JP2006114477A - Manufacturing method of light-emitting device and electronic apparatus - Google Patents

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JP2006114477A
JP2006114477A JP2005167991A JP2005167991A JP2006114477A JP 2006114477 A JP2006114477 A JP 2006114477A JP 2005167991 A JP2005167991 A JP 2005167991A JP 2005167991 A JP2005167991 A JP 2005167991A JP 2006114477 A JP2006114477 A JP 2006114477A
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Toshio Ikeda
寿雄 池田
Junichiro Sakata
淳一郎 坂田
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a light-emitting device driven by low voltage capable of prolonging life longer than a conventional light-emitting device. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the light-emitting device comprises a process of forming a mixed layer containing a compound selected from an oxide semiconductor and metal oxide, and an aromatic amine compound on a first electrode by co-deposition, a process of forming a layer containing a light-emitting material on the mixed layer, and a process of forming a second electrode on the layer containing the light-emitting material. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は一対の電極間に複数の層が挟まれた構成を有する発光素子に関し、特に複数の
層のうち少なくとも一層として用いることのできる層の構成に関する。
The present invention relates to a light-emitting element having a structure in which a plurality of layers are sandwiched between a pair of electrodes, and more particularly to a structure of a layer that can be used as at least one of the plurality of layers.

エレクトロルミネッセンス素子(発光素子)からの発光を利用した発光装置は、表示用
または照明用の装置として注目されている。
A light-emitting device using light emitted from an electroluminescence element (light-emitting element) has attracted attention as a display or illumination device.

発光装置に用いられる発光素子としては、一対の電極間に発光性化合物を含む層が挟ま
れた構成を有するものがよく知られている。
As a light-emitting element used in a light-emitting device, one having a structure in which a layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a pair of electrodes is well known.

このような発光素子では、一方の電極は陽極として、他方の電極は陰極としてそれぞれ
機能し、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが再結合して励起状
態の分子を形成し、それが基底状態に戻るときに光を放出する。
In such a light-emitting element, one electrode functions as an anode and the other electrode functions as a cathode, and holes injected from the anode side and electrons injected from the cathode side are recombined to be in an excited state. It forms a molecule and emits light when it returns to the ground state.

ところで、近年急速に開発が進んだ各種情報処理機器に組み込むための表示用装置にお
いては特に低消費電力化への要求が高く、これを達成するために発光素子の低駆動電圧化
が試みられている。また、商品化を踏まえれば、低駆動電圧化のみならず発光素子の長寿
命化もまた重要であり、これを達成するための発光素子の開発が進められている。
By the way, display devices to be incorporated into various information processing devices that have been rapidly developed in recent years have a particularly high demand for low power consumption. In order to achieve this, attempts have been made to reduce the driving voltage of light-emitting elements. Yes. In view of commercialization, it is important not only to lower the driving voltage but also to extend the life of the light emitting element, and the development of light emitting elements to achieve this is underway.

例えば特許文献1では、モリブデン酸化物等の仕事関数の高い金属酸化物を陽極に用い
ることで発光素子の低駆動電圧化を達成している。さらに長寿命化に対する効果も得てい
る。
For example, in Patent Document 1, a low driving voltage of a light emitting element is achieved by using a metal oxide having a high work function such as molybdenum oxide for an anode. In addition, the effect of extending the life is also obtained.

しかし、特に長寿命化について述べれば、特許文献1に示された手段のみでは十分であ
るとは言えず、さらなる長寿命化を達成するための技術開発を必要としていた。
特開平9−63771号公報
However, in particular, regarding the extension of the lifetime, it cannot be said that the means disclosed in Patent Document 1 alone is sufficient, and it is necessary to develop a technology for achieving a longer lifetime.
JP-A-9-63771

本発明では、駆動電圧が低く、また従来の発光素子よりもさらに長寿命化できる発光素
子およびその発光素子の作製方法を提供することを課題とする。
It is an object of the present invention to provide a light-emitting element that has a low driving voltage and can have a longer lifetime than a conventional light-emitting element and a method for manufacturing the light-emitting element.

本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有し、前記複数の層のうち少なくとも
一層は、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と正孔輸送性の高い
化合物とを含む層であることを特徴としている。
The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers between a pair of electrodes, and at least one of the plurality of layers has one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a hole transport property. It is characterized by being a layer containing a high compound.

なお前記複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、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等からなる層を組み合わせて構成されたも
のである。
Note that the plurality of layers are configured by combining layers made of a substance having a high carrier-injecting property, a substance having a high carrier-transporting property, or the like so that a light-emitting region is formed away from the electrode.

このような構成の発光素子とすることにより、酸化物半導体および金属酸化物の中から
選ばれた一の化合物と正孔輸送性の高い化合物とを含む層の結晶化を抑制することができ
る。また結晶化が抑制された結果、発光素子が長寿命化する。
By using the light-emitting element having such a structure, crystallization of a layer including one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole-transport property can be suppressed. In addition, as a result of the suppression of crystallization, the light emitting element has a long lifetime.

前記酸化物半導体および前記金属酸化物の具体例としては、モリブデン酸化物(MoO
x)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化
物(WOx)等があげられる。この他、インジウム錫酸化物(ITO)や亜鉛酸化物(Z
nO)、錫酸化物(SnO)を用いることができる。但し、ここに示したものに限らず、
その他の物質を用いてもよい。
Specific examples of the oxide semiconductor and the metal oxide include molybdenum oxide (MoO
x), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx) and the like. In addition, indium tin oxide (ITO) and zinc oxide (Z
nO) and tin oxide (SnO) can be used. However, not limited to those shown here,
Other substances may be used.

前記正孔輸送性の高い化合物としては、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:α−NPD)や4,4’−ビス[N−(
3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(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:TD
ATA)、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。但し、ここに示したものに限らず
、その他の物質を用いてもよい。
Examples of the compound having a high hole transporting property include 4,4′-bis [N- (1-naphthyl).
-N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: α-NPD) or 4,4′-bis [N- (
3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: TPD) or 4,4
', 4''-tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine (abbreviation: TD)
ATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine (abbreviation: MTDATA) (ie, benzene ring— Compound having a nitrogen bond). However, it is not limited to those shown here, and other substances may be used.

本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層をし、前記複数の層のうち少なくとも一
層は、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と正孔輸送性の高い化
合物と立体障害の大きな化合物とを含む層である特徴としている。
The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers between a pair of electrodes, and at least one of the plurality of layers has a hole-transporting property with one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide. It is characterized by being a layer containing a high compound and a compound having a large steric hindrance.

なお前記複数の層は、上記と同様に、電極から離れたところに発光領域が形成されるよ
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等からなる層を組み合わせ
て構成されたものである。
In addition, the plurality of layers are configured by combining layers made of a substance having a high carrier-injecting property or a substance having a high carrier-transporting property so that a light-emitting region is formed away from the electrode, as described above. Is.

このように酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と正孔輸送性の
高い化合物とを含む層に、さらに立体障害の大きな化合物を含む構成の発光素子とするこ
とにより、当該層の結晶化をさらに抑制することができる。また結晶化が抑制された結果
、発光素子がより長寿命化する。
As described above, by forming a light-emitting element having a structure containing a compound having a large steric hindrance in a layer containing one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole-transport property, Crystallization of the layer can be further suppressed. In addition, as a result of the suppression of crystallization, the light emitting element has a longer lifetime.

なお、前記酸化物半導体と前記金属酸化物と前記正孔輸送性の高い化合物とは、それぞ
れ上記したものと同様である。
Note that the oxide semiconductor, the metal oxide, and the compound having a high hole-transport property are the same as those described above.

立体障害の大きな(つまり平面構造とは異なり空間的な広がりを有する構造をもつ)化
合物としては、5,6,11,12−テトラフェニルテトラセン(略称:ルブレン)が好
ましい。但し、これ以外にヘキサベニルベンゼン、ジフェニルアントラセン、t−ブチル
ペリレン、9,10−ジ(フェニル)アントラセン、クマリン545Tなどを用いてもよ
い。また、この他、デンドリマー等も有効である。
As a compound having a large steric hindrance (that is, having a structure having a spatial extension unlike a planar structure), 5,6,11,12-tetraphenyltetracene (abbreviation: rubrene) is preferable. However, other than this, hexabenylbenzene, diphenylanthracene, t-butylperylene, 9,10-di (phenyl) anthracene, coumarin 545T, or the like may be used. In addition, dendrimers and the like are also effective.

本発明により、酸化物半導体や金属酸化物の凝集を抑制し、当該酸化物半導体または金
属酸化物を含む層の結晶化を抑制することができる。また、結晶化を抑制することにより
、結晶化に起因したリーク電流の発生などが抑制され、長寿命化した発光素子を得ること
ができる。
According to the present invention, aggregation of an oxide semiconductor or a metal oxide can be suppressed, and crystallization of a layer containing the oxide semiconductor or metal oxide can be suppressed. In addition, by suppressing crystallization, generation of a leakage current due to crystallization is suppressed, and a light-emitting element having a long lifetime can be obtained.

本発明の発光素子は、一つの電極間に複数の層を有するものである。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(担体)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。
The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers between one electrode. The multiple layers are
It consists of a substance with high carrier injection property or a substance with high carrier transport property so that a light emitting region is formed away from the electrode, that is, a carrier (carrier) is recombined at a site away from the electrode. The layers are stacked in combination.

本発明の発光素子の一態様について図2(A)を用いて以下に説明する。   One embodiment of the light-emitting element of the present invention is described below with reference to FIG.

本形態において、発光素子210は、これを支持するための基板201上に設けられて
おり、第1の電極202と、第1の電極202の上に順に積層した第1の層203、第2
の層204、第3の層205、第4の層206と、さらにその上に設けられた第2の電極
207とから構成されている。なお、本形態では第1の電極202は陽極として機能し、
第2の電極207は陰極として機能するように構成されている。
In this embodiment mode, the light-emitting element 210 is provided over a substrate 201 for supporting the light-emitting element 210, and includes a first electrode 202, a first layer 203 sequentially stacked on the first electrode 202, and a second layer.
The layer 204, the third layer 205, the fourth layer 206, and the second electrode 207 provided thereon. Note that in this embodiment, the first electrode 202 functions as an anode,
The second electrode 207 is configured to function as a cathode.

基板201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。
As the substrate 201, for example, glass or plastic can be used.
Note that other materials may be used as long as the light-emitting element functions as a support in the manufacturing process.

第1の電極202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で形成されていることが好ましい。具体的には
、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素を含有した
インジウム錫酸化物、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZ
O(Indium Zinc Oxide)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。
The first electrode 202 is preferably formed of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (work function of 4.0 eV or more). Specifically, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon, IZ in which 2 to 20% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide.
In addition to O (Indium Zinc Oxide), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), or nitride of metal material (TiN)
Etc. can be used.

