(57)【要約】  発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、前記一対の電極間に配置された発光層と、を備え、前記発光層は発光体粒子が分散されて構成されており、前記発光層と前記電極のうち一方の電極との界面に導電性ナノ粒子が介在している。また、発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、前記一対の電極間に配置された発光層と、を備え、前記発光層は、発光体粒子が分散されて構成されており、前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記発光層に向かって突出するブラシ状電極が形成されている。前記ブラシ状電極は、正極側の電極に設けられていてもよい。正極側の電極に設けられた前記ブラシ状電極の仕事関数は、４．５ｅＶ以上であることが好ましい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は発光体粒子が分散されて構成されており、
前記発光層と、前記電極のうち一方の電極との界面に導電性ナノ粒子が介在していることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記電極の一方の電極界面には導電性ナノ粒子が担持されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記電極のうち正極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記正極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が４．５ｅＶ以上であることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記電極のうち負極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記負極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が３．５ｅＶ未満であることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は、発光体粒子が分散されて構成されており、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記発光層に向かって突出するブラシ状電極が形成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項８】
前記ブラシ状電極は、正極側の電極に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
正極側の電極に設けられた前記ブラシ状電極の仕事関数は、４．５ｅＶ以上であることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記ブラシ状電極は、長さが０．０１μｍ〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記ブラシ状電極は、前記電極上に導電性ナノ粒子が担持されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記導電性ナノ粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一の金属微粒子を含むことを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記導電性ナノ粒子は、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ、ＩｎＺｎＯからなる群から選ばれる少なくとも一の酸化物微粒子を含むことを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記導電性ナノ粒子は、フラーレン、カーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも一の炭素物質の微粒子を含むことを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記導電性ナノ粒子の平均粒子径は、１〜２００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１６】
前記発光層は、正孔輸送材料を媒体として、複数の発光体粒子が分散されて構成されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記発光層は、有機バインダを媒体として、正孔輸送材料と、複数の発光体粒子が分散されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記発光層は、有機バインダを媒体として、表面を正孔輸送材料で覆った発光体粒子が分散されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記正孔輸送材料は、有機物からなる有機正孔輸送材料を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記有機正孔輸送材料は、下記の化学式１及び化学式２の構成要素を含有することを特徴とする請求項１９に記載の発光素子。
【化１】
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【化２】
2009072278.tif 000014
【請求項２１】
前記有機正孔輸送材料は、さらに下記の化学式３、化学式４、化学式５からなる群の少なくとも一つの構成要素を含むことを特徴とする請求項２０に記載の発光素子。
【化３】
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【化４】
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【化５】
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【請求項２２】
前記正孔輸送材料は、無機物からなる無機正孔輸送材料を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項２３】
前記発光体粒子は、第１３族−第１５族化合物半導体からなる粒子を含むことを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項２４】
前記発光体粒子は、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎのうち少なくとも一種類の元素を含む窒化物半導体粒子であることを特徴とする請求項２３に記載の発光素子。
【請求項２５】
前記発光体粒子は、粒子の平均粒径が０．１μｍ〜１０００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項２３に記載の発光素子。
【請求項２６】
前記発光体粒子は、窒化物、硫化物、セレン化物、酸化物からなる発光材料から選択されることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、日本国に２００７年１２月５日に出願した特願２００７−３１４２７３号の日本特許出願と、日本国に２００８年２月５日に出願した特願２００８−２４８４９号の日本特許出願と、を優先権主張の基礎とするものであり、これらの日本特許出願の内容は、本願明細書の一部をなすものとしてここに挙げておく。【０００２】
本発明は、エレクトロルミネセンス用発光素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、軽量・薄型の面発光型素子としてエレクトロルミネセンス素子（以下、ＥＬ素子という）が注目されている。ＥＬ素子は大別すると、有機材料からなる蛍光体に直流電圧を印加し、電子とホールを再結合させて発光させる有機ＥＬ素子と、無機材料からなる蛍光体に交流電圧を印加し、およそ１０６Ｖ／ｃｍもの高電界で加速された電子を無機蛍光体の発光中心に衝突させて励起させ、その緩和過程で無機蛍光体を発光させる無機ＥＬ素子がある。【０００４】
この無機ＥＬ素子には、無機蛍光体粒子を高分子有機材料からなるバインダ中に分散させ発光層とする分散型ＥＬ素子と、厚さが１μｍ程度の薄膜発光層の両側あるいは片側に絶縁層を設けた薄膜型ＥＬ素子とがある。これらのうち分散型ＥＬ素子は、消費電力が少なく、しかも製造が簡単なため製造コストが安くなる利点があるとして注目されている。【０００５】
分散型ＥＬ素子と呼ばれているＥＬ素子１００について図９を用いて説明する。従来のＥＬ素子は層状の構造であり、基板側から順に、基板１０１、第１電極１０２、発光層１０３、絶縁体層１０４、第２電極１０５からなる。発光層１０３はＺｎＳ：Ｍｎ等の無機蛍光体粒子を有機バインダに分散させた構成をしており、絶縁体層１０４はＢａＴｉＯ３などの強誘電体を有機バインダにて分散させた構成をしている。第１電極１０２と第２電極１０５の間には交流電源１０６が設置されており、交流電源１０６から第１電極１０２、第２電極間１０５へ電圧を印加することでＥＬ素子１００は発光する。【０００６】
分散型ＥＬ素子の構造において発光層は分散型ＥＬ素子の輝度と効率を決定付ける層であるが、この発光層の無機蛍光体粒子には、粒径１５〜３５μｍの大きさのものが用いられている。また、分散型ＥＬ素子の発光層の発光色は発光層に用いられる無機蛍光体粒子によって決まり、例えば無機蛍光体粒子にＺｎＳ：Ｍｎを用いた場合には橙色の発光を示し、例えば無機蛍光体粒子にＺｎＳ：Ｃｕを用いた場合には青緑色の発光を示す。【０００７】
しかしながら、ＥＬ素子に用いられる発光体は、発光輝度が低く、また、寿命が短いという問題があった。
発光輝度を上昇させる方法として、発光層への印加電圧を上げる方法が考えられる。この場合、発光体の光の出力の半減期が印加電圧に比例して減少してしまうという課題がある。一方、半減期を長くする、つまり寿命を長くする方法として、発光層への印加電圧を下げる方法が考えられるが、発光輝度が低下してしまうという課題がある。このように、発光輝度と半減期は、発光層への印加電圧の増減によって一方を改善しようとするともう一方が悪化する関係にある。したがって、発光輝度か半減期の何れかを選択しなければならなくなる。なお、本明細書における半減期とは、発光体の光出力が元の輝度の半分の出力に減少するまでの時間である。【０００８】
そこで、高効率、長寿命で発光する電界発光素子が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。これは、背面電極間と透明電極間に発光層、誘電体層、電荷供給層が介在し、電荷供給層は、針状物質を有しており、更に電荷供給層が、発光層の両面に接していることを特徴としている。そして、針状物質は、カーボンナノチューブであることを特徴としている。この方法によれば、針状物質を用いることにより、高効率にホットエレクトロンを蛍光体薄膜に供給できるため、長寿命、高効率が可能となるとしている。【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２０３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の構造は、電界発光型の分散型ＥＬのため、発光させるためには交流の高電圧を電極間に印加する必要がある。その結果、高電圧を印加するという時点で原理的に高効率は得られにくく、また長寿命化も難しいという課題がある。【００１１】
また、上記の構造において交流型発光素子のため誘電体層を設置することが必須であり、発光させるためのホットエレクトロン生成に交流の高電圧を電極間に印加する必要がある。その結果、長寿命、高効率や高輝度が得られにくいという課題がある。【００１２】
本発明の目的は、以上の課題を解決し、直流、低電圧で駆動し、発光輝度が高く、寿命が長い発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下の発光素子によって達成される。すなわち、本発明に係る発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は発光体粒子が分散されて構成されており、
前記発光層と前記電極のうち一方の電極との界面に導電性ナノ粒子が介在していることを特徴とする。【００１４】
前記電極の一方の電極界面には導電性ナノ粒子が担持されていてもよい。【００１５】
前記電極のうち正極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていてもよい。前記正極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が４．５ｅＶ以上であることが好ましい。【００１６】
前記電極のうち負極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていてもよい。前記負極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が３．５ｅＶ未満であることが好ましい。【００１７】
