上記各構成において、高分子系材料としてＮ−ビニルカルバゾールもしくはフルオレンを繰り返し単位とする材料を用いたことを特徴としている。
【００４３】
また、上記各構成において、蛍燐光体として、ＴＰＢ、α−ＮＰＤ、ペリレン、クマリン６、ＤＣＭ１、ＤＣＭ２、ルブレン、ナイルレッド、ジメチルキナクリドン、アントラセン、ピレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、Ｉｒ（ｐｐｙ）3、ＰｔＯＥＰから選ばれた一種もしくは複数種を用いたことを特徴としている。
【００４４】
また、上記各構成において、有機溶媒とは、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、キシレン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン、ジオキサン、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）から選ばれた１種または複数種を用いたことを特徴としている。
【００４５】
また、上記各構成において、低分子系材料として電子輸送性又は正孔阻止性を有する材料を用いたことを特徴としている。
【００４６】
また、上記構成において、電子輸送性を有する材料として、Ａｌｑ3、Ａｌｍｑ、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＰＢＯ）2、またはＺｎ（ＰＢＴ）2を用いたことを特徴としている。
【００４７】
また、上記構成において、正孔阻止性を有する材料として、ＰＢＤ、ＢＣＰ、バソフェナントロリンまたはＴＡＺを用いたことを特徴としている。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。本発明の発光装置は、図１に示す素子構造の発光素子を有する。
【００４９】
図１に示すように基板１０１上に陽極１０２が形成されており、陽極１０２と陰極１０４とに挟まれて有機化合物層１０３が形成されている。なお、本実施の形態において、有機化合物層１０３は、同一の繰り返し単位が複数重合した重合体により形成されている。
【００５０】
また、有機化合物層１０３の一部には、発光中心となりうる蛍燐光体が部分的に含まれており、発光領域１０５が形成されている。
【００５１】
次に、図１に示す発光素子の作製方法について図２を用いて説明する。図２（Ａ）に示すように基板２０１上に陽極２０２が形成されている。なお、本発明では、基板２０１には、透光性を有するガラスや石英を用い、陽極２０２には透光性の導電性材料を用いる。
【００５２】
また、陽極２０２上に絶縁性の材料からなる絶縁膜が形成される。なお、陽極２０２上に形成された絶縁膜を部分的にエッチングすることにより陽極２０２の端部を覆うように絶縁層２０３を形成することができる。
【００５３】
次に、図２（Ｂ）に示すように陽極２０２及び絶縁層２０３上に第１の有機化合物層２０４を形成する。なお、本実施の形態において第１の有機化合物層２０４を形成する高分子系材料としては、仕事関数が大きく、正孔輸送性の性質を有するものが好ましく、また、重合度（ｎ）が５０以上である高重合体を用いる。
【００５４】
なお、ここでは高重合体を有機溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布し、さらにこれを６０〜８０℃で２０〜３０分間加熱して有機溶媒を除去し、第１の有機化合物層２０４が得られる。なお、この時の処理雰囲気を真空としても良い。
【００５５】
そして、第１の有機化合物層２０４上に発光領域２０５を形成する。なお、発光領域２０５の形成には、第１の有機化合物層２０４の材料として用いた高重合体と同一の繰り返し単位からなり、その重合度（ｎ）が２〜５である低重合体と、発光中心となる蛍燐光体を共蒸着することにより形成する。
【００５６】
なお、発光領域２０５を形成する際には、図３に示すような蒸着室において成膜を行う。図３に示すように基板３０１は、ホルダ３０２に固定されており、さらにその下方には、蒸発源３０３（３０３ａ、３０３ｂ）が設けられている。蒸発源３０３（３０３ａ、３０３ｂ）には、有機化合物３０４（３０４ａ、３０４ｂ）が備えられており、本実施の形態においては、具体的に蒸発源３０３ａには、低重合体が備えられており、蒸発源３０３ｂには、蛍燐光体が備えられている。また、蒸発源３０３（３０３ａ、３０３ｂ）のそれぞれには、シャッター３０６（３０６ａ、３０６ｂ）が形成されている。なお、成膜室３１０において膜が均一に成膜されるように、蒸発源３０３（３０３ａ、３０３ｂ）、または、蒸着される基板３０１が移動（回転）するようにしておくと良い。
【００５７】
また、蒸発源３０３（３０３ａ、３０３ｂ）は、導電性の金属材料からなり、ここに電圧が印加された際に生じる抵抗により内部の有機化合物３０４（３０４ａ、３０４ｂ）が加熱されると、気化して基板３０１の表面へ蒸着される。なお、基板３０１の表面とは本明細書中では、基板とその上に形成された薄膜も含むこととし、ここでは、基板３０１上に陽極が形成されている。
【００５８】
なお、シャッター３０６（３０６ａ、３０６ｂ）は、気化した有機化合物３０４（３０４ａ、３０４ｂ）の蒸着を制御する。つまり、シャッターが開いているとき、加熱により気化した有機化合物３０４（３０４ａ、３０４ｂ）を蒸着することができる。
【００５９】