第1の層203は、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と正孔
輸送性の高い化合物とを含む層である。酸化物半導体および金属酸化物の具体例としては
、モリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(R
uOx)、タングステン酸化物(WOx)等が挙げられる。この他、インジウム錫酸化物
(ITO)や亜鉛酸化物(ZnO)を用いることができる。但し、ここに示したものに限
らず、その他の物質を用いてもよい。また、正孔輸送性の高い化合物としては、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:α
−NPD)や4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−
ビフェニル(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
)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。
The first layer 203 is a layer including one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole-transport property. Specific examples of the oxide semiconductor and the metal oxide include molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), and ruthenium oxide (R
uOx), tungsten oxide (WOx), and the like. In addition, indium tin oxide (ITO) or zinc oxide (ZnO) can be used. However, it is not limited to those shown here, and other substances may be used. Examples of the compound having a high hole transporting property include 4
, 4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (abbreviation: α
-NPD) and 4,4'-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenyl-amino]-
Biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- ( 3-
Methylphenyl) -N-phenyl-amino] -triphenylamine (abbreviation: MTDATA)
) And the like (that is, having a benzene ring-nitrogen bond) can be used. The substances mentioned here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used.

上記のような構成を有する第1の層203は、正孔注入性の高い層である。第1の層2
03においては、当該層に含まれる正孔輸送性の高い物質によって酸化物半導体または金
属酸化物の凝集が抑制されている。つまり、第1の層203の結晶化が抑制されている。
なお、第1の層203は、上記のような単層のものだけでなく、例えば半導体と正孔輸送
性の高い化合物を含み、その混合比が異なる層が二層以上積層した構造としてもよい。
The first layer 203 having the above structure is a layer having a high hole injection property. First layer 2
In 03, aggregation of an oxide semiconductor or a metal oxide is suppressed by a substance having a high hole-transport property included in the layer. That is, crystallization of the first layer 203 is suppressed.
Note that the first layer 203 is not limited to a single layer as described above, and may have a structure in which, for example, a semiconductor and a compound having a high hole-transport property are included and two or more layers having different mixing ratios are stacked. .

また、第1の層203は、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物
と正孔輸送性の高い化合物とに加えて、さらに立体障害の大きな(つまり平面構造とは異
なり空間的な広がりを有する構造をもつ)化合物を有するものであってもよい。立体障害
の大きな化合物としては、5,6,11,12−テトラフェニルテトラセン(略称:ルブ
レン)が好ましい。但しこれ以外に、ヘキサベニルベンゼン、ジフェニルアントラセン、
t−ブチルペリレン、9,10−ジ(フェニル)アントラセン、クマリン545T等も用
いることができる。この他、デンドリマーなども有効である。このように、立体障害の大
きな構造、つまり平面構造とは異なり空間的な広がりを有する構造をもつ物質を混合する
ことにより、モリブデン酸化物の結晶化を一層抑制することができる。
The first layer 203 has a larger steric hindrance in addition to one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole-transport property (that is, different from a planar structure). It may have a compound (having a structure having a spatial extension). As the compound having a large steric hindrance, 5,6,11,12-tetraphenyltetracene (abbreviation: rubrene) is preferable. However, besides this, hexabenylbenzene, diphenylanthracene,
t-Butylperylene, 9,10-di (phenyl) anthracene, coumarin 545T, and the like can also be used. In addition, dendrimers are also effective. In this manner, by mixing a substance having a structure having a large steric hindrance, that is, a structure having a spatial extension unlike a planar structure, crystallization of molybdenum oxide can be further suppressed.

第2の層204は、正孔輸送性の高い物質、例えばα−NPDやTPD、TDATA、
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
からなる層である。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、第2の層204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であってもよい。
The second layer 204 is formed using a substance having a high hole transporting property, such as α-NPD, TPD, TDATA,
It is a layer made of an aromatic amine-based compound such as MTDATA (that is, having a benzene ring-nitrogen bond). The substances mentioned here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Note that the second layer 204 is not limited to a single layer, and may be a stack of two or more layers including any of the above substances.

第3の層205は、発光性の高い物質を含む層である。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が高く成膜性が
よい(つまり結晶化しにくい)物質とを自由に組み合わせて構成される。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構成とし、第3の
層205としても構わない。
The third layer 205 is a layer containing a substance having a high light-emitting property. For example, a highly luminescent substance such as N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd) or 2H-chromen-2-one (abbreviation: coumarin) and tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ) or 9 , 10
-It is configured by freely combining materials having high carrier transport properties such as di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA) and good film forming properties (that is, difficult to crystallize). However, Alq 3
Since DNA and DNA are highly luminescent substances, these substances may be used alone to form the third layer 205.

第4の層206は、電子輸送性の高い物質、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミ
ニウム(略称:Alq3)、トリス(5−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
ンゾオキサゾラト]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−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(略称:TAZ)、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(略称
:p−EtTAZ)、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/V
s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、上記以外の物質を第4の層206として用いても構わない。また、第4の層206
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。
The fourth layer 206 is formed using a substance having a high electron-transport property, such as tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (5-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10 - hydroxybenzo [h] - quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato -
It is a layer formed of a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton, such as aluminum (abbreviation: BAlq). In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) -benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) -benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn ( Metal complexes having an oxazole or thiazole ligand such as BTZ) 2 ) can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-
Oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3
-(4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- (4-biphenylyl) -1,
2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-
(4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (
(Abbreviation: BCP) can also be used. The substances mentioned here are mainly 10 −6 cm 2 / V.
A substance having an electron mobility of s or more. Note that any substance other than the above substances may be used for the fourth layer 206 as long as it has a property of transporting more electrons than holes. Also, the fourth layer 206
Is not limited to a single layer, and may be a stack of two or more layers made of the above substances.

第2の電極207を形成する物質としては、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1族または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(Mg:Ag、Al:Li)が挙げられる。しかしながら、第2の電極207
と発光層との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第2の電極と積層して設ける
ことにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、珪素を含むITO等様々
な導電性材料を第2の電極207として用いることができる。
As a material for forming the second electrode 207, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (a work function of 3.8 eV or less) can be used.
Specific examples of such cathode materials include elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table of Elements, that is, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and magnesium (Mg
), Alkaline earth metals such as calcium (Ca) and strontium (Sr), and alloys containing these (Mg: Ag, Al: Li). However, the second electrode 207
A layer having a function of accelerating electron injection is provided between the light emitting layer and the light emitting layer so as to be stacked with the second electrode, so that ITO containing Al, Ag, ITO, silicon, etc. regardless of the work function. Various conductive materials can be used for the second electrode 207.

なお、電子注入を促す機能を有する層としては、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
土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、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、例えばAlq3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。
Note that as a layer having a function of promoting electron injection, an alkali metal or alkaline earth metal compound such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like is used. Can do. In addition, a layer made of a substance having an electron transporting property containing an alkali metal or an alkaline earth metal, for example, a layer containing magnesium (Mg) in Alq 3 can be used.

また、第1の層203、第2の層204、第3の層205、第4の層206の形成方法
は、上記のような蒸着法以外の方法でもよい。例えば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。
Further, the first layer 203, the second layer 204, the third layer 205, and the fourth layer 206 may be formed by a method other than the above evaporation method. For example, an ink jet method or a spin coating method may be used. Moreover, you may form using the different film-forming method for each electrode or each layer.

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202と第2の電極207
との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第3の層20
5において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第3の層205に発光
領域が形成されるような構成となっている。但し、第3の層205の全てが発光領域とし
て機能する必要はなく、例えば、第3の層205のうち第2の層204側または第4の層
206側にのみ発光領域が形成されるようなものであってもよい。
The light-emitting element of the present invention having the above structure includes a first electrode 202 and a second electrode 207.
The third layer 20, which is a layer containing a substance having a high light-emitting property, due to a potential difference generated between the first layer 20 and the third layer 20.
In FIG. 5, holes and electrons recombine to emit light. That is, a light emitting region is formed in the third layer 205. However, it is not necessary that all of the third layer 205 functions as a light emitting region. For example, the light emitting region is formed only on the second layer 204 side or the fourth layer 206 side of the third layer 205. It may be anything.

発光は、第1の電極202または第2の電極207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202または第2の電極207のいずれか一方
または両方は、透光性を有する物質で成る。第1の電極202のみが透光性を有する物質
からなるものである場合、図2(A)に示すように、発光は第1の電極202を通って基
板側から取り出される。また、第2の電極207のみが透光性を有する物質からなるもの
である場合、図2(B)に示すように、発光は第2の電極207を通って基板と逆側から
取り出される。第1の電極202および第2の電極207がいずれも透光性を有する物質
からなるものである場合、図2(C)に示すように、発光は第1の電極202および第2
の電極207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。
Light emission is extracted outside through one or both of the first electrode 202 and the second electrode 207. Therefore, one or both of the first electrode 202 and the second electrode 207 is formed of a light-transmitting substance. In the case where only the first electrode 202 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted from the substrate side through the first electrode 202 as illustrated in FIG. In the case where only the second electrode 207 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted from the side opposite to the substrate through the second electrode 207 as illustrated in FIG. In the case where both the first electrode 202 and the second electrode 207 are formed using a light-transmitting substance, light is emitted from the first electrode 202 and the second electrode as illustrated in FIG.
Are taken out from both the substrate side and the substrate opposite side.

なお第1の電極202と第2の電極207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抑制されるよ
うに、第1の電極202および第2の電極207から離れた部位に正孔と電子とが再結合
する領域を設けた構成であり、且つ酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の
化合物と正孔輸送性の高い化合物とを含む(さらに、立体障害の大きい化合物を含んでい
てもよい)層を有するものであれば、上記以外のものでもよい。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
)の物質等から成る層を、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と
正孔輸送性の高い化合物とを含む層と自由に組み合わせて構成すればよい。また、例えば
極薄の酸化珪素膜等からなる層を設けることによってキャリアの再結合部位を制御したも
のであってもよい。例えば図3に示すような構成であってもよい。但し、層構成はこれら
のものに限定されない。
Note that the structure of the layers provided between the first electrode 202 and the second electrode 207 is not limited to the above. A structure in which holes and electrons are recombined at a site away from the first electrode 202 and the second electrode 207 so that quenching caused by the proximity of the light emitting region and the metal is suppressed. And a layer including one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole-transport property (and may include a compound having a large steric hindrance). Any other than the above may be used. In other words, the layered structure of the layers is not particularly limited, and a substance having a high electron transporting property or a substance having a high hole transporting property, a substance having a high electron injecting property, a substance having a high hole injecting property, or a bipolar property (electron and hole) A layer composed of a substance having a high transportability of a material) is freely combined with a layer including one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole transportability. That's fine. Further, for example, a carrier recombination site may be controlled by providing a layer made of an extremely thin silicon oxide film or the like. For example, a configuration as shown in FIG. However, the layer structure is not limited to these.

図3に示す発光素子は、陰極として機能する第1の電極502の上に電子輸送性の高い
物質からなる第1の層503、発光性の高い物質を含む第2の層504、正孔輸送性の高
い物質からなる第3の層505、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化
合物と正孔輸送性の高い化合物とを含む第4の層506、陽極として機能する第2の電極
507とが順に積層された構成となっている。なお、501は基板である。
A light-emitting element illustrated in FIG. 3 includes a first layer 503 made of a substance having a high electron-transport property, a second layer 504 containing a substance having a high light-emitting property, and a hole transport over the first electrode 502 functioning as a cathode. A third layer 505 made of a highly conductive material, a fourth layer 506 containing one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a compound having a high hole-transport property, and a first layer functioning as an anode Two electrodes 507 are sequentially stacked. Reference numeral 501 denotes a substrate.