上記課題は、以下の発光素子によって達成される。すなわち、本発明に係る発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は、発光体粒子が分散されて構成されており、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記発光層に向かって突出するブラシ状電極が形成されていることを特徴とする。【００１８】
前記ブラシ状電極は、正極側の電極に設けられていてもよい。正極側の電極に設けられた前記ブラシ状電極の仕事関数は、４．５ｅＶ以上であることが好ましい。【００１９】
前記ブラシ状電極は、長さが０．０１μｍ〜５μｍの範囲であることが好ましい。【００２０】
また、前記ブラシ状電極は、前記電極上に導電性ナノ粒子が担持されて形成されていてもよい。【００２１】
前記導電性ナノ粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一の金属微粒子を含んでもよい。また、前記導電性ナノ粒子は、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ、ＩｎＺｎＯからなる群から選ばれる少なくとも一の酸化物微粒子を含んでもよい。さらに、前記導電性ナノ粒子は、フラーレン、カーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも一の炭素物質の微粒子を含んでもよい。【００２２】
前記導電性ナノ粒子の平均粒子径は、１〜２００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。【００２３】
前記発光層は、正孔輸送材料を媒体として、複数の発光体粒子が分散されて構成されていてもよい。【００２４】
前記発光層は、有機バインダを媒体として、正孔輸送材料と、複数の発光体粒子が分散されて構成されていてもよい。【００２５】
前記正孔輸送材料は、有機物からなる有機正孔輸送材料を含んでもよい。また、前記有機正孔輸送材料は、下記の化学式１及び化学式２の構成要素をさらに含有してもよい。
【化１】
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【化２】
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【００２６】
前記有機正孔輸送材料は、さらに下記の化学式３、化学式４、化学式５からなる群の少なくとも一つの構成要素を含んでもよい。
【化３】
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【化４】
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【化５】
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【００２７】
前記正孔輸送材料は、無機物からなる無機正孔輸送材料を含んでもよい。【００２８】
前記発光体粒子は、第１３族−第１５族化合物半導体からなる粒子を含んでもよい。また、前記発光体粒子は、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎのうち少なくとも一種類の元素を含む窒化物半導体粒子であってもよい。前記発光体粒子は、粒子の平均粒径が０．１μｍ〜１０００μｍの範囲にあることが好ましい。前記発光体粒子は、窒化物、硫化物、セレン化物、酸化物からなる発光材料から選択されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る発光素子によれば、発光層との界面である電極上に導電性ナノ粒子を担持させることで、発光層に分散された発光体粒子への正孔あるいは電子の注入性を向上させることができる。これによって、直流であって低電圧で発光させることができる。また発光輝度が高く、寿命も長い発光体を提供することが可能となる。【００３０】
本発明に係る発光素子によれば、電極にブラシ状電極を形成しているので、発光層に分散された発光体粒子への正孔あるいは電子の注入性を向上させることができる。これによって、直流であって、低電圧で発光させることができる。また、発光輝度が高く、長寿命で高効率の発光素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の変形例１に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の変形例２に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る発光素子の概略構成を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３の変形例１に係る発光素子の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の変形例２に係る発光素子の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の変形例３に係る発光素子の構成を示す側面図である。
【図９】従来の発光素子の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０、２０、３０、４０  発光素子
１１  基板
１２  背面電極
１３  発光層
１４  発光体粒子
１５  正孔輸送材料
１６  透明電極
１７  電源
２１、２２  ブラシ状電極
２３  導電性ナノ粒子、導電性ナノ粒子Ａ
２４  導電性ナノ粒子Ｂ
４１  有機バインダ
１００  発光素子
１０１  基板
１０２  第一電極
１０３  発光層
１０４  絶縁体層
１０５  第二電極
１０６  交流電源
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態に係る発光素子について、添付図面を用いて説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材には同一の符号を付している。【００３４】
（実施の形態１）
＜ＥＬ素子の概略構成＞
図１は、本実施の形態１に係る発光素子１０の構成を示す概略断面図である。この発光素子１０は、第１の電極である背面電極１２と、第２の電極である透明電極１６と、上記一対の電極１２、１６の間に挟持された発光層１３とを備える。発光層１３は、発光体粒子１４が正孔輸送材料１５中に分散して構成されている。また、第１の電極である背面電極１２と、第２の電極である透明電極１６との間には直流電源１７が接続されている。この発光素子１０では、正極側の背面電極１２の界面には導電性ナノ粒子２３が担持されている。電極１２、１６間に電力が供給されると、背面電極１２および透明電極１６の間に電位差が生じ、電圧が印加される。そして、正極側の背面電極１２および負極側の透明電極１６から導電性ナノ粒子２３と正孔輸送材料１５を介して、キャリアである正孔と電子とが発光体粒子１４に注入され、それらが再結合して発光する。発光は透明電極１６の側から外部に取り出される。【００３５】
なお、上述の構成に限られず、背面電極１２および透明電極１６を入れ替える、電極１２および電極１６を両方とも透明な電極にする、または、電源を交流電源にする等、適宜変更が可能である。また、発光層１３の構造は、図２に示すように、有機バインダ４１の中に、発光体粒子１４と正孔輸送材料１５とがそれぞれ分散された構造であってもよい。【００３６】
以下、各構成について図１及び図２を用いて詳述する。
＜基板＞
図１において、基板１１は、その上に形成する各層を支持できるものを用いる。具体的には、シリコン、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮなどのセラミック等を用いることができる。さらに、ポリエステル、ポリイミド等のプラスチック基板を用いてもよい。また、基板１１側から光を取り出す場合、発光体から発せられる光の波長に対し光透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス、石英等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。これらは例示であって、基板１１の材料は特にこれらに限定されるものではない。
また、基板側から光を取り出さない構成の場合は、上述の光透過性は不要であり、透光性を有していない材料も用いることができる。【００３７】
＜電極＞
電極には、背面電極１２と透明電極１６とがある。これらは２つの電極のうち、光を取り出す側の電極を透明電極１６とし、他方を背面電極１２としているものである。
光を取り出す側の透明電極１６の材料は、発光層１３内で生じた発光を取り出せるように光透過性を有するものであればよく、特に可視光領域において高い透過率を有することが好ましい。また、低抵抗であることが好ましく、さらには発光層１３との密着性に優れていることが好ましい。またさらに、発光層１３上に成膜する際に、発光層１３が熱劣化等を生じないよう、低温成膜できるものがより好ましい。透明電極１６の材料として、特に好適なものは、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３にＳｎＯ２をドープしたものであり、インジウム錫酸化物ともいう。）やＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等を主体とする金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等の金属薄膜、あるいはポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェンなどの導電性高分子等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、透明電極１６の体積抵抗率は１×１０−３Ω・ｃｍ以下であって、透過率は３８０〜７８０ｎｍの波長において７５％以上、さらには屈折率が、１．８５〜１．９５であることが望ましい。例えばＩＴＯは、その透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の成膜方法で成膜できる。また成膜後に、抵抗率制御の目的でプラズマ処理などの表面処理を施してもよい。透明電極１６の膜厚は、必要とされるシート抵抗値と可視光透過率から決定される。透明電極１６は、発光層１３の上に直接形成しても良いが、ガラス基板上に透明導電膜からなる透明電極１６を形成し、透明導電膜と発光層１３とが直接接するように貼り合わせても良い。【００３８】
光を取り出さない側の背面電極１２には、導電性を有しており、且つ基板１１及び発光層１３との密着性に優れたものであればよい。好適な例としては、例えばＩＴＯやＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ等の金属、これらの積層構造体、あるいは、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）〕／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）等の導電性高分子、あるいは導電性カーボンなどを用いることができる。【００３９】
背面電極１２は、層内を全面覆うように構成されてもよく、また、層内に複数の電極をストライプ状に構成されてもよい。さらに、背面電極１２、透明電極１６は、複数の電極をストライプ状に構成し、背面電極１２の各ストライプ状の電極と透明電極１６のすべてのストライプ状の電極とが、それぞれねじれの位置の関係であり、かつ、背面電極１２の各ストライプ状の電極を発光面に投影したものと透明電極１６のすべてのストライプ状の電極を発光面に投影したものとがそれぞれ交わるように構成してもよい。この場合、背面電極１２の各ストライプ状の電極、および、透明電極１６の各ストライプ状の電極からそれぞれ選択した電極に電圧を印加することにより、所定位置を発光されるディスプレイを構成することが可能となる。なお、図２の構成においても同様である。【００４０】
＜導電性ナノ粒子＞
本発明の実施の形態１に係る発光素子１０では、正極側の電極１２界面に導電性ナノ粒子２３が担持されている。さらに、実施の形態２に係る発光素子に示すように負極側の電極界面に導電性ナノ粒子２４が担持されていてもよい。この発光素子に使用される導電性ナノ粒子２３、２４は、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｕなどの金属材料粒子や、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ，ＩｎＺｎＯなどの酸化物粒子、カーボンナノチューブなどの炭素材料粒子などを用いることができる。導電性ナノ粒子２３の形状は、粒状、球状、柱状、針状、あるいは不定形等のいずれの形状であってもよい。導電性ナノ粒子２３の平均粒子径または平均長は、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。１ｎｍより小さいと、導電性が悪くなり、発光輝度が低下する。一方、２００ｎｍより大きいと、電極間の電気的導通が大きくなるが、導電経路に含まれない発光体粒子１４が多くなり、発光輝度、効率が大きく低下する。【００４１】
