(57)【要約】【課題】本発明では、発光素子を構成する層の剥離を抑制することで、剥離に起因した発光素子の不良を抑制し、高効率かつ長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層が狭持された発光素子であって、前記複数の層の少なくとも一層は、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層であること、もしくは前記複数の層のうち発光層とは異なる少なくとも一層は、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンから選ばれた一の物質と有機化合物との混合領域であることを特徴とする発光素子である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層であることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層のうち前記電極の少なくとも一方と接するように、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層が設けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層は、有機化合物を有する第１の層と、有機化合物を有する第２の層と、前記第１の層と前記第２の層の間に酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項４】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記一対の電極のうち陰極として機能する第１の電極と有機化合物を有する層との間に、トンネル電流が流れるような厚さで形成された、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層を有することを特徴とする発光素子。
【請求項５】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層のうち発光層と異なる層に、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを少なくとも含有する領域を有することを特徴とする発光素子。
【請求項６】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを少なくとも含有する正孔輸送領域であることを特徴とする発光素子。
【請求項７】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを少なくとも含有する電子輸送領域であることを特徴とする発光素子。
【請求項８】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層は、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、前記正孔輸送材料および発光材料の両方を含む第一の混合領域と、前記発光材料からなる発光領域と、電子輸送材料および前記発光材料の両方を含む第二の混合領域と、前記電子輸送材料からなる電子輸送領域とを有し、
前記正孔輸送材料または前記電子輸送材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを含有することを特徴とする発光素子。
【請求項９】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層は、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、前記正孔輸送材料および第一の有機化合物の両方を含む第一の混合領域と、前記第一の有機化合物および第二の有機化合物の両方を含む発光領域と、電子輸送材料および前記第一の有機化合物の両方を含む第二の混合領域と、前記電子輸送材料からなる電子輸送領域とを有し、
前記第二の有機化合物は発光体であり、
前記正孔輸送材料または前記電子輸送材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを含有することを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、前記第一の混合領域または前記第二の混合領域が、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物を１０ｗｔ％以上含有することを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層は、正孔注入材料からなる正孔注入領域と、前記正孔注入材料および正孔輸送材料の両方を含む第一の混合領域と、前記正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、前記正孔輸送材料および発光材料の両方を含む第二の混合領域と、前記発光材料からなる発光領域と、前記発光材料および電子輸送材料の両方を含む第三の混合領域と、前記電子輸送材料からなる電子輸送領域と、前記電子輸送材料およびホールブロッキング性材料の両方からなる第四の混合領域と、前記ホールブロッキング性材料からなる正孔阻止領域と、前記ホールブロッキング性材料および電子注入材料の両方を含む第五の混合領域と、前記電子注入材料からなる電子注入領域とを有し、
前記正孔注入材料、前記正孔輸送材料、前記電子輸送材料または前記電子注入材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを含有することを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
一対の電極と、前記一対の電極間に狭持された複数の層とを有し、
前記複数の層は、正孔注入材料からなる正孔注入領域と、前記正孔注入材料および正孔輸送材料の両方を含む第一の混合領域と、前記正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、前記正孔輸送材料および第一の有機化合物の両方を含む第二の混合領域と、前記第一の有機化合物および第二の有機化合物の両方を含む発光領域と、前記第一の有機化合物および電子輸送材料の両方を含む第三の混合領域と、前記電子輸送材料からなる電子輸送領域と、前記電子輸送材料およびホールブロッキング性材料の両方からなる第四の混合領域と、前記ホールブロッキング性材料からなる正孔阻止領域と、前記ホールブロッキング性材料および電子注入材料の両方を含む第五の混合領域と、前記電子注入材料からなる電子注入領域とを有し、
前記第二の有機化合物は発光体であり、
前記正孔注入材料、前記正孔輸送材料、前記電子輸送材料または前記電子注入材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを含有することを特徴とする発光素子。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２において、前記第一の混合領域、前記第二の混合領域、前記第三の混合領域、前記第四の混合領域または前記第五の混合領域のいずれかが、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物を１０ｗｔ％以上含有することを特徴とする発光素子。