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以外に、例えば
薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板上に発光素子を作製してもよい。これにより、T
FT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アレイ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。
In this embodiment mode, a light-emitting element is manufactured over a substrate made of glass, plastic, or the like. A passive light-emitting device can be manufactured by manufacturing a plurality of such light-emitting elements over one substrate. In addition to a substrate made of glass, plastic, or the like, a light emitting element may be manufactured on a thin film transistor (TFT) array substrate, for example. As a result, T
An active matrix light-emitting device in which driving of the light-emitting element is controlled by FT can be manufactured. Note that the structure of the TFT is not particularly limited. A staggered TFT or an inverted staggered TFT may be used. Also, the driving circuit formed on the TFT array substrate may be composed of N-type and P-type TFTs, or may be composed of only one of N-type and P-type.

上記のように、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と正孔輸送
性の高い物質とを含む層を有する発光素子では、当該層の結晶化が抑制することができる
。このため、当該層の結晶化に起因したリーク電流の発生などが抑制され、長寿命な発光
素子を得ることができる。また、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化
合物と正孔輸送性の高い物質とに加えさらに立体障害の大きい物質を含む層を有する発光
素子では、当該層の結晶はさらに抑制され、より長寿命な発光素子が得られる。
As described above, in a light-emitting element having a layer containing one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a substance having a high hole-transport property, crystallization of the layer can be suppressed. . Therefore, generation of a leakage current due to crystallization of the layer is suppressed, and a light-emitting element with a long lifetime can be obtained. In addition, in a light-emitting element having a layer containing a substance having a large steric hindrance in addition to one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and a substance having a high hole-transport property, crystals of the layer further include A light-emitting element that is suppressed and has a longer lifetime can be obtained.

本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。   A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described.

ガラス基板上にインジウム錫酸化物(ITO)を成膜して第1の電極を形成する。次に
真空雰囲気中で150度、30分間、ITOが成膜されたガラス基板を処理する。
A first electrode is formed by depositing indium tin oxide (ITO) over a glass substrate. Next, the glass substrate on which ITO is formed is processed in a vacuum atmosphere at 150 degrees for 30 minutes.

次に、モリブデン酸化物と正孔輸送性の高い物質であるα−NPDとを共蒸着し、第1
の電極の上に、第1の層を形成した。なお、モリブデン酸化物とα−NPDの重量比は、
0.245(モリブデン酸化物):1(α−NPD)となるようにした。また、膜厚は1
30nmとなるようにした。ここで、共蒸着とは、一つの処理室内に設けられた複数の蒸
着源からそれぞれ原料を気化させ、気化した原料を気相状態で混合し、被処理物上に堆積
させる蒸着法をいう。
Next, molybdenum oxide and α-NPD, which is a substance having a high hole-transport property, are co-evaporated, and the first
A first layer was formed on the electrode. The weight ratio of molybdenum oxide to α-NPD is
0.245 (molybdenum oxide): 1 (α-NPD). The film thickness is 1
It was set to 30 nm. Here, co-evaporation refers to a vapor deposition method in which raw materials are vaporized from a plurality of vapor deposition sources provided in one processing chamber, the vaporized raw materials are mixed in a gas phase state, and deposited on an object to be processed.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は10nmとな
るようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was 10 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.002となるようにした。また、膜厚は3
7.5nmとなるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio between Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.002. The film thickness is 3
The thickness was set to 7.5 nm.

次に、Alq3を蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。膜厚は37.5nmと
なるようにした。
Next, Alq 3 was vapor deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm.

次に、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。
膜厚は1nmとなるようにした。
Next, calcium fluoride (CaF 2 ) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer.
The film thickness was 1 nm.

次に、アルミニウムを成膜し蒸着し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は2
00nmとなるようにした。
Next, aluminum was formed and vapor-deposited to form a second electrode on the fifth layer. Film thickness is 2
It was set to 00 nm.

以上のようにして作製した発光素子の素子特性を図1、4に示す。   Element characteristics of the light-emitting element manufactured as described above are shown in FIGS.

図4は、本実施例で作製した発光素子の輝度−電圧特性を示す図である。図4において
、横軸は印加した電圧(V)、縦軸は発光輝度(cd/m2)を表している。図4より、
駆動電圧(1cd/m2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。)は約2.5Vで
あることが分かる。
FIG. 4 is a graph showing luminance-voltage characteristics of the light-emitting element manufactured in this example. In FIG. 4, the horizontal axis represents the applied voltage (V), and the vertical axis represents the emission luminance (cd / m 2 ). From FIG.
It can be seen that the drive voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts) is about 2.5V.

図1は、本実施例で作製した発光素子の発光輝度の経時的な変化について測定した測定
結果である。図1において、横軸は経過時間(hour)、縦軸は発光輝度を表している
。発光輝度は初期輝度を100としたときの初期輝度に対する相対値で表している。なお
、発光輝度の経時的な変化の測定は、一定の電流密度の電流を発光素子に流し続け、任意
の時間ごとに、発光素子の輝度を測定する方法で行った。なお、電流密度は、初期輝度が
1000cd/m2となるときの値を用いた。図1より、本実施例の発光素子において、
100時間経過後の発光輝度は初期輝度に対しおよそ18%低下し、82となっているこ
とが分かる。
FIG. 1 shows measurement results obtained by measuring changes over time in light emission luminance of the light-emitting elements manufactured in this example. In FIG. 1, the horizontal axis represents elapsed time (hour), and the vertical axis represents emission luminance. The light emission luminance is expressed as a relative value with respect to the initial luminance when the initial luminance is 100. Note that the change in the light emission luminance over time was measured by a method in which a current having a constant current density was continuously supplied to the light emitting element, and the luminance of the light emitting element was measured every arbitrary time. As the current density, a value when the initial luminance is 1000 cd / m 2 was used. From FIG. 1, in the light emitting device of this example,
It can be seen that the light emission luminance after 100 hours has decreased by about 18% from the initial luminance to 82.

本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。   A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described.

ガラス基板上にインジウム錫酸化物(ITO)を成膜して第1の電極を形成する。次に
真空雰囲気中で150度、30分間、ITOが成膜されたガラス基板を処理する。
A first electrode is formed by depositing indium tin oxide (ITO) over a glass substrate. Next, the glass substrate on which ITO is formed is processed in a vacuum atmosphere at 150 degrees for 30 minutes.

次に、モリブデン酸化物と正孔輸送性の高い物質であるα−NPDと立体障害の高い物
質であるルブレンとを共蒸着し、第1の電極の上に、第1の層を形成した。なお、モリブ
デン酸化物とα−NPDとルブレンの重量比は、0.245(モリブデン酸化物):1(
α−NPD):0.018(ルブレン)となるようにした。また、膜厚は130nmとな
るようにした。
Next, molybdenum oxide, α-NPD, which is a substance having a high hole-transport property, and rubrene, which is a substance having a high steric hindrance, were co-evaporated to form a first layer over the first electrode. The weight ratio of molybdenum oxide, α-NPD and rubrene is 0.245 (molybdenum oxide): 1 (
α-NPD): 0.018 (rubrene). The film thickness was 130 nm.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は10nmとな
るようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was 10 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.002となるようにした。また、膜厚は3
7.5nmとなるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio between Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.002. The film thickness is 3
The thickness was set to 7.5 nm.

次に、Alq3を蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。膜厚は37.5nmと
なるようにした。
Next, Alq 3 was vapor deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm.

次に、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。
膜厚は1nmとなるようにした。
Next, calcium fluoride (CaF 2 ) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer.
The film thickness was 1 nm.

次に、アルミニウムを蒸着し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は200n
mとなるようにした。
Next, aluminum was vapor-deposited to form a second electrode on the fifth layer. The film thickness is 200n
m.

以上のようにして作製した発光素子の素子特性を図1、4に示す。なお、測定方法など
は、実施例1に示したものと同様である。
Element characteristics of the light-emitting element manufactured as described above are shown in FIGS. The measurement method and the like are the same as those shown in Example 1.

図4より、駆動電圧(1cd/m2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。)は
約2.5Vであることが分かる。
4 that the drive voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts) is about 2.5V.

また、図1より、本実施例の発光素子において、100時間経過後の発光輝度(相対値
)は初期輝度に対しおよそ8%低下し、92となっていることが分かる。
In addition, it can be seen from FIG. 1 that in the light emitting device of this example, the light emission luminance (relative value) after 100 hours is about 92%, which is about 8% lower than the initial luminance.

本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。   A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described.

ガラス基板上にインジウム錫酸化物(ITO)を成膜して第1の電極を形成する。次に
真空雰囲気中で150度、30分間、ITOが成膜されたガラス基板を処理する。
A first electrode is formed by depositing indium tin oxide (ITO) over a glass substrate. Next, the glass substrate on which ITO is formed is processed in a vacuum atmosphere at 150 degrees for 30 minutes.

次に、モリブデン酸化物と正孔輸送性の高い物質である4,4−ビス(N−(4−(N
,N−ジ−m−トリルアミノ)フェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:D
NTPD)と立体障害の高い物質であるルブレンとを共蒸着し、第1の電極の上に、第1
の層を形成した。なお、モリブデン酸化物とDNTPDとルブレンの重量比は、0.5(
モリブデン酸化物):1(DNTPD):0.05(ルブレン)となるようにした。また
、膜厚は120nmとなるようにした。
Next, molybdenum oxide and 4,4-bis (N- (4- (N
, N-di-m-tolylamino) phenyl) -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: D
NTPD) and rubrene, which is a highly sterically hindered material, are co-evaporated, and the first electrode is formed on the first electrode.
Layers were formed. The weight ratio of molybdenum oxide, DNTPD, and rubrene is 0.5 (
Molybdenum oxide): 1 (DNTPD): 0.05 (rubrene). The film thickness was set to 120 nm.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は10nmとな
るようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was 10 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.003となるようにした。また、膜厚は3
7.5nmとなるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio of Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.003. The film thickness is 3
The thickness was set to 7.5 nm.

次に、Alq3を蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。膜厚は37.5nmと
なるようにした。
Next, Alq 3 was vapor deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm.

次に、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。
膜厚は1nmとなるようにした。
Next, calcium fluoride (CaF 2 ) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer.
The film thickness was 1 nm.

次に、アルミニウムを蒸着し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は200n
mとなるようにした。
Next, aluminum was vapor-deposited to form a second electrode on the fifth layer. The film thickness is 200n
m.

以上のようにして作製した発光素子の素子特性を図8,9に示す。なお、測定方法など
は、実施例1に示したものと同様である。また、図8において横軸は電圧(V)、縦軸は
輝度(cd/m2)を表す。また、図9において横軸は時間(hour)、縦軸は発光輝
度(相対値)を表す。
The element characteristics of the light-emitting element manufactured as described above are shown in FIGS. The measurement method and the like are the same as those shown in Example 1. In FIG. 8, the horizontal axis represents voltage (V) and the vertical axis represents luminance (cd / m 2 ). In FIG. 9, the horizontal axis represents time (hour), and the vertical axis represents emission luminance (relative value).

図8より、駆動電圧(1cd/m2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。)は
約2.4Vであることが分かる。
From FIG. 8, it can be seen that the drive voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts is used as the drive voltage) is about 2.4V.

また、図9より、本実施例の発光素子において、100時間経過後の発光輝度は初期輝
度に対しおよそ7%低下し、93となっていることが分かる。
In addition, it can be seen from FIG. 9 that in the light emitting element of this example, the light emission luminance after 100 hours elapsed is about 7% lower than the initial luminance and is 93.

