(57)【要約】【課題】製造コストを低減することが可能な無機電界発光素子を提供する【解決手段】陽極１１と陰極１４との間に、発光層１３および正孔輸送層１２を設ける。発光層１３は、ドナー不純物およびアクセプタ不純物をそれぞれ含有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いて構成されている。正孔輸送層１２は、オキシカルコゲナイド結晶系の半導体を用いて構成されている。従来のように交流の高電界（高電圧）を印加する必要がなくなり、直流の低電界（低電圧）による発光動作が実現される。したがって、高電界の交流電源のためのインバータ等も不要となる。【選択図】図１
2011119076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極および陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた発光層および正孔輸送層と
を備え、
前記発光層は、ドナー不純物およびアクセプタ不純物をそれぞれ含有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いて構成され、
前記正孔輸送層は、オキシカルコゲナイド結晶系半導体を用いて構成されている
無機電界発光素子。
【請求項２】
前記ＩＩ−ＶＩ族半導体に対して、殻内電子遷移を用いた局在型の発光中心として、マンガン（Ｍｎ）イオンまたは希土類イオンが添加されている
請求項１に記載の無機電界発光素子。
【請求項３】
前記ＩＩ−ＶＩ族半導体が、硫化亜鉛（ＺｎＳ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）である
請求項１または請求項２に記載の無機電界発光素子。
【請求項４】
前記ドナー不純物が、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）およびアスタチン（Ａｔ）のうちの少なくとも１つの元素を含み、
前記アクセプタ不純物が、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）のうちの少なくとも１つの元素を含む
請求項１または請求項２に記載の無機電界発光素子。
【請求項５】
前記発光層が、多結晶膜または単結晶膜である
請求項１または請求項２に記載の無機電界発光素子。
【請求項６】
前記陽極、前記正孔輸送層、前記発光層および前記陰極の順に上層へ向けて積層されており、
前記陽極が、前記発光層から発せられた光に対して透過性を有する材料により構成され、
前記陰極が、前記発光層から発せられた光に対して反射性を有する材料により構成されている
請求項１または請求項２に記載の無機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極と陰極との間に無機材料からなる発光層を有する無機電界発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence；ＥＬ）を利用した有機電界発光素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層や発光層等を積層させた有機層を設けた積層構造を有している。この有機電界発光素子は、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
その一方で、従来より、無機材料を用いた無機電界発光素子（いわゆる無機ＥＬ素子）についても、種々のものが存在している（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】小林洋志著、「発光の物理」、朝倉書店、ｐ．１４７−ｐ．１５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の無機電界発光素子は、ホットキャリア励起型と呼ばれる発光原理のものであったため、以下の理由により、交流の高電界（高電圧）を印加する必要が生じていた。すなわち、このタイプの無機電界発光素子では、発光層の両側に絶縁層を設けると共に、これらの絶縁層内にホットキャリアを誘起して発光中心を励起する必要があるため、上記のような交流の高電界の印加が必要であった。したがって、このような高電界の交流電源のためのインバータ等を設ける必要も生じ、製造コストが増大してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、製造コストを低減することが可能な無機電界発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の無機電界発光素子は、陽極および陰極と、これらの陽極と陰極との間に設けられた発光層および正孔輸送層とを備えたものである。ここで、上記発光層は、ドナー不純物およびアクセプタ不純物をそれぞれ含有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いて構成されている。また、上記正孔輸送層は、オキシカルコゲナイド結晶系半導体を用いて構成されている。
