WO2021029005A1 - 発光素子及び発光装置 - Google Patents

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WO2021029005A1
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oxide
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賢治 木本
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シャープ株式会社
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    • H10K59/35Devices specially adapted for multicolour light emission comprising red-green-blue [RGB] subpixels

Definitions

  • the present disclosure relates to a light emitting element and a light emitting device such as a display device or a lighting device provided with the light emitting element.
  • OLEDs Organic Light Emitting Diodes
  • QLEDs Quantum dot Light Emitting Diodes
  • light emitting elements such as OLEDs and QLEDs have a problem of poor luminous efficiency because carriers (holes and / or electrons) are unlikely to be injected into the light emitting layer for the reasons described below.
  • FIG. 29 is an energy band diagram for explaining the reason why the injection of carriers (holes and / or electrons) into the light emitting layer 103 is unlikely to occur in the conventional light emitting element 101 such as an OLED or QLED.
  • the light emitting element 101 includes a first electrode (Hole Injection Layer: anode (anode electrode)) and a second electrode (Electron Injection Layer: cathode (cathode electrode)). Between the first electrode and the second electrode, a hole transport layer (Hole Transport Layer) 102, a light emitting layer 103, and an electron transport layer (Electron Transport Layer) 104 are provided from the first electrode side. , Are stacked in order.
  • the height of the hole injection obstacle Eh1 from the first electrode to the hole transport layer 102 is the valence band (HTL valence band) of the Fermi level of the first electrode and the hole transport layer 102.
  • the energy difference from the upper end, and the height of the hole injection barrier Eh2 from the hole transport layer 102 to the light emitting layer 103 is the upper end of the valence band (HTL valence band) of the hole transport layer 102 and the light emitting layer. It is the energy difference from the upper end of the valence band of 103.
  • the height of the electron injection barrier Ee1 from the second electrode to the electron transport layer 104 is the upper end of the valence band (ETL valence band) of the electron transport layer 104 and the Fermi standard of the second electrode. It is the energy difference from the position, and the height of the electron injection barrier Ee2 from the electron transport layer 104 to the light emitting layer 103 is the lower end of the conduction band of the light emitting layer 103 and the conduction band (ETL conduction band) of the electron transport layer 104. It is the energy difference from the lower end.
  • the number of materials for which long-term reliability is ensured is small in the light emitting material for OLED or the light emitting material for QLED, the material of the hole transport layer 102, and the electron transport layer 104 constituting the light emitting layer 103.
  • one of the materials of the first electrode and the material of the second electrode is generally a translucent material and the other is a light-reflecting material.
  • the material of the first electrode and the material of the second electrode need to be selected in consideration of the reactivity with the hole transport layer 102 and the electron transport layer 104, band alignment, and the like, respectively. Therefore, the current situation is that the choice of materials for the hole transport layer 102, the electron transport layer 104, the first electrode, the second electrode, and the light emitting layer 103 is limited.
  • the material of the hole transport layer 102, the material of the electron transport layer 104, the material of the first electrode, the material of the second electrode, and the material of the light emitting layer 103 are selected from among the few materials as described above.
  • the height of the hole injection barrier Eh1 and the height of the electron injection barrier Ee1 is increased, hole injection from the first electrode to the hole transport layer 102 and electrons from the second electrode It becomes difficult to efficiently perform at least one of the electron injections into the transport layer 104.
  • Patent Document 1 describes that the band level of the light emitting layer can be adjusted by forming a light emitting layer in which the surface in contact with the hole transport layer and the surface in contact with the electron transport layer have different organic ligand distributions. .. Specifically, the turn-on voltage and the drive voltage are lowered by adjusting the band level of the light emitting layer so that the energy difference between the valence band level of the light emitting layer and the valence band level of the hole transport layer can be reduced. It is stated that a light emitting element having excellent brightness and luminous efficiency can be realized.
  • Patent Document 1 regulates the band level of the light emitting layer, and can be applied to the adjustment of the height of the hole injection barrier Eh1 between the first electrode and the hole injection layer 102. It's not a thing.
  • the band level adjusting method described in Patent Document 1 is not applicable to adjusting the height of the electron injection barrier Ee1 between the second electrode and the electron transport layer 104. Therefore, the amount of holes injected into the light emitting layer 103 and the amount of electrons injected cannot be effectively controlled.
  • the difference in ionization potential between the light emitting layer without band level adjustment and the light emitting layer with band level adjusted is small. Therefore, even if the method disclosed in Patent Document 1 can be applied to the adjustment of the height of the hole injection barrier Eh1 and the adjustment of the height of the electron injection barrier Ee1, a sufficient effect cannot be obtained. That is, the method of Patent Document 1 cannot effectively adjust the band level.
  • One aspect of the present disclosure has been made in view of the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a light emitting element and a light emitting device capable of realizing high luminous efficiency.
  • the light emitting element includes an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode in this order, and the anode and the light emitting element.
  • a first oxide layer and a second oxide layer in contact with the first oxide layer are provided between the hole transport layer and either the electron transport layer and the cathode.
  • the density of oxygen atoms in the second oxide layer is different from the density of oxygen atoms in the first oxide layer, in this order from the one closest to the anode.
  • the light emitting device includes a light emitting element according to one aspect of the present disclosure.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the schematic structure of the display device which includes the light emitting element of Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows typically the schematic structure of the light emitting element of Embodiment 1.
  • (A) is an energy band diagram for explaining the hole injection barrier between the anode and the hole transport layer in the light emitting device of the comparative example, and
  • (b) is the anode in the light emitting device of the first embodiment. It is an energy band diagram for explaining the hole injection barrier between a hole transporting layer and a hole transporting layer.
  • (A) is a diagram for explaining the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the first oxide layer and the second oxide layer in the light emitting element of the first embodiment
  • (b) is a diagram for explaining the mechanism of movement of oxygen atoms. It is a figure which shows the state which the electric dipole was formed by the movement of an oxygen atom at the interface between the 1st oxide layer and the 2nd oxide layer in 1 light emitting element. It is a figure which shows the oxygen atom density of the inorganic oxide as an example of the oxide which constitutes the 1st oxide layer and the 2nd oxide layer in the light emitting device of Embodiment 1.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining a hole injection barrier in a light emitting device according to a first modification of the first embodiment. It is sectional drawing which shows typically the schematic structure of the light emitting element which concerns on the modification 2 of Embodiment 1. It is sectional drawing which shows typically the schematic structure of the light emitting element which concerns on the modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining a hole injection barrier between the anode and the hole transport layer in the light emitting device of the second embodiment.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining an electron injection barrier between a cathode and an electron transport layer in the light emitting device of the fourth embodiment. It is a figure which shows the oxygen atom density of the inorganic oxide as an example of the oxide which constitutes the electron transport layer in the light emitting device of Embodiment 4. It is a figure which shows an example of the combination of the oxide which constitutes an electron transport layer and the oxide which constitutes a 1st oxide layer in the light emitting device of Embodiment 4.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining a hole injection barrier between the anode and the hole transport layer and a hole injection barrier between the hole transport layer and the light emitting layer in the light emitting device of the fifth embodiment.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining a hole injection barrier between the anode and the hole transport layer and a hole injection barrier between the hole transport layer and the light emitting layer in the light emitting device of the sixth embodiment.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining an electron injection barrier between the cathode and the electron transport layer and an electron injection barrier between the electron transport layer and the light emitting layer in the light emitting device of the seventh embodiment.
  • FIG. 5 is an energy band diagram for explaining an electron injection barrier between the cathode and the electron transport layer and an electron injection barrier between the electron transport layer and the light emitting layer in the light emitting device of the eighth embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light emitting element 5 of the present embodiment.
  • the light emitting element 5 includes a first electrode (hole injection layer: HIL) 22, a second electrode (electron injection layer: EIL) 25, and a first electrode 22 and a second electrode 25. It includes a light emitting layer 24d provided between them. That is, the first electrode 22 is the anode and the second electrode 25 is the cathode. Between the first electrode 22 and the light emitting layer 24d, from the first electrode 22 side (that is, the side closer to the first electrode 22), the oxide layer 24a (first oxide layer) and the oxide layer 24b ( The second oxide layer) and the hole transport layer (HTL) 24c are laminated in this order, for example, in contact with each other. The density of oxygen atoms in the oxide layer 24a is different from the density of oxygen atoms in the oxide layer 24b. An electron transport layer (ETL) 24e is provided between the light emitting layer 24d and the second electrode 25.
  • ETL electron transport layer
  • the light emitting element 5 includes, for example, the first electrode 22 (anode), the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 (cathode) from the lower layer side.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b in contact with the oxide layer 24b are provided between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c in this order from the first electrode 22 side. ..
  • the stacking order of the layers in the light emitting element 5 may be reversed, and the light emitting element 5 includes, for example, the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c from the upper layer side.
  • a light emitting layer 24d, an electron transporting layer 24e, and a second electrode 25 (cathode) are provided in this order, and an oxide layer 24a and the oxide are provided between the first electrode 22 and the hole transporting layer 24c.
  • the oxide layer 24b in contact with the layer 24a may be provided in this order from the first electrode 22 side.
  • the "lower layer” means that the layer is formed before the layer to be compared, and the “upper layer” is formed by the process after the layer to be compared.
  • the lower layer side means, for example, the substrate side. Therefore, “the light emitting element 5 includes, for example, the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 in this order from the lower layer side.” , "The light emitting element 5 is a substrate as a support (for example, in the example shown in FIG.
  • the light emitting element 5 may include the above-mentioned substrate.
  • FIG. 4A shows oxides on the oxide layer 34a on the first electrode 22 side and the oxides on the second electrode 25 side (in other words, the hole transport layer 24c side), which are adjacent to each other in the light emitting element 5 of the present embodiment. It is a figure for demonstrating the mechanism by which an oxygen atom moves at the interface with a layer 24b.
  • FIG. 4B is a diagram showing a state in which an electric dipole 1 is formed by the movement of oxygen atoms at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the first The density of oxygen atoms in the oxide layer 24b which is the oxide layer (second oxide layer) farther from the first electrode 22, is the oxide layer (first oxide layer) closer to the first electrode 22. It is preferably lower than the density of oxygen atoms in a certain oxide layer 24a.
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 24a may be referred to as "oxygen atom density of the oxide layer 24a”.
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 24b may be referred to as "oxygen atom density of the oxide layer 24b".
  • the oxide layer 24b when the oxide layer 24b is formed on the oxide layer 24a in contact with the oxide layer 24a, the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are formed. At the interface of the oxide layer 24a, the movement of oxygen atoms in the direction of the oxide layer 24b is likely to occur. When the movement of oxygen atoms occurs, the oxygen vacancies are positively charged and the moved oxygen atoms are negatively charged.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a display device 2 including light emitting elements 5R, 5G, and 5B as light emitting elements 5.
  • a display device 2 provided with a plurality of light emitting elements 5 will be described as an example.
  • the present disclosure is not limited to this, and the light emitting device may be a display device, a lighting device, or the like provided with one or more light emitting elements 5.
  • a resin layer 12, a barrier layer 3, a TFT layer 4, a light emitting element 5R, 5G, 5B, and a sealing layer 6 are laminated on the substrate 10 of the display device 2. There is.
  • Examples of the material of the substrate 10 include, but are not limited to, polyethylene terephthalate (PET), a glass substrate, and the like.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET is used as the material of the substrate 10 in order to make the display device 2 a flexible display device, but when the display device 2 is a non-flexible display device, a glass substrate or the like may be used. ..
  • the material of the resin layer 12 examples include, but are not limited to, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin and the like.
  • the resin layer 12 is irradiated with laser light through the support substrate (not shown) to reduce the bonding force between the support substrate (not shown) and the resin layer 12, and the support substrate (not shown) is used.
  • LLO Laser Lift Off step
  • the substrate 10 made of PET is attached to the peeled surface of the support substrate (not shown) in the resin layer 12 to display the display device 2.
  • the resin layer 12 is not required when the display device 2 is used as a non-flexible display device, or when the display device 2 is used as a flexible display device by a method other than the LLO process.
  • the barrier layer 3 is a layer that prevents moisture and impurities from reaching the TFT layer 4 and the light emitting elements 5R, 5G, and 5B when the display device 2 is used.
  • the barrier layer 3 is formed by a CVD (chemical vapor deposition) method. It can be composed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof.
  • the TFT layer 4 includes a semiconductor film 15, an inorganic insulating film 16 (gate insulating film) above the semiconductor film 15, a gate electrode GE above the inorganic insulating film 16, and an inorganic insulation layer above the gate electrode GE.
  • a thin film transistor element Tr as an active element includes a semiconductor film 15, an inorganic insulating film 16 (gate insulating film), a gate electrode GE, an inorganic insulating film 18, an inorganic insulating film 20, and a source / drain wiring SH. It is composed.
  • the semiconductor film 15 is composed of, for example, low temperature polysilicon (LTPS) or an oxide semiconductor. Although the TFT having the semiconductor film 15 as a channel is shown in FIG. 1 in a top gate structure, it may have a bottom gate structure.
  • LTPS low temperature polysilicon
  • the gate electrode GE, capacitance electrode CE, source / drain wiring SH, wiring TW, and terminal TM are, for example, aluminum (Al), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), chromium (Cr), titanium. It is composed of a single-layer film or a laminated film of a metal containing at least one of (Ti) and copper (Cu).
  • the inorganic insulating films 16, 18, and 20 can be composed of, for example, a silicon oxide (SiOx) film, a silicon nitride (SiNx) film, a silicon oxynitride film, or a laminated film thereof formed by a CVD method.
  • the flattening film (interlayer insulating film) 21 can be made of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin.
  • the light emitting element 5R includes a light emitting layer 24Rd in the first wavelength region as the light emitting layer 24d.
  • the light emitting element 5G includes a light emitting layer 24Gd in the second wavelength region as the light emitting layer 24d.
  • the light emitting element 5B includes a light emitting layer 24Bd in a third wavelength region as the light emitting layer 24d.
  • the light emitting layer 24Rd in the first wavelength region, the light emitting layer 24Gd in the second wavelength region, and the light emitting layer 24Bd in the third wavelength region have different central wavelengths of light emitted from each other.
  • the case where the light emitting layer 24Rd in the first wavelength region emits red light, the light emitting layer 24Gd in the second wavelength region emits green light, and the light emitting layer 24Bd in the third wavelength region emits blue light is given as an example.
  • the present invention is not limited to this.
  • the display device 2 is provided with three types of light emitting elements 5R, 5G, and 5B that emit red, green, and blue light, respectively, will be described as an example, but the present invention is limited to this. It may be provided with four or more types of light emitting elements that emit light of different colors. Alternatively, the display device may have one type or two types of light emitting elements.
  • the light emitting layer 24d (specifically, the light emitting layer 24Rd, 24Gd, 24Bd) is a light emitting layer containing nano-sized quantum dots (nanoparticles).
  • the light emitting layer 24d may include, for example, a quantum dot phosphor.
  • As the material for the quantum dots for example, any one of CdSe / CdS, CdSe / ZnS, InP / ZnS, and CIGS / ZnS can be used.
  • the particle size of the quantum dots is about 3 to 10 nm.
  • the particle sizes of the quantum dots may be different in these light emitting layers 24Rd, 24Gd, and 24Bd. Different types of quantum dots may be used.
  • a case where a light emitting layer containing quantum dots (nanoparticles) is used as the light emitting layer 24d has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this, and a light emitting layer for OLED may be used as the light emitting layer 24d.
  • the light emitting element 5 (specifically, the light emitting elements 5R, 5G, 5B) is a QLED, holes and electrons are recombined in the light emitting layer 24d by the driving current between the first electrode 22 and the second electrode 25. Then, light (fluorescence) is emitted in the process in which the excitons generated by this transition from the conduction band of the quantum dot to the valence band.
  • the light emitting element 5 (specifically, the light emitting element 5R, 5G, 5B) is an OLED, holes and electrons are recombined in the light emitting layer 24d by the driving current between the first electrode 22 and the second electrode 25. However, light is emitted in the process of transitioning the resulting excitons to the basal state.
  • a light emitting element inorganic light emitting diode or the like
  • OLED and QLED organic light emitting diode
  • Each of the light emitting elements 5R, 5G, and 5B has a first electrode 22, an oxide layer 24a, an oxide layer 24b, a hole transport layer 24c, and each light emitting layer 24d having a different wavelength region (light emitting layer 24Rd, light emitting).
  • the layer 24Gd and any one of the light emitting layers 24Bd), the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are laminated in this order.
  • the stacking order from the first electrode 22 to the second electrode 25 can be reversed.
  • the materials of the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e of the light emitting elements 5R / 5G / 5B will be described later, but the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e of the light emitting elements 5R / 5G / 5B are not necessarily the same. It may be composed of different materials rather than a common material.
  • Each of the light emitting elements 5R, 5G, and 5B is a subpixel SP of the display device 2.
  • the bank 23 covering the edge of the first electrode 22 can be made of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin.
  • the electron transport layer 24e and the electron transport layer 24e are formed in an island shape for each subpixel SP.
  • the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25, excluding the first electrode 22 and the light emitting layer 24d are solid. It may be formed as a common layer. In this case, the bank 23 may not be provided.
  • the first electrode 22 is made of a conductive material and has a function of a hole injection layer (HIL) for injecting holes into the hole transport layer 24c via the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the second electrode 25 is made of a conductive material and has a function of an electron injection layer (EIL) for injecting electrons into the electron transport layer 24e.
  • HIL hole injection layer
  • EIL electron injection layer
  • At least one of the first electrode 22 and the second electrode 25 is made of a translucent material. Either one of the first electrode 22 and the second electrode 25 may be formed of a light-reflecting material.
  • the upper second electrode 25 is made of a light-transmitting material
  • the lower first electrode 22 is made of a light-reflecting material.
  • the upper second electrode 25 is made of a light-reflecting material
  • the lower first electrode 22 is made of a light-transmitting material.
  • the upper first electrode 22 is made of a translucent material
  • the lower second electrode 25 is made of a light-reflecting material.
  • the display device 2 can be a top-emission type display device by forming the display device 2. Further, the display device 2 can be a bottom emission type display device by forming the upper layer first electrode 22 with a reflective material and the lower layer second electrode 25 with a translucent material. ..
  • a transparent conductive film material can be used.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • IZO Indium Zinc Oxide
  • ZnO Zinc Oxide
  • AZO aluminum-doped zinc oxide
  • BZO boron-doped zinc oxide
  • a material having a high reflectance of visible light is preferable, and for example, a metal material can be used. Specifically, for example, Al, Cu, Au, Ag and the like can be used. Since these materials have high visible light reflectance, the luminous efficiency is improved.
  • either one of the first electrode 22 and the second electrode 25 may be an electrode having light-reflecting property.
  • the upper second electrode 25 is made of a translucent material
  • the lower first electrode 22 is made of a light reflective material. ..
  • the hole transport layer 24c is a layer that transports holes and inhibits the movement of electrons.
  • the material of the hole transport layer 24c is not particularly limited as long as it is a hole transport material, and a known hole transport material can be used. Among them, for example, a p-type semiconductor is preferable as the hole transporting material.
  • the hole transporting material include NiO (nickel oxide), CuAlO 2 (copper aluminate), PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (4-styrene sulfonate)). ), PVK (polyvinylcarbazole) and the like. Nanoparticles may be used as the hole transporting material.
  • the hole transport layer 24c may be made of an oxide containing at least one of Ni and Cu. Further, the hole transport layer 24c may be composed of an oxide in which the most abundant element other than oxygen is either Ni or Cu. In this case, the hole transport layer 24c has good hole conductivity.
  • the hole transporting material may be an oxide or a material other than the oxide. Therefore, the hole transport layer 24c may or may not have an oxygen atom in the hole transport layer 24c.
  • the hole transporting material is an oxide (in other words, when the hole transport layer 24c is made of an oxide)
  • the oxygen atom density of the hole transport layer 24c (that is, the oxygen atom in the hole transport layer 24c).
  • the density is preferably smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24b adjacent to the hole transport layer 24c, as shown in the second embodiment described later.
  • it is desirable that the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is higher than the oxygen atomic density of the hole transport layer 24c.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 24b may be the same as the oxygen atom density of the hole transport layer 24c, or may be smaller than the oxygen atom density of the hole transport layer 24c.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are provided separately from the hole transport layer 24c, they can freely form electric dipoles without reducing the degree of freedom in material selection of the hole transport layer 24c. can do. Therefore, the amount of holes injected from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c can be freely controlled. As a result, the amount of holes injected into the light emitting layer 24d can be freely controlled.
  • the oxide layer 24a is preferably made of an inorganic oxide. Further, the oxide layer 24a is preferably made of an insulator (insulating material). Further, the oxide layer 24a is preferably made of an inorganic oxide insulator. In these cases, long-term reliability is improved. That is, the luminous efficiency after aging is improved.
  • the oxide layer 24b is preferably made of, for example, an inorganic oxide. Further, the oxide layer 24b is preferably made of an insulator (insulating material). Further, the oxide layer 24b is preferably made of an inorganic oxide insulator. In these cases, long-term reliability is improved. That is, the luminous efficiency after aging is improved.
  • both the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are made of an inorganic oxide. Further, it is more preferable that both the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are made of an insulator (inorganic insulator). In these cases, long-term reliability is further improved. That is, the luminous efficiency after aging is further improved.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are independent of each other, for example, Al (aluminum), Ga (gallium), Ta (tantal), Zr (zirconium), Hf (hafnium), Mg (magnesium), Ge. It may be formed of an oxide containing at least one element of (germanium), Si (silicon, silicon), Y (yttrium), La (lanthanum), and Sr (strontium) as a main component. That is, the oxide layer 24a and the oxide layer 24b may be oxides containing at least one element of the same element as a main component, or may be an oxide containing elements different from each other as main components.
  • the most abundant element other than oxygen is oxidation of any one of Al, Ga, Ta, Zr, Hf, Mg, Ge, Si, Y, La and Sr. It may be formed of an object.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are Ga 2 O 3 having a crystal structure such as aluminum oxide (for example, Ai 2 O 3 ) and gallium oxide (for example, ⁇ structure or ⁇ structure). ), Tantal oxide (eg Ta 2 O 5 ), Zirconium oxide (eg ZrO 2 ), Hafnium oxide (eg HfO 2 ), Magnesium oxide (eg MgO), Germanium oxide (eg ZeO 2 ), Silicon oxide (For example, SiO 2 ), yttrium oxide (for example, Y 2 O 3 ), lanthanum oxide (for example, La 2 O 3 ), strontium oxide (for example, SrO), a composite oxide containing two or more cations of these oxides. It may contain at least one of them, and may consist of any one of the above composite oxides.
  • the composite oxide is not particularly limited, and examples thereof include oxides containing Si and Al.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b will be described in more detail later.
  • the electron transport layer 24e is a layer that transports electrons and inhibits the movement of holes.
  • the material of the electron transport layer 24e is not particularly limited as long as it is an electron transport material, and a known electron transport material can be used.
  • the electron transporting material may be an oxide or a material other than the oxide.
  • As the electron transporting material for example, ZnO, TiO 2 , SrTiO 3, or the like can be used. Further, nanoparticles may be used as the electron transport material.
  • As the electron transporting material for example, an n-type semiconductor is preferable.
  • TPBi (1,3,5-tris (1-phenyl-1-H-benzimidazol-2-yl) benzene
  • Alq3 tris (8-hydroxy-quinolinate) aluminum
  • BCP Organic materials such as (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) may be used.
  • the electron transport layer 24e may be made of an oxide containing at least one of Ti, Zn, Sn, and In. Further, the electron transport layer 24e may be composed of an oxide in which the most abundant element other than oxygen is any one of Ti, Zn, Sn and In. In this case, the electron transport layer 24e can obtain good electron conductivity.
  • the sealing layer 6 is translucent, and has a first inorganic sealing film 26 that covers the second electrode 25, an organic sealing film 27 that is formed above the first inorganic sealing film 26, and an organic sealing. It includes a second inorganic sealing film 28 that covers the film 27.
  • the sealing layer 6 covering the light emitting elements 5R, 5G, and 5B prevents foreign substances such as water and oxygen from penetrating into the light emitting elements 5R, 5G, and 5B.
  • the first inorganic sealing film 26 and the second inorganic sealing film 28 are each composed of, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride film, or a laminated film thereof formed by a CVD method. be able to.
  • the organic sealing film 27 is a translucent organic film thicker than the first inorganic sealing film 26 and the second inorganic sealing film 28, and is composed of a coatable photosensitive organic material such as a polyimide resin or an acrylic resin. be able to.
  • FIG. 3A is an energy band diagram for explaining the hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c in the light emitting device which is a comparative example, and is the energy band diagram of FIG. (B) is an energy band diagram for explaining the hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c in the light emitting device 5.
