電光學裝置及其制造方法、電路板及其制造方法以及電子儀器的制作方法

專利名稱：電光學裝置及其制造方法、電路板及其制造方法以及電子儀器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能有效取出電光學元件發出的光線和電光學元件調制的光線的電光學裝置和電光學裝置的制造方法，具有這種電光學裝置的儀器以及電路板和電路板的制造方法。
電光學裝置一般包含電光學元件層由復數材料層構成，所以當將電光學元件層發出或調制的光線向外部取出時，光線通過材料層而衰減，往往不能獲得足夠的光線取出效率。
為了解決上述課題，本發明的電光學裝置，其特征在于是一種層疊包含有電光學元件的電光學元件層的復數材料層的電光學裝置，在取出所說的電光學元件光線的位置上設置復數材料層，在所說的復數材料中最表面位置上的表面材料層與所說的電光學元件層之間，設置折射率比所說的表面材料層折射率低的低折射率層。
這里所說的“電光學元件的光線”，不僅指電光學元件發出的光線，而且還包括電光學元件調制的透過光線和反射光線。所謂“最表面位置上的表面材料層”，是指與外界接觸的材料層。
按照本發明，由于電光學元件發出的光線通過折射率比表面材料層低的低折射率層后入射在表面材料層上，所以以大于臨界角入射在低折射率層上的入射光線，在表面材料層界面上以小于臨界角的方向折射，在表面材料層內能以全反射條件向外，取出至外部。因此能夠提高光線的取出效率，獲得高目視性。而且折射率與介電常數間具有強的正比關系，以所定材料層為低折射率層可以形成低介電常數層。
可以采用例如液晶元件、電泳元件、電子釋放元件等作為所說的電光學元件，但是上述電光學裝置的構成中電光學元件采用發光元件的場合下特別適用。作為發光元件可以舉出例如采用LED(發光二極管)元件、LD(激光二極管)元件、EL(電致發光)元件、電子釋放元件的發光元件等。
上述的電光學裝置中，用上述低折射率層作為層間絕緣層能提高通過層間絕緣層光線的取出效率。
而且由于折射率與介電常數之間具有正比關系，所以用層間絕緣層將例如配線與電極等導電部件絕緣的場合下有減小布線電容的優點。因而是一種兼備高光線取出效率和高速動作性能的電光學裝置。
這種場合下，將上述低折射率層的折射率設定為1.5以下，優選1.2以下。
作為低折射率材料，可以舉出能透過光線的多孔體、氣凝膠、多孔氧化硅、氟化鎂或含氟化鎂的材料、分散有氟化鎂微粒的凝膠、含氟聚合物或包含含氟聚合物的材料、具有支鏈結構的多孔性聚合物以及在預定材料中至少含有無機微粒和有機微粒之一的材料等。
可以采用有機電致發光元件作為上述電光學元件。有機電致發光元件具有例如能在低電壓下驅動而且比液晶元件的視野依賴性小等各種優點。
上述電光學裝置中還可以設置有源元件，這樣能形成一種主動驅動型。作為所說的有源元件可以舉出例如以薄膜晶體管為首的晶體管和薄膜二極管等。
本發明的電光學裝置的制造方法，其特征在于其中包括在第一基材上設置薄膜晶體管的工序，在含有所說的薄膜晶體管和所說的第一基材的第二基材上形成低折射率層的工序。
本發明的電路板，其特征在于是基板上層疊有復數材料層的電路板，其中設有比所說的基板折射率低的折射率材料組成的至少一層低折射率層。
上述的電路板中，所說的復數材料層中至少一層是層間絕緣層，所說的層間絕緣層由所說的低折射率材料制成。
所說的低折射率層的折射率處于1.5以下，優選處于1.2以下。
作為所說的低折射率材料，可以舉出能透過光線的多孔體、氣凝膠、多孔氧化硅、氟化鎂、含氟聚合物和多孔性聚合物，以及在預定材料中含有無機微粒和有機微粒中至少一種微粒的材料和分散了氟化鎂微粒的凝膠等。
這種場合下，電路板具有有源元件，而有源元件可以舉出晶體管。
本發明電路板的制造方法，其特征在于其中包括在第一基材上設置晶體管的工序，以及在含有所說的晶體管和所說的第一基材的第二基材上形成低折射率層的工序。
本發明的電子儀器，其特征在于其中具有上述本發明的電光學裝置或電路板。
按照本發明能夠實現顯示品質優良、具有明快畫面顯示部件的電子儀器。
圖2是表示

圖1的顯示裝置中像素部分平面結構的放大圖。
圖3是表示本發明的一種電光學裝置實施方式的圖，是沿圖2中A-A箭頭的剖面視圖。
圖4是表示具有本發明電光學裝置的一種電子儀器實例圖。
圖5是表示具有本發明電光學裝置的一種電子儀器實例圖。
圖6是表示具有本發明電光學裝置的一種電子儀器實例圖。
圖中，2基板，3發光元件，23像素電極，60發光層(電光學元件層)，S1有機EL顯示裝置(電光學裝置，電路基板)，222陰極，282柵絕緣層，283第一層間絕緣層(低折射率層)，284第二層間絕緣層(低折射率層)。
本實施例中雖然是就采用有機電致發光元件(以下稱為適當“EL元件”)的顯示裝置為例說明的，但是也能用于采用液晶元件、電泳元件、電子釋放元件等的顯示裝置，或者采用LED(發光二極管)、LD(激光二極管)等發光元件的顯示裝置。
如圖1所示，有機電致發光顯示裝置(以下稱為適當“有機EL顯示裝置”)S1具有基板、配置在基板上的數條掃描線131、沿著與這些掃描線131相交方向延伸配置的數條數據線132、以及與這些數據線132并列延伸配置的數條公共供電線133，是與掃描線131和數據線132的各交點對應設置像素(像素區素)AR構成的。
數據線132，被電連接在至少有移位寄存器、電位移位器、視頻線路、D/A換流器、解調器、鎖存電路和模擬開關中之一的數據線驅動電路90上。
另一方面，掃描線131被電連接在至少有移位寄存器、電位移位器和解調器之一的掃描驅動電路80上。
其中在本實施例中雖然將數據線驅動電路90和掃描線驅動電路80一起設置在基板上，但是也可以適當選擇將線驅動電路90和掃描線驅動電路80分別設置在基板上或者設置在基板之外。
而且如圖1所示，在每個像素區AR設置有通過掃描線131將掃描信號供給柵極的第一薄膜晶體管22，保持通過此第一薄膜晶體管22自數據線132供給的圖像信號用的保持電容cap，將保持電容cap保持的圖像信號供給柵極的第二薄膜晶體管24，通過此第二薄膜晶體管24電連接在公共供電線133上時從公共供電線133流入驅動電流的像素電極23，以及夾在此像素電極(陽極)23和對電極(陰極)222之間的發光元件3。其中發光元件3除EL(電致發光)元件外，還可以舉出LED(發光二極管)和LD(激光二極管)等發光元件。
一旦因通過掃描線131供給的掃描信號使第一薄膜晶體管22處于開啟狀態下，此時與通過數據線132供給的數據信號對應的電荷就會保持在保持電容cap下，第二薄膜晶體管24的導通狀態取決于該保持電容cap的狀態。于是電流通過第二薄膜晶體管24通道從公共供電線133向像素電極23流過，進而通過發光層60流向對電極222，發光層60因通過它流過的電流而發光。
