JP4593019B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。尚、本発明における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム(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】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、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。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、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考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の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をマトリクス状に配置して形成された発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。しかし、画素密度が増えた場合には、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので有利であると考えられている。
【０００５】
また、発光素子の中心とも言える有機化合物層（厳密には発光層）となる有機化合物は、低分子系材料と高分子系（ポリマー系）材料とがそれぞれ研究されているが、低分子系材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高い高分子系材料が注目されている。
【０００６】
なお、これらの有機化合物の成膜方法には、インクジェット法や、蒸着法や、スピンコーティング法といった方法が知られているが、高分子系材料を用いてフルカラー化を実現させるための方法としては、インクジェット法が特に良く知られている。
【０００７】
しかし、インクジェット法において、赤、緑、青の発光色を用いてフルカラーのフラットパネルディスプレイを作製する場合には、高精度ステージや自動アライメント機構及びインクヘッドといった専用の装置が必要となる。
【０００８】
また、インクジェット法では高分子系材料を噴射して飛ばすため、塗布面とインクジェット用ヘッドのノズルとの距離を適切なものとしないと液滴が必要外の部分に着弾する、いわゆる飛行曲がりの問題が生じうる。
【０００９】
さらに、インクジェット法では、ノズルから有機化合物を含むインクを吐出させるためにインクの粘度が高くなるとノズルが目詰まりするという問題が生じる。これに対してインクの粘度を低くすると、インクに含まれる有機化合物の濃度が低くなり、同様に成膜した場合における膜厚が薄くなるために、その機能を充分に発揮させることができなかったり、インクを吐出させる回数が増えたりという問題が生じる。
【００１０】
なお、ノズルの目詰まりに関しては、ノズル孔径を大きくすることにより問題を解消することができるが、一方で高精細なパターニングが不可能となるといった難点がある。
【００１１】
なお、これらの飛行曲がり及びノズル孔の目詰まりに関しては上記特開平１１−５４２７０号公報に詳しく明記されている。
【００１２】
また、インクジェット法を用いてパターン形成を行う際にはその成膜精度を高めるために成膜表面に高さのあるバンクの形成したり、表面処理を行ったりすることも必要となる。具体的には、基板をプラズマに曝し、バンク表面のみを撥インク表面にして所望の位置にインクが定着するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したようなインクジェット用の装置の使用、インクの最適化及び成膜表面の処理等が必要となるインクジェット法は、最適な成膜方法とは呼べず、作製の容易性に問題があった。そこで、本発明では、インクジェット法で高分子系材料を成膜する場合に比べ、より簡単に複数の高分子材料を塗り分ける方法を提供し、この方法を用いて作製された発光装置及びその作製方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明において、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒にそれぞれ溶解させた溶液を塗布することにより複数の有機化合物膜からなる積層構造を形成することができる。さらに、この有機化合物膜上にエッチングストッパーとなる導電膜を形成することにより、導電膜と重なる位置に形成されている有機化合物膜を残したエッチングが可能となる。なお、非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる有機化合物膜は、湿式エッチング法または乾式エッチング法によりエッチングすることができ、プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる有機化合物膜は、乾式エッチング法によるエッチングが、これらを組み合わせて用いることにより、複数の高分子系有機化合物からなる有機化合物膜を作り分けることができる。
【００１５】
本明細書で開示する発明の作製方法に関する構成は、第１の高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で塗布面に塗布して第１の有機化合物膜を形成し、第２の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜上に塗布して第２の有機化合物膜を形成し、第２の有機化合物膜上に第１の導電膜をパターン形成し、第２の有機化合物膜の第１の導電膜と重ならない領域を湿式エッチング法によりエッチングし、第３の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜小世に第１の導電膜上に塗布して第３の有機化合物膜を形成し、第３の有機化合物膜上に第２の導電膜をパターン形成し、第３の有機化合物膜の第２の導電膜と重ならない領域と、第１の有機化合物膜の第１の導電膜、及び第２の導電膜と重ならない領域を乾式エッチング法によりエッチングし、第１の導電膜または第２の導電膜と重なる位置に第１の有機化合物膜及び第２の有機化合物膜もしくは第１の有機化合物膜及び第３の有機化合物膜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。
【００１６】
また、その他の構成は、絶縁表面上に複数の陽極を形成し、陽極の端部を覆うように絶縁層をそれぞれ形成し、第１の高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で陽極及び絶縁層上に塗布して第１の有機化合物膜を形成し、第２の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜上に塗布して第２の有機化合物膜を形成し、第２の有機化合物膜上であって第１の陽極と重なる位置に第１の陰極を形成して第１の発光素子を形成し、第２の有機化合物膜の第１の陰極と重ならない領域を湿式エッチング法によりエッチングし、第３の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜、及び第１の陰極上に塗布して第３の有機化合物膜を形成し、第３の有機化合物膜上であって第２の陽極と重なる位置に第２の陰極を形成して第２の発光素子を形成し、第３の有機化合物膜の第２の陰極と重ならない領域を湿式エッチング法によりエッチングし、第４の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜、第１の導電膜及び第２の導電膜上に塗布して第４の有機化合物膜を形成し、第４の有機化合物膜上であって第３の陽極と重なる位置に第３の陰極を形成して第３の発光素子を形成し、第４の有機化合物膜の第３の陰極と重ならない領域と、第１の有機化合物膜の第１の陰極、第２の陰極及び第３の極と重ならない領域を乾式エッチング法によりエッチングし、第１の陰極、第２の陰極及び第３の陰極と重なる位置に水系有機化合物膜と溶剤系有機化合物膜と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。
【００１７】
なお、上記各構成において、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒または非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布することを特徴としている。スピンコート法を用いることにより高分子系材料の成膜法として知られているインクジェット法に比べて成膜される膜の均一性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記各構成において、有機化合物膜のエッチングには、湿式エッチング法及び乾式エッチング法を用いることを特徴としている。
【００１９】
また、上記構成において、湿式エッチング法は、非プロトン性溶媒を吐出することにより基板表面に露出している有機化合物膜を除去する方法であり、また乾式エッチング法は、Ｏ2プラズマを照射することにより有機化合物膜を除去することを特徴とする。なお、湿式エッチング法において用いられるエッチング液には、非プロトン性溶媒を用いることができるが、高分子系有機化合物の溶媒に用いるものと必ずしも同一である必要はない。
【００２０】
なお、上記構成において湿式エッチング法を用いることにより非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜のみをエッチングすることができる。また、乾式エッチング法を用いることにより非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜及びプロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜をエッチングすることができる。つまり、溶媒に対する溶解性の異なる高分子系有機化合物からなる積層膜を湿式エッチング法によりエッチングすると、非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜のみがエッチングされるのでプロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜を表面に露出させることができる。また、乾式エッチング法によりエッチングすると両方の膜をエッチングすることができる。
【００２１】
つまり、プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜上に形成される非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜を異なる材料を用いて作り分ける場合、湿式エッチング法を用いて非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜のみをエッチングし、素子ごとにこれらの有機化合物層を独立して形成するためのエッチングを行う場合には、乾式エッチング法を用いればよい。
【００２２】
また、有機化合物膜上に形成された導電膜（陰極）がエッチング時のエッチングストッパーとしての機能を果たすことから、導電膜（陰極）と重なる位置に形成されている有機化合物膜は、湿式エッチング法及び湿式エッチング法のいずれの場合においてもエッチングされることはない。
【００２３】
なお、上記構成において、プロトン性溶媒に可溶な正孔注入性の高分子系有機化合物とは、主に水に可溶な高分子系有機化合物のことをいい、具体的にはＰＥＤＯＴ（poly(3,4‐ethylene dioxythiophene)）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の共役系高分子材料である。
【００２４】
上記構成における有機化合物層を形成する非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物は、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体などの有機溶媒に可溶な物質から選ばれた一種または複数種であることを特徴とする。
【００２５】
ポリパラフェニレンビニレン誘導体としては、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶやポリ（２−ジアルコキシフェニル−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶを用いることができ、具体的にはポリ（２−メトキシ−５−（２−エチル−ヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン）：ＭＥＨ−ＰＰＶやポリ（２，５−ジメチルオクチルシリル−１，４−フェニレンビニレン）：ＤＭＯＳ−ＰＰＶといった材料を用いることができる。
【００２６】
ポリパラフェニレン誘導体としては、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）：ＲＯ−ＰＰＰを用いることができる。具体的には、perfluoropylated-PPP：ＦＰ−ＰＰＰ等を用いることができる。
【００２７】
ポリチオフェン誘導体としては、ポリ（３−アルキルチオフェン）：ＰＡＴを用いることができ、具体的にはポリ（３−ヘキシルチオフェン）：ＰＨＴ、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）：ＰＣＨＴといった材料を用いることができる。その他にもポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）：ＰＣＨＭＴ、ポリ（３−［４−オクチルフェニル］−２，２’ビチオフェン）：ＰＴＯＰＴ、ポリ（３−（４オクチルフェニル）−チオフェン）：ＰＯＰＴ−１等を用いることもできる。
【００２８】
ポリフルオレン誘導体としては、ポリ（ジアルキルフルオレン）：ＰＤＡＦを用いることができ、具体的にはポリ（ジオクチルフルオレン）：ＰＤＯＦといった材料を用いることができる。
【００２９】
ポリアセチレン誘導体としては、ポリプロピルフェニルアセチレン：ＰＰＡ−ｉＰｒ、ポリブチルフェニルフェニルアセチレン：ＰＤＰＡ−ｎＢｕ、ポリヘキシルフェニルアセチレン：ＰＨＰＡといった材料を用いることができる。
【００３０】
また、上記構成において非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物には、前駆体が非プロトン性溶媒に可溶であり、スピンコート法による成膜後にこれを熱処理することにより高分子化させることが可能なものも含める。
【００３１】