また、成膜室３１０には、防着シールド３０７が設けられており、蒸着時に基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。そして、防着シールド３０７の周囲に設けられている電熱線３０８で防着シールド３０７全体を加熱することができるので、付着した有機化合物を気化させることができるため蒸着されなかった有機化合物を再び回収することができる。
【００６０】
なお、第１の蒸発源３０３ａに備えられている低重合体と、第２の蒸発源３０３ｂに備えられている蛍燐光体を同時に基板上へ蒸着（共蒸着）することにより図２に示した発光領域２０５が形成される。
【００６１】
次に、第２の蒸発源３０３ｂのシャッター３０６ｂのみを閉じることにより第１の蒸発源３０３ａから低重合体のみで形成される第２の有機化合物層２０６が形成される（図２（Ｃ））。なお、ここでの成膜を連続的に行うことにより、界面における不純物汚染を防ぐことができる。
【００６２】
そして、最後に第２の有機化合物層２０６の上に導電性の材料を用いて陰極２０７を形成することにより、発光素子２０８が形成される。
【００６３】
以上により、図１に示すような有機化合物層１０３の一部に発光領域１０５を有する発光素子を形成することができる。
【００６４】
本発明では同一の繰り返し単位からなる有機化合物層１０３の一部に蛍燐光体を含む発光領域１０５を形成し、有機化合物層１０３において発光する領域を設定することができるため、発光素子における発光効率を向上させることができる。さらに、発光領域１０５を電極（陽極及び陰極）から離して形成することができるので、発光領域１０５と電極（陽極及び陰極）間でのエネルギー移動による消光を防ぐことができる。
【００６５】
さらに、本発明では、図１で示した素子構造だけでなく、図４に示す様な構造を形成することもできる。図４において、基板４０１上に陽極４０２が形成され、陽極４０２上に有機化合物層４０５（第１の有機化合物層４０５ａ、第２の有機化合物層４０５ｂ）が形成され、第２の有機化合物層４０５ｂ上に陰極４０３が形成されている。なお、図１の構造に対して、第１の有機化合物層４０５ａ、および第２の有機化合物層４０５ｂにおける積層構造が異なっている。
【００６６】
図４において、高分子系材料の高重合体をスピンコート法により成膜し、低重合体及び蛍燐光体を共蒸着して発光領域４０４をその一部に含む第１の有機化合物層４０５ａを形成した後、低分子系材料からなる第２の有機化合物層４０５ｂを蒸着法により形成する。なお、低分子系材料としては、電子輸送性、又は正孔阻止性（正孔ブロッキング性ともいう）を有する材料を用いることができる。
【００６７】
なお、図４に示す発光素子における第２の有機化合物層４０５ｂは、第１の有機化合物層４０５ａを形成する材料と同一の繰り返し単位からなる有機化合物で形成されているわけではないが、図１と同様に発光領域を電極から離すことができると共にキャリアの輸送性を高めたり、選択的に阻止したりすることができるため、キャリアの再結合性を高めることができ、より素子特性を向上させることができる。
【００６８】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、図１において説明した構造の発光素子について、図５を用いて説明する。
【００６９】
図５（ａ）に示すように、本実施例における発光素子の素子構造は、陽極５０１上に有機化合物層５０２が形成され、有機化合物層５０２上に陰極５０３が形成され、有機化合物層５０２の一部には蛍燐光体５０８が含まれた発光領域５０４が形成されている。
【００７０】
また、図５（ｂ）には、有機化合物層５０２を形成する材料構成の詳細について示す。なお、本実施例において、Ｎ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位５０５とする高分子系材料を用いる。また、本実施例においては、Ｎ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位５０５とし、その重合度（ｎ）が５０以上であるものを高重合体５０６とよび、その重合度（ｎ）が２〜５であるものを低重合体５０７と呼ぶことにする。
【００７１】
また、本実施例において高重合体５０６は、有機溶媒に溶解させることができ、低重合体５０７は、昇華性のある材料である。
【００７２】
また、本実施例における高重合体を溶解させる有機溶媒としては、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、キシレン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン、ジオキサン、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）等を用いることができる。
【００７３】
また、本実施例で用いる蛍燐光体５０８としては、蛍光性の材料及び燐光性の材料を用いることができる。
【００７４】
蛍光性の材料としては、青色発光が得られる１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（ＴＰＢ）、α−ＮＰＤ、ペリレンや、緑色発光が得られるクマリン６、赤色（橙赤色）発光が得られるＤＣＭ１、ルブレン、ナイルレッドの他、黄緑色発光が得られるジメチルキナクリドン等を用いることができる。その他にも、縮合多環系の蛍光物質である、アントラセン、ピレン、９，１０−ジフェニルアントラセン等を用いることができる。
【００７５】
また、燐光性材料としては、緑色発光が得られるＩｒ（ｐｐｙ）3や赤色発光が得られるＰｔＯＥＰ、希土類金属錯体であるＥｕ（ＴＴＡ）3ｐｈｅｎを用いることができる。また、Ｉｒ（ｐｐｙ）3とＤＣＭ２を一緒に共蒸着することにより赤色発光を得ることもできる。