【請求項１４】
請求項1乃至請求項１３のいずれか一項に記載の前記発光素子を有することを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「発光物質を含む層」と記す）と、を有する発光素子に関し、特に長期安定化を達成できる発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子（有機または有機無機のハイブリッドエレクトロルミネッセント素子ともいう）や太陽電池は、有機半導体材料を機能性有機材料として用いたフォトエレクトロニクスデバイスの例として挙げられ、これらは有機半導体材料の電気物性（キャリア輸送性）および光物性（光吸収あるいは発光）を活かしたデバイスであり、中でも特に、発光素子はめざましい発展を見せている。
【０００３】
発光素子は、一対の電極（陽極と陰極）間に発光物質を含む層を挟んでなり、その発光機構は、両電極間に電圧を印加した際に陽極から注入される正孔（ホール）と、陰極から注入される電子が、発光物質を含む層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。なお、励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００４】
従来、発光素子は発光効率を高めるまたは長寿命化の試みがされているが、高輝度の発光は得られるものの発光寿命が短いという欠点があった。これらの因子として、長時間の通電により金属電極と有機化合物層など積層時の膜どうしの接合性が良くないなどがある。そのため発光素子の発光効率を高めるまたは長寿命化に様々な検討がされている。
【０００５】
ところで、これまでの発光効率のよい発光素子として、仕事関数の低いアルカリ金属を用いた発光素子が知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、該アルカリ金属を用いた発光素子は効率がよいものの、該アルカリ金属は酸化されやすいために、扱う際には細心の注意が必要とされ、発光素子の作製に用いるには困難であるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平５―１２１１７２号公報
【０００７】
また、扱いやすい金属フッ化物等を用いた薄膜絶縁層を有機／陰極界面に挿入する発光素子も知られている（例えば、非特許文献１参考）。しかしながら、低仕事関数陰極で知られているＭｇＡｇ合金をもちいた発光素子に比べ、効率の向上が見られるものの、有機薄膜との密着性が悪く、長時間にわたって安定な発光が得られ難いという問題があった。
【０００８】
【非特許文献１】Ｌ．Ｓ．Ｈｕｎｇ，外２名，Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．７０，１５２−１５４（１９９７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明では、効率良く発光する上に、長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子を提供することを課題とする。また、発光素子作製時に高度な技術を要さない材料を適用した、量産に適用することのできる発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンを含む発光素子において、効率良く発光する上に、長時間にわたって安定な発光が得られることが達成されることを発見した。従って本発明では、一対の電極間に複数の層が狭持され、主に有機化合物を発光体として用いた発光素子において、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンを含む層を有することを特徴とする。
【００１１】
酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケル及び酸化チタンは、発光素子の電極として機能する金属膜や金属酸化物膜等と密着性がよい。さらに、有機化合物との密着性もよい。
【００１２】
従って、発光素子の電極と有機化合物との間、または発光素子の電極間に狭持された複数の層の層間に、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケル及び酸化チタンから選ばれた物質を含む層を少なくとも一層有する構成の発光素子とすることで、層間における剥離に起因した不良が少ない発光素子が得られる。
【００１３】
本発明の発光素子の具体的な構成は、一対の電極間に複数の層が狭持された発光素子であって、前記複数の層の少なくとも一層は、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層であることを特徴とする発光素子である。
【００１４】
また本発明の発光素子の具体的な構成は、一対の電極間に複数の層が狭持された発光素子であって、前記電極の少なくとも一方に接するように、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層が設けられていることを特徴とする発光素子である。
【００１５】
また、本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、有機化合物を発光体として用いた発光素子において、発光層とは異なる層に有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物と、を少なくとも含有する領域を有する発光素子において、効率よく発光する上に、長い時間にわたって安定な発光が得られることが達成されることも見いだした。したがって本発明では、有機化合物を発光体として用いた発光素子において、発光層とは異なる層に有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物と、を少なくとも含有する領域を有する発光素子を特徴とする。
【００１６】
また有機化合物を発光体として用いた発光素子において、キャリア（電子、正孔）輸送性またはキャリア注入性を有する有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物と、を含む発光素子であることを特徴とする。
【００１７】
また、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、正孔輸送材料および発光材料の両方を含む第一の混合領域と、発光材料からなる発光領域と、電子輸送材料および発光材料の両方を含む第二の混合領域と、電子輸送材料からなる電子輸送領域と、を接続する構造を有する発光素子において、正孔輸送材料または電子輸送材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物である発光素子を特徴とする。
【００１８】
