JP6698773B2

JP6698773B2 - 発光装置

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Publication number: JP6698773B2
Application number: JP2018175838A
Authority: JP
Inventors: 山崎　舜平; 舜平山崎; 平形　吉晴; 吉晴平形; 池田　寿雄; 寿雄池田
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP6408235B2; US20140291648A1; JP2014209480A; JP2019024011A; US9224980B2

Description

本発明は、物、方法、または製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、
マニュファクチャ、または組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本
発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、記憶装置、演算装置、撮像装置、そ
れらの駆動方法、または、それらの作製方法に関する。

近年、画素をエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎ
ｃｅ）などの発光素子を用いた自発光型の表示装置、発光装置などが注目されている。こ
のような自発光型の表示装置に用いられる発光素子としては、有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素
子などが知られている。これらの発光素子は自ら発光するため、液晶素子を用いた表示装
置よりも表示画像の視認性が高い。また、バックライトが不要であることや、応答速度が
速い等の利点もある。

有機ＥＬ素子は、一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層という）
を備える。当該一対の電極の間に電圧を印加すると、当該ＥＬ層から発光が得られる。こ
のような有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に開示されている。

特開２００２−３２４６７３号公報

有機ＥＬ素子の一対の電極の間に形成されるＥＬ層の膜厚は極めて薄く、当該一対の電極
間で短絡不良を起こすことがある。当該不良は、電極端の段差などにおける有機化合物を
含む層の被覆性不良などによって起こりやすいため、当該電極端を覆うように隔壁を形成
し、段差を解消する構成が知られている。

一方、電極端を隔壁で覆うと電極の有効面積が小さくなるため、開口率が低下してしまう
問題があった。特に、高精細化の要求などにより画素密度が上昇した場合に開口率の低下
が顕著となる。

したがって、本発明の一態様では、開口率が高い発光装置を提供することを目的の一つと
する。または、光の取り出し効率が高い発光装置を提供することを目的の一つとする。ま
たは、発光強度の高い発光装置を提供することを目的の一つとする。または、低消費電力
の発光装置を提供することを目的の一つとする。または、信頼性の高い発光装置を提供す
ることを目的の一つとする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本明細書で開示する本発明の一態様は、発光素子が有する一対の電極のうち一方の電極が
曲率を有する面に形成されている構成、または、当該電極が平坦面および曲率を有する面
に連続して形成されている構成に関する。

本発明の一態様は、第１の基板と、第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と、第１の絶
縁膜上に形成された第１の隔壁と、第１の絶縁膜および第１の隔壁を覆い、凹曲面の表面
を有する第２の絶縁膜と、第２の絶縁膜上に形成され、第１の隔壁と重なる位置に端部を
有する第１の電極と、第１の隔壁上に形成され、第１の電極の端部を覆う第２の隔壁と、
第１の電極および第２の隔壁上に形成された発光性の有機化合物を含む層と、発光性の有
機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、第２の電極上に位置し、第１の基板と重
なる第２の基板と、を有することを特徴とする発光装置である。

また、本発明の他の一態様は、第１の基板と、第１の基板上に形成された第１の絶縁膜と
、第１の絶縁膜上に形成された第１の隔壁と、第１の絶縁膜および第１の隔壁上に形成さ
れ、当該第１の隔壁上に端部を有する第１の電極と、第１の隔壁上に形成され、第１の電
極の端部を覆う第２の隔壁と、第１の電極および第２の隔壁上に形成された発光性の有機
化合物を含む層と、発光性の有機化合物を含む層上に形成された第２の電極と、第２の電
極上に位置し、第１の基板と重なる第２の基板と、を有することを特徴とする発光装置で
ある。

上記第１の隔壁の表面は、曲面を含んで形成されていることが好ましい。

また、第２の電極と第２の基板との間には、透光性を有する液体材料、または固体材料が
含まれていてもよい。また、当該液体材料および当該固体材料の屈折率は、第２の電極よ
りも大きいことが好ましい。

また、第２の隔壁の上部にスペーサが形成されていてもよい。

また、第１の電極は反射電極であり、第２の電極は透光性を有する電極であり、発光性の
有機化合物を含む層が発する光は、第２の電極を通して外部に放出される構成とすること
ができる。

また、第２の隔壁の屈折率は、発光性の有機化合物を含む層の屈折率よりも小さいことが
好ましい。

本発明の一態様を用いることで、開口率が高い発光装置を提供することができる。または
、光の取り出し効率が高い発光装置を提供することができる。または、発光強度の高い発
光装置を提供することができる。または、低消費電力の発光装置を提供することができる
。または、信頼性の高い発光装置を提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

発光装置の構成を説明する上面図および断面図。発光装置の構成を説明する断面図。発光装置の構成を説明する断面図。発光装置の構成を説明する断面図。発光装置の構成を説明する上面図および断面図。発光素子の構成を説明する図。電子機器の一例を説明する図。

実施の形態について、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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変
更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、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。なお、以下に説明する発明の構成
において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通
して用い、その繰り返しの説明は省略することがある。

なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられた層を示すもの
とする。したがって、電極間に挟まれた発光性の有機化合物を含む層はＥＬ層の一態様で
ある。

また、本明細書中において、発光装置とは画像表示デバイスもしくは光源（照明装置含む
）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔ
ｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）
が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、ま
たは発光素子が形成された基板にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置の構成について図１を用いて説明する。

図１（Ａ）は、本発明の一態様における発光装置の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（
Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２における断面図に相当する。なお、図の明瞭化のため、図
１（Ａ）では、第１の基板１１０側に形成される一部の要素のみを図示し、トランジスタ
、配線などは図示していない。また、第１の基板１１０と対向する基板、および当該基板
に形成される光学フィルタなどの要素は図示しない。また、図１（Ａ）はマトリクス状に
配列された複数の画素１００を有する発光装置の一部を図示したものである。

