(57)【要約】【課題】寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、寿命の長い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。【解決手段】第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第１の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られる発光素子を提供する。【選択図】図１
2008166746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記正孔輸送性の有機化合物と前記電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は同じ化合物であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、
前記電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記正孔輸送性の有機化合物と前記電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は同じ化合物であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と前記電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と前記電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物と前記電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は同じ化合物であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
【請求項４】
第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記正孔輸送性の有機化合物と前記電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
【請求項５】
第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、
前記電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記正孔輸送性の有機化合物と前記電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は同じ化合物であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と前記電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と前記電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物と前記電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は同じ化合物であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
【請求項８】
表示部を有し、
前記表示部は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流励起型の発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用し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物質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、発光性の物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、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。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、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。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって大きく分けられる。
【０００６】
発光性の物質が有機化合物である場合、発光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。
【０００７】
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。
【０００８】
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
【０００９】
例えば、特許文献１では、電極間の有機機能層全体にゲスト物質を分散させることにより、電子および正孔の注入再結合発光機会を増加させた発光素子について記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の発光素子は、寿命については記載されていない。
【００１０】
発光性の有機化合物を用いた発光素子は、発光性の無機化合物を用いた発光素子に比べ、低電圧での駆動が可能であるが、素子の寿命が短いという問題を有しており、発光素子のさらなる長寿命化が望まれている。
【特許文献１】特開平６−１５８０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記問題に鑑み、本発明は、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、寿命の長い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、発光素子における発光層の実質的な発光領域を、該発光層の中央付近に制御することを要旨としている。すなわち、発光領域を、発光層と正孔輸送層の界面や発光層と電子輸送層の界面でなく、発光層の中央付近となるように、キャリア輸送特性の異なる層を組み合わせて発光層を構成するものである。
【００１３】
よって、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は同じ化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１４】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は同じ化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１５】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は同じ化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１６】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は同じ化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１７】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は同じ化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１８】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物と電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は高分子化合物であり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は同じ化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１９】
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、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）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。
【００２０】
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面ではなく、発光層の中央付近に発光領域が形成されているため、素子の劣化が少ない。つまり、発光輝度の経時変化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。
【００２２】
また、本発明の発光素子を、発光装置および電子機器に適用することにより、寿命の長い発光装置および電子機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００２５】
（実施の形態１）
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。
【００２６】
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。
【００２７】
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第２の電極１０４と、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０４は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０２の方が第２の電極１０４よりも電位が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
【００２８】
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、発光素子を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。
【００２９】