以下參照圖2說明各像素AR的平面結構。圖2是除去對電極和有機電致發光元件狀態下圖1的平面放大圖。如圖2所示，平面上看被設定為呈長方形的像素電極23，四邊被數據線132、公共供電線133、掃描線131和圖中未示出的其他像素電極用掃描線所包圍。其中像素電極的形狀并不限于長方形，也可以是圓形、長圓形等。當使用后述的液體材料以油墨噴射法形成構成發光層等EL元件材料層的場合下，可以得到一種使像素電極特別呈現沒有角度的圓形和長圓形形狀的均一材料層。
以下參照圖3說明有機EL顯示裝置的截面結構。圖3是圖2沿A-A箭頭的截面視圖。
圖3所示的有機EL裝置，是一種從設置薄膜晶體管(TFTThin FilmTransistor)的基板2側取出光線的，即所謂背發光型的裝置。因此在本實施例中，基板2是取出發光元件3的光線的最表面位置上的表面材料層。其中基板2表面上層疊有其他材料層的場合下，其他材料層將形成表面材料層。
如圖3所示，背發光型有機EL顯示裝置S1備有基板2，由銦錫氧化物(ITOIndium Tin Oxide)等透明電極材料制成的陽極(像素電極)23，設置在陽極23上的發光元件3，設置與陽極23間夾持發光元件3的陰極(對電極)222，以及在基板2上形成用于控制像素電極通電作通電控制部分用的薄膜晶體管(以下簡稱TFT)24。此外，陰極層222的上層還設有密封層20。陰極222由從鋁(Al)和鎂(Mg)、金(Au)、銀(Ag)和鈣(Ca)中選出的至少一種金屬構成。陰極222也包括上述各種材料的合金。TFT24在掃描線驅動電路80和數據線驅動電路90的動作指令下動作，對像素電極23進行通電控制。
發光元件3大體由能從陽極23輸送空穴的空穴輸送層70、含有電光學物質之一的有機EL物質的發光層60以及設置在發光層60上面的電子輸送層50所構成。而且陰極(對電極)222被設置在電子輸送層50的上面。
TFT24通過以SiO2為主體的基底保護層281設置在基板2的表面上。這種TFT24具有在基底保護層281的上層形成的硅層241，設置在基底保護層281的上層將硅層241覆蓋的柵絕緣層282，設置在柵絕緣層282上面與硅層241相對的柵極242，在柵絕緣層282的上層設置的覆蓋柵極242的第一層間絕緣層283，通過遍及柵絕緣層282和第一絕緣層283開孔的接觸孔與硅層241連接的源電極243，在與源電極243相對位置設置夾持柵極242的、通過遍及柵絕緣層282和第一絕緣層283開孔的接觸孔與硅層241連接的漏電極244，以及設置在第一層間絕緣層283的上層將源電極243和漏電極244覆蓋的第二層間絕緣層284。
于是像素電極23設置在第二層間絕緣層284的上面，使像素電極23與漏電極244通過設置在第二絕緣層284的接觸孔23a連接。而且在第二層間絕緣層284的表面中設置有發光元件(EL元件)3之外的部分與陰極222之間，設置由合成樹脂等組成的第三絕緣層(邊坡層)221。
其中在漏電極244的上層，也可以設置TFT的保護層。這種保護層形成材料，可以采用含硅的絕緣層(特別優選氮氧化硅層或氮化硅層)。這種保護層具有使保護形成的TFT24杜絕金屬離子和水份的作用。也就是說，保護層具有使這些金屬離子等移動性離子不能侵入TFT24側的保護層的作用。
而且在使保護層具有散熱作用的情況下，還能具有有效防止發光元件熱劣化的功能。但是使用有機材料作為發光元件的場合下，由于與氧結合而劣化，所以優選采用不容易釋放氧的絕緣層。
作為阻止移動性離子透過并有散熱作用的透光性材料，可以舉出其中含有從B(硼)、C(碳)和N(氮)中選出的至少一種元素，和含有從Al(鋁)、Si(硅)和P(磷)中選出的至少一種元素的絕緣層。例如可以使用以氮化鋁(AlxNy)為代表的鋁的氮化物、以碳化硅(SixCy)為代表的硅的碳化物、以氮化硅(SixNy)為代表的硅的氮化物、以氮化硼(BxNy)為代表的硼的氮化物和以磷化硼(BxPy)為代表的硼的磷化物。而且以氧化鋁(AlxOy)為代表的鋁的氧化物，透光性優良且導熱率為20Wm-1K-1，可以說是一種優選的材料。這些材料不僅有散熱作用，而且還有防止水份侵入的作用效果。
另外，在上述化合物中也可以組合其他方案。例如，在氧化鋁中添加氨，并且也可以使用AlNxOy所表示的氮氧化鋁。這種材料不僅散熱效果好，而且也有防止水或可動離子侵入的效果。
此外還可以使用含有Si、Al、N、O、M的絕緣膜(其中M是稀土元素中至少一種元素，最好是從Ce(鈰)、Yb(鐿)、Sm(釤)、Er(鉺)、Y(釔)、La(鑭)、Gd(釓)、Dy(鏑)、Nd(釹)中選出的至少一種元素)。這些材料不僅有散熱作用，而且還有防止水份侵入的效果。
而且也可以使用至少含有金剛石薄膜或無定形碳膜(對于特性與金剛石接近的，可以特別叫作類似金剛石的碳等)的碳膜。這些膜導熱率極高，作散熱層用極為有效。但是一旦膜厚增大因帶有褐色而使透過率降低，所以優選采用膜厚(優選5～100納米)盡可能薄的膜。
由于保護膜的目的在于保護TFT徹底防止移動性離子和水份的影響，所以優選無損于該效果的。因此，既可以單獨使用具有上述散熱性的材料組成的薄膜，也可以有效使用將這些薄膜與阻止移動性離子和水份透過的絕緣膜(代表性的有氮化硅膜，SixNy)和氮化氧化硅膜(SiOxNy)層疊的薄膜。
在硅層241中，將夾持柵絕緣層282并與柵極242重疊的區域定為通道區。而且在硅層241中，在通道區源側設有源區；另一方面，在通道區漏側設有漏區。其中源區借助于遍及柵絕緣層282與第一層間絕緣層283開孔的導孔與源電極243連接。另一方面，漏區借助于遍及柵絕緣層282與第一層間絕緣層283開孔的導孔，與源電極243和同一層形成的漏電極244連接。像素電極23通過漏電極244與硅層241的漏區連接。
本例的構成，由于是由設置有TFT24的基板2側取出發光層60的發射光(背發光型)的，所以基板2的形成材料，可以使用能透光的透明或半透明材料，例如透明的玻璃、石英、藍寶石、或者聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮等透明合成樹脂等。作為基板形成材料，廉價的鈉玻璃特別適用。使用鈉玻璃的場合下，在其上施加氧化硅涂層后由于對不耐酸堿的鈉玻璃具有保護效果，而且還有提高基板平坦性的效果而優選。
而且也可以在基板上設置彩色濾光膜和含有發光性物質的變換膜或者電介質反射膜，控制發光的顏色。
另外若結構是從設有TFT24的基板2的反側取出發射光線(頂發射光型)，則基板2也可以是不透明的，這種場合下可以使用氧化鋁等陶瓷、不銹鋼等經過表面氧化等絕緣處理的金屬片材，以及熱固性樹脂、熱塑性樹脂等。
形成基底保護層281時，以TEOS(四乙氧基硅烷)和氧氣等作原料，利用等離子CVD法對基板2制膜，形成厚度大約200～500納米的硅氧化膜作為基底保護層281。
形成硅層241時，首先將基板2的溫度設定在大約350℃，利用等離子CVD法或ICVD法在基底保護膜281的表面上形成厚度約30～70納米的無定形硅層。接著利用激光退火法、快速加熱法或固體生長法對此無定形硅層進行結晶化工序，使無定形硅層結晶化為多晶硅層。激光退火法中，例如采用激元激光光束長度400毫米的直線光束，其輸出強度例如定為200mJ/cm2。關于直線光束，使直線光束掃描到與其寬度方向的激光強度峰值90％相當的部分在每個部分重合。然后用光刻法使多晶硅層形成圖案，形成島狀硅層241。