また、上記各構成において前記非プロトン性溶媒は、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、アニソール、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、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、ジオキサンまたは、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）から選ばれた１種または複数種であることを特徴としている。
【００３２】
また、上記各構成において、有機化合物膜の形成は、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴としている。なお、酸素濃度は５００ｐｐｍ以下となるようにする。
【００３３】
なお、本発明の方法を実施することにより得られる発光装置の構造としては、第１の陽極と接して形成された第１の有機化合物層と、第１の有機化合物層と接して形成された第２の有機化合物層と、第２の有機化合物層と接して形成された第１の陰極とからなる第１の発光素子と、
第２の陽極と接して形成された第３の有機化合物層と、第３の有機化合物層と接して形成された第４の有機化合物層と、第４の有機化合物層と接して形成された第２の陰極とからなる第２の発光素子と、
第３の陽極と接して形成された第５の有機化合物層と、第５の有機化合物層と接して形成された第６の有機化合物層と、第６の有機化合物と接して形成された第３の陰極とからなる第３の発光素子と、第１の陰極、前記第２の陰極及び前記第３の陰極と接して形成される導電膜を有し、
第１の発光素子が有する第１の有機化合物層及び前記第２の有機化合物層は、第１の陰極と重なっており、
第２の発光素子が有する第３の有機化合物層及び前記第４の有機化合物層は、第２の陰極と重なっており、
第３の発光素子が有する第５の有機化合物層及び前記第６の有機化合物層は、第３の陰極と重なっており、
導電膜は第１の有機化合物層乃至第６の有機化合物層と接することを特徴とする。
【００３４】
なお、各発光素子が有する第１の有機化合物層、第２の有機化合物層及び第３の有機化合物層は、同一の材料で同時に形成されるが、乾式エッチング法によるエッチングを行うことにより、それぞれ独立して形成される。
【００３５】
なお、ここでは、４種類の高分子系有機化合物を用いて３種類の発光素子を形成する場合について説明したが、これに限られることはなく３種類の高分子系有機化合物を用いて２種類の発光素子を形成しても良いが、５種類以上の高分子系有機化合物を用いて４種類以上の発光素子を形成することもできる。
【００３６】
以上のように、湿式エッチング法と乾式エッチング法を組み合わせて用いることによりプロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物と非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる有機化合物層の形成が可能となる。
【００３７】
【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。
【００３８】
図１（Ａ）に示すように基板１０１上に第１の陽極１０２ａ及び第２の陽極１０２ｂが形成されている。なお、本発明では、基板１０１として、透光性を有するガラスや石英を用い、陽極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）として透光性の導電性材料を用いる。
【００３９】
また、陽極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）の端部を覆うように絶縁性の材料からなる絶縁層１０３が形成されている。
【００４０】
次に図１（Ｂ）に示すように陽極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）及び絶縁層１０３を覆うように第１の有機化合物膜が形成される。なお、本実施の形態において第１の有機化合物膜を形成する高分子系有機化合物としては、仕事関数が大きく、正孔注入性の性質を有するＰＥＤＯＴを用い、これらを水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１００℃で１０分間加熱することにより水分を除去し、第１の有機化合物膜１０４を形成する。
【００４１】
さらに、第１の有機化合物膜１０４上に第２の有機化合物膜１０５を形成する。本実施の形態において第２の有機化合物膜１０５を形成する高分子系有機化合物としては、非プロトン性溶媒に可溶なポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体などを用いることができる。
【００４２】
なお、ここで用いる高分子系有機化合物としてポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶを用い、これをトルエンに溶解させた溶液をスピンコート法により第１の有機化合物膜１０４上に塗布し、さらにこれを８０℃で３分間加熱してトルエンを除去し、第２の有機化合物膜１０５を形成する（図１（Ｃ））。
【００４３】
次に第２の有機化合物膜１０５上に第１の陰極１０６を形成する。なお、ここで形成する第１の陰極１０６は、第２の有機化合物膜１０５を発光素子の有機化合物層に含む第１の陽極１０２ａと重なる位置にのみメタルマスクを用いて蒸着法により形成する。
【００４４】
ここで、第１の陰極１０６に覆われることなく表面に露出している第２の有機化合物膜を湿式エッチング法によりエッチングする。なお、ここで用いるエッチャントとしては、先に挙げた非プロトン性溶媒を用いることができるが、ここではトルエンを用い、スピン回転させている基板表面に吐出させることによりエッチングを行う。
【００４５】
湿式エッチング処理を行うことにより、第１の陰極１０６で覆われた第２の有機化合物膜のみを残して、それ以外の第２の有機化合物膜を除去することができる。なお、ここでエッチングされずに残った部分を第２の有機化合物層１０７と呼ぶことにする（図１（Ｅ））。
【００４６】
次に、第１の陰極１０６及び第１の有機化合物膜１０４上に第３の有機化合物膜を形成する。なお、ここでは、高分子系有機化合物としてポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶを用い、これをトルエンに溶解させた溶液をスピンコート法により第１の有機化合物膜１０４及び第１の陰極１０６上に塗布し、さらにこれを８０℃で３分間加熱してトルエンを除去し、第３の有機化合物膜１０８を形成する（図２（Ａ））。
【００４７】
次に第３の有機化合物膜１０８上に第２の陰極１０９を形成する。なお、ここで形成する第２の陰極１０８は、第３の有機化合物膜１０８を発光素子の有機化合物層に含む第２の陽極１０２ｂと重なる位置にのみメタルマスクを用いて蒸着法により形成する。
【００４８】
ここで、Ｏ２プラズマを用いた乾式エッチング処理を行うことにより、第２の陰極１０９で覆われた第３の有機化合物膜のみを残して、それ以外の第３の有機化合物膜を除去することができる。なお、ここでエッチングされずに残った部分を第３の有機化合物層１１０と呼ぶことにする（図２（Ｃ））。
【００４９】
さらに、この乾式エッチング処理では、先に形成されている第１の有機化合物膜をも同時にエッチングすることができる。なお、この時エッチングされるのは、第１の陰極１０６及び第２の陰極１０９に覆われていない第１の有機化合物膜である。これにより、図２（Ｃ）に示すように第１の陰極１０６及び第２の陰極１０９と重なる位置に第１の有機化合物層１１１を形成することができる。
【００５０】
以上により、第１の陽極１０２ａ、第１の有機化合物層１１１と第２の有機化合物層１０７からなる有機化合物層及び第１の陰極１０６とを有する第１の発光素子１１２と、第２の陽極１０２ｂ、第１の有機化合物層１１１と第３の有機化合物層１１０からなる有機化合物層、及び第２の陰極１０９とを有する第２の発光素子１１３とを形成することができる。
【００５１】
さらに、図２（Ｄ）に示すように導電性材料からなる補助電極１１４を形成することにより、陰極（１０６、１０９）の膜抵抗を低くすると共に陰極との接続配線を形成することができる。
【００５２】
このようにして、陰極をエッチングストッパーとする有機化合物層のパターニングを行い、湿式エッチング法及び乾式エッチング法とを組み合わせたエッチングを行うことにより複数の有機化合物層の作り分けが可能となり、異なる発光を呈する発光素子の形成が可能となる。
【００５３】
なお、本実施の形態において２種類の有機化合物層を形成することにより２種類の発光素子を作製する方法について説明したが、これに限られることはなく図３に示すように陰極のパターニング及び湿式エッチング処理を繰り返すことにより４種類の高分子系有機化合物を用いて、３種類の発光素子を有する発光装置を形成することができる。
【００５４】
なお、図３において、基板３０１上に第１〜第３の陽極（３０２ａ〜３０２ｃ）が形成されており、第１の発光素子３０３は、第１の陽極上３０２ａに第１の有機化合物層３０４ａ、第２の有機化合物層３０５、及び第１の陰極３０６ａが形成されており、第２の発光素子３０７は、第２の陽極上３０２ｂに第３の有機化合物層３０４ｂ、第２の有機化合物層３０８、及び第１の陰極３０６ｂが形成されており、第３の発光素子３０９は、第２の陽極上３０２ｃに第３の有機化合物層３０４ｃ、第２の有機化合物層３１０、及び第１の陰極３０６ｃが形成されている。また、各発光素子の陰極（３０６ａ〜３０６ｃ）と接して導電膜からなる補助電極３１１が形成されている。
【００５５】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、アクティブマトリクス型の発光装置を本発明の作製方法を用いて作製する方法について説明する。
【００５６】
図４（Ａ）には、基板上に形成される画素部４０１の一部を示す。なお、画素部４０１には、複数の画素４０２がマトリクス状に形成されている。なお図４（Ａ）の画素部４０１を点線ＰＰ’で切断した際に現れる断面図を図４（Ｂ）に示す。
【００５７】
図４（Ｂ）において、基板４０３上には発光素子を駆動するためのＴＦＴ４０４（以下電流制御用ＴＦＴと呼ぶ）が形成されている。
【００５８】
なお、本実施例では基板４０３としてガラス基板を用いるが、透光性のものであれば如何なる材料を用いても良い。また、電流制御用ＴＦＴ４０４の作製方法は公知のＴＦＴの作製方法に従えば良い。なお、その構造はトップゲート型ＴＦＴであってもボトムゲート型ＴＦＴであっても良い。
【００５９】
電流制御用ＴＦＴ４０４上には、絶縁材料からなる層間絶縁膜４０５が形成される。なお、ここで用いる材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素といった珪素を含む絶縁材料で形成しても良いし、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ポリイミドアミドといった有機材料を用いて形成することもできる。なお、本実施例においては、０．８〜１．３μｍの膜厚で形成すればよい。
【００６０】
次いで、発光素子の陽極となる透光性を有する導電膜、ここではＩＴＯ（indium tin oxides）膜を成膜する。また、導電膜としては、陰極を形成する材料よりも仕事関数の大きい材料を用い、さらにＩＴＯ膜よりもシート抵抗の低い材料、具体的には白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、もしくはニッケル(Ｎｉ)といった材料を用いることができる。なお、この時の導電膜の膜厚は、０．１〜１μｍとするのが望ましい。続いて、この導電膜をエッチングして陽極４０６（第１〜第３の陽極：４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ）を形成する。
【００６１】
また、陽極４０６上にポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドから成る有機樹脂膜を形成し、陽極４０６上に開口部を有する絶縁層４０７を形成する。なお、この時の開口部の形成には、ドライエッチング法もしくはウエットエッチング法を用いることができる。なお、絶縁層４０７は、陽極４０６の端部を覆うように形成する。また、その後形成する有機化合物層の被覆性を良くするために縁をテーパー状に形成してもよい。
【００６２】
なお、先に形成された電流制御用ＴＦＴ４０４は層間絶縁膜４０５の開口部を通じて陽極４０６と電気的に接続されている。
【００６３】
次に、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布する。なお、ここでは、高分子系有機化合物としてＰＥＤＯＴを用い、これを水に溶解させた溶液を用いる。また、溶液の塗布を行う前に成膜する基板をオゾン水等で洗浄することが望ましい。
【００６４】
さらに、基板上に紫外線を１０分程度照射することにより基板表面を親水性にする処理を施す。
【００６５】
なお、スピン塗布におけるスピン回転数を１５００ｒｐｍとし、３０秒間処理を行う。これにより、２０〜８０ｎｍの膜厚で第１の有機化合物膜４０８を形成することができる（図４（Ｃ））。なお、成膜後に１００℃で５〜１５分間加熱処理を行い水分の除去を行う。
【００６６】
次に、第１の発光素子の発光層となる第２の有機化合物膜４０９の成膜を行う。なお、本実施例では、第２の有機化合物膜４０９を形成する材料として、緑色の発光を示すポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１．４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶを非プロトン性溶媒である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する。成膜後に、８０℃で３分間熱処理を行うことによりトルエンを揮発させ、８０ｎｍの膜厚を得る。
【００６７】
ここで、第２の有機化合物を発光層とする発光素子の第１の陽極４０６ａと重なる位置にメタルマスクを用いて蒸着法により第１の陰極４１０を形成する。なお、第１の陰極４１０の材料としては、Ａｌ：Ｌｉ合金を用い、１００〜１２０ｎｍの膜厚で形成する。陰極を形成する材料としては、ＡｌＬｉ合金の他に、ＭｇＡｇ合金や周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を用いることもできる。
【００６８】
第１の陰極４１０が形成されずに表面に露出している第２の有機化合物膜にスピンコート法でトルエンを吐出することによりエッチングする。これにより図５（Ａ）に示すように第２の有機化合物層４１１を形成することができる。
【００６９】
