JP4667955B2 - 発光素子、発光装置及び照明機器 - Google Patents

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Description

本発明は一対の電極間に発光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。
エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、広視野角、低消費電力である。近年、発光装置の開発分野では、テレビ受像機やカーナビゲーションを初めとする各種情報処理機器に適用される表示装置としての市場を得るべく、高品質な画像を、長期に渡って提供できる発光装置の研究開発が盛んに行われている。
高品質な画像を、長期に渡って提供できるような発光装置を得るためには、長寿命な発光素子や、効率良く発光する発光素子の開発が重要になって来る。
例えば、特許文献１では、複数の発光ユニットを有し、各発光ユニットが電荷発生層によって仕切られている発光素子に関する技術について開示されている。そして、特許文献１に記載の発明によれば、高輝度、高寿命の発光素子を提供できると記載されている。しかし、特許文献１で用いられている５酸化バナジウムは、吸湿性が高い。その為、５酸化バナジウムが吸収した水分に起因して、発光素子が劣化する恐れがある。そして、発光素子の劣化は、発光装置においては、画質の低下を招く。
このように、発光装置の開発においては、高輝度な発光素子の他、耐湿性の高い発光素子を作製することも重要となってくる。
特開２００３−２７２８６０号公報
本発明は、耐湿性の良い発光素子について提供することを課題とする。また、本発明は、耐湿性が良く、白色光を呈することのできる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、電子受容性の物質を含む層を有する。そして電子受容性の物質としてモリブデン酸化物を用いていることを特徴としている。
本発明の発光素子の一は、第１の電極と第２の電極との間に、ｎ（ｎは自然数）個の発光層を有する。そして、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目の発光層とｍ＋１番目の発光層との間には、第１の層と第２の層とを有する。また、第１の層と第２の層とは接している。ここで、第１の層は、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含む層である。また第２の層は、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含む層である。そして、モリブデン酸化物を電子受容性の物質として用いていることを特徴としている。
本発明の発光素子の一は、第１の層と、第２の層と、発光層とを含む層群を、一対の電極間にｎ（ｎは自然数）個有する。なお、第１の層は、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含む層である。また、第２の層は、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含む層である。そして、ｎ個の層群は、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目の層群に含まれる第１の層と、ｍ＋１番目の群に含まれる第２の層とが接するように積み重なっていることを特徴としている。
本発明の発光素子の一は、第１の電極と第２の電極との間に、ｎ（ｎは自然数）個の発光層を有する。なお、第２の電極は第１の電極よりも光を反射し易い。また、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目の発光層とｍ＋１番目の発光層との間には、第１の層と第２の層とを有する。なお、第１の層と第２の層とは接している。また、第１の層は、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含む層である。また、第２の層は、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含む層である。ここで、ｍ番目の発光層における発光スペクトルのピーク波長よりも、ｍ＋１番目の発光層における発光スペクトルのピーク波長の方が小さい波長を示す。そして、ｎ個の発光層は、ｍ番目の発光層よりもｍ＋１番目の発光層のほうが第２の電極との距離が近くなるように設けられていることを特徴としている。
本発明の発光素子の一は、第１の電極と第２の電極との間に、ｎ（ｎは自然数）個の発光層を有する。なお、第２の電極は第１の電極よりも光を反射し易い。また、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目の発光層とｍ＋１番目の発光層との間には、第１の層と第２の層とを有する。なお、第１の層と第２の層とは接している。また、第１の層は、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含む層である。また、第２の層は、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含む層である。そしてｎ個の発光層は、発光スペクトルのピーク波長が小さい波長を示す発光層程、第２の電極との距離が近くなるように設けられていることを特徴としている。
本発明によって、水分の混入に起因した発光素子の劣化が少なく、耐湿性の良い発光素子を得ることができる。また、本発明によって、白色の発光を呈することができる。さらに、本実施例の発光素子は、発光した光と反射光との干渉が少ない為、発光した光の色度の調整をし易い。
