JP2006179869A - 発光素子およびそれを用いた発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光時間の蓄積に伴った駆動電圧の増加の少ない発光素子を提供することを課題とする。また、膜厚の増加に伴った抵抗値の増加の少ない発光素子を提供することを課題とする。
【解決手段】対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有する発光素子を提供する。第１の層は第２の層よりも第１の電極側に設けられ、第３の層は第２の層よりも第２の電極側に設けられている。第１の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層である。また、第２の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層である。また、第３の層は、発光物質を含む層である。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の電極間に発光物質を含む層を有する発光素子に関し、特に発光素子の層構造に関する。

近年、ディスプレイ等に利用されている発光素子の多くは、一対の電極間に発光物質を含む層が挟まれた構造を有する。このような発光素子では、一方の電極から注入された電子と他方の電極から注入された正孔とが再結合することによって形成された励起子が、基底状態に戻るときに発光する。

このような発光素子の多くは、発光時間が蓄積するに伴って、駆動電圧が増加するという問題を抱えている。

このような問題を解決する技術の一例として、例えば特許文献１では、或特定の構造を有する化合物を適用した有機ＥＬ素子とすることで、素子の駆動時の駆動電圧の上昇等を抑えた有機ＥＬ素子について開示している。
国際公開第９８／３００７１号パンフレット

本発明は、発光時間の蓄積に伴った駆動電圧の増加の少ない光素子を提供することを課題とする。また、本発明は、膜厚の増加に伴った抵抗値の増加の少ない発光素子を提供することを課題とする。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有する。第１の層と第２の層と第３の層とは、第２の層を間に挟むように順に積層されており、第１の層は第１の電極に接し、第３の層は第２の電極に接する。第１の層は正孔を発生する層であり、第２の層は電子を発生する層である。また、第３の層は、発光物質を含む層である。そして、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の層で発生した電子が第３の層へ注入されるように、第２の層と第３の層とは接合されており、発光に到る。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有する。第１の層と第２の層と第３の層とは、第２の層を間に挟むように順に積層されており、第１の層は第１の電極に接し、第３の層は第２の電極に接する。第１の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層である。また、第２の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層である。また、第３の層は、発光物質を含む層である。そして、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の層で発生した電子が第３の層へ注入されるように、第２の層と第３の層とは接合されており、発光に到る。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有する。第１の層は第２の層よりも第１の電極側に設けられ、第３の層は第２の層よりも第２の電極側に設けられている。第１の層は正孔を発生する層であり、第２の層は電子を発生する層である。また、第３の層は、発光物質を含む層である。そして、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の層で発生した電子が第３の層へ注入されるように、第２の層と第３の層とは接合されており、発光に到る。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、第１の層と、第２の層と、第３の層とを有する。第１の層は第２の層よりも第１の電極側に設けられ、第３の層は第２の層よりも第２の電極側に設けられている。第１の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層である。また、第２の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層である。また、第３の層は、発光物質を含む層である。そして、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の層で発生した電子が第３の層へ注入されるように、第２の層と第３の層とは接合されており、発光に到る。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、バイポーラ性物質を含む層と、発光物質を含む層とを有する。バイポーラ性物質を含む層は第１の電極に接し、発光物質を含む層は第２の電極に接する。バイポーラ性物質を含む層は、バイポーラ性物質を含む層に加えてさらにバイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質を含む第１の領域と、バイポーラ性物質を含む層に加えてさらにバイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質を含む第２の領域と、を有する。第１の領域は、第２の領域よりも第１の電極側に設けられている。そして、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の領域で発生した電子が発光物質を含む層へ注入されるように、バイポーラ性物質を含む層と、発光物質を含む層とは接合されており、発光に到る。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、バイポーラ性物質を含む層と、発光物質を含む層とを有する。バイポーラ性物質を含む層は、発光物質を含む層よりも第１の電極側に設けられている。バイポーラ性物質を含む層は、バイポーラ性物質を含む層に加えてさらにバイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質を含む第１の領域と、バイポーラ性物質を含む層に加えてさらにバイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質を含む第２の領域と、を有する。第１の領域は、第２の領域よりも第１の電極側に設けられている。そして、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の領域で発生した電子が発光物質を含む層へ注入されるように、バイポーラ性物質を含む層と、発光物質を含む層とは接合されており、発光に到る。

本発明の発光素子の一は、対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に第１の層と、第２の層と、第３の層とを有する。第１の層と第２の層と第３の層とは、第２の層を間に挟むように順に積層されている。第１の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層である。また、第２の層はバイポーラ性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層である。また、第３の層は、発光層を含み、ｘ層（ｘは２以上の任意の正の整数）からなる層である。第３の層に含まれる層の中で、第１層目の層は、第２の層と接し、第ｘ層目の層は第２の電極と接する。ここで、第１の電極は、反射率の高い導電物から成る。第３の層のうち、発光層と第２の層との間には、ｙ層（ｙ＜ｘ、ｙは正の整数）の層を有する。また、第１の電極の電位よりも第２の電極の電位が高くなるように電圧を印加したときに、第２の層で発生した電子が第１番目の層へ注入されるように、第２の層と第１層目の層とは接合されており、発光に到る。ここで、第１の層と第２の層とは、数式（１）、（２）、（３）を満たすように膜厚を調節されていることを特徴とする。

数式（１）、（２）、（３）において、ｎ_ｉは第１の層の屈折率、ｄ_ｉは第１の層の膜厚、ｎ_ｉｉは第２の層の屈折率、ｄ_ｉｉは第２の層の膜厚、ｎ_ｋは発光層と第２の層との間に含まれる層の中の第ｋ番目（ｋは自然数）の層の屈折率、ｄ_ｋは発光層と第２の層との間に含まれる層の中の第ｋ番目の層の膜厚、ｎ_ｊは発光層の屈折率、ｄ_ｊは発光層における第１の電極側の界面から発光領域までの距離、λは発光素子からの発光の波長、ｍは任意の正の整数を表す。ｄ_ｅｍｉは発光層の膜厚である。

本発明によって、発光時間の蓄積に伴った駆動電圧の増加が少なく、信頼性の高い発光素子が得られる。

また、本発明によって、正孔を発生する層の膜厚に依存した、抵抗値の増加が少ない発光素子が得られる。その結果、電極間の距離を容易に変えられる発光素子が得られる。そして、電極表面の凹凸に起因した電極間の距離を長くすることによって、電極間の短絡を防ぐことができる。また、電極間の距離を調節することで、発光の取り出し効率が最大となるように、光学距離を調節することが容易となる。また、電極間の距離を調節することで、採光面（発光素子から光が射出される面）を見る角度（採光面とそれを見る人の視線とがなす角度）に依存した発光スペクトルの変化が少なくなるように、光学距離を調節することが容易となる。

