(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、有機化合物とモリブデン酸化物とを含む層と、発光領域と、を有し、
前記発光領域は、第１の発光物質と、第２の発光物質と、第３の発光物質とを含み、
前記発光領域は、一方の電極側から他方の電極側に向かって、第１の領域乃至第６の領域を順に有し、
前記第１の領域における第１の発光物質の濃度は、前記第２の領域における第１の発光物質の濃度よりも高く、
前記第３の領域における第２の発光物質の濃度は、前記第４の領域における第２の発光物質の濃度よりも高く、
前記第５の領域における第３の発光物質の濃度は、前記第６の領域における第３の発光物質の濃度よりも高いことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
一対の電極間に、有機化合物とモリブデン酸化物とを含む層と、発光領域と、を有し、
前記発光領域は、第１の発光物質と、第２の発光物質と、第３の発光物質と、一種または複数種のキャリア輸送性物質を含み、
前記発光領域は、一方の電極側から他方の電極側に向かって、第１の領域乃至第６の領域を順に有し、
前記第１の領域における第１の発光物質の濃度は、前記第２の領域における第１の発光物質の濃度よりも高く、
前記第３の領域における第２の発光物質の濃度は、前記第４の領域における第２の発光物質の濃度よりも高く、
前記第５の領域における第３の発光物質の濃度は、前記第６の領域における第３の発光物質の濃度よりも高いことを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の領域乃至前記第６の領域が繰り返し積層している構造を有することを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１の発光物質は、赤色、緑色、青色のいずれかを発光し、
前記第２の発光物質は、赤色、緑色、青色のいずれかを発光し、
前記第３の発光物質は、赤色、緑色、青色のいずれかを発光し、
前記第１の発光物質、前記第２の発光物質、および前記第３の発光物質は、それぞれ異なる色を発光することを特徴とする発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記発光素子は白色発光することを特徴とする発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記有機化合物はカルバゾール骨格を有する有機化合物であることを特徴とする発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子およびそれを備えた発光装置
に関する。また、発光素子を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発
光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものであ
る。この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発
光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子お
よび正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起
状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は
、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態
が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼
ばれている。
【０００４】
このような発光素子は、例えば膜厚が０．１μｍ程度の有機薄膜で形成されるため、薄型
軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至る
までの時間は１μ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長
の一つである。これらの特性は、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考
えられている。
【０００５】
また、これらの発光素子は膜状に形成されるため、大面積の素子を形成することにより、
面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光
源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる
面光源としての利用価値も高い。
【０００６】
このように、発光性の有機化合物を用いた電流励起型の発光素子は、表示装置や照明等
への応用が期待されているが、未だ課題も多い。その課題の一つとして、発光効率の向上
が挙げられる。
【０００７】
例えば、発光素子を用いてカラー表示を行う表示装置を作製する場合、白色の発光素子
とカラーフィルタを用いて赤、緑、青の三原色を得る方法がある。この場合、発光素子か
らの発光は、赤のカラーフィルタでは、赤の光だけが透過し、他の波長の光は遮られてし
まう。同様に、緑、青のカラーフィルタでも、それぞれ緑、青の光だけが透過し、他の波
長の光は遮られてしまう。つまり、カラーフィルタを通過するときに、発光素子からの発
光の約２／３は外部に取り出されず無駄となってしまう。よって、より発光効率の高い白
色発光素子が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、発光効率が高い発光素子、およびそれを用いた発光装置を
提供することを目的とする。また、発光効率が高い発光素子を作製する方法を提供するこ
とを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、多重量子井戸構造を有する発光領域を有する発光
素子を作製することにより、本課題が解決できることを見いだした。
【００１０】
よって、本発明の発光素子の一は、一対の電極の間に発光領域を有し、発光領域は、複
数種の発光量子収率の高い物質と、一種または複数種のキャリア輸送性の高い物質とを含
む。発光領域は、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収率の高い物質が分散している領
域と、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域とが交互に積層している構造を有する
ことを特徴とする。すなわち、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い
物質の濃度が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質
の濃度が低い領域とが交互に積層している構造を有することを特徴とする。
【００１１】
例えば、二種の発光量子収率の高い物質と、一種のキャリア輸送性の高い物質とを有す
る発光領域である場合、発光領域は、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、キャ
リア輸送性の高い物質に第１の発光量子収率の高い物質が分散している領域、キャリア輸
送性の高い物質の濃度が高い領域、キャリア輸送性の高い物質に第２の発光量子収率の高
い物質が分散している領域が順に積層している構造を有する。
【００１２】
また、例えば、三種の発光量子収率の高い物質と、一種のキャリア輸送性の高い物質と
を有する発光領域である場合、発光領域は、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域
、キャリア輸送性の高い物質に第１の発光量子収率の高い物質が分散している領域、キャ
リア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、キャリア輸送性の高い物質に第２の発光量子収
率の高い物質が分散している領域、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、キャリ
ア輸送性の高い物質に第３の発光量子収率の高い物質が分散している領域、キャリア輸送
性の高い物質の濃度が高い領域が順に積層している構造を有する。
【００１３】
上記構成において、キャリア輸送性の高い物質の最高被占軌道準位よりも発光量子収率
の高い物質の最高被占軌道準位が高く、かつ、キャリア輸送性の高い物質の最低空軌道準
位よりも発光量子収率の高い物質の最低空軌道準位が低いことを特徴とする。
【００１４】
また、上記構成において、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収率の高い物質が分散
している領域の厚さは、２０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下であることが好ましい
。
【００１５】
また、上記構成において、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、すなわち発光
量子収率の高い物質の濃度が低い領域の厚さは、２０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以
下であることが好ましい。
【００１６】
また、上記構成において、発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域は、発光量子収率
の高い物質を０．００１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の濃度で含むことを特徴とする。より
好ましくは、発光量子収率の高い物質を０．０３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の濃度で含む
ことを特徴とする。
【００１７】
また、上記構成において、複数種の発光量子収率の高い物質は、互いに補色の関係にあ
る色を発光する物質であることを特徴とする。
【００１８】
また、上記構成において、発光素子は白色発光をすることを特徴とする。
【００１９】
また、上記構成において、発光量子収率の高い物質は蛍光を発光する物質であってもよ
いし、燐光を発光する物質であってもよい。なお、燐光を発光する物質であった場合、発
光量子収率の高い物質の三重項準位は、キャリア輸送性の高い物質の三重項準位よりも低
いことが好ましい。
【００２０】
また、上記構成において、キャリア輸送性の高い物質は、正孔輸送性よりも電子輸送性の
高い物質であってもよいし、電子輸送性よりも正孔輸送性の高い物質であってもよい。
【００２１】
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明
細書中における発光装置とは、発光素子と、発光素子の発光を制御する制御回路とを有す
るものである。具体的には、画像表示装置、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。ま
た、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒ
ｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープも
しくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュー
ル、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素
子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装され
たモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【００２２】
また、本発明は、上述した発光素子を作製する方法を提供するものである。よって、本
発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、蒸発源を保持する保持部と
、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けられた開口部を有する回
転板と、を有する蒸着装置を用い、回転板を回転させることにより積層膜の膜厚を制御す
ることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、３つ以上の蒸発源
を保持する保持部と、複数の開口部を有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そし
て、複数の蒸発源には、それぞれ、複数の発光量子収率の高い物質と、一種または複数の
キャリア輸送性の高い物質とが、保持されており、回転板を回転させることにより、複数
の発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収
率の高い物質を分散した領域とを交互に形成していくことを特徴とする。すなわち、キャ
リア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域と、キャリア
輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が低い領域とが交互に積層し
ていくことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、３つ以上の蒸発
源を保持する保持部と、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けら
れた第１の開口部と第２の開口部とを有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そし
