JP2008166745A - 発光素子、発光装置並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。発光効率が高く、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は正孔輸送性であり、第２の有機化合物は正孔が注入されない物質であり、かつ、第１の層の正孔輸送性を下げる物質であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られる発光素子を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は正孔輸送性であり、第２の有機化合物は正孔が注入されない物質であり、かつ、第１の層の正孔輸送性を下げる物質であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られる発光素子を提供する。
【選択図】図１
Description
本発明は、電流励起型の発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、電子機器に関する。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光を得ることができる。
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって大きく分けられる。
発光性の物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それら電子および正孔（キャリア）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に緩和する際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
例えば、非特許文献１では、正孔ブロック層を設けることにより、燐光材料を用いた発光素子を効率良く発光させている。しかし、非特許文献１に記載されているように正孔ブロック層は耐久性がなく、発光素子の寿命は極端に短い。よって、発光効率が高く、寿命の長い発光素子の開発が望まれている。
テツオ ツツイ、外８名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
テツオ ツツイ、外８名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
上記問題に鑑み、本発明は、発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率が高く、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率の高い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。また、発光効率が高く、寿命の長い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、キャリアの移動を制御する層を設けることで、発光効率の高い発光素子が得られることを見出した。
よって、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物は、正孔が注入されない物質であり、かつ、第１の層の正孔輸送性を下げる物質であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物は、双極子モーメントが２．０デバイ以上の正孔ブロック材料であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルと、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルとの差は、０．５ｅＶ以上であり、かつ、第２の有機化合物の双極子モーメントは２．０デバイ以上であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であり、かつ、第２の有機化合物の双極子モーメントは２．０デバイ以上であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルと、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルとの差は、０．５ｅＶ以上であり、かつ、第２の有機化合物は複素環を有する分子構造であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であり、かつ、第２の有機化合物は複素環を有する分子構造であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物は、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体のいずれかであり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、第１の層は、発光層と第１の電極との間に設けられており、第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれており、第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、第２の有機化合物は、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、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール、バソキュプロインのいずれかであり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
上記構成において、第１の層における第２の有機化合物の濃度は、１重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする発光素子である。この濃度領域を採用することにより、発光素子の寿命を長くすることができる。
また、上記構成において、第１の層は第１の電極と接していなくても良い。また、発光層と接していなくても良い。つまり、第１の層と発光層との間に層が設けられており、かつ、第１の層と第１の電極との間に層が設けられていても良い。
また、上記構成において、第１の層の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、上記構成において、第１の層と発光層とは接するように設けられていても良い。
また、本発明には、上述した発光素子を有する発光装置も含まれる。本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の発光素子は、キャリアの移動を制御する層を設けており、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、発光効率が高く、寿命の長い発光素子を得ることができる。
また、本発明の発光素子を、発光装置および電子機器に適用することにより、発光効率が高く、消費電力が低減された発光装置および電子機器を得ることができる。また、消費電力が低く、寿命の長い発光装置および電子機器を得ることができる。
以下、本発明の実施の態様及び実施例について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることも含まれる。
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。本実施の形態では、キャリアの移動を制御する層として、正孔の移動を制御する層を設けた発光素子について説明する。
本発明の発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。本実施の形態では、キャリアの移動を制御する層として、正孔の移動を制御する層を設けた発光素子について説明する。
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
本実施の形態において、発光素子は、第１の電極２０２と、第２の電極２０４と、第１の電極２０２と第２の電極２０４との間に設けられたＥＬ層２０３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２０４は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極２０２の方が第２の電極２０４よりも電位が高くなるように、第１の電極２０２と第２の電極２０４に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
基板２０１は発光素子の支持体として用いられる。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。
第１の電極２０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して、インクジェット法、スピンコート法などにより作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
また、第１の電極と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には、第１の電極として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉなど）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）を用いることができる。またさらに、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
本実施の形態で示すＥＬ層２０３は、正孔注入層２１１、キャリアの移動を制御する層２１２、正孔輸送層２１３、発光層２１４、電子輸送層２１５、電子注入層２１６を有している。なお、ＥＬ層２０３は、本実施の形態で示すキャリアの移動を制御する層と、発光層とを有していればよく、ＥＬ層の構造は上記構造に限定されない。つまり、ＥＬ層２０３の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）の物質等を含む層と、本実施の形態で示すキャリアの移動を制御する層および発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、本実施の形態で示すキャリアの移動を制御する層および発光層が含まれていれば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層２１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、低分子の有機化合物としては、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジル（ＩＶ）フタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、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−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等が挙げられる。
また、正孔注入層２１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極２０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＭＴＤＡＴＡ、ＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物や、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体や、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等の芳香族炭化水素化合物を挙げることができる。
また、アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
また、正孔注入層２１１としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層２１１として用いてもよい。
キャリアの移動を制御する層２１２は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含んでおり、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも多く含まれている。