第１の電極１０２としては、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、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（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。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、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）等が挙げられる。
【００３０】
また、第１の電極と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には、第１の電極として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、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。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ等）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第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等）、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を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００３１】
ＥＬ層１０３は、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と、本実施の形態で示す発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、発光層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。図１では、一例として、第１の電極１０２、正孔輸送層１１２、発光層１１１、電子輸送層１１３、第２の電極１０４が順に積層した構成を示している。
【００３２】
第１の電極１０２と正孔輸送層１１２との間に正孔注入層を設けてもよい。正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物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（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
【００３３】
また、正孔注入層として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００３４】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。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。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００３５】
例えば、芳香族アミン化合物としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、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（略称：ＴＤＡＴＡ）、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等を用いることができる。また、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００３６】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００３７】
また、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【００３８】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００３９】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００４０】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）
等の高分子化合物を用いることもできる。
【００４１】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、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（略称：ＴＤＡＴＡ）、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。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、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、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。
【００４２】
また、正孔輸送層として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【００４３】
発光層１１１は、発光性の高い物質を含む層である。本発明の発光素子において、発光層は、第１の層１２１と第２の層１２２を有する。第１の層１２１は、第１の有機化合物と正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層１２２は、第１の有機化合物と電子輸送性の有機化合物を有する。第１の層は、第２の層の第１の電極側、つまり、陽極側に接して設けられている。
【００４４】
第１の有機化合物と第２の有機化合物は、発光性の高い物質であり、種々の材料を用いることができる。具体的には、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、｛２−（１，１−ジメチルエチル）−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４，４’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイル）ビス｛Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアニリン｝（略称：ＹＧＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルスチルベン−４−アミン（略称：ＹＧＡＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、ペリレン、ルブレン、１，３，６，８−テトラフェニルピレン等を用いることができる。
【００４５】
第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質である。第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質である。
【００４６】
ここで、図１０に図１で示した本発明の発光素子のバンド図の一例を示す。図１０において、第１の電極１０２から注入された正孔は、第１の層１２１に注入される。第１の層１２１に注入された正孔は、第１の層１２１を輸送されるが、さらに第２の層１２２にも注入される。ここで、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質であるため、第２の層１２２に注入された正孔は移動しにくくなる。その結果、正孔は第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に多く存在するようになる。また、正孔が電子と再結合することなく電子輸送層１１３にまで達してしまう現象が抑制される。
【００４７】
一方、第２の電極１０４から注入された電子は、第２の層１２２に注入される。第２の層１２２に注入された電子は、第２の層１２２を輸送されるが、さらに第１の層１２１にも注入される。ここで、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質であるため、第１の層１２１に注入された電子は移動しにくくなる。その結果、電子は第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に多く存在するようになる。また、電子が正孔と再結合することなく正孔輸送層１１２にまで達してしまう現象が抑制される。
【００４８】
以上のことから、第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近の領域１３１に正孔と電子が多く存在するようになり、その界面付近の領域１３１における再結合確率が高くなる。すなわち、発光層１１１の中央付近に発光領域が形成される。またその結果、正孔が再結合することなく電子輸送層１１３に達してしまったり、あるいは電子が再結合することなく正孔輸送層１１２に達してしまうことが抑制されるため、再結合確率の低下を防ぐことができる。これにより、経時的なキャリアバランスの低下が防げるため、信頼性の向上に繋がる。
【００４９】
第１の層１２１に正孔および電子が注入されるようにするためには、正孔輸送性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物である必要がある。よって、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【００５０】
同様に、第２の層１２２に正孔および電子が注入されるようにするためには、電子輸送性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物である必要がある。よって、電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【００５１】