また、本発明によって得られた発光素子を、発光装置に適用することによって、長時間の使用に耐える信頼性のよい発光装置を得ることができる。また、本発明によって得られた発光素子を、表示機能を有する発光装置に適用することによって、発光を効率よく外部に取り出すことができ、また採光面を見る角度に依存した発光スペクトルの変化が少ない良好な画像を表示できる発光装置を得ることができる。

以下、本発明の一態様について説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の一態様について図１の発光素子の断面図を用いて説明する。

第１の電極８０１と第２の電極８０２との間に第１の層８１１と第２の層８１２と第３の層８１３とを有する。第１の層８１１と第２の層８１２と第３の層８１３とは、順に積層している。そして、第１の層８１１は第１の電極８０１と接し、第３の層８１３は第２の電極８０２と接する。

また、本形態の発光素子は、次の様に動作する。先ず、第１の電極８０１よりも第２の電極８０２の電位の方が高くなるように電圧を印加すると、第１の層８１１から第１の電極８０１へは正孔が注入され、第２の層８１２から第３の層８１３へは、電子が注入される。また、第２の電極８０２から第３の層８１３へは正孔が注入される。第２の電極８０２から注入された正孔と、第２の層８１２から注入された電子とは、第３の層８１３において再結合し、発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質は基底状態に戻るときに発光する。

このような構成とすることによって、正孔を発生する層（第１の層８１１）の厚さに依存した、任意の電流を流すために印加する電圧の変化が少ない発光素子を得ることができる。

以下、各層、電極等について具体的に説明する。

第１の層８１１は、正孔を発生する層である。正孔を発生する層として、例えば、バイポーラ性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層を用いることができる。ここで、バイポーラ性物質とは、ここで、バイポーラ性物質とは、電子移動度と正孔移動度とを比較したときに、電子移動度の正孔移動度に対する比の値が１００以下（好ましくは１０以下。）、または正孔移動度の電子移動度に対する比の値が１００以下（好ましくは１０以下。）である物質である。つまり、バイポーラ性物質とは、電子または正孔のいずれか一方のキャリアの移動度と他方のキャリアの移動度とを比較したときに、一方のキャリアの移動度に対する他方のキャリアの移動度の比の値が１００以下、好ましくは１０以下である物質をいう。バイポーラ性物質として、例えば、構造式（１）で表される２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、構造式（２）で表される２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）、構造式（３）で表される２，２’，３，３’−テトラキス（４−ジフェニルアミノフェニル）−６，６’−ビスキノキサリン（略称：Ｄ−ＴｒｉＰｈＡＱｎ）等が挙げられるが、この他のものを用いてもよい。

また、バイポーラ性物質の中でもトリフェニルアミンを骨格に含む物質を用いることがより好ましい。これによって正孔を発生しやすくなる。また、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度および電子移動度を有するバイポーラ性物質を用いることがさらに好ましい。また、バイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質について特に限定はなく、例えば、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）等を用いることができる。ここで、バイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質は、バイポーラ性物質に対して、モル比が０．５以上２以下（＝バイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質／バイポーラ性物質）と成るように含まれていることが好ましい。

第２の層８１２は、電子を発生する層である。正孔を発生する層として、例えば、バイポーラ性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層を用いることができる。バイポーラ性物質としては、先に述べたＴＰＡＱｎ、ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ、Ｄ−ＴｒｉＰｈＡＱｎ等を用いることができるが、この他のものを用いてもよい。また、バイポーラ性物質の中でも複素芳香環を骨格に含む物質を用いることがより好ましい。また、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度および電子移動度を有するバイポーラ性物質を用いることがさらに好ましい。また、バイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質について特に限定はなく、例えば、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、エルビウム、イッテルビウム等の希土類金属等を用いることができる。また、リチウム酸化物（Ｌｉ_２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ_２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ_２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）等、アルカリ金属酸化物若しくはアルカリ土類金属酸化物を、バイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質として用いても構わない。なお、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物等は、反応性が低く、取り扱いが容易である。ここで、バイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質は、バイポーラ性物質に対して、モル比が０．５以上２以下（＝バイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質／バイポーラ性物質）と成るように含まれていることが好ましい。

なお、第１の層８１１に含まれるバイポーラ性物質と第２の層８１２とに含まれるバイポーラ性物質とは、それぞれ異なっていてもよいし、または同一であってもよい。第１の層８１１と第２の層８１２とを同じバイポーラ性物質を用いて形成する場合、一般式（１）または一般式（２）で表されるような、トリフェニルアミンと複素芳香環とを骨格に有するキノキサリン誘導体を用いることが特に好ましい。このようなキノキサリン誘導体の具体例としては、ＴＰＡＱｎ、ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ、Ｄ−ＴｒｉＰｈＡＱｎ等が挙げられる。なお、第１の層８１１と第２の層８１２とに含まれるバイポーラ性物質が同じである場合、第１の層８１１と第２の層８１２とを連続的に形成することができ、製造に係る手間を軽減することができる。

一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ、水素、アルキル基のいずれかを表す。ここで、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^２とＲ^３、Ｒ^３とＲ^４とは、それぞれ、互いに結合して芳香環を形成してもよい。また、Ａｒ^１〜Ａｒ^４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。

一般式（２）において、Ａｒ^１１〜Ａｒ^１４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。

第３の層８１３は、発光層を含む層である。第３の層８１３の層構造について特に限定はなく、単層でも多層でも構わない。例えば、図１に示すように、第３の層８１３は、発光層８２２の他、電子輸送層８２１、正孔輸送層８２３、正孔注入層８２４を含んでいてもよいし、或いは発光層のみから成る単層であってもよい。

発光層８２２は発光物質を含む層である。ここで、発光物質とは、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質である。第３の層８１３について特に限定はないが、発光物質が、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して含まれた層であることが好ましい。これによって、発光物質からの発光が、発光物質自体の濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを言う。

発光物質について特に限定はなく、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。例えば、赤色系の発光を得たいときには、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＩ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）やペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン等、６００ｎｍから６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。また緑色系の発光を得たいときは、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６やクマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）等、５００ｎｍから５５０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。また、青色系の発光を得たいときは、９，１０−ビス（２−ナフチル）−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−ガリウム（略称：ＢＧａｑ）、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）等、４２０ｎｍから５００ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。以上のように、蛍光を発光する物質の他、ビス［２−（３，５−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））、ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（ＦＩｒ（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）等の燐光を発光する物質も発光物質として用いることができる。

また、発光物質を分散状態にするために用いる物質について特に限定はなく、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、または４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体の他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ_２）、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）等の金属錯体等を用いることができる。

以上のような、発光素子において、第２の層８１２に含まれる電子輸送性物質の電子親和力と、第３の層８１３に含まれる層のうち第２の層８１２と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下である。また、第２の層８１２がｎ型の半導体から成るとき、ｎ型の半導体の仕事関数と、第３の層８１３に含まれる層のうち第２の層８１２と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下である。

