JPWO2005004547A1 - 発光素子及び表示装置 - Google Patents

Abstract

発光素子（１０）は、互いに対向している正孔注入電極（２）と電子注入電極（８）と、前記正孔注入電極と電子注入電極との間に挟まれており、前記正孔注入電極の側から前記電子注入電極の側に向って順に積層されている、正孔輸送層（３）、発光体層（６）、及び電子輸送層（７）とを備え、前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料（５）で被覆されている無機蛍光体層（４）を含む。

Description

本発明は、発光ディスプレイや、通信、照明などに用いられる各種光源として使用可能な発光素子及び該発光素子を用いた表示装置に関する。

近年、平面型の表示装置の中で、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に期待が集まっている。このＥＬ素子は、自発発光性を有し視認性に優れ、視野角が広く、応答性が速いなどの特徴を持つ。また、現在開発されているＥＬ素子には、発光体として無機材料を用いた無機ＥＬ素子と発光体として有機材料を用いた有機ＥＬ素子がある。
硫化亜鉛等の無機蛍光体を発光体とする無機ＥＬ素子は、１０^６Ｖ／ｃｍもの高電界で加速された電子が蛍光体の発光中心を衝突励起し、それらが緩和する際に発光する。１９７４年に猪口らによって提案された二重絶縁構造の素子が高い輝度と長寿命を持つことを示し、車載用ディスプレイ等への実用化がなされた。
無機蛍光体は一般に、絶縁物結晶を母体結晶として、その中に発光中心となる無機材料をドープしたものである。この母体結晶は化学的に安定であるものが用いられるため、無機ＥＬ素子は信頼性が高く、寿命も３万時間以上を実現している。しかしながら、電界を印加しても絶縁物結晶中には電子が浸透しにくく、また入射電子が表面に蓄積することによって帯電を生じ、後続する電子が反発してしまうことから、励起源として高エネルギー電子を衝突させる必要がある。従って、無機ＥＬ素子は、高信頼性で長寿命という特徴を有する反面、その駆動に高い交流電圧を必要とすることから、薄膜トランジスタを使用したアクティブマトリクス方式での駆動ができないという課題があり、テレビ等の表示デバイスとしては実用化が進んでいない。
また、特公昭５４−８０８０号公報に記載の技術によれば、発光層にＺｎＳを主体とし、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｂ，Ｅｕ，Ｔｍ，Ｙｂ等の遷移金属元素や希土類元素をドープすることによって、発光輝度の向上が図られたものの、平均輝度は４００ｃｄ／ｍ^２未満であり、ＴＶ等の表示デバイスとしては不十分であった。
一方、有機材料を発光体とする有機ＥＬ素子は、電極から注入された正孔と電子が励起子を形成し、それらが基底状態に遷移する際に発光する。Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１，１９８７，Ｐ９１３の中でＴａｎｇらによって提案された正孔輸送層と有機発光層とを順次積層した２層構成の素子により、１０Ｖ以下の駆動電圧で、輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２以上の発光が得られるとされており、これがきっかけとなって、今日に至るまで、活発な研究開発が進められてきた。
以下、現在一般に検討されている有機ＥＬ素子について、図５を用いて説明する。この有機ＥＬ素子５０は、透明基板５１上に透明の正孔注入電極５２、正孔輸送層５３、発光体層５６、電子注入電極５８の順に積層して形成されている。なお、正孔注入電極５２と正孔輸送層５３との間に正孔注入層を設けたり、発光体層５６と電子注入電極５８との間に電子輸送層を設けたり、さらに発光体層５６と電子輸送層との間に正孔ブロック層を設けたり、電子輸送層と電子注入電極５８との間に電子注入層を設けたりすることもある。
正孔注入電極としては、透明導電膜であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜等が用いられる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等によって成膜される。
正孔輸送層としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体が用いられる。これらの材料は一般に透明性に優れ、８０ｎｍ程度の膜厚でもほぼ透明である。
発光体層としては、Ｔａｎｇらの報告と同様に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の電子輸送性発光材料を真空蒸着により数十ｎｍの膜厚に形成して用いる構成が一般的である。種々の発光色を実現するなどの目的で、発光体層は比較的薄膜とし、電子輸送層を２０ｎｍ程度積層した、所謂ダブルヘテロ構造が採用されることもある。
電子注入電極としては、Ｔａｎｇらの提案したＭｇＡｇ合金あるいはＡｌＬｉ合金等、仕事関数が低く電子注入障壁の低い金属と、比較的仕事関数が大きく安定な金属との合金、又はＬｉＦ等種々の電子注入層とＡｌ等との積層電極が用いられることが多い。
また、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，ｖｏｌ．８，Ｎｏ．２，ｐ９３−９７には、各画素の駆動に低温ポリシリコン薄膜トランジスタを用いた有機ＥＬ表示装置が記載されている。
従来の有機ＥＬ素子は、水分や酸素の存在下で電界の印加や光照射等により、発光体となる有機材料の分子結合が切断され、発光性能が低下するという欠点があった。従って、連続駆動あるいは長期保存によって、実用に耐えられないという課題があった。この課題に対して、特開２００３−５９６６５号公報に記載されているように、発光体として信頼性の高い無機材料を用いるハイブリッド型の有機ＥＬ素子が提案されている。

発光素子をテレビ等の表示デバイスとして利用する場合、その寿命は少なくとも３万時間程度は必要とされる。また、薄膜トランジスタによるアクティブマトリクス駆動を可能とするために、低電圧で駆動できることが必要とされている。従来の有機ＥＬ素子では、低電圧駆動が可能である反面、発光体として有機材料を用いているため、十分な寿命は得られていない。一方、従来の無機ＥＬ素子は、長寿命である反面、駆動に高電圧を要する。また、従来提案されているハイブリッド型の発光素子の場合、直流低電圧で無機蛍光体を発光させることができたものの、無機蛍光体の優れた発光特性、信頼性を十分に活かしきれていない。このように、発光体の材料を問わず、高輝度であることと高信頼性、長寿命であることを同時に満足させることは困難であった。
本発明の目的は、低電圧駆動が可能な高輝度、且つ、長寿命の発光素子と、その発光素子を用いた表示装置を提供することである。
本発明に係る発光素子は、互いに対向している正孔注入電極と電子注入電極と、
前記正孔注入電極と電子注入電極との間に挟まれており、前記正孔注入電極の側から前記電子注入電極の側に向って順に積層されている、正孔輸送層、発光体層、及び電子輸送層と
を備え、
前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体材料よりなることを特徴とする。
また、前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体層を含んでもよい。
さらに、互いに対向しており、少なくとも一方が透明または半透明である第１及び第２基板をさらに備え、
前記第１及び第２基板の間に、前記正孔注入電極と、前記正孔輸送層と、前記発光体層と、前記電子輸送層と、前記電子注入電極とを上記順序で挟むことが好ましい。
またさらに、前記無機蛍光層は、半導体母体結晶よりなることが好ましい。
また、前記有機材料は、前記無機蛍光体層表面に化学吸着により被覆されているものであってもよい。さらには、前記有機材料は、正孔輸送性を有する導電性有機材料であって、前記正孔輸送層と対向する前記無機蛍光体層の表面に化学吸着しているものであってもよい。また、前記有機材料は、電子輸送性を有する導電性有機材料であって、前記電子輸送層と対向する前記無機蛍光体層の表面に化学吸着しているものであってもよい。さらに、前記正孔輸送性を有する導電性有機材料と、電子輸送性を有する導電性有機材料とが、前記無機蛍光体層の、それぞれ前記正孔輸送層と対向する表面、又は、前記電子輸送層と対向する表面に化学吸着しているものであってもよい。
さらに、前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光粒子を含むものであってもよい。
またさらに、互いに対向しており、少なくとも一方が透明または半透明である第１及び第２基板をさらに備え、
前記第１及び第２基板の間に、前記正孔注入電極と、前記正孔輸送層と、前記発光体層と、前記電子輸送層と、前記電子注入電極とを上記順序で挟むことが好ましい。
また、前記無機蛍光体粒子は、半導体母体結晶よりなる蛍光体であることが好ましい。さらに、前記半導体母体結晶は、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む酸化物又は複合酸化物を含んでいることが好ましい。
さらに、前記有機材料は、前記無機蛍光体粒子の表面に化学吸着により担持されているものであってもよい。またさらに、前記有機材料は、正孔輸送性と電子輸送性とを有する導電性有機材料であってもよい。また、前記有機材料は、正孔輸送性を有する導電性有機材料と、電子輸送性を有する導電性有機材料とを含んでいるものであってもよい。
またさらに、前記正孔注入電極と前記正孔輸送層との間に挟まれた正孔注入層をさらに備えるものであってもよい。また、前記電子注入電極と前記電子輸送層との間に挟まれた電子注入層をさらに備えてもよい。またさらに、前記発光体層と前記電子輸送層との間に挟まれた正孔ブロック層をさらに備えてもよい。
また、前記正孔注入電極又は前記電子注入電極に接続された薄膜トランジスタをさらに備えてもよい。さらに、前記薄膜トランジスタは、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであってもよい。
本発明に係るアクティブマトリクス型表示装置は、前記複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、前記発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極と、前記発光素子アレイの面に平行であって、前記第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極とを備え、前記発光素子アレイの前記薄膜トランジスタは、前記ｘ電極及び前記ｙ電極とそれぞれ接続されていることを特徴とする。