其中硅層241將變成圖1所示第二薄膜晶體管24的通道區和源、漏區，而且在不同截面位置上也可以形成變成第一薄膜晶體管22的通道區和源、漏區的半導體膜。也就是說，兩種晶體管22和24通式形成，由于是以相同順序形成的，所以在以下說明中關于晶體管僅僅說明第二薄膜晶體管24，而省略對第一薄膜晶體管24的有關說明。
柵絕緣層282形成之際，以TEOS和氧氣作為原料，用等離子CVD法在硅層241表面上制膜，可以形成由厚度約60～150納米的硅氧化膜或氮化膜組成的柵絕緣層282。
柵極242，是用濺射法在柵絕緣層282上形成含有鋁、鉭、鉬、鈦、鎢等金屬的導電膜后，利用圖案形成法形成的。
為了在硅層241上形成源區和漏區，形成柵極242后，采用此柵極242作為圖案形成掩膜，在次狀態下注入磷離子。其結果，可以對柵極242自調整地導入高濃度雜質，使硅層241中形成源區和漏區。其中未導入雜質的部分將變成通道區。
第一層間絕緣層283，是由折射率比基板2低的低折射率材料組成、在柵絕緣層282的上層形成的。
作為第一絕緣層283的形成材料，可以舉出硅氧化膜、氮化膜、或多孔性硅氧化膜(SiO2膜)等。由多孔性SiO2膜組成的柵絕緣層282，是使用Si2H6和O3作為反應氣體，利用CVD法(化學氣相沉積法)形成的。采用這些反應氣體時，氣相中形成大顆粒SiO2，堆積在柵絕緣層282上。因此，第一層間絕緣層283層中具有許多孔隙，形成多孔體。所以因第一層間絕緣層283變成多孔體而形成一種低折射率材料，所以能夠提高光線的取出效率。
由多孔體組成的低折射率層，密度優選處于0.4K/立方厘米以下。
作為低折射率層的第一層間絕緣層283的折射率，可以設定在1.5以下，優選處于1.2以下。
其中第一層間絕緣層283的表面，也可以進行H(氫)等離子處理。通過這種處理可以使孔隙表面的Si-O鍵中的懸空鍵被Si-H鍵取代，膜的耐吸濕性得到改善。于是在經這種等離子處理的第一絕緣層283的表面上也可以設置其他SiO2層。
用CVD法形成第一層間絕緣層283時適用的反應氣體，除Si2H6+O3之外，還可以采用Si2H6+O2、Si3H8+O3或Si3H8+O2。此外除了上述反應氣體外，也可以使用含有B(硼)的反應氣體或含有F(氟)的反應氣體。
以多孔體形式形成第一層間絕緣層283時，通過將多孔性SiO2膜，和通常的減壓化學氣相生長法形成的SiO2膜層疊，也可以形成以膜質穩定的多孔體形式的第一層間絕緣層283。于是為了層疊這些膜，可以在減壓下的SiH4和O2的氣氛中采用斷續或周期發生等離子的方法。具體講將基板2容納在預定腔室內，例如一邊保持在400℃下，一邊用SiH4和O2作為反應氣體在腔室內施加RF電壓(高頻電壓)的方式形成第一層間絕緣膜283。成膜過程中，保持SiH4流量和O2流量一定，同時以10秒周期在腔室內施加RF電壓。伴隨處理，等離子以10秒鐘周期產生和消失。這樣通過采用隨時間變化的等離子，能夠在一個腔室內反復進行使用減壓CVD處理和使用減壓等離子CVD處理。因此，通過反復進行減壓CVD處理和減壓等離子CVD處理，可以在膜中形成具有多束孔隙的SiO2膜。第一層間絕緣膜283將會變成具有多孔性的。
第一層間絕緣膜283也可以用氣凝膠構成。所謂氣凝膠是指利用金屬醇鹽的溶膠凝膠反應形成的濕潤凝膠通過超臨界干燥得到的具有均一超微細結構的光線透過性多孔體。氣凝膠有以氧化硅為基體和以氧化鋁為基體的氣凝膠。其中，氧化硅氣凝膠孔隙占體積的90％以上，其余是由樹脂狀凝聚的數十納米的微細SiO2顆粒構成的材料，因顆粒直徑比光線波長小而具有透光性，其折射率處于1.2以下。而且通過孔隙率變化可以調整折射率。其中作基板2材料用玻璃的折射率為1.54，石英的折射率為1.45。
氧化硅氣凝膠可以經采用溶膠—凝膠法的濕潤凝膠制造工序、濕潤凝膠熟化工序、和利用超臨界干燥法將濕潤凝膠干燥得到氣凝膠的超臨界干燥工序制得。超臨界干燥法，是一種使由固相和液相組成的膠體狀凝膠物質中的液體與超臨界流體置換、除去后，在不使凝膠收縮的條件下將凝膠物質干燥的方法，可以得到具有高孔隙率的氣凝膠。
例如使用氧化硅氣凝膠形成第一層間絕緣層283時，用旋涂法等在柵絕緣層282上涂布作氣凝膠原料用的濕潤凝膠，可以采用超臨界干燥形成。借助于采用超臨界流體的超臨界干燥法，通過用超臨界流體置換濕潤凝膠中的溶劑，可以除去濕潤凝膠中的溶劑。其中作為超臨界流體，可以采用二氧化碳(CO2)，或者甲醇、乙醇之類醇類，NH3、H2O、N2O、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、戊烯、異丙醇、異丁醇、環三氟甲烷、一氟代甲烷、環己醇等。
用氧化硅氣凝膠形成低折射率層(各絕緣層)之際，在基板上用旋涂法等涂布濕潤凝膠后經超臨界干燥，也可以在濕潤凝膠中事先混合合成樹脂(有機物)。這種場合下的合成樹脂，是熱變性溫度高于超臨界流體的臨界溫度而且可以透過光線的合成樹脂。例如采用醇作超臨界流體的場合下，作為熱變性溫度高于醇的臨界溫度并能透過光線的合成樹脂，可以舉出羥丙基纖維素(HPC)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、乙基纖維素(EC)等(其中PVB和EC溶于醇而不溶于水)。使用醚作溶劑的場合下，優選采用聚氯乙烯等作為合成樹脂，而采用CO2作溶劑的場合下優選使用HPC等。
作為低折射率層，除了氧化硅氣凝膠之外，既可以是以氧化鋁為基體的氣凝膠，也可以是折射率比基板2低且能透過光線的多孔體。而且優選密度小于0.4克/立方厘米的多孔體(氣凝膠)。
作為低折射率層，也可以不是多孔體，而是由環氧系粘結劑(折射率1.42)和丙烯酸系粘結劑(折射率1.43)等能透過光線而且折射率比基板2低的高分子材料組成的粘結劑。即使單獨使用這些粘結劑時，由于折射率比構成基板2的玻璃和石英低而能提高光線的取出效率。
此外作為低折射率層，既可以是多孔氧化硅，也可以是氟化鎂(折射率1.38)或含氟化鎂的材料。氟化鎂低折射率層可以用濺射法形成。或者是分散有氟化鎂微粒的凝膠，或者是含氟聚合物或含有此聚合物的材料，例如全氟烷基-聚醚、全氟烷基胺、或全氟烷基-聚醚-全氟烷基胺混合膜。
此外，作為低折射率層也可以在預定的聚合物粘結劑中混合本身是可溶性或分散性的低折射率氟碳化合物。
作為聚合物粘結劑，可以舉出聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基磺酸鈉鹽、聚乙烯甲醚、聚乙二醇、聚α-三氟甲基丙烯酸、乙烯甲醚-馬來酸酐共聚物、乙二醇-丙二醇共聚物和聚甲基丙烯酸等。
而且作為氟碳化合物可以舉出全氟辛酸銨鹽、全氟辛酸四甲基銨鹽、七個和十個碳原子的全氟烷基磺酸銨鹽、七個和十個碳原子的全氟烷基磺酸四甲基銨鹽、氟代烷基季胺碘化物、全氟己二酸和全氟己二酸的季胺鹽等。
