(57)【要約】【課題】ＧａＮ系半導体を用いて、安価で発光効率の高い発光素子を提供する。【解決手段】本発明の発光素子は、ＧａＮ系半導体と、ＧａＮ系半導体に電流を注入するための陽極および陰極と、ＧａＮ系半導体と陽極との間に設けられた有機正孔輸送材料と、を含んでいる。有機正孔輸送材料は、式(1)〜式(3)に示された構成単位から選択される少なくとも何れか１種と、式(4)に示された構成単位とを有する有機化合物を含む。2009105118.tif 000017【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮ系半導体と、前記ＧａＮ系半導体に電流を注入するための陽極および陰極と、前記ＧａＮ系半導体と前記陽極との間に設けられた有機正孔輸送材料と、を含む発光素子であって、
前記有機正孔輸送材料が、式（１）〜式（３）に示された構成単位から選択される少なくとも何れか１種と、式（４）に示された構成単位とを有する有機化合物を含む、発光素子。
【化１】
2009105118.tif 000010
【化２】
2009105118.tif 000011
［式（４）中、ｎは０〜１０の整数を示す。］
【請求項２】
前記有機化合物は、一般式（５）で示される、請求項１に記載の発光素子。
【化３】
2009105118.tif 000012
［式（５）中、Ｒ1〜Ｒ3は、それぞれ独立して一般式（６）に示す置換基または水素であり、かつ、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも１つが一般式（６）に示す置換基である。］
【化４】
2009105118.tif 000013
［式（６）中、ｎは０〜１０の整数を示す。］
【請求項３】
前記有機正孔輸送材料が、式（７）〜式（９）で示される有機化合物から選ばれる少なくとも何れか１種を含む、請求項２に記載の発光素子。
【化５】
2009105118.tif 000014
【化６】
2009105118.tif 000015
【化７】
2009105118.tif 000016
【請求項４】
前記有機正孔輸送材料が、式（７）および式（８）で示される前記有機化合物から選ばれる少なくとも何れか１種を含む、請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記有機正孔輸送材料が、式（７）および式（８）で示される前記有機化合物から選ばれる少なくとも何れか１種からなる、請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ＧａＮ系半導体からなるＧａＮ系半導体層と、前記ＧａＮ系半導体層と前記陽極との間に配置された、前記有機正孔輸送材料を含む正孔輸送層と、が設けられている、請求項１〜５の何れか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記ＧａＮ系半導体層は、ＧａＮ系半導体の単結晶薄膜または多結晶薄膜である、請求項６に記載の発光素子。
【請求項８】
前記有機正孔輸送材料を含む層が設けられており、前記層中に前記ＧａＮ系半導体の粒子が分散されている、請求項１〜５の何れか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧａＮ系半導体を用いた発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流電流で動作する発光素子の中で、特に、青色発光ダイオード（Ｂｌｕｅ−ＬＥＤ；Blue Light Emitting Diode）、紫外発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ；Ultra-Violet Light Emitting Diode）等の発光素子に使用される実用的な半導体材料として、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム・ガリウム混晶（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌＧａＮ）あるいは窒化インジウム・アルミニウム・ガリウム混晶（ＩｎＡｌＧａＮ）に代表されるＧａＮ系半導体が注目されており、その研究開発が活発に行われている。
【０００３】
このようなＧａＮ系半導体は、従来、ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition；有機金属化学気相成長）法を用いて基板上にＧａＮを成長させることによって作製された、単結晶薄膜として得られている。
【０００４】