以下、本発明の一態様について図面等を用いながら説明する。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、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
図１において、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間には、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含んで成る第１の層１０３と、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含んで成る第２の層１０４とを有する。そして、第１の層１０３と第２の層１０４とは接し、積層している。なお、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含んで成る第１の層１０３では正孔が生成され、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含んで成る第２の層１０４では電子が生成される。
そして、第１の電極１０１と第１の層１０３との間には第１の発光層１１１を有する。また第２の電極１０２と第２の層１０４との間には第２の発光層１２１を有する。
なお、本実施の形態において、第１の電極１０１は陽極として機能する電極であり、第２の電極１０２は陰極として機能する電極である。また第１の電極１０１と第２の電極１０２のうち、いずれか一または両方の電極は、可視光を透過し易いものであることが好ましい。
第１の電極１０１について特に限定はないが、本形態のように陽極として機能するときは、インジウム錫酸化物、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛を混合してなるインジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛に数％の酸化ガリウムを混合して成る亜鉛ガリウム酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。なお、ここで述べた仕事関数の高い物質から成る電極は、可視光を透過し易い。
また、第２の電極１０２についても特に限定はないが、本形態のように陰極として機能するときは、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属等を含んだアルミニウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成することが好ましい。
また、正孔を輸送し易い物質について特に限定はなく、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の物質を用いることができる。
また、電子受容性の物質について特に限定はないが、モリブデン酸化物のような吸水性の低い物質を用いることが好ましい。
また、電子を輸送し易い物質について特に限定はなく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。
また、電子供与性の物質について特に限定はなく、リチウム等のアルカリ金属またはマグネシウム等のアルカリ土類金属等を用いることができる。また、この他、酸化リチウム等のアルカリ金属の酸化物、窒化リチウム等のアルカリ金属の窒化物、酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の酸化物、窒化マグネシウム等のアルカリ土類金属の窒化物を用いてもよい。
第１の発光層１１１および第２の発光層１２１は、それぞれ、発光物質を含む。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呈し得る物質である。なお、第１の発光層１１１に含まれる発光物質と第２の発光層１２１に含まれる発光物質とは、それぞれ異なっていてもよい。また、第１の発光層１１１および第２の発光層１２１について特に限定はなく、それぞれの層は独立に、一種の物質から成る層であってもよいし、または複数種の物質が混合して成る層であってもよい。例えば、第１の発光層１１１と第２の発光層１２１とは、いずれか一若しくは両方が発光物質のみから成る層であってもよいし、または、いずれか一若しくは両方が発光物質とその他の物質とが混合して成る層であってもよい。発光物質と組み合わせて用いられる物質としては、発光物質の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であることが好ましい。ここで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、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：Ａｌｑ3）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）や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（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（ＢＡｌｑ）等、４２０ｎｍから４８０ｎｍ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。
