发光装置的制作方法

本申请是申请日为2013年4月24日、发明名称为“发光装置的制造方法”的申请号为201310144457.5专利申请的分案申请。

本发明涉及一种发光装置。

背景技术：

近年来，对利用电致发光(electroluminescence：el)的发光元件的研究开发日益火热。在这些发光元件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含发光物质的层。通过对该元件施加电压，可以获得来自发光物质的发光。

因为上述发光元件是自发光型发光元件，所以使用该发光元件的发光装置具有如下优点：具有良好的可见度；不需要背光灯；以及耗电量低等。而且，使用发光元件的发光装置还具有如下优点：被制造成薄且轻；以及响应速度高等。

另外，由于具有上述发光元件的发光装置能够实现柔性，因此上述发光装置还被探讨应用于柔性衬底。

作为使用具有柔性的衬底的发光装置的制造方法，已对如下技术进行开发：例如，在于玻璃衬底或石英衬底等衬底上制造薄膜晶体管等半导体元件之后，在该半导体元件与衬底之间填充有机树脂，从玻璃衬底或石英衬底将半导体元件转置到其他衬底(例如具有柔性的衬底)的技术。在将半导体元件转置到具有柔性的衬底之后，为了使半导体元件与外部电源电连接，需要在该有机树脂和衬底中穿孔的工序。

例如，作为在由有机树脂形成的层间绝缘膜中形成贯穿孔的方法，已提出了激光烧蚀法(专利文献1)。

[专利文献1]日本专利申请公开平07-80670号公报

技术实现要素：

本发明的一个方面涉及一种发光装置，其包括：衬底；位于所述衬底上的电极端子；位于所述衬底上的发光元件，所述发光元件包括：电连接至所述电极端子的第一电极层；位于所述第一电极层和所述电极端子上的包含有机化合物的层；以及位于所述包含有机化合物的层上的第二电极层；以及与所述第二电极层重叠的树脂层，其中，所述包含有机化合物的层具有不与所述电极端子的表面重叠的第一区域，所述树脂层不与所述第一区域重叠，并且，所述包含有机化合物的层具有与所述电极端子接触的第二区域。

本发明另一方面涉及一种发光装置，其包括：衬底；位于所述衬底上的剥离层；位于所述剥离层上的电极端子；位于所述剥离层上的发光元件，所述发光元件包括：电连接至所述电极端子的第一电极层；位于所述第一电极层和所述电极端子上的包含有机化合物的层；以及位于所述包含有机化合物的层上的第二电极层；以及与所述第二电极层重叠的树脂层，其中，所述包含有机化合物的层具有不与所述电极端子的表面重叠的第一区域，所述树脂层不与所述第一区域重叠，并且，所述包含有机化合物的层具有与所述电极端子接触的第二区域。

本发明的另外一个方面涉及一种发光装置，其包括：电极端子；电连接至所述电极端子的第一电极层；位于所述第一电极层和所述电极端子上的包含有机化合物的层；位于所述包含有机化合物的层上的第二电极层；以及与所述第二电极层重叠的树脂层，其中，所述包含有机化合物的层具有不与所述电极端子的表面重叠的第一区域，所述树脂层不与所述第一区域重叠，所述包含有机化合物的层具有与所述电极端子接触的第二区域，并且，所述第一电极层、所述包含有机化合物的层和所述第二电极层形成发光元件。

本发明的其他方面涉及一种发光装置，其包括：电极端子；位于所述电极端子上并与所述电极端子接触的导电层；电连接至所述电极端子的第一电极层；位于所述电极端子和所述第一电极层上的第一包含有机化合物的层；位于所述第一包含有机化合物的层上的第二电极层；以及位于所述电极端子上的第二包含有机化合物的层；与所述第一包含有机化合物的层和所述第二包含有机化合物的层重叠的树脂层，其中，所述第一包含有机化合物的层与所述导电层的侧表面接触，所述第二包含有机化合物的层与所述导电层的相对侧表面接触，并且，所述第一电极层、所述第一包含有机化合物的层和所述第二电极层形成发光元件。

本发明的另外一方面涉及一种发光装置，其包括：电极端子；电连接至所述电极端子的第一电极层；位于所述电极端子和所述第一电极层上的包含有机化合物的层；位于所述包含有机化合物的层上的第二电极层；以及与所述包含有机化合物的层重叠的树脂层，其中，所述树脂层和包含有机化合物的层包括开口，导电层通过所述开口与所述电极端子接触，所述包含有机化合物的层的不与所述第一电极层重叠的区域与所述电极端子接触，并且，所述第一电极层、所述包含有机化合物的层和所述第二电极层形成发光元件。

附图说明

图1a至图1d是本发明的一个方式的发光装置的截面图；

图2a至图2e是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图3a至图3d是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图4a至图4c是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图5a至图5e是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图6a至图6c是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图7a和图7b是本发明的一个方式的发光装置的俯视图及截面图；

图8a至图8d是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图9a至图9c是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图10a和图10b是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图11a和图11b是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图12a和图12b是说明本发明的一个方式的发光装置的制造方法的截面图；

图13a和图13b是本发明的一个方式的发光元件的截面图；

图14a至图14e是说明使用本发明的一个方式的发光装置的电子设备的图；

图15a和图15b是说明使用本发明的一个方式的发光装置的电子设备的图；

图16是本发明的一个方式的发光装置的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行详细说明。但是，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。注意，在以下说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的符号来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略重复说明。

实施方式1

图1a示出通过本发明的一个方式的发光装置的制造方法可以制造的发光装置901的截面图。该发光装置901在第一衬底100a上具有电极端子157以及第一电极层118。该第一电极层118的端部被隔壁124覆盖并绝缘。包含有机化合物的层120至少接触于第一电极层118及隔壁124的顶面。在电极端子157上具有没有包含有机化合物的层120的部分。第二电极层122至少接触于包含有机化合物的层120的顶面。在电极端子157上没有第二电极层122。粘合层170接触于第二电极层122。在电极端子157上没有粘合层170。第二剥离层101b接触于粘合层170的顶面。第二有机层700b接触于第二剥离层101b的顶面。在电极端子157上没有第二有机层700b。导电层600与电极端子157电连接。

此外，将由隔壁124围绕的第一电极层118、包含有机化合物的层120以及第二电极层122称为发光元件130。

(衬底)

作为第一衬底100a，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底等。此外，也可以使用具有能够承受本实施方式的处理温度的耐热性的塑料衬底。

另外，当后面的加热处理的温度较高时，作为玻璃衬底优选使用应变点为730℃以上的玻璃衬底。另外，作为玻璃衬底，例如可以使用如铝硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃或钡硼硅酸盐玻璃等的玻璃材料。注意，通过使玻璃衬底含有较多氧化钡(bao)，可以得到实用性更高的耐热玻璃。此外，还可以使用晶化玻璃等。

(电极端子)

电极端子157可以使用具有电导性的物质形成。例如，可以使用金属、半导体等形成。

(第一电极层)

作为第一电极层118，优选使用高效地反射后面形成的包含有机化合物的层120所发射的光的材料。这是因为可以提高光提取效率的缘故。此外，第一电极层118也可以采用叠层结构。例如，可以在接触于包含有机化合物的层120一侧形成薄的金属氧化物的导电膜或钛膜等，而在另一侧使用具有高反射率的金属膜(铝、含有铝的合金或银等)。通过采用上述结构，可以抑制在包含有机化合物的层120和具有高反射率的金属膜(铝、含有铝的合金或银等)之间产生绝缘膜，所以是优选的。

另外，虽然本实施方式例示出顶部发射结构(上面发射结构)的发光装置，但是当采用底部发射结构(下面发射结构)及双发射结构(双面发射结构：dualemissionstructure)的发光装置时，将具有透光性的材料用于第一电极层118，即可。

(隔壁)

隔壁124是为了防止相邻的第一电极层118之间的电气短路而设置的。虽然在附图中只记载一个第一电极层118，但是有时在发光装置中设置多个第一电极层118。此外，在形成后述的包含有机化合物的层120时使用金属掩模的情况下，发光元件之间的包含有机化合物的层120在该隔壁124上被断开。隔壁124可以使用有机树脂、无机膜等形成。

(包含有机化合物的层)

关于包含有机化合物的层120的结构，在实施方式3中进行说明。

(第二电极层)