次に、第２の発光素子の発光層となる第３の有機化合物膜４１２の成膜を行う。なお、本実施例では、第３の有機化合物膜４１２を形成する材料として、青色の発光を示すポリ（９，９’−ジアルキルフルオレン）：ＰＤＡＦ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する。成膜後に、８０℃で３分間熱処理を行うことによりトルエンを揮発させ、８０ｎｍの膜厚を得る。
【００７０】
ここで、第３の有機化合物を発光層とする発光素子の第２の４０６ｂ陽極と重なる位置にメタルマスクを用いて蒸着法により第２の陰極４１３を形成する。なお、第２の陰極４１３の材料としては、第１の陰極４１０と同様にＡｌ：Ｌｉ合金を用い、１００〜１２０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７１】
そして、スピンコート法でトルエンを吐出することにより第２の陰極４１３に覆われることなく表面に露出している第３の有機化合物膜をエッチングする。これにより図５（Ｄ）に示すように第３の有機化合物層４１４を形成することができる。
【００７２】
次に、第３の発光素子の発光層となる第４の有機化合物膜４１５の成膜を行う。なお、本実施例では、第４の有機化合物膜４１５を形成する材料として、赤色の発光を示すポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶ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する。成膜後に、８０℃で３分間熱処理を行うことによりトルエンを揮発させ、８０ｎｍの膜厚を得る。
【００７３】
ここで、第４の有機化合物を発光層とする発光素子の第３の陽極４０６ｃと重なる位置にメタルマスクを用いて蒸着法により第３の陰極４１６を形成する。なお、第３の陰極４１６の材料としては、第１の陰極４１０と同様にＡｌ：Ｌｉ合金を用い、１００〜１２０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７４】
そして、第３の陰極４１６が形成されずに表面に露出している第４の有機化合物膜と、先に成膜されており第１の陰極４１０、第２の陰極４１３及び第３の陰極４１６と重ならない位置にある第１の有機化合物膜４０８にＯ２プラズマを照射してエッチングする。これにより図６（Ｃ）に示すように第４の有機化合物層４１７及び第１の有機化合物層４１８を形成することができる。
【００７５】
なお、Ｏ２プラズマ照射の際には、酸素を２５ｓｃｃｍ導入し、圧力を２．２Ｐａ、ＲＦ電力５０〜１００Ｗ／ｃｍ2でプラズマを生成して１〜２分間処理する。なお、基板温度は室温とする。
【００７６】
以上により、図７に示すように同一基板上に陽極と陰極との間にプロトン性溶媒に可溶な有機化合物層（１）及び非プロトン性有機化合物層（２）とが積層された有機化合物層を有する第１の発光素子４１９、第２の発光素子４２０、及び第３の発光素子４２１を作り分けることができる。なお、図７には、図４〜図６と同一の記号を用いているので参照すればよい。
【００７７】
さらに図６（Ｄ）に示すようにこれまで形成された発光素子を覆うように補助電極４２１が形成される。なお、補助電極４２１を形成する材料としてはＡｌを用いることができ、１２０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。このように補助電極４２１を形成することにより、陰極の抵抗を低くすることができる。
【００７８】
（実施例２）
実施例１では有機化合物層を形成する高分子系有機化合物のうち、非プロトン性溶媒に可溶であり、発光性を有する高分子系有機化合物を使用した例を示したが、本発明においては、非プロトン性溶媒に難溶もしくは不溶であっても分散させておけば用いることができる。また発光性以外の機能を有する有機化合物を混合させて用いることも可能であることから、以下に本発明において用いることのできる有機化合物を挙げる。
【００７９】
発光性以外の機能としては、正孔輸送性、電子輸送性といった機能が挙げられる。また、これらの材料は高分子系有機化合物に限られることはなく低分子系有機化合物であっても良い。
【００８０】
例えば、正孔輸送性を有する材料として知られている芳香族アミン系の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(TPD)、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」と記す）や、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」と記す）、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」と記す）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。
【００８１】
また、電子輸送性を有する材料としては、金属錯体であるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、「Alq3」と記す）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、「Almq3」と記す）、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」と記す）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」と記す）などがある。また、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」と記す）、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」と記す）などのオキサゾール系、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」と記す）、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」と記す）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」と記す）、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」と記す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、「BPhen」と記す）バソキュプロイン（以下、「BCP」と記す）などのフェナントロリン誘導体が挙げられる。
【００８２】
また、蛍光色素や三重項発光材料を用いることも可能である。蛍光色素としては、スチリル色素である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：ＤＣＭ、クマリン−５４０、ルブレン、ローダミン６Ｇ、ペリレン、キナクリドン、ピラゾリン等が挙げられる。また、三重項発光材料としては、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）、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」と記す）などが知られている。
【００８３】
また、三重項発光材料を用いる場合には、ブロッキング材料としては、先に述べたBAlq、OXD−7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等を混合しておくことが好ましい。
【００８４】
また、その他にも以下に示す様な高分子系有機化合物を用いることもできる。
【００８５】
すなわち、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（３−フェニルチオフェン）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリ（２，７−フルオレン）といった材料を用いることもできる。
【００８６】
以上で述べたような各機能を有する材料を各々組み合わせて用いることにより、従来よりも駆動電圧が低い上に素子の寿命が長い有機発光素子を作製することができる。なお、本実施例の構成は、実施例１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。
【００８７】
（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８（Ａ）に、回路図を図８（Ｂ）に示す。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は共通の符号を用いるので互いに参照すればよい。
【００８８】
本実施例において、８０２の領域で示されているＴＦＴをスイッチング用ＴＦＴと呼び、８０６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ＴＦＴ８０２のソースはソース信号線８１５に接続され、ドレインはドレイン配線８０５に接続される。また、ドレイン配線８０５は電流制御用ＴＦＴ８０６のゲート電極８０７に電気的に接続される。
【００８９】
また、スイッチング用ＴＦＴ８０２のチャネル領域８０４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８０３と電気的に接続されたゲート電極８０８と重なっている。
【００９０】
また、電流制御用ＴＦＴ８０６のソースは電流供給線８１６に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線８１７に電気的に接続される。また、ドレイン配線８１７は点線で示される陽極（画素電極）８１８に電気的に接続される。
【００９１】
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。
【００９２】
（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発光装置の外観図について図９を用いて説明する。なお、図９（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された９０１はソース信号線駆動回路、９０２は画素部、９０３はゲート信号線駆動回路である。また、９０４はカバー材、９０５はシール剤であり、シール剤９０５で囲まれた内側は、空間になっている。
【００９３】
なお、９０８はソース信号線駆動回路９０１及びゲート信号線駆動回路９０３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）９０９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。
【００９４】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板９１０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信号線駆動回路９０１と画素部９０２が示されている。
【００９５】
なお、ソース信号線駆動回路９０１はｎチャネル型ＴＦＴ９１３とｐチャネル型ＴＦＴ９１４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。
【００９６】
また、画素部９０２は電流制御用ＴＦＴ９１１とそのドレインに電気的に接続された陽極９１２を含む複数の画素により形成される。
【００９７】
また、陽極９１２の両端には絶縁体９１５が形成され、陽極９１２上には第１の有機化合物層９１６及び第２の有機化合物層９１７からなる有機化合物層が形成される。さらに、第２の有機化合物層９１７上には陰極９１８が形成される。これにより、陽極、有機化合物層及び陰極からなる発光素子９１９が形成される。
【００９８】
陰極９１８は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線９０８を経由してＦＰＣ９０９に電気的に接続されている。
【００９９】
また、基板９１０上に形成された発光素子９１９を封止するためにシール剤９０５によりカバー材９０４を貼り合わせる。なお、カバー材９０４と発光素子９１９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９０５の内側の空間９０７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９０５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９０５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９０７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。
【０１００】
また、本実施例ではカバー材９０４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９０５を用いてカバー材９０４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。
【０１０１】
以上のようにして発光素子を空間９０７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（実施例５）
本実施例では本発明の作製方法によりパッシブ型（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１０を用いる。図１０において、１００１はガラス基板、１００２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１０では図示されていないが、複数本の陽極が紙面に垂直な方向へストライプ状に配列されている。
【０１０４】
また、ストライプ状に配列された陽極１００２と交差するようにバンク１００３が形成される。バンク１００３は陽極１００２と接して紙面に垂直な方向に形成されている。
【０１０５】
次に、積層構造を有する有機化合物層が形成される。本実施例においては、まず、第１の有機化合物膜１００４として、ＰＥＤＯＴを水に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布し、これを１００℃で１０分間加熱することにより水分を除去して３０〜５０ｎｍの膜厚で第１の有機化合物膜を形成する。
【０１０６】
次に第２の有機化合物膜として、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１．４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶ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第２の有機化合物膜（図示せず）が５０〜１５０ｎｍの膜厚で形成される。
【０１０７】