以上に述べた発光素子において、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したとき、第１の電極１０１から第１の発光層１１１へ正孔が注入され、第１の層１０３から第１の発光層１１１へは電子が注入される。また、第２の電極１０２から第２の発光層１２１へ正孔が注入され、第２の層１０４から第２の発光層１２１へは電子が注入される。これによって、第１の発光層１１１と第２の発光層１２１とにおいて、正孔と電子とは再結合し、発光物質は励起状態となる。そして、発光物質は、励起状態から基底状態へ戻るときに発光する。
なお、第１の発光層１１１からの発光が呈する色と、第２の発光層１２１からの発光が呈する色とが補色の関係にあるとき、発光素子から射出する発光は白色の発光として視認される。ここで、第１の電極１０１と第２の電極１０２との光の反射率が異なり、さらに、それぞれの発光層における発光の発光スペクトルのピーク波長（つまり、発光スペクトルを調べたときに、発光強度が最大値を示すときの波長。）が異なるとき、ピーク波長の値が小さい発光層程、反射率の大きい電極に近くなるようにそれぞれの発光層を設けることが好ましい。なお、ピーク波長とは、複数のピークを有する発光スペクトルにおいては発光強度のもっとも大きいピークを示す波長をいう。例えば、第１の電極１０１がインジウム錫酸化物等で形成されていて可視光を透過し易く、第２の電極１０２がアルミニウム等で形成されていて光を反射し易いときは、第１の電極１０１に最も近い第１の発光層１１１が青色系の発光を呈する発光層であり、第２の電極１０２に最も近い第２の発光層１２１が黄色系の発光を呈する発光層であることが好ましい。これによって、発光した光が第２の電極１０２において反射することによって生じ得る、光の干渉を低減することができる。
なお、第１の電極１０１と第１の層１０３との間には、本形態のように第１の発光層１１１のみが設けられていてもよいし、または第１の発光層１１１の他、正孔輸送層等が設けられていてもよい。また、第２の電極１０２と第２の層１０４との間には、本形態のように第２の発光層１２１のみが設けられていてもよいし、または第２の発光層１２１の他、電子輸送層等が設けられていてもよい。
以上に説明した本発明の発光素子は、モリブデン酸化物のような吸水性の低い物質を用いて作製されている為、水分の混入に起因した発光素子の劣化が少ない。また、本実施例の発光素子は、白色の発光を呈することがでる。さらに、本実施例の発光素子は、発光した光と反射光との干渉が少ない為、発光した光の色度の調整をし易い。
（実施の形態２）
本実施の形態では、３つの発光層を含む本発明の発光素子について図２を用いて説明する。
図２において、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間には、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含んで成る第２の層２０３、２０５、２０７と、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含んで成る第１の層２０４、２０６、２０８を有する。ここで、第１の層２０４は、第１の電極２０１に接するように設けられている。また、第２の層２０７は、第２の電極２０２に接するように設けられている。また、第２の層２０５と第１の層２０８とは接するように積層されている。また第２の層２０３と第１の層２０６とは接するように積層されている。なお、電子を輸送し易い物質と電子供与性の物質とを含んで成る第２の層２０３、２０５、２０７では電子が生成され、正孔を輸送し易い物質と電子受容性の物質とを含んで成る第１の層２０４、２０６、２０８では正孔が生成される。
本形態において、第１の電極２０１は陽極として機能する電極であり、第２の電極２０２は陰極として機能する電極である。そして、第２の層２０３と第１の層２０４との間には、第１の発光層２１１を有し、第２の層２０５と第１の層２０６との間には、第２の発光層２２１を有し、第２の層２０７と第１の層２０８との間には、第３の発光層２３１を有する。第１の層２０４と第１の発光層２１１との間には正孔輸送層２１２、第１の層２０６と第２の発光層２２１との間には正孔輸送層２２２、第１の層２０８と第３の発光層２３１との間には正孔輸送層２３２を有する。ここで、正孔輸送層とは、発光層へ正孔を輸送することができ、正孔を輸送し易い物質を含む層である。また、第２の層２０３と第１の発光層２１１との間には電子輸送層２１３、第２の層２０５と第２の発光層２２１との間には電子輸送層２２３、第２の層２０７と第３の発光層２３１との間には電子輸送層２３３を有する。ここで、電子輸送層とは、発光層へ電子を輸送することができ、電子を輸送し易い物質を含む層である。このように正孔輸送層や電子輸送層を設けることによって、発光層と金属を含む層とを離すことができ、金属に起因して生じる消光を阻止することができる。
正孔を輸送し易い物質、電子受容性の物質、電子を輸送し易い物質および電子供与性の物質は、それぞれ実施の形態１において述べた物質と同じであり、実施の形態１で示したものを用いることができる。なお、本形態においても、電子受容性の物質としては、モリブデン酸化物のような吸水性の低い物質を用いることが好ましい。
また、第１の電極２０１は陽極として機能し、第２の電極２０２は陰極として機能する。従って、第１の電極２０１は、実施の形態１で述べた第１の電極１０１と同様に仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。また、第２の電極２０２についても、実施の形態１で述べた第２の電極１０２と同様に仕事関数の小さい物質を用いて形成することが好ましい。また、第１の電極２０１と第２の電極２０２のいずれか一または両方は、可視光を透過し易いものであることが好ましい。