【００７６】
以下に、本実施例における発光素子の作製方法について説明する。まず、陽極５０１上に高分子系材料を有機溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により成膜する。なお、ここでは、Ｎ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位とする高重合体を用い、トルエンに溶解させた溶液を用いる。また、本実施例においてフルオレン系の化合物を繰り返し単位とした高重合体を用いることもできる。
【００７７】
スピンコート法による成膜が終了したところで、さらにこれを８０℃で３分間加熱してトルエンを除去し、高重合体５０６からなる膜を形成する。
【００７８】
次にＮ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位とする低重合体５０７と蛍燐光体５０８を同時に共蒸着して発光領域５０４を形成する。
【００７９】
発光領域５０４を形成したところで、Ｎ−ビニルカルバゾールの低重合体５０７（重合度（ｎ）＝２〜５）のみを蒸着法により成膜し、低重合体５０７からなる膜を形成する。なお、この時形成される膜厚は、３０〜５０ｎｍであれば良く、本実施例では、４０ｎｍの膜厚で形成する。さらに、本実施例では、Ｎ−ビニルカルバゾールの低重合体とＰＢＤを共蒸着することにより電子輸送性を高めることもできる。
【００８０】
以上により、陽極５０１上に形成され、かつその一部に発光領域５０４を有する有機化合物層５０２を形成することができる。
【００８１】
次に有機化合物層５０２の上に陰極５０３を形成する。なお、陰極５０３を形成する材料としてはアルミニウムの他、マグネシウムと銀の合金（以下、Ｍｇ：Ａｇと示す）、マグネシウムとインジウムの合金（以下、Ｍｇ：Ｉｎと示す）、マグネシウムと銅の合金（以下、Ｍｇ：Ｃｕと示す）、また、マグネシウムの他にアルカリ金属であるカルシウムを用いた合金を用いることも可能である。さらに、アルミニウムとリチウムとの合金（以下、Ａｌ：Ｌｉと示す）等を用いることも可能である。
【００８２】
また、陰極５０３と有機化合物層５０２との界面に金属酸化物や金属フッ化物のような極薄膜絶縁層を形成することもできる。金属酸化物としては、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3などを用いることができ、金属フッ化物としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＳｒＦ2等の材料からなる膜を０．５〜１．５ｎｍの膜厚で形成すればよい。
【００８３】
以上により、同一の繰り返し単位からなる高分子系材料で形成された有機化合物層５０２において、蛍燐光体５０８を所望の位置に含む発光領域５０４を形成することができるので、有機化合物層５０２における発光領域５０４を特定の位置に設定することができる。また、本実施例において発光領域５０４を電極から離して形成することができるので、エネルギー移動による消光を防ぐことができる。
【００８４】
（実施例２）
本実施例では、実施例１で示したのとは有機化合物層の構造が異なる場合について図６を用いて説明する。
【００８５】
図６（ａ）に示すように、本実施例における発光素子の素子構造は、陽極６０１上に有機化合物層６０２が形成され、有機化合物層６０２上に陰極６０３が形成され、有機化合物層６０２の一部には蛍燐光体６１０を含む発光領域６０５が形成されている。さらに本実施例においては、発光領域６０５上に電子輸送性を有する低分子系材料により電子輸送層６０６が形成されている。
【００８６】
また、図６（ｂ）には、有機化合物層６０２を形成する材料構成の詳細について示す。なお、本実施例において、Ｎ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位６０７とする高分子系材料６１１を用いる。また、本実施例においては、Ｎ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位６０７とし、その重合度（ｎ）が５０以上であるものを高重合体６０８とよび、その重合度（ｎ）が２〜５であるものを低重合体６０９と呼ぶことにする
【００８７】
また、本実施例において高重合体６０８は、有機溶媒に溶解させることができ、低重合体６０９は、昇華性のある材料である。
【００８８】
さらに、本実施例における高重合体を溶解させる有機溶媒としては、トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロホルム、テトラリン、キシレン、ジクロロメタン、シクロヘキサン、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノン、ジオキサン、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）等を用いることができる。
【００８９】
また、本実施例で用いる蛍燐光体６１０としては、実施例１に示したものと同様の蛍光性の材料及び燐光性の材料を用いることができるが、ここでは、三重項発光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）3を用いる。
【００９０】