しかしながら、ＭＯＣＶＤ法によってＧａＮ系半導体の単結晶薄膜（以下、ＧａＮ系半導体薄膜という。）を生成することは、一般的に困難かつ高価である。ｐ型のＧａＮ系半導体薄膜を生成するのは、なおさら困難かつ高価である。理由を以下に述べる。
【０００５】
ＭＯＣＶＤ法によるＧａＮ系半導体薄膜の成長には、一般的にサファイア基板が用いられる。しかし、ＧａＮ系半導体とサファイア基板とには格子定数および熱膨張係数に差があるため、サファイア基板上に直接ＧａＮ系半導体薄膜をエピタキシャル成長させても、良質な薄膜を得ることができない。ＧａＮ系半導体薄膜を改善する目的で、サファイア基板上にＡｌＮまたはＧａＮ等のバッファ層を設け、その上にＧａＮ系半導体薄膜を成長させることが一般に行われているものの、欠陥を完全に取り除いて良質な薄膜を得ることは困難である。さらに、サファイア基板は非常に高価である。また、ｐ型のＧａＮ系半導体薄膜を得るには、ＧａＮ系半導体にＭｇをドープし、かつ、その層からアニールなどの手段によって水素を取り除く必要があるため、より困難かつ高価なプロセスが必要となる。
【０００６】
直流電流で動作する発光素子のもう一つの候補として、有機ＥＬ（Electro Luminescence）が挙げられる。有機ＥＬは、蒸着法等の安価なプロセスを用いて作製することができ、かつ、ガラス等の安価な基板を使用できるため、安価に製造できるというメリットがある。しかしながら、有機ＥＬについては、信頼性が問題になっている。
【０００７】
そこで、そのような問題を解決するために、有機材料と無機半導体材料のそれぞれのメリットを利用する方法が考えられている。すなわち、ｐｎ接合を利用した発光素子において、ｐ型半導体に代えて有機正孔輸送材料を用い、当該有機正孔輸送材料からｎ型半導体に正孔を注入することによってｎ型半導体中で発光を得ようとする、有機／無機半導体接合の発光素子である。このような構成の発光素子は、作製が困難なｐ型半導体を用いる必要がないというメリットがある。また、有機正孔輸送材料は、微小な隙間に入り込むことが可能で、かつ、正孔注入の機能を果たすため、ｎ型半導体に欠陥、粒界、凹み、その他隙間等が存在する場合でも発光させやすいというメリットもある。
【０００８】
このような発光素子の一例として、特許文献１に、基板上に少なくとも無機物層と正孔輸送性を有する有機物層とが積層された構造体を有しており、かつ、無機物層がウルツァイト型結晶構造を有する半導体である、半導体発光素子が開示されている。
【０００９】
一方、有機ＥＬにおいては、例えば特許文献２に示されているように、正孔注入性および正孔輸送性に優れた正孔輸送材料を選択することによって、発光効率等の性能を向上させることが検討されている。
【特許文献１】特開２０００−２２２０５号公報
【特許文献２】特開２００６−２９８８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、任意のウルツァイト型結晶構造を有する半導体等の無機半導体材料を任意の有機正孔輸送材料と組み合わせても、その組み合わせのほとんどについて、発光効率が低い、または発光しないという問題があった。その理由は、正孔が有機正孔輸送材料から半導体へ効率よく注入されていないからであり、半導体および有機正孔輸送材料のエネルギー準位が関係しているものと思われる。
【００１１】
また、特許文献２に示されているような、有機ＥＬに適用された際に正孔注入性に優れた正孔輸送材料が、無機半導体材料に対して正孔注入性に優れるとは限らない。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決することを目的としてなされたものであり、半導体材料の中から発光効率が良いＧａＮ系半導体を選択し、このＧａＮ系半導体に適した（高い正孔注入効率を有する）有機正孔輸送材料を見出すことで、発光効率の高い発光素子を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の発光素子は、ＧａＮ系半導体と、前記ＧａＮ系半導体に電流を注入するための陽極および陰極と、前記ＧａＮ系半導体と前記陽極との間に設けられた有機正孔輸送材料と、を含む発光素子であって、前記有機正孔輸送材料が、式（１）〜式（３）に示された構成単位から選択される少なくとも何れか１種と、式（４）に示された構成単位とを有する有機化合物を含んでいる。
【００１４】
【化１】
2009105118.tif 000002
【００１５】
【化２】
2009105118.tif 000003
［式（４）中、ｎは０〜１０の整数を示す。］
【発明の効果】
【００１６】