また、正孔輸送層２１２、２２２、２３２は、それぞれ、正孔を輸送し易い物質を含む層である。正孔輸送層２１２、２２２、２３２について特に限定はなく、それぞれの層に含まれる正孔を輸送しやすい物質は、異なっていてもよいし、または同一であってもよい。また、正孔輸送層２１２、２２２、２３２は、それぞれ、一種または二種以上の正孔を輸送し易い物質を含んでいてもよい。また、正孔輸送層２１２、２２２、２３２は、それぞれ、単層であってもよいし多層であってもよい。なお、正孔を輸送しやすい物質とは、実施の形態１において述べた正孔を輸送し易い物質と同じである。
電子輸送層２１３、２２３、２３３は、それぞれ、電子を輸送し易い物質を含む層である。電子輸送層２１３、２２３、２３３について特に限定はなく、それぞれの層に含まれる電子を輸送しやすい物質は、異なっていてもよいし、または同一であってもよい。また、電子輸送層２１３、２２３、２３３は、それぞれ、一種または二種以上の電子を輸送し易い物質を含んでいてもよい。また、電子輸送層２１３、２２３、２３３は、それぞれ、単層であってもよいし多層であってもよい。なお、電子を輸送しやすい物質とは、実施の形態１において述べた電子を輸送し易い物質と同じである。
また、第１の発光層２１１、第２の発光層２２１、第３の発光層２３１は、それぞれ、発光物質を含む。ここで、発光物質は、実施の形態１において説明した物質と同じであり、実施の形態１で示したものを用いることができる。また、第１の発光層２１１、第２の発光層２２１、第３の発光層２３１のそれぞれの発光層に含まれる発光物質は、それぞれ異なっていてもよい。また、第１の発光層２１１、第２の発光層２２１および第３の発光層２３１について特に限定はなく、それぞれの層は独立に、一種の物質から成る層であってもよいし、または複数種の物質が混合して成る層であってもよい。例えば、第１の発光層２１１、第２の発光層２２１、第３の発光層２３１において、いずれか一若しくは二以上の発光層が発光物質のみから成る層であってもよいし、または、いずれか一若しくは二以上の発光層が発光物質とその他の物質とが混合して成る層であってもよい。発光物質と組み合わせて用いられる物質としては、発光物質の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であることが好ましい。ここで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。
なお、第１の発光層２１１、第２の発光層２２１、第３の発光層２３１の中で、いずれか一の発光層が赤色系の発光を呈し、いずれか一の発光層が緑色系の発光を呈し、いずれか一の発光層が青色系の発光を呈するとき、発光素子から射出する発光は白色の発光として視認される。ここで、第１の電極２０１と第２の電極２０２との光の反射率が異なり、さらに、それぞれの発光層における発光の発光スペクトルのピーク波長が異なるとき、ピーク波長の値が小さい発光層程、反射率の大きい電極に近くなるようにそれぞれの発光層を設けることが好ましい。なお、ピーク波長とは、複数のピークを有する発光スペクトルにおいては発光強度のもっとも大きいピークを示す波長をいう。例えば、第１の電極２０１がインジウム錫酸化物等で形成されていて可視光を透過し易く、第２の電極２０２がアルミニウム等で形成されていて光を反射し易いときは、第１の電極２０１に最も近い第１の発光層２１１が赤色系の発光を呈する発光層であり、第２の電極２０２に最も近い第３の発光層２３１が青色系の発光を呈する発光層であることが好ましい。これによって、発光した光が第２の電極２０２において反射することによって生じ得る、光の干渉を低減することができる。
以上に説明した本発明の発光素子は、モリブデン酸化物のような吸水性の低い物質を用いて作製されている為、水分の混入に起因した発光素子の劣化が少ない。また、本実施例の発光素子は、白色の発光を呈することがでる。さらに、本実施例の発光素子は、発光した光と反射光との干渉が少ない為、発光した光の色度の調整をし易い。
（実施の形態３）
実施の形態１または実施の形態２において説明した本発明の発光素子は、表示機能を有する発光装置の画素部や、照明機能を有する発光装置の照明部に適用することができる。
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、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、それぞれ第１電極、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＝２3：２2：２1：２0＝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（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、本実施例では、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、ｘ行目（ｘ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と電気的に接続している。