カーボンナノチューブの生成は、気相合成法、プラズマ法などの方法で行われ、作製条件によって、カーボンナノチューブの電気特性や直径、長さなどを任意に変化させることが可能である。カーボンナノチューブは、正極側の電極界面に担持する場合は、ｐ型を使用することが好ましい。負極側の電極界面に担持する場合はｎ型を使用することが好ましい。ｐ型は、カーボンナノチューブにリンなどの５族元素を添加することで得られる。一方、ｎ型は、窒素などの３族元素を添加することで得られる。【００４２】
＜発光層＞
発光層１３は、正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されている（図１、図３）。なお、この例に限られず、発光層１３は、有機バインダ４１中に発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とがそれぞれ分散して構成されていてもよい（図２、図４）。【００４３】
＜発光体粒子＞
発光体粒子１４としては、光学バンドギャップが可視光の大きさを有する材料であれば、いずれも使用できる。具体的には第１３族−第１５族化合物半導体であるＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＳｂ等を用いることができる。特に、ＧａＮに代表される第１３族窒化物半導体が好ましい。また、これらの混晶（例えばＧａＩｎＮ等）であってもよい。さらに、伝導性を制御するために、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅ、Ｍｎからなる群より選択される１又は複数種の元素をドーパントとして含んでいてもよい。【００４４】
また、ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの窒化物やＺｎＳｅやＺｎＳ、更にＺｎＳ、ＺｎＳｅ，ＧａＰ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＺｎＯを母体とし、母体のまま使用するか、あるいは添加剤として，Ａｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｌ、Ｔｂ，Ｌｉから一種以上選択される元素を添加した発光体粒子を用いることができる。また、ＺｎＳＳｅのような多元化合物やチオガレート系蛍光体も使用できる。【００４５】
またさらに、発光体粒子１４内において、上記複数の組成が層状構造や偏析構造をなしていてもよい。発光体粒子１４の粒径は０．１μｍ〜１０００μｍの範囲内であればよく、０．５μｍ〜５００μｍの範囲内がより好ましい。【００４６】
＜正孔輸送材料＞
次に、発光体粒子１４を分散させる媒体として、若しくは有機バインダ４１中に発光体粒子１４とともに分散させる正孔輸送材料１５について説明する。正孔輸送材料１５としては、有機正孔輸送材料と、無機正孔輸送材料とがある。正孔輸送材料１５にはホール移動度の高い材料が好ましい。【００４７】
＜有機正孔輸送材料＞
この有機正孔輸送材料としては、下記の化学式６及び化学式７の構成要素を含むことが好ましい。
【化６】
2009072278.tif 000008
【化７】
2009072278.tif 000009
【００４８】
有機正孔輸送材料が上記の化学式６及び化学式７の構成要素を含むことによる効果は、発光体粒子１４に対して効率よく正孔を注入することであると考えられる。【００４９】
さらに、この有機正孔輸送材料としては、下記の化学式８、化学式９、化学式１０のいずれかを構成要素として含んでもよい。
【化８】
2009072278.tif 000010
【化９】
2009072278.tif 000011
【化１０】
2009072278.tif 000012
【００５０】
また、有機正孔輸送材料としては、大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とがある。正孔輸送性を備える低分子系材料としては、Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ'−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体、特に日本国特許第２０３７４７５号に開示されたＱ１−Ｇ−Ｑ２構造のジアミン誘導体等が挙げられる。なお、Ｑ１及びＱ２は、別個に窒素原子及び少なくとも３個の炭素鎖（それらの少なくとも１個は芳香族のもの）を有する基である。Ｇは、シクロアルキレン基、アリーレン基、アルキレン基又は炭素−炭素結合からなる連結基である。また、これらの構造単位を含む多量体（オリゴマー）であってもよい。これらにはスピロ構造やデンドリマー構造を持つものが挙げられる。またさらに、非導電性ポリマーに低分子系の正孔輸送材料を分子分散させた形態も同様に可能である。分子分散系での具体例としては、ＴＰＤをポリカーボネート中に高濃度で分子分散させた例があり、そのホール移動度は１０−４から１０−５ｃｍ２／Ｖｓ程度である。【００５１】
一方、正孔輸送性を備える高分子系材料としては、π共役ポリマーやσ共役ポリマー等があり、例えばアリールアミン系化合物等が組み込まれたものがある。具体的には、ポリ−パラ−フェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリチオフェン誘導体（ＰＡＴ誘導体）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ誘導体）、ポリアルキルフェニレン（ＰＤＡＦ）、ポリアセチレン誘導体（ＰＡ誘導体）、ポリシラン誘導体（ＰＳ誘導体）等が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、低分子系で正孔輸送性を示す分子構造を分子鎖中に組み込んだポリマーでもよく、これらの具体的な例としては、芳香族アミンを側鎖に有するポリメタクリルアミド（ＰＴＰＡＭＭＡ、ＰＴＰＤＭＡ）、芳香族アミンを主鎖に有するポリエーテル（ＴＰＤＰＥＳ，ＴＰＤＰＥＫ）等が挙げられる。中でも特に好適な例として、中でもポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓと極めて高いホール移動度を示す。他の具体例としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳやポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等がある。
またさらに、前述した正孔輸送材料を複数種混合して用いてもよい。また、光又は熱で架橋又は重合する架橋性又は重合性材料を含んでいてもよい。【００５２】
＜無機正孔輸送性材料＞
無機正孔輸送性材料について説明する。無機正孔輸送性材料としては、透明または半透明であって、ｐ型伝導性を示す材料であればよい。好適なものとしては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、Ａｓ２Ｓｅ３等の半金属系半導体、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、ＣｕＩ等の２元化合物半導体、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳｅ２等のカルコパイライト型半導体、さらにこれらの混晶、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２等の酸化物半導体さらにこれらの混晶等が挙げられる。またさらに、伝導性を制御するために、これらの材料にドーパントを添加してもよい。【００５３】
（変形例１）
図２は、実施の形態１の変形例１に係る発光素子１０ａの構成を示す概略断面図である。この発光素子１０ａは、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、発光層１３が、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とが分散して構成されている点で相違する。【００５４】
＜有機バインダ＞
変形例における発光素子１０ａの発光層１３において、発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とをそれぞれ分散させる有機バインダ４１としては、樹脂溶液など正孔輸送材料１５と混合できる材料であれば使用可能である。【００５５】
（実施例１）
本発明の実施例１として、塗布法によって図１の発光素子を得る方法を説明する。実施例として図１に示すような発光素子を作製した。
（ａ）まず、シリコン基板１１上に、スパッタ法によって背面電極としてＰｔ膜１２を約３００ｎｍ形成した。
（ｂ）次に、Ｐｔ膜１２の上に平均粒子径が１〜３ｎｍのＦｅナノ粒子を同じくスパッタ法で形成した。そして、基板を約８００℃まで加熱して炭化水素ガスをチャンバ内に導入して、導電性ナノ粒子としてカーボンナノチューブ２３を成長させた。得られたカーボンナノチューブは、直径が１〜１０ｎｍ、長さが５０ｎｍ〜1２０ｎｍであった。
（ｃ）次に、デュポン社製の樹脂溶液に正孔輸送材料１５としてテトラフェニルブタジエン系Ｔ７７０を７５重量％混入し、更に発光体粒子として、平均粒子径が５００〜１０００ｎｍのＧａＮ粒子１４を十分に混合させて発光体ペーストとした。
（ｄ）そして、作製した発光体ペーストを、上記カーボンナノチューブ２３を担持したＰｔ膜１２の上に塗布後、乾燥させた。塗布膜の厚さは約３０μｍであった。
（ｅ）対向する透明電極付き基板として、ガラス板上に透明導電膜であるＩＴＯ膜１６をスパッタ法で成膜した基板を使用した。ＩＴＯ膜１６の膜厚は約３００ｎｍであった。
（ｆ）続いて、ＩＴＯ膜１６面が、先ほどの発光体ペーストに接するように貼り付けた。
以上によって発光素子１０を得た。【００５６】
評価は、背面電極１２と透明電極１６との間に直流電圧を印加して行った。また、輝度測定は、携帯型輝度計を用いて行った。その結果、直流電圧約５Ｖでオレンジ色発光を開始し、１５Ｖで発光輝度約３５００ｃｄ／ｍ２が得られた。
以上のように、本発明によれば、直流であって、低電圧で、高輝度の発光素子が得ることが可能である。【００５７】
＜効果＞
本実施の形態１に係る発光素子１０、１０ａは、従来の発光素子よりも電荷注入性に優れ、高い輝度、長寿命を得ることができた。【００５８】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る発光素子２０の構成を示す概略断面図である。この発光素子２０は、実施の形態１に係る発光素子と比較すると、負極側の電極界面にさらに別の導電性ナノ粒子２４を担持している点で相違する。この負極側の透明電極１６に担持された導電性ナノ粒子２４を介して、発光体粒子１４に電子を注入することができる。【００５９】
（変形例２）
図４は、本発明の実施の形態２の変形例２の発光素子２０ａの構成を示す概略断面図である。この発光素子２０ａは、実施の形態２に係る発光素子２０と比較すると、発光層１３が、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とが分散して構成されている点で相違する。【００６０】
（実施例２）
本発明の実施例２として、塗布法によって図３に示す発光素子２０を作製する方法について説明する。
（ａ）まず、シリコン基板１１上に、スパッタ法によって背面電極としてＰｔ膜１２を約３００ｎｍ形成した。
（ｂ）次に、Ｐｔ膜１２の上に平均粒子径が１〜３ｎｍのＦｅナノ粒子を同じくスパッタ法で形成した。そして、基板を約８００℃まで加熱して炭化水素ガスをチャンバ内に導入して、導電性ナノ粒子としてカーボンナノチューブ２３を成長させた。得られたカーボンナノチューブは、直径が１〜１０ｎｍ、長さが５０ｎｍ〜1２０ｎｍであった。
（ｃ）次に、デュポン社製の樹脂溶液に正孔輸送材料１５としてテトラフェニルブタジエン系Ｔ７７０を７５重量％混入し、更に発光体粒子として、平均粒子径が５００〜１０００ｎｍのＧａＮ粒子１４を十分に混合させて発光体ペーストとした。
（ｄ）そして、作製した発光体ペーストを上記カーボンナノチューブ２３を担持したＰｔ膜１２の上に塗布後乾燥させた。塗布膜の厚さは約３０μｍであった。
（ｅ）対向する透明電極付き基板は、ガラス板上に透明導電膜であるＩＴＯ膜１６をスパッタ法で成膜した基板を使用した。膜厚は約３００ｎｍであった。
（ｆ）次いで、導電性ナノ粒子としてＩＴＯナノ粒子２４を樹脂溶液に混入したものを、ＩＴＯ膜１６の表面にスピンコート法により塗布した。
（ｇ）続いて、表面にＩＴＯナノ粒子２４が担持されたＩＴＯ膜１６面が、先ほどの発光体ペーストに接するように貼り付けた。
以上によって発光素子２０を得た。【００６１】
評価は、背面電極１２と透明電極１６との間に直流電圧を印加して行った。また、輝度測定は、携帯型輝度計を用いて行った。その結果、直流電圧約４Ｖでオレンジ色発光を開始し、１２Ｖで発光輝度約５０００ｃｄ／ｍ２が得られた。
以上のように、本発明によれば、直流、低電圧で、高輝度の発光素子が得ることが可能である。
（実施の形態３）
＜ＥＬ素子の概略構成＞
