JP4785483B2 - LIGHT EMITTING ELEMENT AND DISPLAY DEVICE - Google Patents

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Description

本発明は、一対の電極間に複数の層が挟まれた構成を有する発光素子に関する。また、当該発光素子を用いた表示装置に関する。   The present invention relates to a light emitting element having a configuration in which a plurality of layers are sandwiched between a pair of electrodes. Further, the present invention relates to a display device using the light-emitting element.

近年、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装置は、表示用または照明用等の装置として注目されている。これらの装置に用いられる発光素子としては、一対の電極間に発光性化合物を含む層が挟まれた構成を有するものがよく知られている。   In recent years, an apparatus using light emission from an electroluminescence element (light emitting element) has attracted attention as an apparatus for display or illumination. As a light-emitting element used in these devices, one having a structure in which a layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a pair of electrodes is well known.

このような発光素子では、一方の電極側から注入された正孔と、他方の電極側から注入された電子とが再結合して励起状態の分子を形成し、それが基底状態に戻るときに光を放出する。   In such a light-emitting element, holes injected from one electrode side and electrons injected from the other electrode side recombine to form an excited state molecule, which returns to the ground state. Emit light.

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

例えば、特許文献1では、モリブデン酸化物等の仕事関数の高い金属酸化物を陽極に用いることによって、発光素子の低駆動電圧化および長寿命化の実現を目指している。   For example, Patent Document 1 aims to realize a low driving voltage and a long lifetime of a light-emitting element by using a metal oxide having a high work function such as molybdenum oxide for an anode.

しかし、特許文献1に示されている手段では素子の信頼性が十分であるとはいえず、実用化レベルには達していない。従って、素子の信頼性やさらなる長寿命化を達成するための技術開発を必要としていた。
特開平9−63771号公報
However, the means disclosed in Patent Document 1 cannot be said to have sufficient element reliability, and has not yet reached a practical level. Therefore, it has been necessary to develop a technology for achieving the reliability of the element and further extending the lifetime.
JP-A-9-63771

本発明では、駆動電圧が低く、また従来の発光素子よりもさらに長寿命化できる信頼性の高い発光素子およびそれを用いた表示装置を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a highly reliable light-emitting element that has a low driving voltage and can have a longer lifetime than a conventional light-emitting element, and a display device using the light-emitting element.

本発明の発光素子は、対向するように設けられた一対の電極間に挟まれた複数の層を有し、複数の層のうち少なくとも一層は発光物質を含む層からなり、発光物質を含む層を挟んで、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含む層と、酸化物半導体または金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含む層とが設けられていることを特徴としている。   The light-emitting element of the present invention includes a plurality of layers sandwiched between a pair of electrodes provided so as to face each other, and at least one of the plurality of layers includes a layer containing a light-emitting substance. A layer including an oxide semiconductor or metal oxide and a substance with a higher hole-transport property than electrons, and an oxide semiconductor or metal oxide and a substance with a higher electron-transport property than holes. And a layer containing it.

なお、上記の構成における複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質等からなる層を組み合わせて構成されたものである。   Note that the plurality of layers in the above structure are configured by combining layers made of a substance having a high carrier-injecting property or a substance having a high carrier-transporting property so that a light-emitting region is formed at a distance from the electrode. It is.

また、本発明の発光素子の他の構成として、対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層とを有し、第1の層は、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、第2の層は、発光物質を含み、第3の層は、酸化物半導体または金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含んでいることを特徴としている。   As another structure of the light-emitting element of the present invention, a first layer, a second layer, and a first layer that are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other, The first layer includes an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a higher hole-transport property than electrons, the second layer includes a light-emitting substance, and the third layer This layer is characterized by containing an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a higher electron-transport property than holes.

また、本発明の発光素子の他の構成として、対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層とを有し、第1の層は、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、第2の層は、発光物質を含み、第3の層は、酸化物半導体または金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、第4の層は、酸化物半導体または金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含んでいることを特徴としている。   As another structure of the light-emitting element of the present invention, a first layer, a second layer, and a first layer that are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other, 3 and a fourth layer, the first layer includes an oxide semiconductor or a metal oxide and a substance having a property of transporting more holes than electrons, and the second layer emits light The third layer includes an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a higher electron transporting property than holes, and the fourth layer includes an oxide semiconductor or metal oxide and holes. Further, it includes a substance having a high electron transporting property and a substance capable of donating electrons to a substance having a higher electron transporting property than the holes.

また、本発明の発光素子の他の構成として、対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層とを有し、第1の層は、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、第2の層は、発光物質を含み、第3の層は、酸化物半導体または金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、第4の層は、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴としている。   As another structure of the light-emitting element of the present invention, a first layer, a second layer, and a first layer that are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other, 3 and a fourth layer, the first layer includes an oxide semiconductor or a metal oxide and a substance having a property of transporting more holes than electrons, and the second layer emits light The third layer includes a substance and can donate an electron to an oxide semiconductor or metal oxide, a substance having a higher electron-transport property than holes, and a substance having a higher electron-transport property than holes. The fourth layer includes an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a higher hole-transport property than electrons.

また、本発明の発光素子の他の構成として、上記発光素子の構成において、第2の電極と接するように、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含む層を新たに設けることを特徴としている。なお、新たに設ける層は、第1の層と同じ材料を用いて形成してもよい。   As another structure of the light-emitting element of the present invention, an oxide semiconductor or a metal oxide and a substance having a higher hole-transport property than an electron are provided so as to be in contact with the second electrode in the structure of the light-emitting element. It is characterized in that a new layer is provided. Note that the newly provided layer may be formed using the same material as the first layer.

電子よりも正孔の輸送性が高い物質または正孔よりも電子の輸送性の高い物質を含む有機物質と無機物質を混合して層を形成することで、その相乗効果により、発光素子の層の厚膜化に伴う抵抗の増加が少ない発光素子を得ることができる。その結果、駆動電圧の増加を伴わずに、一対の電極間に挟まれた発光素子の膜厚を厚く形成して電極間の距離を大きくとることができるため、電極間の短絡を防止し、発光素子の信頼性を向上することができる。   By forming a layer by mixing an organic substance and a substance containing a substance having a higher hole-transport property than electrons or a substance having a higher electron-transport property than holes, the layer of the light-emitting element is formed by a synergistic effect. Thus, a light-emitting element with a small increase in resistance due to the increase in thickness can be obtained. As a result, it is possible to increase the distance between the electrodes by forming the film thickness of the light emitting element sandwiched between the pair of electrodes without increasing the driving voltage, thereby preventing a short circuit between the electrodes, The reliability of the light emitting element can be improved.

また、本発明によって得られた発光素子を、表示装置に適用することによって、電極間の短絡に伴う欠陥を防止し、長時間の使用に耐える信頼性の優れた表示装置を得ることができる。   In addition, by applying the light-emitting element obtained by the present invention to a display device, a defect due to a short circuit between electrodes can be prevented, and a display device with excellent reliability that can withstand long-time use can be obtained.

本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。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の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals are used in common in different drawings.

(実施の形態1)
本実施の形態では、発光素子の一態様について図1を用いて以下に説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, one embodiment of a light-emitting element is described below with reference to FIGS.

本実施の形態において、発光素子110は、これを支持するための基板101上に設けられており、第1の電極102と、第1の電極102の上に順に積層した第1の層103、第2の層104、第3の層105と、さらにその上に設けられた第2の電極106とから構成されている(図1)。   In this embodiment, the light-emitting element 110 is provided over a substrate 101 for supporting the light-emitting element 110, and includes a first electrode 102 and a first layer 103 sequentially stacked over the first electrode 102, A second layer 104, a third layer 105, and a second electrode 106 provided on the second layer 104 and the third layer 105 are formed (FIG. 1).

基板101は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を用いてもよい。なお、基板101の表面を、あらかじめCMP法などの研磨により平坦化しておいても良い。   As the substrate 101, for example, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. Alternatively, a substrate made of a flexible synthetic resin such as plastic may be used. Note that the surface of the substrate 101 may be planarized in advance by polishing such as a CMP method.

第1の電極102は、仕事関数の大きい(仕事関数4.0eV以上が好ましい)金属、合金、電気伝導性化合物またはこれらの混合物などで形成されていることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物(ITO:Iindium Tin Oxide)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、珪素を含有したインジウム錫酸化物、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)等の透光性酸化物導電材料を用いることができる。また、他にも金(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)、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)等から選ばれた一種の元素、当該元素を複数含む合金または当該元素と炭素(C)を含んだ層からなる単層または積層構造を用いることができる。上記元素を複数含んだ合金としては、例えば、AlとTiとCを含んだ合金、AlとNi、AlとCを含んだ合金、AlとNiとCを含んだ合金またはAlとMoを含んだ合金等を用いることができる。なお、Alを電極として用いた場合、発光層から放出された光を反射させたい場合に反射率がよくなるといった利点がある。   The first electrode 102 is preferably formed of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (preferably a work function of 4.0 eV or more). Specifically, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide containing silicon, zinc oxide added with gallium (GZO), etc. A light-transmitting oxide conductive material can be used. In addition, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), A single layer composed of a kind of element selected from palladium (Pd), aluminum (Al), manganese (Mn), titanium (Ti), etc., an alloy containing a plurality of the elements, or a layer containing the elements and carbon (C) Alternatively, a stacked structure can be used. Examples of the alloy containing a plurality of the elements include an alloy containing Al, Ti and C, an alloy containing Al and Ni, an alloy containing Al and C, an alloy containing Al, Ni and C, or Al and Mo. An alloy or the like can be used. When Al is used as an electrode, there is an advantage that the reflectance is improved when light emitted from the light emitting layer is to be reflected.

第1の層103は、酸化物半導体または金属酸化物と正孔輸送性の高い物質とを含む層で形成する。酸化物半導体または金属酸化物の具体例としては、モリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、コバルト酸化物(CoOx)、ニッケル酸化物(NiOx)、銅酸化物(CuOx)等が挙げられる。この他、インジウム錫酸化物(ITO)や亜鉛酸化物(ZnO)等を用いることができる。また、正孔輸送性の高い物質としては、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: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)や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)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物やフタロシアニン(略称:H2Pc)、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)等のフタロシアニ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が高い物質であれば、上記した物質以外のものを用いてもよい。 The first layer 103 is formed using a layer containing an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a high hole-transport property. Specific examples of the oxide semiconductor or metal oxide include molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), cobalt oxide (CoOx), and nickel oxide. Examples thereof include NiOx and copper oxide (CuOx). In addition, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), or the like can be used. As a substance having a high hole-transport property, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: α-NPD), 4,4′-bis [N— (3-methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′ , 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA) and 4,4′-bis (N- (4- (N, N-di-m -Tolylamino) phenyl) -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD) and other aromatic amine-based compounds (that is, having a benzene ring-nitrogen bond), phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine ( Abbreviation: Cu c), vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc) phthalocyanine compound or the like can be used. The substances mentioned here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than the above substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used.