本発明の一態様における発光装置は、第１の基板１１０に形成された第１の絶縁膜１１１
と、当該第１の絶縁膜１１１上に形成された第１の隔壁１３１と、第１の絶縁膜１１１お
よび当該第１の隔壁１３１上に形成された第２の絶縁膜１１２と、当該第２の絶縁膜１１
２上において、第１の隔壁１３１と重なる位置に端部を有する第１の電極１４１と、第１
の隔壁１３１上に形成され、第１の電極１４１の端部を覆う第２の隔壁１３２と、当該第
２の隔壁１３２上に形成されたスペーサ１３３と、第１の電極１４１、第２の隔壁１３２
およびスペーサ１３３上に形成されたＥＬ層１５０と、当該ＥＬ層１５０上に形成された
第２の電極１４２と、を有する。

なお、本発明の一態様における発光装置において、図１（Ａ）に示すＡ１−Ａ２方向には
画素間にスペーサ１３３を配置しているが、Ａ１−Ａ２方向と直交方向の画素間にはスペ
ーサ１３３は配置しない。当該構成とすることで、スペーサ１３３に対する被覆性不良な
どに起因する第２の電極１４２の抵抗低下を防止することができる。

したがって、図１（Ａ）に示すＡ１−Ａ２方向とは直交方向となる画素１００の断面にお
いては、ＥＬ層１５０は第２の隔壁１３２を覆う形で形成される。なお、Ａ１−Ａ２方向
において、スペーサ１３３は複数の画素を挟んで設けられていてもよい。また、画素間で
はなく、表示部の外周（最端部の画素の外側）に設けられていてもよい。

基板１１０上には、図１（Ａ）には図示されないトランジスタおよび配線が形成されてい
る。例えば、画素をスイッチングするためのトランジスタや発光素子の電流を制御するた
めのトランジスタなどが設けられる。また、走査線、信号線、容量線、電源線などの機能
を有する配線が設けられる。

上記トランジスタおよび配線上には第１の絶縁膜１１１が設けられている。当該第１の絶
縁膜は単層に限らず、積層でもよい。また、第１の電極１４１、ＥＬ層１５０、第２の電
極１４２からなる発光素子２００における短絡不良を防止するため、第１の絶縁膜１１１
の上面は平坦化していることが好ましい。

第１の絶縁膜１１１上には、第１の隔壁１３１が設けられている。当該第１の隔壁は、画
素１００の外周において土手のように形成され、その下部には配線等が位置する。

そして、第１の隔壁１３１を覆うように第２の絶縁膜１１２が設けられている。当該第２
の絶縁膜は、第１の隔壁１３１で囲まれた領域において、その表面が凹曲面をなすように
形成される。

第２の絶縁膜１１２上には第１の電極１４１が形成され、その端部は第１の隔壁１３１と
重なる。また、当該第１の電極は、第２の絶縁膜１１２、第１の隔壁１３１および第１の
絶縁膜１１１に形成された開口部を通じて、配線１６０と電気的に接続される。配線１６
０は、例えば、トランジスタのソース電極、ドレイン電極、またはそれらと電気的に接続
する配線とすることができる。なお、発光素子２００において、第１の電極１４１は、反
射電極として作用し、光は矢印の方向に射出される。

第１の隔壁１３１上においては、第１の電極１４１の端部および上記開口部を覆うように
第２の隔壁１３２が設けられている。当該第２の隔壁により、第１の電極１４１の端部お
よび当該開口部により形成される段差を解消する。

そして、第２の隔壁１３２上には、スペーサ１３３が形成されている。また、第１の電極
１４１、第２の隔壁１３２およびスペーサ１３３上にはＥＬ層１５０が設けられ、当該Ｅ
Ｌ層上には、第２の電極１４２が設けられている。

なお、上述した隔壁やスペーサは絶縁材料を用いて形成されており、これらを絶縁層と呼
ぶこともできる。

上述したように、本発明の一態様の発光装置では、発光素子２００の第１の電極１４１が
凹曲面を有する第２の絶縁膜１１２上に形成されている。したがって、第１の電極１４１
の表面は凹曲面となるため、実質的な発光素子の面積を大きくすることができ、発光装置
の発光強度を高めることができる。

また、図２（Ａ）に示す従来の発光装置、および図２（Ｂ）に示す本発明の一態様の発光
装置を比較すると、第１の隔壁１３１の幅が同じであっても、第１の電極１４１の有効な
幅（Ｗ）が異なることがわかる。つまり、本発明の一態様の発光素子では、第１の隔壁１
３１の側面を利用することで第１の電極１４１の有効面積を拡大することができるため、
開口率を高めることができる。

また、本発明の一態様の発光素子２００は凹曲面を有するため、図２（Ｂ）に矢印で示す
ように光を広角に放出させることができ、例えば光の射出方向に設けられる画素の開口部
から放出される光量を高めることができる。すなわち、光の取り出し効率を高めることが
できるともいえる。

また、上述のように発光装置の光の取り出し効率を高めることができるため、少ない電流
で従来の発光素子と同等の発光を得ることができる。すわわち、発光装置を低消費電力化
することができる。また、発光素子に流す電流を小さくすることにより、発光素子の劣化
を防止することができるため、発光装置の信頼性を高めることができる。

また、本発明の一態様における発光装置は、図３に示す断面を有する構成であってもよい
。

図３に示す発光装置は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光装置から第２の絶縁膜１１２を省
いた構成であり、その他の要素は同様とすることができる。

図３に示す発光装置における第１の電極１４１は、第１の絶縁膜１１１の上面、ならびに
第１の隔壁１３１の側面および上面に接して形成される。図３に示す発光素子２０１は、
第１の絶縁膜１１１から第１の隔壁１３１にかけて曲率を有する面を含むため、図１（Ａ
）、（Ｂ）に示す発光装置と同様の効果を奏することができる。

図４は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光装置に、第１の基板１１０に対向する第２の基板
１２０を組み合わせた構成の断面図である。

例示する第２の基板１２０には、光学フィルタ１７１、１７２、１７３が設けられ、当該
光学フィルタが第１の電極１４１と重なるように設置する。例えば、発光素子２００から
白色光を発光させ、光学フィルタ１７１、１７２、１７３のそれぞれを、Ｒ（赤色）、Ｇ
（緑色）、Ｂ（青色）とすることで多色表示の発光装置を得ることができる。なお、第１
の隔壁１３１、第２の隔壁１３２またはスペーサ１３３に重ねて遮光層１８０を設けても
良い。さらに、光学フィルタ１７１、１７２、１７３および遮光層１８０に重ねてオーバ
ーコート層１８５を設けてもよい。