  • the Fermi level E F1 and the hole transport layer 24c of the first electrode 22 The energy difference ⁇ E F1 from the upper end of the valence band (HTL valence band) is large. Since this energy difference ⁇ E F1 is the height of the hole injection barrier from the first electrode 22 to the hole transport layer 24c, in the light emitting device shown in FIG. 3 (a), the hole transport layer is formed from the first electrode 22. Efficient hole injection into 24c is not possible. Therefore, efficient hole injection into the light emitting layer 24d cannot be performed.
  • the light emitting element 5 has an oxide layer 24a between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c from the first electrode 22 side.
  • the oxide layers 24b are in contact with each other and laminated in this order, and as described above, the oxygen atom density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24a. Therefore, at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, the movement of oxygen atoms from the oxide layer 24a to the oxide layer 24b is likely to occur, and at the interface, the oxide layer 24b to the oxide layer An electric dipole 1 having a dipole moment containing a component in the direction of 24a is formed.
  • the position of the band of the first electrode 22 and the position of the band of the oxide layer 24a are the positions of the band of the oxide layer 24b and the band of the hole transport layer 24c. It moves downward (band shift) with respect to the position and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band on the second electrode 25 side also includes the position of the band on the second electrode 25 side of the light emitting layer 24d.
  • FIG. 3B the position of the band of the Fermi level E F1 of the first electrode 22 before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1 is shown by a dashed line, and the electric dipole 1 is used.
  • the position of the band of the oxide layer 24a before the shift of the vacuum level occurs is shown by the alternate long and short dash line. Further, the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipole 1 is shown by a dotted line.
  • the electric dipole 1 is formed, the Fermi level E F1 of the first electrode 22, the Fermi level E F1 'of the first electrode 22, the valence band of the oxide layer 24a oxidized The valence band of the material layer 24a moves, and the conduction band of the oxide layer 24a moves to the conduction band of the oxide layer 24a.
  • the Fermi level E of the first electrode 22 F1 'and the energy difference Delta] E F1 of the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (HTL valence upper end of the valence band)' becomes.
  • the energy difference ⁇ E F1 ′ after the formation of the electric dipole 1 (in other words, the height of the hole injection barrier from the first electrode 22 to the hole transport layer 24c after the formation of the electric dipole 1) is the energy difference ⁇ E. It is smaller than F1 (in other words, the height of the hole injection barrier from the first electrode 22 to the hole transport layer 24c when the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are not formed).
  • the thickness of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is sufficiently thin, holes can be conducted through the oxide layer 24a and the oxide layer 24b by tunneling, so that holes are transported to the first electrode 22.
  • hole injection barrier height the effective energy of the valence band upper end of the Fermi level E F1 'the hole transport layer 24c of the first electrode 22 (the upper end of the HTL valence band) between the layer 24c The difference is ⁇ E F1 '.
  • the energy difference Delta] E F1 'sign is, after the electric dipole formed (in this embodiment the Fermi level E F1 of the first electrode 22 the Fermi level of the first electrode 22') is a hole
  • the transport layer 24c is on the higher energy side (upper side in the band diagram) than the upper end of the valence band (upper end of the HTL valence band in this embodiment) is regarded as positive ( ⁇ E F1 '> 0), and after the formation of the electric dipole.
  • the Fermi level of the first electrode 22 (the upper end of the HTL valence band in the present embodiment) (in the present embodiment the Fermi level E F1 'of the first electrode 22) the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c
  • the case of being on the low energy side is defined as negative ( ⁇ E F1 ′ ⁇ 0).
  • the energy difference ⁇ E F1 is defined as “the Fermi level of the first electrode 22 (that is, the first electrode 22 before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)).
  • the energy difference between the Fermi level E F1 ) and the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the upper end of the HTL valence band) ” is shown. Therefore, in the present embodiment, "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1".
  • the reference numeral of the energy difference ⁇ E F1 is that the Fermi level of the first electrode 22 (that is, the Fermi level E F1 of the first electrode 22) is the hole transport layer 24c before the formation of the electric dipole.
  • the case where it is on the higher energy side (upper side in the band diagram) than the upper end of the valence band (upper end of the HTL valence band) is regarded as positive ( ⁇ E F1 > 0), and the Fermi level of the first electrode 22 is set before the formation of the electric dipole.
  • hole injection barrier height is negative, it means that there is no hole injection barrier.
  • the position of the band of the oxide layer 24a before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1 shown by the two-point chain line (the position of the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band).
  • the position of the band of the oxide layer 24b (the position of the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band) are shown as an example.
  • the positions of the bands of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are determined by the selection of the materials of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, and are not limited to the example shown in FIG. 3B. In the example shown in (b) of FIG.
  • the Fermi level E F1 of the first electrode 22 after the occurred band shift by formation of electric dipole 1 ' is positioned above the upper end of the HTL valence band
  • the case is illustrated as an example.
  • the Fermi level E F1 of the first electrode 22 after the band shift has occurred ' may be positioned below the upper end of the HTL valence band, and more preferably is better positioned below.
  • the film thickness of the oxide layer 24a is preferably 0.2 nm or more and 5 nm or less. By setting the film thickness of the oxide layer 24a to 5 nm or less, hole tunneling can be efficiently performed. Further, by setting the film thickness of the oxide layer 24a to 0.2 nm or more, a sufficiently large dipole moment can be obtained.
  • the film thickness of the oxide layer 24a is more preferably 0.8 nm or more and less than 3 nm. In this case, more efficient hole injection becomes possible.
  • the film thickness of the oxide layer 24b is preferably 0.2 nm or more and 5 nm or less. By setting the film thickness of the oxide layer 24b to 5 nm or less, hole tunneling can be efficiently performed. Further, by setting the film thickness of the oxide layer 24b to 0.2 nm or more, a sufficiently large dipole moment can be obtained.
  • the film thickness of the oxide layer 24b is also preferably 0.8 nm or more and less than 3 nm, and in this case, more efficient hole injection becomes possible.
  • the total film thickness of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is preferably 0.4 nm or more and 5 nm or less. By setting the total film thickness to 5 nm or less, hole tunneling can be performed efficiently. Further, by setting the total film thickness to 0.4 nm or more, a sufficiently large dipole moment can be obtained.
  • the total film thickness is more preferably 1.6 nm or more and less than 4 nm. In this case, more efficient hole injection becomes possible.
  • the oxide layer 24a may be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 24b may be formed of a polycrystalline oxide. Further, the oxide layer 24b may also be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 24a may be formed of a polycrystalline oxide.
  • the oxide layer 24a only the contact surface with the oxide layer 24b may be polycrystalline, or the entire oxide layer 24a may be composed of polycrystalline oxide. Further, in the oxide layer 24b, only the contact surface with the oxide layer 24a may be polycrystalline, or the entire oxide layer 24b may be composed of polycrystalline oxide. In other words, at least at the contact surface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, at least one of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b may contain a polycrystalline oxide.
  • the method of polycrystallization of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is as follows. There is no particular limitation. Further, if the oxygen atom density of the oxide layer 24b is formed to be smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24a, the type of polycrystalline oxide constituting the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, respectively. Is not particularly limited.
  • An example of the above-mentioned polycrystallization method is heat treatment using laser light.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are each made of an amorphous oxide.
  • the uniformity of the film thickness of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b can be improved, and the flatness of the respective surfaces can be improved. It can be improved (in other words, the surface roughness of the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b can be reduced).
  • electric dipole 1 easy to be uniformly formed in the boundary surface, the oxide layer 24a and the entire contact surface between the oxide layer 24b, the Fermi level E F1 'and HTL value of the first electrode 22 it can be made uniform in-plane distribution of the energy difference Delta] E F1 'and the upper end of the valence band. Therefore, the uniformity of hole conduction due to tunneling is improved, and the luminous efficiency is improved.
  • At least a part of the contact surface of the oxide layer 24a with the oxide layer 24b is polycrystalline, at least a part of the contact surface of the oxide layer 24a with the oxide layer 24b is grained. It may contain (grains). Further, when at least a part of the contact surface of the oxide layer 24b with the oxide layer 24a is polycrystalline, at least a part of the contact surface of the oxide layer 24b with the oxide layer 24a is grained. It may contain (grains).
  • At least on the contact surface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b at least one of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b contains grains, so that the oxide layer 24a is contained. Since the area of the interface between the oxide layer 24b and the oxide layer 24b becomes large, the electric dipole 1 can be formed more efficiently. Therefore, efficient hole injection in the light emitting element 5 becomes possible.
  • At least one of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b contains a polycrystalline oxide on the contact surface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b. You may.
  • one of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b contains a polycrystalline oxide and the other.
  • the layer may be composed of an amorphous oxide.
  • the upper layer may be made of amorphous oxide, and at least a part of the upper surface of the lower layer may be polycrystalline. ..
  • the upper surface of the lower layer may contain grains. The surface roughness of the upper surface of the lower layer is also reflected in the contact surface (interface) of the upper layer with the lower layer.
  • the oxide layer 24a which is the upper layer of the oxide layer 24b, may be made of an amorphous oxide. Then, of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, the upper surface of the oxide layer 24a, which is the lower layer, may contain grains. In this case, by making the oxide layer 24b an amorphous oxide, good coverage for the oxide layer 24a containing grains can be obtained, so that the electric dipole 1 is easily formed and oxidation is performed.
  • the film thickness uniformity of the material layer 24b can be improved, the uniformity of hole conduction due to tunneling in the oxide layer 24b can be improved. Further, since the upper surface of the oxide layer 24a contains grains, the area of the interface between the upper surface of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b becomes large, so that the electric dipole 1 is formed more efficiently. be able to. As a result, in the light emitting element 5, efficient hole injection into the hole transport layer 24c becomes possible, so that efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the present embodiment a case where grains are formed by polycrystallizing at least one of the contact surfaces has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this, and for example, by a sputtering method, a CVD method, or the like, by utilizing spontaneous nuclear growth, grains (grains) are formed on at least a part of at least one of the contact surfaces. ) May be formed.
  • the entire oxide layer 24a may contain grains (grains)
  • the entire oxide layer 24b may contain grains (grains).
  • the grains may be discretely distributed on at least the contact surface of the oxide layer 24a with the oxide layer 24b or at least the contact surface of the oxide layer 24b with the oxide layer 24a. Further, the grain may be a crystal grain containing a crystal, or may contain an amorphous phase (amorphous phase).
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is preferably a continuous film, and at least the upper layer of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is a continuous film.
  • the film to be formed later is a substrate as a support (for example, in the example shown in FIG. 1, an array substrate on which the first electrode 22 is formed). It may be a film formed on the entire surface of a certain laminate (a laminate including a substrate 10, a resin layer 12, a barrier layer 3, and a TFT layer 4).
  • the continuous film is a dense film having a porosity of less than 1%. That is, the continuous film is a film having substantially no voids.
  • the oxide layer 24a and Of the oxide layers 24b it is preferable that at least the oxide layer 24b located on the second electrode 25 side (that is, the upper layer side) is a continuous film. Further, when the first electrode 22 is a layer on the upper layer side of the light emitting layer 24d and the second electrode 25 is a layer on the lower layer side of the light emitting layer 24d, among the oxide layer 24a and the oxide layer 24b. At least, it is preferable that the oxide layer 24a located on the first electrode 22 side (that is, the upper layer side) is a continuous film.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b at least the upper layer is subjected to, for example, a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method (chemical vapor deposition method), a PVD method (physical vapor deposition method), or the like. It is desirable to form a film. In this case, a continuous film is formed.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b formed by such a method have a large contact area, and the electric dipole 1 is likely to be formed at a high density.
  • a film produced by applying fine particles such as nanoparticles does not form a continuous film because a large number of voids are formed between the fine particles and the film becomes porous.
  • the vacuum level and the energy difference between the Fermi level E F1 'of the first electrode 22 Ed1 ( work function of the first electrode 22), the ionization of the hole transport layer 24c It is smaller than the potential IP1, and the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c is smaller than the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a and the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b.
  • the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a and the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b may be smaller in this order.
  • the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b It may be different from the ionization potential IP4 of.
  • the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c, the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b, and the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a may be smaller in this order.
  • the electric dipole 1 can reduce the height of the hole injection barrier between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c from the energy difference ⁇ E F1 to the energy difference ⁇ E F1 '. it can.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is the HTL in the hole transport layer 24c. Greater than the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the HTL valence band. Therefore, the carrier density (hole density) of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is smaller than the carrier density (hole density) of the hole transport layer 24c, and the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are It has higher insulating properties than the hole transport layer 24c.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 24a.
  • the energy difference between the upper end and the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 24b are shown.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 24a is the lower end of the conduction band'in the oxide layer 24a. The case where it is equal to, but is not limited to, the energy difference from the upper end of the valence band'.
  • the carrier density (hole density) of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b is smaller than the carrier density (hole density) of the hole transport layer 24c. Therefore, in the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, hole conduction by tunneling is performed.
  • the carrier density (hole density) of the hole transport layer 24c is preferably 1 ⁇ 10 15 cm -3 or more, for example. In this case, the conductivity of the hole transport layer 24c becomes good.
  • the carrier density (hole density) of the hole transport layer 24c is preferably, for example, 3 ⁇ 10 17 cm -3 or less. In this case, non-luminescent recombination is suppressed and the luminous efficiency is improved.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24a.
  • FIG. 5 is a diagram showing the oxygen atomic density of an inorganic oxide as an example of the oxides constituting the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • two oxides constituting the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are selected from the inorganic oxides shown in FIG. 5, and the oxide having the larger oxygen atom density is designated as the oxide constituting the oxide layer 24a.
  • the oxide having the smaller oxygen atom density may be the oxide constituting the oxide layer 24b.
  • the oxides constituting the oxide layer 24a and the oxide layer 24b for example, a composite oxide containing a plurality of cations of the oxides exemplified in FIG. 5 can be used.
  • an electric dipole having a dipole moment including a component oriented in the direction from the oxide layer 24b to the oxide layer 24a. 1 can be easily formed, and efficient hole injection from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c becomes possible. As a result, efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible, and the luminous efficiency is improved.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, further preferably 85% or less, and even more preferably 80% of the oxygen atomic density of the oxide layer 24a. It is more preferably less than or equal to, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
  • the smaller the oxygen atom density of the oxide layer 24b with respect to the oxygen atom density of the oxide layer 24a the more easily the movement of oxygen atoms from the oxide layer 24a to the oxide layer 24b occurs, and the more the oxygen atom moves from the oxide layer 24b to the oxide layer. Since the electric dipole 1 having a dipole moment containing the component in the direction of 24a is formed more efficiently, more efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 24a. In this case, it is possible to suppress the formation of a recombination center due to a dangling bond or the like at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the oxygen atom density in the present disclosure applies the oxygen atom density in bulk of the material constituting the oxide layer 24a or the oxide layer 24b as a unique value possessed by the oxide layer 24a or the oxide layer 24b. And.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a combination of the oxide constituting the oxide layer 24a and the oxide constituting the oxide layer 24b.
  • the electric dipole 1 is formed as shown in FIG. 3B, and the first electrode is formed. Efficient hole injection from 22 into the hole transport layer 24c becomes possible, and as a result, efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible, and the light emission efficiency is improved.
  • the combination of oxides constituting the oxide layer 24a and the oxide layer 24b shown in FIG. 6 is merely an example. As long as the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24a, the combination thereof is not limited.
  • the oxide layer 24a is composed of only one type of oxide is shown as an example, but the oxide layer 24a and the oxide layer 24b each have one type of oxidation. It may be composed of an object or may be composed of a plurality of oxides. That is, the oxide layer 24a may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides, and as described above, the oxide layer 24a is formed of a composite oxide or the like containing two or more cations of the above-exemplified oxides. It may have been. Similarly, the oxide layer 24b may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides, and as described above, it may be a composite oxide containing two or more cations of the above-exemplified oxides. It may be formed.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) contains cations contained in the oxide layer 24a (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 24a). It may be included. Further, the oxide layer 24a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24a) contains cations contained in the oxide layer 24b (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 24b). It may be included. In either case, the oxide layer 24a and the oxide layer 24b may have a structure that alleviates the lattice mismatch between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b by containing a common cation. it can.
  • the oxide layer 24a may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 24a is less than 50%. It is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, further preferably 4% or less, further preferably 1% or less, further preferably 0.4% or less, still more preferably less than 0.1%. In this case, it is possible to prevent the carrier density in the oxide layer 24a from increasing, so that the luminous efficiency is improved. Further, it is more preferable that the oxide layer 24a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24a) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 24b is less than 50%.
  • 20% or less is further preferable, 10% or less is further preferable, 4% or less is further preferable, 1% or less is further preferable, 0.4% or less is further preferable, and less than 0.1% is further preferable.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • FIG. 7 is an energy band diagram for explaining the hole injection barrier in the light emitting device 5 according to the present modification.
  • the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c is smaller than the IP1 and the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a and the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b are smaller than the ionization potential IP2 of the light emitting layer 24d.
  • the relationship between the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a and the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b changes depending on the selection of the material.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light emitting element 5 according to the present modification.
  • At least one of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b may be formed in an island shape.
  • a plurality of lower oxide layers 24a are formed in an island shape.
  • the oxide layer 24a can be formed in an island shape by utilizing spontaneous nuclear growth by using a sputtering method, a CVD method, or the like. Further, after forming the thin film, it may be processed into an island shape by etching or the like.
  • the lower layer, the first electrode 22, is formed of a light-reflecting material
  • the upper layer, the second electrode 25, is formed of a light-transmitting material.
  • a top emission type display device including the light emitting element 5 can be realized.
  • the second electrode 25 is formed as a solid common layer, and the first electrode 22 electrically connected to the thin film transistor element Tr (TFT element) is formed for each subpixel. Is forming.
  • the first electrode 22 which is the lower layer may be formed of a light-transmitting material
  • the second electrode 25 which is an upper layer may be formed of a light-reflecting material. This makes it possible to realize a bottom emission type display device including the light emitting element 5.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light emitting element 5 according to the present modification.
  • the case where the first electrode 22 is located below the light emitting layer 24d and the second electrode 25 is located above the light emitting layer 24d is illustrated as an example.
  • the stacking order of the layers in the light emitting element 5 may be reversed.
  • the first electrode 22 is located above the light emitting layer 24d
  • the second electrode 25 is located below the light emitting layer 24d.
  • a plurality of lower oxide layers 24b are formed in an island shape.
  • the oxide layer 24b can be formed in an island shape by utilizing spontaneous nuclear growth by using a sputtering method, a CVD method, or the like. Further, after forming the thin film, it may be processed into an island shape by etching or the like.
  • the electric dipole 1 can be formed more efficiently, so that the light emitting element 5 can efficiently inject holes into the light emitting layer 24d.
  • the upper layer, the first electrode 22, is formed of a light-reflecting material
  • the lower layer, the second electrode 25, is formed of a light-transmitting material.
  • the first electrode 22 is formed as a solid common layer
  • the second electrode 25 electrically connected to the thin film transistor element Tr (TFT element) is formed for each subpixel. Is forming.
  • the first electrode 22 which is the upper layer may be formed of a light-transmitting material
  • the second electrode 25 which is a lower layer may be formed of a light-reflecting material.
  • FIG. 10 is an energy band diagram for explaining a hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c in the light emitting device 55 according to the present embodiment.
  • the light emitting device includes the light emitting element 55 shown in FIG. 10 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting device 55 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting device 5 according to the first embodiment, except that the hole transport layer 24c is made of an oxide.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are laminated in this order between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c from the first electrode 22 side.
  • the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, and the hole transport layer 24c are laminated in this order in contact with each other.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24a and the oxygen atomic density of the oxide layer 24b are different.
  • oxygen atom density of the hole transport layer 24c (hereinafter, may be referred to as “oxygen atom density of the hole transport layer 24c”) and oxygen in the oxide layer 24b adjacent to the hole transport layer 24c.
  • oxygen atom density of the hole transport layer 24c may be referred to as “oxygen atom density of the hole transport layer 24c”
  • oxygen in the oxide layer 24b adjacent to the hole transport layer 24c Different from atomic density. In this case, oxygen atoms move and electric dipoles are likely to be formed not only at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b but also at the interface between the hole transport layer 24c and the oxide layer 24b.
  • the oxygen atomic density of the hole transport layer 24c is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24b.
  • the energy difference Delta] E F1 ' is further reduced as described above, more efficient hole injection into the hole-transporting layer 24c is made possible from the first electrode 22.
  • more efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24b, and the oxygen atom density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24a. Will be described as an example.
  • oxygen atoms are likely to move from the oxide layer 24a to the oxide layer 24b at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b. Further, at the interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c, the movement of oxygen atoms from the oxide layer 24b toward the hole transport layer 24c is likely to occur. Therefore, as shown in FIG. 10, as in the first embodiment, at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, a dipole containing a component in the direction from the oxide layer 24b to the oxide layer 24a. An electric dipole 1 having a moment is formed. Further, at the interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c, an electric dipole 31 having a dipole moment including a component in the direction from the hole transport layer 24c to the oxide layer 24b is formed.
  • the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c adjacent to each other is the oxide layer 24a in FIG. 4A.
  • the mechanism is the same as the movement of oxygen atoms at the interface with the oxide layer 24b. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b”, and “1” can be read as “24b", "24c", and "31" in this order.
  • the position of the band on the first electrode 22 side is relative to the position of the band on the second electrode 25 side with the interface between the hole transport layer 24c and the oxide layer 24b as a boundary.
  • the position of the band on the first electrode 22 side is downward with respect to the position of the band on the second electrode 25 side with the interface between the oxide layer 24b and the oxide layer 24a as a boundary. Move to. That is, in the case of the example shown in FIG. 10, the position of the band of the oxide layer 24b moves downward (band shift) with respect to the position of the band of the hole transport layer 24c and the position of the band of the light emitting layer 24d. Further, the position of the band of the first electrode 22 and the position of the band of the oxide layer 24a are relative to the position of the band of the oxide layer 24b, the position of the band of the hole transport layer 24c, and the position of the band of the light emitting layer 24d. Then move further downward (band shift).
  • the position of the band on the second electrode 25 side also includes the position of the band on the second electrode 25 side of the light emitting layer 24d.
  • FIG. 10 the position of the band of the Fermi level E F1 of the first electrode 22 before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1.31 is shown by a dashed line, and the electric dipole 1.31 is used.
  • the positions of the bands of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b before the vacuum level shift occurs are shown by the alternate long and short dash lines.
  • the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipole 1.31 is shown by a dotted line.
  • the electric dipole 1, 31 are formed, the Fermi level E F1 of the first electrode 22 to the Fermi level E F1 'of the first electrode 22, the valence band of the oxide layer 24a is The valence band of the oxide layer 24a moves to the valence band of the oxide layer 24b, and the valence band of the oxide layer 24b moves to the valence band of the oxide layer 24b. Further, the conduction band of the oxide layer 24a moves to the conduction band of the oxide layer 24a, and the conduction band of the oxide layer 24b moves to the conduction band of the oxide layer 24b.
  • the hole injection barrier height between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c is the energy difference Delta] E F1 and the upper end of effectively Fermi level E F1 'and HTL valence band of the first electrode 22 '.
  • the present embodiment by forming the hole transport layer 24c, the oxide layer 24a, and the oxide layer 24b as described above, the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b and the oxide At the two interfaces, the interface between the layer 24b and the hole transport layer 24c, dipole moments 1.31 containing components in the direction from the hole transport layer 24c to the oxide layer 24a are formed, respectively. Therefore, according to the present embodiment, the positions of the bands of the first electrode 22, the oxide layer 24a, and the oxide layer 24b are different from the positions of the bands of the hole transport layer 24c as compared with the first embodiment. And move further down.
  • “after electric dipole formation” indicates “electric dipole 1, 31 forming rear”
  • the energy difference Delta] E F1 ' as described above, “electric dipole 1 - 31 after forming, showing the energy difference between the upper end of the Fermi level E F1 'and HTL valence band "of the first electrode 22.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1.31” (in other words, there is no shift of the vacuum level).
  • the energy difference ⁇ E F1 is defined as “the Fermi level of the first electrode 22 (that is, the first electrode 22 before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)).
  • the energy difference between the Fermi level E F1 ) and the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the upper end of the HTL valence band) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1.31".
  • FIG. 11 is a diagram showing the oxygen atomic density of an inorganic oxide as an example of the oxide constituting the hole transport layer 24c.
  • an inorganic oxide having an oxygen atomic density lower than that of the oxide layer 24b is selected from the inorganic oxides shown in FIG. 11, and the inorganic oxide is used. , May be an oxide constituting the hole transport layer 24c. Further, after selecting the oxide constituting the hole transport layer 24c from the inorganic oxides shown in FIG. 11, the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is determined from the inorganic oxides shown in FIG. 5 or 6 and their combinations. A combination of inorganic oxides having a high oxygen atom density may be selected to form the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the oxide constituting the hole transport layer 24c for example, a composite oxide containing a plurality of cations of the oxide illustrated in FIG. 11 can be used. Further, the hole transport layer 24c may be made of an oxide containing at least one of Ni and Cu. Further, the hole transport layer 24c may be made of an oxide in which the most abundant element other than oxygen is either Ni or Cu.