(比較例1)
本発明の発光素子に対する比較例として、第2の層がモリブデン酸化物のみで構成され
ている発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。
(Comparative Example 1)
As a comparative example for the light-emitting element of the present invention, a method for manufacturing a light-emitting element in which the second layer is made of only molybdenum oxide and the characteristics of the light-emitting element will be described.

ガラス基板上にインジウム錫酸化物(ITO)を成膜して第1の電極を形成する。次
に真空雰囲気中で150度、30分間、ITOが成膜されたガラス基板を処理する。
A first electrode is formed by depositing indium tin oxide (ITO) over a glass substrate. Next, the glass substrate on which ITO is formed is processed in a vacuum atmosphere at 150 degrees for 30 minutes.

次に、モリブデン酸化物を蒸着し、第1の電極の上に、第1の層を形成した。膜厚は1
00nmとなるようにした。
Next, molybdenum oxide was evaporated to form a first layer on the first electrode. Film thickness is 1
It was set to 00 nm.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は60nmとな
るようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was set to 60 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.002となるようにした。また、膜厚は3
7.5nmとなるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio between Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.002. The film thickness is 3
The thickness was set to 7.5 nm.

次に、Alq3蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。膜厚は37.5nmとな
るようにした。
Next, Alq 3 was deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm.

次に、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。
膜厚は1nmとなるようにした。
Next, calcium fluoride (CaF 2 ) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer.
The film thickness was 1 nm.

次に、アルミニウムを蒸着し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は200n
mとなるようにした。
Next, aluminum was vapor-deposited to form a second electrode on the fifth layer. The film thickness is 200n
m.

以上のようにして作製した発光素子の素子特性を図1、4に示す。なお、測定方法など
は、実施例1に示したものと同様である。
Element characteristics of the light-emitting element manufactured as described above are shown in FIGS. The measurement method and the like are the same as those shown in Example 1.

図4より、駆動電圧(1cd/m2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。)は
約2.5Vであることが分かる。
4 that the drive voltage (the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts) is about 2.5V.

また、図1より、本比較例の発光素子において、100時間経過後の発光輝度は急激に
低下し、発光しなくなっていることが分かる。これは、第2の層が結晶化してリーク電流
が生じたためと考えられる。
Further, it can be seen from FIG. 1 that in the light emitting device of this comparative example, the light emission luminance after 100 hours has rapidly decreased and no light is emitted. This is presumably because the second layer was crystallized and a leak current was generated.

以上のことから、実施例1や実施例2に示した発光素子は、比較例に示すものと同程度
の駆動電圧で発光するものであることが分かる。つまり、モリブデン酸化膜のみで形成さ
れた層を有する発光素子と同様に、本発明の発光素子も駆動電圧が低いものであることが
分かる。実施例1または実施例2で示したような発光素子は、長寿命化していることが分
かる。またこれは、α−NPDのような正孔輸送性の高い化合物や、ルブレンのような立
体障害の大きい化合物と混合することによって化合物の結晶化が抑制されたためと考えら
れる。
From the above, it can be seen that the light-emitting elements shown in Example 1 and Example 2 emit light at a driving voltage comparable to that shown in the comparative example. That is, it can be seen that the light-emitting element of the present invention has a low driving voltage as well as a light-emitting element having a layer formed only of a molybdenum oxide film. It can be seen that the light-emitting element as shown in Example 1 or Example 2 has a long lifetime. Moreover, this is considered to be because the crystallization of the compound was suppressed by mixing with a compound having a high hole transport property such as α-NPD or a compound having a large steric hindrance such as rubrene.

本実施例では、本発明の発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置の構成に
ついて説明する。
In this embodiment, a structure of an active matrix light-emitting device having the light-emitting element of the present invention will be described.

図5において、基板90上には、駆動用トランジスタ91と本発明の発光素子92が設
けられている。発光素子を駆動するための駆動用トランジスタ91は、本発明の発光素子
92と電気的に接続されている。ここで、発光素子は、電極93と電極94との間に発光
層を有するものであり、一部に、モリブデン酸化物と正孔輸送性の高い物質と、立体障害
の大きい物質とを含む層を有する。また、発光素子92は、隔壁層95によって分離され
ている。
In FIG. 5, on a substrate 90, a driving transistor 91 and a light emitting element 92 of the present invention are provided. A driving transistor 91 for driving the light emitting element is electrically connected to the light emitting element 92 of the present invention. Here, the light-emitting element has a light-emitting layer between the electrode 93 and the electrode 94, and part of the layer includes molybdenum oxide, a substance having a high hole-transport property, and a substance having a large steric hindrance. Have Further, the light emitting elements 92 are separated by the partition wall layer 95.

本発明の発光素子は、陽極として機能する電極を下方側(発光素子に対し駆動用トラン
ジスタが設けられている側)、陰極として機能する電極を上方側(発光素子に対し駆動用
トランジスタが設けられていない側)に有するように構成されていてもよいし、または陰
極として機能する電極を下方側、陽極として機能する電極を上方側に有するように構成さ
れていてもよい。
In the light-emitting element of the present invention, the electrode functioning as an anode is on the lower side (the side where the driving transistor is provided for the light-emitting element), and the electrode functioning as the cathode is on the upper side (the driving transistor is provided for the light-emitting element). Or an electrode functioning as a cathode on the lower side and an electrode functioning as an anode on the upper side.

なお、前者の場合、駆動用トランジスタ91はPチャネル型で、後者の場合、駆動用ト
ランジスタ91はNチャネル型で構成される。但し、駆動用トランジスタ91の構造は、
スタガ型でもよいし、逆スタガ型でもよい。また駆動用トランジスタ91は、半導体層に
結晶性のものを用いてもよいし、または非晶質のものを用いてもよい。セミアモルファス
のものを用いてもよい。
In the former case, the driving transistor 91 is a P-channel type, and in the latter case, the driving transistor 91 is an N-channel type. However, the structure of the driving transistor 91 is
A staggered type or an inverted staggered type may be used. The driving transistor 91 may be either a crystalline semiconductor layer or an amorphous transistor. A semi-amorphous material may be used.

なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造(単
結晶、多結晶を含む)の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有
する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるもの
である。また少なくとも膜中の一部の領域には、0.5〜20nmの結晶粒を含んでいる
。ラマンスペクトルが520cm-1よりも低波数側にシフトしている。X線回折ではSi
結晶格子に由来するとされる(111)、(220)の回折ピークが観測される。未結合
手(ダングリングボンド)の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも1原子%また
はそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体(マイクロクリスタル半導体)とも言われて
いる。珪化物気体をグロー放電分解(プラズマCVD)して形成する。珪化物気体として
は、SiH4、その他にもSi26、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4
どを用いることができる。この珪化物気体をH2、又は、H2とHe、Ar、Kr、Neか
ら選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は2〜1000倍の
範囲。圧力は概略0.1Pa〜133Paの範囲、電源周波数は1MHz〜120MHz
、好ましくは13MHz〜60MHz。基板加熱温度は300℃以下でよく、好ましくは
100〜250℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物
は1×1020cm-1以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm3
下、好ましくは1×1019/cm3以下とする。なお、セミアモルファスな半導体を用い
たTFT(薄膜トランジスタ)の移動度はおよそ1〜10m2/Vsecとなる。
The semi-amorphous semiconductor is as follows. A semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy, has a short-range order, and has a lattice distortion. It contains a crystalline region. Further, at least a part of the region in the film contains crystal grains of 0.5 to 20 nm. The Raman spectrum is shifted to the lower wavenumber side than 520 cm −1 . Si in X-ray diffraction
The diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the crystal lattice are observed. As a neutralizing agent for dangling bonds, hydrogen or halogen is contained at least 1 atomic% or more. It is also called a so-called microcrystalline semiconductor (microcrystal semiconductor). A silicide gas is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD). As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 or the like can be used. This silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure ranges from approximately 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency ranges from 1 MHz to 120 MHz.
, Preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less, preferably 100 to 250 ° C. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 cm −1 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less. Note that the mobility of a TFT (thin film transistor) using a semi-amorphous semiconductor is approximately 1 to 10 m 2 / Vsec.

陽極として機能する電極および陰極として機能する電極は、いずれか一または両方が透
光性を有する物質を用いて構成されている。
One or both of the electrode functioning as the anode and the electrode functioning as the cathode are formed using a light-transmitting substance.

例えば、陽極として機能する電極が下方側にあり、且つ陽極として機能する電極のみが
透光性を有する物質で構成されている場合、図5(A)に示すように、駆動用トランジス
タが設けられている側から発光する。また、陰極として機能する電極が下方側にあり、且
つ陰極として機能する電極のみが透光性を有する物質で構成されている場合にも、図5(
A)に示すように、駆動用トランジスタが設けられている側から発光する。また、陽極と
して機能する電極が下方側にあり、且つ陰極として機能する電極のみが透光性を有する物
質で構成されている場合、図5(B)に示すように、駆動用トランジスタが設けられてい
る側と逆側(つまり上方側)から発光する。また、陰極として機能する電極が下方側にあ
り、且つ陽極として機能する電極のみが透光性を有する物質で構成されている場合にも、
図5(B)に示すように、駆動用トランジスタが設けられている側と逆側から発光する。
また、陽極として機能する電極と陰極として機能する電極のいずれもが透光性を有する物
質で構成されている場合、いずれの電極が上方側または下方側にあっても、図5(C)に
示すように両側から発光する。
For example, in the case where the electrode functioning as the anode is on the lower side and only the electrode functioning as the anode is formed of a light-transmitting substance, a driving transistor is provided as illustrated in FIG. Emits light from the side. Further, when the electrode functioning as the cathode is on the lower side and only the electrode functioning as the cathode is made of a light-transmitting substance, FIG.
As shown in A), light is emitted from the side where the driving transistor is provided. In the case where the electrode functioning as the anode is on the lower side and only the electrode functioning as the cathode is formed of a light-transmitting substance, a driving transistor is provided as shown in FIG. Light is emitted from the opposite side (ie, the upper side). Also, when the electrode functioning as the cathode is on the lower side and only the electrode functioning as the anode is made of a light-transmitting substance,
As shown in FIG. 5B, light is emitted from the side opposite to the side where the driving transistor is provided.
Further, in the case where both the electrode functioning as the anode and the electrode functioning as the cathode are formed of a light-transmitting substance, even if any electrode is on the upper side or the lower side, FIG. Emits light from both sides as shown.

なお、発光素子は、単色発光のものでもよいし、赤(R)、緑(G)、青(B)等複数
色の発光が可能なものであってもよい。各発光素子は、隔壁層により分離されていること
が好ましく、当該隔壁層は無機物または有機物のうちいずれか一または両方を含む材料の
いずれで形成されていてもよい。例えば、酸化珪素膜でもよいし、アクリルやポリイミド
、シロキサン(シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成され、置換基に
少なくとも水素を含む材料が用いられる。または置換基にフッ素、アルキル基、または芳
香族炭化水素のうち少なくとも1種を有する物質)等のいずれの材料でもよい。なお、隔
壁層はエッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。
Note that the light-emitting element may be a single-color light-emitting element or may emit a plurality of colors such as red (R), green (G), and blue (B). Each light emitting element is preferably separated by a partition layer, and the partition layer may be formed of any one or both of an inorganic material and an organic material. For example, a silicon oxide film may be used, and a material having a skeleton structure formed of a bond of acrylic, polyimide, siloxane (silicon (Si) and oxygen (O) and containing at least hydrogen as a substituent is used. Any material such as a substance having at least one of fluorine, an alkyl group, and an aromatic hydrocarbon) may be used. In addition, it is preferable that a partition layer is a shape where a curvature radius changes continuously in an edge part.