作为第二电极层122，优选使用可以对后述的包含有机化合物的层120注入电子的功函数小的电极。优选不使用功函数小的金属单层，而使用将形成几nm的功函数小的碱金属或碱土金属的层用作缓冲层，且在其上形成铝等金属、铟-锡氧化物等金属氧化物或半导体的电极。作为缓冲层，也可以使用碱金属或碱土金属的氧化物或者卤化物。此外，也可以使用镁-银等的合金作为第二电极层122。

此外，当透过第二电极层122提取从发光元件发射的光时，第二电极层122优选对可见光具有透光性。

(粘合层)

粘合层170与第二电极层122接触。第二剥离层101b和第一衬底100a被粘合层170固定。粘合层170可以使用光固化粘合剂、反应固化型粘合剂、热固化型粘合剂或厌氧型粘合剂。例如，可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、亚胺树脂等。此外，通过将光的波长以下的尺寸的干燥剂(沸石等)或具有高折射率的填料(氧化钛、锆等)混合到粘合剂中，发光元件130的可靠性得到提高或者发光元件130的光的提取效率得到提高，所以是优选的。

(剥离层)

第二剥离层101b是由如下材料形成的单层或叠层的层：选自钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、钌、铑、钯、锇、铱、硅中的元素；含有上述元素的合金材料；或者含有上述元素的化合物材料。包含硅的层的结晶结构可以是非晶、微晶以及多晶中的任一种。此外，也可以是氧化铝、氧化镓、氧化锌、二氧化钛、氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌和in-ga-zn类氧化物等的金属氧化物中的任一种。

此外，第二剥离层101b可以通过溅射法、等离子体cvd法、涂敷法、印刷法等形成。注意，涂敷法包括旋涂法、液滴喷射法、分配器方法。

当第二剥离层101b具有单层结构时，优选的是形成钨层、钼层或包含钨和钼的混合物的层。或者，形成包含钨的氧化物或钨的氧氮化物的层、包含钼的氧化物或钼的氧氮化物的层或者包含钨和钼的混合物的氧化物或钨和钼的混合物的氧氮化物的层。此外，钨和钼的混合物例如相当于钨和钼的合金。

另外，当作为第二剥离层101b形成包含钨的层与包含钨的氧化物的层的叠层结构时，可以采用如下结构：通过形成包含钨的层，且在其层上形成由氧化物构成的绝缘层，因此在钨层和绝缘层之间的界面处形成包含钨的氧化物的层的结构。此外，也可以对包含钨的层的表面进行热氧化处理、氧等离子体处理、使用诸如臭氧水等的高氧化性的溶液的处理等来形成包含钨的氧化物的层。此外，第二剥离层101b和后面说明的第一剥离层101a也可以使用同样的材料形成。

(第二有机层)

第二有机层700b与第二剥离层101b接触。第二有机层700b可以使用有机树脂。例如，可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、亚胺树脂等。

(导电层)

导电层600与电极端子157电连接。导电层600可以使用银膏等导电膏、包括各向异性导电体的薄膜或膏或者通过溅射法形成的金属等。

<发光装置的制造方法>

图2a至图2e示出本发明的一个方式的发光装置的制造方法。在该截面图中，示出直到形成第二电极层122的制造方法。构成以下所述的各构成要素的材料可以参考上述说明。

首先，在第一衬底100a上形成电极端子157(图2a)。电极端子157可以使用溅射法等形成。

接着，在第一衬底100a上形成第一电极层118(图2b)。第一电极层118与电极端子157电连接。第一电极层118在通过蒸镀法、溅射法形成导电膜之后，使用光刻将该导电膜加工为所希望的形状来形成。

接着，覆盖第一电极层118的端部形成隔壁124(图2c)。隔壁124通过涂敷法形成有机树脂，使用光刻将该有机树脂加工为所希望的形状来形成。

接着，以与电极端子157、第一电极层118以及隔壁124接触的方式形成包含有机化合物的层120(图2d)。包含有机化合物的层120与电极端子157之间的界面处的贴紧性较低，因此通过以与电极端子157接触的方式形成包含有机化合物的层120，在后面的工序中可以容易从电极端子157将包含有机化合物的层120剥离。由此，可以使电极端子157露出。

接着，以与包含有机化合物的层120接触的方式形成第二电极层122(图2e)。第二电极层122可以利用蒸镀法、溅射法等形成。

图3a至图3d示出直到在第二衬底100b上形成第二剥离层101b的工序以及形成第二有机层700b的工序。

以与第二衬底100b接触的方式形成第二剥离层101b(图3a)。第二衬底100b可以使用与第一衬底100a相同的材料。第二剥离层101b可以利用溅射法、蒸镀法等形成。

接着，以与接触于第二衬底100b的第二剥离层101b接触的方式涂敷粘合层170。由涂敷的粘合层170将第二电极层122和第二剥离层101b固定(图3b)。发光元件130被粘合层170保护，因此可以得到可靠性高的发光装置。

接着，将第二衬底100b从发光装置剥离(图3c)。作为剥离方法，施加机械力(使用人手或夹具来剥离的处理或使滚筒转动来进行分离的处理、超音波处理等)，即可。例如，使用锋利的刀具或激光照射在第二剥离层101b中形成切口，且在该切口中注入水。通过由于毛细现象而水渗到第二剥离层101b与第二衬底100b之间，容易可以从发光装置将第二衬底100b剥离。此外，当使用激光照射形成切口时，也可以从第一衬底100a或第二衬底100b照射激光。

接着，去除第二剥离层101b上的尘屑，在第二剥离层101b上形成第二有机层700b(图3d)。

图4a至图4c示出从以围绕与电极端子157重叠的部分的方式在第二有机层700b、第二剥离层101b以及粘合层170中形成切口的工序直到形成导电层600的工序。

以围绕与电极端子157重叠的部分的方式在第二有机层700b、第二剥离层101b以及粘合层170中形成切口(图4a)。使用锋利的刀具等形成切口，即可。

接着，向从发光装置剥离的方向拉以围绕与电极端子157重叠的部分的方式切开的第二有机层700b的一部分，即可。例如，贴上黏着性的胶带等，然后向从发光装置将第二有机层700b剥离的方向拉该胶带，即可。包含有机化合物的层120与电极端子157之间的界面处的贴紧性较低，因此可以使电极端子157露出(图4b)。通过上述步骤，在第二有机层700b、第二剥离层101b、粘合层170以及包含有机化合物的层120中可以形成到达电极端子157的孔。此外，有时在将第二有机层700b剥离之后，包含有机化合物的层120的一部分附着在电极端子157上。此外，有时附着在电极端子157上的包含有机化合物的层120造成后面形成的导电层600与电极端子157的贴紧性或电连接的不良现象。此时，优选在将第二有机层700b剥离之后，使用丙酮等有机溶剂等去除附着在电极端子157上的包含有机化合物的层120。

接着，使用导电层600填充上述穿的孔。(图4c)。导电层600优选使用银膏等形成。可以通过导电层600输入来自外部电源的电力和外部信号。或者，也可以在作为导电层600使用各向异性导电薄膜或各向异性导电膏在其上配置fpc(flexibleprintcircuit：柔性印刷电路)之后，通过热压焊通过导电层600使fpc与电极端子157电连接。或者，也可以使用直接安装ic芯片代替fpc的方法。

根据本发明的一个方式的发光装置的制造方法，可以在树脂等中的所希望的部分穿孔，该树脂等通过激光烧蚀法难以穿孔。此外，可以不损伤电极端子157而在难以穿孔的树脂等中穿孔。

<发光装置的制造方法的变形例子1>

图1b示出通过本发明的一个方式的发光装置的制造方法可以制造的发光装置902的截面图。该发光装置902因为由具有柔性的衬底501和第二有机层700b构成，所以具有柔性。该发光装置902的制造方法与发光装置901的制造方法不同之处在于：追加在第一衬底100a与发光元件130之间形成第一剥离层101a的工序。

在本变形例子中，当将玻璃衬底用于第一衬底100a时，通过在第一衬底100a与第一剥离层101a之间形成绝缘层诸如氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等，可以防止来自玻璃衬底的碱金属的污染，所以是更优选的。

该发光装置902以与具有柔性的衬底501的顶面接触的方式具有第一有机层700a。第一剥离层101a与第一有机层700a的顶面接触。电极端子157、第一电极层118形成在第一剥离层101a上。第一电极层118的端部被隔壁124覆盖并绝缘。包含有机化合物的层120至少与电极端子157、第一电极层118以及隔壁124的顶面接触。电极端子157上的包含有机化合物的层120当后面说明的粘合层170等中的穿孔时被去除。第二电极层122至少与包含有机化合物的层120的顶面接触。电极端子157上的第二电极层122也当后面说明的粘合层170等中的穿孔时被去除。粘合层170与第二电极层122接触。电极端子157上的粘合层170也当后面说明的粘合层170等中的穿孔时被去除。第二剥离层101b与粘合层170的顶面接触。电极端子157上的第二剥离层101b也当后面说明的粘合层170等中的穿孔时被去除。第二有机层700b与第二剥离层101b的顶面接触。电极端子157上的第二有机层700b也当后面说明的粘合层170等中的穿孔时被去除。导电层600与电极端子157电连接。

