專利名稱：發(fā)光元件及發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置、照明裝置中使用的發(fā)光元件及發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，具有所謂的薄、平特征的液晶顯示器、等離子顯示器等各種顯示裝
置作為代替電子束管的顯示裝置廣泛普及。近年來，使用了被期待為下一代顯 示器主體的有機EL的顯示器的研究取得進展。由于有機EL利用場致發(fā)光將電 轉(zhuǎn)變?yōu)楣?、因此幾乎不產(chǎn)生熱、耗電少。而且，與液晶顯示器不同，具有不論 何種視野角都能顯示鮮明圖像的特征。
圖9 (a)和(b)為在剛性襯底上形成吋，由使用了以往有機EL的發(fā)光區(qū) 域和驅(qū)動用的SIT構(gòu)成的發(fā)光元件的剖面圖，以及與此相對的電路圖。在玻璃 襯底100上，依次層壓源極區(qū)域IOI、通道區(qū)域102、發(fā)光區(qū)域104、漏極區(qū)域 105。源極區(qū)域101使用ITO等透明電極材料。發(fā)光區(qū)域104的材料使用了 ZnS、 SrS等無機材料，Alq3、 NPB等低分子系的有機EL， PPV、聚(3-垸基噻吩)等 高分子系的有機EL。驅(qū)動用的SIT由半導體區(qū)域102、柵極103以及漏極區(qū)域 105構(gòu)成，上述半導體區(qū)域102由源極區(qū)域101、 P型導電性聚合體構(gòu)成；在半 導體區(qū)域102內(nèi)使源極區(qū)域101與發(fā)光區(qū)域104平行、形成梳齒狀的N型導電 性聚合體，構(gòu)成了柵極103。例如，將電極區(qū)域101作為接地電位，在漏極區(qū)域 105上施加負的偏壓，在柵極103上施加正的控制電壓。從源極區(qū)域101被注入的空穴與從漏極區(qū)域105被注入的電子在發(fā)光區(qū)域104內(nèi)復合，由此發(fā)光區(qū)域
104發(fā)光。發(fā)光強度通過施加于柵極103的控制電壓控制。
圖10為在撓性襯底上形成時，使用了以往有機EL的發(fā)光區(qū)域和驅(qū)動用的 SIT構(gòu)成的發(fā)光元件的剖面圖。在塑料襯底106上，依次層壓電極區(qū)域107、半 導體區(qū)域108、發(fā)光區(qū)域110、漏極區(qū)域111。在半導體區(qū)域108內(nèi)形成梳齒狀 的柵極109。如圖10所示的以往發(fā)光元件，與如圖9所示的以往發(fā)光元件同樣， 從電極區(qū)域107被注入的空穴與從漏極區(qū)域111被注入的電子在發(fā)光區(qū)域110 內(nèi)再結(jié)合，由此發(fā)光區(qū)域110發(fā)光。發(fā)光層110的發(fā)光強度受施加于柵極109 的控制電壓控制。
另外，為了顯示圖像、控制照明，將發(fā)光元件排成陣列狀實施驅(qū)動控制的 方法，現(xiàn)在己知的有將驅(qū)動電路設在外部的被動陣列方式，以及各發(fā)光元件帶 有驅(qū)動元件的主動陣列方式。主動陣列方式與被動陣列方式相比，發(fā)光元件的 構(gòu)造變得復雜，但可以低電壓驅(qū)動、耗電低、發(fā)光元件的壽命延長。具有不需 外部驅(qū)動電路的特點。
圖20為以往SIT作為驅(qū)動元件的有機EL發(fā)光元件的剖面圖。如圖20所示 的以往發(fā)光元件，通過在玻璃襯底1201上依次層壓漏極1202、半導體層1204、 柵極1203、發(fā)光層1205、源極1206進而形成。相對于漏極1202、在源極1206 上施加負的偏壓，則從源極1206注入了電子、從漏極1202注入了空穴，被注 入的電子與空穴在發(fā)光層1205中復合，發(fā)光層1205發(fā)光。發(fā)光的強度受控于 空穴的注入量，而空穴注入量由在柵極1203上所施加的正的控制電壓控制。
圖21為帶有以往MOS構(gòu)造的控制部的有機EL發(fā)光元件的剖面圖。在發(fā) 光層1220的上部配置陰極1219，在下部配置陽極1218，在側(cè)部插入柵極絕緣 膜1216、 1217，再配置柵極1214、 1215。相對于陽極218，在陰極219上施加 負的偏壓，則從陽極218注入空穴、從陰極1219注入電子，被注入的電子與空 穴在發(fā)光層1220中復合，發(fā)光層1220發(fā)光。在柵極1214上施加負的控制電壓、 柵極1215上施加正的控制電壓，則由發(fā)光層1220注入的電子的一部分被柵極絕緣膜1217捕獲、注入的空穴的一部分被柵極絕緣膜1216捕獲，因此在發(fā)光 層1220中復合的空穴和電子的數(shù)量減少，可以控制發(fā)光強度。
如圖20所示的將SIT作為驅(qū)動元件的以往發(fā)光元件，由于通過導電性有機 膜的印刷、蒸鍍等形成梳子型柵極1203，因此不能使得柵極1203的間隔L3充 分變小，被注入的空穴的控制性低，因此為了驅(qū)動發(fā)光元件需要施加比較高的 電壓。
另一方面，如圖21所示的帶有MOS構(gòu)造的控制部的以往發(fā)光元件，為陰 極1219和陽極1218間隔的通道長度決定于發(fā)光層的膜厚T2，因此即便不使用 微細工序也能夠使通道長度達到以下、以低電壓使發(fā)光元件發(fā)光。但是， 需要在發(fā)光層的側(cè)壁上形成絕緣膜、在兩側(cè)面形成的柵極上施加正和負的控制 電壓，制造工序復雜，控制方法也變得復雜，成為缺點。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
以往的發(fā)光元件，是在玻璃襯底等剛性平面狀的襯底、或者塑料襯底等撓 性平面狀的襯底上形成的。因此，使用剛性襯底時，由于形狀沒有柔軟性、襯 底重，因此應用被限制，成為問題。另外，即便在塑料襯底等撓性襯底上形成 時，由于多個發(fā)光元件在平面上連續(xù)形成，因此如果至少一個的發(fā)光元件有故 障，不能僅將故障部分換為合格品，則應用裝置全體發(fā)生故障。因此，為了沒 有缺陷地制造整個發(fā)光元件，需要及其嚴密的進行提高工序潔凈度等工序管理， 隨著制造的發(fā)光裝置的大型化，提高成品率的難度加速增加，成為問題。
本發(fā)明的目的在于不使用微細加工、以簡單工序?qū)崿F(xiàn)具有帶有0.5toi以下 通道長度的驅(qū)動用有機薄膜晶體管的發(fā)光元件，使發(fā)光元件的低電壓驅(qū)動成為 可能。
解決課題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的發(fā)光元件的特征在于，其為發(fā)光區(qū)域及發(fā)光控制區(qū)域在長度方向上連續(xù)、或間斷地形成的線狀發(fā)光元件。
在襯底上依次層壓柵極層和柵極絕緣層，在柵極絕緣層上配置第一電極， 然后在柵極絕緣層和第一電極上配置發(fā)光膜，在發(fā)光膜上配置了第二電極的發(fā) 光元件的構(gòu)造中，將第二電極配置在第一電極的斜上方，或者在寬度方向上離 開第一電極進行配置。
發(fā)明效果