本発明の発光素子は長寿命なものであるため、本発明を適用した発光装置も長期に渡っ
て表示或いは照明することが可能となる。
Since the light-emitting element of the present invention has a long lifetime, a light-emitting device to which the present invention is applied can be displayed or illuminated for a long time.

実施例4で示したような、本発明の発光素子を有する発光装置は、外部入力端子などを
装着した後、各種電子機器に実装される。
A light-emitting device having a light-emitting element of the present invention as shown in Example 4 is mounted on various electronic devices after mounting an external input terminal or the like.

このような本発明を適用した電子機器は、長期に渡って良好な表示が可能である。これ
は、本発明の発光素子が長寿命なものであることによる。
Such an electronic device to which the present invention is applied can display a good image for a long time. This is because the light-emitting element of the present invention has a long lifetime.

本実施例では、本発明の発光素子を有する発光装置およびその発光装置を実装した電子
機器について図6、7を用いて説明する。
In this example, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention and an electronic device mounted with the light-emitting device will be described with reference to FIGS.

図6は本発明の発光素子を有する発光装置の上面図である。但し、図7に示したものは
一実施例であり、発光装置の構成はこれに限定されるものではない。
FIG. 6 is a top view of a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention. However, what is shown in FIG. 7 is an example, and the structure of the light-emitting device is not limited to this.

図6において、点線で示された401は駆動回路部(ソース側駆動回路)、402は画
素部、403は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、404は封止基板、40
5はシール材が塗布された部分である。
In FIG. 6, 401 indicated by a dotted line is a drive circuit portion (source side drive circuit), 402 is a pixel portion, and 403 is a drive circuit portion (gate side drive circuit). 404 is a sealing substrate, 40
Reference numeral 5 denotes a portion where a sealing material is applied.

なお、素子基板410に設けられた配線を介し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)409からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット
信号等を受け取ることによってソース側駆動回路401及びゲート側駆動回路403に信
号が入力される。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よい。本実施例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。
Note that a source side driver circuit 401 and a gate side driver are received by receiving a video signal, a clock signal, a start signal, a reset signal, and the like from an FPC (flexible printed circuit) 409 serving as an external input terminal through a wiring provided on the element substrate 410. A signal is input to the circuit 403. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this embodiment includes not only the light-emitting device body but also a state in which an FPC or PWB is attached thereto.

図6で表されるような発光装置を実装した電子機器の一実施例を図7に示す。   FIG. 7 shows an embodiment of an electronic device in which the light emitting device as shown in FIG. 6 is mounted.

図7は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体5
501、筐体5502、表示部5503、キーボード5504などによって構成されてい
る。本発明の発光素子を有する発光装置をパーソナルコンピュータに組み込むことで表示
装置を完成できる。
FIG. 7 shows a notebook personal computer manufactured by applying the present invention.
501, a housing 5502, a display portion 5503, a keyboard 5504, and the like. A display device can be completed by incorporating a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention into a personal computer.

なお、本実施例では、ノート型のパーソナルコンピュータについて述べているが、この
他に携帯電話やテレビ受像機、カーナビゲイション、或いは照明機器等に本発明の発光素
子を有する発光装置を実装しても構わない。
Note that in this embodiment, a laptop personal computer is described; however, in addition to this, a light emitting device having the light emitting element of the present invention is mounted on a mobile phone, a television receiver, a car navigation system, or a lighting device. It doesn't matter.

本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。本実施例
では、第1の層の厚さがそれぞれ異なる4つの発光素子、発光素子(1)、発光素子(2
)、発光素子(3)、発光素子(4)を作製した。
A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described. In this embodiment, four light-emitting elements, the light-emitting element (1), and the light-emitting element (2
), A light emitting element (3), and a light emitting element (4).

ガラス基板上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を成膜して第1の電極を形成した。
次に真空雰囲気中で150度、30分間、第1の電極が形成されたガラス基板を処理した
A first electrode was formed by depositing indium tin oxide containing silicon oxide over a glass substrate.
Next, the glass substrate on which the first electrode was formed was processed in a vacuum atmosphere at 150 degrees for 30 minutes.

次に、モリブデン酸化物とルブレンとDNTPDとを共蒸着し、第1の電極の上に、第
1の層を形成した。なお、モリブデン酸化物とルブレンとDNTPDとの重量比は、0.
67(モリブデン酸化物):1(DNTPD):0.02(ルブレン)となるようにした
。ここで、発光素子(1)においては第1の層の厚さは40nmとなるようにした。また
、発光素子(2)においては第1の層の厚さは80nmとなるようにした。また、発光素
子(3)においては第1の層の厚さは120nmとなるようにした。発光素子(4)にお
いては第1の層の厚さは160nmとなるようにした。
Next, molybdenum oxide, rubrene, and DNTPD were co-evaporated to form a first layer on the first electrode. The weight ratio of molybdenum oxide, rubrene, and DNTPD is 0.
67 (molybdenum oxide): 1 (DNTPD): 0.02 (rubrene). Here, in the light emitting element (1), the thickness of the first layer was set to 40 nm. In the light emitting element (2), the thickness of the first layer was set to 80 nm. In the light emitting element (3), the thickness of the first layer was set to 120 nm. In the light emitting element (4), the thickness of the first layer was set to 160 nm.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は10nmとな
るようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was 10 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.005となるようにした。また、膜厚は3
7.5nmとなるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio between Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.005. The film thickness is 3
The thickness was set to 7.5 nm.

次に、Alq3を蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。膜厚は37.5nmと
なるようにした。
Next, Alq 3 was vapor deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm.

次に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。膜厚
は1nmとなるようにした。
Next, lithium fluoride (LiF) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer. The film thickness was 1 nm.

次に、アルミニウムを成膜し蒸着し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は2
00nmとなるようにした。
Next, aluminum was formed and vapor-deposited to form a second electrode on the fifth layer. The film thickness is 2
It was set to 00 nm.

以上のようにして作製した発光素子の素子特性を図10、11に示す。   The element characteristics of the light emitting element manufactured as described above are shown in FIGS.

図10は、本実施例で作製した発光素子の輝度−電圧特性を示す図である。図10にお
いて、横軸は印加した電圧(V)、縦軸は発光輝度(cd/m2)を表している。●印は
発光素子(1)、○印は発光素子(2)、■印は発光素子(3)、□印は発光素子(4)
の特性をそれぞれ表す。図10より、いずれの発光素子についても駆動電圧(1cd/m
2以上の発光が開始する電圧を駆動電圧とする。)は、約2.5Vである、第1の層の厚
さに関わらず同等であることが分かる。つまり、本発明を適用した発光素子では、第1の
層の厚さに依存した駆動電圧が殆どみられない。従って、本発明を適用することによって
、電極を発光した光の反射面として利用するような発光素子を作製する際、光が通る光路
長を第1の層の厚さを変えることによって調整し、発光の外部取り出し効率を向上させる
ことが容易となる。
FIG. 10 is a graph showing luminance-voltage characteristics of the light-emitting element manufactured in this example. In FIG. 10, the horizontal axis represents applied voltage (V), and the vertical axis represents light emission luminance (cd / m 2 ). ● indicates light-emitting element (1), ○ indicates light-emitting element (2), ■ indicates light-emitting element (3), and □ indicates light-emitting element (4)
Represents the characteristics of each. As shown in FIG. 10, the driving voltage (1 cd / m) is applied to any light emitting element.
A voltage at which two or more light emission starts is a driving voltage. ) Is about 2.5V, which is equivalent regardless of the thickness of the first layer. That is, in the light emitting element to which the present invention is applied, a driving voltage depending on the thickness of the first layer is hardly observed. Therefore, by applying the present invention, when producing a light emitting element that uses the electrode as a reflection surface of the emitted light, the optical path length through which the light passes is adjusted by changing the thickness of the first layer, It becomes easy to improve the external extraction efficiency of light emission.

図11は、本実施例で作製した発光素子の発光輝度の経時的な変化について測定した測
定結果である。図11において、横軸は経過時間(hour)、縦軸は発光輝度を表して
いる。発光輝度は初期輝度を100としたときの初期輝度に対する相対値で表している。
なお、発光輝度の経時的な変化の測定は、一定の電流密度の電流を発光素子に流し続け、
任意の時間ごとに、発光素子の輝度を測定する方法で行った。なお、電流密度は、初期輝
度が3000cd/m2となるときの値を用いた。図11より、発光素子(1)、(2)
、(3)、(4)のいずれについても、100時間経過後の発光輝度は初期輝度に対しお
よそ14%以下の低下率であり、本発明を適用した発光素子は、輝度劣化が少ない発光素
子であることが分かる。
FIG. 11 shows measurement results obtained by measuring changes over time in light emission luminance of the light-emitting elements manufactured in this example. In FIG. 11, the horizontal axis represents elapsed time (hour), and the vertical axis represents emission luminance. The light emission luminance is expressed as a relative value with respect to the initial luminance when the initial luminance is 100.
In addition, the measurement of the change over time of the light emission luminance continues to flow a current of a constant current density through the light emitting element,
The measurement was performed by measuring the luminance of the light emitting element every arbitrary time. The current density was a value when the initial luminance was 3000 cd / m 2 . From FIG. 11, the light emitting elements (1), (2)
, (3), and (4), the light emission luminance after 100 hours is about 14% or less of the initial luminance, and the light emitting device to which the present invention is applied has little luminance deterioration. It turns out that it is.

本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。本実施例
では、第1の電極を形成する材料がそれぞれ異なるがそれぞれ異なる4つの発光素子、発
光素子(11)、発光素子(12)、発光素子(13)、発光素子(14)、発光素子(
15)、発光素子(16)、発光素子(17)、発光素子(18)、発光素子(19)、
を作製した。
A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described. In this embodiment, four materials of the light-emitting element, the light-emitting element (11), the light-emitting element (12), the light-emitting element (13), the light-emitting element (14), and the light-emitting element, which are different from each other, are formed from different materials. (
15), light emitting element (16), light emitting element (17), light emitting element (18), light emitting element (19),
Was made.

ガラス基板上に、数%の珪素を含むアルミニウムを成膜して発光素子(11)の第1の
電極を形成した。また、ガラス基板上に、数%のチタンを含むアルミニウムを成膜して発
光素子(12)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、チタンを成膜して発光
素子(13)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、窒化チタンを成膜して発
光素子(14)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、タンタルを成膜して発
光素子(15)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、窒化タンタルを成膜し
て発光素子(16)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、タングステンを成
膜して発光素子(17)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、クロムを成膜
して発光素子(18)の第1の電極を形成した。また、ガラス基板上に、モリブデンを成
膜して発光素子(19)の第1の電極を形成した。
A first electrode of the light-emitting element (11) was formed by depositing aluminum containing several percent of silicon over a glass substrate. A first electrode of the light-emitting element (12) was formed by forming aluminum containing several percent of titanium over a glass substrate. In addition, a first electrode of the light-emitting element (13) was formed by forming a titanium film over the glass substrate. In addition, titanium nitride was formed over the glass substrate to form the first electrode of the light-emitting element (14). A tantalum film was formed on a glass substrate to form the first electrode of the light emitting element (15). In addition, tantalum nitride was formed over a glass substrate to form the first electrode of the light-emitting element (16). Further, a first electrode of the light-emitting element (17) was formed by forming a tungsten film over the glass substrate. Further, a first electrode of the light-emitting element (18) was formed by forming a chromium film on the glass substrate. In addition, molybdenum was formed over a glass substrate to form the first electrode of the light-emitting element (19).