以下に、本実施例における発光素子の作製方法について説明する。まず、陽極６０１上に高分子系材料を有機溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により成膜する。なお、ここでは、Ｎ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位とする高重合体を用い、トルエンに溶解させた溶液を用いる。また、本実施例においてフルオレン系の化合物を繰り返し単位とした高重合体を用いることもできる。
【００９１】
スピンコート法による成膜が終了したところで、さらにこれを８０℃で３０分間加熱してトルエンを除去し、高重合体６０８からなる膜を形成する。
【００９２】
次にＮ−ビニルカルバゾールを繰り返し単位とする低重合体６０９と蛍燐光体６１０であるＩｒ（ｐｐｙ）3を同時に共蒸着して発光領域６０５を形成する。
【００９３】
発光領域６０５を形成したところで、低分子系材料６１３を用いて蒸着法により電子輸送層６０６を形成する。なお、ここで形成される電子輸送層６０６は、３０〜５０ｎｍの膜厚とする。
【００９４】
なお、本実施例において形成される電子輸送層６０６には、正孔阻止層も含めるものとする。電子輸送層６０６を形成する電子輸送性の有機化合物としては、Ａｌｑ3、Ａｌｍｑ、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＰＢＯ）2、またはＺｎ（ＰＢＴ）2等を用いることができ、また正孔阻止層としてＢＣＰ、バソフェナントロリン、ＰＢＤ、ＴＡＺからなる層を発光領域と電子輸送層の間に挟んで形成することもできる。
【００９５】
本実施例では、ＢＣＰ及びＡｌｑ3を積層することにより低分子系材料６１３からなる電子輸送層６０６を形成する。
【００９６】
以上により、陽極６０１上に形成され、高分子系材料と低分子系材料からなり、その一部に発光領域６０５を有する有機化合物層６０２を形成したところで、陰極６０３を形成する。なお、陰極６０３を形成する材料としてはアルミニウムの他、マグネシウムと銀の合金（以下、Ｍｇ：Ａｇと示す）、マグネシウムとインジウムの合金（以下、Ｍｇ：Ｉｎと示す）、マグネシウムと銅の合金（以下、Ｍｇ：Ｃｕと示す）、また、マグネシウムの他にアルカリ金属であるカルシウムを用いた合金を用いることも可能である。
【００９７】
さらに、アルミニウムとリチウムとの合金（以下、Ａｌ：Ｌｉと示す）等を用いることも可能である。
【００９８】
また、陰極６０３と有機化合物層６０２との界面に金属酸化物や金属フッ化物のような極薄膜絶縁層を形成することもできる。金属酸化物としては、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3などを用いることができ、金属フッ化物としては、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＳｒＦ2等の材料からなる膜を０．５〜１．５ｎｍの膜厚で形成すればよい。
【００９９】
以上により、高分子系材料と低分子系材料で形成された有機化合物層６０２において、同一の繰り返し単位からなる高分子系材料６１１の所望の位置に蛍燐光体６１０を含む発光領域６０５を形成することができるので、有機化合物層６０２における発光領域６０５を特定の位置に設定することができる。また、低分子系材料６１３を用いた機能領域を形成することができるので発光素子の素子特性をより向上させることができる。また、本実施例において発光領域６０５を電極から離して形成することができるので、エネルギー移動による消光を防ぐことができる。
【０１００】
（実施例３）
ここで、本発明を用いて形成される実施例１で説明した発光装置の画素部の詳細な上面構造を図７（Ａ）に示し、回路図を図７（Ｂ）に示す。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は共通の符号を用いるので互いに参照すればよい。
【０１０１】
本実施例において、７０２の領域で示されているＴＦＴをスイッチング用ＴＦＴと呼び、７０６の領域で示されているＴＦＴを電流制御用ＴＦＴとよび、いずれも本発明の有機ＴＦＴで形成されている。なお、スイッチング用ＴＦＴ７００のソースはソース信号線７０３に接続され、ドレインはドレイン配線７０４に接続される。また、ドレイン配線７０４は電流制御用ＴＦＴ７０５のゲート電極７０６に電気的に接続される。
【０１０２】
また、スイッチング用ＴＦＴ７００のチャネル領域は、ソースおよびドレインと接して形成され、また、ゲート信号線７０２と電気的に接続されたゲート電極７０１（７０１ａ、７０１ｂ）と重なっている。
【０１０３】
また、電流制御用ＴＦＴ７０５のソースは電流供給線７０７に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線７０８に電気的に接続される。また、ドレイン配線は点線で示される陽極（画素電極）７０９に電気的に接続される。
【０１０４】
なお、本実施例の構成は、実施例１または実施例２の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１０５】
（実施例４）
本実施例では、本発明の作製方法により作製されたアクティブマトリクス型の発光装置の外観図について図８を用いて説明する。なお、図８（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０２は画素部、８０３はゲート側駆動回路である。また、８０４は封止基板、８０５はシール剤であり、シール剤８０５で囲まれた内側は、空間８０７になっている。
【０１０６】