图5a至图5e只示出发光装置902的制造工序中的与发光装置901的制造工序不同的工序。其他工序可以参考实施方式1。

以与第一衬底100a接触的方式形成第一剥离层101a(图5a)。第一剥离层101a可以使用与第二剥离层101b相同的材料。

接着，以与第一剥离层101a接触的方式形成电极端子157(图5b)。

从第一电极层118的形成到第二有机层700b的形成为止可以参考实施方式1的图2b至图2e以及图3a至图3d。发光装置的一方的面由第二有机层700b形成(图5c)。在以下的工序中，将另一方的衬底从发光装置剥离并转置到具有柔性的衬底501上，而实现具有柔性的发光装置。

将第一衬底100a从发光装置剥离(图5d)。作为剥离方法，施加机械力(使用人手或夹具来剥离的处理或使滚筒转动来进行分离的处理、超音波处理等)，即可。例如，使用锋利的刀具或激光照射在第一剥离层101a中形成切口，且在该切口中注入水。通过由于毛细现象而水渗到第一剥离层101a与第一衬底100a之间，容易可以从发光装置将第一衬底100a剥离。此外，当使用激光照射形成切口时，也可以从第二衬底100b或第一衬底100a照射激光。

接着，去除第一剥离层101a上的水，以与第一剥离层101a接触的方式形成第一有机层700a，并且贴合具有柔性的衬底501(图5e)。

作为具有柔性的衬底501，可以使用具有柔性及对可见光的透光性的衬底，例如，适当地使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚砜树脂、聚酰胺树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚氯乙烯树脂等。此外，具有柔性的衬底501的热膨胀系数优选为30ppm/k以下，更优选为10ppm/k以下。另外，也可以在具有柔性的衬底501上预先形成具有低透水性的保护膜，诸如氮化硅或氧氮化硅等含有氮和硅的膜、氮化铝等含有氮和铝的膜等。另外，也可以将在纤维体中浸渗有有机树脂的结构体(所谓的预浸料)用于具有柔性的衬底501。

图6a至图6c示出从以围绕与电极端子157重叠的部分的方式在第二有机层700b、第二剥离层101b以及粘合层170中形成切口的工序到形成导电层600的工序。

以围绕与电极端子157重叠的部分的方式在第二有机层700b、第二剥离层101b以及粘合层170中形成切口(图6a)。使用锋利的刀具等形成切口，即可。

接着，向从发光装置剥离的方向拉以与围绕电极端子157重叠的部分的方式形成切口的第二有机层700b的一部分。包含有机化合物的层与电极端子之间的界面处的贴紧性较低，因此可以使电极端子157露出。

接着，使用导电层600填充上述穿的孔。(图6b)。导电层600优选使用银膏等形成。可以通过导电层600输入来自外部电源的电力和外部信号。或者，也可以在作为导电层600使用各向异性导电薄膜或各向异性导电膏在其上配置fpc(flexibleprintcircuit：柔性印刷电路)之后，通过热压焊通过导电层600使fpc与电极端子157电连接。或者，也可以使用直接安装ic芯片代替fpc的方法。

根据本发明的发光装置的制造方法，可以对与电极端子157重叠的区域中的难以穿孔的树脂等中穿孔。可以不损伤电极端子157而在难以穿孔的树脂等中穿孔。

此外，因为发光装置由具有柔性的衬底501与第二有机层700b构成，所以可以实现具有柔性的发光装置。

<发光装置的制造方法的变形例子2>

图1c示出通过本发明的一个方式的发光装置的制造方法可以制造的发光装置903的截面图。该发光装置903在粘合层170与第二剥离层101b之间具有着色层166。其他结构与发光装置901相同，因此可以参考上述实施方式。因此，以下只说明着色层166的制造方法。

直到形成第二电极层122的工序可以参考发光装置901的形成工序(图2a至图2e)。

(着色层)

在第二衬底100b的第二剥离层101b上形成着色层166。注意，在图6c中，第二剥离层101b和着色层166位于第二衬底100b的下面。着色层166也称为滤色片，即是透过特定的波长区域中的光的有色层。例如，可以使用透过红色波长区域中的光的红色着色层、透过绿色波长区域中的光的绿色着色层、透过蓝色波长区域中的光的蓝色着色层等。各着色层可以使用公知的材料并通过印刷法、喷墨法、使用光刻技术的蚀刻法形成(图6c)。

形成在第二衬底100b上的着色层166可以隔着粘合层170与第二电极层122粘合。该工序可以参考实施方式1。

将第二衬底100b从发光装置剥离且形成第二有机层700b的工序可以参考实施方式1。

使电极端子157露出的方法也可以参考实施方式1。

根据本发明的发光装置的制造方法，可以对与电极端子157重叠的区域中穿孔。可以不损伤电极端子157而在树脂等中穿孔。

根据该发光装置的制造方法，所制造的发光装置可以穿过着色层将从发光元件发射的光提取到外部，因此可以得到所希望的发光颜色。

<发光装置的制造方法的变形例子3>

图1d示出通过本发明的一个方式的发光装置的制造方法可以制造的发光装置904的截面图。发光装置904因为由具有柔性的衬底501和第二有机层700b构成，所以具有柔性。此外，该发光装置904在粘合层170和第二剥离层101b之间具有着色层166。其他结构与发光装置903相同。

形成在第二衬底100b上的着色层166可以隔着粘合层170与第二电极层122粘合。该工序可以参考实施方式1。

将第二衬底100b从发光装置剥离且形成第二有机层700b的工序可以参考实施方式1。

将第一衬底100a从发光装置剥离、形成第一有机层700a并设置具有柔性的衬底501的工序可以参考实施方式1。

根据本发明的发光装置的制造方法，可以对与电极端子157重叠的区域中的难以穿孔的树脂等中穿孔。可以不损伤电极端子157而在难以穿孔的树脂等中穿孔。

此外，因为发光装置由具有柔性的衬底501与第二有机层700b构成，因此由于该发光装置的制造方法而可以实现具有柔性的发光装置。

此外，根据该发光装置的制造方法，所制造的发光装置可以穿过着色层将从发光元件发射的光提取到外部，因此可以得到所希望的发光颜色。

实施方式2

在本实施方式中，首先参照图7a及图7b对本发明的发光装置的结构的一个方式进行说明，接着参照图8a至图12b对发光装置的制造方法进行说明。

<发光装置的结构>

图7a是示出发光装置的俯视图，图7b是沿着图7a中的虚线a1-a2切断的截面图。

图7a所示的发光装置设置有设置在具有柔性的衬底501上的像素部4502以及信号线电路部4503。

各像素具备控制发光元件的驱动的晶体管150。此外，图7a和图7b示出晶体管152作为信号线电路部4503的一个例子。

图7b所示的发光装置具有由粘合层170贴合具有柔性的衬底501和具有柔性的衬底502的结构。在具有柔性的衬底501上形成有晶体管150、形成在晶体管150上的发光元件130、形成在各像素之间的隔壁124以及电极端子157。在具有柔性的衬底502上形成有遮光膜164以及着色层166。

另外，图7b所示的发光装置是所谓的顶部发射结构的发光装置，其中来自发光元件130的光穿过着色层166从具有柔性的衬底502一侧发射。

具有柔性的衬底501具有：设置在具有柔性的衬底501上的第一有机层700a；设置在第一有机层700a上的第一缓冲层104；设置在第一缓冲层104上的用来控制发光元件的驱动的晶体管150；电连接于晶体管150的发光元件130；以及发光元件130之间的隔壁124。

晶体管150具有：形成在第一缓冲层104上的栅电极层106；形成在栅电极层106上的栅极绝缘层108；形成在栅极绝缘层108上的半导体层110；以及形成在半导体层110上的源电极层112a及漏电极层112b。另外，晶体管150被第一绝缘层114和第二绝缘层116覆盖，在该第二绝缘层116上形成有第一电极层118、形成在第一电极层118上的包含有机化合物的层120以及形成在包含有机化合物的层120上的第二电极层122。