次に真空雰囲気中で150度、30分間、第1の電極が形成されたガラス基板をそれぞ
れ処理した。
Next, the glass substrates on which the first electrodes were formed were each processed in a vacuum atmosphere at 150 degrees for 30 minutes.

次に、モリブデン酸化物とルブレンとα−NPDとを共蒸着し、第1の電極の上に、第
1の層を形成した。なお、モリブデン酸化物とルブレンとα−NPDとの重量比は、0.
1(モリブデン酸化物):1(α−NPD):0.02(ルブレン)となるようにした。
また、膜厚は60nmとなるようにした。
Next, molybdenum oxide, rubrene, and α-NPD were co-evaporated to form a first layer on the first electrode. The weight ratio of molybdenum oxide, rubrene, and α-NPD is 0.
1 (molybdenum oxide): 1 (α-NPD): 0.02 (rubrene).
The film thickness was set to 60 nm.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は10nmとな
るようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was 10 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.005となるようにした。また、膜厚は4
0nmとなるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio between Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.005. The film thickness is 4
It was set to 0 nm.

次に、Alq3を蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。膜厚は20nmとなる
ようにした。
Next, Alq 3 was vapor deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was set to 20 nm.

次に、リチウム(Li)と4,4’−ビス(5−メチルベンズオキサゾル−2−イル)
スチルベン(略称:BzOs)とを共蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。膜厚
は20nmとなるようにした。LiとBzOsの重量比は、0.02(Li):1(Bz
OS)となるようにした。また、膜厚は20nmとなるようにした。
Next, lithium (Li) and 4,4′-bis (5-methylbenzoxazol-2-yl)
Stilbene (abbreviation: BzOs) was co-evaporated to form a fifth layer on the fourth layer. The film thickness was set to 20 nm. The weight ratio of Li to BzOs is 0.02 (Li): 1 (Bz
OS). The film thickness was set to 20 nm.

次に、インジウム錫酸化物を成膜し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は1
10nmとなるようにした。
Next, indium tin oxide was formed, and a second electrode was formed over the fifth layer. Film thickness is 1
The thickness was set to 10 nm.

以上のようにして作製したそれぞれの発光素子に、第2の電極の電位よりも第1の電極
の電位が高くなるように電圧を印加して駆動させ、1cd/m2以上の発光が開始する電
圧について調べた。その結果を、図12に、■印で示す。図12において、横軸はいずれ
の発光素子であるかを表し、縦軸は電圧(V)を表す。
Each light-emitting element manufactured as described above is driven by applying a voltage so that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode, and light emission of 1 cd / m 2 or more starts. The voltage was examined. The results are indicated by the ▪ marks in FIG. In FIG. 12, the horizontal axis represents which light-emitting element, and the vertical axis represents voltage (V).

(比較例2)
実施例7に記載の発光素子に対する比較例となる発光素子、発光素子(21)、発光素
子(22)、発光素子(23)、発光素子(24)、発光素子(25)、発光素子(26
)、発光素子(27)、発光素子(28)、発光素子(29)、について説明する。
(Comparative Example 2)
A light-emitting element, a light-emitting element (21), a light-emitting element (22), a light-emitting element (23), a light-emitting element (24), a light-emitting element (25), and a light-emitting element (26) as comparative examples for the light-emitting element described in Example 7
), The light emitting element (27), the light emitting element (28), and the light emitting element (29) will be described.

発光素子(21)〜(29)は、それぞれ、第1の層を銅フタロシアニンを用いて、2
0nmの厚さとなるように形成した他は、材料、各層の厚さのいずれについても発光素子
(11)〜(19)と同様にして作製した。なお、発光素子(21)の第1の電極は数%
の珪素を含むアルミニウムから成り、発光素子(22)の第1の電極は数%のチタンを含
むアルミニウムから成り、発光素子(23)の第1の電極はチタンから成り、発光素子(
24)の第1の電極は窒化チタンから成り、発光素子(25)の第1の電極はタンタルか
ら成り、発光素子(26)の第1の電極は窒化タンタルから成り、発光素子(27)の第
1の電極はタングステンから成り、発光素子(28)の第1の電極はクロムから成り、発
光素子(29)の第1の電極はモリブデンから成る。
In each of the light emitting elements (21) to (29), the first layer is made of 2 using copper phthalocyanine.
Aside from the formation of a thickness of 0 nm, the materials and the thicknesses of the respective layers were produced in the same manner as the light emitting elements (11) to (19). Note that the first electrode of the light emitting element (21) is several%.
The first electrode of the light-emitting element (22) is made of aluminum containing several percent of titanium, and the first electrode of the light-emitting element (23) is made of titanium.
The first electrode of 24) is made of titanium nitride, the first electrode of the light emitting element (25) is made of tantalum, the first electrode of the light emitting element (26) is made of tantalum nitride, and the light emitting element (27) The first electrode is made of tungsten, the first electrode of the light emitting element (28) is made of chromium, and the first electrode of the light emitting element (29) is made of molybdenum.

発光素子(21)〜(29)に第2の電極の電位よりも第1の電極の電位が高くなるよ
うに電圧を印加して駆動させ、1cd/m2以上の発光が開始する電圧について調べた。
その結果を、図12に、▲印で示す。
A voltage is applied to the light emitting elements (21) to (29) so that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode, and the voltage at which light emission of 1 cd / m 2 or more starts is examined. It was.
The result is shown by ▲ in FIG.

図12より、第1の層を銅フタロシアニンを用いて形成した比較例の発光素子(21)
〜(29)では、発光素子に依って、つまり第1の電極を形成する材料に依存して発光が
開始する電圧が大きく異なることが分かる。一方、本発明を適用した発光素子(11)〜
(21)では、発光が開始する電圧は、第1の電極を形成する材料が異なっても殆ど変わ
らないことが分かる。このように、本発明の発光素子は、電極を形成する材料の種類等か
らの影響を受けにくい素子であることが分かる。従って、電極を発光した光の反射面とし
て利用するような発光素子を作製する際、本発明を適用することによって、反射率のより
良い材料の電極を選択することが容易となる。
From FIG. 12, the light emitting element (21) of the comparative example in which the first layer was formed using copper phthalocyanine
In (29), it can be seen that the voltage at which light emission starts varies greatly depending on the light emitting element, that is, depending on the material forming the first electrode. On the other hand, the light emitting device (11) to which the present invention is applied.
In (21), it can be seen that the voltage at which light emission starts hardly changes even if the material forming the first electrode is different. Thus, it can be seen that the light-emitting element of the present invention is an element which is not easily influenced by the type of material forming the electrode. Therefore, when a light-emitting element that uses an electrode as a reflection surface of emitted light is manufactured, the application of the present invention makes it easy to select an electrode having a better reflectivity.

本発明の発光素子の作製方法、並びにその発光素子の特性について説明する。本実施例
では、第1の層の厚さがそれそれ異なる発光素子を作製した。そして、その駆動電圧の膜
厚依存性について明らかにした。
A method for manufacturing a light-emitting element of the present invention and characteristics of the light-emitting element will be described. In this example, light-emitting elements with different first layer thicknesses were manufactured. Then, the film thickness dependence of the driving voltage was clarified.

試料は実施例6において作製した発光素子(1)〜(4)を用いた。すなわち、発光素
子(1)においては第1の層の厚さは40nmとなるようにした。また、発光素子(2)
においては第1の層の厚さは80nmとなるようにした。また、発光素子(3)において
は第1の層の厚さは120nmとなるようにした。発光素子(4)においては第1の層の
厚さは160nmとなるようにした。
As the sample, the light emitting elements (1) to (4) manufactured in Example 6 were used. That is, in the light emitting element (1), the thickness of the first layer was set to 40 nm. In addition, light emitting element (2)
In FIG. 1, the thickness of the first layer was set to 80 nm. In the light emitting element (3), the thickness of the first layer was set to 120 nm. In the light emitting element (4), the thickness of the first layer was set to 160 nm.

それぞれの発光素子に、第2の電極の電位よりも第1の電極の電位が高くなるように電
圧を印加して駆動させた。図13に、発光素子(1)〜(4)の電流密度対電圧特性を示
す。これらの発光素子において、第1の層の厚さが異なっていても、電流密度対電圧特性
はほとんど変化していない。すなわち、モリブデン酸化物とルブレンとDNTPDで形成
される第1の層の膜厚を厚くしても、駆動電圧の上昇は起こっていない。
Each light-emitting element was driven by applying a voltage so that the potential of the first electrode was higher than the potential of the second electrode. FIG. 13 shows current density versus voltage characteristics of the light-emitting elements (1) to (4). In these light emitting elements, even if the thickness of the first layer is different, the current density vs. voltage characteristics hardly change. That is, even when the thickness of the first layer formed of molybdenum oxide, rubrene, and DNTPD is increased, the drive voltage does not increase.

(比較例3)
実施例8に記載の発光素子に対する比較例として、発光素子(30)、発光素子(31
)、発光素子(32)、発光素子(33)、発光素子(34)、発光素子(35)につい
て説明する。
(Comparative Example 3)
As comparative examples for the light-emitting element described in Example 8, the light-emitting element (30) and the light-emitting element (31
), The light emitting element (32), the light emitting element (33), the light emitting element (34), and the light emitting element (35) will be described.

発光素子(30)〜(35)は、第2の層の膜厚を異ならせたものである。ここで、第
1の層を銅フタロシアニンを用いて、20nmの厚さとなるように形成した。第2の層は
、α−NPDを蒸着して形成した。膜厚は、発光素子(30)が60nm、発光素子(3
1)が80nm、発光素子(32)が100nm、発光素子(33)が120nm、発光
素子(34)が140nm、発光素子(35)が160nmとなるようにした。
The light emitting elements (30) to (35) have different thicknesses of the second layer. Here, the first layer was formed to have a thickness of 20 nm using copper phthalocyanine. The second layer was formed by vapor deposition of α-NPD. The film thickness is 60 nm for the light emitting element (30) and the light emitting element (3
1) was 80 nm, the light emitting element (32) was 100 nm, the light emitting element (33) was 120 nm, the light emitting element (34) was 140 nm, and the light emitting element (35) was 160 nm.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。なお
、Alq3とクマリン6の重量比は、1:0.005となるようにした。また、膜厚は3
7.5nmとなるようにした。次に、Alq3を蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成
した。膜厚は37.5nmとなるようにした。次に、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸
着し、第4の層の上に第5の層を形成した。膜厚は1nmとなるようにした。次に、アル
ミニウムを蒸着し、第5の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は200nmとなるよう
にした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The weight ratio between Alq 3 and coumarin 6 was set to 1: 0.005. The film thickness is 3
The thickness was set to 7.5 nm. Next, Alq 3 was vapor deposited to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm. Next, calcium fluoride (CaF 2 ) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer. The film thickness was 1 nm. Next, aluminum was vapor-deposited to form a second electrode on the fifth layer. The film thickness was set to 200 nm.

