专利名称：发光元件、发光元件的制造方法、发光装置以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用电致发光的发光元件。此外，本发明涉及包括发光元件的发光装置以及电子设备。
背景技术：
近年来，电视机、手机、数码相机等的显示装置被要求是薄型平面显示装置，并且作为满足该要求的显示装置，使用自发光型发光元件的显示装置受到关注。作为自发光型的发光元件之一，有利用电致发光(Electro Luminescence)的发光元件，并且通过对由一对电极夹住发光材料的发光元件施加电压，可以从发光材料获得发光。
这种自发光型发光元件具有优于液晶显示器的优点，诸如像素的可视性高且无需背光灯等，并且被视为适合于平面显示器元件。此外，这种发光元件的另一主要优点是可制造得薄且轻。此外，响应速度非常快也是一个特征。
再者，这种自发光型的发光元件可以形成为膜状，因此，通过形成大面积元件，可以容易获得面发光。因为以白炽灯或LED为代表的点光源、或者以荧光灯为代表的线光源难以获得这种特征，所以其作为可以应用于照明等的面光源具有高利用价值。
根据发光材料是有机化合物还是无机化合物，对利用电致发光的发光元件进行分类。一般地，前者称为有机EL元件，后者称为无机EL元件。
无机EL元件根据其元件结构分为分散型无机EL元件和薄膜型无机EL元件。它们的差别在于，前者包括发光材料的颗粒分散在粘合剂中的发光层，而后者包括含有发光材料的薄膜的发光层，然而，它们共同之点在于，都需要由高电场加速的电子。要说明的是，作为得到的发光的机理，有利用施主能级和受主能级的施主-受主复合型发光、以及利用金属离子的内层电子跃迁的局部发光。一般地，在很多情况下，分散型无机EL元件为施主-受主复合型发光，而薄膜型无机EL元件为局部发光。
作为使用于这种无机EL元件的发光材料，有将发光中心元素诸如锰或铜等添加在母体材料如硫化锌等中的发光材料，并且作为其制造方法，例如有专利文件1。此外，作为含有多种发光中心元素的发光材料的制造方法，例如有专利文件2。然而，在将通过这些方法而制造的发光材料用于薄膜型无机EL元件的情况下，存在难以得到具有多个发光波长峰的发光的问题。
日本特开2004-99881号公报[专利文件2]日本特开2004-244636号公报发明内容鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有多个发光波长峰的发光元件的制造方法。本发明的目的还在于提供一种彩色重现性高的发光装置以及电子设备。
本发明的一个方面为发光元件，其特征在于在一对电极之间具有发光层，其中，发光层包括多个层，发光层包括含有发光中心材料的层、以及与含有发光中心材料的层相接触地设置的含有母体材料的层，且含有母体材料的层中扩散有与上述发光中心材料相同的发光中心材料。
在上述方面中，作为母体材料，可以使用硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钡铝、硫化钙镓、硫化锶镓、或硫化钡镓中的任一种。
此外，在上述方面中，含有发光中心材料的层优选包括如下元素中的任一种或多种作为发光中心元素铜、银、金、锰、铽、铕、铥、铈、镨、钐、铒、铝、氯或氟。
此外，在上述方面中，在一对电极之间还可以具有绝缘层。作为绝缘层，可以使用包括如下物质中的任一种或多种的层氧化钇、氧化钛、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化硅、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、氮化硅或氧化锆。
此外，本发明在其范畴中也包括具有上述发光元件的发光装置。本说明书中的发光装置包括图像显示装置、发光装置、或者光源(包括照明装置)。并且，发光装置还包括所有以下模块通过COG(ChipOn Glass，玻璃上安装集成电路块)方式在发光元件中直接安装有IC(集成电路)的模决；将连接器诸如FPC(柔性印刷电路)、TAB(TapeAutomated Bonding，带式自动接合)带、或者TCP(Tape CarrierPackage，带载封装)安装到形成有发光元件的面板的模块；在安装有这些TAB带或TCP的模块之前设置有印刷电路布线衬底的模块。
此外，本发明在其范畴中也包括将本发明的发光元件使用于显示部的电子设备。因此，本发明的电子设备的特征在于其具有显示部，并且该显示部具有上述发光元件以及控制发光元件的发光的控制机构。
此外，本发明的另一个方面为发光元件的制造方法，包括如下步骤形成第一电极的步骤；在第一电极上形成发光层的步骤；在发光层上形成第二电极的步骤；对发光层进行加热处理的步骤，其特征在于，形成发光层的步骤具有使含有母体材料的层与含有发光中心材料的层以邻接的方式形成的步骤。