  • the dipole moment including the component in the direction from the oxide layer 24b to the oxide layer 24a is included. It becomes easy to form the electric dipole 1 having a hole, and the hole injection efficiency can be improved.
  • the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is reduced from the oxygen atom density of the oxide layer 24b adjacent to the hole transport layer 24c, whereby the hole transport layer 24c It becomes easier to form an electric dipole 31 having a dipole moment including a component in the direction of the oxide layer 24b, and the hole injection efficiency from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c is further improved. Can be done.
  • the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is preferably 95% or less, preferably 90% or less of the oxygen atom density of the oxide layer 24b. It is more preferably 85% or less, further preferably 80% or less, further preferably 75% or less, still more preferably 70% or less. Further, as in the first embodiment, the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is preferably 95% or less, preferably 90% or less, and 85% or less of the oxygen atomic density of the oxide layer 24a. Is even more preferable, 80% or less is further preferable, 75% or less is further preferable, and 70% or less is further preferable.
  • the energy difference ⁇ E F1 ′ becomes smaller, and more efficient hole injection becomes possible.
  • the smaller the oxygen atom density of the hole transport layer 24c with respect to the oxygen atom density of the oxide layer 24b the more easily the oxygen atom moves from the oxide layer 24b to the hole transport layer 24c, and the hole transport occurs.
  • An electric dipole 31 having a dipole moment containing a component in the direction from the layer 24c to the oxide layer 24b is formed more efficiently.
  • the smaller the oxygen atom density of the oxide layer 24b with respect to the oxygen atom density of the oxide layer 24a the more easily the oxygen atom moves from the oxide layer 24a to the oxide layer 24b, and the oxide layer 24b is oxidized.
  • the electric dipole 1 having a dipole moment containing a component in the direction of the material layer 24a is formed more efficiently. Therefore, more efficient hole injection from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c becomes possible, and as a result, more efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 24a. In this case, it is possible to suppress the formation of a recombination center due to a dangling bond or the like at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is preferably 50% or more of the oxygen atom density of the oxide layer 24b. In this case, it is possible to suppress the formation of a recombination center due to a dangling bond or the like at the interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c.
  • the oxygen atom density in the present disclosure shall be applied as a unique value possessed by the hole transport layer 24c.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of a combination of an oxide constituting the hole transport layer 24c and an oxide constituting the oxide layer 24b adjacent to the hole transport layer 24c.
  • the combination of oxides constituting the hole transport layer 24c and the oxide layer 24b shown in FIG. 12 is merely an example.
  • the combination thereof is not limited.
  • FIG. 12 shows, as an example, a case where the hole transport layer 24c is composed of one or two types of oxides, but the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, and the hole transport
  • Each of the layers 24c may be composed of one kind of oxide or may be composed of a plurality of oxides. That is, the hole transport layer 24c may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides like the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, and as described above, the hole transport layer 24c may be composed of the above-exemplified oxides. It may be formed of a composite oxide containing two or more cations.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) is a cation contained in the hole transport layer 24c (that is, a cation contained in the oxide constituting the hole transport layer 24c). ) May be contained, but it is preferable that the content is small.
  • the oxide layer 24b contains the "cation contained in the hole transport layer 24c"
  • it is contained in the "hole transport layer 24c" contained in the oxide layer 24b with respect to all the cations contained in the oxide layer 24b.
  • the ratio of the number density of "cations” is preferably less than 50%, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, further preferably 4% or less, further preferably 1% or less, and further preferably 0.4% or less.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) does not contain "cations contained in the hole transport layer 24c".
  • the hole transport layer 24c (more strictly, the oxide constituting the hole transport layer 24c) is a cation contained in the oxide layer 24b (that is, a cation contained in the oxide constituting the oxide layer 24b). ) May be contained, but it is preferable that the content is small.
  • the hole transport layer 24c contains the "cation contained in the oxide layer 24b"
  • it is contained in the "oxide layer 24b" contained in the hole transport layer 24c with respect to all the cations contained in the hole transport layer 24c.
  • the ratio of the number density of the "cations” is preferably less than 50%, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, further preferably 4% or less, further preferably 1% or less, and 0.4% or less.
  • the hole transport layer 24c (more strictly, the oxide constituting the hole transport layer 24c) does not contain "cations contained in the oxide layer 24b".
  • the oxide layer 24a may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 24a is less than 50%. It is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, further preferably 4% or less, further preferably 1% or less, further preferably 0.4% or less, still more preferably less than 0.1%. In this case, it is possible to prevent the carrier density in the oxide layer 24a from increasing, so that the luminous efficiency is improved. Further, it is more preferable that the oxide layer 24a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24a) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 24b is less than 50%.
  • 20% or less is further preferable, 10% or less is further preferable, 4% or less is further preferable, 1% or less is further preferable, 0.4% or less is further preferable, and less than 0.1% is further preferable.
  • the oxide layer 24b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 24b) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the hole transport layer 24c When the hole transport layer 24c is formed of an oxide as described above, the hole transport layer 24c may be formed of an amorphous oxide, or at least in contact with the oxide layer 24b. A part of the surface may be formed of a polycrystalline oxide. That is, in the latter case, the hole transport layer 24c may have only the contact surface with the oxide layer 24b polycrystalline, or the entire hole transport layer 24c may be composed of polycrystalline oxide. Good.
  • the oxide layer 24b may be formed of an amorphous oxide, and at least a part of the contact surface with the hole transport layer 24c is formed of a polycrystalline oxide. It may have been. Further, the oxide layer 24a may also be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 24b may be formed of a polycrystalline oxide.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24a and the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24b.
  • the method of polycrystallization of the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, and the hole transport layer 24c is not particularly limited. Further, the oxygen atom density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24a, and the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24b. If so, the types of polycrystalline oxides constituting the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, and the hole transport layer 24c are not particularly limited. Also in this embodiment, as an example of the above-mentioned polycrystallization method, for example, heat treatment using laser light can be mentioned.
  • the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, and the hole transport layer 24c are made of amorphous oxides, so that the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, and the holes are formed.
  • the film thickness uniformity of the transport layer 24c can be improved, and the flatness of the respective surfaces can be improved.
  • the electric dipole 1 tends to be uniformly formed at the entire interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the electric dipole 31 is likely to be uniformly formed at the entire interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are each made of an amorphous oxide, and at least a part of the contact surface of the hole transport layer 24c with the oxide layer 24b is made of a polycrystalline oxide. Since the film thickness uniformity of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b can be improved, the in-plane density variation of the electric dipole 31 can be suppressed. Further, in this case, at least a part of the contact surface of the hole transport layer 24c with the oxide layer 24b contains grains. Therefore, by forming the oxide layer 24b with an amorphous oxide, good coverage for the hole transport layer 24c containing grains can be obtained, so that the contact area between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c can be increased.
  • the electric dipole 31 can be formed more efficiently.
  • at least one of the hole transport layer 24c and the oxide layer 24b contains grains, so that the hole transport layer is formed.
  • the area of the interface between the 24c and the oxide layer 24b becomes large. Therefore, the electric dipole 31 can be formed more efficiently, and the hole injection in the light emitting element 55 becomes possible.
  • the surface roughness of the oxide layer 24b is the contact surface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c ( It is also reflected in the interface).
  • the surface roughness of the oxide layer 24a is the contact surface (interface) between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b. It is also reflected on the contact surface (interface) between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c at least a part of the upper surface of at least one of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b has grains.
  • At least the electric dipole 31 of the electric dipoles 1.31 can be formed more efficiently, so that the hole injection into the light emitting layer 24d in the light emitting element 55 is more efficient. Is possible.
  • the grains may be formed by polycrystallizing at least one of the contact surfaces of the two adjacent layers of the above-mentioned layers, and may be formed by a sputtering method, a CVD method, or the like. Spontaneous nuclear growth may be utilized to form grains on at least a portion of at least one of the two adjacent layers of contact surfaces.
  • at least one of the contact surfaces of the two adjacent layers may contain grains as a whole.
  • the grains may be discretely distributed on the contact surface. Further, the grain may be a crystal grain containing a crystal, or may contain an amorphous phase (amorphous phase).
  • FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light emitting element 155 of the present embodiment.
  • the light emitting device includes the light emitting element 155 shown in FIG. 13 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting element 155 of the present embodiment includes a first electrode (hole injection layer: HIL) 22, a second electrode (electron injection layer: EIL) 25, a first electrode 22 and a second electrode. It includes a light emitting layer 24d provided between the electrode 25 and the light emitting layer 24d.
  • a hole transport layer (HTL) 24a is provided between the first electrode 22 and the light emitting layer 24d.
  • ETL electron transport layer
  • an oxide layer 124a first oxide layer
  • an oxide layer 124b second oxidation
  • the light emitting element 155 includes, for example, the first electrode 22 (anode), the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 (cathode) from the lower layer side.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b in contact with the oxide layer 124a are provided between the electron transport layer 24e and the second electrode 25 in this order from the first electrode 22 side.
  • the stacking order from the first electrode 22 to the second electrode 25 can be reversed.
  • the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b may be formed in an island shape for each subpixel SP.
  • the first electrode 22 (the second electrode 25 when the stacking order is reversed) and the light emitting layer 24d are formed in an island shape for each subpixel SP, and these layers are removed.
  • At least one of the hole transport layer 24c, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 (the first electrode 22 when the stacking order is reversed) is provided. , May be formed as a solid common layer.
  • the electron transporting material may be an oxide or a material other than the oxide. Therefore, the electron transport layer 24e may or may not have an oxygen atom in the electron transport layer 24e.
  • the electron transporting material is an oxide (in other words, when the electron transport layer 24e is made of an oxide)
  • the density of oxygen atoms in the electron transport layer 24e (hereinafter, "oxygen atom density of the electron transport layer 24e"). It is desirable that it is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 124a as shown in the fourth embodiment described later.
  • the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e may be the same as the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. Further, the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e may be higher than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a.
  • the electric dipole can be freely formed without reducing the degree of freedom in selecting the material of the electron transport layer 24e. Can be done. Therefore, the amount of electrons injected into the light emitting layer 24d can be freely controlled.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are formed of, for example, an inorganic oxide, like the oxide layer 24a and the oxide layer 24b of the first embodiment. Further, it is desirable that the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are made of an inorganic insulator.
  • the oxide layer 124a the same material as the oxide layer 24a exemplified in the first embodiment can be used. Further, as the oxide layer 124b, the same material as the oxide layer 24b exemplified in the first embodiment can be used.
  • the first electrode of the oxide layers 124a and the oxide layer 124b adjacent to each other provided between the carrier transport layer (however, the electron transport layer 24e in the present embodiment) and the light emitting layer 24d is provided.
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 124b which is the oxide layer (second oxide layer) farther from 22, is the oxidation of the oxide layer (first oxide layer) closer to the first electrode 22. It is preferably smaller than the density of oxygen atoms in the material layer 124a.
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 124b may be referred to as "oxygen atom density of the oxide layer 124b".
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 124a may be referred to as "oxygen atom density of the oxide layer 124a".
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b of the present embodiment is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. Therefore, when the oxide layer 124a is formed on the oxide layer 124b in contact with the oxide layer 124b, the oxide is oxidized from the oxide layer 124a at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b. The movement of oxygen atoms in the direction of layer 124b is likely to occur. When the movement of oxygen atoms occurs, the oxygen vacancies are positively charged and the moved oxygen atoms are negatively charged.
  • FIG. 1 the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 124a on the first electrode 22 side and the oxide layer 124b on the second electrode 25 side, which are adjacent to each other in the light emitting element 155 of the present embodiment, is shown in FIG.
  • the mechanism is the same as the mechanism in which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 24a on the first electrode 22 side and the oxide layer 24b on the second electrode 25 side. Therefore, at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, an electric dipole having a dipole moment including a component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a (hereinafter, "electric dipole"). 1'”) occurs. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b", and “1” can be read as “124a”, "124b", and "1'” in this order.
  • FIG. 14A is an energy band diagram for explaining an electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e in the light emitting device of FIG. 14 (b). ) Is an energy band diagram for explaining an electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e in the light emitting device 155.
  • the lower end of the conduction band (ETL conduction band) of the electron transport layer 24e and the first energy difference Delta] E F2 of the Fermi level E F2 of the second electrode 25 is large. Since this energy difference ⁇ E F2 is the height of the electron injection barrier from the second electrode 25 to the electron transport layer 24e, in the light emitting device shown in FIG. 14 (a), the electron transport layer 24e is transferred from the second electrode 25. Efficient electron injection is not possible. Therefore, efficient electron injection into the light emitting layer 24d cannot be performed.
  • the light emitting element 155 oxidizes the oxide layer 124a between the second electrode 25 and the electron transport layer 24e from the electron transport layer 24e side.
  • the material layers 124b are in contact with each other and laminated in this order, and as described above, the oxygen atom density of the oxide layer 124b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 124a.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b which are the interfaces on which the electric dipole 1'is formed, are formed.
  • a vacuum level shift occurs due to the electric dipole 1'at the interface.
  • the position of the band on the second electrode 25 side is the position of the band on the first electrode 22 side with the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b as a boundary. Move upward with respect to the position. That is, in the case of the example shown in FIG.
  • the position of the band of the second electrode 25 and the position of the band of the oxide layer 124b are the positions of the band of the oxide layer 124a and the band of the hole transport layer 24c. It moves upward (band shift) with respect to the position and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band on the first electrode 22 side also includes the position of the band on the first electrode 22 side of the light emitting layer 24d.
  • the position of the Fermi level E F2 of the second electrode 25 before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1' is shown by the alternate long and short dash line, and the electric dipole 1'is used.
  • the position of the band of the oxide layer 124b before the shift of the vacuum level occurs is shown by the alternate long and short dash line. Further, the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipole 1'is shown by a dotted line.
  • the Fermi level E F2 of the second electrode 25 is set to the Fermi level E F2'of the second electrode 25, and the valence band of the oxide layer 124b is set.
  • the valence band of the oxide layer 124b moves, and the conduction band of the oxide layer 124b moves to the conduction band of the oxide layer 124b. Due to this movement, the energy difference ⁇ E F2 between the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (the lower end of the ETL conduction band) and the Fermi level E F2 of the second electrode 25 is the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (ETL conduction band).
  • the energy difference between (the lower end of) and the Fermi level E F2'of the second electrode 25 is ⁇ E F2 '.
  • electric dipole 1 'energy difference after forming Delta] E F2' (in other words, the electron injection barrier height of the second electrode 25 after the electric dipole 1 'formed into the electron transport layer 24e)
  • the energy difference Delta] E It is smaller than F2 (in other words, the height of the electron injection barrier from the second electrode 25 to the electron transport layer 24e when the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are not formed).
  • the position of the band of the oxide layer 124b (the position of the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band) before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1', shown by the two-point chain line, occurs.
  • the position of the band of the oxide layer 124a (the position of the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band) are shown as an example.
  • the position of the band of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is determined by the selection of the material of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, and is not limited to the example shown in FIG. 14 (b). In the example shown in FIG.
  • the case is illustrated as an example.
  • the Fermi level E F2 of the second electrode 25 after the band shift has occurred may be located above the lower end of the ETL conduction band, it is located above is more preferable.
  • the energy difference ⁇ E F2' refers to "the energy difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e and the Fermi level of the second electrode 25 after the formation of the electric dipole". Therefore, in the present embodiment, “after the formation of the electric dipole” means “after the formation of the electric dipole 1'", and “the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e and the second electrode after the formation of the electric dipole”.
  • the "energy difference from the Fermi level of 25" is the energy difference between the lower end of the ETL conduction band after the formation of the electric dipole 1'and the Fermi level E F2'of the second electrode 25. Is shown.
  • the sign of the energy difference Delta] E F2 ' is, after the electric dipole formed, the electron conduction band of the transport layer 24e (the lower end of the ETL conduction band in the present embodiment), the Fermi level of the second electrode 25
  • the electron The lower end of the conduction band of the transport layer 24e (the lower end of the ETL conduction band in this embodiment) is on the lower energy side (in this embodiment, the Fermi level of the second electrode 25 E F2 ') than the Fermi level of the second electrode 25 (in this embodiment).
  • the case where it is on the lower side in the band diagram is negative ( ⁇ E F2 ' ⁇ 0).
  • the energy difference ⁇ E F2 is defined as "the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (that is, the ETL conduction band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)".
  • the energy difference between the lower end) and the Fermi level of the second electrode 25 (that is, the Fermi level E F2 of the second electrode 25) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1'".
  • the reference numeral of the energy difference ⁇ E F2 is that the lower end of the conduction band (that is, the lower end of the ETL conduction band) of the electron transport layer 24e is the Fermi level (that is, that is) of the second electrode 25 before the formation of the electric dipole.
  • the case where the second electrode 25 is on the higher energy side (upper side in the band diagram) than the Fermi level E F2 ) is regarded as positive ( ⁇ E F2 > 0), and the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e is set before the formation of the electric dipole.
  • the Fermi level of the second electrode 25 (that is, the Fermi level E F2 of the second electrode 25) negative when there than in the low-energy side (lower side in the band diagram) ( Let ⁇ E F2 ⁇ 0).
  • the vacuum level and (work function second electrode 25) the energy difference Ed2 the Fermi level E F2 'of the second electrode 25, the electron affinity of the electron transport layer 24e It is larger than EA1, and the electron affinity EA1 of the electron transport layer 24e is larger than the electron affinity EA3 of the oxide layer 124a and the electron affinity EA4 of the oxide layer 124b.
  • the vacuum level and (work function second electrode 25) the energy difference Ed2 the Fermi level E F2 'of the second electrode 25, the electron affinity of the electron transport layer 24e It is larger than EA1, and the electron affinity EA1 of the electron transport layer 24e is larger than the electron affinity EA3 of the oxide layer 124a and the electron affinity EA4 of the oxide layer 124b.
  • the relationship between the electron affinity EA3 of the oxide layer 124a and the electron affinity EA4 of the oxide layer 124b changes depending on the selection of the material. Therefore, there is no particular limitation on the relationship between the electron affinity EA3 of the oxide layer 124a and the electron affinity EA4 of the oxide layer 124b.
  • the electron affinity of 24e may be EA1, (iii) the electron affinity of the oxide layer 124a may be EA3, and (iv) the electron affinity of the oxide layer 124b may be EA4.
  • Electronic The electron affinity of the transport layer 24e may be EA1
  • the electron affinity of the oxide layer 124b may be EA4
  • the electron affinity of the oxide layer 124a may be EA3.
  • the electric dipole 1' can reduce the height of the electron injection barrier between the second electrode 25 and the electron transport layer 24e from the energy difference ⁇ E F2 to the energy difference ⁇ E F2 '. ..
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is the ETL conduction in the electron transport layer 24e. Greater than the energy difference between the lower end of the band and the upper end of the ETL valence band. Therefore, the carrier density (electron density) of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is smaller than the carrier density (electron density) of the electron transport layer 24e, and the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are electron transport layers. Higher insulation than 24e.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124a and 124b is the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124a.
  • the energy difference between the two and the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124b are shown.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124a is the lower end of the conduction band and the valence band'in the oxide layer 124b.
  • the case where it is equal to the energy difference from the upper end is illustrated, but the case is not limited to this.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124a and the energy difference between the lower end of the conduction band'and the upper end of the valence band' in the oxide layer 124b are, respectively. Since it is determined by the selection of the material of the oxide layer 124a and the material of the oxide layer 124b, the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 124a and the oxide There are no particular restrictions on the magnitude relationship between the lower end of the conduction band'and the upper end of the valence band' in layer 124b.
  • the carrier density (electron density) of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is smaller than the carrier density (electron density) of the electron transport layer 24e. Therefore, in the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, electron conduction by tunneling is performed.
  • the electron transport layer 24e is preferably an n-type semiconductor as described above.
  • the carrier density (electron density) of the electron transport layer 24e is preferably 1 ⁇ 10 15 cm -3 or more. In this case, the conductivity of the electron transport layer 24e becomes good.
  • the carrier density (electron density) of the electron transport layer 24e is preferably 3 ⁇ 10 17 cm -3 or less. In this case, non-luminescent recombination is suppressed and the luminous efficiency is improved.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b the same materials as those of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b of the first embodiment can be used, respectively.
  • two oxides are selected from the inorganic oxides shown in FIG. 5 as the oxides constituting the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, and the oxide layer 124b has the smaller oxygen atom density.
  • the oxide which constitutes the oxide layer 124a may be the oxide having a higher oxygen atom density.
  • the oxides constituting the oxide layer 124a and the oxide layer 124b for example, a composite oxide containing a plurality of cations of the oxides exemplified in FIG. 5 can be used. Further, the oxygen atom density of the oxide may be reduced by reducing the oxygen composition ratio to the cation.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 124b By making the oxygen atom density of the oxide layer 124b smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 124a, an electric dipole having a dipole moment including a component oriented in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a. It becomes easy to form 1', and the electron injection efficiency can be improved.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, further preferably 85% or less, and even more preferably 80% of the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. It is more preferably less than or equal to, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
  • the smaller the oxygen atom density of the oxide layer 124b with respect to the oxygen atom density of the oxide layer 124a the more easily the oxygen atom moves from the oxide layer 124a to the oxide layer 124b, and the oxide layer 124b to the oxide layer 124b. Since the electric dipole 1'having a dipole moment containing the component in the direction of 124a is formed more efficiently, more efficient electron injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. In this case, it is possible to suppress the formation of a recombination center due to a dangling bond or the like at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b.
  • the oxygen atom density in the present disclosure applies the oxygen atom density in bulk of the material constituting the oxide layer 124a or the oxide layer 124b as a unique value possessed by the oxide layer 124a or the oxide layer 124b. And.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a combination of the oxide constituting the oxide layer 124a and the oxide constituting the oxide layer 124b.
  • the combination of oxides constituting the oxide layer 124a and the oxide layer 124b shown in FIG. 15 is merely an example. As long as the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a, the combination thereof is not limited.
  • the oxide layer 124b is composed of only one type of oxide is shown as an example, but the oxide layer 124a and the oxide layer 124b each have one type of oxidation. It may be composed of an object or may be composed of a plurality of oxides. That is, the oxide layer 124a may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides, and as described above, it is formed of a composite oxide or the like containing two or more kinds of cations of the above-exemplified oxides. It may have been.
  • the oxide layer 124b may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides, and as described above, the oxide layer 124b may be a composite oxide containing two or more cations of the above-exemplified oxides. It may be formed.
  • the oxide layer 124b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124b) contains cations contained in the oxide layer 124a (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 124a). It may be included. Further, the oxide layer 124a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) contains cations contained in the oxide layer 124b (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 124b). It may be included. In either case, the oxide layer 124a and the oxide layer 124b may have a structure that alleviates the lattice mismatch between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b by containing a common cation. it can.
  • the oxide layer 124a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 124a is less than 50%.
  • 20% or less is further preferable, 10% or less is further preferable, 4% or less is further preferable, 1% or less is further preferable, 0.4% or less is further preferable, and less than 0.1% is further preferable.
  • the oxide layer 24a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the oxide layer 124b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124b) may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 124b is less than 50%.
  • 20% or less is further preferable, 10% or less is further preferable, 4% or less is further preferable, 1% or less is further preferable, 0.4% or less is further preferable, and less than 0.1% is further preferable.
  • the oxide layer 124b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124b) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the film thickness of the oxide layer 124a is preferably 0.2 nm or more and 5 nm or less. By setting the film thickness of the oxide layer 124a to 5 nm or less, electron tunneling can be efficiently performed. Further, by setting the film thickness of the oxide layer 124a to 0.2 nm or more, a sufficiently large dipole moment can be obtained.
  • the film thickness of the oxide layer 124a is more preferably 0.8 nm or more and less than 3 nm. In this case, more efficient electron injection becomes possible.
  • the film thickness of the oxide layer 124b is preferably 0.2 nm or more and 5 nm or less. By setting the film thickness of the oxide layer 124b to 5 nm or less, electron tunneling can be efficiently performed. Further, by setting the film thickness of the oxide layer 124b to 0.2 nm or more, a sufficiently large dipole moment can be obtained.
  • the film thickness of the oxide layer 124b is also preferably 0.8 nm or more and less than 3 nm, and in this case, more efficient electron injection becomes possible.
  • the total film thickness of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is preferably 0.4 nm or more and 5 nm or less. By setting the total film thickness to 5 nm or less, electron tunneling can be performed efficiently. Further, by setting the total film thickness to 0.4 nm or more, a sufficiently large dipole moment can be obtained.
  • the total film thickness is more preferably 1.6 nm or more and less than 4 nm. In this case, more efficient electron injection becomes possible.