【０００８】
本発明の無機電界発光素子では、陽極と陰極との間に直流電圧（電界）が印加されると、陽極から正孔輸送層を介して発光層内へ正孔（ホール）が注入されると共に、陰極から発光層内へ電子が注入される。この際、発光層内の正孔および電子はそれぞれ、バンド障壁によって、発光層と正孔輸送層との界面付近に局在するようになる。そして、これらの正孔および電子の対によって励起子が生成されると共に、この励起子がドナー順位およびアクセプタ順位にそれぞれ落ち込むことにより、発光層から発光がなされる。すなわち、従来のホットキャリア励起型の無機電界発光素子のような発光層の両側の絶縁層が不要となるため、交流の高電界（高電圧）を印加する必要もなくなり、直流の低電界（低電圧）による発光動作が実現される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無機電界発光素子によれば、陽極と陰極との間に、上記した各半導体を用いた発光層および正孔輸送層を設けるようにしたので、従来のように交流の高電界（高電圧）を印加する必要がなくなり、直流の低電界（低電圧）による発光動作を実現することができる。よって、高電界の交流電源のためのインバータ等が不要となり、製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した無機電界発光素子のエネルギーバンド構造の一例を表す特性図である。
【図３】図１に示した無機電界発光素子の基本動作を説明するための断面図である。
【図４】比較例に係る無機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図５】図４に示した無機電界発光素子におけるエネルギーバンド構造および発光原理について説明するための特性図である。
【図６】図１に示した無機電界発光素子の発光原理について説明するための特性図である。
【図７】変形例に係る無機電界発光素子の構成を表す断面図である。
【図８】図７に示した無機電界発光素子におけるエネルギーバンド構造および発光原理について説明するための特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（ドナー，アクセプタ不純物を含有する化合物半導体からなる発光層と、オキシカルコゲナイド結晶系を用いた正孔輸送層とを備えた無機電界発光素子の例）
２．変形例    （発光層内に、殻内電子遷移を用いた局在型の発光中心となるイオンを添加した場合の例）
【００１２】
＜１．実施の形態＞
［無機電界発光素子１の構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係る無機電界発光素子（無機電界発光素子１）の断面構成を表すものである。この無機電界発光素子（無機ＥＬ素子）１は、透明基板１０上に、陽極１１、正孔輸送層１２、発光層１３および陰極１４をこの順に備えている。ここでは、発光層１３から発せられる光（以下、発光光という）が陽極１１側から取り出される下面発光型（いわゆるボトムエミッション型）の無機電界発光素子の場合について説明する。
【００１３】
透明基板１０は、例えば（石英）ガラスなどの可視光に対して透明な材料により構成されている。
【００１４】
陽極１１は、発光層１３に対して電界（電圧）を印加するための一方の電極であり、光透過性の材料（発光層１３からの発光光に対して透過性を有する材料）により構成されている。これにより、発光層１３からの発光光と、後述する陰極１４の表面において反射した発光光とがそれぞれ、陽極１１側から外側へ取り出されるようになっている。この陽極１１は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウム錫）などの、仕事関数が比較的大きい材料（正孔を注入し易い材料）により構成されている。
【００１５】
正孔輸送層１２は、陽極１１において生じた正孔を発光層１３へ効率よく注入する（正孔注入率を高める）ためのものである。本実施の形態では、この正孔輸送層１２は、オキシカルコゲナイド結晶系の半導体を用いて構成されている。このオキシカルコゲナイド結晶系の半導体では、エネルギーギャップ（後述するエネルギーギャップＥｇ１）が約３ｅｖ以上となっており、透明材料かつ導電率も良好な材料である。また、元々ｐ型の半導体としての特性を示すことから、不純物を添加してキャリアドープを行う必要がなく、利便性の良い材料でもある。このようなオキシカルコゲナイド結晶系の半導体としては、例えばＬａＣｕＯＸ（Ｘ＝Ｓ（硫黄），Ｓｅ（セレン），Ｔｅ（テルル）のうちの少なくとも１種）などが挙げられる。