l.將發(fā)光區(qū)域和發(fā)光控制區(qū)域組合，形成有柔軟性的線狀發(fā)光元件。將形成 的線狀發(fā)光元件織成或編成布狀，由此能夠制作平面狀的發(fā)光裝置。因此，得 到下述l) 6)所述的效果。
1) 由于能夠?qū)l(fā)光區(qū)域和發(fā)光控制區(qū)域編入到一根線狀體中，因此具有不 需外部驅(qū)動電路、低電壓驅(qū)動成為可能等的效果。
2) 由于通過織或編線狀發(fā)光元件、進而制成的平面狀發(fā)光裝置具有柔軟性、 輕，因此具有薄型電視、電腦的畫面，手機的顯示器，電子紙等多樣用途。具 有即便作為復雜形狀的墻壁照明進行使用，也沒有影子的特點。
3) 由于組合線狀的發(fā)光元件能夠制作平面狀的發(fā)光裝置，因此能夠不依賴
于制造設備的規(guī)模，制造大型顯示器或者照明。例如，能夠制造半圓形建筑物 的照明、或者顯示器。
4) 能夠檢查線狀的發(fā)光元件、僅使用選擇過的合格品制造平面狀的顯示裝 置或者照明裝置。或者，能夠制造了平面狀的發(fā)光裝置之后再進行檢查，將不 合格的線狀發(fā)光元件換掉，因此在將發(fā)光裝置大型化時，即便不特別進行嚴密 的工序管理，也能夠提高發(fā)光裝置的成品率。這種效果特別對各發(fā)光區(qū)域中帶 有發(fā)光控制區(qū)域的主動陣列型發(fā)光裝置有益。
5) 在一根線狀發(fā)光元件中，配置紅色、綠色、藍色的發(fā)光層，或者紅色、 綠色、藍色的光濾光片，通過獨立控制分別與發(fā)光層或過濾光片相對應的控制 元件，能夠用一根線狀發(fā)光元件進行全彩色顯示。因此，分辨率高的彩色顯示 成為可能。6)作為線狀發(fā)光元件的電子注入層或者電子傳輸層，通過使用堿金屬內(nèi)包 富勒烯或者摻雜有堿金屬內(nèi)包富勒烯的有機材料，發(fā)光元件制造工序的工序管 理變得容易，由于能夠使用簡易型的封閉構(gòu)造封閉發(fā)光元件或發(fā)光裝置，因此 在線狀發(fā)光元件的制造中特別有益。并且，也具有發(fā)光元件的壽命被延長的效 果。
2. 有機EL膜作為發(fā)光膜，具有驅(qū)動用元件的發(fā)光元件可通過印刷技術(shù)、蒸 鍍技術(shù)等的常溫、常壓的簡單工序制成。
3. 即便不使用微細加工技術(shù)，也能夠?qū)⒂袡C薄膜晶體管的通道長度達到 0.5Mm以下，使得提高發(fā)光效率、低電壓驅(qū)動成為可能。
4. 以低成本的工序可以制造低耗電、發(fā)光元件壽命長的主動陣列方式的發(fā)光 裝置。
圖1 (a)、 (b)和(c)分別為本發(fā)明實施例1所涉及的線狀發(fā)光元件的剖 面圖、電路圖及透視圖。
圖2 (a)和(b)為本發(fā)明實施例2所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖及電路圖。
圖3為本發(fā)明實施例3所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。 圖4為本發(fā)明實施例4所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。 圖5為本發(fā)明實施例5所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。 圖6為本發(fā)明實施例6所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。 圖7為本發(fā)明實施例7所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。 圖8 (a)和(b)分別為本發(fā)明實施例8所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖及 電路圖。
圖9 (a)和(b)分別為以往發(fā)光元件的剖面圖及電路圖。 圖10為以往發(fā)光元件的剖面圖。
8圖11為顯示線狀發(fā)光元件制造裝置的概念主視圖。
圖12為顯示線狀發(fā)光元件的制造中所使用的擠出裝置的主視圖及鑄模的平 面圖。
圖13 (a) ~ (d)為顯示本發(fā)明線狀發(fā)光元件的制造工序的透視圖。
圖14 (a)和(b)為由本發(fā)明線狀發(fā)光元件制成的發(fā)光裝置的透視圖和電 路圖。
圖15為本發(fā)明實施例9所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。 圖16為本發(fā)明實施例IO所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。 圖17為本發(fā)明實施例11所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。 圖18為本發(fā)明實施例12所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。 圖19 (a) ~ (g)的任一個均為用于說明本發(fā)明實施例12所涉及的發(fā)光元 件的制造工序的剖面圖。
圖20為以往發(fā)光元件的剖面圖。 圖21為以往發(fā)光元件的剖面圖。
圖22 (a)和(b)均為用于說明本發(fā)明發(fā)光元件的工作原理的剖面圖。 附圖標記說明
1、 10、 11、 16、 25、 39、 49:源極區(qū)域。
2、 7、 12、 17、 26、 40、 53:半導體區(qū)域。3、 8、 13:柵極。
4、 9、 14、 54:發(fā)光區(qū)域。
5、 6、 15、 24、 48、 55:漏極區(qū)域。
18、 27、 41、 50:第一柵極。
19、 28、 42、 51:第二柵極。
20、 29、 43、 52:第三柵極。
21、 30、 45:紅色發(fā)光區(qū)域。
22、 31、 46:綠色發(fā)光區(qū)域。23、 32、 47:藍色發(fā)光區(qū)域。 33:第一漏極區(qū)域。 34:第二漏極區(qū)域。 35:第三漏極區(qū)域。
36、 37、 38:絕緣區(qū)域。 44:反射區(qū)域。
56 :紅色濾光片。
57 :綠色濾光片。
58 :藍色濾光片。
59 :線狀中間體。
62 :線狀二次中間體。
60 :分離區(qū)域。
61 :元件區(qū)域。 63:離子照射。 64:加熱部。
65 :柵極。 66:柵極絕緣膜。 67 :陽極。 68:發(fā)光區(qū)域。
100 :玻璃襯底。 106:塑料襯底。
101、 107:源極區(qū)域。
102、 108:半導體區(qū)域。
103、 109:柵極。
104、 110:發(fā)光區(qū)域。105、 111:漏極區(qū)域。
120:擠出裝置。
121:原料1容器。
122:原料2容器。
123:原料3容器。
124:鑄模。
125:滾筒。
126:線狀體。
1001、1015、 1026、1101、1301、1311
1002、1009、 1016、1027、1102、1302
1003、1010、 1017、1028、1103、1303
1004、1011、 1020、1029、1106、1305