図５は、本実施の形態３に係る発光素子１０の構成を示す側面図である。この発光素子１０は、基板１１上に形成された第１の電極である電極１２と、第２の電極である透明導電膜１６との間に発光層１３を挟持している。発光層１３は、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と正孔輸送材料１５とが混合して分散されて構成されている。また、この発光素子１０では、正極側の電極１２の表面に、発光層１３に突出した正孔注入用のブラシ状電極２１が形成されていることを特徴とする。電極１２、１６間に電力が供給されると、電極１２および透明導電膜１６の間に電位差が生じ電圧が印加される。そして、電極１２から正孔が、透明導電膜１６から電子が発光体粒子１４に注入され、それらが再結合して発光する。本実施の形態３においては、電源として直流電源１７を用いている。
なお、上述の構成に限られず、電極１２および透明導電膜１６を入れ替える、電極１２および電極１６を両方とも透明な電極にする、または、電源を交流電源にする等、適宜変更が可能である。
また、この発光素子１０では、正極側の電極１２上にのみブラシ状電極２１を形成したが、これに限られず、図８のように、さらに負極側の電極１６上にも電子注入用のブラシ状電極２２を形成してもよい。【００６２】
以下、この発光素子１０を構成する各構成部材について説明する。
＜基板＞
図５において、基板１１は、その上に形成する各層を支持できるものを用いる。具体的には、シリコン、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮなどのセラミック等、更にポリエステル、ポリイミド等のプラスチック基板を用いることができる。また、基板１１側から光を取り出す場合、発光体から発せられる光の波長に対し光透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス、石英等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。なお、これらは例示であって、基板１１の材料は特にこれらに限定されるものではない。
また、基板側から光を取り出さない構成の場合は、上述の光透過性は不要であり、透光性を有していない材料も用いることができる。
尚、図８に示すように、透明電極１６側に電子注入用のブラシ状電極２２を形成する場合は、サファイヤなどの透明かつ耐熱性基板に、酸化錫膜、膜厚３０ｎｍ以下のＰｔやＡｕ膜を形成して使用しても良い。【００６３】
＜電極＞
なお、電極として、背面電極１２と透明電極１６とがあるが、上述の実施の形態１に係る背面電極１２と透明電極１６と実質的に同様であるので説明を省略する。【００６４】
＜ブラシ状電極＞
本発明の実施の形態３に係る発光素子１０では、図５の側面図に示すように、正極側の電極１２上に発光層１３に突出するブラシ状電極２１を形成している。なお、図５は側面図であって、ブラシ状電極２１と発光体粒子１４とが単に重なって表示されているにすぎない。正極側のブラシ状電極２１の仕事関数は、４．０ｅＶ以上であることが好ましい。ブラシ状電極２１の一本の直径は、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましく、さらに、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。また、長さは、０．０１μｍ〜５μｍの範囲が好ましく、０．０１μｍ〜３μｍの範囲がより好ましい。ブラシ状電極２１のサイズを選択することにより、ブラシ状電極２１に屈曲性が得られ、また上記長さを有することによって発光体粒子１４の大きさ、形状に分布があっても、発光体粒子１４の表面とブラシ状電極とを十分に接触させることが可能となり、正孔、電子の注入が有効に行われる。このブラシ状電極２１は、導電性ナノ粒子が担持されて形成されていてもよい。なお、この発光素子１０では正極側の電極１２上にのみブラシ状電極２１を形成しているが、これに限られず、変形例３に示すように、負極側の電極１６にも電子注入用のブラシ状電極２２を形成してもよい。【００６５】
＜導電性ナノ粒子＞
このブラシ状電極２１に使用される導電性ナノ粒子は、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｕなどの金属材料粒子や、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ，ＩｎＺｎＯなどの酸化物粒子、カーボンナノチューブなどの炭素材料粒子などを用いることができる。導電性ナノ粒子の形状は、粒状、球状、柱状、針状、あるいは不定形等のいずれの形状であってもよい。導電性ナノ粒子２３の平均粒子径は、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、さらに、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。１ｎｍより小さいと、導電性が悪くなり、発光輝度が低下する。一方、２００ｎｍより大きいと、電極間の電気的導通が大きくなるが、導電経路に含まれない発光体粒子１４が多くなり、発光輝度、効率が大きく低下する。【００６６】
カーボンナノチューブの生成は、気相合成法、プラズマ法などの方法で行われ、作製条件によって、カーボンナノチューブの電気特性や直径、長さなどを任意に変化させることが可能である。カーボンナノチューブは、正極側の電極界面に担持する場合は、ｐ型を使用することが好ましい。負極側の電極界面に担持する場合はｎ型を使用することが好ましい。ｐ型は、カーボンナノチューブにリンなどの５族元素を添加することで得られる。一方、ｎ型は、窒素などの３族元素を添加することで得られる。【００６７】
＜発光層＞
発光層１３は、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と正孔輸送材料１５とがそれぞれ分散して構成されている（図５）。なお、この例に限られず、変形例１のように、発光層１３は、正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されていてもよい（図６）。また、変形例２のように、発光層１３は、有機バインダ４１を媒体として、表面を正孔輸送材料１５で覆った発光体粒子が分散して構成されていてもよい（図７）。【００６８】
＜有機バインダ＞
発光体粒子１４及び正孔輸送材料１５を分散させる有機バインダ４１は、正孔輸送材料１５と混合できる材料であればよく、樹脂溶液などを使用可能である。【００６９】
＜発光体粒子＞
発光体粒子１４としては、光学バンドギャップが可視光の大きさを有する材料であれば、いずれも使用できる。具体的には第１３族−第１５族化合物半導体であるＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＳｂ等を用いることができる。特に、ＧａＮに代表される第１３族窒化物半導体が好ましい。また、これらの混晶（例えばＧａＩｎＮ等）であってもよい。さらに、伝導性を制御するために、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅ、Ｍｎからなる群より選択される１又は複数種の元素をドーパントとして含んでいてもよい。【００７０】
また、ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの窒化物やＺｎＳｅやＺｎＳ、更にＺｎＳ、ＺｎＳｅ，ＧａＰ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＺｎＯを母体とし、母体のまま使用するか、あるいは添加剤として，Ａｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｌ、Ｔｂ，Ｌｉから一種以上選択される元素を添加した発光体粒子を用いることができる。また、ＺｎＳＳｅのような多元化合物やチオガレート系蛍光体も使用できる。【００７１】
またさらに、発光体粒子１４内において、上記複数の組成が層状構造や偏析構造をなしていてもよい。発光体粒子１４の粒径は０．１μｍ〜１０００μｍの範囲内であればよく、０．５μｍ〜５００μｍの範囲内がより好ましい。【００７２】
＜正孔輸送材料＞
次に、発光体粒子１４を分散させる媒体として、若しくは有機バインダ４１中に発光体粒子１４とともに分散させる正孔輸送材料１５について説明する。なお、変形例２の場合のように、正孔輸送材料１５は、発光体粒子１４の表面を覆うようにしてもよい。正孔輸送材料１５としては、有機正孔輸送材料と、無機正孔輸送材料とがある。正孔輸送材料１５にはホール移動度の高い材料が好ましい。【００７３】
＜有機正孔輸送材料＞
この有機正孔輸送材料としては、実施の形態１に記載の上記化学式６及び化学式７の構成要素を含むことが好ましい。【００７４】
有機正孔輸送材料が上記の化学式６及び化学式７の構成要素を含むことによる効果は、発光体粒子１４に対して効率よく正孔を注入することであると考えられる。【００７５】
さらに、この有機正孔輸送材料としては、実施の形態１に記載の上記化学式８、化学式９、化学式１０のいずれかを構成要素として含んでもよい。【００７６】
また、有機正孔輸送材料としては、大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とがある。これらの有機正孔輸送材料についても実施の形態１に記載のものと実質的に同様のものを用いることができるので説明を省略する。【００７７】
＜無機正孔輸送性材料＞
無機正孔輸送性材料について説明する。この無機正孔輸送性材料についても実施の形態１に記載のものと実質的に同様のものを用いることができるので説明を省略する。【００７８】
＜実施例１＞
本発明の実施例１として、塗布法によって図５の発光素子１０を得る方法を説明する。実施例として図５に示すような発光素子１０を作製した。
（ａ）まず、シリコン基板１１上にスパッタ法によって、背面電極１２としてＰｔ膜を約３００ｎｍの膜厚で形成した。
（ｂ）次に、Ｐｔ膜１２の上に平均粒子径が１〜３ｎｍのＦｅナノ粒子を同じくスパッタ法で形成した。そして、基板を約８００℃まで加熱して炭化水素ガスをチャンバ内に導入して、Ｆｅナノ粒子にカーボンナノチューブ２１を成長させた。得られたカーボンナノチューブは、直径が１〜１０ｎｍ、長さが０．５〜２μｍであり、電極であるＰｔ膜１２の面に対してほぼ垂直方向に成長したブラシ状であった。
（ｃ）次に、有機バインダ４１としてのデュポン社製の樹脂溶液に正孔輸送材料１５として、前記樹脂溶液に溶かしたテトラフェニルブタジエン系Ｔ７７０（商品名）を５０重量％混入し、更に発光体粒子として、平均粒子径が５００〜１０００ｎｍのＧａＮ粒子１４を十分に混合させて発光体ペーストとした。
（ｄ）そして、作製した発光体ペーストを、ブラシ状カーボンナノチューブ２１を形成した基板に塗布後乾燥させた。塗布膜の厚さは約３０μｍであった。
（ｅ）対向する透明電極１６付き基板は、ガラス上に透明導電膜１６であるＩＴＯをスパッタ法で成膜した基板を使用した。膜厚は約３００ｎｍであった。
（ｆ）続いて、発光体ペーストを乾燥させた後、ＩＴＯ面が発光体ペーストに接するように貼り付けた。
以上によって発光素子１０を得た。【００７９】
評価は、背面電極１２と透明電極１６との間に直流電圧を印加して行った。また、輝度測定は、携帯型輝度計を用いて行った。その結果、直流電圧約４Ｖでオレンジ色発光を開始し、１２Ｖで発光輝度約５０００ｃｄ／ｍ２が得られた。
以上のように、本発明によれば、直流、低電圧で、高輝度の発光素子が得ることが可能である。【００８０】
＜効果＞
本実施例１に係る発光素子は、従来の発光素子よりも耐食性、耐酸化性に優れ、高い輝度、長寿命を得ることができた。【００８１】
（変形例１）
図６は、実施の形態３の変形例１に係る発光素子２０の構成を示す概略断面図である。この発光素子２０は、実施の形態３に係る発光素子１０と比較すると、発光層１３が、正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されている点で相違する。【００８２】
（変形例２）
図７は、実施の形態３の変形例２に係る発光素子３０の構成を示す側面図である。この発光素子３０は、実施の形態３に係る発光素子１０と比較すると、発光層１３が、有機バインダ４１を媒体として、表面を正孔輸送材料１５で覆った発光体粒子１４が分散して構成されている点で相違する。【００８３】
（変形例３）
図８は、実施の形態３の変形例３に係る発光素子４０の構成を示す側面図である。この発光素子４０は、実施の形態３の変形例１に係る発光素子２０と同様に発光層１３が正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されている。また、この発光素子４０は、負極側の電極１６上にもブラシ状電極２２を形成していることを特徴とする。負極側の電極１６上に形成されたブラシ状電極２２によって発光層１３に電子注入を効率的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の発光素子は、高い発光輝度を有するので、ＬＣＤのバックライト、照明、ディスプレイ等に利用可能である。
【図１】
2009072278.tif 000018
【図２】
2009072278.tif 000019
【図３】
2009072278.tif 000020
【図４】
2009072278.tif 000021
【図５】
2009072278.tif 000022
【図６】
2009072278.tif 000023
【図７】
2009072278.tif 000024
【図８】