上記のような構成を有する第1の層103は、正孔注入性の高い層である。第1の層103においては、層に含まれる正孔輸送性の高い物質によって酸化物半導体または金属酸化物の凝集が抑制されている。つまり、第1の層103の結晶化が抑制されている。なお、第1の層103は、上記のような単層のものだけでなく、例えば半導体と正孔輸送性の高い化合物を含み、その混合比が異なる層が二層以上積層下構造としてもよい。なお、このような構成とすることにより、酸化物半導体または金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性の高い物質とを含む層の結晶化を抑制することができるため、層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ない層を形成することができる。   The first layer 103 having the above structure is a layer having a high hole injection property. In the first layer 103, aggregation of the oxide semiconductor or the metal oxide is suppressed by a substance having a high hole-transport property included in the layer. That is, crystallization of the first layer 103 is suppressed. Note that the first layer 103 is not limited to a single layer as described above. For example, two or more layers including a semiconductor and a compound having a high hole transporting property and having a different mixing ratio may have a stacked structure. . Note that with such a structure, crystallization of a layer containing an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a property of transporting more holes than electrons can be suppressed; thus, the layer is formed thick. Even in this case, a layer with little increase in resistance can be formed.

また、第1の層103は、酸化物半導体または金属酸化物と正孔輸送性の高い化合物とに加えて、さらに立体障害の大きな(平面構造とは異なり空間的な広がりを有する構造をもつ)化合物を有するものであってもよい。立体障害の大きな化合物としては、5,6,11,12−テトラフェニルテトラセン(略称:ルブレン)が好ましい。但し、これ以外に、ヘキサフェニルベンゼン、t−ブチルペリレン、9,10−ジ(フェニル)アントラセン、クマリン545T等も用いることができる。この他、デンドリマー等も有効である。   In addition to the oxide semiconductor or metal oxide and the compound having a high hole-transporting property, the first layer 103 has a larger steric hindrance (having a structure having a spatial extension unlike a planar structure). You may have a compound. As the compound having a large steric hindrance, 5,6,11,12-tetraphenyltetracene (abbreviation: rubrene) is preferable. However, besides this, hexaphenylbenzene, t-butylperylene, 9,10-di (phenyl) anthracene, coumarin 545T, and the like can also be used. In addition, dendrimers and the like are also effective.

第2の層104は、発光性の高い物質を含む層で形成する。発光材料を含む第2の層104には大きく分けて2つの種類ある。一つは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材料からなる層に発光中心となる発光材料を分散して含む層と、もう一つは発光材料のみで発光層を構成する層であるが、前者を用いると濃度消光が起こりにくく、好ましい構成である。発光中心となる発光物質としては、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−t−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、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、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)、クマリン6、クマリン545T、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、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)、2,5,8,11−テトラ−t−ブチルペリレン(略称:TBP)等が挙げられる。また、上記発光材料を分散してなる層を形成する場合に母体となる材料としては、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、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、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)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ピリジナト]亜鉛(略称:Znpp2)、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:ZnBOX)などの金属錯体等を用いることができる。また、発光物質のみで第2の層104を構成することのできる材料としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、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−アルミニウム(略称:BAlq)等がある。 The second layer 104 is formed using a layer containing a substance having a high light-emitting property. The second layer 104 containing a light emitting material is roughly classified into two types. One is a layer containing a light emitting material as a light emission center dispersed in a layer made of a material having an energy gap larger than that of the light emitting substance, and the other is a layer that constitutes the light emitting layer with only the light emitting material. However, when the former is used, concentration quenching hardly occurs and this is a preferable configuration. As a light-emitting substance serving as a luminescent center, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCJT), 4-dicyanomethylene-2-t-butyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran, periflanthene, 2,5- Dicyano-1,4-bis [2- (10-methoxy-1,1,7,7-tetramethyljulolidin-9-yl) ethenyl] benzene, N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd), coumarin 6, coumarin 545T, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3), 9,9'-bianthryl, 9,10-diphenyl anthracene (abbreviation: DPA) and 9,10-bi (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 2,5,8,11-tetra -t- butyl perylene (abbreviation: TBP), and the like. As a base material for forming a layer in which the light emitting material is dispersed, an anthracene such as 9,10-di (2-naphthyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA) is used. Derivatives, carbazole derivatives such as 4,4′-bis (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum ( Abbreviations: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), Bis [2- (2-hydroxyphenyl) pyridinato] zinc (abbreviation: Znpp 2 ), bis [2- (2-hydro A metal complex such as xylphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: ZnBOX) can be used. As a material that can form the second layer 104 using only a light-emitting substance, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), 9,10-bis (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA) ), Bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), and the like.

また、第2の層104は単層で形成しても複数層で形成しても構わず、第2の層104における発光材料が分散された層と第1の層103との間に正孔輸送層を設け、第2の層104における発光材料が分散された層と第3の層105との間に電子輸送層を設けても良い。これらの層は、そのどちらか一方のみが設けられていても良いし、両方設けてもよいし、どちらも設けなくてもよい。正孔輸送層の材料としては、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: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)や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)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物やフタロシアニン(略称:H2Pc)、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)等のフタロシアニン化合物を用いることができる。また、電子輸送層の材料としては、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)等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、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)等の化合物等を用いることができる。 The second layer 104 may be a single layer or a plurality of layers. Holes are formed between the first layer 103 and the layer in which the light-emitting material is dispersed in the second layer 104. A transport layer may be provided, and an electron transport layer may be provided between the third layer 105 and the layer in which the light-emitting material is dispersed in the second layer 104. One of these layers may be provided, or both of them may be provided, or neither of them may be provided. As a material for the hole transport layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: α-NPD) or 4,4′-bis [N- (3- Methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ′ '-Tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA) or 4,4'-bis (N- (4- (N, N-di-m-tolylamino) An aromatic amine-based compound such as phenyl) -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD) (ie, having a benzene ring-nitrogen bond), phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) ) Jill phthalocyanine (abbreviation: VOPc), and can be used phthalocyanine compound such. As a material for the electron transport layer, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [h ] -Quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc., a material comprising a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton Can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) and other materials such as metal complexes having an oxazole-based or thiazole-based ligand can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- ( 4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2, Compounds such as 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can be used.

第3の層105は、酸化物半導体または金属酸化物と、電子輸送性の高い物質とを含む層で形成することができる。この場合、酸化物半導体または金属酸化物としては、例えば、リチウム酸化物(LiOx)、ナトリウム酸化物(NaOx)等を用いることができる。   The third layer 105 can be formed using a layer including an oxide semiconductor or a metal oxide and a substance having a high electron-transport property. In this case, as the oxide semiconductor or metal oxide, for example, lithium oxide (LiOx), sodium oxide (NaOx), or the like can be used.

また、上記構成に限られず、第3の層105として他にも、酸化物半導体または金属酸化物と、電子輸送性の高い物質と、当該電子輸送性の物質に電子を供与することができる電子供与性の物質とを含む層で形成してもよい。この場合、酸化物半導体または金属酸化物としては、モリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、コバルト酸化物(CoOx)、ニッケル酸化物(NiOx)、銅酸化物(CuOx)等が挙げられる。この他、インジウム錫酸化物(ITO)や亜鉛酸化物(ZnO)、リチウム酸化物(LiOx)、ナトリウム酸化物(NaOx)等を用いることができる。   The third layer 105 is not limited to the above structure, and an oxide semiconductor or a metal oxide, a substance having a high electron-transport property, and an electron that can donate electrons to the electron-transport substance You may form with the layer containing a donating substance. In this case, as the oxide semiconductor or metal oxide, molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), cobalt oxide (CoOx), nickel oxide A material (NiOx), a copper oxide (CuOx), and the like. In addition, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), lithium oxide (LiOx), sodium oxide (NaOx), or the like can be used.

また、上記構成において、電子輸送性の高い物質としては、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)等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、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以上の電子移動度を有する物質である。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記した物質以外のものを第3の層105として用いることができる。また、電子輸送性の物質に電子を供与することができる電子供与性の物質として、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等のアルカリ金属、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、エルビウム、イッテルビウムなどの希土類金属、または、それらの酸化物やハロゲン化物等の化合物等を用いることができる。また、第3の層105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、上記構成以外にも、酸化物半導体または金属酸化物と、正孔輸送性の高い物質と、当該正孔輸送性の物質に電子を供与することができる電子供与性の物質(電子注入を促す機能を有する物質)とを含む層を第3の層105に用いてもよい。 In the above structure, the substance having a high electron-transport property includes tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10 -Hydroxybenzo [h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc., metals having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton A material made of a complex or the like can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) and other materials such as metal complexes having an oxazole-based or thiazole-based ligand can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- ( 4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2, 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that any substance other than the above substances can be used for the third layer 105 as long as the substance has a property of transporting more electrons than holes. Further, as an electron-donating substance that can donate electrons to an electron-transporting substance, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), and strontium (Sr) Alkaline earth metals such as erbium and ytterbium, or compounds such as oxides and halides thereof can be used. Further, the third layer 105 is not limited to a single layer, and two or more layers including any of the above substances may be stacked. In addition to the above structure, an oxide semiconductor or a metal oxide, a substance having a high hole-transport property, and an electron-donating substance that can donate electrons to the hole-transport substance (electron injection) A layer including a substance having a function of promoting) may be used for the third layer 105.

なお、このような構成とすることにより、第3の層105の結晶化を抑制することができるため、層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ない層を形成することができる。   Note that with such a structure, crystallization of the third layer 105 can be suppressed, so that a layer with little increase in resistance can be formed even when the layer is formed thick.

第2の電極106は、仕事関数の小さい(仕事関数3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような、陰極材料の具体例としては、元素周期律の1族または2族に属する元素、すなわちLiやCs等のアルカリ金属、およびMg、Ca、Sr等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(Mg:Ag、Al:Li)や化合物(LiF、CsF、CaF2)の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができる。また、他にもこれらの材料と上記第1の電極102で示したいずれかの材料との積層により形成することもできるし、上記第1の電極102で示したいずれかの材料を用いて形成することもできる。 The second electrode 106 is preferably formed using a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (work function of 3.8 eV or less). Specific examples of such cathode materials include elements belonging to Group 1 or Group 2 of the element periodicity, that is, alkali metals such as Li and Cs, alkaline earth metals such as Mg, Ca, and Sr, and these. In addition to alloys (Mg: Ag, Al: Li) and compounds (LiF, CsF, CaF 2 ), transition metals including rare earth metals can be used. In addition, it can be formed by stacking any of these materials and any of the materials shown for the first electrode 102, or can be formed using any of the materials shown for the first electrode 102. You can also

また、第1の層103、第2の層104、第3の層105の形成方法としては、蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。また、これらの層において、複数の材料を含む層は、各々の材料を同時に成膜することにより形成することができ、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法、抵抗加熱蒸着とスパッタリングによる成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種の方法を組み合わせて形成することができる。また、3種類以上の材料を含む層を形成する場合も同様に組み合わせて行うことが可能である。   As a method for forming the first layer 103, the second layer 104, and the third layer 105, an evaporation method, an electron beam evaporation method, a sputtering method, or the like can be used. Further, in these layers, a layer containing a plurality of materials can be formed by simultaneously forming each material, and a co-evaporation method by resistance heating evaporation, a co-evaporation method by electron beam evaporation, a resistance It can be formed by combining the same kind and different kinds of methods such as co-evaporation method by heating evaporation and electron beam evaporation, film formation by resistance heating evaporation and sputtering, and film formation by electron beam evaporation and sputtering. In addition, when a layer containing three or more kinds of materials is formed, it can be similarly combined.