1005、1012、 1023、1032:保護絕緣膜1006、1113、 1024、1030、1104、1308
1007、1014、 1025、1031、1105、1307
1008:塑料襯底。
1018:空穴注入層
1019、1306、 1314 :空穴傳輸層。
1021、1304、 1316:電子傳輸層。
1022:電子注入層。
1105、1106:掩模。
1201:玻璃襯底。
1202:漏極。
1203:柵極。
1204:半導體層。
1205:發(fā)光層。
玻璃襯底。
1312:柵極。
1313:柵極絕緣膜。
1315:發(fā)光層。
1317:陽極。 1318:陰極。1206:源極。
1211:玻璃襯底。
1212、 1213:分離區(qū)域。
1214、 1215:柵極。
1216、 1217:柵極絕緣膜。
1218:陽極。 1219:陰極。 1220:發(fā)光層。
具體實施例方式
實施本發(fā)明的最佳方案 (發(fā)光元件的形成)
本發(fā)明中，發(fā)光元件是在長度方向上連續(xù)或者間斷形成的。即，在長度方 向的垂直剖面中具有多個區(qū)域，配置該多個區(qū)域形成一個發(fā)光元件，該剖面在 長度方向上以線狀連續(xù)或者間斷連續(xù)。
作為其配置方法，可考慮如使各區(qū)域形成同心圓狀，從中心按順序進行配 置的方法。即，可從中心按順序形成源極區(qū)域、含有通道的半導體區(qū)域、柵極、 發(fā)光區(qū)域、漏極區(qū)域。當然也考慮了其他配置，也可適當使用在拓撲學上相同 的配置。
連接于各區(qū)域的電極，可從線狀元件的端面與各區(qū)域連接。或者也可以從 一開始就埋在各區(qū)域中。即，將各半導體區(qū)域配置成上述同心圓狀時，可與各 半導體區(qū)域同樣，在源極區(qū)域中心及漏極區(qū)域外周分別在長度方向、連續(xù)地形 成源極和漏極。
(連續(xù)形成、間斷形成)
連續(xù)形成發(fā)光元件時，使任何剖面都為同一形狀。俗稱"金太郎糖"的狀態(tài)。
12該發(fā)光元件，既可以同一元件在線狀的長度方向連續(xù)形成，也可以間斷形成。
(線狀)
本發(fā)明的線狀發(fā)光元件中的外徑，優(yōu)選為10mm以下，更優(yōu)選5mm以下。 優(yōu)選lmm以下，更優(yōu)選10Pm以下。通過進行延伸加工，也可以成為14m、甚 至O.Wm以下。為了編入線狀發(fā)光元件、成為織物狀，也優(yōu)選外徑小。
欲從鑄模的孔中吐出形成具有以下外徑的極細線狀體時，有時會發(fā)生 孔的堵塞、線狀體斷裂。此種情況下，首先形成各區(qū)域的線狀體。接著，將此 線狀體作為島、制成多個島，其周圍(海)用可溶性物質(zhì)包圍，將其用旋轉(zhuǎn)狀 的接頭綁好，作為一根的線狀體從小口被吐出。增加島成分、減小海成分，則 可以制作極細的線狀體元件。
作為其他方法，還可以是制作粗的線狀體元件，在其長度方向上延伸。而 且，也可將熔融的原料借助噴氣流進行熔流，來試圖極細化。
另外，通過擠出成型，可以使平面形狀比成為任何數(shù)值。利用紡線時，作 為線狀優(yōu)選為1000以上。例如還可以是100000或者以上。切斷后使用的情況 下，可以成為10 10000、 10以下、甚至1以下、0.1以下，也可作為小單位的 線狀元件使用。
(間斷形成)
在間斷形成同一元件時，可以使在長度方向上鄰接的元件為不同的元件。 例如，可在長度方向上依次形成發(fā)光元件(1)、元件間分離層(1)、發(fā)光元件 (2)、元件間分離層(2)——發(fā)光元件(n)、元件間分離層(n)。
此時，發(fā)光元件(k) (k=l~n)與其他發(fā)光元件的長度可相同也可不同。根 據(jù)需要的電路元件的特性，可進行適當選擇。元件間分離層的長度也同樣。
當然，在發(fā)光元件和元件間的分離層之間還可存在其他層。
(剖面形狀)
線狀元件的剖面形狀沒有特別限定。例如，可以是圓形、多邊形、星形的其他形狀。例如，可以是多個頂角為銳角的多邊形。
另外，還可使各區(qū)域的剖面為任意。即，如圖1所示構(gòu)造的情況下，可以 使源極區(qū)域為星形、線狀發(fā)光元件的外側(cè)型狀為圓形。在想擴大元件與鄰接的 層接觸面時，優(yōu)選為頂角是銳角的多邊形。
為了使剖面形狀成為需要的形狀，只要使擠出鑄模的形狀與該所需形狀一 致，即可容易地實現(xiàn)。
將最外層的剖面做成星形或者頂角為銳角的形狀時，在擠出成型后，在各 頂角之間的空間中，可通過浸漬埋入其他任意材料，可根據(jù)元件的用途改變元 件的特性。
當想向半導體層摻入雜質(zhì)時，可預先使得在熔融原料中含有雜質(zhì)，但也可 以在擠出成型后，以線狀的原狀通過真空室內(nèi)，在真空室內(nèi)也可以通過如離子 注入法等摻入雜質(zhì)。不在最外層形成半導體層、而是在內(nèi)部形成時，也可通過 控制離子照射能量僅向為內(nèi)層的半導體層注入離子。
(制造例后加工成型)
上述制造例為通過擠出將具有多層的元件形成為一體的例子，但也可以通 過擠出，將元件的基本部形成為線狀，其后在該基本部上通過適宜的方法實施 被覆，進而形成。
(原材料)
作為電極、半導體層等材料，優(yōu)選使用導電性高分子。例如，聚乙炔、聚
并苯、(寡并苯)、聚噻唑、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、寡噻吩、聚吡咯、聚苯
胺、聚苯撐等?？煽紤]導電率，從這些物質(zhì)中選擇電極或者半導體層。
作為半導體材料，優(yōu)選使用如聚對苯撐、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)等。 作為源極 漏極的材料，可以使用在上述半導體材料中混入了摻雜劑的物
質(zhì)。為了成為n型，例如可以混入堿金屬(Na、 K、 Ca)等。有時也會將AsF5/AsF3、
C1CV作為摻雜劑使用。
發(fā)光區(qū)域可作為(1)發(fā)光層構(gòu)成的單層膜、(2)層壓了發(fā)光層、電子傳輸
14層的2層膜、(3)依次層壓了空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層的3層膜、(4)
依次層壓了空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子注入層的4層膜、或者(5) 依次層壓了空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層的5 層膜形成。多層膜的情況下，在半徑方向上依次層壓。層壓的順序為，例如5 層膜時，當與線狀體的外周側(cè)相比在其中心側(cè)施加正的偏壓時，從中心層向外 周的方向上，依次層壓空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子 注入層。當與線狀體的外周側(cè)相比在其中心側(cè)施加負的偏壓時，從中心層向外 周的方向上，依次層壓電子注入層、電子傳輸層、發(fā)光層、空穴傳輸層、空穴 注入層。5層膜以外的多層膜，即在3層膜、4層膜時也與5層膜同樣，進行層 壓。