それぞれの発光素子に、第2の電極の電位よりも第1の電極の電位が高くなるように電
圧を印加して駆動させた。図14に、発光素子(30)〜(35)の電流密度対電圧特性
を示す。これらの発光素子において、第2の層の膜厚を厚くするに伴って、駆動電圧が大
幅に上昇している。すなわち、α−NPDで形成される第2の層の膜厚を厚くすると、駆
動電圧の上昇が起こる。
Each light-emitting element was driven by applying a voltage so that the potential of the first electrode was higher than the potential of the second electrode. FIG. 14 shows current density versus voltage characteristics of the light emitting elements (30) to (35). In these light emitting elements, the driving voltage is greatly increased as the thickness of the second layer is increased. That is, when the thickness of the second layer formed of α-NPD is increased, the drive voltage increases.

(比較例4)
実施例8に記載の発光素子に対する比較例として、発光素子(36)、発光素子(37
)、発光素子(38)、について説明する。発光素子(36)〜(38)は、それぞれ、
第1の層をモリブデン酸化物で形成し、その膜厚を異ならせたものである。第1の層の上
には、第2の層を銅フタロシアニンを用いて、20nmの厚さとなるように形成した。第
3の層は、α−NPDを蒸着して、40nmの厚さに形成した。
(Comparative Example 4)
As comparative examples for the light-emitting element described in Example 8, the light-emitting element (36) and the light-emitting element (37
) And the light emitting element (38) will be described. The light emitting elements (36) to (38) are respectively
The first layer is formed of molybdenum oxide and the film thickness is varied. On the first layer, a second layer was formed using copper phthalocyanine so as to have a thickness of 20 nm. The third layer was formed to a thickness of 40 nm by vapor deposition of α-NPD.

次に、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第3の層の上に第4の層を形成した。また
、膜厚は37.5nmとなるようにした。次に、Alq3を蒸着し、第4の層の上に第5
の層を形成した。膜厚は37.5nmとなるようにした。次に、フッ化カルシウム(Ca
2)を蒸着し、第5の層の上に第6の層を形成した。膜厚は1nmとなるようにした。
次に、アルミニウムを蒸着し、第6の層の上に第2の電極を形成した。膜厚は200nm
となるようにした。
Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a fourth layer on the third layer. The film thickness was 37.5 nm. Next, Alq 3 is deposited, and a fifth layer is formed on the fourth layer.
Layers were formed. The film thickness was 37.5 nm. Next, calcium fluoride (Ca
F 2 ) was deposited to form a sixth layer on top of the fifth layer. The film thickness was 1 nm.
Next, aluminum was vapor-deposited to form a second electrode on the sixth layer. The film thickness is 200nm
It was made to become.

それぞれの発光素子に、第2の電極の電位よりも第1の電極の電位が高くなるように電
圧を印加して駆動させた。図15に、発光素子(36)〜(38)の電流密度対電圧特性
を示す。これらの発光素子において、モリブデン酸化物で形成した第1の層の膜厚を厚く
するに伴って、駆動電圧が上昇している。
Each light-emitting element was driven by applying a voltage so that the potential of the first electrode was higher than the potential of the second electrode. FIG. 15 shows current density versus voltage characteristics of the light-emitting elements (36) to (38). In these light-emitting elements, the driving voltage increases as the thickness of the first layer formed of molybdenum oxide increases.

表1は駆動電圧の膜厚依存性について、実施例8と、比較例3及び比較例4の結果を示
している。表1に示すデータは、発光素子に100mA/cm2の電流を流すのに必要な
駆動電圧である。
Table 1 shows the results of Example 8, Comparative Example 3 and Comparative Example 4 regarding the film thickness dependence of the driving voltage. The data shown in Table 1 is a driving voltage necessary to pass a current of 100 mA / cm 2 through the light emitting element.

Figure 2006114477
Figure 2006114477

実施例8において、発光素子(1)〜(4)に100mA/cm2の電流を流すのに必
要な駆動電圧は、6.1〜6.3Vである。一方、比較例3において、発光素子(30)
〜(35)に100mA/cm2の電流を流すのに必要な駆動電圧は、12.5Vから、
19.9Vまで増加している。また、比較例4において、発光素子(36)〜(38)に
100mA/cm2の電流を流すのに必要な駆動電圧は、11.7Vから、12.7Vま
で増加している。
In Example 8, the driving voltage required to pass a current of 100 mA / cm 2 to the light emitting elements (1) to (4) is 6.1 to 6.3V. On the other hand, in Comparative Example 3, the light emitting element (30)
The driving voltage required to pass a current of 100 mA / cm 2 to (35) is from 12.5 V,
It has increased to 19.9V. In Comparative Example 4, the driving voltage necessary for flowing a current of 100 mA / cm 2 to the light emitting elements (36) to (38) increases from 11.7V to 12.7V.

表1の結果は、有機化合物と無機化合物を混合した層を設けることにより、有機化合物
であるα−NPDや、無機化合物である酸化モリブデンを用いた場合に比べ、駆動電圧を
下げることができることを示している。さらに、その膜厚を増加させても、駆動電圧の上
昇を抑えることができることを示している。
The results in Table 1 show that by providing a layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed, the driving voltage can be lowered as compared with the case where α-NPD which is an organic compound or molybdenum oxide which is an inorganic compound is used. Show. Further, it is shown that the increase in driving voltage can be suppressed even when the film thickness is increased.

このように、本発明の発光素子を用いることによって、駆動電圧を下げることができ、
低消費電力化を図ることが可能となる。さらに、発光素子の厚膜化が可能となるので、上
下に形成する電極間の短絡不良を低減することを可能としている。
Thus, by using the light emitting element of the present invention, the driving voltage can be lowered,
Low power consumption can be achieved. Furthermore, since it is possible to increase the thickness of the light emitting element, it is possible to reduce short-circuit defects between the electrodes formed above and below.

本実施例は、画面サイズが2.4インチでQVGAのアクティブマトリクス型の発光装
置の特性について示す。このアクティブマトリクス型の発光装置は、実施例4と同様にト
ランジスタで発光素子を駆動するものである。発光素子の構成は以下の通りとした。
This embodiment shows characteristics of a QVGA active matrix light emitting device having a screen size of 2.4 inches. This active matrix light emitting device is a device in which a light emitting element is driven by a transistor as in the fourth embodiment. The configuration of the light emitting element was as follows.

第1の電極は、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物で形成した。第1の電極の上に、モ
リブデン酸化物と正孔輸送性の高い物質であるα−NPDとを共蒸着し、第1の層を形成
した。
The first electrode was formed of indium tin oxide containing silicon oxide. On the first electrode, molybdenum oxide and α-NPD which is a substance having a high hole transporting property were co-evaporated to form a first layer.

ここで、モリブデン酸化物とα−NPDを混合して形成される第1の層の膜厚を120
nmとしたものを発光装置(1)、同様に第1の層の膜厚を240nmとしたものを発光
装置(2)と呼ぶこととする。
Here, the thickness of the first layer formed by mixing molybdenum oxide and α-NPD is set to 120.
The light-emitting device (1) is referred to as the light-emitting device (1), and the light-emitting device (2) is also referred to as the light-emitting device (2) whose thickness of the first layer is 240 nm.

次に、α−NPDを蒸着し、第1の層の上に第2の層を形成した。膜厚は10nmとな
るようにした。そして、Alq3とクマリン6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を
形成した。第3の層の膜厚は40nmとなるようにした。
Next, α-NPD was deposited to form a second layer on the first layer. The film thickness was 10 nm. Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The film thickness of the third layer was set to 40 nm.

第3の層の上にAlq3を蒸着し、第4の層を形成した。第4の層の膜厚は30nmと
なるようにした。そして、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸着し、第4の層の上に第5
の層を形成した。膜厚は1nmとなるようにした。第5の層の上にアルミニウムを蒸着し
、第2の電極を形成した。第2の電極の膜厚は200nmとなるようにした。
Alq 3 was deposited on the third layer to form a fourth layer. The film thickness of the fourth layer was set to 30 nm. Then, calcium fluoride (CaF 2 ) is deposited, and the fifth layer is formed on the fourth layer.
Layers were formed. The film thickness was 1 nm. Aluminum was vapor-deposited on the fifth layer to form a second electrode. The thickness of the second electrode was set to 200 nm.

発光装置(1)と発光装置(2)について、通電初期と、温度サイクル試験(+85℃
(4時間)〜−40℃(4時間))を60時間行った後の暗点画素(発光しない画素)数
を調べた。
For the light emitting device (1) and the light emitting device (2), the initial energization and the temperature cycle test (+ 85 ° C.
The number of dark spot pixels (pixels that do not emit light) after 60 hours of (4 hours) to −40 ° C. (4 hours) was examined.

発光装置(1)については、通電初期で平均暗点画素数が0.7個であり、温度サイク
ル試験後は平均暗点画素数が2.3個となった。発光装置(2)については、通電初期で
平均暗点画素数が0.5個であり、温度サイクル試験後も平均暗点画素数が0.5個であ
りほとんど変化していなかった。なお、平均暗点画素数とは、評価した▲個の発光装置に
おける平均値を示している。
For the light emitting device (1), the average number of dark spot pixels was 0.7 at the beginning of energization, and the average number of dark spot pixels was 2.3 after the temperature cycle test. As for the light emitting device (2), the average number of dark spot pixels was 0.5 at the initial stage of energization, and the average number of dark spot pixels was 0.5 after the temperature cycle test. Note that the average number of dark spot pixels indicates the average value of the evaluated ▲ light emitting devices.

(比較例5)
実施例9に対し、発光素子の構成を異ならせたアクティブマトリクス型の発光装置(3
)を作製した。
(Comparative Example 5)
An active matrix light-emitting device (3) in which the configuration of the light-emitting elements is different from that in Example 9.
) Was produced.

発光素子は、第1の層を銅フタロシアニンを用いて、20nmの厚さとなるように形成
した。第2の層は、α−NPDを40nmの厚さで形成した。次に、Alq3とクマリン
6とを共蒸着し、第2の層の上に第3の層を形成した。第3の層の膜厚は40nmとなる
ようにした。第3の層の上にAlq3を蒸着し、膜厚40nmの第4の層を形成した。次
に、フッ化カルシウム(CaF2)を蒸着し、第4の層の上に第5の層を形成した。膜厚
は1nmとなるようにした。そして、アルミニウムを蒸着し、第5の層の上に膜厚200
nmの第2の電極を形成した。
In the light-emitting element, the first layer was formed using copper phthalocyanine so as to have a thickness of 20 nm. As the second layer, α-NPD was formed to a thickness of 40 nm. Next, Alq 3 and coumarin 6 were co-evaporated to form a third layer on the second layer. The film thickness of the third layer was set to 40 nm. Alq 3 was deposited on the third layer to form a fourth layer having a thickness of 40 nm. Next, calcium fluoride (CaF 2 ) was deposited to form a fifth layer on the fourth layer. The film thickness was 1 nm. Then, aluminum is vapor-deposited, and a film thickness of 200 is formed on the fifth layer.
A second electrode of nm was formed.

発光装置(3)について、通電初期と、温度サイクル試験(+85℃(4時間)〜−4
0℃(4時間))を60時間行った後の暗点画素数を調べた。
For the light emitting device (3), the initial energization and the temperature cycle test (+ 85 ° C. (4 hours) to −4
The number of dark spot pixels after 60 hours at 0 ° C. (4 hours) was examined.