また、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、正孔輸送材料および第一の有機化合物の両方を含む第一の混合領域と、第一の有機化合物および第二の有機化合物の両方を含む発光領域と、電子輸送材料および第一の有機化合物の両方を含む第二の混合領域と、電子輸送材料からなる電子輸送領域と、を接続する構造を有し、かつ、第二の有機化合物が発光体である発光素子において、正孔輸送材料または電子輸送材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛および酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物である発光素子を特徴とする。
【００１９】
また特に、上述した混合領域が、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物を１０ｗｔ％以上含む発光素子を特徴とする。
【００２０】
また、正孔注入材料からなる正孔注入領域と、正孔注入材料および正孔輸送材料の両方を含む第一の混合領域と、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、正孔輸送材料および発光材料の両方を含む第二の混合領域と、発光材料からなる発光領域と、発光材料および電子輸送材料の両方を含む第三の混合領域と、電子輸送材料からなる電子輸送領域と、電子輸送材料およびホールブロッキング性材料の両方からなる第四の混合領域と、ホールブロッキング性材料からなる正孔阻止領域と、ホールブロッキング性材料および電子注入材料の両方を含む第五の混合領域と、電子注入材料からなる電子注入領域と、を接続する構造を有する発光素子において、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料または電子注入材料のいずれかは、有機化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物である発光素子を特徴とする。
【００２１】
また、正孔注入材料からなる正孔注入領域と、正孔注入材料および正孔輸送材料の両方を含む第一の混合領域と、正孔輸送材料からなる正孔輸送領域と、正孔輸送材料および第一の有機化合物の両方を含む第二の混合領域と、第一の有機化合物および第二の有機化合物の両方を含む発光領域と、第一の有機化合物および電子輸送材料の両方を含む第三の混合領域と、電子輸送材料からなる電子輸送領域と、電子輸送材料およびホールブロッキング性材料の両方からなる第四の混合領域と、ホールブロッキング性材料からなる正孔阻止領域と、ホールブロッキング性材料および電子注入材料の両方を含む第五の混合領域と、電子注入材料からなる電子注入領域と、を接続する構造を有し、かつ、第二の有機化合物が発光体である発光素子において、正孔注入材料、正孔輸送材料、電子輸送材料または電子注入材料のいずれかは、有機化化合物と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物である発光素子を特徴とする。
【００２２】
また特に、上述した混合領域のいずれかが、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物を１０ｗｔ％以上含む発光素子を特徴とする。
【００２３】
なお、この様にして得られた本発明の発光素子は、効率良く発光する上に、長時間にわたって安定な発光が得られることより、これを発光素子として用いた発光装置（画像表示デバイスや発光デバイス）は、長寿命化を実現できる。したがって本発明では、本発明の発光素子を用いた発光装置も含むものとする。
【００２４】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として電界発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、電界発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもしくは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、または電界発光素子に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。
【発明の効果】
【００２５】
本発明を実施することにより、効率良く発光する上に、長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子を提供することができる。また、発光素子作製時に高度な技術を要さない材料を使用した、量産に適用することのできる発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、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。
【００２７】
（実施の形態１）
本発明の発光素子の素子構造について図１を用いて説明する。
【００２８】
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を狭持した構造を有する。当該複数の層は、各々の電極から離れた部位に発光領域が形成されるように、キャリア輸送性の高い物質や、キャリア注入性の高い物質などから成る層と、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた物質を含む層を組み合わせて積層したものである。
【００２９】
具体的には、本発明の発光素子は、第１の電極１０１と接するように、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む第１の層１０２が設けられ、第１の層１０２と接するように電子輸送性の高い物質から成る第２の層１０３が設けられ、第２の層１０３と接するように発光物質を含む第３の層１０４設けられ、第３の層１０４と接するように正孔輸送性の高い物質から成る第４の層１０５が設けられ、第４の層１０５と接するように正孔注入性の高い物質から成る第５の層１０６が設けられ、さらに第５の層１０６と接するように第２の電極１０７が設けられた構造を有している。なお、第１の層１０２は、第１の電極１０１と第２の層１０３との間にトンネル電流が流れるような厚さで形成されている。また第１の電極１０１と第２の電極１０７とはそれぞれ陰極および陽極として機能する。
【００３０】