なお、隣接する画素において、それぞれの発光素子２００がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ
（青色）を呈する光を発する構成では、第２の基板１２０に光学フィルタ等を設けない構
成とすることもできる。

また、第１の基板１１０側に形成する構造物と第２の基板１２０側に形成する構造物とが
接しない領域１９０には、透光性を有する材料が含まれていてもよい。

当該透光性を有する材料としては、例えば、発光素子の信頼性を損なう不純物（代表的に
は水および／または酸素）と反応、或いは不純物を吸着する材料を用いることができる。
これにより、当該不純物は、発光素子の信頼性を損なう前に、充填物に含まれる材料と優
先的に反応、または吸着され、その活性を失わせることができる。したがって、発光装置
の信頼性を向上させることができる。

当該透光性を有する材料には、例えば、正孔輸送性の高い物質、発光物質、ホスト材料、
電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質または／およびアクセプター性物質等を用
いることができる。

具体的には、導電性高分子、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチ
レンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、乾燥剤、ＥＬ層１５０に適用可能な材料、４
，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ
またはα−ＮＰＤ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌ
ｑ）などが挙げられる。

また、当該透光性を有する材料は、第２の電極１４２と第２の基板１２０（第２の基板１
２０上に形成される構造物を含む）とを光学的に接続することができる。これにより、発
光素子２００から射出される光が第２の電極１４２から第２の基板１２０に至る光路にお
いて、屈折率の急激な変化（屈折率の段差ともいう）が抑制され、第２の電極１４２側か
ら第２の基板１２０に、発光素子２００の発光を効率よく取り出すことができる。したが
って、発光装置の発光効率を向上させることができる。

当該透光性を有する材料は、第２の電極１４２よりも屈折率が大きい材料であることが好
ましい。当該材料を用いることで、第２の電極１４２と当該材料との界面における全反射
を抑制し、光を効率よく取り出すことができる。

なお、第２の電極１４２と第２の基板１２０とを光学的に接続することができる材料とし
ては、上述した材料の他に、液晶材料、フッ素系不活性液体（パーフルオロカーボン等）
などの透光性を有する樹脂などを用いることができる。なお、これらの材料から、必要に
応じて発光素子の信頼性を損なう不純物を除去してもよい。また、これらの材料に当該不
純物と反応、または吸着する材料を分散して用いてもよい。

なお、液晶材料としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、デ
ィスコチック液晶、サーモトロピック液晶、リオトロピック液晶、低分子液晶、高分子液
晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）、強誘電液晶、反強誘電液晶、主鎖型液晶、側鎖型高
分子液晶、バナナ型液晶等の液晶、またはこれらの液晶とカイラル剤等の混合材料を用い
ることができる。

次に、図４に示す発光装置の各構成要素について詳細を説明する。

第１の基板１１０は発光装置の作製工程に耐えられる程度の耐熱性を備えた基板を用いる
ことができる。当該基板は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。
また、その厚さおよび大きさは製造装置に適用可能であれば特に限定されない。

第１の基板１１０はガスバリア性を有すると好ましい。また、ガスバリア性を有する膜を
積層して用いても良い。具体的には、ガスバリア性が水蒸気透過率として１０^−５ｇ／ｍ
^２・ｄａｙ以下、好ましくは１０^−６ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下であると、発光装置の信頼性
を高めることができる。

また、第１の基板１１０は可撓性を有していてもよい。可撓性を有する基板としては、代
表的にはプラスチック基板をその例に挙げる事ができる他、厚さが５０μｍ以上５００μ
ｍ以下の薄いガラスや、金属箔などを用いることもできる。

例えば、第１の基板１１０に適用可能な基板としては、無アルカリガラス基板、バリウム
ホウケイ酸ガラス基板、アルミノホウケイ酸ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サ
ファイア基板、金属基板、ステンレス基板、プラスチック基板、ポリエチレンテレフタレ
ート基板、ポリイミド基板等が挙げられる。

第１の絶縁膜１１１には、例えば、酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化アルミニ
ウム層、アクリル樹脂層、ポリイミド樹脂層、ベンゾシクロブテン樹脂層、ポリアミド樹
脂層、エポキシ樹脂層、シロキサン系樹脂層、ＳＯＧ層、ポリシラザン系ＳＯＧ層等から
選ばれた一つの絶縁層、またはこれらから選ばれた一つを含む層を用いることができる。

第１の絶縁膜１１１は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その
厚さは特に限定されない。また、第１の絶縁膜１１１は上面が平坦であると好ましい。第
１の絶縁膜１１１の上面に凹凸があると、その凹凸が第１の電極１４１の表面に反映され
、第１の電極１４１と第２の電極１４２が短絡することがある。

第１の隔壁１３１は絶縁性の材料で形成することができる。また、単層構成であっても、
２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。また、第１の隔壁１
３１の表面は曲面を含んだ形状であることが好ましい。例えば隣り合う面が曲面を介して
つながる形状や、断面が半円状となる形状とすることができる。

第１の隔壁１３１には、例えば、フォトポリマー、感光性アクリル、感光性ポリイミド等
から選ばれた一つの絶縁層、またはこれらから選ばれた一つを含む絶縁層を用いることが
できる。

第２の絶縁膜１１２には、第１の隔壁１３１と同様の材料を用いることができる。なお、
形成時の材料の粘度を調整することで、第２の絶縁膜１１２の形状を変化させることがで
きる。また、第２の絶縁膜１１２には、ＣＶＤ法やスパッタ法などにより形成することの
できる酸化珪素膜等の無機絶縁膜を用いてもよい。

第１の電極１４１は、例えば、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニ
ウム、銀、銅、クロム、ネオジム、スカンジウム等から選ばれた一つの金属、またはこれ
らから選ばれた一つを含む合金を用いることができる。また、第１の電極１４１は、単層
構造であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。