【００１６】
発光層１３は、電界（電圧）をかけることにより、陽極１１側から注入された正孔の一部と、陰極１４側から注入された電子の一部とを利用して光を発生する層であり、多結晶膜または単結晶膜により構成されている。この発光層１３は、ドナー不純物およびアクセプタ不純物をそれぞれ含有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いて構成されている。言い換えると、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体は、少なくとも１種類のドナー順位と、少なくとも１種類のアクセプタ準位とを有している。
【００１７】
このようなＩＩ−ＶＩ族半導体としては、例えば、硫化亜鉛（ＺｎＳ）および酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが挙げられる。また、上記したドナー不純物としては、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）およびアスタチン（Ａｔ）のうちの少なくとも１つの元素が挙げられる。一方、アクセプタ不純物としては、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）のうちの少なくとも１つの元素が挙げられる。
【００１８】
陰極１４は、発光層１３に対して電界（電圧）を印加するための他方の電極であり、例えばＭｇＡｇ（マグネシウム・銀）合金などの、仕事関数が比較的小さい材料（電子を注入し易い材料）により構成されている。この陰極１４はまた、発光層１３からの発光光に対して高い反射性を有する材料により構成されていることが望ましい。これにより、発光層１３からの発光光を表面において反射し、陽極１１側へと導くことができるからである。
【００１９】
（エネルギーバンド構造）
ここで、図２を参照して、無機電界発光素子１のエネルギーバンド構造について説明する。図２は、無機電界発光素子１のエネルギーバンド構造の一例を表したものである。
【００２０】
この無機電界発光素子１では、正孔輸送層１２におけるエネルギーギャップＥｇ１と電子親和力χ１との和（Ｅｇ１＋χ１）が、発光層１３におけるエネルギーギャップＥｇ２と電子親和力χ２との和（Ｅｇ２＋χ２）よりも小さくなるように設定されている。すなわち、（Ｅｇ１＋χ１）＜（Ｅｇ２＋χ２）となっている。また、それとともに、正孔輸送層１２における電子親和力χ１が、発光層１３における電子親和力χ２よりも小さくなるように設定されている。すなわち、χ１＜χ２となっている。なお、図中の「φａ」，「φｃ」はそれぞれ、陽極１１における仕事関数および陰極１４における仕事関数を示し、「Ｅｄ」，「Ｅａ」はそれぞれ、発光層１３におけるドナー順位およびアクセプタ準位を示し、「ｅ」，「ｈ」はそれぞれ、電子および正孔を模式的に示している。
【００２１】
ここで、例えば、陽極１１をＩＴＯ、正孔輸送層１２をＬａＣｕＯＳ、発光層１３をＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ、陰極１４をＭｇＡｇ合金とした場合、図中に示した各パラメータの値は、一例として以下のようになる。
陽極１１：        φａ＝５．０〜５．５ｅＶ
正孔輸送層１２：  Ｅｇ１＝３．１ｅＶ、χ１＝３．４ｅＶ、
（Ｅｇ１＋χ１）＝６．５ｅＶ
発光層１３：      Ｅｇ２＝３．６ｅＶ、χ２＝３．９ｅＶ、
（Ｅｇ２＋χ２）＝７．５ｅＶ
陰極１４：        φｃ＝約３．７ｅＶ
【００２２】
［無機電界発光素子１の製造方法］
このような無機電界発光素子１は、例えば、以下のように製造することができる。
【００２３】
まず、前述した材料からなる透明基板１０上に、前述した材料からなる陽極１１を、例えば蒸着法やスパッタリング法などを用いて、例えば１００ｎｍ程度の厚みで形成する。次いで、この陽極１１上に、前述したオキシカルコゲナイド結晶系の半導体からなる正孔輸送層１２を、例えばＰＬＤ（Pulsed Laser Deposition）法などを用いて、例えば１００ｎｍ程度の厚みで形成する。
【００２４】