次に第１の陰極１００８ａが形成される。なおここで形成される第１の陰極１００８ａは、第２の有機化合物膜からなる発光素子が形成される領域のみにメタルマスクを用いて形成する。
【０１０８】
第１の陰極１００８ａを形成したところで、トルエンを用いた湿式エッチングを行う。なお、スピンコート法を用いて基板上にトルエンを吐出することにより第１の陰極１００８ａに覆われていない第２の有機化合物膜をエッチングする。なお、エッチング終了後、再び基板を８０℃で３分間加熱することにより、エッチングに用いたトルエンを揮発させることができる。これにより第２の有機化合物層１００５を形成することができる。
【０１０９】
エッチングが終了したところで、第３の有機化合物膜としてポリ（９，９’−ジアルキルフルオレン）：ＰＤＡＦ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第３の有機化合物膜（図示せず）が５０〜１５０ｎｍの膜厚で形成される。
【０１１０】
次に第２の陰極１００８ｂが形成される。なおここで形成される第２の陰極１００８ｂは、第３の有機化合物膜からなる発光素子が形成される領域のみにメタルマスクを用いて形成する。
【０１１１】
第２の陰極１００８ｂを形成したところで、同様にトルエンを用いた湿式エッチングを行う。なお、エッチング終了後、同様に基板を８０℃で３分間加熱して、エッチングに用いたトルエンを揮発させることができる。これにより第３の有機化合物層１００６を形成することができる。
【０１１２】
エッチングが終了したところで、第４の有機化合物膜としてポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶ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第４の有機化合物膜（図示せず）が５０〜１５０ｎｍの膜厚で形成される。
【０１１３】
次に第３の陰極１００８ｃが形成される。なおここで形成される第３の陰極１００８ｃは、第４の有機化合物膜からなる発光素子が形成される領域のみにメタルマスクを用いて形成する。
【０１１４】
第３の陰極１００８ｃを形成したところで、Ｏ2プラズマを用いた乾式エッチングを行う。この乾式エッチングにより、第３の陰極１００８ｃで覆われていない第４の有機化合物膜だけでなく、先に形成されている第１の有機化合物膜も同時にエッチングすることができる。これにより第４の有機化合物層１００６及び第１の有機化合物層１００４を形成することができる。
【０１１５】
以上により、複数の有機化合物層を有する発光素子が得られる。なお、本実施例では、第１の有機化合物層と第２の有機化合物層、第１の有機化合物層と第３の有機化合物層、第１の有機化合物層と第４の有機化合物層の積層で形成される層を全て有機化合物層と呼ぶ。また、これらの有機化合物層はバンク１００３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。
【０１１６】
そして、第１の陰極１００８ａ、第２の陰極１００８ｂ、第３の陰極１００８ｃを電気的に接続するための接続配線１００９を蒸着法により形成する。なお、本実施例における接続配線の材料はＡｌとする。
【０１１７】
以上のようにして基板１００１上に発光素子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性の陽極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１００１）に放射される。
【０１１８】
次に、カバー材１０１０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。
【０１１９】
こうして用意したカバー材１０１０は、紫外線硬化樹脂でなるシール剤１０１２により貼り合わされる。なお、シール剤１０１２の内側１０１１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１０１１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。最後に異方導電性フィルム（ＦＰＣ）１０１３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に示したい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。
【０１２０】
（実施例６）
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。
【０１２１】
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１１に示す。
【０１２２】
図１１（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。
【０１２３】
図１１（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。
【０１２４】
図１１（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。
【０１２５】
図１１（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。
【０１２６】
図１１（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。
【０１２７】
図１１（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。
【０１２８】
図１１（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。
【０１２９】
ここで図１１（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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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５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。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明の作製方法を用いることにより複数の高分子材料により形成された有機化合物層を有する発光素子を作り分けることができる。また、本発明における高分子材料の成膜には、従来のスピンコート法を用いることができるので、インクジェット法に比べて均一な膜を形成することができ、さらに専用の装置を用意する必要が無いことから、実施が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図２】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図３】発光装置の画素部の構造を説明する図。
【図４】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図５】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図６】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図７】発光素子の構造を説明する図。
【図８】発光装置の画素部の上面図。
【図９】アクティブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図１０】パッシブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図１１】電気器具の一例を示す図。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む膜（以下、「有機化合物層」と記す）を設けた素子に電界を加えることで、蛍光又は燐光が得られる発光素子を用いた発光装置及びその作製方法に関する。尚、本発明における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム(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】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、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。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、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考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の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をマトリクス状に配置して形成された発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）とアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。しかし、画素密度が増えた場合には、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス型の方が低電圧駆動できるので有利であると考えられている。
【０００５】
また、発光素子の中心とも言える有機化合物層（厳密には発光層）となる有機化合物は、低分子系材料と高分子系（ポリマー系）材料とがそれぞれ研究されているが、低分子系材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高い高分子系材料が注目されている。
【０００６】
なお、これらの有機化合物の成膜方法には、インクジェット法や、蒸着法や、スピンコーティング法といった方法が知られているが、高分子系材料を用いてフルカラー化を実現させるための方法としては、インクジェット法が特に良く知られている。
【０００７】
しかし、インクジェット法において、赤、緑、青の発光色を用いてフルカラーのフラットパネルディスプレイを作製する場合には、高精度ステージや自動アライメント機構及びインクヘッドといった専用の装置が必要となる。
【０００８】
また、インクジェット法では高分子系材料を噴射して飛ばすため、塗布面とインクジェット用ヘッドのノズルとの距離を適切なものとしないと液滴が必要外の部分に着弾する、いわゆる飛行曲がりの問題が生じうる。
【０００９】
さらに、インクジェット法では、ノズルから有機化合物を含むインクを吐出させるためにインクの粘度が高くなるとノズルが目詰まりするという問題が生じる。これに対してインクの粘度を低くすると、インクに含まれる有機化合物の濃度が低くなり、同様に成膜した場合における膜厚が薄くなるために、その機能を充分に発揮させることができなかったり、インクを吐出させる回数が増えたりという問題が生じる。
【００１０】
なお、ノズルの目詰まりに関しては、ノズル孔径を大きくすることにより問題を解消することができるが、一方で高精細なパターニングが不可能となるといった難点がある。
【００１１】
なお、これらの飛行曲がり及びノズル孔の目詰まりに関しては上記特開平１１−５４２７０号公報に詳しく明記されている。
【００１２】
また、インクジェット法を用いてパターン形成を行う際にはその成膜精度を高めるために成膜表面に高さのあるバンクの形成したり、表面処理を行ったりすることも必要となる。具体的には、基板をプラズマに曝し、バンク表面のみを撥インク表面にして所望の位置にインクが定着するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したようなインクジェット用の装置の使用、インクの最適化及び成膜表面の処理等が必要となるインクジェット法は、最適な成膜方法とは呼べず、作製の容易性に問題があった。そこで、本発明では、インクジェット法で高分子系材料を成膜する場合に比べ、より簡単に複数の高分子材料を塗り分ける方法を提供し、この方法を用いて作製された発光装置及びその作製方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明において、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒にそれぞれ溶解させた溶液を塗布することにより複数の有機化合物膜からなる積層構造を形成することができる。さらに、この有機化合物膜上にエッチングストッパーとなる導電膜を形成することにより、導電膜と重なる位置に形成されている有機化合物膜を残したエッチングが可能となる。なお、非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる有機化合物膜は、湿式エッチング法または乾式エッチング法によりエッチングすることができ、プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる有機化合物膜は、乾式エッチング法によるエッチングが、これらを組み合わせて用いることにより、複数の高分子系有機化合物からなる有機化合物膜を作り分けることができる。
【００１５】
本明細書で開示する発明の作製方法に関する構成は、第１の高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で塗布面に塗布して第１の有機化合物膜を形成し、第２の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜上に塗布して第２の有機化合物膜を形成し、第２の有機化合物膜上に第１の導電膜をパターン形成し、第２の有機化合物膜の第１の導電膜と重ならない領域を湿式エッチング法によりエッチングし、第３の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜小世に第１の導電膜上に塗布して第３の有機化合物膜を形成し、第３の有機化合物膜上に第２の導電膜をパターン形成し、第３の有機化合物膜の第２の導電膜と重ならない領域と、第１の有機化合物膜の第１の導電膜、及び第２の導電膜と重ならない領域を乾式エッチング法によりエッチングし、第１の導電膜または第２の導電膜と重なる位置に第１の有機化合物膜及び第２の有機化合物膜もしくは第１の有機化合物膜及び第３の有機化合物膜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。
【００１６】