また、図１０を用いて先に説明した通り、本発明の発光素子においては、第１の層１２１から第２の層１２２に正孔が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）との差は小さい方が好ましい。また、第２の層１２２から第１の層１２１に電子が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）との差は小さい方が好ましい。正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差が大きいと、発光領域が第１の層もしくは第２の層のどちらかに偏ってしまう。同様に、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差が大きい場合も、発光領域が第１の層もしくは第２の層のどちらかに偏ってしまう。よって、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）との差は、０．３ｅＶ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．１ｅＶ以下であることが望ましい。また、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）との差は、０．３ｅＶ以下であることが好ましい。より好ましは、０．１ｅＶ以下であることが好ましい。
【００５２】
また、発光素子は電子と正孔が再結合することにより発光が得られるため、発光層１１１に用いられる有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。つまり、酸化反応および還元反応に対して可逆的であることが好ましい。特に、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であるかどうかは、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって、確認することができる。
【００５３】
具体的には、有機化合物の酸化反応の酸化ピーク電位（Ｅｐａ）の値や還元反応の還元ピーク電位（Ｅｐｃ）の値の変化、ピークの形状の変化等を測定することにより、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であるかどうか確認することができる。発光層１１１に用いる正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化ピーク電位の強度および還元ピーク電位の強度の変化が５０％よりも小さいことが好ましい。より好ましくは、３０％よりも小さいことが好ましい。つまり、例えば、酸化ピークが減少しても５０％以上のピークの強度を保っていることが好ましい。より好ましくは、７０％以上のピークの強度を保っていることが好ましい。また、酸化ピーク電位および還元ピーク電位の値の変化は、０．０５Ｖ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．０２Ｖ以下であることが好ましい。
【００５４】
第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物の少なくともいずれか一方は、高分子化合物である。高分子化合物であることにより、湿式法により第１の層１２１、第２の層１２２の少なくともいずれか一方を形成することができるため、本発明の発光素子をフルカラーディスプレイなど表示装置に適用し、発光層の塗り分けが必要な場合には、発光層の塗り分けが容易となり、生産性が向上する。また、材料効率が向上するため、コストを低減することが可能となる。特に、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物および第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物の両方が高分子化合物である場合は、湿式法により第１の層１２１および第２の層１２２を形成することができるため、より好ましい。
【００５５】
第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物としては、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることができる。
【００５６】
また、第２の層１２２に含まれる電子輸送の有機化合物としては、例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などの高分子化合物を用いることができる。
【００５７】
なお、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物として、上述のＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物を用いた場合、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物としては、上述のＰＦ−Ｐｙ、ＰＦ−ＢＰｙのような高分子化合物の他、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）のような低分子化合物を用いることもできる。低分子化合物の場合、真空蒸着が可能なので、高分子化合物との積層が容易であるというメリットがある。
【００５８】
また、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物として、上述のＰＦ−Ｐｙ、ＰＦ−ＢＰｙ等の高分子化合物を用いた場合、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物としては、上述のＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物の他、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミンなどの低分子化合物を用いることもできる。低分子化合物の場合、真空蒸着が可能なので、高分子化合物との積層が容易であるというメリットがある。
【００５９】
第１の層に含まれる発光性の高い物質と第２の層に含まれる発光性の高い物質とを同じ物質とすることにより、発光層の中央付近で発光させることが可能となる。また、第１の層と第２の層とで異なる発光性の高い物質を含む構成とすると、どちらか一方の層でのみ発光してしまう可能性がある。よって、第１の層に含まれる発光性の高い物質と第２の層に含まれる発光性の高い物質とを同じ物質とすることが好ましい。
【００６０】
電子輸送層１１３は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、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−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］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）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。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、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、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。
【００６１】
また、電子輸送層として、高分子化合物を用いることができる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【００６２】
また、電子輸送層１１３と第２の電極１０４との間に、電子注入性の高い物質を含む層である電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、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又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、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又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。なお、電子注入層として、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を用いることにより、第２の電極１０４からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
【００６３】
第２の電極１０４を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には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、元素周期表の第１族または第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１０４と電子輸送層との間に、電子注入を促す機能を有する層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０４として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【００６４】
また、ＥＬ層の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。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。
【００６５】
例えば、上述した材料のうち、高分子化合物を用いる層（特に、第１の層１２１または第２の層１２２）は湿式法で形成することが好ましい。また、低分子の有機化合物を用いる層を形成する場合、湿式法で形成してもよいし、真空蒸着法などの乾式法を用いて形成してもよい。
【００６６】
また、電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
【００６７】