图7b所示的晶体管151或晶体管152的结构与晶体管150相同。注意，在各晶体管中可以适当地调节晶体管的尺寸(例如，沟道长度、沟道宽度)或晶体管的连接等。

另外，由第一电极层118、包含有机化合物的层120以及第二电极层122形成发光元件130。此外，发光元件130通过设置在第一绝缘层114及第二绝缘层116中的开口电连接于晶体管150。电极端子157不被第二绝缘层116覆盖。这是因为在电极端子157的表面上形成包含有机化合物的层120的缘故。

以与电极端子157的顶面接触的方式形成包含有机化合物的层120和第二电极层122。这是因为为了在电极端子157与包含有机化合物的层120之间的界面处进行剥离来剥下粘合层170。

另外，发光元件130被隔壁124分离而形成像素。

隔壁124为了防止设置在第一电极层118、第一绝缘层114以及第二绝缘层116中的开口等的台阶导致在第一电极层118、第一绝缘层114以及第二绝缘层116的顶面形成的膜的断开而形成。因此，隔壁124优选具有正锥形，以便防止在隔壁124的顶面形成的膜断开。注意，正锥形是指一种结构，其中在成为基底的层上其他层接触于该基底的层并以平缓的角度逐渐增加厚度。

在此，参照图8a至图12b对图7b所示的发光装置的制造方法进行详细说明。

<发光装置的制造方法>

首先，在第一衬底100a上形成第一剥离层101a，在该第一剥离层101a上形成第一缓冲层104。第一缓冲层104优选不使第一剥离层101a暴露于大气而连续地形成。通过连续地形成第一缓冲层104，可以防止灰尘或杂质混入到第一剥离层101a和第一缓冲层104之间。

第一衬底100a可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底等。关于其详细内容，可以参考实施方式1。

第一剥离层101a是由如下材料形成的单层或叠层的层：选自钨、钼、钛、钽、铌、镍、钴、锆、钌、铑、钯、锇、铱、硅中的元素；含有上述元素的合金材料；含有上述元素的化合物材料。含有硅的层的结晶结构可以采用非晶、微晶和多晶中的任何一种。关于其详细内容，可以参考实施方式1。

接着，将第一缓冲层104形成在第一剥离层101a上。第一缓冲层104优选使用氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅等的单层或叠层形成。

第一缓冲层104可以使用溅射法、等离子体cvd法、涂敷法、印刷法等形成，例如通过使用等离子体cvd法在250℃以上且400℃以下的成膜温度下进行成膜，可以形成致密且具有极低的透水性的膜。另外，第一缓冲层104的厚度优选为10nm以上且3000nm以下，更优选为200nm以上且1500nm以下。

接着，通过在第一缓冲层104、绝缘层103上形成导电膜并使用光刻法，形成栅电极层106(参照图8a)。

栅电极层106可以通过使用钼、钛、铬、钽、钨、铝、铜、钕、钪等金属材料或含有上述金属的合金材料的单层或叠层来形成。

接着，在栅电极层106上形成栅极绝缘层108。栅极绝缘层108可以通过使用等离子体cvd法或溅射法等形成氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氮氧化硅或氧化铝的单层或叠层。例如，可以通过等离子体cvd法使用sih4、n2o作为成膜气体来形成氧氮化硅膜。

接着，通过形成半导体层并使用光刻法，形成岛状的半导体层110(参照图8a)。

半导体层110可以使用硅半导体或氧化物半导体形成。硅半导体例如为单晶硅或多晶硅等，作为氧化物半导体可以适当地使用in-ga-zn类金属氧化物等。注意，当作为半导体层110使用in-ga-zn类金属氧化物的氧化物半导体来形成关态电流(off-statecurrent)低的半导体层时，可以抑制在后面形成的发光元件成为截止状态时的泄漏电流，所以是优选的。关于可以应用于本发明的氧化物半导体，在实施方式4中进行说明。

接着，通过在栅极绝缘层108及半导体层110上形成导电膜并使用光刻法形成源电极层112a及漏电极层112b。

用于源电极层112a及漏电极层112b的导电膜例如可以使用含有选自al、cr、cu、ta、ti、mo、w中的元素的金属膜或者含有上述元素的金属氮化物膜(氮化钛膜、氮化钼膜、氮化钨膜)等。此外，也可以采用在al、cu等金属膜的下侧或上侧中的一方或双方上层叠ti、mo、w等难熔金属膜或这些元素的金属氮化物膜(氮化钛膜、氮化钼膜、氮化钨膜)的结构。另外，用于源电极层112a及漏电极层112b的导电膜可以使用具有导电性的金属氧化物形成。具有导电性的金属氧化物例如可以使用氧化铟(in2o3等)、氧化锡(sno2等)、氧化锌(zno)、ito、氧化铟氧化锌(in2o3-zno等)或者使这些金属氧化物材料含有氧化硅的材料。

接着，形成电极端子157。电极端子157使用导电膜形成，即可。也可以在形成源电极层112a和漏电极层112b的同时形成电极端子157。

接着，在半导体层110、源电极层112a及漏电极层112b上形成第一绝缘层114(参照图8b)。第一绝缘层114可以使用氧化硅膜、氧氮化硅膜、氧化铝膜等无机绝缘膜。

接着，在第一绝缘层114上形成第二绝缘层116。

第二绝缘层116优选选择为了减小起因于晶体管的表面的凹凸而具有平坦化功能的绝缘膜。例如，可以使用聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等有机材料。此外，除了上述有机材料之外，还可以使用低介电常数材料(low-k材料)等。另外，也可以通过层叠多个由上述材料形成的绝缘膜来形成第二绝缘层116。

接着，通过进行光刻法在第一绝缘层114、第二绝缘层116中形成到达电极端子157及漏电极层112b的开口。作为形成开口的方法，可以适当地选择干蚀刻法或湿蚀刻法等。

接着，通过在第二绝缘层116及漏电极层112b上形成导电膜，并使用光刻工序，形成第一电极层118。

第一电极层118优选使用可以有效地反射包含有机化合物的层120(在后面形成)所发射的光的材料。关于其详细内容，可以参考实施方式1。

接着，在第一电极层118上形成隔壁124(参照图8c)。

隔壁124使用有机绝缘材料或无机绝缘材料形成。尤其是，优选使用感光树脂材料，并将其侧壁形成为具有连续曲率的倾斜面。

以与电极端子157、第一电极层118以及隔壁124接触的方式形成包含有机化合物的层120。在电极端子157上形成包含有机化合物的层120是因为为了容易剥下电极端子157上的粘合层170。关于可以用于包含有机化合物的层120以及第二电极层122的材料，可以参考实施方式1及实施方式2。

另外，本实施方式虽然例示出以穿过着色层166的方式发射包含有机化合物的层120所发射的光的结构，但是不局限于此。也可以采用将包含有机化合物的层120涂成为不同颜色(例如，rgb)而不使用着色层166的结构。注意，如果将包含有机化合物的层120涂成为不同颜色则有可能增加工序数或成本，因此优选采用本实施方式所示的由呈现白色发光的包含有机化合物的层120和着色层166构成的结构。

接着，在包含有机化合物的层120上形成第二电极层122(参照图8d)。第二电极层122也可以形成在电极端子157上。

作为第二电极层122，可以使用具有透光性的金属氧化物形成。关于可以应用的材料，可以参考实施方式1。

另外，第一电极层118和第二电极层122中的任一方用作发光元件130的阳极，而另一方用作发光元件130的阴极。用作阳极的电极优选使用具有大功函数的物质，而用作阴极的电极优选使用具有小功函数的物质。

另外，由第一电极层118、包含有机化合物的层120以及第二电极层122形成发光元件130。

通过上述步骤，在第一衬底100a上形成控制发光元件的驱动的晶体管150、晶体管151以及发光元件130。

接着，以下示出在第二衬底100b上形成遮光膜164、着色层166以及外敷(overcoat)层168的形成方法。

首先，在第二衬底100b上形成第二剥离层101b，并在该第二剥离层101b上形成第二缓冲层162(参照图9a)。

第二剥离层101b及第二缓冲层162可以使用与上述第一剥离层101a及第一缓冲层104同样的材料及方法形成。

接着，通过在第二缓冲层162上形成钝化层163和导电膜并使用光刻法对导电膜进行加工，来形成遮光膜164(参照图9b)。

可以由遮光膜164防止各像素之间的混色。遮光膜164可以使用具有低反射率的金属膜如钛、铬等或者浸渗有黑色颜料或黑色染料的有机树脂膜等。

接着，在钝化层163及遮光膜164上形成着色层166。

着色层166是透过特定的波长区域的光的有色层。例如，可以使用透过红色波长区域的光的红色(r)滤色片、透过绿色波长区域的光的绿色(g)滤色片、透过蓝色波长区域的光的蓝色(b)滤色片等。各滤色片通过使用公知的材料利用印刷法、喷墨法、使用光刻法的蚀刻方法等来形成在所希望的位置。