  • the film thickness of the oxide layer 124a and the film thickness of the oxide layer 124b are, in order, the same as the film thickness of the oxide layer 24a and the film thickness of the oxide layer 24b in the first embodiment. Can be set. That is, in the description of the film thickness of the oxide layer 24a and the film thickness of the oxide layer 24b in the first embodiment, the "oxide layer 24a", the “oxide layer 24b”, and the “hole” are sequentially referred to as “holes”. It can be read as “oxide layer 124a”, “oxide layer 124b", and "electrons".
  • the crystal states of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, and the shapes of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are described with respect to the oxide layer 24a and the oxide layer in the first embodiment.
  • the description of the crystal state of 24b and the shapes of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b shall be read as described later. Therefore, in the present embodiment, detailed description of the crystal states of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b and the shapes of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b will be omitted, but for example, oxidation.
  • the material layer 124a may be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 124b may be formed of a polycrystalline oxide.
  • the oxide layer 124b may also be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 124a may be formed of a polycrystalline oxide. Further, at least at the contact surface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, at least one of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b may contain grains. Further, at least one of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is preferably a continuous film, and at least the upper layer of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is a continuous film. Is more preferable.
  • a plurality of oxide layers on the lower layer side of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are formed in an island shape. You may.
  • FIG. 16 is an energy band diagram for explaining an electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e in the light emitting device 255 according to the present embodiment.
  • the light emitting device includes the light emitting element 255 shown in FIG. 16 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting device 255 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting device 155 according to the third embodiment, except that the electron transport layer 24e is made of an oxide.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are formed between the electron transport layer 24e and the second electrode 25 from the electron transport layer 24e side (in other words, the first electrode 22 side). They are stacked in this order.
  • the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b are laminated in this order in contact with each other.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124a and the oxygen atomic density of the oxide layer 124b are different.
  • the density of oxygen atoms in the electron transport layer 24e is different from the oxygen atom density of the oxide layer 124a adjacent to the electron transport layer 24e.
  • oxygen atoms move and electric dipoles are likely to be formed not only at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b but also at the interface between the oxide layer 124a and the electron transport layer 24e.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. In this case, as described in the embodiment 3, since the energy difference Delta] E F2 'is less than the energy difference Delta] E F2, thereby enabling efficient electron injection.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124a is preferably smaller than the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e. In this case, further small 'energy difference Delta] E F2 as described above, it is possible to more efficient electron injection.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 124a is smaller than the oxygen atom density of the electron transport layer 24e and the oxygen atom density of the oxide layer 124b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 124a
  • oxygen atoms are likely to move from the oxide layer 124a to the oxide layer 124b at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b.
  • the movement of oxygen atoms from the electron transport layer 24e to the oxide layer 124a is likely to occur. Therefore, as shown in FIG.
  • a dipole containing a component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a At the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, a dipole containing a component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a. An electric dipole 1'with a moment is formed. Further, at the interface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a, an electric dipole 41 having a dipole moment including a component in the direction from the oxide layer 124a to the electron transport layer 24e is formed.
  • the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b adjacent to each other is that the oxide layer 24a and the oxide layer 24a are oxidized in FIG. 4A.
  • the mechanism is the same as the movement of oxygen atoms at the interface with the material layer 24b. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b”, and “1” can be read as “124a”, "124b", and "41" in this order.
  • a shift occurs.
  • the position of the band on the second electrode 25 side is located at the interface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a and the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b. , Move upward with respect to the position of the band on the first electrode 22 side.
  • the position of the band of the oxide layer 124a moves upward (band shift) with respect to the position of the band of the hole transport layer 24c and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band of the second electrode 25 and the position of the band of the oxide layer 124b are relative to the position of the band of the oxide layer 124a, the position of the band of the hole transport layer 24c, and the position of the band of the light emitting layer 24d. And move further upward (band shift).
  • the position of the band on the first electrode 22 side also includes the position of the band on the first electrode 22 side of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band of the Fermi level E F2 of the second electrode 25 before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1'.41 is shown by a dashed line, and the electric dipole 1'.
  • the positions of the bands of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b before the shift of the vacuum level by 41 occur are shown by the alternate long and short dash lines, respectively.
  • the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipole 1'.41 is shown by a dotted line.
  • the valence band of the oxide layer 124b Moves to the valence band of the oxide layer 124b, and the valence band of the oxide layer 124a moves to the valence band of the oxide layer 124a.
  • the conduction band of the oxide layer 124b moves to the conduction band of the oxide layer 124b
  • the conduction band of the oxide layer 124a moves to the conduction band of the oxide layer 124a.
  • the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b and the electron transport layer At two interfaces, the interface between 24e and the oxide layer 124a, an electric dipole 1'with a dipole moment containing a component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a, and oxidation, respectively.
  • An electric dipole 41 having a dipole moment containing a component in the direction from the physical layer 124b toward the electron transport layer 24e is formed.
  • the positions of the bands of the second electrode 25, the oxide layer 124b, and the oxide layer 124a are relative to the positions of the bands of the electron transport layer 24e as compared with the third embodiment. , Move more upwards. This movement, 'energy difference Delta] E F2 of the' Fermi level E F2 of the lower end and the second electrode 25 of the ETL conduction band, even smaller than in the embodiment 3. Therefore, according to the present embodiment, electron injection from the second electrode 25 into the electron transport layer 24e becomes more efficient than in the third embodiment. As a result, electron injection from the second electrode 25 into the light emitting layer 24d (via the electron transport layer 24e) becomes more efficient than in the third embodiment, and the light emitting efficiency of the light emitting element 255 is further improved.
  • the energy difference ⁇ E F2' refers to "the energy difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e and the Fermi level of the second electrode 25 after the formation of the electric dipole". Therefore, in the present embodiment, “after the formation of the electric dipole” means “after the formation of the electric dipole 1'.41", and “after the formation of the electric dipole, the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e and the second As described above, the "energy difference between the two electrodes 25 and the Fermi level” means “the lower end of the ETL conduction band after the formation of the electric dipole 1'.41 and the Fermi level E F2'of the second electrode 25. "Energy difference with” is shown.
  • the energy difference ⁇ E F2 is defined as "the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (that is, the ETL conduction band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)”.
  • the energy difference between the lower end) and the Fermi level of the second electrode 25 (that is, the Fermi level E F2 of the second electrode 25) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1'.41".
  • FIG. 17 is a diagram showing the oxygen atomic density of an inorganic oxide as an example of the oxide constituting the electron transport layer 24e.
  • an inorganic oxide having an oxygen atomic density higher than that of the oxide layer 124a is selected from the inorganic oxides shown in FIG. 17, and the inorganic oxide is used. It may be an oxide constituting the electron transport layer 24e. Further, after selecting the oxide constituting the electron transport layer 24e from the inorganic oxide shown in FIG. 17, oxygen is higher than the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e from the inorganic oxide shown in FIG. 5 or 15 and a combination thereof. A combination of inorganic oxides having a low atomic density may be selected to form the oxide layer 124a and the oxide layer 124b.
  • the oxide constituting the electron transport layer 24e for example, a composite oxide containing a plurality of cations of the oxide illustrated in FIG. 17 can be used.
  • the electron transport layer 24e may be made of an oxide containing at least one of Ti, Zn, Sn and In.
  • the electron transport layer 24e may be composed of an oxide in which the most abundant element other than oxygen is any one of Ti, Zn, Sn and In.
  • the dipole moment including the component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a is included. It becomes easy to form an electric dipole 1'with, and the electron injection efficiency can be improved.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 124a adjacent to the electron transport layer 24e is made smaller than the oxygen atom density of the electron transport layer 24e, so that the electron transport layer 24e can be separated from the oxide layer 124a. It becomes easy to form an electric dipole 41 having a dipole moment including a component in the direction of the direction, and the efficiency of electron injection from the second electrode 25 to the electron transport layer 24e can be further improved.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 124a is preferably 95% or less, and is 90% or less, of the oxygen atom density of the electron transport layer 24e. More preferably, it is more preferably 85% or less, further preferably 80% or less, further preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, and 85% or less of the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. More preferably, it is more preferably 80% or less, further preferably 75% or less, and further preferably 70% or less.
  • An electric dipole 1'having a dipole moment containing a component in the direction of the material layer 124a is formed more efficiently. Therefore, efficient electron injection from the second electrode 25 into the electron transport layer 24e becomes possible, and as a result, more efficient electron injection into the light emitting layer 24d becomes possible, and the luminous efficiency is improved.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. In this case, it is possible to suppress the formation of a recombination center due to a dangling bond or the like at the interface between the oxide layer 124b and the oxide layer 124a.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124a is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e. In this case, it is possible to suppress the formation of a recombination center due to a dangling bond or the like at the interface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a.
  • the oxygen atom density in the present disclosure is applied as a unique value possessed by the electron transport layer 24e.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a combination of the oxide constituting the electron transport layer 24e and the oxide constituting the oxide layer 124a adjacent to the electron transport layer 24e.
  • the combination of oxides constituting the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a shown in FIG. 18 is merely an example. As long as the oxygen atom density of the oxide layer 124a is smaller than the oxygen atom density of the electron transport layer 24e, the combination thereof is not limited.
  • the electron transport layer 24e is composed of only one type of oxide is shown as an example, but the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b are shown. Each of them may be composed of one kind of oxide or may be composed of a plurality of oxides. That is, the electron transport layer 24e may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides like the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, and as described above, the cations of the above-exemplified oxides. It may be formed of a composite oxide containing two or more kinds of.
  • the oxide layer 124a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) contains cations contained in the electron transport layer 24e (that is, cations contained in the oxide constituting the electron transport layer 24e). Although it may be contained, it is preferable that the content is small.
  • the oxide layer 124a contains the "cation contained in the electron transport layer 24e"
  • the cation contained in the "electron transport layer 24e" contained in the oxide layer 124a is relative to the total cation contained in the oxide layer 124a.
  • the ratio of the number density of "" is preferably less than 50%, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, further preferably 4% or less, further preferably 1% or less, still more preferably 0.4% or less.
  • the oxide layer 124a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) does not contain "cations contained in the electron transport layer 24e".
  • the electron transport layer 24e (more strictly, the oxide constituting the electron transport layer 24e) contains cations contained in the oxide layer 124a (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 124b). Although it may be contained, it is preferable that the content is small.
  • the electron transport layer 24e contains the "cation contained in the oxide layer 124a"
  • the "cation contained in the oxide layer 124a" contained in the electron transport layer 24e with respect to all the cations contained in the electron transport layer 24e.
  • the ratio of the number density of is preferably less than 50%, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, further preferably 4% or less, further preferably 1% or less, still more preferably 0.4% or less. More preferably less than 0.1%.
  • the electron transport layer 24e does not contain "cations contained in the oxide layer 124a".
  • the oxide layer 124a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 124a is less than 50%.
  • 20% or less is further preferable, 10% or less is further preferable, 4% or less is further preferable, 1% or less is further preferable, 0.4% or less is further preferable, and less than 0.1% is further preferable.
  • the oxide layer 24a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124a) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the oxide layer 124b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124b) may contain at least one of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo. It is good, but it is preferable that the content is small.
  • the ratio of the total number density of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo to the total number density of all cations contained in the oxide layer 124b is less than 50%.
  • 20% or less is further preferable, 10% or less is further preferable, 4% or less is further preferable, 1% or less is further preferable, 0.4% or less is further preferable, and less than 0.1% is further preferable.
  • the oxide layer 124b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 124b) does not contain any of Ni, Cu, Ti, Zn, Sn, In, W, and Mo.
  • the electron transport layer 24e when the electron transport layer 24e is formed of an oxide as described above, the electron transport layer 24e may be formed of an amorphous oxide, or at least an oxide. A part of the contact surface with the layer 124a may be formed of a polycrystalline oxide. That is, in the latter case, the electron transport layer 24e may have only the contact surface with the oxide layer 124a polycrystalline, or the entire electron transport layer 24e may be composed of polycrystalline oxide. In other words, at least a part of the contact surface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a, at least one of the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a may contain a polycrystalline oxide. ..
  • the oxide layer 124a may be formed of an amorphous oxide, and at least a part of the contact surface with the electron transport layer 24e is formed of a polycrystalline oxide. May be. Further, the oxide layer 124b may also be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 124a may be formed of a polycrystalline oxide.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 124a is smaller than the oxygen atom density of the electron transport layer 24e, and the oxygen atom density of the oxide layer 124b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 124a. If so, the method of polycrystallization of the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b is not particularly limited. Further, the oxygen atom density of the oxide layer 124a should be smaller than the oxygen atom density of the electron transport layer 24e, and the oxygen atom density of the oxide layer 124b should be smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 124a.
  • the types of polycrystalline oxides constituting the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b are not particularly limited. Further, as with the contact surface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, at least one of the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a is provided on a part of the contact surface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a. Layer may contain grains.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light emitting element 355 of the present embodiment.
  • the light emitting device includes the light emitting element 355 shown in FIG. 19 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting element 355 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting element 5 according to the first embodiment, except for the points described below.
  • the light emitting element 355 according to the present embodiment has an oxide layer 224a between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d in the light emitting element 5 according to the first embodiment.
  • An oxide layer 224b is further provided.
  • the first electrode 22 (hole injection layer: HIL) which is an anode
  • the hole transport layer 24c HTL
  • the light emitting layer 24d and electron transport A layer (ETL) 24e and a second electrode 25 (electron injection layer: EIL) as a cathode
  • ETL electron transport A layer
  • EIL electron injection layer
  • the oxide layer 224a third oxide layer
  • the oxide layer 224b fourth oxide layer
  • the hole transport layer 24c side the hole transport layer 24c side
  • the first electrode 22 side is provided in this order.
  • the stacking order from the first electrode 22 to the second electrode 25 can be reversed.
  • the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, and the electron transport layer 24e are island-shaped for each subpixel SP. May be formed in.
  • the first electrode 22 (the second electrode 25 when the stacking order is reversed) and the light emitting layer 24d are formed in an island shape for each subpixel SP, and these layers are removed for oxidation.
  • the material layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 (the first when the stacking order is reversed). At least one layer of the electrode 22) may be formed as a solid common layer.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24a and the oxygen atomic density of the oxide layer 24b are different.
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 224a (hereinafter, may be referred to as “oxygen atom density of the oxide layer 224a") and the density of oxygen atoms in the oxide layer 224b (hereinafter, “oxide”). It is sometimes referred to as “oxygen atom density of layer 224b").
  • oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b and the interface between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b, respectively, and an electric dipole is likely to be formed. Therefore, the light emitting element 355 of the present embodiment can effectively control the amount of holes injected into the light emitting layer 24d as compared with the light emitting element 5 of the first embodiment.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24a.
  • the height of the hole injection barrier between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c is reduced to the energy difference Delta] E F1 'from the energy difference Delta] E F1, Efficient hole injection from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c becomes possible, and as a result, efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 224b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 224a.
  • the hole injection barrier height from the hole transport layer 24c to the light emitting layer 24d becomes smaller from the energy difference ⁇ Ev to the energy difference ⁇ Ev', so that the hole transport layer 24c to the light emitting layer 24d Efficient hole injection into is possible.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24a
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 224b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 224a.
  • FIG. 20 shows a hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c and a hole injection barrier between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d in the light emitting device as a comparative example. It is an energy band diagram for demonstrating.
  • FIG. 21 shows the hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c in the light emitting element 355 and the hole injection barrier between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d. It is an energy band diagram for demonstrating.
  • the upper end of the valence band (HTL valence band) of the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d is large. Since this energy difference ⁇ Ev is the height of the hole injection barrier from the hole transport layer 24c to the light emitting layer 24d, the light emitting element shown in FIG. 20 cannot efficiently inject holes into the light emitting layer 24d.
  • the difference in ionization potential between the light emitting layer without band level adjustment and the light emitting layer with band level adjusted is small. Therefore, the light emitting device of Patent Document 1 cannot sufficiently lower the height of the hole injection barrier Eh2 shown in FIG. 29, which corresponds to the energy difference ⁇ Ev. That is, the method of Patent Document 1 cannot effectively adjust the band level.
  • the light emitting element of Patent Document 1 still has a problem that the luminous efficiency is poor as the light emitting element because the amount of holes injected into the light emitting layer 103 shown in FIG. 29 cannot be effectively controlled.
  • the hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c is as described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted here.
  • the light emitting element 355 according to the present embodiment has an oxide layer 24a and an oxide layer 24b between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c from the first electrode 22 side. And are laminated in this order in contact with each other, and as described above, the oxygen atom density of the oxide layer 24b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24a. Further, as shown in FIG. 21, the light emitting element 355 according to the present embodiment has an oxide layer 224a and an oxide layer 224b between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d from the hole transport layer 24c side.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 224b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 224a. Therefore, as shown in FIG. 21, the movement of oxygen atoms from the oxide layer 24a to the oxide layer 24b is likely to occur at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, as in the first embodiment. At the interface, an electric dipole 1 having a dipole moment containing a component in the direction from the oxide layer 24b to the oxide layer 24a is formed.
  • oxygen atoms are likely to move in the direction from the oxide layer 224a to the oxide layer 224b, and at the interface, the oxide layer 224b to the oxide layer 224a are likely to move.
  • An electric dipole 51 having a dipole moment containing a component in the direction of is formed.
  • the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b adjacent to each other is as shown in FIG. 4A, that the oxide layer 24a and the oxide layer are oxidized.
  • the mechanism is the same as the movement of oxygen atoms at the interface with the material layer 24b. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b", and “1” can be read as “224a”, "224b", and "51" in this order.
  • the electric dipole 1.51 When the electric dipole 1.51 is formed in this way, as shown in FIG. 21, the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, which is the interface on which the electric dipole 1 is formed, and At the interface between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b, which is the interface on which the electric dipole 51 is formed, the electric dipole 1 and the electric dipole 51 shift the vacuum level, respectively. ..
  • the position of the band on the first electrode 22 side is located at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b and the interface between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b. , Moves downward with respect to the position of the band on the second electrode 25 side. That is, in the case of the example shown in FIG.
  • the electric dipole 51 causes the position of the band of the oxide layer 224a, the position of the band of the hole transport layer 24c, the position of the band of the oxide layer 24b, and the band of the oxide layer 24a.
  • the position of the band of the first electrode 22 move downward (band shift) with respect to the position of the band of the oxide layer 224b and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band on the second electrode 25 side also includes the position of the band on the second electrode 25 side of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band of the oxide layer 24a and the position of the band of the first electrode 22 are the position of the band of the oxide layer 24b, the position of the band of the hole transport layer 24c, and the position of the oxide layer 224a.
  • the band is further moved downward (band shift) with respect to the position of the band of the oxide layer 224b, the position of the band of the oxide layer 224b, and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • FIG. 21 the position of the band of the Fermi level E F1 of the first electrode 22 before the shift of the vacuum level by the electric dipole 1.51 is shown by the alternate long and short dash line, and the electric dipole 1.51 is used.
  • the positions of the bands of the oxide layers 24a, 24b, and 224a and the positions of the bands of the hole transport layer 24c before the vacuum level shift occurs are shown by alternate long and short dash lines. Further, the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipole 1.51 is shown by a dotted line.
  • the electric dipole 1-51 is formed, the Fermi level E F1 of the first electrode 22, the Fermi level E F1 'of the first electrode 22, the valence band of the oxide layer 24a Is the valence band of the oxide layer 24a, the valence band of the oxide layer 24b is the valence band of the oxide layer 24b, and the valence band of the hole transport layer 24c (HTL valence band) is the HTL valence.
  • the valence band of the oxide layer 224a moves to the valence band of the oxide layer 224a, and the valence band of the oxide layer 224b moves to the valence band of the oxide layer 224b.
  • the conduction band of the oxide layer 24a is the conduction band of the oxide layer 24a'
  • the conduction band of the oxide layer 24b is the conduction band of the oxide layer 24b'
  • the conduction band of the hole transport layer 24c (HTL conduction band). ) Moves to the HTL conduction band', the conduction band of the oxide layer 224a moves to the conduction band of the oxide layer 224a', and the conduction band of the oxide layer 224b moves to the conduction band of the oxide layer 224b'.
  • the energy difference ⁇ Ev between the upper end of the HTL valence band and the upper end of the light emitting layer valence band becomes the energy difference ⁇ Ev'between the upper end of the HTL valence band'and the upper end of the light emitting layer valence band'. ..
  • the energy difference ⁇ Ev'after the formation of the electric dipole 1.51 is the energy.
  • the difference is smaller than the difference ⁇ Ev (in other words, the height of the hole injection barrier from the hole transport layer 24c to the light emitting layer 24d when the oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b are not formed).
  • holes can be conducted through the oxide layer 24a and the oxide layer 24b by tunneling, so that holes are transported to the first electrode 22.
  • hole injection barrier height, a hole transport layer upper (after electric dipole 1 - 51 formed of effectively 'HTL valence band and' Fermi level E F1 of the first electrode 22 between the layer 24c energy difference between the ⁇ E F1 'of the 24c the upper end of the valence band of).
  • the thickness of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is sufficiently thin, holes can be conducted through the oxide layer 224a and the oxide layer 224b by tunneling, so that the holes can be conducted with the hole transport layer 24c.
  • the height of the hole injection barrier between the light emitting layer 24d and the light emitting layer 24d is effectively an energy difference ⁇ Ev'between the upper end of the HTL valence band'and the upper end of the light emitting layer valence band'.
  • the height of the hole injection barrier between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c and the positive are positive. Since the height of the hole injection barrier between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d becomes small, more efficient hole injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the energy difference ⁇ E F1 is defined as “the Fermi level of the first electrode 22 (that is, the first electrode 22 before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)).
  • the energy difference between the Fermi level E F1 ) and the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the upper end of the HTL valence band) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1.51".
  • the energy difference ⁇ Ev' indicates "the energy difference between the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole". Therefore, in the present embodiment, the "energy difference between the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole" is defined as "electricity" as described above. The energy difference between the upper end of the HTL valence band'and the upper end of the light emitting layer valence band'after the formation of the dipole 1.51 is shown.
  • the sign of the energy difference ⁇ Ev' is that the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (in the present embodiment, the upper end of the HTL valence band) is the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole.
  • a positive ( ⁇ Ev'> 0) is set when the valence band is on the higher energy side (upper side in the band diagram) than the upper end of the valence band (in the present embodiment, the upper end of the light emitting layer valence band), and holes are formed after the formation of the electric dipole.
  • the upper end of the valence band of the transport layer 24c (in this embodiment, the upper end of the HTL valence band) is on the lower energy side than the upper end of the light emitting layer 24d (in this embodiment, the upper end of the light emitting layer valence band).
  • the case where it is on the lower side in the band diagram is negative ( ⁇ Ev' ⁇ 0).
  • the energy difference ⁇ Ev is defined as "the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the HTL valence band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)".
  • the energy difference between the upper end of the band) and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d (that is, the upper end of the valence band of the light emitting layer) ” is shown. Therefore, in the present embodiment, "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1.51".
  • the sign of the energy difference ⁇ Ev is such that the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the upper end of the HTL valence band) is the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d (that is, the upper end of the valence band) before the formation of the electric dipole.
  • the case where it is on the higher energy side (upper side in the band diagram) than the upper end of the valence band of the light emitting layer is regarded as positive ( ⁇ Ev> 0), and before the formation of the electric dipole, the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (upper end) That is, the case where the upper end of the HTL valence band) is on the lower energy side (lower side in the band diagram) than the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d (that is, the upper end of the light emitting layer valence band) is negative ( ⁇ Ev ⁇ 0). And.
  • hole injection barrier height is negative, it means that there is no hole injection barrier.
  • the positions of the bands of the oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b (the lower end of the conduction band and the valence band) before the vacuum level shift by the electric dipole 1.51 shown by the alternate long and short dash line are shown.
  • the case where the positions of the upper ends of the electronic bands) are the same as each other is shown as an example.
  • the position of the band of these oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b is determined by the selection of the material of these oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b, and is not limited to the example shown in FIG. In the example shown in FIG.
  • the Fermi level E F1 of the first electrode 22 after the band shift occurs by formation of electric dipoles 1-51 'is, HTL valence band' when positioned above the upper end of Is shown as an example.
  • the Fermi level E F1 of the first electrode 22 after the band shift has occurred 'will, HTL valence band' may be located below the upper end of, and more preferably is better positioned below.
  • the relationship between the ionization potential IP1 of 24c, the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a, and the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b is as described in the first embodiment.
  • the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c, the ionization potential IP2 of the light emitting layer 24d, the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a, and the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b are the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c. Is smaller than the ionization potential IP2 of the light emitting layer 24d, and the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a and the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b may be larger than the ionization potential IP2 of the light emitting layer 24d.
  • the relationship between the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a and the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b also changes depending on the selection of the material. Therefore, there are no particular restrictions on the relationship between the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a and the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b. Therefore, the ionization potential of each layer may be smaller in the order of the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c, the ionization potential IP2 of the light emitting layer 24d, the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a, and the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b.