そののち、この正孔輸送層１２上に、例えば１μｍ程度の厚みで発光層１３を形成する。具体的には、前述したＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対して前述したドナー不純物およびアクセプタ不純物をそれぞれ含有してなるタブレットをターゲットにして、例えばスパッタ法やＰＬＤ法などを用いて形成する。
【００２５】
そして、このようにして形成した発光層１３上に、前述した材料からなる陰極１４を、例えば蒸着法やスパッタリング法などを用いて、例えば１００ｎｍ程度の厚みで形成する。以上により、図１に示した無機電界発光素子１が完成する。
【００２６】
［無機電界発光素子１の作用・効果］
続いて、本実施の形態の無機電界発光素子１の作用および効果について説明する。
【００２７】
（基本動作）
この無機電界発光素子１では、図３に示したように、陽極１１と陰極１４との間に直流電源２により直流電圧Ｖｄｃが印加され、発光層１３に直流電界がかかると、正孔および電子がそれぞれ、発光層１３内へ注入される。具体的には、陽極１１から正孔輸送層１２を介して発光層１３内へ正孔が注入されると共に、陰極１４から発光層１３内へ電子が注入される。このようにして陽極１１側から移動してきた正孔と、陰極１４側から移動してきた電子とに基づき、後述するようにして発光層１３において、光が発せられる。この発光層１３からの発光光と、陰極１４の表面で反射されたこの発光光とが、発光光Ｌ１として陽極１１を透過し、外部へ射出される。
【００２８】
（特徴的部分の作用）
次に、図１〜３に加えて図４〜図６を参照して、本実施の形態の無機電界発光素子１の特徴的部分の作用について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
【００２９】
（比較例）
図４は、比較例に係る従来の無機電界発光素子（無機電界発光素子１０１）の断面構成を表したものであり、図５は、この無機電界発光素子１０１におけるエネルギーバンド構造および発光原理について表したものである。
【００３０】
図４に示したように、無機電界発光素子１０１では、透明基板１０上に、陽極１１、絶縁層１０５Ａ、発光層１０３、絶縁層１０５Ｂおよび陰極１４をこの順に備えている。絶縁層１０５Ａ，１０５Ｂはそれぞれ、無機電界発光素子１０１自身の絶縁破壊を防ぎ、発光層１０３に対して交流の高電界（例えば、２×１０6Ｖ／ｃｍ程度）を安定して印加するためのものである。これらの絶縁層１０５Ａ，１０５Ｂはそれぞれ、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）や窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）などにより構成されており、それらの厚みは０．２〜０．３μｍ程度である。発光層１０３は、主にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いて構成されており、その厚みは０．５〜１μｍ程度である。
【００３１】
この無機電界発光素子１０１では、図４に示したように、陽極１１と陰極１４との間に交流電源１０２によって交流電圧Ｖａｃ（通常はパルス電圧）が印加され、発光層１０３に対して前述した交流の高電界がかかると、以下のようにして発光動作がなされる。そして、この発光層１０３からの発光光と、陰極１４の表面で反射されたこの発光光とが、発光光Ｌ１０１として陽極１１を透過し、外部へ射出される。
【００３２】
まず、例えば図５に示したように、陰極１４側の絶縁層１０５Ｂと発光層１０３との界面準位から、発光層１０３側へ電子ｅが放出される。次いで、発光層１０３内の高電界によってこの電子ｅが加速されることにより、ホットキャリア（ホットエレクトロン）が生成される。そして、このホットエレクトロンによって発光層１０３における発光中心が励起されることにより、その後の緩和過程において、発光層１０３から発光光Ｌ１０１が放出される。なお、その後は、陽極１１側の絶縁層１０５Ａと発光層１０３との界面準位において電子ｅが捕獲される。そして、陽極１１と陰極１４との間に逆方向の高電界が印加されると、逆方向で同様の発光動作がなされることになる。
【００３３】
ところが、この無機電界発光素子１０１は、ホットキャリア励起型と呼ばれる発光原理のものであることから、上記したように交流の高電界（高電圧）を印加する必要がある。したがって、このような高電界の交流電源（交流電源１０２）のためのインバータ等（図示せず）を設ける必要も生じ、製造コストが増大してしまう。
【００３４】
（本実施の形態）
これに対して、本実施の形態の無機電界発光素子１では、図１〜図３に示したような断面構成およびエネルギーバンド構造と、前述した材料とからなる各層（陽極１１、正孔輸送層１２、発光層１３および陰極１４）が設けられている。これにより、この無機電界発光素子１では、以下のようにして発光動作がなされる。