本発明の発光素子では、ＧａＮ系半導体に対して優れた正孔注入性を有する有機正孔輸送材料を用いているので、発光効率を向上させることができる。さらに、本発明では、ｐ型半導体に代えて有機正孔輸送材料を用いているので、発光効率の良い発光素子を安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明の発光素子は、ＧａＮ系半導体と、前記ＧａＮ系半導体に電流を注入するための陽極および陰極と、前記ＧａＮ系半導体と前記陽極との間に設けられた有機正孔輸送材料と、を含んでいる。
【００１９】
図１は、本発明の発光素子の一例について、その概略構成を示す断面図である。この発光素子１０は、基板１の上に、陰極２、ＧａＮ系半導体層３、正孔輸送層４および陽極５がこの順に積層されて形成されている。すなわち、この発光素子１０には、ＧａＮ系半導体からなるＧａＮ系半導体層３と、ＧａＮ系半導体層３と陽極５との間に配置された正孔輸送層４とが設けられており、陽極５および陰極２によってＧａＮ系半導体層３に電流が注入される。
【００２０】
基板１には、ＧａＮ系半導体層３の製造条件で変形および変成しない基板を用いることが望ましい。通常、ＧａＮ系半導体の作製には、ＮＨ3雰囲気中で高温（例えば９００℃以上）の熱処理が必要とされる場合が多い。このような条件で変形および変成しない基板の例としては、石英基板、セラミックス基板、サファイア基板、窒化ホウ素（ＢＮ）基板、窒化アルミニウム基板、窒化ガリウム基板、窒化アルミニウム・ガリウム基板、窒化インジウム・ガリウム基板、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板、シリコン（Ｓｉ）基板、および、モリブデン（Ｍｏ）やチタン（Ｔｉ）等の金属基板が挙げられる。基板１側から光を取り出す場合、基板１には石英基板等の透明基板が用いられる。
【００２１】
陰極２が形成された後にＧａＮ系半導体層３が作製されるため、陰極２に使用する材料も、ＧａＮ系半導体層３の製造条件で変形および変成されない材料が望ましい。例として白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）等が挙げられる。成膜方法も、蒸着法やスパッタリング法等、用いる材料に適した成膜方法を適用すればよい。また、基板１に他元素をドーピングしたＳｉ基板や金属基板等の導電性基板を使用する場合は、基板１が電極としても機能するため、陰極２は必ずしも必要ではない。また、基板１側から光を取り出す構成の場合、陰極２は光を透過させる必要があるため、膜厚を１００ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００２２】
陽極５には、例えばニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）等の金属材料や、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜を用いる。陽極５側から光を取り出す場合であって、かつ、陽極５に金属材料を用いる場合は、発光を透過させるために陰極５の膜厚を１００ｎｍ以下とすることが望ましい。また、正孔を正孔輸送層４に注入しやすくするために、陽極５の仕事関数は５ｅＶ以上が望ましい。
【００２３】
ＧａＮ系半導体層３は、従来から用いられているＭＯＣＶＤ法およびＨＶＰＥ法（Halide vapor phase epitaxy；ハライド気相成長法）や、“Diamond & Related Materials vol.13 P1892-1894 (2004)”に開示されている方法のように、スパッタリング法によって成膜したガリウム酸化物を、ＮＨ3雰囲気中で熱処理を施して窒化させることによって得ることができる。ＧａＮ系半導体層３は、ＧａＮ系半導体の単結晶薄膜または多結晶薄膜である。ＧａＮ系半導体層３の厚さは、例えば０．１〜１０μｍとできる。なお、本明細書においてＧａＮ系半導体とは、III族窒化物半導体においてガリウム（Ｇａ）原子が含まれる半導体であり、具体的には、窒化物窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム・ガリウム混晶（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌＧａＮ）および窒化インジウム・アルミニウム・ガリウム混晶（ＩｎＡｌＧａＮ）が挙げられる。
【００２４】
正孔輸送層４は、後述する有機正孔輸送材料のみから形成されていてもよいし、有機正孔輸送材料と他の材料との混合物によって形成されていてもよい。混合される他の材料としては、例えばシリコーンオイルやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等が挙げられる。成膜方法としては、抵抗加熱蒸着法や、適切な溶剤やバインダーに溶解させた有機正孔輸送材料をスピンコートやスリットコート等の湿式成膜法を用いて成膜する方法等が挙げられる。正孔輸送層４の厚さは、例えば０．０５〜２μｍとできる。