另外，在此虽然说明采用rgb三个颜色的方法，但是不局限于此。也可以采用使用rgby(黄色)等四个颜色的结构或五个颜色以上的结构。

接着，在遮光膜164及着色层166上形成外敷(overcoat)层168(参照图9c)。

外敷(overcoat)层168可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等有机树脂膜形成。可以由外敷(overcoat)层168防止着色层166所含有的杂质成分等扩散到包含有机化合物的层120一侧。另外，外敷(overcoat)层168可以采用有机树脂膜和无机绝缘膜的叠层结构。无机绝缘膜可以使用氮化硅、氧化硅等。另外，也可以不设置外敷(overcoat)层168。

此外，在后面的形成粘合层170的情况下，当将用于粘合层170的树脂涂敷在第二衬底100b上时，优选作为外敷(overcoat)层168的材料是用对该树脂具有高润湿性的材料。尤其是，作为用于外敷(overcoat)层168的材料需要具有如下特性：高透过率；当与该树脂接触时不起反应；以及不溶解涂敷该树脂时使用的溶剂等。例如，优选将ito膜等氧化物导电膜或减薄为具有透光性的程度的ag膜等金属膜用于外敷(overcoat)层168。

通过上述步骤，在第二衬底100b上可以形成第二剥离层101b、第二缓冲层162、钝化层163、遮光膜164、着色层166以及外敷(overcoat)层168。此外，在本实施方式中，因为在第二衬底100b上形成着色层166，所以将以下示出的第一衬底100a与第二衬底100b的贴合精度设定为10ppm以下，优选为5ppm以下。

接着，进行第一衬底100a和第二衬底100b的对准而使用粘合层170将它们粘合在一起(参照图10a)。

能够用于粘合层170的材料可以参考实施方式1。

另外，也可以在粘合层170和第二电极层122之间形成具有低透湿性的密封膜。具有低透湿性的密封膜例如可以使用氧化硅、氮化硅、氧化铝等。

接着，在形成在第二衬底100b上的第二剥离层101b和第二衬底100b之间进行剥离(分离)(参照图10b)。剥离方法可以使用各种方法。

另外，形成在第一衬底100a上的第一剥离层101a和形成在第二衬底100b上的第二剥离层101b在平面方向上的尺寸可以不同。例如，通过将第二剥离层101b形成为小于第一剥离层101a，可以在将第一衬底100a和第二衬底100b粘合之后容易在第二剥离层101b中形成槽，所以是优选的。

作为剥离方法，可以施加机械力(用人手或工具进行剥下的处理、使滚筒转动而进行分离的处理、超音波处理等)即可。另外，也可以通过将液体滴在槽中并使该液体渗透到第二剥离层101b和第二缓冲层162之间的界面处，来将第二缓冲层162从第二剥离层101b剥离。此外，也可以通过将nf3、brf3、clf3等氟化气体导入到上述槽中而通过使用氟化气体进行蚀刻去除第二剥离层101b，来将第二缓冲层162从具有绝缘表面的第二衬底100b剥离。

此外，例如通过作为第二剥离层101b使用容易氧化的金属(例如钨、钼、钛等)或包含该金属的合金，作为第二缓冲层162使用氧化物(例如氧化硅等)且在形成第二缓冲层162之后进行热处理，在它们之间的界面处形成金属氧化物的层。可以使用该金属氧化物的层将第二剥离层101b和第二缓冲层162剥离。此时，有时该金属氧化物的层附着在剥离之后的第二剥离层101b的表面和第二缓冲层162的表面中的一方或双方。此外，有时第二剥离层101b的一部分附着在第二缓冲层162上。在此，当形成该金属氧化物的层时，也可以在形成第二缓冲层162之前对第二剥离层101b的表面进行热氧化、等离子体氧化等氧化处理，来在第二剥离层101b的表面形成金属氧化物的层。

如此，也可以在第二剥离层101b与第二缓冲层162之间进行剥离。在此情况下，第二剥离层101b与第二衬底100b一起被剥离，而在所制造的发光装置中，没有残留第二剥离层101b。

作为其他剥离方法，在使用钨形成第二剥离层101b的情况下，可以使用氨水和过氧化氢水的混合溶液在对第二剥离层101b进行蚀刻的同时进行剥离。

另外，当作为第二剥离层101b使用含有氮、氧或氢等的膜(例如，含有氢的非晶硅膜、含有氢的合金膜、含有氧的合金膜等)并作为第二衬底100b使用具有透光性的衬底时，可以从第二衬底100b对第二剥离层101b照射激光，使剥离层所含有的氮、氧或氢汽化，而在第二衬底100b和第二剥离层101b之间进行剥离。

接着，使用第二有机层700b将第二缓冲层162和具有柔性的衬底502粘合在一起(参照图11a)。

作为具有柔性的衬底502，可以使用具有柔性及对可见光的透光性的衬底。此外，也可以将具有触摸屏功能的衬底用于具有柔性的衬底502。例如，将形成有透光导电膜的衬底用于具有柔性的衬底502的一方的面，即可。触摸屏的检测方法可以使用各种方式，但是优选采用投射电容式。通过使具有柔性的衬底502具有触摸屏的功能，可以使发光装置变薄。

另外，本实施方式所示的发光装置为从具有柔性的衬底502一侧的面提取发光的顶部发射型的发光装置，所以作为第一衬底100a也可以使用减薄为具有非透光性的程度的金属衬底。该金属衬底设置在不提取光的一侧。对构成金属衬底的材料没有特别的限制，但是优选使用铝、铜、镍、铝合金或不锈钢等金属合金等。

当具有柔性的衬底502的材料中含有纤维体时，作为纤维体使用有机化合物或无机化合物的高强度纤维。具体而言，高强度纤维是指拉伸弹性模量或杨氏模量高的纤维。作为其典型例子，可以举出聚乙烯醇类纤维、聚酯类纤维、聚酰胺类纤维、聚乙烯类纤维、芳族聚酰胺类纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维、玻璃纤维或碳纤维。作为玻璃纤维可以举出使用e玻璃、s玻璃、d玻璃、q玻璃等的玻璃纤维。作为具有柔性的衬底502也可以使用如下结构体，该结构体是将上述纤维体以织布或无纺布的状态使用，且在该纤维体中浸渗有机树脂并使该有机树脂固化而成的。通过作为具有柔性的衬底502使用由纤维体和有机树脂构成的结构体，可以提高抵抗弯曲或局部挤压所引起的破损的可靠性，所以该结构是优选的。

第二有机层700b可以使用各种固化型粘合剂如紫外线固化型粘合剂等光固化型粘合剂、反应固化型粘合剂、热固化型粘合剂或厌氧型粘合剂等。作为这些粘合剂的材料可以使用环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂等。

另外，在作为具有柔性的衬底502使用预浸料的情况下，也可以将具有柔性的衬底502和第二缓冲层162压合并粘合，而不使用第二有机层700b。

接着，在形成在第一衬底100a上的第一剥离层101a和第一衬底100a之间进行剥离(分离)，并使用第一有机层700a进行具有柔性的衬底501的粘合(参照图11b)。

剥离方法可以使用与上述的在形成在第二衬底100b上的第二剥离层101b和第二缓冲层162之间进行剥离时同样的方法。另外，具有柔性的衬底501及第一有机层700a可以分别使用与具有柔性的衬底502及第二有机层700b同样的材料及方法形成。

此外，如上所述那样也可以在第一剥离层101a与第一缓冲层104之间进行剥离。在此情况下，第一剥离层101a与第一衬底100a一起被剥离，而在所制造的发光装置中没有残留第一剥离层101a。

此外，如上所述那样，当作为第一剥离层101a使用容易氧化的金属或合金，并且在通过使其氧化而得到的金属氧化物层中进行剥离时，有时该金属氧化物的层附着在第一剥离层101a的表面和第一缓冲层104的表面中的一方或双方。

当采用从具有柔性的衬底501一侧的面提取发光的底部发射结构的发光装置时，也可以将具有触摸屏功能的衬底用于具有柔性的衬底502。

通过如上步骤，可以制造形成在具有柔性的衬底上的发光装置。

另外，本实施方式虽然例示出将第二衬底100b剥离之后将第一衬底100a剥离的方法，但是本说明书所公开的发明不局限于此，也可以在将第一衬底100a剥离之后将第二衬底100b剥离。