第１の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い、いわゆる正孔輸送材料である。具体的には、芳香族アミン化合物を用いることができる。例えば、ＭＴＤＡＴＡ、ＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）等が挙げられる。また、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
第２の有機化合物は、正孔が注入されず、かつ、双極子モーメントが大きい有機化合物である。正孔が注入されない物質としては、正孔ブロック材料が挙げられる。正孔ブロック材料は、一般に、イオン化ポテンシャルが大きい物質である。特に、イオン化ポテンシャルが５．８ｅＶ以上であると、正孔が注入されず好ましい。特に、好ましく６．０ｅＶ以上であるとさらに好ましい。また、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルと比較して０．５ｅＶ以上大きい材料も第１の有機化合物から第２の有機化合物へ正孔が移動しないので好ましい。また、第２の有機化合物の双極子モーメントは、２．０デバイ以上であることが好ましい。特に、双極子モーメントが２．０デバイよりもさらに大きい有機化合物はキャリアの移動を制御する層に好適に用いることができる。
第２の有機化合物としては、具体的には、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）、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）などのオキサジアゾール誘導体、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ０１）、３，５−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ｔ−ＢｕＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体などを用いることができる。
本実施の形態で示すキャリアの移動を制御する層の概念図を図４に示す。図４において、第１の有機化合物２２１は正孔輸送性であるため、第１の有機化合物２２１へ正孔が注入されやすく、正孔が近傍の第１の有機化合物に移動しやすい。
一方、第２の有機化合物２２２は、第１の有機化合物よりもイオン化ポテンシャルが大きく、かつ第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルとの差が０．５ｅＶ以上であるため、正孔が注入されない。よって、正孔は第２の有機化合物には注入されず、第１の有機化合物の間のみをホッピングによって移動していく。
また、第２の有機化合物２２２は、双極子モーメントが大きい物質である。具体的には、２．０デバイ以上であることが好ましい。双極子モーメントが大きい第２の有機化合物が含まれていることにより、第１の有機化合物の間を移動している正孔は、移動速度が遅くなる。つまり、双極子モーメントが大きい第２の有機化合物が第１の有機化合物の近傍に位置することにより、正孔の移動速度を減ずる効果を有すると考えられる。
よって、第２の有機化合物が含まれることにより、第１の有機化合物２２１を有する層の正孔移動速度は小さくなる。つまり、第２の有機化合物を添加することにより、キャリアの移動を制御することが可能となる。また、第２の有機化合物の濃度を制御することにより、キャリアの移動速度を制御することが可能となる。
特に、第２の有機化合物の双極子モーメントが大きいほど、正孔の移動速度を遅くする効果が大きい。よって、双極子モーメントの大きい物質を第２の有機化合物として用いる場合には、キャリアの移動を制御する層に含まれる第２の有機化合物の量が少量であっても十分な効果を得ることができる。
上述したように、キャリアの移動を制御することにより、キャリアバランスが向上し、その結果、正孔と電子の再結合確率が向上し、高い発光効率を得ることができる。また、本実施の形態で示したように、キャリアの移動を制御する層を、発光層と陽極として機能する第１の電極との間に設ける構成は、駆動時に正孔過多になりやすい発光素子に適用すると特に有効である。正孔過多になりやすい発光素子において、キャリアの移動を制御する層を設けることにより正孔の移動が抑制され、良好なキャリアバランスが得られるからである。
また、過剰の正孔の移動を制御することにより、過剰の正孔によって発光層や発光層周辺に発生するカチオンを減らすことができる。カチオンは消光剤として働くため、カチオンの生成を抑制することにより、発光効率の低下を抑制することができる。
有機化合物を用いた発光素子は、駆動時に正孔過多の状態になる場合が多いため、本発明は、有機化合物を用いた多くの発光素子に好適に用いることができる。
例えば、もしキャリアの移動を制御する層２１２を設けない従来の発光素子であれば、正孔の移動は遅くならないまま正孔輸送層２１３に注入され、発光層２１４まで達する。一般に、有機化合物を用いた発光素子は駆動時に正孔過多になる場合が多く、その場合には、再結合しなかった正孔は発光層２１４を通り抜けてしまう。発光層２１４を通り抜けてしまうと、正孔は電子輸送層２１５の界面付近まで達する。そのため、発光領域は発光層２１４と電子輸送層２１５との界面近傍となり、発光層２１４での再結合確率が低下し、発光効率が低くなってしまう。また、正孔が電子輸送層２１５にまで達してしまうと、電子輸送層２１５を劣化させる恐れがある。また、経時的に電子輸送層２１５にまで達してしまう正孔の量が増えていくと、経時的に再結合確率が低下していくことになるため、素子寿命の低下（輝度の経時劣化）に繋がってしまう。
本発明の発光素子において、第１の電極２０２から注入された正孔は、正孔注入層２１１を通り、キャリアの移動を制御する層２１２に注入される。キャリアの移動を制御する層２１２に注入された正孔は、その移動が遅くなり、正孔輸送層２１３への正孔注入が制御される。そのため、発光層２１４への正孔注入も制御される。その結果、従来の発光素子では、通常、発光層２１４と電子輸送層２１５との界面近傍に発光領域が形成されるが、本発明の発光素子においては、発光層２１４の中央付近に形成されることになる。したがって、正孔が電子輸送層２１５にまで達することによって促進される電子輸送層２１５の劣化の可能性が低くなる。
本発明においては、キャリアの移動を制御する層２１２において、単に正孔移動度の遅い物質を適用するのではなく、正孔輸送性を有する有機化合物に正孔輸送性を下げる有機化合物を添加している点が重要である。このような構成とすることで、単に発光層への正孔注入を制御するだけではなく、初期段階で制御されている正孔注入量が経時的に変化するのを抑制することができる。以上のことから本発明の発光素子は、発光素子において経時的にキャリアバランスが悪化して再結合確率が低下していく現象を防ぐことができるため、素子寿命の向上（輝度の経時劣化の抑制）に繋がる。
本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面に発光領域が形成されにくいため、正孔輸送層や電子輸送層に発光領域が近接することにより素子が劣化しにくい。また、キャリアバランスの経時的な変化（特に電子注入量の経時的変化）を抑制することができる。したがって、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。
なお、キャリアの移動を制御する層における第２の有機化合物の濃度は、１重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。この濃度領域を採用することにより、発光素子の寿命を長くすることができる。特に、１重量％以上１０重量％以下であることが好ましい。
また、キャリアの移動を制御する層の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。厚すぎる膜厚だと、キャリアの移動速度を低下させすぎてしまい、駆動電圧が高くなってしまう。また、薄すぎる膜厚だと、キャリアの移動を制御する機能を実現しなくなってしまう。よって、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚であることが好ましい。
正孔輸送層２１３は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、具体的に低分子の有機化合物としては、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、正孔輸送層２１３として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
発光層２１４は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いることができる。低分子の有機化合物の例としては、以下に示す化合物が挙げられる。例えば青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１３−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。また、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナトーＮ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））のような燐光材料を用いることもできる。
なお、発光層としては、上述した発光性の高い物質を他の物質に分散させた構成としてもよい。発光性の物質を分散させるための材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（ＩＩ）（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（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体、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−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
また、発光性の物質を分散させるための材料は複数種用いることができる。例えば、発光性の物質の結晶化を抑制するため、ルブレン等の発光層の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、発光性の物質へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
発光性の高い物質を他の物質に分散させた構成とすることにより、発光層２１４の結晶化を抑制することができる。また、発光性の高い物質の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
また、発光層２１４として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＯＦ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
電子輸送層２１５は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、低分子の有機化合物として、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（ＩＩ）（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（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体を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）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ０１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、電子輸送層２１５として、高分子化合物を用いることができる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
また、電子注入層２１６は、第２の電極２０４からＥＬ層２０３への電子注入を促進する物質を含む層である。この特性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極２０４からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
第２の電極２０４を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）が挙げられる。また、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等も使用することができる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金の膜はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどの金属ペーストをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