【００２５】
本発明の発光素子に用いられる有機正孔輸送材料は、少なくとも、上記式（１）〜式（３）に示された構成単位から選択される少なくとも何れか１種と、上記式（４）に示された構成単位とを有する有機化合物を含んでいる。このような有機化合物として、例えば、一般式（５）で示される有機化合物を使用できる。
【００２６】
【化３】
2009105118.tif 000004
［式（５）中、Ｒ1〜Ｒ3は、それぞれ独立して一般式（６）に示す置換基または水素であり、かつ、Ｒ1〜Ｒ3の少なくとも１つ（好ましくは２つ以上）が一般式（６）に示す置換基である。］
【００２７】
【化４】
2009105118.tif 000005
［式（６）中、ｎは０〜１０の整数（例えば０〜２）を示す。］
【００２８】
なお、本実施の形態で用いられる有機正孔輸送材料は、このような有機化合物の他に、正孔を輸送する機能を備えた他の材料を含んでいてもよい。また、より効果的に発光効率を向上させるために、本実施の形態の有機正孔輸送材料における上記有機化合物の含有量は、少なくとも３０質量％以上含まれることが望ましい。
【００２９】
有機正孔輸送材料に含まれる上記有機化合物の例として、例えば式（７）〜式（９）で示される有機化合物が挙げられる。
【００３０】
【化５】
2009105118.tif 000006
【００３１】
【化６】
2009105118.tif 000007
【００３２】
【化７】
2009105118.tif 000008
【００３３】
有機正孔輸送材料は、例えば、上記式（７）〜式（９）で示された有機化合物の何れか１種のみを含んでいてもよく、式（７）〜式（９）で示された有機化合物から選ばれる２種以上の混合物を含んでいてもよい。また、有機正孔輸送材料が、式（７）〜式（９）で示された有機化合物から選ばれる少なくとも１種のみから形成されていてもよい。
【００３４】
より高い発光効率を実現するためには、式（７）〜式（９）に示した有機化合物のうち、式（７）〜式（８）に示した有機化合物を用いることがより好ましい。したがって、本実施の形態では、式（７）および／または式（８）に示された有機化合物からなる有機正孔輸送材料を用いることが望ましい。例えば、式（７）と式（８）の有機化合物の混合物を用いることができる。
【００３５】
本実施の形態の発光素子は、図１に示す構成に限定されない。図２〜図４に、発光素子の他の構成例を示す。なお、図１に示した発光素子１０に含まれる構成と同様の機能を有する構成には同じ参照番号を付与し、その説明を省略する。
【００３６】
図２に示す発光素子２０は、陽極５および陰極２の両方が、ＧａＮ系半導体層３に対して基板１と反対側に配置された構成を有している。基板１上に形成されたＧａＮ系半導体層３上の一部の領域（領域３ａ）に陰極２が配置され、領域３ａを除く領域の一部（領域３ｂ）に正孔輸送層４が配置されている。さらに、正孔輸送層４上に陽極５が設けられている。発光素子２０は、図１の発光素子１０と同様に、ＧａＮ系半導体層３と、ＧａＮ系半導体層３と陽極５との間に配置された正孔輸送層４とを含んでおり、陽極５および陰極２によってＧａＮ系半導体層３に電流が注入される構成である。このような構成の発光素子２０では、ＧａＮ系半導体層３を作製した後に陰極２が作製される。このため、陰極２の材料は、ＧａＮ系半導体層３の製造条件にて変形・変成されない材料である必要がない。なお、陰極２を作製した後に正孔輸送層４や陽極５を製造する場合は、陰極２には、正孔輸送層４や陽極５の製造条件に耐えうる材料を用いる。
【００３７】
図３に示す発光素子３０では、図１および図２に示す発光素子１０，２０のＧａＮ系半導体層３および正孔輸送層４に替わって、有機正孔輸送材料を含む層６中にＧａＮ系半導体の粒子７が分散されている。このような構成の発光素子３０では、別途製造したＧａＮ系半導体の粒子７を用いるため、基板１や陰極２の材料にＧａＮ系半導体の製造条件に耐えうる材料を用いる必要がない。層６は、例えば、上記に説明した本実施の形態の有機正孔輸送材料をバインダーに溶解し、さらに別途作製したＧａＮ系半導体粒子をその中に分散させることによってペーストを作製し、当該ペーストを陰極２上にスピンコートやスリットコート等によって塗布し、塗膜を乾燥させることによって、製造できる。
【００３８】