另外，本实施方式例示出将第一衬底100a从形成在第一衬底100a上的晶体管150、发光元件130剥离并转置到具有柔性的衬底501的方法。但是，本说明书所公开的发明不局限于此，而也可以在具有柔性的衬底501上直接形成晶体管150、发光元件130等。

接着，以围绕与电极端子157重叠的部分的方式从具有柔性的衬底502一侧在具有柔性的衬底502和第二有机层700b中形成切口(图12a)。

接着，向从发光装置剥离的方向拉以围绕与电极端子157重叠的部分的方式切开的第二有机层700b的一部分，即可。包含有机化合物的层120与电极端子157之间的界面处的贴紧性较低，因此可以使电极端子157露出(图12b)。

接着，使用导电层600填充上述穿的孔。导电层600优选使用银膏等形成。通过各向异性导电膜4519导电层600与具有fpc4518的端子电连接，而能够将来自外部电源的电力和外部信号输入到发光装置内的晶体管等。或者，也可以不使用各向异性导电膜4519而在作为导电层600使用各向异性导电薄膜或各向异性导电膏，在其上配置fpc4518，然后通过热压焊通过导电层600使fpc4518与电极端子157电连接。或者，也可以使用直接安装ic芯片代替fpc的方法。

另外，虽然本实施方式例示出主动矩阵型的发光装置作为发光装置之一，但是也可以将本发明应用于被动矩阵型的发光装置。

如上所述，在本实施方式所示的发光装置中，以与电极端子157接触的方式形成包含有机化合物的层120以及第二电极层122。因为包含有机化合物的层120与电极端子157之间的界面处的贴紧性较低，所以通过剥离与电极端子157重叠的粘合层170、第二有机层以及具有柔性的衬底可以穿孔。

在此，如上所述，在当进行第一衬底100a或第二衬底100b的剥离时在剥离层与缓冲层之间进行剥离的情况下，如图16所示那样在所制造的发光装置中没有残留剥离层。注意，图16是第一剥离层101a和第二剥离层101b都没有残留的情况下的发光装置的截面示意图。通过采用在提取来自发光元件130的光一侧没有剥离层的结构，可以提高来自发光装置的发光的提取效率。

此外，当采用剥离层残留在发光装置中的结构时，作为用于提取来自发光元件130的发光一侧的剥离层优选使用具有透光性的材料。此外，当作为剥离层使用金属膜、合金膜或半导体膜时，优选形成得薄以具有透过光的程度。

此外，本发明的一个方式的发光装置的制造方法适合于在大型衬底上同时制造多个发光装置，即“得到多个发光装置”。例如，将相同尺寸的大型衬底用于第一衬底100a和第二衬底100b，在具有柔性的衬底上制造多个发光装置。然后，在根据每个发光装置断开之后，可以使电极端子157露出并与fpc4518电连接。

例如，当使用现有的方法得到多个发光装置时，为了使电极端子157露出而需要使具有柔性的衬底502的断开位置与具有柔性的衬底501的断开位置不同。但是，当采用该方法时，由粘合层170粘合具有柔性的衬底501和具有柔性的衬底502，因此难以去除电极端子157上的具有柔性的衬底502。根据本发明的一个方式的发光装置的制造方法，可以在同一位置上断开具有柔性的衬底501和具有柔性的衬底502，因此同时可以以高成品率制造多个发光装置，因此可以提高生产率。

而且，通过将相同尺寸的衬底用于第一衬底100a和第二衬底100b，不需要准备不同尺寸的衬底，而可以共同使用所使用的衬底的种类或制造装置(例如，成膜装置等)，因此可以提高生产率。并且，通过将相同尺寸的衬底用于这些衬底，当剥离(分离)每一个衬底时，可以抑制应力集中在构成发光装置的膜而产生裂缝等的不良现象。

本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。

实施方式3

<发光元件的结构>

图13a所示的发光元件130具有在一对电极(第一电极层118、第二电极层122)之间夹有包含有机化合物的层120的结构。此外，在以下的本实施方式的说明中，作为例子，将第一电极层118用作阳极，而将第二电极层122用作阴极。

此外，包含有机化合物的层120至少包括发光层而形成即可，也可以采用除了发光层以外还包括功能层的叠层结构。作为发光层以外的功能层，可以使用包含空穴注入性高的物质、空穴传输性高的物质、电子传输性高的物质、电子注入性高的物质、双极性(电子及空穴的传输性高的物质)的物质等的层。具体而言，可以将空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等功能层适当地组合而使用。

在图13a所示的发光元件130中，产生在第一电极层118和第二电极层122之间的电位差使电流流过，在包含有机化合物的层120中空穴和电子重新结合，而得到发光。换言之，在包含有机化合物的层120中形成有发光区域。

在本发明中，来自发光元件130的发光从第一电极层118一侧或第二电极层122一侧被提取到外部。因此，第一电极层118和第二电极层122中的任一方由透光物质构成。

另外，如图13b所示，可以在第一电极层118和第二电极层122之间层叠多个包含有机化合物的层120。当包含有机化合物的层120具有n(n是2以上的自然数)层的叠层结构时，优选在第m(m是自然数，m是1以上且n-1以下)个包含有机化合物的层120和第(m+1)个包含有机化合物的层120之间分别设置电荷产生层120a。

电荷产生层120a可以使用如下材料形成：有机化合物和金属氧化物的复合材料；金属氧化物；有机化合物和碱金属、碱土金属或这些的化合物的复合材料。除此之外，还可以适当地组合上述材料来形成电荷产生层120a。作为有机化合物和金属氧化物的复合材料，例如是包含有机化合物和氧化钒、氧化钼或氧化钨等金属氧化物的复合材料。作为有机化合物，可以使用各种化合物：芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃等低分子化合物；或者以这些低分子化合物为基本骨架的低聚物、树枝状聚合物、聚合物等。此外，作为具有空穴传输性的有机化合物，优选使用其空穴迁移率为10^-6cm²/vs以上的有机化合物。但是，只要是其空穴传输性高于其电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。另外，由于用于电荷产生层120a的这些材料具有优异的载流子注入性、载流子传输性，所以可以实现发光元件130的低电流驱动及低电压驱动。

另外，电荷产生层120a也可以使用有机化合物和金属氧化物的复合材料与其他材料的组合来形成。例如，也可以组合包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层与包含选自电子供给物质中的一种化合物和电子传输性高的化合物的层而形成电荷产生层120a。另外，也可以组合包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层与透明导电膜而形成电荷产生层120a。

具有上述结构的发光元件130不容易产生能量的移动或灭光等的问题，并且因为具有上述结构的发光元件的材料的选择范围变大，所以可以容易形成兼有高发光效率和长使用寿命的发光元件。另外，也容易从一方的发光层得到磷光发光而从另一方的发光层得到荧光发光。

另外，电荷产生层120a当对第一电极层118和第二电极层122施加电压时具有对接触于电荷产生层120a地形成的一方的包含有机化合物的层120注入空穴的功能，并具有对另一方的包含有机化合物的层120注入电子的功能。

图13b所示的发光元件130通过改变用于包含有机化合物的层120的发光物质的种类来可以得到各种发光颜色。另外，通过作为发光物质使用多个不同发光物质，也可以得到宽光谱的发光或白色发光。

当使用图13b所示的发光元件130得到白色发光时，多个包含有机化合物的层120的组合采用包括红色、蓝色及绿色的光而发射白色光的结构即可，例如可以举出如下结构：即具有包括蓝色的荧光材料作为发光物质的第一发光层和包括绿色和红色的磷光材料作为发光物质的第二发光层的结构。也可以采用具有呈现红色发光的第一发光层、呈现绿色发光的第二发光层和呈现蓝色发光的第三发光层的结构。或者，通过采用具有发射处于补色关系的光的发光层的结构，也可以获得白色发光。在层叠有两个发光层的叠层型元件中，当使从第一发光层获得的发光颜色和从第二发光层获得的发光颜色处于补色关系时，作为补色关系可以举出蓝色和黄色或者蓝绿色和红色等。

另外，在上述叠层型元件的结构中，通过在层叠的发光层之间配置电荷产生层，可以在保持低电流密度的状态下实现高亮度区中的长使用寿命的元件。另外，由于可以降低电极材料的电阻所导致的电压下降，因此可以实现大面积的均匀发光。