発明の効果

以上説明したように、本発明に係る構成の発光素子によれば、低抵抗の母体結晶を含み、少なくとも一部に導電性有機材料が吸着している無機蛍光体材料を発光層として用いている。このために、従来の有機ＥＬ素子並みの低電圧駆動でありながら、長寿命で信頼性の高い発光素子を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図２は、本発明の実施の形態２に係る発光素子の斜視図である。
図３は、本発明の実施の形態３に係る発光素子を用いた表示装置の平面概略図である。
図４は、本発明の実施の形態３に係る発光素子を用いた表示装置の発光面に垂直な断面図である。
図５は、従来の有機ＥＬ素子の発光面に垂直な断面図である。
図６は、本発明の実施の形態４に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図７は、本発明の実施の形態５に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図８は、本発明の実施の形態６に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図９は、本発明の実施の形態７に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図１０は、本発明の実施の形態８に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図１１は、本発明の実施の形態９に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図１２は、本発明の実施の形態１０に係る発光素子の斜視図である。
図１３は、本発明の実施の形態１１に係る発光素子を用いた表示装置の平面概略図である。
図１４は、本発明の実施の形態１１に係る発光素子を用いた表示装置の発光面に垂直な断面図である。
図１５は、本発明の実施の形態１２に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。
図１６は、本発明の実施の形態１３に係る発光素子の斜視図である。
図１７は、本発明の実施の形態１４に係る発光素子を用いた表示装置の平面概略図である。
図１８は、本発明の実施の形態１４に係る発光素子を用いた表示装置の発光面に垂直な断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る発光素子および該発光素子を用いた表示装置について添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光素子について、図１を用いて説明する。図１は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１０は、発光体として無機蛍光体層４を用いている。この発光素子１０は、透明基板１と、該透明基板１の上に設けられた正孔注入電極２と、該正孔注入電極２に対向して設けられた電子注入電極８と、該透明正孔注入電極２と該電子注入電極８の間に挟まれている、電子輸送性有機材料５が表面に化学吸着された無機蛍光体層４とを備える。さらに詳細には、この発光素子１０は、該正孔注入電極２と該無機蛍光体層６との間に正孔輸送層３を、該電子輸送性有機材料５が表面に化学吸着された無機蛍光体層４と該電子注入電極８との間に電子輸送層７を備える。また、光は、矢印で示したように、基板１の側から取り出される。なお、前述の構成に加えて、正孔注入電極２と正孔輸送層３との間に正孔注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。また、発光体層６と電子輸送層７との間に正孔ブロック層及び／又は導電層等を備えていてもよい。さらに、電子輸送層７と電子注入電極８との間に電子注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。また、この発光素子１０において、発光素子より取り出される発光色は、無機蛍光体層４によって決定されるが、多色表示や白色表示、各色の色純度調整等のために、無機蛍光体層４の光取り出し方向前方に色変換層をさらに備えたり、正孔輸送層３内に色変換材料を混在させてもよい。色変換層及び色変換材料には、光を励起源として発光するものであればよく、有機材料、無機材料を問わず、公知の蛍光体、顔料、染料等を用いることができる。例えば無機蛍光体層４からの発光と補色関係にある発光を示す色変換層を備えることにより、白色発光する面光源とすることができる。
次に、発光素子１０の各構成部材について詳細に説明する。
まず、透明基板１について説明する。透明基板１は、その上に形成する各層を支持できるものであればよい。また、無機蛍光体層４内で生じた発光を取り出せるように透明又は半透明の材料であればよい。透明基板１としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス基板、又は、ポリエステル等の樹脂フィルム等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスやセラミックス基板やシリコン基板を用いてもよい。また、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしてもよい。樹脂フィルムは耐久性、柔軟性、透明性、電気絶縁性、防湿性の材料を用いればよく、ポリエチレンテレフタレート系やポリクロロトリフルオロエチレン系とナイロン６の組み合わせやフッ素樹脂系材料等を使用できる。なお、電子注入電極８の面から光を取り出す場合には、透明基板１は必ずしも透明でなくてもよい。
次に、正孔注入電極２について説明する。正孔注入電極２としては、透過性を有し、且つ仕事関数の高い金属が用いられ、特に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜が用いられる。他には、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の酸化物や、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ等、又はこれらの合金を用いることができる。さらには、ポリアニリン等の導電性樹脂を用いることもできる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の成膜方法で成膜できる。また成膜後に、抵抗率や仕事関数制御の目的でプラズマ処理などの表面処理を施してもよい。透明な正孔注入電極２の膜厚は必要とされるシート抵抗値と可視光透過率から決定されるが、発光素子１０では比較的駆動電流密度が高く、配線抵抗が問題となるため、シート抵抗値を小さくするため１００ｎｍ以上の厚さで用いられることが多い。なお、この発光素子１０では、正孔注入電極２あるいは電子注入電極８の少なくとも一方の電極を透明ないし半透明にすることにより、面発光を取り出すことができる。また、電子注入電極８を透明乃至半透明にして、正孔注入電極２を非透明にすると、同一の層構成において上面光取り出し型の発光素子を得ることもできる。さらに、正孔注入電極２と電子注入電極８の両方を透明ないし半透明にすることにより、両面光取り出し型の発光素子を得ることもできる。
次に、正孔輸送層３について説明する。正孔輸送層３としては、正孔輸送性を備える有機材料が用いられ、大きくは低分子系材料と高分子系材料とに分けられる。正孔輸送性を備える低分子系材料としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体、特に日本国特許第２０３７４７５号に開示されたＱ１−Ｇ−Ｑ２構造のジアミン誘導体等が挙げられる。なお、Ｑ１及びＱ２は、別個に窒素原子及び少なくとも３個の炭素鎖（それらの少なくとも１個は芳香族のもの）を有する基である。Ｇは、シクロアルキレン基、アリーレン基、アルキレン基又は炭素−炭素結合からなる連結基である。他の好適な例としては、オキサジアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、トリフェニルペタン系化合物、ピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、スターバースト系化合物等が挙げられる。また、正孔輸送性を備える高分子系材料としては、π共役ポリマやσ共役ポリマ、さらに低分子系で正孔輸送性を示す分子構造を分子鎖中に組み込んだポリマ等があり、例えばアリールアミン系化合物等が組み込まれる。具体的には、ポリ−パラ−フェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリチオフェン誘導体（ＰＡＴ誘導体）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ誘導体）、ポリアルキルフェニレン（ＰＤＡＦ）、ポリアセチレン誘導体（ＰＡ誘導体）、ポリシラン誘導体（ＰＳ誘導体）等が挙げられるが、中でもポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）は、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓと極めて高いホール移動度を示す。他の具体例としては、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）やポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等がある。
また、導電性又は非導電性ポリマ中に低分子系の正孔輸送性材料を分子分散させた形態も同様に可能である。分子分散系での具体例としては、テトラフェニルジアミン（ＴＰＤ）をポリカーボネート中に高濃度で分子分散させた例があり、そのホール移動度は１０^−４〜１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ程度である。またさらに、導電性又は非導電性ポリマ中にｐ型の半導電性無機材料を分散させた形態であってもよい。
正孔輸送層３の成膜方法としては、低分子系材料としては真空蒸着法を、高分子系材料としてはインクジェット法、ディッピング、スピンコート、その他各種の塗布方法を使用することができる。
次に、無機蛍光体層４について説明する。無機蛍光体層４を構成する蛍光体としては、可視光域に吸収をもたず、且つ電気抵抗の低い蛍光体であることが好ましい。蛍光体は、一般に半絶縁性の半導体よりなる単一又は複数の母体結晶に、発光中心として、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等から選択された単一又は複数の金属元素が賦活剤として添加されて構成される。また、これらの賦活剤としてはＴｂＦ_３やＰｒＦ_３といったフッ化物でもよい。さらに、共賦活剤として、ＣｌやＩ等の非金属元素を添加してもよい。母体結晶としては、大別して硫化物、セレン化物、テルル化物系、酸化物系が用いられ、硫化物、セレン化物、テルル化物系では、第１２族−第１６族化合物半導体（例えばＺｎＳ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ等）、第２族−第１６族化合物半導体（例えばＣａＳ、ＳｒＳ、ＣａＳｅ、ＳｒＳｅ等）、及びこれらのガリウム硫化物（例えばＣａＧａ_２Ｓ_４、ＳｒＧａ_２Ｓ_４、ＢａＧａ_２Ｓ_４等）、アルミニウム硫化物（例えばＢａＡｌ_２Ｓ_４、ＣａＡｌ_２Ｓ_４、ＳｒＡｌ_２Ｓ_４等）等や、これら化合物半導体の混晶（例えばＺｎＭｇＳ、ＣａＳＳｅ、ＣａＳｒＳ等）、または部分的に偏析していてもよい混合物等がある。一方の酸化物系では、金属酸化物（例えばＺｎＯ、（Ｚｎ、Ｍｇ）Ｏ、ＣａＯ、ＧｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３等）、金属複合酸化物（例えばＺｎ_２ＳｉＯ_４、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４、ＺｎＧａ_２Ｏ_４、ＣａＧａ_２Ｏ_４、ＣａＧｅＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＭｇＧｅＯ_３、Ｙ_４ＧｅＯ_８、Ｙ_２ＧｅＯ_５、Ｙ_２Ｇｅ_２Ｏ_７、Ｙ_２ＳｉＯ_５、ＢｅＧａ_２Ｏ_４、Ｓｒ_３Ｇａ_２Ｏ_６、（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４−Ｚｎ_２ＧｅＯ_４）、（Ｇａ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３）、（ＣａＯ−Ｇａ_２Ｏ_３）、（Ｙ_２Ｏ_３−ＧｅＯ_２）等）や、部分的に偏析していてもよいこれらの混合物等がある。中でも特に好適な、単一の母体結晶として特に抵抗の低い例としては、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む酸化物又は複合酸化物が挙げられ、それぞれの蛍光体の例としては、ＺｎＯ：Ｚｎ（発光色はＢｌｕｅ−Ｇｒｅｅｎ）、（Ｚｎ、Ｍｇ）Ｏ：Ｚｎ（Ｂｌｕｅ）、ＺｎＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ^２＋（Ｇｒｅｅｎ）、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋（Ｒｅｄ）、ＳｎＯ_２：Ｅｕ^３＋（Ｒｅｄ）、ＣａＴｉＯ_３：Ｐｒ^３＋（Ｒｅｄ）等がある。さらに、例えばＺｎＳのように比較的抵抗の高い母体結晶の場合には、低抵抗化するために前述したＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３等の抵抗の低い母体結晶を混合してもよい。また、賦活剤の濃度は、一般に最適濃度があり、ある濃度以上では濃度消光により発光強度は減少する。これは、発光中心間で、量子力学的な共鳴によって一方向から他方へ励起エネルギーが伝達され、非発光部分に届けられるためと考えられている。
次に、無機蛍光体層４の表面に化学吸着させる電子輸送性有機材料層５について説明する。電子輸送性有機材料５としては、電子輸送性を備えたものであればよく、単一又は複数の材料からなる層であってよい。さらに、電子輸送性有機材料５としては大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とが挙げられる。
電子輸送性を備える低分子系材料としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、シロール誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体、キノリノール系金属錯体、チオフェン誘導体、フルオレン誘導体、キノン誘導体等やこれらの２量体、３量体が挙げられる。中でも２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）、２，５−ビス［１−（３−メトキシ）−フェニル］−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＭＤ）、１，３，５−トリス［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（ＴＰＯＢ）、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニル）−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（ｐ−ＥｔＴＡＺ）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、３，５−ジメチル−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４，４’−ジフェノキノン（ＭＢＤＱ）、２，５−ビス［２−（５−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾキサゾリル）］−チオフェン（ＢＢＯＴ）、トリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）、５，５’−ビス（ジメシチルボリル）−２，２’ビチオフェン（ＢＭＢ−２Ｔ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いることが好ましい。また、電子輸送性を備える高分子系材料としては、ポリ−［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン）フェニレン］（ＣＮ−ＰＰＶ）やポリキノキサリン、または低分子系で電子輸送性を示す分子構造を分子鎖中に組み込んだポリマ等が挙げられる。
次に、無機蛍光体層４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させる方法について説明する。化学吸着の方法としては、例えば、まず、電子輸送性有機材料５にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入し、無機蛍光体層４の表面の水酸基（−ＯＨ）とエステル結合させて固定化する方法がある。エステル化は、電子輸送性有機材料５を溶剤に溶解又は分散させ、この溶液又は分散液に無機蛍光体層４を浸漬させることによって行うことができるが、これに限定されるものではない。以上の処理によって、表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させた無機蛍光体層４を形成できる。なお、カルボキシル基の代わりに、チオカルボキシル基（−ＣＳＯＨ）、ジチオカルボキシル基（−ＣＳＳＨ）、スルホ基（−ＳＯ_３Ｈ）、スルフィノ基（−ＳＯ_２Ｈ）、スルフェノ基（−ＳＯＨ）、ホスホノ基（−ＰＯ（ＯＨ）_２）、ホスフィン基（−ＰＨ_２Ｏ_２）、メルカプト基（−ＳＨ）、トリメトキシシリル基（−Ｓｉ（ＯＣＨ_３））、トリクロロシリル基（−ＳｉＣｌ_３）、アミド基（−ＣＯＮＨ_２）、アミノ基（−ＮＨ_２）を用いることもできる。さらに、無機蛍光体層４中の金属元素と電子輸送性材料５の窒素、酸素、硫黄、リン等の孤立電子対を有する元素との配位結合であってもよい。また、表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させた後に、加熱や酸又は塩基処理等の後処理を行ってもよい。
さらに、電子輸送性有機材料５と無機蛍光体層４の表面との化学吸着は、無機蛍光体層４を水分等の影響から保護し、化学的安定性を向上させる効果がある。
次に、電子輸送層７について説明する。電子輸送層７としては、電子輸送性を備える有機材料が用いられ、前述の電子輸送性有機材料５に用いられるものと同一のものが挙げられる。また、導電性又は非導電性ポリマ中に前述の低分子系の電子輸送性有機材料やｎ型の導電性無機材料を分散させた形態であってもよい。
電子輸送層７の成膜方法としては、低分子系材料としては真空蒸着法を、高分子系材料としてはインクジェット法、ディッピング、スピンコート、その他各種の塗布方法を使用することができる。
次に、電子注入電極８について説明する。電子注入電極８としては、仕事関数が低く電子注入障壁の少ないアルカリ金属やアルカリ土類金属と、比較的に仕事関数が大きく安定なＡｌ、Ａｇなどの金属との合金を用いることができる。この合金からなる電子注入電極８は、安定でかつ電子注入が容易である。この電子注入電極８としては、例えば、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどを用いることができる。また、他の電子注入電極８としては、有機層側に低仕事関数の金属薄膜を形成し、その上に保護電極として安定な金属からなる金属膜を積層する構成や、ＬｉＦ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜の薄膜を形成した後にＡｌ膜を比較的厚く形成する積層構成など、種々の電極を用いることができる。さらに、電子注入電極８の側から光を取り出す場合は、前述の内容に加えて透明又は半透明であればよく、例えば、ＭｇＡｇを１０ｎｍ程度の薄層として設けたり、ＩｎＺｎＯ等のスパッタリング成膜により下層の有機材料層への熱的影響を減らした製法で電子注入電極８を形成し、さらにその上に保護層を設けて用いられる。
次に、このようにして作成された発光素子１０における発光の機構について説明する。電子輸送性有機材料５は、電子輸送を担うπ電子雲が大きく広がった分子構造を持つ。前述したように、電子輸送性有機材料５は無機蛍光体層４の表面に対して化学吸着し、且つ、母体結晶の導電性が高いため、電子輸送性有機材料５のπ電子雲の広がりが無機蛍光体層４の表面にまで作用し、注入障壁に阻害されることなく電子注入が起きる。発光の過程としては次の２つの過程が考えられる。第１の発光過程は、無機蛍光体層４中に注入された電子が発光中心近傍まで移動してドナー準位に捕獲され、正孔注入電極より注入された正孔と再結合する際に発光する過程である。第２の発光過程は、再結合エネルギーの移動によって、発光中心として賦活された希土類イオン等の殻内電子遷移が生じ、これが緩和する際に発光する過程である。実際には上記の第１及び第２の発光過程が混在していると考えられる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光素子について、図２を用いて説明する。図２は、この発光素子２０の電極構成を示す斜視図である。この発光素子２０は、透明正孔注入電極２に接続された薄膜トランジスタ１１をさらに備える。薄膜トランジスタ１１には、ｘ電極１２とｙ電極１３とが接続されている。また、薄膜トランジスタを用いることによって発光素子２０にメモリ機能を持たせることができる。この薄膜トランジスタ１１としては、低温ポリシリコンやアモルファスシリコン薄膜トランジスタ等が用いられる。さらに、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであってもよい。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る表示装置について、図３と図４を用いて説明する。図３は、この表示装置３０の互いに直交するｘ電極１２とｙ電極１３とによって構成されるアクティブマトリクスを示す概略平面図である。また、図４はこの表示装置３０におけるｘ電極１２と平行で、且つ発光面に垂直な断面図である。この表示装置３０は、薄膜トランジスタ１１を有するアクティブマトリクス型表示装置である。このアクティブマトリクス型表示装置３０は、図２に示した前述の複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、該発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極１２と、該発光素子アレイの面に平行であって、第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極１３とを備える。この発光素子アレイの薄膜トランジスタ１１は、ｘ電極１２及びｙ電極１３とそれぞれ接続されている。一対のｘ電極１２とｙ電極１３とによって特定される発光素子が一つの画素となる。このアクティブマトリクス表示装置３０によれば、上述のように、各画素の発光素子を構成する無機蛍光体層４は、表面に電子輸送性有機材料５を担持している。これにより、無機蛍光体層４への電子注入が効率的に発生し、無機蛍光体層４を発光させることができるので、低電圧駆動で高輝度、長寿命の表示装置が得られる。また、無機蛍光体粒子４を、その発光色に応じて各画素４１ａ（Ｒ）、４１ｂ（Ｇ）、４１ｃ（Ｂ）ごとに配置させることにより３原色フルカラー表示装置となる。なお、ＲＧＢ３色の色純度調整のために、光取り出し方向にカラーフィルタを備えてもよい。さらに、すべての画素４１に単一色を発する無機蛍光体４を用い、且つ、光取り出し方向前方に色変換層及びカラーフィルタを備えてもよい。これにより、例えば、無機蛍光体層から生じた青色の光を色変換層が吸収して緑色や赤色の発光が生じ、これらを個々に取り出すことで、別例の３原色フルカラー表示装置を得ることもできる。
次に、図４を用いてこのアクティブマトリクス型表示装置３０の製造方法を説明する。透明基板１上に薄膜トランジスタ１１を形成した後、実施の形態１の発光素子１０と同様に、透明正孔注入電極２を形成し、次いで、例えばインクジェット法を用いて正孔輸送層３を形成する。さらに、例えば、高周波スパッタリング法により無機蛍光体層４を形成する。電子輸送層７を塗布形成する。その後、例えば真空蒸着法を用いて電子注入電極８を形成する。カラーの表示装置の場合、無機蛍光体層４を形成する際に、例えば真空蒸着法を用いて、画素ピッチに合せてメタルマスクを位置合わせすることにより、各画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃに色分けして形成する。この工程に先立ち、各画素を区分する画素分離領域４２を形成してもよい。尚、上述の製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。
次に、具体的な実施例に基づいてさらに詳細に説明する。

本発明の実施例１に係る発光素子について図１を用いて説明する。この発光素子では、実施の形態１に係る発光素子１０と同一の構成を有しているので、その構成についての説明を省略する。この発光素子では、透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を用いた。また、無機蛍光体層４には、ＺｎＯを用いた。ここでＺｎＯには、Ｚｎ過剰部分が格子欠陥として存在し、この格子欠陥が発光中心として機能すると考えられており、希土類イオン等の賦活剤を必要としない。無機蛍光体層４の表面に化学吸着させる電子輸送性有機材料５としては、ＰＢＤ誘導体を用いた。さらに、正孔輸送層３としてはＰＥＤＯＴを、電子輸送層７にはＡｌｑ３を、電子注入電極としては、Ａｌを用いた。
次に、この発光素子の製造方法について説明する。この発光素子は、以下の工程によって製造される。
（ａ）透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を準備した。これをアルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したＩＰＡ溶液から引き上げて乾燥した。最後に、ＵＶ／Ｏ_３洗浄した。
（ｂ）次に、ＰＥＤＯＴをクロロホルムに溶解させ、スピンコート法によりＩＴＯ膜付ガラス基板上に塗布し、正孔輸送層３とした。膜厚は１００ｎｍとした。
（ｃ）次に、高周波スパッタリング法により、ＺｎＯの薄膜を形成し、無機蛍光体層４とした。膜厚は１００ｎｍとした。これを基板Ａとする。
（ｄ）次に、基板Ａをエタノール中に浸漬し、連続攪拌しながら、その中にＰＢＤ誘導体を投入し一晩放置する。これによって、無機蛍光体薄膜４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させた。
（ｅ）次に、真空蒸着法により前記電子輸送性有機材料５の上にＡｌｑ３を積層し、電子輸送層７とした。膜厚は５０ｎｍとした。
（ｆ）次に、真空蒸着法により前記電子輸送層７上にＡｌを積層し、電子注入電極８とした。膜厚は２００ｎｍとした。
（ｇ）次に、低湿度・低酸素濃度環境下で、ガラス板とエポキシ接着剤によりパッケージングして発光素子を得た。
このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、２０Ｖで発光輝度が４２０ｃｄ／ｍ^２を示した。これは以下に示す比較例１に比べて高かった。また、この発光素子を２００ｃｄ／ｍ^２の初期輝度で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は１７０００時間であった。これは比較例１に比べて長かった。