て、蒸発源には、それぞれ、複数の発光量子収率の高い物質と、一種または複数種のキャ
リア輸送性の高い物質と、が保持されている。キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸
発源は、回転板が回転したときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、発光量
子収率の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに
存在するように配置され、回転板を回転させることにより、第１の開口部が、キャリア輸
送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上にキャリア輸送性
の高い物質の濃度が高い領域が形成され、第２の開口部が、発光量子収率の高い物質が保
持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度が高
い領域が形成され、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域と発光量子収率の高い物
質の濃度が高い領域が交互に形成されていくことを特徴とする。すなわち、キャリア輸送
性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域と、キャリア輸送性の
高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が低い領域とが交互に積層していくこ
とを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、複数の蒸発源を
保持する保持部と、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けられた
第１の開口部と第２の開口部とを有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そして、
複数の蒸発源には、それぞれ、ｎ（ｎは２以上の整数）種の発光量子収率の高い物質と、
キャリア輸送性の高い物質と、が保持されている。キャリア輸送性の高い物質が保持され
た蒸発源は、回転板が回転したときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、互
いに異なる発光量子収率の高い物質が保持されたｎ個の蒸発源は、回転板が回転したとき
に第２の開口部の近くに存在するように配置されている。そして、回転板を回転させるこ
とにより、第１の開口部が、キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置
しているとき、基板上にキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域が形成され、第２の
開口部が、発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板
上に発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域が形成され、ｎ種の発光量子収率の高い物
質の濃度が高い各領域の間に、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域が形成されて
いることを特徴とする。すなわち、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の
高い物質の濃度が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い
物質の濃度が低い領域とが交互に積層していくことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、複数の蒸発源を
保持する保持部と、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けられた
第１の開口部と第２の開口部とを有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そして、
蒸発源には、それぞれ、２種の発光量子収率の高い物質と、キャリア輸送性の高い物質と
、が保持されている。キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転し
たときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、第１の発光量子収率の高い物質
が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに存在するように配
置され、第２の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに
第２の開口部の近くに存在するように配置されている。そして、回転板を回転させること
により、第１の開口部が、キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置し
ているとき、基板上にキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口
部が、第１の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基
板上に発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第１の開口部が、キャリア輸
送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上にキャリア輸送性
の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第２の発光量子収率の高い物質
が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度
が高い領域を形成し、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第１の発光量子収率
の高い物質の濃度が高い領域、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第２の発光
量子収率の高い物質の濃度が高い領域を繰り返し形成していくことを特徴とする。すなわ
ち、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域と、
キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が低い領域とが交互
に積層していくことを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、複数の蒸発源を
保持する保持部と、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けられた
第１の開口部と第２の開口部とを有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そして、
複数の蒸発源には、それぞれ、３種の発光量子収率の高い物質と、キャリア輸送性の高い
物質と、が保持されている。キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が
回転したときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、第１の発光量子収率の高
い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに存在するよ
うに配置され、第２の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転した
ときに第２の開口部の近くに存在するように配置され、第３の発光量子収率の高い物質が
保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに存在するように配置
されている。そして、回転板を回転させることにより、第１の開口部が、キャリア輸送性
の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上にキャリア輸送性の高
い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第１の発光量子収率の高い物質が保
持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度が高
い領域を形成し、第１の開口部が、キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の近く
に位置しているとき、基板上にキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第
２の開口部が、第２の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置している
とき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第１の開口部が、キ
ャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上にキャリ
ア輸送性の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第３の発光量子収率の
高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物
質の濃度が高い領域を形成し、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第１の発光
量子収率の高い物質の濃度が高い領域、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第
２の発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い
領域、第３の発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域を繰り返し形成していくことを特
徴とする。すなわち、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃
度が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が
低い領域とが交互に積層していくことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、複数の蒸発源を
保持する保持部と、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けられた
第１の開口部と第２の開口部とを有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そして、
複数の蒸発源には、それぞれ、２種の発光量子収率の高い物質と、２種のキャリア輸送性
の高い物質と、が保持されている。第１のキャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源
は、回転板が回転したときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、第２のキャ
リア輸送性の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第１の開口部の近
くに存在するように配置され、第１の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源は、回
転板が回転したときに第２の開口部の近くに存在するように配置され、第２の発光量子収
率の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに存在
するように配置されている。そして、回転板を回転させることにより、第１の開口部が、
第１のキャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上
に第１のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第１の
発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量
子収率の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第１の開口部が、第２のキャリア輸送性の
高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に第２のキャリア輸送性
の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第２の発光量子収率の高い物質
が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度
が高い領域を形成し、第１のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第１の発光量
子収率の高い物質の濃度が高い領域、第２のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域
、第２の発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域を繰り返し形成していくことを特徴と