また、その他の構成は、絶縁表面上に複数の陽極を形成し、陽極の端部を覆うように絶縁層をそれぞれ形成し、第１の高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で陽極及び絶縁層上に塗布して第１の有機化合物膜を形成し、第２の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜上に塗布して第２の有機化合物膜を形成し、第２の有機化合物膜上であって第１の陽極と重なる位置に第１の陰極を形成して第１の発光素子を形成し、第２の有機化合物膜の第１の陰極と重ならない領域を湿式エッチング法によりエッチングし、第３の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜、及び第１の陰極上に塗布して第３の有機化合物膜を形成し、第３の有機化合物膜上であって第２の陽極と重なる位置に第２の陰極を形成して第２の発光素子を形成し、第３の有機化合物膜の第２の陰極と重ならない領域を湿式エッチング法によりエッチングし、第４の高分子系有機化合物を非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法で第１の有機化合物膜、第１の導電膜及び第２の導電膜上に塗布して第４の有機化合物膜を形成し、第４の有機化合物膜上であって第３の陽極と重なる位置に第３の陰極を形成して第３の発光素子を形成し、第４の有機化合物膜の第３の陰極と重ならない領域と、第１の有機化合物膜の第１の陰極、第２の陰極及び第３の極と重ならない領域を乾式エッチング法によりエッチングし、第１の陰極、第２の陰極及び第３の陰極と重なる位置に水系有機化合物膜と溶剤系有機化合物膜と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。
【００１７】
なお、上記各構成において、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒または非プロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布することを特徴としている。スピンコート法を用いることにより高分子系材料の成膜法として知られているインクジェット法に比べて成膜される膜の均一性を向上させることができる。
【００１８】
また、上記各構成において、有機化合物膜のエッチングには、湿式エッチング法及び乾式エッチング法を用いることを特徴としている。
【００１９】
また、上記構成において、湿式エッチング法は、非プロトン性溶媒を吐出することにより基板表面に露出している有機化合物膜を除去する方法であり、また乾式エッチング法は、Ｏ2プラズマを照射することにより有機化合物膜を除去することを特徴とする。なお、湿式エッチング法において用いられるエッチング液には、非プロトン性溶媒を用いることができるが、高分子系有機化合物の溶媒に用いるものと必ずしも同一である必要はない。
【００２０】
なお、上記構成において湿式エッチング法を用いることにより非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜のみをエッチングすることができる。また、乾式エッチング法を用いることにより非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜及びプロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜をエッチングすることができる。つまり、溶媒に対する溶解性の異なる高分子系有機化合物からなる積層膜を湿式エッチング法によりエッチングすると、非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜のみがエッチングされるのでプロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜を表面に露出させることができる。また、乾式エッチング法によりエッチングすると両方の膜をエッチングすることができる。
【００２１】
つまり、プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜上に形成される非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜を異なる材料を用いて作り分ける場合、湿式エッチング法を用いて非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる膜のみをエッチングし、素子ごとにこれらの有機化合物層を独立して形成するためのエッチングを行う場合には、乾式エッチング法を用いればよい。
【００２２】
また、有機化合物膜上に形成された導電膜（陰極）がエッチング時のエッチングストッパーとしての機能を果たすことから、導電膜（陰極）と重なる位置に形成されている有機化合物膜は、湿式エッチング法及び湿式エッチング法のいずれの場合においてもエッチングされることはない。
【００２３】
なお、上記構成において、プロトン性溶媒に可溶な正孔注入性の高分子系有機化合物とは、主に水に可溶な高分子系有機化合物のことをいい、具体的にはＰＥＤＯＴ（poly(3,4‐ethylene dioxythiophene)）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の共役系高分子材料である。
【００２４】
上記構成における有機化合物層を形成する非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物は、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体などの有機溶媒に可溶な物質から選ばれた一種または複数種であることを特徴とする。
【００２５】
ポリパラフェニレンビニレン誘導体としては、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶやポリ（２−ジアルコキシフェニル−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶを用いることができ、具体的にはポリ（２−メトキシ−５−（２−エチル−ヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン）：ＭＥＨ−ＰＰＶやポリ（２，５−ジメチルオクチルシリル−１，４−フェニレンビニレン）：ＤＭＯＳ−ＰＰＶといった材料を用いることができる。
【００２６】
ポリパラフェニレン誘導体としては、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）：ＲＯ−ＰＰＰを用いることができる。具体的には、perfluoropylated-PPP：ＦＰ−ＰＰＰ等を用いることができる。
【００２７】
ポリチオフェン誘導体としては、ポリ（３−アルキルチオフェン）：ＰＡＴを用いることができ、具体的にはポリ（３−ヘキシルチオフェン）：ＰＨＴ、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）：ＰＣＨＴといった材料を用いることができる。その他にもポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）：ＰＣＨＭＴ、ポリ（３−［４−オクチルフェニル］−２，２’ビチオフェン）：ＰＴＯＰＴ、ポリ（３−（４オクチルフェニル）−チオフェン）：ＰＯＰＴ−１等を用いることもできる。
【００２８】
ポリフルオレン誘導体としては、ポリ（ジアルキルフルオレン）：ＰＤＡＦを用いることができ、具体的にはポリ（ジオクチルフルオレン）：ＰＤＯＦといった材料を用いることができる。
【００２９】
ポリアセチレン誘導体としては、ポリプロピルフェニルアセチレン：ＰＰＡ−ｉＰｒ、ポリブチルフェニルフェニルアセチレン：ＰＤＰＡ−ｎＢｕ、ポリヘキシルフェニルアセチレン：ＰＨＰＡといった材料を用いることができる。
【００３０】
また、上記構成において非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物には、前駆体が非プロトン性溶媒に可溶であり、スピンコート法による成膜後にこれを熱処理することにより高分子化させることが可能なものも含める。
【００３１】
また、上記各構成において前記非プロトン性溶媒は、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、アニソール、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、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、ジオキサンまたは、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）から選ばれた１種または複数種であることを特徴としている。
【００３２】
また、上記各構成において、有機化合物膜の形成は、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴としている。なお、酸素濃度は５００ｐｐｍ以下となるようにする。
【００３３】
なお、本発明の方法を実施することにより得られる発光装置の構造としては、第１の陽極と接して形成された第１の有機化合物層と、第１の有機化合物層と接して形成された第２の有機化合物層と、第２の有機化合物層と接して形成された第１の陰極とからなる第１の発光素子と、
第２の陽極と接して形成された第３の有機化合物層と、第３の有機化合物層と接して形成された第４の有機化合物層と、第４の有機化合物層と接して形成された第２の陰極とからなる第２の発光素子と、
第３の陽極と接して形成された第５の有機化合物層と、第５の有機化合物層と接して形成された第６の有機化合物層と、第６の有機化合物と接して形成された第３の陰極とからなる第３の発光素子と、第１の陰極、前記第２の陰極及び前記第３の陰極と接して形成される導電膜を有し、
第１の発光素子が有する第１の有機化合物層及び前記第２の有機化合物層は、第１の陰極と重なっており、
第２の発光素子が有する第３の有機化合物層及び前記第４の有機化合物層は、第２の陰極と重なっており、
第３の発光素子が有する第５の有機化合物層及び前記第６の有機化合物層は、第３の陰極と重なっており、
導電膜は第１の有機化合物層乃至第６の有機化合物層と接することを特徴とする。
【００３４】
なお、各発光素子が有する第１の有機化合物層、第２の有機化合物層及び第３の有機化合物層は、同一の材料で同時に形成されるが、乾式エッチング法によるエッチングを行うことにより、それぞれ独立して形成される。
【００３５】
なお、ここでは、４種類の高分子系有機化合物を用いて３種類の発光素子を形成する場合について説明したが、これに限られることはなく３種類の高分子系有機化合物を用いて２種類の発光素子を形成しても良いが、５種類以上の高分子系有機化合物を用いて４種類以上の発光素子を形成することもできる。
【００３６】
以上のように、湿式エッチング法と乾式エッチング法を組み合わせて用いることによりプロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物と非プロトン性溶媒に可溶な高分子系有機化合物からなる有機化合物層の形成が可能となる。
【００３７】
【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。
【００３８】
図１（Ａ）に示すように基板１０１上に第１の陽極１０２ａ及び第２の陽極１０２ｂが形成されている。なお、本発明では、基板１０１として、透光性を有するガラスや石英を用い、陽極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）として透光性の導電性材料を用いる。
【００３９】
また、陽極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）の端部を覆うように絶縁性の材料からなる絶縁層１０３が形成されている。
【００４０】
次に図１（Ｂ）に示すように陽極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）及び絶縁層１０３を覆うように第１の有機化合物膜が形成される。なお、本実施の形態において第１の有機化合物膜を形成する高分子系有機化合物としては、仕事関数が大きく、正孔注入性の性質を有するＰＥＤＯＴを用い、これらを水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１００℃で１０分間加熱することにより水分を除去し、第１の有機化合物膜１０４を形成する。
【００４１】
さらに、第１の有機化合物膜１０４上に第２の有機化合物膜１０５を形成する。本実施の形態において第２の有機化合物膜１０５を形成する高分子系有機化合物としては、非プロトン性溶媒に可溶なポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体などを用いることができる。
【００４２】
なお、ここで用いる高分子系有機化合物としてポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶを用い、これをトルエンに溶解させた溶液をスピンコート法により第１の有機化合物膜１０４上に塗布し、さらにこれを８０℃で３分間加熱してトルエンを除去し、第２の有機化合物膜１０５を形成する（図１（Ｃ））。
【００４３】
次に第２の有機化合物膜１０５上に第１の陰極１０６を形成する。なお、ここで形成する第１の陰極１０６は、第２の有機化合物膜１０５を発光素子の有機化合物層に含む第１の陽極１０２ａと重なる位置にのみメタルマスクを用いて蒸着法により形成する。
【００４４】
ここで、第１の陰極１０６に覆われることなく表面に露出している第２の有機化合物膜を湿式エッチング法によりエッチングする。なお、ここで用いるエッチャントとしては、先に挙げた非プロトン性溶媒を用いることができるが、ここではトルエンを用い、スピン回転させている基板表面に吐出させることによりエッチングを行う。
【００４５】
湿式エッチング処理を行うことにより、第１の陰極１０６で覆われた第２の有機化合物膜のみを残して、それ以外の第２の有機化合物膜を除去することができる。なお、ここでエッチングされずに残った部分を第２の有機化合物層１０７と呼ぶことにする（図１（Ｅ））。
【００４６】
次に、第１の陰極１０６及び第１の有機化合物膜１０４上に第３の有機化合物膜を形成する。なお、ここでは、高分子系有機化合物としてポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１，４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶを用い、これをトルエンに溶解させた溶液をスピンコート法により第１の有機化合物膜１０４及び第１の陰極１０６上に塗布し、さらにこれを８０℃で３分間加熱してトルエンを除去し、第３の有機化合物膜１０８を形成する（図２（Ａ））。
【００４７】