本発明の実施例２に係る表示装置について、図４を用いて説明する。この表示装置は、実施の形態３に係る表示装置３０と同様に薄膜トランジスタ１１を有するが、ＲＧＢの３色の画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃを有する点で相違している。各画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃでは、無機蛍光体層４をそれぞれ対応する色に変えている。
この表示装置の製造方法について説明する。この表示装置は、実施の形態１に係る発光素子１０を２次元的配列させているものであるので、実施の形態１に係る発光素子１０の製造方法と実質的に同様に行うことができる。この表示装置の製造方法では、それぞれの画素４１ａ、４１ｂ、４１ｃごとに異なる無機蛍光体層４を使用する。
（比較例１）
実施例１と同様に、正孔輸送層３まで形成した後、真空蒸着法により、Ａｌｑ３に３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）をドープさせた発光体層を形成し、次いで、実施例１と同様に電子輸送層７、電子注入電極８を形成した後、パッケージングして発光素子を得た。
このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、８Ｖで発光輝度が３１０ｃｄ／ｍ^２を示した。この発光素子を、実施例１と初期の輝度が同じになる条件下で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は８０００時間であった。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る発光素子について、図６を用いて説明する。図６は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子６０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、電子輸送性有機材料５の代わりに正孔輸送性有機材料６が無機蛍光体層４に化学吸着している点で相違する。さらに詳細には、この発光素子６０は、無機蛍光体層４の２面の界面のうち、正孔注入電極２と対向する側に正孔輸送性有機材料６が化学吸着している。またさらには、この発光素子６０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、正孔輸送層３が接着層として機能する点で相違する。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。
正孔輸送性有機材料６としては、正孔輸送性を備える有機材料が用いられ、前述の正孔輸送層３に用いられるものと同一のものが挙げられる。また、無機蛍光体層４の表面に正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる方法については、前述の、無機蛍光体層４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させる方法と、実質的に同一なので、説明を省略する。
また、正孔輸送層３としては、前述の正孔輸送性有機材料６が吸着している無機蛍光体層４と正孔注入電極２との接着層として機能する高分子系材料が含まれていることが好ましい。この正孔輸送層３としては、前述の正孔輸送層３に用いられるもののうち、正孔輸送性を備える高分子系材料、及び導電性又は非導電性ポリマに低分子系の正孔輸送性材料を分子分散させた形態や、ｐ型の半導電性無機材料を分散させた形態を用いることができる。
次に、本発明の実施の形態４に係る発光素子６０の製造方法について説明する。この発光素子６０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）基板９を準備する。
（ｂ）次に、前記基板９の上に、例えば真空蒸着法を用いて、電子注入電極８を形成する。
（ｃ）次に、前記電子注入電極８の上に、例えば真空蒸着法を用いて、電子輸送層７を形成する。
（ｄ）次に、前記電子輸送層７の上に、例えば高周波スパッタリング法を用いて、無機蛍光体層４を形成する。
（ｅ）次に、前記無機蛍光体層４の表層面に、実施例１と同様にして、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｃとする。
（ｆ）透明基板１を準備する。
（ｇ）次に、前記透明基板１の上に、例えばスパッタリング法を用いて、正孔注入電極２を形成する。
（ｈ）次に、前記正孔注入電極２の上に、例えばスピンコート法を用いて、正孔輸送層３を形成する。これを基板Ｄとする。
（ｉ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｃの無機蛍光体層４を、基板Ｄの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｃと基板Ｄとを貼り合わせる。これによって発光素子６０を作成する。
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る発光素子について、図７を用いて説明する。図７は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子７０は、実施の形態４に係る発光素子６０と比較すると、電子輸送性有機材料５が無機蛍光体層４に、さらに化学吸着している点で相違する。さらに詳細には、この発光素子７０は、無機蛍光体層４の２面の界面のうち、正孔注入電極２と対向する界面に正孔輸送性有機材料６が、電子注入電極７と対向する界面に電子輸送性有機材料５が化学吸着している。なお、その他の構成部材については、実施の形態１に係る発光素子１０及び実施の形態４に係る発光素子６０に実質的に同一なので、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態５に係る発光素子７０の製造方法について説明する。この発光素子７０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）ＫＣｌ基板を準備する。
（ｂ）次に、前記ＫＣｌ基板の上に、例えば高周波スパッタリング法を用いて、無機蛍光体層４を形成する。
（ｃ）次に、前記無機蛍光体層４の表層面に、実施の形態４に係る発光素子６０と同様にして、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｅとする。
（ｄ）透明基板１を準備する。
（ｅ）次に、前記透明基板１の上に、例えばスパッタリング法を用いて、正孔注入電極２を形成する。
（ｆ）次に、前記正孔注入電極２の上に、例えばスピンコート法を用いて、正孔輸送層３を形成する。これを基板Ｆとする。
（ｇ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｅの無機蛍光体層４を、基板Ｆの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｅと基板Ｆとを貼り合わせる。
（ｈ）次に、前記基板Ｅの側からＫＣｌを水中に溶出させて取り除き、前記無機蛍光体４の表面を露出させる。
（ｉ）次に、露出した前記無機蛍光体４の表層面の上に、実施例１と同様にして、電子輸送性有機材料５を化学吸着させ、さらに、電子輸送層７、電子注入電極８を形成する。
（ｊ）前記電子注入電極８の上に保護層を形成する。これによって発光素子７０を作成する。
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る発光素子について、図８を用いて説明する。図８は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子８０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。さらに、この発光素子８０は、前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が実施の形態１に係る発光素子とは逆になっている点で相違する。またさらには、この発光素子８０は、電子輸送層７が接着層として機能する点で相違する。また、光は、矢印で示したように透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。
電子輸送層７としては、電子輸送性有機材料５が吸着している無機蛍光体層４と電子注入電極８との接着層として機能する高分子系材料が含まれていることが好ましい。この電子輸送層７としては、前述の実施の形態１に係る発光素子１０の電子輸送層７に用いられるもののうち、電子輸送性を備える高分子系材料、及び導電性又は非導電性ポリマに低分子系の電子輸送性材料を分子分散させた形態や、ｎ型の半導電性無機材料を分散させた形態を用いることができる。
次に、本発明の実施の形態６に係る発光素子８０の製造方法について説明する。この発光素子８０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）透明基板１を準備する。
（ｂ）次に、前記透明基板１の上に、例えばスパッタリング法を用いて、正孔注入電極２を形成する。
（ｃ）次に、実施例１と同様にして、前記正孔注入電極２の上に、正孔輸送層３、無機蛍光体層４を形成し、さらに、前記無機蛍光体層４の表面に、電子輸送性有機材料５を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を電子輸送性有機材料５で被覆する。これを基板Ｇとする。
（ｄ）基板９を準備する。
（ｅ）次に、前記基板９の上に、例えば真空蒸着法を用いて、電子注入電極８を形成する。
（ｆ）次に、前記電子注入電極８の上に、例えばスピンコート法を用いて、電子輸送層７を形成する。これを基板Ｈとする。
（ｇ）電子輸送層７の成膜直後に、基板Ｇの無機蛍光体層４を、基板Ｈの電子輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｇと基板Ｈとを貼り合わせる。これによって発光素子８０を作成する。
（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係る発光素子について、図９を用いて説明する。図９は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子９０は、実施の形態４に係る発光素子６０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。さらに、この発光素子９０は、前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が逆になっている点で相違する。また、光は、矢印で示したように、透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態７に係る発光素子９０の製造方法について説明する。この発光素子９０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）実施の形態４に係る発光素子６０と同様に、基板９の上に、電子注入電極８、電子輸送層７、無機蛍光体層４を形成し、さらに、前記無機蛍光体層４の表面に、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｉとする。
（ｂ）実施の形態４と係る発光素子６０と同様に、透明基板１の上に、正孔注入電極２、正孔輸送層３を形成する。これを基板Ｊとする。
（ｃ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｉの無機蛍光体層４を、基板Ｊの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｉと基板Ｊとを貼り合わせる。これによって発光素子９０を作成する。
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係る発光素子について、図１０を用いて説明する。図１０は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１００は、実施の形態５に係る発光素子７０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。さらに、この発光素子１００は、前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が逆になっている点で相違する。またさらには、この発光素子１００は、正孔輸送層３に加えて、電子輸送層７についても接着層として機能する点で相違する。また、光は、矢印で示したように透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。
次に、本発明の実施の形態８に係る発光素子１００の製造方法について説明する。この発光素子１００は、以下の工程によって製造される。
（ａ）実施の形態５に係る発光素子７０の正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる方法と同様にして、ＫＣｌ基板の上に無機蛍光体層４を形成し、前記の無機蛍光体層４の表面に、電子輸送性有機材料５を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を電子輸送性有機材料５で被覆する。これを基板Ｋとする。
（ｂ）実施の形態６に係る発光素子８０と同様にして、基板９の上に、電子注入電極８、電子輸送層７を形成する。これを基板Ｌとする。
（ｃ）電子輸送層７の成膜直後に、基板Ｋの無機蛍光体層４を、基板Ｌの電子輸送層７と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｋと基板Ｌとを貼り合わせる。
（ｄ）次に、実施の形態５に係る発光素子７０と同様にして、前記無機蛍光体４の表面を露出させ、その上に、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｍとする。
（ｅ）実施の形態７に係る発光素子９０と同様にして、透明基板１の上に、正孔注入電極２、正孔輸送層３を順次形成する。これを基板Ｎとする。
（ｆ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｍの無機蛍光体層４を、基板Ｎの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｍと基板Ｎとを貼り合わせる。これによって発光素子１００を作成する。
なお、以上の説明では、無機蛍光体層４を除いて、有機材料からなる層が２層構成の例を示したが、これらの層が２層以上からなる構成であってもよい。
また、実施の形態４から８に係る発光素子において、正孔輸送性有機材料５又は電子輸送性有機材料６の化学吸着、各層の成膜、各基板の貼り合わせは、乾燥雰囲気下で行うことが望ましく、さらに低酸素雰囲気下で行うことがより望ましい。これにより、動作電圧の低下、高効率化、長寿命化等の特性改善を図ることができる。またさらに、接着層となる正孔輸送層３又は電子輸送層７には、その界面付近に光又は熱で架橋又は重合する架橋性又は重合性材料を含んでいるとよい。これにより、各基板の貼り合わせの際に、光又は熱を加えることで、接着力を向上させることができる。
（実施の形態９）
本発明の実施の形態９に係る発光素子について、図１１を用いて説明する。図１１は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１１０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、無機蛍光体層４の代わりに、発光体として無機蛍光体粒子１１４を用いた発光体層１１６を備える点で相違する。さらに詳細には、この発光素子１１０は、電子輸送性有機材料５の代わりに、導電性有機材料１１５が表面に化学吸着された無機蛍光体粒子１１４を含む発光体層１１６を備える点で相違する。またさらには、この発光素子１１０は、透明基板１と、該透明基板１の上に設けられた正孔注入電極２と、該正孔注入電極２に対向して設けられた電子注入電極８と、該正孔注入電極２と該電子注入電極８の間に挟まれている発光体層１１６とを備える。またさらには、この発光素子１１０は、該正孔注入電極２と該発光体層１１６との間に正孔輸送層３を、該発光体層１１６と該電子注入電極８との間に電子輸送層７を備える。また、光は、矢印で示したように、透明基板１の側から取り出される。
次に、発光素子１１０の各構成部材について詳細に説明する。なお、実施の形態１に係る発光素子１０と実質的に同一の部材については説明を省略する。
まず、発光体層１１６について説明する。発光体層１１６は、表面の少なくとも一部が導電性有機材料１１５で被覆された無機蛍光体粒子１１４を含んでいる。さらに、導電性有機材料１１５は、無機蛍光体粒子１１４の表面に化学吸着していることが好ましい。
まず、無機蛍光体粒子１１４としては、実施の形態１に係る発光素子１０の無機蛍光体層４と実質的に同一のものを用いることができる。次に、無機蛍光体粒子１１４の表面に化学吸着させる導電性有機材料１１５については、正孔輸送性及び／又は電子輸送性を備えていればよく、単一又は複数からなる材料であってよい。さらに、導電性有機材料１１５としては大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とが挙げられる。
正孔輸送性を備える有機材料としては、実施の形態１に係る発光素子１０の正孔輸送層３に用いられるものと実質的に同一のものを用いることができる。一方、電子輸送性を備える有機材料としては、実施の形態１に係る発光素子１０の電子輸送性有機材料５と実質的に同一のものを用いることができる。
さらに、正孔輸送性と電子輸送性を兼ね備えたものとして、分子鎖中に正孔輸送性を備えるユニットと電子輸送性を備えるユニットを共重合したバイポーラ性高分子材料を用いてもよい。例えば、正孔輸送性ユニットとして９−ビニルカルバゾールと電子輸送性ユニットとしてオキサジアゾールビニルモノマとをランダム共重合させたＰ（ＶＫ−ｃｏ−ＯＸＤ）や、正孔輸送性ユニットとしてＴＰＤと電子輸送性ユニットとしてオキサジアゾールとを交互に配列させたＰＴＰＤＯＸＤ等が挙げられる。
次に、無機蛍光体粒子１１４の表面に導電性有機材料１１５を化学吸着させる方法について説明する。化学吸着の方法としては、実施の形態１に係る発光素子１０における無機蛍光体層４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させる方法と実質的に同一であり、説明を省略する。さらに、導電性有機材料１１５と無機蛍光体粒子１１４の表面との化学吸着は、無機蛍光体粒子１１４を水分等の影響から保護し、化学的安定性やハンドリング性向上に対して有効である。
これらの無機蛍光体粒子１１４を含む発光体層１１６の成膜方法としては、導電性有機材料１１５を溶解しない有機溶剤等に無機蛍光体粒子１１４を分散させて、インクジェット法、ディッピング、スピンコート、その他各種の塗布方法を使用することができる。また、無機蛍光体粒子１１４は、透明導電性マトリクス中へ分散させてもよい。該マトリクス材料としては、前述した正孔輸送性ポリマや電子輸送性ポリマ、その他の導電性ポリマを用いることができる。導電性ポリマの好適な例としては、ポリアセチレン系、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイドに代表されるポリフェニレン系、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリテルロフェンに代表される複素環ポリマ系、ポリアニリンに代表されるイオン性ポリマ系、ポリアセン系、ポリエステル系、金属フタロシアニン系やこれらの誘導体、共重合体、混合体などが挙げられる。さらに、導電性又は非導電性ポリマ中に、前述した正孔輸送性材料や電子輸送性材料のような低分子材料、若しくは、無機導電性、無機半導電性材料を分散して、導電性を調整した形態であってもよい。これにより、無機蛍光体粒子１１４の表面が帯電することを防ぎ、後続する電子の反発を防止することができる。またさらに、発光体層１１６の中には、分散助剤として界面活性剤を含んでいてもよい。これらにより、分散安定性が向上し、発光体層１１６の層内均一性が向上する。
次に、このようにして作成された発光素子１１０における発光の機構について説明する。導電性有機材料１１５は、単体でもキャリア（正孔、電子）輸送性を有する材料であり、キャリア輸送を担うπ電子雲が大きく広がった分子構造を持つ。前述したように、導電性有機材料１１５は無機蛍光体粒子１１４の表面に対して化学吸着し、且つ母体結晶の導電性が高いため、導電性有機材料１１５のπ電子雲の広がりが無機蛍光体粒子１１４の表面にまで作用し、注入障壁に阻害されることなくキャリア注入が起きる。発光過程として次の２つの過程が考えられる。第１の発光過程は、無機蛍光体粒子１１４中に注入されたキャリアが母体結晶の発光中心近傍まで移動して、正孔がアクセプタ準位に捕獲され、電子がドナー準位に捕獲され、これらが再結合する際に発光する過程である。第２の発光過程は、再結合エネルギーの移動によって、発光中心として賦活された希土類イオン等の殻内電子遷移が生じ、これが緩和する際に発光する過程である。実際には第１及び第２の発光過程が混在しているものと考えられる。
（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０に係る発光素子について、図１２を用いて説明する。図１２は、この発光素子１２０の電極構成を示す斜視図である。この発光素子１２０は、透明正孔注入電極２に接続された薄膜トランジスタ１１をさらに備える。薄膜トランジスタ１１には、ｘ電極１２とｙ電極１３とが接続されている。また、薄膜トランジスタを用いることによって発光素子１２０にメモリ機能を持たせることができる。この薄膜トランジスタ１１としては、低温ポリシリコンやアモルファスシリコン薄膜トランジスタ等が用いられる。さらに、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであってもよい。
（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１に係る表示装置について、図１３と図１４を用いて説明する。図１３は、この表示装置１３０の互いに直交するｘ電極１２とｙ電極１３とによって構成されるアクティブマトリクスを示す概略平面図である。また、図１４はこの表示装置１３０におけるｘ電極１２と平行で、且つ発光面に垂直な断面図である。この表示装置１３０は、薄膜トランジスタ１１を有するアクティブマトリクス型表示装置である。このアクティブマトリクス型表示装置１３０は、図１２に示した前述の複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、該発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極１２と、該発光素子アレイの面に平行であって、第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極１３とを備える。この発光素子アレイの薄膜トランジスタ１１は、ｘ電極１２及びｙ電極１３とそれぞれ接続されている。一対のｘ電極１２とｙ電極１３とによって特定される発光素子が一つの画素となる。このアクティブマトリクス表示装置１３０によれば、上述のように、各画素の発光素子を構成する発光体層１１６は、表面に導電性有機材料１１５を担持している無機蛍光体粒子１１４を含んでいる。これにより、無機蛍光体粒子１１４へのキャリア注入が効率的に発生し、無機蛍光体粒子１１４を発光させることができるので、低電圧駆動で高輝度、長寿命の表示装置が得られる。また、無機蛍光体粒子１１４を、その発光色に応じて各画素４１ａ（Ｒ）、４１ｂ（Ｇ）、４１ｃ（Ｂ）ごとに配置させることにより３原色フルカラー表示装置となる。
次に、図１４を用いて、このアクティブマトリクス型表示装置１３０の製造方法を説明する。透明基板１上に薄膜トランジスタ１１を形成した後、実施の形態９の発光素子１１０と同様に、透明正孔注入電極２を形成し、次いで、例えばインクジェット法を用いて正孔輸送層３、発光体層１１６、電子輸送層７を順に塗布形成する。その後、例えば真空蒸着法を用いて電子注入電極８を形成する。カラーの表示装置の場合、発光体層１１６を形成する際に、例えばインクジェット法を用いて、ＲＧＢの各無機蛍光体粒子１１４を含む塗布液を、画素ピッチに合せ、各画素４１ａ（Ｒ）、４１ｂ（Ｇ）、４１ｃ（Ｂ）に色分けして塗布形成する。この工程に先立ち、各画素を区分する画素分離領域４２を形成してもよい。なお、前述の製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。