する。すなわち、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が
高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が低い
領域とが交互に積層していくことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の発光素子の作製方法の一は、基板を保持する保持部と、複数の蒸発源を
保持する保持部と、基板を保持する保持部と蒸発源を保持する保持部との間に設けられた
第１の開口部と第２の開口部とを有する回転板と、を有する蒸着装置を用いる。そして、
複数の蒸発源には、それぞれ、三種の発光量子収率の高い物質と、三種のキャリア輸送性
の高い物質と、が保持されている。第１のキャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源
は、回転板が回転したときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、第２のキャ
リア輸送性の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第１の開口部の近
くに存在するように配置され、第３のキャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源は、
回転板が回転したときに第１の開口部の近くに存在するように配置され、第１の発光量子
収率の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに存
在するように配置され、第２の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源は、回転板が
回転したときに第２の開口部の近くに存在するように配置され、第３の発光量子収率の高
い物質が保持された蒸発源は、回転板が回転したときに第２の開口部の近くに存在するよ
うに配置されている。そして、回転板を回転させることにより、第１の開口部が、第１の
キャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に第１
のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第１の発光量
子収率の高い物質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率
の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第１の開口部が、第２のキャリア輸送性の高い物
質が保持された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に第２のキャリア輸送性の高い
物質の濃度が高い領域を形成し、第２の開口部が、第２の発光量子収率の高い物質が保持
された蒸発源の近くに位置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度が高い
領域を形成し、第１の開口部が、第３のキャリア輸送性の高い物質が保持された蒸発源の
近くに位置しているとき、基板上に第３のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域を
形成し、第２の開口部が、第３の発光量子収率の高い物質が保持された蒸発源の近くに位
置しているとき、基板上に発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域を形成し、第１のキ
ャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第１の発光量子収率の高い物質の濃度が高い
領域、第２のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第２の発光量子収率の高い物
質の濃度が高い領域、第３のキャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域、第３の発光量
子収率の高い物質の濃度が高い領域を繰り返し形成していくことを特徴とする。すなわち
、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域と、キ
ャリア輸送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が低い領域とが交互に
積層していくことを特徴とする。
【００３０】
上記構成において、キャリア輸送性の高い物質の最高被占軌道準位よりも発光量子収率
の高い物質の最高被占軌道準位が高く、かつ、キャリア輸送性の高い物質の最低空軌道準
位よりも発光量子収率の高い物質の最低空軌道が低いことを特徴とする。また、上記構成
において、発光性が高い物質とは、発光素子に通電した際に、発光する物質であり、キャ
リア輸送性の高い物質とは、発光素子に通電した際に、発光中心である発光性が高い物質
にキャリアを効率良く注入する物質である。また、発光量子収率の高い物質は、同一濃度
の溶液において、上記キャリア輸送性の高い物質よりも発光量子収率が高くてもよい。一
方キャリア輸送性が高い物質は、上記発光性の高い物質に比べてキャリアの移動度が高く
ても良い。また、発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域や発光量子収率の高い物質が
キャリア輸送性の高い物質中に分散している領域においては、発光量子収率の高い物質の
濃度がキャリア輸送性の高い物質の濃度よりも高くても良い。また、キャリア輸送性の高
い物質の濃度が高い領域においては、キャリア輸送性の高い物質の濃度が発光量子収率の
高い物質の濃度よりも高くても良い。
【００３１】
また、上記構成において、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収率の高い物質が分散
している領域の厚さは、２０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下であることが好ましい
。
【００３２】
また、上記構成において、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域は、２０ｎｍ以
下、より好ましくは５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
また、上記構成において、発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域は、発光量子収率
の高い物質を０．００１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下の濃度で含むことを特徴とする。より
好ましくは、発光量子収率の高い物質を０．０３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の濃度で含む
ことを特徴とする。
【００３４】
また、上記構成において、複数種の発光量子収率の高い物質は、互いに補色の関係にあ
る色を発光する物質であることを特徴とする。なお、補色とは、混合すると無彩色になる
色同士の関係をいう。つまり。補色の関係にある色を発光する物質の発光を混合すると、
白色発光を得ることができる。
【００３５】
また、上記構成において、発光素子は白色発光をすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の発光素子は、発光領域が多重量子井戸構造を有するため、発光効率が高い。ま
た、複数の発光量子収率の高い物質を含むため、所望の色、例えば白色の発光をし、かつ
発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００３７】
また、本発明の発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しているため、消費電力が低
い。
【００３８】
また、本発明の発光素子の作製方法は、複数の発光量子収率の高い物質を含む多重量子
井戸構造を有する発光領域を容易に形成することができるため、本発明の発光素子の作製
方法を用いることにより、スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の発光素子を説明する図。
【図４】本発明の発光素子を説明する図。
【図５】本発明の発光装置を説明する図。
【図６】本発明の発光装置を説明する図。
【図７】本発明の発光装置を用いた電気機器を説明する図。
【図８】本発明の発光装置を用いた電気機器を説明する図。
【図９】本発明の発光装置を用いた電気機器を説明する図。
【図１０】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【図１１】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【図１２】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【図１３】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【図１４】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【図１５】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【図１６】本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の発光素子、特に発光領域について説明する。
【００４２】
本発明の発光素子の発光領域は、多重量子井戸構造を有する。具体的には、キャリア輸
送性が高く結晶化しにくい物質（以下、ホスト材料という）と、発光量子収率の高い物質
（以下、ゲスト材料という）とを組み合わせて構成される。
【００４３】
キャリア輸送性が高い物質としては、例えば、テトラフェニルシランやテトラ（３−メ
チルフェニル）シランなどのケイ素化合物、９，１０−ジフェニルアントラセンや９，１
０−ジ（２−ナフチル）アントラセンなどのアントラセン誘導体、１０、１０’−ジフェ
ニル９、９’−ジアントラセンなどのビアントリル誘導体、１，３，６，８−テトラフェ
ニルピレンなどのピレン誘導体、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニルなどのカ
ルバゾール誘導体、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチル
ベンなどのオキサゾール誘導体、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルエテニル）ビフェ
ニルなどのスチルベン誘導体などが挙げられる。あるいは、電子輸送性の高い物質を用い
てもよく、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリ
ス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−
ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メ
チル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（略称：
ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称
：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜
鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの典型金属錯体が挙げられる。また、３−（４−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１
，２，４−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリンやバソキュプ
ロインなどのフェナントロリン誘導体を用いても良い。あるいはポリ（Ｎ−ビニルカルバ
ゾール）やポリ（フェニレンビニレン）などの高分子材料を用いても構わない。
【００４４】
なお、キャリア輸送性の高い物質のＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位は発光量子収率の高
い物質のＨＯＭＯ準位よりも低く、キャリア輸送性の高い物質のＬＵＭＯ（最低空軌道）
準位は発光量子収率の高い物質のＬＵＭＯ準位よりも高いことが好ましい。例えば、キャ
リア輸送性の高い物質のＨＯＭＯ準位は−５．３ｅＶから−６．０ｅＶであり、ＬＵＭＯ
準位は−２．０ｅＶから−２．６ｅＶであることが好ましい。
【００４５】
発光量子収率の高い物質としては、蛍光発光材料、燐光発光材料のどちらも用いること
ができる。これらの発光材料としては、具体的には、クマリン６やクマリン５４５Ｔなど
のクマリン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドンやＮ、Ｎ’−ジフェニルキナクリド
ンなどのキナクリドン誘導体、Ｎ−フェニルアクリドンやＮ−メチルアクリドンなどのア
クリドン誘導体、ルブレンや９，１０−ジフェニルアントラセン、２、５、８、１１−テ
トラ−ｔ−ブチルペリレンなどの縮合芳香族化合物、４−ジシアノメチレン−２−［ｐ−
（ジメチルアミノ）スチリル］６−メチル−４Ｈ−ピランなどのピラン誘導体、４−（２
，２−ジフェニルビニル）トリフェニルアミンなどのアミン誘導体などが挙げられる。燐
光発光材料としては、ビス｛２−（４−トリル）ピリジナート｝アセチルアセトナートイ