2009072278.tif 000025
【図９】
2009072278.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、日本国に２００７年１２月５日に出願した特願２００７−３１４２７３号の日本特許出願と、日本国に２００８年２月５日に出願した特願２００８−２４８４９号の日本特許出願と、を優先権主張の基礎とするものであり、これらの日本特許出願の内容は、本願明細書の一部をなすものとしてここに挙げておく。
【０００２】
本発明は、エレクトロルミネセンス用発光素子に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、軽量・薄型の面発光型素子としてエレクトロルミネセンス素子（以下、ＥＬ素子という）が注目されている。ＥＬ素子は大別すると、有機材料からなる蛍光体に直流電圧を印加し、電子とホールを再結合させて発光させる有機ＥＬ素子と、無機材料からなる蛍光体に交流電圧を印加し、およそ１０６Ｖ／ｃｍもの高電界で加速された電子を無機蛍光体の発光中心に衝突させて励起させ、その緩和過程で無機蛍光体を発光させる無機ＥＬ素子がある。
【０００４】
この無機ＥＬ素子には、無機蛍光体粒子を高分子有機材料からなるバインダ中に分散させ発光層とする分散型ＥＬ素子と、厚さが１μｍ程度の薄膜発光層の両側あるいは片側に絶縁層を設けた薄膜型ＥＬ素子とがある。これらのうち分散型ＥＬ素子は、消費電力が少なく、しかも製造が簡単なため製造コストが安くなる利点があるとして注目されている。
【０００５】
分散型ＥＬ素子と呼ばれているＥＬ素子１００について図９を用いて説明する。従来のＥＬ素子は層状の構造であり、基板側から順に、基板１０１、第１電極１０２、発光層１０３、絶縁体層１０４、第２電極１０５からなる。発光層１０３はＺｎＳ：Ｍｎ等の無機蛍光体粒子を有機バインダに分散させた構成をしており、絶縁体層１０４はＢａＴｉＯ３などの強誘電体を有機バインダにて分散させた構成をしている。第１電極１０２と第２電極１０５の間には交流電源１０６が設置されており、交流電源１０６から第１電極１０２、第２電極間１０５へ電圧を印加することでＥＬ素子１００は発光する。
【０００６】
分散型ＥＬ素子の構造において発光層は分散型ＥＬ素子の輝度と効率を決定付ける層であるが、この発光層の無機蛍光体粒子には、粒径１５〜３５μｍの大きさのものが用いられている。また、分散型ＥＬ素子の発光層の発光色は発光層に用いられる無機蛍光体粒子によって決まり、例えば無機蛍光体粒子にＺｎＳ：Ｍｎを用いた場合には橙色の発光を示し、例えば無機蛍光体粒子にＺｎＳ：Ｃｕを用いた場合には青緑色の発光を示す。
【０００７】
しかしながら、ＥＬ素子に用いられる発光体は、発光輝度が低く、また、寿命が短いという問題があった。
発光輝度を上昇させる方法として、発光層への印加電圧を上げる方法が考えられる。この場合、発光体の光の出力の半減期が印加電圧に比例して減少してしまうという課題がある。一方、半減期を長くする、つまり寿命を長くする方法として、発光層への印加電圧を下げる方法が考えられるが、発光輝度が低下してしまうという課題がある。このように、発光輝度と半減期は、発光層への印加電圧の増減によって一方を改善しようとするともう一方が悪化する関係にある。したがって、発光輝度か半減期の何れかを選択しなければならなくなる。なお、本明細書における半減期とは、発光体の光出力が元の輝度の半分の出力に減少するまでの時間である。
【０００８】
そこで、高効率、長寿命で発光する電界発光素子が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。これは、背面電極間と透明電極間に発光層、誘電体層、電荷供給層が介在し、電荷供給層は、針状物質を有しており、更に電荷供給層が、発光層の両面に接していることを特徴としている。そして、針状物質は、カーボンナノチューブであることを特徴としている。この方法によれば、針状物質を用いることにより、高効率にホットエレクトロンを蛍光体薄膜に供給できるため、長寿命、高効率が可能となるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２０３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の構造は、電界発光型の分散型ＥＬのため、発光させるためには交流の高電圧を電極間に印加する必要がある。その結果、高電圧を印加するという時点で原理的に高効率は得られにくく、また長寿命化も難しいという課題がある。
【００１１】
また、上記の構造において交流型発光素子のため誘電体層を設置することが必須であり、発光させるためのホットエレクトロン生成に交流の高電圧を電極間に印加する必要がある。その結果、長寿命、高効率や高輝度が得られにくいという課題がある。
【００１２】
本発明の目的は、以上の課題を解決し、直流、低電圧で駆動し、発光輝度が高く、寿命が長い発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下の発光素子によって達成される。すなわち、本発明に係る発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は発光体粒子が分散されて構成されており、
前記発光層と前記電極のうち一方の電極との界面に導電性ナノ粒子が介在していることを特徴とする。
【００１４】
前記電極の一方の電極界面には導電性ナノ粒子が担持されていてもよい。
【００１５】
前記電極のうち正極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていてもよい。前記正極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が４．５ｅＶ以上であることが好ましい。
【００１６】
前記電極のうち負極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていてもよい。前記負極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が３．５ｅＶ未満であることが好ましい。
【００１７】
上記課題は、以下の発光素子によって達成される。すなわち、本発明に係る発光素子は、少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は、発光体粒子が分散されて構成されており、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記発光層に向かって突出するブラシ状電極が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
前記ブラシ状電極は、正極側の電極に設けられていてもよい。正極側の電極に設けられた前記ブラシ状電極の仕事関数は、４．５ｅＶ以上であることが好ましい。
【００１９】
前記ブラシ状電極は、長さが０．０１μｍ〜５μｍの範囲であることが好ましい。
【００２０】
また、前記ブラシ状電極は、前記電極上に導電性ナノ粒子が担持されて形成されていてもよい。
【００２１】
前記導電性ナノ粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一の金属微粒子を含んでもよい。また、前記導電性ナノ粒子は、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ、ＩｎＺｎＯからなる群から選ばれる少なくとも一の酸化物微粒子を含んでもよい。さらに、前記導電性ナノ粒子は、フラーレン、カーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも一の炭素物質の微粒子を含んでもよい。
【００２２】
前記導電性ナノ粒子の平均粒子径は、１〜２００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
【００２３】
前記発光層は、正孔輸送材料を媒体として、複数の発光体粒子が分散されて構成されていてもよい。
【００２４】
前記発光層は、有機バインダを媒体として、正孔輸送材料と、複数の発光体粒子が分散されて構成されていてもよい。
【００２５】
前記正孔輸送材料は、有機物からなる有機正孔輸送材料を含んでもよい。また、前記有機正孔輸送材料は、下記の化学式１及び化学式２の構成要素をさらに含有してもよい。
【化１】
2009072278.tif 000027
【化２】
2009072278.tif 000028
【００２６】
前記有機正孔輸送材料は、さらに下記の化学式３、化学式４、化学式５からなる群の少なくとも一つの構成要素を含んでもよい。
【化３】
2009072278.tif 000029
【化４】
2009072278.tif 000030
【化５】
2009072278.tif 000031
【００２７】
前記正孔輸送材料は、無機物からなる無機正孔輸送材料を含んでもよい。
【００２８】
前記発光体粒子は、第１３族−第１５族化合物半導体からなる粒子を含んでもよい。また、前記発光体粒子は、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎのうち少なくとも一種類の元素を含む窒化物半導体粒子であってもよい。前記発光体粒子は、粒子の平均粒径が０．１μｍ〜１０００μｍの範囲にあることが好ましい。前記発光体粒子は、窒化物、硫化物、セレン化物、酸化物からなる発光材料から選択されるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る発光素子によれば、発光層との界面である電極上に導電性ナノ粒子を担持させることで、発光層に分散された発光体粒子への正孔あるいは電子の注入性を向上させることができる。これによって、直流であって低電圧で発光させることができる。また発光輝度が高く、寿命も長い発光体を提供することが可能となる。
【００３０】
本発明に係る発光素子によれば、電極にブラシ状電極を形成しているので、発光層に分散された発光体粒子への正孔あるいは電子の注入性を向上させることができる。これによって、直流であって、低電圧で発光させることができる。また、発光輝度が高く、長寿命で高効率の発光素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の変形例１に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２の変形例２に係る発光素子の構成を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る発光素子の概略構成を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態３の変形例１に係る発光素子の構成を示す側面図である。
【図７】本発明の実施の形態３の変形例２に係る発光素子の構成を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態３の変形例３に係る発光素子の構成を示す側面図である。
【図９】従来の発光素子の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態に係る発光素子について、添付図面を用いて説明する。なお、図面において、実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００３３】
（実施の形態１）
＜ＥＬ素子の概略構成＞
図１は、本実施の形態１に係る発光素子１０の構成を示す概略断面図である。この発光素子１０は、第１の電極である背面電極１２と、第２の電極である透明電極１６と、上記一対の電極１２、１６の間に挟持された発光層１３とを備える。発光層１３は、発光体粒子１４が正孔輸送材料１５中に分散して構成されている。また、第１の電極である背面電極１２と、第２の電極である透明電極１６との間には直流電源１７が接続されている。この発光素子１０では、正極側の背面電極１２の界面には導電性ナノ粒子２３が担持されている。電極１２、１６間に電力が供給されると、背面電極１２および透明電極１６の間に電位差が生じ、電圧が印加される。そして、正極側の背面電極１２および負極側の透明電極１６から導電性ナノ粒子２３と正孔輸送材料１５を介して、キャリアである正孔と電子とが発光体粒子１４に注入され、それらが再結合して発光する。発光は透明電極１６の側から外部に取り出される。
【００３４】
なお、上述の構成に限られず、背面電極１２および透明電極１６を入れ替える、電極１２および電極１６を両方とも透明な電極にする、または、電源を交流電源にする等、適宜変更が可能である。また、発光層１３の構造は、図２に示すように、有機バインダ４１の中に、発光体粒子１４と正孔輸送材料１５とがそれぞれ分散された構造であってもよい。
【００３５】
以下、各構成について図１及び図２を用いて詳述する。
＜基板＞
図１において、基板１１は、その上に形成する各層を支持できるものを用いる。具体的には、シリコン、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮなどのセラミック等を用いることができる。さらに、ポリエステル、ポリイミド等のプラスチック基板を用いてもよい。また、基板１１側から光を取り出す場合、発光体から発せられる光の波長に対し光透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス、石英等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。これらは例示であって、基板１１の材料は特にこれらに限定されるものではない。