また、第２の電極２０４と電子輸送層２１５との間に、電子注入を促す機能を有する層である電子注入層２１６を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極２０４として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
また、ＥＬ層の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
例えば、上述した材料のうち、高分子化合物を用いて湿式法でＥＬ層を形成してもよい。または、低分子の有機化合物を用いて湿式法で形成することもできる。また、低分子の有機化合物を用いて真空蒸着法などの乾式法を用いてＥＬ層を形成してもよい。
また、電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
例えば、本発明の発光素子を表示装置に適用し、発光層を塗り分ける場合には、発光層は湿式法により形成することが好ましい。発光層をインクジェット法を用いて形成することにより、大型基板であっても発光層の塗り分けが容易となる。
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２０４との間に与えられた電位差により電流が流れ、ＥＬ層２０３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。
発光は、第１の電極２０２または第２の電極２０４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２０４のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極２０２のみが透光性を有する電極である場合、図３（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２０４のみが透光性を有する電極である場合、図３（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極２０４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２０４がいずれも透光性を有する電極である場合、図３（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極２０２および第２の電極２０４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。
なお第１の電極２０２と第２の電極２０４との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が防ぐように、第１の電極２０２および第２の電極２０４から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であり、キャリアの移動を制御する層を有する構成であれば、上記以外のものでもよい。
つまり、第１の電極２０２と第２の電極２０４との間に設けられる層の構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、本実施の形態で示すキャリアの移動を制御する層および発光層を適宜組み合わせて構成すればよい。
なお、本実施の形態で示すキャリアの移動を制御する層は、正孔の移動を制御するものであるため、発光層と陽極の間に設けることが好ましい。
図１（Ａ）に示すように、発光層２１４とキャリアの移動を制御する層２１２との間に層が形成されている場合、つまり、発光層２１４とキャリアの移動を制御する層２１２とが接しない構成の場合、発光層２１４とキャリアの移動を制御する層２１２との間で余計な相互作用が生じにくいため、発光素子の劣化を抑制することができるという点で好ましい。
また、図１（Ｂ）に示すように、発光層２１４と、キャリアの移動を制御する層２１２とが接する構成であってもよい。このようなで構成においては、発光層２１４に含まれる有機化合物のうち、最も多く含まれている有機化合物のバンドギャップよりも、バンドギャップの方が大きく電子が注入されにくい有機化合物を第２の有機化合物として用いることが好ましい。また、このような構成である場合、発光層２１４とキャリアの移動を制御する層２１２を同一のマスクで連続して成膜することが可能である。よって、フルカラーディスプレイなど、発光素子毎にキャリアの移動を制御する層を作り分ける必要がある場合には、作製が容易となり好ましい。
図２に示す発光素子は、基板２０１上に、陰極として機能する第２の電極２０４、ＥＬ層２０３、陽極として機能する第１の電極２０２とが順に積層された構成となっている。図２（Ａ）に示す発光素子は、図１（Ａ）に示したＥＬ層を逆の順に積層した構成であり、電子注入層２１６、電子輸送層２１５、発光層２１４、正孔輸送層２１３、キャリアの移動を制御する層２１２、正孔注入層２１１の順に積層した構成である。図２（Ｂ）に示す発光素子は、図１（Ｂ）に示したＥＬ層を逆の順に積層した構成であり、電子注入層２１６、電子輸送層２１５、発光層２１４、キャリアの移動を制御する層２１２、正孔輸送層２１３、正孔注入層２１１の順に積層した構成である。
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。
本発明の発光素子は、キャリアの移動を制御する層を有している。キャリアの移動を制御する層は、２種類以上の物質を含むため、物質の組み合わせや混合比、膜厚などを制御することにより、キャリアバランスを精密に制御することが可能である。
また、物質の組み合わせや混合比、膜厚などの制御でキャリアバランスを制御することが可能であるので、従来よりも容易にキャリアバランスの制御が可能となる。つまり、用いる物質そのものを代えなくても、混合比や膜厚等により、キャリアの移動を制御することができる。
また、キャリアの移動を制御する層を用いてキャリアバランスを向上させることにより、発光素子の発光効率を向上させることができる。
また、キャリアの移動を制御する層を用いることにより、過剰の正孔が注入されることや、発光層を突き抜けて電子輸送層や電子注入層へ正孔が達することを抑制することができる。電子輸送層や電子注入層へ正孔が達してしまうと、発光層内で再結合する確率が低下してしまう（すなわちキャリアバランスが崩れてしまう）。つまり、発光効率が低下してしまう。また、経時的な発光効率の低下を招いてしまう。つまり、発光素子の寿命が短くなってしまう。
しかし、本実施の形態で示すように、キャリアの移動を制御する層を用いることにより、過剰の正孔が注入されることや、発光層を突き抜けて電子輸送層や電子注入層へ正孔が達することを抑制し、発光効率を向上させることができる。また、経時的な発光効率の低下を抑制することができる。つまり、長寿命の発光素子を得ることができる。
本発明では、キャリアの移動を制御する層に含まれる２種類以上の物質のうち、第１の有機化合物よりも少なく含まれている第２の有機化合物を用いてキャリアの移動を制御している。よって、キャリアの移動を制御する層に含まれている成分のうち少ない成分でキャリアの移動を制御することが可能であるので、経時劣化しにくく、発光素子の長寿命化を実現することができる。つまり、単一物質によりキャリアバランスを制御する場合に比べ、キャリアバランスの変化が起きにくい。例えば、単一物質により形成された層でキャリアの移動を制御する場合には、部分的にモルフォロジーが変化、部分的に結晶化などが起こると、層全体のキャリアバランスが変化してしまう。そのため、経時劣化しやすい。しかし、本実施の形態で示すように、キャリアの移動を制御する層に含まれている成分のうち少ない成分でキャリアの移動を制御することにより、モルフォロジーの変化や結晶化、凝集等の影響が小さくなり、経時劣化が起きにくい。よって、経時的な発光効率の低下が起こりにくい長寿命の発光素子を得ることができる。
本実施の形態で示したように、キャリアの移動を制御する層を、発光層と陽極として機能する第１の電極との間に設ける構成は、駆動時に正孔過多になりやすい発光素子に適用すると特に有効である。有機化合物を用いた発光素子は、正孔過多になりやすい場合が多いため、本発明は、有機化合物を用いた多くの発光素子に好適に用いることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図５を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図５を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
図５において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態１と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、実施の形態１に示したＥＬ層と同様なものを適用することができる。
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態１で示した複合材料であり、有機化合物とＶ２Ｏ５やＭｏＯ３やＷＯ３等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔輸送性材料を適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と、他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２の間に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであればどのような構成でも良い。
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、低い電流密度で高輝度発光が可能であり、長寿命を有する素子が得られる。従って、このような発光素子は照明への応用に相応しい。。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係になるようにすることで、白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を混合すると、白色発光を得ることができる。また、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニットの発光色が青色である場合、白色発光を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図６を用いて説明する。なお、図６（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図６（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はＮチャネル型ＴＦＴ６２３とＰチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、画素部と同一の基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を画素部と同一の基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極６１３を陽極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した発光層を有している。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、オリゴマー、デンドリマー、または高分子化合物であっても良い。また、ＥＬ層６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極６１７を陰極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙げられる。なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等）との積層を用いることも可能である。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図７（Ａ）には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。図７（Ｂ）には図７（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図を示す。図７において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、発光効率が高い本発明の発光素子を含むことによって、発光効率が高い発光装置を得ることができる。