ここで、ｘ行目（ｘ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、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、ｘ行目（ｘ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、ｘ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、ｘ行目（ｘ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、ｘ行目が消去期間であると共に、他の行（ｙ行目（ｙ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ｘ行目には消去の為の信号を、ｙ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、ｘ行目の消去期間とｘ＋１行目の消去期間との間にｙ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、ｘ−１行目の消去期間とｘ行目の消去期間との間にｙ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。
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、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端させるため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、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃、膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19／ｃｍ3以下とする。なお、セミアモルファスなものを有する半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｃｍ2／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（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）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、第１層間絶縁膜１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、第１層間絶縁膜１６ｂ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、第１層間絶縁膜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。第２層間絶縁膜１９ａ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、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、第２層間絶縁膜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が陽極として機能し、第２の電極１４が陰極として機能する構成であってもよいし、或いは第１の電極１３が陰極として機能し、第２の電極１４が陽極として機能する構成であってもよい。但し、前者の場合、トランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタである。
（実施の形態５）
本発明を適用した発光装置は、耐湿性が良いため、本発明の発光装置を実装することによって、長期間に渡って良好な表示を行うことができる電子機器、または長期間に渡って良好に照明することができる電化製品を得ることができる。
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、本形態で説明した電子機器の他、ナビゲーション装置、録画機或いは照明機器等の電子機器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。
本発明の一実施例について図９を用いて説明する。
ガラス基板３００上にインジウム錫酸化物を成膜し、インジウム錫酸化物からなる層３０１を形成した。成膜にはスパッタリング法を用いた。また、膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
次に、インジウム錫酸化物からなる層３０１の上に、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを、１：０．２５（＝α−ＮＰＤ：モリブデン酸化物）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０２を形成した。膜厚は５０ｎｍとなるようにした。なお、共蒸着法とは、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０２の上に、α−ＮＰＤを蒸着法によって成膜し、α−ＮＰＤからなる層３０３を形成した。膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
次にα−ＮＰＤからなる層３０３の上に、Ａｌｑ3とルブレンとＤＣＪＴＩとを、１：１：０．０２（＝Ａｌｑ3：ルブレン：ＤＣＪＴＩ）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ3とルブレンとＤＣＪＴＩとを含む層３０４を形成した。膜厚は３７．５ｎｍとなるようにした。