また、基板側から光を取り出さない構成の場合は、上述の光透過性は不要であり、透光性を有していない材料も用いることができる。
【００３６】
＜電極＞
電極には、背面電極１２と透明電極１６とがある。これらは２つの電極のうち、光を取り出す側の電極を透明電極１６とし、他方を背面電極１２としているものである。
光を取り出す側の透明電極１６の材料は、発光層１３内で生じた発光を取り出せるように光透過性を有するものであればよく、特に可視光領域において高い透過率を有することが好ましい。また、低抵抗であることが好ましく、さらには発光層１３との密着性に優れていることが好ましい。またさらに、発光層１３上に成膜する際に、発光層１３が熱劣化等を生じないよう、低温成膜できるものがより好ましい。透明電極１６の材料として、特に好適なものは、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３にＳｎＯ２をドープしたものであり、インジウム錫酸化物ともいう。）やＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等を主体とする金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ等の金属薄膜、あるいはポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリチオフェンなどの導電性高分子等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。また、透明電極１６の体積抵抗率は１×１０−３Ω・ｃｍ以下であって、透過率は３８０〜７８０ｎｍの波長において７５％以上、さらには屈折率が、１．８５〜１．９５であることが望ましい。例えばＩＴＯは、その透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の成膜方法で成膜できる。また成膜後に、抵抗率制御の目的でプラズマ処理などの表面処理を施してもよい。透明電極１６の膜厚は、必要とされるシート抵抗値と可視光透過率から決定される。透明電極１６は、発光層１３の上に直接形成しても良いが、ガラス基板上に透明導電膜からなる透明電極１６を形成し、透明導電膜と発光層１３とが直接接するように貼り合わせても良い。
【００３７】
光を取り出さない側の背面電極１２には、導電性を有しており、且つ基板１１及び発光層１３との密着性に優れたものであればよい。好適な例としては、例えばＩＴＯやＩｎＺｎＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の金属酸化物、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ等の金属、これらの積層構造体、あるいは、ポリアニリン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ〔ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）〕／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）等の導電性高分子、あるいは導電性カーボンなどを用いることができる。
【００３８】
背面電極１２は、層内を全面覆うように構成されてもよく、また、層内に複数の電極をストライプ状に構成されてもよい。さらに、背面電極１２、透明電極１６は、複数の電極をストライプ状に構成し、背面電極１２の各ストライプ状の電極と透明電極１６のすべてのストライプ状の電極とが、それぞれねじれの位置の関係であり、かつ、背面電極１２の各ストライプ状の電極を発光面に投影したものと透明電極１６のすべてのストライプ状の電極を発光面に投影したものとがそれぞれ交わるように構成してもよい。この場合、背面電極１２の各ストライプ状の電極、および、透明電極１６の各ストライプ状の電極からそれぞれ選択した電極に電圧を印加することにより、所定位置を発光されるディスプレイを構成することが可能となる。なお、図２の構成においても同様である。
【００３９】
＜導電性ナノ粒子＞
本発明の実施の形態１に係る発光素子１０では、正極側の電極１２界面に導電性ナノ粒子２３が担持されている。さらに、実施の形態２に係る発光素子に示すように負極側の電極界面に導電性ナノ粒子２４が担持されていてもよい。この発光素子に使用される導電性ナノ粒子２３、２４は、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｕなどの金属材料粒子や、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ，ＩｎＺｎＯなどの酸化物粒子、カーボンナノチューブなどの炭素材料粒子などを用いることができる。導電性ナノ粒子２３の形状は、粒状、球状、柱状、針状、あるいは不定形等のいずれの形状であってもよい。導電性ナノ粒子２３の平均粒子径または平均長は、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。１ｎｍより小さいと、導電性が悪くなり、発光輝度が低下する。一方、２００ｎｍより大きいと、電極間の電気的導通が大きくなるが、導電経路に含まれない発光体粒子１４が多くなり、発光輝度、効率が大きく低下する。
【００４０】
カーボンナノチューブの生成は、気相合成法、プラズマ法などの方法で行われ、作製条件によって、カーボンナノチューブの電気特性や直径、長さなどを任意に変化させることが可能である。カーボンナノチューブは、正極側の電極界面に担持する場合は、ｐ型を使用することが好ましい。負極側の電極界面に担持する場合はｎ型を使用することが好ましい。ｐ型は、カーボンナノチューブにリンなどの５族元素を添加することで得られる。一方、ｎ型は、窒素などの３族元素を添加することで得られる。
【００４１】
＜発光層＞
発光層１３は、正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されている（図１、図３）。なお、この例に限られず、発光層１３は、有機バインダ４１中に発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とがそれぞれ分散して構成されていてもよい（図２、図４）。
【００４２】
＜発光体粒子＞
発光体粒子１４としては、光学バンドギャップが可視光の大きさを有する材料であれば、いずれも使用できる。具体的には第１３族−第１５族化合物半導体であるＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＳｂ等を用いることができる。特に、ＧａＮに代表される第１３族窒化物半導体が好ましい。また、これらの混晶（例えばＧａＩｎＮ等）であってもよい。さらに、伝導性を制御するために、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅ、Ｍｎからなる群より選択される１又は複数種の元素をドーパントとして含んでいてもよい。
【００４３】
また、ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの窒化物やＺｎＳｅやＺｎＳ、更にＺｎＳ、ＺｎＳｅ，ＧａＰ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＺｎＯを母体とし、母体のまま使用するか、あるいは添加剤として，Ａｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｌ、Ｔｂ，Ｌｉから一種以上選択される元素を添加した発光体粒子を用いることができる。また、ＺｎＳＳｅのような多元化合物やチオガレート系蛍光体も使用できる。
【００４４】
またさらに、発光体粒子１４内において、上記複数の組成が層状構造や偏析構造をなしていてもよい。発光体粒子１４の粒径は０．１μｍ〜１０００μｍの範囲内であればよく、０．５μｍ〜５００μｍの範囲内がより好ましい。
【００４５】
＜正孔輸送材料＞
次に、発光体粒子１４を分散させる媒体として、若しくは有機バインダ４１中に発光体粒子１４とともに分散させる正孔輸送材料１５について説明する。正孔輸送材料１５としては、有機正孔輸送材料と、無機正孔輸送材料とがある。正孔輸送材料１５にはホール移動度の高い材料が好ましい。
【００４６】
＜有機正孔輸送材料＞
この有機正孔輸送材料としては、下記の化学式６及び化学式７の構成要素を含むことが好ましい。
【化６】
2009072278.tif 000032
【化７】
2009072278.tif 000033
【００４７】
有機正孔輸送材料が上記の化学式６及び化学式７の構成要素を含むことによる効果は、発光体粒子１４に対して効率よく正孔を注入することであると考えられる。
【００４８】
さらに、この有機正孔輸送材料としては、下記の化学式８、化学式９、化学式１０のいずれかを構成要素として含んでもよい。
【化８】
2009072278.tif 000034
【化９】
2009072278.tif 000035
【化１０】
2009072278.tif 000036
【００４９】
また、有機正孔輸送材料としては、大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とがある。正孔輸送性を備える低分子系材料としては、Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ'−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体、特に日本国特許第２０３７４７５号に開示されたＱ１−Ｇ−Ｑ２構造のジアミン誘導体等が挙げられる。なお、Ｑ１及びＱ２は、別個に窒素原子及び少なくとも３個の炭素鎖（それらの少なくとも１個は芳香族のもの）を有する基である。Ｇは、シクロアルキレン基、アリーレン基、アルキレン基又は炭素−炭素結合からなる連結基である。また、これらの構造単位を含む多量体（オリゴマー）であってもよい。これらにはスピロ構造やデンドリマー構造を持つものが挙げられる。またさらに、非導電性ポリマーに低分子系の正孔輸送材料を分子分散させた形態も同様に可能である。分子分散系での具体例としては、ＴＰＤをポリカーボネート中に高濃度で分子分散させた例があり、そのホール移動度は１０−４から１０−５ｃｍ２／Ｖｓ程度である。
【００５０】
一方、正孔輸送性を備える高分子系材料としては、π共役ポリマーやσ共役ポリマー等があり、例えばアリールアミン系化合物等が組み込まれたものがある。具体的には、ポリ−パラ−フェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリチオフェン誘導体（ＰＡＴ誘導体）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ誘導体）、ポリアルキルフェニレン（ＰＤＡＦ）、ポリアセチレン誘導体（ＰＡ誘導体）、ポリシラン誘導体（ＰＳ誘導体）等が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、低分子系で正孔輸送性を示す分子構造を分子鎖中に組み込んだポリマーでもよく、これらの具体的な例としては、芳香族アミンを側鎖に有するポリメタクリルアミド（ＰＴＰＡＭＭＡ、ＰＴＰＤＭＡ）、芳香族アミンを主鎖に有するポリエーテル（ＴＰＤＰＥＳ，ＴＰＤＰＥＫ）等が挙げられる。中でも特に好適な例として、中でもポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓと極めて高いホール移動度を示す。他の具体例としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳやポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等がある。
またさらに、前述した正孔輸送材料を複数種混合して用いてもよい。また、光又は熱で架橋又は重合する架橋性又は重合性材料を含んでいてもよい。
【００５１】
＜無機正孔輸送性材料＞
無機正孔輸送性材料について説明する。無機正孔輸送性材料としては、透明または半透明であって、ｐ型伝導性を示す材料であればよい。好適なものとしては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、Ａｓ２Ｓｅ３等の半金属系半導体、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＯ、ＣｕＩ等の２元化合物半導体、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＣｕＩｎＳｅ２等のカルコパイライト型半導体、さらにこれらの混晶、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２等の酸化物半導体さらにこれらの混晶等が挙げられる。またさらに、伝導性を制御するために、これらの材料にドーパントを添加してもよい。
【００５２】
（変形例１）