本発明の発光装置は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有する。そのため、発光効率が高い発光装置を得ることができる。
また、発光効率が高い発光素子を有しているため、低消費電力の発光装置を得ることができる。
また、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を有しているため、寿命の長い発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有し、寿命の長い表示部を有する。
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有し、寿命の長い表示部を有する。
本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図８に示す。
図８（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
図８（Ｂ）は本実施の形態に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、持ち運ぶことも可能となり、持ち運ぶときの外部からの衝撃にも強い表示部を有しているコンピュータを提供することができる。
図８（Ｃ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
図８（Ｄ）は本実施の形態に係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。
図９は本実施の形態に係る音響再生装置、具体例としてカーオーディオであり、本体７０１、表示部７０２、操作スイッチ７０３、７０４を含む。表示部７０２は実施の形態３の発光装置（パッシブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７０２はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明に係る発光素子を用いることにより、車両用電源（１２〜４２Ｖ）を使って、低消費電力化を図りつつ、寿命が長く明るい表示部を構成することができる。また、本実施の形態では車載用オーディオを示すが、本発明の発光装置を携帯型や家庭用のオーディオ装置に用いても良い。
図１０は、その一例としてデジタルプレーヤーを示している。図１０に示すデジタルプレーヤーは、本体７１０、表示部７１１、メモリ部７１２、操作部７１３、イヤホン７１４等を含んでいる。なお、イヤホン７１４の代わりにヘッドホンや無線式イヤホンを用いることができる。表示部７１１として、実施の形態３の発光装置（パッシブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７１１はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明に係る発光素子を用いることにより、二次電池（ニッケル−水素電池など）を使っても表示が可能であり、低消費電力化を図りつつ、寿命が長く明るい表示部を構成することができる。メモリ部７１２は、ハードディスクや不揮発性メモリを用いている。例えば、記録容量が２０〜２００ギガバイト（ＧＢ）のＮＡＮＤ型不揮発性メモリを用い、操作部７１３を操作することにより、映像や音声（音楽）を記録、再生することができる。なお、表示部７０４及び表示部７１１は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型のオーディオ装置において特に有効である。
以上の様に、本発明を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明を適用することにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電子機器を作製することが可能となる。
また、本発明を適用した発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照明装置として用いることもできる。本発明を適用した発光素子を照明装置として用いる一態様を、図１１を用いて説明する。
図１１は、本発明の発光装置を用いた電子機器の一例として、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置を示す。図１１に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、発光効率の高いバックライトが得られる。また、寿命の長いバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明の発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。
図１２は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図１２に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は長寿命であるため、電気スタンドも長寿命である。
図１３は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、長寿命であるため、長寿命の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図８（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は長寿命であるので、照明装置やテレビ装置の買い換え回数を減らすことができ、環境への負荷を低減することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１４を用いて説明する。なお、実施例１で作製した発光素子１、発光素子２，比較発光素子３は同一基板上に形成した。実施例１で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子１の作製）
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極２２０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２２０２が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２２０２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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２２１１を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、複合材料を含む層２２１１上に、キャリアの移動を制御する層２２１２を形成した。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）と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）とを共蒸着することにより、キャリアの移動を制御する層２２１２を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＮＰＢとＯＸＤ−７との重量比は、１：０．０５（＝ＮＰＢ：ＯＸＤ−７）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２２１３を形成した。
次に、正孔輸送層２２１３上に、発光層２２１４を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層２２１４を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２２１４上に電子輸送層２２１５を形成した。まず、発光層２２１４上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２２３１を形成した。次に、第１の電子輸送層２２３１上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層２２３２を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層２２１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２２１６を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２２０４を形成し、発光素子１を作製した。
以上により得られた本発明の発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（発光素子２の作製）
発光素子２は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＯＸＤ−７との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＯＸＤ−７）とした以外は、発光素子１と同様に作製した。
発光素子２は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＯＸＤ−７との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＯＸＤ−７）とした以外は、発光素子１と同様に作製した。
本発明の発光素子２に関しても、発光素子１と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（比較発光素子３の作製）
次に、比較のため、上述した発光素子１および発光素子２におけるキャリアの移動を制御する層２２１２を設けない構成の比較発光素子３を作製した。作製方法を以下に示す。
次に、比較のため、上述した発光素子１および発光素子２におけるキャリアの移動を制御する層２２１２を設けない構成の比較発光素子３を作製した。作製方法を以下に示す。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極上に、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上に電子輸送層を形成した。まず、発光層上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子３を作製した。
以上により得られた比較発光素子３に関しても、発光素子１と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１、発光素子２および比較発光素子３の電流密度−輝度特性を図１５に示す。また、電圧−輝度特性を図１６に示す。また、輝度−電流効率特性を図１７に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１８に示す。
発光素子１は、輝度９５０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１７）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９５０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．６ｃｄ／Ａ、電圧は５．４Ｖ、電流密度は２０．７ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は２．６ｌｍ／Ｗであった。
発光素子２は、輝度９５０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１７）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９５０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は６．０ｃｄ／Ａ、電圧は５．４Ｖ、電流密度は１５．７ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は３．５ｌｍ／Ｗであった。
比較発光素子３は、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１６）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は３．６ｃｄ／Ａ、電圧は５．２Ｖ、電流密度は２３．５ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は２．２ｌｍ／Ｗであった。