在上述方面中，作为母体材料，可以使用硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钡铝、硫化钙镓、硫化锶镓、或硫化钡镓中的任一种。
此外，在上述方面中，含有发光中心材料的层优选包括如下元素中的任一种或多种作为发光中心元素铜、银、金、锰、铽、铕、铥、铈、镨、钐、铒、铝、氯或氟。
此外，在上述方面中，在一对电极之间还可以具有绝缘层。作为绝缘层，可以使用包括如下物质中的任一种或多种的层氧化钇、氧化钛、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化硅、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、氮化硅或氧化锆。
通过本发明的发光元件的制造方法，可以得到具有多个发光波长峰的发光元件。
此外，因为本发明的发光装置以及电子设备具有多个发光波长峰，所以它们成为彩色重现性高的发光装置以及电子设备。
图1为说明本发明的发光元件的图；
图2为说明本发明的发光元件的图；图3为说明本发明的发光元件的图；图4为说明本发明的发光装置的图；图5为说明本发明的发光装置的图；图6为说明本发明的发光装置的图；图7为说明本发明的发光装置的图；图8为说明本发明的发光装置的图；图9为说明本发明的发光装置的图；图10为说明本发明的电子设备的图；图11为说明本发明的照明装置的图；图12为说明本发明的照明装置的图；图13为说明本发明的照明装置的图；图14为说明本发明的照明装置的图。
符号说明100薄膜元件101第一电极102第一绝缘层103第一层104第二层105第二绝缘层106第二电极110衬底200薄膜元件201第一电极202第一绝缘层203第一层204第二层205第三层206第二绝缘层207第二电极210衬底
300薄膜元件301第一电极302第一绝缘层303第一层304第二层305第三层306第四层307第五层308第二绝缘层309第二电极310衬底410衬底412对置衬底414显示部416第一电极418第二电极420柔性布线衬底424隔壁层426EL层428辅助电极430颜色转换层432填充材料501框体502液晶层503背光灯504框体505驱动IC506端子601源侧驱动电路602像素部603栅侧驱动电路604密封衬底
605 密封材料607 空间608 布线609 FPC(柔性印刷电路)610 元件衬底611 开关用TFT612 电流控制用TFT613 第一电极614 绝缘物616 EL层617 第二电极618 发光元件623 n沟道型TFT624 p沟道型TFT952 第一电极953 绝缘层954 隔壁层955 发光层956 第二电极1000背光灯1011光源1012反射板1021光源1022反射板2001框体2002光源3001照明装置9101框体9102支撑台9103显示部9104扬声部9105视频输入端子
9201本体9202框体9203显示部9204键盘9205外部连接端口9206定位装置9401本体9402框体9403显示部9404音频输入部9405音频输出部9406操作键9407外部连接端口9408天线9501本体9502显示部9503框体9504外部连接端口9505遥控接收部9506图像接收部9507电池9508音频输入部9509操作键9510目镜部具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。但是，所属技术领域的普通人员可以很容易地理解一个事实，就是本发明不局限于以下的说明，并且其方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下进行各种各样的变更。因此，本发明不应该被解释为仅限定于以下所示的实施方式所记载的内容。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1说明本发明的薄膜型发光元件的制造方法。
图1为薄膜元件100，其在衬底110上具有第一电极101以及第二电极106；与各电极邻接的第一绝缘层102以及第二绝缘层105；在第一绝缘层102以及第二绝缘层105之间由第一层103以及第二层104构成的发光层。本实施方式为通过在形成薄膜之后进行加热处理制造能够从发光层获得发光的发光元件的方法，以下进行说明。
衬底110用作发光元件的支撑体。作为衬底，例如可使用玻璃、石英或塑料等。要说明的是，只要在制造发光元件的工序中可发挥支撑体的作用，也可使用上述以外的支撑体，只要可耐受后述的加热处理工序中的温度即可。
