JP4993939B2 - Light emitting element and light emitting device - Google Patents

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は、エレクトロルミネッセンスを利用する発光素子およびそれを備えた発光装置に関する。   The present invention relates to a light-emitting element using electroluminescence and a light-emitting device including the same.

近年、発光性の有機化合物を用いた発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア(電子および正孔)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。 In recent years, research and development of light-emitting elements using light-emitting organic compounds have been actively conducted. The basic structure of these light-emitting elements is such that a layer containing a light-emitting organic compound is sandwiched between a pair of electrodes. By applying a voltage to this element, electrons and holes are injected from the pair of electrodes to the layer containing a light-emitting organic compound, and current flows. Then, these carriers (electrons and holes) recombine, whereby the light-emitting organic compound forms an excited state, and emits light when the excited state returns to the ground state. Due to such a mechanism, such a light-emitting element is referred to as a current-excitation light-emitting element.

なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。 Note that the excited states formed by the organic compound can be singlet excited state or triplet excited state. Light emission from the singlet excited state is called fluorescence, and light emission from the triplet excited state is called phosphorescence. ing.

このような発光素子は、例えば0.1μm程度の有機薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間は1μ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。これらの特性は、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。 Such a light-emitting element is formed of an organic thin film having a thickness of, for example, about 0.1 μm. In addition, since the time from the injection of the carrier to the light emission is about 1 μsec or less, one of the features is that the response speed is very fast. These characteristics are considered suitable for flat panel display elements.

また、これらの発光素子は膜状に形成されるため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やLEDに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。 In addition, since these light-emitting elements are formed in a film shape, planar light emission can be easily obtained by forming a large-area element. This is a feature that is difficult to obtain with a point light source typified by an incandescent bulb or LED, or a line light source typified by a fluorescent lamp, and therefore has a high utility value as a surface light source applicable to illumination or the like.

このように、発光性の有機化合物を用いた電流励起型の発光素子は、発光装置や照明等への応用が期待されているが、未だ課題も多い。その課題の一つとして、消費電力の低減が挙げられる。消費電力を低減するためには、発光素子の駆動電圧を低減することが重要である。そして、電流励起型の発光素子は流れる電流量によって発光強度が決まるため、駆動電圧を低減するためには、低い電圧で多くの電流を流すことが必要となってくる。   As described above, a current-excitation light-emitting element using a light-emitting organic compound is expected to be applied to a light-emitting device, illumination, and the like, but there are still many problems. One of the problems is reduction of power consumption. In order to reduce power consumption, it is important to reduce the driving voltage of the light emitting element. In the current excitation type light emitting element, since the light emission intensity is determined by the amount of flowing current, it is necessary to flow a large amount of current at a low voltage in order to reduce the driving voltage.

特許文献1によれば、陽極と接する部分の有機層に、有機層を構成する有機化合物を酸化しうる性質を有する電子受容性化合物をドーピングすることにより、発光素子の駆動電圧が低減できるとの報告がある。また、電子受容性ドーパントをドーピングした有機層は厚膜にしても素子の電圧上昇をもたらすことがないので、電極間の距離を通常よりも長く設定することができ、短絡の危険性を大幅に軽減する手段として有用であると記載されている。   According to Patent Document 1, the driving voltage of the light emitting device can be reduced by doping the organic layer in contact with the anode with an electron accepting compound having a property capable of oxidizing the organic compound constituting the organic layer. There is a report. In addition, since the organic layer doped with the electron-accepting dopant does not increase the voltage of the device even if it is thick, the distance between the electrodes can be set longer than usual, greatly increasing the risk of short circuit. It is described as being useful as a means of mitigation.

一方、光学的距離を調整することにより、発光素子の光の外部取り出し効率を向上させることが試みられている。特許文献2によれば、陽極の発光層側の界面に設けた電子受容性化合物をドーピングした有機化合層の層厚を変化させることにより、発光スペクトルを制御することが記載されている。   On the other hand, attempts have been made to improve the external light extraction efficiency of the light emitting element by adjusting the optical distance. According to Patent Document 2, it is described that the emission spectrum is controlled by changing the layer thickness of an organic compound layer doped with an electron-accepting compound provided at the interface of the anode on the light-emitting layer side.

特許文献1および特許文献2に記載されている電子受容性化合物をドーピングした有機化合物層は、共蒸着法により電子受容性化合物がドーピングされている、または、有機化合物と電子受容性化合物を溶液中で作用させて溶液を調整し塗布するため、有機化合物と電子受容性化合物とが均一に混合されており、電子受容性化合物をドーピングした有機化合物層の導電率は等方性である。   The organic compound layer doped with the electron-accepting compound described in Patent Document 1 and Patent Document 2 is doped with the electron-accepting compound by a co-evaporation method, or the organic compound and the electron-accepting compound are in solution. Thus, the organic compound and the electron-accepting compound are uniformly mixed, and the conductivity of the organic compound layer doped with the electron-accepting compound is isotropic.

よって、導電率などの電気的特性を制御するためには、層に含まれている有機化合物と電子受容性化合物との組成比を変化させる、または、層に含まれている化合物の種類を変化させる必要があった。   Therefore, in order to control electrical characteristics such as conductivity, the composition ratio between the organic compound and the electron-accepting compound contained in the layer is changed, or the type of the compound contained in the layer is changed. It was necessary to let them.

一方、層の組成比や層に含まれている化合物の種類を変化させると、電気的特性以外の特性、例えば光学的特性(屈折率など)が変化してしまう。光学的特性が変化してしまうと、発光スペクトルの変化による発光色の変化、発光の外部取り出し効率の変化が生じてしまう。よって、光学的特性を維持しつつ、電気的特性を変化させることは困難であった。   On the other hand, when the composition ratio of the layer or the type of compound contained in the layer is changed, characteristics other than electrical characteristics, such as optical characteristics (refractive index, etc.) change. If the optical characteristics change, a change in emission color due to a change in emission spectrum and a change in the efficiency of external extraction of emitted light occur. Therefore, it is difficult to change the electrical characteristics while maintaining the optical characteristics.

つまり、発光素子の設計は、電気的特性、光学的特性等の様々な特性を考慮して厳密に設計しなければならず、発光素子の作製はその設計通りに厳密に管理されなければならなかった。
特開平11−251067号公報 特開2001−244079号公報
In other words, the design of the light-emitting element must be strictly designed in consideration of various characteristics such as electrical characteristics and optical characteristics, and the production of the light-emitting element must be strictly managed as designed. It was.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-251067 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-244079

そこで本発明では、設計および作製に冗長性のある発光素子および発光装置を提供することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a light-emitting element and a light-emitting device that are redundant in design and production.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、複合材料を含む層を有する発光素子を作製することにより、課題が解決できることを見いだした。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the problem can be solved by manufacturing a light-emitting element having a layer containing a composite material.

よって、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、複合材料を含む層を有し、複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物とを含み、有機化合物と無機化合物との濃度比が周期的に変化していることを特徴とする発光素子である。   Therefore, one embodiment of the present invention includes a layer including a light-emitting substance between a pair of electrodes, the layer including a light-emitting substance includes a layer including a composite material, and the layer including a composite material includes an organic compound and an inorganic compound. And a concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound is periodically changed.

また、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、複合材料を含む層を有し、複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物とを含み、無機化合物の濃度が周期的に変化していることを特徴とする発光素子である。   Another embodiment of the present invention includes a layer including a light-emitting substance between a pair of electrodes, the layer including a light-emitting substance includes a layer including a composite material, and the layer including a composite material includes an organic compound and an inorganic compound. And the concentration of the inorganic compound is periodically changed.

上記構成において、無機化合物の濃度は、5wt%以上90wt%以下であることが好ましい。さらに好ましくは、10wt%以上80wt%以下であると好ましい。   In the above structure, the concentration of the inorganic compound is preferably 5 wt% or more and 90 wt% or less. More preferably, it is preferably 10 wt% or more and 80 wt% or less.

また、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、複合材料を含む層を有し、複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物とを含み、有機化合物の濃度が周期的に変化していることを特徴とする発光素子である。   Another embodiment of the present invention includes a layer including a light-emitting substance between a pair of electrodes, the layer including a light-emitting substance includes a layer including a composite material, and the layer including a composite material includes an organic compound and an inorganic compound. And the concentration of the organic compound is periodically changed.

上記構成において、有機化合物の濃度は、10wt%以上95wt%であることが好ましい。さらに好ましくは、20wt%以上90wt%以下であると好ましい。   In the above structure, the concentration of the organic compound is preferably 10 wt% or more and 95 wt%. More preferably, it is 20 wt% or more and 90 wt% or less.

また、上記構成において、周期的な変化の一周期は、0.5nm以上30nm以下であることが好ましい。特に、1nm以上10nm以下であることが好ましい。   In the above structure, one period of the periodic change is preferably 0.5 nm or more and 30 nm or less. In particular, the thickness is preferably 1 nm or more and 10 nm or less.

また、上記構成において、複合材料を含む層は、一対の電極のうち、一方の電極と接して設けられていることが好ましい。または、複合材料を含む層は、一対の電極と接するように二層設けられていてもよい。   In the above structure, the layer including the composite material is preferably provided in contact with one of the pair of electrodes. Alternatively, the layer including the composite material may be provided in two layers so as to be in contact with the pair of electrodes.

また、上記構成において、無機化合物は、遷移金属酸化物であることを特徴とする。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれか一種もしくは複数種を用いることができる。   In the above structure, the inorganic compound is a transition metal oxide. Specifically, any one or more of titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide can be used.

また、上記構成において、有機化合物は、正孔輸送性を有することを特徴とする。特にアリールアミン骨格を有する有機化合物又はカルバゾール骨格を有する有機化合物であることが好ましい。   In the above structure, the organic compound has a hole transporting property. In particular, an organic compound having an arylamine skeleton or an organic compound having a carbazole skeleton is preferable.

また、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、透過型電子顕微鏡を用いて観察した像では、平均原子量の大きい領域と平均原子量の小さい領域とが交互に積み重なっており、積み重なりの厚さが0.5nm以上30nm以下である層を有することを特徴とする発光素子である。   Another aspect of the present invention includes a layer containing a light-emitting substance between a pair of electrodes, and the layer containing the light-emitting substance has a large average atomic weight and an average atomic weight in an image observed using a transmission electron microscope. The light-emitting element has a layer in which small regions are alternately stacked and a thickness of the stack is not less than 0.5 nm and not more than 30 nm.

また、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、透過型電子顕微鏡を用いて観察した像では、平均原子量の大きい領域と平均原子量の小さい領域とが交互に積み重なっており、積み重なりの厚さが1nm以上10nm以下である層を有することを特徴とする発光素子である。   Another aspect of the present invention includes a layer containing a light-emitting substance between a pair of electrodes, and the layer containing the light-emitting substance has a large average atomic weight and an average atomic weight in an image observed using a transmission electron microscope. The light-emitting element has a layer in which small regions are alternately stacked and a thickness of the stack is not less than 1 nm and not more than 10 nm.

また、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、透過型電子顕微鏡を用いて観察した像では、色の濃い領域と色の淡い領域とが交互に積み重なっており、積み重なりの厚さが0.5nm以上30nm以下である層を有することを特徴とする発光素子である。   Another embodiment of the present invention includes a layer including a light-emitting substance between a pair of electrodes, and the layer including a light-emitting substance is a dark region and a light region in an image observed using a transmission electron microscope. And a layer having a stack thickness of 0.5 nm or more and 30 nm or less.

また、本発明の一は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、透過型電子顕微鏡を用いて観察した像では、色の濃い領域と色の淡い領域とが交互に積み重なっており、積み重なりの厚さが1nm以上10nm以下である層を有することを特徴とする発光素子である。   Another embodiment of the present invention includes a layer including a light-emitting substance between a pair of electrodes, and the layer including a light-emitting substance is a dark region and a light region in an image observed using a transmission electron microscope. And a layer having a stack thickness of 1 nm or more and 10 nm or less.

上記構成において、発光物質を含む層は、有機化合物と無機化合物とを含むことを特徴とする。   In the above structure, the layer containing a light-emitting substance contains an organic compound and an inorganic compound.

また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明細書中における発光装置とは、発光素子と、発光素子の発光を制御する制御手段とを有するものである。具体的には、画像表示装置、もしくは光源(照明装置を含む)を含む。また、発光装置にコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。   The present invention also includes a light emitting device having the above-described light emitting element. The light-emitting device in this specification includes a light-emitting element and a control unit that controls light emission of the light-emitting element. Specifically, an image display device or a light source (including a lighting device) is included. In addition, a module in which a connector such as an FPC (Flexible Printed Circuit) or TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting device, or a printed wiring board provided on the end of the TAB tape or TCP In addition, a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on a light emitting element by a COG (Chip On Glass) method is also included in the light emitting device.

本発明の発光素子は、複合材料を含む層の電気的特性、特に導電率を、組成比や化合物の種類を変えずに変化させることができる。そのため光学特性などの他の特性はあまり変化しない。よって、発光素子および発光装置の作製に冗長性を持たせることができる。   The light-emitting element of the present invention can change the electrical characteristics of a layer containing a composite material, in particular, conductivity without changing the composition ratio or the type of compound. Therefore, other characteristics such as optical characteristics do not change much. Therefore, redundancy can be provided in the manufacture of the light-emitting element and the light-emitting device.

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail 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.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の発光素子が有する複合材料を含む層について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a layer containing a composite material included in the light-emitting element of the present invention will be described.

複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物とを有しており、有機化合物と無機化合物との濃度比が周期的に変化している。有機化合物と無機化合物との濃度比が周期的に変化していることにより、積層方向(膜厚方向ともいう)の導電率を制御することが可能となる。本明細書において、積層方向とは、複合材料を含む層の両側に設けられた電極の一方の電極から他方の電極への方向をいう。   The layer including the composite material includes an organic compound and an inorganic compound, and the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound changes periodically. When the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound is periodically changed, the conductivity in the stacking direction (also referred to as the film thickness direction) can be controlled. In this specification, the stacking direction refers to a direction from one electrode to the other electrode of electrodes provided on both sides of a layer containing a composite material.

有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化の周期の長さを変化させることにより、所望の導電率の層を得ることができる。例えば、濃度比の周期的変化の一周期を短くすることにより積層方向(膜厚方向)に対しての導電率を高くすることができ、一周期を長くすることにより、積層方向に対しての導電率を低くすることができる。本明細書において、周期的な変化とは、積層方向において、濃度の極大値と極小値が交互に繰り返されるように、変化していることをいう。なお、その周期的な変化の繰り返される周期は、全くの同一である必要はないし、また、その周期的な変化の繰り返される振幅は、全くの同一である必要はない。   By changing the length of the periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound, a layer having a desired conductivity can be obtained. For example, the conductivity in the stacking direction (film thickness direction) can be increased by shortening one cycle of the periodic change in the concentration ratio, and by increasing the cycle, the conductivity in the stacking direction can be increased. The conductivity can be lowered. In this specification, the term “periodic change” refers to a change in the stacking direction such that the maximum value and the minimum value of the concentration are alternately repeated. It should be noted that the repeated period of the periodic change does not have to be exactly the same, and the repeated amplitude of the periodic change need not be exactly the same.