此外作為低折射率層有效導入孔隙的方法，除了上述氣凝膠之外，也可以用微粒形成孔隙作為微粒間或微粒內的微細孔隙。作為所說的微粒，低折射率層中可以采用無機微粒或有機微粒。
無機微粒優選非晶形的。無機微粒優選由金屬氧化物、氮化物、硫化物或鹵化物組成的。更優選由金屬氧化物或金屬鹵化物組成的。金屬原子優選Na、K、Mg、Ca、Ba、Al、Zn、Fe、Cu、Ti、Sn、In、W、Y、Sb、Mn、Ga、V、Nb、Ta、Ag、Si、B、Bi、Mo、Ce、Cd、Be、Pb和Ni，更優選Mg、Ca、B和Si。也可以使用含有兩種金屬的無機化合物。特別優選的無機物是二氧化硅，即氧化硅。
例如通過使形成粒子的氧化硅分子交聯，可以形成無機微粒內的微細孔隙。一旦使氧化硅分子交聯體積就會縮小使粒子變成多孔性的。具有微細孔隙(多孔性)的無機粒子，可以采用溶膠—凝膠法(記載在特開昭53-112732號、特公昭57-9051號公報中)或析出法(記載在《應用光學》雜志第27卷3356頁(1988年)上)，以分散物形式直接合成。而且也可以將干燥—沉淀法得到的粉體機械粉碎后得到分散物。還可以采用市售的多孔性無機微粒(例如二氧化硅溶膠)。為了形成低折射率層，優選在適當溶劑中分散的狀態下使用具有微細孔隙的無機微粒。作為分散介質，優選水、醇(例如甲醇、乙醇、異丙醇)和酮(例如甲基乙基酮、甲基異丁基酮)。
有機微粒優選非晶形的。而且有機微粒優選由單體聚合物反應合成的聚合物微粒。有機微粒聚合物優選含有氟原子的。合成含氟聚合物用含氟原子的單體實例，包括含氟烯烴類(例如氟代乙烯、1，1-二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯全氟-2，2-二甲基-1，3-間二氧雜環戊烯)、丙烯酸或甲基丙烯酸的氟代烷基酯類和氟代乙烯基醚類。也可以使用含氟原子單體和不含氟原子單體的共聚物。不含氟原子單體的實例有烯烴類(例如乙烯、丙烯、異戊二烯、氯乙烯、偏二氯乙烯)，丙烯酸酯類(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯)、甲基丙烯酸酯類(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯)、苯乙烯類(例如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯)，乙烯基醚類(例如甲基乙烯基醚)，乙烯基酯類(例如醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯)，丙烯酰胺類(例如N-叔丁基丙烯酰胺、N-環己基丙烯酰胺)，甲基丙烯酰胺類和丙烯腈類等。
有機微粒內的微細孔隙，例如能夠通過使形成粒子的聚合物交聯的方法形成。一旦使聚合物交聯體積就會縮小，粒子就會變成多孔性的。為了使形成粒子的聚合物交聯，優選使合成聚合物用的20摩爾％以上單體為多官能單體。多官能單體單體的比例，更優選處于30～80摩爾％范圍內，最好為35～50摩爾％。多官能單體的實例包括二烯類(例如丁二烯、戊二烯)，多元醇與丙烯酸的酯類(例如乙二醇二丙烯酸酯、1，4-環己烯二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯)，多元醇與甲基丙烯酸的酯類(例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、1，2，4-環己烯四甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯)，二乙烯基化合物(例如二乙烯基環己烷，1，4-二乙烯基苯)，二乙烯基砜，雙丙烯酰胺類(例如亞甲基雙丙烯酰胺)和雙甲基丙烯酰胺類。粒子間的微細孔隙可以利用至少將兩個以上微粒堆積的方法形成。
低折射率層也可以用具有微小空孔的微粒狀無機物的材料形成。這種場合下，利用涂布法可以形成低折射率層，涂層涂布后無需活化氣體處理，借助于使氣體從涂層中脫離的方法可以形成微細空孔。或者利用將兩種以上超微粒子(例如MgF2和SiO2)混合，使其混合比沿著膜厚度方向改變，這樣也能形成低折射率層。折射率將隨著混合比的變化而改變。超微粒子被硅酸乙酯熱分解生成的SiO2粘接起來。硅酸乙酯熱分解，以及部分燃燒時也會產生二氧化碳和水蒸汽。通過使二氧化碳和水蒸汽從層中脫離，將會在超微粒子間形成孔隙。或者既可以形成含有由多孔性氧化硅組成的無機粉末和粘結劑的低折射率層，也可以通過將兩個以上由含氟聚合物組成的微粒重疊的方法形成在微粒間有孔隙的低折射率層。
支鏈結構水平也能提高孔隙率。例如采用例如樹枝狀聚合物等具有支鏈結構的聚合物也能獲得低折射率。
使用上述材料時，低折射率層的折射率應當定為1.5以下，優選1.2以下。基板2使用折射率約1.45的石英和折射率1.54的玻璃時，基板2的折射率將會更低。
為了形成源電極243和漏電極244，首先用光刻法在第一層間絕緣層283上形成圖案，以此方式將形成與源電極和漏電極對應的接觸孔。進而形成由鋁和鉻、鉭等金屬組成的導電層將第一層間絕緣層283覆蓋后，在此導電層中設置圖案形成用掩膜將應當形成源電極和漏電極的區域覆蓋，利用將導電層光刻的方法形成源電極243和漏電極244。
第二層間絕緣層284，與第一層間絕緣層283同樣可以用低折射率材料形成，可以按照與第一層間絕緣層283同樣的形成方法和順序在第一層間絕緣層283上形成。其中在形成第二層間絕緣層284后，在第二層間絕緣層284中與漏電極244對應的部分形成接觸孔23a。
與發光元件3連接的陽極23，由ITO和摻雜元素氟形成的SnO2，以及ZnO和聚胺等透明材料制成，通過接觸孔23a與TFT24的漏電極244連接。為了形成陽極23，在第二層間絕緣層284上面形成由上述透明材料形成的膜，這種膜可以通過形成圖案的方法形成。
第三絕緣層(邊坡層)221，由丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等合成樹脂構成。第三絕緣層221可以在陽極23形成后形成。作為第三絕緣層221的具體形成方法，例如將丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂等光刻膠溶解在溶劑中得到的液體，用旋涂法、浸涂法等涂布后形成絕緣層。其中絕緣層的構成材料，不將其溶解在后述的油墨溶劑中，但是只要是容易腐蝕形成圖案的都可以使用。此外，利用光刻法同時對絕緣層進行腐蝕形成開口部221a，這樣能夠形成具有開口部221a的第三絕緣層221。
其中在第三絕緣層221的表面上，可以形成顯示親液性(親油墨性)的區域和疏液性(疏油墨性)的區域。本實施方式中利用等離子處理可以形成各區域。具體講，等離子處理工序包括預熱工序，使開口部221a的壁面和像素電極23的電極面變成親油墨性的親油墨化工序，使第三絕緣層221的上面變成疏油墨性的疏油墨化工序和冷卻工序。