  • the ionization potential IP1 of the hole transport layer 24c, the ionization potential IP2 of the light emitting layer 24d, the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b, and the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a may be smaller in this order. In either case, the electric dipole 51 can reduce the height of the hole injection barrier between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d from the energy difference ⁇ Ev to the energy difference ⁇ Ev'.
  • the magnitude relationship between the ionization potential IP3 of the oxide layer 24a, the ionization potential IP4 of the oxide layer 24b, the ionization potential IP5 of the oxide layer 224a, and the ionization potential IP6 of the oxide layer 224b is determined by the selection of the material. Therefore, there are no particular restrictions on the magnitude relationship between these ionization potentials IP3 to IP6.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is positive. It is larger than the energy difference between the lower end of the HTL conduction band and the upper end of the HTL valence band in the hole transport layer 24c. Therefore, the carrier density (hole density) of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is smaller than the carrier density (hole density) of the hole transport layer 24c, and the oxide layer 224a and the oxide layer 224b are It has higher insulating properties than the hole transport layer 24c.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 224a.
  • the energy difference between the two and the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 224b are shown.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 224a is equal to the energy difference between the lower end of the conduction band'and the upper end of the valence band' in the oxide layer 224a. ..
  • the carrier density (hole density) of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is smaller than the carrier density (hole density) of the hole transport layer 24c. Therefore, in the oxide layer 224a and the oxide layer 224b, hole conduction by tunneling is performed as in the oxide layer 24a and the oxide layer 24b.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are as described in the first and second embodiments. Therefore, the description of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b will be omitted below.
  • the oxide layer 224a and the oxide layer 224b the same materials as those of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b described in the first and second embodiments can be used.
  • the oxides constituting the oxide layer 224a and the oxide layer 224b two are selected from the inorganic oxides shown in FIG. 5, and the one having the smaller oxygen atom density is designated as the oxide constituting the oxide layer 224b.
  • the oxide having the higher oxygen atom density may be the oxide constituting the oxide layer 224a.
  • the oxide constituting the oxide layer 224a and the oxide layer 224b as in the case of the oxide layers 24a and 24b, a composite oxide containing a plurality of cations of the oxide illustrated in FIG. 5 can also be used. Further, the oxygen atom density of the oxide may be reduced by reducing the oxygen composition ratio to the cation.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 224b smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 224a, an electric dipole having a dipole moment containing components in the direction from the oxide layer 224b to the oxide layer 224a. 51 can be easily formed, and the hole injection efficiency from the hole transport layer 24c to the light emitting layer 24d can be improved.
  • the combination of the oxide constituting the oxide layer 224a and the oxide constituting the oxide layer 224b for example, the same combination as the combination shown in FIG. 6 can be adopted.
  • the "oxide layer 24a" and “oxide layer 24b” can be read as “oxide layer 224a” and "oxide layer 224b” in this order.
  • the oxide layer 224a and the oxide layer 224b may each be composed of one kind of oxide or may be composed of a plurality of oxides.
  • each of the oxide layers 224a and 224b may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides, and as described above, the composite oxidation containing two or more cations of the above-exemplified oxides. It may be formed of an object or the like.
  • the oxide layer 224b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 224b) contains cations contained in the oxide layer 224a (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 224a). It may be contained, and the oxide layer 224a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 224a) is contained in the cation contained in the oxide layer 224b (that is, the oxide constituting the oxide layer 224b). It may contain a cation). In either case, the oxide layer 224a and the oxide layer 224b may have a structure that alleviates the lattice mismatch between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b by containing a common cation. it can.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 224b is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, further preferably 85% or less, and further preferably 80% of the oxygen atomic density of the oxide layer 224a. It is more preferably less than or equal to, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 224b is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 224a.
  • the film thickness of the oxide layer 224a and the film thickness of the oxide layer 224b are preferably 0.2 nm or more and 5 nm or less, respectively, and the total film thickness of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b. Is preferably 0.4 nm or more and 5 nm or less.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 224a and the oxygen atom density of the oxide layer 224b are the oxygen atom density of the oxide layer 24a and the oxygen atom density of the oxide layer 24b in the first embodiment, respectively. It can be set in the same way as the density. Further, the film thickness of the oxide layer 224a and the film thickness of the oxide layer 224b are set in the same manner as the film thickness of the oxide layer 24a and the film thickness of the oxide layer 24b in the first embodiment, respectively. be able to. That is, in the first embodiment, the oxygen atomic density of the oxide layer 24a and the oxygen atomic density of the oxide layer 24b, and the film thickness of the oxide layer 24a and the film thickness of the oxide layer 24b will be described. In the above, “oxide layer 24a”, “oxide layer 24b", and “electric dipole 1" can be read as “oxide layer 224a”, “oxide layer 224b", and “electric dipole 51" in this order. it can.
  • the oxide layer 224a may be formed of an amorphous oxide, and at least a part of the contact surface with the oxide layer 224b is polycrystalline oxidation. It may be formed of an object. Further, the oxide layer 224b may also be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 224a may be formed of a polycrystalline oxide. Further, at least in a part of the contact surface between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b, at least one of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b may contain grains. Further, at least one of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is preferably a continuous film, and at least the upper layer of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b is a continuous film. Is more preferable.
  • a plurality of oxide layers on the lower layer side of the oxide layer 224a and the oxide layer 224b may be formed in an island shape.
  • FIG. 22 shows the hole injection barrier between the first electrode 22 (anode) and the hole transport layer 24c and between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d in the light emitting device 455 of the present embodiment. It is an energy band diagram for explaining a hole injection barrier.
  • the light emitting device includes the light emitting element 455 shown in FIG. 22 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting device 455 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting device 355 according to the fifth embodiment, except that the hole transport layer 24c is made of an oxide.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b are laminated in this order between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c from the first electrode 22 side. Further, the oxide layer 224a and the oxide layer 224b are laminated in this order between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d from the hole transport layer 24c side (in other words, the first electrode 22 side). Has been done. The oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, and the oxide layer 224b are laminated in this order in contact with each other.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24a and the oxygen atomic density of the oxide layer 24b are different. Further, the oxygen atomic density of the oxide layer 224a and the oxygen atomic density of the oxide layer 224b are different. Further, the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is different from the oxygen atom density of the oxide layer 24b adjacent to the hole transport layer 24c. Further, the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is different from the oxygen atom density of the oxide layer 224a adjacent to the hole transport layer 24c.
  • the light emitting element 455 of the present embodiment can more effectively control the amount of holes injected into the light emitting layer 24d than the light emitting element 355 of the fifth embodiment.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 24b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24a, and the oxygen atomic density of the oxide layer 224b is the oxide layer. It is preferably smaller than the oxygen atom density of 224a.
  • the oxygen atomic density of the hole transport layer 24c is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 24b.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 224a is preferably smaller than the oxygen atomic density of the hole transport layer 24c.
  • the case of atomic density will be described as an example. That is, in the present embodiment, regarding the oxygen atom density of each layer, the oxygen atom density of the oxide layer 24a, the oxygen atom density of the oxide layer 24b, the oxygen atom density of the hole transport layer 24c, and the oxygen atom density of the oxide layer 224a. , And the oxygen atom density of the oxide layer 224b, in that order, will be described as an example.
  • oxygen atoms are likely to move from the oxide layer 24a to the oxide layer 24b at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, and the oxide layer 224a and the oxide are oxidized. At the interface with the layer 224b, the movement of oxygen atoms from the oxide layer 224a to the oxide layer 224b is likely to occur. Further, as in the second embodiment, the movement of oxygen atoms from the oxide layer 24b to the hole transport layer 24c is likely to occur at the interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c.
  • the movement of oxygen atoms from the hole transport layer 24c to the oxide layer 224a is likely to occur at the interface between the hole transport layer 24c and the oxide layer 224a. Therefore, as shown in FIG. 21, a dipole containing a component in the direction from the oxide layer 24b to the oxide layer 24a at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b, as in the fifth embodiment.
  • An electric dipole 1 having a moment is formed, and at the interface between the oxide layer 224a and the oxide layer 224b, it has a dipole moment containing a component in the direction from the oxide layer 224b to the oxide layer 224a.
  • the electric dipole 51 is formed.
  • an electric dipole 31 having a dipole moment including a component in the direction from the hole transport layer 24c to the oxide layer 24b is formed. It is formed.
  • an electric dipole 61 having a dipole moment including a component in the direction from the oxide layer 224a to the hole transport layer 24c is formed. Will be done.
  • the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the hole transport layer 24c and the oxide layer 224a adjacent to each other is the oxide layer 24a in FIG. 4A.
  • the mechanism is the same as the movement of oxygen atoms at the interface with the oxide layer 24b. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b”, and “1” can be read as “24c", "224a", and "61" in this order.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b which are the interfaces on which the electric dipole 1 is formed, are formed.
  • a shift of the vacuum level occurs due to 61 and the electric dipole 51.
  • the position of the band on the first electrode 22 side is on the second electrode 25 side with each interface on which the electric dipoles 1, 31, 61, 51 are formed as a boundary. Moves downward with respect to the position of each band. That is, in the case of the example shown in FIG. 22, the electric dipole 51 causes the position of the band of the oxide layer 224a, the position of the band of the hole transport layer 24c, the position of the band of the oxide layer 24b, and the band of the oxide layer 24a. And the position of the band of the first electrode 22 move downward (band shift) with respect to the position of the band of the oxide layer 224b and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band of the hole transport layer 24c, the position of the band of the oxide layer 24b, the position of the band of the oxide layer 24a, and the position of the band of the first electrode 22 are changed to the oxide layer. It moves further downward (band shift) with respect to the position of the band of the 224a, the position of the band of the oxide layer 224b, and the position of the band of the light emitting layer 24d. Further, due to the electric dipole 31, the position of the band of the oxide layer 24b, the position of the band of the oxide layer 24a, and the position of the band of the first electrode 22 are changed to the position of the band of the hole transport layer 24c and the oxide layer.
  • the electric dipole 1 causes the position of the band of the oxide layer 24a and the position of the band of the first electrode 22 to be the position of the band of the oxide layer 24b, the position of the band of the hole transport layer 24c, and the position of the oxide layer 224a.
  • the band is further moved downward (band shift) with respect to the position of the band of the oxide layer 224b, the position of the band of the oxide layer 224b, and the position of the band of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band on the second electrode 25 side also includes the position of the band on the second electrode 25 side of the light emitting layer 24d.
  • the position of the band of the Fermi level E F1 of the first electrode 22 before the shift of the vacuum level by the electric dipoles 1.31, 61, 51 is shown by a dashed line, and the electric dipole is shown.
  • the positions of the bands of the oxide layers 24a, 24b, and 224a and the positions of the bands of the hole transport layer 24c before the vacuum level shift due to 1.31, 61, and 51 occur are shown by alternate long and short dash lines. ..
  • the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipoles 1.31, 61, 51 is shown by a dotted line.
  • the electric dipole 1, 31, 61, 51 are formed, the Fermi level E F1 of the first electrode 22, the Fermi level E F1 'of the first electrode 22, an oxide layer 24a
  • the valence band of the oxide layer 24a is in the valence band of the oxide layer 24a
  • the valence band of the oxide layer 24b is in the valence band of the oxide layer 24b
  • the HTL valence band is in the HTL valence band.
  • the valence band of layer 224a moves to the valence band of oxide layer 224a
  • the valence band of oxide layer 224b moves to the valence band of oxide layer 224b.
  • the conduction band of the oxide layer 24a is the conduction band of the oxide layer 24a
  • the conduction band of the oxide layer 24b is the conduction band of the oxide layer 24b
  • the HTL conduction band is the HTL conduction band.
  • the conduction band of the layer 224a moves to the conduction band of the oxide layer 224a
  • the conduction band of the oxide layer 224b moves to the conduction band of the oxide layer 224b.
  • the height of the hole injection barrier from the electrode 22 to the hole transport layer 24c) is smaller. Further, due to this movement, the energy difference ⁇ Ev between the upper end of the HTL valence band and the upper end of the light emitting layer valence band becomes the energy difference ⁇ Ev'between the upper end of the HTL valence band'and the upper end of the light emitting layer valence band'. .. As a result, the energy difference ⁇ Ev'after the formation of the electric dipole 1.31.61.51 (in other words, the holes from the hole transport layer 24c to the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole 1.31.61.51).
  • the injection barrier height is the energy difference ⁇ Ev (in other words, the hole transport layer 24c when the material of the hole transport layer 24c is not an oxide and does not form the oxide layers 24a, 24b, 224a, 224b).
  • ⁇ Ev the hole transport layer 24c when the material of the hole transport layer 24c is not an oxide and does not form the oxide layers 24a, 24b, 224a, 224b.
  • the holes can be conducted through the oxide layer 224a and the oxide layer 224b by tunneling, so that the holes
  • the height of the hole injection barrier between the transport layer 24c and the light emitting layer 24d is effectively an energy difference ⁇ Ev'between the upper end of the HTL valence band'and the upper end of the light emitting layer valence band'.
  • the hole injection between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c is performed by forming the hole transport layer 24c and the oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b as described above.
  • the barrier height and the hole injection barrier height between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d are reduced, more efficient hole injection from the first electrode 22 to the light emitting layer 24d is possible. Become. As a result, the luminous efficiency is improved. Further, according to the present embodiment, since the electric dipoles 1.31, 61, 51 are formed, the distance between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c is higher than that in the case of the light emitting element 355 of the fifth embodiment. The hole injection barrier height and the hole injection barrier height between the hole transport layer 24c and the light emitting layer 24d are reduced, so that more efficient hole injection from the first electrode 22 to the light emitting layer 24d is possible. It will be possible. As a result, the light emitting element 455 of the present embodiment can improve the luminous efficiency as compared with the light emitting element 355 of the fifth embodiment.
  • the energy difference ⁇ E F1 is defined as “the Fermi level of the first electrode 22 (that is, the first electrode 22 before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)).
  • the energy difference between the Fermi level E F1 ) and the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the upper end of the HTL valence band) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1.31, 61, 51".
  • the energy difference ⁇ Ev' indicates "the energy difference between the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole". Therefore, in the present embodiment, the "energy difference between the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole" is defined as "electricity" as described above. The energy difference between the upper end of the HTL valence band'and the upper end of the light emitting layer valence band'after the formation of the dipoles 1, 31, 61, 51 "is shown.
  • the energy difference ⁇ Ev is defined as "the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (that is, the HTL valence band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)".
  • the energy difference between the upper end of the band) and the upper end of the valence band of the light emitting layer 24d (that is, the upper end of the valence band of the light emitting layer) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 1.31, 61, 51".
  • the case where the lower end of the band and the upper end of the valence band) are the same as each other is shown as an example.
  • the position of the band of these oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b is determined by the selection of the material of these oxide layers 24a, 24b, 224a, and 224b, and is not limited to the example shown in FIG.
  • the Fermi level E F1 ' is, HTL valence band' of the first electrode 22 after the band shift occurs by formation of electric dipoles 1, 31, 61, 51 than the upper end of the It may be located below or below, and more preferably below.
  • the upper end of the valence band of the hole transport layer 24c (the upper end of the HTL valence band') after the band shift occurs due to the formation of the electric dipoles 1, 31, 61, 51 is the valence band of the light emitting layer 24d. It may be located above or below the upper end (the upper end of the light emitting layer valence band), and is more preferably located below.
  • the oxide constituting the hole transport layer 24c can be selected in the same manner as in the second embodiment.
  • the oxygen atom density is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24b, and the oxygen atom density is lower than the oxygen atom density of the oxide layer 224a.
  • a large inorganic oxide is selected, and the inorganic oxide is used as an oxide constituting the hole transport layer 24c.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 224a is preferably 95% or less, preferably 90% or less of the oxygen atom density of the hole transport layer 24c. It is more preferably 85% or less, further preferably 80% or less, further preferably 75% or less, still more preferably 70% or less. Further, the oxygen atomic density of the oxide layer 224a is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the hole transport layer 24c.
  • the relationship between the oxygen atom density of the hole transport layer 24c and the oxygen atom density of the oxide layer 224a is the oxygen atom density of the oxide layer 24a and the oxygen atom density of the oxide layer 24b in the first embodiment. It can be set in the same way as the relationship of. That is, in the description of the oxygen atomic density of the oxide layer 24a and the oxygen atomic density of the oxide layer 24b in the first embodiment, the "oxide layer 24a", the “oxide layer 24b”, and the "electric dipole 1" Can be read as “hole transport layer 24c", “oxide layer 224a", and "electric dipole 61" in this order.
  • the relationship between the oxygen atom density of the oxide layer 24b and the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is as described in the second embodiment.
  • the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, still more preferably 85% or less of the oxygen atom density of the oxide layer 24b. , 80% or less, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
  • the oxygen atomic density of the hole transport layer 24c is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 24b.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the light emitting element 555 of the present embodiment.
  • the light emitting device includes the light emitting element 555 shown in FIG. 23 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting element 555 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting element 155 according to the third embodiment, except for the points described below.
  • the light emitting element 555 according to the present embodiment has an oxide layer 324a between the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d in the light emitting element 155 according to the third embodiment. It further includes an oxide layer 324b.
  • the first electrode 22 which is an anode
  • the hole transport layer 24c HTL
  • the light emitting layer 24d and electron transport A layer (ETL) 24e and a second electrode 25 (electron injection layer: EIL) as a cathode
  • an oxide layer 124a first oxide layer
  • an oxide layer 124b second oxide layer
  • the oxide layer 124a are provided in this order from the electron transport layer 24e side (in other words, the first electrode 22 side).
  • the oxide layer 324a (third oxide layer) and the oxide layer 324b (fourth oxide layer) are placed on the light emitting layer 24d side (in other words, the third oxide layer). 1 electrode 22 side) is provided in this order.
  • the stacking order from the first electrode 22 to the second electrode 25 can be reversed.
  • the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b are islands for each subpixel SP. It may be formed in a shape.
  • the first electrode 22 (the second electrode 25 when the stacking order is reversed) and the light emitting layer 24d are formed in an island shape for each subpixel SP, and these layers are removed.
  • the hole transport layer 24c, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 (the first when the stacking order is reversed). At least one layer of the electrode 22) may be formed as a solid common layer.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124a and the oxygen atomic density of the oxide layer 124b are different.
  • the density of oxygen atoms in the oxide layer 324a (hereinafter, may be referred to as “oxygen atom density of the oxide layer 324a”) and the density of oxygen atoms in the oxide layer 324b (hereinafter, “oxide”). It may be referred to as “oxygen atom density of layer 324b").
  • oxygen atom density of layer 324a hereinafter, may be referred to as "oxygen atom density of the oxide layer 324a"
  • oxygen atom density of layer 324b the density of oxygen atoms in the oxide layer 324b
  • the movement of oxygen atoms occurs at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b and the interface between the oxide layer 324a and the oxide layer 324b, respectively, and electric dipoles are likely to be formed. Therefore, the light emitting element 555 of the present embodiment can more effectively control the amount of electrons
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a. Further, the oxygen atomic density of the oxide layer 324b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 324a.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a, and the oxygen atomic density of the oxide layer 324b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 324a. The case will be described as an example.
  • FIG. 24 is for explaining an electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e and an electron injection barrier between the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d in a light emitting device as a comparative example. It is an energy band diagram of.
  • FIG. 25 is for explaining the electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e in the light emitting device 555 and the electron injection barrier between the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d. It is an energy band diagram.
  • the lower end of the conduction band (light emitting layer valence conduction band) of the light emitting layer 24d and the conduction band of the electron transport layer 24e As shown in FIG. 24, in the light emitting element of the comparative example in which the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d are in direct contact with each other, the lower end of the conduction band (light emitting layer valence conduction band) of the light emitting layer 24d and the conduction band of the electron transport layer 24e.
  • the energy difference ⁇ Ec from the lower end of the (ETL conduction band) is large. Since this energy difference ⁇ Ec is the height of the electron injection barrier between the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d, the light emitting device shown in FIG. 24 cannot efficiently inject holes into the light emitting layer 24d.
  • the light emitting element of Patent Document 1 still has a problem that the luminous efficiency is poor as the light emitting element because the hole injection amount and the electron injection amount into the light emitting layer 103 shown in FIG. 29 cannot be effectively controlled.
  • the electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e is as described in the third embodiment, and thus the description thereof will be omitted here.
  • the light emitting element 555 has the oxide layer 124a and the oxide layer 124b between the second electrode 25 and the electron transport layer 24e from the electron transport layer 24e side.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a.
  • the oxide layer 324a and the oxide layer 324b are placed between the light emitting layer 24d and the electron transport layer 24e from the light emitting layer 24d side.
  • oxygen atom density of the oxide layer 324b is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 324a. Therefore, as shown in FIG. 25, as in the third embodiment, oxygen atoms are likely to move from the oxide layer 124a to the oxide layer 124b at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b. At the interface, an electric dipole 1'having a dipole moment containing a component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a is formed.
  • oxygen atoms are likely to move in the direction from the oxide layer 324a to the oxide layer 324b, and at the interface, the oxide layer 324b to the oxide layer 324a are likely to move.
  • An electric dipole 71 having a dipole moment containing a component in the direction of is formed.
  • the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 324a and the oxide layer 324b adjacent to each other is that the oxide layer 24a and the oxide layer are oxidized in FIG. 4A.
  • the mechanism is the same as the movement of oxygen atoms at the interface with the material layer 24b. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b”, and “1” can be read as “324a”, “324b", and "71" in this order.
  • the electric dipole 71 causes the position of the band of the oxide layer 324b, the position of the band of the electron transport layer 24e, the position of the band of the oxide layer 124a, and the position of the band of the oxide layer 124b.
  • the position and the position of the band of the second electrode 25 move upward (band shift) with respect to the position of the band of the light emitting layer 24d and the position of the band of the oxide layer 324a.
  • the position of the band of the oxide layer 124b and the position of the band of the second electrode 25 are the positions of the band of the light emitting layer 24d, the position of the band of the oxide layer 324a, and the position of the electron transport layer 24e.
  • the band is further moved upward (band shift) with respect to the position of the band and the position of the band of the oxide layer 124a.
  • the position of the band on the first electrode 22 side also includes the position of the band on the first electrode 22 side of the light emitting layer 24d. In FIG.
  • the valence band of the oxide layer 324b becomes the valence band of the oxide layer 324b
  • the ETL valence band becomes the ETL valence band.
  • the valence band of the oxide layer 124a is in the valence band of the oxide layer 124a
  • the valence band of the oxide layer 124b is in the valence band of the oxide layer 124b
  • the Fermi level E F2 of the second electrode 25 Moves to the Fermi level E F2'of the second electrode 25, respectively.
  • the conduction band of the oxide layer 324b is in the conduction band of the oxide layer 324b
  • the ETL conduction band is in the ETL conduction band
  • the conduction band of the oxide layer 124a is in the conduction band of the oxide layer 124a.
  • the conduction band of the layer 124b moves to the conduction band of the oxide layer 124b, respectively.
  • the energy difference ⁇ E F2 between the lower end of the ETL conduction band and the Fermi level E F2 of the second electrode 25 is the energy difference between the lower end of the ETL conduction band'and the Fermi level E F2'of the second electrode 25. It becomes ⁇ E F2 '.
  • the energy difference ⁇ Ec'after the formation of the electric dipole 71.1' (in other words, the height of the electron injection barrier from the electron transport layer 24e to the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole 71.1') is the energy.
  • the difference is smaller than the difference ⁇ Ec (in other words, the height of the electron injection barrier from the electron transport layer 24e to the light emitting layer 24d when the oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b are not formed).
  • the second electrode 25 and the electron transport layer 24e the electron injection barrier height between an energy difference Delta] E F2 'and effectively' conduction band of the electron transport layer 24e (ETL conduction band 'second electrode 25 Fermi level E F2 lower end of) Become.
  • the thickness of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is sufficiently thin, electrons can conduct the oxide layer 324a and the oxide layer 324b by tunneling, so that the electron transport layer 24e and the light emitting layer
  • the height of the electron injection barrier between 24d and 24d is effectively an energy difference ⁇ Ec'between the lower end of the light emitting layer conduction band and the lower end of the ETL conduction band'.
  • the oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b in this way, the height of the electron injection barrier between the second electrode 25 and the electron transport layer 24e, and the electron transport layer Since the height of the electron injection barrier between the light emitting layer 24e and the light emitting layer 24d becomes small, more efficient electron injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the energy difference ⁇ Ec' refers to "the energy difference between the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d and the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e after the formation of the electric dipole". Therefore, in the present embodiment, “after the formation of the electric dipole” means “after the formation of the electric dipole 71.1'", and “the lower end of the conduction band and the electron transport layer of the light emitting layer 24d after the formation of the electric dipole”.
  • the “energy difference from the lower end of the conduction band of 24e” indicates, as described above, "the energy difference between the lower end of the light emitting layer conduction band and the lower end of the ETL conduction band after the formation of the electric dipole 71.1'". ..
  • the reference numeral of the energy difference ⁇ Ec' is that the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d (the lower end of the conduction band of the light emitting layer in this embodiment) is the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e after the formation of the electric dipole.
