发光元件、显示模块、照明模块、发光装置、显示装置、电子设备及照明装置的制造方法_4

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与图IA所示的化层103同样的结构。就是说,图IA所示的发光元 件具有一个发光单元,本实施方式的发光元件具有多个发光单元。
[0139] 在图IB中,在第一电极501和第二电极502之间层叠有第一发光单元511和第二发 光单元512,并且在第一发光单元511和第二发光单元512之间设置有电荷产生层513。第一 电极501和第二电极502分别相当于图IA中的第一电极101和第二电极102,并且可W应用与 图IA所说明的同样的材料。另外,第一发光单元511和第二发光单元512可W具有相同结构 或不同结构。
[0140] 电荷产生层513包含由有机化合物和金属氧化物构成的复合材料。作为该由有机 化合物和金属氧化物构成的复合材料,可W使用图IA所示的可W用于空穴注入层111的复 合材料。作为有机化合物,优选应用其空穴迁移率为lXl(T 6cm2/VsW上的有机化合物。注 意,只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质,就可W使用运些W外的物质。因为由有机 化合物和金属氧化物构成的复合材料具有优良的载流子注入性、载流子传输性,所W可W 实现低电压驱动、低电流驱动。另外,当发光单元的阳极一侧的表面与电荷产生层接触时, 可W使电荷产生层具有发光单元的空穴传输层的功能,所W该发光单元也可W不设置空穴 传输层。
[0141] 注意,也可W通过组合包含由有机化合物和金属氧化物构成的复合材料的层与由 其他材料构成的层的叠层结构来形成电荷产生层513。例如,也可W组合包含由有机化合物 和金属氧化物构成的复合材料的层与包含选自具有电子给予性的物质中的化合物和具有 高电子传输性的化合物的层。另外,也可W组合包含由有机化合物和金属氧化物构成的复 合材料的层与透明导电膜。
[0142] 夹在第一发光单元511和第二发光单元512之间的电荷产生层513只要是如下层即 可:在将电压施加到第一电极501和第二电极502时,将电子注入到发光单元中的一侧并且 将空穴注入到发光单元中的另一侧。例如,电荷产生层513是如下层即可:在图IB中,在W使 第一电极的电位高于第二电极的电位的方式施加电压的情况下,将电子注入到第一发光单 元511并且将空穴注入到第二发光单元512。
[0143] 虽然在图IB中说明了具有两个发光单元的发光元件,但是可W同样地应用层叠= 个W上的发光单元的发光元件。如根据本实施方式的发光元件,通过在一对电极之间将多 个发光单元使用电荷产生层隔开并配置,该发光元件可W在保持低电流密度的同时在高亮 度区域发光,从而可W实现具有更长使用寿命的发光元件。另外,可W实现能够进行低电压 驱动且耗电量低的发光装置。
[0144] 另外,通过在多个单元中的至少一个中使用上述发光层113的结构,可W缩减该单 元的制造工序的数目,从而可W提供一种有利于实用化的多色发光元件。
[0145] 另外,上述结构可W与其他实施方式或本实施方式中的其他结构适当地组合。
[0146] 实施方式3 在本实施方式中,说明包括实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的发光装置。
[0147] 在本实施方式中,参照图2A和2B对使用实施方式1或实施方式2所记载的发光元件 制造的发光装置进行说明。注意,图2A是示出发光装置的俯视图,并且图2B是沿图2A中的线 A-B及线C-D切断的截面图。该发光装置包括由虚线表示的驱动电路部(源极线驱动电路) 601、像素部602、驱动电路部(栅极线驱动电路)603作为用来控制发光元件的发光的单元。 另外,附图标记604是密封衬底,附图标记605是密封剂,607是由密封剂605围绕的空间。
[0148] 注意,引线608是用来传送输入到源极线驱动电路601及栅极线驱动电路603的信 号的布线,并且从用作外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起 始信号、复位信号等。注意,虽然在此只图示出FPC,但是该FPC还可W安装有印刷线路板 (PWB)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置本身,而且还包括安装有FPC或PWB的发光 装置。
[0149] 下面,参照图2B说明截面结构。虽然在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素 部,但是在此示出作为驱动电路部的源极线驱动电路601和像素部602中的一个像素。