也就是說，將基材(含有第三絕緣層的基板2)加熱到預定溫度(例如70～80度左右)后，作為親油墨化工序在大氣氣氛中以氧作反應氣體進行等離子處理(O2等離子處理)。接著作為疏油墨化工序，在大氣氣氛中以四氟化碳作反應氣體進行等離子處理(CF4等離子處理)，將為等離子處理而加熱的基材冷卻至室溫下，可以賦予預定處所以親油墨性和疏油墨性。其中關于像素電極23的電極面雖然多少會受這種CF4等離子處理的影響，但是由于像素電極23的材料是ITO等對元素氟缺乏親和性的，所以親油墨化工序中所賦予的羥基不會被元素氟取代，因而能保持親油墨性。
其中雖然使第一層間絕緣層283和第二層間絕緣層284各自成為低折射率層，但是這兩層不必都形成低折射率層，可以使其中至少一層為低折射率層。
另一方面，除第一層間絕緣層283和第二層間絕緣層284外，柵絕緣層282也可以由低折射率材料形成。這樣可以提高光線的取出效率，但是為了提高TFT等晶體管的性能有時也優選用高介電常數材料形成柵絕緣層。
而且可以將低折射率材料形成的層設置在發光層60的光線通過的部分，所以也能以絕緣層外的層作為低折射率層。此外還能以有機邊坡層221作為低折射率層。
在陽極23的上面可以形成空穴輸送層70。其中對于空穴輸送層70的形成材料并無特別限制，可以使用公知材料，例如可以舉出吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、均二苯乙烯衍生物、三苯基二胺衍生物等。具體可以舉出特開昭63-70257號、特開昭63-175860號、特開平2-135359號、特開平2-135361號、特開平2-209988號、特開平3-37992號和特開平3-152184號公報上記載的物質。優選三苯基二胺衍生物，其中尤以4，4’-雙(N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基)聯苯最為適用。
其中既可以形成空穴注入層代替空穴輸送層，也可以同時形成空穴注入層和空穴輸送層。該場合下作空穴注入層用的形成材料，可以舉出例如酞菁銅(CuPc)和、本身是聚四氫苯硫基亞苯基的聚亞苯基乙撐、1，1-雙-(4-N，N-二甲苯基氨基苯基)環己烷、三(8-羥基喹啉)鋁等，但是特別優選使用酞菁銅(CuPc)。
形成空穴注入/輸送層70時可以采用油墨噴射法。即向陽極23的電極面上噴射含有上述空穴注入/輸送層材料的油墨組合物后，通過干燥處理和熱處理可以在電極23上形成空穴注入/輸送層70。其中在這種空穴注入/輸送層形成工序以后，應當防止空穴注入/輸送層70以及發光層(有機EL層)60的氧化，所以優選在氮氣氣氛或氬氣氣氛等惰性氣體氣氛下進行。例如將含有空穴注入/輸送層材料的油墨組合物充填在油墨噴頭(未圖示)中，使油墨噴頭的噴嘴對著陽極23的電極面，一邊使油墨噴頭與基材(基板2)作相對運動，一邊從噴嘴向電極面噴出被控制在相對于一滴液量的油墨液滴。接著對噴出后的油墨液滴作干燥處理，通過蒸發油墨組合物中所含的溶劑，形成空穴注入/輸送層70。
其中油墨組合物可以采用例如將聚乙烯二氧代噻吩等聚噻吩衍生物和聚苯乙烯磺酸等的混合物，溶解在異丙醇等極性溶劑中制成的油墨。其中被噴出的油墨液滴在經親油墨處理后的陽極23電極面上擴展，布滿開口部221a的底部附近。其另一部分，經疏油墨處理的第三絕緣層221上面卻不附著油墨液滴。因此，油墨液滴從預定噴出位置噴出后即使噴灑在第三絕緣層221上面，該上面也不會被油墨液滴沾染，噴出的油墨液滴因受排斥而轉移到第三絕緣層221的開口部221a內。
發光層60可以在空穴注入/輸送層70上面形成。對發光層60的形成材料并無特別限制，可以使用低分子有機發光染料和高分子發光體，即由掛鐘熒光物質和磷光物質組成的發光物質。在作為發光物質的共軛高分子中，特別優選含有亞芳基乙撐結構的物質。低分子熒光物質中，可以使用例如萘衍生物、蒽衍生物、二萘嵌苯衍生物、聚甲炔系、呫噸系、香豆素系、花青系等染料類，8-羥基喹啉及其衍生物的金屬絡合物、芳香族胺、四苯基環戊二烯衍生物等，以及特開昭57-51781、特開昭59-194393等號公報中記載的公知的物質。
使用高分子熒光物質作為發光層60形成材料的場合下，雖然可以使用側鏈具有熒光基團的高分子物質，但是優選主鏈有共軛結構的，特別優選聚噻吩、聚對亞苯基、聚亞芳基乙撐、聚芴及其衍生物。其中更優選聚亞芳基乙撐及其衍生物。該聚亞芳基乙撐及其衍生物是下式(1)表示的重復單元含量占全部重復單元50摩爾％以上的聚合物。按照重復單元的結構，更優選下式(1)表示的重復單元占全部重復單元70摩爾％以上的聚合物。
-Ar-CR＝CR’- (1)(式中，Ar表示由與共軛鍵有關的碳原子數為4個以上和20個以下的亞芳基或雜環化合物基團，R、R’分別獨立表示從氫、1～20個碳原子烷基、6～20個碳原子芳基、4～20個碳原子雜環化合物和氰基中選出的基團。)高分子熒光物質，也可以包含芳香族化合物基團及其衍生物、雜環化合物基團及其衍生物、以及其組合得到的基團等作為化學式(1)所示重復單元以外的重復單元。而且化學式(1)表示的重復單元及其他重復單元，既可以由具有醚基、酯基、酰胺基、酰亞胺基的非共軛單元所連接，而且也可以在重復單元中含有那些非共軛部分。
上述高分子熒光物質中作為化學式(1)中的Ar，可以舉出與共軛鍵有關的4～20個碳原子組成的亞芳基或雜環化合物基團、下述化學式(2)表示的芳香族化合物基團或其衍生物基團、雜環化合物基團或其衍生物基團、以及將其組合得到的基團等。化1
(式中R1～R92是各自獨立地選自氫，1～20個碳原子的烷基、烷氧基和烷硫基，6～18個碳原子的芳基和芳氧基，以及4～14個碳原子的雜環化合物基團的基團。)這些基團中優選亞苯基、取代的亞苯基、聯亞苯基、取代的聯亞苯基、亞萘基、取代的亞萘基、9，10-亞蒽基、取代的9，10-亞蒽基、2，5-亞吡啶基、取代的2，5-亞吡啶基、亞噻吩基和取代的亞噻吩基。更優選亞苯基、聯亞苯基、亞萘基、2，5-亞吡啶基和亞噻吩基。
若就化學式(1)的R和R’是氫或氰基以外的取代基的場合加以說明，對于1～20個碳原子的烷基則可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基和月桂基，優選甲基、乙基、戊基、己基、庚基、辛基。作為芳基可以舉出苯基、4-C1～C12烷氧苯基(C1～C12表示1～12個碳原子，以下同樣)、4-Cl～C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基等。
從溶劑可溶性觀點來看，化學式(1)中的按Ar優選具有一個以上從4～20個碳原子的烷基、烷氧基和烷硫基，6～18個碳原子的芳基和芳氧基以及4～14個碳原子的雜環化合物基團中選出的基團的基團。