また、複合材料を含む層に含まれる有機化合物および無機化合物は絶縁体であることから、複合材料を含む層の面方向に対しては、概ね絶縁体としての導電率となる。よって、濃度比が周期的に変化している方向(積層方向、膜厚方向)に対しては所望の導電率を得ることができ、濃度比が周期的に変化していない方向(面方向)に対する導電率はある一定の値となるので、導電率に異方性が生じる。   In addition, since the organic compound and the inorganic compound included in the layer including the composite material are insulators, the conductivity as the insulator is generally obtained in the plane direction of the layer including the composite material. Therefore, a desired conductivity can be obtained in the direction in which the concentration ratio changes periodically (stacking direction, film thickness direction), and the direction in which the concentration ratio does not change periodically (plane direction). Since the conductivity with respect to becomes a certain value, anisotropy occurs in the conductivity.

複合材料を含む層に含まれる有機化合物としては、正孔輸送性に優れた材料であることが好ましい。特にアリールアミン骨格を有する有機材料であることが好ましく、例えば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)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、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)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’−ビス[N−(4−ビフェニリル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BBPB)、1,5−ビス(ジフェニルアミノ)ナフタレン(略称:DPAN)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物を用いることができる。または、カルバゾール骨格を有する有機材料を用いることが好ましく、例えば、N−(2−ナフチル)カルバゾール(略称:NCz)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、9,10−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]アントラセン(略称:BCPA)、3,5−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ビフェニル(略称:BCPBi)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)などの化合物を用いることができる。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。   The organic compound contained in the layer containing the composite material is preferably a material excellent in hole transportability. An organic material having an arylamine skeleton is particularly preferable. For example, 4,4′-bis (N- (4-N, N-di-m-tolylamino) phenyl) -N-phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD ), 4,4′-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: α-NPD), 4 , 4′-bis [N- (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DFLDPBi), 4,4′-bis [N- (4-biphenylyl) -N— Fe Ruamino] biphenyl (abbreviation: BBPB), 1,5-bis (diphenylamino) naphthalene (abbreviation: DPAN), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA) ), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA) (ie, benzene ring-nitrogen bond) Can be used. Alternatively, an organic material having a carbazole skeleton is preferably used. For example, N- (2-naphthyl) carbazole (abbreviation: NCz), 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 10-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] anthracene (abbreviation: BCPA), 3,5-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] biphenyl (abbreviation: BCPPi), 1,3,5-tris [ A compound such as 4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB) can be used. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used.

また、複合材料を含む層に含まれる無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましく、具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。特に、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、扱いやすく好ましい。   The inorganic compound contained in the layer containing the composite material is preferably a transition metal oxide, specifically, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide. , Tungsten oxide, manganese oxide, rhenium oxide, and the like. In particular, vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide are preferable because of their high electron-accepting properties. Among these, molybdenum oxide is particularly preferable because it is stable in the air and easy to handle.

なお、本発明の発光素子が有する複合材料を含む層は、蒸着法を用いて作製することができる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。   Note that the layer containing the composite material included in the light-emitting element of the present invention can be manufactured by an evaporation method. Molybdenum oxide is easy to evaporate in a vacuum and is preferable from the viewpoint of the manufacturing process.

本発明の発光素子が有する複合材料を含む層は、有機化合物と無機化合物との共蒸着法により作製することができる。有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させることにより、積層方向(膜厚方向)の導電率を制御することが可能である。   The layer containing the composite material included in the light-emitting element of the present invention can be manufactured by a co-evaporation method of an organic compound and an inorganic compound. By periodically changing the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound, the conductivity in the stacking direction (film thickness direction) can be controlled.

有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させる方法としては、基板、蒸発源、マスクを相対的に回転させることにより可能である。   As a method for periodically changing the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound, it is possible to relatively rotate the substrate, the evaporation source, and the mask.

例えば、有機化合物が入った蒸発源と無機化合物が入った蒸発源とを距離を離して固定し、基板を回転(基板を自転)させることにより、有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させることが可能である。一周期の長さは、蒸着速度と回転速度を制御することにより、変化させることが可能である。   For example, by fixing the evaporation source containing the organic compound and the evaporation source containing the inorganic compound at a distance and rotating the substrate (rotating the substrate), the concentration ratio of the organic compound and the inorganic compound is periodically changed. It is possible to change. The length of one cycle can be changed by controlling the deposition rate and the rotation rate.

この場合、基板の回転速度を遅くすると、有機化合物と無機化合物の濃度比の変化の一周期は長くなり、積層方向に対しての導電率は小さくなる。   In this case, when the rotation speed of the substrate is slowed, one cycle of the change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound becomes longer, and the conductivity in the stacking direction becomes smaller.

また、基板の回転速度を一定にし、蒸発源からの蒸着速度を大きくすることにより、有機化合物と無機化合物の濃度比の変化の一周期を長くすることもできる。   In addition, by making the rotation speed of the substrate constant and increasing the deposition rate from the evaporation source, one cycle of the change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound can be lengthened.

また、有機化合物が入った蒸発源と無機化合物が入った蒸発源とを距離を離して固定し、基板を移動させながら回転(基板を公転)させることにより、有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させることが可能である。この場合、基板の公転を遅くすることにより、周期的変化の一周期を長くすることができる。   Also, the evaporation source containing the organic compound and the evaporation source containing the inorganic compound are fixed at a distance, and the substrate is moved while rotating (the substrate is revolved), so that the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound can be adjusted. It is possible to change periodically. In this case, one cycle of the periodic change can be lengthened by slowing the revolution of the substrate.

また、自転と公転とを組み合わせて基板を回転させてもよい。この場合も、一周期の長さは、蒸着速度と基板の回転速度を制御することにより、変化させることが可能である。   Further, the substrate may be rotated by combining rotation and revolution. In this case as well, the length of one cycle can be changed by controlling the vapor deposition rate and the rotation speed of the substrate.

また、蒸発源と基板を固定し、マスクを回転させることにより、有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させることも可能である。例えば、マスクの回転を速くすることにより、濃度比の一周期を短くすることができる。それにより、積層方向に対して導電率が高い層を得ることができる。   It is also possible to periodically change the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound by fixing the evaporation source and the substrate and rotating the mask. For example, one cycle of the density ratio can be shortened by speeding up the rotation of the mask. Thereby, a layer having high conductivity in the stacking direction can be obtained.

また、基板を固定し、蒸発源を回転させることにより、有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させることも可能である。   It is also possible to periodically change the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound by fixing the substrate and rotating the evaporation source.

また、蒸発源と基板は固定したまま、シャッターの開閉によって、有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させてもよい。   Further, the concentration ratio of the organic compound and the inorganic compound may be periodically changed by opening and closing the shutter while the evaporation source and the substrate are fixed.

また、基板の温度を変化させることにより、吸着速度を変化させて、有機化合物と無機化合物の濃度比を周期的に変化させてもよい。つまり、基板の温度を高くしたり、低くしたりすることにより、吸着速度を変化させ、有機化合物と無機化合物との濃度比を変化させてもよい。   Further, the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound may be periodically changed by changing the adsorption speed by changing the temperature of the substrate. That is, by increasing or decreasing the temperature of the substrate, the adsorption rate may be changed, and the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound may be changed.

なお、周期的変化の一周期は、基板の回転速度、蒸着速度以外に、基板と蒸発源との距離、蒸発源と蒸発源との距離等により変化するため、それぞれの装置において最適値を適宜設計すれば良い。   Note that one period of the periodic change changes depending on the distance between the substrate and the evaporation source, the distance between the evaporation source and the evaporation source, etc., in addition to the rotation speed of the substrate and the evaporation speed. Just design.

以上の方法を用いることにより、有機化合物と無機化合物との濃度比が周期的に変化した層、つまり、本発明の複合材料を含む層を形成することができる。本発明の複合材料を含む層の、深さ方向の濃度分布の一例を図18に示す。図18に示すように、有機化合物の濃度と無機化合物の濃度とが深さ方向(積層方向、膜厚方向)に、周期的に変化することにより、導電率に異方性が生じる。無機化合物の濃度は、5wt%以上90wt%以下であることが好ましく、10wt%以上80wt%以下であるとさらに好ましい。また、有機化合物の濃度は、10wt%以上95wt%以下であることが好ましく、20wt%以上90wt%以下であるとさらに好ましい。   By using the above method, a layer in which the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound is periodically changed, that is, a layer containing the composite material of the present invention can be formed. An example of the concentration distribution in the depth direction of the layer containing the composite material of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 18, the concentration of the organic compound and the concentration of the inorganic compound periodically change in the depth direction (stacking direction, film thickness direction), thereby causing anisotropy in the conductivity. The concentration of the inorganic compound is preferably 5 wt% or more and 90 wt% or less, and more preferably 10 wt% or more and 80 wt% or less. The concentration of the organic compound is preferably 10 wt% or more and 95 wt% or less, and more preferably 20 wt% or more and 90 wt% or less.

また、濃度比の周期的変化の一周期は0.5nm以上30nm以下であることが好ましい。1nm以上10nm以下であるとさらに好ましい。   In addition, one period of the periodic change of the concentration ratio is preferably 0.5 nm or more and 30 nm or less. More preferably, it is 1 nm or more and 10 nm or less.

本発明の複合材料を含む層は、周期的変化の一周期の長さを変化させることにより、積層方向に対して所望の導電率の層を得ることができる。また、複合材料を含む層に含まれる有機化合物および無機化合物は絶縁体であることから、複合材料を含む層の面方向に対しては、概ね絶縁体としての導電率となり、その導電率は一定である。すなわち、濃度比が周期的に変化している方向(積層方向)に対しては所望の導電率を得ることができ、濃度比が周期的に変化していない方向(面方向)に対する導電率はある一定の値となるので、導電率に異方性が生じる。   The layer containing the composite material of the present invention can obtain a layer having a desired conductivity with respect to the stacking direction by changing the length of one cycle of the periodic change. In addition, since the organic compound and the inorganic compound included in the layer including the composite material are insulators, the conductivity as the insulator is generally obtained in the plane direction of the layer including the composite material, and the conductivity is constant. It is. That is, a desired conductivity can be obtained in the direction in which the concentration ratio changes periodically (stacking direction), and the conductivity in the direction in which the concentration ratio does not change periodically (plane direction) is Since it has a certain value, anisotropy occurs in the conductivity.

よって、有機化合物と無機化合物とを単に混合した層とは異なり、複合材料を含む層の導電率に異方性を持たせることが可能である。   Therefore, unlike a layer in which an organic compound and an inorganic compound are simply mixed, the conductivity of a layer including a composite material can be made anisotropic.

また、有機化合物のみからなる層と無機化合物のみからなる層を積層した場合と異なり、有機化合物と無機化合物とが混ざっていることにより結晶化を抑制することができる。   Further, unlike the case where a layer made of only an organic compound and a layer made of only an inorganic compound are stacked, crystallization can be suppressed by mixing the organic compound and the inorganic compound.

また、複合材料を含む層は、層に含まれる有機化合物と無機化合物の組成比や、化合物の種類を変化させずに、電気的特性を変化させることができる。そのため、光学的特性など、電気的特性以外はあまり変化しない。よって、発光素子の設計および作製に冗長性を持たせることができる。   In addition, the layer including the composite material can change the electrical characteristics without changing the composition ratio of the organic compound and the inorganic compound included in the layer or the type of the compound. Therefore, the electrical characteristics such as the optical characteristics are not changed much. Therefore, redundancy can be given to design and manufacture of a light emitting element.

(実施の形態2)
本発明の実施に用いる蒸着装置及び、その蒸着装置を用いて複合材料を含む層を形成する方法について、図20〜23を用いて説明する。
(Embodiment 2)
A vapor deposition apparatus used for carrying out the present invention and a method for forming a layer containing a composite material using the vapor deposition apparatus will be described with reference to FIGS.

本発明の実施に用いる蒸着装置には、被処理物に対し蒸着する処理を行う処理室1001の他、搬送室1002が設けられている。被処理物は搬送室1002を経て処理室1001へ搬送される。搬送室1002には、被処理物を移載する為のアーム1003が備え付けられている(図23)。   In the vapor deposition apparatus used for carrying out the present invention, a transfer chamber 1002 is provided in addition to a treatment chamber 1001 for performing a vapor deposition process on a workpiece. The object to be processed is transferred to the processing chamber 1001 through the transfer chamber 1002. The transfer chamber 1002 is provided with an arm 1003 for transferring an object to be processed (FIG. 23).

処理室1001内には、図20に示すように、被処理物を保持する為の保持部と、第1の材料が保持された蒸発源1011aと、第2の材料が保持された蒸発源1011bが設けられている。図20において、被処理物を保持する為の保持部は、軸1013を中心として回転する第1の回転板1012と、第1の回転板1012上に設けられた複数の第2の回転板1014a〜1014dとで構成されている。第2の回転板1014a〜1014dは、軸1013とは別に、第2の回転板1014a〜1014dのそれぞれに対して設けられた軸を中心として、それぞれ独立に回転する。被処理物1015a〜1015dは、第2の回転板1014a〜1014dのそれぞれの上に保持される。   In the processing chamber 1001, as shown in FIG. 20, a holding unit for holding an object to be processed, an evaporation source 1011a holding a first material, and an evaporation source 1011b holding a second material. Is provided. In FIG. 20, the holding unit for holding the object to be processed includes a first rotating plate 1012 that rotates about a shaft 1013 and a plurality of second rotating plates 1014 a provided on the first rotating plate 1012. To 1014d. The second rotating plates 1014a to 1014d rotate independently of each other around the shafts provided for the second rotating plates 1014a to 1014d, separately from the shaft 1013. The objects to be processed 1015a to 1015d are held on the second rotating plates 1014a to 1014d, respectively.

図20において、第2の回転板1014aには被処理物1015aが保持され、第2の回転板1014bには被処理物1015bが保持され、第2の回転板1014cには被処理物1015cが保持され、第2の回転板1014dには被処理物1015dが保持されている。   In FIG. 20, the workpiece 1015a is held on the second rotating plate 1014a, the workpiece 1015b is held on the second rotating plate 1014b, and the workpiece 1015c is held on the second rotating plate 1014c. The workpiece 1015d is held on the second rotating plate 1014d.

複合材料を含む層は次のようにして形成する。先ず、蒸発源1011a、1011bに保持された材料を加熱して昇華させる。また、第1の回転板1012、及び被処理物が保持された第2の回転板1014a〜1014dを回転させる。図20に表されているように、被処理物1015aと蒸発源1011aとの距離が、被処理物1015aと蒸発源1011bとの距離よりも近いとき、被処理物1015a上には、第2の材料の濃度よりも第1の材料の濃度の方が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。これに対し、被処理物1015cのように、被処理物1015cと蒸発源1011bとの距離が、被処理物1015cと蒸発源1011aとの距離よりも近いとき、被処理物1015c上には、第1の材料の濃度よりも第2の材料の濃度の方が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。
次に、第1の回転板1012の回転により処理室1001内における第2の回転板1014aの位置が変わって、図20における第2の回転板1014cの位置において被処理物1015aが保持され、被処理物1015aと蒸発源1011bとの距離が、被処理物1015aと蒸発源1011aとの距離よりも近くなると、被処理物1015a上には、第1の材料の濃度よりも第2の材料の濃度が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。
The layer containing the composite material is formed as follows. First, the material held in the evaporation sources 1011a and 1011b is heated and sublimated. Further, the first rotating plate 1012 and the second rotating plates 1014a to 1014d holding the object to be processed are rotated. As shown in FIG. 20, when the distance between the object to be processed 1015a and the evaporation source 1011a is shorter than the distance between the object to be processed 1015a and the evaporation source 1011b, Each material is deposited such that the concentration of the first material is higher than the concentration of the material. On the other hand, when the distance between the object to be processed 1015c and the evaporation source 1011b is shorter than the distance between the object to be processed 1015c and the evaporation source 1011a like the object to be processed 1015c, Each material is deposited so that the concentration of the second material is higher than the concentration of the first material.
Next, the rotation of the first rotating plate 1012 changes the position of the second rotating plate 1014a in the processing chamber 1001, and the workpiece 1015a is held at the position of the second rotating plate 1014c in FIG. When the distance between the object to be processed 1015a and the evaporation source 1011b is closer than the distance between the object to be processed 1015a and the evaporation source 1011a, the concentration of the second material on the object to be processed 1015a is higher than the concentration of the first material. Each material is vapor-deposited so as to be high.