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からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣ８０９しか図示されていないが、このＦＰＣ８０９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ＦＰＣ８０９もしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１０７】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。基板８１０上には駆動回路及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース側駆動回路８０１と画素部８０２が示されている。
【０１０８】
なお、ソース側駆動回路８０１はｎチャネル型ＴＦＴ８１３とｐチャネル型ＴＦＴ８１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１０９】
また、画素部８０２は電流制御用ＴＦＴ８１１とそのドレインに電気的に接続された陽極８１２を含む複数の画素により形成される。
【０１１０】
また、陽極８１２の両端には絶縁層８１３が形成され、陽極８１２上には第１の有機化合物層８１４、発光領域８１５及び第２の有機化合物層８１６が形成される。さらに、第２の有機化合物層８１６上には陰極８１７が形成される。これにより、陽極８１２、有機化合物層、及び陰極８１７からなる発光素子８１８が形成される。
【０１１１】
陰極８１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線８０８を経由してＦＰＣ８０９に電気的に接続されている。
【０１１２】
また、基板８１０上に形成された発光素子８１８を封止するためにシール剤８０５により封止基板８０４を貼り合わせる。なお、封止基板８０４と発光素子８１８との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、シール剤８０５の内側の空間８０７には窒素等の不活性気体が充填されている。なお、シール剤８０５としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、シール剤８０５はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、空間８０７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化を防止する効果をもつ物質を含有させても良い。
【０１１３】
また、本実施例では封止基板８０４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、シール剤８０５を用いて封止基板８０４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うようにシール剤で封止することも可能である。
【０１１４】
以上のようにして発光素子を空間８０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１１５】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜実施例３のいずれの構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
【０１１６】
（実施例５）
本実施例では本発明の素子構造を有するパッシブ型（単純マトリクス型）の発光装置を作製した場合について説明する。説明には図９を用いる。図９において、９０１はガラス基板、９０２は透明導電膜からなる陽極である。本実施例では、透明導電膜として酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を蒸着法により形成する。なお、図９では図示されていないが、複数本の陽極が紙面と平行にストライプ状に配列されている。
【０１１７】
また、ストライプ状に配列された陽極９０２と交差するように絶縁材料からなるバンク９０３が形成される。バンク９０３は陽極９０２と接して紙面に垂直な方向に形成されている。
【０１１８】
次に、有機化合物層９０４が形成される。本実施例においては、まず、重合度（ｎ）が５０以上のＮ−ビニルカルバゾールの高重合体をトルエンに溶解させた溶液をスピンコート法により塗布し、８０℃で３分間加熱して溶媒を揮発させることにより５０〜１５０ｎｍの膜厚で第１の有機化合物層９０５を形成する。
【０１１９】
次に重合度（ｎ）が２〜５であるＮ−ビニルカルバゾールの低重合体と発光中心となりうる蛍燐光体とを共蒸着して、膜厚が２０〜４０ｎｍとなる発光領域９０６を形成する。なお、本実施例において高重合体６０８は、有機溶媒に溶解させることができ、低重合体６０９は、昇華性のある材料である。
【０１２０】
また、本実施例で用いる蛍燐光体としては、実施例１に示したものと同様の蛍光性の材料、及び燐光性の材料を用いることができる。
【０１２１】
さらに、発光領域９０６上に重合度（ｎ）が２〜５であるＮ−ビニルカルバゾールの低重合体を蒸着することにより第２の有機化合物層９０７を形成することができる。これにより、第１の有機化合物層９０５、発光領域９０６及び第２の有機化合物層９０７からなる有機化合物層９０４を形成することができる。また、これらの有機化合物層９０４はバンク９０３で形成された溝に沿って形成されるため、紙面に垂直な方向にストライプ状に配列される。