這些取代基可以列舉如下。作為4～20個碳原子的烷基，可以舉出丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基和月桂基等，其中優選戊基、己基、庚基和辛基。而且作為4～20個碳原子的烷氧基，可以舉出丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、癸氧基和月桂氧基等，其中優選戊氧基、己氧基、庚氧基和辛氧基。作為4～20個碳原子的烷硫基，可以舉出丁硫基、戊硫基、己硫基、庚硫基、辛硫基、癸硫基和月桂硫基等，其中優選戊硫基、己硫基、庚硫基和辛硫基。作為芳基可以舉出苯基、4-C1～C12烷氧苯基、4-C1～C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基等。作為芳氧基可以舉出苯氧基。作為雜環化合物基團，可以舉出2-噻吩基、2-吡咯基、2-呋喃基、2-、3-或4-吡啶基等。這些取代基的數目因該高分子熒光物質的分子量和重復單元結構而異，但是從得到溶解強的高分子熒光物質觀點來看，更優選這些取代基中一個取代基具有600以上分子量的。
其中上述高分子熒光物質，既可以是無規、嵌段或接枝共聚物，也可以是具有它們中間結構的高分子化合物，例如嵌段性無規共聚物。從能夠得到熒光量子收率高的高分子熒光物質的觀點來看，與完全無規共聚物相比，優選嵌段性無規共聚物和嵌段或接枝共聚物。而且這里形成的有機電致發光元件，由于能利用來自薄膜的熒光，所以可以使用該高分子熒光物質固體狀態下有熒光的。
針對該高分子熒光物質使用溶劑的場合下，適用的溶劑可以舉出氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氫呋喃、甲苯、二甲苯等。雖然因高分子熒光物質的結構和分子量而異，但是通常能在這些溶劑中溶解0.1重量％以上。
上述高分子熒光物質，按照換算成聚苯乙烯分子量計算優選103～107的，其聚合度將隨重復單元的結構及其比例而變。從成膜性觀點來看，按照重復單元結構總數計，一般優選4～10000的，更優選5～3000的，特別優選10～2000的。
這種高分子熒光物質的合成方法并無特別限制，例如可以舉出可以用兩個醛基結合在亞苯基上的二醛化合物、兩個鹵代甲基結合在亞苯基上的化合物和三苯膦作原料得到的二鎓鹽，再經Wittng反應。而且其他合成方法可以舉出，以亞苯基上結合有兩個鹵代甲基的化合物為原料的脫鹵化氫法。此外還可以舉出硫鎓鹽分解法，即用堿使亞苯基上結合有兩個鹵代甲基化合物的硫鎓鹽聚合，得到的中間體經過熱處理得到該高分子熒光物質。無論哪個合成方法中，由于通過加入具有亞芳基以外骨架的化合物作為單體并改變其存在比例，能夠使生成高分子熒光物質中所含重復單元的結構發生變化，所以可以通過加料的加減進行聚合得使化學式(1)所示的重復單元處于50摩爾％以上。這些方法中，從反應的控制和收率來看，優選Witting反應法。
以下具體說明作為上述高分子熒光物質一個實例的亞苯基乙撐系共聚物的合成方法。對于要以Witting反應得到高分子熒光物質的場合而言，例如首先在按N，N-二甲基甲酰胺溶劑中，使雙(鹵代甲基)化合物，具體講例如使2，5-二辛氧基對苯撐二甲基二溴化物與三苯膦反應合成磷鎓鹽，用乙醇鋰將其與二醛化合物，具體講例如與對苯二甲醛在乙醇中使之縮合進行Witting反應，可以得到含有亞苯基乙撐基和2，5-二辛氧基亞苯基乙撐基的高分子熒光物質。此時為了得到共聚物也可以利用兩種以上二硫鎓鹽和/或兩種以上二醛化合物的反應。
適用這些高分子熒光物質作為發光層形成材料的場合下，由于其純度對發光特性有影響，所以合成后應當進行再沉淀精制、色譜法分離等純化處理。
由上述高分子熒光物質組成的發光層形成材料，為了能形成全色顯示型，可以使用紅、綠和藍三色發光層形成材料，分別用預定圖案形成裝置(油墨噴射裝置)在預定位置上噴射像素AR，可以形成圖案。
其中作為上述發光物質，也可以采用在宿主材料中添加了客體材料形式下的物質。
這種發光材料，可以適當采用其中含有例如以高分子有機化合物和低分子材料作為宿主材料，而且以使得到的發光層的發光特性發生變化用的熒光染料或磷光物質作為客體材料的。
作為有機高分子化合物，在材料溶解低的場合下有，例如涂布前體后通過加熱使之按照以下化學式(3)所示固化，能夠生成形成共軛系高分子有機電致發光層的化合物。例如當所說的前體是硫鎓鹽的場合下，通過熱處理使硫鎓基團脫離，形成共軛系高分子有機化合物等。
而且對于溶解高的材料而言，涂布材料后直接除去溶劑也能得到形成發光層的物質。化2
上述的高分子有機化合物是固體并具有很強熒光，能夠形成均一的固體超薄膜。而且富含形成能，與ITO電極的密著性也高，固化后還能形成牢固的共軛系高分子膜。
這種高分子有機化合物例如優選聚亞苯基乙撐。聚亞苯基乙撐能溶于水系溶劑或有機溶劑中，而且容易制備在第二基體11上的涂布時的涂布液，此外由于能在一定條件下聚合，所以能夠得到光學品質也高的薄膜。
這種聚亞苯基乙撐，可以舉出PPV(聚(對亞苯基乙撐))、MO-PPV(聚(2，5-二甲氧基-1，4-亞苯基乙撐))、CN-PPV(聚(2，5-二己氧基-1，4-亞苯基-(1-氰基乙撐)))、MEH-PPV(聚〔2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)〕-對亞苯基乙撐)等PPV衍生物，PTV(聚(2，5-亞噻吩基乙撐))等聚(烷基噻吩)，PFV(聚(2，5-亞呋喃基乙撐))、聚(對苯撐)、聚烷基芴等，其中特別優選由化學式(4)表示的PPV或PPV衍生物的前體，以及由化學式(5)表示的聚烷基芴(具體講是由化學式(6)表示的聚烷基芴系共聚物)。
PPV等由于具有強熒光，因形成雙鍵的π電子在聚合物鏈上非極化也是導電性高分子，所以能夠得到高性能的有機電致發光元件。化3
化4
化5

其中除上述PPV薄膜之外，能夠形成發光層的高分子有機化合物和低分子材料，即能在本例中作宿主材料用的材料，可以舉出例如羥基喹啉鋁絡合物(Alq3)和二苯乙烯基聯苯，以及化學式(7)所示的BeBq2和Zn(OXZ)2，以及除過去一般采用的TPD、ALO、DPVBi等物質之外，還有吡唑啉二聚體、喹嗪甲酸、苯并吡咯鎓高氯酸鹽、苯并吡喃并喹嗪、紅熒烯、二氮雜菲碘翁絡合物等，可以使用含有一種或兩種以上這些物質的有機電致發光元件用組合物。化6
另一方面，作為可以在這種宿主材料中添加的客體材料，可以像上述那樣舉出熒光染料和磷光物質。特別是熒光染料，能使發光層的發光特性發生改變，例如提高發光層的發光效率，或者也可以作為改變光吸收最大波長(發光顏色)的有效手段。也就是說，熒光染料不僅本身能作為發光材料，而且還可以作為本身擔負發光功能的色素材料使用。例如能使共軛高分子有機化合物分子上的載流子再結合生成的激發子能量移到熒光染料分子上。這種場合下，發光因為是僅由熒光量子效率高的熒光染料分子引起，所以發光層的電流量子效率也會增加。因此，由于利用在發光層形成材料中加入熒光染料的方法同時使發光層的發射光譜也變成熒光分子的，所以還可以作為改變發光顏色用的有效手段。
這里所說的電流量子效率，是基于發光功能考察發光性能的一種尺度，可以利用下式定義。
ηE＝放出光子的能量/輸入的電能于是利用摻雜熒光染料導致光吸收極大波長的變化，能夠發射出例如紅、藍和綠三原色光線，其結果使獲得全色顯示體稱為可能。