作為發(fā)光層的材料，例如使用Alq3、 NPB等低分子系有機EL材料，或者 PPV、聚(3-垸基噻吩)等高分子系有機EL材料。作為空穴注入層的材料，例 如使用銅酞菁染料、PEDOT等聚噻吩、聚苯胺等有機材料。作為空穴傳輸層的 材料，例如使用TPD、 TPAC等有機材料。作為電子傳輸層的材料，例如使用 Na、 K等堿金屬內(nèi)包富勒烯，或摻雜有堿金屬內(nèi)包富勒烯的有機材料，或者使 用BND、 PBD、 p-EtTAZ、 BCP等有機材料。作為摻雜有堿金屬內(nèi)包富勒烯材 料，例如使用聚對苯撐、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)等。作為電子注入層，使用 Na、K等堿金屬內(nèi)包富勒烯，或摻雜有堿金屬內(nèi)包富勒烯的有機材料，或者LiF、 Mg等無機材料。
在電子注入層或者電子傳輸層中，使用摻雜有堿金屬的有機材料，則產(chǎn)生 有機分子的游離陰離子，在施加電場時作為內(nèi)部載體發(fā)揮作用，因此能夠降低 有機EL的驅(qū)動電壓。但是，堿金屬的反應性高，有容易變?yōu)闅溲趸锏膯栴}， 工序管理困難。另一方面，使用與摻雜有堿金屬的有機材料同樣可以降低驅(qū)動 電壓的堿金屬內(nèi)包富勒烯、或者摻雜有堿金屬內(nèi)含富勒烯有機材料時，由于堿 金屬內(nèi)包富勒烯是被封閉在堿金屬為球形碳簇的富勒烯中的構(gòu)造的分子，因此 與摻雜有堿金屬的有機材料相比，與大氣中的水分或其他雜質(zhì)的反應性低。因此，工序管理變得容易，可以使用簡易型的封閉構(gòu)造封閉發(fā)光元件、或者發(fā)光 裝置。并且具有能夠延長發(fā)光元件壽命的效果。
作為絕緣性材料，可以使用一般的樹脂材料。另外還可以使用Si02及其他 無機材料。
在中心部具有半導體區(qū)域或者導電性區(qū)域結(jié)構(gòu)的線狀元件時，中心部的區(qū) 域也可以由非晶型材料(鋁、銅等金屬材料；硅等半導體材料)構(gòu)成?？蓪⒕€ 狀的非晶型材料插入鑄模的中心部、移動線狀非晶型材料，在其外周，也可以 通過射出將所需要的區(qū)域覆蓋成形。在使由高分子有機材料構(gòu)成的導電體區(qū)域 成為線狀體的中心區(qū)域時，優(yōu)選在導電體區(qū)域中混入富勒烯、或者內(nèi)包富勒烯。
作為富勒烯，優(yōu)選為Cn (n=60~80)。作為內(nèi)包富勒烯的內(nèi)包原子，優(yōu)選為Na、 Li、 H、 N、 F。 實施例1
圖l (a)為本發(fā)明實施例l所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖，圖l (c)為 本發(fā)明實施例1所涉及的線狀發(fā)光元件的透視圖。在由導電性高分子材料構(gòu)成 的源極區(qū)域1周圍依次層壓形成由P型高分子材料構(gòu)成的半導體區(qū)域2、發(fā)光區(qū) 域4、漏極區(qū)域5。在半導體區(qū)域2中，配置由多個N型高分子材料構(gòu)成的柵極 3，使得源極區(qū)域l被包圍。由源極區(qū)域l、半導體區(qū)域2、柵極3、漏極區(qū)域5 構(gòu)成的發(fā)光控制區(qū)域在線狀體的剖面內(nèi)將發(fā)光區(qū)域4包圍，控制發(fā)光區(qū)域4的 發(fā)光強度。
另外，即便當源極區(qū)域1還在其中心具有中空區(qū)域時，或者具有由不同于 源極區(qū)域構(gòu)成材料的材料構(gòu)成的絕緣體區(qū)域、半導體區(qū)域、或?qū)щ婓w區(qū)域時， 圖l所示的本發(fā)明的線狀元件作為發(fā)光元件發(fā)揮機能、能夠得到本發(fā)明的效果。
圖1 (b)為本發(fā)明的實施例1所涉及的線狀發(fā)光元件的電路圖。例如，將 源極區(qū)域1與接地電位連接，在漏極區(qū)域5上施加負的偏壓。在柵極3上施加 正的控制電壓。從源極區(qū)域1注入空穴，從漏極區(qū)域5注入電子，被注入的空 穴和電子在發(fā)光區(qū)域4中復合，發(fā)光區(qū)域4發(fā)光，發(fā)光的強度受控于空穴的注入量，而空穴注入量由施加在柵極3上的正的控制電壓控制。
在本發(fā)明的實施例1中，將半導體區(qū)域2和柵極3分別作為由P型高分子 材料構(gòu)成的區(qū)域及由N型高分子材料構(gòu)成的區(qū)域進行了說明，但即便是使半導
體區(qū)域2成為N型高分子材料構(gòu)成的區(qū)域、使柵極3成為由P型高分子材料構(gòu) 成的區(qū)域，只要適當選擇施加于源極區(qū)域、漏極區(qū)域、柵極上的電壓的極性， 作為發(fā)光元件進行操作，能夠同樣得到本發(fā)明的效果。 (制造裝置、制造方法)
圖11所示為用于形成本發(fā)明線狀發(fā)光元件的擠出裝置的一般構(gòu)成。
擠出裝置120具有為了將用于構(gòu)成多個區(qū)域的原料保持在熔融狀態(tài)或溶解 狀態(tài)、或者凝膠狀態(tài)的原料容器121、 122、 123。圖ll所示的例子中，顯示了 3個原料容器，但可根據(jù)制造的線狀元件的構(gòu)成進行適當設計。
原料容器123中的原料被送至鑄模124。在鑄模124中，根據(jù)預制造的線狀 發(fā)光元件的剖面形成射出孔。從射出孔被射出的線狀體被滾筒125巻取、或者 根據(jù)需要以線狀的原狀被送至接下來的工序。
在制造圖1所示構(gòu)造的線狀元件時，可采用如圖11所示的構(gòu)成。
在原料容器121、 122、 123中，源極、漏極材料、半導體材料、柵極材料 分別被保持在熔融或者溶解狀態(tài)、凝膠狀態(tài)。另一方面，在鑄模124中形成孔， 與分別的材料容器連通。
如圖12所示，在中心部形成了用于射出源極材料的多個孔。在其外側(cè)周圍， 形成了用于射出半導體材料及柵極材料的多個孔。然后在其外周進步形成用于 射出漏極材料的多個孔。
將熔融或溶解狀態(tài)、凝膠狀態(tài)的原料從各原料容器中送入至鑄模124中， 當從鑄模中射出原料時，原料從各孔射出、固化。通過牽引其端部，形成了連 續(xù)成為線狀的線狀發(fā)光元件。
線狀發(fā)光元件被滾筒125巻取?；蛘吒鶕?jù)需要以線狀的原狀被送至接下來 的工序。首先，擠出源極區(qū)域、半導體區(qū)域、柵極，形成線狀中間體59 (圖13 (a))。
接著，在熔融或溶解狀態(tài)、凝膠狀態(tài)下，將發(fā)光層材料、漏極區(qū)域形成用
的半導體材料涂布于半導體區(qū)域的外側(cè)，成為二次中間體62 (圖13 (b))。此 涂布可以在熔融或溶解狀態(tài)、凝膠狀態(tài)下，使線狀的中間體通過半導體材料的 槽中央。或者可以采用蒸鍍等方法。
接著， 一邊使線狀二次中間體62通過減壓室內(nèi)， 一邊控制射程距離、選擇 地進行氧等的離子注入，使線狀體59的一部分表面成為由絕緣物構(gòu)成的分離區(qū) 域60 (圖13 (c)、 (d))。
然后，通過使其通過熱處理室64進行退火，半導體區(qū)域的雜質(zhì)被活化，形 成了源極區(qū)域、漏極區(qū)域。