本発明の実施例３に係る発光素子について図１１を用いて説明する。この発光素子では、実施の形態９に係る発光素子１１０と同一の構成を有しているので、その構成についての説明を省略する。この発光素子では、透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を用いた。また、無機蛍光体粒子１１４には、ＺｎＯ：Ｚｎを用いた。ここでＺｎＯには、Ｚｎ過剰部分が格子欠陥として存在し、この格子欠陥が発光中心として機能すると考えられており、希土類イオン等の賦活剤を必要としない。無機蛍光体粒子１１４の表面に化学吸着させる導電性有機材料１１５としては、α−ＮＰＤ誘導体とＰＢＤ誘導体を用いた。さらに、正孔輸送層３としてはＰＥＤＯＴを、電子輸送層７にはＡｌｑ３を、電子注入電極としては、Ａｌを用いた。
次に、この発光素子の製造方法について説明する。この発光素子は、以下の工程によって製造される。
（ａ）透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を準備した。これをアルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したＩＰＡ溶液から引き上げて乾燥した。最後に、ＵＶ／Ｏ_３洗浄した。
（ｂ）次に、ＰＥＤＯＴをクロロホルムに溶解させ、スピンコート法によりＩＴＯ膜付ガラス基板上に塗布し、正孔輸送層３とした。膜厚は１００ｎｍとした。
（ｃ）次に、導電性有機材料５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子４をエタノール中に超音波分散させて、スピンコート法により前記正孔輸送層３上に塗布し、発光体層６とした。膜厚は１５０ｎｍとした
ここで、導電性有機材料５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子４の製造方法について以下に説明する。
（１）まず、無機蛍光体粒子としてＺｎＯ：Ｚｎの微結晶粒子粉末を用い、該ＺｎＯ：Ｚｎの微結晶粒子粉末をエタノール中に超音波攪拌装置を用いて分散させる。
（２）この分散液を連続攪拌しながら、その中にα−ＮＰＤ誘導体とＰＢＤ誘導体を投入し一晩浸漬する。これによって、ＺｎＯ：Ｚｎの微結晶粒子の表面にα−ＮＰＤ誘導体とＰＢＤ誘導体を化学吸着させた無機蛍光体粒子４を得ることができる。
（ｄ）次に、真空蒸着法により前記発光体層６上にＡｌｑ３を積層し、電子輸送層７とした。膜厚は５０ｎｍとした。
（ｅ）次に、真空蒸着法により前記電子輸送層７上にＡｌを積層し、電子注入電極８とした。膜厚は２００ｎｍとした。
（ｆ）次に、低湿度低酸素濃度環境下で、ガラス板とエポキシ接着剤によりパッケージングして発光素子を得た。
このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、１５Ｖで発光輝度が４００ｃｄ／ｍ^２を示した。これは以下に示す比較例１に比べて高かった。また、この発光素子を２００ｃｄ／ｍ^２の初期輝度で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は１８０００時間であった。これは比較例１に比べて長かった。

本発明の実施例４に係る表示装置について、図１４を用いて説明する。この表示装置は、実施の形態１１に係る表示装置１３０と同様に薄膜トランジスタ１１を有するが、ＲＧＢの３色の画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃを有する点で相違している。各画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃでは、無機蛍光体粒子４をそれぞれ対応する色に変えている。また、この表示装置では、各画素間を隔てる画素分離領域４２が設けられている。この画素分離領域４２には、ポリイミドを使用し、フォトエッチングにより隔壁を作成した。
この表示装置の製造方法について説明する。この表示装置は、実施の形態９に係る発光素子１１０を２次元的配列させているものであるので、実施の形態９に係る発光素子１１０の製造方法と実質的に同様に行うことができる。この表示装置の製造方法では、それぞれの画素ごとに異なる無機蛍光体粒子１１を使用する。この場合に、画素分離領域４２を設けることよって、画素４１ａ、４１ｂ、４１ｃ形成時の位置決め精度に余裕を与えている。
（比較例２）
実施例３と同様に、正孔輸送層３まで形成した後、真空蒸着法により、Ａｌｑ３に３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）をドープさせた発光体層を形成し、次いで、実施例３と同様に電子輸送層７、電子注入電極８を形成した後、パッケージングして発光素子を得た。
このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、７Ｖで発光輝度が３００ｃｄ／ｍ^２を示した。この発光素子を、実施例１と初期の輝度が同じになる条件下で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は８０００時間であった。
（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２に係る発光素子について、図１５を用いて説明する。図１５は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１５０は、実施の形態９に係る発光素子１１０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。また、この発光素子１５０では前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が逆になっている点で相違する。また、光は、矢印で示したように、透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。この発光素子１５０では、実施の形態９で用いられるガラス基板等の透明基板を上面に配置することで、保護層を設けずに上面からの光取り出しを可能とする。また、発光素子１５０は、正孔輸送層又は電子輸送層で、対向する２枚の基板を貼り合わせることにより作成することができる。
（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３に係る発光素子について、図１６を用いて説明する。図１６は、この発光素子１６０の電極構成を示す斜視図である。この発光素子１６０は、実施の形態１０に係る発光素子１２０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。また、この発光素子１６０では前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、及び電子注入電極の構成が逆になっており、電子注入電極８に接続された薄膜トランジスタ１１を備える点で相違する。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。
（実施の形態１４）
本発明の実施の形態１４に係る表示装置について、図１７を用いて説明する。図１７は、この表示装置１７０の互いに直交するｘ電極１２とｙ電極１３とによって構成されるアクティブマトリクスを示す概略平面図である。この表示装置１７０は、実施の形態１１に係る表示装置１３０と比較すると、図１６に示した前述の複数の発光素子が２次元配列されている点で相違する。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

本発明の実施例５について説明する。この発光素子では、実施の形態１２に係る発光素子１５０と同一の構成を有しているので、その構成についての説明を省略する。この発光素子では、実施例３に係る発光素子と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。そのため、実施例３とは製造方法の点で相違する。
次に、この発光素子の製造方法について、図１５を用いて説明する。この発光素子は、以下の工程によって製造される。
（ａ）基板９としてガラス基板を準備し、実施例３におけるＩＴＯ膜付ガラス基板と同様に洗浄した。
（ｂ）次に、真空蒸着法により前記基板９上にＭｇＡｇを積層し、電子注入電極８とした。膜厚は３００ｎｍとした。
（ｃ）次に、真空蒸着法により前記電子注入電極８上にＣＮ−ＰＰＶを積層し、電子輸送層７とした。膜厚は５０ｎｍとした。
（ｄ）次に、導電性有機材料１１５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子１１４をエタノール中に超音波分散させて、スピンコート法により前記電子輸送層７上に塗布し、発光体層１１６とした。膜厚は１５０ｎｍとした。これを基板Ｏとする。なお、導電性有機材料１１５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子１１４の製造方法は、実施例３と同一であるため、説明を省略する。
（ｅ）次に、正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を準備し、実施例３と同様に洗浄した。
（ｆ）次に、ＰＥＤＯＴをクロロホルムに溶解させ、スピンコート法により前記正孔注入電極２上に塗布し、正孔輸送層３とした。膜厚は１００ｎｍとした。これを基板Ｐとする。
（ｇ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｏの基板９の上の発光体層１１６を、基板Ｐの透明基板１の上の正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせて、基板Ｏと基板Ｐとを貼り合わせた。これによって発光素子１５０を作成した。
このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、１６Ｖで発光輝度が３８０ｃｄ／ｍ^２を示した。これは前述の実施例３と同等であった。
なお、以上の説明では、３層構成の例を示したが、有機材料を含む層が３層以上からなる構成であってもよい。
また、上記実施の形態４から９及び１２に係る発光素子においては、実施の形態１に係る発光素子と同様、正孔注入電極２と正孔輸送層３との間に正孔注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。また、無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６と電子輸送層７との間に正孔ブロック層及び／又は導電層等を備えていてもよい。さらに、電子輸送層７と電子注入電極８との間に電子注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。またさらに、これらの発光素子より取り出される発光色は、無機蛍光体層４若しくは無機蛍光体粒子１１４によって決定されるが、多色表示や白色表示、各色の色純度調整等のために、無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６の光取り出し方向前方に色変換層をさらに備えたり、無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６の光取り出し方向前方に設けられている正孔輸送層３や電子輸送層７、正孔注入層、電子注入層、正孔ブロック層中、若しくは発光体層１１６の透明導電性マトリクス中に色変換材料を混在させてもよい。色変換層及び色変換材料には、光を励起源として発光するものであればよく、有機材料、無機材料を問わず、公知の蛍光体、顔料、染料等を用いることができる。これにより、例えば無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６からの発光と、補色関係にある色変換層若しくは色変換材料からの発光とが混合され、白色発光する面光源とすることができる。
またさらに、前記実施の形態４，５及び１１に係る発光素子においては、実施の形態１に係る発光素子と同様、電子注入電極８を透明乃至半透明にすることにより、別例の上面光取り出し型、若しくは両面光取り出し型の発光素子を得ることができる。
またさらに、前記実施の形態１１及び１４に係る表示装置においては、実施の形態３に係る表示装置と同様、ＲＧＢ各色の色純度調整のために、光取り出し方向前方にカラーフィルタを備えてもよい。さらに、すべての画素４１に単一色を発する無機蛍光体を用いて、且つ、光取り出し方向前方に色変換層及びカラーフィルタを備えてもよい。これにより、例えば無機蛍光体１１４から生じた青色の光を色変換層が吸収して緑色や赤色の発光が生じ、これらを個々に取り出すことで、別例の３原色フルカラー表示装置を得ることもできる。
上述の通り、本発明は好ましい実施形態により詳細に説明されているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲内において多くの好ましい変形例及び修正例が可能であることは当業者にとって自明なことであろう。

本発明は、発光ディスプレイや、通信、照明などに用いられる各種光源として使用可能な発光素子及び該発光素子を用いた表示装置に関する。

近年、平面型の表示装置の中で、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に期待が集まっている。このＥＬ素子は、自発発光性を有し視認性に優れ、視野角が広く、応答性が速いなどの特徴を持つ。また、現在開発されているＥＬ素子には、発光体として無機材料を用いた無機ＥＬ素子と発光体として有機材料を用いた有機ＥＬ素子がある。

硫化亜鉛等の無機蛍光体を発光体とする無機ＥＬ素子は、１０^６Ｖ／ｃｍもの高電界で加速された電子が蛍光体の発光中心を衝突励起し、それらが緩和する際に発光する。１９７４年に猪口らによって提案された二重絶縁構造の素子が高い輝度と長寿命を持つことを示し、車載用ディスプレイ等への実用化がなされた。

無機蛍光体は一般に、絶縁物結晶を母体結晶として、その中に発光中心となる無機材料をドープしたものである。この母体結晶は化学的に安定であるものが用いられるため、無機ＥＬ素子は信頼性が高く、寿命も３万時間以上を実現している。しかしながら、電界を印加しても絶縁物結晶中には電子が浸透しにくく、また入射電子が表面に蓄積することによって帯電を生じ、後続する電子が反発してしまうことから、励起源として高エネルギー電子を衝突させる必要がある。従って、無機ＥＬ素子は、高信頼性で長寿命という特徴を有する反面、その駆動に高い交流電圧を必要とすることから、薄膜トランジスタを使用したアクティブマトリクス方式での駆動ができないという課題があり、テレビ等の表示デバイスとしては実用化が進んでいない。

また、特公昭５４−８０８０号公報に記載の技術によれば、発光層にＺｎＳを主体とし、Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｂ，Ｅｕ，Ｔｍ，Ｙｂ等の遷移金属元素や希土類元素をドープすることによって、発光輝度の向上が図られたものの、平均輝度は４００ｃｄ／ｍ^２未満であり、ＴＶ等の表示デバイスとしては不十分であった。

一方、有機材料を発光体とする有機ＥＬ素子は、電極から注入された正孔と電子が励起子を形成し、それらが基底状態に遷移する際に発光する。Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，５１，１９８７，Ｐ９１３の中でＴａｎｇらによって提案された正孔輸送層と有機発光層とを順次積層した２層構成の素子により、１０Ｖ以下の駆動電圧で、輝度が１０００ｃｄ／ｍ^２以上の発光が得られるとされており、これがきっかけとなって、今日に至るまで、活発な研究開発が進められてきた。