このように、蒸発源1011a、1011bに対する被処理物1015a〜1015dの位置を変えることによって、被処理物1015a〜1015d上に、含まれている材料の濃度比がそれぞれ異なる複数の領域を有する複合材料を含む層を形成することができる。ここで、複合材料を含む層に含まれる各領域の積層方向(膜厚方向)の幅(濃度比の周期的変化の一周期の長さ)は、第1の回転板1012の回転速度等を調節することによって、適宜変えればよい。   As described above, by changing the positions of the objects to be processed 1015a to 1015d with respect to the evaporation sources 1011a and 1011b, the composite material having a plurality of regions having different concentration ratios of the contained materials on the objects to be processed 1015a to 1015d. A layer containing can be formed. Here, the width in the stacking direction (film thickness direction) of each region included in the layer containing the composite material (the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio) is determined by the rotational speed of the first rotating plate 1012 or the like. What is necessary is just to change suitably by adjusting.

例えば、第1の回転板1012の回転を速くすると、第1の材料と第2の材料の濃度比の変化の一周期は短くなり、積層方向に対しての導電率は大きくなる。   For example, when the rotation of the first rotating plate 1012 is made faster, one cycle of the change in the concentration ratio between the first material and the second material is shortened, and the conductivity in the stacking direction is increased.

また、第1の回転板1012の回転速度を一定にし、蒸発源1011aおよび蒸発源1011bからの蒸着速度を大きくすることにより、第1の材料と第2の材料の濃度比の変化の一周期を長くすることもできる。   In addition, by making the rotation speed of the first rotating plate 1012 constant and increasing the evaporation speed from the evaporation source 1011a and the evaporation source 1011b, one cycle of the change in the concentration ratio between the first material and the second material can be obtained. It can be lengthened.

なお、第1の回転板1012及び第2の回転板1014a〜1014dの形状について特に限定はなく、図20に表されるような円形の他、四角形等の多角形であってもよい。また、第2の回転板1014a〜1014dは、必ずしも設けなくてもよいが、第2の回転板1014a〜1014dを設けることによって、被処理物に形成される層の厚さ等の面内バラツキを低減することができる。   The shapes of the first rotating plate 1012 and the second rotating plates 1014a to 1014d are not particularly limited, and may be a polygon such as a rectangle in addition to a circle as shown in FIG. In addition, the second rotating plates 1014a to 1014d are not necessarily provided, but by providing the second rotating plates 1014a to 1014d, in-plane variations such as the thickness of a layer formed on the object to be processed are provided. Can be reduced.

処理室1001内の構成は図20に表されるものには限定されず、例えば、図21に表されるような蒸発源の位置が変わるような構成であってもよい。   The configuration in the processing chamber 1001 is not limited to that shown in FIG. 20, and for example, a configuration in which the position of the evaporation source shown in FIG. 21 is changed may be used.

図21において、蒸発源1021a、1021bが固定され、軸1027を中心に回転する回転板1026と、被処理物を保持する為の保持部1022とが、対向して設けられている。また、保持部1022には、被処理物1025a〜1025dが保持されている。蒸発源1021aには第1の材料が、蒸発源1021bには第2の材料が、それぞれ保持されている。そして、蒸発源1021bよりも蒸発源1021aの方が被処理物1025aに近くなるようにそれぞれの蒸発源が位置しているとき、被処理物1025a上には、第2の材料の濃度よりも第1の材料の濃度の方が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。また、回転板1026が回転し、蒸発源1021aよりも蒸発源1021bの方が被処理物1025aに近くなるように位置するようなれば、被処理物1025a上には、第1の材料の濃度よりも第2の材料の濃度の方が高くなるように、それぞれの材料が蒸着される。このように、蒸着装置は、蒸発源の位置が変わることによって、被処理物に対する蒸発源の位置が変わるような構成を有するものであってもよい。つまり、蒸発源と被処理物とは、それぞれの位置が相対的に変化するように設けられていればよい。   In FIG. 21, evaporation sources 1021a and 1021b are fixed, and a rotating plate 1026 that rotates about a shaft 1027 and a holding portion 1022 for holding an object to be processed are provided to face each other. Further, the objects to be processed 1025a to 1025d are held in the holding unit 1022. The evaporation source 1021a holds a first material, and the evaporation source 1021b holds a second material. When each evaporation source is positioned so that the evaporation source 1021a is closer to the object to be processed 1025a than the evaporation source 1021b, the concentration on the object to be processed 1025a is higher than the concentration of the second material. Each material is deposited so that the concentration of one material is higher. Further, if the rotating plate 1026 rotates and the evaporation source 1021b is positioned closer to the object to be processed 1025a than the evaporation source 1021a, the concentration of the first material is higher on the object to be processed 1025a. Each material is deposited so that the concentration of the second material is higher. Thus, the vapor deposition apparatus may have a configuration in which the position of the evaporation source with respect to the object to be processed is changed by changing the position of the evaporation source. That is, it is only necessary that the evaporation source and the object to be processed are provided so that their positions change relatively.

図21の構成の場合、蒸発源1021aおよび蒸発源1021bの回転を速くすると、第1の材料と第2の材料の濃度比の周期的変化の一周期の長さは短くなり、積層方向に対しての導電率は大きくなる。 In the case of the configuration of FIG. 21, when the rotation of the evaporation source 1021a and the evaporation source 1021b is made faster, the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio of the first material and the second material becomes shorter. The overall conductivity increases.

また、図20、図21に表されるような構成の他、図22に表されるように、蒸発源と保持部との間にマスクとして機能し、開口部を有する回転板が設けられ、回転板の開口部の位置が変わるような構成であってもよい。   In addition to the configurations shown in FIGS. 20 and 21, as shown in FIG. 22, a rotating plate that functions as a mask between the evaporation source and the holding unit and has an opening is provided. The configuration may be such that the position of the opening of the rotating plate changes.

図22において、第1の材料が保持された蒸発源1031aと第2の材料が保持された蒸発源1031bとは開口部1040が設けられた回転板1038を間に挟んで、それぞれ保持部1032と対向するように設けられている。回転板1038は、軸1039を中心として回転し、回転することによって開口部1040の位置が変わる。開口部1040が、蒸発源1031bよりも蒸発源1031aに近くなるように位置しているとき、開口部1040から保持部1032の方へ、第1の材料の濃度の方が第2の材料の濃度よりも高い状態で気体が拡散し、保持部1032に保持された被処理物1035へ、第1の材料の濃度の方が第2の材料の濃度よりも高くなるようにそれぞれの材料が蒸着される。また、回転板1038が回転し、開口部1040が蒸発源1031aよりも蒸発源1031bに近くなるように位置すれば(例えば、点線1041で表されるように位置すれば)、第2の材料の濃度の方が第1の材料の濃度よりも高くなるように、被処理物1035上にそれぞれの材料が蒸着される。   In FIG. 22, the evaporation source 1031a holding the first material and the evaporation source 1031b holding the second material are sandwiched between the holding unit 1032 and the rotating plate 1038 provided with the opening 1040, respectively. It is provided so as to face each other. The rotating plate 1038 rotates about the shaft 1039, and the position of the opening 1040 changes by rotating. When the opening 1040 is positioned closer to the evaporation source 1031a than the evaporation source 1031b, the concentration of the first material is higher from the opening 1040 toward the holding unit 1032. The gas is diffused in a higher state, and each material is deposited on the object to be processed 1035 held in the holding portion 1032 so that the concentration of the first material is higher than the concentration of the second material. The In addition, if the rotating plate 1038 rotates and the opening 1040 is positioned closer to the evaporation source 1031b than the evaporation source 1031a (for example, as illustrated by the dotted line 1041), the second material Each material is deposited on the object to be processed 1035 so that the concentration is higher than the concentration of the first material.

図22に構成の場合、回転板1038の回転を速くすると、第1の材料と第2の材料の濃度比の変化の一周期は短くなり、積層方向に対しての導電率は大きくなる。 In the case of the configuration shown in FIG. 22, when the rotation of the rotating plate 1038 is accelerated, one cycle of the change in the concentration ratio between the first material and the second material is shortened, and the conductivity in the stacking direction is increased.

以上のように、蒸発源と、被処理物の位置が相対的に変わるようにすることで、複合材料を含む層を形成することができる。また、蒸発源の他、マスクとして機能する回転板に設けられた開口部の位置が相対的に変わるようにすることで、複合材料を含む層を形成することもできる。   As described above, the layer containing the composite material can be formed by relatively changing the positions of the evaporation source and the object to be processed. In addition to the evaporation source, the layer containing the composite material can be formed by relatively changing the position of the opening provided in the rotating plate functioning as a mask.

なお、蒸着装置の構成は、図23に示されたものには限定されず、例えば、発光素子を封止する為の封止室がさらに設けられた構成であってもよい。また、蒸着を行う処理室は、一室だけでなく、二室以上設けられていてもよい。   Note that the configuration of the vapor deposition apparatus is not limited to that illustrated in FIG. 23, and may be, for example, a configuration in which a sealing chamber for sealing the light emitting element is further provided. Further, the number of processing chambers for vapor deposition is not limited to one, and two or more chambers may be provided.

(実施の形態3)
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリア(担体)の再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
(Embodiment 3)
The light-emitting element of the present invention has a plurality of layers between a pair of electrodes. The plurality of layers have a high carrier injection property and carrier transport so that a light emitting region is formed at a position away from the electrode, that is, a carrier (carrier) is recombined at a position away from the electrode. The layers are formed by combining layers made of highly specific materials.

本発明の発光素子の一態様について図1(A)を用いて以下に説明する。   One embodiment of a light-emitting element of the present invention is described below with reference to FIG.

本形態において、発光素子は、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、第4の層106と、さらにその上に設けられた第2の電極107とから構成されている。なお、本形態では第1の電極102は陽極として機能し、第2の電極107は陰極として機能するものとして以下説明をする。   In this embodiment, the light-emitting element includes a first electrode 102, a first layer 103, a second layer 104, a third layer 105, and a fourth layer 106 that are sequentially stacked over the first electrode 102. And a second electrode 107 provided thereon. Note that in this embodiment mode, the first electrode 102 functions as an anode and the second electrode 107 functions as a cathode.

基板101は発光素子の支持体として用いられる。基板101としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子を作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。   The substrate 101 is used as a support for the light emitting element. As the substrate 101, for example, glass or plastic can be used. Note that other materials may be used as long as the light-emitting element functions as a support in the manufacturing process.

第1の電極102としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。例えば、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(Indium Zinc Oxide)、酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したインジウム酸化物(IWZO)の他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、チタン(Ti)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、アルミニウム(Al)、アルミニウム−シリコン(Al−Si)、アルミニウム−チタン(Al−Ti)、アルミニウム−シリコン−銅(Al−Si−Cu)または金属材料の窒化物(TiN)等、を用いることができる。   As the first electrode 102, various metals, alloys, electrically conductive compounds, and mixtures thereof can be used. For example, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon, IZO (indium zinc oxide) in which 2 to 20 wt% zinc oxide (ZnO) is mixed with indium oxide, tungsten oxide is 0 In addition to indium oxide (IWZO) containing 5 to 5 wt% and zinc oxide 0.1 to 1 wt%, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr) , Molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), titanium (Ti), copper (Cu), palladium (Pd), aluminum (Al), aluminum-silicon (Al-Si), aluminum-titanium (Al -Ti), aluminum-silicon-copper (Al-Si-Cu) or metal nitride (TiN) , It can be used.

第1の層103は、実施の形態1で示した複合材料を含む層である。有機化合物と無機化合物とを含み、有機化合物と無機化合物との濃度比が周期的に変化している層である。   The first layer 103 is a layer including the composite material described in Embodiment 1. The layer includes an organic compound and an inorganic compound, and the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound is periodically changed.

第2の層104は、正孔輸送性の高い物質、例えば4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:α−NPD)やN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)などの芳香族アミン系(即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する)の化合物からなる層である。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、第2の層104は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものであってもよい。 The second layer 104 is formed using a substance having a high hole-transport property, such as 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: α-NPD) or N, N′—. Diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenyl) Aromatic amines such as amino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA) That is, it is a layer made of a compound (having a benzene ring-nitrogen bond). The substances described here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Note that the second layer 104 is not limited to a single layer, and may be a stack of two or more layers including any of the above substances.

第3の層105は、発光性の高い物質を含む層である。例えば、N,N’−ジメチルキナクリドン(略称:DMQd)や3−(2−ベンソチアゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン(略称:クマリン6)等の発光性の高い物質とトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)や9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)等のキャリア輸送性が高く結晶化しにくい物質とを自由に組み合わせて構成される。但し、AlqやDNAは発光性も高い物質であるため、これらの物質を単独で用いた構成とし、第3の層105としても構わない。 The third layer 105 is a layer including a substance having a high light-emitting property. For example, a highly luminescent substance such as N, N′-dimethylquinacridone (abbreviation: DMQd) or 3- (2-benzthiazoyl) -7-diethylaminocoumarin (abbreviation: coumarin 6) and tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation) : Alq 3 ), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), and the like, which are freely combined with a substance having a high carrier transport property and difficult to crystallize. However, since Alq 3 and DNA are highly luminescent materials, these materials may be used alone, and the third layer 105 may be used.

第4の層106は、電子輸送性の高い物質、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス[2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、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))などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−ビフェニリル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を第4の層106として用いても構わない。また、第4の層106は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 The fourth layer 106 is formed using a substance having a high electron-transport property, such as 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., having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton It is a layer made of a metal complex or the like. In addition, bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn ( A metal complex having an oxazole-based or thiazole-based ligand such as BTZ) 2 ) can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5 -(4-tert-Butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4- tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-biphenylyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,2 , 4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can also be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that a substance other than the above substances may be used for the fourth layer 106 as long as it has a property of transporting more electrons than holes. The fourth layer 106 is not limited to a single layer, and may be a stack of two or more layers formed using the above substances.

第2の電極107を形成する物質としては、仕事関数の小さい(仕事関数3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の1族または2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)が挙げられる。しかしながら、第2の電極107と発光層との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第2の電極と積層して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、珪素を含むITO等様々な導電性材料を第2の電極107として用いることができる。   As a material for forming the second electrode 107, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (a work function of 3.8 eV or less) can be used. Specific examples of such a cathode material include elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements, that is, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and magnesium (Mg), calcium (Ca), Examples thereof include alkaline earth metals such as strontium (Sr) and alloys (MgAg, AlLi) containing these. However, by providing a layer having a function of accelerating electron injection between the second electrode 107 and the light-emitting layer by stacking with the second electrode, regardless of the work function, Al, Ag, Various conductive materials such as ITO and ITO containing silicon can be used for the second electrode 107.

なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等のようなアルカリ金属の化合物又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いることができる。 Note that as a layer having a function of promoting electron injection, an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like is used. Can be used. In addition, a layer made of a substance having an electron transporting property containing an alkali metal or an alkaline earth metal, for example, a layer containing magnesium (Mg) in Alq 3 can be used.