通過上述工序，形成了線狀體內(nèi)部的源極區(qū)域與柵極在長度方向上連續(xù)形 成、漏極區(qū)域間斷形成的線狀體(圖13 (c))。
如此，可以根據(jù)形成區(qū)域的配置、材料適宜組合擠出和外部加工，本實施 例中，對僅是漏極區(qū)域為間斷形成，源極區(qū)域、柵極區(qū)域為連續(xù)形成的情況進 行了說明，但本發(fā)明的線狀發(fā)光元件的效果不限于此種情況，元件區(qū)域在長度 方向上連續(xù)形成的情況，源極區(qū)域、柵極、漏極區(qū)域任一個為間斷形成時的情 況都能得到同樣的效果。
圖14 (a)禾卩(b)為由本發(fā)明的線狀發(fā)光元件制作的發(fā)光裝置的透視圖以 及電路圖。在圖14 (a)中，將間斷形成發(fā)光裝置的多數(shù)線狀發(fā)光元件作為豎線、 成為漏極配線的導電性線狀體作為橫線，編成織物，形成了由配置為陣列狀的 發(fā)光元件構(gòu)成的平面狀發(fā)光裝置。例如，將各豎線的源極區(qū)域與接地電位連接， 柵極與控制配置于各列的發(fā)光元件的外部柵極電壓控制裝置連接。另外，各橫 線連接的漏極區(qū)域與外部的漏極電壓控制裝置相連接。對應的發(fā)光裝置部分的 電路圖如圖14 (b)所示。在某時間上，例如在連接于D2配線的漏極上施加偏 壓，關(guān)掉其它漏極配線上的偏壓。這時，通過柵極電壓控制裝置則僅可控制配 置于第2行的發(fā)光元件。通過將施加漏極配線的電壓按照D1、 D2、 D3-—進行
18切換，則能夠控制陣列狀發(fā)光元件全體的發(fā)光強度。
以往的發(fā)光裝置是在連續(xù)的平坦的襯底上形成的。因此，具有想要將裝置 大型化時、制造設備也必須變?yōu)榇笠?guī)模的問題；由于即便一個構(gòu)成裝置的發(fā)光 元件有缺陷、則裝置全體出故障，因此具有伴隨著大型化、提高成品率變得困 難的問題。但是，由本發(fā)明的線狀發(fā)光元件構(gòu)成的發(fā)光裝置中，由于能夠組合 制得的線狀發(fā)光元件、制作平面狀的發(fā)光裝置，因此能夠不依賴于制造設備的 規(guī)模、制造大型顯示裝置、照明裝置。而且，由于可以僅選擇合格的線狀發(fā)光 元件制造平面狀的發(fā)光裝置，或者制作了平面狀的發(fā)光裝置后、將故障部分換 為合格品，因此即便將發(fā)光裝置大型化時，仍能提高成品率。
實施例2
圖2 (a)為本發(fā)明實施例2所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。在由導電性 高分子材料構(gòu)成的漏極區(qū)域6的周圍依次層壓由N型高分子材料構(gòu)成的半導體 區(qū)域7、發(fā)光區(qū)域9、源極區(qū)域IO，進而形成。在半導體區(qū)域7中，配置由多個 P型高分子材料構(gòu)成的柵極8，將漏極區(qū)域6包圍。
圖2 (b)為本發(fā)明實施例2所涉及的線狀發(fā)光元件的電路圖。例如，將漏 極區(qū)域6與接地電位相連接，在源極區(qū)域10上施加正的偏壓。在柵極8上施加 負的控制電壓。從源極區(qū)域10空穴被注入、從漏極區(qū)域6電子被注入，被注入 的空穴與電子在發(fā)光區(qū)域9中復合，發(fā)光區(qū)域9發(fā)光。發(fā)光的強度受控于電子 的注入量，而電子的注入量由施加在柵極8上的負的控制電壓控制。
實施例3
圖3為本發(fā)明實施例3所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。在由導電性高分 子材料形成的源極區(qū)域11的周圍依次層壓由P型高分子材料構(gòu)成的半導體區(qū)域 12、發(fā)光區(qū)域14、漏極區(qū)域15，進而形成。在半導體區(qū)域12中，配置由導電 性材料構(gòu)成的柵極13，將源極區(qū)域ll包圍。
例如，將源極區(qū)域11與接地電位相連接，在漏極區(qū)域15上施加負的偏壓。 在柵極13上施加正的控制電壓。從源極區(qū)域ll空穴被注入、從漏極區(qū)域15電子被注入，被注入的空穴與電子在發(fā)光區(qū)域14中復合，發(fā)光區(qū)域14發(fā)光。發(fā)
光的強度受控于空穴的注入量，而空穴的注入量由施加在柵極13上的正的控制
電壓控制。
另外，本發(fā)明的實施例3中，將半導體區(qū)域12作為P型高分子材料構(gòu)成的 區(qū)域進行了說明，但即便使半導體區(qū)域12成為N型高分子材料構(gòu)成的區(qū)域時， 只要適宜選擇施加在源極區(qū)域、漏極區(qū)域、柵極上的電壓的極性，作為發(fā)光元 件操作，也能同樣得到本發(fā)明的效果。
實施例4
圖4為本發(fā)明實施例4所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。在由導電性高分 子材料形成的源極區(qū)域16的周圍依次層壓由P型高分子材料構(gòu)成的半導體區(qū)域 17，發(fā)光區(qū)域21、 22、 23，漏極區(qū)域24，進而形成。將發(fā)光區(qū)域沿著圓周分割 成為3份，配置紅色發(fā)光區(qū)域21、綠色發(fā)光區(qū)域22、藍色發(fā)光區(qū)域23。在半導 體區(qū)域17中，將由多個N型高分子半導體材料構(gòu)成的第一柵極18、第二柵極 19、第三柵極20分別配置于與紅色發(fā)光區(qū)域21、綠色發(fā)光區(qū)域22、藍色發(fā)光 區(qū)域23相對應的位置，將源極區(qū)域16包圍。
將源極區(qū)域16與接地電位相連接，在漏極區(qū)域24上施加負的偏壓。在柵 極21、 22、 23上施加正的控制電壓。從源極區(qū)域16空穴被注入、從漏極區(qū)域 24電子被注入，被注入的空穴與電子在發(fā)光區(qū)域21、 22、 23中復合，發(fā)光區(qū)域 21、 22、 23發(fā)光。紅色、綠色、藍色的發(fā)光層的發(fā)光強度獨立受控于相應的空 穴注入量，而空穴注入量分別由施加在相應柵極21、 22、 23上的正的控制電壓 控制。
因此，用一根發(fā)光元件控制全彩色的發(fā)光成為可能。 實施例5
圖5為本發(fā)明實施例5所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。在由導電性高分 子材料形成的源極區(qū)域25的周圍依次層壓由P型高分子材料構(gòu)成的半導體區(qū)域 26，發(fā)光區(qū)域30、 31、 32，漏極區(qū)域33、 34、 35，進而形成。將發(fā)光區(qū)域沿著
20圓周分割成為3份，配置紅色發(fā)光區(qū)域30、綠色發(fā)光區(qū)域31、藍色發(fā)光區(qū)域32。 在半導體區(qū)域26中，將由N型高分子半導體材料構(gòu)成的第一柵極27、第二柵 ^7S、第2禍-極29分別ffiS-于-與tf^^g^-3D、-纟^發(fā)光區(qū)域31、藍色發(fā) 光區(qū)域32相對應的位置，將源極區(qū)域25包圍。另外，漏極區(qū)域33、 34、 35也 分別配置于與紅色發(fā)光區(qū)域30、綠色發(fā)光區(qū)域31、藍色發(fā)光區(qū)域32相對應的 位置，在漏極區(qū)域之間用絕緣區(qū)域36、 37、 38進行電分離，使得各漏極不發(fā)生 短路。