リジウム（ＩＩＩ）やビス｛２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナート｝アセチルアセ
トナートイリジウム（ＩＩＩ）、ビス｛２−（４、６−ジフルオロフェニル）ピリジナー
ト｝ピコリナートイリジウム（ＩＩＩ）などのイリジウム錯体、２，３，７，８，１２，
１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金錯体などの白金
錯体、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリントリス（２−テノイルトリフル
オロアセトナト）ユーロピウム（ＩＩＩ）などの希土類錯体などが挙げられる。
【００４６】
なお、上記の材料を適宜組み合わせて所望の色の発光を得ることができる。例えば、ク
マリン誘導体、キナクリドン誘導体、アクリドン誘導体、９，１０−ジフェニルアントラ
セン、２、５、８、１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、４−（２，２−ジフェニルビニ
ル）トリフェニルアミン、ビス｛２−（４−トリル）ピジナート｝アセチルアセトナート
イリジウム（ＩＩＩ）などの青色から緑色に発光する材料と、ルブレン、ピラン誘導体、
２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリ
ン−白金錯体、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリントリス（２−テノイル
トリフルオロアセトナト）ユーロピウム（ＩＩＩ）などの赤色から黄色に発光する材料と
を組み合わせることで、白色発光をする発光素子を得ることができる。
【００４７】
これらの発光量子収率の高い物質をキャリア輸送性の高い物質に添加することにより、
発光領域を形成する。本発明の発光素子の発光領域は、キャリア輸送性の高い物質の濃度
が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収率の高い物質が分散している領域
とが交互に積層されている構成を有している。つまり、キャリア輸送性の高い物質に含ま
れる発光量子収率の高い物質の濃度が周期的に変化している構造を有している。具体的に
は、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収率の高い物質が分散している領域は、０．０
０１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下、好ましくは０．０３ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下の割合で
発光量子収率の高い物質が添加されている。
【００４８】
なお、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域とキャリア輸送性の高い物質に発光
量子収率の高い物質が分散している領域は、交互に積層されており、各領域の厚さは２０
ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
また、キャリア輸送性の高い物質に発光量子収率の高い物質を分散するのではなく、発
光量子収率の高い物質の濃度が高い領域を形成してもよい。すなわち、発光量子収率の高
い物質の濃度が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域とが交互に積層
されている構成を有していてもよい。この場合も、発光量子収率の高い物質の濃度が周期
的に変化している構造を有している。
【００５０】
なお、キャリア輸送性の高い物質の濃度が高い領域と発光量子収率の高い物質の濃度が
高い領域は、交互に積層されており、各領域の厚さは２０ｎｍ以下、より好ましくは５ｎ
ｍ以下であることが好ましい。
【００５１】
ここで、キャリア輸送性の高い物質と、発光量子収率の高い物質との組み合わせとしては
、キャリア輸送性の高い物質のＨＯＭＯ（最高被占軌道）準位よりも発光量子収率の高い
物質のＨＯＭＯ準位が高く、かつ、キャリア輸送性の高い物質のＬＵＭＯ（最低空軌道）
準位よりも発光量子収率の高い物質のＬＵＭＯ準位が低いことが必要である。この条件を
満たすことにより、多重量子井戸構造を形成することができる。
【００５２】
また、発光量子収率の高い物質として燐光発光材料を用いる場合には、燐光発光材料の
三重項準位がキャリア輸送性の高い物質の三重項準位よりも低いことが必要である。
【００５３】
また、キャリア輸送性の高い物質の発光スペクトルと、発光量子収率の高い物質の吸収
スペクトルとの重なりがあることが好ましい。特に、キャリア輸送性の高い物質の発光と
発光量子収率の高い物質の吸収に重なりが大きいと、キャリア輸送性の高い物質から発光
量子収率の高い物質へのエネルギー移動がより効率よく起こるため、好ましい。
【００５４】
本発明の発光素子のエネルギー準位についてより詳しく説明する。本発明の発光素子の
エネルギー準位を示す概略図を図３に示す。図３において、第１の電極１０２から注入さ
れた正孔は、正孔注入性の高い物質を含む第１の層１０３、正孔輸送性の高い物質を含む
第２の層１０４を経て、発光領域である第３の層１０５へ輸送される。第２の電極１０７
から注入された電子は電子輸送性の高い物質を含む第４の層１０６を経て、発光領域であ
る第３の層１０５へ輸送される。第３の層１０５において正孔と電子とが再結合し、発光
する。第３の層１０５は、発光量子収率の高い物質とキャリア輸送性の高い物質とを含み
、多重量子井戸構造を有している。
【００５５】
発光素子の発光効率を向上させるためには、発光領域に注入される電子および正孔のバ
ランスが重要である。発光効率を向上させるためには、電子または正孔の一方が過多にな
るのではなく、ほぼ同量の電子と正孔が注入されることが好ましい。また、発光領域に注
入された電子と正孔は効率良く再結合することが望まれる。また、発光領域で再結合せず
に陽極まで到達する電子、発光領域で再結合せずに陰極まで到達するホールの量を減らす
ことも重要である。
【００５６】
そのためには、発光領域に多数の再結合領域が存在する多重量子井戸構造を形成するこ
とが好ましい。
【００５７】
なお、一つの井戸に電子や正孔が強くトラップされ、次の井戸に移動できない場合には
、電子と正孔の再結合効率が低くなり、多重量子井戸構造の効果である高い発光効率は得
られない。つまり、一つの井戸に電子や正孔が強くトラップされることなく、電子や正孔
が次の井戸に移動することが必要である。このためには、キャリア輸送性の高い物質と発
光量子収率の高い物質のＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位を考慮し、井戸の深さ、障壁の高さ
を最適化することが重要である。なお、電子にとっての井戸の深さ、障壁の高さとは、キ
ャリア輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位と発光量子収率の高い物質のＬＵＭＯ準位との差
であり、正孔にとっての井戸の深さ、障壁の高さとは、キャリア輸送性の高い物質のＨＯ
ＭＯ準位と発光量子収率の高い物質のＨＯＭＯ準位との差である。
【００５８】
図３は、キャリア輸送性の高い物質（ホスト材料）の濃度が高い領域と、キャリア輸送
性の高い物質（ホスト材料）に発光量子収率の高い物質（ゲスト材料）が分散された領域
とが交互に積層した構成を示している。すなわち、キャリア輸送性の高い物質に含まれる
発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域と、キャリア輸送性の高い物質に含まれる発光
量子収率の高い物質の濃度が低い領域とが交互に積層した構成となっている。図３におい
て、キャリア輸送性の高い物質（ホスト材料）の濃度が高い領域、すなわち、キャリア輸
送性の高い物質に含まれる発光量子収率の高い物質の濃度が低い領域は障壁として機能し
、発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域は井戸として機能する。発光領域である第３
の層１０５に注入された正孔は、発光量子収率の高い物質の濃度が高い領域（井戸）に入
り、電子と再結合する。最初の井戸を通り抜けた正孔は第２の井戸に入り、電子と再結合
する。井戸が多数形成されていることにより、正孔は井戸にトラップされ、電子との再結
合確率が向上する。電子についても同様であり、発光量子収率の高い物質の濃度が高い領
域（井戸）に入り、正孔と再結合する。最初の井戸を通り抜けた電子は第２の井戸に入り
、正孔と再結合する。井戸が多数形成されていることにより、正孔は井戸にトラップされ
、電子との再結合確率が向上する。よって、正孔と電子の再結合確率が向上することによ
り、発光効率が向上する。
【００５９】
また、複数種の発光量子収率の高い物質（ゲスト材料）を用いることにより、所望の色
の発光をする、発光効率の高い発光素子を得ることができる。例えば、青色系ゲスト材料
、赤色系ゲスト材料、緑色系ゲスト材料を用いることにより、全体として白色の発光を示
す発光素子を作製することができる。また、補色の関係にある色を発光するゲスト材料２
種を用いて白色の発光を示す発光素子を作製することもできる。本発明の発光素子は、多
重量子井戸構造を有しており、効率の高い白色発光素子を得ることができる。
【００６０】
例えば、図３（Ａ）に示すように、発光素子の積層方向に対し、キャリア輸送性の高い
物質（ホスト材料）１１１の濃度が高い領域とホスト材料に第１のゲスト材料１２１が分
散された領域とを局部的に積層し、ホスト材料１１１の濃度が高い領域とホスト材料に第
２のゲスト材料１２２が分散された領域とで局部的に積層してもよい。
【００６１】
また、図４（Ａ）に示すように、ホスト材料１１１の濃度が高い領域、ホスト材料に第
１のゲスト材料１２１が分散された領域、ホスト材料１１１の濃度が高い領域、ホスト材
料に第２のゲスト材料１２２が分散された領域、を繰り返し積層している構成としてもよ
い。なお、図４（Ａ）に示すように、第１のゲスト材料１２１が分散された領域と第２の
ゲスト材料１２２が分散された領域の距離が近い場合には、一方のゲスト材料から他方の
ゲスト材料へエネルギー移動が起こらないよう、第１のゲスト材料の発光スペクトルと第
２のゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが小さいことが好ましい。
【００６２】
また、本発明の発光素子は２種の発光量子収率の高い物質を用いたものに限られず、３
種以上の発光量子収率の高い物質を用いてもよい。
【００６３】
例えば、図３（Ｂ）に示すように、発光素子の積層方向に対し、ホスト材料１１２と第
１のゲスト材料１３１とを局部的に積層し、ホスト材料１１２と第２のゲスト材料１３２
とを局部的に積層し、ホスト材料１１２と第３のゲスト材料１３３とを局部的に積層して
もよい。
【００６４】
また、図４（Ｂ）に示すように、ホスト材料１１２の濃度が高い領域、ホスト材料に第
１のゲスト材料１３１が分散された領域、ホスト材料１１２の濃度が高い領域、ホスト材
料１１２に第２のゲスト材料１３２が分散された領域、ホスト材料１１２の濃度が高い領
域、ホスト材料１１２に第３のゲスト材料１３３が分散された領域、を繰り返し積層して
いる構成としてもよい。なお、図４（Ｂ）に示すように、第１のゲスト材料１３１が分散
された領域、第２のゲスト材料１３２が分散された領域、第３のゲスト材料１３３が分散
された領域の距離が互いに近い場合には、一方のゲスト材料から他のゲスト材料へエネル
ギー移動が起こらないようにすることが好ましい。具体的には、第１のゲスト材料の発光
スペクトルと他のゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが小さく、第２のゲスト材料の
発光スペクトルと他のゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが小さく、第３のゲスト材
料の発光スペクトルと他のゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが小さいことが好まし
い。
【００６５】
なお、本実施の形態では、発光量子収率の高い物質（ゲスト材料）を２種類および３種
類用いた形態を示したが、４種類以上の発光量子収率の高い物質（ゲスト材料）を用いて
発光領域を形成してもよい。また、キャリア輸送性の高い物質（ホスト材料）についても
、一種のキャリア輸送性の高い物質を用いるだけでなく複数種のキャリア輸送性の高い物
質を用いてもよい。各発光量子収率の高い物質（ゲスト材料）に対して共通のキャリア輸
送性の高い物質（ホスト材料）を用いると、発光素子の作製工程が簡略化されるため好ま
しい。
【００６６】
また、発光領域における多重量子井戸構造の井戸と障壁の数は、適宜設定すれば良く、
本実施の形態に示したものに限られることはない。
【００６７】
（実施の形態２）
本発明の実施に用いる蒸着装置及び、その蒸着装置を用いて多重量子井戸構造を有する
発光領域を形成する方法について、図１０〜１６を用いて説明する。
【００６８】
本発明の実施に用いる蒸着装置には、被処理物に対し蒸着する処理を行う処理室１００
１の他、搬送室１００２が設けられている。被処理物は搬送室１００２を経て処理室１０
０１へ搬送される。搬送室１００２には、被処理物を移載する為のアーム１００３が備え
付けられている（図１０）。
【００６９】
処理室１００１内には、図１１に示すように、第１の材料が保持された蒸発源１０１０
と第２の材料が保持された蒸発源１０１１ａ、第３の材料が保持された蒸発源１０１１ｂ
、第４の材料が保持された蒸発源１０１１ｃは、第１の開口部１０１２ａおよび第２の開