[0150] 在源极线驱动电路601中,形成组合有n沟道型FET 623和P沟道型FET 624的CMOS 电路。另外,驱动电路也可W利用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外,虽然在本 实施方式中示出在衬底上形成有驱动电路的驱动器一体型,但是不现定于该结构,驱动电 路也可W形成在衬底的外部上。
[0151] 另外,像素部602由多个像素形成,该多个像素包括开关FET 611、电流控制FET 612W及与该电流控制FET 612的漏极电连接的第一电极613。W覆盖第一电极613的端部的 方式形成有绝缘物614。在本实施方式中,使用正型光敏丙締酸树脂膜形成绝缘物614。
[0152] 另外,优选将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如,在使用 正型光敏丙締酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下,只使绝缘物614的上端部包括具有曲 率半径(0.2皿至3皿)的曲面。作为绝缘物614,可W使用负型光敏树脂或者正型光敏树脂。
[0153] 在第一电极613上形成有化层616及第二电极617。在此,优选使用具有功函数大的 材料作为用于用作阳极的第一电极613的材料。例如,除了可W使用诸如ITO膜、包含娃的铜 锡氧化物膜、包含. %至20wt. %的氧化锋的氧化铜膜、氮化铁膜、铭膜、鹤膜、Zn膜、Pt膜 等的单层膜W外,还可W使用包括氮化铁膜和W侣为主要成分的膜的叠层膜W及包括氮化 铁膜、W侣为主要成分的膜和氮化铁膜的=层结构膜等。注意,当采用叠层结构时,能够降 低布线的电阻,可W得到良好的欧姆接触,可W进一步发挥阳极的功能。
[0154] 另外,HJ1616通过使用蒸锻掩模的蒸锻法、喷墨法、旋涂法等各种方法形成。HJl 616包括与实施方式1或实施方式2所说明的结构类似的结构。另外,作为构成化层616的其 他材料,可W使用低分子量化合物或高分子量化合物(包括低聚物、树枝状聚合物)。
[0155] 另外,作为用于形成在化层616上并用作阴极的第二电极617的材料,优选使用具 有功函数小的材料(例如41、1旨、^、〔曰、或它们的合金及它们的化合物的1旨4旨、1旨111、41^ 等)。注意,当使产生在化层616中的光透过第二电极617时,优选使用由膜厚度减薄了的金 属薄膜和透明导电膜(例如口0、包含2wt. %至20wt. %的氧化锋的氧化铜、包含娃的铜锡氧 化物、氧化锋(ZnO)等)构成的叠层结构作为第二电极617。
[0156] 发光元件由第一电极613、化层616、第二电极617形成。该发光元件是具有实施方 式1或实施方式2所记载的结构的发光元件。虽然像素部包括多个发光元件,但是本实施方 式的发光装置可W包括实施方式1或实施方式2所记载的发光元件W及具有其他结构的发 光元件两者。
[0157] 另外,通过使用密封剂605将密封衬底604贴合到元件衬底610,形成如下结构,即 发光元件618安装在由元件衬底610、密封衬底604W及密封剂605围绕的空间607中。注意, 空间607中填充有填料,作为该填料,除了惰性气体(例如氮或氣等)W外,还可W使用密封 剂605。通过在密封衬底中形成凹部且在该凹部中设置干燥剂625,可W抑制水分所导致的 劣化,所W是优选的。
[0158] 另外,优选使用环氧类树脂或玻璃粉作为密封剂605。另外,运些材料优选为尽可 能地不使水或氧透过的材料。另外,作为用于密封衬底604的材料,除了可W使用玻璃衬底 或石英衬底W外,还可W使用由FRP(Fiber Reinforced Plastic;纤维增强塑料)、PVF(聚 氣乙締)、聚醋、丙締酸树脂等构成的塑料衬底。
[0159] 如上所述,可W得到具有实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的发光装置。
[0160] 图3A和3B示出通过形成呈现白色发光的发光元件并设置着色层(滤色片)等来实 现全彩色显示的发光装置的例子。图3A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、 栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部 1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL层 1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032等。