また、他の形成方法として、スピンコートや液滴吐出法等を用いてもよいし、上記方法とこれらを組み合わせて形成してもよい。なお、液滴吐出法とは、導電膜や絶縁膜等の材料を含んだ組成物の液滴(ドットともいう)を選択的に吐出(噴射)して任意の場所に形成する方法であり、その方式によってはインクジェット法とも呼ばれている。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。   As another forming method, spin coating, a droplet discharge method, or the like may be used, or the above method may be combined with these methods. Note that the droplet discharge method is a method in which droplets (also referred to as dots) of a composition containing a material such as a conductive film or an insulating film are selectively discharged (jetted) to be formed at an arbitrary place. Depending on the method, it is also called an inkjet method. You may form using the different film-forming method for every electrode or each layer.

以上のような構成を有する発光素子は、第1の電極102と第2の電極106との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第2の層104において正孔と電子とが結合し、発光するものである。つまり第2の層104に発光領域が形成されるような構成となっている。但し、第2の層104の全てが発光領域として機能する必要はなく、例えば、第2の層104の層のうち第1の層103側または第3の層105側にのみ発光領域が形成されるような構成であってもよい。   In the light-emitting element having the above structure, current flows due to a potential difference generated between the first electrode 102 and the second electrode 106, and the second layer 104 which is a layer containing a highly light-emitting substance is used in the second layer 104. Holes and electrons combine to emit light. That is, a light emitting region is formed in the second layer 104. However, it is not necessary for the entire second layer 104 to function as a light emitting region. For example, a light emitting region is formed only on the first layer 103 side or the third layer 105 side of the second layer 104. Such a configuration may be used.

第2の層104から放出される光は、第1の電極102または第2の電極106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102または第2の電極106のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質からなる。第1の電極102のみが透光性を有する物質からなる場合、図1(A)に示すように、第2の層104から放出された光は第1の電極102を通って基板101側から取り出される。また、第2の電極106のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図1(B)に示すように、第2の層104から放出された光は、第2の電極106を通って基板101と逆側から取り出される。第1の電極102および第2の電極106がいずれも透光性を有する物質からなるものである場合、図1(C)に示すように、第2の層104から放出された光は、第1の電極102および第2の電極106を通って、基板101側および基板101と逆側の両方から取り出される。   Light emitted from the second layer 104 is extracted outside through one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106. Therefore, one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106 are made of a light-transmitting substance. When only the first electrode 102 is formed using a light-transmitting substance, light emitted from the second layer 104 passes through the first electrode 102 from the substrate 101 side as illustrated in FIG. It is taken out. In addition, in the case where only the second electrode 106 is formed using a light-transmitting substance, light emitted from the second layer 104 is transmitted through the second electrode 106 as illustrated in FIG. Then, the substrate 101 is taken out from the opposite side. When each of the first electrode 102 and the second electrode 106 is formed using a light-transmitting substance, as illustrated in FIG. 1C, the light emitted from the second layer 104 is The first electrode 102 and the second electrode 106 are taken out from both the substrate 101 side and the opposite side of the substrate 101.

なお、本実施の形態では、基板101上に順に、第1の電極102、第1の層103、第2の層104、第3の層105、第2の電極106とが積層して設けられた構成となっているが、この構成に限られず基板101上に上記構成とは逆に積層した構成としてもよい。つまり、図5に示すように基板101上に、第2の電極106と、第2の電極106の上に順に積層した第3の層105、第2の層104、第1の層103と、さらにその上に設けられた第1の電極102とから構成してもよい。このような構成にした場合でも、第1の電極102または第2の電極106のいずれか一方または両方に透光性を有する電極とすることによって、図5(A)〜図5(C)に示すように、第2の層104から放出される光を、第1の電極102または第2の電極106のいずれか一方または両方を通って外部に取り出すことができる。   Note that in this embodiment, the first electrode 102, the first layer 103, the second layer 104, the third layer 105, and the second electrode 106 are sequentially stacked over the substrate 101. However, the present invention is not limited to this configuration, and a configuration in which the substrate 101 is stacked opposite to the above configuration may be employed. That is, as shown in FIG. 5, the second electrode 106, the third layer 105, the second layer 104, and the first layer 103 that are sequentially stacked on the second electrode 106, Further, the first electrode 102 provided thereon may be used. Even in such a structure, by forming a light-transmitting electrode in either one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106, FIGS. 5A to 5C are used. As shown, light emitted from the second layer 104 can be extracted to the outside through one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106.

本実施の形態においては、ガラスやプラスチック等からなる基板上に発光素子を作製している。基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の表示装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチック等からなる基板以外に、例えば薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板上に発光素子を形成してもよい。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表示装置を作製できる。なお、TFTの構造は特に限定されず、スタガ型のTFTでもよいし、逆スタガ型のTFTでもよい。また、TFTアレイ基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでもよいし、N型またはP型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。   In this embodiment mode, a light-emitting element is manufactured over a substrate made of glass, plastic, or the like. A passive display device can be manufactured by manufacturing a plurality of such light-emitting elements over a substrate. In addition to a substrate made of glass, plastic, or the like, a light emitting element may be formed on a thin film transistor (TFT) array substrate, for example. Thus, an active matrix display device in which driving of the light emitting element is controlled by the TFT can be manufactured. Note that the structure of the TFT is not particularly limited, and may be a staggered TFT or an inverted staggered TFT. The driving circuit formed on the TFT array substrate may be composed of N-type and P-type TFTs, or may be composed of only one of N-type and P-type.

以上のように、第1の層と第3の層を有機物質と無機物質とを混合した構成とすることによって、これらの層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ないため、厚膜化しても駆動電圧が増加しない発光素子を形成することができる。また、上記構成とすることにより、第1の層と第3の層の結晶化を防止することができるため発光素子の寿命を向上させることができる。さらに、発光素子の膜厚を厚く形成することによって、電極間の短絡を防止し、信頼性の高い発光素子を得ることができる。   As described above, since the first layer and the third layer are mixed with an organic substance and an inorganic substance, the increase in resistance is small even when these layers are formed thick. However, a light emitting element in which the driving voltage does not increase can be formed. Further, with the above structure, crystallization of the first layer and the third layer can be prevented, so that the lifetime of the light-emitting element can be improved. Furthermore, by forming the light emitting element thick, a short circuit between the electrodes can be prevented and a highly reliable light emitting element can be obtained.

(実施の形態2)
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる発光素子の一態様について図2を用いて以下に説明する。なお、本実施の形態において、上記実施の形態と同じものを示す場合は、同様の符号を用いて表す。
(Embodiment 2)
In this embodiment, one embodiment of a light-emitting element different from the above embodiment will be described below with reference to FIGS. Note that in this embodiment, the same reference numerals are used to denote the same components as those in the above embodiment.

本実施の形態で示す発光素子の構成は、発光素子210が、これを支持するための基板101上に設けられており、第1の電極102と、第1の電極102の上に順に積層した第1の層103、第2の層104、第3の層205、第4の層206と、さらにその上に設けられた第2の電極106とから構成されている(図2)。なお、第4の層206は図1における第3の層105と同じ材料で形成する。つまり、本実施の形態では、図1で示した発光素子110の構成において、第2の層104と第3の層105との間に新たに層を設けた構成となっている。   In the structure of the light-emitting element described in this embodiment, the light-emitting element 210 is provided over a substrate 101 for supporting the light-emitting element 210 and is stacked over the first electrode 102 and the first electrode 102 in order. The first layer 103, the second layer 104, the third layer 205, the fourth layer 206, and the second electrode 106 provided thereon (FIG. 2). Note that the fourth layer 206 is formed using the same material as the third layer 105 in FIG. That is, in this embodiment mode, a structure in which a new layer is provided between the second layer 104 and the third layer 105 in the structure of the light-emitting element 110 illustrated in FIG.

第3の層205は、酸化物半導体または金属酸化物と、電子輸送性の高い物質とを含む層で形成する。酸化物半導体または金属酸化物としては、モリブデン酸化物(MoOx)、バナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、コバルト酸化物(CoOx)、ニッケル酸化物(NiOx)、銅酸化物(CuOx)等が挙げられる。この他、インジウム錫酸化物(ITO)や亜鉛酸化物(ZnO)、リチウム酸化物(LiOx)、ナトリウム酸化物(NaOx)等を用いることができる。また、電子輸送性の高い物質としては、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)等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、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以上の電子移動度を有する物質である。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記した物質以外のものを第3の層205の材料として用いることができる。また、第3の層205は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 The third layer 205 is formed using a layer containing an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a high electron-transport property. Examples of the oxide semiconductor or metal oxide include molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), cobalt oxide (CoOx), and nickel oxide (NiOx). ), Copper oxide (CuOx), and the like. In addition, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ZnO), lithium oxide (LiOx), sodium oxide (NaOx), or the like can be used. As a substance having a high electron transporting property, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [ h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc., and a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton Materials can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) and other materials such as metal complexes having an oxazole-based or thiazole-based ligand can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- ( 4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2, 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. However, any substance other than the above substances can be used as the material for the third layer 205 as long as the substance has a property of transporting more electrons than holes. The third layer 205 is not limited to a single layer and may be a stack of two or more layers formed using the above substances.

このような構成とすることにより、第3の層205の結晶化を抑制することができるため、層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ない層を形成することができる。   With such a structure, crystallization of the third layer 205 can be suppressed, so that a layer with little increase in resistance can be formed even when the layer is formed thick.

なお、第1の電極102と、第2の電極106と、第1の層103と、第2の層104と、第4の層206は、それぞれ上記実施の形態で示した材料のいずれかを利用することができる。また、第2の層104から放出される光は、第1の電極102または第2の電極106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102または第2の電極106のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質からなる。第1の電極102のみが透光性を有する物質からなる場合、図2(A)に示すように、第2の層104から放出された光は第1の電極102を通って基板101側から取り出される。また、第2の電極106のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図2(B)に示すように、第2の層104から放出された光は、第2の電極106を通って基板101と逆側から取り出される。第1の電極102および第2の電極106がいずれも透光性を有する物質からなるものである場合、図2(C)に示すように、第2の層104から放出された光は、第1の電極102および第2の電極106を通って、基板101側および基板101と逆側の両方から取り出される。   Note that the first electrode 102, the second electrode 106, the first layer 103, the second layer 104, and the fourth layer 206 are each formed using any of the materials described in the above embodiments. Can be used. In addition, light emitted from the second layer 104 is extracted outside through one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106. Therefore, one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106 are made of a light-transmitting substance. When only the first electrode 102 is formed using a light-transmitting substance, light emitted from the second layer 104 passes through the first electrode 102 from the substrate 101 side as illustrated in FIG. It is taken out. In the case where only the second electrode 106 is formed using a light-transmitting substance, light emitted from the second layer 104 is transmitted through the second electrode 106 as illustrated in FIG. Then, the substrate 101 is taken out from the opposite side. When each of the first electrode 102 and the second electrode 106 is formed using a light-transmitting substance, as illustrated in FIG. 2C, the light emitted from the second layer 104 is The first electrode 102 and the second electrode 106 are taken out from both the substrate 101 side and the opposite side of the substrate 101.