以下、現在一般に検討されている有機ＥＬ素子について、図５を用いて説明する。この有機ＥＬ素子５０は、透明基板５１上に透明の正孔注入電極５２、正孔輸送層５３、発光体層５６、電子注入電極５８の順に積層して形成されている。なお、正孔注入電極５２と正孔輸送層５３との間に正孔注入層を設けたり、発光体層５６と電子注入電極５８との間に電子輸送層を設けたり、さらに発光体層５６と電子輸送層との間に正孔ブロック層を設けたり、電子輸送層と電子注入電極５８との間に電子注入層を設けたりすることもある。

正孔注入電極としては、透明導電膜であるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜等が用いられる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等によって成膜される。

正孔輸送層としては、Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体が用いられる。これらの材料は一般に透明性に優れ、８０ｎｍ程度の膜厚でもほぼ透明である。

発光体層としては、Ｔａｎｇらの報告と同様に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の電子輸送性発光材料を真空蒸着により数十ｎｍの膜厚に形成して用いる構成が一般的である。種々の発光色を実現するなどの目的で、発光体層は比較的薄膜とし、電子輸送層を２０ｎｍ程度積層した、所謂ダブルヘテロ構造が採用されることもある。

電子注入電極としては、Ｔａｎｇらの提案したＭｇＡｇ合金あるいはＡｌＬｉ合金等、仕事関数が低く電子注入障壁の低い金属と、比較的仕事関数が大きく安定な金属との合金、又はＬｉＦ等種々の電子注入層とＡｌ等との積層電極が用いられることが多い。

また、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，ｖｏｌ．８，Ｎｏ．２，ｐ９３−９７には、各画素の駆動に低温ポリシリコン薄膜トランジスタを用いた有機ＥＬ表示装置が記載されている。

従来の有機ＥＬ素子は、水分や酸素の存在下で電界の印加や光照射等により、発光体となる有機材料の分子結合が切断され、発光性能が低下するという欠点があった。従って、連続駆動あるいは長期保存によって、実用に耐えられないという課題があった。この課題に対して、特開２００３−５９６６５号公報に記載されているように、発光体として信頼性の高い無機材料を用いるハイブリッド型の有機ＥＬ素子が提案されている。

特公昭５４−８０８０号公報 特開２００３−５９６６５号公報 特開２００１−４３９７７号公報 特開２０００−２２３２６４号公報 特開平８−３０６４８５号公報 特開昭６３−６６２８２号公報 特開昭６３−３１８０９２号公報 特開２００３−１１５３８５号公報 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ，ｖｏｌ．８，Ｎｏ．２，ｐ９３−９７

発光素子をテレビ等の表示デバイスとして利用する場合、その寿命は少なくとも３万時間程度は必要とされる。また、薄膜トランジスタによるアクティブマトリクス駆動を可能とするために、低電圧で駆動できることが必要とされている。従来の有機ＥＬ素子では、低電圧駆動が可能である反面、発光体として有機材料を用いているため、十分な寿命は得られていない。一方、従来の無機ＥＬ素子は、長寿命である反面、駆動に高電圧を要する。また、従来提案されているハイブリッド型の発光素子の場合、直流低電圧で無機蛍光体を発光させることができたものの、無機蛍光体の優れた発光特性、信頼性を十分に活かしきれていない。このように、発光体の材料を問わず、高輝度であることと高信頼性、長寿命であることを同時に満足させることは困難であった。

本発明の目的は、低電圧駆動が可能な高輝度、且つ、長寿命の発光素子と、その発光素子を用いた表示装置を提供することである。

本発明に係る発光素子は、互いに対向している正孔注入電極と電子注入電極と、
前記正孔注入電極と電子注入電極との間に挟まれており、前記正孔注入電極の側から前記電子注入電極の側に向って順に積層されている、正孔輸送層、発光体層、及び電子輸送層と
を備え、
前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体材料よりなることを特徴とする。

また、前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体層を含んでもよい。

さらに、互いに対向しており、少なくとも一方が透明または半透明である第１及び第２基板をさらに備え、
前記第１及び第２基板の間に、前記正孔注入電極と、前記正孔輸送層と、前記発光体層と、前記電子輸送層と、前記電子注入電極とを上記順序で挟むことが好ましい。

またさらに、前記無機蛍光層は、半導体母体結晶よりなることが好ましい。

また、前記有機材料は、前記無機蛍光体層表面に化学吸着により被覆されているものであってもよい。さらには、前記有機材料は、正孔輸送性を有する導電性有機材料であって、前記正孔輸送層と対向する前記無機蛍光体層の表面に化学吸着しているものであってもよい。また、前記有機材料は、電子輸送性を有する導電性有機材料であって、前記電子輸送層と対向する前記無機蛍光体層の表面に化学吸着しているものであってもよい。さらに、前記正孔輸送性を有する導電性有機材料と、電子輸送性を有する導電性有機材料とが、前記無機蛍光体層の、それぞれ前記正孔輸送層と対向する表面、又は、前記電子輸送層と対向する表面に化学吸着しているものであってもよい。

さらに、前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光粒子を含むものであってもよい。

またさらに、互いに対向しており、少なくとも一方が透明または半透明である第１及び第２基板をさらに備え、
前記第１及び第２基板の間に、前記正孔注入電極と、前記正孔輸送層と、前記発光体層と、前記電子輸送層と、前記電子注入電極とを上記順序で挟むことが好ましい。

また、前記無機蛍光体粒子は、半導体母体結晶よりなる蛍光体であることが好ましい。さらに、前記半導体母体結晶は、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む酸化物又は複合酸化物を含んでいることが好ましい。

さらに、前記有機材料は、前記無機蛍光体粒子の表面に化学吸着により担持されているものであってもよい。またさらに、前記有機材料は、正孔輸送性と電子輸送性とを有する導電性有機材料であってもよい。また、前記有機材料は、正孔輸送性を有する導電性有機材料と、電子輸送性を有する導電性有機材料とを含んでいるものであってもよい。

またさらに、前記正孔注入電極と前記正孔輸送層との間に挟まれた正孔注入層をさらに備えるものであってもよい。また、前記電子注入電極と前記電子輸送層との間に挟まれた電子注入層をさらに備えてもよい。またさらに、前記発光体層と前記電子輸送層との間に挟まれた正孔ブロック層をさらに備えてもよい。

また、前記正孔注入電極又は前記電子注入電極に接続された薄膜トランジスタをさらに備えてもよい。さらに、前記薄膜トランジスタは、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであってもよい。

本発明に係るアクティブマトリクス型表示装置は、前記複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、前記発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極と、前記発光素子アレイの面に平行であって、前記第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極とを備え、前記発光素子アレイの前記薄膜トランジスタは、前記ｘ電極及び前記ｙ電極とそれぞれ接続されていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る構成の発光素子によれば、低抵抗の母体結晶を含み、少なくとも一部に導電性有機材料が吸着している無機蛍光体材料を発光層として用いている。このために、従来の有機ＥＬ素子並みの低電圧駆動でありながら、長寿命で信頼性の高い発光素子を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る発光素子および該発光素子を用いた表示装置について添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光素子について、図１を用いて説明する。図１は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１０は、発光体として無機蛍光体層４を用いている。この発光素子１０は、透明基板１と、該透明基板１の上に設けられた正孔注入電極２と、該正孔注入電極２に対向して設けられた電子注入電極８と、該透明正孔注入電極２と該電子注入電極８の間に挟まれている、電子輸送性有機材料５が表面に化学吸着された無機蛍光体層４とを備える。さらに詳細には、この発光素子１０は、該正孔注入電極２と該無機蛍光体層６との間に正孔輸送層３を、該電子輸送性有機材料５が表面に化学吸着された無機蛍光体層４と該電子注入電極８との間に電子輸送層７を備える。また、光は、矢印で示したように、基板１の側から取り出される。なお、前述の構成に加えて、正孔注入電極２と正孔輸送層３との間に正孔注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。また、発光体層６と電子輸送層７との間に正孔ブロック層及び／又は導電層等を備えていてもよい。さらに、電子輸送層７と電子注入電極８との間に電子注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。また、この発光素子１０において、発光素子より取り出される発光色は、無機蛍光体層４によって決定されるが、多色表示や白色表示、各色の色純度調整等のために、無機蛍光体層４の光取り出し方向前方に色変換層をさらに備えたり、正孔輸送層３内に色変換材料を混在させてもよい。色変換層及び色変換材料には、光を励起源として発光するものであればよく、有機材料、無機材料を問わず、公知の蛍光体、顔料、染料等を用いることができる。例えば無機蛍光体層４からの発光と補色関係にある発光を示す色変換層を備えることにより、白色発光する面光源とすることができる。

次に、発光素子１０の各構成部材について詳細に説明する。
まず、透明基板１について説明する。透明基板１は、その上に形成する各層を支持できるものであればよい。また、無機蛍光体層４内で生じた発光を取り出せるように透明又は半透明の材料であればよい。透明基板１としては、例えば、コーニング１７３７等のガラス基板、又は、ポリエステル等の樹脂フィルム等を用いることができる。通常のガラスに含まれるアルカリイオン等が発光素子へ影響しないように、無アルカリガラスやセラミックス基板やシリコン基板を用いてもよい。また、ガラス表面にイオンバリア層としてアルミナ等をコートしてもよい。樹脂フィルムは耐久性、柔軟性、透明性、電気絶縁性、防湿性の材料を用いればよく、ポリエチレンテレフタレート系やポリクロロトリフルオロエチレン系とナイロン６の組み合わせやフッ素樹脂系材料等を使用できる。なお、電子注入電極８の面から光を取り出す場合には、透明基板１は必ずしも透明でなくてもよい。

次に、正孔注入電極２について説明する。正孔注入電極２としては、透過性を有し、且つ仕事関数の高い金属が用いられ、特に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜が用いられる。他には、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の酸化物や、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ等、又はこれらの合金を用いることができる。さらには、ポリアニリン等の導電性樹脂を用いることもできる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタリング法、エレクトロンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の成膜方法で成膜できる。また成膜後に、抵抗率や仕事関数制御の目的でプラズマ処理などの表面処理を施してもよい。透明な正孔注入電極２の膜厚は必要とされるシート抵抗値と可視光透過率から決定されるが、発光素子１０では比較的駆動電流密度が高く、配線抵抗が問題となるため、シート抵抗値を小さくするため１００ｎｍ以上の厚さで用いられることが多い。なお、この発光素子１０では、正孔注入電極２あるいは電子注入電極８の少なくとも一方の電極を透明ないし半透明にすることにより、面発光を取り出すことができる。また、電子注入電極８を透明乃至半透明にして、正孔注入電極２を非透明にすると、同一の層構成において上面光取り出し型の発光素子を得ることもできる。さらに、正孔注入電極２と電子注入電極８の両方を透明ないし半透明にすることにより、両面光取り出し型の発光素子を得ることもできる。

次に、正孔輸送層３について説明する。正孔輸送層３としては、正孔輸送性を備える有機材料が用いられ、大きくは低分子系材料と高分子系材料とに分けられる。正孔輸送性を備える低分子系材料としては、Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ'−ビス（α−ナフチル）−Ｎ，Ｎ'−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）等、Ｔａｎｇらの用いたジアミン誘導体、特に日本国特許第２０３７４７５号に開示されたＱ１−Ｇ−Ｑ２構造のジアミン誘導体等が挙げられる。なお、Ｑ１及びＱ２は、別個に窒素原子及び少なくとも３個の炭素鎖（それらの少なくとも１個は芳香族のもの）を有する基である。Ｇは、シクロアルキレン基、アリーレン基、アルキレン基又は炭素−炭素結合からなる連結基である。他の好適な例としては、オキサジアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、トリフェニルペタン系化合物、ピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系化合物、スターバースト系化合物等が挙げられる。また、正孔輸送性を備える高分子系材料としては、π共役ポリマやσ共役ポリマ、さらに低分子系で正孔輸送性を示す分子構造を分子鎖中に組み込んだポリマ等があり、例えばアリールアミン系化合物等が組み込まれる。具体的には、ポリ−パラ−フェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ誘導体）、ポリチオフェン誘導体（ＰＡＴ誘導体）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ誘導体）、ポリアルキルフェニレン（ＰＤＡＦ）、ポリアセチレン誘導体（ＰＡ誘導体）、ポリシラン誘導体（ＰＳ誘導体）等が挙げられるが、中でもポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）は、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓと極めて高いホール移動度を示す。他の具体例としては、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）やポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等がある。

また、導電性又は非導電性ポリマ中に低分子系の正孔輸送性材料を分子分散させた形態も同様に可能である。分子分散系での具体例としては、テトラフェニルジアミン（ＴＰＤ）をポリカーボネート中に高濃度で分子分散させた例があり、そのホール移動度は１０^−４〜１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ程度である。またさらに、導電性又は非導電性ポリマ中にｐ型の半導電性無機材料を分散させた形態であってもよい。

正孔輸送層３の成膜方法としては、低分子系材料としては真空蒸着法を、高分子系材料としてはインクジェット法、ディッピング、スピンコート、その他各種の塗布方法を使用することができる。

次に、無機蛍光体層４について説明する。無機蛍光体層４を構成する蛍光体としては、可視光域に吸収をもたず、且つ電気抵抗の低い蛍光体であることが好ましい。蛍光体は、一般に半絶縁性の半導体よりなる単一又は複数の母体結晶に、発光中心として、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ等から選択された単一又は複数の金属元素が賦活剤として添加されて構成される。また、これらの賦活剤としてはＴｂＦ_３やＰｒＦ_３といったフッ化物でもよい。さらに、共賦活剤として、ＣｌやＩ等の非金属元素を添加してもよい。母体結晶としては、大別して硫化物、セレン化物、テルル化物系、酸化物系が用いられ、硫化物、セレン化物、テルル化物系では、第１２族−第１６族化合物半導体（例えばＺｎＳ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ等）、第２族−第１６族化合物半導体（例えばＣａＳ、ＳｒＳ、ＣａＳｅ、ＳｒＳｅ等）、及びこれらのガリウム硫化物（例えばＣａＧａ_２Ｓ_４、ＳｒＧａ_２Ｓ_４、ＢａＧａ_２Ｓ_４等）、アルミニウム硫化物（例えばＢａＡｌ_２Ｓ_４、ＣａＡｌ_２Ｓ_４、ＳｒＡｌ_２Ｓ_４等）等や、これら化合物半導体の混晶（例えばＺｎＭｇＳ、ＣａＳＳｅ、ＣａＳｒＳ等）、または部分的に偏析していてもよい混合物等がある。一方の酸化物系では、金属酸化物（例えばＺｎＯ、（Ｚｎ、Ｍｇ）Ｏ、ＣａＯ、ＧｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３等）、金属複合酸化物（例えばＺｎ_２ＳｉＯ_４、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４、ＺｎＧａ_２Ｏ_４、ＣａＧａ_２Ｏ_４、ＣａＧｅＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＭｇＧｅＯ_３、Ｙ_４ＧｅＯ_８、Ｙ_２ＧｅＯ_５、Ｙ_２Ｇｅ_２Ｏ_７、Ｙ_２ＳｉＯ_５、ＢｅＧａ_２Ｏ_４、Ｓｒ_３Ｇａ_２Ｏ_６、（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４−Ｚｎ_２ＧｅＯ_４）、（Ｇａ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３）、（ＣａＯ−Ｇａ_２Ｏ_３）、（Ｙ_２Ｏ_３−ＧｅＯ_２）等）や、部分的に偏析していてもよいこれらの混合物等がある。中でも特に好適な、単一の母体結晶として特に抵抗の低い例としては、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む酸化物又は複合酸化物が挙げられ、それぞれの蛍光体の例としては、ＺｎＯ：Ｚｎ（発光色はＢｌｕｅ−Ｇｒｅｅｎ）、（Ｚｎ、Ｍｇ）Ｏ：Ｚｎ（Ｂｌｕｅ）、ＺｎＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ^２＋（Ｇｒｅｅｎ）、Ｉｎ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋（Ｒｅｄ）、ＳｎＯ_２：Ｅｕ^３＋（Ｒｅｄ）、ＣａＴｉＯ_３：Ｐｒ^３＋（Ｒｅｄ）等がある。さらに、例えばＺｎＳのように比較的抵抗の高い母体結晶の場合には、低抵抗化するために前述したＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３等の抵抗の低い母体結晶を混合してもよい。また、賦活剤の濃度は、一般に最適濃度があり、ある濃度以上では濃度消光により発光強度は減少する。これは、発光中心間で、量子力学的な共鳴によって一方向から他方へ励起エネルギーが伝達され、非発光部分に届けられるためと考えられている。