次に、Ａｌｑ3とルブレンとＤＣＪＴＩとを含む層３０４の上に、Ａｌｑ３をに蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ3からなる層３０５を形成した。膜厚は２７．５ｎｍとなるようにした。
次に、Ａｌｑ3からなる層３０５の上に、ＢＣＰとリチウム（Ｌｉ）とを、１：０．００５（＝ＢＣＰ：リチウム）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、ＢＣＰとリチウムとを含む層３０６を形成した。膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
次に、ＢＣＰとリチウムとを含む層３０６の上に、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを、１：０．２５（＝α−ＮＰＤ：モリブデン酸化物）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０７を形成した。膜厚は５０ｎｍとなるようにした。
次に、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０７の上に、α−ＮＰＤを蒸着法によって成膜し、α−ＮＰＤからなる層３０８を形成した。膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
次にα−ＮＰＤからなる層３０８の上に、Ａｌｑ3とクマリン６とを、１：０．００５（＝Ａｌｑ3：クマリン６）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ3とクマリン６とを含む層３０９を形成した。膜厚は３７．５ｎｍとなるようにした。
次に、Ａｌｑ3とクマリンとを含む層３０９の上に、Ａｌｑ3をに蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ3からなる層３１０を形成した。膜厚は２７．５ｎｍとなるようにした。
次に、Ａｌｑ3からなる層３１０の上に、ＢＣＰとリチウム（Ｌｉ）とを、１：０．００５（＝ＢＣＰ：リチウム）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１１を形成した。膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
次に、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１１の上に、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを、１：０．２５（＝α−ＮＰＤ：モリブデン酸化物）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３１２を形成した。膜厚は５０ｎｍとなるようにした。
次に、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３１２の上に、α−ＮＰＤを蒸着法によって成膜し、α−ＮＰＤからなる層３１３を形成した。膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
次に、α−ＮＰＤからなる層３１３の上に、ｔ−ＢｕＤＮＡを蒸着法によって成膜し、ｔ−ＢｕＤＮＡからなる層３１４を形成した。膜厚は３７．５ｎｍとなるようにした。
次に、ｔ−ＢｕＤＮＡからなる層３１４の上に、Ａｌｑ3をに蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ3からなる層３１５を形成した。膜厚は２７．５ｎｍとなるようにした。
次に、Ａｌｑ3からなる層３１５の上に、ＢＣＰとリチウム（Ｌｉ）とを、１：０．００５（＝ＢＣＰ：リチウム）の重量比となるように、共蒸着法によって成膜し、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１６を形成した。膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
次に、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１６の上に、アルミニウムを蒸着法によって成膜し、アルミニウムからなる層３１７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、作製した発光素子において、インジウム錫酸化物からなる層３０１は陽極として機能し、アルミニウムからなる層３１７は陰極として機能する。
また、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０２は、α−ＮＰＤからなる層３０３へ正孔を注入する機能を有する。また、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０７は、α−ＮＰＤからなる層３０８へ正孔を注入する機能を有する。また、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３１２は、α−ＮＰＤからなる層３１３へ正孔を注入する機能を有する。
α−ＮＰＤからなる層３０３は、注入された正孔をＡｌｑ3とルブレンとＤＣＪＴＩとを含む層３０４へ輸送する機能を有する。また、α−ＮＰＤからなる層３０８は、注入された正孔をＡｌｑ3とクマリンとを含む層３０９へ輸送する機能を有する。また、α−ＮＰＤからなる層３１３は、注入された正孔をｔ−ＢｕＤＮＡからなる層３１４へ輸送し、正孔輸送層として機能を有する。