此外通過摻雜熒光染料，能夠大幅度提高電致發光元件的發光效率。
作為熒光染料，在形成發射紅色光線發光層的場合下，優選采用激光染料DCM-1、或羅丹明或羅丹明衍生物、pennlen等。利用在PPV等宿主材料中摻雜這些熒光染料雖然能夠形成發光層，但是由于這些熒光染料多為水溶性的，所以在本身是具有水溶性的PPV前體的硫翁鹽中摻雜后，經過熱處理能夠形成更均一的發光層。作為這種熒光染料，可以具體舉出羅丹明B、羅丹明B基材、羅丹明6G、羅丹明101過氯酸鹽等，也可以是其兩種以上的混合物。
而且在形成發射綠色光發光層的場合下，優選使用喹吖酮、紅熒烯、DCJT及其衍生物。這些熒光染料也與上述熒光染料一樣，利用在PPV等宿主材料中摻雜的方法能夠形成發光層，但是由于這些熒光染料多為水溶性的，所以在本身是具有水溶性的PPV前體的硫鎓鹽中摻雜后，經過熱處理能夠形成更均一的發光層。
此外在形成發射藍色光發光層的場合下，優選使用二苯乙烯基聯苯及其衍生物。這些熒光染料也與上述熒光染料一樣，利用在PPV等宿主材料中摻雜的方法能夠形成發光層，但是由于這些熒光染料多為水溶性的，所以在本身是具有水溶性的PPV前體的硫鎓鹽中摻雜后，經過熱處理能夠形成更均一的發光層。
作為具有發射藍色光線能力的其他染料，可以舉出香豆素及其衍生物。這些熒光染料與PPV的相容性好，容易形成發光層。尤其是其中的香豆素，其本身雖然不溶于溶劑之中，但是通過選擇適當的取代基增溶后也能溶解在溶劑中。這種熒光染料可以具體舉出香豆素-1、香豆素-6、香豆素-7、香豆素120、香豆素138、香豆素152、香豆素153、香豆素311、香豆素314、香豆素334、香豆素337、香豆素343等。
此外作為發射藍色光線的其他熒光染料，可以舉出四苯基丁二烯(TPB)或其衍生物、DPVBi等。這些熒光染料與上述紅色熒光染料同樣是水溶液可溶性的，而且與PPV的相容性好，容易形成發光層。
關于上述的熒光染料，各種顏色既可以只用一種，也可以兩種以上混合并用。
其中作為這樣的熒光染料，可以使用化學式(8)所示、化學式(9)所示以及化學式(10)所示的物質。化7
化8
化9

關于這些熒光染料，優選相對于由上述共軛系高分子有機化合物等組成的宿主材料按照后述方法添加0.5～10重量％，更優選添加1.～5.0重量％。熒光染料添加量過多，得到的發光層難以維持其耐侯性和耐久性。另一方面，添加量過少則不能獲得加入上述熒光染料所帶來的充分效果。
作為向宿主材料中添加客體材料用的磷光物質，可以適當使用化學式(11)所示的Ir(PPy)3、Pt(thpy)2、PrOEP等。化10
其中使用上述化學式(11)所示磷光物質作為客體材料的場合下，化學式(12)所示的CBP、DCTA、TCBP、以及上述的DPVBi和Alq3特別適用。
而且關于上述的熒光物質和磷光物質，也可以將其同時作為客體材料添加到宿主材料之中。化11
其中由這種宿主/客體系發光物質形成發光層60的場合下，例如事先在圖案形成裝置(油墨噴射裝置)上形成多個噴嘴等材料供給系統，從這些噴嘴中以預先為宿主材料與客體材料設置的數量比例同時將其噴出，這樣能夠形成由相對于宿主材料添加了所需量客體材料的發光物質組成的發光層60。
發光層60可以采用與空穴注入/輸送層70的同樣形成順序形成。也就是說，在空穴注入/輸送層70上面用油墨噴射法噴出含有發光層形成材料的組合物后，通過進行干燥處理和熱處理，能夠在第三絕緣層221上已經形成的開口部221a內部的空穴注入/輸送層70上形成發光層60。這種發光層形成順序，像上述那樣也是在惰性氣體氣氛中進行的。被噴出的油墨組合物受疏油墨處理區域排斥，即使油墨液滴偏離預定噴出位置，被排斥的油墨液滴也會轉移到第三絕緣層221開口部221A之內。
電子輸送層50可以在發光層60的上面形成。電子輸送層50與發光層60同樣也能用油墨噴射法形成。對于電子輸送層50的形成材料并無特別限制，例如可以舉出惡二唑衍生物、蒽醌二甲烷及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物、蒽醌及其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷及其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯及其衍生物、聯對苯醌衍生物、8-羥基喹啉及其衍生物的金屬絡合物等。具體講與以前的空穴輸送層形成材料相同，例如在特開昭63-70257、特開昭63-175860、特開平2-135359、特開平2-135361、特開平2-209988、特開平3-37992和特開平3-152184等號公報記載的那些物質，其中2-(4-聯苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-惡二唑、苯醌、蒽醌、三(8-羥基喹啉)鋁特別適用。
其中將上述的空穴注入/輸送層70的形成材料和電子輸送層50的形成材料在發光層60的形成材料中混合，也可以作為發光層形成材料使用，這種場合下空穴注入/輸送層形成材料和電子輸送層形成材料的用量雖然因所用化合物的種類等而異，但是可以在不損害充分成膜性和發光特性的數量范圍內適當選擇確定。相對于發光層形成材料而言，通常處于1～40重量％，更優選處于2～30重量％范圍內。
其中空穴注入/輸送層70和電子輸送層50等的形成并不限于采用油墨噴射法，也可以用掩膜蒸鍍法形成。
陰極222可以在電子輸送層50和第三絕緣層221的全體表面上形成，或以帶狀形成。陰極222雖然當然可以用Al、Mg、Li、Ca等單質材料以及Mg∶Ag(10∶1合金)的合金材料形成一層，但是也可以形成二層或三層組成的金屬(包括合金)層。具體講，可以使用具有Li2O(0.5納米左右)/Al、LiF(0.5納米左右)/Al、MgF2/Al等這種層疊結構的。陰極222是上述金屬組成的薄膜，能透過光線。
密封層20用于阻止大氣從外部侵入有機EL元件，可以適當選擇膜后和材料。密封層20的形成材料，可以采用例如陶瓷和氮化硅、氧化氮化硅、氧化硅等，從透明性和氣體阻擋性角度來看其中優選氧化氮化硅。也可以采用等離子CVD法在陰極222上形成密封層20。
綜上所述，來自發光層60的光線由于通過折射率比基板2低的低折射率材料組成的各絕緣層283、284后入射在基板2上，所以以大于臨界角入射在各絕緣層283、284上的入射光線，在與基板2的界面上以小于臨界角的方向折射，在基板2內能以全反射條件向外射出，取出至外部。這樣能提高光線取出效率，獲得高目視性。而且折射率與介電常數間具有強的相關關系，借助于以各絕緣層283、284為低折射率層可以形成低介電常數層，能夠減小布線電容，因而能使電光學裝置的動作速度高速化等，提高動作性能。
其中除了上述的空穴注入/輸送層70、發光層60和電子輸送層50之外，還可以在發光層60的對電極222側形成封孔層，使發光層60的壽命長壽化。這種封孔層形成材料可以采用例如化學式(13)所示的BCP和化學式(14)所示的BAlq，從長壽化觀點來看優選BAlq。化12