次に、無機蛍光体層４の表面に化学吸着させる電子輸送性有機材料層５について説明する。電子輸送性有機材料５としては、電子輸送性を備えたものであればよく、単一又は複数の材料からなる層であってよい。さらに、電子輸送性有機材料５としては大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とが挙げられる。

電子輸送性を備える低分子系材料としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、シロール誘導体、１，１０−フェナントロリン誘導体、キノリノール系金属錯体、チオフェン誘導体、フルオレン誘導体、キノン誘導体等やこれらの２量体、３量体が挙げられる。中でも２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）、２，５−ビス［１−（３−メトキシ）−フェニル］−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＭＤ）、１，３，５−トリス［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（ＴＰＯＢ）、３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３−（４−ビフェニル）−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（ｐ−ＥｔＴＡＺ）、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、２，９−ジメチル-４,７-ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）、３，５−ジメチル−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４，４’−ジフェノキノン（ＭＢＤＱ）、２，５−ビス［２−（５−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾキサゾリル）］−チオフェン（ＢＢＯＴ）、トリニトロフルオレノン（ＴＮＦ）、５，５’−ビス（ジメシチルボリル）−２，２’ビチオフェン（ＢＭＢ−２Ｔ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いることが好ましい。また、電子輸送性を備える高分子系材料としては、ポリ−［２−メトキシ−５−（２−エチルへキシルオキシ）−１，４−（１−シアノビニレン）フェニレン］（ＣＮ−ＰＰＶ）やポリキノキサリン、または低分子系で電子輸送性を示す分子構造を分子鎖中に組み込んだポリマ等が挙げられる。
次に、無機蛍光体層４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させる方法について説明する。化学吸着の方法としては、例えば、まず、電子輸送性有機材料５にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を導入し、無機蛍光体層４の表面の水酸基（−ＯＨ）とエステル結合させて固定化する方法がある。エステル化は、電子輸送性有機材料５を溶剤に溶解又は分散させ、この溶液又は分散液に無機蛍光体層４を浸漬させることによって行うことができるが、これに限定されるものではない。以上の処理によって、表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させた無機蛍光体層４を形成できる。なお、カルボキシル基の代わりに、チオカルボキシル基（−ＣＳＯＨ）、ジチオカルボキシル基（−ＣＳＳＨ）、スルホ基（−ＳＯ_３Ｈ）、スルフィノ基（−ＳＯ_２Ｈ）、スルフェノ基（−ＳＯＨ）、ホスホノ基（−ＰＯ（ＯＨ）_２）、ホスフィン基（−ＰＨ_２Ｏ_２）、メルカプト基（−ＳＨ）、トリメトキシシリル基（−Ｓｉ（ＯＣＨ_３））、トリクロロシリル基（−ＳｉＣｌ_３）、アミド基（-ＣＯＮＨ_２）、アミノ基（−ＮＨ_２）を用いることもできる。さらに、無機蛍光体層４中の金属元素と電子輸送性材料５の窒素、酸素、硫黄、リン等の孤立電子対を有する元素との配位結合であってもよい。また、表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させた後に、加熱や酸又は塩基処理等の後処理を行ってもよい。

さらに、電子輸送性有機材料５と無機蛍光体層４の表面との化学吸着は、無機蛍光体層４を水分等の影響から保護し、化学的安定性を向上させる効果がある。

次に、電子輸送層７について説明する。電子輸送層７としては、電子輸送性を備える有機材料が用いられ、前述の電子輸送性有機材料５に用いられるものと同一のものが挙げられる。また、導電性又は非導電性ポリマ中に前述の低分子系の電子輸送性有機材料やｎ型の導電性無機材料を分散させた形態であってもよい。

電子輸送層７の成膜方法としては、低分子系材料としては真空蒸着法を、高分子系材料としてはインクジェット法、ディッピング、スピンコート、その他各種の塗布方法を使用することができる。

次に、電子注入電極８について説明する。電子注入電極８としては、仕事関数が低く電子注入障壁の少ないアルカリ金属やアルカリ土類金属と、比較的に仕事関数が大きく安定なＡｌ、Ａｇなどの金属との合金を用いることができる。この合金からなる電子注入電極８は、安定でかつ電子注入が容易である。この電子注入電極８としては、例えば、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどを用いることができる。また、他の電子注入電極８としては、有機層側に低仕事関数の金属薄膜を形成し、その上に保護電極として安定な金属からなる金属膜を積層する構成や、ＬｉＦ膜やＡｌ_２Ｏ_３膜の薄膜を形成した後にＡｌ膜を比較的厚く形成する積層構成など、種々の電極を用いることができる。さらに、電子注入電極８の側から光を取り出す場合は、前述の内容に加えて透明又は半透明であればよく、例えば、ＭｇＡｇを１０ｎｍ程度の薄層として設けたり、ＩｎＺｎＯ等のスパッタリング成膜により下層の有機材料層への熱的影響を減らした製法で電子注入電極８を形成し、さらにその上に保護層を設けて用いられる。

次に、このようにして作成された発光素子１０における発光の機構について説明する。電子輸送性有機材料５は、電子輸送を担うπ電子雲が大きく広がった分子構造を持つ。前述したように、電子輸送性有機材料５は無機蛍光体層４の表面に対して化学吸着し、且つ、母体結晶の導電性が高いため、電子輸送性有機材料５のπ電子雲の広がりが無機蛍光体層４の表面にまで作用し、注入障壁に阻害されることなく電子注入が起きる。発光の過程としては次の２つの過程が考えられる。第１の発光過程は、無機蛍光体層４中に注入された電子が発光中心近傍まで移動してドナー準位に捕獲され、正孔注入電極より注入された正孔と再結合する際に発光する過程である。第２の発光過程は、再結合エネルギーの移動によって、発光中心として賦活された希土類イオン等の殻内電子遷移が生じ、これが緩和する際に発光する過程である。実際には上記の第１及び第２の発光過程が混在していると考えられる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光素子について、図２を用いて説明する。図２は、この発光素子２０の電極構成を示す斜視図である。この発光素子２０は、透明正孔注入電極２に接続された薄膜トランジスタ１１をさらに備える。薄膜トランジスタ１１には、ｘ電極１２とｙ電極１３とが接続されている。また、薄膜トランジスタを用いることによって発光素子２０にメモリ機能を持たせることができる。この薄膜トランジスタ１１としては、低温ポリシリコンやアモルファスシリコン薄膜トランジスタ等が用いられる。さらに、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであってもよい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る表示装置について、図３と図４を用いて説明する。図３は、この表示装置３０の互いに直交するｘ電極１２とｙ電極１３とによって構成されるアクティブマトリクスを示す概略平面図である。また、図４はこの表示装置３０におけるｘ電極１２と平行で、且つ発光面に垂直な断面図である。この表示装置３０は、薄膜トランジスタ１１を有するアクティブマトリクス型表示装置である。このアクティブマトリクス型表示装置３０は、図２に示した前述の複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、該発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極１２と、該発光素子アレイの面に平行であって、第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極１３とを備える。この発光素子アレイの薄膜トランジスタ１１は、ｘ電極１２及びｙ電極１３とそれぞれ接続されている。一対のｘ電極１２とｙ電極１３とによって特定される発光素子が一つの画素となる。このアクティブマトリクス表示装置３０によれば、上述のように、各画素の発光素子を構成する無機蛍光体層４は、表面に電子輸送性有機材料５を担持している。これにより、無機蛍光体層４への電子注入が効率的に発生し、無機蛍光体層４を発光させることができるので、低電圧駆動で高輝度、長寿命の表示装置が得られる。また、無機蛍光体粒子４を、その発光色に応じて各画素４１ａ（Ｒ）、４１ｂ（Ｇ）、４１ｃ（Ｂ）ごとに配置させることにより３原色フルカラー表示装置となる。なお、ＲＧＢ３色の色純度調整のために、光取り出し方向にカラーフィルタを備えてもよい。さらに、すべての画素４１に単一色を発する無機蛍光体４を用い、且つ、光取り出し方向前方に色変換層及びカラーフィルタを備えてもよい。これにより、例えば、無機蛍光体層から生じた青色の光を色変換層が吸収して緑色や赤色の発光が生じ、これらを個々に取り出すことで、別例の３原色フルカラー表示装置を得ることもできる。

次に、図４を用いてこのアクティブマトリクス型表示装置３０の製造方法を説明する。透明基板１上に薄膜トランジスタ１１を形成した後、実施の形態１の発光素子１０と同様に、透明正孔注入電極２を形成し、次いで、例えばインクジェット法を用いて正孔輸送層３を形成する。さらに、例えば、高周波スパッタリング法により無機蛍光体層４を形成する。電子輸送層７を塗布形成する。その後、例えば真空蒸着法を用いて電子注入電極８を形成する。カラーの表示装置の場合、無機蛍光体層４を形成する際に、例えば真空蒸着法を用いて、画素ピッチに合せてメタルマスクを位置合わせすることにより、各画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃに色分けして形成する。この工程に先立ち、各画素を区分する画素分離領域４２を形成してもよい。尚、上述の製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。

次に、具体的な実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
（実施例１）
本発明の実施例１に係る発光素子について図１を用いて説明する。この発光素子では、実施の形態１に係る発光素子１０と同一の構成を有しているので、その構成についての説明を省略する。この発光素子では、透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を用いた。また、無機蛍光体層４には、ＺｎＯを用いた。ここでＺｎＯには、Ｚｎ過剰部分が格子欠陥として存在し、この格子欠陥が発光中心として機能すると考えられており、希土類イオン等の賦活剤を必要としない。無機蛍光体層４の表面に化学吸着させる電子輸送性有機材料５としては、ＰＢＤ誘導体を用いた。さらに、正孔輸送層３としてはＰＥＤＯＴを、電子輸送層７にはＡｌｑ３を、電子注入電極としては、Ａｌを用いた。

次に、この発光素子の製造方法について説明する。この発光素子は、以下の工程によって製造される。
（ａ）透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を準備した。これをアルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したＩＰＡ溶液から引き上げて乾燥した。最後に、ＵＶ／Ｏ_３洗浄した。
（ｂ）次に、ＰＥＤＯＴをクロロホルムに溶解させ、スピンコート法によりＩＴＯ膜付ガラス基板上に塗布し、正孔輸送層３とした。膜厚は１００ｎｍとした。
（ｃ）次に、高周波スパッタリング法により、ＺｎＯの薄膜を形成し、無機蛍光体層４とした。膜厚は１００ｎｍとした。これを基板Ａとする。
（ｄ）次に、基板Ａをエタノール中に浸漬し、連続攪拌しながら、その中にＰＢＤ誘導体を投入し一晩放置する。これによって、無機蛍光体薄膜４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させた。
（ｅ）次に、真空蒸着法により前記電子輸送性有機材料５の上にＡｌｑ３を積層し、電子輸送層７とした。膜厚は５０ｎｍとした。
（ｆ）次に、真空蒸着法により前記電子輸送層７上にＡｌを積層し、電子注入電極８とした。膜厚は２００ｎｍとした。
（ｇ）次に、低湿度・低酸素濃度環境下で、ガラス板とエポキシ接着剤によりパッケージングして発光素子を得た。

このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、２０Ｖで発光輝度が４２０ｃｄ／ｍ^２を示した。これは以下に示す比較例１に比べて高かった。また、この発光素子を２００ｃｄ／ｍ^２の初期輝度で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は１７０００時間であった。これは比較例１に比べて長かった。

（実施例２）
本発明の実施例２に係る表示装置について、図４を用いて説明する。この表示装置は、実施の形態３に係る表示装置３０と同様に薄膜トランジスタ１１を有するが、ＲＧＢの３色の画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃを有する点で相違している。各画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃでは、無機蛍光体層４をそれぞれ対応する色に変えている。

この表示装置の製造方法について説明する。この表示装置は、実施の形態１に係る発光素子１０を２次元的配列させているものであるので、実施の形態１に係る発光素子１０の製造方法と実質的に同様に行うことができる。この表示装置の製造方法では、それぞれの画素４１ａ、４１ｂ、４１ｃごとに異なる無機蛍光体層４を使用する。

（比較例１）
実施例１と同様に、正孔輸送層３まで形成した後、真空蒸着法により、Ａｌｑ３に３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）をドープさせた発光体層を形成し、次いで、実施例１と同様に電子輸送層７、電子注入電極８を形成した後、パッケージングして発光素子を得た。

このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、８Ｖで発光輝度が３１０ｃｄ／ｍ^２を示した。この発光素子を、実施例１と初期の輝度が同じになる条件下で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は８０００時間であった。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る発光素子について、図６を用いて説明する。図６は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子６０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、電子輸送性有機材料５の代わりに正孔輸送性有機材料６が無機蛍光体層４に化学吸着している点で相違する。さらに詳細には、この発光素子６０は、無機蛍光体層４の２面の界面のうち、正孔注入電極２と対向する側に正孔輸送性有機材料６が化学吸着している。またさらには、この発光素子６０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、正孔輸送層３が接着層として機能する点で相違する。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

正孔輸送性有機材料６としては、正孔輸送性を備える有機材料が用いられ、前述の正孔輸送層３に用いられるものと同一のものが挙げられる。また、無機蛍光体層４の表面に正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる方法については、前述の、無機蛍光体層４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させる方法と、実質的に同一なので、説明を省略する。
また、正孔輸送層３としては、前述の正孔輸送性有機材料６が吸着している無機蛍光体層４と正孔注入電極２との接着層として機能する高分子系材料が含まれていることが好ましい。この正孔輸送層３としては、前述の正孔輸送層３に用いられるもののうち、正孔輸送性を備える高分子系材料、及び導電性又は非導電性ポリマに低分子系の正孔輸送性材料を分子分散させた形態や、ｐ型の半導電性無機材料を分散させた形態を用いることができる。

次に、本発明の実施の形態４に係る発光素子６０の製造方法について説明する。この発光素子６０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）基板９を準備する。
（ｂ）次に、前記基板９の上に、例えば真空蒸着法を用いて、電子注入電極８を形成する。
（ｃ）次に、前記電子注入電極８の上に、例えば真空蒸着法を用いて、電子輸送層７を形成する。
（ｄ）次に、前記電子輸送層７の上に、例えば高周波スパッタリング法を用いて、無機蛍光体層４を形成する。
（ｅ）次に、前記無機蛍光体層４の表層面に、実施例１と同様にして、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｃとする。
（ｆ）透明基板１を準備する。
（ｇ）次に、前記透明基板１の上に、例えばスパッタリング法を用いて、正孔注入電極２を形成する。
（ｈ）次に、前記正孔注入電極２の上に、例えばスピンコート法を用いて、正孔輸送層３を形成する。これを基板Ｄとする。
（ｉ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｃの無機蛍光体層４を、基板Ｄの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｃと基板Ｄとを貼り合わせる。これによって発光素子６０を作成する。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る発光素子について、図７を用いて説明する。図７は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子７０は、実施の形態４に係る発光素子６０と比較すると、電子輸送性有機材料５が無機蛍光体層４に、さらに化学吸着している点で相違する。さらに詳細には、この発光素子７０は、無機蛍光体層４の２面の界面のうち、正孔注入電極２と対向する界面に正孔輸送性有機材料６が、電子注入電極７と対向する界面に電子輸送性有機材料５が化学吸着している。なお、その他の構成部材については、実施の形態１に係る発光素子１０及び実施の形態４に係る発光素子６０に実質的に同一なので、説明を省略する。