また、第2の層104、第3の層105、第4の層106の形成方法は、蒸着法の他、例えばインクジェット法またはスピンコート法など公知の方法を用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。   Further, as a method for forming the second layer 104, the third layer 105, and the fourth layer 106, a known method such as an inkjet method or a spin coating method may be used in addition to the vapor deposition method. Moreover, you may form using the different film-forming method for each electrode or each layer.

以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第1の電極102と第2の電極107との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第3の層105において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第3の層105に発光領域が形成されるような構成となっている。但し、第3の層105の全てが発光領域として機能する必要はなく、例えば、第3の層105のうち第2の層104側または第4の層106側にのみ発光領域が形成されるようなものであってもよい。   The light-emitting element of the present invention having the above structure is a third layer that contains a highly light-emitting substance because a current flows due to a potential difference generated between the first electrode 102 and the second electrode 107. In the layer 105, holes and electrons recombine to emit light. That is, a light emitting region is formed in the third layer 105. However, it is not necessary that all of the third layer 105 functions as a light emitting region. For example, the light emitting region is formed only on the second layer 104 side or the fourth layer 106 side of the third layer 105. It may be anything.

発光は、第1の電極102または第2の電極107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107のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質で成る。第1の電極102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(A)に示すように、発光は第1の電極102を通って基板側から取り出される。また、第2の電極107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、発光は第2の電極107を通って基板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107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、発光は第1の電極102および第2の電極107を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。   Light emission is extracted outside through one or both of the first electrode 102 and the second electrode 107. Therefore, one or both of the first electrode 102 and the second electrode 107 is formed using a light-transmitting substance. In the case where only the first electrode 102 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted from the substrate side through the first electrode 102 as illustrated in FIG. In the case where only the second electrode 107 is formed using a light-transmitting substance, light emission is extracted from the side opposite to the substrate through the second electrode 107 as illustrated in FIG. In the case where both the first electrode 102 and the second electrode 107 are made of a light-transmitting substance, light is emitted from the first electrode 102 and the second electrode 107 as shown in FIG. And is taken out from both the substrate side and the opposite side of the substrate.

なお第1の電極102と第2の電極107との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第1の電極102および第2の電極107から離れた部位に正孔と電子とが再結合する領域を設けた構成であり、且つ、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有するものであれば、上記以外のものでもよい。   Note that the structure of the layers provided between the first electrode 102 and the second electrode 107 is not limited to the above. A structure in which holes and electrons are recombined in a portion away from the first electrode 102 and the second electrode 107 so that quenching caused by the proximity of the light emitting region and the metal is suppressed. As long as it has a layer including the composite material described in Embodiment Mode 1, other than the above may be used.

つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質等から成る層を、本発明の複合材料を含む層と自由に組み合わせて構成すればよい。また、第1の電極102上には、酸化珪素膜等からなる層を設けることによってキャリアの再結合部位を制御したものであってもよい。 In other words, the layered structure of the layers is not particularly limited, and a substance having a high electron transporting property or a substance having a high hole transporting property, a substance having a high electron injecting property, a substance having a high hole injecting property, or a bipolar property (electron and hole) The layer made of the substance having a high transportability) may be freely combined with the layer containing the composite material of the present invention. Alternatively, a carrier recombination site may be controlled by providing a layer made of a silicon oxide film or the like over the first electrode 102.

図2に示す発光素子は、陰極として機能する第1の電極302の上に電子輸送性の高い物質からなる第1の層303、発光性の高い物質を含む第2の層304、正孔輸送性の高い物質からなる第3の層305、本発明の複合材料を含む層である第4の層306、陽極として機能する第2の電極307とが順に積層された構成となっている。なお、301は基板である。   A light-emitting element illustrated in FIG. 2 includes a first layer 303 formed using a substance having a high electron-transport property, a second layer 304 containing a substance having a high light-emitting property, and a hole transport over the first electrode 302 functioning as a cathode. A third layer 305 made of a highly conductive substance, a fourth layer 306 which is a layer containing the composite material of the present invention, and a second electrode 307 functioning as an anode are stacked in this order. Reference numeral 301 denotes a substrate.

本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板以外に、例えば薄膜トランジスタ(TFT)アレイ基板上に発光素子を作製してもよい。これにより、TFTによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、TFTの構造は、特に限定されない。スタガ型のTFTでもよいし逆スタガ型のTFTでもよい。また、TFTアレイ基板に形成される駆動用回路についても、N型およびP型のTFTからなるものでもよいし、若しくはN型またはP型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。   In this embodiment mode, a light-emitting element is manufactured over a substrate made of glass, plastic, or the like. By manufacturing a plurality of such light-emitting elements over one substrate, a passive matrix light-emitting device can be manufactured. In addition to a substrate made of glass, plastic, or the like, a light emitting element may be manufactured on a thin film transistor (TFT) array substrate, for example. Thus, an active matrix light-emitting 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. A staggered TFT or an inverted staggered TFT may be used. Also, the driving circuit formed on the TFT array substrate may be composed of N-type and P-type TFTs, or may be composed of only one of N-type and P-type.

本発明の発光素子は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有する。そのため、複合材料を含む層に含まれている有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化の一周期の長さを変化させることにより、複合材料を含む層の電気的特性を変化させることが可能である。つまり、層に含まれる有機化合物と無機化合物の組成比や化合物の種類を変化させずに、電気的特性を変化させることができる。そのため、光学的特性など、電気的特性以外はあまり変化しない。よって、発光素子の設計および作製に冗長性を持たせることができる。   A light-emitting element of the present invention includes a layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1. Therefore, the electrical characteristics of the layer containing the composite material can be changed by changing the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer containing the composite material. Is possible. That is, the electrical characteristics can be changed without changing the composition ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer and the type of the compound. Therefore, the electrical characteristics such as the optical characteristics are not changed much. Therefore, redundancy can be given to design and manufacture of a light emitting element.

また、本発明の複合材料を含む層は、積層方向に対しては導電率が高く、そのため発光素子の低電圧駆動を実現することができる。また、面方向に対しては、導電率が低く、隣接する発光素子間でクロストークが発生することを抑制することができる。   In addition, the layer including the composite material of the present invention has high conductivity in the stacking direction, so that low voltage driving of the light emitting element can be realized. In addition, the electrical conductivity is low with respect to the surface direction, and the occurrence of crosstalk between adjacent light emitting elements can be suppressed.

また、本発明で用いる複合材料を含む層は、積層方向に対しては導電率が高いため、複合材料を含む層を厚膜化した場合でも、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。   In addition, since the layer including the composite material used in the present invention has high conductivity in the stacking direction, the increase in the driving voltage of the light-emitting element can be suppressed even when the layer including the composite material is thickened. it can.

また、複合材料を含む層を所望の厚さで形成することができることにより、発光素子の駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上、光の取り出し効率の向上を実現することができる。   In addition, since the layer including the composite material can be formed with a desired thickness, it is possible to improve color purity and improve light extraction efficiency by optical design without increasing the driving voltage of the light-emitting element. it can.

また、複合材料を含む層を厚膜化することにより、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができるため、信頼性の高い発光素子を得ることができる。例えば、通常の発光素子の電極間の膜厚が100nm〜150nmであるのに対し、複合材料を含む層を用いた発光素子の電極間の膜厚は、100〜500nm、好ましくは、200〜500nmとすることができる。   Further, by increasing the thickness of the layer containing the composite material, a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented; thus, a highly reliable light-emitting element can be obtained. For example, the film thickness between electrodes of a normal light-emitting element is 100 nm to 150 nm, whereas the film thickness between electrodes of a light-emitting element using a layer containing a composite material is 100 to 500 nm, preferably 200 to 500 nm. It can be.

また、本発明の発光素子に用いる複合材料を含む層は、電極とオーム接触することが可能であり、電極との接触抵抗が小さい。そのため、仕事関数等を考慮することなく、電極材料を選ぶことができる。つまり、電極材料の選択肢が広がる。   In addition, the layer containing the composite material used for the light-emitting element of the present invention can be in ohmic contact with the electrode and has low contact resistance with the electrode. Therefore, the electrode material can be selected without considering the work function or the like. That is, the choice of electrode material is expanded.

(実施の形態4)
本実施の形態では、実施の形態3に示した構成とは異なる構成を有する発光素子について、図5および図6を用いて説明する。本実施の形態で示す構成は、陰極として機能する電極に接するように本発明の複合材料を含む層を設けることができる。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from that described in Embodiment 3 will be described with reference to FIGS. In the structure described in this embodiment mode, a layer containing the composite material of the present invention can be provided so as to be in contact with an electrode functioning as a cathode.

図5(a)に本発明の発光素子の構造の一例を示す。第1の電極401と、第2の電極402との間に、第1の層411、第2の層412、第3の層413が積層された構成となっている。本実施の形態では、第1の電極401が陽極として機能し、第2の電極402が陰極として機能する場合について説明する。   FIG. 5A shows an example of the structure of the light-emitting element of the present invention. A first layer 411, a second layer 412, and a third layer 413 are stacked between the first electrode 401 and the second electrode 402. In this embodiment, the case where the first electrode 401 functions as an anode and the second electrode 402 functions as a cathode is described.

第1の電極401、第2の電極402は、実施の形態3と同じ構成を適用することができる。また、第1の層411は発光性の高い物質を含む層である。第2の層412は電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層であり、第3の層413は実施の形態1で示した複合材料を含む層である。第2の層412に含まれる電子供与性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属およびそれらの酸化物や塩であることが好ましい。具体的には、リチウム、セシウム、カルシウム、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物、炭酸セシウム等が挙げられる。   The same structure as that in Embodiment 3 can be applied to the first electrode 401 and the second electrode 402. The first layer 411 is a layer containing a substance having high light-emitting properties. The second layer 412 is a layer including one compound selected from electron donating substances and a compound having a high electron-transport property, and the third layer 413 includes the composite material described in Embodiment 1. Is a layer. The electron donating substance contained in the second layer 412 is preferably an alkali metal or alkaline earth metal and oxides or salts thereof. Specifically, lithium, cesium, calcium, lithium oxide, calcium oxide, barium oxide, cesium carbonate, and the like can be given.

このような構成とすることにより、図5(a)に示した通り、電圧を印加することにより第2の層412および第3の層413の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子と正孔が発生し、第2の層412は電子を第1の層411に輸送すると同時に、第3の層413は正孔を第2の電極402に輸送する。すなわち、第2の層412と第3の層413とを合わせて、キャリア発生層としての役割を果たしている。また、第3の層413は、正孔を第2の電極402に輸送する機能を担っていると言える。   With this configuration, as shown in FIG. 5A, by applying a voltage, electrons are exchanged near the interface between the second layer 412 and the third layer 413, and the electrons and Holes are generated and the second layer 412 transports electrons to the first layer 411, while the third layer 413 transports holes to the second electrode 402. In other words, the second layer 412 and the third layer 413 together serve as a carrier generation layer. In addition, it can be said that the third layer 413 has a function of transporting holes to the second electrode 402.

また、第3の層413は、積層方向に対しては導電率が高く、面方向に対しては導電率が低い。よって、発光素子の駆動電圧を低減することが可能である。また、隣接する発光素子間のクロストークの発生を抑制することができる。また、第3の層413を厚膜化した場合、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。   Further, the third layer 413 has high conductivity in the stacking direction and low conductivity in the plane direction. Thus, the driving voltage of the light emitting element can be reduced. In addition, occurrence of crosstalk between adjacent light emitting elements can be suppressed. In addition, when the third layer 413 is thickened, an increase in driving voltage of the light-emitting element can be suppressed.

また、第3の層413を厚膜化しても、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができるため、第3の層413の膜厚を自由に設定でき、第1の層411からの発光の取り出し効率を向上させることができる。また、第1の層411からの発光の色純度が向上するように、第3の層413の膜厚を設定することも可能である。   In addition, even when the third layer 413 is thickened, an increase in driving voltage of the light-emitting element can be suppressed; therefore, the thickness of the third layer 413 can be freely set, and Luminous extraction efficiency can be improved. In addition, the thickness of the third layer 413 can be set so that the color purity of light emission from the first layer 411 is improved.

また、第3の層413を厚膜化することにより、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができる。   Further, by increasing the thickness of the third layer 413, a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented.

また、図5(a)を例に取ると、第2の電極402をスパッタリングにより成膜する場合などは、発光性の物質が存在する第1の層411へのダメージを低減することもできる。 Further, taking FIG. 5A as an example, when the second electrode 402 is formed by sputtering, damage to the first layer 411 containing a light-emitting substance can be reduced.

なお、本実施の形態の発光素子においても、第1の電極401や第2の電極402の材料を変えることで、様々なバリエーションを有する。その模式図を図5(b)、図5(c)および図6に示す。なお、図5(b)、図5(c)および図6では、図5(a)の符号を引用する。また、400は、本発明の発光素子を担持する基板である。   Note that the light-emitting element of this embodiment also has various variations by changing materials of the first electrode 401 and the second electrode 402. The schematic diagram is shown in FIG. 5 (b), FIG. 5 (c) and FIG. In FIG. 5B, FIG. 5C, and FIG. 6, the reference numerals in FIG. Reference numeral 400 denotes a substrate carrying the light emitting element of the present invention.

図5は、基板400側から第1の層411、第2の層412、第3の層413の順で構成されている場合の例である。この時、第1の電極401を光透過性とし、第2の電極402を遮光性(特に反射性)とすることで、図5(a)のように基板400側から光を射出する構成となる。また、第1の電極401を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極402を光透過性とすることで、図5(b)のように基板400の逆側から光を射出する構成となる。さらに、第1の電極401、第2の電極402の両方を光透過性とすることで、図5(c)に示すように、基板400側と基板400の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 5 shows an example in which the first layer 411, the second layer 412, and the third layer 413 are configured in this order from the substrate 400 side. At this time, the first electrode 401 is made light transmissive and the second electrode 402 is made light-shielding (particularly reflective) so that light is emitted from the substrate 400 side as shown in FIG. Become. In addition, the first electrode 401 is made light-shielding (particularly reflective) and the second electrode 402 is made light-transmissive so that light is emitted from the opposite side of the substrate 400 as shown in FIG. It becomes. Further, by making both the first electrode 401 and the second electrode 402 light transmissive, light is emitted to both the substrate 400 side and the opposite side of the substrate 400 as shown in FIG. Configuration is also possible.

図6は、基板400側から第3の層413、第2の層412、第1の層411の順で構成されている場合の例である。この時、第1の電極401を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極402を光透過性とすることで、図6(a)のように基板400側から光を取り出す構成となる。また、第1の電極401を光透過性とし、第2の電極402を遮光性(特に反射性)とすることで、図6(b)のように基板400と逆側から光を取り出す構成となる。さらに、第1の電極401、第2の電極402の両方を光透過性とすることで、図6(c)に示すように、基板400側と基板400の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 6 shows an example in which the third layer 413, the second layer 412, and the first layer 411 are configured in this order from the substrate 400 side. At this time, the first electrode 401 is made light-shielding (particularly reflective), and the second electrode 402 is made light-transmissive so that light is extracted from the substrate 400 side as shown in FIG. . In addition, the first electrode 401 is made light transmissive and the second electrode 402 is made light-shielding (particularly reflective), whereby light is extracted from the opposite side of the substrate 400 as shown in FIG. 6B. Become. Further, by making both the first electrode 401 and the second electrode 402 light transmissive, light is emitted to both the substrate 400 side and the opposite side of the substrate 400 as shown in FIG. Configuration is also possible.