  • the case where the energy side (upper side in the band diagram) is higher than the lower end of the ETL conduction band'is positive ( ⁇ Ec'> 0) is higher than the lower end of the ETL conduction band'is positive ( ⁇ Ec'> 0), and after the formation of the electric dipole, the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d.
  • the lower end of the conduction band of the light emitting layer is on the lower energy side (lower side in the band diagram) than the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (in this embodiment, the lower end of the ETL conduction band). Let it be negative ( ⁇ Ec' ⁇ 0).
  • the energy difference ⁇ Ec is defined as “the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d (that is, the lower end of the conduction band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)).
  • the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e that is, the lower end of the ETL conduction band
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 71.1'".
  • the sign of the energy difference ⁇ Ec is that the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d (that is, the lower end of the conduction band of the light emitting layer) is the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (that is, that is, before the formation of the electric dipole).
  • the case where it is on the higher energy side (upper side in the band diagram) than the lower end of the ETL conduction band is positive ( ⁇ Ec> 0)
  • the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d that is, the lower end of the conduction band of the light emitting layer.
  • the case where the lower end) is on the lower energy side (lower side in the band diagram) of the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (that is, the lower end of the ETL conduction band) is negative ( ⁇ Ec ⁇ 0).
  • the energy difference ⁇ E F2' refers to "the energy difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e and the Fermi level of the second electrode 25 after the formation of the electric dipole". Accordingly, in the present embodiment, the energy difference 'and “electric dipole 71 ⁇ 1' ⁇ E F2 after formation, 'and the lower end of the Fermi level E F2 of the second electrode 25' ETL conduction band energy difference between the Is shown.
  • the energy difference ⁇ E F2 is defined as "the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (that is, the ETL conduction band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)".
  • the energy difference between the lower end) and the Fermi level of the second electrode 25 (that is, the Fermi level E F2 of the second electrode 25) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 71.1'".
  • the positions of the respective bands of the oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b (the lower end of the conduction band and the lower end of the conduction band and before the shift of the vacuum level due to the electric dipole 71.1'shown by the alternate long and short dash line
  • the case where the positions of the upper ends of the valence bands) are the same is shown as an example.
  • the position of the band of these oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b is determined by the selection of the material of these oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b, and is not limited to the example shown in FIG. In the example shown in FIG.
  • ETL conduction band' may be located above the lower end of, who located above is more preferable.
  • the electron transport layer 24e may be larger than the electron affinity EA2 of the light emitting layer 24d, and the electron affinity EA2 of the light emitting layer 24d may be larger than the electron affinity EA5 of the oxide layer 324a and the electron affinity EA6 of the oxide layer 324b.
  • the relationship between the electron affinity EA5 of the oxide layer 324a and the electron affinity EA6 of the oxide layer 324b also changes depending on the selection of the material.
  • the electron affinity of each layer may be increased in the order of the electron transport layer 24e, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, and the oxide layer 324b, and the electron transport layer 24e, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324b, and the oxide.
  • the layers may be larger in the order of 324a.
  • the electric dipole 71 can reduce the height of the electron injection barrier between the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d from the energy difference ⁇ Ec to the energy difference ⁇ Ec'.
  • the magnitude relationship between the electron affinity EA3 of the oxide layer 124a, the electron affinity EA4 of the oxide layer 124b, the electron affinity EA5 of the oxide layer 324a, and the electron affinity EA6 of the oxide layer 324b is determined by the selection of the material. Therefore, there are no particular restrictions on the magnitude relationship between these electron affinities EA3 to EA6.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is an electron. It is larger than the energy difference between the upper end of the ETL valence band and the lower end of the ETL conduction band in the transport layer 24e. Therefore, the carrier density (electron density) of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is smaller than the carrier density (electron density) of the electron transport layer 24e, and the oxide layer 324a and the oxide layer 324b are the electron transport layer. Higher insulation than 24e.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 324a.
  • the energy difference between the two and the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 324b are shown.
  • the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 324a is the lower end of the conduction band'and the upper end of the valence band' in the oxide layer 324a. Equal to, but not limited to, the energy difference between.
  • the magnitude relationship between the energy difference between the lower end of the conduction band and the upper end of the valence band in the oxide layer 324a and the energy difference between the lower end of the conduction band'and the upper end of the valence band' in the oxide layer 324a. Is determined by the material selection of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b, and is not particularly limited. Further, as described above, the carrier density (electron density) of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is smaller than the carrier density (electron density) of the electron transport layer 24e. Therefore, in the oxide layer 324a and the oxide layer 324b as well, electron conduction by tunneling is performed as in the oxide layer 124a and the oxide layer 124b.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are as described in the third and fourth embodiments. Therefore, the description of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b will be omitted below.
  • the oxide layer 324a and the oxide layer 324b the same materials as those of the oxide layer 24a and the oxide layer 24b described in the first and second embodiments are used as in the case of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b. Can be done.
  • the oxides constituting the oxide layer 324a and the oxide layer 324b two are selected from the inorganic oxides shown in FIG.
  • the oxide constituting the oxide layer 324b is designated as the oxide constituting the oxide layer 324b.
  • the oxide having the higher oxygen atom density may be the oxide constituting the oxide layer 324a.
  • a composite oxide containing a plurality of cations of the oxides exemplified in FIG. 5 can also be used as the oxides constituting the oxide layer 324a and the oxide layer 324b.
  • the oxygen atom density of the oxide may be reduced by reducing the oxygen composition ratio to the cation.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 324b smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 324a, an electric dipole having a dipole moment containing components in the direction from the oxide layer 324b to the oxide layer 324a. 71 can be easily formed, and the electron injection efficiency can be improved.
  • oxide layer 324a and the oxide constituting the oxide layer 324b for example, the same combination as the combination shown in FIG. 15 can be adopted.
  • oxide layer 124b” and “oxide layer 124a” can be read as “oxide layer 324b” and “oxide layer 324a” in this order.
  • oxide layer 24a” and “oxide layer 24b” can be read as “oxide layer 324a” and “oxide layer 324b” in this order.
  • the oxide layer 324a and the oxide layer 324b may each be composed of one kind of oxide or may be composed of a plurality of oxides.
  • each of the oxide layers 324a and 324b may be composed of a composition obtained by mixing a plurality of oxides, and as described above, the composite oxidation containing two or more cations of the above-exemplified oxides. It may be formed of an object or the like.
  • the oxide layer 324b (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 324b) contains cations contained in the oxide layer 324a (that is, cations contained in the oxide constituting the oxide layer 324a). It may be contained, and the oxide layer 324a (more strictly, the oxide constituting the oxide layer 324a) is contained in the cation contained in the oxide layer 324b (that is, the oxide constituting the oxide layer 324b). It may contain a cation). In either case, the oxide layer 324a and the oxide layer 324b may have a structure that alleviates the lattice mismatch between the oxide layer 324a and the oxide layer 324b by containing a common cation. it can.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 324b is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, further preferably 85% or less, and further preferably 80% of the oxygen atomic density of the oxide layer 324a. It is more preferably less than or equal to, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less. Further, the oxygen atomic density of the oxide layer 324b is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 324a.
  • the film thickness of the oxide layer 324a and the film thickness of the oxide layer 324b are preferably 0.2 nm or more and 5 nm or less, respectively, and the total film thickness of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b. Is preferably 0.4 nm or more and 5 nm or less.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 324a and the oxygen atom density of the oxide layer 324b are the oxygen atom density of the oxide layer 124a and the oxygen atom density of the oxide layer 124b in the third embodiment, respectively. It can be set in the same way as the density. Further, the film thickness of the oxide layer 324a and the film thickness of the oxide layer 324b are set in the same order as the film thickness of the oxide layer 124a and the film thickness of the oxide layer 124b in the third embodiment. be able to.
  • the "oxide layer 124a”, the “oxide layer 124b”, and the “electric dipole 1'”. Can be read as “oxide layer 324a”, “oxide layer 324b”, and “electric dipole 71" in this order.
  • the oxide layer 324a may be formed of an amorphous oxide, and at least a part of the contact surface with the oxide layer 324b is polycrystalline oxidation. It may be formed of an object. Further, the oxide layer 324b may also be formed of an amorphous oxide, or at least a part of the contact surface with the oxide layer 324a may be formed of a polycrystalline oxide. Further, at least on the contact surface between the oxide layer 324a and the oxide layer 324b, at least one of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b may contain grains. Further, at least one of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is preferably a continuous film, and at least the upper layer of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is a continuous film. Is more preferable.
  • FIG. 2 shows, in order, “oxide layer 324a”, “oxide layer 324b”, “electric dipole 71”, “lower end of conduction band (ETL conduction band') of electron transport layer 24e", and “light emitting layer 24d”. It can be read as “the lower end of the conduction band (conduction band of the light emitting layer)", “energy difference ⁇ Ec'", “electrons”, “light emitting element 555”, and “FIG. 19".
  • a plurality of oxide layers on the lower layer side of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b may be formed in an island shape.
  • FIG. 26 shows an electron injection barrier between the second electrode 25 (cathode) and the electron transport layer 24e in the light emitting device 655 of the present embodiment, and an electron injection barrier between the electron transport layer 24e and the light emitting layer 24d. It is an energy band diagram for demonstrating.
  • the light emitting device includes the light emitting element 655 shown in FIG. 26 as a light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting device 655 according to the present embodiment has the same configuration as the light emitting device 555 according to the seventh embodiment, except that the electron transport layer 24e is made of an oxide.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b are located between the electron transport layer 24e and the second electrode 25 on the electron transport layer 24e side (in other words, the first electrode 22 side). ), They are stacked in this order. Further, the oxide layer 324a and the oxide layer 324b are laminated in this order between the light emitting layer 24d and the electron transport layer 24e from the light emitting layer 24d side (in other words, the first electrode 22 side). ..
  • the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, and the oxide layer 124b are laminated in this order in contact with each other.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124a and the oxygen atomic density of the oxide layer 124b are different. Further, the oxygen atomic density of the oxide layer 324a and the oxygen atomic density of the oxide layer 324b are different. Further, the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e is different from the oxygen atomic density of the oxide layer 324b adjacent to the electron transport layer 24e. Further, the oxygen atom density of the electron transport layer 24e is different from the oxygen atom density of the oxide layer 124a adjacent to the electron transport layer 24e.
  • Oxygen atoms also move at the interface with the oxide layer 124a, and electric dipoles are likely to be formed.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124b is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 124a, and the oxygen atomic density of the oxide layer 324b is the oxide layer. It is preferably smaller than the oxygen atom density of 324a. Further, as described in the fourth embodiment, the oxygen atomic density of the oxide layer 124a is preferably smaller than the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e. Further, the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e is preferably smaller than the oxygen atomic density of the oxide layer 324b.
  • oxygen atoms are likely to move from the oxide layer 324a to the oxide layer 324b at the interface between the oxide layer 324a and the oxide layer 324b, and the oxide layer 124a and the oxide are oxidized.
  • the movement of oxygen atoms from the oxide layer 124a to the oxide layer 124b is likely to occur.
  • the movement of oxygen atoms from the electron transport layer 24e to the oxide layer 124a is likely to occur at the interface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a.
  • oxygen atoms are likely to move from the oxide layer 324b to the electron transport layer 24e at the interface between the oxide layer 324b and the electron transport layer 24e. Therefore, as shown in FIG. 26, as in the seventh embodiment, at the interface between the oxide layer 324a and the oxide layer 324b, a dipole containing a component in the direction from the oxide layer 324b to the oxide layer 324a. An electric dipole 71 having a moment is formed, and at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, it has a dipole moment including a component in the direction from the oxide layer 124b to the oxide layer 124a. An electric dipole 1'is formed.
  • an electric dipole 41 having a dipole moment including a component in the direction from the oxide layer 124a toward the electron transport layer 24e is formed.
  • an electric dipole 81 having a dipole moment including a component in the direction from the electron transport layer 24e to the oxide layer 324b is formed. ..
  • the mechanism by which oxygen atoms move at the interface between the oxide layer 324b and the electron transport layer 24e adjacent to each other is that the oxide layer 24a and the oxide layer 24a are oxidized in FIG. 4A.
  • the mechanism is the same as the movement of oxygen atoms at the interface with the material layer 24b. Therefore, in FIGS. 4A and 4B, "24a", “24b”, and “1” can be read as “324b", "24e", and "81" in this order.
  • the oxide layer 324a and the oxide layer 324b which are the interfaces on which the electric dipole 71 is formed
  • the interface between the oxide layer 324b and the electron transport layer 24e which is the interface where the electric dipole 81 is formed
  • the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a which are the interfaces where the electric dipole 41 is formed.
  • the electric dipole 71, the electric dipole 81, and the electric dipole respectively, at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, which is the interface on which the electric dipole 1'is formed. 41 and the shift of the vacuum level due to the electric dipole 1'occurs.
  • the position of the band on the second electrode 25 side is the position of the first electrode 22 with each interface on which the electric dipole 71.81.41.1'formed as described above is formed. It moves upward with respect to the position of the band on the side. That is, in the case of the example shown in FIG. 26, the electric dipole 71 causes the position of the band of the oxide layer 324b, the position of the band of the electron transport layer 24e, the position of the band of the oxide layer 124a, and the position of the band of the oxide layer 124b. The position and the position of the band of the second electrode 25 move upward (band shift) with respect to the position of the band of the light emitting layer 24d and the position of the band of the oxide layer 324a.
  • the position of the band of the electron transport layer 24e, the position of the band of the oxide layer 124a, the position of the band of the oxide layer 124b, and the position of the band of the second electrode 25 are set on the light emitting layer 24d.
  • the band is further moved upward (band shift) with respect to the position of the band, the position of the band of the oxide layer 324a, and the position of the band of the oxide layer 324b.
  • the position of the band of the oxide layer 124a, the position of the band of the oxide layer 124b, and the position of the band of the second electrode 25 are the positions of the band of the light emitting layer 24d and the position of the oxide layer 324a.
  • the band is further moved upward (band shift) with respect to the position of the band, the position of the band of the oxide layer 324b, and the position of the band of the electron transport layer 24e. Then, due to the electric dipole 1', the position of the band of the oxide layer 124b and the position of the band of the second electrode 25 are the positions of the band of the light emitting layer 24d, the position of the band of the oxide layer 324a, and the position of the oxide layer 324b. The band is further moved upward (band shift) with respect to the position of the band, the position of the band of the electron transport layer 24e, and the position of the band of the oxide layer 324a.
  • the position of the band on the first electrode 22 side also includes the position of the band on the first electrode 22 side of the light emitting layer 24d.
  • FIG. 26 the position of the band of the Fermi level E F2 of the second electrode 25 before the shift of the vacuum level by the electric dipole 71.81.41.1'is shown by a dashed line, and the electric dipole is shown.
  • the position of the band of the oxide layer 324b, 124a, 124b and the position of the band of the electron transport layer 24e before the shift of the vacuum level by the dipoles 71.81.41.1' are shown by a two-dot chain line, respectively. There is. Further, the vacuum level after the shift of the vacuum level by the electric dipole 71.81.41.1'is shown by a dotted line.
  • the Fermi level E F2 of the second electrode 25 becomes an oxide layer at the Fermi level E F2'of the second electrode 25.
  • the valence band of 324b is oxidized to the valence band of the oxide layer 324b, the ETL valence band to the ETL valence band, and the valence band of the oxide layer 124a to the valence band of the oxide layer 124a.
  • the valence band of the material layer 124b moves to the valence band of the oxide layer 124b, respectively.
  • the conduction band of the oxide layer 324b is in the conduction band of the oxide layer 324b
  • the ETL conduction band is in the ETL conduction band
  • the conduction band of the oxide layer 124a is in the conduction band of the oxide layer 124a.
  • the conduction band of the layer 124b moves to the conduction band of the oxide layer 124b, respectively.
  • the electric dipole 71, 81, 41, 1 if 'after the formation energy difference Delta] E F2' (i.e., from the electric dipole 71, 81, 41, 1 'formed after the second electrode 25 into the electron transport layer 24e
  • the electron injection barrier height is the energy difference ⁇ E F2 (in other words, the second electrode when the material of the electron transport layer 24e is not an oxide and does not form the oxide layers 324a, 324b, 124a, 124b).
  • the height of the electron injection barrier from 25 to the electron transport layer 24e is smaller.
  • the energy difference ⁇ Ec between the lower end of the light emitting layer conduction band and the lower end of the ETL conduction band becomes the energy difference ⁇ Ec'between the lower end of the light emitting layer conduction band and the lower end of the ETL conduction band'.
  • the energy difference ⁇ Ec'after the formation of the electric dipole 71.81.41.1' is the energy difference ⁇ Ec (in other words, when the material of the electron transport layer 24e is not an oxide and the oxide layers 324a, 324b, 124a, 124b are not formed, the electron transport layer 24e emits light. It is smaller than the height of the electron injection barrier to the layer 24d).
  • the thickness of the oxide layer 124a and the oxide layer 124b is sufficiently thin, electrons can conduct the oxide layer 124a and the oxide layer 124b by tunneling, so that the second electrode 25 and the second electrode 25
  • the height of the electron injection barrier between the electron transport layer 24e is effectively the lower end of the conduction band (lower end of the ETL conduction band') of the electron transport layer 24e and the Fermi quasi of the second electrode 25 after the formation of the electric dipole. place the 'energy difference ⁇ E F2 of the' E F2.
  • the thickness of the oxide layer 324a and the oxide layer 324b is sufficiently thin, electrons can conduct the oxide layer 324a and the oxide layer 324b by tunneling, so that the electron transport layer.
  • the height of the electron injection barrier between the 24e and the light emitting layer 24d is effectively the lower end of the conduction band of the light emitting layer (the lower end of the conduction band of the light emitting layer) and the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e after the formation of the electric dipole.
  • the energy difference ⁇ Ec'from (the lower end of the ETL conduction band').
  • the present embodiment by forming the oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b as described above, the height of the electron injection barrier between the second electrode 25 and the electron transport layer 24e and the electron transport Since the height of the electron injection barrier between the layer 24e and the light emitting layer 24d becomes small, more efficient electron injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the energy difference ⁇ Ec' refers to "the energy difference between the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d and the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e after the formation of the electric dipole". Therefore, in the present embodiment, “after the formation of the electric dipole” means “after the formation of the electric dipole 71.81.41.1'” and “after the formation of the electric dipole", the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d.
  • the “energy difference between the electron transport layer 24e and the lower end of the conduction band” is, as described above, “the lower end of the conduction band of the light emitting layer and the ETL conduction band after the formation of the electric dipole 71.81.41.1'". "Energy difference from the lower end” is shown.
  • the energy difference ⁇ Ec is defined as “the lower end of the conduction band of the light emitting layer 24d (that is, the lower end of the conduction band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)).
  • the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e that is, the lower end of the ETL conduction band
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 71.81.41.1'".
  • the energy difference ⁇ E F2' refers to "the energy difference between the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e and the Fermi level of the second electrode 25 after the formation of the electric dipole". Accordingly, in the present embodiment, the energy difference 'and “electric dipole 71 ⁇ 81 ⁇ 41 ⁇ 1' ⁇ E F2 after formation, ETL conduction band 'and the lower end of the Fermi level E F2 of the second electrode 25'"Energy difference with" is shown.
  • the energy difference ⁇ E F2 is defined as "the lower end of the conduction band of the electron transport layer 24e (that is, the ETL conduction band before the formation of the electric dipole (in other words, there is no shift of the vacuum level)”.
  • the energy difference between the lower end) and the Fermi level of the second electrode 25 (that is, the Fermi level E F2 of the second electrode 25) ” is shown.
  • "before the formation of the electric dipole” means “before the formation of the electric dipole 71.81.41.1'".
  • FIG. 26 the positions of the bands of the oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b before the vacuum level shift due to the electric dipole 71.81.41.1', which is indicated by the alternate long and short dash line, are shown.
  • the position of the band of these oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b is determined by the selection of the material of these oxide layers 324a, 324b, 124a, and 124b, and is not limited to the example shown in FIG.
  • the Fermi level E F2'of the second electrode 25 after the band shift occurs due to the formation of the electric dipole 71.81.41.1' is lower than the lower end of the ETL conduction band'. It may be located above or above, and it is more preferable that it is located above.
  • the oxide constituting the electron transport layer 24e can be selected in the same manner as in the fourth embodiment.
  • the oxygen atom density is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 324b, and the oxygen atom density is lower than the oxygen atom density of the oxide layer 124a.
  • a large inorganic oxide is selected and used as the oxide constituting the electron transport layer 24e.
  • the oxygen atom density of the electron transport layer 24e is preferably 95% or less, preferably 90% or less, of the oxygen atom density of the oxide layer 324b. More preferably, it is more preferably 85% or less, further preferably 80% or less, further preferably 75% or less, still more preferably 70% or less. Further, the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the oxide layer 324b.
  • the relationship between the oxygen atom density of the oxide layer 324b and the oxygen atom density of the electron transport layer 24e is the relationship between the oxygen atom density of the oxide layer 24a and the oxygen atom density of the oxide layer 24b in the first embodiment. It can be set in the same way as a relationship. That is, in the description of the oxygen atomic density of the oxide layer 24a and the oxygen atomic density of the oxide layer 24b in the first embodiment, the "oxide layer 24a", the “oxide layer 24b”, and the "electric dipole 1" Can be read in order as “oxide layer 324b", “electron transport layer 24e", and "electric dipole 81".
  • the relationship between the oxygen atom density of the electron transport layer 24e and the oxygen atom density of the oxide layer 124a is as described in the fourth embodiment.
  • the oxygen atom density of the oxide layer 124a is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, further preferably 85% or less, and even more preferably 80% of the oxygen atom density of the electron transport layer 24e. It is more preferably less than or equal to, more preferably 75% or less, still more preferably 70% or less.
  • the oxygen atomic density of the oxide layer 124a is preferably 50% or more of the oxygen atomic density of the electron transport layer 24e.
  • the relationship between the oxygen atom density of the oxide layer 124a and the oxygen atom density of the oxide layer 124b and the relationship between the oxygen atom density of the oxide layer 324a and the oxygen atom density of the oxide layer 324b are related to the seventh embodiment. As explained in.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view schematically showing an example of the schematic configuration of the light emitting element of the present embodiment.
  • the light emitting device may include the light emitting element 755 shown in FIG. 27 as the light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting element 755 of the present embodiment is, for example, from the lower layer side, the first electrode 22 (hole injection layer: HIL) which is an anode, the hole transport layer 24c (HTL), the light emitting layer 24d, and the electron transport layer ( ETL) 24e and a second electrode 25 (electron injection layer: EIL) which is a cathode are provided in this order.
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • ETL electron transport layer
  • EIL electron injection layer
  • An oxide layer 24a and an oxide layer 24b in contact with the oxide layer 24a are provided between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c in this order from the first electrode 22 side.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b in contact with the oxide layer 124a are located on the electron transport layer 24e side (in other words, the first electrode). It is provided in this order from the 22nd side). The stacking order from the first electrode 22 to the second electrode 25 can be reversed.
  • the oxide layers 24a and 24b are the same as the oxide layers 24a and 24b in the light emitting device 5 of the first embodiment, respectively. Further, the oxide layers 124a and 124b are the same as the oxide layers 124a and 124b in the light emitting device 155 of the third embodiment, respectively. Further, the layers other than the oxide layers 24a, 24b, 124a, and 124b in the light emitting element 755 are as described in the first and third embodiments.
  • the light emitting element 755 has the oxide layer 24a as the first oxide layer and the oxide layer 24a of the light emitting element 5 of the first embodiment.
  • the oxide layer 124a and the oxide layer 124b described in the third embodiment are further provided as the third oxide layer and the fourth oxide layer in this order. It can be said that there is.
  • the light emitting element 755 can be used as the oxide layer 124a as the first oxide layer and the second oxide layer in the light emitting element 155 of the third embodiment, using the light emitting element 155 of the third embodiment as a reference for comparison.
  • the oxide layer 24a and the oxide layer 24b described in the first embodiment are further provided as the third oxide layer and the fourth oxide layer in this order. That is, the light emitting element 755 has a configuration in which the light emitting element 5 of the first embodiment and the light emitting element 155 of the third embodiment are combined.
  • the movement of oxygen atoms occurs at the interface between the oxide layer 24a and the oxide layer 24b to form the electric dipole 1, and the light emitting element 755 is described in the third embodiment.
  • the movement of oxygen atoms occurs at the interface between the oxide layer 124a and the oxide layer 124b, and the electric dipole 1'is formed. Therefore, the light emitting element 755 of the present embodiment enables more efficient electron injection from the second electrode 25 into the electron transport layer 24e than the light emitting element 5 of the first embodiment, and as a result, the light emitting element 5 of the first embodiment. More efficient electron injection into the light emitting layer 24d becomes possible.