將源極區(qū)域25與接地電位相連接。在漏極區(qū)域33上施加負的偏壓、在柵 極27上施加正的控制電壓，則紅色發(fā)光區(qū)域30發(fā)光。在漏極區(qū)域34上施加負 的偏壓、在柵極28上施加正的控制電壓，則綠色發(fā)光區(qū)域31發(fā)光。在漏極區(qū) 域35上施加負的偏壓、在柵極29上施加正的控制電壓，則藍色發(fā)光區(qū)域32發(fā) 光。
因此，用一根發(fā)光元件控制全彩色的發(fā)光成為可能。實施例5所涉及的線 狀發(fā)光元件，由于將施加于漏極區(qū)域的偏壓關(guān)閉則能關(guān)閉各發(fā)光元件，因此與 實施例4涉及的線狀發(fā)光元件相比，構(gòu)造變得復雜，但各發(fā)光區(qū)域的發(fā)光控制 變得容易、更加鮮艷的全彩色發(fā)光成為可能。
實施例6
圖6為本發(fā)明實施例6所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。在由導電性高分 子材料形成的源極區(qū)域39的周圍依次層壓由P型高分子材料構(gòu)成的半導體區(qū)域 40，發(fā)光區(qū)域45、 46、 47，反射區(qū)域44，漏極區(qū)域48，進而形成。將發(fā)光區(qū)域 沿著半圓周分割成為3份，配置紅色發(fā)光區(qū)域45、綠色發(fā)光區(qū)域46、藍色發(fā)光 區(qū)域47。沿著另外一半圓周，形成由鋁等構(gòu)成的反射區(qū)域。在半導體區(qū)域40內(nèi)， 將由多個N型高分子半導體材料構(gòu)成的第一柵極41、第二柵極42、第三柵極 43分別配置于與紅色發(fā)光區(qū)域45、綠色發(fā)光區(qū)域46、藍色發(fā)光區(qū)域47相對應 的位置，將源極區(qū)域39包圍。
將源極區(qū)域39與接地電位相連接，在漏極區(qū)域48上施加負的偏壓。在柵
21極41、 42、 43上施加正的控制電壓。從源極區(qū)域39空穴被注入、從漏極區(qū)域 48電子被注入，被注入的空穴與電子在發(fā)光區(qū)域45、 46、 47中復合，發(fā)光區(qū)域 45、 46、 47發(fā)光。紅色、綠色、藍色的發(fā)光層的發(fā)光強度獨立受控于相應的空 穴注入量，而空穴注入量分別由施加在相應柵極41、 42、 43上的正的控制電壓 控制。
因此，用一根發(fā)光元件控制全彩色的發(fā)光成為可能。并且，在從側(cè)面觀察 線狀發(fā)光元件時，配置線狀發(fā)光元件、使配置了發(fā)光層的部分向正面靠近，則 可以平衡性良好地看到紅色、綠色、藍色的各發(fā)光層的光。由于在發(fā)光層里面 配置了反射區(qū)域，因此能夠效率良好地利用發(fā)自線狀發(fā)光元件的光。
實施例7
圖7為本發(fā)明實施例7所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。在由導電性高分 子材料形成的源極區(qū)域49的周圍依次層壓由P型高分子材料構(gòu)成的半導體區(qū)域 53、白色發(fā)光區(qū)域54、漏極區(qū)域55，進而形成。在漏極區(qū)域55的周圍，沿著 圓周分割成為3份，配置紅色濾光片56、綠色濾光片57、藍色濾光片58。在半 導體區(qū)域53內(nèi)，將由多個N型高分子半導體材料構(gòu)成的第一柵極50、第二柵 極51、第三柵極52分別配置于與紅色濾光片56、綠色濾光片57、藍色濾光片 58相對應的位置，將源極區(qū)域49包圍。
將源極區(qū)域49與接地電位相連接，在漏極區(qū)域54上施加負的偏壓。在柵 極50、 51、 52上施加正的控制電壓。紅色、綠色、藍色的發(fā)光層的發(fā)光強度獨 立受控于相應空穴注入量，而空穴注入量分別由施加在相應柵極50、 51、 52上 的正的控制電壓控制。
因此，用一根發(fā)光元件控制全彩色的發(fā)光成為可能。
實施例8
圖8為本發(fā)明實施例8所涉及的線狀發(fā)光元件的剖面圖。圖8 (a)中，在 線狀的柵極65周圍配置柵極絕緣膜66，在其周圍依次層壓具有開口部的陽極 67、發(fā)光區(qū)域68。在發(fā)光區(qū)域68的周圍、在與陽極67的開口部相對應的位置上，配置陰極69。由柵極65、柵極絕緣膜66、陽極67、陰極69構(gòu)成的發(fā)光控 制區(qū)域，在線狀體的剖面內(nèi)僅將發(fā)光區(qū)域68包圍，控制發(fā)光區(qū)域68的發(fā)光強度。
另外，即便柵極65還在中心具有中空區(qū)域，或者具有由不同于源極區(qū)域構(gòu) 成材料的材料構(gòu)成的絕緣體區(qū)域、半導體區(qū)域或?qū)щ婓w區(qū)域時，圖8所示的本 發(fā)明的線狀元件作為發(fā)光元件發(fā)揮作用，可以得到本發(fā)明的效果。
圖8 (b)為本發(fā)明實施例8所涉及的線狀發(fā)光元件的電路圖。將陽極67 與接地電位相連接，在陰極69上施加負的偏壓。在柵極65上施加負的控制電 壓。發(fā)光區(qū)域68不僅僅是由發(fā)光層構(gòu)成的單層膜，還可以是由發(fā)光層、空穴注 入層、空穴傳輸層、電子傳輸層、電子注入層組合而成的多層膜。從陽極67空 穴被注入、從陰極69電子被注入，在發(fā)光層中復合，發(fā)光層發(fā)光。在柵極65 上施加負的控制電壓時，則由陽極67注入的空穴被柵極絕緣膜66捕獲、復合 的空穴減少，因此通過施加于柵極65上的控制電壓可以控制發(fā)光強度。
實施例9
圖15為本發(fā)明實施例9所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。在玻璃襯底1001上 依次層壓柵極1002、柵極絕緣膜1003。在柵極絕緣膜1003上形成陽極1006， 覆蓋陽極1006，在柵極絕緣膜1003上形成發(fā)光層1004。在發(fā)光層1004上設置 陰極1007，使得發(fā)光層1004夾在陽極1006和陰極1007之間。進步將發(fā)光層 1004和陰極1007覆蓋，形成保護絕緣膜1005。陰極1007與陽極1006之間的 距離L1決定于發(fā)光層1004的膜厚T1。由于薄膜材料有變質(zhì)的危險，因此在不 使用照相平板印刷技術(shù)的有機薄膜晶體管的形成技術(shù)中，也可使用如通常的印 刷技術(shù)、蒸鍍技術(shù)等的常溫或常壓的技術(shù)，使得通道長度為0.5Wn以下。 接下來，使用圖22 (a)、 (b)說明本發(fā)明的發(fā)光元件的工作原理。 圖22 (a)為發(fā)光膜是從下開始按順序?qū)訅毫穗娮觽鬏攲?、發(fā)光層、空穴傳 輸層的3層膜時的發(fā)光元件的剖面圖。在玻璃襯底1301上，形成柵極1302、柵 極絕緣膜1303、陰極1307、電子傳輸層1304、發(fā)光層1305、空穴傳輸層1306、陽極1308，構(gòu)成發(fā)光元件。例如將陰極1307作為接地電極，在陽極1308上施 加正的偏壓，在柵極1302上施加正的控制電壓。電子從陰極1307被注入到電 子傳輸層1304、空穴從陽極1308被注入到空穴注入層1306，被注入的電子和 空穴在發(fā)光層1305中復合，發(fā)光層1305發(fā)光。由于從陰極被注入的電子的一 部分通過施加于柵極的正的偏壓在柵極絕緣膜1303側(cè)被捕獲，因此加大施加于 柵極1302的控制電壓，則被注入到發(fā)光層1305的電子數(shù)量減少，發(fā)光強度變 小，可以控制發(fā)光強度。