【０１２２】
次に、陰極９０８が形成される。なお陰極９０８は、有機化合物層９０４上にメタルマスクを用いて蒸着法により形成する。
【０１２３】
なお、本実施例では下側の電極が透光性の陽極９０２で形成されているため、有機化合物層で発生した光は下側（基板９０１側）に放射される。
【０１２４】
次に、封止基板９１０としてセラミックス基板を用意する。本実施例の構造では遮光性で良いのでセラミックス基板を用いたが、プラスチックやガラスからなる基板を用いることもできる。
【０１２５】
こうして用意した封止基板９１０は、紫外線硬化樹脂からなるシール剤９１１により貼り合わされる。なお、シール剤９１１の内側９０９は密閉された空間になっており、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充填されている。また、この密閉された空間９０９の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。最後にＦＰＣ９１２を取り付けてパッシブ型の発光装置が完成する。なお、本実施例は、実施例１または実施例２に示した材料を自由に組み合わせて有機化合物層を形成することが可能である。
【０１２６】
（実施例６）
実施例４ではトップゲート型ＴＦＴを有するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、本発明はＴＦＴ構造に限定されるものではないので、図１２に示すようにボトムゲート型ＴＦＴ（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いて実施しても構わない。また、逆スタガ型ＴＦＴは如何なる手段で形成されたものでも良い。さらに、実施例４では、陽極側（基板側）発光素子で得られた光を放出する構造（下方出射型）としたが、本実施例で示すように陰極側から光を放出させる構造（上方出射型）としても良い。
【０１２７】
なお、図１２（Ａ）は、ボトムゲート型ＴＦＴを用いた発光装置の上面図である。ただし、封止基板による封止は、まだ行われていない。ソース側駆動回路１２０１、ゲート側駆動回路１２０２及び画素部１２０３が形成されている。また、図１２（Ａ）において、ｘ−ｘ’で発光装置を切ったときの画素部１２０３における領域ａ１２０４の断面図を図１２（Ｂ）に示す。
【０１２８】
図１２（Ｂ）では、画素部１２０３に形成されるＴＦＴのうち電流制御用ＴＦＴについてのみ説明する。１２１１は基板であり、１２１２は下地となる絶縁膜（以下、下地膜という）である。基板１２１１としては透光性基板、代表的にはガラス基板、石英基板、ガラスセラミックス基板、又は結晶化ガラス基板を用いることができる。但し、作製プロセス中の最高処理温度に耐えるものでなくてはならない。
【０１２９】
また、下地膜１２１２は特に可動イオンを含む基板や導電性を有する基板を用いる場合に有効であるが、石英基板には設けなくても構わない。下地膜１２１２としては、珪素（シリコン）を含む絶縁膜を用いれば良い。なお、本明細書において「珪素を含む絶縁膜」とは、具体的には酸化珪素膜、窒化珪素膜若しくは窒化酸化珪素膜（ＳｉＯｘＮｙ：ｘ、ｙは任意の整数、で示される）など珪素に対して酸素若しくは窒素を所定の割合で含ませた絶縁膜を指す。
【０１３０】
１２１３は電流制御用ＴＦＴであり、ｐチャネル型ＴＦＴで形成されている。なお、本実施例において、発光素子の陽極は電流制御用ＴＦＴ１２１３と接続されているためｐチャネル型ＴＦＴで形成されるのが望ましいが、これに限られることはなくｎチャネル型ＴＦＴで形成しても良い。
【０１３１】
電流制御用ＴＦＴ１２１３は、ソース領域１２１４、ドレイン領域１２１５及びチャネル形成領域１２１６を含む活性層と、ゲート絶縁膜１２１７と、ゲート電極１２１８と、層間絶縁膜１２１９と、ソース配線１２２０並びにドレイン配線１２２１を有して形成される。本実施例において電流制御用ＴＦＴ１２１３はｐチャネル型ＴＦＴである。
【０１３２】
また、スイッチング用ＴＦＴのドレイン領域は電流制御用ＴＦＴ１２１３のゲート電極１２１８に接続されている。図示してはいないが、具体的には電流制御用ＴＦＴ１２１３のゲート電極１２１８はスイッチング用ＴＦＴのドレイン領域（図示せず）とドレイン配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。なお、ゲート電極１２１８はシングルゲート構造となっているが、マルチゲート構造であっても良い。また、電流制御用ＴＦＴ１２１３のソース配線１２２０は電流供給線（図示せず）に接続される。
【０１３３】
電流制御用ＴＦＴ１２１３は発光素子に注入される電流量を制御するための素子であり、比較的多くの電流が流れる。そのため、チャネル幅（Ｗ）はスイッチング用ＴＦＴのチャネル幅よりも大きく設計することが好ましい。また、電流制御用ＴＦＴ１２１３に過剰な電流が流れないように、チャネル長（Ｌ）は長めに設計することが好ましい。望ましくは一画素あたり０．５〜２μＡ（好ましくは１〜１．５μＡ）となるようにする。
【０１３４】
また、電流制御用ＴＦＴ１２１３の活性層（特にチャネル形成領域）の膜厚を厚くする（好ましくは５０〜１００ｎｍ、さらに好ましくは６０〜８０ｎｍ）ことによって、ＴＦＴの劣化を抑えてもよい。
【０１３５】