電子輸送性の高い物質としては、Ａｌｑ3、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｍｑ3と示す）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ2と示す）などの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や、混合配位子錯体であるビス（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（以下、ＢＡｌｑと示す）などが挙げられる。また、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＯＸ）2と示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＴＺ）2と示す）、トリス−（２−（２’ハイドロキシフェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾレート）アルミニウム（以下、Ａｌ（ＰＢＩ）3と示す）など、オキサゾール系、チアゾール系、ベンズイミダゾール系配位子に金属が配位した金属錯体もある。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（以下、ＰＢＤと示す）、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（以下、ＯＸＤ−７と示す）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ＴＡＺと示す）、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（以下、ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、ＢＰｈｅｎと示す）、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）などのフェナントロリン誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール（以下、ＴＰＢＩと示す）、１，３，５−トリス［４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）ベンゾリル］ベンゼン（以下、ＴＰＢＩＢＢと示す）、Ｎ−フェニル−２，４，５，７−テトラキス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−９−フェニルカルバゾール（以下、ＰＢＩＣと示す）等のベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。
【００３１】
発光物質を含む層としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）や２Ｈ−クロメン−２−オン（略称：クマリン）等の発光性の高い物質とトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）や９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）等のキャリア輸送性の高い物質とを自由に組み合わせて構成された混合層を用いることができる。但し、Ａｌｑ3やＤＮＡは発光性も高い物質であるため、これらの物質を単独で用いた層を発光物質を含む層としても構わない。
【００３２】
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：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）や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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物が挙げられる。
【００３３】
正孔注入性の高い物質としては、ポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（以下、Ｈ2−Ｐｃと示す）、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料、例えばポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳと示す）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴと示す）などを用いることもできる。
【００３４】
また、第１の電極１０１は、仕事関数の低い材料、例えばアルミニウムや、リチウム若しくはマグネシウムなどを含有したアルミニウムを用いて形成することが好ましい。さらに第２の電極１０７は、仕事関数の高い材料、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化珪素を含有するＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含有した金属酸化物等を用いて形成することが好ましい。
【００３５】
以上のように構成される本発明の発光素子において、第１の電極１０１と第１の層１０２とは、密着性がよく、また第１の層１０２と第２の層１０３との密着性もよい。
【００３６】
以上のような本発明の発光素子は、電極と有機化合物から成る層との間に、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた物質を含む層を設けることによって、電極と有機化合物との密着性の悪さに起因した剥離などを防止することができるものであり、その結果、安定した発光が可能となったものである。
【００３７】
なお、上記に示した発光素子において、第１の電極１０１および第２の電極１０７は、それぞれスパッタ法または蒸着法等のいずれの方法で形成されたものであってもよい。また第１乃至第５の層１０２〜１０６は、それぞれ、蒸着法またはインクジェット法等いずれの方法を用いて形成されたものであってもよい。
【００３８】
なお、上記したものは本発明の発光素子の一態様であり、本発明の発光素子の構造はこれに限定されるものではない。
【００３９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示したものと異なる積層構造を有する発光素子について図２を用いて説明する。
【００４０】
本実施の形態の発光素子は、第１の電極２０１と接するように酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む第１の層２０２が設けられ、第１の層２０２層と接するように電子輸送性の高い物質から成る第２の層２０３が設けられ、第２の層２０３と接するように発光物質を含む第３の層２０４が設けられ、第３の層２０４と接するように正孔輸送性の高い物質から成る第４の層２０５が設けられ、第４の層２０５と接するように酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む第５の層２０６が設けられ、第５の層２０６と接するように正孔注入性の高い物質から成る第６の層２０７が設けられ、第６の層２０７と接するように第２の電極２０８が設けられた構造を有するものである。また第１の電極２０１と第２の電極２０８とはそれぞれ陰極および陽極として機能する。なお、第１の層２０２は、トンネル電流が流れるような厚さで形成されている。また、電子輸送性の高い物質や正孔輸送性の高い物質や正孔注入性の高い物質、電極に用いる物質は、実施の形態１に示したものと同様ものを用いることができる。
【００４１】
このように、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層は、複数設けられていてもよい。また、電極と有機化合物から成る層との間だけでなく、有機化合物から成る層に狭持されるように設けられていてもよい。
【００４２】