第一电极101以及第二电极106可使用金属、合金、导电性化合物、或它们的混合物等。要说明的是，为了获取面发光，需要使第一电极101或第二电极106中的任何一方或两方为透明电极。作为透明电极，例如可以举出铟锡氧化物(ITO)、含有硅或氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)、铟锌氧化物(IZO)、含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)等。这些导电性金属氧化物膜通过溅射法形成。例如，IZO可通过使用在氧化铟中添加有1～20wt％氧化锌的靶的溅射形成。此外，IWZO可通过使用相对于氧化铟含有0.5～5wt％氧化钨、0.1～1wt％氧化锌的靶的溅射形成。此外，作为金属电极，可以使用铝、银、金、铂、镍、钨、钛、铬、钼、铁、钴、铜、钯、或者这些金属材料的氮化物诸如氮化钛等。此外，当使用金属电极制造具有透光性的电极时，即使是可见光透射率低的材料，通过形成1nm～50nm、优选5nm～20nm左右的厚度的膜，也可以用作透光性电极。要说明的是，除了溅射以外，还可以通过采用真空蒸镀、CVD、或者溶胶-凝胶法制造电极。
第一层103为含有发光中心材料的层。作为发光中心元素，为铜、银、金、锰、铽、铕、铥、铈、镨、钐、铒、铝、氯、或者氟等，并且作为包含发光中心元素的材料，可以使用这些元素的单质或化合物。作为包含发光中心元素的化合物，可以使用硫化铜、氯化铜、氟化铜、硫酸铜、硫化银、氯化银、氟化银、硫化锰、氯化锰、氟化锰、硫酸锰、碳酸锰、氧化锰、氯化铽、氟化铽、氧化铕、氯化铕、氟化铕、氧化铥、氟化铥、氯化镨、氟化镨、氧化钐、氯化钐、氟化钐、氧化铈、氯化铈、氟化铈、氧化铒、氯化铒、氟化铒、硫化铝、或氯化铝等。包括这些发光中心的单质或化合物的薄膜可通过电阻加热蒸镀或电子束蒸镀(EB蒸镀)等真空蒸镀法、溅射法、有机金属CVD法、氢化物传输减压CVD法、或者原子层外延法(ALE)等形成。对膜厚度没有特别的限制，但是优选在1～100nm的范围。
第二层104为含有母体材料的层。母体材料中可以使用硫化物、氧化物、或者氮化物。作为硫化物，例如可以使用硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡等。此外，作为氧化物，例如可以使用氧化锌、或者氧化钇等。此外，作为氮化物，例如可以使用氮化铝、氮化镓、氮化铟等。再者，还可以使用硒化锌、或者碲化锌等，并且也可以为硫化钡铝、硫化钙镓、硫化锶镓、或者硫化钡镓等三元系的化合物。作为这种含有母体材料的薄膜的形成方法，可以使用电阻加热蒸镀或电子束蒸镀(EB蒸镀)等真空蒸镀法、溅射法、有机金属CVD法、氢化物传输减压CVD法、或者原子层外延法(ALE)等。对膜厚度没有特别的限制，但是优选在10～1000nm的范围。
要说明的是，作为母体材料，也可以使用添加有一种或多种发光中心元素的材料。例如，可以使用添加有Cu、Cl的ZnS(ZnS:Cu，Cl)或添加有Mn的ZnS(ZnS:Mn)等。
对第一绝缘层102以及第二绝缘层105没有特别的限制，但是优选绝缘耐压高，膜质致密，还优选介电常数高。例如，可以使用氧化钇、氧化钛、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化硅、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、氮化硅、或氧化锆等，或者可以使用它们的混合膜、或者两种以上的叠层膜。这些绝缘膜可以通过溅射、蒸镀、或者CVD等形成。对膜厚度没有特别的限制，但是优选在10～1000nm的范围。当采用低电压驱动时，膜厚度优选为500nm以下，更优选为100nm以下。
接着，对薄膜元件100进行加热处理。该加热处理可以在真空中或大气压下进行，也可以在N2气氛中、或在Ar气氛中进行。加热温度优选为500～1200℃。通过进行该加热处理步骤，含有发光中心材料的层所含有的发光中心元素扩散到含有母体材料的层中，而形成发光层。要说明的是，通过控制温度和时间的条件，也可以制造添加有浓度分布不同的发光中心元素的发光层。此外，当使用添加有发光中心元素的母体材料时，可以制造具有多种发光色的发光元件，并且当各发光色为互补色关系时，可以发白色光。
根据本实施方式的发光元件的制造方法，通过对薄膜元件进行加热处理，可以容易地将多种发光中心元素添加到母体材料中。因此，可以制造成本低且具有多个发光波长峰的发光元件。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式2)在本实施方式中，参照图2说明本发明的薄膜型发光元件。
图2为薄膜元件200，其在衬底210上具有第一电极201以及第二电极207；与各电极邻接的第一绝缘层202以及第二绝缘层206；在第一绝缘层202以及第二绝缘层206之间由第一层203、第二层204以及第三层205构成的发光层。与实施方式1同样，通过在形成薄膜之后进行加热处理得到的可从发光层获得发光的发光元件，以下进行说明。