なお、第３の層８１３に含まれる層のうち第２の層８１２と接する層とは、第３の層８１３が本形態のような層構造を有するときは電子輸送層８２１がこれに該当する。そして、第３の層８１３が発光層のみから成るとき、または、電子輸送層８２１等を有しないときは発光層がこれに該当する。発光層が第２の層８１２と接する場合において、第３の層８１３に含まれる層のうち第２の層８１２と接する層に含まれる物質とは、発光物質を分散状態とするための物質、または発光物質そのものである。これは、Ａｌｑ_３等のように特に分散状態としなくても発光することができ、且つキャリアの輸送性の良い発光物質を用いる場合には、分散状態とすることなく発光物質それ自体から成る層そのものを発光層として機能させることができるためである。このように、第３の層８１３が第２の層８１２と第３の層８１３とを接合することによって、第２の層８１２から第３の層８１３への電子の注入が容易になる。

ここで、第１の電極８０１と第２の電極８０２とは、いずれか一若しくは両方が可視光を透過でき、導電性を有する物質で形成されていることが好ましい。これによって、第１の電極８０１と第２の電極８０２の少なくとも一方の電極を介して発光を外部に取り出すことができる。

第１の電極８０１について特に限定はなく、アルミニウムの他、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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）等を用いることができる。

また、第２の電極８０２についても特に限定はないが、本形態の発光素子のように第３の層８１３へ正孔を注入する機能を担うときは、仕事関数の大きい物質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）、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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）等を用いることができる。なお、第２の電極８０２は、例えばスパッタリング法や蒸着法等を用いて形成することができる。

なお、前述のように、本形態では、第２の層８１２と発光層８２２との間に電子輸送層８２１を有する。ここで、電子輸送層８２１とは、注入された電子を発光層８２２へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層８２１を設け、第１の電極８０１および金属が含まれた第２の層８１２と、発光層８２２とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。

電子輸送層８２１について特に限定はなく、電子輸送性物質、またはバイポーラ性物質を用いて形成することができる。バイポーラ性物質として、例えば、ＴＰＡＱｎ、ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ、Ｄ−ＴｒｉＰｈＡＱｎ等が挙げられる。電子輸送性物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、電子移動度と正孔移動度とを比較したときに、電子移動度の正孔移動度に対する比の値が１００よりも大きい物質をいう。電子輸送性物質としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、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）、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）等の金属錯体の他、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）、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）等が挙げられる。また、電子輸送性物質およびバイポーラ性物質の中でも特に、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する電子輸送性物質、または１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有するバイポーラ性物質を用いて電子輸送層８２１を形成することがより好ましい。これによって、発光素子の駆動電圧を下げることができる。また、電子輸送層８２１は、以上に述べた物質から成る層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。

また、本形態では、第２の電極８０２と発光層８２２との間には、図１に示すように、正孔輸送層８２３を有する。ここで、正孔輸送層８２３とは、第２の電極８０２から注入された正孔を発光層８２２へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層８２３を設け、第２の電極８０２と発光層８２２とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。

正孔輸送層８２３について、特に限定はなく、正孔輸送性物質、またはバイポーラ性物質を用いて形成することができる。ここで正孔輸送性物質とは電子よりも正孔の移動度が高い物質であり、正孔移動度の電子移動度に対する比の値が１００よりも大きい物質をいう。正孔輸送性物質としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、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）、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：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等が挙げられる。バイポーラ性物質としては、ＴＰＡＱｎ、ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ、Ｄ−ＴｒｉＰｈＡＱｎ等が挙げられる。また、正孔輸送性物質およびバイポーラ性物質の中でも特に、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する正孔輸送性物質、または１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有するバイポーラ性物質を用いて正孔輸送層８２３を形成することがより好ましい。これによって、発光素子の駆動電圧を下げることができる。また、正孔輸送層８２３は、以上に述べた物質から成る層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。

さらに、第２の電極８０２と正孔輸送層８２３との間には、図１に示すように、正孔注入層８２４を有していてもよい。ここで、正孔注入層８２４とは、第２の電極８０２から正孔輸送層８２３へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。

正孔注入層８２４について特に限定はなく、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物によって形成されたものを用いることができる。この他、上述したＨ_２Ｐｃ、ＣｕＰＣ、ＶＯＰｃ等のフタロシアニン系の化合物、ＤＮＴＰＤ等の芳香族アミン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子によっても正孔注入層８２４を形成することができる。また、バイポーラ性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを混合させて、正孔注入層８２４を形成してもよい。

以上に述べた本発明の発光素子は、発光時間の蓄積に伴った駆動電圧の増加が少なく、信頼性の高い素子である。これは、バイポーラ性物質と、バイポーラ性物質に対して電子受容性若しくは電子供与性を示す物質とを混合することによって第１の層若しくは第２の層が結晶化し難くなる為である。なお、ここでは、任意の輝度を得るために印加する電圧を駆動電圧という。

また、本発明の発光素子は、正孔を発生する層（第１の層８１１）の膜厚に依存した、任意の電流を流すために印加する電圧の変化が少ない。その為、例えば、第１の層８１１の厚さを厚くし、電極間の距離を長くすることによって、第１の電極８０１と第２の電極８０２との短絡を防ぐことが容易である。

（実施の形態２）
本形態では、正孔を発生する層の膜厚を調節することによって、発光の外部取り出し効率が高く、また採光面（発光素子から光が射出される面）を見る角度（採光面とそれを見る人の視線とがなす角度）に依存した発光スペクトルの変化が少なくなるように反射面から採光面（若しくは発光領域）までの光学距離を調節した発光素子の態様について図１２を用いて説明する。

図１２の発光素子は、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間に、正孔を発生する第１の層２１１と、電子を発生する第２の層２１２と、発光物質を含む第３の層２１３とを有する。第１の層２１１と第２の層２１２と第３の層２１３とは、第２の層２１２を間に挟むように順に積層し、第１の層２１１は第１の電極と接し、第３の層２１３は第２の電極２０２と接する。

ここで、第１の電極２０１は、反射率の高い導電物から成る電極、所謂反射電極である。反射率の高い導電物としては、アルミニウム、銀の他、これら金属の合金（Ａｌ：Ｌｉ合金、Ｍｇ：Ａｇ合金など）等も用いることができる。また、反射率は、５０％以上１００％以下が好ましい。また、第２の電極２０２は、可視光を透過できる導電物から成る電極である。可視光を透過できる導電物について特に限定はなく、インジウム錫酸化物の他、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム等を用いることができる。

第１の電極２０１の電位よりも第２の電極２０２の電位の方が高くなるように電圧を印加したとき、第１の層２１１から第１の電極２０１へは正孔が注入され、第２の層２１２から第３の層２１３へは電子が注入される。また第２の電極２０２から第３の層２１３へは正孔が注入される。