なお、図2では、基板101上に順に、第1の電極102、第1の層103、第2の層104、第3の層205、第4の層206、第2の電極106とが積層して設けられた構成を示しているが、この構成に限られず基板101上に上記構成とは逆に積層した構成としてもよい。つまり、基板101上に、第2の電極106と、第2の電極106の上に順に積層した第4の層206、第3の層205、第2の層104、第1の層103と、さらにその上に設けられた第1の電極102とから構成してもよい。   Note that in FIG. 2, the first electrode 102, the first layer 103, the second layer 104, the third layer 205, the fourth layer 206, and the second electrode 106 are sequentially stacked over the substrate 101. However, the present invention is not limited to this configuration, and the substrate 101 may be stacked opposite to the above configuration. That is, on the substrate 101, the second electrode 106, the fourth layer 206, the third layer 205, the second layer 104, the first layer 103, which are sequentially stacked on the second electrode 106, Further, the first electrode 102 provided thereon may be used.

以上のように、第1の層と第3の層と第4の層を有機物質と無機物質とを混合した構成とすることによって、これらの層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ないため、厚膜化しても駆動電圧が増加しない発光素子を形成することができる。また、上記構成とすることにより、第1の層と第3の層と第4の層の結晶化を防止することができるため発光素子の寿命を向上させることができる。さらに、発光素子の膜厚を厚く形成することによって、電極間の短絡を防止し、信頼性の高い発光素子を得ることができる。   As described above, since the first layer, the third layer, and the fourth layer are mixed with an organic substance and an inorganic substance, the increase in resistance is small even when these layers are formed thick. A light emitting element in which the driving voltage does not increase even when the film thickness is increased can be formed. Further, with the above structure, crystallization of the first layer, the third layer, and the fourth layer can be prevented, so that the lifetime of the light-emitting element can be improved. Furthermore, by forming the light emitting element thick, a short circuit between the electrodes can be prevented and a highly reliable light emitting element can be obtained.

なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態3)
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる発光素子の一態様について図3を用いて以下に説明する。なお、本実施の形態において、上記実施の形態と同じものを示す場合は、同様の符号を用いて表す。
(Embodiment 3)
In this embodiment, one embodiment of a light-emitting element which is different from that in the above embodiment is described below with reference to FIGS. Note that in this embodiment, the same reference numerals are used to denote the same components as those in the above embodiment.

本実施の形態で示す発光素子の構成は、図3に示すように、発光素子310が、これを支持するための基板101上に設けられており、第1の電極102と、第1の電極102の上に順に積層した第1の層103、第2の層104、第3の層205、第4の層207と、さらにその上に設けられた第2の電極106とから構成されている。つまり、上記図2で示した発光素子210の構成において、第4の層206が異なる材料を用いて形成された層に置き換わった構成となっている。   In the structure of the light-emitting element described in this embodiment mode, as illustrated in FIG. 3, a light-emitting element 310 is provided over a substrate 101 for supporting the light-emitting element 310, and the first electrode 102 and the first electrode The first layer 103, the second layer 104, the third layer 205, and the fourth layer 207 that are sequentially stacked on the layer 102, and the second electrode 106 provided thereon. . That is, in the structure of the light-emitting element 210 illustrated in FIG. 2, the fourth layer 206 is replaced with a layer formed using a different material.

第4の層207は、電子輸送性の高い物質と当該電子輸送性の材料に電子を供与することができる電子供与性の物質(電子注入を促す機能を有する物質)の両方を含む層で形成する。上記電子輸送性の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: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)等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料を用いることができる。また、この他、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、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)等を用いることができる。また、これら電子輸送性の材料に電子を与えることができる電子供与性の物質としては、例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)等のアルカリ金属、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、エルビウム、イッテルビウムなどの希土類金属、または、それらの酸化物やハロゲン化物等の化合物等を用いることができるが、電子輸送性の材料との組み合わせによってそれぞれ電子供与が可能な電子供与性の材料を選択する。 The fourth layer 207 includes a layer containing both a substance having a high electron-transport property and an electron-donating substance (a substance having a function of promoting electron injection) that can donate electrons to the electron-transport material. To do. Examples of the electron transporting substance include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), and bis (10-hydroxybenzo [h ] -Quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) -4-phenylphenolato-aluminum (abbreviation: BAlq), etc., a material comprising a metal complex having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton Can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ) and other materials such as metal complexes having an oxazole-based or thiazole-based ligand can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl-5- ( 4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2, 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can be used. Examples of the electron-donating substance that can give electrons to these electron-transporting materials include alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), and strontium. Alkaline earth metals such as (Sr), rare earth metals such as erbium and ytterbium, or compounds such as oxides and halides thereof can be used. An electron-donating material that can be used is selected.

また、上記構成に限られず、電子を供与することができる電子供与性の材料のみで第4の層207を形成してもよい。   The fourth layer 207 may be formed using only an electron-donating material that can donate electrons, without limitation to the above structure.

なお、本実施の形態において、第1の電極102と、第2の電極106と、第1の層103と、第2の層104と、第3の層205は、それぞれ上記実施の形態で示した材料のいずれかを利用することができる。また、第2の層104から放出される光は、第1の電極102または第2の電極106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102または第2の電極106のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質からなる。第1の電極102のみが透光性を有する物質からなる場合、図3(A)に示すように、第2の層104から放出された光は第1の電極102を通って基板101側から取り出される。また、第2の電極106のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図3(B)に示すように、第2の層104から放出された光は、第2の電極106を通って基板101と逆側から取り出される。第1の電極102および第2の電極106がいずれも透光性を有する物質からなるものである場合、図3(C)に示すように、第2の層104から放出された光は、第1の電極102および第2の電極106を通って、基板101側および基板101と逆側の両方から取り出される。   Note that in this embodiment, the first electrode 102, the second electrode 106, the first layer 103, the second layer 104, and the third layer 205 are each described in the above embodiment mode. Any of these materials can be used. In addition, light emitted from the second layer 104 is extracted outside through one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106. Therefore, one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106 are made of a light-transmitting substance. When only the first electrode 102 is formed using a light-transmitting substance, light emitted from the second layer 104 passes through the first electrode 102 from the substrate 101 side as illustrated in FIG. It is taken out. Further, in the case where only the second electrode 106 is formed using a light-transmitting substance, light emitted from the second layer 104 is transmitted through the second electrode 106 as illustrated in FIG. Then, the substrate 101 is taken out from the opposite side. In the case where both the first electrode 102 and the second electrode 106 are formed using a light-transmitting substance, as shown in FIG. 3C, light emitted from the second layer 104 is The first electrode 102 and the second electrode 106 are taken out from both the substrate 101 side and the opposite side of the substrate 101.

なお、図3では、基板101上に順に、第1の電極102、第1の層103、第2の層104、第3の層205、第4の層207、第2の電極106とが積層して設けられた構成を示しているが、この構成に限られず基板101上に上記構成とは逆に積層した構成としてもよい。つまり、基板101上に、第2の電極106と、第2の電極106の上に順に積層した第4の層207、第3の層205、第2の層104、第1の層103と、さらにその上に設けられた第1の電極102とから構成してもよい。   Note that in FIG. 3, the first electrode 102, the first layer 103, the second layer 104, the third layer 205, the fourth layer 207, and the second electrode 106 are sequentially stacked over the substrate 101. However, the present invention is not limited to this configuration, and the substrate 101 may be stacked opposite to the above configuration. That is, on the substrate 101, the second electrode 106, the fourth layer 207, the third layer 205, the second layer 104, the first layer 103, which are sequentially stacked on the second electrode 106, Further, the first electrode 102 provided thereon may be used.

以上のように、第1の層と第3の層を有機物質と無機物質とを混合した構成とすることによって、これらの層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ないため、厚膜化しても駆動電圧が増加しない発光素子を形成することができる。また、上記構成とすることにより、第1の層と第3の層の結晶化を防止することができるため発光素子の寿命を向上させることができる。さらに、発光素子の膜厚を厚く形成することによって、電極間の短絡を防止し、信頼性の高い発光素子を得ることができる。   As described above, since the first layer and the third layer are mixed with an organic substance and an inorganic substance, the increase in resistance is small even when these layers are formed thick. However, a light emitting element in which the driving voltage does not increase can be formed. Further, with the above structure, crystallization of the first layer and the third layer can be prevented, so that the lifetime of the light-emitting element can be improved. Furthermore, by forming the light emitting element thick, a short circuit between the electrodes can be prevented and a highly reliable light emitting element can be obtained.

なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態4)
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる発光素子の一態様について図4を用いて以下に説明する。なお、本実施の形態において、上記実施の形態と同じものを示す場合は、同様の符号を用いて表す。
(Embodiment 4)
In this embodiment, one embodiment of a light-emitting element different from that in the above embodiment is described below with reference to FIGS. Note that in this embodiment, the same reference numerals are used to denote the same components as those in the above embodiment.

本実施の形態では、上記実施の形態で示した構成において、第2の電極と接するように新たに層を設ける(図4)。つまり、図4(A)は、図1において、第3の層105と第2の電極106との間に第4の層208aを新たに設けた構成となっている。図4(B)は、図2において、第4の層206と第2の電極106との間に第5の層208bを新たに設けた構成となっている。図4(C)は、図3において、第4の層207と第2の電極106との間に第5の層208cを新たに設けた構成となっている。   In this embodiment mode, a layer is newly provided so as to be in contact with the second electrode in the structure described in the above embodiment mode (FIG. 4). That is, FIG. 4A has a structure in which the fourth layer 208a is newly provided between the third layer 105 and the second electrode 106 in FIG. 4B illustrates a structure in which a fifth layer 208b is newly provided between the fourth layer 206 and the second electrode 106 in FIG. FIG. 4C illustrates a structure in which a fifth layer 208c is newly provided between the fourth layer 207 and the second electrode 106 in FIG.

新たに設けた層208a〜208cの材料としては、第1の層103の材料と同じものを用いて形成する。つまり、酸化物半導体または金属酸化物と正孔輸送性の高い物質とを含む層で形成する。   The newly provided layers 208 a to 208 c are formed using the same material as that of the first layer 103. That is, a layer containing an oxide semiconductor or metal oxide and a substance having a high hole-transport property is formed.

なお、本実施の形態においても上記実施の形態で示したように、第1の電極102または第2の電極106のいずれか一方または両方に透光性を有する物質を用いることによって、第2の層104から放出される光は、第1の電極102または第2の電極106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。   Note that in this embodiment mode, as described in the above embodiment mode, by using a light-transmitting substance for one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106, Light emitted from the layer 104 is extracted outside through one or both of the first electrode 102 and the second electrode 106.

また、図4(A)では、基板101上に順に、第1の電極102、第1の層103、第2の層104、第3の層105、第4の層208a、第2の電極106とが積層して設けられた構成となっているが、この構成に限られず基板101上に上記構成とは逆に積層した構成としてもよい。つまり、基板101上に、第2の電極106と、第2の電極106の上に順に積層した第4の層208a、第3の層105、第2の層104、第1の層103と、さらにその上に設けられた第1の電極102とから構成してもよい。また、図4(B)も同様に、基板101上に、第2の電極106と、第2の電極106の上に順に積層した第5の層208b、第4の層206、第3の層205、第2の層104、第1の層103と、さらにその上に設けられた第1の電極102とから構成してもよい。図4(C)も同様に、基板101上に、第2の電極106と、第2の電極106の上に順に積層した第5の層208c、第4の層207、第3の層205、第2の層104、第1の層103と、さらにその上に設けられた第1の電極102とから構成してもよい。   In FIG. 4A, the first electrode 102, the first layer 103, the second layer 104, the third layer 105, the fourth layer 208a, and the second electrode 106 are sequentially formed over the substrate 101. However, the present invention is not limited to this configuration, and the substrate 101 may be stacked opposite to the above configuration. That is, over the substrate 101, the second electrode 106, the fourth layer 208a, the third layer 105, the second layer 104, and the first layer 103, which are sequentially stacked over the second electrode 106, Further, the first electrode 102 provided thereon may be used. Similarly, in FIG. 4B, the second electrode 106, the fifth layer 208 b, the fourth layer 206, and the third layer are sequentially stacked over the substrate 101 over the substrate 101. 205, the second layer 104, the first layer 103, and the first electrode 102 provided thereon may be used. Similarly in FIG. 4C, the second electrode 106, the fifth layer 208c, the fourth layer 207, the third layer 205, which are sequentially stacked over the second electrode 106 over the substrate 101, You may comprise from the 2nd layer 104, the 1st layer 103, and the 1st electrode 102 provided on it further.