衬底210、第一电极201以及第二电极207、第一绝缘层202以及第二绝缘层206可以使用实施方式1所说明的材料。
第一层203以及第三层205为含有发光中心材料的层，可以使用实施方式1所说明的材料。要说明的是，既可以使用包括相同的发光中心元素的发光中心材料，又可以使用包括不同的发光中心元素的发光中心材料。当为不同的发光中心元素时，可以获得具有多个发光波长峰的发光元件。
第二层204为含有母体材料的层，可以使用实施方式1所说明的母体材料。构成第二层204的母体材料，也可以使用添加有一种或多种发光中心元素的母体材料。
接着，对薄膜元件200进行加热处理，使含有发光中心材料的层含有的发光中心元素扩散到含有母体材料的层中。通过从第一层203扩散的发光中心元素和从第三层205扩散的发光中心元素，可以获得具有多个发光波长峰的发光元件。通过控制温度和时间的条件，可以制作第二层204中添加有浓度不同的发光中心元素的层。此外，当使用添加有发光中心元素的母体材料时，可以制造具有多种发光色的发光元件，并且当各发光色为互补色关系时，可以发白色光。
本实施方式的发光元件为在母体材料中添加有多种发光中心元素，具有多个发光波长峰的发光元件。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)在本实施方式中，参照图3说明本发明的薄膜型发光元件。
图3为薄膜元件300，其在衬底310上具有第一电极301以及第二电极309；与各电极邻接的第一绝缘层302以及第二绝缘层308；在第一绝缘层302和第二绝缘层308之间的第一层303、第二层304、第三层305、第四层306以及第五层307。与实施方式1同样，通过在形成薄膜之后进行加热处理，可从构成发光层的多个含有母体材料的层获得发光，以下进行说明。
衬底310、第一电极301以及第二电极309、第一绝缘层302以及第二绝缘层308可以使用实施方式1所说明的材料。
第一层303、第三层305以及第五层307为含有发光中心材料的层，可以使用实施方式1说明的材料。要说明的是，既可以使用包括相同发光中心元素的发光中心材料，也可以使用包括不同发光中心元素的发光中心材料。当为不同的发光中心元素时，可以得到具有多个发光波长峰的发光元件。
第二层304以及第四层306为含有母体材料的层，可以使用实施方式1说明的母体材料。要说明的是，既可以使用相同的母体材料，也可以使用不同的母体材料。当使用不同的母体材料时，即使添加有相同的发光中心元素，由于发光波长峰的位置不同，因此也可以得到具有多个发光波长峰的发光元件。
接着，对薄膜元件300进行加热处理，使含有发光中心材料的层含有的发光中心元素扩散到含有母体材料的层中。通过从第一层303扩散的发光中心元素以及从第三层305扩散的发光中心元素，可以从第二层304含有母体材料的层获得发光。此外，通过从第三层305扩散的发光中心元素以及从第五层307扩散的发光中心元素，可以从第四层306含有母体材料的层获得发光。因为从多个含有母体材料的层可以获得发光，所以可以获得具有多个发光波长峰的发光元件。通过控制温度和时间的条件，可以制造在第二层内或第四层内添加有浓度不同的发光中心元素的层。此外，当使用添加有发光中心元素的母体材料时，由于具有更多种发光中心元素，因此可以获得网罗可见光区的发光波长的发光元件。
本实施方式的发光元件为在多种母体材料中添加有多种发光中心元素，具有多个发光波长峰的发光元件。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)在本实施方式中，参照图4至图7说明作为发光装置的一个方式的显示装置。
图4为表示显示装置的主要部的结构示意图。在衬底410上设置有第一电极416和在与该电极交叉的方向上延伸的第二电极418。至少在第一电极416和第二电极418的交叉部设置与实施方式2所说明的相同的发光层，形成发光元件。图4的发光装置配置有多根第一电极416和第二电极418，使成为像素的发光元件排列为矩阵状，形成显示部414。该显示部414可以通过控制第一电极416和第二电极418的电位来控制各个发光元件的发光及不发光，以显示动图像及静止图像。
这种发光装置通过将显示图像的信号分别施加到在衬底410的一个方向上延伸设置的第一电极416和与其交叉的第二电极418上，而选择发光元件的发光及不发光。即，这是只使用由外部电路供给的信号驱动像素的单纯矩阵型显示装置。由于这种显示装置的结构简单，所以即使增加其面积，也可以容易地制造。