次に第３の有機化合物膜１０８上に第２の陰極１０９を形成する。なお、ここで形成する第２の陰極１０８は、第３の有機化合物膜１０８を発光素子の有機化合物層に含む第２の陽極１０２ｂと重なる位置にのみメタルマスクを用いて蒸着法により形成する。
【００４８】
ここで、Ｏ２プラズマを用いた乾式エッチング処理を行うことにより、第２の陰極１０９で覆われた第３の有機化合物膜のみを残して、それ以外の第３の有機化合物膜を除去することができる。なお、ここでエッチングされずに残った部分を第３の有機化合物層１１０と呼ぶことにする（図２（Ｃ））。
【００４９】
さらに、この乾式エッチング処理では、先に形成されている第１の有機化合物膜をも同時にエッチングすることができる。なお、この時エッチングされるのは、第１の陰極１０６及び第２の陰極１０９に覆われていない第１の有機化合物膜である。これにより、図２（Ｃ）に示すように第１の陰極１０６及び第２の陰極１０９と重なる位置に第１の有機化合物層１１１を形成することができる。
【００５０】
以上により、第１の陽極１０２ａ、第１の有機化合物層１１１と第２の有機化合物層１０７からなる有機化合物層及び第１の陰極１０６とを有する第１の発光素子１１２と、第２の陽極１０２ｂ、第１の有機化合物層１１１と第３の有機化合物層１１０からなる有機化合物層、及び第２の陰極１０９とを有する第２の発光素子１１３とを形成することができる。
【００５１】
さらに、図２（Ｄ）に示すように導電性材料からなる補助電極１１４を形成することにより、陰極（１０６、１０９）の膜抵抗を低くすると共に陰極との接続配線を形成することができる。
【００５２】
このようにして、陰極をエッチングストッパーとする有機化合物層のパターニングを行い、湿式エッチング法及び乾式エッチング法とを組み合わせたエッチングを行うことにより複数の有機化合物層の作り分けが可能となり、異なる発光を呈する発光素子の形成が可能となる。
【００５３】
なお、本実施の形態において２種類の有機化合物層を形成することにより２種類の発光素子を作製する方法について説明したが、これに限られることはなく図３に示すように陰極のパターニング及び湿式エッチング処理を繰り返すことにより４種類の高分子系有機化合物を用いて、３種類の発光素子を有する発光装置を形成することができる。
【００５４】
なお、図３において、基板３０１上に第１〜第３の陽極（３０２ａ〜３０２ｃ）が形成されており、第１の発光素子３０３は、第１の陽極上３０２ａに第１の有機化合物層３０４ａ、第２の有機化合物層３０５、及び第１の陰極３０６ａが形成されており、第２の発光素子３０７は、第２の陽極上３０２ｂに第３の有機化合物層３０４ｂ、第２の有機化合物層３０８、及び第１の陰極３０６ｂが形成されており、第３の発光素子３０９は、第２の陽極上３０２ｃに第３の有機化合物層３０４ｃ、第２の有機化合物層３１０、及び第１の陰極３０６ｃが形成されている。また、各発光素子の陰極（３０６ａ〜３０６ｃ）と接して導電膜からなる補助電極３１１が形成されている。
【００５５】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、アクティブマトリクス型の発光装置を本発明の作製方法を用いて作製する方法について説明する。
【００５６】
図４（Ａ）には、基板上に形成される画素部４０１の一部を示す。なお、画素部４０１には、複数の画素４０２がマトリクス状に形成されている。なお図４（Ａ）の画素部４０１を点線ＰＰ’で切断した際に現れる断面図を図４（Ｂ）に示す。
【００５７】
図４（Ｂ）において、基板４０３上には発光素子を駆動するためのＴＦＴ４０４（以下電流制御用ＴＦＴと呼ぶ）が形成されている。
【００５８】
なお、本実施例では基板４０３としてガラス基板を用いるが、透光性のものであれば如何なる材料を用いても良い。また、電流制御用ＴＦＴ４０４の作製方法は公知のＴＦＴの作製方法に従えば良い。なお、その構造はトップゲート型ＴＦＴであってもボトムゲート型ＴＦＴであっても良い。
【００５９】
電流制御用ＴＦＴ４０４上には、絶縁材料からなる層間絶縁膜４０５が形成される。なお、ここで用いる材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素といった珪素を含む絶縁材料で形成しても良いし、ポリイミド、ポリアミド、アクリル、ポリイミドアミドといった有機材料を用いて形成することもできる。なお、本実施例においては、０．８〜１．３μｍの膜厚で形成すればよい。
【００６０】
次いで、発光素子の陽極となる透光性を有する導電膜、ここではＩＴＯ（indium tin oxides）膜を成膜する。また、導電膜としては、陰極を形成する材料よりも仕事関数の大きい材料を用い、さらにＩＴＯ膜よりもシート抵抗の低い材料、具体的には白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、もしくはニッケル(Ｎｉ)といった材料を用いることができる。なお、この時の導電膜の膜厚は、０．１〜１μｍとするのが望ましい。続いて、この導電膜をエッチングして陽極４０６（第１〜第３の陽極：４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ）を形成する。
【００６１】
また、陽極４０６上にポリイミド、アクリル、ポリイミドアミドから成る有機樹脂膜を形成し、陽極４０６上に開口部を有する絶縁層４０７を形成する。なお、この時の開口部の形成には、ドライエッチング法もしくはウエットエッチング法を用いることができる。なお、絶縁層４０７は、陽極４０６の端部を覆うように形成する。また、その後形成する有機化合物層の被覆性を良くするために縁をテーパー状に形成してもよい。
【００６２】
なお、先に形成された電流制御用ＴＦＴ４０４は層間絶縁膜４０５の開口部を通じて陽極４０６と電気的に接続されている。
【００６３】
次に、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布する。なお、ここでは、高分子系有機化合物としてＰＥＤＯＴを用い、これを水に溶解させた溶液を用いる。また、溶液の塗布を行う前に成膜する基板をオゾン水等で洗浄することが望ましい。
【００６４】
さらに、基板上に紫外線を１０分程度照射することにより基板表面を親水性にする処理を施す。
【００６５】
なお、スピン塗布におけるスピン回転数を１５００ｒｐｍとし、３０秒間処理を行う。これにより、２０〜８０ｎｍの膜厚で第１の有機化合物膜４０８を形成することができる（図４（Ｃ））。なお、成膜後に１００℃で５〜１５分間加熱処理を行い水分の除去を行う。
【００６６】
次に、第１の発光素子の発光層となる第２の有機化合物膜４０９の成膜を行う。なお、本実施例では、第２の有機化合物膜４０９を形成する材料として、緑色の発光を示すポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１．４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶを非プロトン性溶媒である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する。成膜後に、８０℃で３分間熱処理を行うことによりトルエンを揮発させ、８０ｎｍの膜厚を得る。
【００６７】
ここで、第２の有機化合物を発光層とする発光素子の第１の陽極４０６ａと重なる位置にメタルマスクを用いて蒸着法により第１の陰極４１０を形成する。なお、第１の陰極４１０の材料としては、Ａｌ：Ｌｉ合金を用い、１００〜１２０ｎｍの膜厚で形成する。陰極を形成する材料としては、ＡｌＬｉ合金の他に、ＭｇＡｇ合金や周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜を用いることもできる。
【００６８】
第１の陰極４１０が形成されずに表面に露出している第２の有機化合物膜にスピンコート法でトルエンを吐出することによりエッチングする。これにより図５（Ａ）に示すように第２の有機化合物層４１１を形成することができる。
【００６９】
次に、第２の発光素子の発光層となる第３の有機化合物膜４１２の成膜を行う。なお、本実施例では、第３の有機化合物膜４１２を形成する材料として、青色の発光を示すポリ（９，９’−ジアルキルフルオレン）：ＰＤＡＦ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する。成膜後に、８０℃で３分間熱処理を行うことによりトルエンを揮発させ、８０ｎｍの膜厚を得る。
【００７０】
ここで、第３の有機化合物を発光層とする発光素子の第２の４０６ｂ陽極と重なる位置にメタルマスクを用いて蒸着法により第２の陰極４１３を形成する。なお、第２の陰極４１３の材料としては、第１の陰極４１０と同様にＡｌ：Ｌｉ合金を用い、１００〜１２０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７１】
そして、スピンコート法でトルエンを吐出することにより第２の陰極４１３に覆われることなく表面に露出している第３の有機化合物膜をエッチングする。これにより図５（Ｄ）に示すように第３の有機化合物層４１４を形成することができる。
【００７２】
次に、第３の発光素子の発光層となる第４の有機化合物膜４１５の成膜を行う。なお、本実施例では、第４の有機化合物膜４１５を形成する材料として、赤色の発光を示すポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶ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する。成膜後に、８０℃で３分間熱処理を行うことによりトルエンを揮発させ、８０ｎｍの膜厚を得る。
【００７３】
ここで、第４の有機化合物を発光層とする発光素子の第３の陽極４０６ｃと重なる位置にメタルマスクを用いて蒸着法により第３の陰極４１６を形成する。なお、第３の陰極４１６の材料としては、第１の陰極４１０と同様にＡｌ：Ｌｉ合金を用い、１００〜１２０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７４】
そして、第３の陰極４１６が形成されずに表面に露出している第４の有機化合物膜と、先に成膜されており第１の陰極４１０、第２の陰極４１３及び第３の陰極４１６と重ならない位置にある第１の有機化合物膜４０８にＯ２プラズマを照射してエッチングする。これにより図６（Ｃ）に示すように第４の有機化合物層４１７及び第１の有機化合物層４１８を形成することができる。
【００７５】
なお、Ｏ２プラズマ照射の際には、酸素を２５ｓｃｃｍ導入し、圧力を２．２Ｐａ、ＲＦ電力５０〜１００Ｗ／ｃｍ2でプラズマを生成して１〜２分間処理する。なお、基板温度は室温とする。
【００７６】
以上により、図７に示すように同一基板上に陽極と陰極との間にプロトン性溶媒に可溶な有機化合物層（１）及び非プロトン性有機化合物層（２）とが積層された有機化合物層を有する第１の発光素子４１９、第２の発光素子４２０、及び第３の発光素子４２１を作り分けることができる。なお、図７には、図４〜図６と同一の記号を用いているので参照すればよい。
【００７７】
さらに図６（Ｄ）に示すようにこれまで形成された発光素子を覆うように補助電極４２１が形成される。なお、補助電極４２１を形成する材料としてはＡｌを用いることができ、１２０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。このように補助電極４２１を形成することにより、陰極の抵抗を低くすることができる。
【００７８】
（実施例２）
実施例１では有機化合物層を形成する高分子系有機化合物のうち、非プロトン性溶媒に可溶であり、発光性を有する高分子系有機化合物を使用した例を示したが、本発明においては、非プロトン性溶媒に難溶もしくは不溶であっても分散させておけば用いることができる。また発光性以外の機能を有する有機化合物を混合させて用いることも可能であることから、以下に本発明において用いることのできる有機化合物を挙げる。
【００７９】
発光性以外の機能としては、正孔輸送性、電子輸送性といった機能が挙げられる。また、これらの材料は高分子系有機化合物に限られることはなく低分子系有機化合物であっても良い。
【００８０】
例えば、正孔輸送性を有する材料として知られている芳香族アミン系の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(TPD)、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」と記す）や、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」と記す）、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」と記す）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。
【００８１】
また、電子輸送性を有する材料としては、金属錯体であるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、「Alq3」と記す）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、「Almq3」と記す）、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」と記す）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」と記す）などがある。また、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」と記す）、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」と記す）などのオキサゾール系、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」と記す）、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」と記す）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」と記す）、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」と記す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、「BPhen」と記す）バソキュプロイン（以下、「BCP」と記す）などのフェナントロリン誘導体が挙げられる。
【００８２】
また、蛍光色素や三重項発光材料を用いることも可能である。蛍光色素としては、スチリル色素である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：ＤＣＭ、クマリン−５４０、ルブレン、ローダミン６Ｇ、ペリレン、キナクリドン、ピラゾリン等が挙げられる。また、三重項発光材料としては、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）、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」と記す）などが知られている。