本発明は有機化合物との密着性もよいため、密着性の悪い有機化合物の間に酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層を形成することによって接着層として機能し、発光素子における剥離などの不良を抑制することができる。またその結果、安定した発光を得ることができる。
【００４３】
なお、上記したものは本発明の発光素子の一態様であり、本発明の発光素子の構造はこれに限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態３）
本発明の発光素子の素子構造は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、基本的には、一対の電極（陽極および陰極）間に発光物質を含む層（正孔注入層、正孔輸送層、正孔輸送材料と発光材料からなる第一の混合層、発光層、発光材料と電子輸送材料からなる第二の混合層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成される）を挟持した構成であり、例えば、陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／第一の混合層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／第二の混合層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／第一の混合層／正孔輸送層／発光層／第二の混合層／電子輸送層／電子注入層／陰極、陽極／正孔注入層／第一の混合層／正孔輸送層／第二の混合層／発光層／第三の混合層／電子輸送層／第四の混合層／正孔阻止層／第五の混合層／電子注入層／陰極等の構成を有する発光素子が挙げられる。この時、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、上述した混合層に有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物と、を用いることができる。なお、本発明における発光素子は、陽極、および陰極のどちらから積層してもよい。
【００４５】
例えば、図６（Ａ）は、発光素子の陽極から積層した図であり、図６（Ｂ）は発光素子の陰極から積層した図である。図６（Ａ）において、陽極７０１から正孔注入層７０２／正孔輸送層７０３／発光層７０４／電子輸送層７０５／電子注入層７０６／陰極７０７と積層する。ここでは、陽極にｐチャネル型ＴＦＴ７０８を取り付けるものとする。また図６（Ｂ）において、陰極７０７から電子注入層７０６／電子輸送層７０５／発光層７０４／正孔輸送層７０３／正孔注入層７０２／陽極７０１と積層する。ここでは、陰極にｎチャネル型ＴＦＴ７０９を取り付けるものとする。また、本実施の形態では陽極と陰極とに挟持される発光物質を含む層として、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を用いた例を示すが、必ずしもその必要はなく、正孔阻止層（ホールブロッキング層）や混合層等の補助層を形成することもできる。
【００４６】
また、本発明の発光素子は基板に支持されていることが好ましく、該基板について特に制限はなく、従来の発光素子に用いられているもの、例えば、ガラス、石英、金属、バルク半導体、透明プラスチック、可撓性基板などからなるものを用いることができる。
【００４７】
また本発明の発光素子の陽極材料としては、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。なお、陽極材料の具体例としては、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、酸化珪素を含有したＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０［ｗｔ％］の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した金属酸化物の他、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（ＴｉＮ）等を用いることができる。
【００４８】
一方、陰極材料としては、仕事関数が小さい（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。なお、陰極材料の具体例としては、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓなど）、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａなど）、金、銀、鉛、アルミニウム、アルミニウム―リチウム合金、マグネシウム―銀合金又はそれらの混合金属等を用いることができる。
【００４９】
なお、上述した陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等により薄膜を形成することにより、それぞれ陽極及び陰極を形成する。膜厚は、１０〜５００ｎｍとするのが好ましい。
【００５０】
最後にＳｉＮ等の無機材料やポリテトラフルオロエチレンやスチレンポリマー等の有機材料からなる保護層（バリア層）を形成する。バリア層は、透明であっても不透明であってもよく、上記無機材料または有機材料は、蒸着法、スパッタリング法等により形成する。
【００５１】
さらに、発光素子の有機層や電極を酸化や湿気から防ぐためにＳｒＯｘやＳｉＯｘ等の乾燥剤を電子ビーム照射法、蒸着法、スパッタリング法、ゾル・ゲル法等により形成する。
【００５２】
また、本発明の発光素子において、発光物質を含む層におけるキャリアの再結合により生じる光は、陽極または陰極の一方、または両方から外部に出射される構成となる。すなわち、陽極から光を出射させる場合には、陽極を透光性の材料で形成し、陰極側から光を出射させる場合には、陰極を透光性の材料で形成する。
【００５３】
また、発光物質を含む層には公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、発光物質を含む層を形成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。
【００５４】
なお、発光物質を含む層は、正孔注入材料からなる正孔注入層、正孔注入材料と正孔輸送材料の両方を含む第一の混合層、正孔輸送材料からなる正孔輸送層、正孔輸送材料および発光材料の両方を含む第二の混合層、発光材料からなる発光層、発光材料と電子輸送材料の両方を含む第三の混合層、電子輸送材料からなる電子輸送層、電子輸送材料と電子注入材料の両方を含む第四の混合層、ホールブロッキング性材料からなる正孔阻止層（ホールブロッキング層）、ホールブロッキング性材料と電子注入材料の両方を含む第五の混合層、電子注入材料からなる電子注入層などを組み合わせて積層することにより形成される。本発明では、発光層とは異なる層に有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物と、を用いればよい。特に、電子輸送層または正孔輸送層に用いることが好ましい。また電極との密着性の観点から、電子注入層や正孔注入層に用いることが好ましい。
【００５５】