第３の層２１３において電子と正孔とは再結合し、これによって発光物質が励起状態となる。そして、励起状態になった発光物質が基底状態に戻るときに発光する。このようにして発光が生じる領域を特に発光領域という。そして、発光領域が形成されるように、発光物質を含んだ層を発光層という。なお、発光領域は、発光層の少なくとも一部において形成される。

本形態の発光素子において、第３の層２１３は、発光層２２２の他、電子輸送層２２１、正孔輸送層２２３、正孔注入層２２４を含む。但し、第３の層２１３の層構造は、図１２に示したものに限定されるものではなく、例えば発光層のみから成る単層構造のものであってもよい。

また、第１の層２１１、第２の層２１２、第３の層２１３は、それぞれ、実施の形態１に記載の第１の層８１１、第２の層８１２、第３の層８１３と同様の物質を用いて形成すればよい。また、電子輸送層２２１、発光層２２２、正孔輸送層２２３、正孔注入層２２４についても、それぞれ、実施の形態１に記載の電子輸送層８２１、発光層８２２、正孔輸送層８２３、正孔注入層８２４と同様の物質を用いて形成すればよい。

反射電極に光が入射した場合、反射光には位相の反転が生じる。これによって生じる光の干渉効果により、発光領域と反射電極との光学距離（即ち、屈折率×距離）が、発光波長の（２ｍ−１）／４倍（ｍは任意の正の整数）、即ち、ｍ＝１／４、３／４、５／４・・・倍の時には発光の外部取り出し効率が高くなり、ｍ／２倍（ｍは任意の正の整数）即ち、ｍ＝１／２、１、３／２・・・倍の時には発光の外部取り出し効率が低くなる。

したがって、本形態の発光素子において、発光領域が発光層２２２と正孔輸送層２２３との界面近傍である場合は、下記数式（４）を満たすように第１の層２１１、第２の層２１２、電子輸送層２２１、発光層２２２の各層の厚さを調節することが好ましい。これによって、発光を効率よく外部に取り出すことができる。また、ｄ_ｉ、ｄ_ｉｉの増加に伴う抵抗値の増加を低く抑えることができる。ここで、抵抗値とは、印加した電圧値（Ｖ）を、印加した電圧に応じて発光素子に流れる電流（ｍＡ）で割ることによって得られる値である。

数式（４）において、ｎ_ｉは第１の層２１１の屈折率、ｄ_ｉは第１の層２１１の厚さ、ｎ_ｉｉは第２の層２１２の屈折率、ｄ_ｉｉは第２の層２１２の厚さ、ｎ_１は電子輸送層２２１の屈折率、ｄ_１は電子輸送層２２１の厚さ、ｎ_ｐは発光層２２２の屈折率、ｄ_ｐは発光層２２２の厚さ、λは発光素子からの発光の波長、ｍは任意の正の整数を表す。

一方、本形態の発光素子において、発光領域が発光層２２２と電子輸送層２２１との界面近傍である場合は、数式（５）を満たすように第１の層２１１、第２の層２１２、電子輸送層２２１の各層の厚さを調節することが好ましい。これによって、発光を効率よく外部に取り出すことができる。また、ｄ_ｉ、ｄ_ｉｉの増加に伴う抵抗値の増加を低く抑えることができる。

数式（５）において、ｎ_ｉは第１の層２１１の屈折率、ｄ_ｉは第１の層２１１の厚さ、ｎ_ｉｉは第２の層２１２の屈折率、ｄ_ｉｉは第２の層２１２の厚さ、ｎ_１は電子輸送層２２１の屈折率、ｄ_１は電子輸送層２２１の厚さ、λは発光素子からの発光の波長、ｍは任意の正の整数を表す。

また、本形態の発光素子において、発光層２２２の全域に渡り発光領域が形成される場合は、数式（６）を満たすように第１の層２１１、第２の層２１２、電子輸送層２２１の各層の厚さを調節することが好ましい。これによって、発光を効率よく外部に取り出すことができる。

数式（６）において、ｎ_ｉは第１の層２１１の屈折率、ｄ_ｉは第１の層２１１の厚さ、ｎ_ｉｉは第２の層２１２の屈折率、ｄ_ｉｉは第２の層２１２の厚さ、ｎ_１は電子輸送層２２１の屈折率、ｄ_１は電子輸送層２２１の厚さ、ｎ_ｐは発光層２２２の屈折率、ｄ_ｐは発光層２２２の厚さ、λは発光素子からの発光の波長、ｍは任意の正の整数を表す。

数式（４）、（５）、（６）において、ｍは１≦ｍ≦１０であることが好ましい。また、発光素子からの発光とは、発光素子外部に放射される、発光物質に由来した発光のことである。また、発光の波長とは、発光スペクトルにおいて極大値を示す波長についての理論値である。

なお、本形態では、第２の層２１２と発光層２２２との間に、電子輸送層２２１を有する構造の発光素子について説明したが、電子輸送層２２１と異なる層を他に有していてもよい。その場合、数式（６）におけるｎ_１ｄ_１は、ｎ_１ｄ_１＋ｎ_２ｄ_２・・・・＋ｎ_ｋｄ_ｋ＋・・・のように表される。

（実施の形態３）
本発明の発光素子は、発光時間の蓄積に伴った駆動電圧の増加が少なく信頼性の高い素子であるため、本発明の発光素子を例えば画素部に適用することで、消費電力の増加の少ない発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子は、電極間の短絡を防ぐことが容易なため、本発明の発光素子を画素部に適用することで、短絡に起因した欠陥の少ない良好な画像を表示できる発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子は、発光の外部取り出し効率を高くすることが容易なため、本発明の発光素子を画素部に適用することで、低消費電力で表示動作を行うことができる発光装置を得ることができる。

本形態では、表示機能を有する発光装置の回路構成および駆動方法について図３〜６を用いて説明する。

図３は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図３において、基板６５００上には、画素部６５１１と、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とが設けられている。ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６５０３と接続している。そして、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、ＦＰＣ６５０３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。またＦＰＣ６５０３にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）６５０４が取り付けられている。なお、それぞれの駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部６５１１と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。

画素部６５１１には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部６５１１には、行方向に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部６５１１には、発光素子を含む一組の回路が複数配列している。

図４は、一画素を動作するための回路を表した図である。図４に示す回路には、第１のトランジスタ９０１と第２のトランジスタ９０２と発光素子９０３とが含まれている。

第１のトランジスタ９０１と、第２のトランジスタ９０２とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして機能する領域を、それぞれトランジスタの第１電極、トランジスタの第２電極と表記する。