発光装置(3)は、通電初期の平均暗点欠画素数が18個であった。そして、温度サイ
クル試験後は平均暗点画素数が444個と約25倍に増加した。
In the light emitting device (3), the average number of dark spot missing pixels at the beginning of energization was 18. Then, after the temperature cycle test, the average number of dark spot pixels was 444, an increase of about 25 times.

表2は通電初期と、温度サイクル試験(+85℃(4時間)〜−40℃(4時間))を
60時間行った後の暗点画素数について、実施例9と比較例5の結果を示している。
Table 2 shows the results of Example 9 and Comparative Example 5 with respect to the number of dark spots after the initial energization and the temperature cycle test (+ 85 ° C. (4 hours) to −40 ° C. (4 hours)) for 60 hours. ing.

Figure 2006114477
Figure 2006114477

実施例9の発光装置(1)と発光装置(2)は通電初期から暗点画素はほとんど観測さ
れず、温度サイクル試験後においても増加していない。これに対し、比較例5の発光装置
(3)は通電初期に多数の暗点画素が観測され、温度サイクル試験後にはそれが25倍に
増える結果となった。この違いは、モリブデン酸化物とα−NPDを混合して形成される
第1の層の膜厚を厚くしたことによる効果として説明することができる。
In the light-emitting device (1) and the light-emitting device (2) of Example 9, almost no dark spot pixels were observed from the initial energization, and they did not increase even after the temperature cycle test. On the other hand, in the light emitting device (3) of Comparative Example 5, a large number of dark spot pixels were observed at the initial stage of energization, and the result increased 25 times after the temperature cycle test. This difference can be explained as an effect obtained by increasing the thickness of the first layer formed by mixing molybdenum oxide and α-NPD.

実施例9の結果は、発光素子を厚膜化することで、暗点欠となる画素の数を大幅に低減
できることを示している。さらに、実施例8の結果より、発光素子を厚膜化しても駆動電
圧の増加がないことが明らかとなっている。以上の結果は、本発明により、駆動電圧が低
く、暗点画素を大幅に抑制した発光装置を提供できることを示している。
The results of Example 9 indicate that the number of dark spots can be significantly reduced by increasing the thickness of the light emitting element. Further, from the results of Example 8, it is clear that the driving voltage does not increase even when the light emitting element is thickened. The above results show that the present invention can provide a light-emitting device with a low driving voltage and greatly suppressed dark spot pixels.

金属酸化物としてモリブデン酸化物、正孔輸送性の高い有機化合物であるα−NPD及
びモリブデン酸化物とα−NPDを混合した膜の特性を調べた。これらの膜は蒸着法によ
り作製した。
The characteristics of molybdenum oxide as a metal oxide, α-NPD which is an organic compound having a high hole-transport property, and a mixture of molybdenum oxide and α-NPD were examined. These films were produced by vapor deposition.

表3に示すように、モリブデン酸化物及びα−NPDと比較して、その両者を混合した
膜のイオン化ポテンシャルは約0.1〜0.2eV小さくなっている。すなわちホール注
入性が向上していることが分かる。
As shown in Table 3, compared to molybdenum oxide and α-NPD, the ionization potential of the film in which both are mixed is about 0.1 to 0.2 eV smaller. That is, it can be seen that the hole injection property is improved.

Figure 2006114477
Figure 2006114477

図16にこれらの膜の吸収スペクトルを示す。吸収スペクトルでは、α−NPDとモリ
ブデン酸化物は可視光領域に特徴的なピークを与えない。一方、モリブデン酸化物及びα
−NPDを混合した膜(OMOx)では、モリブデン酸化物のみの場合より吸収が低下し
ている。このことより、モリブデン酸化物に比べ、α−NPDとモリブデン酸化物を混合
した層で発光素子を形成した方が、光の吸収損失を低減することができる。
FIG. 16 shows absorption spectra of these films. In the absorption spectrum, α-NPD and molybdenum oxide do not give a characteristic peak in the visible light region. Meanwhile, molybdenum oxide and α
In the film (OMOx) mixed with -NPD, the absorption is lower than that in the case of only molybdenum oxide. Thus, light absorption loss can be reduced when the light-emitting element is formed using a layer in which α-NPD and molybdenum oxide are mixed, compared to molybdenum oxide.

また、図16において、α−NPDとモリブデン酸化物を混合した場合には500nm
付近に新しい吸収ピークが現れている。これは、酸化モリブデンとα−NPDの間で電荷
移動錯体が形成されるためであると考えられる。酸化モリブデンはアクセプターであり、
α−NPDはドナーである。なお、α−NPDだけでなくDNTPDのようなアミン系の
化合物はドナーとして機能することを確認している。
In FIG. 16, when α-NPD and molybdenum oxide are mixed, the thickness is 500 nm.
A new absorption peak appears in the vicinity. This is considered to be because a charge transfer complex is formed between molybdenum oxide and α-NPD. Molybdenum oxide is an acceptor,
α-NPD is a donor. It has been confirmed that not only α-NPD but also amine compounds such as DNTPD function as donors.

また、実施例1または実施例2で示したように、金属酸化物の中から選ばれた一の化合
物と正孔輸送性の高い化合物とを含む層を含む発光素子は、その層の結晶化が抑制され、
発光素子の寿命を延ばすことができる。このように、特定の無機材料と有機材料を混合す
ることで、それぞれの単体では得られない相乗効果を発現させることができる。
Further, as shown in Example 1 or Example 2, a light-emitting element including a layer containing one compound selected from metal oxides and a compound having a high hole-transport property is formed by crystallizing the layer. Is suppressed,
The lifetime of the light emitting element can be extended. Thus, by mixing a specific inorganic material and an organic material, a synergistic effect that cannot be obtained by each single substance can be expressed.

本発明の発光素子および比較例の発光素子の発光輝度の経時的な変化について表す図。4A and 4B illustrate a change with time in light emission luminance of the light-emitting elements of the present invention and the light-emitting elements of Comparative Examples. 本発明の発光素子の断面構造について説明する図。4A and 4B illustrate a cross-sectional structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の断面構造について説明する図。4A and 4B illustrate a cross-sectional structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子および比較例の発光素子の輝度−電圧特性を示す図。FIG. 9 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element of the present invention and the light-emitting element of the comparative example. 本発明の発光素子を有する発光装置の断面構造について示す図。3A and 3B each illustrate a cross-sectional structure of a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を有する発光装置の上面図。1 is a top view of a light emitting device having a light emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を有する発光装置を実装した電子機器の図。FIG. 16 is a diagram of an electronic device mounted with a light-emitting device having a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子および比較例の発光素子の輝度−電圧特性を示す図。FIG. 9 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element of the present invention and the light-emitting element of the comparative example. 本発明の発光素子の発光輝度の経時的な変化について表す図。4A and 4B are diagrams illustrating a change over time in light emission luminance of the light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の輝度−電圧特性を示す図。FIG. 6 shows luminance-voltage characteristics of the light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の発光輝度の経時的な変化について表す図。4A and 4B are diagrams illustrating a change over time in light emission luminance of the light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子に対し発光が開始する電圧をプロットした図。The figure which plotted the voltage which light emission starts with respect to the light emitting element of this invention. 本発明の発光素子の電流密度−電圧特性を示す図。FIG. 11 shows current density-voltage characteristics of the light-emitting element of the present invention. 比較例の発光素子の電流密度−電圧特性を示す図。FIG. 13 shows current density-voltage characteristics of a light-emitting element of a comparative example. 比較例の発光素子の電流密度−電圧特性を示す図。FIG. 13 shows current density-voltage characteristics of a light-emitting element of a comparative example. 膜の吸収スペクトルを示す図。The figure which shows the absorption spectrum of a film | membrane.

符号の説明Explanation of symbols

201 基板
202 電極
203 層
204 層
205 層
206 層
207 電極
210 発光素子
502 電極
503 層
504 層
505 層
506 層
507 電極
90 基板
91 駆動用トランジスタ
92 発光素子
93 電極
94 電極
95 隔壁層
401 ソース側駆動回路
403 ゲート側駆動回路
409 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
410 素子基板
5501 本体
5502 筐体
5503 表示部
5504 キーボード
201 Substrate 202 Electrode 203 Layer 204 Layer 205 Layer 206 Layer 207 Electrode 210 Light Emitting Element 502 Electrode 503 Layer 504 Layer 505 Layer 506 Layer 507 Electrode 90 Substrate 91 Driving Transistor 92 Light Emitting Element 93 Electrode 94 Electrode 95 Bulkhead Layer 401 Source Side Driving Circuit 403 Gate side drive circuit 409 FPC (flexible printed circuit)
410 Element substrate 5501 Main body 5502 Housing 5503 Display unit 5504 Keyboard

Claims (5)

第1の電極の上に、共蒸着によって、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と芳香族アミン化合物とを含む混合層を形成し、
前記混合層の上に発光性の物質を含む層を形成し、
前記発光性の物質を含む層の上に第2の電極を形成する工程を有する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
On the first electrode, a mixed layer containing one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide and an aromatic amine compound is formed by co-evaporation,
Forming a layer containing a light-emitting substance on the mixed layer;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising: forming a second electrode over the layer containing the light-emitting substance.
第1の電極の上に、共蒸着によって、酸化物半導体および金属酸化物の中から選ばれた一の化合物と、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニルまたは4,4−ビス(N−(4−(N,N−ジ−m−トリルアミノ)フェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルのいずれかとを含む混合層を形成し、
前記混合層の上に発光性の物質を含む層を形成し、
前記発光性の物質を含む層の上に第2の電極を形成する工程を有する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
On the first electrode, one compound selected from an oxide semiconductor and a metal oxide by co-evaporation and 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino ] -Biphenyl or 4,4-bis (N- (4- (N, N-di-m-tolylamino) phenyl) -N-phenylamino) biphenyl is formed,
Forming a layer containing a light-emitting substance on the mixed layer;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising: forming a second electrode over the layer containing the light-emitting substance.
第1の電極の上に、共蒸着によって、モリブデン酸化物、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、亜鉛酸化物、錫酸化物の中から選ばれた一の化合物と芳香族アミン化合物とを含む混合層を形成し、
前記混合層の上に発光性の物質を含む層を形成し、
前記発光性の物質を含む層の上に第2の電極を形成する工程を有する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
One compound selected from molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, and tin oxide and an aromatic amine compound are formed on the first electrode by co-evaporation. Forming a mixed layer containing
Forming a layer containing a light-emitting substance on the mixed layer;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising: forming a second electrode over the layer containing the light-emitting substance.
第1の電極の上に、共蒸着によって、モリブデン酸化物、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、亜鉛酸化物、錫酸化物の中から選ばれた一の化合物と、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニルまたは4,4−ビス(N−(4−(N,N−ジ−m−トリルアミノ)フェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルのいずれかとを含む混合層を形成し、
前記混合層の上に発光性の物質を含む層を形成し、
前記発光性の物質を含む層の上に第2の電極を形成する工程を有する
ことを特徴とする発光装置の作製方法。
One compound selected from molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, and tin oxide by co-evaporation on the first electrode, and 4,4 ′ -Bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl or 4,4-bis (N- (4- (N, N-di-m-tolylamino) phenyl) -N-phenylamino) Forming a mixed layer containing any of the biphenyls,
Forming a layer containing a light-emitting substance on the mixed layer;
A method for manufacturing a light-emitting device, comprising: forming a second electrode over the layer containing the light-emitting substance.
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の発光装置を表示部に用いていることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus using the light-emitting device according to claim 1 for a display portion.
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