化13
[電子儀器]以下說明備有上述實施方式有機EL顯示裝置的電子儀器。圖4是表示一種便攜式電話實例的斜視圖。圖4中，符號1000表示便攜式電話本體，符號1001表示采用上述有機EL顯示裝置的顯示部分。
圖5是表示一種手表型電子儀器實例的斜視圖。圖5中，符號1100表示手表本體，符號1101表示采用上述有機EL顯示裝置的顯示部分。
圖6是表示一種掌中電腦等便攜式信息處理裝置實例的斜視圖。圖6中，符號1200表示信息處理裝置，符號1202表示鍵盤等輸入部分，符號1204表示信息處理裝置本體，符號1206表示采用上述有機EL顯示裝置的顯示部分。
圖4～6所示的電子儀器，由于具有上述實施方式的有機EL顯示裝置，所以能夠實現顯示質量優良、具有鮮明畫面有機EL顯示部分的電子儀器。
其中本發明的技術范圍并不限于上述實施方式，可以在不超出本發明思想的范圍的條件下作出各種變化。
例如在上述實施方式中列舉的是用一對電極夾持作為有機EL元件構成的發光層和空穴輸送層的實例，但是除發光層和空穴輸送層之外，也可以插入具有電子輸送層、空穴注入層和電子注入層等各種功能的有機層。此外，在實施方式中列舉的具體材料也不過僅僅是一個實例，可以作各種變更。
而且在本實施方式構成的顯示裝置S1中，可以將作電光學元件用的發光層60改變成液晶層等其他光學顯示物質。
上述實施方式中，雖然是就從設置TFT24的基板2側取出光線的所謂被發光型加以說明的，但是本發明的低折射率層，也適用于從與設置TFT的基板相反一側取出光線的所謂頂發光型裝置之中。
按照本發明，來自電光學元件的光線由于通過折射率比基板低的低折射率材料組成的材料層后入射在基板上，所以以大于臨界角入射在低折射率層的入射光線，在與基板的界面上以小于臨界角的方向折射，在基板內能以全反射條件向外射出，取出至外部。這樣能提高光線取出效率，獲得高目視性。而且折射率與介電常數間具有強的相關關系，通過以預定材料層作為低折射率層可以形成低介電常數層，減小布線電容，因而能使電光學裝置的動作速度高速化等，提高動作性能。
權利要求
1.一種電光學裝置，是層疊包括具有電光學元件的電光學元件層在內的復數材料層，其特征在于取出所說的電光學元件的光線方向的位置上設有復數材料層，在所說的復數材料中最表面位置上的表面材料層與所說的電光學元件層之間，設置折射率比所說的表面材料層折射率低的低折射率層。
2.按照權利要求1記載的電光學裝置，其特征在于所說的電光學元件是發光元件。
3.按照權利要求1或2記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率層是以層間絕緣層形式形成的。
4.按照權利要求1～3中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率層的折射率為1.5以下。
5.按照權利要求1～3中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率層的折射率為1.2以下。
6.按照權利要求1～5中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率材料是能透過光線的多孔體。
7.按照權利要求1～6中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率材料是由氣凝膠、多孔氧化硅、氟化鎂、含氟聚合物和多孔性聚合物中至少一種材料組成的。
8.按照權利要求1～7中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率材料，是預定材料中含有無機微粒和有機微粒中至少一種微粒的材料。
9.按照權利要求8記載的電光學裝置，其特征在于所說的低折射率材料是含有分散了氟化鎂微粒的凝膠的材料。
10.按照權利要求1～9中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于所說的電光學元件是由有機電致發光元件構成的。
11.按照權利要求1～10中任何一項記載的電光學裝置，其特征在于還有有源元件。
12.按照權利要求11記載的電光學裝置，其特征在于所說的有源元件是晶體管。
13.按照權利要求12記載的電光學裝置，其特征在于所說的晶體管是薄膜晶體管。
14.一種電光學裝置的制造方法，其特征在于包括在第一基材上設置薄膜晶體管的工序，在含有所說的薄膜晶體管和所說的第一基材的第二基材上形成低折射率層的工序。
15.一種電路板，是基板上層疊有復數材料層，其特征在于設有比所說的基板折射率低的折射率材料組成的至少一層低折射率層。
16.按照權利要求15記載的電路板，其特征在于所說的復數材料層中至少一層是層間絕緣層，所說的層間絕緣層是由所說的低折射率材料制成的。
17.按照權利要求15或16記載的電路板，其特征在于所說的低折射率層的折射率處于1.5以下。
18.按照權利要求15或16記載的電路板，其特征在于所說的低折射率層的折射率處于1.2以下。
19.按照權利要求15～18中任何一項記載的電路板，其特征在于所說的低折射率材料是能透過光線的多孔體。
20.按照權利要求15～19中任何一項記載的電路板，其特征在于所說的低折射率材料是由氣凝膠、多孔氧化硅、氟化鎂、含氟聚合物和多孔性聚合物中至少一種材料組成的。
21.按照權利要求15～20中任何一項記載的電路板，其特征在于所說的低折射率材料，是預定材料中含有無機微粒和有機微粒中至少一種微粒的材料。
22.按照權利要求21記載的電路板，其特征在于所說的低折射率材料是含有分散了氟化鎂微粒的凝膠的材料。
23.按照權利要求15～22中任何一項記載的電路板，其特征在于還有有源元件。
24.按照權利要求23記載的電路板，其特征在于其中所說的有源元件是晶體管。
25.一種電路板的制造方法，其特征在于其中包括在第一基材上設置晶體管的工序，以及在含有所說的晶體管和所說的第一基材的第二基材上形成低折射率層的工序。
26.一種電子儀器，其特征在于其中具有權利要求1～13中任何一項記載的電光學裝置。
27.一種電子儀器，其特征在于其中具有權利要求15～24中任何一項記載的電路板。
全文摘要
一種電光學裝置或有機EL顯示裝置，具有包含發光元件(3)的復數材料層，在處于能從發光元件(3)取出光線位置上的復數材料層中，在處于最表面位置上的基板(2)和發光元件(3)之間設置折射率比基板(2)的折射率低的第一、第二層間絕緣層(283)和(284)。這種顯示裝置能提高向外部取出光線的效率，實現高目視性的電光學裝置。
文檔編號H01L29/786GK1429054SQ0215698
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月24日 優先權日2001年12月27日
發明者宮澤貴士 申請人:精工愛普生株式會社