圖22 (b)為發(fā)光膜是從下開始按順序?qū)訅毫丝昭▊鬏攲?、發(fā)光層、電子傳 輸層的3層膜時的發(fā)光元件的剖面圖。在玻璃襯底1311上，形成柵極1312、柵 極絕緣膜1313、陽極1317、空穴傳輸層1314、發(fā)光層1315、電子傳輸層1316、 陰極1318，構(gòu)成發(fā)光元件。例如將陽極1317作為接地電極，在陰極1318上施 加負的偏壓，在柵極1312上施加負的控制電壓?？昭◤年枠O1317被注入到空 穴傳輸層1314、電子從陰極1318被注入到電子注入層1316，被注入的電子和 空穴在發(fā)光層1315中復合，發(fā)光層1315發(fā)光。由于從陰極被注入的空穴的一 部分通過施加于柵極的負的偏壓在柵極絕緣膜1313側(cè)被捕獲，因此加大施加于 柵極1312的控制電壓，則被注入到發(fā)光層1315的空穴數(shù)量減少，發(fā)光強度變 小，可以控制發(fā)光強度。
在圖15中，作為陰極1007與陽極1006適宜的相對位置關(guān)系優(yōu)選為各自間 隔為-5tai 10toi。間隔為負時是陰極與陽極具有重疊部分的情況，但間隔小于 -5toi、即重疊過大時，施加于柵極的控制電壓對空穴電流的控制性惡化；相反 陰極與陽極過于分開，間隔大于10l^m時，則發(fā)光元件的像素尺寸變大，使用于 如顯示裝置時分辨率惡化。另外，由于陰極與陽極的間隔變大，以低電壓進行 驅(qū)動變得困難。并且，作為陰極7與陽極6適宜的相對位置關(guān)系優(yōu)選各自間隔 為0.5Mm 3Wn。如果垂直線的間隔為0.5Mm 3tai，則發(fā)光強度的控制性變高、 像素尺寸變小、以低電壓進行驅(qū)動變得容易。
實施例10圖16為本發(fā)明實施例IO所涉及的發(fā)光元件的剖面圖，與圖15所示的本發(fā)
明的實施例所不同的是，在塑料襯底上形成發(fā)光元件。本發(fā)明實施例io所涉及 的發(fā)光元件，在塑料襯底1008上依次層壓柵極1009、柵極絕緣膜1010進而形 成。在柵極絕緣膜1010上形成陽極1013，覆蓋陽極1013，在柵極絕緣膜IOIO 上形成發(fā)光層1011。在發(fā)光層1011上配置陰極1014，使得發(fā)光層1011夾在陽 極1013和陰極1014之間。進步將發(fā)光層1011和陰極1014覆蓋，形成保護絕 緣膜1012。由于在塑料襯底上形成發(fā)光元件，因此是具有柔軟性、輕的發(fā)光元 件，在手機等的應用廣泛。 實施例11
圖17為本發(fā)明實施例11所涉及的發(fā)光元件的剖面圖，作為發(fā)光膜使用了 由空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層構(gòu)成的5層膜。 在玻璃襯底1015上依次層壓柵極1016、柵極絕緣膜1017。作為柵極的材料使 用ITO (Indium Tin Oxide)等透明電極。作為柵極絕緣膜的材料，使用了如Si02、 Ta02等絕緣性無機材料，絕緣性有機材料。在柵極絕緣膜1017上形成陽極1024、 空穴注入層1018、空穴傳輸層1019、發(fā)光層1020、電子傳輸層1021、電子注 入層1022、陰極1025、保護絕緣膜1023。作為陽極1024、陰極1025的材料使 用聚乙炔、聚并苯、寡并苯、聚噻唑、聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)、寡噻吩、聚 吡咯、聚苯胺、聚苯撐等導電性有機材料，鋁等導電性無機材料。在空穴注入 層1018中使用銅酞菁染料、PEDOT等聚噻吩、聚苯胺等有機材料。在空穴傳 輸層1019中使用TPD、 TPAC等有機材料。在發(fā)光層1020中使用Alq3、 NPB 等低分子系有機EL材料，或者PPV、聚(3-烷基噻吩)等高分子系有機EL材 料。在電子傳輸層1021中使用BND、 PBD、 p-EtTAZ、 BCP等有機材料。在電 子注入層1022中使用LiF、 Mg等無機材料，BND、 PBD、 p-EtTAZ、 BCP等有 機材料。
圖17所示實施例中，發(fā)光膜使用了由空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、 電子傳輸層、電子注入層構(gòu)成的5層膜，但并不限定于5層膜，也可以使用層壓了發(fā)光層、電子傳輸層的2層膜，層壓了空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層 的3層膜，層壓了空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子注入層的4層膜構(gòu)
成本發(fā)明的發(fā)光元件，能夠得到與使用5層膜時同樣的效果。另夕卜，如圖22(a)、 (b)中說明的那樣，即便改變陽極、空穴注入層、空穴傳輸層及電子傳輸層、 電子注入層、陰極的上下關(guān)系，只要改變施加于發(fā)光元件的偏壓與控制電壓的 極性，即可作為發(fā)光元件發(fā)揮機能、同樣得到本發(fā)明的效果。另外，實施例中 在發(fā)光層及陰極上配置了保護絕緣膜1023,但可代替保護絕緣膜使用彩色濾光 片。此時，如在發(fā)光層中使用白色發(fā)光材料，使用紅色、綠色、藍色的濾光片， 則可分別進行紅色、綠色、藍色的發(fā)光。
實施例12 ,
圖18為本發(fā)明實施例12所涉及的發(fā)光元件的剖面圖，在寬度方向上配置 多個陽極和多個陰極，夾著發(fā)光膜構(gòu)成發(fā)光元件。通過配置多個陽極和陰極， 可以控制面積更廣的發(fā)光元件。
圖19 (a) ~ (g)任何一個都是用于說明本發(fā)明實施例12所涉及發(fā)光元件 的制造工序的剖面圖。圖19 (a)為在玻璃襯底1101上層壓了柵極1102、柵極 絕緣膜1103的發(fā)光元件的剖面圖。接著，介由掩模1105將導電性材料蒸鍍、 形成陽極1104 (圖19 (b)、 (c))。陽極1104的形成也可不使用蒸鍍法，而使用 印刷法等其他方法。然后，通過旋轉(zhuǎn)涂布法等方法，在柵極絕緣膜1103及陽極 1104上形成發(fā)光膜1106 (圖19 (d))。接著，介由掩模1108，蒸鍍導電性材料 形成陰極1107 (圖19 (e)、 (f))。陰極1107的形成也可不使用蒸鍍法，而使用 印刷法等其他方法。然后在發(fā)光層1103及陰極1107上通過旋轉(zhuǎn)涂布法等方法 形成保護絕緣膜108，完成發(fā)光元件。
產(chǎn)業(yè)實用性