アルミニウムを含む合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウ
ム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等を挙げることができる。また、銀を含む
合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金等を挙げることができる。また
、金、銅を含む合金を用いることができる。

また、第１の電極１４１には金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン
、窒化モリブデン、窒化タングステン等を用いることができる。

また、第１の電極１４１には導電性の金属酸化物を用いることができる。具体的には、酸
化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウム−亜
鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれら
の金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。

具体例としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金を含む層にチタンを含む層を積
層した積層構造を用いることができる。アルミニウム−ニッケル−ランタン合金は反射率
が高く、チタンを含む層により第１の電極１４１の表面に高抵抗の酸化被膜が形成される
現象を抑制できる。そのため、発光素子が発する光の強度の損失と電気抵抗に起因する電
力の損失を低減することができる。

第２の隔壁１３２は絶縁性の材料で形成することができる。また、単層構成であっても、
２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。また、第２の隔壁１
３２の表面は曲面を含んだ形状であることが好ましい。例えば隣り合う面が曲面を介して
つながる形状や、断面が半円状となる形状とすることができる。

第２の隔壁１３２は、第１の隔壁１３１と同様の材料を用いて形成することができる。な
お、第２の隔壁１３２は、ＥＬ層１５０よりも屈折率の小さい材料を用いることが好まし
い。当該材料で第２の隔壁１３２を形成することで、ＥＬ層１５０と第２の隔壁１３２の
界面で全反射を起こさせることができ、第２の隔壁１３２中に進入する光を減少させ、光
の取り出し効率を向上させることができる。

ＥＬ層１５０は、白色を呈する光を発する層を用いる構成であることが好ましい。ＥＬ層
１５０は、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。

第２の電極１４２は、例えば、アルミニウム、銀等から選ばれた一つの金属、またはこれ
らから選ばれた一つを含む合金を用いることができる。また、第２の電極１４２は単層構
造であっても、２層以上の積層構造であってもよい。

また、第２の電極１４２には金属窒化物を用いることができる。具体的には、窒化チタン
、窒化モリブデン、窒化タングステン等をその例に挙げることができる。

また、第２の電極１４２には導電性の金属酸化物を用いることができる。具体的には、酸
化インジウム、酸化スズ、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯともいう）、インジウム−亜
鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムまたはアルミニウムが添加された酸化亜鉛、またはこれら
の金属酸化物材料に酸化シリコンを含ませたものを用いることができる。

具体例としては、マグネシウム−銀合金層上に酸化珪素を含むインジウム−錫酸化物層な
どを用いることができる。マグネシウム−銀合金層は仕事関数が低いため電子注入性に優
れ且つ導電性に優れ、酸化珪素を含むインジウム−錫酸化物層は結晶化が抑制され、ＥＬ
層が発する光に対する透過率が高い。そのため、発光素子が発する光の強度の損失と電気
抵抗に起因する電力の損失を低減することができる。

第２の基板１２０側に形成される光学フィルタ１７１、１７２、１７３は、ＥＬ層１５０
が発する光の少なくとも一部を透過する層を含む。また、当該光学フィルタは、単層構造
であっても、２層以上の積層構造であってもよく、その厚さは特に限定されない。

光学フィルタ１７１、１７２、１７３は、例えば、着色材料を含む有機材料層や多層膜フ
ィルタを用いることができる。着色材料を含む有機材料層としては、赤色を呈する光を透
過する層、緑色を呈する光を透過する層または青色を呈する光を透過する層を挙げること
ができる。

遮光層１８０は、第２の基板１２０を透過して発光装置の内部に侵入する光を遮光する層
であり、例えば、クロム層、チタン層、ニッケル層、カーボンブラックを分散した高分子
層等から選ばれた一の遮光層を用いることができる。また、遮光層１８０は、単層構造で
あっても、２層以上の積層構造であってもよい。

オーバーコート層１８５は、表面の平坦化と不純物（代表的には水および／または酸素）
の拡散を防ぐ層を含む。また、単層構造であっても、２層以上の積層構造であってもよい
。また、その厚さは特に限定されない。

オーバーコート層１８５は、光学フィルタの表面に形成される凹凸を平坦化する。または
、光学フィルタまたは／および遮光層に含まれる不純物が発光素子の形成された側に拡散
する現象を抑制する。または、光学フィルタまたは／および遮光層を透過して不純物が発
光素子の形成された側に拡散する現象を抑制する効果を有する。

オーバーコート層１８５は、例えば、ポリイミド層、エポキシ層、アクリル層等から選ば
れた一つのオーバーコート層、またはこれらから選ばれた一つを含む材料を用いることが
できる。

第２の基板１２０は、第１の基板１１０と同様の基板を用いることができる。なお、第１
の基板１１０と第２の基板１２０は異なる材料で形成されていてもよい。

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる
。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した画素の構成を有するアクティブマトリクス型
発光装置の具体的な構成について説明する。

なお、本実施の形態では、画素にトランジスタを有するアクティブ型の発光装置を例示し
て説明するが、本発明の一態様はアクティブ型の発光装置に限定されるものではなく、パ
ッシブ型の発光装置、表示装置、または照明装置にも適用可能である。

アクティブマトリクス型の発光装置の構成の一例を図５に示す。なお、図５（Ａ）は、発
光装置の上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＣ１−Ｃ２およびＤ１−Ｄ２で切断した断面
図である。

アクティブマトリクス型の発光装置１４００は、駆動回路部（ソース側駆動回路）１４０
１、画素部１４０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）１４０３、第２の基板１４０４、
シール材１４０５を備える（図５（Ａ）参照）。なお、シール材１４０５で囲まれた内側
は、空間を有する。

発光装置１４００は外部入力端子に接続されるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット
）１４０９を介して、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、ＦＰＣにはプリント配線基板（Ｐ
ＷＢ）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またはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

発光装置１４００は、第１の基板１４１０上にソース側駆動回路１４０１を含む駆動回路
部、および画素部１４０２を備える。また、ソース側駆動回路１４０１およびゲート側駆
動回路１４０３に入力される信号を伝送するための引き回し配線１４０８を備える。