ゲート信号線９１１と、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とはスイッチ９１８によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線９１１と、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とはスイッチ９１９によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線９１２は、スイッチ９２０によってソース信号線駆動回路９１５または電源９１６のいずれかに電気的に接続するように設けられている。そして、第１のトランジスタ９０１のゲートはゲート信号線９１１に電気的に接続している。また、第１のトランジスタ９０１の第１電極はソース信号線９１２に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ９０２のゲート電極と電気的に接続している。第２のトランジスタ９０２の第１電極は電流供給線９１７と電気的に接続し、第２電極は発光素子９０３に含まれる一の電極と電気的に接続している。なお、スイッチ９１８は、書込用ゲート信号線駆動回路９１３に含まれていてもよい。またスイッチ９１９についても消去用ゲート信号線駆動回路９１４の中に含まれていてもよい。また、スイッチ９２０についてもソース信号線駆動回路９１５の中に含まれていてもよい。

また画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば図５の上面図に表すように配置することができる。図５において、第１のトランジスタ１００１の第１電極はソース信号線１００４に接続し、第２の電極は第２のトランジスタ１００２のゲート電極に接続している。また第２トランジスタの第１電極は電流供給線１００５に接続し、第２電極は発光素子の電極１００６に接続している。ゲート信号線１００３の一部は第１のトランジスタ１００１のゲート電極として機能する。

次に、駆動方法について説明する。図６は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図６において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走査段数を表している。

本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。ここで、一画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を１フレーム期間という。

１フレームは、図６に示すように、書き込み期間５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａと保持期間５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂとを含む４つのサブフレーム５０１、５０２、５０３、５０４に時分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第１のサブフレーム５０１：第２のサブフレーム５０２：第３のサブフレーム５０３：第４のサブフレーム５０４＝２^３：２^２：２^１：２^０＝８：４：２：１となっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行えるようにしてもよい。

１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム５０１において、１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時間が異なる。書き込み期間５０１ａが終了した行から順に保持期間５０１ｂへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間５０１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム５０２へ移り、サブフレーム５０１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以上のような動作を繰り返し、サブフレーム５０４の保持期間５０４ｂ迄終了する。サブフレーム５０４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間を発光素子ごとに変えて一画素内で様々に組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。

サブフレーム５０４のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間５０４ｂの後に消去期間５０４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ（この期間を非発光期間５０４ｄとする。）。そして、最終行目の書込期間が終了したら直ちに、一行目から順に次のサブフレーム（またはフレーム）の書込期間に移行する。これによって、サブフレーム５０４の書き込み期間と、その次のサブフレームの書き込み期間とが重畳することを防ぐことができる。

なお、本形態では、サブフレーム５０１乃至５０４は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。

ここで、書込期間および消去期間における、図４で示す回路の動作について説明する。

まず書込期間における動作について説明する。書込期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１８を介して書込用ゲート信号線駆動回路９１３と電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介してソース信号線駆動回路９１５と電気的に接続している。ここで、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線９１２から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線９１２から入力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３へ供給される電流値が決まる。そして、その電流値に依存して発光素子９０３は発光または非発光が決まる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。

次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１９を介して消去用ゲート信号線駆動回路９１４と電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介して電源９１６と電気的に接続している。ここで、ｎ行目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線９１２から入力された消去信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３への電流の供給が阻止される。そして、発光素子９０３は強制的に非発光となる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。

なお、消去期間では、ｎ行目（ｎは自然数）については、以上に説明したような動作によって消去する為の信号を入力する。しかし、前述のように、ｎ行目が消去期間であると共に、他の行（ｍ行目（ｍは自然数）とする。）については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線を利用してｎ行目には消去の為の信号を、ｍ行目には書込の為の信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。

先に説明した消去期間における動作によって、ｎ行目の発光素子９０３が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線９１１と消去用ゲート信号線駆動回路９１４とを非接続の状態とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線９１２とソース信号線駆動回路９１５と接続させる。そして、ソース信号線とソース信号線駆動回路９１５とを接続させる共に、ゲート信号線９１１と書込用ゲート信号線駆動回路９１３とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路９１３からｍ行目の信号線に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタがオンすると共に、ソース信号線駆動回路９１５からは、１列目から最終列目迄のソース信号線に書込の為の信号が入力される。この信号によって、ｍ行目の発光素子は、発光または非発光となる。

以上のようにしてｍ行目について書込期間を終えたら、直ちに、ｎ＋１行目の消去期間に移行する。その為に、ゲート信号線９１１と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線を電源９１６と接続する。また、ゲート信号線９１１と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、ゲート信号線９１１については、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路９１４からｎ＋１行目のゲート信号線に選択的に信号を入力して第１のトランジスタに信号をオンする共に、電源９１６から消去信号が入力される。このようにして、ｎ＋１行目の消去期間を終えたら、直ちに、ｍ＋１行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。

なお、本形態では、ｎ行目の消去期間とｎ＋１行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設ける態様について説明したが、これに限らず、ｎ−１行目の消去期間とｎ行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設けてもよい。

また、本形態では、サブフレーム５０４のように非発光期間５０４ｄを設けるときおいて、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と或る一のゲート信号線とを非接続状態にすると共に、書込用ゲート信号線駆動回路９１３と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行っても構わない。

（実施の形態４）
本発明の発光素子を含む発光装置の断面図の一態様について、図７を用いて説明する。

図７において、点線で囲まれているのは、本発明の発光素子１２を駆動するために設けられているトランジスタ１１である。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４との間に正孔を発生する層と電子を発生する層と発光物質を含む層とが積層された層１５を有する本発明の発光素子である。トランジスタ１１のドレインと第１の電極１３とは、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本形態において、基板１０上に設けられている。

なお、図７に示されたトランジスタ１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。なお、２１はゲート電極、２２はゲート絶縁膜、２３は半導体層、２４はｎ型の半導体層、２５は電極、２６は保護膜である。

また、トランジスタ１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。

なお、セミアモルファス半導体とは、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）を終端する為に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、ＳｉＨ_４、その他にもＳｉ_２Ｈ_６、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、ＳｉＦ_４などを用いることができる。この珪化物気体をＨ_２、又は、Ｈ_２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１×１０^２０／ｃｍ^３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０^１９／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１９／ｃｍ^３以下とする。なお、セミアモルファス半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ^２／Ｖｓｅｃとなる。

また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。

なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。

さらに、第１層間絶縁膜１６は、図７（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１６ｂはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、水素、若しくはアルキル基等の有機基を置換基として有する化合物。）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。

隔壁層１８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。また隔壁層１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層１８は、無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。

なお、図７（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６のみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図７（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１９（１９ａ、１９ｂ）が設けられた構成のものであってもよい。図７（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は第２層間絶縁膜１９を貫通し、配線１７と接続している。

第２層間絶縁膜１９は、第１層間絶縁膜１６と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。１９ａはアクリルやシロキサン、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。

発光素子１２において、第１の電極および第２の電極がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図７（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図７（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図７（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。

また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよいし、或いは、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、トランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタである。