そして、電流制御用ＴＦＴ１２１３の形成後、層間絶縁膜１２１９が形成され、電流制御用ＴＦＴ１２１３と電気的に接続された陽極１２２３が形成される。なお、本実施例においては、電流制御用ＴＦＴ１２１３と陽極１２２３を電気的に接続する配線及び陽極１２２３は同じ材料で同時に形成される。また、陽極１２２３を形成する材料としては、仕事関数がより大きい導電性材料を用いることが好ましい。その代表例として、ニッケル、パラジウム、タングステン、金、銀などの金属が挙げられる。なお、本実施例では、陽極１２２３は光を透過しないことが好ましいが、それに加えて、光の反射性の高い材料を用いることがさらに好ましい。
【０１３６】
陽極１２２３が形成された後に、絶縁層１２２４が形成される。なお、この絶縁層１２２４は、バンクともよばれる。
【０１３７】
つぎに有機化合物層が形成される。なお、本実施例における有機化合物層は、実施例１で説明したのと同じ構造を有する。すなわち高重合体からなる第１の有機化合物層１２２５、低重合体と蛍燐光体との共蒸着により形成される発光領域１２２６、及び低重合体からなる第２の有機化合物層１２２７で形成される。なお、これらの有機化合物層を形成する材料としては、実施例１に示したものを用いればよい。
【０１３８】
次に有機化合物層の上には、陰極１２２８が形成される。陰極１２２８の材料としては、仕事関数が2.5〜3.5eVの導電性材料を用いることが望ましい。代表的には、アルカリ金属元素もしくはアルカリ土類金属元素を含む導電膜、アルミニウムを含む導電膜、あるいはその導電膜にアルミニウムや銀などを積層したもの、を用いればよい。ただし、本実施例は上方出射であるため、陰極１２２８が光透過性であることが大前提である。したがって、これらの金属を用いる場合は、２０ｎｍ程度の超薄膜であることが好ましい。
【０１３９】
以上により、逆スタガ型のＴＦＴを有する発光装置を形成することができる。なお、本実施例により作製した発光装置は、図１２（Ｂ）の矢印の方向（上面）に光を出射させることができる。
【０１４０】
逆スタガ型ＴＦＴは工程数がトップゲート型ＴＦＴよりも少なくし易い構造であるため、本発明の課題である製造コストの低減には非常に有利である。
【０１４１】
なお、本実施例の構成は、逆スタガ型ＴＦＴを有し、発光素子の陰極側から光を放出するという素子構造の発光装置について示したが、実施例４で示すトップゲート型ＴＦＴに本実施例で示した発光素子の陽極側から光を放出するという素子構造を組み合わせることも可能であり、また、本実施例の逆スタガ型ＴＦＴに実施例４で示す発光素子の陰極側から光を放出するという素子構造を組み合わせることも可能である。さらに、実施例１または実施例２に示した材料を自由に組み合わせて有機化合物層を形成することも可能である。
【０１４２】
（実施例７）
発光素子を用いた発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【０１４３】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（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（具体的にはデジタルビデオディスク（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。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、発光素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図１０に示す。
【０１４４】
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。本発明により作製した発光装置は、表示部２００３に用いることができる。発光素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１４５】
図１０（Ｂ）はデジタルスチルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２１０２に用いることができる。
【０１４６】
図１０（Ｃ）はノート型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。本発明により作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができる。
【０１４７】
図１０（Ｄ）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。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に用いることができる。
【０１４８】
図１０（Ｅ）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、本発明により作製した発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に用いることができる。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。
【０１４９】
図１０（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができる。
【０１５０】
図１０（Ｇ）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等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部２６０２に用いることができる。
【０１５１】