なお、本実施の形態における発光素子を作製する場合には、湿式法、乾式法を問わず、公知の方法を用いることができる。ただし、複合材料を含む層は、実施の形態1および実施の形態2で示した方法により形成することが好ましい。   Note that in the case of manufacturing the light-emitting element in this embodiment, a known method can be used regardless of a wet method or a dry method. Note that the layer including the composite material is preferably formed by the method described in Embodiments 1 and 2.

また、図5に示すように、第1の電極401を形成した後、第1の層411、第2の層412、第3の層413を順次積層し、第2の電極402を形成してもよいし、図6に示すように、第2の電極402を形成した後、第3の層413、第2の層412、第1の層411を順次積層し、第1の電極401を形成してもよい。   Further, as illustrated in FIG. 5, after the first electrode 401 is formed, the first layer 411, the second layer 412, and the third layer 413 are sequentially stacked to form the second electrode 402. Alternatively, as shown in FIG. 6, after the second electrode 402 is formed, the third layer 413, the second layer 412, and the first layer 411 are sequentially stacked to form the first electrode 401. May be.

本発明の発光素子は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有する。そのため、複合材料を含む層に含まれている有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化の一周期の長さを変化させることにより、複合材料を含む層の電気的特性を変化させることが可能である。つまり、層に含まれる有機化合物と無機化合物の組成比や化合物の種類を変化させずに、電気的特性を変化させることができる。そのため、光学的特性など、電気的特性以外はあまり変化しない。よって、発光素子の設計および作製に冗長性を持たせることができる。   A light-emitting element of the present invention includes a layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1. Therefore, the electrical characteristics of the layer containing the composite material can be changed by changing the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer containing the composite material. Is possible. That is, the electrical characteristics can be changed without changing the composition ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer and the type of the compound. Therefore, the electrical characteristics such as the optical characteristics are not changed much. Therefore, redundancy can be given to design and manufacture of a light emitting element.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態3および実施の形態4に示した構成とは異なる構成を有する発光素子について、図3および図4を用いて説明する。本実施の形態で示す構成は、発光素子の2つの電極に接するように複合材料を含む層を設けることができる。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from the structures described in Embodiments 3 and 4 will be described with reference to FIGS. In the structure described in this embodiment, a layer containing a composite material can be provided so as to be in contact with two electrodes of the light-emitting element.

図3(a)に本発明の発光素子の構造の一例を示す。第1の電極201と、第2の電極202との間に、第1の層211、第2の層212、第3の層213、第4の層214が積層された構成となっている。本実施の形態では、第1の電極201が陽極として機能し、第2の電極202が陰極として機能する場合について説明する。   FIG. 3A shows an example of the structure of the light-emitting element of the present invention. A first layer 211, a second layer 212, a third layer 213, and a fourth layer 214 are stacked between the first electrode 201 and the second electrode 202. In this embodiment, the case where the first electrode 201 functions as an anode and the second electrode 202 functions as a cathode is described.

第1の電極201、第2の電極202は、実施の形態3と同じ構成を適用することができる。また、第1の層211は実施の形態1で示した複合材料を含む層であり、第2の層212は発光性の高い物質を含む層である。第3の層213は電子供与性物質と電子輸送性の高い化合物とを含む層であり、第4の層214は実施の形態1で示した複合材料を含む層である。第3の層213に含まれる電子供与性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属およびそれらの酸化物や塩であることが好ましい。具体的には、リチウム、セシウム、カルシウム、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物、炭酸セシウム等が挙げられる。   The first electrode 201 and the second electrode 202 can have the same structure as that in Embodiment 3. The first layer 211 is a layer including the composite material described in Embodiment 1, and the second layer 212 is a layer including a substance having a high light-emitting property. The third layer 213 is a layer including an electron-donating substance and a compound having a high electron-transport property, and the fourth layer 214 is a layer including the composite material described in Embodiment 1. The electron donating substance contained in the third layer 213 is preferably an alkali metal or alkaline earth metal and oxides or salts thereof. Specifically, lithium, cesium, calcium, lithium oxide, calcium oxide, barium oxide, cesium carbonate, and the like can be given.

このような構成とすることにより、図3(a)に示した通り、電圧を印加することにより第3の層213および第4の層214の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子と正孔が発生し、第3の層213は電子を第2の層212に輸送すると同時に、第4の層214は正孔を第2の電極202に輸送する。すなわち、第3の層213と第4の層214とを合わせて、キャリア発生層としての役割を果たしている。また、第4の層214は、正孔を第2の電極202に輸送する機能を担っていると言える。なお、第4の層214と第2の電極202との間に、さらに第2の層および第3の層を再び積層することで、タンデム型の発光素子とすることも可能である。   With such a configuration, as shown in FIG. 3A, when a voltage is applied, electrons are transferred near the interface between the third layer 213 and the fourth layer 214, and the electrons and Holes are generated and the third layer 213 transports electrons to the second layer 212, while the fourth layer 214 transports holes to the second electrode 202. That is, the third layer 213 and the fourth layer 214 together serve as a carrier generation layer. In addition, it can be said that the fourth layer 214 has a function of transporting holes to the second electrode 202. Note that a tandem light-emitting element can be obtained by stacking the second layer and the third layer again between the fourth layer 214 and the second electrode 202.

また、第1の層211や第4の層214は、積層方向に対しては導電率が高く、面方向に対しては導電率が低い。よって、発光素子の駆動電圧を低減することが可能である。また、隣接する発光素子間のクロストークの発生を抑制することができる。また、第1の層211や第4の層214を厚膜化した場合、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。   The first layer 211 and the fourth layer 214 have high conductivity in the stacking direction and low conductivity in the plane direction. Thus, the driving voltage of the light emitting element can be reduced. In addition, occurrence of crosstalk between adjacent light emitting elements can be suppressed. In addition, when the first layer 211 and the fourth layer 214 are thickened, an increase in driving voltage of the light-emitting element can be suppressed.

また、第1の層211や第4の層214を厚膜化しても、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができるため、第1の層211や第4の層214の膜厚の自由に設定でき、第2の層212からの発光の取り出し効率を向上させることができる。また、第2の層212からの発光の色純度が向上するように、第1の層211や第4の層214の膜厚を設定することも可能である。また、第1の層211や第4の層214は可視光の透過率が高く、厚膜化による発光の外部取り出し効率の低減を抑制できる。   In addition, even when the first layer 211 and the fourth layer 214 are thickened, an increase in driving voltage of the light-emitting element can be suppressed; therefore, the thicknesses of the first layer 211 and the fourth layer 214 can be reduced. It can be set freely, and the light extraction efficiency from the second layer 212 can be improved. In addition, the thickness of the first layer 211 or the fourth layer 214 can be set so that the color purity of light emission from the second layer 212 is improved. In addition, the first layer 211 and the fourth layer 214 have high visible light transmittance, and can suppress a reduction in the efficiency of external extraction of light emission due to thickening.

また、本実施の形態の発光素子は、発光機能を担う第2の層の陽極側および陰極側を非常に厚くすることが可能となり、さらに発光素子の短絡を効果的に防止できる。また、図3(a)を例に取ると、第2の電極202をスパッタリングにより成膜する場合などは、発光性の物質が存在する第2の層212へのダメージを低減することもできる。さらに、第1の層211と第4の層214を同じ材料で構成することにより、発光機能を担う層を挟んで両側に同じ材料で構成された層を設けることができるため、応力歪みを抑制する効果も期待できる。 In addition, the light emitting element of this embodiment can make the anode side and the cathode side of the second layer responsible for the light emitting function very thick, and can effectively prevent a short circuit of the light emitting element. Further, taking FIG. 3A as an example, when the second electrode 202 is formed by sputtering, damage to the second layer 212 containing a light-emitting substance can be reduced. Furthermore, by configuring the first layer 211 and the fourth layer 214 with the same material, layers composed of the same material can be provided on both sides of the layer responsible for the light emitting function, thereby suppressing stress strain. Can also be expected.

なお、本実施の形態の発光素子においても、第1の電極201や第2の電極202の材料を変えることで、様々なバリエーションを有する。その模式図を図3(b)、図3(c)および図4に示す。なお、図3(b)、図3(c)および図4では、図3(a)の符号を引用する。また、200は、本発明の発光素子を担持する基板である。   Note that the light-emitting element of this embodiment also has various variations by changing materials of the first electrode 201 and the second electrode 202. The schematic diagram is shown in FIG. 3 (b), FIG. 3 (c) and FIG. In FIGS. 3B, 3C, and 4, the reference numerals in FIG. 3A are cited. Reference numeral 200 denotes a substrate carrying the light emitting element of the present invention.

図3は、基板200側から第1の層211、第2の層212、第3の層213、第4の層214の順で構成されている場合の例である。この時、第1の電極201を光透過性とし、第2の電極202を遮光性(特に反射性)とすることで、図3(a)のように基板200側から光を射出する構成となる。また、第1の電極201を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極202を光透過性とすることで、図3(b)のように基板200の逆側から光を射出する構成となる。さらに、第1の電極201、第2の電極202の両方を光透過性とすることで、図3(c)に示すように、基板200側と基板200の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 3 shows an example in which the first layer 211, the second layer 212, the third layer 213, and the fourth layer 214 are configured in this order from the substrate 200 side. At this time, the first electrode 201 is light-transmitting and the second electrode 202 is light-shielding (particularly reflective) so that light is emitted from the substrate 200 side as shown in FIG. Become. Further, the first electrode 201 is made light-shielding (particularly reflective), and the second electrode 202 is made light-transmissive so that light is emitted from the opposite side of the substrate 200 as shown in FIG. It becomes. Further, by making both the first electrode 201 and the second electrode 202 light transmissive, light is emitted to both the substrate 200 side and the opposite side of the substrate 200 as shown in FIG. Configuration is also possible.

図4は、基板200側から第4の層214、第3の層213、第2の層212、第1の層211の順で構成されている場合の例である。この時、第1の電極201を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極202を光透過性とすることで、図4(a)のように基板200側から光を取り出す構成となる。また、第1の電極201を光透過性とし、第2の電極202を遮光性(特に反射性)とすることで、図4(b)のように基板200と逆側から光を取り出す構成となる。さらに、第1の電極201、第2の電極202の両方を光透過性とすることで、図4(c)に示すように、基板200側と基板200の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 4 shows an example in which the fourth layer 214, the third layer 213, the second layer 212, and the first layer 211 are configured in this order from the substrate 200 side. At this time, the first electrode 201 is made light-shielding (particularly reflective), and the second electrode 202 is made light-transmissive so that light is extracted from the substrate 200 side as shown in FIG. . Further, the first electrode 201 is made light-transmitting and the second electrode 202 is made light-shielding (particularly reflective), whereby light is extracted from the opposite side of the substrate 200 as shown in FIG. Become. Furthermore, by making both the first electrode 201 and the second electrode 202 light transmissive, light is emitted to both the substrate 200 side and the opposite side of the substrate 200 as shown in FIG. Configuration is also possible.

なお、第1の層211が、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含み、第2の層212が発光性の物質を含み、第3の層213が実施の形態1で示した複合材料を含む層であり、第4の層214が、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む構成にすることも可能である。   Note that the first layer 211 includes one compound selected from an electron-donating substance and a compound having a high electron-transport property, the second layer 212 includes a light-emitting substance, and the third layer. Reference numeral 213 denotes a layer including the composite material described in Embodiment 1, and the fourth layer 214 includes one compound selected from electron-donating substances and a compound having a high electron-transport property. It is also possible.

なお、本実施の形態における発光素子を作製する場合には、湿式法、乾式法を問わず、公知の方法を用いることができる。ただし、複合材料を含む層は、実施の形態1および実施の形態2で示した方法により形成することが好ましい。   Note that in the case of manufacturing the light-emitting element in this embodiment, a known method can be used regardless of a wet method or a dry method. Note that the layer including the composite material is preferably formed by the method described in Embodiments 1 and 2.

また、図3に図示するように、第1の電極201を形成した後、第1の層211、第2の層212、第3の層213、第4の層214を順次積層し、第2の電極202を形成してもよいし、図4に図示するように、第2の電極202を形成した後、第4の層214、第3の層213、第2の層212、第1の層211を順次積層し、第1の電極201を形成してもよい。   Further, as illustrated in FIG. 3, after the first electrode 201 is formed, the first layer 211, the second layer 212, the third layer 213, and the fourth layer 214 are sequentially stacked. 4, or after forming the second electrode 202, as shown in FIG. 4, the fourth layer 214, the third layer 213, the second layer 212, and the first layer The layer 211 may be sequentially stacked to form the first electrode 201.

本発明の発光素子は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有する。そのため、複合材料を含む層に含まれている有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化の一周期の長さを変化させることにより、複合材料を含む層の電気的特性を変化させることが可能である。つまり、層に含まれる有機化合物と無機化合物の組成比や化合物の種類を変化させずに、電気的特性を変化させることができる。そのため、光学的特性など、電気的特性以外はあまり変化しない。よって、発光素子の設計および作製に冗長性を持たせることができる。   A light-emitting element of the present invention includes a layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1. Therefore, the electrical characteristics of the layer containing the composite material can be changed by changing the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer containing the composite material. Is possible. That is, the electrical characteristics can be changed without changing the composition ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer and the type of the compound. Therefore, the electrical characteristics such as the optical characteristics are not changed much. Therefore, redundancy can be given to design and manufacture of a light emitting element.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態3〜実施の形態5に示した構成とは異なる構成を有する発光素子について説明する。本実施の形態で示す構成は、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子の電荷発生層として、本発明の複合材料を適用した構成である。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a light-emitting element having a structure different from the structures shown in Embodiments 3 to 5 will be described. The structure described in this embodiment is a structure in which the composite material of the present invention is applied as a charge generation layer of a light-emitting element having a structure in which a plurality of light-emitting units are stacked.

本実施の形態では、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(以下、タンデム型素子という)について説明する。つまり、第1の電極と第2の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。図19に2つの発光ユニットを積層したタンデム型素子を示す。   In this embodiment, a light-emitting element having a structure in which a plurality of light-emitting units are stacked (hereinafter referred to as a tandem element) will be described. That is, the light-emitting element has a plurality of light-emitting units between the first electrode and the second electrode. FIG. 19 shows a tandem element in which two light emitting units are stacked.

図19において、第1の電極501と第2の電極502との間には、第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512が積層されている。第1の発光ユニット511と第2の発光ユニット512との間には、電荷発生層513が形成されている。   In FIG. 19, a first light emitting unit 511 and a second light emitting unit 512 are stacked between a first electrode 501 and a second electrode 502. A charge generation layer 513 is formed between the first light emitting unit 511 and the second light emitting unit 512.

第1の電極501と第2の電極502は、公知の材料を用いることができる。   A known material can be used for the first electrode 501 and the second electrode 502.

第1の発光ユニット511および第2の発光ユニット512は、それぞれ公知の構成を用いることができる。   The first light-emitting unit 511 and the second light-emitting unit 512 can each have a known configuration.

電荷発生層513には、実施の形態1で示した複合材料を含む層が含まれている。複合材料を含む層は積層方向に対しては導電率が高い。よって、発光素子の駆動電圧を低減することが可能である。また、複合材料を含む層は面方向に対しては導電率が低い。よって、隣接する発光素子間のクロストークの発生を抑制することができる。   The charge generation layer 513 includes the layer containing the composite material described in Embodiment 1. The layer including the composite material has high conductivity in the stacking direction. Thus, the driving voltage of the light emitting element can be reduced. In addition, the layer including the composite material has low conductivity in the surface direction. Therefore, occurrence of crosstalk between adjacent light emitting elements can be suppressed.