以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図１３には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。図１３において、基板９５１上に設けられた電極９５２と電極９５６との間には発光物質を含む層及び電子を発生する層、正孔を発生する層が順に積層した層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。

（実施の形態５）
本発明の発光装置を実装することによって、表示部等に関する消費電力の増加が少ない電子機器を得ることができる。また、本発明の発光装置を実装することによって、画素の欠陥等が少なく良好な画像を表示できる表示装置等の電子機器を得ることができる。また、本発明の発光装置を実装することによって、消費電力の少ない電子機器を得ることが出来る。

本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を図８に示す。

図８（Ａ）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５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４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表示部として組み込むことでパーソナルコンピュータを完成できる。

図８（Ｂ）は、本発明を適用して作製した電話機であり、本体５５５２には表示部５５５１と、音声出力部５５５４、音声入力部５５５５、操作スイッチ５５５６、５５５７、アンテナ５５５３等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表示部として組み込むことで電話機を完成できる。

図８（Ｃ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部５５３１、筐体５５３２、スピーカー５５３３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表示部として組み込むことでテレビ受像機を完成できる。

以上のように本発明の発光装置は、各種電子機器の表示部として用いるのに非常に適している。

なお、本形態に記載した電子機器の他、ナビゲイション装置、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。

（実施の形態６）
本形態では、一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体の合成方法の一態様について説明する。
先ず、ｏ−フェニレンジアミンを骨格に含む化合物と、４，４’−ジブロモベンジルとを反応させて、２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを骨格に含む化合物Ａを合成する。そして、ジフェニルアミン、Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミン等のジアリールアミンと化合物Ａとを反応させて、ブロモ基をジアリールアミノ基に置換する。このようにして一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体を得ることができる。

（実施の形態７）
本形態では、一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体の合成方法の一態様について説明する。
先ず、３，３’−ジアミノベンジジン等と、４，４’−ジブロモベンジルとを反応させて、２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを骨格に含む２，２’，３，３’−テトラ（４−ブロモフェニル）−６，６’−ビスキノキサリン（化合物Ｂ）を合成する。そして、ジアリールアミンと化合物Ｂとを反応させて、ブロモ基をジアリールアミノ基に置換する。このようにして一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体を得ることができる。

本実施例では、三つの発光素子、発光素子（１）、発光素子（２）、発光素子（３）の作製方法と、それらの素子の特性について図２を用いて説明する。

基板５５１上に、シリコンを含有したインジウム錫酸化物を、スパッタリング法によって成膜し、第２の電極５５２を形成した。ここで、膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。なお、基板５５１はガラスから成るものを用いた。

次に、第２の電極５５２の上に、モリブデン酸化物とＴＰＡＱｎと共蒸着法によって成膜し、モリブデン酸化物とＴＰＡＱｎとを含む第１１の層５５３を形成した。ここで、発光素子（１）においては、モリブデン酸化物はＴＰＡＱｎとの質量比は０．５対４（＝モリブデン酸化物：ＴＰＡＱｎ）となるように調節した。また、発光素子（２）においては、モリブデン酸化物とＴＰＡＱｎとの質量比は１対４（＝モリブデン酸化物：ＴＰＡＱｎ）となるように調節した。また、発光素子（３）においては、モリブデン酸化物はＴＰＡＱｎとの質量比は２対４（＝モリブデン酸化物：ＴＰＡＱｎ）となるように調節した。ここで、膜厚は、それぞれの発光素子につき、５０ｎｍとなるようにした。

次に、第１１の層５５３上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）を、真空蒸着法によって成膜し、ＮＰＢから成る第１２の層５５４を形成した。ここで、膜厚は１０ｎｍとなるようにした。

次に第１２の層５５４の上に、Ａｌｑ_３とクマリン６とを、共蒸着法によって成膜し、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）とクマリン６とを含む第１３の層５５５を形成した。ここで、Ａｌｑ_３とクマリン６との質量比は１対０．０１となるように調節した。これによって、クマリン６はＡｌｑ_３の中に分散された状態となる。また、膜厚は、４０ｎｍとなるようにした。なお、共蒸着法とは、真空蒸着法のひとつであり、ひとつの処理室内に設けられた複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。

次に第１３の層５５５の上に、Ａｌｑ_３を、真空蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ_３から成る第１４の層５５６を形成した。ここで、膜厚は１０ｎｍと成るようにした。

次に、第１４の層５５６の上に、ＴＰＡＱｎとリチウムとを原料とし、共蒸着法によって、ＴＰＡＱｎとリチウム（Ｌｉ）とを含む第２の層５５７を形成した。ここで、ＴＰＡＱｎとリチウムとの質量比１：０．０１（ＴＰＡＱｎ：Ｌｉ）、モル比に換算すると１（＝ＴＰＡＱｎ／リチウム）となるように調節した。また、膜厚は１０ｎｍとなるようにした。

次に、第２の層５５７の上に、ＴＰＡＱｎとモリブデン酸化物（ＶＩ）とを原料とし、共蒸着法によって、ＴＰＡＱｎとモリブデン酸化物とを含む第１の層５５８を形成した。ここで、ＴＰＡＱｎとモリブデン酸化物との質量比は４：２（＝ＴＰＡＱｎ：モリブデン酸化物）、モル比に換算すると０．５（＝ＴＰＡＱｎ／モリブデン酸化物）となるように調節した。また、膜厚は、１０ｎｍとなるようにした。

次に、第１の層５５８の上に、アルミニウムを、真空蒸着法によって成膜し、第１の電極５５９を形成した。膜厚は、２００ｎｍとなるようにした。

以上のようにして本発明の発光素子を作製した。なお、本実施例では、第２の層５５７を形成した後、第１の層５５８を形成しているが、第１の層５５８に含まれるバイポーラ性物質と第２の層５５７に含まれるバイポーラ性物質とが同じである場合は、同一の処理室内にバイポーラ性物質、バイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質、バイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質とをそれぞれ蒸着源として設け、第１の層５５８と第２の層５５７とを連続して形成してもよい。具体的に説明すると、同一の処理室内にＴＰＡＱｎとリチウムとモリブデン酸化物とを蒸着源として設け、先ずＴＰＡＱｎと共にリチウムを蒸着させる。そして、ＴＰＡＱｎを蒸発できるように保った状態で、リチウムの蒸着を終了すると共にモリブデン酸化物の蒸着を開始する。このようにして、第１の層５５８と第２の層５５７とを連続的に形成してもよい。なお、このように連続的に形成されたバイポーラ性物質を含む層は、バイポーラ性物質に対して電子受容性を示す物質を含む第１の領域と、バイポーラ性物質に対して電子供与性を示す物質を含む第２の領域と、を有するひとつの層と同等である。なお、第１の領域は正孔を発生し、第２の領域は電子を発生する。