【００３５】
すなわち、図６（Ａ）に示したように、まず、陽極１１から正孔輸送層１２を介して発光層１３内へ注入された正孔ｈと、陰極１４から発光層１３内へ注入された電子ｅとがそれぞれ、発光層１３と正孔輸送層１２との界面付近に局在するようになる。これは、これら正孔輸送層１２と発光層１３との間のバンド障壁によってなされる。
【００３６】
次いで、図６（Ａ）中の符号Ｐ１で示したように、これらの正孔ｈおよび電子ｅの対によって、励起子が生成される。そして、図６（Ａ），（Ｂ）中の符号Ｐ２で示したように、この励起子がドナー順位Ｅｄおよびアクセプタ順位Ｅａにそれぞれ落ち込むことにより、発光層１３から発光光Ｌ１が放出される。このようにして、ドナー準位Ｅｄ，アクセプタ準位Ｅａ間が効率的に再結合される。なお、この際の発光光Ｌ１の色（波長領域）は、前述したＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の種類や、ドナー不純物およびアクセプタ不純物の種類などに依存しており、一例として以下のものが挙げられる。
ＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ  ……青色〜緑色の波長領域
【００３７】
このようにして本実施の形態の無機電界発光素子１では、上記比較例の無機電界発光素子１０１のような発光層１０３の両側の絶縁層１０５Ａ，１０５Ｂが不要となるため、交流の高電界（高電圧）を印加する必要もなくなる。これにより、この無機電界発光素子１では、直流の低電界（低電圧；発光層１３のバンドギャップＥｇ２＝３．０〜４．０Ｖ程度）による発光動作が実現される。
【００３８】
以上のように本実施の形態では、陽極１１と陰極１４との間に、上記した各半導体を用いた発光層１３および正孔輸送層１２を設けるようにしたので、従来のように交流の高電界（高電圧）を印加する必要がなくなり、直流の低電界（低電圧）による発光動作を実現することができる。よって、高電界の交流電源のためのインバータ等が不要となり、製造コストを低減することが可能となる。
【００３９】
また、簡便かつ安価に製造することができると共に、プロセス耐性も高くすることができる。具体的には、オキシカルコゲナイド結晶系の半導体（酸化物）からなる正孔輸送層１２を用いているため、熱（約１０００℃以上）を与えても変性しにくくすることができる。また、安定に高効率な発光をする発光素子を得ることができる。
【００４０】
更に、例えば蒸着法等を用いて、面内均一性の高い発光動作が可能な発光素子を大面積で得ることができる。また、従来と比べて発光層の膜厚を薄くすることができ（界面発光であるため、ナノオーダーの薄さとすることができる）、また完全拡散面に近い発光源であるため、輝度やコントラストの視角依存性を低く抑えることが可能となる。
【００４１】
加えて、全固体素子であるため、有機電界発光素子と比べて振動や衝撃に対する強度を高くすることができる。
【００４２】
＜２．変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４３】
［無機電界発光素子１Ａの構成］
図７は、変形例に係る無機電界発光素子（無機電界発光素子１Ａ）の断面構成を表すものである。この無機電界発光素子１Ａは、透明基板１０上に、陽極１１、正孔輸送層１２、発光層１３Ａおよび陰極１４をこの順に備えている。すなわち、本変形例の無機電界発光素子１Ａは、上記実施の形態の無機電界発光素子１において、発光層１３の代わりに発光層１３Ａを設けるようにしたものに対応しており、他の構成は同様となっている。
【００４４】
発光層１３Ａは、上記実施の形態で説明した発光層１３を構成するＩＩ−ＶＩ族半導体に対して、前述したドナー不純物およびアクセプタ不純物に加え、以下の発光中心が添加されたものとなっている。具体的には、ＩＩ−ＶＩ族半導体に対し、殻内電子遷移を用いた局在型の発光中心として、マンガン（Ｍｎ）イオンまたは希土類イオンが添加されている。このようなイオンとしては、例えば、Ｍ2+，Ｓｍ3+などが挙げられる。なお、発光層１３Ａを構成する材料の一例としては、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ：Ｍｎ2+などが挙げられる。
【００４５】
［無機電界発光素子１Ａの作用・効果］
本変形例の無機電界発光素子１Ａでは、図７に示したように、陽極１１と陰極１４との間に直流電源２により直流電圧Ｖｄｃが印加され、発光層１３Ａに直流電界がかかると、基本的には上記実施の形態と同様にして、発光動作がなされる。
【００４６】