1、 由于能夠?qū)l(fā)光區(qū)域和發(fā)光控制區(qū)域編入在一根線狀體中，因此具有不 需外部電路、低電壓驅(qū)動成為可能的效果。
2、 由于通過織或編線狀發(fā)光元件而制成的平面狀發(fā)光裝置具有柔軟性、輕，
26因此具有薄型電視、電腦的畫面，手機的顯示器，電子紙等多種用途。具有即 便是作為復雜形狀的墻壁照明進行使用，也不會有影子的特點。
3、 由于組合線狀的發(fā)光元件，能夠制作平面狀的發(fā)光裝置，因此可以不依 賴于制造設備的規(guī)模，制造大型的顯示器或照明。例如，可以制造半圓形建筑 物的照明或者顯示器。
4、 能夠檢查線狀的發(fā)光元件、僅使用選擇過的合格品制造平面狀的顯示裝 置或照明裝置?；蛘?，在制造了平面狀的發(fā)光裝置后，可以進行檢査將故障部 的線狀發(fā)光元件換掉。因此，在將發(fā)光裝置大型化時，即便不特別進行嚴密的 工序管理，也能夠提高發(fā)光裝置的成品率。此效果特別在各發(fā)光區(qū)域中帶有發(fā) 光控制區(qū)域的主動陣列型的發(fā)光裝置時，有益。
5、 通過在一根線狀發(fā)光元件中配置紅色、綠色、藍色的發(fā)光層，或者紅色、 綠色、藍色的光濾光片，通過獨立控制與各自發(fā)光層或者濾光片相對應的控制 元件，可以用一根線狀發(fā)光元件表示全彩色。因此分辨率高的彩色顯示成為可 能。
6、 作為線狀發(fā)光元件的電子注入層、或電子傳輸層，通過使用堿金屬內(nèi)包
富勒烯或者摻雜有堿金屬內(nèi)包富勒烯的有機材料，發(fā)光元件制造工序的工序管 理變得容易，可以使用簡易型的封閉構(gòu)造封閉發(fā)光元件或發(fā)光裝置，因此特別 在線狀發(fā)光元件的制造中有益。另外，還具有可延長發(fā)光元件壽命的效果。
7、 將有機EL膜作為發(fā)光膜，具有驅(qū)動用元件的發(fā)光元件可通過印刷技術(shù)、 蒸鍍技術(shù)等常溫、常壓的簡單工序制成。
8、 能夠不使用微細加工技術(shù)、使有機薄膜晶體管的通道長度達到0.5toi以 下，可提高發(fā)光效率、可低電壓進行驅(qū)動。
9、 能夠以低成本的工序制造低耗電、發(fā)光元件壽命長的主動陣列方式的發(fā) 光裝置。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，其由襯底、在上述襯底上配置的柵極層、在上述柵極層上配置的柵極絕緣層、在上述柵極絕緣層上配置的第一電極、上述柵極絕緣層和在上述第一電極上配置的發(fā)光膜、以及在上述發(fā)光膜上配置的第二電極構(gòu)成的發(fā)光元件；其特征在于，在上述第一電極的斜上方配置上述第二電極，或者在寬度方向上離開上述第一電極進行配置。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述第一電極和上述第二 電極的間隔為-5 Pm 10Pm 。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述第一電極和上述第二 電極的間隔為0.5Pm 3l^m。
4. 如權(quán)利要求1或3所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述第一電極為陽極， 上述第二電極為陰極。
5. 如權(quán)利要求1或3所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述第一電極為陰極， 上述第二電極為陽極。
6. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述發(fā)光膜為由空穴傳輸 層、在上述空穴傳輸層上配置的發(fā)光層、在上述發(fā)光層上配置的電子傳輸層構(gòu) 成的3層膜。
7. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述發(fā)光膜為由電子傳輸 層、在上述電子傳輸層上配置的發(fā)光層、和在上述發(fā)光層上配置的空穴傳輸層 構(gòu)成的3層膜。
8. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述發(fā)光膜為由空穴注入 層、在上述空穴注入層上配置的空穴傳輸層、在上述空穴傳輸層上配置的發(fā)光 層、和在上述發(fā)光層上配置的電子注入層構(gòu)成的4層膜。
9. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述發(fā)光膜為由電子注入 層、在上述電子注入層上配置的發(fā)光層、在上述發(fā)光層上配置的空穴傳輸層、和在上述空穴傳輸層上配置的空穴注入層構(gòu)成的4層膜。
10. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述發(fā)光膜為由空穴注入 層、在上述空穴注入層上配置的空穴傳輸層、在上述空穴傳輸層上配置的發(fā)光 層、在上述發(fā)光層上配置的電子傳輸層、和在上述電子傳輸層上配置的電子注 入層構(gòu)成的5層膜。
11. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，上述發(fā)光膜為由電子注入 層、在上述電子注入層上配置的電子傳輸層、在上述電子傳輸層上配置的發(fā)光 層、在上述發(fā)光層上配置的空穴傳輸層、和在上述空穴傳輸層上配置的空穴注 入層構(gòu)成的5層膜。
12. —種發(fā)光裝置，其特征在于，將如權(quán)利要求l至ll任一項所述的發(fā)光 元件構(gòu)成的多個發(fā)光元件配置成陣列狀。
13. 如權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置，其特征在于，為顯示裝置。
14. 如權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置，其特征在于，為照明裝置。
15. 如權(quán)利要求1至11任一項所述的發(fā)光元件，其特征在于，在上述發(fā)光 膜和上述第二電極上配置保護絕緣膜。
16. 如權(quán)利要求1至11任一項所述的發(fā)光元件，其特征在于，在上述發(fā)光 膜和上述第二電極上配置彩色濾光片膜。
全文摘要
使用于顯示裝置、照明裝置的發(fā)光元件，由于通常形成于平坦的襯底上，因此在將裝置大型化時也必須使制造裝置大型化。并且即便一個發(fā)光元件有缺陷，裝置整體都出故障，具有難以提高成品率的問題。本發(fā)明為了解決上述問題，將發(fā)光元件作為線狀的元件形成，將該線狀元件組合，形成平面狀的發(fā)光裝置。由此，可以僅選擇合格的線狀發(fā)光元件制作發(fā)光裝置，可期待裝置的大型化、成品率的提高。
文檔編號H01L51/50GK101540376SQ20091011978
公開日2009年9月23日 申請日期2004年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月10日
發(fā)明者笠間泰彥, 表研次 申請人:理想星株式會社