なお、本実施の形態ではソース側駆動回路１４０１がｎチャネル型トランジスタ１４２３
とｐチャネル型トランジスタ１４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を含む構成について
例示するが、当該駆動回路はこの構成に限定されず、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路
またはＮＭＯＳ回路で構成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形
成したドライバ一体型を示すが、駆動回路は外付けであってもよい。

なお、上記トランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体材料を用い
ることができる。具体的には、非晶質シリコン、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結
晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。

チャネルが形成される領域に酸化物半導体を用いたトランジスタは、極めてオフ電流が低
い特性を示す特徴を有している。そのため、画素（容量素子）に入力された信号の保持能
力が高く、例えば静止画表示などにおいてフレーム周波数を小さくすることができる。フ
レーム周波数を小さくすることによって、発光装置の消費電力を低減させることができる
。

また、図５（Ｂ）に図示したトランジスタは、セルフアライン型のトップゲート構造を一
例として示したが、チャネルエッチ型のボトムゲート構造、チャネル保護型のボトムゲー
ト構造、またはノンセルフアライン型のトップゲート構造であってもよい。

画素部１４０２は複数の画素を備える。画素は発光素子１４１８と、発光素子１４１８の
第１の電極１４１３にソース電極が電気的に接続された電流制御用トランジスタ１４１２
と、スイッチング用トランジスタ１４１１と、を有する。

発光素子１４１８は、第１の電極１４１３と、第２の電極１４１７と、ＥＬ層１４１６と
、を有する。なお、実施の形態１で説明したように、発光素子１４１８は凹曲面に形成さ
れる。

第１の隔壁１４４１、第２の隔壁１４４２、およびスペーサ１４４３は、光の照射によっ
てエッチャントに不溶となるネガ型の感光性樹脂、或いは光の照射によってエッチャント
に溶解するポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。

また、スペーサ１４４３を設けることにより、第２の基板１４０４に外力が加わった際の
発光素子１４１８の損傷を防止することができる。また、スペーサ１４４３を設けること
により、表示領域における第１の基板１４１０と第２の基板１４０４の基板の間隔を一定
に保つことができ、表示品質を向上させることができる。

発光素子１４１８の構成としては、ＥＬ層１４１６に白色を呈する光を発する構成を適用
することが好ましい。

また、光学フィルタ１４３４を発光素子１４１８と重なる位置に設けることができる。ま
た、遮光性の膜（ブラックマトリクスともいう）を隣接する発光素子の間の隔壁に重ねて
設けることができる。なお、光学フィルタ１４３４および遮光性の膜は、いずれも第２の
基板１４０４に設ける構成を例示しているが、第１の基板１４１０側に設けてもよい。

また、発光素子１４１８の第１の電極１４１３と第２の電極１４１７を用いて、微小共振
器（マイクロキャビティともいう）を構成できる。例えば、第１の電極１４１３にＥＬ層
１４１６が発する光を反射する導電膜を用い、第２の電極１４１７に、当該光の一部を反
射し、一部を透過する半透過・半反射膜性の導電膜を用いて構成できる。

また、光学調整層を第１の電極１４１３と第２の電極１４１７の間に設けることができる
。光学調整層は反射性の第１の電極１４１３と半透過・半反射性の第２の電極１４１７の
間の光学距離を調整する層であり、光学調整層の厚さを調整することにより、第２の電極
１４１７から優先的に取り出す光の波長を調整できる。

光学調整層に用いることができる材料としては、ＥＬ層を適用できる。例えば、電荷発生
領域を用いて、その厚さを調整してもよい。特に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性
物質を含む領域を光学調整層に用いると、光学調整層が厚い構成であっても駆動電圧の上
昇を抑制できるため好ましい。

また、光学調整層に用いることができる他の材料としては、ＥＬ層１４１６が発する光を
透過する透光性の導電膜を適用できる。例えば、反射性の導電膜の表面に該透光性を有す
る導電膜を積層して、第１の電極１４１３を構成できる。この構成によれば、隣接する第
１の電極１４１３の光学調整層の厚さを変えることが容易であるため好ましい。

本実施の形態で例示する発光装置１４００は、第１の基板１４１０、第２の基板１４０４
、およびシール材１４０５で囲まれた空間に、発光素子１４１８を封止する構造を備える
。

当該空間には透光性を有する材料１４５０が含まれていてもよい。当該透光性を有する材
料としては、実施の形態１で説明した材料を用いることができ、当該空間には当該透光性
を有する材料で満たされない空間が残っていてもよい。残った空間には不活性気体（窒素
やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材１４０５で充填される場合もある。また
、乾燥剤など不純物（代表的には水および／または酸素）の吸着材を設けても良い。

シール材１４０５および第２の基板１４０４は、大気中の不純物（代表的には水および／
または酸素）をできるだけ透過しない材料であることが望ましい。シール材１４０５には
エポキシ系樹脂や、ガラスフリット等を用いることができる。

第２の基板１４０４に用いることができる材料としては、ガラス基板や石英基板の他、Ｐ
ＶＦ（ポリビニルフロライド）、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
板や、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）等をその例に挙
げることができる。

また、本発明の一態様の発光装置は、図５（Ｃ）の断面図に示す構成であってもよい。当
該発光装置は、図５（Ｂ）に示す発光装置の透光性を有する材料１４５０がシール材１４
０５を兼ねる構成である。当該構成において透光性を有する材料１４５０は固体樹脂等を
用いることが好ましい。当該構成においては、別途シール材を設ける必要がないため、簡
便に信頼性の高い発光装置を形成することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置に用いることができる発光素子の構成につ
いて説明する。具体的には、一対の電極にＥＬ層が挟持された発光素子の一例について、
図６を参照しながら説明する。

本実施の形態で例示する発光素子は、下部電極、上部電極、および下部電極と上部電極の
間にＥＬ層を備える。下部電極または上部電極のいずれか一方は陽極、他方は陰極として
機能する。ＥＬ層は下部電極と上部電極の間に設けられ、該ＥＬ層の構成は下部電極と上
部電極の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが
、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。