以上から、本発明のキャリアの移動を制御する層を設けた発光素子１および発光素子２は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子３に比べ、高い電流効率を示すことがわかる。また、発光素子１および発光素子２は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子３と駆動電圧がほぼかわらないため、高い電流効率を反映して、パワー効率が高くなっている。よって、本発明の発光素子は消費電力が小さいことがわかる。
また、発光素子１および比較発光素子３に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図１９に示す。縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％としたときの相対輝度（規格化輝度）である。図１９からわかるように、本発明のキャリアの移動を制御する層を設けた発光素子１は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子３とほぼ同じ寿命であることがわかる。このことはすなわち、キャリアの移動を制御する層は素子の寿命に悪影響を与えることなく、電流効率を改善するということを意味する。
発光素子１および発光素子２で用いたＯＸＤ−７の双極子モーメントを計算した。まず、Ｂ３ＬＹＰ／６−３１１（ｄ，ｐ）レベルの密度汎関数法（ＤＦＴ）により、ＯＸＤ−７の基底状態における構造最適化を行った。構造最適化されたＯＸＤ−７の双極子モーメントを計算したところ、３．７８デバイ（Ｄｅｂｙｅ）と算出された。ＤＦＴは、電子相関を考慮しないハートリー・フォック（ＨＦ）法に比較して計算精度が良く、同レベルの計算精度である摂動法（ＭＰ）法よりも計算コストが小さいため、本計算で採用した。計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ（ＨＰＣ）（ＳＧＩ社製、Ａｌｔｉｘ３７００ ＤＸ）を用いて行った。
本実施例で作製した発光素子１および発光素子２におけるキャリアの移動を制御する層に用いた、ＮＰＢおよびＯＸＤ−７の酸化特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。また、その測定から、ＮＰＢおよびＯＸＤ−７のイオン化ポテンシャルを求めた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。
ＣＶ測定において、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させた。このｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４のＤＭＦ溶液に測定対象を１０ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させた。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０〜２５℃）で行った。
（参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーの算出）
まず、本実施例で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋電極）の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（ｅＶ）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出した。メタノール中におけるフェロセンの酸化電位は、標準水素電極に対して＋０．６１０Ｖであることが知られている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， Ｖｏｌ．１２４， Ｎｏ．１，８３−９６， ２００２）。一方、本実施例で用いる参照電極を用いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化電位を求めたところ、＋０．２０Ｖｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋であった。したがって、本実施例で用いる参照電極のポテンシャルエネルギーは、標準水素電極に対して０．４１ｅＶ低くなっていることがわかった。
まず、本実施例で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋電極）の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（ｅＶ）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出した。メタノール中におけるフェロセンの酸化電位は、標準水素電極に対して＋０．６１０Ｖであることが知られている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， Ｖｏｌ．１２４， Ｎｏ．１，８３−９６， ２００２）。一方、本実施例で用いる参照電極を用いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化電位を求めたところ、＋０．２０Ｖｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋であった。したがって、本実施例で用いる参照電極のポテンシャルエネルギーは、標準水素電極に対して０．４１ｅＶ低くなっていることがわかった。
ここで、標準水素電極の真空準位からのポテンシャルエネルギーは−４．４４ｅＶであることが知られている（参考文献；大西敏博・小山珠美著、高分子ＥＬ材料（共立出版）、ｐ．６４−６７）。以上のことから、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．４４−０．４１＝−４．８５ｅＶであると算出できた。
（測定例１：ＯＸＤ−７）
本測定例では、ＯＸＤ−７の酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図３８に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．４７Ｖから１．６０Ｖまで走査した後、１．６０Ｖから−０．４７Ｖまで走査することにより行った。
本測定例では、ＯＸＤ−７の酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図３８に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．４７Ｖから１．６０Ｖまで走査した後、１．６０Ｖから−０．４７Ｖまで走査することにより行った。
図３８に示すように、１．０Ｖまで走査しても、ＯＸＤ−７の酸化を示すピークは現れていないことがわかる。また、１．０Ｖ以上では大電流が流れている影響で、酸化を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは、ＯＸＤ−７の酸化電位は１．０Ｖ以上ということがわかる。また、本測定例で用いた参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは−４．８５ｅＶであることから、ＣＶ測定における１．０Ｖの酸化電位は、イオン化ポテンシャルに換算すると−（−４．８５−１．０）＝５．８５ｅＶである。したがって、ＯＸＤ−７のイオン化ポテンシャルは少なくとも５．８ｅＶ以上であることがわかった。よって、本発明のキャリアの移動を制御する層にＯＸＤ−７は好適に用いることができることがわかる。
（測定例２：ＮＰＢ）
本測定例では、ＮＰＢの酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図３７に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．２０Ｖから０．８０Ｖまで走査した後、０．８０Ｖから−０．２０Ｖまで走査することにより行った。
本測定例では、ＮＰＢの酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図３７に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．２０Ｖから０．８０Ｖまで走査した後、０．８０Ｖから−０．２０Ｖまで走査することにより行った。
図３７に示すように、酸化ピーク電位Ｅｐａは０．４５Ｖに現れた。したがって、測定例１で測定したＯＸＤ−７の酸化ピーク電位との差は０．５５Ｖ以上である。したがって、ＮＰＢの酸化ピーク電位とＯＸＤ−７の酸化ピーク電位の差は、０．５Ｖ以上である。よって、ＮＰＢのイオン化ポテンシャルとＯＸＤ−７のイオン化ポテンシャルとの差は、少なくとも０．５ｅＶ以上であることがわかる。
上述したように、発光素子１および発光素子２で用いたＯＸＤ−７は、双極子モーメントが２．０デバイ以上であり、イオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であるため、キャリアの移動を制御する層に好適に用いることができることがわかる。つまり、正孔輸送性の有機化合物であるＮＰＢとＯＸＤ−７とを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能することがわかる。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図２０を用いて説明する。なお、実施例２で作製した発光素子４、発光素子５は同一基板上に形成した。
（発光素子４の作製）
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極２２０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２２０２が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２２０２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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２２１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層２２１１上に、キャリアの移動を制御する層２２１２を形成した。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）と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）とを共蒸着することにより、キャリアの移動を制御する層２２１２を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＮＰＢとＯＸＤ−７との重量比は、１：０．０５（＝ＮＰＢ：ＯＸＤ−７）となるように蒸着レートを調節した。
次に、キャリアの移動を制御する層２２１２上に、発光層２２１４を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層２２１４を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２２１４上に電子輸送層２２１５を形成した。まず、発光層２２１４上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２２３１を形成した。次に、第１の電子輸送層２２３１上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層２２３２を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層２２１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２２１６を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２２０４を形成し、発光素子４を作製した。
以上により得られた本発明の発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（発光素子５の作製）
発光素子５は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＯＸＤ−７との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＯＸＤ−７）とした以外は、発光素子４と同様に作製した。
発光素子５は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＯＸＤ−７との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＯＸＤ−７）とした以外は、発光素子４と同様に作製した。