【００８３】
また、三重項発光材料を用いる場合には、ブロッキング材料としては、先に述べたBAlq、OXD−7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等を混合しておくことが好ましい。
【００８４】
また、その他にも以下に示す様な高分子系有機化合物を用いることもできる。
【００８５】
すなわち、ポリ（１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（１，４−ナフタレンビニレン）、ポリ（２−フェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（３−フェニルチオフェン）、ポリ（１，４−フェニレン）、ポリ（２，７−フルオレン）といった材料を用いることもできる。
【００８６】
以上で述べたような各機能を有する材料を各々組み合わせて用いることにより、従来よりも駆動電圧が低い上に素子の寿命が長い有機発光素子を作製することができる。なお、本実施例の構成は、実施例１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。
【００８７】
（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８（Ａ）に、回路図を図８（Ｂ）に示す。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は共通の符号を用いるので互いに参照すればよい。
【００８８】
本実施例において、８０２の領域で示されているＴＦＴをスイッチング用ＴＦＴと呼び、８０６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ＴＦＴ８０２のソースはソース信号線８１５に接続され、ドレインはドレイン配線８０５に接続される。また、ドレイン配線８０５は電流制御用ＴＦＴ８０６のゲート電極８０７に電気的に接続される。
【００８９】
また、スイッチング用ＴＦＴ８０２のチャネル領域８０４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８０３と電気的に接続されたゲート電極８０８と重なっている。
【００９０】
また、電流制御用ＴＦＴ８０６のソースは電流供給線８１６に電気的に接続され、ドレインはドレイン配線８１７に電気的に接続される。また、ドレイン配線８１７は点線で示される陽極（画素電極）８１８に電気的に接続される。
【００９１】
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。
【００９２】
（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発光装置の外観図について図９を用いて説明する。なお、図９（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された９０１はソース信号線駆動回路、９０２は画素部、９０３はゲート信号線駆動回路である。また、９０４はカバー材、９０５はシール剤であり、シール剤９０５で囲まれた内側は、空間になっている。
【００９３】
なお、９０８はソース信号線駆動回路９０１及びゲート信号線駆動回路９０３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）９０９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。
【００９４】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板９１０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信号線駆動回路９０１と画素部９０２が示されている。
【００９５】
なお、ソース信号線駆動回路９０１はｎチャネル型ＴＦＴ９１３とｐチャネル型ＴＦＴ９１４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。
【００９６】
また、画素部９０２は電流制御用ＴＦＴ９１１とそのドレインに電気的に接続された陽極９１２を含む複数の画素により形成される。
【００９７】
また、陽極９１２の両端には絶縁体９１５が形成され、陽極９１２上には第１の有機化合物層９１６及び第２の有機化合物層９１７からなる有機化合物層が形成される。さらに、第２の有機化合物層９１７上には陰極９１８が形成される。これにより、陽極、有機化合物層及び陰極からなる発光素子９１９が形成される。
【００９８】
陰極９１８は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線９０８を経由してＦＰＣ９０９に電気的に接続されている。
【００９９】
また、基板９１０上に形成された発光素子９１９を封止するためにシール剤９０５によりカバー材９０４を貼り合わせる。なお、カバー材９０４と発光素子９１９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９０５の内側の空間９０７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９０５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９０５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９０７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。
【０１００】
また、本実施例ではカバー材９０４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９０５を用いてカバー材９０４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。
【０１０１】
以上のようにして発光素子を空間９０７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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（実施例５）
本実施例では本発明の作製方法によりパッシブ型（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１０を用いる。図１０において、１００１はガラス基板、１００２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１０では図示されていないが、複数本の陽極が紙面に垂直な方向へストライプ状に配列されている。
【０１０４】
また、ストライプ状に配列された陽極１００２と交差するようにバンク１００３が形成される。バンク１００３は陽極１００２と接して紙面に垂直な方向に形成されている。
【０１０５】
次に、積層構造を有する有機化合物層が形成される。本実施例においては、まず、第１の有機化合物膜１００４として、ＰＥＤＯＴを水に溶解させた溶液をスピンコート法により塗布し、これを１００℃で１０分間加熱することにより水分を除去して３０〜５０ｎｍの膜厚で第１の有機化合物膜を形成する。
【０１０６】
次に第２の有機化合物膜として、ポリ（２−（ジアルコキシフェニル）−１．４−フェニレンビニレン）：ＲＯＰｈ−ＰＰＶ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第２の有機化合物膜（図示せず）が５０〜１５０ｎｍの膜厚で形成される。
【０１０７】
次に第１の陰極１００８ａが形成される。なおここで形成される第１の陰極１００８ａは、第２の有機化合物膜からなる発光素子が形成される領域のみにメタルマスクを用いて形成する。
【０１０８】
第１の陰極１００８ａを形成したところで、トルエンを用いた湿式エッチングを行う。なお、スピンコート法を用いて基板上にトルエンを吐出することにより第１の陰極１００８ａに覆われていない第２の有機化合物膜をエッチングする。なお、エッチング終了後、再び基板を８０℃で３分間加熱することにより、エッチングに用いたトルエンを揮発させることができる。これにより第２の有機化合物層１００５を形成することができる。
【０１０９】
エッチングが終了したところで、第３の有機化合物膜としてポリ（９，９’−ジアルキルフルオレン）：ＰＤＡＦ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第３の有機化合物膜（図示せず）が５０〜１５０ｎｍの膜厚で形成される。
【０１１０】
次に第２の陰極１００８ｂが形成される。なおここで形成される第２の陰極１００８ｂは、第３の有機化合物膜からなる発光素子が形成される領域のみにメタルマスクを用いて形成する。
【０１１１】
第２の陰極１００８ｂを形成したところで、同様にトルエンを用いた湿式エッチングを行う。なお、エッチング終了後、同様に基板を８０℃で３分間加熱して、エッチングに用いたトルエンを揮発させることができる。これにより第３の有機化合物層１００６を形成することができる。
【０１１２】
エッチングが終了したところで、第４の有機化合物膜としてポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４フェニレンビニレン）：ＲＯ−ＰＰＶ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第４の有機化合物膜（図示せず）が５０〜１５０ｎｍの膜厚で形成される。
【０１１３】
次に第３の陰極１００８ｃが形成される。なおここで形成される第３の陰極１００８ｃは、第４の有機化合物膜からなる発光素子が形成される領域のみにメタルマスクを用いて形成する。
【０１１４】
第３の陰極１００８ｃを形成したところで、Ｏ2プラズマを用いた乾式エッチングを行う。この乾式エッチングにより、第３の陰極１００８ｃで覆われていない第４の有機化合物膜だけでなく、先に形成されている第１の有機化合物膜も同時にエッチングすることができる。これにより第４の有機化合物層１００６及び第１の有機化合物層１００４を形成することができる。
【０１１５】
以上により、複数の有機化合物層を有する発光素子が得られる。なお、本実施例では、第１の有機化合物層と第２の有機化合物層、第１の有機化合物層と第３の有機化合物層、第１の有機化合物層と第４の有機化合物層の積層で形成される層を全て有機化合物層と呼ぶ。また、これらの有機化合物層はバンク１００３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。
【０１１６】
そして、第１の陰極１００８ａ、第２の陰極１００８ｂ、第３の陰極１００８ｃを電気的に接続するための接続配線１００９を蒸着法により形成する。なお、本実施例における接続配線の材料はＡｌとする。
【０１１７】
以上のようにして基板１００１上に発光素子を形成する。なお、本実施例では下側の電極が透光性の陽極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１００１）に放射される。
【０１１８】
次に、カバー材１０１０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。
【０１１９】
こうして用意したカバー材１０１０は、紫外線硬化樹脂でなるシール剤１０１２により貼り合わされる。なお、シール剤１０１２の内側１０１１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１０１１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。最後に異方導電性フィルム（ＦＰＣ）１０１３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に示したい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。
【０１２０】
（実施例６）
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。
【０１２１】
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１１に示す。
【０１２２】
図１１（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。
【０１２３】
図１１（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。
【０１２４】
図１１（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。
【０１２５】
図１１（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。
【０１２６】
図１１（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。
【０１２７】
図１１（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。
【０１２８】
図１１（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。
【０１２９】
ここで図１１（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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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５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。
【０１３４】
【発明の効果】
本発明の作製方法を用いることにより複数の高分子材料により形成された有機化合物層を有する発光素子を作り分けることができる。また、本発明における高分子材料の成膜には、従来のスピンコート法を用いることができるので、インクジェット法に比べて均一な膜を形成することができ、さらに専用の装置を用意する必要が無いことから、実施が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図２】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図３】発光装置の画素部の構造を説明する図。