口部１０１２ｂが設けられた回転板１０１３を間に挟んで、それぞれ保持部１０１４と対
向するように設けられている。保持部１０１４には被処理物１０１６が保持され、軸１０
１５を中心として回転させることにより、被処理物に形成される層の厚さ等の面内バラツ
キを低減することができる。
【００７０】
回転板１０１３は、軸１０１５を中心として回転し、回転することによって第２の開口部
１０１２ｂの位置が変わる。なお、第１の開口部１０１２ａは、軸１０１５上に設けられ
ているため、回転板１０１３が回転しても位置は変化しない。なお、図１２では、図１１
における回転板１０１３の上面図を、同一図面上に示している。
【００７１】
第２の開口部１０１２ｂが、蒸発源１０１１ｂおよび蒸発源１０１１ｃよりも蒸発源１０
１１ａに近くなるように位置しているとき、第２の開口部１０１２ｂから保持部１０１４
の方へ、第２の材料の濃度が第３の材料の濃度および第４の材料の濃度よりも高い状態で
材料が拡散する。そして、保持部１０１４に保持された被処理物１０１６へ、第２の材料
の濃度の方が第３の材料の濃度および第４の材料の濃度よりも高くなるように、それぞれ
の材料が蒸着される。
【００７２】
また、回転板１０１３が回転し、第２の開口部１０１２ｂが蒸発源１０１１ａおよび蒸発
源１０１１ｃよりも蒸発源１０１１ｂに近くなるように位置すれば、第３の材料の濃度が
第２の材料の濃度および第４の材料の濃度よりも高くなるように、被処理物１０１６上に
それぞれの材料が蒸着される。
【００７３】
また、回転板１０１３が回転し、第２の開口部１０１２ｂが蒸発源１０１１ａおよび蒸発
源１０１１ｂよりも蒸発源１０１１ｃに近くなるように位置すれば、第４の材料の濃度が
第２の材料の濃度および第３の材料の濃度よりも高くなるように、被処理物１０１６上に
、それぞれの材料が蒸着される。
【００７４】
なお、第１の開口部は、回転板１０１３が回転しても位置は変化しないため、第１の材料
は、常に、被処理物１０１６上に蒸着される。
【００７５】
上記の方法により、第１の材料の濃度が高い領域、第１の材料に第２の材料が分散された
領域、第１の材料の濃度が高い領域、第１の材料に第３の材料が分散された領域、第１の
材料の濃度が高い領域、第１の材料に第４の材料が分散された領域を順に形成することが
できる。
【００７６】
図１１および図１２の構成の場合、回転板１０１３の回転を速くすると、各領域の積層方
向の幅は短くなる。つまり、各領域の膜厚は小さくなる。回転板１０１３の回転を遅くす
ると、各領域の積層方向の幅は長くなる。つまり、各領域の膜厚は大きくなる。
【００７７】
このとき、被処理物１０１６を保持する保持部１０１４は、回転板の軸１０１５と同一
の軸を中心として回転してもよい。その場合、回転方向は、回転板の回転方向と同じ向き
であっても、逆向きであってもよい。ただし、回転の向きが同じ場合、回転速度は異なる
ようにすることが好ましい。
【００７８】
処理室１００１内の構成は図１１および図１２に表されるものには限定されず、図１３
に表されるような構成としてもよい。図１３において、第１の材料が保持された蒸発源１
０２１ａと第２の材料が保持された蒸発源１０２１ｂ、第３の材料が保持された蒸発源１
０２１ｃ、第４の材料が保持された蒸発源１０２１ｄは、第１の開口部１０２２ａおよび
第２の開口部１０２２ｂが設けられた回転板１０２３を間に挟んで、それぞれ保持部１０
２４と対向するように設けられている。回転板１０２３は、軸１０２５を中心として回転
し、回転することによって第１の開口部１０２２ａおよび第２の開口部１０２２ｂの位置
が変わる。なお、回転軸１０２５を中心として回転板１０２３を回転させたときに第１の
開口部１０２２ａと第２の開口部１０２２ｂの軌跡が重ならないように第１の開口部１０
２２ａと第２の開口部１０２２ｂが設けられている。
【００７９】
第１の開口部１０２２ａが、蒸発源１０２１ｂよりも蒸発源１０２１ａの近くになるよう
に位置しているとき、第２の開口部１０２２ｂは、蒸発源１０２１ｄよりも蒸発源１０２
１ｃの近くになるように位置している。このとき、第１の開口部１０２２ａからは第２の
材料よりも第１の材料の濃度が高い状態で、第２の開口部１０２２ｂからは第４の材料よ
りも第３の材料の濃度が高い状態で、材料が拡散し、保持部１０２４に保持された被処理
物１０２６へそれぞれの材料が蒸着される。つまり、第２の材料の濃度よりも第１の材料
の濃度が高く、かつ、第４の材料の濃度よりも第３の材料の濃度が高くなるように、それ
ぞれの材料が蒸着される。
【００８０】
第１の開口部１０２２ａが、蒸発源１０２１ａよりも蒸発源１０２１ｂの近くになるよう
に位置しているとき、第２の開口部１０２２ｂは、蒸発源１０２１ｃよりも蒸発源１０２
１ｄの近くになるように位置している。このとき、第１の開口部１０２２ａからは第１の
材料よりも第２の材料の濃度が高い状態で、第２の開口部１０２２ｂからは第３の材料よ
りも第４の材料の濃度が高い状態で、材料が拡散し、保持部１０２４に保持された被処理
物１０２６へそれぞれの材料が蒸着される。つまり、第１の材料の濃度よりも第２の材料
の濃度が高く、かつ、第３の材料の濃度よりも第４の材料の濃度が高くなるように、それ
ぞれの材料が蒸着される。
【００８１】
このとき、被処理物１０２６を保持する保持部１０２４は、回転板の軸１０２５と同一
の軸を中心として回転してもよい。その場合、回転方向は、回転板の回転方向と同じ向き
であっても、逆向きであってもよい。ただし、回転の向きが同じ場合、回転速度は異なる
ようにすることが好ましい。
【００８２】
上記の方法により、第１の材料の濃度が高い領域、第１の材料に第３の材料が分散された
領域、第１の材料の濃度が高い領域、第２の材料の濃度が高い領域、第２の材料に第４の
材料が分散された領域、第２の材料の濃度が高い領域を順に形成することができる。
【００８３】
蒸発源がより多くなっても同様に、各材料の濃度が高い領域を順に形成することができ
る。図１４において、第１の材料が保持された蒸発源１０３１ａ、第２の材料が保持され
た蒸発源１０３１ｂ、第３の材料が保持された蒸発源１０３１ｃ、第４の材料が保持され
た蒸発源１０３１ｄ、第５の材料が保持された蒸発源１０３１ｅ、第６の材料が保持され
た蒸発源１０３１ｆは、第１の開口部１０３２ａおよび第２の開口部１０３２ｂが設けら
れた回転板１０３３を間に挟んで、それぞれ保持部１０３４と対向するように設けられて
いる。回転板１０３３は、軸１０３５を中心として回転し、回転することによって第１の
開口部１０３２ａおよび第２の開口部１０３２ｂの位置が変わる。なお、回転軸１０２５
を中心として回転板１０３３を回転させたときに第１の開口部１０３２ａと第２の開口部
１０３２ｂの軌跡が重ならないように第１の開口部１０２２ａと第２の開口部１０２２ｂ
が設けられている。
【００８４】
第１の開口部１０３２ａが、蒸発源１０３１ｂおよび蒸発源１０３１ｃよりも蒸発源１０
３１ａの近くになるように位置しているとき、第２の開口部１０３２ｂは、蒸発源１０３
１ｅおよび蒸発源１０３１ｆよりも蒸発源１０３１ｄの近くになるように位置している。
このとき、第１の開口部１０３２ａからは第２の材料および第３の材料よりも第１の材料
の濃度が高い状態で、第２の開口部１０３２ｂからは第５の材料および第６の材料よりも
第４の材料の濃度が高い状態で、材料が拡散し、それぞれ保持部１０３４に保持された被
処理物１０３６へそれぞれの材料が蒸着される。つまり、第２の材料の濃度および第３の
材料の濃度よりも第１の材料の濃度が高く、かつ、第５の材料および第６の材料の濃度よ
りも第４の材料の濃度が高くなるようにそれぞれの材料が蒸着される。
【００８５】
第１の開口部１０３２ａが、蒸発源１０３１ａおよび蒸発源１０３１ｃよりも蒸発源１０
３１ｂの近くになるように位置しているとき、第２の開口部１０３２ｂは、蒸発源１０３
１ｄおよび蒸発源１０３１ｆよりも蒸発源１０３１ｅの近くになるように位置している。
このとき、第１の開口部１０３２ａからは第１の材料および第３の材料よりも第２の材料
の濃度が高い状態で、第２の開口部１０３２ｂからは第４の材料および第６の材料よりも
第５の材料の濃度が高い状態で、材料が拡散し、保持部１０３４に保持された被処理物１
０３６へそれぞれの材料が蒸着される。つまり、第１の材料の濃度および第３の材料の濃
度よりも第２の材料の濃度が高く、かつ、第４の材料の濃度および第６の材料の濃度より
も第５の材料の濃度が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。
【００８６】
第１の開口部１０３２ａが、蒸発源１０３１ａおよび蒸発源１０３１ｂよりも蒸発源１０
３１ｃの近くになるように位置しているとき、第２の開口部１０３２ｂは、蒸発源１０３
１ｄおよび蒸発源１０３１ｅよりも蒸発源１０３１ｆの近くになるように位置している。
このとき、第１の開口部１０３２ａからは第１の材料および第２の材料よりも第３の材料
の濃度が高い状態で、第２の開口部１０３２ｂからは第４の材料および第５の材料よりも
第６の材料の濃度が高い状態で、材料が拡散し、保持部１０３４に保持された被処理物１
０３６へそれぞれの材料が蒸着される。つまり、第１の材料の濃度および第２の材料の濃
度よりも第３の材料の濃度が高く、かつ、第４の材料の濃度および第５の材料の濃度より
も第６の材料の濃度が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。
【００８７】
このとき、被処理物１０３６を保持する保持部１０３４は、回転板の軸１０３５と同一
の軸を中心として回転してもよい。その場合、回転方向は、回転板の回転方向と同じ向き
であっても、逆向きであってもよい。ただし、回転の向きが同じ場合、回転速度は異なる
ようにすることが好ましい。
【００８８】
上記の方法により、第１の材料の濃度が高い領域、第１の材料に第４の材料が分散された
領域、第１の材料の濃度が高い領域、第２の材料の濃度が高い領域、第２の材料に第５の
材料が分散された領域、第２の材料の濃度が高い領域、第３の材料の濃度が高い領域、第
３の材料に第６の材料が分散された領域、第６の材料の濃度が高い領域を順に形成するこ
とができる。
【００８９】
なお、被処理物を保持する保持部は、図１１〜図１４に示したもの限られず、図１５お
よび図１６に示す構成を用いてもよい。
【００９０】
図１５において、被処理物を保持する為の保持部は、軸１１１３を中心として回転する
第１の回転板１１１２と、第１の回転板１１１２上に設けられた複数の第２の回転板１１
１４ａ〜１１１４ｄとで構成されている。なお、軸１１１３は、図１１〜図１４に示した
開口部を有する回転板の回転軸と同一であることが好ましい。第２の回転板１１１４ａ〜
１１１４ｄは、軸１１１３とは別に、第２の回転板１１１４ａ〜１１１４ｄのそれぞれに
対して設けられた軸を中心として、それぞれ独立に回転する。被処理物１１１５ａ〜１１
１５ｄは、第２の回転板１１１４ａ〜１１１４ｄのそれぞれに保持される。
【００９１】
図１５において、第２の回転板１１１４ａには被処理物１１１５ａが保持され、第２の
回転板１１１４ｂには被処理物１１１５ｂが保持され、第２の回転板１１１４ｃには被処
理物１１１５ｃが保持され、第２の回転板１１１４ｄには被処理物１１１５ｄが保持され
ている。
【００９２】
なお、図１５に示す構成において、第１の回転板と第２の回転板はそれぞれ独立に回転し
てもよい。例えば、第１の回転板のみ回転させて蒸着してもよい。
【００９３】
また、第１の回転板１１１２及び第２の回転板１１１４ａ〜１１１４ｄの形状について
特に限定はなく、図１５に表されるような円形の他、四角形等の多角形であってもよい。
また、第２の回転板１１１４ａ〜１１１４ｄは、必ずしも設けなくてもよいが、第２の回
転板１１１４ａ〜１１１４ｄを設けることによって、被処理物に形成される層の厚さ等の
面内バラツキを低減することができる。
【００９４】
また図１６に示す構成では、保持部１１２２に、複数の被処理物１１２５ａ〜１１２５ｄ
が保持されている。保持部１１２２は、軸１１２３を中心として回転する。なお、軸１１
２３は、図１１〜図１４に示した開口部を有する回転板の回転軸と同一であることが好ま
しい。
【００９５】
なお、蒸着装置の構成は、図１０に示されたものには限定されず、例えば、発光素子を
封止する為の封止室がさらに設けられた構成であってもよい。また、蒸着を行う処理室は
、一室だけでなく、二室以上設けられていてもよい。
【００９６】
なお、被処理物を保持する保持部の回転の向きと、開口部を有する回転板の回転の向き
とは、同じ向きであってもよいし、逆向きであってもよい。ただし、回転の向きが同じ場
合、回転速度は異なるようにすることが好ましい。
【００９７】
また、蒸発時の蒸着速度は、各材料によって、同じであっても異なっていてもよい。
【００９８】
また、各領域の積層方向の幅、つまり、各領域の膜厚は、回転速度、蒸着速度以外に、
被処理物と蒸発源との距離、蒸発源と蒸発源との距離、基板と回転軸との距離等により変
化するため、それぞれの装置において最適値を適宜設計すれば良い。なお、基板の大きさ
にもよるが、蒸発源と蒸発源の距離は、基板中心と回転軸との距離の２倍程度であること
が好ましい。例えば、１２ｃｍ×１２ｃｍの基板を用いる場合、基板と蒸発源との距離を
２０〜４０ｃｍとし、蒸発源と蒸発源との距離を１５〜３０ｃｍ、基板の中心と回転軸と
の距離を８〜１５ｃｍとし、蒸着速度を０．２〜２．０ｎｍ／ｓ、回転速度を２〜２０ｒ
ｐｍとすることにより、多重量子井戸構造を形成することができる。
【００９９】
また、多重量子井戸構造を形成する場合、蒸発源と被処理物との間にあるシャッターを
開閉することにより各領域を形成する方法が考えられる。しかし、本発明の方法を用いる
ことにより、シャッターの開閉操作を伴うことなく、より容易に多重量子井戸構造を形成
することが可能となる。それにより、スループット良く多重量子井戸構造を有する発光素