本発明の発光素子５に関しても、発光素子４と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子４および発光素子５の電流密度−輝度特性を図２１に示す。また、電圧−輝度特性を図２２に示す。また、輝度−電流効率特性を図２３に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２４に示す。
発光素子４は、輝度９８０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１６）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９８０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．５ｃｄ／Ａ、電圧は４．８Ｖ、電流密度は２１．７ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は３．０ｌｍ／Ｗであった。
発光素子５は、輝度９４０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１７）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９４０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は５．７ｃｄ／Ａ、電圧は４．６Ｖ、電流密度は１６．５ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は３．９ｌｍ／Ｗであった。
以上から、本発明のキャリアの移動を制御する層を設けた発光素子４および発光素子５は、高い電流効率を示すことがわかる。また、発光素子４および発光素子５は、高い電流効率を反映して、パワー効率が高くなっている。よって、本発明の発光素子は消費電力が小さいことがわかる。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。
また、発光素子４および発光素子５で用いたＯＸＤ−７の双極子モーメントは、実施例１で算出したように、３．７８デバイ（Ｄｅｂｙｅ）であり、イオン化ポテンシャルは少なくとも５．８ｅＶ以上である。また、ＮＰＢのイオン化ポテンシャルとＯＸＤ−７のイオン化ポテンシャルとの差は、０．５ｅＶ以上である。
よって、発光素子４および発光素子５で用いたＯＸＤ−７は、キャリアの移動を制御する層に好適に用いることができることがわかる。つまり、正孔輸送性の有機化合物であるＮＰＢとＯＸＤ−７とを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能することがわかる。
本実施例では、発光層とキャリアの移動を制御する層とが接する構成を示したが、このような構成であっても、ＮＰＢとＯＸＤ−７とを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能し、高い発光効率を得ることができることがわかる。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１４を用いて説明する。なお、実施例３で作製した発光素子６、発光素子７，比較発光素子８は同一基板上に形成した。実施例３で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子６の作製）
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極２２０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２２０２が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２２０２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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２２１１を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層２２１１上に、キャリアの移動を制御する層２２１２を形成した。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）と３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ０１）とを共蒸着することにより、キャリアの移動を制御する層２２１２を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＮＰＢとＴＡＺ０１との重量比は、１：０．０５（＝ＮＰＢ：ＴＡＺ０１）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２２１３を形成した。
次に、正孔輸送層２２１３上に、発光層２２１４を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層２２１４を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２２１４上に電子輸送層２２１５を形成した。まず、発光層２２１４上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２２３１を形成した。次に、第１の電子輸送層２２３１上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層２２３２を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層２２１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２２１６を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２２０４を形成し、発光素子６を作製した。
以上により得られた本発明の発光素子６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（発光素子７の作製）
発光素子７は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＴＡＺ０１との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＴＡＺ０１）とした以外は、発光素子６と同様に作製した。
発光素子７は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＴＡＺ０１との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＴＡＺ０１）とした以外は、発光素子６と同様に作製した。
本発明の発光素子７に関しても、発光素子６と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（比較発光素子８の作製）
次に、比較のため、上述した発光素子６および発光素子７におけるキャリアの移動を制御する層２２１２を設けない構成の比較発光素子８を作製した。作製方法を以下に示す。
次に、比較のため、上述した発光素子６および発光素子７におけるキャリアの移動を制御する層２２１２を設けない構成の比較発光素子８を作製した。作製方法を以下に示す。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極上に、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上に電子輸送層を形成した。まず、発光層上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子８を作製した。
以上により得られた比較発光素子８に関しても、発光素子６と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子６、発光素子７および比較発光素子８の電流密度−輝度特性を図２５に示す。また、電圧−輝度特性を図２６に示す。また、輝度−電流効率特性を図２７に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２８に示す。
発光素子６は、輝度８１０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１５）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度８１０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は３．３ｃｄ／Ａ、電圧は５．８Ｖ、電流密度は２４．２ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は１．８ｌｍ／Ｗであった。
発光素子７は、輝度９３０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１５）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は３．９ｃｄ／Ａ、電圧は５．８Ｖ、電流密度は２３．５ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は２．２ｌｍ／Ｗであった。
比較発光素子８は、輝度１０４０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１５）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度１０４０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は２．８ｃｄ／Ａ、電圧は５．８Ｖ、電流密度は３６．６ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は１．５ｌｍ／Ｗであった。
以上から、本発明のキャリアの移動を制御する層を設けた発光素子６および発光素子７は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子８に比べ、高い電流効率を示すことがわかる。また、発光素子６および発光素子７は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子８と駆動電圧がほぼかわらないため、高い電流効率を反映して、パワー効率が高くなっている。よって、本発明の発光素子は消費電力が小さいことがわかる。
発光素子６および発光素子７で用いたＴＡＺ０１の双極子モーメントを計算した。まず、Ｂ３ＬＹＰ／６−３１１（ｄ，ｐ）レベルの密度汎関数法（ＤＦＴ）により、ＴＡＺ０１の基底状態における構造最適化を行った。構造最適化されたＴＡＺ０１の双極子モーメントを計算したところ、５．８７デバイ（Ｄｅｂｙｅ）と算出された。なお、計算は実施例１と同様に行った。
また、本実施例で作製した発光素子６および発光素子７におけるキャリアの移動を制御する層に用いた、ＴＡＺ０１の酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。測定は、実施例１の測定例１と同じ条件で行った。
（測定例３：ＴＡＺ０１）
本測定例では、ＴＡＺ０１の酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図３９に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．４７Ｖから１．５０Ｖまで走査した後、１．５０Ｖから−０．４７Ｖまで走査することにより行った。
本測定例では、ＴＡＺ０１の酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図３９に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．４７Ｖから１．５０Ｖまで走査した後、１．５０Ｖから−０．４７Ｖまで走査することにより行った。
図３９に示すように、少なくとも１．０Ｖまで走査しても、ＴＡＺ０１は酸化を示すピークは現れなかった。また、１．０Ｖ以上では大電流が流れている影響で、酸化を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは、ＴＡＺ０１の酸化電位は１．０Ｖ以上ということがわかる。また、本測定例で用いた参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは−４．８５ｅＶであることから、ＣＶ測定における１．０Ｖの酸化電位は、イオン化ポテンシャルに換算すると−（−４．８５−１．０）＝５．８５ｅＶである。したがって、ＴＡＺ０１のイオン化ポテンシャルは少なくとも５．８ｅＶ以上であることがわかった。よって、本発明のキャリアの移動を制御する層にＴＡＺ０１は好適に用いることができることがわかる。