  • the light emitting element 755 of the present embodiment can more efficiently inject holes from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c than the light emitting element 155 of the third embodiment, and as a result, the third embodiment It is possible to inject holes into the light emitting layer 24d more efficiently than the light emitting element 155 of the above.
  • the light emitting element 755 has both the effect described in the first embodiment and the effect described in the third embodiment, and both hole injection and electron injection into the light emitting layer 24d are likely to occur, resulting in higher luminous efficiency. Can be realized. Since the description other than the above is the same as that of the first and third embodiments, the description thereof will be omitted here.
  • the hole transport layer 24c when the hole transport layer 24c is made of an oxide, an electric dipole 31 can be formed at the interface between the oxide layer 24b and the hole transport layer 24c, as described in the second embodiment. .. At this time, if the oxygen atom density of the hole transport layer 24c is smaller than the oxygen atom density of the oxide layer 24b, more efficient hole injection becomes possible.
  • the electric dipole 41 can be formed at the interface between the electron transport layer 24e and the oxide layer 124a as described in the fourth embodiment. At this time, if the oxygen atom density of the oxide layer 124a is smaller than the oxygen atom density of the electron transport layer 24e, more efficient electron injection becomes possible.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view schematically showing an example of a schematic configuration of another light emitting element of the present embodiment.
  • the light emitting device may include the light emitting element 855 shown in FIG. 28 as the light emitting element in the light emitting device according to the first embodiment (for example, the display device 2).
  • the light emitting element 855 of the present embodiment is, for example, from the lower layer side, the first electrode 22 (hole injection layer: HIL) which is an anode, the hole transport layer 24c (HTL), the light emitting layer 24d, and the electron transport layer ( ETL) 24e and a second electrode 25 (electron injection layer: EIL) which is a cathode are provided in this order.
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • ETL electron transport layer
  • EIL electron injection layer
  • An oxide layer 24a and an oxide layer 24b in contact with the oxide layer 24a are provided between the first electrode 22 and the hole transport layer 24c in this order from the first electrode 22 side.
  • the oxide layer 224a and the oxide layer 224b in contact with the oxide layer 224a are located on the hole transport layer 24c side (in other words, on the first electrode 22 side). ) To this order. Between the light emitting layer 24d and the electron transport layer 24e, the oxide layer 324a and the oxide layer 324b in contact with the oxide layer 324a are formed from the light emitting layer 24d side (in other words, the first electrode 22 side). They are provided in order. Between the electron transport layer 24e and the second electrode 25, the oxide layer 124a and the oxide layer 124b in contact with the oxide layer 124a are located on the electron transport layer 24e side (in other words, the first electrode). It is provided in this order from the 22nd side). The stacking order from the first electrode 22 to the second electrode 25 can be reversed.
  • the oxide layers 24a and 24b are the same as the oxide layers 24a and 24b in the light emitting devices of the first, second, fifth, and sixth embodiments, respectively.
  • the oxide layers 124a and 124b are the same as the oxide layers 124a and 124b in the light emitting device of the third, fourth, seventh, and eighth embodiments, respectively.
  • the oxide layers 224a and 224b are the same as the oxide layers 224a and 224b in the light emitting device of the fifth and sixth embodiments, respectively.
  • the oxide layers 324a and 324b are the embodiments 7.8, respectively. It is the same as the oxide layers 324a and 324b in the light emitting device of.
  • the hole transport layer 24c may be a layer made of an oxide as shown in Embodiments 2 and 6, or may be a layer made of a material other than the oxide.
  • the electron transport layer 24e may be a layer made of an oxide as shown in Embodiments 4 and 8, or may be a layer made of a material other than the oxide.
  • the light emitting element 855 has an oxide layer 224a as the fifth oxide layer and the sixth oxide layer in the light emitting element 755 shown in FIG. 27. It may be said that the oxide layer 224b is further provided, and the oxide layer 324a and the oxide layer 324b are further provided as the seventh oxide layer and the eighth oxide layer in this order. Further, the light emitting element 855 is, for example, based on the light emitting element 355 according to the fifth embodiment or the light emitting element 455 according to the sixth embodiment as a reference for comparison, the light emitting element 355 according to the fifth embodiment or the light emitting element according to the sixth embodiment.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer are further provided with the oxide layer 324a and the oxide layer 324b, respectively, and the seventh oxide layer and the eighth oxide layer are sequentially provided with the oxide layer. It may be said that 124a and the oxide layer 124b are further provided.
  • the light emitting element 855 can be expressed by another expression using the light emitting element according to any one of the first to fourth, seventh, and eighth embodiments as a reference for comparison.
  • the first oxide layer to the eighth oxide layer are names for distinguishing each oxide layer without the member number, and the first to eighth ordinal numbers themselves have meaning. is not it.
  • the first oxide layer to the eighth oxide layer do not represent a specific oxide layer by themselves, but the oxide described above.
  • the oxide layer different from the layer is simply given an ordinal number different from that of the oxide layer described above in order to distinguish the oxide layer.
  • oxide layers 24a, 24b, 124a, 124b, 224a, 224b, 324a, and 324b are paired with adjacent oxide layers 24a and 24b, oxide layers 224a and 224b, oxide layers 324a and 324b, and oxides.
  • the layers 124a and 124b one or more pairs of oxide layers may be appropriately removed.
  • at least one of the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e may be formed of an oxide, or each may be formed of a material other than the oxide. In other words, embodiments 1 to 8 may be combined in any way.
  • the layers of the light emitting device according to each embodiment can be appropriately combined, and depending on the combination, the effects described in each embodiment are combined, and at least one of hole injection and electron injection is more effective. It is possible to provide a light emitting element and a display device 2 that are likely to occur and can realize higher luminous efficiency.
  • oxidation in the light emitting element is such that an electric dipole having a dipole moment in a direction that reduces the height of at least one of the hole injection barrier and the electron injection barrier is formed.
  • the density of oxygen atoms (oxygen atom density) of each layer one of the oxide layer 24a, 24b, 124a, 124b, 224a, 224b, 324a, 324b, the hole transport layer 24c, and the electron transport layer 24e.
  • each of the above-described embodiments is not limited to this, and at least one of the electric dipoles 1, 1', 31, 41, 51, 61, 71, and 81 is opposite to each of the above-described embodiments.
  • the oxygen atom density of each layer composed of the oxide described above may be set so as to include the dipole moment of the component of.
  • at least one of the electric dipoles 1, 1', 31, 41, 51, 61, 71, and 81 may have a dipole moment of a component having the same orientation as that of each of the above-described embodiments. ..
  • the direction of the dipole moment of the electric dipole 1 can be reversed by reversing the magnitude relationship between the oxygen atom density of the oxide layer 24a and the oxygen atom density of the oxide layer 24b.
  • the electric dipole 1 of the first embodiment is taken as an example here, the same can be said for the electric dipoles of other embodiments.
  • the imbalance between hole injection and electron injection is suppressed, and long-term reliability is improved. That is, the luminous efficiency after aging is improved.
  • the dipole moment of the electric dipole is reversed by reversing any of the above-mentioned magnitude relations of the oxygen atom density of each layer composed of oxides. You may reverse the direction of.
  • the imbalance between hole injection and electron injection is suppressed, and long-term reliability is improved. That is, the luminous efficiency after aging is improved.
  • the direction of the shift of the vacuum level by each electric dipole is reversed by making the direction of some dipole moments opposite to the direction of the other dipole moments.
  • the orientation allows fine control of the shift amount of the vacuum level as a whole.
  • the directions of the dipole moments of the electric dipole 1 and the electric dipole 31 are opposite to each other, so that the direction of the shift of the vacuum level by the electric dipole 1 and the direction of the shift of the vacuum level by the electric dipole 31
  • the direction of the shift of the vacuum level is opposite to that of the shift, and the shift amount of the vacuum level as a whole can be finely controlled.
  • the amount of holes injected from the first electrode 22 into the hole transport layer 24c can be finely controlled, and as a result, the amount of holes injected into the light emitting layer 24d can be finely controlled.
  • the direction of the electric dipole moment is reversed in at least one of the electric dipole 1, the electric dipole 31, the electric dipole 61, and the electric dipole 51. Therefore, the shift amount of the vacuum level as a whole can be controlled more finely. In this case, the amount of holes injected from the first electrode 22 to the light emitting layer 24d via the hole transport layer 24c can be controlled more finely.
  • the electric dipoles 1.31 of the second embodiment and the electric dipoles 1.31.61.51 of the sixth embodiment are given as examples, but the same applies to the electric dipoles of other embodiments. Can be said.
  • the magnitude relation of the oxygen atom density of the layer composed of the oxide layer is partially reversed, and the direction of some dipole moments is opposite to the direction of other dipole moments.
  • the direction of the shift of the vacuum level by some electric dipoles can be reversed to the direction of the shift of the vacuum level by other electric dipoles.
  • the shift amount of the vacuum level as a whole can be finely controlled, so that the controllability of at least one of the energy differences ⁇ E F1 ', ⁇ E F2 ', ⁇ Ev', and ⁇ Ec'is improved. Since the hole injection amount and / or the electron injection amount can be easily controlled, it becomes easy to balance the hole injection and the electron injection, and the long-term reliability is improved. That is, the luminous efficiency after aging is improved.
  • both hole injection efficiency and electron injection efficiency are improved and the hole injection and electron injection are well-balanced.
  • the carrier injection barrier is small, and the orientation of the electric dipole described in the first to ninth embodiments is preferable.
  • the amount of holes injected into the light emitting layer 24d can be finely controlled, the hole injection and the electron injection can be easily balanced, and the long-term reliability is improved.
  • the amount of electron injection into the light emitting layer 24d can be finely controlled, the hole injection and the electron injection can be easily balanced, and the long-term reliability is improved.
  • the light emitting element according to the present disclosure may have any of the following configurations (1) to (40), for example, as in the first to ninth embodiments.
  • the injection barrier of holes and / or electrons as carriers can be reduced, and the injection efficiency of holes and / or electrons can be improved, so that high luminous efficiency can be realized. That is, since it is possible to effectively control the hole injection or the electron injection into the light emitting layer, it is possible to realize high luminous efficiency.
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side.
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side.
  • the hole transport layer 24c is made of an oxide, and (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b)> (oxygen atom density of the hole transport layer 24c).
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side.
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and electrons are provided.
  • the transport layer 24e is made of an oxide, and (oxygen atom density of the electron transport layer 24e)> (oxygen atom density of the oxide layer 124a)> (oxygen atom density of the oxide layer 124b).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the hole transport layer 24c is made of an oxide in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b)> (oxygen of the hole transport layer 24c).
  • Atomic density > (oxygen atomic density of oxide layer 224a)> (oxygen atomic density of oxide layer 224b).
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are superposed.
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the electron transport layer 24e is made of an oxide in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the oxide layer 324a)> (oxygen atom density of the oxide layer 324b)> (oxygen atom density of the electron transport layer 24e). )> (Oxygen atomic density of the oxide layer 124a)> (Oxygen atomic density of the oxide layer 124b).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are superposed.
  • the hole transport layer 24c is made of an oxide in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b)> (oxygen of the hole transport layer 24c). Atomic density) and (oxygen atom density of oxide layer 124a)> (oxygen atom density of oxide layer 124b).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are superposed.
  • the electron transport layer 24e is made of an oxide in this order from the side or the lower layer side, (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b), and (oxygen of the electron transport layer 24e).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are superposed.
  • the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each composed of oxides in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b)> (positive).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the hole transport layer 24c is made of an oxide in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b)> (oxygen of the hole transport layer 24c). Atomic density) and (oxygen atomic density of oxide layer 324a)> (oxygen atomic density of oxide layer 324b).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the electron transport layer 24e is made of an oxide, (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b), and (oxygen of the oxide layer 324a).
  • the first electrode 22, the oxide layer 24a, the oxide layer 24b, the hole transport layer 24c, the light emitting layer 24d, the oxide layer 324a, the oxide layer 324b, the electron transport layer 24e, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each composed of oxides in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b)> (positive).
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the hole transport layer 24c is made of an oxide in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the hole transport layer 24c)> (oxygen atom density of the oxide layer 224a)> (oxygen of the oxide layer 224b). Atomic density) and (oxygen atom density of oxide layer 124a)> (oxygen atom density of oxide layer 124b).
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are placed on the upper layer.
  • the electron transport layer 24e is made of oxide, (oxygen atom density of the oxide layer 224a)> (oxygen atom density of the oxide layer 224b), and (oxygen of the electron transport layer 24e).
  • Atomic density > (oxygen atomic density of oxide layer 124a)> (oxygen atomic density of oxide layer 124b).
  • the first electrode 22, the hole transport layer 24c, the oxide layer 224a, the oxide layer 224b, the light emitting layer 24d, the electron transport layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are superposed.
  • the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each composed of oxides in this order from the side or the lower layer side, and (oxygen atom density of the hole transport layer 24c)> (oxygen atom density of the oxide layer 224a)> ( Oxygen atom density of the oxide layer 224b) and (oxygen atom density of the electron transport layer 24e)> (oxygen atom density of the oxide layer 124a)> (oxygen atom density of the oxide layer 124b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b) and (oxygen of the oxide layer 224a). Atomic density)> (oxygen atom density of oxide layer 224b) and (oxygen atom density of oxide layer 124a)> (oxygen atom density of oxide layer 124b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b).
  • First electrode 22 oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxide).
  • Second electrode 25 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b) and (oxygen of the oxide layer 324a). Atomic density)> (oxygen atom density of oxide layer 324b) and (oxygen atom density of oxide layer 124a)> (oxygen atom density of oxide layer 124b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the electron transport layer 24e is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxide).
  • First electrode 22 oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport.
  • the layer 24e and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b) and (oxygen of the oxide layer 224a). Atomic density)> (oxygen atom density of oxide layer 224b) and (oxygen atom density of oxide layer 324a)> (oxygen atom density of oxide layer 324b).
  • First electrode 22 oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport.
  • the layer 24e and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c is made of an oxide (oxygen atom density of the oxide layer 24a)> (oxygen atom density of the oxide layer 24b).
  • oxide layer 24a First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport.
  • the layer 24e and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the electron transport layer 24e is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport.
  • the layer 24e and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxide).
  • Second electrode 25 First electrode 22, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and (oxygen atomic density of the oxide layer 224a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 224b) and (oxygen of the oxide layer 324a).
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c is made of an oxide (oxygen atom density of the hole transport layer 24c)> (oxygen atom of the oxide layer 224a).
  • First electrode 22 hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the electron transport layer 24e is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 224a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 224b).
  • oxygen atom density of oxide layer 324a > (oxygen atom density of oxide layer 324b)> (oxygen atom density of electron transport layer 24e)> (oxygen atom density of oxide layer 124a)> (oxide Oxygen atom density of layer 124b).
  • Second electrode 25 First electrode 22, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport layer 24e, oxide layer 124a, oxide.
  • the layer 124b and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each made of an oxide (oxygen atom density of the hole transport layer 24c)> (oxidation).
  • the layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)> (oxygen atomic density of the oxide layer 24b).
  • Second electrode 22 First electrode 22, oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport.
  • the layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a).
  • First electrode 22 oxide layer 24a, oxide layer 24b, hole transport layer 24c, oxide layer 224a, oxide layer 224b, light emitting layer 24d, oxide layer 324a, oxide layer 324b, electron transport.
  • the layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the electron transport layer 24e is made of an oxide (oxygen atomic density of the oxide layer 24a)>.
  • the layer 24e, the oxide layer 124a, the oxide layer 124b, and the second electrode 25 are provided in this order from the upper layer side or the lower layer side, and the hole transport layer 24c and the electron transport layer 24e are each made of an oxide (oxide layer).
  • the light emitting element according to the present disclosure has a configuration in which, for example, in the above (1) to (40), a part of the inequality sign ">" is replaced with " ⁇ " as in the tenth embodiment. You may. As a result, the controllability of hole injection or electron injection into the light emitting layer is improved, so that the imbalance between hole injection and electron injection can be suppressed, and long-term reliability can be improved.
  • the light emitting device is not limited to the above-described configuration.
  • the inequality sign ">" is replaced with " ⁇ ". It may have a configuration. As a result, excessive hole injection and excessive electron injection into the light emitting layer can be suppressed, so that long-term reliability is improved.
  • the oxygen atom density of the oxide layer in the present disclosure shall be applied as a unique value possessed by the oxide layer.
  • the oxygen atom densities shown in FIGS. 5, 11 and 17, respectively are applied to the oxides shown in FIGS. 5, 11 and 17, respectively.
  • the oxygen atomic density of the composite oxide is the oxygen atomic density of the oxide of each cation alone for all the cations contained in the composite oxide, and the composition of each cation with respect to all the cations contained in the composite oxide. It can be calculated by multiplying each rate and taking the sum, and taking the weighted average.
  • the oxygen atomic density of the oxide containing only cations Ai as cations (that is, oxidation of cations Ai alone).
  • the oxygen atomic density of the substance) is Di, and the ratio of the number density of cations Ai to the total number density of all cations (that is, the composition ratio of cations Ai to all cations contained in the composite oxide) is Xi.
  • the light emitting element includes an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode in this order, and between the anode and the hole transport layer.
  • a first oxide layer and a second oxide layer in contact with the first oxide layer are provided in either one of the electron transport layer and the cathode in this order from the side closest to the anode.
  • the density of oxygen atoms in the second oxide layer is different from the density of oxygen atoms in the first oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the second oxide layer may be smaller than the density of oxygen atoms in the first oxide layer.
  • the light emitting element includes an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode in this order, and the anode and the hole transport layer.
  • a first oxide layer and a second oxide layer in contact with the first oxide layer are placed in one of the space and between the electron transport layer and the cathode from the side closer to the anode.
  • the density of oxygen atoms in the second oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the first oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the second oxide layer is 50% or more and 95% or less of the density of oxygen atoms in the first oxide layer. It may be.
  • the density of oxygen atoms in the second oxide layer is 50% or more and 90% or less of the density of oxygen atoms in the first oxide layer. It may be.
  • the density of oxygen atoms in the first oxide layer may be smaller than the density of oxygen atoms in the second oxide layer.
  • the light emitting element includes an anode, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and a cathode in this order, and the anode and the hole transport layer.
  • a first oxide layer and a second oxide layer in contact with the first oxide layer are placed in one of the space and between the electron transport layer and the cathode from the side closer to the anode.
  • the density of oxygen atoms in the first oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the second oxide layer.
  • an electric dipole may be formed at the interface between the first oxide layer and the second oxide layer in any one of the first to fifth aspects.
  • an electric dipole is formed at the interface between the first oxide layer and the second oxide layer, and the electric dipole is formed. , It may have a dipole moment containing a component in the direction from the second oxide layer to the first oxide layer.
  • an electric dipole is formed at the interface between the first oxide layer and the second oxide layer, and the electric dipole is the first oxidation. It may have a dipole moment containing a component in the direction from the material layer toward the second oxide layer.
  • the first oxide layer of the light emitting device according to the ninth aspect of the present disclosure may be made of an inorganic oxide.
  • the second oxide layer may be made of an inorganic oxide.
  • the first oxide layer may be made of an insulator.
  • the second oxide layer may be made of an insulator.
  • the first oxide layer and the second oxide layer of the light emitting device according to the thirteenth aspect of the present disclosure may each be made of an amorphous oxide.
  • the light emitting device has the first oxide layer and the first oxide layer at least on the contact surface between the first oxide layer and the second oxide layer in any one of the first to second aspects. At least one of the two oxide layers may contain grains.
  • the light emitting device has the first oxide layer and the first oxide layer at least on the contact surface between the first oxide layer and the second oxide layer in any one of the first to second aspects. At least one of the two oxide layers may contain a polycrystalline oxide.
  • the anode in the 14th or 15th aspect, is provided on the lower layer side of the cathode, and the first oxide layer and the second oxide layer are lower layers. It may be laminated in this order from the side.
  • the light emitting device according to the 16th aspect of the present disclosure further includes a substrate in the 14th or 15th aspect, and the anode is provided on the substrate side with respect to the cathode, and the first oxide layer and the said.
  • the second oxide layer may be laminated in this order from the substrate side.
  • the upper layer of the first oxide layer and the second oxide layer is made of an amorphous oxide. May be.
  • the upper layer of the first oxide layer and the second oxide layer may be a continuous film. ..
  • the light emitting device according to the 19th aspect of the present disclosure has a porosity of less than 1% in the upper layer of the first oxide layer and the second oxide layer. You may.
  • the light emitting device according to the 20th aspect of the present disclosure may contain grains at least on the contact surface of the second oxide layer with the first oxide layer.
  • At least the contact surface of the second oxide layer with the first oxide layer contains a polycrystalline oxide. May be good.
  • the cathode is provided on the lower layer side of the anode, and the second oxide layer and the first oxide layer are lower layers. It may be laminated in this order from the side.
  • the light emitting device according to the 20th aspect of the present disclosure further includes a substrate in the 18th or 19th aspect, and the cathode is provided on the substrate side with respect to the anode, and the second oxide layer and the said.
  • the first oxide layer may be laminated in this order from the substrate side.
  • the first oxide layer may be made of an amorphous oxide.
  • the first oxide layer may be a continuous film.
  • the porosity of the first oxide layer may be less than 1% in the 22 or 23 aspect.
  • the first oxide layer is Al, Ga, Ta, Zr, Hf, Mg, Ge, Si, Y, La, Sr. It may consist of an oxide containing at least one element as a main component.
  • the first oxide layer or the second oxide layer contains the most elements other than oxygen, Al, Ga, Ta, and so on. It may be composed of an oxide that is any one of Zr, Hf, Mg, Ge, Si, Y, La, and Sr.
  • the first oxide layer of the light emitting element according to the 28 aspect of the present disclosure is aluminum oxide, gallium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, magnesium oxide, germanium oxide. It may contain at least one of silicon oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, strontium oxide, and oxides containing two or more cations of these oxides.
  • the first oxide layer of the light emitting element according to the 29th aspect of the present disclosure is aluminum oxide, gallium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, magnesium oxide, germanium oxide. It may consist of silicon oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, strontium oxide, and any one of oxides containing two or more kinds of cations of these oxides.
  • the second oxide layer is Al, Ga, Ta, Zr, Hf, Mg, Ge, Si, Y, La, Sr. It may consist of an oxide containing at least one element as a main component.
  • the second oxide layer contains the most elements other than oxygen, such as Al, Ga, Ta, Zr, Hf, Mg, and Ge. , Si, Y, La, Sr, and may be composed of an oxide.
  • the second oxide layer is aluminum oxide, gallium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, magnesium oxide, germanium oxide. It may contain at least one of silicon oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, strontium oxide, and oxides containing two or more cations of these oxides.
  • the second oxide layer is aluminum oxide, gallium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, magnesium oxide, germanium oxide. It may consist of silicon oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, strontium oxide, and any one of oxides containing two or more kinds of cations of these oxides.
  • the light emitting device may contain a common cation in the first oxide layer and the second oxide layer in any one of the above aspects 1 to 33.
  • the light emitting device according to the aspect 35 of the present disclosure may have a film thickness of the first oxide layer of 0.2 nm or more and 5 nm or less.
  • the film thickness of the first oxide layer may be 0.8 nm or more and less than 3 nm in the aspect 35.
  • the light emitting element according to the aspect 37 of the present disclosure may have a film thickness of the second oxide layer of 0.2 nm or more and 5 nm or less.
  • the film thickness of the second oxide layer may be 0.8 nm or more and less than 3 nm in the aspect 37.
  • the total film thickness of the first oxide layer and the second oxide layer of the light emitting device according to the third aspect of the present disclosure is 0.4 nm or more and 5 nm or less. There may be.
  • the total film thickness of the first oxide layer and the second oxide layer may be 1.6 nm or more and less than 4 nm.
  • the first oxide layer and the second oxide layer are the anode and the hole transport in this order from the anode side. It may be provided between the layers.
  • the hole density in the first oxide layer and the hole density in the second oxide layer are respectively in the hole transport layer. It may be smaller than the hole density.
  • the work function of the anode is smaller than the ionization potential of the hole transport layer, and the ionization potential of the hole transport layer is the first oxide. It may be smaller than the ionization potential of the layer and the second oxide layer.
  • the ionization potential of the first oxide layer and the ionization potential of the second oxide layer may be equal in the aspect 43.
  • the light emitting device may have a smaller ionization potential in the order of the hole transport layer, the second oxide layer, and the first oxide layer in the 43rd aspect.
  • the light emitting device according to the aspect 46 of the present disclosure may have a smaller ionization potential in the order of the hole transport layer, the first oxide layer, and the second oxide layer.