図２は、実施の形態１の変形例１に係る発光素子１０ａの構成を示す概略断面図である。この発光素子１０ａは、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、発光層１３が、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とが分散して構成されている点で相違する。
【００５３】
＜有機バインダ＞
変形例における発光素子１０ａの発光層１３において、発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とをそれぞれ分散させる有機バインダ４１としては、樹脂溶液など正孔輸送材料１５と混合できる材料であれば使用可能である。
【００５４】
（実施例１）
本発明の実施例１として、塗布法によって図１の発光素子を得る方法を説明する。実施例として図１に示すような発光素子を作製した。
（ａ）まず、シリコン基板１１上に、スパッタ法によって背面電極としてＰｔ膜１２を約３００ｎｍ形成した。
（ｂ）次に、Ｐｔ膜１２の上に平均粒子径が１〜３ｎｍのＦｅナノ粒子を同じくスパッタ法で形成した。そして、基板を約８００℃まで加熱して炭化水素ガスをチャンバ内に導入して、導電性ナノ粒子としてカーボンナノチューブ２３を成長させた。得られたカーボンナノチューブは、直径が１〜１０ｎｍ、長さが５０ｎｍ〜1２０ｎｍであった。
（ｃ）次に、デュポン社製の樹脂溶液に正孔輸送材料１５としてテトラフェニルブタジエン系Ｔ７７０を７５重量％混入し、更に発光体粒子として、平均粒子径が５００〜１０００ｎｍのＧａＮ粒子１４を十分に混合させて発光体ペーストとした。
（ｄ）そして、作製した発光体ペーストを、上記カーボンナノチューブ２３を担持したＰｔ膜１２の上に塗布後、乾燥させた。塗布膜の厚さは約３０μｍであった。
（ｅ）対向する透明電極付き基板として、ガラス板上に透明導電膜であるＩＴＯ膜１６をスパッタ法で成膜した基板を使用した。ＩＴＯ膜１６の膜厚は約３００ｎｍであった。
（ｆ）続いて、ＩＴＯ膜１６面が、先ほどの発光体ペーストに接するように貼り付けた。
以上によって発光素子１０を得た。
【００５５】
評価は、背面電極１２と透明電極１６との間に直流電圧を印加して行った。また、輝度測定は、携帯型輝度計を用いて行った。その結果、直流電圧約５Ｖでオレンジ色発光を開始し、１５Ｖで発光輝度約３５００ｃｄ／ｍ２が得られた。
以上のように、本発明によれば、直流であって、低電圧で、高輝度の発光素子が得ることが可能である。
【００５６】
＜効果＞
本実施の形態１に係る発光素子１０、１０ａは、従来の発光素子よりも電荷注入性に優れ、高い輝度、長寿命を得ることができた。
【００５７】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る発光素子２０の構成を示す概略断面図である。この発光素子２０は、実施の形態１に係る発光素子と比較すると、負極側の電極界面にさらに別の導電性ナノ粒子２４を担持している点で相違する。この負極側の透明電極１６に担持された導電性ナノ粒子２４を介して、発光体粒子１４に電子を注入することができる。
【００５８】
（変形例２）
図４は、本発明の実施の形態２の変形例２の発光素子２０ａの構成を示す概略断面図である。この発光素子２０ａは、実施の形態２に係る発光素子２０と比較すると、発光層１３が、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と、正孔輸送材料１５とが分散して構成されている点で相違する。
【００５９】
（実施例２）
本発明の実施例２として、塗布法によって図３に示す発光素子２０を作製する方法について説明する。
（ａ）まず、シリコン基板１１上に、スパッタ法によって背面電極としてＰｔ膜１２を約３００ｎｍ形成した。
（ｂ）次に、Ｐｔ膜１２の上に平均粒子径が１〜３ｎｍのＦｅナノ粒子を同じくスパッタ法で形成した。そして、基板を約８００℃まで加熱して炭化水素ガスをチャンバ内に導入して、導電性ナノ粒子としてカーボンナノチューブ２３を成長させた。得られたカーボンナノチューブは、直径が１〜１０ｎｍ、長さが５０ｎｍ〜1２０ｎｍであった。
（ｃ）次に、デュポン社製の樹脂溶液に正孔輸送材料１５としてテトラフェニルブタジエン系Ｔ７７０を７５重量％混入し、更に発光体粒子として、平均粒子径が５００〜１０００ｎｍのＧａＮ粒子１４を十分に混合させて発光体ペーストとした。
（ｄ）そして、作製した発光体ペーストを上記カーボンナノチューブ２３を担持したＰｔ膜１２の上に塗布後乾燥させた。塗布膜の厚さは約３０μｍであった。
（ｅ）対向する透明電極付き基板は、ガラス板上に透明導電膜であるＩＴＯ膜１６をスパッタ法で成膜した基板を使用した。膜厚は約３００ｎｍであった。
（ｆ）次いで、導電性ナノ粒子としてＩＴＯナノ粒子２４を樹脂溶液に混入したものを、ＩＴＯ膜１６の表面にスピンコート法により塗布した。
（ｇ）続いて、表面にＩＴＯナノ粒子２４が担持されたＩＴＯ膜１６面が、先ほどの発光体ペーストに接するように貼り付けた。
以上によって発光素子２０を得た。
【００６０】
評価は、背面電極１２と透明電極１６との間に直流電圧を印加して行った。また、輝度測定は、携帯型輝度計を用いて行った。その結果、直流電圧約４Ｖでオレンジ色発光を開始し、１２Ｖで発光輝度約５０００ｃｄ／ｍ２が得られた。
以上のように、本発明によれば、直流、低電圧で、高輝度の発光素子が得ることが可能である。
（実施の形態３）
＜ＥＬ素子の概略構成＞
図５は、本実施の形態３に係る発光素子１０の構成を示す側面図である。この発光素子１０は、基板１１上に形成された第１の電極である電極１２と、第２の電極である透明導電膜１６との間に発光層１３を挟持している。発光層１３は、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と正孔輸送材料１５とが混合して分散されて構成されている。また、この発光素子１０では、正極側の電極１２の表面に、発光層１３に突出した正孔注入用のブラシ状電極２１が形成されていることを特徴とする。電極１２、１６間に電力が供給されると、電極１２および透明導電膜１６の間に電位差が生じ電圧が印加される。そして、電極１２から正孔が、透明導電膜１６から電子が発光体粒子１４に注入され、それらが再結合して発光する。本実施の形態３においては、電源として直流電源１７を用いている。
なお、上述の構成に限られず、電極１２および透明導電膜１６を入れ替える、電極１２および電極１６を両方とも透明な電極にする、または、電源を交流電源にする等、適宜変更が可能である。
また、この発光素子１０では、正極側の電極１２上にのみブラシ状電極２１を形成したが、これに限られず、図８のように、さらに負極側の電極１６上にも電子注入用のブラシ状電極２２を形成してもよい。
【００６１】
以下、この発光素子１０を構成する各構成部材について説明する。
＜基板＞
図５において、基板１１は、その上に形成する各層を支持できるものを用いる。具体的には、シリコン、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮなどのセラミック等、更にポリエステル、ポリイミド等のプラスチック基板を用いることができる。また、基板１１側から光を取り出す場合、発光体から発せられる光の波長に対し光透過性を有する材料であることが求められる。このような材料としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス、石英等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスや、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしたソーダライムガラスであってもよい。なお、これらは例示であって、基板１１の材料は特にこれらに限定されるものではない。
また、基板側から光を取り出さない構成の場合は、上述の光透過性は不要であり、透光性を有していない材料も用いることができる。
尚、図８に示すように、透明電極１６側に電子注入用のブラシ状電極２２を形成する場合は、サファイヤなどの透明かつ耐熱性基板に、酸化錫膜、膜厚３０ｎｍ以下のＰｔやＡｕ膜を形成して使用しても良い。
【００６２】
＜電極＞
なお、電極として、背面電極１２と透明電極１６とがあるが、上述の実施の形態１に係る背面電極１２と透明電極１６と実質的に同様であるので説明を省略する。
【００６３】
＜ブラシ状電極＞
本発明の実施の形態３に係る発光素子１０では、図５の側面図に示すように、正極側の電極１２上に発光層１３に突出するブラシ状電極２１を形成している。なお、図５は側面図であって、ブラシ状電極２１と発光体粒子１４とが単に重なって表示されているにすぎない。正極側のブラシ状電極２１の仕事関数は、４．０ｅＶ以上であることが好ましい。ブラシ状電極２１の一本の直径は、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあることが好ましく、さらに、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。また、長さは、０．０１μｍ〜５μｍの範囲が好ましく、０．０１μｍ〜３μｍの範囲がより好ましい。ブラシ状電極２１のサイズを選択することにより、ブラシ状電極２１に屈曲性が得られ、また上記長さを有することによって発光体粒子１４の大きさ、形状に分布があっても、発光体粒子１４の表面とブラシ状電極とを十分に接触させることが可能となり、正孔、電子の注入が有効に行われる。このブラシ状電極２１は、導電性ナノ粒子が担持されて形成されていてもよい。なお、この発光素子１０では正極側の電極１２上にのみブラシ状電極２１を形成しているが、これに限られず、変形例３に示すように、負極側の電極１６にも電子注入用のブラシ状電極２２を形成してもよい。
【００６４】
＜導電性ナノ粒子＞
このブラシ状電極２１に使用される導電性ナノ粒子は、Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃｕなどの金属材料粒子や、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ，ＩｎＺｎＯなどの酸化物粒子、カーボンナノチューブなどの炭素材料粒子などを用いることができる。導電性ナノ粒子の形状は、粒状、球状、柱状、針状、あるいは不定形等のいずれの形状であってもよい。導電性ナノ粒子２３の平均粒子径は、１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、さらに、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲がより好ましい。１ｎｍより小さいと、導電性が悪くなり、発光輝度が低下する。一方、２００ｎｍより大きいと、電極間の電気的導通が大きくなるが、導電経路に含まれない発光体粒子１４が多くなり、発光輝度、効率が大きく低下する。
【００６５】
カーボンナノチューブの生成は、気相合成法、プラズマ法などの方法で行われ、作製条件によって、カーボンナノチューブの電気特性や直径、長さなどを任意に変化させることが可能である。カーボンナノチューブは、正極側の電極界面に担持する場合は、ｐ型を使用することが好ましい。負極側の電極界面に担持する場合はｎ型を使用することが好ましい。ｐ型は、カーボンナノチューブにリンなどの５族元素を添加することで得られる。一方、ｎ型は、窒素などの３族元素を添加することで得られる。
【００６６】
＜発光層＞
発光層１３は、有機バインダ４１を媒体として、発光体粒子１４と正孔輸送材料１５とがそれぞれ分散して構成されている（図５）。なお、この例に限られず、変形例１のように、発光層１３は、正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されていてもよい（図６）。また、変形例２のように、発光層１３は、有機バインダ４１を媒体として、表面を正孔輸送材料１５で覆った発光体粒子が分散して構成されていてもよい（図７）。
【００６７】
＜有機バインダ＞
発光体粒子１４及び正孔輸送材料１５を分散させる有機バインダ４１は、正孔輸送材料１５と混合できる材料であればよく、樹脂溶液などを使用可能である。
【００６８】
＜発光体粒子＞
発光体粒子１４としては、光学バンドギャップが可視光の大きさを有する材料であれば、いずれも使用できる。具体的には第１３族−第１５族化合物半導体であるＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＳｂ等を用いることができる。特に、ＧａＮに代表される第１３族窒化物半導体が好ましい。また、これらの混晶（例えばＧａＩｎＮ等）であってもよい。さらに、伝導性を制御するために、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅ、Ｍｎからなる群より選択される１又は複数種の元素をドーパントとして含んでいてもよい。
【００６９】
また、ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮなどの窒化物やＺｎＳｅやＺｎＳ、更にＺｎＳ、ＺｎＳｅ，ＧａＰ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＳｒＳ、ＣａＳ、ＺｎＯを母体とし、母体のまま使用するか、あるいは添加剤として，Ａｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｌ、Ｔｂ，Ｌｉから一種以上選択される元素を添加した発光体粒子を用いることができる。また、ＺｎＳＳｅのような多元化合物やチオガレート系蛍光体も使用できる。