在上述中，当使用铝、钛、钽等作为第一电极416，并且使用氧化铟、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌作为第二电极418时，可以获得在对置衬底412一侧形成显示部414的显示装置。此时，如果在第一电极416的表面形成薄氧化膜，则形成阻挡层，并且由于载流子阻挡效果(carrier blocking effect)，可以提高发光效率。当使用氧化铟、铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、氧化锌作为第一电极416，并且使用铝、钛、钽等作为第二电极418时，可以获得在衬底410一侧形成显示部414的显示装置。此外，当第一电极416和第二电极418都由透明电极形成时，可以获得两面显示型的显示装置。
要说明的是，对置衬底412根据需要设置即可，通过按照显示部414的位置而设置，可以使它成为保护部件。即使不是板状的硬材料，也可以使用树脂薄膜或涂布树脂材料代替。第一电极416以及第二电极418延伸到衬底410的端部附近，形成与外部电路连接的端子。即，第一电极416以及第二电极418在衬底410的端部与柔性布线衬底420和422接触。作为外部电路，除了控制图像信号的控制电路以外，还包括电源电路、调谐器电路等。
图5是表示显示部414的结构的部分放大图。在形成于衬底410上的第一电极416的侧边部形成有隔壁层424。并且，至少在第一电极416的露出面上形成EL层426。第二电极418设置在EL层426上。第二电极418与第一电极416交叉，因此延伸设置在隔壁层424上。隔壁层424由绝缘材料形成，以免在第一电极416和第二电极418之间产生短路。为了不使隔壁层424覆盖第一电极416的端部的部位的高度差陡峭，使隔壁层424的侧边部具有坡度，形成所谓的楔形。通过使隔壁层424为这种形状，可以提高EL层426、第二电极418的被覆性，可以消除裂缝、断裂等不良情况。
图6为显示部414的平面图，其中示出了第一电极416、第二电极418、隔壁层424、EL层426的配置。辅助电极428是当第二电极418由铟锡氧化物、氧化锌等氧化物透明导电膜形成时为了减少电阻损失而优选设置的。在此情况下，辅助电极428可以由钛、钨、铬、钽等高熔点金属形成，或者将高熔点金属和铝、银等低电阻金属组合而形成。
将沿图6中的线A-B及线C-D的截面图示于图7(A)(B)。图7(A)为第一电极416排列的截面图，图7(B)为第二电极418排列的截面图。在第一电极416和第二电极418的交叉部形成EL层426，在该部位形成发光元件。图7(B)所示的辅助电极428位于隔壁层424上，并且与第二电极418邻接地设置。通过将辅助电极428设置在隔壁层424上，不会遮蔽形成在第一电极416和第二电极418的交叉部的发光元件的光，从而可以有效地利用发出的光。此外，可以防止辅助电极428和第一电极416短路。
图7表示将颜色转换层430配置于对置衬底412的一个例子。颜色转换层430是为了改变EL层426发的光的波长，而使发光颜色变化的层。在此情况下，EL层426发的光优选为高能量的蓝色或紫外光。如果排列转变为红色、绿色、蓝色的层作为颜色转换层430，则可以得到进行RGB彩色显示的显示装置。此外，还可以将颜色转换层430置换为着色层(滤色片)。在此情况下，EL层426为发白色光的结构即可。填充材料432起固定衬底410和对置衬底412的作用，可适当设置。
此外，显示部414的其他结构示于图8。在图8的结构中，第一电极952的端部被绝缘层953覆盖。而且，在绝缘层953上设有隔壁层954。隔壁层954的侧壁具有随着与衬底面接近，一方侧壁和另一方侧壁的间隔变窄的坡度。也就是说，隔壁层954的短边方向的截面为梯形，其底边(朝与绝缘层953的面方向相同的方向且与绝缘层953邻接的一边)比上边(朝与绝缘层953的面方向相同的方向且与绝缘层953不邻接的一边)短。像这样，通过设置隔壁层954，可以使用隔壁层954自整合地形成发光层955以及第二电极956。
本实施方式的显示装置中，发光元件在低电压发光，因此不需要升压电路等，而可以使装置的结构简化。
(实施方式5)在本实施方式中，使用图9说明有源型发光装置，该有源型发光装置用晶体管控制将本发明应用于像素部而制造的发光元件的驱动。图9(A)为发光装置的俯视图，图9(B)为沿着图9(A)的A-A’以及B-B’切断的截面图。虚线表示的601为驱动电路部(源侧驱动电路)，602为像素部，603为驱动电路部(栅侧驱动电路)。此外，604为密封衬底，605为密封材料，且密封材料605围绕的内侧为空间607。
引导布线608是用来传输输入到源侧驱动电路601及栅侧驱动电路603的信号的布线，并且接收来自作为外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609的视频信号、时钟信号、启动信号、复位信号等。虽然在这里仅示出了FPC，但是也可以将印刷电路布线衬底(PWB)安装于该FPC。本说明书中的发光装置除了发光装置本身以外，还包括其上安装有FPC或PWB的状态。