ここで図１０（Ｈ）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。本発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用いることができる。なお、表示部２７０３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できる。
【０１５２】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【０１５３】
また、上記電気器具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。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【０１５４】
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、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好ましい。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好ましい。
【０１５５】
以上の様に、本発明の作製方法を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は実施例１〜実施例６を実施することにより作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【０１５６】
（実施例８）
通常、高分子系材料の溶解特性を利用した積層構造の形成は難しいとされているが、本実施例では、本発明における高重合体と低重合体に対する溶解性の異なる溶媒を見いだし、それぞれ別の溶媒に溶解させ、これをスピンコート法により積層形成する場合について示す。
【０１５７】
まず、陽極であるＩＴＯを１００ｎｍ程度成膜したガラス基板上に、スピンコート法によりポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の混合水溶液を塗布し、水分を蒸発させることで、正孔注入層を３０ｎｍ成膜する。次に、高重合体である２，５−ジアルコキシ−ポリ（パラフェニレン）（略称：ＲＯ−ＰＰＰ）（下記式（１））をトルエンに溶解し、スピンコート法で５０ｎｍ成膜することで正孔輸送層を形成する。
【０１５８】
【式１】
0004118630.tif 000002
【０１５９】
次に、ＲＯ−ＰＰＰの低重合体（オリゴマー）であるＲＯ−５Ｐ（下記式（２））およびドーパントであるルブレンをケトン系の溶媒（シクロヘキサノン等）に溶解し、発光領域として２０ｎｍ程度成膜する。ＲＯ−ＰＰＰはケトン系の溶媒に対し溶解しにくいので、正孔輸送層と発光領域が混合してしまうことはない。なお、この時の発光領域は、層状ではなくクラスター状となっても良い。
【０１６０】
【式２】
0004118630.tif 000003
【０１６１】
なお、本実施例においては、上記に説明したスピンコート法のみで積層形成されたものを有機化合物層として用いることもできるが、この場合には、発光領域が、次に形成される陰極と接して形成される構造となるため、消光を招きやすい。そこで、本実施例において、さらに効率的に発光を得るためには発光領域と陰極との間に蒸着法により、電子輸送層を形成することが好ましい。なお電子輸送層を形成する材料としては、トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）等を用いることができる。最後に陰極としてＡｌ：Ｌｉ合金を１５０ｎｍ蒸着し、本発明の発光素子が得られる。
【０１６２】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、有機化合物層に高分子系材料を用いた発光装置において、その発光領域を所望の位置に設定することが可能となるため、発光素子における素子特性を向上させることができる。また、発光領域を陽極及び陰極から離した構造を形成することができるので、発光領域からのエネルギー移動による消光を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図２】    本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図３】    蒸着室について説明する図。
【図４】    本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図５】    本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図６】    本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図７】    発光装置の画素部の上面図。
【図８】    アクティブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図９】    パッシブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図１０】  電気器具の一例を示す図。
【図１１】  発光装置の従来例を説明する図。
【図１２】  逆スタガ型ＴＦＴの構造を説明する図。
【図１】
0004118630.tif 000004
【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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