なお、電荷発生層513は、複合材料を含む層と公知の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、実施の形態4で示したように、複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。   Note that the charge generation layer 513 may be formed by combining a layer containing a composite material and a known material. For example, as shown in Embodiment Mode 4, a layer including a composite material and a layer including one compound selected from electron-donating substances and a compound having a high electron-transport property are combined. Also good. Alternatively, a layer containing a composite material and a transparent conductive film may be combined.

本実施の形態では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、実施の形態1に示した複合材料を含む層を適用することが可能である。例えば、3つの発光ユニットを積層した発光素子は、第1の発光ユニット、第1の電荷発生層、第2の発光ユニット、第2の電荷発生層、第3の発光ユニット、の順に積層されるが、実施の形態1に示した複合材料を含む層は、いずれか一つの電荷発生層のみに含まれていてもよいし、全ての電荷発生層に含まれていてもよい。   Although this embodiment mode describes a light-emitting element having two light-emitting units, similarly, the layer including the composite material described in Embodiment Mode 1 is applied to a light-emitting element in which three or more light-emitting units are stacked. Is possible. For example, a light emitting element in which three light emitting units are stacked is stacked in the order of a first light emitting unit, a first charge generating layer, a second light emitting unit, a second charge generating layer, and a third light emitting unit. However, the layer including the composite material described in Embodiment 1 may be included in only one of the charge generation layers, or may be included in all of the charge generation layers.

本発明の発光素子は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有する。そのため、複合材料を含む層に含まれている有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化の一周期の長さを変化させることにより、複合材料を含む層の電気的特性を変化させることが可能である。つまり、層に含まれる有機化合物と無機化合物の組成比や化合物の種類を変化させずに、電気的特性を変化させることができる。そのため、光学的特性など、電気的特性以外はあまり変化しない。よって、発光素子の設計および作製に冗長性を持たせることができる。   A light-emitting element of the present invention includes a layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1. Therefore, the electrical characteristics of the layer containing the composite material can be changed by changing the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer containing the composite material. Is possible. That is, the electrical characteristics can be changed without changing the composition ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer and the type of the compound. Therefore, the electrical characteristics such as the optical characteristics are not changed much. Therefore, redundancy can be given to design and manufacture of a light emitting element.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態7)
本実施の形態では、発光素子の光学設計について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, optical design of a light-emitting element will be described.

実施の形態3〜実施の形態6に示した発光素子において、各発光色を発する発光素子ごとに、少なくとも第1の電極及び第2の電極を除く各層のいずれか一つの膜厚を異ならせることにより、発光色毎の光の取り出し効率を高めることができる。 In the light-emitting elements described in any of Embodiments 3 to 6, at least one of the thicknesses of each layer excluding the first electrode and the second electrode is different for each light-emitting element that emits each emission color. Thus, the light extraction efficiency for each emission color can be increased.

例えば、図10に示すように、赤系色(R)、緑系色(G)、青系色(B)を発光する発光素子は、反射電極である第1の電極1101、及び透光性を有する第2の電極1102を共有しており、それぞれ第1の層1111R、1111G、1111B、第2の層1112R、1112G、1112B、第3の層1113R、1113G、1113B、第4の層1114R、1114G、1114Bを有する。そして、第1の層1111R、1111G、1111Bの厚さを発光色毎に異ならせる。 For example, as illustrated in FIG. 10, a light emitting element that emits red color (R), green color (G), and blue color (B) includes a first electrode 1101 that is a reflective electrode, and a light-transmitting property. And the second layer 1101R, 1111G, 1111B, the second layer 1112R, 1112G, 1112B, the third layer 1113R, 1113G, 1113B, the fourth layer 1114R, 1114G and 1114B. Then, the thicknesses of the first layers 1111R, 1111G, and 1111B are made different for each emission color.

なお、図10に示す発光素子において、第2の電極1102の電位よりも第1の電極1101の電位が高くなるように電圧を印加すると、第1の層1111から第2の層1112へ正孔が注入される。第3の層1113および第4の層1114の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子と正孔が発生し、第3の層1113は電子を第2の層1112に輸送すると同時に、第4の層1114は正孔を第2の電極1102に輸送する。正孔と、電子とが、第2の層1112において再結合し、発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。 Note that in the light-emitting element illustrated in FIG. 10, when voltage is applied so that the potential of the first electrode 1101 is higher than the potential of the second electrode 1102, holes are transferred from the first layer 1111 to the second layer 1112. Is injected. Electrons are transferred in the vicinity of the interface between the third layer 1113 and the fourth layer 1114, electrons and holes are generated, and the third layer 1113 transports electrons to the second layer 1112, and at the same time, The fourth layer 1114 transports holes to the second electrode 1102. Holes and electrons recombine in the second layer 1112 to bring the light-emitting substance into an excited state. The excited luminescent material emits light when returning to the ground state.

図10に示すように、第1の層1111R、1111G、1111Bの厚さを発光色毎に異ならせることにより、直接第2の電極を介して認識する場合と、第1の電極で反射して第2の電極を介して認識する場合とで光路が異なることによる、光の取り出し効率の低下を防止することができる。 As shown in FIG. 10, by making the thickness of the first layer 1111R, 1111G, 1111B different for each luminescent color, it is reflected directly through the second electrode and reflected by the first electrode. It is possible to prevent a decrease in light extraction efficiency due to a difference in optical path between the case where recognition is performed through the second electrode.

具体的には、第1の電極に光が入射した場合、反射光には位相の反転が生じ、これによって生じる光の干渉効果が生じる。その結果、発光領域と反射電極との光学距離、つまり屈折率×距離が、発光波長の(2m−1)/4倍(mは任意の正の整数)、即ち、発光波長の1/4、3/4、5/4・・・倍の時には、発光の外部取り出し効率が高くなる。一方、m/2倍(mは任意の正の整数)即ち、発光波長の1/2、1、3/2・・・倍の時には発光の外部取り出し効率が低くなってしまう。 Specifically, when light is incident on the first electrode, phase inversion occurs in the reflected light, resulting in a light interference effect. As a result, the optical distance between the light emitting region and the reflective electrode, that is, the refractive index × distance is (2m−1) / 4 times the emission wavelength (m is an arbitrary positive integer), that is, 1/4 of the emission wavelength, When the ratio is 3/4, 5/4,..., The light extraction efficiency is increased. On the other hand, when m / 2 times (m is an arbitrary positive integer), that is, 1/2, 1, 3/2.

したがって、本発明の発光素子において、発光領域と反射電極との光学距離、つまり屈折率×距離が、発光波長の(2m−1)/4倍(mは任意の正の整数)となるように、第1の層から第4の層のいずれかの膜厚を各発光素子で異ならせる。 Therefore, in the light emitting device of the present invention, the optical distance between the light emitting region and the reflective electrode, that is, the refractive index × distance is (2m−1) / 4 times the emission wavelength (m is an arbitrary positive integer). The film thickness of any of the first to fourth layers is made different for each light emitting element.

特に、第1の層から第4の層において、電子と正孔が再結合する層から反射電極との間の層の膜厚を異ならせるとよいが、電子と正孔が再結合する層から透光性を有する電極との間の膜厚を異ならせてもよい。さらに両者の膜厚を異ならせても構わない。その結果、発光を効率よく外部に取り出すことができる。 In particular, in the first layer to the fourth layer, the thickness of the layer between the layer where the electrons and holes are recombined and the reflective electrode may be different, but from the layer where the electrons and holes are recombined. The film thickness between the light-transmitting electrodes may be different. Furthermore, the film thicknesses of both may be different. As a result, the emitted light can be efficiently extracted outside.

第1の層から第4の層のいずれかの膜厚を異ならせるためには、層を厚膜化する必要がある。本発明の発光素子は、厚膜化する層に、実施の形態1で示した複合材料を含む層を用いることを特徴とする。 In order to change the film thickness of any of the first layer to the fourth layer, it is necessary to increase the thickness of the layer. The light-emitting element of the present invention is characterized in that the layer including the composite material described in Embodiment Mode 1 is used for the layer to be thickened.

一般に、発光素子の層を膜厚化すると、駆動電圧が増加してしまうため、好ましくなかった。しかし、厚膜化する層に、実施の形態1で示した複合材料を含む層を用いると、駆動電圧自体を低くでき、厚膜化することによる駆動電圧の上昇を抑制することができる。 In general, when the thickness of the light emitting element layer is increased, the driving voltage increases, which is not preferable. However, when the layer including the composite material described in Embodiment Mode 1 is used for the layer to be thickened, the driving voltage itself can be lowered, and an increase in driving voltage due to the thickening can be suppressed.

なお、図10では、赤系色(R)の発光素子の発光領域と反射電極との光学距離が発光波長の1/4倍、緑系色(G)の発光素子の発光領域と反射電極との光学距離が発光波長の3/4倍、青系色(B)の発光素子の発光領域と反射電極との光学距離が発光波長の5/4倍のものを示した。なお、本発明はこの値に限られず、適宜mの値を設定することが可能である。また、図10に示すように、(2m−1)/4のmの値は各発光素子で異なっていてもよい。   In FIG. 10, the optical distance between the light emitting region of the red light emitting element (R) and the reflective electrode is 1/4 times the light emitting wavelength, and the light emitting region of the green light emitting element (G) and the reflective electrode The optical distance is 3/4 times the emission wavelength, and the optical distance between the light emitting region of the blue light emitting element (B) and the reflective electrode is 5/4 times the emission wavelength. Note that the present invention is not limited to this value, and the value of m can be set as appropriate. Moreover, as shown in FIG. 10, the value of m of (2m−1) / 4 may be different for each light emitting element.

また、第1の層から第4の層のいずれかを厚膜化することにより、第1の電極と第2の電極とが短絡することを防止でき、量産性を高めることもでき、非常に好ましい。 Further, by increasing the thickness of any of the first to fourth layers, the first electrode and the second electrode can be prevented from being short-circuited, and mass productivity can be improved. preferable.

このように本発明の発光素子は、少なくとも第1の層から第4の層の膜厚を、各発光色で異ならせることができる。このとき、電子と正孔が再結合する層から反射電極との間となる層の膜厚を、各発光色で異ならせることが好ましい。さらに厚膜化する必要のある層には、実施の形態1で示した複合材料を含む層とすると、駆動電圧が高くならず好ましい。 As described above, in the light-emitting element of the present invention, the film thicknesses of at least the first layer to the fourth layer can be made different for each emission color. At this time, it is preferable that the film thickness of the layer between the layer where the electrons and holes are recombined and the reflective electrode be different for each emission color. Further, the layer that needs to be thicker is preferably a layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1 because the driving voltage is not increased.

なお、本実施の形態では、実施の形態5に示した構成の発光素子を用いて説明したが、他の実施の形態と適宜組み合わせることも可能である。   Note that although this embodiment mode is described using the light-emitting element having the structure described in Embodiment Mode 5, it can be combined as appropriate with any of the other embodiment modes.

(実施の形態8)
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment mode, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention will be described.

本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図7を用いて説明する。なお、図7(A)は、発光装置を示す上面図、図7(B)は図7(A)をA−A’およびB−B’で切断した断面図である。点線で示された601は駆動回路部(ソース側駆動回路)、602は画素部、603は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。   In this embodiment mode, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention in a pixel portion will be described with reference to FIGS. 7A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along lines A-A ′ and B-B ′ in FIG. 7A. Reference numeral 601 indicated by a dotted line denotes a driving circuit portion (source side driving circuit), 602 denotes a pixel portion, and 603 denotes a driving circuit portion (gate side driving circuit). Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.

なお、引き回し配線608はソース側駆動回路601及びゲート側駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。   Note that the routing wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source side driving circuit 601 and the gate side driving circuit 603, and a video signal, a clock signal, an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal, Receives start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.

次に、断面構造について図7(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。   Next, a cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 610. Here, a source-side driver circuit 601 that is a driver circuit portion and one pixel in the pixel portion 602 are illustrated.

なお、ソース側駆動回路601はnチャネル型TFT623とpチャネル型TFT624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、公知のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバーと画素部の一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。   Note that the source side driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-channel TFT 623 and a p-channel TFT 624 are combined. The driving circuit may be formed of a known CMOS circuit, PMOS circuit, or NMOS circuit. In this embodiment mode, an integrated type of a driver and a pixel portion in which a driver circuit is formed over a substrate is shown; however, this is not necessarily required, and the driver circuit can be formed outside the substrate.

また、画素部602はスイッチング用TFT611と、電流制御用TFT612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。   The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including a switching TFT 611, a current control TFT 612, and a first electrode 613 electrically connected to the drain thereof. Note that an insulator 614 is formed so as to cover an end portion of the first electrode 613. Here, a positive photosensitive acrylic resin film is used.

また、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型レジスト、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型レジストのいずれも使用することができる。   In addition, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 614. For example, when positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 has a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 614, either a negative resist that becomes insoluble in an etchant by light irradiation or a positive resist that becomes soluble in an etchant by light irradiation can be used.

第1の電極613上には、発光物質を含む層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第1の電極613に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO膜、または珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Zn膜、Pt膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との3層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。   Over the first electrode 613, a layer 616 containing a light-emitting substance and a second electrode 617 are formed. Here, as a material used for the first electrode 613 functioning as an anode, a material having a high work function is preferably used. For example, an ITO film or an indium tin oxide film containing silicon, an indium oxide film containing 2 to 20 wt% zinc oxide, a titanium nitride film, a chromium film, a tungsten film, a Zn film, a Pt film, or the like In addition, a stack of a titanium nitride film and a film containing aluminum as a main component, a three-layer structure including a titanium nitride film, a film containing aluminum as a main component, and a titanium nitride film can be used. Note that with a stacked structure, resistance as a wiring is low, good ohmic contact can be obtained, and a function as an anode can be obtained.

発光物質を含む層616は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有している。また、発光物質を含む層616を構成する他の材料としては、低分子系材料、中分子材料(オリゴマー、デンドリマーを含む)、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。また、発光物質を含む層616は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の公知の方法によって形成される。ただし、複合材料を含む層は、実施の形態1および実施の形態2で示した方法により形成することが好ましい。   The layer 616 containing a light-emitting substance includes the layer containing the composite material described in Embodiment 1. In addition, the other material forming the layer 616 containing a light-emitting substance may be a low molecular material, a medium molecular material (including an oligomer or a dendrimer), or a high molecular material. In addition, as a material used for a layer containing a light-emitting substance, an organic compound is usually used in a single layer or a stacked layer. I will do it. The layer 616 containing a light-emitting substance is formed by a known method such as an evaporation method using an evaporation mask, an inkjet method, or a spin coating method. Note that the layer including the composite material is preferably formed by the method described in Embodiments 1 and 2.

さらに、発光物質を含む層616上に形成され、陰極として機能する第2の電極617に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料(Al、Ag、Li、Ca、またはこれらの合金や化合物、MgAg、MgIn、AlLi、CaF、LiF、または窒化カルシウム)を用いることが好ましい。なお、発光物質を含む層616で生じた光が第2の電極617を透過させる場合には、第2の電極617として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛(ZnO)等)との積層を用いるのが良い。 Further, as a material used for the second electrode 617 formed over the light-emitting substance-containing layer 616 and functioning as a cathode, a material having a low work function (Al, Ag, Li, Ca, or an alloy or compound thereof, MgAg, or the like) MgIn, AlLi, CaF 2 , LiF, or calcium nitride) is preferably used. Note that in the case where light generated in the layer 616 containing a light-emitting substance passes through the second electrode 617, the second electrode 617 includes a thin metal film and a transparent conductive film (ITO, 2 to 20 wt. % Of indium oxide containing zinc oxide, indium tin oxide containing silicon, zinc oxide (ZnO), or the like is preferably used.

さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。   Further, the sealing substrate 604 is bonded to the element substrate 610 with the sealant 605, whereby the light-emitting element 618 is provided in the space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605. Yes. Note that the space 607 is filled with a filler, and may be filled with a sealant 605 in addition to an inert gas (such as nitrogen or argon).

なお、シール材605にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。   Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, acrylic, or the like can be used as a material for the sealing substrate 604.

以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。   As described above, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention can be obtained.

本発明の発光装置は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有している。そのため、複合材料を含む層に含まれている有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化の一周期の長さを変化させることにより、複合材料を含む層の電気的特性を変化させることが可能である。つまり、層に含まれている化合物の組成比や化合物の種類を変えずに電気的特性を変化させることができる。そのため、光学的特性など、電気的特性以外はあまり変化しない。よって、発光装置の設計および作製に冗長性を持たせることができる。   The light-emitting device of the present invention includes the layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1. Therefore, the electrical characteristics of the layer containing the composite material can be changed by changing the length of one cycle of the periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound contained in the layer containing the composite material. Is possible. That is, the electrical characteristics can be changed without changing the composition ratio of the compound contained in the layer or the type of the compound. Therefore, the electrical characteristics such as the optical characteristics are not changed much. Therefore, redundancy can be given to the design and manufacture of the light emitting device.

また、本発明の発光装置は、実施の形態1で示した複合材料を含む層を有しているため、面方向に対しては導電率が低い状態で、積層方向に対しては面方向よりも導電率を高くすることができる。そのため、隣接する発光素子間でクロストークが発生することを抑制しつつ、発光素子の低電圧駆動を実現することができる。   In addition, since the light-emitting device of the present invention includes the layer containing the composite material described in Embodiment Mode 1, the conductivity is low in the plane direction and the stacking direction is higher than the plane direction. Also, the conductivity can be increased. Therefore, low voltage driving of the light emitting element can be realized while suppressing the occurrence of crosstalk between adjacent light emitting elements.

また、実施の形態1で示した複合材料を含む層は、積層方向に対しては導電率が高いため、複合材料を含む層を厚膜化した場合でも、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、複合材料を含む層を厚くして、発光素子の短絡を防止することができる。また、消費電力の低減された発光装置を得ることができる。   In addition, since the layer including the composite material described in Embodiment 1 has high conductivity in the stacking direction, an increase in driving voltage of the light-emitting element is suppressed even when the layer including the composite material is thickened. can do. Therefore, the layer containing the composite material can be thickened to prevent a short circuit of the light-emitting element. In addition, a light-emitting device with reduced power consumption can be obtained.

また、複合材料を含む層を所望の厚さで形成することができることにより、発光素子の駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上、光の取り出し効率の向上を実現することができる。よって、消費電力が少なく、信頼性の高い発光装置を得ることができる。   In addition, since the layer including the composite material can be formed with a desired thickness, it is possible to improve color purity and improve light extraction efficiency by optical design without increasing the driving voltage of the light-emitting element. it can. Thus, a light-emitting device with low power consumption and high reliability can be obtained.

以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図8には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。図8において、基板951上には、電極952と電極956との間には発光物質を含む層955が設けられている。電極952の端部は絶縁層953で覆われている。そして、絶縁層953上には隔壁層954が設けられている。隔壁層954の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層954の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接する辺)の方が上辺(絶縁層953の面方向と同様の方向を向き、絶縁層953と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層954を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、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 light-emitting device that controls driving of a light-emitting element using 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 matrix light emitting device may be used. FIG. 8 is a perspective view of a passive matrix light-emitting device manufactured by applying the present invention. In FIG. 8, a layer 955 containing a light-emitting substance is provided between the electrode 952 and the electrode 956 over the substrate 951. An end portion of the electrode 952 is covered with an insulating layer 953. A partition layer 954 is provided over the insulating layer 953. The side wall of the partition wall layer 954 has an inclination such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as it approaches the substrate surface. That is, the cross section in the short side direction of the partition wall layer 954 has a trapezoidal shape, and the bottom side (the side facing the insulating layer 953 in the same direction as the surface direction of the insulating layer 953) is the top side (the surface of the insulating layer 953). The direction is the same as the direction and is shorter than the side not in contact with the insulating layer 953. In this manner, by providing the partition layer 954, defects in the light-emitting element due to static electricity or the like can be prevented. A passive matrix light-emitting device can also be driven with low power consumption by including the light-emitting element of the present invention that operates at a low drive voltage.

(実施の形態9)
本実施の形態では、実施の形態8に示す発光装置をその一部に含む本発明の電気機器について説明する。本発明の電気機器は、実施の形態1に示した複合材料を含む層を含み、低消費電力の表示部を有する。また、ゴミや衝撃等による短絡が抑制された信頼性の高い表示部を有する。
(Embodiment 9)
In this embodiment mode, an electric device of the present invention including the light-emitting device described in Embodiment Mode 8 as a part thereof will be described. An electric device of the present invention includes a layer including the composite material described in Embodiment 1 and includes a display portion with low power consumption. In addition, a highly reliable display portion in which a short circuit due to dust, impact, or the like is suppressed is provided.

本発明の発光装置を用いて作製された電気機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。これらの電気機器の具体例を図9に示す。
図9(A)は本発明に係るテレビ装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。このテレビ装置において、表示部9103は、実施の形態3〜7で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、外部への光の取り出し効率が高く、駆動電圧が低く、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。また、隣接する素子間のクロストークの発生が抑制されるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9103も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体9101や支持台9102の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
As an electric device manufactured using the light-emitting device of the present invention, a camera such as a video camera or a digital camera, a goggle-type display, a navigation system, a sound reproduction device (car audio, audio component, etc.), a computer, a game device, and portable information Plays back a recording medium such as a terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.) and recording medium (specifically, Digital Versatile Disc (DVD)) and displays the image. And a display device). Specific examples of these electric devices are shown in FIGS.
FIG. 9A illustrates a television device according to the present invention, which includes a housing 9101, a supporting base 9102, a display portion 9103, a speaker portion 9104, a video input terminal 9105, and the like. In this television device, the display portion 9103 is formed by arranging light-emitting elements similar to those described in Embodiment Modes 3 to 7 in a matrix. The light-emitting element has a feature that the efficiency of extracting light to the outside is high, the driving voltage is low, and a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented. Further, it has a feature that generation of crosstalk between adjacent elements is suppressed. Since the display portion 9103 including the light-emitting elements has similar features, this television set has no deterioration in image quality and low power consumption. With such a feature, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the television device, so that the housing 9101 and the support base 9102 can be reduced in size and weight. In the television device according to the present invention, low power consumption, high image quality, and reduction in size and weight are achieved, so that a product suitable for a living environment can be provided.

図9(B)は本発明に係るコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングマウス9206等を含む。このコンピュータにおいて、表示部9203は、実施の形態3〜7で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、外部への光の取り出し効率が高く、駆動電圧が低く、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。また、隣接する素子間のクロストークの発生が抑制されるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9203も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9201や筐体9202の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、持ち運ぶことも可能となり、持ち運ぶときの衝撃にも強い表示部を有しているコンピュータを提供することができる。   FIG. 9B illustrates a computer according to the present invention, which includes a main body 9201, a housing 9202, a display portion 9203, a keyboard 9204, an external connection port 9205, a pointing mouse 9206, and the like. In this computer, the display portion 9203 is formed by arranging light-emitting elements similar to those described in Embodiment Modes 3 to 7 in a matrix. The light-emitting element has a feature that the efficiency of extracting light to the outside is high, the driving voltage is low, and a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented. Further, it has a feature that generation of crosstalk between adjacent elements is suppressed. Since the display portion 9203 including the light-emitting elements has similar features, this computer has no deterioration in image quality and has low power consumption. With such a feature, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the computer, so that the main body 9201 and the housing 9202 can be reduced in size and weight. In the computer according to the present invention, low power consumption, high image quality, and reduction in size and weight are achieved; therefore, a product suitable for the environment can be provided. In addition, the computer can be carried, and a computer having a display portion that is resistant to impact when being carried can be provided.

図9(C)は本発明に係るゴーグル型ディスプレイであり、本体9301、表示部9302、アーム部9303を含む。このゴーグル型ディスプレイにおいて、表示部9302は、実施の形態3〜7で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、外部への光の取り出し効率が高く、駆動電圧が低くゴミや衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。また、隣接する素子間のクロストークの発生が抑制されるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9302も同様の特徴を有するため、このゴーグル型ディスプレイは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、ゴーグル型ディスプレイにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9301の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るゴーグル型ディスプレイは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、装着したときの負担が少なく、違和感なく使用することができる製品を提供することができる。また、装着して動いたときの衝撃にも強い表示部を有するゴーグル型ディスプレイを提供することができる。   FIG. 9C illustrates a goggle type display according to the present invention, which includes a main body 9301, a display portion 9302, and an arm portion 9303. In this goggle type display, the display portion 9302 is configured by arranging light-emitting elements similar to those described in Embodiment Modes 3 to 7 in a matrix. The light-emitting element has a feature that the efficiency of extracting light to the outside is high, the driving voltage is low, and a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented. Further, it has a feature that generation of crosstalk between adjacent elements is suppressed. Since the display portion 9302 including the light-emitting elements has similar features, the goggle-type display has no deterioration in image quality and has low power consumption. With such a feature, in the goggle type display, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced, so that the main body 9301 can be reduced in size and weight. Since the goggle type display according to the present invention achieves low power consumption, high image quality, and small size and light weight, it is possible to provide a product that can be used without a sense of incongruity with less burden when worn. Further, it is possible to provide a goggle-type display having a display portion that is resistant to impacts when mounted and moved.

図9(D)は本発明に係る携帯電話であり、本体9401、筐体9402、表示部9403、音声入力部9404、音声出力部9405、操作キー9406、外部接続ポート9407、アンテナ9408等を含む。この携帯電話において、表示部9403は、実施の形態3〜7で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、外部への光の取り出し効率が高く、駆動電圧が低く、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。また、隣接する素子間のクロストークの発生が抑制されるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9403も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9401や筐体9402の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。   FIG. 9D illustrates a cellular phone according to the present invention, which includes a main body 9401, a housing 9402, a display portion 9403, an audio input portion 9404, an audio output portion 9405, operation keys 9406, an external connection port 9407, an antenna 9408, and the like. . In this cellular phone, the display portion 9403 is formed by arranging light-emitting elements similar to those described in Embodiment Modes 3 to 7 in a matrix. The light-emitting element has a feature that the efficiency of extracting light to the outside is high, the driving voltage is low, and a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented. Further, it has a feature that generation of crosstalk between adjacent elements is suppressed. Since the display portion 9403 including the light-emitting elements has similar features, the cellular phone has no deterioration in image quality and low power consumption. With such a feature, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the mobile phone, so that the main body 9401 and the housing 9402 can be reduced in size and weight. Since the cellular phone according to the present invention has low power consumption, high image quality, and reduced size and weight, a product suitable for carrying can be provided. In addition, a product having a display portion that is resistant to impact when carried can be provided.

図9(E)は本発明の係るカメラであり、本体9501、表示部9502、筐体9503、外部接続ポート9504、リモコン受信部9505、受像部9506、バッテリー9507、音声入力部9508、操作キー9509、接眼部9510等を含む。このカメラにおいて、表示部9502は、実施の形態3〜7で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、外部への光の取り出し効率が高く、駆動電圧が低く、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができるという特徴を有している。また、隣接する素子間のクロストークの発生が抑制されるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部9502も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9501の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。   FIG. 9E illustrates a camera according to the present invention, which includes a main body 9501, a display portion 9502, a housing 9503, an external connection port 9504, a remote control receiving portion 9505, an image receiving portion 9506, a battery 9507, an audio input portion 9508, and operation keys 9509. , An eyepiece 9510 and the like. In this camera, the display portion 9502 is configured by arranging light-emitting elements similar to those described in Embodiment Modes 3 to 7 in a matrix. The light-emitting element has a feature that the efficiency of extracting light to the outside is high, the driving voltage is low, and a short circuit due to dust, impact, or the like can be prevented. Further, it has a feature that generation of crosstalk between adjacent elements is suppressed. Since the display portion 9502 including the light-emitting elements has similar features, this camera has no deterioration in image quality and has low power consumption. With such a feature, a deterioration compensation function and a power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the camera, so that the main body 9501 can be reduced in size and weight. Since the camera according to the present invention has low power consumption, high image quality, and small size and light weight, a product suitable for carrying can be provided. In addition, a product having a display portion that is resistant to impact when carried can be provided.

以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気機器に適用することが可能である。本発明の発光装置を用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電気機器を提供することが可能となる。   As described above, the applicable range of the light-emitting device of the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electric appliances in various fields. By using the light-emitting device of the present invention, an electric device having a display portion with low power consumption and high reliability can be provided.

本実施例では、複合材料を含む層について具体的に説明する。   In this example, a layer containing a composite material will be specifically described.

基板上に、珪素を含有したインジウム錫酸化物を形成した。その上に、DNTPDと酸化モリブデンとを共蒸着した層を、層全体のDNTPDと酸化モリブデンとの重量比が1:0.67となるように120nmの厚さで形成した。   Indium tin oxide containing silicon was formed on the substrate. On top of that, a layer in which DNTPD and molybdenum oxide were co-deposited was formed to a thickness of 120 nm so that the weight ratio of DNTPD to molybdenum oxide in the entire layer was 1: 0.67.

そして、DNTPDと酸化モリブデンとを共蒸着した層の上に、アルミニウムを200nm形成し、その素子特性を調べた。   Then, 200 nm of aluminum was formed on the layer on which DNTPD and molybdenum oxide were co-evaporated, and the device characteristics were examined.

有機化合物の蒸着レートを0.4nm/sとし、基板の回転(公転)数を8rpmとしてDNTPDと酸化モリブデンとを含む層を形成した素子を素子1、有機化合物の蒸着レートを0.4nm/sとし、基板の回転(公転)数を2rpmとしてDNTPDと酸化モリブデンとを含む層を形成した素子を素子2、有機化合物の蒸着レートを1.6nm/sとし、基板の回転(公転)数を8rpmとしてDNTPDと酸化モリブデンとを含む層を形成した素子を素子3とした。素子1〜素子3の電流密度―電圧特性を図11に示す。   An element in which a layer containing DNTPD and molybdenum oxide was formed with an organic compound deposition rate of 0.4 nm / s, a substrate rotation (revolution) speed of 8 rpm, and an organic compound deposition rate of 0.4 nm / s. The number of rotations (revolutions) of the substrate is 2 rpm, the element on which the layer containing DNTPD and molybdenum oxide is formed is element 2, the vapor deposition rate of the organic compound is 1.6 nm / s, and the number of rotations (revolutions) of the substrate is 8 rpm. An element in which a layer containing DNTPD and molybdenum oxide was formed as element 3. The current density-voltage characteristics of the elements 1 to 3 are shown in FIG.

図11からわかるように、素子1は、素子2や素子3よりも、電極間の方向(積層方向)に電流が流れやすいことがわかる。   As can be seen from FIG. 11, the element 1 is more likely to flow current in the direction between the electrodes (stacking direction) than the element 2 or element 3.