下面，参照图9(B)说明截面结构。尽管在元件衬底610上形成有驱动电路部以及像素部，但是这里示出作为驱动电路部的源侧驱动电路601和像素部602中的一个像素。
源侧驱动电路601形成组合n沟道型TFT 623和p沟道型TFT 624而形成的CMOS电路。此外，形成驱动电路的TFT也可以由公知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，在本实施方式中，虽然示出了将驱动电路形成在衬底上的驱动器一体型，但是并不一定要如此，驱动电路也可以不形成在衬底上，而形成在外部。对TFT的结构没有特别的限制，既可以为参差型TFT，又可以为反参差型TFT。此外，对用于TFT的半导体膜的结晶性也没有特别的限制，既可以使用非晶质半导体膜，又可以使用结晶性半导体膜。此外，对半导体材料也没有特别的限制，既可以使用无机化合物，又可以使用有机化合物。
像素部分602由多个像素形成，所述像素包括开关用TFT 611、电流控制用TFT 612、以及电连接到其漏极第一电极613。形成绝缘物614来覆盖第一电极613的端部。在这里，绝缘物614采用正型感光性丙烯酸类树脂膜形成。
此外，为了改善被覆性，使绝缘物614的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，当将正型感光性丙烯酸类用作绝缘物614的材料时，优选仅使绝缘物614的上端部具有带有曲率半径(0.2μm～3μm)的曲面。此外，作为绝缘物614，可以使用通过光照射变成在刻蚀剂中不能溶解的负型、或者通过光照射变成在刻蚀剂中能够溶解的正型中的任一种。
在第一电极613上分别形成有EL层616、以及第二电极617。第一电极613以及第二电极617中的至少一方具有透光性，从而可以将来自EL层616的发光发射到外部。
EL层616具有实施方式1～实施方式3所示的发光层。
作为第一电极613、EL层616、第二电极617的形成方法，可以使用各种方法。具体而言，可以使用电阻加热蒸镀法、电子束蒸镀(EB蒸镀)法等真空蒸镀法、溅射法等物理气相成长法(PVD)、有机金属CVD法、氢化物传输减压CVD法等化学气相成长法(CVD)、或者原子层外延法(ALE)等。此外，还可以使用喷墨法、旋转涂敷法等。此外，还可以各个电极或各个层使用不同的成膜方法来形成。
再者，通过使用密封材料605使密封衬底604与元件衬底610贴合，而获得元件衬底610、密封衬底604以及密封材料605包围的空间607中有发光元件618的结构。在空间607中填充有填充材料，除了使用惰性气体(氮或氩等)填充的情况以外，还有使用密封材料605填充的情况。
密封材料605优选使用环氧树脂。此外，这些材料优选尽可能为水分、氧不透过的材料。此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底以外，还可以使用包括FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、マイラ一(注册商标)、聚酯或丙烯酸类等的塑料衬底。
如上，可以获得具有应用本发明而制造的发光元件的发光装置。
本实施方式所示的发光装置具有实施方式1～3所示的发光元件，并且能够在低驱动电压工作。因此，可以得到降低了耗电量的发光装置。
此外，本实施方式所示的发光装置由于不需要高耐电压的驱动电路，所以可以减少发光装置的制造成本。此外，可以实现发光装置的轻量化、驱动电路部分的小型化。
(实施方式6)在本实施方式中，说明其一部分包括实施方式4～5所示的发光装置的电子设备。本实施方式所示的电子设备具有实施方式1～3所示的发光元件。由此，由于具有亮度高的发光元件，所以可以提供亮度高的电子设备。
作为应用本发明而制造的电子设备，可以举出摄像机、数码相机等影像拍摄装置；护目镜型显示器、导航系统、声音再现装置(汽车音响或音响组件等)、计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、手机、便携式游戏机、或者电子书等)、或者具有记录媒体的图像再现装置(具体地，再现数字通用光盘(DVD)等记录媒体，并且具有能够显示其图像的显示装置的装置)等。图10表示这些电子设备的具体例子。