以上のようにして作製した発光素子において、第１の電極５５９の電位よりも第２の電極５５２の電位が高くなるように電圧を印加して電流を流すと、第１の層５５８において発生した正孔は第１の電極５５９へ注入され、第２の層５５７において発生した電子は第１４の層５５６へ注入され、第２の電極５５２から第１１の層５５３へは正孔が注入される。そして、第２の電極５５２から注入された正孔と、第２の層５５７から注入された電子とは、第１３の層５５５において再結合し、クマリン６が発光する。このように、第１３の層５５５は発光層として機能する。なお、第１１の層５５３は、正孔注入層として機能し、第１２の層５５４は正孔輸送層として機能し、第１４の層５５６は電子輸送層として機能する。また、第１４の層５５６を形成しているＡｌｑ_３の電子親和力は２．６２ｅＶ、第２の層５５７に含まれているＴＰＡＱｎの電子親和力は２．７８ｅＶであり、Ａｌｑ_３とＴＰＡＱｎとの電子親和力の差は０．１６ｅＶである。

本実施例の発光素子の電圧−輝度特性を図９に、電流密度−輝度特性を図１０に、電圧−電流特性を図１１に示す。図９において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表す。また、図１０において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表す。また、図１１において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。図９〜１１において、▲印は発光素子（１）、○印は発光素子（２）、●印は発光素子（３）の特性を表す。

図９〜１１、から、いずれの発光素子についても、良好に動作していることが分かる。

実施例１において用いているＴＰＡＱｎの製造方法について説明する。

［ステップ１］
まず、１０ｇ（２７．４ｍｍｏｌ）の４，４’−ジブロモベンジルと３．５ｇ（３３．５ｍｍｏｌ）のｏ−フェニレンジアミンを５００ｍｌのナス型フラスコに入れ、クロロフォルム中にて８時間撹拌・還流を行った。次に、室温まで冷却後、カラムクロマトグラフィーにより残留したｏ−フェニレンジアミンを除去し、２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを得た。

［ステップ２］
さらに、上記で得られた２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを４．４０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）秤量して三つ口フラスコに入れ、窒素気流下にて７５ｍｌのトルエンに溶解させた。次に、０．２２ｇ（０．２ｍｍｏｌ）のＰｄ（ｄｂａ）_２、２．８８ｇ（３０ｍｍｏｌ）のＮａＯ−ｔｅｒｔ−Ｂｕ、３．４６ｇ（２０．４ｍｍｏｌ）のジフェニルアミンを加え、さらにトリ（ｔ−ブチルホスフィン）の１０ｗｔ％ヘキサン溶液を１．８ｍｌ加え、８０℃にて８時間加熱撹拌した。

次に、室温まで冷却後、水を加えて反応を終了させ、クロロフォルムで生成物の抽出を行った。さらに生成物を飽和食塩水で洗浄後、ＭｇＳＯ_４で乾燥させた。その後、クロロフォルムから再結晶を行い、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）を得た（黄緑色結晶、収量２．７ｇ（収率：４４％））。

以上に説明した合成の合成スキームを次に示す。

なお、得られたＴＰＡＱｎの分解温度は４１１℃であった。なお、測定は示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用いて行った。

基板上に、１１０ｎｍの厚さとなるように形成されたインジウム錫酸化物から成る層の上に、ＴＰＡＱｎから成る層を８００ｎｍの厚さとなるように形成した。さらにＴＰＡＱｎから成る層の上に、２００ｎｍの厚さとなるようにアルミニウムから成る層を形成した後、タイムオブフライト法（ＴＯＦ法）を用いてＴＰＡＱｎにおける正孔および電子の移動度をそれぞれ測定した。その結果、正孔の移動度は、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ、電子の移動度は１×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓであることが分かった。

本発明の発光素子の積層構造の一態様を表した図。 本発明の発光素子の積層構造を表した図。 本発明を適用した発光装置の一態様について説明する図。 本発明を適用した発光装置に含まれる回路の一態様について説明する図。 本発明を適用した発光装置の上面図。 本発明を適用した発光装置のフレーム動作について説明する図。 本発明を適用した発光装置の断面図。 本発明を適用した電子機器の図。 本発明の発光素子の電圧−輝度特性の図。 本発明の発光素子の電流密度−輝度特性の図。 本発明の発光素子の電圧−電流特性の図。 本発明の発光素子の積層構造の一態様を表した図。 本発明を適用した発光装置の一態様について説明する図。

符号の説明

８０１ 第１の電極
８０２ 第２の電極
８１１ 第１の層
８１２ 第２の層
８１３ 第３の層
８２１ 電子輸送層
８２２ 発光層
８２３ 正孔輸送層
８２４ 正孔注入層
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２１１ 第１の層
２１２ 第２の層
２１３ 第３の層
２２２ 発光層
２２１ 電子輸送層
２２３ 正孔輸送層
２２４ 正孔注入層
６５００ 基板
６５０３ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６５０４ プリント配線基盤（ＰＷＢ）
６５１１ 画素部
６５１２ ソース信号線駆動回路
６５１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
６５１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９０１ 第１のトランジスタ
９０２ 第２のトランジスタ
９０３ 発光素子
９１１ ゲート信号線
９１２ ソース信号線
９１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
９１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９１５ ソース信号線駆動回路
９１６ 電源
９１７ 電流供給線
９１８ スイッチ
９１９ スイッチ
９２０ スイッチ
１００１ 第１のトランジスタ
１００２ 第２のトランジスタ
１００３ ゲート信号線
１００４ ソース信号線
１００５ 電流供給線
１００６ 電極
５０１ サブフレーム
５０２ サブフレーム
５０３ サブフレーム
５０４ サブフレーム
５０１ａ 期間
５０１ｂ 保持期間
５０２ａ 期間
５０２ｂ 保持期間
５０３ａ 期間
５０３ｂ 保持期間
５０４ａ 期間
５０４ｂ 保持期間
５０４ｃ 消去期間
５０４ｄ 非発光期間
１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 第１の電極
１４ 第２の電極
１５ 層
１６ 層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ 層間絶縁膜
５５２１ 本体
５５２２ 筐体
５５２３ 表示部
５５２４ キーボード
５５５１ 表示部
５５５２ 本体
５５５３ アンテナ
５５５４ 音声出力部
５５５５ 音声入力部
５５５６ 操作スイッチ
５５３１ 表示部
５５３２ 筐体
５５３３ スピーカー
５５１ 基板
５５２ 第２の電極
５５３ 第１１の層
５５４ 第１２の層
５５５ 第１３の層
５５６ 第１４の層
５５７ 第２の層
５５８ 第１の層
５５９ 第１の電極
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 層
９５６ 電極

Claims (12)

1. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
   第１の層と、第２の層と、第３の層と、
   を有し、
   前記第１の層は、電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第１の物質と、前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質とを含み、
   前記第２の層は、電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第３の物質と、前記第３の物質に対して電子供与性を示す第４の物質とを含み、
   前記第３の層は、発光物質を含み、
   前記第１の層と前記第２の層と前記第３の層とは順に積層され、
   前記第１の層は、前記第１の電極と接し、
   前記第３の層は、前記第２の電極と接し、
   前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光する
   ことを特徴とする発光素子。
2. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
   第１の層と、第２の層と、第３の層と、
   を有し、
   前記第１の層は、電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第１の物質と、前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質とを含み、
   前記第２の層は、電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第３の物質と、前記第３の物質に対して電子供与性を示す第４の物質とを含み、
   前記第３の層は、発光物質を含み、
   前記第１の層は、前記第２の層よりも前記第１の電極側に設けられ、
   前記第３の層は、前記第２の層よりも前記第２の電極側に設けられ、
   前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに、発光する
   ことを特徴とする発光素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の発光素子において、前記第２の物質は、前記第１の物質に対し、０．５以上２以下のモル比となるように含まれていることを特徴とする発光素子。
4. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
   第１の層と、第２の層と、第３の層と、
   を有し、
   前記第１の層は、一般式（１）または一般式（２）のいずれかで表される第１の物質と、前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質とを含み、
   前記第２の層は、一般式（１）または一般式（２）のいずれかで表される第３の物質と、前記第３の物質に対して電子供与性を示す第４の物質とを含み、
   前記第３の層は、発光物質を含み、
   前記第１の層と前記第２の層と前記第３の層とは順に積層され、
   前記第１の層は、前記第１の電極と接し、
   前記第３の層は、前記第２の電極と接し、
   前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光する
   ことを特徴とする発光素子。
   

   

   （式中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ、水素、アルキル基のいずれか、または、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^２とＲ^３、Ｒ^３とＲ^４とが、それぞれ、結合して芳香環を表す。Ａｒ^１〜Ａｒ^４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。）
   

   

   （式中、Ａｒ^１１〜Ａｒ^１４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。）
5. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
   第１の層と、第２の層と、第３の層と、
   を有し、
   前記第１の層は、一般式（１）または一般式（２）のいずれかで表される第１の物質と、前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質とを含み、
   前記第２の層は、一般式（１）または一般式（２）のいずれかで表される第３の物質と、前記第３の物質に対して電子供与性を示す第４の物質とを含み、
   前記第３の層は、発光物質を含み、
   前記第１の層は、前記第２の層よりも前記第１の電極側に設けられ、
   前記第３の層は、前記第２の層よりも前記第２の電極側に設けられ、
   前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光する
   ことを特徴とする発光素子。
   

   

   （式中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ、水素、アルキル基のいずれか、または、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^２とＲ^３、Ｒ^３とＲ^４とが、それぞれ、結合して芳香環を表す。Ａｒ^１〜Ａｒ^４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。）
   

   

   （式中、Ａｒ^１１〜Ａｒ^１４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。）
6. 請求項４または請求項５に記載の発光素子において、前記第１の物質と前記第３の物質とが同じであることを特徴とする発光素子。
7. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
   電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第１の物質を含む第１の層と、
   発光物質を含む第２の層と、
   を有し、
   前記第１の層は、
   前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質をさらに含む第１の領域と、
   前記第１の物質に対して電子供与性を示す第３の物質をさらに含む第２の領域と、
   を有し、
   前記第１の領域は前記第２の領域よりも前記第１の電極側に設けられ、
   前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光する
   ことを特徴とする発光素子。
8. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
   一般式（１）または一般式（２）で表される第１の物質を含む第１の層と、
   発光物質を含む第２の層と、
   を有し、
   前記第１の層は、
   前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質をさらに含む第１の領域と、
   前記第１の物質に対して電子供与性を示す第３の物質をさらに含む第２の領域と、
   を有し、
   前記第１の領域は前記第２の領域よりも前記第１の電極側に設けられ、
   前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光する
   ことを特徴とする発光素子。
   

   

   （式中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ、水素、アルキル基のいずれか、または、Ｒ^１とＲ^２、Ｒ^２とＲ^３、Ｒ^３とＲ^４とが、それぞれ、結合して芳香環を表す。Ａｒ^１〜Ａｒ^４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。）
   

   

   （式中、Ａｒ^１１〜Ａｒ^１４は、それぞれ独立に、炭素数６〜１４のアリール基を表す。）
9. 請求項７または請求項８に記載の発光素子において、前記第２の物質若しくは前記第３の物質は、前記第１の物質に対し、０．５〜２のモル比となるように含まれていることを特徴とする発光素子。
10. 対向するように設けられた第１の電極と第２の電極との間に、
    第１の層と、第２の層と、第３の層と、
    を有し、
    前記第１の電極は、５０％以上１００％以下の反射率を有する導電物から成り、
    前記第２の電極は、可視光を透過できる導電物から成り、
    前記第１の層は、電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第１の物質と、前記第１の物質に対して電子受容性を示す第２の物質とを含み、
    前記第２の層は、電子または正孔のいずれか一方の移動度に対する他方の移動度の比の値が１００以下である第３の物質と、前記第３の物質に対して電子供与性を示す第４の物質とを含み、
    前記第３の層は、発光層を含みｘ層（ｘは２以上の任意の正の整数）から成る層であり、
    前記第１の層と前記第２の層と前記第３の層とは順に積層され、
    前記第１の層は、前記第１の電極と接し、
    前記第３の層における第１層目の層は、前記第２の層と接し、
    前記第３の層における第ｘ層目の層は、前記第２の電極と接し、
    前記発光層と前記第２の層との間には、ｙ層（ｙ＜ｘ、ｙは正の整数）の層を有し、
    前記第１の電極の電位よりも前記第２の電極の電位の方が高くなるように電圧を印加したときに発光し、
    前記第１の層の厚さと前記第２の層の厚さは、数式（１）、数式（２）、数式（３）を満たすように調節されている
    ことを特徴とする発光素子。
    

    

    （数式（１）、数式（２）、数式（３）において、ｎ_ｉは第１の層の屈折率、ｄ_ｉは第１の層の厚さ、ｎ_ｉｉは第２の層の屈折率、ｄ_ｉｉは第２の層の厚さ、ｎ_ｋは発光層と第２の層との間に含まれる層の中の第ｋ番目（ｋは自然数）の層の屈折率、ｄ_ｋは発光層と第２の層との間に含まれる層の中の第ｋ番目の層の厚さ、ｎ_ｊは発光層の屈折率、ｄ_ｊは発光層における第１の電極側の界面から発光領域までの距離、λは発光素子からの発光の波長、ｍは任意の正の整数、ｄ_ｅｍｉは発光層の厚さを表す。）
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子を画素部に含むことを特徴とする発光装置。
12. 請求項１１に記載の発光装置を表示部として用いていることを特徴とする電子機器。
    

Images