ＢＣＰとリチウムとを含む層３０６はＡｌｑ3からなる層３０５へ電子を注入する機能を有する。また、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１１はＡｌｑ3からなる層３１０へ電子を注入する機能を有する。また、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１６はＡｌｑ3からなる層３１５へ電子を注入する機能を有する。
Ａｌｑ3からなる層３０５は、注入された電子をＡｌｑ3とＤＣＪＴＩとを含む層３０４へ輸送する機能を有する。Ａｌｑ3からなる層３１０は、注入された電子をＡｌｑ3とクマリンとを含む層３０９へ輸送する機能を有する。Ａｌｑ3からなる層３１５は、ＢＣＰとリチウムとを含む層３１６から注入された電子をｔ−ＢｕＤＮＡからなる層３１４へ輸送し、電子輸送層として機能を有する。
また、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０２、３０７、３１２において、モリブデン酸化物は電子受容体として機能する。さらに、ＢＣＰとリチウムとを含む層３０６、３１１、３１６において、リチウムは電子供与体として機能する。
以上のような発光素子において、インジウム錫酸化物からなる層３０１とアルミニウムからなる層３１７とに電圧を印加すると、インジウム錫酸化物からなる層３０１とアルミニウムからなる層３１７との間に電流が流れる。これによってＡｌｑ3とルブレンとＤＣＪＴＩとを含む層３０４は６００ｎｍから６８０ｎｍの波長域にピークを有する発光を呈し、Ａｌｑ3とクマリンとを含む層３０９は５００ｎｍから５５０ｎｍの波長域にピークを有する発光を呈し、ｔ−ＢｕＤＮＡからなる層３１４は４２０ｎｍから４８０ｎｍの波長域にピークを有する発光を呈する。そして、これらの発光は、インジウム錫酸化物からなる層３０１を通って外部に出射する。また、以上の記載からも分かるように、本実施例の発光素子では、６００ｎｍから６８０ｎｍの長い波長の発光を呈する層よりも４２０ｎｍから４８０ｎｍの短い波長の発光を呈する層が、アルミニウムからなる層３１５のような反射率の高い層に近くなるように設けられている。この為、発光した光と、発光した光がアルミニウムからなる層３１７によって反射して生じた反射光との干渉を低減することができる。
本実施例で作製した発光素子を発光させたときの発光スペクトルを図１０に示す。図１０において横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１０から、本実施例で作製した発光素子は、４５０ｎｍから６２０ｎｍの波長域において発光していることが分かる。また、０．９７９ｍＡにおけるＣＩＥ色度座標は（ｘ、ｙ）＝（０．３３，０．４６）であった。このことから、本実施例で作製した発光素子は、白色の発光を呈するものであることが分かった。
以上のような本実施例の発光素子は、モリブデン酸化物のような吸水性の低い物質を用いて作製されている為、水分の混入に起因した発光素子の劣化が少ない。また、本実施例の発光素子は、白色の発光を呈することがでる。さらに、本実施例の発光素子は、発光した光と反射光との干渉が少ない為、発光した光の色度の調整をし易い。
本実施例では、モリブデン酸化物が、α−ＮＰＤに対し、電子受容性の物質として作用しているかについて調べた実験結果を示す。
実験としては、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０２と同様の構成の薄膜（Ａ）、モリブデン酸化物からなる薄膜（Ｂ）、α−ＮＰＤからなる薄膜（Ｃ）の３種類の薄膜を真空蒸着によりガラス基板上に形成し、それぞれの透過スペクトルを比較した。
実験結果を図１１に示す。横軸が波長、縦軸が透過率である。図１１に示す通り、α−ＮＰＤとモリブデン酸化物とを含む層３０２（実施例１に記載）と同様の構成の薄膜（Ａ）は、モリブデン酸化物からなる薄膜（Ｂ）やα−ＮＰＤからなる薄膜（Ｃ）には見られないブロードなピークが５００ｎｍ付近（図中、破線で囲まれた領域）に見られる。これは、モリブデン酸化物がα−ＮＰＤから電子を受け取る電子移動により新たに生じたエネルギー準位であると考えられる。このことから、モリブデン酸化物がα−ＮＰＤに対して電子受容性を示していることがわかった。
本発明の発光素子について説明する図。 本発明の発光素子について説明する図。 本発明を適用した発光装置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。 本発明の発光素子について説明する図。 本発明の発光素子の発光スペクトルを示す図。 モリブデン酸化物とα−ＮＰＤの混合層についての透過スペクトルを示す図。
符号の説明
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ 第１の層
１０４ 第２の層
１１１ 第１の発光層
１２１ 第２の発光層
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２０３ 第１の層
２０５ 第１の層
２０７ 第１の層
２０４ 第２の層
２０６ 第２の層
２０８ 第２の層
２１１ 第１の発光層
２２１ 第２の発光層
２３１ 第３の発光層
２１２ 正孔輸送層
２２２ 正孔輸送層
２３２ 正孔輸送層
２１３ 電子輸送層
２２３ 電子輸送層
２３３ 電子輸送層
６５００ 基板
６５０３ ＦＰＣ
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 書き込み期間
５０１ｂ 保持期間
５０２ａ 書き込み期間
５０２ｂ 保持期間
５０３ａ 書き込み期間
５０３ｂ 保持期間