图10(A)为本实施方式的电视装置，其包括框体9101、支撑台9102、显示部9103、扬声部9104、以及视频输入端子9105等。在该电视装置中，将与实施方式3～5所说明的相同的发光元件排列成矩阵状而构成显示部9103。该发光元件具有发光效率高，驱动电压低的特征。另外，还可以防止由于外部冲击等导致的短路。由于由这种发光元件构成的显示部9103也具有同样的特征，所以可以减少该电视装置的图像质量的劣化，实现低耗电量化。由于这些特征，可以在电视装置中大幅度地减少或缩小劣化补偿功能电路或电源电路，所以可以实现框体9101、支撑台9102的小型化和轻量化。因为在本实施方式的电视装置中实现了低耗电量、高画质、小型轻量化，所以可以提供适合于生活环境的产品。
图10(B)为本实施方式的计算机，其包括本体9201、框体9202、显示部9203、键盘9204、外部连接端口9205、定位装置9206等。在该计算机中，将与实施方式3～5所说明的同样的发光元件排列成矩阵状而构成显示部9203。该发光元件具有发光效率高，驱动电压低的特征。另外，还可以防止由于外部冲击等导致的短路。由于由这种发光元件构成的显示部9203也具有同样的特征，所以可以减少该计算机的图像质量的劣化，实现低耗电量化。由于这种特征，在计算机中，可以大幅度地减少或缩小劣化补偿功能电路或电源电路，所以可以实现主体9201或框体9202的小型化和轻量化。因为本实施方式的计算机实现了低耗电量化、高图像质量化、小型化以及轻量化，因此可以提供适合于生活环境的产品。并且，计算机可以携带，而且可以提供具有对携带时来自外部的冲击的耐受性强的显示部的计算机。
图10(C)为本实施方式的手机，其包括本体9401、框体9402、显示部9403、音频输入部分9404、音频输出部分9405、操作键9406、外部连接端口9407、以及天线9408等。在该手机中，将与实施方式3～5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵状而构成显示部9403。该发光元件具有发光效率高，驱动电压低的特征。另外，还可以防止由于外部冲击等导致的短路。由于包括这种发光元件的显示部9403具有相同的特征，所以可以减少该手机的图像质量的劣化，实现低耗电量化。由于这种特征，在手机中，可以大幅度地减少或缩小劣化补偿功能电路或电源电路，所以可以实现主体9401和框体9402的小型化和轻量化。本实施方式的手机谋求实现了低耗电量化、高图像质量化、小型化以及轻量化，所以可以提供适合于携带的产品。并且，还可以提供具有对携带时来自外部的冲击的耐受性强的显示部的产品。
图10(D)为本实施方式的影像拍摄装置，该影像拍摄装置包括本体9501、显示部9502、框体9503、外部连接端口9504、遥控接收部9505、图像接收部9506、电池9507、音频输入部9508、操作键9509、以及目镜部9510等。在该影像拍摄装置中，将与实施方式3～5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵状而构成显示部9502。该发光元件具有发光效率高，驱动电压低的特征，并且可以防止由于外部冲击等导致的短路。由于包括这种发光元件的显示部9502具有相同的特征，所以可以减少该影像拍摄装置的图像质量的劣化，实现低耗电量化。由于这种特征，在影像拍摄装置中，可以大幅度地减少或缩小劣化补偿功能电路或电源电路，所以可以实现主体9501的小型化和轻量化。因为在本实施方式的影像拍摄装置中谋求实现了低耗电量化、高图像质量化、小型化以及轻量化，所以可以提供适合于携带的产品。并且，可以提供具有对携带时来自外部的冲击的耐受性强的显示部的产品。
如上所述，应用本发明而制造的发光装置的应用范围非常广泛，该发光装置可以应用于所有领域的电子设备中。通过应用本发明，可以制造具有耗电量低且可靠性高的显示部的电子设备。
此外，应用本发明的发光装置可以用作照明装置。参照图11说明将应用本发明的发光元件使用于照明装置的一个方式。
图11为将应用本发明的发光装置用作背光灯的液晶显示装置的一个实例。图11所示的液晶显示装置包括框体501、液晶层502、背光灯503、框体504，其中液晶层502与驱动器IC 505相连。此外，背光灯503使用本发明的发光装置，并且通过端子506施加电压。
通过使用本发明的发光装置作为液晶显示装置的背光灯，可以获得高亮度且使用寿命长的背光灯，从而提高作为显示装置的品质。此外，由于本发明的发光装置为面发光的发光装置并且可以大面积化，所以可以实现背光灯的大面积化，并且可实现液晶显示装置的大面积化。再者，由于发光元件为薄型，所以可以提供背光灯薄型化的液晶显示装置。
此外，应用本发明的发光装置可以实现高亮度的发光，由此，可以用于汽车、自行车、船等的前灯。图12 为将应用本发明的发光装置用作汽车的前灯的实例。图12(B)为放大了图12(A)的前灯1000的部分的截面图。在图12(B)中，使用本发明的发光装置作为光源1011。从光源1011发射的光被反射板1012反射，而发射到外部。如图12(B)所示，通过使用多个光源，可以获得更高亮度的光。此外，图12(C)为将制造为圆筒形状的本发明的发光装置用作光源的例子。来自光源1021的发光被反射板1022反射，而发射到外部。