また、実施例１の測定例２で示したように、ＮＰＢの酸化ピーク電位Ｅｐａは０．４５Ｖであり、測定例３で測定したＴＡＺ０１の酸化ピーク電位との差は０．５５Ｖ以上である。したがって、ＮＰＢの酸化ピーク電位とＴＡＺ０１の酸化ピーク電位の差は、０．５Ｖ以上である。よって、ＮＰＢのイオン化ポテンシャルとＴＡＺ０１のイオン化ポテンシャルとの差は、少なくとも０．５ｅＶ以上であることがわかる。
よって、発光素子６および発光素子７で用いたＴＡＺ０１は、双極子モーメントが２．０デバイ以上であり、イオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であるため、キャリアの移動を制御する層に好適に用いることができることがわかる。つまり、正孔輸送性の有機化合物であるＮＰＢとＴＡＺ０１とを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能することがわかる。特に、ＴＡＺ０１は、双極子モーメントが大きいためキャリアの移動を制御する層に用いる第２の有機化合物としては好適である。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図２０を用いて説明する。なお、実施例４で作製した発光素子９、発光素子１０は同一基板上に形成した。
（発光素子９の作製）
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極２２０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２２０２が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２２０２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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２２１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層２２１１上に、キャリアの移動を制御する層２２１２を形成した。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）と３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ０１）とを共蒸着することにより、キャリアの移動を制御する層２２１２を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＮＰＢとＴＡＺ０１との重量比は、１：０．０５（＝ＮＰＢ：ＴＡＺ０１）となるように蒸着レートを調節した。
次に、キャリアの移動を制御する層２２１２上に、発光層２２１４を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層２２１４を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２２１４上に電子輸送層２２１５を形成した。まず、発光層２２１４上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２２３１を形成した。次に、第１の電子輸送層２２３１上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層２２３２を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層２２１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２２１６を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２２０４を形成し、発光素子９を作製した。
以上により得られた本発明の発光素子９を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（発光素子１０の作製）
発光素子１０は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＴＡＺ０１との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＴＡＺ０１）とした以外は、発光素子９と同様に作製した。
発光素子１０は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＴＡＺ０１との重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＴＡＺ０１）とした以外は、発光素子９と同様に作製した。
本発明の発光素子１０に関しても、発光素子９と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子９および発光素子１０の電流密度−輝度特性を図２９に示す。また、電圧−輝度特性を図３０に示す。また、輝度−電流効率特性を図３１に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３２に示す。
発光素子９は、輝度９３０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１５）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は３．８ｃｄ／Ａ、電圧は５．２Ｖ、電流密度は２４．４ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は２．３ｌｍ／Ｗであった。
発光素子１０は、輝度９３０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１５）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度９３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．８ｃｄ／Ａ、電圧は５．０Ｖ、電流密度は１９．５ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は３．０ｌｍ／Ｗであった。
以上から、本発明のキャリアの移動を制御する層を設けた発光素子９および発光素子１０は、高い電流効率を示すことがわかる。また、発光素子９および発光素子１０は、高い電流効率を反映して、パワー効率が高くなっている。よって、本発明の発光素子は消費電力が小さいことがわかる。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。
また、発光素子９および発光素子１０で用いたＴＡＺ０１の双極子モーメントは、実施例３で算出したように、５．８７デバイ（Ｄｅｂｙｅ）であり、イオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上である。また、ＮＰＢのイオン化ポテンシャルとＴＡＺ０１のイオン化ポテンシャルとの差は、０．５ｅＶ以上である。
よって、発光素子９および発光素子１０で用いたＴＡＺ０１は、キャリアの移動を制御する層に好適に用いることができることがわかる。つまり、正孔輸送性の有機化合物であるＮＰＢとＴＡＺ０１とを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能することがわかる。
また、本実施例では、発光層とキャリアの移動を制御する層とが接する構成を示したが、このような構成であっても、ＮＰＢとＴＡＺ０１とを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能し、高い発光効率を得ることができることがわかる。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１４を用いて説明する。なお、実施例５で作製した発光素子１１、発光素子１２，比較発光素子１３は同一基板上に形成した。実施例５で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子１１の作製）
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板２２０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２２０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極２２０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２２０２が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２２０２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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２２１１を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層２２１１上に、キャリアの移動を制御する層２２１２を形成した。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）とバソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）とを共蒸着することにより、キャリアの移動を制御する層２２１２を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＮＰＢとＢＣＰとの重量比は、１：０．０５（＝ＮＰＢ：ＢＣＰ）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２２１３を形成した。
次に、正孔輸送層２２１３上に、発光層２２１４を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層２２１４を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２２１４上に電子輸送層２２１５を形成した。まず、発光層２２１４上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２２３１を形成した。次に、第１の電子輸送層２２３１上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層２２３２を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層２２１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２２１６を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２２０４を形成し、発光素子１１を作製した。
以上により得られた本発明の発光素子１１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（発光素子１２の作製）
発光素子１２は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＢＣＰとの重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＢＣＰ）とした以外は、発光素子１１と同様に作製した。
発光素子１２は、キャリアの移動を制御する層２２１２におけるＮＰＢとＢＣＰとの重量比を、１：０．１（＝ＮＰＢ：ＢＣＰ）とした以外は、発光素子１１と同様に作製した。
本発明の発光素子１２に関しても、発光素子１１と同様に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
以上により得られた本発明の発光素子１２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
（比較発光素子１３の作製）
次に、比較のため、上述した発光素子１１および発光素子１２におけるキャリアの移動を制御する層２２１２を設けない構成の比較発光素子１３を作製した。作製方法を以下に示す。