ただし、この無機電界発光素子１Ａでは、上記実施の形態と同様にして得られた発光光Ｌ１（例えば、青色〜緑色の波長領域）に基づき、以下のようにして、発光光Ｌ２（例えば、黄橙色の波長領域）が得られる。
【００４７】
すなわち、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、まず、上記実施の形態と同様にして発光層１３から発光光Ｌ１が放出される。すると、この発光光Ｌ１（の一部）は、上記した殻内電子遷移を用いた局在型の発光中心としてのイオン（ここでは、マンガンイオンＭｎ2+）におけるｄ軌道における励起・緩和過程に寄与するようになる。具体的には、まず、発光光Ｌ１によって、配位子場により軌道分裂してなるＭｎ2+のｔ2g軌道からｅg軌道へと、電子が励起遷移する。そして、その緩和過程（ｅg軌道からｔ2g軌道への緩和過程）において発光光Ｌ２が放出され、外部へと射出される。
【００４８】
以上のように本変形例では、ＩＩ−ＶＩ族半導体に対し、ドナー不純物およびアクセプタ不純物に加えて、殻内電子遷移を用いた局在型の発光中心としてのイオンを添加してなる発光層１３Ａを設けるようにしたので、互いに異なる波長領域（色）の２種類の発光光Ｌ１（励起光），Ｌ２（緩和光）を得ることができる。よって、例えばこれらの発光光Ｌ１，Ｌ２が混成することにより、最終的に擬似白色光を得ることも可能となる。
【００４９】
なお、発光光Ｌ２の色（波長領域）は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の種類、ドナー不純物およびアクセプタ不純物の種類、ならびに上記した殻内電子遷移を用いた局在型の発光中心としてのイオンの種類などに依存しており、例えば以下のようなものが挙げられる。
ＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ：Ｍｎ2+  ……黄橙色の波長領域
ＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ：Ｓｍ3+  ……赤色の波長領域
ＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ：Ｔｂ3+  ……緑色の波長領域
ＺｎＳ：Ｃｕ：Ｃｌ：Ｔｍ3+  ……青色の波長領域
【００５０】
（その他の変形例）
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、上記実施の形態等では、陽極１１、正孔輸送層１２、発光層１３，１３Ａおよび陰極１４をそれぞれ単層で形成する場合について説明したが、各層を複数層で形成する（多層構造とする）ようにしてもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【００５３】
更に、上記実施の形態等では、下面発光型の無機電界発光素子について説明したが、この場合には限られず、上面発光型（いわゆるトップエミッション型）としてもよい。この場合にも、上記実施の形態と同様に、基板（不透明基板でもよい）上に、陽極、正孔輸送層、発光層および陰極をこの順で積層させればよい。ただし、この場合には上記実施の形態とは逆に、陽極を反射電極とし、陰極を透明電極とする必要がある。このような構成の上面発光型の無機電界発光素子においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００５４】
本発明の無機電界発光素子では、上記したように、発光層の構成材料によって種々の色（波長領域）の発光光を得ることができる。したがって、本発明の無機電界発光素子は、例えばフルカラーのディスプレイ（表示パネル）やバックライト（光源装置）、照明機器などに適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ…無機電界発光素子（無機ＥＬ素子）、１０…透明基板、１１…陽極（透明電極）、１２…正孔輸送層、１３，１３Ａ…発光層、１４…陰極（反射電極）、２…直流電源、Ｅｇ１，Ｅｇ２…エネルギーギャップ、χ１，χ２…電子親和力、φａ，φｃ…仕事関数、Ｅｄ…ドナー準位、Ｅａ…アクセプタ準位、ｅ…電子、ｈ…正孔（ホール）、Ｖｄｃ…直流電圧、Ｌ１，Ｌ２…発光光。
【図１】
2011119076.tif 000003
【図２】
2011119076.tif 000004
【図３】
2011119076.tif 000005
【図４】
2011119076.tif 000006
【図５】
2011119076.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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