以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。本発明の発光素子を表示装置に適用し、発光層を塗り分ける場合には、発光層は湿式法により形成することが好ましい。発光層をインクジェット法などの湿式法を用いて形成することにより、大型基板であっても発光層の塗り分けが容易となる。
【００６８】
例えば、本実施の形態で示した構成において、第１の電極を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、正孔輸送層を乾式法である真空蒸着法、第１の層を湿式法であるインクジェット法、第２の層を乾式法である共蒸着法、電子輸送層および電子注入層を乾式法である真空蒸着法、第２の電極を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。また、第１の電極を湿式法であるインクジェット法、正孔注入層を乾式法である真空蒸着法、正孔輸送層を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第１の層を湿式法であるインクジェット法、第２の層を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、電子輸送層および電子注入層を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第２の電極を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。なお、上記の方法に限らず、湿式法と乾式法を適宜組み合わせればよい。
【００６９】
また、例えば、第１の電極を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層および正孔輸送層を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第１の層を湿式法であるインクジェット法、第２の層を乾式法である共蒸着法、電子輸送層および電子注入層を乾式法である真空蒸着法、第２の電極を乾式法である真空蒸着法で形成することができる。つまり、第１の電極が所望の形状で形成されている基板上に、正孔注入層から第１の層までを湿式法で形成し、第２の層から第２の電極までを乾式法で形成することができる。この方法では、正孔注入層から第１の層までを大気圧で形成することができ、第１の層の塗り分けも容易である。また、第２の層から第２の電極までは、真空一貫で形成することができる。よって、工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００７０】
また、図２に示した構成のような場合には、上記の方法とは逆の順番で、第２の電極を乾式法であるスパッタリングまたは真空蒸着法、電子注入層から電子輸送層を乾式法である真空蒸着法、第２の層を共蒸着法、第１の層を湿式法であるインクジェット法、正孔輸送層および正孔注入層を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第１の電極を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法により形成することができる。この方法では、第２の電極から第２の層までを乾式法により真空一貫で形成し、第１の層から第１の電極までを大気圧で形成することができる。よって、工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００７１】
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１０４との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。より具体的には、ＥＬ層１０３中の発光層１１１において、第１の層１２１および第２の層１２２の中央付近に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００７２】
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４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１０４のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合、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１０４のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０４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１０４がいずれも透光性を有する電極である場合、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１０４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。
【００７３】
なお第１の電極１０２と第２の電極１０４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防ぐように、第１の電極１０２および第２の電極１０４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、発光層が第１の層１２１と第２の層１２２とを有する構成であれば、上記以外のものでもよい。
【００７４】
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、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明の発光層と自由に組み合わせて構成すればよい。
【００７５】
図２に示す発光素子は、基板３０１上に、陰極として機能する第２の電極３０４、ＥＬ層３０３、陽極として機能する第１の電極３０２とが順に積層された構成となっている。ＥＬ層３０３は、正孔輸送層３１２、発光層３１１、電子輸送層３１３を有し、発光層３１１は第１の層３２１と第２の層３２２を有する。第１の層３２１は、第２の層３２２よりも陽極として機能する第１の電極側に設けられている。
【００７６】
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、パッシブマトリクス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上に、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴ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。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。
【００７７】
本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面に発光領域が形成されているのではなく、発光層の中央付近に発光領域が形成されている。よって、正孔輸送層や電子輸送層に発光領域が近接することによる劣化の影響を受けることがない。したがって、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。また、本発明の発光素子の発光層は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定な化合物で形成されているため、電子と正孔の再結合による発光を繰り返しても劣化しにくい。よって、より長寿命の発光素子を得ることができる。
【００７８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００７９】
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
【００８０】
図３において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態１と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態１と同様なものを適用することができる。つまり、発光ユニットは、少なくとも第１の層１２１と第２の層１２２を有する。さらに、正孔輸送層や電子輸送層などを有していても良い。
【００８１】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態１で示した複合材料であり、有機化合物とバナジウム酸化物やモリブデン酸化物やタングステン酸化物等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。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。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【００８２】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【００８３】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
【００８４】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【００８５】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。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。また、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【００８６】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【００８７】
（実施の形態３）
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。
【００８８】
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４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（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。