本発明において、有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを、電子輸送材料として電子輸送層とした場合には、一対の電極間に形成される発光物質を含む層に電子輸送層以外の組み合わせを積層形成することにより発光素子を形成することもできる。なお、この場合における発光物質を含む層は、電子輸送層の他に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、上述した混合層、電子注入層、または、正孔阻止層を必要に応じて組み合わせ積層した構成とすることができる。この場合に用いる具体的な材料を以下に示す。
【００５６】
正孔注入性材料としては、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（以下、Ｈ2−Ｐｃと示す）、銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸（以下、ＰＳＳと示す）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（以下、ＰＥＤＯＴと示す）などを用いることもできる。さらに酸化モリブデン（以下、ＭｏＯｘと示す）等の導電性無機化合物や、それら導電性無機化合物と以下に示される正孔輸送材料との複合材料を用いることができる。
【００５７】
また、正孔輸送性材料としては、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）の化合物が好適である。広く用いられている材料として、例えば、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（以下、ＴＰＤと示す）の他、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、α−ＮＰＤと示す）や、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）−トリフェニルアミン（以下、ＴＣＴＡと示す）、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（以下、ＴＤＡＴＡと示す）、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（以下、ＭＴＤＡＴＡと示す）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。また、ＭｏＯｘ等の導電性無機化合物や上記有機化合物との複合材料を用いることもできる。
【００５８】
発光材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）等の金属錯体が挙げられる。この他、これに加え、あるいは単体でキナクリドン、クマリン、ルブレン、スチリル系色素、その他テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２―フタロペリノン誘導体を用いることもできる。発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであってもよく、このような場合はＡｌｑ3等を用いることが好ましい。
【００５９】
また、ホールブロッキング性材料としては、上で述べたＢＡｌｑ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ等を用いることができる。
【００６０】
電子輸送性材料としては、Ａｌｑ3、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｍｑ3と示す）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（以下、ＢｅＢｑ2と示す）などの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や、混合配位子錯体であるビス（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（以下、ＢＡｌｑと示す）などが好適である。また、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＯＸ）2と示す）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（以下、Ｚｎ（ＢＴＺ）2と示す）、トリス−（２−（２’ハイドロキシフェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾレート）アルミニウム（以下、Ａｌ（ＰＢＩ）3と示す）など、オキサゾール系、チアゾール系、ベンズイミダゾール系配位子に金属が配位した金属錯体もある。
【００６１】
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（以下、ＰＢＤと示す）、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（以下、ＯＸＤ−７と示す）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（以下、ＴＡＺと示す）、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（以下、ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（以下、ＢＰｈｅｎと示す）、バソキュプロイン（以下、ＢＣＰと示す）などのフェナントロリン誘導体、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）−トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール（以下、ＴＰＢＩと示す）、１，３，５−トリス［４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）ベンゾリル］ベンゼン（以下、ＴＰＢＩＢＢと示す）、Ｎ−フェニル−２，４，５，７−テトラキス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール−２−イル）−９−フェニルカルバゾール（以下、ＰＢＩＣと示す）等のベンズイミダゾール誘導体を用いることができる。
【００６２】
また、陰極と発光物質を含む層との間に電子注入層として、金属酸化物、または金属ハロゲン化物を用いてもよい。電子注入層の具体例としては、金属酸化物として、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、金属ハロゲン化物として、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＳｒＦ2等を用いることができる。
【００６３】
以上のように、発光層とは異なる層に有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とを用いることにより、素子内部における積層界面の接合性を高めることができる。その結果、効率よく発光する上に、長時間にわたって安定な発光が得られる発光素子を作製することができる。
【００６４】
（実施の形態４）