以上のように、有機物質と無機物質とを混合した層を設けることによって、これらの層を厚く形成した場合でも抵抗の増加が少ないため、厚膜化しても駆動電圧が増加しない発光素子を形成することができる。また、上記構成とすることにより、有機物質と無機物質とを混合した層の結晶化を防止することができるため発光素子の寿命を向上させることができる。さらに、発光素子の膜厚を厚く形成することによって、電極間の短絡を防止し、信頼性の高い発光素子を得ることができる。   As described above, by providing a layer in which an organic substance and an inorganic substance are mixed, even when these layers are formed thick, there is little increase in resistance, so that a light emitting element in which the driving voltage does not increase even when the film thickness is increased is formed. can do. In addition, with the above structure, crystallization of a layer in which an organic substance and an inorganic substance are mixed can be prevented, so that the lifetime of the light-emitting element can be improved. Furthermore, by forming the light emitting element thick, a short circuit between the electrodes can be prevented and a highly reliable light emitting element can be obtained.

なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態5)
本実施の形態では、上記実施の形態で示した発光素子を含む表示装置の断面図の一態様について、図6を用いて説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, one embodiment of a cross-sectional view of a display device including the light-emitting element described in the above embodiment will be described with reference to FIGS.

図6において、四角の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、複数の層が積層された層15が第1の電極13と第2の電極14との間に挟まれて設けられており、上記実施の形態で示したいずれかの構造を有している。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表示装置は、本実施の形態において、基板10上に設けられている。   In FIG. 6, a transistor 11 provided for driving the light emitting element 12 of the present invention is surrounded by a square dotted line. In the light-emitting element 12, a layer 15 in which a plurality of layers is stacked is provided between the first electrode 13 and the second electrode 14, and any one of the structures described in the above embodiments is used. Have. The drain of the transistor 11 and the first electrode 13 are electrically connected by a wiring 17 penetrating the first interlayer insulating film 16 (16a, 16b, 16c). The light emitting element 12 is separated from another light emitting element provided adjacent thereto by a partition wall layer 18. The display device having such a structure is provided over the substrate 10 in this embodiment.

なお、図6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、17は電極、16aは保護膜である。   Note that the transistor 11 illustrated in FIG. 6 is a top-gate transistor in which a gate electrode is provided on the opposite side of the substrate with a semiconductor layer as a center. However, the structure of the transistor 11 is not particularly limited, and may be, for example, a bottom gate type. In the case of a bottom gate, the semiconductor layer forming a channel may be formed with a protective film (channel protection type), or the semiconductor layer forming the channel may be partially concave ( Channel etch type). Note that 21 is a gate electrode, 22 is a gate insulating film, 23 is a semiconductor layer, 24 is an n-type semiconductor layer, 17 is an electrode, and 16a is a protective film.

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。   Further, the semiconductor layer included in the transistor 11 may be either crystalline or non-crystalline. Moreover, a semi-amorphous etc. may be sufficient.

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)を減らす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Si26、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などを用いることが可。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1〜10m2/Vsecとなる。 The semi-amorphous semiconductor is as follows. A semiconductor having an intermediate structure between amorphous and crystalline (including single crystal and polycrystal) and having a third state that is stable in terms of free energy, has a short-range order, and has a lattice distortion. It contains a crystalline region. Further, at least a part of the region in the film contains crystal grains of 0.5 to 20 nm. The Raman spectrum is shifted to the lower wavenumber side than 520 cm −1 . In X-ray diffraction, diffraction peaks of (111) and (220) that are derived from the Si crystal lattice are observed. In order to reduce dangling bonds, at least 1 atomic% or more of hydrogen or halogen is included. It is also called a so-called microcrystalline semiconductor (microcrystal semiconductor). A silicide gas is formed by glow discharge decomposition (plasma CVD). As the silicide gas, SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , SiCl 4 , SiF 4 or the like can be used. This silicide gas may be diluted with H 2 , or H 2 and one or more kinds of rare gas elements selected from He, Ar, Kr, and Ne. The dilution rate is in the range of 2 to 1000 times. The pressure is generally in the range of 0.1 Pa to 133 Pa, and the power supply frequency is 1 MHz to 120 MHz, preferably 13 MHz to 60 MHz. The substrate heating temperature may be 300 ° C. or less, preferably 100 to 250 ° C. As an impurity element in the film, impurities of atmospheric components such as oxygen, nitrogen, and carbon are desirably 1 × 10 20 / cm 3 or less, and in particular, the oxygen concentration is 5 × 10 19 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 19 / cm 3 or less. Note that the mobility of a TFT (thin film transistor) using a semi-amorphous semiconductor is approximately 1 to 10 m 2 / Vsec.

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。   Further, specific examples of the crystalline semiconductor layer include those made of single crystal or polycrystalline silicon, silicon germanium, or the like. These may be formed by laser crystallization, or may be formed by crystallization by a solid phase growth method using nickel or the like, for example.

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表示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表示装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する表示装置でもよい。   Note that in the case where the semiconductor layer is formed of an amorphous material, for example, amorphous silicon, the transistor 11 and other transistors (transistors constituting a circuit for driving a light emitting element) are all configured by N-channel transistors. It is preferable that the display device has a structured circuit. Other than the above, a display device including a circuit including one of N-channel and P-channel transistors may be used, or a display device including a circuit including both transistors may be used.

さらに、第1層間絶縁膜16は、図6(A)、図6(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樹脂等のシロキサン材料、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。シロキサン材料は、Si−O−Si結合を含む材料に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。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、無機物と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。   Further, the first interlayer insulating film 16 may be a multilayer as shown in FIGS. 6A and 6C, or may be a single layer. Note that 16a is made of an inorganic substance such as silicon oxide or silicon nitride, and 16b is made of a siloxane material such as acrylic or siloxane resin, or a self-flattening substance such as silicon oxide that can be coated and formed. Further, 16c is made of a silicon nitride film containing argon (Ar). A siloxane material corresponds to a material including a Si—O—Si bond. Siloxane has a skeleton structure formed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O). As a substituent, an organic group containing at least hydrogen (for example, an alkyl group or an aromatic hydrocarbon) is used. A fluoro group may be used as a substituent. Alternatively, an organic group containing at least hydrogen and a fluoro group may be used as a substituent. In addition, there is no limitation in particular about the substance which comprises each layer, You may use things other than what was described here. Moreover, you may further combine the layer which consists of substances other than these. Thus, the 1st interlayer insulation film 16 may be formed using both an inorganic substance and an organic substance, or may be formed by any one of an inorganic film and an organic film.

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樹脂等のシロキサン材料、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。   The partition layer 18 preferably has a shape in which the radius of curvature continuously changes at the edge portion. The partition layer 18 is formed using a siloxane material such as acrylic or siloxane resin, a resist, silicon oxide, or the like. The partition wall layer 18 may be formed of any one of an inorganic film and an organic film, or may be formed using both.

なお、図6(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6(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6(B)に示す表示装置においては、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。   In FIGS. 6A and 6C, only the first interlayer insulating film 16 is provided between the transistor 11 and the light emitting element 12, but as shown in FIG. 6B, the first interlayer insulating film 16 is provided. In addition to the insulating film 16 (16a, 16b), the second interlayer insulating film 19 (19a, 19b) may be provided. In the display device shown in FIG. 6B, the first electrode 13 penetrates through the second interlayer insulating film 19 and is connected to the wiring 17.

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樹脂等のシロキサン材料、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、無機物と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。   Similar to the first interlayer insulating film 16, the second interlayer insulating film 19 may be a multilayer or a single layer. 19a is made of a self-flattening substance such as a siloxane material such as acrylic or siloxane resin, or silicon oxide that can be coated and formed. Further, 19b is made of a silicon nitride film containing argon (Ar). In addition, there is no limitation in particular about the substance which comprises each layer, You may use things other than what was described here. Moreover, you may further combine the layer which consists of substances other than these. As described above, the second interlayer insulating film 19 may be formed using both an inorganic material and an organic material, or may be formed of any one of an inorganic film and an organic film.

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6(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6(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6(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。   In the light-emitting element 12, when both the first electrode and the second electrode are formed using a light-transmitting substance, the first electrode and the second electrode are represented by the white arrows in FIG. Light emission can be extracted from both the electrode 13 side and the second electrode 14 side. In addition, in the case where only the second electrode 14 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted only from the second electrode 14 side as represented by a white arrow in FIG. 6B. be able to. In this case, it is preferable that the first electrode 13 is made of a material having a high reflectivity, or a film (reflective film) made of a material having a high reflectivity is provided below the first electrode 13. In addition, in the case where only the first electrode 13 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted only from the first electrode 13 side as represented by a white arrow in FIG. be able to. In this case, it is preferable that the second electrode 14 is made of a highly reflective material, or a reflective film is provided above the second electrode 14.

第1の電極または第2の電極に透光性を有する物質で構成する場合には、第1電極または第2の電極の材料として、インジウム錫酸化物(ITO:Iindium Tin Oxide)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、珪素を含有したインジウム錫酸化物、ガリウムを添加した酸化亜鉛(GZO)等の透光性酸化物導電材料を用いることができる。   In the case where the first electrode or the second electrode is formed using a light-transmitting substance, indium tin oxide (ITO), zinc oxide (ITO) is used as the material for the first electrode or the second electrode. A light-transmitting oxide conductive material such as ZnO), indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide containing silicon, or zinc oxide (GZO) to which gallium is added can be used.

一方、第1の電極または第2の電極に反射率の高い材料で構成する場合には、第1の電極または第2の電極の材料として、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)、炭素(C)、アルミニウム(Al)、マンガン(Mn)、チタン(Ti)等から選ばれた一種の元素または当該元素を複数含む合金からなる単層または積層構造を用いることができる。また、他にも、例えば、AlとTiとCを含んだ合金、AlとNi、AlとCを含んだ合金、AlとNiとCを含んだ合金またはAlとMoを含んだ合金等を用いることができる。AlまたはAl合金を電極として用いた場合、高い反射率を得ることができる。また、反射膜を形成する場合も同様の材料を用いて形成することができる。   On the other hand, when the first electrode or the second electrode is made of a material having high reflectivity, the material of the first electrode or the second electrode is gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni ), Tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), carbon (C), aluminum (Al), manganese (Mn ), A kind of element selected from titanium (Ti) or the like, or a single layer or a laminated structure made of an alloy containing a plurality of such elements can be used. In addition, for example, an alloy containing Al, Ti and C, an alloy containing Al and Ni, an alloy containing Al and C, an alloy containing Al, Ni and C, or an alloy containing Al and Mo are used. be able to. When Al or Al alloy is used as an electrode, a high reflectance can be obtained. Further, when a reflective film is formed, it can be formed using the same material.