【００８９】
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板（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。
【００９０】
次に、断面構造について図４（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。
【００９１】
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ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、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、本実施の形態では、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。
【００９２】
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。
【００９３】
また、被覆性を良好なものとするため、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６１４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。
【００９４】
第１の電極６１３上には、ＥＬ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、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極を陽極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）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好ましい。例えば、珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、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、窒化チタン膜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。
【００９５】
また、ＥＬ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。ＥＬ層６１６は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光層を有している。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子材料、オリゴマー、デンドリマー、または高分子材料であっても良い。また、ＥＬ層に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
【００９６】
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極を陰極として用いる場合には、その中でも、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好ましい。例えば、元素周期表の第１族または第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）等が挙げられる。なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第２の電極６１７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（酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等）との積層を用いることも可能である。
【００９７】
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。
【００９８】
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−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、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。
【００９９】
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。
【０１００】
本発明の発光装置は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有する。そのため、寿命の長い発光装置を得ることができる。
【０１０１】
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マトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ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９５４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９５３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、パッシブマトリクス型の発光装置においても、寿命の長い本発明の発光素子を含むことによって、寿命の長い発光装置を得ることができる。
【０１０２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有し、寿命の長い表示部を有する。
【０１０３】
本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、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。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
【０１０４】
図６（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〜実施の形態２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、寿命が長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、このテレビ装置は寿命が長いという特徴を有している。つまり、長時間の使用に耐えうるテレビ装置を提供することができる。
【０１０５】
図６（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、ポインティングデバイス９２０６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〜実施の形態２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、寿命が長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寿命が長いという特徴を有している。つまり、長時間の使用に耐えうるコンピュータを提供することができる。
【０１０６】
図６（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、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〜実施の形態２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、寿命が長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、この携帯電話は寿命が長いという特徴を有している。つまり、長時間の使用に耐えうる携帯電話を提供することができる。
【０１０７】
図６（Ｄ）は本発明の係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、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９５０７、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１〜２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、寿命が長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、このカメラは寿命が長いという特徴を有している。つまり、長時間の使用に耐えうるカメラを提供することができる。
【０１０８】
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子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、長時間の使用に耐えうる、寿命の長い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１０９】
また、本発明の発光装置は、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７を用いて説明する。
【０１１０】
図７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７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９０４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。
【０１１１】
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、寿命の長い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、本発明の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。
【０１１２】