本实施方式可以与其他实施方式所记载的结构适当地组合而实施。

实施方式4

在本实施方式中，详细说明可以用于实施方式2中的半导体层的氧化物半导体。

用于晶体管的半导体层的氧化物半导体优选至少包含铟(in)或锌(zn)。尤其是优选包含in及zn。此外，除了上述元素以外，优选还包含使氧坚固地结合的稳定剂(stabilizer)。作为稳定剂，包含镓(ga)、锡(sn)、锆(zr)、铪(hf)和铝(al)中的至少一种即可。

另外，作为其他稳定剂，也可以具有镧系元素的镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)、镱(yb)、镥(lu)中的一种或多种。

例如，可以使用in-sn-ga-zn类氧化物、in-ga-zn类氧化物、in-sn-zn类氧化物、in-zr-zn类氧化物、in-al-zn类氧化物、sn-ga-zn类氧化物、al-ga-zn类氧化物、sn-al-zn类氧化物、in-hf-zn类氧化物、in-la-zn类氧化物、in-ce-zn类氧化物、in-pr-zn类氧化物、in-nd-zn类氧化物、in-sm-zn类氧化物、in-eu-zn类氧化物、in-gd-zn类氧化物、in-tb-zn类氧化物、in-dy-zn类氧化物、in-ho-zn类氧化物、in-er-zn类氧化物、in-tm-zn类氧化物、in-yb-zn类氧化物、in-lu-zn类氧化物、in-zn类氧化物、sn-zn类氧化物、al-zn类氧化物、zn-mg类氧化物、sn-mg类氧化物、in-mg类氧化物、in-ga类氧化物、in类氧化物、sn类氧化物、zn类氧化物等。

另外，在此，例如，“in-ga-zn类氧化物”是指以in、ga及zn为主要成分的氧化物，对in、ga及zn的比率没有限制。

另外，可以作为氧化物半导体使用以inmo3(zno)m(m>0)表示的材料。注意，m表示选自ga、fe、mn和co中的一种或多种金属元素。另外，作为氧化物半导体，也可以使用以in2sno5(zno)n(n>0)表示的材料。

例如，可以使用in:ga:zn＝3:1:2、in:ga:zn＝1:1:1或in:ga:zn＝2:2:1的原子数比的in-ga-zn类氧化物或该组成的近旁的氧化物。或者，使用in:sn:zn＝1:1:1、in:sn:zn＝2:1:3或in:sn:zn＝2:1:5的原子数比的in-sn-zn类氧化物或该组成的近旁的氧化物即可。

此外，例如，“in、ga、zn的原子数比为in:ga:zn＝a:b:c(a+b+c＝1)的氧化物的组成为原子数比为in:ga:zn＝a:b:c(a+b+c＝1)的氧化物的组成近旁”是指a、b、c满足公式(1)。

(a-a)²+(b-b)²+(c-c)²≤r²(1)

r例如可以为0.05。其他氧化物也是同样的。

但是，不局限于上述材料，根据所需要的半导体特性(场效应迁移率、阈值电压等)可以使用适当的组成的氧化物半导体。另外，优选采用适当的载流子浓度、杂质浓度、缺陷密度、金属元素及氧的原子数比、原子间距离以及密度等，以得到所需要的半导体特性。

在将氧化物半导体用于半导体层的晶体管中，通过使氧化物半导体高纯度化，可以充分降低关态电流(这里是指，当在截止状态下例如以源电位为基准的源电位与栅电位之间的电位差为阈值电压以下时的漏电流)。例如，氧化物半导体的高纯度化可以通过加热成膜不使氧化物半导体中包含氢及羟基或者通过在成膜后的加热从膜中去除该氢及羟基而实现。通过高纯度化，在将in-ga-zn类氧化物用于沟道形成区的晶体管中，将每沟道宽度的关态电流降低到1×10^-24a/μm(1ya/μm)至1×10^-22a/μm(100ya/μm)左右。

可以用于半导体层的氧化物半导体膜例如可以处于非单晶状态。非单晶状态例如由caac(c-axisalignedcrystal：c轴取向结晶)、多晶、微晶和非晶部中的至少任一个构成。非晶部的缺陷态密度高于微晶和caac的缺陷态密度。微晶的缺陷态密度高于caac的缺陷态密度。注意，将包括caac的氧化物半导体称为caac-os(c-axisalignedcrystallineoxidesemiconductor：c轴取向结晶氧化物半导体)。

优选的是，氧化物半导体膜为caac-os膜。在caac-os中，例如c轴取向且a轴及/或b轴在宏观上不一致。

例如，氧化物半导体膜可以包括微晶。注意，将包括微晶的氧化物半导体称为微晶氧化物半导体。微晶氧化物半导体膜例如包括1nm以上且小于10nm的尺寸的微晶(也称为纳米晶)。

例如，氧化物半导体膜可以包括非晶部。注意，将包括非晶部的氧化物半导体称为非晶氧化物半导体。非晶氧化物半导体膜例如具有无秩序的原子排列且不具有结晶成分。或者，非晶氧化物半导体膜例如是完全的非晶，并且不具有结晶部。

另外，氧化物半导体膜可以是包括caac-os、微晶氧化物半导体和非晶氧化物半导体中的任一个的混合膜。混合膜例如包括非晶氧化物半导体的区域、微晶氧化物半导体的区域和caac-os的区域。并且，混合膜例如可以具有包括非晶氧化物半导体的区域、微晶氧化物半导体的区域和caac-os的区域的叠层结构。

另外，氧化物半导体膜例如可以处于单晶状态。

氧化物半导体膜优选包括多个结晶部。在每个结晶部中，c轴优选在平行于形成有氧化物半导体膜的表面的法线向量或氧化物半导体膜的表面的法线向量的方向上一致。注意，在结晶部之间，一个结晶部的a轴和b轴的方向可以与另一个结晶部的a轴和b轴的方向不同。这种氧化物半导体膜的一个例子是caac-os膜。

在大多情况下，包括在caac-os膜中的结晶部的尺寸相当于一个边长小于100nm的立方体。在利用透射电子显微镜(tem：transmissionelectronmicroscope)所得到的图像中，不能明确地观察到caac-os膜中的结晶部与结晶部之间的边界。另外，利用tem，不能明确地观察到caac-os膜中的晶界(grainboundary)。因此，在caac-os膜中，起因于晶界的电子迁移率的降低得到抑制。

在包括在caac-os膜中的每个结晶部中，例如c轴在平行于形成有caac-os膜的表面的法线向量或caac-os膜的表面的法线向量的方向上一致。并且，在每个结晶部中，当从垂直于ab面的方向看时具有三角形或六角形的原子排列，且当从垂直于c轴的方向看时，金属原子排列为层状或者金属原子和氧原子排列为层状。注意，在结晶部之间，一个结晶部的a轴和b轴的方向可以与另一个结晶部的a轴和b轴的方向不同。在本说明书中，“垂直”的用语包括从80°到100°的范围，优选包括从85°到95°的范围。并且，“平行”的用语包括从-10°到10°的范围，优选包括从-5°到5°的范围。

在caac-os膜中，结晶部的分布不一定是均匀的。例如，在caac-os膜的形成工序中，在从氧化物半导体膜的表面一侧产生结晶生长的情况下，有时氧化物半导体膜的表面附近的结晶部的比例高于形成有氧化物半导体膜的表面附近的结晶部的比例。另外，当将杂质添加到caac-os膜时，有时添加有杂质的区域中的结晶部的结晶性降低。

因为包括在caac-os膜中的结晶部的c轴在平行于形成有caac-os膜的表面的法线向量或caac-os膜的表面的法线向量的方向上一致，所以有时根据caac-os膜的形状(形成有caac-os膜的表面的截面形状或caac-os膜的表面的截面形状)c轴的方向可以彼此不同。另外，结晶部在成膜时或者在成膜之后通过诸如加热处理等晶化处理形成。因此，结晶部的c轴在平行于形成有caac-os膜的表面的法线向量或caac-os膜的表面的法线向量的方向上一致。

此外，caac-os例如可以通过降低缺陷态密度形成。在氧化物半导体中，例如，氧缺陷是缺陷态。氧缺陷有时称为陷阱能级或因俘获氢而成为载流子发生源。为了形成caac-os，在氧化物半导体中不产生氧缺陷是重要的。因此，caac-os是缺陷态密度低的氧化物半导体。或者，caac-os是氧缺陷少的氧化物半导体。