子を作製することができる。
【０１００】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の発光素子について説明する。
【０１０１】
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離
れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリア（担体
）の再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質か
らなる層を組み合わせて積層されたものである。また、本発明の発光素子は、発光領域に
多重量子井戸構造を有している。
【０１０２】
本発明の発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
【０１０３】
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第１の電極１０２の上に順に積層
した第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６と、さらにその
上に設けられた第２の電極１０７とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１
０２は陽極として機能し、第２の電極１０７は陰極として機能するものとして以下説明を
する。
【０１０４】
基板１０１は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス
、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、基板が作製工程において支持体
として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【０１０５】
第１の電極１０２としては、種々の材料を用いることができ、仕事関数の大きい（具体
的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いる
ことが好ましい。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔ
ｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０ｗ
ｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、
酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したインジウム
酸化物（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタによ
り成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。その他、金（Ａｕ）
、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン
（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金
属材料の窒化物（例えば、窒化チタン：ＴｉＮ）等が挙げられる。
【０１０６】
第１の層１０３は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物（ＭｏＯ
ｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化
物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等を用いることができる。この他、フタロシ
アニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合
物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤ
ＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても第１の層１０３を形成することができる。
【０１０７】
また、第１の層１０３に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いて
もよい。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む
複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大
するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、正孔
の輸送に優れた材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン系の有機化合物ま
たはカルバゾール系の有機化合物であることが好ましい。無機化合物としては、有機化合
物に対し電子受容性を示す物質であればよく、具体的には、遷移金属の酸化物であること
が好ましい。例えば、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、モリブ
デン酸化物（ＭｏＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）
、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（Ｚ
ｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）、銀酸化物（Ａ
ｇＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物を用いることができる。第１の層
１０３に有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、第１の電極１
０２とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず第１の電極を形成す
る材料を選ぶことができる。
【０１０８】
第２の層１０４を形成する物質としては、正孔輸送性の高い物質、具体的には、芳香族
アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物であることが好ま
しい。広く用いられている材料として、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル，その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチ
ル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと記す）、４，４’，４’’−ト
リス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス［
Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミンなどのスターバ
ースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／
Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質で
あれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、第２の層１０４は、単層のものだけで
なく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
【０１０９】
第３の層１０５は、実施の形態１に示した多重量子井戸構造を有する発光領域である。
具体的には、キャリア輸送性が高い物質と、発光量子収率の高い物質とを組み合わせて構
成される。
【０１１０】
第４の層１０６を形成する物質としては、電子輸送性の高い物質、例えばトリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラ
ト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリ
ナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４
−ヒドロキシ−ビフェニリル）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒド
ロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（
２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの典
型金属錯体が挙げられる。あるいは９，１０−ジフェニルアントラセンや４，４’−ビス
（２，２−ジフェニルエテニル）ビフェニルなどの炭化水素系化合物なども好適である。
あるいは、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−
（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソフェ
ナントロリンやバソキュプロインなどのフェナントロリン誘導体を用いても良い。ここに
述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、
正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を第４の層１０６として用
いても構わない。また、第４の層１０６は、単層のものだけでなく、混合層でもよく、ま
た上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１１１】
第２の電極１０７を形成する物質としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以
下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。
このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の１族または２族に属する元素、すな
わちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ
）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれら
を含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等
の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０７
と発光層との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第２の電極と積層して設ける
ことにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素を含むＩＴＯ等様々
な導電性材料を第２の電極１０７として用いることができる。
【０１１２】
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セ
シウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ
土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、電子輸送性を有する物質からな
る層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばＡｌｑ３中にマグ
ネシウム（Ｍｇ）やリチウム（Ｌｉ）を含有させたもの等を用いることができる。
【０１１３】
また、第１の層１０３、第２の層１０４、第４の層１０６の形成方法は、蒸着法や、イ
ンクジェット法、スピンコート法など種々の方法を用いても構わない。また各電極または
各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。なお、第３の層１０５は、実施
の形態２に示した方法で形成することが好ましい。
【０１１４】
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０７
との間に生じた電位差により電流が流れ、発光量子収率の高い物質を含む層である第３の
層１０５において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第３の層１０５
に発光領域が形成されるような構成となっている。
【０１１５】
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０７のいずれか一方または両方を通って
外部に取り出される。従って、第１の電極１０２または第２の電極１０７のいずれか一方
または両方は、透光性を有する物質で成る。第１の電極１０２のみが透光性を有する物質
からなるものである場合、図１（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基
板側から取り出される。また、第２の電極１０７のみが透光性を有する物質からなるもの
である場合、図１（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０７を通って基板と逆側から
取り出される。第１の電極１０２および第２の電極１０７がいずれも透光性を有する物質
からなるものである場合、図１（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極１０２および第２
の電極１０７を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