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。   In addition, the light emitting element 12 may be one in which the layer 15 is stacked so as to operate when a voltage is applied so that the potential of the second electrode 14 is higher than the potential of the first electrode 13. Alternatively, the layer 15 may be stacked so as to operate when a voltage is applied so that the potential of the second electrode 14 is lower than the potential of the first electrode 13. In the former case, the transistor 11 is an N-channel transistor, and in the latter case, the transistor 11 is a P-channel transistor.

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表示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表示装置であってもよい。パッシブ型の表示装置においても、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。   As described above, in this embodiment mode, an active display device in which driving of a light-emitting element is controlled by a transistor has been described. In addition to this, a light-emitting element is driven without particularly providing a driving element such as a transistor. A passive display device may be used. A passive display device can also be driven with low power consumption by including the light-emitting element of the present invention that operates at a low driving voltage.

なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態6)
本実施の形態では、表示機能を有する表示装置の回路構成について図7〜9を用いて説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment mode, a circuit configuration of a display device having a display function will be described with reference to FIGS.

図7は上記実施の形態で示した発光素子を適用した表示装置を上面からみた模式図である。図7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(flexible printed circuit)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。   FIG. 7 is a schematic view of a display device to which the light-emitting element described in the above embodiment is applied as viewed from above. In FIG. 7, a pixel portion 6511, a source signal line driver circuit 6512, a writing gate signal line driver circuit 6513, and an erasing gate signal line driver circuit 6514 are provided over a substrate 6500. The source signal line driver circuit 6512, the writing gate signal line driver circuit 6513, and the erasing gate signal line driver circuit 6514 each have an FPC (flexible printed circuit) 6503 that is an external input terminal through a wiring group. Connected. The source signal line driver circuit 6512, the writing gate signal line driver circuit 6513, and the erasing gate signal line driver circuit 6514 receive a video signal, a clock signal, a start signal, a reset signal, and the like from the FPC 6503, respectively. . A printed wiring board (PWB) 6504 is attached to the FPC 6503. Note that the driver circuit portion is not necessarily provided over the same substrate as the pixel portion 6511 as described above. For example, an IC chip mounted on an FPC on which a wiring pattern is formed (TCP) or the like is used. It may be used and provided outside the substrate.

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。   In the pixel portion 6511, a plurality of source signal lines extending in the column direction are arranged side by side in the row direction. In addition, current supply lines are arranged side by side in the row direction. In the pixel portion 6511, a plurality of gate signal lines extending in the row direction are arranged side by side in the column direction. In the pixel portion 6511, a plurality of sets of circuits including light-emitting elements are arranged.

図8は、一画素を動作するための回路を表した図である。図8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。   FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit for operating one pixel. The circuit illustrated in FIG. 8 includes a first transistor 901, a second transistor 902, and a light-emitting element 903.

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。   Each of the first transistor 901 and the second transistor 902 is a three-terminal element including a gate electrode, a drain region, and a source region, and has a channel region between the drain region and the source region. Here, since the source region and the drain region vary depending on the structure and operating conditions of the transistor, it is difficult to limit which is the source region or the drain region. Therefore, in this embodiment, regions functioning as a source or a drain are referred to as a first electrode and a second electrode, respectively.

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。   The gate signal line 911 and the writing gate signal line driving circuit 913 are provided so as to be electrically connected or disconnected by a switch 918. The gate signal line 911 and the erasing gate signal line driver circuit 914 are provided so as to be electrically connected or disconnected by a switch 919. The source signal line 912 is provided so as to be electrically connected to either the source signal line driver circuit 915 or the power source 916 by the switch 920. The gate of the first transistor 901 is electrically connected to the gate signal line 911. The first electrode of the first transistor is electrically connected to the source signal line 912, and the second electrode is electrically connected to the gate electrode of the second transistor 902. The first electrode of the second transistor 902 is electrically connected to the current supply line 917, and the second electrode is electrically connected to one electrode included in the light-emitting element 903. Note that the switch 918 may be included in the write gate signal line driver circuit 913. The switch 919 may also be included in the erase gate signal line driver circuit 914. Further, the switch 920 may also be included in the source signal line driver circuit 915.

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9の上面図に表すように配置することができる。図9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。   There is no particular limitation on the arrangement of transistors, light-emitting elements, and the like in the pixel portion. For example, they can be arranged as shown in the top view of FIG. In FIG. 9, the first electrode of the first transistor 1001 is connected to the source signal line 1004, and the second electrode is connected to the gate electrode of the second transistor 1002. The first electrode of the second transistor is connected to the current supply line 1005, and the second electrode is connected to the electrode 1006 of the light emitting element. Part of the gate signal line 1003 functions as a gate electrode of the first transistor 1001.

上記実施の形態で示した発光素子は、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、画素部に適用することで、消費電力の増加の少ない表示装置を得ることができる。また、上記実施の形態で示した発光素子は駆動電圧の上昇を抑えたまま厚膜化が可能であり、電極間の短絡を防ぐことが容易なため、上記実施の形態で示した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表示装置を得ることができる。   Since the light-emitting element described in the above embodiment is a highly reliable element with little increase in driving voltage associated with accumulation of light emission time, a display device with little increase in power consumption can be obtained by applying it to the pixel portion. Obtainable. Further, the light-emitting element described in the above embodiment can be thickened while suppressing an increase in driving voltage, and it is easy to prevent a short circuit between the electrodes. By applying to the pixel portion, a display device that can display a good image with few defects due to a short circuit can be obtained.

なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

(実施の形態7)
上記実施の形態で示した発光素子を用いて形成された表示装置として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、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、携帯電話機、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DVD(digital versatile disc)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それら表示装置の具体例を図10に示す。
(Embodiment 7)
As a display device formed using the light-emitting element described in the above embodiment mode, a video camera, a digital camera, a goggle-type display (head-mounted display), a navigation system, an acoustic playback device (car audio, audio component, etc.), a computer , A game device, a portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.), and an image playback device (specifically, a DVD (digital versatile disc)) provided with a recording medium. And a device provided with a display capable of displaying the image). Specific examples of these display devices are shown in FIG.

図10(A)はテレビ受像機であり、筐体2001、支持台2002、表示部2003、スピーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2003に用いることによって、テレビ受像機を作製することができる。本発明の発光素子を表示部2003に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。   FIG. 10A illustrates a television receiver which includes a housing 2001, a support base 2002, a display portion 2003, a speaker portion 2004, a video input terminal 2005, and the like. By using the light-emitting element described in any of the above embodiments for the display portion 2003, a television receiver can be manufactured. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2003, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage.

図10(B)はデジタルカメラであり、本体2101、表示部2102、受像部2103、操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッター2106等を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2102に用いることによって、デジタルカメラを作製することができる。本発明の発光素子を表示部2102に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリーの寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10B illustrates a digital camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an image receiving portion 2103, operation keys 2104, an external connection port 2105, a shutter 2106, and the like. By using the light-emitting element described in the above embodiment for the display portion 2102, a digital camera can be manufactured. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2102, a clear image with few defects can be displayed. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery can be extended.

図10(C)はコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2203に用いることによって、コンピュータを作製することができる。本発明の発光素子を表示部2203に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリーの寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10C illustrates a computer, which includes a main body 2201, a housing 2202, a display portion 2203, a keyboard 2204, an external connection port 2205, a pointing mouse 2206, and the like. By using the light-emitting element described in any of the above embodiments for the display portion 2203, a computer can be manufactured. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2203, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery can be extended.

図10(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2302に用いることによって、モバイルコンピュータを作製することができる。本発明の発光素子を表示部2302に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリーの寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10D illustrates a mobile computer, which includes a main body 2301, a display portion 2302, a switch 2303, operation keys 2304, an infrared port 2305, and the like. By using the light-emitting element described in the above embodiment for the display portion 2302, a mobile computer can be manufactured. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2302, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery can be extended.

図10(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(DVD再生装置など)であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示する。上記実施の形態に示した発光素子を表示部A2403や表示部B2404に用いることによって、画像再生装置を作製することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置にはゲーム機器なども含まれる。本発明の発光素子を表示部A2403や表示部B2404に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリーの寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10E illustrates a portable image reproducing device (such as a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 2401, a housing 2402, a display portion A2403, a display portion B2404, and a recording medium (DVD or the like) reading portion 2405. Operation key 2406, speaker unit 2407, and the like. A display portion A2403 mainly displays image information, and a display portion B2404 mainly displays character information. By using the light-emitting element described in the above embodiment for the display portion A 2403 and the display portion B 2404, an image reproducing device can be manufactured. Note that the image reproducing device provided with the recording medium includes a game machine and the like. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion A 2403 and the display portion B 2404, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery can be extended.

図10(F)はゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体2501、表示部2502、アーム部2503を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2502に用いることによって、ゴーグル型ディスプレイを作製することができる。本発明の発光素子を表示部2502に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリーの寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10F illustrates a goggle type display (head mounted display), which includes a main body 2501, a display portion 2502, and an arm portion 2503. By using the light-emitting element described in any of the above embodiments for the display portion 2502, a goggle-type display can be manufactured. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2502, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery can be extended.

図10(G)はビデオカメラであり、本体2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポート2604、リモコン受信部2605、受像部2606、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キー2609、接眼部2610等を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2602に用いることによって、ビデオカメラを作製することができる。本発明の発光素子を表示部2602に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリー2607の寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10G illustrates a video camera, which includes a main body 2601, a display portion 2602, a housing 2603, an external connection port 2604, a remote control receiving portion 2605, an image receiving portion 2606, a battery 2607, an audio input portion 2608, operation keys 2609, and an eyepiece. Part 2610 and the like. A video camera can be manufactured using the light-emitting element described in the above embodiment for the display portion 2602. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2602, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery 2607 can be extended.

図10(H)は携帯電話機であり、本体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。上記実施の形態に示した発光素子を表示部2703に用いることによって、携帯電話機を作製することができる。本発明の発光素子を表示部2703に用いることによって、欠陥の少ない鮮明な画像を低駆動電圧で表示することができる。また、低駆動電圧で表示することができるため、バッテリーの寿命を延ばすことが可能となる。   FIG. 10H illustrates a mobile phone, which includes a main body 2701, a housing 2702, a display portion 2703, an audio input portion 2704, an audio output portion 2705, operation keys 2706, an external connection port 2707, an antenna 2708, and the like. By using the light-emitting element described in the above embodiment for the display portion 2703, a cellular phone can be manufactured. By using the light-emitting element of the present invention for the display portion 2703, a clear image with few defects can be displayed with a low driving voltage. In addition, since the display can be performed with a low driving voltage, the life of the battery can be extended.

なお、上述した電子機器の他に、フロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。   In addition to the electronic devices described above, it can be used for a front-type or rear-type projector.

以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の表示装置に用いることが可能である。なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide and can be used for display devices in various fields. Note that this embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.

本実施例では、上記実施の形態で示した素子構造の特性について以下に説明する。   In this example, characteristics of the element structure described in the above embodiment mode will be described below.