実施の形態１、実施の形態２又は実施の形態３に示した発光素子を、ガラス、石英、金属、バルク半導体、透明プラスチック、可撓性基板などからなる基板上に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、石英、透明プラスチック、可撓性基板などからなる基板以外に、例えば図３に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイと接する発光素子を作製してもよい。図３において、１０は基板であり、１１、１２はＴＦＴであり、１３は、第１の電極１４と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルまたは酸化チタンから選ばれた一の物質を含む層を少なくとも一層含む層もしくは発光層とは異なる層に酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンから選ばれた一の物質と発光体とは異なる有機化合物との混合領域を少なくとも一層を含む層１５と第２の電極１６とから成る発光素子であり、配線１７を介してＴＦＴ１１と電気的に接続している。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。例えば、スタガ型でもよいし、逆スタガ型でもよい。またＴＦＴを構成している半導体層の結晶性についても特に限定されず、結晶質のものでもよいし非晶質のものでもよい。
【実施例１】
【００６５】
本実施例１では、本発明の発光素子について図７を用いて具体的に説明する。
【００６６】
まず、基板３００上に発光素子の第１の電極３０１が形成される。なお、本実施例では、第１の電極３０１は陽極として機能する。材料として透明導電膜であるＩＴＯを用い、スパッタリング法により１１０ｎｍの膜厚で形成する。
【００６７】
次に、第１の電極（陽極）３０１上に発光物質を含む層３０２が形成される。なお、本実施例における発光物質を含む層３０２は、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、発光層３１３、電子輸送層３１４、電子注入層３１５からなる積層構造を有している。
【００６８】
第１の電極３０１が形成された基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極１０１が形成された面を下方にして固定し、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源に銅フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）を入れ、抵抗加熱法を用いた蒸着法により２０ｎｍの膜厚で正孔注入層３１１を形成する。なお、正孔注入層３１１を形成する材料としては、公知の正孔注入性材料を用いることができる。
【００６９】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層３１２を形成する。正孔輸送層３１２を形成する材料としては、公知の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤとＭｏＯｘを重量比１：１にて同様の方法により、４０ｎｍの膜厚で形成する。
【００７０】
次に発光層３１３を形成する。なお、発光層３１３において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、発光層３１３を形成する材料にＡｌｑ3を用い、３０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００７１】
次に、電子輸送層３１４を形成する。電子輸送層３１４を形成する材料としては、公知の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ3とＴｉＯｘを用い、ＴｉＯｘを５０ｗｔ％にて２０ｎｍの膜厚でスパッタリング法または蒸着法により形成する。
【００７２】
次に、電子注入層３１５を形成する。電子注入層３１５を形成する材料としては、公知の電子注入性材料を用いることが出来るが、本実施例では、弗化カルシウム（以下、ＣａＦ２と示す）を用い、２ｎｍの膜厚で蒸着法により形成する。
【００７３】
このようにして、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、発光層３１３、電子輸送層３１４、および電子注入層３１５を積層して形成される発光物質を含む層３０２を形成した後、陰極として機能する第２の電極３０３をスパッタリング法または蒸着法により形成する。なお、本実施例では、発光物質を含む層３０２上にアルミニウム（１５０ｎｍ）を蒸着法により形成することにより第２の電極３０３を形成する。
【００７４】
以上により、本発明の発光素子が形成される。
【実施例２】
【００７５】
本実施例では、発光装置に用いられた本発明の発光素子について図６と図８を用いて説明する。なお、図８（Ａ）は、発光素子を有する発光装置においてその下方より外部に発光物質を含む層におけるキャリア再結合により生じる光を出射させた断面図、図８（Ｂ）は、発光素子を有する発光装置における上下、両方より外部に発光物質を含む層におけるキャリア再結合により生じる光を出射させた断面図、また図８（Ｃ）は、発光素子を有する発光装置における上方より外部に光を出射させた断面図である。図８（Ａ）において、図６（Ａ）と同様な構成を有する発光素子では、陽極を透過性の材料で形成し陽極側から光を出射させる。または、図６（Ｂ）と同様な構成を有する発光素子の場合では、陰極を透過性の材料で形成し陰極側から光を出射させる。また図８（Ｂ）において、図６（Ａ）および図６（Ｂ）と同様な構成を有する発光素子の場合では、陽極、陰極の両電極を透過性の材料で形成し、陽極、陰極の両電極側から光を出射させる。また図８（Ｃ）において、図６（Ａ）と同様な構成を有する発光素子では、陰極を透過性の材料で形成し陰極側から光を出射させる。または、図６（Ｂ）と同様な構成を有する発光素子の場合では、陽極を透過性の材料で形成し陽極側から光を出射させる。
【実施例３】
【００７６】
本実施例では、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’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はシール剤であり、シール剤６０５で囲まれた内側６０７は、空間になっている。
【００７７】
なお、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。
【００７８】
次に、断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。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が示されている。
【００７９】
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、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知の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ー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【００８０】