【図４】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図５】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図６】本発明の発光装置の作製工程を説明する図。
【図７】発光素子の構造を説明する図。
【図８】発光装置の画素部の上面図。
【図９】アクティブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図１０】パッシブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図１１】電気器具の一例を示す図。
Claims (11)
- 電極上に正孔注入性の第１の有機化合物膜を形成する第１の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第２の有機化合物膜を形成する第２の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜上に第１の導電膜を形成する第３の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜の前記第１の導電膜と重ならない領域を、非プロトン性溶媒を用いて、湿式エッチング法によりエッチングする第４の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第３の有機化合物膜を形成する第５の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜上に第２の導電膜を形成する第６の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜の前記第２の導電膜と重ならない領域と、前記第１の有機化合物膜の前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜と重ならない領域と、を乾式エッチング法によりエッチングする第７の工程を有し、
前記第１の工程から前記第７の工程を順に行うことによって、
前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第２の有機化合物膜及び前記第１の導電膜を有する第１の発光素子、
及び、前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜及び前記第２の導電膜を有する第２の発光素子、を有する発光装置を作製し、
前記第１の有機化合物膜は、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより形成し、
前記第２の有機化合物膜及び前記第３の有機化合物膜は非プロトン性溶媒を溶媒とする溶液を塗布することにより形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 電極上に正孔注入性の第１の有機化合物膜を形成する第１の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第２の有機化合物膜を形成する第２の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜上に第１の導電膜を形成する第３の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜の前記第１の導電膜と重ならない領域を、非プロトン性溶媒を用いて、湿式エッチング法によりエッチングする第４の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第３の有機化合物膜を形成する第５の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜上に第２の導電膜を形成する第６の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜の前記第２の導電膜と重ならない領域と、前記第１の有機化合物膜の前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜と重ならない領域とにＯ２プラズマを照射してエッチングする第７の工程を有し、
前記第１の工程から前記第７の工程を順に行うことによって、
前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第２の有機化合物膜及び前記第１の導電膜を有する第１の発光素子、
及び、前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜及び前記第２の導電膜を有する第２の発光素子、を有する発光装置を作製し、
前記第１の有機化合物膜は、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより形成し、
前記第２の有機化合物膜及び前記第３の有機化合物膜は非プロトン性溶媒を溶媒とする溶液を塗布することにより形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１または請求項２において、
前記第１の有機化合物膜は、ＰＥＤＯＴまたはポリアニリンを用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第２の有機化合物膜及び前記第３の有機化合物膜は、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体から選ばれた一種または複数種を用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第２の有機化合物膜及び前記第３の有機化合物膜は、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２−ジアルコキシフェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチル−ヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−ジメチルオクチルシリル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）、ポリ（３−［４−オクチルフェニル］−２，２’ビチオフェン）、ポリ（３−（４オクチルフェニル）−チオフェン）、ポリ（ジアルキルフルオレン）、ポリ（ジオクチルフルオレン）から選ばれた一種または複数種を用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 絶縁表面上に陽極を形成する第１の工程を有し、
陽極の端部を覆うように絶縁層を形成する第２の工程を有し、
前記陽極及び前記絶縁層上に正孔注入性の第１の有機化合物膜を形成する第３の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第２の有機化合物膜を形成する第４の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜上に第１の導電膜を形成する第５の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜の前記第１の導電膜と重ならない領域を、非プロトン性溶媒を用いて、湿式エッチング法によりエッチングする第６の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第３の有機化合物膜を形成する第７の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜上に第２の導電膜を形成する第８の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜の前記第２の導電膜と重ならない領域を、非プロトン性溶媒を用いて、湿式エッチング法によりエッチングする第９の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第４の有機化合物膜を形成する第１０の工程を有し、
前記第４の有機化合物膜上に第３の導電膜を形成する第１１の工程を有し、
前記第４の有機化合物膜の前記第３の導電膜と重ならない領域と、前記第１の有機化合物膜の前記第１の導電膜、前記第２の導電膜及び前記第３の導電膜と重ならない領域とを乾式エッチング法によりエッチングする第１２の工程を有し、
前記第１の工程から前記第１２の工程を順に行うことによって、
前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第２の有機化合物膜及び前記第１の導電膜を有する第１の発光素子、
前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜及び前記第２の導電膜を有する第２の発光素子、
及び、前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第４の有機化合物膜及び前記第３の導電膜を有する第３の発光素子、を有する発光装置を作製し、
前記第１の有機化合物膜は、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより形成し、
前記第２の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜及び前記第４の有機化合物膜は非プロトン性溶媒を溶媒とする溶液を塗布することにより形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 絶縁表面上に陽極を形成する第１の工程を有し、
陽極の端部を覆うように絶縁層を形成する第２の工程を有し、
前記陽極及び前記絶縁層上に正孔注入性の第１の有機化合物膜を形成する第３の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第２の有機化合物膜を形成する第４の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜上に第１の導電膜を形成する第５の工程を有し、
前記第２の有機化合物膜の前記第１の導電膜と重ならない領域を、非プロトン性溶媒を用いて、湿式エッチング法によりエッチングする第６の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第３の有機化合物膜を形成する第７の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜上に第２の導電膜を形成する第８の工程を有し、
前記第３の有機化合物膜の前記第２の導電膜と重ならない領域を、非プロトン性溶媒を用いて、湿式エッチング法によりエッチングする第９の工程を有し、
前記第１の有機化合物膜上に発光性の第４の有機化合物膜を形成する第１０の工程を有し、
前記第４の有機化合物膜上に第３の導電膜を形成する第１１の工程を有し、
前記第４の有機化合物膜の前記第３の導電膜と重ならない領域と、前記第１の有機化合物膜の前記第１の導電膜、前記第２の導電膜及び前記第３の導電膜と重ならない領域とにＯ２プラズマを照射してエッチングする第１２の工程を有し、
前記第１の工程から前記第１２の工程を順に行うことによって、
前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第２の有機化合物膜及び前記第１の導電膜を有する第１の発光素子、
前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜及び前記第２の導電膜を有する第２の発光素子、
及び、前記電極、前記第１の有機化合物膜、前記第４の有機化合物膜及び前記第３の導電膜を有する第３の発光素子、を有する発光装置を作製し、
前記第１の有機化合物膜は、高分子系有機化合物をプロトン性溶媒に溶解させた溶液を塗布することにより形成し、
前記第２の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜及び前記第４の有機化合物膜は非プロトン性溶媒を溶媒とする溶液を塗布することにより形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項６または請求項７において、
前記第１の有機化合物膜は、ＰＥＤＯＴまたはポリアニリンを用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項６乃至請求項８のいずれか一において、
前記第２の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜、及び前記第４の有機化合物膜は、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリアルキルフェニレン、ポリアセチレン誘導体から選ばれた一種または複数種を用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項６乃至請求項９のいずれか一において、
前記第２の有機化合物膜、前記第３の有機化合物膜、及び前記第４の有機化合物膜は、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２−ジアルコキシフェニル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチル−ヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−ジメチルオクチルシリル−１，４−フェニレンビニレン）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレン）、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−ヘキシルチオフェン）、ポリ（３−シクロヘキシルチオフェン）、ポリ（３−シクロヘキシル−４−メチルチオフェン）、ポリ（３−［４−オクチルフェニル］−２，２’ビチオフェン）、ポリ（３−（４オクチルフェニル）−チオフェン）、ポリ（ジアルキルフルオレン）、ポリ（ジオクチルフルオレン）から選ばれた一種または複数種を用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
前記非プロトン性溶媒として、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、アニソール、ジクロロメタン、γブチルラクトン、ブチルセルソルブ、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、ジオキサンまたは、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ることを特徴とする発光装置の作製方法。
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