【０１１６】
なお第１の電極１０２と第２の電極１０７との間に設けられる層の構成は、上記のもの
には限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるよ
うに、第１の電極１０２および第２の電極１０７から離れた部位に正孔と電子とが再結合
する発光領域を設けた構成であり、且つ、発光領域が多重量子井戸構造を有するものであ
れば、上記以外のものでもよい。
【０１１７】
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送
性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び
正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層を、本発明の複合材料を含む層と自由に組
み合わせて構成すればよい。
【０１１８】
図２に示す発光素子は、陰極として機能する第１の電極３０２の上に電子輸送性の高い
物質からなる第１の層３０３、発光量子収率の高い物質を含む第２の層３０４、正孔輸送
性の高い物質からなる第３の層３０５、正孔注入性の高い物質からなる第４の層３０６、
陽極として機能する第２の電極３０７とが順に積層された構成となっている。なお、３０
１は基板である。
【０１１９】
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製
している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置
を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板以外に、例えば
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板上に発光素子を作製してもよい。これにより、Ｔ
ＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる
。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし逆スタガ型の
ＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴアレイ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およ
びＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型またはＰ型のいずれか一方からの
みなるものであってもよい。
【０１２０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１２１】
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図５を用いて
説明する。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＡ−
Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソー
ス側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。ま
た、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空
間６０７になっている。
【０１２２】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入
力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプ
リントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号
等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント
配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光
装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものと
する。
【０１２３】
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１
と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１２４】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、種
々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施
例では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく
、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１２５】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ
型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１２６】
また、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする
。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１
４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好まし
い。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型
、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することが
できる。
【０１２７】
第１の電極６１３上には、発光物質を含む層６１６、および第２の電極６１７がそれぞ
れ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては
、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、または珪素を含有
したインジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チ
タン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとア
ルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と
窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線とし
ての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させること
ができる。
【０１２８】
発光物質を含む層６１６は、実施の形態１で示した発光量子収率の高い物質とキャリア
輸送性の高い物質とを含む発光領域を有している。また、発光物質を含む層６１６を構成
する他の材料としては、低分子系材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）
、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、
通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化
合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。また、発光物質を
含む層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種
々の方法によって形成される。ただし、発光領域は、実施の形態２で示した方法により形
成することが好ましい。
【０１２９】
さらに、発光物質を含む層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７
に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれら
の合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、フッ化リチウムまたは窒化カルシウム
）を用いることが好ましい。なお、発光物質を含む層６１６で生じた光が第２の電極６１
７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導
電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素を含有したインジ
ウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１３０】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、
素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されてお
り、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填され
る場合もある。
【０１３１】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料
はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４
に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉ
ｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポ
リエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１３２】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１３３】
本発明の発光装置は、実施の形態１で示した多重量子井戸構造の発光領域を有し、発光
効率の高い発光素子を有する。よって、本発明を用いることにより、消費電力が低減され
た発光装置を提供することができる。
【０１３４】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するア
クティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特
に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図６には本発明
を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。図６において、基板９５１上
には、電極９５２と電極９５６との間には発光物質を含む層９５５が設けられている。電
極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５
４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と
他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺
方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層
９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５
３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起
因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブ型の発光装置においても、発
光効率が高い本発明の発光素子を含むことによって、消費電力が低減された発光装置を得
ることができる。
【０１３５】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態４に示す発光装置をその一部に含む本発明の電気機器に
ついて説明する。本発明の電気機器は、実施の形態１および実施の形態３に示した発光領
域を有し、低消費電力の表示部を有する。
【０１３６】
本発明の発光装置を表示装置として用いて作製された電気機器として、ビデオカメラ、
デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カ
ーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバ
イルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画
像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の
記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。こ
れらの電気機器の具体例を図７に示す。
【０１３７】
図７（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部
９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置に
おいて、表示部９１０３は、実施の形態１および実施の形態３で説明したものと同様の発
光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いとい
う特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するた