次に、本発明の実施の形態５に係る発光素子７０の製造方法について説明する。この発光素子７０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）ＫＣｌ基板を準備する。
（ｂ）次に、前記ＫＣｌ基板の上に、例えば高周波スパッタリング法を用いて、無機蛍光体層４を形成する。
（ｃ）次に、前記無機蛍光体層４の表層面に、実施の形態４に係る発光素子６０と同様にして、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｅとする。
（ｄ）透明基板１を準備する。
（ｅ）次に、前記透明基板１の上に、例えばスパッタリング法を用いて、正孔注入電極２を形成する。
（ｆ）次に、前記正孔注入電極２の上に、例えばスピンコート法を用いて、正孔輸送層３を形成する。これを基板Ｆとする。
（ｇ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｅの無機蛍光体層４を、基板Ｆの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｅと基板Ｆとを貼り合わせる。
（ｈ）次に、前記基板Ｅの側からＫＣｌを水中に溶出させて取り除き、前記無機蛍光体４の表面を露出させる。
（ｉ）次に、露出した前記無機蛍光体４の表層面の上に、実施例１と同様にして、電子輸送性有機材料５を化学吸着させ、さらに、電子輸送層７、電子注入電極８を形成する。
（ｊ）前記電子注入電極８の上に保護層を形成する。これによって発光素子７０を作成する。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６に係る発光素子について、図８を用いて説明する。図８は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子８０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。さらに、この発光素子８０は、前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が実施の形態１に係る発光素子とは逆になっている点で相違する。またさらには、この発光素子８０は、電子輸送層７が接着層として機能する点で相違する。また、光は、矢印で示したように透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

電子輸送層７としては、電子輸送性有機材料５が吸着している無機蛍光体層４と電子注入電極８との接着層として機能する高分子系材料が含まれていることが好ましい。この電子輸送層７としては、前述の実施の形態１に係る発光素子１０の電子輸送層７に用いられるもののうち、電子輸送性を備える高分子系材料、及び導電性又は非導電性ポリマに低分子系の電子輸送性材料を分子分散させた形態や、ｎ型の半導電性無機材料を分散させた形態を用いることができる。

次に、本発明の実施の形態６に係る発光素子８０の製造方法について説明する。この発光素子８０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）透明基板１を準備する。
（ｂ）次に、前記透明基板１の上に、例えばスパッタリング法を用いて、正孔注入電極２を形成する。
（ｃ）次に、実施例１と同様にして、前記正孔注入電極２の上に、正孔輸送層３、無機蛍光体層４を形成し、さらに、前記無機蛍光体層４の表面に、電子輸送性有機材料５を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を電子輸送性有機材料５で被覆する。これを基板Ｇとする。
（ｄ）基板９を準備する。
（ｅ）次に、前記基板９の上に、例えば真空蒸着法を用いて、電子注入電極８を形成する。
（ｆ）次に、前記電子注入電極８の上に、例えばスピンコート法を用いて、電子輸送層７を形成する。これを基板Ｈとする。
（ｇ）電子輸送層７の成膜直後に、基板Ｇの無機蛍光体層４を、基板Ｈの電子輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｇと基板Ｈとを貼り合わせる。これによって発光素子８０を作成する。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７に係る発光素子について、図９を用いて説明する。図９は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子９０は、実施の形態４に係る発光素子６０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。さらに、この発光素子９０は、前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が逆になっている点で相違する。また、光は、矢印で示したように、透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

次に、本発明の実施の形態７に係る発光素子９０の製造方法について説明する。この発光素子９０は、以下の工程によって製造される。
（ａ）実施の形態４に係る発光素子６０と同様に、基板９の上に、電子注入電極８、電子輸送層７、無機蛍光体層４を形成し、さらに、前記無機蛍光体層４の表面に、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｉとする。
（ｂ）実施の形態４と係る発光素子６０と同様に、透明基板１の上に、正孔注入電極２、正孔輸送層３を形成する。これを基板Ｊとする。
（ｃ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｉの無機蛍光体層４を、基板Ｊの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｉと基板Ｊとを貼り合わせる。これによって発光素子９０を作成する。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８に係る発光素子について、図１０を用いて説明する。図１０は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１００は、実施の形態５に係る発光素子７０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。さらに、この発光素子１００は、前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が逆になっている点で相違する。またさらには、この発光素子１００は、正孔輸送層３に加えて、電子輸送層７についても接着層として機能する点で相違する。また、光は、矢印で示したように透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

次に、本発明の実施の形態８に係る発光素子１００の製造方法について説明する。この発光素子１００は、以下の工程によって製造される。
（ａ）実施の形態５に係る発光素子７０の正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる方法と同様にして、ＫＣｌ基板の上に無機蛍光体層４を形成し、前記の無機蛍光体層４の表面に、電子輸送性有機材料５を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を電子輸送性有機材料５で被覆する。これを基板Ｋとする。
（ｂ）実施の形態６に係る発光素子８０と同様にして、基板９の上に、電子注入電極８、電子輸送層７を形成する。これを基板Ｌとする。
（ｃ）電子輸送層７の成膜直後に、基板Ｋの無機蛍光体層４を、基板Ｌの電子輸送層７と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｋと基板Ｌとを貼り合わせる。
（ｄ）次に、実施の形態５に係る発光素子７０と同様にして、前記無機蛍光体４の表面を露出させ、その上に、正孔輸送性有機材料６を化学吸着させる。これによって、無機蛍光体層４の表面の少なくとも一部を正孔輸送性有機材料６で被覆する。これを基板Ｍとする。
（ｅ）実施の形態７に係る発光素子９０と同様にして、透明基板１の上に、正孔注入電極２、正孔輸送層３を順次形成する。これを基板Ｎとする。
（ｆ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｍの無機蛍光体層４を、基板Ｎの正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせ、基板Ｍと基板Ｎとを貼り合わせる。これによって発光素子１００を作成する。

なお、以上の説明では、無機蛍光体層４を除いて、有機材料からなる層が２層構成の例を示したが、これらの層が２層以上からなる構成であってもよい。

また、実施の形態４から８に係る発光素子において、正孔輸送性有機材料５又は電子輸送性有機材料６の化学吸着、各層の成膜、各基板の貼り合わせは、乾燥雰囲気下で行うことが望ましく、さらに低酸素雰囲気下で行うことがより望ましい。これにより、動作電圧の低下、高効率化、長寿命化等の特性改善を図ることができる。またさらに、接着層となる正孔輸送層３又は電子輸送層７には、その界面付近に光又は熱で架橋又は重合する架橋性又は重合性材料を含んでいるとよい。これにより、各基板の貼り合わせの際に、光又は熱を加えることで、接着力を向上させることができる。

（実施の形態９）
本発明の実施の形態９に係る発光素子について、図１１を用いて説明する。図１１は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１１０は、実施の形態１に係る発光素子１０と比較すると、無機蛍光体層４の代わりに、発光体として無機蛍光体粒子１１４を用いた発光体層１１６を備える点で相違する。さらに詳細には、この発光素子１１０は、電子輸送性有機材料５の代わりに、導電性有機材料１１５が表面に化学吸着された無機蛍光体粒子１１４を含む発光体層１１６を備える点で相違する。またさらには、この発光素子１１０は、透明基板１と、該透明基板１の上に設けられた正孔注入電極２と、該正孔注入電極２に対向して設けられた電子注入電極８と、該正孔注入電極２と該電子注入電極８の間に挟まれている発光体層１１６とを備える。またさらには、この発光素子１１０は、該正孔注入電極２と該発光体層１１６との間に正孔輸送層３を、該発光体層１１６と該電子注入電極８との間に電子輸送層７を備える。また、光は、矢印で示したように、透明基板１の側から取り出される。

次に、発光素子１１０の各構成部材について詳細に説明する。なお、実施の形態１に係る発光素子１０と実質的に同一の部材については説明を省略する。

まず、発光体層１１６について説明する。発光体層１１６は、表面の少なくとも一部が導電性有機材料１１５で被覆された無機蛍光体粒子１１４を含んでいる。さらに、導電性有機材料１１５は、無機蛍光体粒子１１４の表面に化学吸着していることが好ましい。

まず、無機蛍光体粒子１１４としては、実施の形態１に係る発光素子１０の無機蛍光体層４と実質的に同一のものを用いることができる。次に、無機蛍光体粒子１１４の表面に化学吸着させる導電性有機材料１１５については、正孔輸送性及び／又は電子輸送性を備えていればよく、単一又は複数からなる材料であってよい。さらに、導電性有機材料１１５としては大きく分けて、低分子系材料と高分子系材料とが挙げられる。

正孔輸送性を備える有機材料としては、実施の形態１に係る発光素子１０の正孔輸送層３に用いられるものと実質的に同一のものを用いることができる。一方、電子輸送性を備える有機材料としては、実施の形態１に係る発光素子１０の電子輸送性有機材料５と実質的に同一のものを用いることができる。

さらに、正孔輸送性と電子輸送性を兼ね備えたものとして、分子鎖中に正孔輸送性を備えるユニットと電子輸送性を備えるユニットを共重合したバイポーラ性高分子材料を用いてもよい。例えば、正孔輸送性ユニットとして９−ビニルカルバゾールと電子輸送性ユニットとしてオキサジアゾールビニルモノマとをランダム共重合させたＰ（ＶＫ−ｃｏ−ＯＸＤ）や、正孔輸送性ユニットとしてＴＰＤと電子輸送性ユニットとしてオキサジアゾールとを交互に配列させたＰＴＰＤＯＸＤ等が挙げられる。

次に、無機蛍光体粒子１１４の表面に導電性有機材料１１５を化学吸着させる方法について説明する。化学吸着の方法としては、実施の形態１に係る発光素子１０における無機蛍光体層４の表面に電子輸送性有機材料５を化学吸着させる方法と実質的に同一であり、説明を省略する。さらに、導電性有機材料１１５と無機蛍光体粒子１１４の表面との化学吸着は、無機蛍光体粒子１１４を水分等の影響から保護し、化学的安定性やハンドリング性向上に対して有効である。

これらの無機蛍光体粒子１１４を含む発光体層１１６の成膜方法としては、導電性有機材料１１５を溶解しない有機溶剤等に無機蛍光体粒子１１４を分散させて、インクジェット法、ディッピング、スピンコート、その他各種の塗布方法を使用することができる。また、無機蛍光体粒子１１４は、透明導電性マトリクス中へ分散させてもよい。該マトリクス材料としては、前述した正孔輸送性ポリマや電子輸送性ポリマ、その他の導電性ポリマを用いることができる。導電性ポリマの好適な例としては、ポリアセチレン系、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイドに代表されるポリフェニレン系、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリテルロフェンに代表される複素環ポリマ系、ポリアニリンに代表されるイオン性ポリマ系、ポリアセン系、ポリエステル系、金属フタロシアニン系やこれらの誘導体、共重合体、混合体などが挙げられる。さらに、導電性又は非導電性ポリマ中に、前述した正孔輸送性材料や電子輸送性材料のような低分子材料、若しくは、無機導電性、無機半導電性材料を分散して、導電性を調整した形態であってもよい。これにより、無機蛍光体粒子１１４の表面が帯電することを防ぎ、後続する電子の反発を防止することができる。またさらに、発光体層１１６の中には、分散助剤として界面活性剤を含んでいてもよい。これらにより、分散安定性が向上し、発光体層１１６の層内均一性が向上する。

次に、このようにして作成された発光素子１１０における発光の機構について説明する。導電性有機材料１１５は、単体でもキャリア（正孔、電子）輸送性を有する材料であり、キャリア輸送を担うπ電子雲が大きく広がった分子構造を持つ。前述したように、導電性有機材料１１５は無機蛍光体粒子１１４の表面に対して化学吸着し、且つ母体結晶の導電性が高いため、導電性有機材料１１５のπ電子雲の広がりが無機蛍光体粒子１１４の表面にまで作用し、注入障壁に阻害されることなくキャリア注入が起きる。発光過程として次の２つの過程が考えられる。第１の発光過程は、無機蛍光体粒子１１４中に注入されたキャリアが母体結晶の発光中心近傍まで移動して、正孔がアクセプタ準位に捕獲され、電子がドナー準位に捕獲され、これらが再結合する際に発光する過程である。第２の発光過程は、再結合エネルギーの移動によって、発光中心として賦活された希土類イオン等の殻内電子遷移が生じ、これが緩和する際に発光する過程である。実際には第１及び第２の発光過程が混在しているものと考えられる。

（実施の形態１０）
本発明の実施の形態１０に係る発光素子について、図１２を用いて説明する。図１２は、この発光素子１２０の電極構成を示す斜視図である。この発光素子１２０は、透明正孔注入電極２に接続された薄膜トランジスタ１１をさらに備える。薄膜トランジスタ１１には、ｘ電極１２とｙ電極１３とが接続されている。また、薄膜トランジスタを用いることによって発光素子１２０にメモリ機能を持たせることができる。この薄膜トランジスタ１１としては、低温ポリシリコンやアモルファスシリコン薄膜トランジスタ等が用いられる。さらに、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであってもよい。

（実施の形態１１）
本発明の実施の形態１１に係る表示装置について、図１３と図１４を用いて説明する。図１３は、この表示装置１３０の互いに直交するｘ電極１２とｙ電極１３とによって構成されるアクティブマトリクスを示す概略平面図である。また、図１４はこの表示装置１３０におけるｘ電極１２と平行で、且つ発光面に垂直な断面図である。この表示装置１３０は、薄膜トランジスタ１１を有するアクティブマトリクス型表示装置である。このアクティブマトリクス型表示装置１３０は、図１２に示した前述の複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、該発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極１２と、該発光素子アレイの面に平行であって、第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極１３とを備える。この発光素子アレイの薄膜トランジスタ１１は、ｘ電極１２及びｙ電極１３とそれぞれ接続されている。一対のｘ電極１２とｙ電極１３とによって特定される発光素子が一つの画素となる。このアクティブマトリクス表示装置１３０によれば、上述のように、各画素の発光素子を構成する発光体層１１６は、表面に導電性有機材料１１５を担持している無機蛍光体粒子１１４を含んでいる。これにより、無機蛍光体粒子１１４へのキャリア注入が効率的に発生し、無機蛍光体粒子１１４を発光させることができるので、低電圧駆動で高輝度、長寿命の表示装置が得られる。また、無機蛍光体粒子１１４を、その発光色に応じて各画素４１ａ（Ｒ）、４１ｂ（Ｇ）、４１ｃ（Ｂ）ごとに配置させることにより３原色フルカラー表示装置となる。

次に、図１４を用いて、このアクティブマトリクス型表示装置１３０の製造方法を説明する。透明基板１上に薄膜トランジスタ１１を形成した後、実施の形態９の発光素子１１０と同様に、透明正孔注入電極２を形成し、次いで、例えばインクジェット法を用いて正孔輸送層３、発光体層１１６、電子輸送層７を順に塗布形成する。その後、例えば真空蒸着法を用いて電子注入電極８を形成する。カラーの表示装置の場合、発光体層１１６を形成する際に、例えばインクジェット法を用いて、ＲＧＢの各無機蛍光体粒子１１４を含む塗布液を、画素ピッチに合せ、各画素４１ａ（Ｒ）、４１ｂ（Ｇ）、４１ｃ（Ｂ）に色分けして塗布形成する。この工程に先立ち、各画素を区分する画素分離領域４２を形成してもよい。なお、前述の製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。