図８は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図８に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は長寿命であるため、電気スタンドも長寿命である。
【０１１３】
図９は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、長寿命であるため、長寿命の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図６（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は長寿命であるので、照明装置やテレビ装置の買い換え回数を減らすことができ、環境への負荷を低減することができる。
【実施例１】
【０１１４】
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１１を用いて説明する。本実施例で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。なお、高分子化合物の構造式は省略した。
【０１１５】
【化１】
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【０１１６】
（発光素子１）
まず、ガラス基板２１００上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１１７】
次に、第１の電極２１０１上に、正孔注入層２１０２を形成した。ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）水溶液（カタログ番号：ＢＡＹＴＲＯＮ  Ｐ  ＡＩ４０８３  ＬＶＷ  １４２、Ｂａｙｅｒ社）に対して、２−メトキシエタノールを３：２（＝ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ：２−メトキシエタノール）の割合になるように混合し、均一に攪拌し、溶液Ａを調整した。まず、第１の電極２１０１上に、水と２−メトキシエタノールの混合溶液（３：２＝水：２−メトキシエタノール）を滴下し、スピンコート法により塗布した。回転条件は、３００ｒｐｍ（３秒間）で回転させた後、２０００ｒｐｍ（２０秒間）で回転させた。続いて、溶液Ａを滴下し、３００ｒｐｍ（３秒間）で回転させた後、２０００ｒｐｍ（６０秒間）で回転させ、さらに３０００ｒｐｍ（１０秒間）で回転させた。溶液Ａを塗布する前に、水と２−メトキシエタノールの混合溶液を塗布する処理を行うことにより、溶液Ａの塗布ムラを抑制し、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層の均一性を向上させることができる。その後、１１０℃に設定した真空オーブン内で１時間、減圧加熱乾燥した。得られたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層の膜厚は５０ｎｍであった。
【０１１８】
次に、正孔注入層２１０２上に、発光層２１０３を形成した。まず、第１の発光層２１２１として、ＳｕｐｅｒＹｅｌｌｏｗとルブレンを含む層を形成した。まず、ＳｕｐｅｒＹｅｌｌｏｗ（カタログ番号：ＰＤＹ１３２、Ｍｅｒｃｋ社製）  ０．１ｇ、ルブレン０．００２２ｇを脱気したトルエン１０ｍＬに加え、重量比でＳｕｐｅｒＹｅｌｌｏｗ：ルブレン＝１：０．０２となるように溶液を調整した。なお、溶液調整はＯ２濃度およびＨ２Ｏ濃度が低い環境下でおこなった。この溶液を滴下して、スピンコート法により塗布した。回転条件は、３００ｒｐｍ（３秒間）で回転させた後、１０００ｒｐｍ（６０秒間）で回転させ、さらに２５００ｒｐｍ（１０秒間）で回転させた。その後、窒素雰囲気下で８０℃で１０分間、常圧乾燥した後、真空オーブン内で２０分間、減圧加熱乾燥した。得られた第１の発光層２１２１の膜厚は８０ｎｍであった。
【０１１９】
さらに、第１の発光層２１２１上に、抵抗加熱による真空蒸着法を用いて、第２の発光層２１２２を形成した。第１の発光層２１２１が形成された面が下向きになるように、基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の発光層２１２１上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）とルブレンとを共蒸着することにより、第２の発光層２１２２を形成した。その膜厚は１０ｎｍとし、Ａｌｑとルブレンの比率は、重量比で１：０．００５（＝Ａｌｑ：ルブレン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１２０】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０３上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１０４を形成した。
【０１２１】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、電子輸送層２１０４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層２１０５を形成した。
【０１２２】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０６を形成し、発光素子１を作製した。
【０１２３】
（比較発光素子２）
発光素子１における第２の発光層２１２２の代わりに、Ａｌｑの層を１０ｎｍの膜厚で形成し、比較発光素子２を形成した。他の層は、発光素子１の同様に形成した。
【０１２４】
（比較発光素子３）
発光素子１における第２の発光層２１２２と電子輸送層２１０４を設けない構成の素子を作製し、比較発光素子３とした。つまり、ＳｕｐｅｒＹｅｌｌｏｗとルブレンを含む層上に、電子注入層であるＬｉＦの層を形成した。他の層は、発光素子１の同様に形成した。
【０１２５】
以上により得られた発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１２６】
発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の発光スペクトルを図１２に示す。図１２に示した発光スペクトルは、各発光素子に１ｍＡの電流を流したときのものである。図１２からわかるように、発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３のいずれもルブレンからの発光を示すことがわかる。
【０１２７】
また、発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３について、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定した定電流駆動による連続点灯試験を行った。その結果を図１３に示す。図１３において、縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％とした時の規格化輝度である。
【０１２８】
図１３では、試験開始から０．５時間後までの試験結果を示した。図１３より、発光素子１は、比較発光素子２および比較発光素子３に比べ、初期劣化が大幅に抑えられていることがわかる。また、試験開始から５０時間後の発光素子１の輝度は、初期輝度の７３％を維持していたのに対し、比較発光素子２は初期輝度の７０％、比較発光素子３は初期輝度の４３％に低下していた。
【０１２９】
よって、本発明を適用することにより、寿命の長い発光素子を得ることができる。特に、本発明を適用することにより、初期劣化を大幅に抑えることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【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】本発明の発光装置を説明する図。
【図５】本発明の発光装置を説明する図。
【図６】本発明の電子機器を説明する図。
【図７】本発明の電子機器を説明する図。
【図８】本発明の照明装置を説明する図。
【図９】本発明の照明装置を説明する図。
【図１０】本発明の発光素子のエネルギー準位を説明する図。
【図１１】実施例１の発光素子を説明する図。
【図１２】実施例１で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１３】実施例１で作製した発光素子の規格化輝度時間変化を示す図。
【符号の説明】
【０１３１】
１０１    基板
１０２    第１の電極
１０３    ＥＬ層
１０４    第２の電極
１１１    発光層
１１２    正孔輸送層
１１３    電子輸送層
１２１    第１の層
１２２    第２の層
１３１    界面付近の領域
３０１    基板
３０２    第１の電極
３０３    ＥＬ層
３０４    第２の電極
３１１    発光層
３１２    正孔輸送層
３１３    電子輸送層
３２１    第１の層
３２２    第２の層
５０１    第１の電極
５０２    第２の電極
５１１    第１の発光ユニット
５１２    第２の発光ユニット
５１３    電荷発生層
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    ＥＬ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
９５４    隔壁層
９５５    ＥＬ層
９５６    電極
２００１    筐体
２００２    光源
２１００    基板
２１０１    第１の電極
２１０２    正孔注入層
２１０３    発光層
２１０４    電子輸送層
２１０５    電子注入層
２１０６    第２の電極
２１２１    第１の発光層
２１２２    第２の発光層
３００１    照明装置
３００２    テレビ装置
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    ポインティングデバイス
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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