本実施例では、基板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1の電極を形成した。次に、第1の電極上に、モリブデン(VI)酸化物とNPBとを共蒸着法によって成膜し、モリブデン酸化物(MoOx)とNPBとを含む第1の層を形成した。ここで、第1の層は、モリブデン酸化物とNPBとの質量比が1:4となるように調節し、膜厚が50nmとなるように形成した。なお、共蒸着とは、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。次に、第1の層上に、NPBを真空蒸着法によって成膜し、膜厚が10nmとなるようにNPBを含む第2の層を形成した。次に、第2の層上にトリス(8−キノリノラート)アルミニウム(略称:Alq3)とクマリン6とを、共蒸着法によって成膜し、Alq3とクマリン6とを含む第3の層を形成した。ここで、Alq3とクマリン6との質量比は1対0.005となるように調節した。これによって、クマリン6はAlq3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。次に、次に第3の層上に、Alq3を真空蒸着法によって成膜し、膜厚が20nmとなるようにAlq3を含む第4の層を形成した。次に、第4の層上に、Alq3とLi2O(リチウム酸化物)とを共蒸着法によって成膜し、Alq3とLi2Oとを含む第5の層を形成した。ここで、第5の層は、Alq3とLi2Oとの質量比が1:0.01(素子構造1)または1:0.05(素子構造2)となるように調節し、膜厚がどちらも10nmとなるように形成した。次に、第5の層上に、アルミニウムを真空蒸着法によって成膜し、膜厚が200nmとなるように第2の電極を形成した。 In this example, indium tin oxide containing silicon was formed over a substrate by a sputtering method, thereby forming a first electrode. Next, molybdenum (VI) oxide and NPB were formed over the first electrode by a co-evaporation method, so that a first layer containing molybdenum oxide (MoOx) and NPB was formed. Here, the first layer was formed so that the mass ratio of molybdenum oxide and NPB was 1: 4, and the film thickness was 50 nm. Note that co-evaporation is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources. Next, NPB was formed over the first layer by a vacuum evaporation method, and a second layer containing NPB was formed so as to have a thickness of 10 nm. Next, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ) and coumarin 6 are formed on the second layer by a co-evaporation method to form a third layer containing Alq 3 and coumarin 6. did. Here, the mass ratio of Alq 3 and coumarin 6 was adjusted to 1 to 0.005. As a result, the coumarin 6 is dispersed in Alq 3 . The film thickness was set to 40 nm. Next, Alq 3 was deposited on the third layer by a vacuum evaporation method, and a fourth layer containing Alq 3 was formed so as to have a thickness of 20 nm. Next, on the fourth layer, Alq 3 and Li 2 O (lithium oxide) were formed by a co-evaporation method to form a fifth layer containing Alq 3 and Li 2 O. Here, the fifth layer is adjusted so that the mass ratio of Alq 3 and Li 2 O is 1: 0.01 (element structure 1) or 1: 0.05 (element structure 2). Both were formed to be 10 nm. Next, aluminum was formed over the fifth layer by a vacuum evaporation method, and a second electrode was formed so as to have a thickness of 200 nm.

以下に、上記素子構造1および素子構造2のそれぞれの素子構造の特性を図13に示す。なお、図13(A)は電流密度−輝度特性を示しており、図13(B)は電圧−輝度特性を示しており、図13(C)は輝度−電流効率特性を示している。   The characteristics of the element structures of the element structure 1 and the element structure 2 are shown in FIG. 13A shows current density-luminance characteristics, FIG. 13B shows voltage-luminance characteristics, and FIG. 13C shows luminance-current efficiency characteristics.

素子構造1については、4.6Vの電圧を印加すると、11.1mA/cm2の電流密度で電流が流れ、960cd/m2の輝度で発光した。このときの電流効率は、8.7cd/Aであった。また、素子構造2については、4.6Vの電圧を印加すると、12.3mA/cm2の電流密度で電流が流れ、1100cd/m2の輝度で発光した。このときの電流効率は、8.9cd/Aであった。このように、本発明を実施することによって、低い電圧で高輝度が得られることがわかった。 Regarding the element structure 1, when a voltage of 4.6 V was applied, a current flowed at a current density of 11.1 mA / cm 2 , and light was emitted with a luminance of 960 cd / m 2 . The current efficiency at this time was 8.7 cd / A. As for the element structure 2, when a voltage of 4.6 V was applied, a current flowed at a current density of 12.3 mA / cm 2 , and light was emitted with a luminance of 1100 cd / m 2 . The current efficiency at this time was 8.9 cd / A. Thus, it was found that high luminance can be obtained at a low voltage by implementing the present invention.

本実施例では、上記実施の形態で示した、酸化物半導体または金属酸化物と正孔輸送性の高い物質とを含む層において、酸化物半導体または金属酸化物の濃度を変化させた場合の素子の特性ついて以下に説明する。   In this example, the element in the case where the concentration of the oxide semiconductor or metal oxide in the layer including the oxide semiconductor or metal oxide and the substance having a high hole-transport property described in the above embodiment is changed is used. The characteristics will be described below.

本実施例では、酸化物半導体または金属酸化物としてモリブデン酸化物(MoOx)を用い、正孔輸送性の高い物質としてDNTPDまたはα−NPDの2つの物質を用いた。そして、それぞれ素子構造3および素子構造4からなる2つの素子構造を作製し、それぞれの素子構造に関してモリブデン酸化物の濃度を変化させた場合の素子の特性を考察した。   In this example, molybdenum oxide (MoOx) was used as an oxide semiconductor or metal oxide, and two substances of DNTPD or α-NPD were used as substances having a high hole transporting property. Then, two element structures each including an element structure 3 and an element structure 4 were produced, and the characteristics of the element when the concentration of molybdenum oxide was changed for each element structure were considered.

はじめに、素子構造3の作製方法に関して以下に説明する。   First, a manufacturing method of the element structure 3 will be described below.

まず、基板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1の電極を形成した。次に、第1の電極上に、モリブデン酸化物とDNTPDとルブレンを、共蒸着法によって成膜し、モリブデン酸化物とDNTPDとルブレンとを含む第1層を形成した。ここで、膜厚は120nm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、第1の層上に、α−NPBを、真空蒸着法によって成膜し、α−NPBを含む第2の層を形成した。ここで、膜厚は10nmとなるようにした。次に第2の層の上に、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(略称:Alq3)とクマリン6とを、共蒸着法によって成膜し、Alq3とクマリン6とを含む第3の層を形成した。ここで、Alq3とクマリン6との質量比は1対0.005となるように調節した。これによって、クマリン6はAlq3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。次に第3の層上に、Alq3を、真空蒸着法によって成膜し、Alq3を含む第4の層を形成した。ここで、膜厚は40nmとなるようにした。次に第4の層上に、LiFを、真空蒸着法によって成膜し、LiFを含む第5の層を形成した。ここで、膜厚は1nmとなるようにした。次に第5の層上に、アルミニウムを、真空蒸着法によって成膜し、第2の電極を形成した。膜厚は、200nmとなるようにした。上記の構成から成る構造を素子構造3とする。 First, indium tin oxide containing silicon was formed over a substrate by a sputtering method to form a first electrode. Next, a molybdenum oxide, DNTPD, and rubrene were formed over the first electrode by a co-evaporation method to form a first layer containing molybdenum oxide, DNTPD, and rubrene. Here, the film thickness was set to 120 nm. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources. Next, α-NPB was formed over the first layer by a vacuum evaporation method, and a second layer containing α-NPB was formed. Here, the film thickness was set to 10 nm. Next, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ) and coumarin 6 are formed over the second layer by a co-evaporation method, and a third layer containing Alq 3 and coumarin 6 is formed. Formed. Here, the mass ratio of Alq 3 and coumarin 6 was adjusted to 1 to 0.005. As a result, the coumarin 6 is dispersed in Alq 3 . The film thickness was set to 40 nm. Next, Alq 3 was formed over the third layer by a vacuum evaporation method, and a fourth layer containing Alq 3 was formed. Here, the film thickness was set to 40 nm. Next, on the fourth layer, LiF was deposited by a vacuum deposition method to form a fifth layer containing LiF. Here, the film thickness was set to 1 nm. Next, on the fifth layer, aluminum was deposited by a vacuum evaporation method to form a second electrode. The film thickness was set to 200 nm. The structure having the above configuration is referred to as an element structure 3.

次に、素子構造4の作製方法に関して以下に説明する。   Next, a manufacturing method of the element structure 4 will be described below.

まず、基板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1の電極を形成した。次に、第1の電極上に、モリブデン酸化物とα−NPDとルブレンを、共蒸着法によって成膜し、モリブデン酸化物とα−NPDとルブレンとを含む第1層を形成した。ここで、膜厚は120nm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、第1の層上に、α−NPBを、真空蒸着法によって成膜し、α−NPBを含む第2の層を形成した。ここで、膜厚は10nmとなるようにした。次に第2の層の上に、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(略称:Alq3)とクマリン6とを、共蒸着法によって成膜し、Alq3とクマリン6とを含む第3の層を形成した。ここで、Alq3とクマリン6との質量比は1対0.0025となるように調節した。これによって、クマリン6はAlq3の中に分散された状態となる。また、膜厚は37nmとなるようにした。次に第3の層上に、Alq3を、真空蒸着法によって成膜し、Alq3を含む第4の層を形成した。ここで、膜厚は37nmとなるようにした。次に第4の層上に、CaF2を、真空蒸着法によって成膜し、CaF2を含む第5の層を形成した。ここで、膜厚は1nmとなるようにした。次に第5の層上に、アルミニウムを、真空蒸着法によって成膜し、第2の電極を形成した。膜厚は、200nmとなるようにした。上記の構成から成る構造を素子構造4とする。 First, indium tin oxide containing silicon was formed over a substrate by a sputtering method to form a first electrode. Next, molybdenum oxide, α-NPD, and rubrene were formed over the first electrode by a co-evaporation method, so that a first layer containing molybdenum oxide, α-NPD, and rubrene was formed. Here, the film thickness was set to 120 nm. Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources. Next, α-NPB was formed over the first layer by a vacuum evaporation method, and a second layer containing α-NPB was formed. Here, the film thickness was set to 10 nm. Next, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ) and coumarin 6 are formed over the second layer by a co-evaporation method, and a third layer containing Alq 3 and coumarin 6 is formed. Formed. Here, the mass ratio of Alq 3 and coumarin 6 was adjusted to 1 to 0.0025. As a result, the coumarin 6 is dispersed in Alq 3 . The film thickness was 37 nm. Next, Alq 3 was formed over the third layer by a vacuum evaporation method, and a fourth layer containing Alq 3 was formed. Here, the film thickness was set to 37 nm. Next, CaF 2 was deposited on the fourth layer by a vacuum deposition method to form a fifth layer containing CaF 2 . Here, the film thickness was set to 1 nm. Next, on the fifth layer, aluminum was deposited by a vacuum evaporation method to form a second electrode. The film thickness was set to 200 nm. The structure having the above configuration is referred to as an element structure 4.