（実施例３）
本発明の実施例３に係る発光素子について図１１を用いて説明する。この発光素子では、実施の形態９に係る発光素子１１０と同一の構成を有しているので、その構成についての説明を省略する。この発光素子では、透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を用いた。また、無機蛍光体粒子１１４には、ＺｎＯ：Ｚｎを用いた。ここでＺｎＯには、Ｚｎ過剰部分が格子欠陥として存在し、この格子欠陥が発光中心として機能すると考えられており、希土類イオン等の賦活剤を必要としない。無機蛍光体粒子１１４の表面に化学吸着させる導電性有機材料１１５としては、α-ＮＰＤ誘導体とＰＢＤ誘導体を用いた。さらに、正孔輸送層３としてはＰＥＤＯＴを、電子輸送層７にはＡｌｑ３を、電子注入電極としては、Ａｌを用いた。

次に、この発光素子の製造方法について説明する。この発光素子は、以下の工程によって製造される。
（ａ）透明な正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を準備した。これをアルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したＩＰＡ溶液から引き上げて乾燥した。最後に、ＵＶ／Ｏ_３洗浄した。
（ｂ）次に、ＰＥＤＯＴをクロロホルムに溶解させ、スピンコート法によりＩＴＯ膜付ガラス基板上に塗布し、正孔輸送層３とした。膜厚は１００ｎｍとした。
（ｃ）次に、導電性有機材料５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子４をエタノール中に超音波分散させて、スピンコート法により前記正孔輸送層３上に塗布し、発光体層６とした。膜厚は１５０ｎｍとした

ここで、導電性有機材料５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子４の製造方法について以下に説明する。
（１）まず、無機蛍光体粒子としてＺｎＯ：Ｚｎの微結晶粒子粉末を用い、該ＺｎＯ：Ｚｎの微結晶粒子粉末をエタノール中に超音波攪拌装置を用いて分散させる。
（２）この分散液を連続攪拌しながら、その中にα-ＮＰＤ誘導体とＰＢＤ誘導体を投入し一晩浸漬する。これによって、ＺｎＯ：Ｚｎの微結晶粒子の表面にα-ＮＰＤ誘導体とＰＢＤ誘導体を化学吸着させた無機蛍光体粒子４を得ることができる。
（ｄ）次に、真空蒸着法により前記発光体層６上にＡｌｑ３を積層し、電子輸送層７とした。膜厚は５０ｎｍとした。
（ｅ）次に、真空蒸着法により前記電子輸送層７上にＡｌを積層し、電子注入電極８とした。膜厚は２００ｎｍとした。
（ｆ）次に、低湿度低酸素濃度環境下で、ガラス板とエポキシ接着剤によりパッケージングして発光素子を得た。

このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、１５Ｖで発光輝度が４００ｃｄ／ｍ^２を示した。これは以下に示す比較例１に比べて高かった。また、この発光素子を２００ｃｄ／ｍ^２の初期輝度で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は１８０００時間であった。これは比較例１に比べて長かった。

（実施例４）
本発明の実施例４に係る表示装置について、図１４を用いて説明する。この表示装置は、実施の形態１１に係る表示装置１３０と同様に薄膜トランジスタ１１を有するが、ＲＧＢの３色の画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃを有する点で相違している。各画素（Ｒ）４１ａ、画素（Ｇ）４１ｂ、画素（Ｂ）４１ｃでは、無機蛍光体粒子４をそれぞれ対応する色に変えている。また、この表示装置では、各画素間を隔てる画素分離領域４２が設けられている。この画素分離領域４２には、ポリイミドを使用し、フォトエッチングにより隔壁を作成した。

この表示装置の製造方法について説明する。この表示装置は、実施の形態９に係る発光素子１１０を２次元的配列させているものであるので、実施の形態９に係る発光素子１１０の製造方法と実質的に同様に行うことができる。この表示装置の製造方法では、それぞれの画素ごとに異なる無機蛍光体粒子１１を使用する。この場合に、画素分離領域４２を設けることよって、画素４１ａ、４１ｂ、４１ｃ形成時の位置決め精度に余裕を与えている。

（比較例２）
実施例３と同様に、正孔輸送層３まで形成した後、真空蒸着法により、Ａｌｑ３に３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）をドープさせた発光体層を形成し、次いで、実施例３と同様に電子輸送層７、電子注入電極８を形成した後、パッケージングして発光素子を得た。

このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、７Ｖで発光輝度が３００ｃｄ／ｍ^２を示した。この発光素子を、実施例１と初期の輝度が同じになる条件下で寿命試験を実施したところ、輝度半減寿命は８０００時間であった。

（実施の形態１２）
本発明の実施の形態１２に係る発光素子について、図１５を用いて説明する。図１５は、この発光素子の発光面に垂直な断面図である。この発光素子１５０は、実施の形態９に係る発光素子１１０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。また、この発光素子１５０では前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、電子注入電極、正孔輸送層、及び電子輸送層の積層構成が逆になっている点で相違する。また、光は、矢印で示したように、透明基板１の側から取り出される。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。この発光素子１５０では、実施の形態９で用いられるガラス基板等の透明基板を上面に配置することで、保護層を設けずに上面からの光取り出しを可能とする。また、発光素子１５０は、正孔輸送層又は電子輸送層で、対向する２枚の基板を貼り合わせることにより作成することができる。

（実施の形態１３）
本発明の実施の形態１３に係る発光素子について、図１６を用いて説明する。図１６は、この発光素子１６０の電極構成を示す斜視図である。この発光素子１６０は、実施の形態１０に係る発光素子１２０と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。また、この発光素子１６０では前述の駆動電源の極性に応じて、正孔注入電極、及び電子注入電極の構成が逆になっており、電子注入電極８に接続された薄膜トランジスタ１１を備える点で相違する。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

（実施の形態１４）
本発明の実施の形態１４に係る表示装置について、図１７を用いて説明する。図１７は、この表示装置１７０の互いに直交するｘ電極１２とｙ電極１３とによって構成されるアクティブマトリクスを示す概略平面図である。この表示装置１７０は、実施の形態１１に係る表示装置１３０と比較すると、図１６に示した前述の複数の発光素子が２次元配列されている点で相違する。なお、その他の構成部材については実質的に同一なので、説明を省略する。

（実施例５）
本発明の実施例５について説明する。この発光素子では、実施の形態１２に係る発光素子１５０と同一の構成を有しているので、その構成についての説明を省略する。この発光素子では、実施例３に係る発光素子と比較すると、光の取り出し方向及び駆動電源の極性が逆になっている点で相違する。そのため、実施例３とは製造方法の点で相違する。

次に、この発光素子の製造方法について、図１５を用いて説明する。この発光素子は、以下の工程によって製造される。
（ａ）基板９としてガラス基板を準備し、実施例３におけるＩＴＯ膜付ガラス基板と同様に洗浄した。
（ｂ）次に、真空蒸着法により前記基板９上にＭｇＡｇを積層し、電子注入電極８とした。膜厚は３００ｎｍとした。
（ｃ）次に、真空蒸着法により前記電子注入電極８上にＣＮ−ＰＰＶを積層し、電子輸送層７とした。膜厚は５０ｎｍとした。
（ｄ）次に、導電性有機材料１１５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子１１４をエタノール中に超音波分散させて、スピンコート法により前記電子輸送層７上に塗布し、発光体層１１６とした。膜厚は１５０ｎｍとした。これを基板Ｏとする。なお、導電性有機材料１１５を表面に化学吸着させた無機蛍光体粒子１１４の製造方法は、実施例３と同一であるため、説明を省略する。
（ｅ）次に、正孔注入電極２を形成した透明基板１として、市販のＩＴＯ膜付ガラス基板を準備し、実施例３と同様に洗浄した。
（ｆ）次に、ＰＥＤＯＴをクロロホルムに溶解させ、スピンコート法により前記正孔注入電極２上に塗布し、正孔輸送層３とした。膜厚は１００ｎｍとした。これを基板Ｐとする。
（ｇ）正孔輸送層３の成膜直後に、基板Ｏの基板９の上の発光体層１１６を、基板Ｐの透明基板１の上の正孔輸送層３と互いに対向させて重ね合わせて、基板Ｏと基板Ｐとを貼り合わせた。これによって発光素子１５０を作成した。

このようにして作製した発光素子に直流電圧を印加して評価したところ、１６Ｖで発光輝度が３８０ｃｄ／ｍ^２を示した。これは前述の実施例３と同等であった。

なお、以上の説明では、３層構成の例を示したが、有機材料を含む層が３層以上からなる構成であってもよい。

また、上記実施の形態４から９及び１２に係る発光素子においては、実施の形態１に係る発光素子と同様、正孔注入電極２と正孔輸送層３との間に正孔注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。また、無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６と電子輸送層７との間に正孔ブロック層及び／又は導電層等を備えていてもよい。さらに、電子輸送層７と電子注入電極８との間に電子注入層及び／又は導電層等を備えていてもよい。またさらに、これらの発光素子より取り出される発光色は、無機蛍光体層４若しくは無機蛍光体粒子１１４によって決定されるが、多色表示や白色表示、各色の色純度調整等のために、無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６の光取り出し方向前方に色変換層をさらに備えたり、無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６の光取り出し方向前方に設けられている正孔輸送層３や電子輸送層７、正孔注入層、電子注入層、正孔ブロック層中、若しくは発光体層１１６の透明導電性マトリクス中に色変換材料を混在させてもよい。色変換層及び色変換材料には、光を励起源として発光するものであればよく、有機材料、無機材料を問わず、公知の蛍光体、顔料、染料等を用いることができる。これにより、例えば無機蛍光体層４若しくは発光体層１１６からの発光と、補色関係にある色変換層若しくは色変換材料からの発光とが混合され、白色発光する面光源とすることができる。

またさらに、前記実施の形態４，５及び１１に係る発光素子においては、実施の形態１に係る発光素子と同様、電子注入電極８を透明乃至半透明にすることにより、別例の上面光取り出し型、若しくは両面光取り出し型の発光素子を得ることができる。

またさらに、前記実施の形態１１及び１４に係る表示装置においては、実施の形態３に係る表示装置と同様、ＲＧＢ各色の色純度調整のために、光取り出し方向前方にカラーフィルタを備えてもよい。さらに、すべての画素４１に単一色を発する無機蛍光体を用いて、且つ、光取り出し方向前方に色変換層及びカラーフィルタを備えてもよい。これにより、例えば無機蛍光体１１４から生じた青色の光を色変換層が吸収して緑色や赤色の発光が生じ、これらを個々に取り出すことで、別例の３原色フルカラー表示装置を得ることもできる。

上述の通り、本発明は好ましい実施形態により詳細に説明されているが、本発明はこれらに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲内において多くの好ましい変形例及び修正例が可能であることは当業者にとって自明なことであろう。

本発明の実施の形態１に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態２に係る発光素子の斜視図である。 本発明の実施の形態３に係る発光素子を用いた表示装置の平面概略図である。 本発明の実施の形態３に係る発光素子を用いた表示装置の発光面に垂直な断面図である。 従来の有機ＥＬ素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態４に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態５に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態６に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態７に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態８に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態９に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態１０に係る発光素子の斜視図である。 本発明の実施の形態１１に係る発光素子を用いた表示装置の平面概略図である。 本発明の実施の形態１１に係る発光素子を用いた表示装置の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態１２に係る発光素子の発光面に垂直な断面図である。 本発明の実施の形態１３に係る発光素子の斜視図である。 本発明の実施の形態１４に係る発光素子を用いた表示装置の平面概略図である。 本発明の実施の形態１４に係る発光素子を用いた表示装置の発光面に垂直な断面図である。

Claims (22)

1. 互いに対向している正孔注入電極と電子注入電極と、
   前記正孔注入電極と電子注入電極との間に挟まれており、前記正孔注入電極の側から前記電子注入電極の側に向って順に積層されている、正孔輸送層、発光体層、及び電子輸送層と
   を備え、
   前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体材料よりなることを特徴とする発光素子。
2. 前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体層を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
3. 互いに対向しており、少なくとも一方が透明または半透明である第１及び第２基板をさらに備え、
   前記第１及び第２基板の間に、前記正孔注入電極と、前記正孔輸送層と、前記発光体層と、前記電子輸送層と、前記電子注入電極とを上記順序で挟むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
4. 前記無機蛍光体層は、半導体母体結晶よりなる蛍光体であることを特徴とする請求項２又は３に記載の発光素子。
5. 前記有機材料は、前記無機蛍光体層の表面の少なくとも一部に化学吸着していることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
6. 前記有機材料は、正孔輸送性を有する導電性有機材料であり、且つ、前記正孔輸送層と対向する前記無機蛍光体層の表面に化学吸着していることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
7. 前記有機材料は、電子輸送性を有する導電性有機材料であり、且つ、前記電子輸送層と対向する前記無機蛍光体層の表面に化学吸着していることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
8. 前記有機材料として正孔輸送性を有する導電性有機材料と電子輸送性を有する導電性有機材料を有し、前記正孔輸送性を有する導電性有機材料が前記無機蛍光体層の前記正孔輸送層と対向する表面に化学吸着し、且つ、前記電子輸送性を有する導電性有機材料が前記無機蛍光体層の前記電子輸送層と対向する表面に化学吸着していることを特徴とする請求項５に記載の発光素子。
9. 前記発光体層は、表面の少なくとも一部を有機材料で被覆されている無機蛍光体粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
10. 互いに対向しており、少なくとも一方が透明または半透明である第１及び第２基板をさらに備え、
    前記第１及び第２基板の間に、前記正孔注入電極と、前記正孔輸送層と、前記発光体層と、前記電子輸送層と、前記電子注入電極とを上記順序で挟むことを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
11. 前記無機蛍光体粒子は、半導体母体結晶よりなる蛍光体であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の発光素子。
12. 前記有機材料は、前記無機蛍光体粒子の表面の少なくとも一部に化学吸着により担持されていることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子。
13. 前記有機材料は、正孔輸送性と電子輸送性とを有する導電性有機材料であることを特徴とする請求項１２に記載の発光素子。
14. 前記有機材料は、正孔輸送性を有する導電性有機材料と、電子輸送性を有する導電性有機材料とを含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の発光素子。
15. 前記半導体母体結晶は、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉの群から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む酸化物又は複合酸化物を含んでいることを特徴とする請求項４又は１１に記載の発光素子。
16. 前記正孔注入電極と前記正孔輸送層との間に挟まれた正孔注入層をさらに備えることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の発光素子。
17. 前記電子注入電極と前記電子輸送層との間に挟まれた電子注入層をさらに備えることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の発光素子。
18. 前記発光体層と前記電子輸送層との間に挟まれた正孔ブロック層をさらに備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の発光素子。
19. 前記正孔注入電極に接続された薄膜トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の発光素子。
20. 前記電子注入電極に接続された薄膜トランジスタをさらに備えることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の発光素子。
21. 前記薄膜トランジスタは、有機材料を含む薄膜により構成された有機薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の発光素子。
22. 請求項１９から２１のいずれか一項に記載の複数の発光素子が２次元配列されている発光素子アレイと、
    前記発光素子アレイの面に平行な第１方向に互いに平行に延在している複数のｘ電極と、
    前記発光素子アレイの面に平行であって、前記第１方向に直交する第２方向に平行に延在している複数のｙ電極と
    を備え、
    前記発光素子アレイの前記薄膜トランジスタは、前記ｘ電極及び前記ｙ電極とそれぞれ接続されていることを特徴とする表示装置。

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