图13为将应用了本发明的发光装置用作照明装置台灯的例子。图13所示的台灯具有框体2001和光源2002，并且光源2002使用本发明的发光装置。本发明的发光装置可以实现高亮度的发光，所以当作精细工作时等，可以将手的周围照亮。
图14为将应用了本发明的发光装置用作室内照明装置3001的例子。由于本发明的发光装置可以实现大面积化，所以可以用作大面积的照明装置。此外，由于本发明的发光装置为薄型且耗电量低，所以可以用作薄型化以及低耗电量化的照明装置。通过将图10(A)所说明的本发明的电视装置3002设置在将适用本发明的发光装置用作室内照明装置3001的房间内，可以欣赏广播或电影。在此情况下，由于两个装置都耗电量低，所以可以不必担心电费而在明亮的房间里欣赏扣人心弦的图像。
照明装置不限于图12、图13、图14所示的例子，可用于以住宅或公共设施的照明为代表的各种方式的照明装置。在这种情况下，由于本发明的照明装置的发光媒体为薄膜状，并且其设计的自由度高，所以可以对市场提供精心设计的产品。
权利要求
1.一种发光元件，其包括在一对电极之间的发光层，其中，所述发光层包括第一层和第二层，所述第一层含有发光中心材料，所述第二层含有母体材料和所述发光中心材料，所述第二层与所述第一层邻接。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述母体材料为选自硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钡铝、硫化钙镓、硫化锶镓以及硫化钡镓中的任一种。
3.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述含有发光中心材料的第一层含有选自铜、银、金、锰、铽、铕、铥、铈、镨、钐、铒、铝、氯以及氟中的至少一种元素。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其还包括绝缘层，其中所述绝缘层在所述一对电极之间。
5.根据权利要求4所述的发光元件，其中所述绝缘层含有选自氧化钇、氧化钛、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化硅、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、氮化硅以及氧化锆中的至少一种。
6.一种发光装置，其包括权利要求1所述的发光元件以及控制所述发光元件发出的光的控制措施。
7.一种电子设备，其包括显示部，其中，所述显示部具有权利要求1所述的发光元件以及控制所述发光元件发出的光的控制措施。
8.一种发光元件的制造方法，其包括如下步骤形成第一电极的步骤；在所述第一电极上形成发光层的步骤；在所述发光层上形成第二电极的步骤；以及对所述发光层进行加热处理的步骤，其中，所述形成发光层的步骤包括形成含有母体材料的层的步骤以及形成含有发光中心材料的层的步骤，使所述含有母体材料的层与所述含有发光中心材料的层彼此邻接。
9.根据权利要求8所述的发光元件的制造方法，其中所述母体材料为选自硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钡铝、硫化钙镓、硫化锶镓、以及硫化钡镓中的任一种。
10.根据权利要求8所述的发光元件的制造方法，其中所述含有发光中心材料的层含有选自铜、银、金、锰、铽、铕、铥、铈、镨、钐、铒、铝、氯、以及氟中的至少一种元素。
11.根据权利要求8所述的发光元件的制造方法，其中在所述形成第二电极的步骤之前进行形成绝缘层的步骤。
12.根据权利要求11所述的发光元件的制造方法，其中所述绝缘层含有选自氧化钇、氧化钛、氧化铝、氧化铪、氧化钽、氧化硅、钛酸钡、钛酸锶、钛酸铅、氮化硅以及氧化锆中的至少一种。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种具有多个发光波长峰的发光元件的制造方法。本发明的目的还在于提供一种彩色重现性高的发光装置以及电子设备。本发明提供一种发光元件的制造方法，其包括如下步骤形成第一电极的步骤；在第一电极上形成发光层的步骤；在发光层上形成第二电极的步骤；对发光层进行加热处理的步骤，其中形成发光层的步骤包括使含有母体材料的层与含有发光中心材料的层以邻接的方式形成的步骤。
文档编号H05B33/14GK101083293SQ20071010648
公开日2007年12月5日 申请日期2007年6月1日 优先权日2006年6月2日
发明者坂田淳一郎 申请人:株式会社半导体能源研究所