[0161] 另外,在图3A中,将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层 1034B)设置在透明基材1033上。另外,还可W设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及 黑色层的透明基材1033进行对准而将其固定到衬底1001。另外,着色层及黑色层被覆盖层 1036覆盖。在图3A中,从发光层的一部分发射的光不透过着色层,而从发光层的另一部分发 射的光透过着色层。由于不透过着色层的光为白色光而透过任何一个着色层的光为红色 光、蓝色光、或绿色光,因此能够W四个颜色的像素呈现图像。
[0162] 图3B示出将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)形成 在栅极绝缘膜1003和第一层间绝缘膜1020之间的例子。如图3B所示,也可W将着色层设置 在衬底1001和密封衬底1031之间。
[0163] 虽然W上说明了具有在形成有FET的衬底1001-侧取出光的结构(底部发射型)的 发光装置,但是也可W采用具有在密封衬底1031-侧取出光的结构(顶部发射型)的发光装 置。图4示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下,衬底1001可W使用不使光透过的 衬底。到制造连接FET与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同 样地进行。然后,W覆盖电极1022的方式形成第=层间绝缘膜1037。该第=层间绝缘膜也可 W具有平坦化的功能。第=层间绝缘膜1037可W使用与第二层间绝缘膜相同的材料或其他 各种材料形成。
[0164] 虽然在此发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B都是阳极,但是也可W 是阴极。另外,在采用如图4所示那样的顶部发射型发光装置的情况下,第一电极优选为反 射电极。化层1028的结构采用与实施方式1或实施方式2所说明的化层103的结构类似的结 构,并且采用能够获得白色发光的元件结构。
[0165] 在采用图4所示的顶部发射结构的情况下,可W使用设置有着色层(红色着色层 1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可 W设置有位于像素和像素之间的黑色层(黑矩阵)1〇35。着色层(红色着色层1034R、绿色着 色层1034G、蓝色着色层1034B)和黑色层(黑矩阵)1035也可W被覆盖层覆盖。另外,作为密 封衬底1031,使用具有透光性的衬底。
[0166] 虽然在此示出了 W红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示的例子,但 是并不局限于此。也可W W红色、绿色、蓝色的=个颜色进行全彩色显示。
[0167] 因为本实施方式的发光装置使用实施方式1或实施方式2所记载的发光元件制造, 所W可W得到具有优良特性的发光装置。具体地,实施方式1或实施方式2所示的发光元件 是发光效率良好的发光元件,从而可W实现降低了耗电量的发光装置。另外,可W得到容易 实现量产化的发光元件,从而可W W低成本提供发光装置。
[0168] 上面说明了有源矩阵型发光装置,下面说明无源矩阵型的发光装置。图5A和5B示 出通过使用本发明制造的无源矩阵型发光装置。注意,图5A是示出发光装置的透视图,并且 图5B是沿线X-Y切断图5A而获得的截面图。在图5A和5B中,在衬底951上的电极952与电极 956之间设置有化层955。电极952的端部被绝缘层953覆盖。在绝缘层953上设置有隔离层 954。隔离层954的侧壁具有如下倾斜,即越接近衬底表面,两个侧壁之间的间隔越窄。换句 话说,隔离层954的短边方向的截面是梯形,底边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并 与绝缘层953接触的边)比上边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向但不与绝缘层953接 触的边)短。通过W上述方式设置隔离层954,可W防止起因于静电等的发光元件的不良。另 夕h在无源矩阵型发光装置中,通过使用实施方式1或实施方式2所记载的发光效率良好的 发光元件,可W具有低耗电量。另外,该发光元件为容易实现量产化的发光元件,从而可W W低成本提供发光装置。
[0169] 因为能够控制W上说明的发光装置中的配置为矩阵状的许多微小发光元件中的 每一个,所W本发明的发光装置可W适当地用于显示图像的显示装置。
[0170] 此外,本实施方式可W与其他实施方式自由地组合。