上記素子構造3および素子構造4の発光素子の輝度1000cd/m2時における、モリブデン酸化物濃度−駆動電圧特性を図11に、モリブデン酸化物濃度−電流効率特性を図12にそれぞれ示す。なお、図11において、横軸はモリブデン酸化物濃度(wt%)、縦軸は輝度1000cd/m2時の駆動電圧(V)を表す。また、図12において、横軸はモリブデン酸化物濃度(wt%)、縦軸は輝度1000cd/m2時の電流効率(cd/A)を表す。図11、12において、●印は素子構造3の発光素子(発光素子1)、▲印は素子構造4の発光素子(発光素子2)の特性を表す。 FIG. 11 shows the molybdenum oxide concentration-driving voltage characteristics and FIG. 12 shows the molybdenum oxide concentration-current efficiency characteristics when the luminance of the light-emitting elements of the element structures 3 and 4 is 1000 cd / m 2 . In FIG. 11, the horizontal axis represents the molybdenum oxide concentration (wt%), and the vertical axis represents the driving voltage (V) at a luminance of 1000 cd / m 2 . In FIG. 12, the horizontal axis represents molybdenum oxide concentration (wt%), and the vertical axis represents current efficiency (cd / A) at a luminance of 1000 cd / m 2 . In FIGS. 11 and 12, the mark ● represents the characteristics of the light emitting element (light emitting element 1) of the element structure 3, and the mark ▲ represents the characteristics of the light emitting element (light emitting element 2) of the element structure 4.

図11より、発光素子1および発光素子2の輝度1000cd/m2時における駆動電圧は、MoOx濃度が10〜30wt%で急激に低下し、その後は一定の電圧となっている。一方、図12より、発光素子1および発光素子2の輝度1000cd/m2時における電流効率はMoOx濃度が高くなるにつれて減少している。このため、本実施の形態で示した素子構造3および素子構造4を用いる場合には、第1の層に含まれるMoOxの濃度を、好ましくは5〜50wt%、より好ましくは15〜40wt%になるように調整して素子構造を形成すればよい。 From FIG. 11, the driving voltage of the light-emitting element 1 and the light-emitting element 2 at a luminance of 1000 cd / m 2 rapidly decreases when the MoOx concentration is 10 to 30 wt%, and thereafter becomes a constant voltage. On the other hand, as shown in FIG. 12, the current efficiency of the light emitting element 1 and the light emitting element 2 at a luminance of 1000 cd / m 2 decreases as the MoOx concentration increases. For this reason, when using the element structure 3 and the element structure 4 shown in this embodiment, the concentration of MoOx contained in the first layer is preferably 5 to 50 wt%, more preferably 15 to 40 wt%. The element structure may be formed so as to be adjusted.

なお、本実施例は上記実施の形態と自由に組み合わせて行うことができる。   Note that this embodiment can be freely combined with the above embodiment mode.

本発明の発光素子の構成を示す図。FIG. 6 illustrates a structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の構成を示す図。FIG. 6 illustrates a structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の構成を示す図。FIG. 6 illustrates a structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の構成を示す図。FIG. 6 illustrates a structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の構成を示す図。FIG. 6 illustrates a structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を用いた表示装置の断面を示す図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a display device using the light-emitting element of the present invention. 本発明の表示装置のパネルの上面を示す図。The figure which shows the upper surface of the panel of the display apparatus of this invention. 本発明の表示装置における画素部の回路を示す図。FIG. 11 illustrates a circuit of a pixel portion in a display device of the present invention. 本発明の発光素子を用いた表示装置の画素部を示す図。FIG. 6 illustrates a pixel portion of a display device using a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を用いた表示装置を示す図。FIG. 14 illustrates a display device using a light-emitting element of the present invention. 発光素子のMoOx濃度−駆動電圧特性を示す図。FIG. 6 shows MoOx concentration-driving voltage characteristics of a light-emitting element. 発光素子のMoOx濃度−電流効率特性を示す図。FIG. 6 shows MoOx concentration-current efficiency characteristics of a light-emitting element. 本発明の素子構造の特性を示す図。The figure which shows the characteristic of the element structure of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 基板
102 第1の電極
103 第1の層
104 第2の層
105 第3の層
106 第2の電極
205 第3の層
206 第4の層
207 第4の層
110 発光素子
210 発光素子
310 発光素子
208a 第4の層
208b 第5の層
208c 第5の層
101 Substrate 102 1st electrode 103 1st layer 104 2nd layer 105 3rd layer 106 2nd electrode 205 3rd layer 206 4th layer 207 4th layer 110 Light emitting element 210 Light emitting element 310 Light emission Element 208a Fourth layer 208b Fifth layer 208c Fifth layer

Claims (15)

対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層とを有し、
前記第1の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、
前記第2の層は、発光物質を含み、
前記第3の層は、金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、
前記第4の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。
A first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode provided to face each other; ,
The first layer includes a than metallic oxide and an electron is high transportability of holes substance,
The second layer includes a luminescent material;
It said third layer includes a higher than metallic oxide and a hole electron transporting material,
The fourth layer, the light emitting device characterized by than metallic oxide and an electron-transporting property of holes and a high mass.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層とを有し、
前記第1の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、
前記第2の層は、発光物質を含み、
前記第3の層は、金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、
前記第4の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。
A first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode provided to face each other; ,
The first layer includes a than metallic oxide and an electron is high transportability of holes substance,
The second layer includes a luminescent material;
It said third layer comprises a material which can donate electrons to higher material electron transporting property than the the electron transport substance having a high hole than metallic oxide and the hole,
The fourth layer, the light emitting device characterized by than metallic oxide and an electron-transporting property of holes and a high mass.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層とを有し、A first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode provided to face each other; ,
前記第1の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、The first layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher hole-transport property than electrons,
前記第2の層は、発光物質を含み、The second layer includes a luminescent material;
前記第3の層は、酸化物半導体と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、The third layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher electron transporting property than holes,
前記第4の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。The light emitting element is characterized in that the fourth layer contains an oxide semiconductor and a substance having a property of transporting more holes than electrons.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層とを有し、A first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode provided to face each other; ,
前記第1の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、The first layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher hole-transport property than electrons,
前記第2の層は、発光物質を含み、The second layer includes a luminescent material;
前記第3の層は、酸化物半導体と正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、The third layer includes an oxide semiconductor, a substance having a higher electron transportability than holes, and a substance capable of donating electrons to a substance having a higher electron transportability than holes.
前記第4の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。The light emitting element is characterized in that the fourth layer contains an oxide semiconductor and a substance having a property of transporting more holes than electrons.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層と、第5の層とを有し、
前記第1の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、
前記第2の層は、発光物質を含み、
前記第3の層は、金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、
前記第4の層は、金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、
前記第5の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。
A first layer, a second layer, a third layer, a fourth layer, and a fifth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other. And having a layer of
The first layer includes a than metallic oxide and an electron is high transportability of holes substance,
The second layer includes a luminescent material;
It said third layer includes a higher than metallic oxide and a hole electron transporting material,
It said fourth layer comprises a material which can donate electrons to higher material electron transporting property than the the electron transport substance having a high hole than metallic oxide and the hole,
The fifth layer, the light emitting device characterized by than metallic oxide and an electron-transporting property of holes and a high mass.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層と、第5の層とを有し、
前記第1の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、
前記第2の層は、発光物質を含み、
前記第3の層は、金属酸化物と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、
前記第4の層は、正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、
前記第5の層は、金属酸化物と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。
A first layer, a second layer, a third layer, a fourth layer, and a fifth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other. And having a layer of
The first layer includes a than metallic oxide and an electron is high transportability of holes substance,
The second layer includes a luminescent material;
It said third layer includes a higher than metallic oxide and a hole electron transporting material,
The fourth layer includes a substance having a higher electron-transport property than holes and a substance capable of donating electrons to a substance having a higher electron-transport property than holes.
The fifth layer, the light emitting device characterized by than metallic oxide and an electron-transporting property of holes and a high mass.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層と、第5の層とを有し、A first layer, a second layer, a third layer, a fourth layer, and a fifth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other. And having a layer of
前記第1の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、The first layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher hole-transport property than electrons,
前記第2の層は、発光物質を含み、The second layer includes a luminescent material;
前記第3の層は、酸化物半導体と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、The third layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher electron transporting property than holes,
前記第4の層は、酸化物半導体と正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、The fourth layer includes an oxide semiconductor, a substance having a higher electron transportability than holes, and a substance capable of donating electrons to a substance having a higher electron transportability than holes.
前記第5の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子。The fifth layer includes an oxide semiconductor and a substance having a hole-transport property higher than that of electrons.
対向するように設けられた第1の電極と第2の電極との間に順に積層された第1の層と、第2の層と、第3の層と、第4の層と、第5の層とを有し、
前記第1の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含み、
前記第2の層は、発光物質を含み、
前記第3の層は、酸化物半導体と正孔よりも電子の輸送性の高い物質とを含み、
前記第4の層は、正孔よりも電子の輸送性の高い物質と前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質とを含み、
前記第5の層は、酸化物半導体と電子よりも正孔の輸送性が高い物質とを含んでいることを特徴とする発光素子
A first layer, a second layer, a third layer, a fourth layer, and a fifth layer, which are sequentially stacked between a first electrode and a second electrode that are provided to face each other. And having a layer of
The first layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher hole-transport property than electrons,
The second layer includes a luminescent material;
The third layer includes an oxide semiconductor and a substance having a higher electron transporting property than holes,
The fourth layer includes a substance having a higher electron-transport property than holes and a substance capable of donating electrons to a substance having a higher electron-transport property than holes.
The fifth layer includes an oxide semiconductor and a substance having a hole-transport property higher than that of electrons .
請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
前記第1の層と前記第4の層は、同じ材料で形成されていることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
The light emitting element, wherein the first layer and the fourth layer are formed of the same material.
請求項5乃至請求項8のいずれか一において、
前記第1の層と前記第5の層は、同じ材料で形成されていることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 5 thru | or 8 ,
The light emitting element, wherein the first layer and the fifth layer are formed of the same material.
請求項2、請求項乃至請求項のいずれか一において、
前記正孔よりも電子の輸送性の高い物質に電子を供与することができる物質は、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、エルビウム、イッテルビウム、これらの酸化物またはハロゲン化物のいずれかであることを特徴とする発光素子。
In any one of Claim 2, Claim 4 thru | or Claim 8 ,
The substance capable of donating an electron to a substance having a higher electron transporting property than the hole is lithium, cesium, magnesium, calcium, strontium, erbium, ytterbium, an oxide or a halide thereof. A light emitting device characterized by the above.
請求項1乃至請求項2、請求項5乃至請求項6のいずれか一において、
記金属酸化物は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、コバルト酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、インジウム酸化物、亜鉛酸化物、リチウム酸化物、ナトリウム酸化物のいずれかであることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 to 2 and Claims 5 to 6 ,
Before Kikin genus oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, cobalt oxide, nickel oxide, copper oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, sodium oxide A light-emitting element which is any one of the objects.
請求項3乃至請求項4、請求項7乃至請求項8のいずれか一において、In any one of Claims 3 to 4 and Claims 7 to 8,
前記酸化物半導体は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、コバルト酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、インジウム酸化物、亜鉛酸化物、リチウム酸化物、ナトリウム酸化物のいずれかであることを特徴とする発光素子。The oxide semiconductor includes molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, cobalt oxide, nickel oxide, copper oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, and sodium oxide. One of the light-emitting elements.
請求項乃至請求項13のいずれか一において、
前記第1の層は、モリブデン酸化物と、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニルとを有していることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 13 ,
The light-emitting element, wherein the first layer includes molybdenum oxide and 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl.
請求項1乃至請求項14のいずれか一に記載の発光素子を画素部に含むことを特徴とする表示装置。 Display apparatus comprising the light-emitting device according to the pixel unit in any one of claims 1 to 14.
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