将杂质浓度低且缺陷态密度低(氧缺陷的个数少)的状态称为“高纯度本征”或“实际上高纯度本征”。高纯度本征或实际上高纯度本征的氧化物半导体具有少载流子发生源，因此有时可以具有较低的载流子密度。因此，有时将该氧化物半导体用于沟道形成区的晶体管很少具有负阈值电压(也称为常导通特性)。此外，高纯度本征或实际上高纯度本征的氧化物半导体具有较低的缺陷态密度，因此有时具有较低的陷阱态密度。因此，有时将该氧化物半导体用于沟道形成区的晶体管的电特性变动小，因此该晶体管成为可靠性高的晶体管。此外，被氧化物半导体的陷阱态俘获的电荷到被释放需要长时间，有时像固定电荷那样动作。因此，有时将陷阱态密度高的氧化物半导体用于沟道形成区的晶体管的电特性不稳定。

在使用高纯度本征或实际上高纯度本征的caac-os的晶体管中，起因于可见光或紫外光的照射的电特性的变动小。因此，该晶体管具有高可靠性。

当使用溅射法形成caac-os膜时，优选增高成膜时的衬底温度。例如，通过将衬底加热温度设定为100℃以上且600℃以下，优选为200℃以上且500℃以下，更优选为150℃以上且450℃以下形成氧化物膜，来可以形成caac-os膜。

此外，作为在溅射法中使用的电源，优选使用直流(dc)电源。此外，也可以使用高频(rf)电源、交流(ac)电源。但是，rf电源难以应用于能够在大面积的衬底上进行成膜的溅射装置。此外，从以下的观点来看，与ac电源相比优选使用dc电源。

当作为溅射靶材使用in-ga-zn-o化合物靶材时，例如优选使用以2:2:1、8:4:3、3:1:1、1:1:1、4:2:3、3:1:2、3:1:4、1:6:4、1:6:9等的摩尔数比混合inox粉末、gaoy粉末及znoz粉末而形成的in-ga-zn-o化合物靶材。x、y及z是任意的正数。此外，溅射靶材也可以是多晶。

此外，也可以使用磁控，由于磁场使溅射靶材附近的等离子体空间高密度化。在磁控溅射装置中，例如，在溅射靶材的前方形成磁场，因此在溅射靶材的后方配置磁体组装体(magnetassembly)。该磁场当溅射靶材的溅射时俘获被电离的电子或因溅射而产生的二次电子。如此被俘获的电子增高与成膜室内的稀有气体等惰性气体的碰撞概率，其结果是等离子体密度得到增高。由此，例如可以不使元件形成层的温度显著上升而提高成膜速度。

当使用溅射法形成caac-os膜时，例如优选降低存在于溅射装置的成膜室内的杂质(氢、水、二氧化碳以及氮等)。此外，优选降低成膜气体中的杂质。例如，通过作为氧气气体或氩气气体的成膜气体使用露点为-40℃以下，优选为-80℃以下，更优选为-100℃以下的被高纯度化的气体，可以抑制杂质混入到caac-os膜中。

当使用溅射法形成caac-os膜时，优选增高成膜气体中的氧比例并对电力进行最优化，减轻成膜时的等离子体损伤。例如，将成膜气体中的氧比率优选设定为30vol.％以上，更优选为100vol.％。

当使用溅射法形成caac-os膜时，也可以进行成膜时的衬底加热以外的加热处理。通过加热处理，例如可以降低氧化物膜中的杂质浓度。

例如，可以以350℃以上且小于衬底的应变点的温度或者350℃以上且450℃以下的温度进行上述加热处理。此外，也可以多次进行加热处理。

作为可用于上述加热处理的加热处理装置，也可以使用grta(gasrapidthermalannealing：气体快速热退火)装置或lrta(lamprapidthermalannealing：灯快速热退火)装置等rta(rapidthermalannealing：快速热退火)装置。注意，本发明不局限于此，也可以使用电炉等其他加热处理装置。

如上述工序所示那样，当进行成膜时，不使膜包含氢或水等，由此降低包含在氧化物半导体膜中的杂质浓度。此外，也可以在形成氧化物半导体膜之后进行加热处理来去除包含在氧化物半导体膜中的氢或水等，由此降低杂质浓度。然后，通过对氧化物半导体膜供应氧而填充氧缺陷，可以使氧化物半导体膜高纯度化。此外，也可以对氧化物半导体膜添加氧。高纯度化的氧化物半导体膜是i型(本征半导体)或无限趋近于i型。此外，无限趋近于i型的氧化物半导体膜的载流子密度小于1×10¹⁷/cm³、1×10¹⁵/cm³或1×10¹³/cm³。

以上是用于晶体管的半导体层的氧化物半导体的说明。

实施方式5

在本实施方式中，参照附图说明应用本发明的一个方式的发光装置的电子设备或照明装置的例子。

作为应用具有柔性的发光装置的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示屏、数码相机、数码摄像机、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、音频再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。

此外，也可以将照明或显示装置沿着在房屋及高楼等的内壁或外壁、汽车的内部装修或外部装修的曲面组装。

图14a示出移动电话机的一个例子。移动电话机7400包括组装在框体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，通过将发光装置用于显示部7402制造移动电话机7400。

图14a所示的移动电话机7400通过用手指等触摸显示部7402，可以输入信息。此外，通过用手指等触摸显示部7402可以进行打电话或输入文字等的所有操作。

此外，通过操作按钮7403的操作，可以切换电源的on、off或显示在显示部7402的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。

在此，在显示部7402中组装有本发明的一个方式的发光装置。因此，可以提供一种具备弯曲的显示部且可靠性高的移动电话机。

图14b是腕带型的便携式显示装置的一个例子。便携式显示装置7100包括框体7101、显示部7102、操作按钮7103以及收发装置7104。

便携式显示装置7100能够由收发装置7104接收影像信号，且可以将所接收的影像显示在显示部7102。此外，也可以将声音信号发送到其他接收设备。

此外，可以由操作按钮7103进行电源的on、off工作或所显示的影像的切换或者音量调整等。

在此，显示部7102组装有本发明的一个方式的发光装置。因此，可以提供一种具备弯曲的显示部且可靠性高的便携式显示装置。

图14c至图14e示出照明装置的一个例子。照明装置7200、照明装置7210、照明装置7220分别包括具备操作开关7203的底座7201、以及由底座7201支撑的发光部。

图14c所示的照明装置7200具备具有波状的发光面的发光部7202。因此，提供一种设计性高的照明装置。

图14d所示的照明装置7210所具备的发光部7212采用对称地配置弯曲为凸状的两个发光部的结构。因此，可以以照明装置7210为中心全方位地照射光。

图14e所示的照明装置7220具备弯曲为凹状的发光部7222。因此，因为将来自发光部7222的发光聚集到照明装置7220的前面，所以适合应用于照亮特定的范围的情况。

此外，因为照明装置7200、照明装置7210、照明装置7220所具备的各发光部具有柔性，所以也可以采用使用可塑性构件或可动框架等构件固定该发光部，按照用途可以随意弯曲发光部的发光面。

在此，在发光部7202、发光部7212以及发光部7222中组装有本发明的一个方式的发光装置。因此，可以提供一种具备弯曲的发光部且可靠性高的照明装置。

图15a示出便携式显示装置的一个例子。显示装置7300具备框体7301、显示部7302、操作按钮7303、显示部取出构件7304以及控制部7305。

显示装置7300在筒状的框体7301中具备卷起来的具有柔性的显示部7302。

此外，显示装置7300可以由控制部7305接收影像信号，而将所接收的影像显示在显示部7302。此外，控制部7305具备电池。此外，也可以采用控制部7305具备连接器，而直接供应影像信号或电力的结构。

此外，可以由操作按钮7303进行电源的on、off工作或所显示的影像的切换等。

图15b示出使用显示部取出构件7304取出显示部7302的状态。在该状态下，可以在显示部7302上显示影像。此外，通过使用配置在框体7301的表面上的操作按钮7303可以以单手容易进行操作。

此外，也可以在显示部7302的端部设置用来加强的框，以防止当取出显示部7302时该显示部7302弯曲。

此外，除了该结构以外，也可以采用在框体中设置扬声器而使用与影像信号同时接收的音声信号输出音声的结构。

显示部7302组装有本发明的一个方式的发光装置。因此，因为对显示部7302应用具有柔性和高可靠性的发光装置，所以作为显示装置7300可以实现轻量且可靠性高的显示装置。

另外，不用说，如果具备本发明的一个方式的发光装置，则并不局限于如上所示的电子设备或照明装置。

本实施方式可以与本说明书中所记载的其他实施方式适当地组合而实施。