[0171] 实施方式4 在本实施方式中,参照图6A和6B对将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件用于照 明装置的例子进行说明。图6B是照明装置的俯视图,图6A是图6B中的沿着线e-f切断的截面 图。
[0172] 在本实施方式的照明装置中,在用作支撑体的具有透光性的衬底400上形成有第 一电极401。第一电极401相当于实施方式1中的第一电极101。当从第一电极401-侧取出光 时,第一电极401使用具有透光性的材料形成。
[0173] 另外,在衬底400上形成用来对第二电极404供应电压的焊盘412。
[0174] 在第一电极401上形成有化层403。化层403的结构例如相当于实施方式1中的化层 103的结构或组合发光单元511、发光单元512W及电荷产生层513的结构。作为它们的结构, 参照实施方式1中的记载。
[0175] W覆盖化层403的方式形成第二电极404。第二电极404相当于实施方式1中的第二 电极102。当从第一电极401 -侧取出光时,第二电极404使用反射率高的材料形成。通过使 第二电极404与焊盘412连接,电压被供应至此。
[0176] 如上所述,本实施方式所示的照明装置具备包括第一电极401、化层403W及第二 电极404的发光元件。由于该发光元件是发光效率高的发光元件,所W本实施方式的照明装 置可W为耗电量小的照明装置。
[0^7]使用密封剂405、406将具有上述结构的发光元件固定在衬底407上来进行密封,由 此完成照明装置。也可W仅使用密封剂405和406中的一方。另外,也可W使内侧的密封剂 406(在图6B中未图示)与干燥剂混合,由此可W吸收水分而提高可靠性。
[0178] 另外,通过W延伸到密封剂405和406的外部的方式设置焊盘412和第一电极401的 一部分,可W将延伸的焊盘用作外部输入端子。另外,也可W在外部输入端子上设置安装有 转换器等的IC忍片420等。
[0179] 如上所述,由于本实施方式所记载的照明装置包括作为化元件的实施方式1或实 施方式2所记载的发光元件,所W可W实现耗电量小的照明装置。另外,可W实现驱动电压 低的发光装置。另外,可W实现低成本的发光装置。
[0180] 实施方式5 在本实施方式中,对每个包括实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的电子设备的 例子进行说明。实施方式1或实施方式2所记载的发光元件是发光效率良好且耗电量被降低 了的发光元件。其结果,本实施方式所记载的电子设备的每一个均实现包括耗电量被降低 了的发光部。另外,因为实施方式1或实施方式2所记载的发光元件包括的层的数量少,所W 可W实现低成本的电子设备。
[0181] 作为采用上述发光元件的电子设备,可W例如举出电视装置(也称为电视机或电 视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机等影像拍摄装置、数码相框、移 动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装 置、弹珠机等大型游戏机等。W下,示出运些电子设备的具体例子。
[0182] 图7A示出电视装置的一个例子。在电视装置中,框体7101中组装有显示部7103。另 夕h在此示出利用支架7105支撑框体7101的结构。可W利用显示部7103显示图像,并且将实 施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为矩阵状而构成显示部7103。
[0183] 可W通过利用框体7101所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机7110进行电 视装置的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109,可W控制频道及音量,由此 可W控制显示在显示部7103中的图像。另外,也可W在遥控操作机7110中设置用来显示从 该遥控操作机7110输出的数据的显示部7107。
[0184] 另外,电视装置采用具备接收机、调制解调器等的结构。可W通过接收机接收一般 的电视广播。再者,当通过调制解调器将显示装置连接到有线或无线方式的通信网络时,能 够进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的数据通 信。