発光素子３０における層６の膜厚は、例えば１〜２０μｍとできる。バインダーには、例えばシリコーンオイルやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等を用いることができる。層６全体における粒子７の含有割合は、例えば１０〜９０質量％とできる。粒子７の平均粒径は、例えば０．２〜１０μｍとできる。粒子７の作製方法は、例えばガリウム酸化物を窒化させて作製する方法（特開昭５１−４１６８６号公報参照）、ガリウム硫化物を窒化させて作製する方法（特開２００１−４９２５０号公報参照）、有機金属気相成長法を用いる方法（特許第３８２９４６４号公報参照）、ハライド気相成長法を用いる方法（特開２００６−１１７７３５号公報参照）等が開示されており、適切に選択すればよい。
【００３９】
また、図４に示す発光素子４０のように、図３に示す発光素子３０の上部電極５上に、さらに上部基板９が設けられた構成とすることも可能である。
【００４０】
図１〜図４に示した発光素子１０，２０，３０，４０において、少なくともＧａＮ系半導体（ＧａＮ系半導体層３またはＧａＮ系半導体の粒子７）に対して光を取り出す側に配置された基板や電極は、光透過性を有する必要がある。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例および比較例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、本発明の要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
実施例１の発光素子として、図２に示した発光素子と同様の構成を有する発光素子を作製した。
【００４３】
２．５４ｃｍ角（１インチ角）のサファイア基板上に、ＳｉをドープしたＧａＮ薄膜をハライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）を用いて厚さ５００μｍで作製し、ＧａＮ系半導体層とした。
【００４４】
ＳｉをドープしたＧａＮ薄膜のＨＶＰＥ法による作製方法を、図５を用いて説明する。サセプター５６上に、１インチ角のサファイア基板５５をセットする。ガスラインＡ５２にはＨＣｌを３ｃｃ／ｍｉｎおよびＮ2を２５０ｃｃ／ｍｉｎ流し、途中にＧａ金属５７を配設した。ガスラインＢ５３には何にも流さず、ガスラインＣ５４にはＮＨ3を２５０ｃｃ／ｍｉｎ流した。また炉内全体にＮ2を３０００ｃｃ／ｍｉｎ流した。反応炉の温度を６００℃にして３０秒間成長させて、サファイア基板５５上に厚さ０．１μｍのＧａＮバッファ層を成長させた。その後、ガスの供給を停止し、反応炉の温度を１０００℃にした後、ガスラインＡ５２にはＨＣｌを１０ｃｃ／ｍｉｎおよびＮ2を２５０ｃｃ／ｍｉｎ流し、ガスラインＢ５３にはジクロロシランを０．５ｃｃ／ｍｉｎおよびＮ2を２００ｃｃ／ｍｉｎ流し、ガスラインＣ５４にはＮＨ3を６００ｃｃ／ｍｉｎ流した。また、炉内全体にＮ2を３０００ｃｃ／ｍｉｎ流し、その状態で２時間保持して厚さ５００μｍのＳｉドープのＧａＮ薄膜を成長させた。反応後は炉内全体にＮ2を３０００ｃｃ／ｍｉｎ流したまま、他のガスの供給を停止し、温度を降下させた。
【００４５】
ＧａＮ薄膜上に、抵抗加熱蒸着法によって、２ｍｍ角で厚さ２００ｎｍのＡｌ電極を作製し、陰極とした。ＧａＮ薄膜上において、陰極が形成された領域以外の部分に、抵抗加熱蒸着法を用いて正孔輸送層を１ｍｍ角で厚さ２００ｎｍに作製した。本実施例では、上記式（９）に示した有機化合物からなる有機正孔輸送材料（「ＨＣＴ−２０５」（保土ヶ谷化学工業株式会社製））を用いて正孔輸送層を作製した。さらに、正孔輸送層上に、陽極として厚さ２０ｎｍのＡｕ電極を、抵抗加熱蒸着法を用いて作製した。
【００４６】
（実施例２）
正孔輸送層を、上記式（７）に示す有機化合物と上記式（８）に示す有機化合物との混合物からなる有機正孔輸送材料（「Ｔ７７０」（株式会社高砂ケミカル製））を用いて作製した以外は、実施例１と同様の方法で実施例２の発光素子を作製した。
【００４７】
（比較例１）
正孔輸送層を、ＴＰＤ（Tetraphenyldiaminobiphenyl）（アルドリッチ社製）を用いて作製した以外は、実施例１と同様の方法で比較例１の発光素子を作製した。
【００４８】
（比較例２）
正孔輸送層を、ＰＥＤＯＴ（Poly(3,4-ethylnedioxythiophene)）−ポリエチレングリコール共重合体１％、プロピレンカーボネート９５％、アセトニトリル４％の混合溶液（アルドリッチ社製、製品番号「６４９７９−１」）を用いて作製した以外は、実施例１と同様の方法で比較例２の発光素子を作製した。
【００４９】
（比較例３）
ポリビニルカルバゾール（関東化学株式会社製）を有機正孔輸送材料として用い、これを１質量％となるようにテトラヒドロフランに溶解してペーストを作製した。ＧａＮ薄膜上にポリイミドテープによるマスキングを行い、このペーストをスピンコートによってＧａＮ薄膜上に塗布して塗膜を乾燥させることによって成膜し、１ｍｍ角の面積で厚さ２００ｎｍの正孔輸送層を作製した。正孔輸送層以外は、実施例１と同様の方法で比較例３の発光素子を作製した。