発光素子の構成の一例を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１
と陰極１１０２の間にＥＬ層が挟まれている。

陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、Ｅ
Ｌ層に陽極１１０１の側から正孔が注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。
注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する
。

本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を１つ有する層ま
たは積層体を発光ユニットという。よって、当該発光素子の構成例１は発光ユニットを１
つ備えるということができる。

発光ユニット１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を１つ以上備えていればよく
、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正
孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい（ブロッキングする）
物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子および
正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。

発光ユニット１１０３の具体的な構成の一例を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）に示す発光
ユニット１１０３は、正孔注入層１１１３、正孔輸送層１１１４、発光層１１１５、電子
輸送層１１１６、並びに電子注入層１１１７が陽極１１０１側からこの順に積層されてい
る。

発光素子の構成の他の一例を図６（Ｃ）に示す。図６（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極
１１０１と陰極１１０２の間に発光ユニット１１０３を含むＥＬ層が挟まれている。さら
に、陰極１１０２と発光ユニット１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。
なお、当該発光素子の構成例２の発光ユニット１１０３には、上述の発光素子の構成例１
が備える発光ユニットと同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成
例１の記載を参酌できる。

中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域
以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電
子リレー層１１０４ｂ、および電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次
積層された構造を適用することができる。

中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０
２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４
ｃにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１
１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域
１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入
バッファー１１０４ａは発光ユニット１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、発光ユニ
ット１１０３への電子注入効率を高める。したがって、第１の電荷発生領域１１０４ｃで
発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、発光
ユニット１１０３のＬＵＭＯ準位に注入される。

また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子
注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしま
う等の相互作用を防ぐことができる。

図６（Ｃ）に示す発光素子の陰極に用いることができる材料の選択の幅は、図６（Ａ）に
示す発光素子の陰極に用いることができる材料の選択の幅に比べて広い。なぜなら、図６
（Ｃ）に示す発光素子の陰極は中間層が発生する正孔を受け取ればよく、仕事関数が比較
的大きな材料を適用できるからである。

発光素子の構成の他の一例を図６（Ｄ）に示す。図６（Ｄ）に例示する発光素子は、陽極
１１０１と陰極１１０２の間に２つの発光ユニットが設けられたＥＬ層を備えている。さ
らに、第１の発光ユニット１１０３ａと、第２の発光ユニット１１０３ｂとの間には中間
層１１０４が設けられている。

なお、陽極と陰極の間に設ける発光ユニットの数は２つに限定されない。図６（Ｅ）に例
示するように、発光素子は発光ユニット１１０３が複数積層された構造、所謂、タンデム
型の発光素子の構成を備えていてもよい。但し、例えば陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上
の自然数）層の発光ユニット１１０３を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−
１）以下）番目の発光ユニットと、（ｍ＋１）番目の発光ユニットとの間に、それぞれ中
間層１１０４を設ける構成とする。

また、当該発光素子の発光ユニット１１０３には、上述の図６（Ｂ）に示す構成を適用す
ることが可能である。また、当該発光素子の中間層１１０４には、上述の図６（Ｃ）、（
Ｄ）に示す中間層の構成を適用可能である。

発光ユニットの間に設けられた中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明す
る。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると
、中間層１１０４において正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた発光
ユニットへ移動し、電子は陽極側に設けられた発光ユニットへ移動する。陰極側に設けら
れた発光ユニットに注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該発光
ユニットに含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光ユニットに注入
された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光
物質が発光する。よって、中間層１１０４において発生した正孔と電子は、それぞれ異な
る発光ユニットにおいて発光に至る。

なお、発光ユニット同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成され
る場合は、発光ユニット同士を接して設けることができる。具体的には、発光ユニットの
一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発
生領域として機能するため、発光ユニット同士を接して設けることができる。

発光素子の構成例１乃至構成例３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、
発光素子の構成例３の陰極と発光ユニットの間に中間層を設けることもできる。

なお、反射膜と反射膜に重なる半透過・半反射膜とで構成された微小共振器（マイクロキ
ャビティ）を、発光素子を挟むように配置してもよい。微小共振器の内部に発光素子を配
置することにより、発光素子が発する光が干渉し合い、特定の色を呈する光を効率よく取
り出すことができる。

なお、本明細書において半透過・半反射膜は入射する光の一部を透過し且つ反射する膜を
いう。また、微小共振器に用いる半透過・半反射膜は、光の吸収が少ない膜が好ましい。

取り出す光の波長は、反射膜と半透過・半反射膜の間の距離に依存する。反射膜と半透過
・半反射膜の距離を調整するための光学調整層を、発光素子に設ける場合がある。

光学調整層に用いることができる材料としては、可視光に対して透光性を有する導電膜の
他、ＥＬ層を適用できる。

例えば、透光性を有する導電膜と反射膜の積層膜または透光性を有する導電膜と半透過・
半反射膜の積層膜を、光学調整層を兼ねる下部電極または上部電極に用いることができる
。

また、厚さが調整された中間層を光学調整層に用いてもよい。または、正孔輸送性の高い
物質と当該正孔輸送性の高い物質に対してアクセプター性の物質を含み、その厚さが調整
された領域を光学調整層に用いてもよい。この構成の電気抵抗はＥＬ層を構成する他の構
成に比べて低い。これにより、光学調整のために厚さを厚くしても、発光素子の駆動電圧
の上昇を抑制できるため好ましい。

次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極
、陰極、並びにＥＬ層の順に説明する。

陽極１１０１は導電性を有する金属、合金、電気伝導性化合物等およびこれらの混合物の
単層または積層体で構成される。特に、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）
材料をＥＬ層に接する構成が好ましい。

金属、または合金材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）
、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（
Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）等の金属材料またはこれらを
含む合金材料が挙げられる。

電気伝導性化合物としては、例えば、金属材料の酸化物、金属材料の窒化物、導電性高分
子が挙げられる。

金属材料の酸化物の具体例として、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ：ＩｎｄｉｕｍＴｉ
ｎＯｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含
有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸
化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙
げられる。また、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステ
ン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。