また素子1〜素子3の断面を透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope)を用いて観察した。観察して得られた像(TEM像)を図12〜図17に示す。図12は素子1を観察して得られた像(倍率:15万倍)であり、図13は素子1を観察して得られた像(倍率:100万倍)であり、図14は素子2を観察して得られた像(倍率:15万倍)であり、図15は素子2を観察して得られた像(倍率:100万倍)であり、図16は素子3を観察して得られた像(倍率:15万倍)であり、図17は素子3を観察して得られた像(倍率:100万倍)である。   Moreover, the cross section of the element 1-the element 3 was observed using the transmission electron microscope (Transmission Electron Microscope). Images (TEM images) obtained by observation are shown in FIGS. FIG. 12 is an image (magnification: 150,000 times) obtained by observing the element 1, FIG. 13 is an image (magnification: 1 million times) obtained by observing the element 1, and FIG. 15 is an image (magnification: 150,000 times) obtained by observing 2, FIG. 15 is an image (magnification: 1 million times) obtained by observing element 2, and FIG. FIG. 17 shows an image (magnification: 1 million times) obtained by observing the element 3.

図12〜図17から、色の濃い第1の領域と色の淡い第2の領域とが交互に存在することがわかる。色の濃い第1の領域は、平均原子量が高い領域であり、色の淡い第2の領域は平均原子量の小さい部分である。本発明の複合材料を含む層に含まれる無機化合物は有機化合物よりも原子量が大きいため、TEM像における色の濃い第1の領域は無機化合物が多く含まれる領域であり、色の淡い第2の領域は有機化合物が多く含まれる領域である。   From FIG. 12 to FIG. 17, it can be seen that the first dark regions and the second light regions are alternately present. The dark first region is a region having a high average atomic weight, and the light second region is a portion having a small average atomic weight. Since the inorganic compound contained in the layer containing the composite material of the present invention has a larger atomic weight than the organic compound, the dark first region in the TEM image is a region containing a large amount of the inorganic compound, and the second lighter color. The region is a region containing a lot of organic compounds.

本実施例の場合では、色の濃い第1の領域は酸化モリブデンの濃度が高い領域であり、色の淡い第2の領域はDNTPDの濃度が高い領域である。したがって、本実施例で作製した素子では、酸化モリブデンの濃度が高い領域と酸化モリブデンの濃度が低い領域とが交互に存在していることがわかった。 In the present embodiment, the dark first region is a region having a high molybdenum oxide concentration, and the light second region is a region having a high DNTPD concentration. Therefore, it was found that in the element manufactured in this example, regions having a high concentration of molybdenum oxide and regions having a low concentration of molybdenum oxide exist alternately.

また、図13、図15、図17に示す矢印は、DNTPDと酸化モリブデンの濃度比の周期的変化の一周期を示している。素子1において、濃度比の周期的変化の一周期は、約3nmであった。また、素子2および素子3において、濃度比の周期的変化は、約12nmであった。 Moreover, the arrows shown in FIGS. 13, 15, and 17 indicate one cycle of the periodic change in the concentration ratio of DNTPD and molybdenum oxide. In the element 1, one period of the periodic change of the concentration ratio was about 3 nm. Further, in the element 2 and the element 3, the periodic change in the concentration ratio was about 12 nm.

よって、素子1は、素子2や素子3に比べ非常に短い周期で、酸化モリブデンの濃度が高い領域と酸化モリブデンの濃度が低い領域とが繰り返されていることがわかる。これは、蒸着レートを大きくすること、または、基板回転数を遅くすることにより、DNTPDと酸化モリブデンとの濃度比の周期的変化の一周期は長くなったことを示している。 Therefore, it can be seen that the element 1 repeats a region in which the concentration of molybdenum oxide is high and a region in which the concentration of molybdenum oxide is low, in an extremely shorter period than the elements 2 and 3. This indicates that one cycle of the periodic change in the concentration ratio between DNTPD and molybdenum oxide is increased by increasing the deposition rate or slowing the substrate rotation speed.

また、図12〜図17の透過型電子顕微鏡による観察結果と、図11の電流密度―電圧特性から、DNTPDと酸化モリブデンとの濃度比の周期的変化の周期を短くすることにより、積層方向の電流が流れやすくなり、導電率が向上したことがわかる。よって、有機化合物と無機化合物との濃度比の周期的変化を制御することにより、所望の導電率を有する層を形成することができる。   Further, from the observation results with the transmission electron microscope of FIGS. 12 to 17 and the current density-voltage characteristics of FIG. 11, by shortening the period of the periodic change in the concentration ratio of DNTPD and molybdenum oxide, It can be seen that the current easily flows and the conductivity is improved. Therefore, a layer having a desired conductivity can be formed by controlling a periodic change in the concentration ratio between the organic compound and the inorganic compound.

本実施例では、透過型電子顕微鏡を用いて素子の断面を観察したが、電子密度や平均原子量の差を検知する手段であれば、素子の観察は可能である。 In this example, the cross section of the element was observed using a transmission electron microscope. However, the element can be observed as long as it is a means for detecting a difference in electron density or average atomic weight.

本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光装置を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光装置を用いた電気機器を説明する図。6A and 6B illustrate an electric appliance using a light-emitting device of the present invention. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 複合材料を含む層の電流密度―電圧特性を示す図。The figure which shows the current density-voltage characteristic of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の透過型電子顕微鏡観察結果を示す図。The figure which shows the transmission electron microscope observation result of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の透過型電子顕微鏡観察結果を示す図。The figure which shows the transmission electron microscope observation result of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の透過型電子顕微鏡観察結果を示す図。The figure which shows the transmission electron microscope observation result of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の透過型電子顕微鏡観察結果を示す図。The figure which shows the transmission electron microscope observation result of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の透過型電子顕微鏡観察結果を示す図。The figure which shows the transmission electron microscope observation result of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の透過型電子顕微鏡観察結果を示す図。The figure which shows the transmission electron microscope observation result of the layer containing a composite material. 複合材料を含む層の濃度分布の一例を示す図。The figure which shows an example of density | concentration distribution of the layer containing a composite material. 本発明の発光素子を説明する図。4A and 4B illustrate a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を作製する方法を説明する図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a light-emitting element of the present 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4の層
107 第2の電極
200 基板
201 第1の電極
202 第2の電極
211 第1の層
212 第2の層
213 第3の層
214 第4の層
302 第1の電極
303 第1の層
304 第2の層
305 第3の層
306 第4の層
307 第2の電極
400 基板
401 第1の電極
402 第2の電極
411 第1の層
412 第2の層
413 第3の層
501 第1の電極
502 第2の電極
511 第1の発光ユニット
512 第2の発光ユニット
513 電荷発生層
601 ソース側駆動回路
602 画素部
603 ゲート側駆動回路
604 封止基板
605 シール材
607 空間
608 配線
609 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
610 素子基板
611 スイッチング用TFT
612 電流制御用TFT
613 第1の電極
614 絶縁物
616 発光物質を含む層
617 第2の電極
618 発光素子
623 nチャネル型TFT
624 pチャネル型TFT
951 基板
952 電極
953 絶縁層
954 隔壁層
955 発光物質を含む層
956 電極
1001 処理室
1002 搬送室
1003 アーム
1012 回転板
1013 軸
1022 保持部
1026 回転板
1027 軸
1032 保持部
1035 被処理物
1038 回転板
1039 軸
1040 開口部
1041 点線
1101 第1の電極
1102 第2の電極
1111 第1の層
1112 第2の層
1113 第3の層
1114 第4の層
9101 筐体
9102 支持台
9103 表示部
9104 スピーカー部
9105 ビデオ入力端子
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングマウス
9301 本体
9302 表示部
9303 アーム部
9401 本体
9402 筐体
9403 表示部
9404 音声入力部
9405 音声出力部
9406 操作キー
9407 外部接続ポート
9408 アンテナ
9501 本体
9502 表示部
9503 筐体
9504 外部接続ポート
9505 リモコン受信部
9506 受像部
9507 バッテリー
9508 音声入力部
9509 操作キー
9510 接眼部
1011a 蒸発源
1011b 蒸発源
1014a 回転板
1014b 回転板
1014c 回転板
1014d 回転板
1015a 被処理物
1015b 被処理物
1015c 被処理物
1015d 被処理物
1021a 蒸発源
1021b 蒸発源
1025a 被処理物
1031a 蒸発源
1031b 蒸発源
101 substrate 102 first electrode 103 first layer 104 second layer 105 third layer 106 fourth layer 107 second electrode 200 substrate 201 first electrode 202 second electrode 211 first layer 212 2nd layer 213 3rd layer 214 4th layer 302 1st electrode 303 1st layer 304 2nd layer 305 3rd layer 306 4th layer 307 2nd electrode 400 substrate 401 1st Electrode 402 Second electrode 411 First layer 412 Second layer 413 Third layer 501 First electrode 502 Second electrode 511 First light emitting unit 512 Second light emitting unit 513 Charge generation layer 601 Source side Drive circuit 602 Pixel portion 603 Gate side drive circuit 604 Sealing substrate 605 Sealing material 607 Space 608 Wiring 609 FPC (flexible printed circuit)
610 Element substrate 611 TFT for switching
612 Current control TFT
613 First electrode 614 Insulator 616 Layer containing light emitting substance 617 Second electrode 618 Light emitting element 623 n-channel TFT
624 p-channel TFT
951 Substrate 952 Electrode 953 Insulating layer 954 Partition layer 955 Layer containing luminescent material 956 Electrode 1001 Processing chamber 1002 Transfer chamber 1003 Arm 1012 Rotating plate 1013 Shaft 1022 Holding portion 1026 Rotating plate 1027 Shaft 1032 Holding portion 1035 Processed object 1038 Rotating plate 1039 Axis 1040 Opening 1041 Dotted line 1101 1st electrode 1102 2nd electrode 1111 1st layer 1112 2nd layer 1113 3rd layer 1114 4th layer 9101 Housing 9102 Support base 9103 Display 9104 Speaker 9105 Video Input terminal 9201 Main body 9202 Case 9203 Display portion 9204 Keyboard 9205 External connection port 9206 Pointing mouse 9301 Main body 9302 Display portion 9303 Arm portion 9401 Main body 9402 Case 9403 Display portion 9404 Voice input unit 9405 Audio output unit 9406 Operation key 9407 External connection port 9408 Antenna 9501 Main body 9502 Display unit 9503 Housing 9504 External connection port 9505 Remote control reception unit 9506 Image receiving unit 9507 Battery 9508 Audio input unit 9509 Operation key 9510 Eyepiece 1011a Evaporation Source 1011b Evaporation source 1014a Rotation plate 1014b Rotation plate 1014c Rotation plate 1014d Rotation plate 1015a Processed object 1015b Processed object 1015c Processed object 1015d Processed object 1021a Evaporation source 1021b Evaporation source 1025a Processed object 1031a Evaporation source 1031b Evaporation source

Claims (15)

一対の電極間に発光物質を含む層を有し、前記発光物質を含む層は、複合材料を含む層を有し、前記複合材料を含む層は、有機化合物と遷移金属酸化物とを含み、前記有機化合物と前記遷移金属酸化物との濃度比が積層方向に周期的に変化していることを特徴とする発光素子。 A layer containing a light-emitting substance between a pair of electrodes, the layer containing the light-emitting substance has a layer containing a composite material, and the layer containing the composite material contains an organic compound and a transition metal oxide ; A light-emitting element, wherein a concentration ratio between the organic compound and the transition metal oxide is periodically changed in a stacking direction. 一対の電極間に発光物質を含む層を有し、前記発光物質を含む層は、複合材料を含む層を有し、前記複合材料を含む層は、有機化合物と遷移金属酸化物とを含み、前記遷移金属酸化物の濃度が積層方向に周期的に変化していることを特徴とする発光素子。 A layer containing a light-emitting substance between a pair of electrodes, the layer containing the light-emitting substance has a layer containing a composite material, and the layer containing the composite material contains an organic compound and a transition metal oxide ; The light-emitting element, wherein the concentration of the transition metal oxide periodically changes in the stacking direction. 請求項1または請求項2において、前記遷移金属酸化物の濃度は、5wt%以上90wt%以下であることを特徴とする発光素子。 3. The light-emitting element according to claim 1, wherein a concentration of the transition metal oxide is 5 wt% or more and 90 wt% or less. 請求項1または請求項2において、前記遷移金属酸化物の濃度は、10wt%以上80wt%以下であることを特徴とする発光素子。 3. The light-emitting element according to claim 1, wherein the concentration of the transition metal oxide is 10 wt% or more and 80 wt% or less. 一対の電極間に発光物質を含む層を有し、前記発光物質を含む層は、複合材料を含む層を有し、前記複合材料を含む層は、有機化合物と遷移金属酸化物とを含み、前記有機化合物の濃度が積層方向に周期的に変化していることを特徴とする発光素子。 A layer containing a light-emitting substance between a pair of electrodes, the layer containing the light-emitting substance has a layer containing a composite material, and the layer containing the composite material contains an organic compound and a transition metal oxide ; A light-emitting element, wherein the concentration of the organic compound periodically changes in the stacking direction. 請求項1または請求項5において、前記有機化合物の濃度は、10wt%以上95wt%以下であることを特徴とする発光素子。   6. The light-emitting element according to claim 1, wherein the concentration of the organic compound is 10 wt% or more and 95 wt% or less. 請求項1または請求項5において、前記有機化合物の濃度は、20wt%以上90wt%以下であることを特徴とする発光素子。   6. The light-emitting element according to claim 1, wherein the concentration of the organic compound is 20 wt% or more and 90 wt% or less. 請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、前記周期的な変化の一周期は、0.5nm以上30nm以下であることを特徴とする発光素子。   8. The light-emitting element according to claim 1, wherein one cycle of the periodic change is not less than 0.5 nm and not more than 30 nm. 請求項1乃至請求項7のいずれか一項において、前記周期的な変化の一周期は、1nm以上10nm以下であることを特徴とする発光素子。   8. The light-emitting element according to claim 1, wherein one period of the periodic change is 1 nm or more and 10 nm or less. 請求項1乃至請求項9のいずれか一項において、前記複合材料を含む層は、前記一対の電極のうち、一方の電極と接して設けられていることを特徴とする発光素子。   10. The light-emitting element according to claim 1, wherein the layer including the composite material is provided in contact with one electrode of the pair of electrodes. 請求項1乃至請求項9のいずれか一項において、前記複合材料を含む層は、前記一対の電極と接するように二層設けられていることを特徴とする発光素子。   10. The light-emitting element according to claim 1, wherein the layer including the composite material is provided in two layers so as to be in contact with the pair of electrodes. 請求項1乃至請求項11のいずれか一項において、前記遷移金属酸化物は、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムのいずれか一種もしくは複数種であることを特徴とする発光素子。 12. The transition metal oxide according to claim 1, wherein the transition metal oxide is titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide. A light-emitting element characterized by being one or more of rhenium oxide. 請求項1乃至請求項12のいずれか一項において、前記有機化合物は、正孔輸送性を有することを特徴とする発光素子。 In any one of claims 1 to 12, wherein the organic compound, the light emitting device characterized by having a hole transporting property. 請求項1乃至請求項12のいずれか一項において、前記有機化合物は、アリールアミン骨格を有する有機化合物またはカルバゾール骨格を有する有機化合物であることを特徴とする発光素子。 In any one of claims 1 to 12, wherein the organic compound, the light emitting element characterized in that an organic compound having an organic compound or a carbazole skeleton having an arylamine skeleton. 請求項1乃至請求項14のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。 A light emitting device having a light-emitting element according to any one of claims 1 to 14, and a control means for controlling light emission of the light emitting element.
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