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。
【００８１】
また、成膜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、感光性の光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、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化珪素、酸化窒化珪素、シロキサン系等、の両者を使用することができる。
【００８２】
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（インジウムスズ酸化物）膜、ＩＴＳＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ）膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）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。
【００８３】
また、発光物質を含む層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法によって形成される。
【００８４】
発光物質を含む層６１６には、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルもしくは酸化チタン、または有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とが含まれる。これらの酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケル、酸化マグネシウム、酸化亜鉛または酸化チタンを含む層を形成する際には酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケル、酸化マグネシウム、酸化亜鉛または酸化チタンを超微粉末にて上記方法を用いて形成してもよく、積層時の膜どうしの接合性改善にさらに効果的である。また、これらの酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化銅、酸化ニッケルもしくは酸化チタンに組み合わせて用いる材料、または有機化合物と酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタンからなる群より選ばれるいずれかの化合物とに組み合わせて用いる材料としては、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、積層もしくは混合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。
【００８５】
さらに、発光物質を含む層６１６上に形成される第２の電極（陰極）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、またはＣａＮ）を用いればよい。なお、発光物質を含む層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極（陰極）６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、ＩＴＳＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【００８６】
さらにシール剤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、およびシール剤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、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール剤６０５で充填される構成も含むものとする。
【００８７】
なお、シール剤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）、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。
【００８８】
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。
【実施例４】
【００８９】
本実施例では、本発明で発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について説明する。
【００９０】
本発明を用いて形成される発光装置を用いて作製された電気器具として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、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）、ノート型パーソナルコンピュータ、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（具体的にはデジタルビデオディスク（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。このような電気器具の具体例を図５に示す。
【００９１】
ここで、図５は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部２７０３に用いることにより作製される。
【００９２】
以上の様に、本発明の発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、また発光装置に用いる発光素子は、本発明の発光素子を用いて形成されるため、駆動電圧が低く、長寿命であるという特徴を有している。従って、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することにより、低消費電力化、長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図２】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図３】本発明の発光素子を適用したアクティブマトリクス型の発光装置について説明する図。
【図４】本発明を適用した発光装置について説明する図。
【図５】本発明を適用した電気器具について説明する図。
【図６】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図７】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【図８】本発明の発光素子の素子構造を説明する図。
【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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