[01化]图7B1示出计算机,该计算机包括主体7201、框体7202、显示部7203、键盘7204、外 部连接端口 7205、指向装置7206等。另外,该计算机通过将与实施方式1或实施方式2所说明 的发光元件相同的发光元件排列为矩阵状并用于显示部7203而制造。图7B1中的计算机也 可W为如图7B2所示的方式。图7B2所示的计算机设置有第二显示部7210代替键盘7204及指 向装置7206。第二显示部7210是触摸屏,通过利用手指或专用笔操作显示在第二显示部 7210上的输入用显示,能够进行输入。另外,第二显示部7210不仅能够显示输入用显示,而 且可W显示其他图像。另外,显示部7203也可W是触摸屏。因为两个屏面通过较链部连接, 所W可W防止当胆存或搬运时发生问题如屏面受伤、破坏等。注意,该计算机通过将实施方 式1或实施方式2所示的发光元件在显示部7203中排列为矩阵状而制造。
[0186] 图7C示出便携式游戏机,该便携式游戏机由框体7301和框体7302的两个框体构 成,并且通过连接部分7303可W开闭地连接。框体7301中组装有将实施方式1或实施方式2 所说明的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部7304,并且框体7302中组装有显示部 7305。另外,图7C所示的便携式游戏机还具备扬声器部7306、记录介质插入部7307、L抓灯 7308、输入单元(操作键7309、连接端子7310、传感器7311(包括测量如下因素的功能:力量、 位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁、溫度、化学物质、声音、时间、硬 度、电场、电流、电压、电力、福射、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线)、麦克风7312)等。 当然,便携式游戏机的结构不局限于上述结构,只要在显示部7304和显示部7305中的至少 一方或双方中使用将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为矩阵状制造的显示 部即可,而可W采用适当地设置有其他附属设备的结构。图7C所示的便携式游戏机具有如 下功能:读出储存在记录介质中的程序或数据并将其显示在显示部上;W及通过与其他便 携式游戏机之间进行无线通信而实现信息共享。另外,图7C所示的便携式游戏机的功能不 局限于此,可W具有各种各样的功能。
[0187] 图7D示出移动电话机的一个例子。移动电话机具备组装在框体7401中的显示部 7402、操作按钮7403、外部连接端口 7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外,移动电话机包 括将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部7402。
[0188] 图7D所示的移动电话机也可W具有用手指等触摸显示部7402来向移动电话机输 入数据的结构。在此情况下,能够用手指等触摸显示部7402来进行打电话和编写电子邮件 等的操作。
[0189] 显示部7402主要有S种屏面模式。第一是W图像显示为主的显示模式,第二是W 文字等的数据的输入为主的输入模式,第=是混合显示模式和输入模式运两种模式的显示 输入模式。
[0190] 例如,在打电话或编写电子邮件的情况下,可W采用将显示部7402主要用于输入 文字的文字输入模式而输入在屏面上显示的文字。在此情况下,优选在显示部7402的屏面 的大多部分中显示键盘或号码按钮。
[0191] 另外,通过在移动电话机内部设置具有巧螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传 感器的检测装置,可W判断移动电话机的方向(移动电话机的屏幕方向为纵向或横向)而自 动进行显示部7402的屏面显示的切换。
[0192] 另外,通过触摸显示部7402或对框体7401的操作按钮7403进行操作,来进行屏面 模式的切换。或者,也可W根据显示在显示部7402上的图像的种类切换屏面模式。例如,当 显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时,将屏面模式切换成显示模式,而当该图 像信号为文字数据时,将屏面模式切换成输入模式。
[0193] 另外,当在输入模式下通过检测出显示部7402的光传感器所检测的信号而得知在 一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时,也可W进行控制W将屏面模式从输入模式 切换成显示模式。
[0194] 也可W将显示部7402用作图像传感器。例如,通过用手掌或手指触摸显示部7402, 来拍摄掌纹、指纹等,能够进行个人识别。另外,通过在显示部中使用发射近红外光的背光 或发射近红外光的感测用光源,能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。<
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