【００５０】
（実施例３）
実施例３の発光素子として、図３に示した発光素子と同様の構成を有する発光素子を作製した。
【００５１】
ＧａＮ系半導体粒子として、直径３μｍのＧａＮ：Ｚｎ粒子を用いた。このＧａＮ：Ｚｎ粒子は、直径３μｍの酸化ガリウム粉末５ｇと酸化亜鉛粉末５ｇとを混合してボートに乗せ、そのボートを内径５０ｍｍの石英管の中にセットし、Ｎ2を１００ｃｃ／ｍｉｎ、ＮＨ3を１５０ｃｃ／ｍｉｎ流しながら、管状炉を用いて１０００℃で３時間焼成を行うことによって作製されたものである。正孔輸送層を、上記式（７）に示す有機化合物と上記式（８）に示す有機化合物との混合物からなる有機正孔輸送材料（「Ｔ７７０」（株式会社高砂ケミカル製））を用いて作製した。具体的には、まず、ＧａＮ：Ｚｎ粒子と、上記式（７）に示す有機化合物と上記式（８）に示す有機化合物との混合物と、バインダーとして用いたジメチルシリコーンオイル（粘度：０．５Ｐａ・ｓ（５００ｃｐｓ））と、それぞれ質量比で２：２：１に配合したペーストを作製した。一方、ガラス基板上に、陰極となるＩＴＯ膜をスパッタリング法にて厚さ２００ｎｍに成膜し、その上に前記ペーストを厚さ１０μｍとなるようにスリットコーターで塗布して乾燥させることによって、ＧａＮ系半導体粒子が分散された層を作製した。さらに、この層上に、陽極として厚さ２０ｎｍのＡｕ電極を、抵抗加熱蒸着法を用いて作製した。
【００５２】
（比較例４）
正孔輸送層を、ＴＰＤ（Tetraphenyldiaminobiphenyl）（アルドリッチ社製）を用いて作製した以外は、実施例３と同様の方法で比較例４の発光素子を作製した。
【００５３】
以上のように作製した実施例１〜３および比較例１〜４の発光素子について、それぞれ、発光輝度、発光ピーク波長および電流密度を測定した。測定結果は表１に示すとおりである。発光輝度および発光ピーク波長は、各発光素子の陽極・陰極間に２０Ｖの直流電圧をかけて発光させた際の測定値である。なお、発光輝度および発光ピーク波長は、大塚電子株式会社製「ＭＣＰＤ−７０００」を用いて測定した。また、電流密度は、流れている電流値を発光面積で割ることによって算出した。
【００５４】
【表１】
2009105118.tif 000009
【００５５】
表１に示すように、比較例２〜４の発光素子は、２０Ｖの電圧をかけても発光しなかった。比較例１の発光素子は、発光は確認されたものの、発光輝度は低かった。比較例１の発光素子では実施例よりも大きな電流が流れたが、ＧａＮ系半導体に正孔が効率よく注入されなかったため発光輝度は低かったと考えられる。これに対し、実施例１〜３の発光素子は、高い発光輝度を示した。
【００５６】
以上の結果から、実施例１〜３で用いた有機正孔輸送材料は、ＧａＮ系半導体と組み合わせて用いることによって、高い発光輝度が得られることが確認された。さらに、実施例１と実施例２との発光輝度を比較すると、実施例２の発光素子の方が実施例１の発光素子よりも高い発光輝度を示した。この結果から、有機正孔輸送材料として上記式（７）に示す有機化合物および上記式（８）に示す有機化合物を用いることによって、同じ条件でより高い発光輝度が得られることも確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明によれば、安価に製造でき、かつ、発光効率の高い発光素子を提供できる。本発明の発光素子は、例えば表示装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の発光素子の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の発光素子の構成の別の例を示す断面図である。
【図３】本発明の発光素子の構成のさらに別の例を示す断面図である。
【図４】本発明の発光素子の構成のさらに別の例を示す断面図である。
【図５】ＨＶＰＥ法の装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    基板
２    陰極
３    ＧａＮ系半導体層
４    正孔輸送層
５    陽極
６    有機正孔輸送材料を含む層
７    ＧａＮ系半導体の粒子
１０、２０、３０、４０    発光素子
５１  反応炉
５２  ガスラインＡ
５３  ガスラインＢ
５４  ガスラインＣ
５５  基板
５６  サセプター
５７  Ｇａ金属
【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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