【００７０】
またさらに、発光体粒子１４内において、上記複数の組成が層状構造や偏析構造をなしていてもよい。発光体粒子１４の粒径は０．１μｍ〜１０００μｍの範囲内であればよく、０．５μｍ〜５００μｍの範囲内がより好ましい。
【００７１】
＜正孔輸送材料＞
次に、発光体粒子１４を分散させる媒体として、若しくは有機バインダ４１中に発光体粒子１４とともに分散させる正孔輸送材料１５について説明する。なお、変形例２の場合のように、正孔輸送材料１５は、発光体粒子１４の表面を覆うようにしてもよい。正孔輸送材料１５としては、有機正孔輸送材料と、無機正孔輸送材料とがある。正孔輸送材料１５にはホール移動度の高い材料が好ましい。
【００７２】
＜有機正孔輸送材料＞
この有機正孔輸送材料としては、実施の形態１に記載の上記化学式６及び化学式７の構成要素を含むことが好ましい。
【００７３】
有機正孔輸送材料が上記の化学式６及び化学式７の構成要素を含むことによる効果は、発光体粒子１４に対して効率よく正孔を注入することであると考えられる。
【００７４】
さらに、この有機正孔輸送材料としては、実施の形態１に記載の上記化学式８、化学式９、化学式１０のいずれかを構成要素として含んでもよい。
【００７５】
また、有機正孔輸送材料としては、大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とがある。これらの有機正孔輸送材料についても実施の形態１に記載のものと実質的に同様のものを用いることができるので説明を省略する。
【００７６】
＜無機正孔輸送性材料＞
無機正孔輸送性材料について説明する。この無機正孔輸送性材料についても実施の形態１に記載のものと実質的に同様のものを用いることができるので説明を省略する。
【００７７】
＜実施例１＞
本発明の実施例１として、塗布法によって図５の発光素子１０を得る方法を説明する。実施例として図５に示すような発光素子１０を作製した。
（ａ）まず、シリコン基板１１上にスパッタ法によって、背面電極１２としてＰｔ膜を約３００ｎｍの膜厚で形成した。
（ｂ）次に、Ｐｔ膜１２の上に平均粒子径が１〜３ｎｍのＦｅナノ粒子を同じくスパッタ法で形成した。そして、基板を約８００℃まで加熱して炭化水素ガスをチャンバ内に導入して、Ｆｅナノ粒子にカーボンナノチューブ２１を成長させた。得られたカーボンナノチューブは、直径が１〜１０ｎｍ、長さが０．５〜２μｍであり、電極であるＰｔ膜１２の面に対してほぼ垂直方向に成長したブラシ状であった。
（ｃ）次に、有機バインダ４１としてのデュポン社製の樹脂溶液に正孔輸送材料１５として、前記樹脂溶液に溶かしたテトラフェニルブタジエン系Ｔ７７０（商品名）を５０重量％混入し、更に発光体粒子として、平均粒子径が５００〜１０００ｎｍのＧａＮ粒子１４を十分に混合させて発光体ペーストとした。
（ｄ）そして、作製した発光体ペーストを、ブラシ状カーボンナノチューブ２１を形成した基板に塗布後乾燥させた。塗布膜の厚さは約３０μｍであった。
（ｅ）対向する透明電極１６付き基板は、ガラス上に透明導電膜１６であるＩＴＯをスパッタ法で成膜した基板を使用した。膜厚は約３００ｎｍであった。
（ｆ）続いて、発光体ペーストを乾燥させた後、ＩＴＯ面が発光体ペーストに接するように貼り付けた。
以上によって発光素子１０を得た。
【００７８】
評価は、背面電極１２と透明電極１６との間に直流電圧を印加して行った。また、輝度測定は、携帯型輝度計を用いて行った。その結果、直流電圧約４Ｖでオレンジ色発光を開始し、１２Ｖで発光輝度約５０００ｃｄ／ｍ２が得られた。
以上のように、本発明によれば、直流、低電圧で、高輝度の発光素子が得ることが可能である。
【００７９】
＜効果＞
本実施例１に係る発光素子は、従来の発光素子よりも耐食性、耐酸化性に優れ、高い輝度、長寿命を得ることができた。
【００８０】
（変形例１）
図６は、実施の形態３の変形例１に係る発光素子２０の構成を示す概略断面図である。この発光素子２０は、実施の形態３に係る発光素子１０と比較すると、発光層１３が、正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されている点で相違する。
【００８１】
（変形例２）
図７は、実施の形態３の変形例２に係る発光素子３０の構成を示す側面図である。この発光素子３０は、実施の形態３に係る発光素子１０と比較すると、発光層１３が、有機バインダ４１を媒体として、表面を正孔輸送材料１５で覆った発光体粒子１４が分散して構成されている点で相違する。
【００８２】
（変形例３）
図８は、実施の形態３の変形例３に係る発光素子４０の構成を示す側面図である。この発光素子４０は、実施の形態３の変形例１に係る発光素子２０と同様に発光層１３が正孔輸送材料１５を媒体として、発光体粒子１４が分散して構成されている。また、この発光素子４０は、負極側の電極１６上にもブラシ状電極２２を形成していることを特徴とする。負極側の電極１６上に形成されたブラシ状電極２２によって発光層１３に電子注入を効率的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の発光素子は、高い発光輝度を有するので、ＬＣＤのバックライト、照明、ディスプレイ等に利用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０、２０、３０、４０  発光素子
１１  基板
１２  背面電極
１３  発光層
１４  発光体粒子
１５  正孔輸送材料
１６  透明電極
１７  電源
２１、２２  ブラシ状電極
２３  導電性ナノ粒子、導電性ナノ粒子Ａ
２４  導電性ナノ粒子Ｂ
４１  有機バインダ
１００  発光素子
１０１  基板
１０２  第一電極
１０３  発光層
１０４  絶縁体層
１０５  第二電極
１０６  交流電源
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は発光体粒子が分散されて構成されており、
前記発光層と、前記電極のうち一方の電極との界面に導電性ナノ粒子が介在していることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記電極の一方の電極界面には導電性ナノ粒子が担持されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記電極のうち正極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記正極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が４．５ｅＶ以上であることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記電極のうち負極側の電極に導電性ナノ粒子が担持されていることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項６】
前記負極側の電極界面に担持された前記導電性ナノ粒子は、仕事関数が３．５ｅＶ未満であることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
少なくとも一方が透明又は半透明である一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
を備え、
前記発光層は、発光体粒子が分散されて構成されており、
前記一対の電極の少なくとも一方の電極は、前記発光層に向かって突出するブラシ状電極が形成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項８】
前記ブラシ状電極は、正極側の電極に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項９】
正極側の電極に設けられた前記ブラシ状電極の仕事関数は、４．５ｅＶ以上であることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記ブラシ状電極は、長さが０．０１μｍ〜５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記ブラシ状電極は、前記電極上に導電性ナノ粒子が担持されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記導電性ナノ粒子は、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕからなる群から選ばれる少なくとも一の金属微粒子を含むことを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記導電性ナノ粒子は、酸化インジウムスズ、ＺｎＯ、ＩｎＺｎＯからなる群から選ばれる少なくとも一の酸化物微粒子を含むことを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記導電性ナノ粒子は、フラーレン、カーボンナノチューブの群から選ばれる少なくとも一の炭素物質の微粒子を含むことを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記導電性ナノ粒子の平均粒子径は、１〜２００ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１から６、１１のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１６】
前記発光層は、正孔輸送材料を媒体として、複数の発光体粒子が分散されて構成されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記発光層は、有機バインダを媒体として、正孔輸送材料と、複数の発光体粒子が分散されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記発光層は、有機バインダを媒体として、表面を正孔輸送材料で覆った発光体粒子が分散されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記正孔輸送材料は、有機物からなる有機正孔輸送材料を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記有機正孔輸送材料は、下記の化学式１及び化学式２の構成要素を含有することを特徴とする請求項１９に記載の発光素子。
【化１】
2009072278.tif 000037
【化２】
2009072278.tif 000038
【請求項２１】
前記有機正孔輸送材料は、さらに下記の化学式３、化学式４、化学式５からなる群の少なくとも一つの構成要素を含むことを特徴とする請求項２０に記載の発光素子。
【化３】
2009072278.tif 000039
【化４】
2009072278.tif 000040
【化５】
2009072278.tif 000041
【請求項２２】
前記正孔輸送材料は、無機物からなる無機正孔輸送材料を含むことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項２３】
前記発光体粒子は、第１３族−第１５族化合物半導体からなる粒子を含むことを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項２４】
前記発光体粒子は、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎのうち少なくとも一種類の元素を含む窒化物半導体粒子であることを特徴とする請求項２３に記載の発光素子。
【請求項２５】
前記発光体粒子は、粒子の平均粒径が０．１μｍ〜１０００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項２３に記載の発光素子。
【請求項２６】
前記発光体粒子は、窒化物、硫化物、セレン化物、酸化物からなる発光材料から選択されることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載の発光素子。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009072278.tif 000042
【図２】
2009072278.tif 000043
【図３】
2009072278.tif 000044
【図４】
2009072278.tif 000045
【図５】
2009072278.tif 000046
【図６】
2009072278.tif 000047
【図７】
2009072278.tif 000048
【図８】
2009072278.tif 000049
【図９】
2009072278.tif 000050
【国際調査報告】
2009072278.tif 000051
2009072278.tif 000052
2009072278.tif 000053
2009072278.tif 000054
2009072278.tif 000055
2009072278.tif 000056