金属材料の酸化物を含む膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法
などを応用して作製しても構わない。

金属材料の窒化物の具体例として、窒化チタン、窒化タンタル等が挙げられる。

導電性高分子の具体例として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（ス
チレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸
）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等が挙げられる。

なお、陽極１１０１と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数の大きさを
考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる。具体的には、仕事関
数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発
生領域および第１の電荷発生領域に適用することができる材料は、後述する。

陰極１１０２に接して第１の電荷発生領域１１０４ｃを、発光ユニット１１０３との間に
設ける場合、陰極１１０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることが
できる。

なお、陰極１１０２および陽極１１０１のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電
膜を用いて形成する。例えば、陰極１１０２または陽極１１０１の一方を、可視光を透過
する導電膜を用いて形成し、他方を、可視光を反射する導電膜を用いて形成すると、一方
の面に光を射出する発光素子を構成できる。また、陰極１１０２および陽極１１０１の両
方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成すると、両方の面に光を射出する発光素子を
構成できる。

可視光を透過する導電膜としては、例えば、インジウム−錫酸化物、珪素若しくは酸化珪
素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウ
ム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タング
ステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、光を透過する程度（好
ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。

可視光を反射する導電膜としては、例えば金属を用いればよく、具体的には、銀、アルミ
ニウム、白金、金、銅等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。銀を含む
合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀合金等を挙げることができる。アル
ミニウムの合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタ
ン合金、アルミニウム−ネオジム合金等が挙げられる。

上述した発光ユニット１１０３を構成する各層に用いることができる材料について、以下
に具体例を示す。

正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、
例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物
、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）
や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３
，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳ
Ｓ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。

なお、第２の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第２の電
荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いる
ことができるのは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１
の電荷発生領域と共に後述する。

正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正
孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性
の高い物質であればよく、特に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が、
発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物（例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（
１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ））
やカルバゾール誘導体（例えば、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フ
ェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ））などが挙げられる。また、高分子化
合物（例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ））等を用いることがで
きる。

発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層
以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることがで
きる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好まし
い。

発光物質として蛍光性化合物（例えば、クマリン５４５Ｔ）や燐光性化合物（例えば、ト
リス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３））等
を用いることができる。

発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、その励
起エネルギーが、発光物質の励起エネルギーよりも大きなものが好ましい。

ホスト材料として用いることができる材料としては、上述の正孔輸送性の高い物質（例え
ば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、高分子化合物等）、後述の電子輸送性の
高い物質（例えば、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、オキサゾ
ール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体等）などを用いることができる。

電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電
子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性
の高い物質であればよく、特に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が、
発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

電子輸送性の高い物質としては、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（例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ））、オキサゾー
ル系やチアゾール系配位子を有する金属錯体（例えば、ビス［２−（２−ヒドロキシフェ
ニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２））、その他の化合物（例え
ば、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ））などが挙げられる。また、高分子化合
物（例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリ
ジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ））等を用いることができる。

電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電
子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成
とすることで陰極１１０２からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減で
きるため好ましい。

電子注入性の高い物質としては、アルカリ金属（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（
Ｃｓ））、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム（Ｃａ））、またはこれらの化合物（
例えば、酸化物（具体的には酸化リチウム等）、炭酸塩（具体的には炭酸リチウムや炭酸
セシウム等）、ハロゲン化物（具体的にはフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（
ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）））などが挙げられる。

また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層（
具体的には、Ａｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものなど）で形成してもよい
。なお、電子輸送性の高い物質に対するドナー性物質の添加量の質量比は０．００１以上
０．１以下の比率が好ましい。

ドナー性の物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれら
の化合物の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッ
ケロセン等の有機化合物を用いることもできる。

第１の電荷発生領域１１０４ｃ、および第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質と
アクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の
高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む
層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第１の電荷発生領域
を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極１１０２と
接する構造となり、第２の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプ
ター性物質を含む層が陽極１１０１と接する構造となる。

なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．
０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。

電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表におけ
る第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モリ
ブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している
。

また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カル
バゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー
等）など、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ
以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の
高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。

電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいてアクセプター性物質
がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。したがって、電子リレー層
１１０４ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の
電荷発生領域１１０４ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リ
レー層が接する発光ユニット１１０３のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、お
よそ−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするのが好ましい。

電子リレー層１１０４ｂに用いる物質としては、ペリレン誘導体（例えば、３，４，９，
１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ））や、含窒素縮合芳香族
化合物（例えば、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカ
ルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ））などが挙げられる。

なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１１０４ｂに用
いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ
基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層１１０４ｂにおけ
る電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。

電子注入バッファーは、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入バッファー１１
０４ａは、第１の電荷発生領域１１０４ｃから発光ユニット１１０３への電子の注入を容
易にする層である。電子注入バッファー１１０４ａを第１の電荷発生領域１１０４ｃと発
光ユニット１１０３の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。

電子注入性が高い物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、または
これらの化合物などが挙げられる。

また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層で
形成してもよい。

発光素子の作製方法の一態様について説明する。下部電極上にこれらの層を適宜組み合わ
せてＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、それに用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式
法や湿式法等）を用いることができ、例えば、真空蒸着法、転写法、印刷法、インクジェ
ット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用い
て形成してもよい。ＥＬ層上に上部電極を形成し、発光素子を作製する。

以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製するこ
とができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は
発光物質の種類を変えることにより選択できる。

また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて
、例えば白色発光を得ることもできる。白色発光を得る場合には、例えば、発光物質を含
む層を少なくとも２つ備える構成とし、それぞれの層を互いに補色の関係にある色を呈す
る光を発するように構成すればよい。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、
あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。

さらに、演色性の良い白色発光を得る場合には、発光スペクトルが可視光全域に拡がるも
のが好ましく、例えば、一つの発光素子が、青色を呈する光を発する層、緑色を呈する光
を発する層、赤色を呈する光を発する層を備える構成とすればよい。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置を搭載することのできる電子機器について
説明する。

発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビ
ジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデ
オカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、
携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙
げられる。これらの電子機器の具体例を図７に示す。

図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐
体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示す
ることが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは
、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。

テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー
７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機
７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図７（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キー
ボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。
なお、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。

図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７
３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図７
（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、
ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１
１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学
物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、
においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、または一方に発光装置を用いていればよく、その他付
属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記
録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、
他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に
示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。

図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に
組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピ
ーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光装
置を表示部７４０２に用いることにより作製される。

図７（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報
を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、
表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。

また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを
有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表
示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、または筐体７４０１の操
作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類
によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画
のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４
０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

図７（Ｅ）は、折りたたみ式のコンピュータの一例を示している。折りたたみ式のコンピ
ュータ７４５０は、ヒンジ７４５４で接続された筐体７４５１Ｌと筐体７４５１Ｒを備え
ている。また、操作ボタン７４５３、左側スピーカ７４５５Ｌおよび右側スピーカ７４５
５Ｒの他、コンピュータ７４５０の側面には図示されていない外部接続ポート７４５６を
備える。なお、筐体７４５１Ｌに設けられた表示部７４５２Ｌと、筐体７４５１Ｒに設け
られた表示部７４５２Ｒが互いに対峙するようにヒンジ７４５４を折り畳むと、表示部を
筐体で保護することができる。

表示部７４５２Ｌと表示部７４５２Ｒは、画像を表示する他、指などで触れると情報を入
力できる。例えば、インストール済みのプログラムを示すアイコンを指でふれて選択し、
プログラムを起動できる。または、表示された画像の二箇所に触れた指の間隔を変えて、
画像を拡大または縮小できる。または、表示された画像の一箇所に触れた指を移動して画
像を移動できる。また、キーボードの画像を表示して、表示された文字や記号を指で触れ
て選択し、情報を入力することもできる。

また、コンピュータ７４５０に、ジャイロ、加速度センサ、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏ
ｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）受信機、指紋センサ、ビデオカメラを搭載すること
もできる。例えば、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置
を設けることで、コンピュータ７４５０の向き（縦か横か）を判断して、表示する画面の
向きを自動的に切り替えるようにすることができる。

また、コンピュータ７４５０はネットワークに接続できる。コンピュータ７４５０はイン
ターネット上の情報を表示できる他、ネットワークに接続された他の電子機器を遠隔から
操作する端末として用いることができる。

図７（Ｆ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７５００は、筐体７５０１に光源
として本発明の一態様の発光装置７５０３ａ、発光装置７５０３ｂ、発光装置７５０３ｃ
、発光装置７５０３ｄが組み込まれている。照明装置７５００は、天井や壁等に取り付け
ることが可能である。

１００画素
１１０基板
１１１第１の絶縁膜
１１２第２の絶縁膜
１２０基板
１３１第１の隔壁
１３２第２の隔壁
１３３スペーサ
１４１第１の電極
１４２第２の電極
１５０ＥＬ層
１６０配線
１７１光学フィルタ
１７２光学フィルタ
１７３光学フィルタ
１８０遮光層
１８５オーバーコート層
１９０領域
２００発光素子
２０１発光素子
１１０１陽極
１１０２陰極
１１０３発光ユニット
１１０３ａ発光ユニット
１１０３ｂ発光ユニット
１１０４中間層
１１０４ａ電子注入バッファー
１１０４ｂ電子リレー層
１１０４ｃ電荷発生領域
１１１３正孔注入層
１１１４正孔輸送層
１１１５発光層
１１１６電子輸送層
１１１７電子注入層
１４００発光装置
１４０１ソース側駆動回路
１４０２画素部
１４０３ゲート側駆動回路
１４０４基板
１４０５シール材
１４０８配線
１４１０基板
１４１１スイッチング用トランジスタ
１４１２電流制御用トランジスタ
１４１３第１の電極
１４１６ＥＬ層
１４１７第２の電極
１４１８発光素子
１４２３ｎチャネル型トランジスタ
１４２４ｐチャネル型トランジスタ
１４３４光学フィルタ
１４４１第１の隔壁
１４４２第２の隔壁
１４４３スペーサ
１４５０透光性を有する材料
７１００テレビジョン装置
７１０１筐体
７１０３表示部
７１０５スタンド
７１０７表示部
７１０９操作キー
７１１０リモコン操作機
７２０１本体
７２０２筐体
７２０３表示部
７２０４キーボード
７２０５外部接続ポート
７２０６ポインティングデバイス
７３０１筐体
７３０２筐体
７３０３連結部
７３０４表示部
７３０５表示部
７３０６スピーカ部
７３０７記録媒体挿入部
７３０８ＬＥＤランプ
７３０９操作キー
７３１０接続端子
７３１１センサ
７３１２マイクロフォン
７４００携帯電話機
７４０１筐体
７４０２表示部
７４０３操作ボタン
７４０４外部接続ポート
７４０５スピーカ
７４０６マイク
７４５０コンピュータ
７４５１Ｌ筐体
７４５１Ｒ筐体
７４５２Ｌ表示部
７４５２Ｒ表示部
７４５３操作ボタン
７４５４ヒンジ
７４５５Ｌ左側スピーカ
７４５５Ｒ右側スピーカ
７４５６外部接続ポート
７５００照明装置
７５０１筐体
７５０３ａ発光装置
７５０３ｂ発光装置
７５０３ｃ発光装置
７５０３ｄ発光装置

Claims

配線と、
第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上の第１の隔壁と、
前記第１の絶縁膜上および前記第１の隔壁上の第２の絶縁膜と、
前記第２の絶縁膜上の電極と、
前記第１の隔壁上に設けられ、前記電極の端部を覆う第２の隔壁と、
前記第２の隔壁の上面及び前記電極上の発光層と、を有し、
前記第２の絶縁膜は、凹曲面の表面を有し、
前記第２の隔壁は、前記第１の隔壁からはみ出さず、
前記第１の絶縁膜は、前記第２の絶縁膜と接する領域を有し、
前記電極は、前記領域上で前記第２の絶縁膜と接し、
前記電極は、前記第２の絶縁膜、前記第１の隔壁及び前記第１の絶縁膜に設けられた開口部を介して、前記配線と接続される発光装置。