次に、比較のため、上述した発光素子１１および発光素子１２におけるキャリアの移動を制御する層２２１２を設けない構成の比較発光素子１３を作製した。作製方法を以下に示す。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、真空蒸着装置を１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極上に、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、複合材料を含む層上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように蒸着レートを調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上に電子輸送層を形成した。まず、発光層上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層を形成した。次に、第１の電子輸送層上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層を形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子１３を作製した。
以上により得られた比較発光素子１３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１１、発光素子１２および比較発光素子１３の電流密度−輝度特性を図３３に示す。また、電圧−輝度特性を図３４に示す。また、輝度−電流効率特性を図３５に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３６に示す。
発光素子１１は、輝度１１３０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１８）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度１１３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は５．２ｃｄ／Ａ、電圧は５．４Ｖ、電流密度は２１．９ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は３．０ｌｍ／Ｗであった。
発光素子１２は、輝度１０８０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１８）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度１０８０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は５．９ｃｄ／Ａ、電圧は５．４Ｖ、電流密度は１８．４ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は３．４ｌｍ／Ｗであった。
比較発光素子１３は、輝度７４０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１７）であり、ＹＧＡ２Ｓに由来する青色の発光を示した。また、輝度７４０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は３．６ｃｄ／Ａ、電圧は４．８Ｖ、電流密度は２０．４ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は２．３ｌｍ／Ｗであった。
以上から、本発明のキャリアの移動を制御する層を設けた発光素子１１および発光素子１２は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子１３に比べ、高い電流効率を示すことがわかる。また、発光素子１１および発光素子１２は、キャリアの移動を制御する層を設けない比較発光素子１３と駆動電圧がほぼかわらないため、高い電流効率を反映して、パワー効率が高くなっている。よって、本発明の発光素子は消費電力が小さいことがわかる。
発光素子１１および発光素子１２で用いたＢＣＰの双極子モーメントを計算した。まず、Ｂ３ＬＹＰ／６−３１１（ｄ，ｐ）レベルの密度汎関数法（ＤＦＴ）により、ＢＣＰの基底状態における構造最適化を行った。構造最適化されたＢＣＰの双極子モーメントを計算したところ、２．９０デバイ（Ｄｅｂｙｅ）と算出された。なお、計算は実施例１と同様に行った。
また、本実施例で作製した発光素子１１および発光素子１２におけるキャリアの移動を制御する層に用いた、ＢＣＰの酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。測定は、実施例１の測定例１と同じ条件で行った。
（測定例４：ＢＣＰ）
本測定例では、ＢＣＰの酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図４０に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．２０Ｖから１．６０Ｖまで走査した後、１．６０Ｖから−０．２０Ｖまで走査することにより行った。
本測定例では、ＢＣＰの酸化反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとした。測定結果を図４０に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．２０Ｖから１．６０Ｖまで走査した後、１．６０Ｖから−０．２０Ｖまで走査することにより行った。
図４０に示すように、少なくとも１．０Ｖまで走査しても、ＢＣＰは酸化を示すピークは現れなかった。また、１．０Ｖ以上では大電流が流れている影響で、酸化を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは、ＢＣＰの酸化電位は１．０Ｖ以上ということがわかる。また、本測定例で用いた参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは−４．８５ｅＶであることから、ＣＶ測定における１．０Ｖの酸化電位は、イオン化ポテンシャルに換算すると−（−４．８５−１．０）＝５．８５ｅＶである。したがって、ＢＣＰのイオン化ポテンシャルは少なくとも５．８ｅＶ以上であることがわかった。よって、本発明のキャリアの移動を制御する層にＢＣＰは好適に用いることができることがわかる。
また、実施例１の測定例２で示したように、ＮＰＢの酸化ピーク電位Ｅｐａは０．４５Ｖであり、測定例４で測定したＢＣＰの酸化ピーク電位との差は０．５５Ｖ以上である。したがって、ＮＰＢの酸化ピーク電位とＢＣＰの酸化ピーク電位の差は、０．５Ｖ以上である。よって、ＮＰＢのイオン化ポテンシャルとＢＣＰのイオン化ポテンシャルとの差は、少なくとも０．５ｅＶ以上であることがわかる。
よって、発光素子１１および発光素子１２で用いたＢＣＰは、双極子モーメントが２．０デバイ以上であり、イオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であるため、キャリアの移動を制御する層に好適に用いることができることがわかる。つまり、正孔輸送性の有機化合物であるＮＰＢとＢＣＰとを含む層はキャリアの移動を制御する層として機能することがわかる。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。
２０１ 基板
２０２ 第１の電極
２０３ ＥＬ層
２０４ 第２の電極
２１１ 正孔注入層
２１２ キャリアの移動を制御する層
２１３ 正孔輸送層
２１４ 発光層
２１５ 電子輸送層
２１６ 電子注入層
２２１ 第１の有機化合物
２２２ 第２の有機化合物
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ Ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７０４ 表示部
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
２００１ 筐体
２００２ 光源
２２０１ ガラス基板
２２０２ 第１の電極
２２０４ 第２の電極
２２１１ 複合材料を含む層
２２１２ キャリアの移動を制御する層
２２１３ 正孔輸送層
２２１４ 発光層
２２１５ 電子輸送層
２２１６ 電子注入層
２２３１ 第１の電子輸送層
２２３２ 第２の電子輸送層
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
２０２ 第１の電極
２０３ ＥＬ層
２０４ 第２の電極
２１１ 正孔注入層
２１２ キャリアの移動を制御する層
２１３ 正孔輸送層
２１４ 発光層
２１５ 電子輸送層
２１６ 電子注入層
２２１ 第１の有機化合物
２２２ 第２の有機化合物
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ Ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７０４ 表示部
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
２００１ 筐体
２００２ 光源
２２０１ ガラス基板
２２０２ 第１の電極
２２０４ 第２の電極
２２１１ 複合材料を含む層
２２１２ キャリアの移動を制御する層
２２１３ 正孔輸送層
２２１４ 発光層
２２１５ 電子輸送層
２２１６ 電子注入層
２２３１ 第１の電子輸送層
２２３２ 第２の電子輸送層
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
Claims (13)
- 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物は、正孔が注入されない物質であり、かつ、前記第１の層の正孔輸送性を下げる物質であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物は、双極子モーメントが２．０デバイ以上の正孔ブロック材料であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルと、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルとの差は、０．５ｅＶ以上であり、かつ、前記第２の有機化合物の双極子モーメントは２．０デバイ以上であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であり、かつ、前記第２の有機化合物の双極子モーメントは２．０デバイ以上であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルと、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルとの差は、０．５ｅＶ以上であり、かつ、前記第２の有機化合物は複素環を有する分子構造であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物のイオン化ポテンシャルは５．８ｅＶ以上であり、かつ、前記第２の有機化合物は複素環を有する分子構造であり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物は、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体のいずれかであり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と第１の層を有し、
前記第１の層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられており、
前記第１の層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを含み、
前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも多く含まれており、
前記第１の有機化合物は、正孔輸送性であり、
前記第２の有機化合物は、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、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール、バソキュプロインのいずれかであり、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記発光層からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第１の層における前記第２の有機化合物の濃度は、１重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記第１の層と前記発光層との間に層が設けられており、かつ、前記第１の層と前記第１の電極との間に層が設けられていることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の層の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
- 表示部を有し、
前記表示部は、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
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