５０４ａ 書き込み期間
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 第１層間絶縁膜
１６ａ 第１層間絶縁膜
１６ｂ 第１層間絶縁膜
１６ｃ 第１層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ 第２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
３００ 基板
３０１ 層
３０２ 層
３０３ 層
３０４ 層
３０５ 層
３０６ 層
３０７ 層
３０８ 層
３０９ 層
３１０ 層
３１１ 層
３１２ 層
３１３ 層
３１４ 層
３１５ 層
３１６ 層
３１７ 層

Claims (12)

  1. 第１の電極と第２の電極との間に、ｎ（ｎは２以上の自然数）個の発光層を有し、
    ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目の発光層上に電子輸送性の物質と電子供与性の物質とを含む第２の層と、
    前記第２の層上に正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む第１の層と、
    前記第１の層上にｍ＋１番目の発光層と、を有し、
    前記第１の電極に接して、正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む層を有する
    ことを特徴とする発光素子。
  2. 請求項１において、前記第１の電極に高電圧を印加し、前記第２の電極に低電圧を印加したとき、前記第１の層から前記ｍ＋１番目の発光層に正孔が注入され、前記第２の層から前記ｍ番目の発光層に電子が注入されることを特徴とする発光素子。
  3. 第１の電極と第２の電極との間に、第１の発光層及び第２の発光層を有し、
    前記第１の発光層上に電子輸送性の物質と電子供与性の物質とを含む第２の層と、
    前記第２の層上に正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む第１の層と、
    前記第１の層上に前記第２の発光層と、を有し、
    前記第１の電極に接して、正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む層を有する
    ことを特徴とする発光素子。
  4. 請求項３において、前記第１の電極に高電圧を印加し、前記第２の電極に低電圧を印加したとき、前記第１の層から前記第２の発光層に正孔が注入され、前記第２の層から前記第１の発光層に電子が注入されることを特徴とする発光素子。
  5. 第１の電極と第２の電極との間に、第１の発光層、第２の発光層及び第３の発光層を有し、
    前記第１の発光層と前記第２の発光層との間において、
    前記第１の発光層上に電子輸送性の物質と電子供与性の物質とを含む第２の層と、
    前記第２の層上に正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む第１の層とを有し、
    前記第１の層上に前記第２の発光層が設けられ、
    前記第２の発光層と前記第３の発光層との間において、
    前記第２の発光層上に電子輸送性の物質と電子供与性の物質とを含む第２の層と、
    前記第２の層上に正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む第１の層とを有し、
    前記第１の層上に前記第３の発光層が設けられ、
    前記第１の電極に接して、正孔輸送性の物質とモリブデン酸化物とを含む層を有する
    ことを特徴とする発光素子。
  6. 請求項５において、前記第１の電極に高電圧を印加し、前記第２の電極に低電圧を印加したとき、
    前記第１の発光層と前記第２の発光層との間の、前記第１の層から前記第２の発光層に正孔が注入され、前記第２の層から前記第１の発光層に電子が注入され、
    前記第２の発光層と前記第３の発光層との間の、前記第１の層から前記第３の発光層に正孔が注入され、前記第２の層から前記第２の発光層に電子が注入されることを特徴とする発光素子。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記正孔輸送性の物質は芳香族アミン系の物質であることを特徴とする発光素子。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、前記正孔輸送性の物質はベンゼン環−窒素の結合を有する物質であることを特徴とする発光素子。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、前記電子輸送性の物質はキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体であることを特徴とする発光素子。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記電子供与性の物質はアルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物又はアルカリ土類金属の窒化物であることを特徴とする発光素子。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の発光素子を含む発光装置。
  12. 請求項１１に記載の発光装置を有する照明機器。
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