め、このテレビ装置は低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置
において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、
筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレ
ビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に
適合した製品を提供することができる。
【０１３８】
図７（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部
９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングマウス９２０
６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態１および実施の
形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該
発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部
９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費電力化が図られている。
このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、
若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図るこ
とが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図
られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、小型軽量化が可能
であるので、携帯にも適した製品を提供することができる。
【０１３９】
図７（Ｃ）は本発明に係るゴーグル型ディスプレイであり、本体９３０１、表示部９３
０２、アーム部９３０３を含む。このゴーグル型ディスプレイにおいて、表示部９３０２
は、実施の形態１および実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に
配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。そ
の発光素子で構成される表示部９３０２も同様の特徴を有するため、このゴーグル型ディ
スプレイは低消費電力化が図られている。このような特徴により、ゴーグル型ディスプレ
イにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので
、本体９３０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るゴーグル型ディスプ
レイは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、装着したときの負担が
少なく、違和感なく使用することができる製品を提供することができる。
【０１４０】
図７（Ｄ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４
０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９
４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の
形態１および実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構
成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子
で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は低消費電力化が
図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大
幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量
化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量
化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１４１】
図７（Ｅ）は本発明の係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０
３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９
５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラ
において、表示部９５０２は、実施の形態１および実施の形態３で説明したものと同様の
発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いと
いう特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有する
ため、このカメラは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴に
より、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することが
できるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは
、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供する
ことができる。
【０１４２】
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野
の電気機器に適用することが可能である。本発明の発光装置を用いることにより、低消費
電力な表示部を有する電気機器を提供することが可能となる。
【０１４３】
また、本発明の発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照明装置として用
いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を図８〜図９を用い
て説明する。
【０１４４】
図８は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図
８に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０
４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト
９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている
。
【０１４５】
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、消費電力の
低減されたバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であ
り大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大
面積化も可能になる。さらに、発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型
化、低消費電力化も可能となる。
【０１４６】
図９（Ａ）は、本発明の発光装置を室内の照明２００１として用いたものである。本発
明の発光装置は消費電力が低減されているため、低消費電力の照明装置を得ることができ
る。面発光の照明装置であり、大面積化も可能であるため、例えば、天井面に本発明の照
明装置を用いることもできる。また、天井に限らず、壁、床や柱等にも本発明の発光装置
を用いることができる。さらに、可撓性を有する基板を用いて本発明の発光装置を作製す
ることにより、薄型で可撓性を有する照明装置を得ることができる。そのため、曲面に設
置することも可能である。また、室内に限らず、室外で使用することも可能であり、外灯
として、建物の壁等に設置することもできる。
【０１４７】
図９（Ｂ）は、本発明の発光装置を、トンネル内の照明２００２として用いたものであ
る。本発明の発光装置は消費電力が低減されているため、低消費電力の照明装置を得るこ
とができる。また、可撓性を有する基板を用いて本発明の発光装置を作製することにより
、薄型で可撓性を有する照明装置を得ることもできる。そのため、トンネル内の壁の曲面
に沿って設置することが可能である。
【０１４８】
図９（Ｃ）は、本発明の発光装置をインテリア用の照明２００３として用いた一例であ
る。本発明の発光装置は消費電力が低減されているため、低消費電力の照明装置を得るこ
とができる。また、可撓性を有する基板を用いて本発明の発光装置を作製することにより
、薄型で可撓性を有する照明装置を得ることができる。また、本発明の発光装置は、面発
光であるため、図９（Ｃ）のように、自由な形状に加工することが可能である。
【０１４９】
また、本発明の発光装置は、写真を撮影する際の照明として用いることもできる。写真
を撮影する場合は、大面積で高輝度の光で被写体を照らすことにより、自然光で被写体を
照らした場合と同様な写真を撮ることができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１０１    基板
１０２    第１の電極
１０３    第１の層
１０４    第２の層
１０５    第３の層
１０６    第４の層
１０７    第２の電極
１１１    ホスト材料
１１２    ホスト材料
１２１    第１のゲスト材料
１２２    第２のゲスト材料
１３１    第１のゲスト材料
１３２    第２のゲスト材料
１３３    第３のゲスト材料
３０２    第１の電極
３０３    第１の層
３０４    第２の層
３０５    第３の層
３０６    第４の層
３０７    第２の電極
６０１    ソース側駆動回路
６０２    画素部
６０３    ゲート側駆動回路
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    発光物質を含む層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライト
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    発光物質を含む層
９５６    電極
１００１    処理室
１００２    搬送室
１００３    アーム
１０１０    蒸発源
１０１３    回転板
１０１４    保持部
１０１５    軸
１０１６    被処理物
１０２３    回転板
１０２４    保持部
１０２５    軸
１０２６    被処理物
１０３３    回転板
１０３４    保持部
１０３５    軸
１０３６    被処理物
１１１２    回転板
１１１３    軸
１１２２    保持部
１１２３    軸
２００１    照明
２００２    照明
２００３    照明
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングマウス
９３０１    本体
９３０２    表示部
９３０３    アーム部
９４０１    本体
９４０２    筐体
９４０３    表示部
９４０４    音声入力部
９４０５    音声出力部
９４０６    操作キー
９４０７    外部接続ポート
９４０８    アンテナ
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
１０１１ａ    蒸発源
１０１１ｂ    蒸発源
１０１１ｃ    蒸発源
１０１２ａ    第１の開口部
１０１２ｂ    第２の開口部
１０２１ａ    蒸発源
１０２１ｂ    蒸発源
１０２１ｃ    蒸発源
１０２１ｄ    蒸発源
１０２２ａ    第１の開口部
１０２２ｂ    第２の開口部
１０３１ａ    蒸発源
１０３１ｂ    蒸発源
１０３１ｃ    蒸発源
１０３１ｄ    蒸発源
１０３１ｅ    蒸発源
１０３１ｆ    蒸発源
１０３２ａ    第１の開口部
１０３２ｂ    第２の開口部
１１１４ａ    回転板
１１１４ｂ    回転板
１１１４ｃ    回転板
１１１４ｄ    回転板
１１１５ａ    被処理物
１１１５ｂ    被処理物
１１１５ｃ    被処理物
１１１５ｄ    被処理物
１１２５ａ    被処理物
【図１】
0005463343.tif 000002
【図２】
0005463343.tif 000003
【図３】
0005463343.tif 000004
【図４】
0005463343.tif 000005
【図５】
0005463343.tif 000006
【図６】
0005463343.tif 000007
【図７】
0005463343.tif 000008
【図８】
0005463343.tif 000009
【図９】
0005463343.tif 000010
【図１０】
0005463343.tif 000011
【図１１】
0005463343.tif 000012
【図１２】
0005463343.tif 000013
【図１３】
0005463343.tif 000014
【図１４】
0005463343.tif 000015
【図１５】
0005463343.tif 000016
【図１６】
0005463343.tif 000017