  • the hole transport layer may be made of an oxide.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and at least on the contact surface between the hole transport layer and the second oxide layer. At least one of the hole transport layer and the second oxide layer may contain grains.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and at least the contact surface of the hole transport layer with the second oxide layer is , May contain grains.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and at least the contact surface of the second oxide layer with the hole transport layer is , May contain grains.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and at least on the contact surface between the hole transport layer and the second oxide layer. At least one of the hole transport layer and the second oxide layer may contain a polycrystalline oxide.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and at least the contact surface of the hole transport layer with the second oxide layer is , May contain polycrystalline oxides.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and at least the contact surface of the second oxide layer with the hole transport layer is , May contain polycrystalline oxides.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and the density of oxygen atoms in the hole transport layer is determined. It may be lower than the density of oxygen atoms in the second oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the hole transport layer is 50% or more and 95% or less of the density of oxygen atoms in the second oxide layer. There may be.
  • the density of oxygen atoms in the hole transport layer is 50% or more and 90% or less of the density of oxygen atoms in the second oxide layer. There may be.
  • the hole transport layer is in contact with the second oxide layer, and the density of oxygen atoms in the hole transport layer is determined. It may be higher than the density of oxygen atoms in the second oxide layer.
  • the first oxide layer and the second oxide layer are the electron transport layer and the cathode in this order from the anode side. It may be provided between and.
  • the electron density of the first oxide layer and the electron density of the second oxide layer are smaller than the electron density of the electron transport layer, respectively. May be good.
  • the work function of the cathode is larger than the electron affinity of the electron transport layer, and the electron affinity of the electron transport layer is greater than that of the first oxide layer and the first oxide layer. It may be larger than the electron affinity of the second oxide layer.
  • the electron affinity of the first oxide layer and the electron affinity of the second oxide layer may be equal in the aspect 60.
  • the light emitting device may have a higher electron affinity in the order of the electron transport layer, the light emitting layer, the second oxide layer, and the first oxide layer.
  • the light emitting device may have a higher electron affinity in the order of the electron transport layer, the light emitting layer, the first oxide layer, and the second oxide layer.
  • the electron transport layer may be made of an oxide.
  • the electron transport layer is in contact with the first oxide layer, and at least on the contact surface between the electron transport layer and the first oxide layer, the said. At least one of the electron transport layer and the first oxide layer may contain grains.
  • the electron transport layer is in contact with the first oxide layer, and at least on the contact surface between the electron transport layer and the first oxide layer, the said. At least one of the electron transport layer and the first oxide layer may contain a polycrystalline oxide.
  • the electron transport layer is in contact with the first oxide layer, and at least the contact surface of the first oxide layer with the electron transport layer is It may contain grains.
  • the electron transport layer is in contact with the first oxide layer, and at least the contact surface of the first oxide layer with the electron transport layer is It may contain polycrystalline oxides.
  • the electron transport layer is in contact with the first oxide layer, and the density of oxygen atoms in the first oxide layer is determined. It may be lower than the density of oxygen atoms in the electron transport layer.
  • the density of oxygen atoms in the first oxide layer is 50% or more and 95% or less of the density of oxygen atoms in the electron transport layer. You may.
  • the density of oxygen atoms in the first oxide layer is 50% or more and 90% or less of the density of oxygen atoms in the electron transport layer. You may.
  • the electron transport layer is in contact with the first oxide layer, and the electron transport layer is made of an oxide, and the first The density of oxygen atoms in the oxide layer may be higher than the density of oxygen atoms in the electron transport layer.
  • the light emitting element according to the 73 aspect of the present disclosure is the first in the other between the anode and the hole transport layer and between the electron transport layer and the cathode.
  • a trioxide layer and a fourth oxide layer in contact with the third oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer is the fourth oxidation. It may be different from the density of oxygen atoms in the material layer.
  • the light emitting element according to the aspect 74 of the present disclosure is the fifth in the aspect 73, in either the hole transport layer and the light emitting layer, or between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the oxide layer and the sixth oxide layer in contact with the fifth oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer is the fifth oxide. It may be different from the density of oxygen atoms in the layer.
  • the light emitting element according to the 75 of the present disclosure has a seventh oxide on the other side between the hole transport layer and the light emitting layer and between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • a layer and an eighth oxide layer in contact with the seventh oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the eighth oxide layer is determined in the seventh oxide layer. It may be different from the density of oxygen atoms in.
  • the light emitting element according to the aspect 76 of the present disclosure is the first in any one of the above aspects 1 to 72, on the other side between the anode and the hole transport layer and between the electron transport layer and the cathode.
  • a trioxide layer and a fourth oxide layer in contact with the third oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer is the third oxidation. It may be lower than the density of oxygen atoms in the material layer.
  • the light emitting element according to the aspect 77 of the present disclosure is the first in the other between the anode and the hole transport layer and between the electron transport layer and the cathode.
  • a trioxide layer and a fourth oxide layer in contact with the third oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer is the fourth oxidation. It may be lower than the density of oxygen atoms in the material layer.
  • the light emitting element according to the 78 aspect of the present disclosure has, in the 76 or 77, either between the hole transport layer and the light emitting layer, or between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer in contact with the fifth oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer is the fifth. It may be lower than the density of oxygen atoms in the oxide layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer are placed between the hole transport layer and the light emitting layer in this order from the anode side.
  • the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer are placed between the light emitting layer and the electron transport layer in this order from the anode side.
  • the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 81 of the present disclosure has a seventh oxide on the other side between the hole transport layer and the light emitting layer and between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • a layer and an eighth oxide layer in contact with the seventh oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the eighth oxide layer is determined in the seventh oxide layer. It may be smaller than the density of oxygen atoms in.
  • the seventh oxide layer and the eighth oxide in contact with the seventh oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer. It can be said that the layers may be provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the eighth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the seventh oxide layer. .. Further, in the light emitting element according to the aspect 79 of the present disclosure, in the aspect 78, the seventh oxide layer and the eighth oxide in contact with the seventh oxide layer are provided between the hole transport layer and the light emitting layer. In other words, the material layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the eighth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the seventh oxide layer. it can.
  • the light emitting element according to the aspect 82 of the present disclosure is provided in either the hole transport layer and the light emitting layer or between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer in contact with the fifth oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer is the sixth. It may be lower than the density of oxygen atoms in the oxide layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer are placed between the hole transport layer and the light emitting layer in this order from the anode side.
  • the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxide layer are placed between the light emitting layer and the electron transport layer in this order from the anode side.
  • the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 85 of the present disclosure has a seventh oxide on the other side between the hole transport layer and the light emitting layer and between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • a layer and an eighth oxide layer in contact with the seventh oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the seventh oxide layer is determined in the eighth oxide layer. It may be smaller than the density of oxygen atoms in.
  • the seventh oxide layer and the eighth oxide in contact with the seventh oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer. It can be said that the layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the seventh oxide layer may be smaller than the density of oxygen atoms in the eighth oxide layer. .. Further, in the light emitting element according to the aspect 83 of the present disclosure, in the aspect 82, the seventh oxide layer and the eighth oxide in contact with the seventh oxide layer are provided between the hole transport layer and the light emitting layer. In other words, the material layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the seventh oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the eighth oxide layer. it can.
  • the light emitting element according to the aspect 86 of the present disclosure is any one between the hole transport layer and the light emitting layer and between the light emitting layer and the electron transport layer in any one of the above aspects 1 to 72.
  • a third oxide layer and a fourth oxide layer in contact with the third oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer is determined. It may be different from the density of oxygen atoms in the third oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 87 of the present disclosure is any one between the hole transport layer and the light emitting layer and between the light emitting layer and the electron transport layer in any one of the above aspects 1 to 72.
  • a third oxide layer and a fourth oxide layer in contact with the third oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer is determined. It may be lower than the density of oxygen atoms in the third oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 88 of the present disclosure is any one between the hole transport layer and the light emitting layer and between the light emitting layer and the electron transport layer in any one of the above aspects 1 to 72.
  • a third oxide layer and a fourth oxide layer in contact with the third oxide layer are provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer is determined. It may be lower than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 89 of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer in any one of the aspects 41 to 57.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the third oxide layer.
  • the light emitting element according to the 90 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer in any one of the 41st to 57th aspects.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 91 of the present disclosure is the third oxide layer in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the light emitting layer and the electron transport layer in any of the above aspects 58 to 72.
  • the four oxide layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the third oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 92 of the present disclosure has a third oxide layer in contact with the third oxide layer between the light emitting layer and the electron transport layer in any of the above aspects 58 to 72.
  • the four oxide layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer.
  • the light emitting element according to the 93 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the four oxide layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the third oxide layer.
  • the light emitting element according to the fourth aspect of the present disclosure has a third oxide layer in contact with the third oxide layer between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the four oxide layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer.
  • the light emitting element according to the 95 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the third oxide layer.
  • the light emitting element according to the 96 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer.
  • the light emitting element according to the 97 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer in any one of the above aspects 1 to 72.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the fifth oxide layer and the sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer is different from the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer, and the fifth oxide layer is provided.
  • the density of oxygen atoms in the layer may be different from the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • the light emitting element according to the 98 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the fifth oxide layer and the sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer is smaller than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer, and the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer is smaller than that in the fifth oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the above may be lower than the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • the light emitting element according to the 99 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the fifth oxide layer and the sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer is smaller than the density of oxygen atoms in the third oxide layer, and the layers are contained in the sixth oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the above may be lower than the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer.
  • the light emitting element according to the 99 aspect of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the fifth oxide layer and the sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer is smaller than the density of oxygen atoms in the third oxide layer, and the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer is smaller than that in the fifth oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the above may be lower than the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • the light emitting element according to the first aspect 100 of the present disclosure is in contact with the third oxide layer and the third oxide layer between the hole transport layer and the light emitting layer in any one of the above aspects 1 to 72.
  • the fourth oxide layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the fifth oxide layer and the sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the layers are provided in this order from the one closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the third oxide layer is smaller than the density of oxygen atoms in the fourth oxide layer, and the layers are contained in the sixth oxide layer.
  • the density of oxygen atoms in the above may be lower than the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer.
  • a fifth oxide layer and a sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are provided between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • the layers may be provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer.
  • the light emitting element according to the aspect 102 of the present disclosure has a fifth oxide layer and a sixth oxide in contact with the fifth oxide layer between the light emitting layer and the electron transport layer in the aspect 89 or 90.
  • the layers may be provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • a fifth oxide layer and a sixth oxide in contact with the fifth oxide layer are used between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the material layer is provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer.
  • the fifth oxide layer and the sixth oxidation in contact with the fifth oxide layer are provided between the hole transport layer and the light emitting layer.
  • the material layer may be provided in this order from the side closest to the anode, and the density of oxygen atoms in the fifth oxide layer may be lower than the density of oxygen atoms in the sixth oxide layer.
  • the first oxide layer and the second oxide layer are, in order, a third oxide layer, a fourth oxide layer, or a fifth oxide layer and a sixth oxide. It can be read as a layer, or a seventh oxide layer or an eighth oxide layer. Therefore, the third oxide layer, the fourth oxide layer, the fifth oxide layer, the sixth oxide layer, or the seventh oxide layer and the eighth oxide layer are each the first oxide. It may have the same structure as the layer and the second oxide layer.
  • the light emitting layer may include a quantum dot phosphor.
  • the light emitting device includes the light emitting element according to any one of the above aspects 1 to 105.
  • the light emitting element may be provided on the substrate in the above aspect 106.
  • the light emitting device may be a display device in the above aspect 106 or 107.
  • the light emitting device may be a lighting device in the above aspect 106 or 107.

Landscapes

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Abstract

発光素子は、アノードである第1電極と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、カソードである第2電極と、をこの順に備えるとともに、前記第1電極と前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記第2電極との間の何れか一方に、第1酸化物層としての酸化物層(24a)と、第2酸化物層としての酸化物層(24b)と、を第1電極側からこの順に備え、第2酸化物層中の酸素原子の密度は、第1酸化物層中の酸素原子の密度とは異なる。

Description

発光素子及び発光装置
 本開示は、発光素子と、発光素子を備えた、表示装置あるいは照明装置等の発光装置とに関する。
 近年、さまざまな表示デバイスが開発されており、特に、OLED(Organic Light Emitting Diode:有機発光ダイオード)を備えた表示デバイスや、無機発光ダイオードまたはQLED(Quantum dot Light Emitting Diode:量子ドット発光ダイオード)を備えた表示デバイスは、低消費電力化、薄型化及び高画質化等を実現できる点から、高い注目を浴びている。
 しかしながら、OLEDやQLED等の発光素子においては、下記で説明する理由から、発光層へのキャリア(正孔及び/または電子)の注入が起こりにくいため、発光効率が悪いという問題がある。
 図29は、OLEDやQLED等の従来の発光素子101において、発光層103へのキャリア(正孔及び/または電子)の注入が起こりにくい理由を説明するためのエネルギーバンド図である。
 図29に示すように、発光素子101は、第1電極(Hole Injection Layer:陽極(アノード電極))と第2電極(Electron Injection Layer:陰極(カソード電極))とを備えている。前記第1電極と前記第2電極との間には、前記第1電極側から、正孔輸送層(Hole Transport Layer)102と、発光層103と、電子輸送層(Electron Transport Layer)104とが、順に積層されている。
 発光素子101において、第1電極から正孔輸送層102への正孔注入障Eh1の高さは、第1電極のフェルミ準位と正孔輸送層102の価電子帯(HTL価電子帯)の上端とのエネルギー差であり、正孔輸送層102から発光層103への正孔注入障壁Eh2の高さは、正孔輸送層102の価電子帯(HTL価電子帯)の上端と、発光層103の価電子帯の上端とのエネルギー差である。
 また、発光素子101において、第2電極から電子輸送層104への電子注入障壁Ee1の高さは、電子輸送層104の価電子帯(ETL価電子帯)の上端と、第2電極のフェルミ準位とのエネルギー差であり、電子輸送層104から発光層103への電子注入障壁Ee2の高さは、発光層103の伝導帯の下端と、電子輸送層104の伝導帯(ETL伝導帯)の下端とのエネルギー差である。
 しかし、発光層103を構成するOLED用発光材料またはQLED用発光材料と、正孔輸送層102の材料と、電子輸送層104とにおいては、長期信頼性が確保された材料の数が少ない。また、第1電極の材料及び第2電極の材料は、発光素子101からの光取り出しを考慮して、一方を透光性材料とし、他方を光反射性材料とするのが一般的である。さらに、第1電極の材料及び第2電極の材料は、それぞれ、正孔輸送層102及び電子輸送層104との反応性やバンドアライメント等を考慮して選択される必要がある。したがって、正孔輸送層102と、電子輸送層104と、第1電極と、第2電極と、発光層103とにおいては、その材料の選択肢が限られるのが現状である。
 このように数少ない材料の中から、正孔輸送層102の材料と、電子輸送層104の材料と、第1電極の材料と、第2電極の材料と、発光層103の材料とを選択した場合、一般的に、正孔注入障壁Eh1の高さ及び電子注入障壁Ee1の高さのうち少なくとも一方が大きくなるため、第1電極から正孔輸送層102への正孔注入及び第2電極から電子輸送層104への電子注入のうち少なくとも一方を効率的に行うのが困難となる。
 特許文献1には、正孔輸送層に接する面と電子輸送層に接する面とが互いに異なる有機リガンド分布を有する発光層を形成することで、発光層のバンドレベルを調節できることが記載されている。具体的には、発光層の価電子帯レベルと正孔輸送層の価電子帯レベルとのエネルギー差を小さくできるように、発光層のバンドレベルを調節することで、ターンオン電圧及び駆動電圧が低く、輝度及び発光効率に優れた発光素子を実現できると記載されている。
日本国公開特許公報「特開2010‐114079号公報(2010年05月20日公開)」
 しかしながら、上述したように、特許文献1は、発光層のバンドレベルを調節するものであり、第1電極と正孔注入層102との間の正孔注入障壁Eh1の高さの調節に適用できるものではない。同様に、特許文献1に記載のバンドレベル調節方法は、第2電極と電子輸送層104との間の電子注入障壁Ee1の高さの調節に適用できるものではない。したがって、発光層103への正孔注入量や電子注入量を効果的に制御できない。
 また、特許文献1の発光素子は、バンドレベル調節していない発光層とバンドレベル調節した発光層とのイオン化ポテンシャルの差が小さい。このため、特許文献1が開示する方法を、正孔注入障壁Eh1の高さの調節、及び、電子注入障壁Ee1の高さの調節に適用できたとしても、十分な効果は得られない。つまり、特許文献1の方法では、効果的なバンドレベル調節ができない。
 したがって、依然として、発光層103への正孔注入量や電子注入量を効果的に制御できないため、発光素子として、発光効率が悪いという問題がある。
 本開示の一態様は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高い発光効率を実現することができる、発光素子及び発光装置を提供することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る発光素子は、アノードと、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、カソードと、をこの順に備えるとともに、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の何れか一方に、第1酸化物層と、該第1酸化物層に接する第2酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度とは異なる。
 上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る発光装置は、本開示の一態様に係る発光素子を備えている。
 本開示の一態様によれば、高い発光効率を実現することができる、発光素子及び発光装置を提供することができる。
実施形態1の発光素子を含む表示装置の概略構成を示す断面図である。 実施形態1の発光素子の概略構成を模式的に示す断面図である。 (a)は、比較例である発光素子におけるアノードと正孔輸送層との間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図であり、(b)は、実施形態1の発光素子におけるアノードと正孔輸送層との間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 (a)は、実施形態1の発光素子における第1酸化物層と第2酸化物層との界面において、酸素原子が移動する機構を説明するための図であり、(b)は、実施形態1の発光素子における第1酸化物層と第2酸化物層との界面において、酸素原子の移動により電気双極子が形成された状態を示す図である。 実施形態1の発光素子における第1酸化物層及び第2酸化物層を構成する酸化物の一例としての無機酸化物の酸素原子密度を示す図である。 実施形態1の発光素子における第1酸化物層を構成する酸化物と第2酸化物層を構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。 実施形態1の変形例1に係る発光素子における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態1の変形例2に係る発光素子の概略構成を模式的に示す断面図である。 実施形態1の変形例3に係る発光素子の概略構成を模式的に示す断面図である。 実施形態2の発光素子におけるアノードと正孔輸送層との間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態2の発光素子における正孔輸送層を構成する酸化物の一例としての無機酸化物の酸素原子密度を示す図である。 実施形態2の発光素子における正孔輸送層を構成する酸化物と第2酸化物層を構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。 実施形態3の発光素子の概略構成を模式的に示す断面図である。 (a)は、比較例である発光素子における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図であり、(b)は、実施形態3の発光素子における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態3の発光素子における第1酸化物層を構成する酸化物と第2酸化物層を構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。 実施形態4の発光素子におけるカソードと電子輸送層との間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態4の発光素子における電子輸送層を構成する酸化物の一例としての無機酸化物の酸素原子密度を示す図である。 実施形態4の発光素子における電子輸送層を構成する酸化物と第1酸化物層を構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。 実施形態5の発光素子の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 比較例である発光素子におけるアノードと正孔輸送層との間における正孔注入障壁及び正孔輸送層と発光層との間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態5の発光素子におけるアノードと正孔輸送層との間における正孔注入障壁及び正孔輸送層と発光層との間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態6の発光素子におけるアノードと正孔輸送層との間における正孔注入障壁及び正孔輸送層と発光層との間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態7の発光素子の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 比較例である発光素子におけるカソードと電子輸送層との間における電子注入障壁及び電子輸送層と発光層との間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態7の発光素子におけるカソードと電子輸送層との間における電子注入障壁及び電子輸送層と発光層との間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態8の発光素子におけるカソードと電子輸送層との間における電子注入障壁及び電子輸送層と発光層との間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。 実施形態9の発光素子の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 実施形態9の他の発光素子の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。 従来の発光素子において、発光層へのキャリア(正孔及び/または電子)の注入が起こりにくい理由を説明するためのエネルギーバンド図である。
 以下に、本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の各実施形態では、先に説明した部材と同じ機能を有する部材については同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、実施形態2以降の実施形態では、先に説明した実施形態との相異点について説明する。なお、特に説明がない場合でも、実施形態2以降の実施形態において、先に説明した実施形態と同様の変形が可能であることは、言うまでもない。
 〔実施形態1〕
 図2は、本実施形態の発光素子5の概略構成を模式的に示す断面図である。
 図2に示すように、発光素子5は、第1電極(正孔注入層:HIL)22と、第2電極(電子注入層:EIL)25と、第1電極22と第2電極25との間に備えられた発光層24dとを含む。つまり、第1電極22はアノードであり、第2電極25はカソードである。第1電極22と発光層24dとの間には、第1電極22側(つまり、第1電極22に近い方)から、酸化物層24a(第1酸化物層)と、酸化物層24b(第2酸化物層)と、正孔輸送層(HTL)24cとが、この順に、例えば互いに接して積層されている。なお、酸化物層24a中の酸素原子の密度と酸化物層24b中の酸素原子の密度とは異なる。発光層24dと第2電極25との間には、電子輸送層(ETL)24eが備えられている。
 したがって、発光素子5は、例えば下層側から、第1電極22(アノード)と、正孔輸送層24cと、発光層24dと、電子輸送層24eと、第2電極25(カソード)と、をこの順に備えるとともに、第1電極22と正孔輸送層24cとの間に、酸化物層24aと、該酸化物層24bに接する酸化物層24bと、を第1電極22側からこの順に備えている。
 なお、後述するように、発光素子5における上記各層の積層順は逆であってもよく、発光素子5は、例えば上層側から、第1電極22(アノード)と、正孔輸送層24cと、発光層24dと、電子輸送層24eと、第2電極25(カソード)と、をこの順に備えるとともに、第1電極22と正孔輸送層24cとの間に、酸化物層24aと、該酸化物層24aに接する酸化物層24bと、を第1電極22側からこの順に備えていてもよい。
 なお、本実施形態において、「下層」とは、比較対象の層よりも先のプロセスで形成されていることを意味し、「上層」とは比較対象の層よりも後のプロセスで形成されていることを意味する。より具体的には、下層側とは、例えば、基板側を意味する。したがって、「発光素子5が、例えば下層側から、第1電極22と、正孔輸送層24cと、発光層24dと、電子輸送層24eと、第2電極25と、をこの順に備える」とは、「発光素子5が、支持体としての基板(例えば後掲の図1に示す例では、第1電極22が形成されるアレイ基板である、基板10、樹脂層12、バリア層3、及びTFT層4を含む積層体)上に、該基板側から、上記各層をこの順に備える」ことを意味する。なお、発光素子5は、上記基板を含んでいてもよい。
 図4の(a)は、本実施形態の発光素子5において互いに隣り合う、第1電極22側の酸化物層34aと第2電極25側(言い換えれば、正孔輸送層24c側)の酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構を説明するための図である。図4の(b)は、上記酸化物層24aと上記酸化物層24bとの界面において、酸素原子の移動により電気双極子1が形成された状態を示す図である。
 本実施形態において、第1電極22とキャリア輸送層(但し、本実施形態では正孔輸送層24c)との間に設けられた、互いに隣り合う酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、第1電極22から遠い方の酸化物層(第2酸化物層)である酸化物層24b中の酸素原子の密度は、第1電極22から近い方の酸化物層(第1酸化物層)である酸化物層24a中の酸素原子の密度よりも小さいことが好ましい。なお、以下、酸化物層24a中の酸素原子の密度を、「酸化物層24aの酸素原子密度」と称する場合がある。また、酸化物層24b中の酸素原子の密度を、「酸化物層24bの酸素原子密度」と称する場合がある。
 このため、図4の(a)に示すように、酸化物層24a上に、該酸化物層24aに接して酸化物層24bが形成されると、これら酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすくなる。酸素原子の移動が起こると、酸素空孔がプラスに、移動した酸素原子がマイナスに帯電する。
 これにより、図4の(b)に図示するように、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面においては、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1が生じる。
 図1は、発光素子5として発光素子5R・5G・5Bを含む表示装置2の概略構成を示す断面図である。
 なお、以下では、本実施形態に係る発光装置として、複数の発光素子5を備えた表示装置2を例に挙げて説明する。しかしながら、本開示は、これに限定されることはなく、上記発光装置は、1つ以上の発光素子5を備えた表示装置及び照明装置等であってもよい。
 図1に示すように、表示装置2における基板10上には、樹脂層12と、バリア層3と、TFT層4と、発光素子5R・5G・5Bと、封止層6とが積層されている。
 基板10の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やガラス基板等を挙げることができるが、これに限定されることはない。本実施形態においては、表示装置2をフレキシブル表示装置とするため、基板10の材料として、PETを用いたが、表示装置2を非フレキシブル表示装置とする場合には、ガラス基板等を用いればよい。
 樹脂層12の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができるが、これに限定されることはない。本実施形態においては、支持基板(図示せず)越しに樹脂層12にレーザ光を照射して支持基板(図示せず)及び樹脂層12間の結合力を低下させ、支持基板(図示せず)を樹脂層12から剥離し(LLO(Laser Lift Off工程)工程)、樹脂層12における支持基板(図示せず)を剥離した面にPETからなる基板10を貼り合せることで、表示装置2をフレキシブル表示装置としている。しかしながら、表示装置2を非フレキシブル表示装置とする場合、または、LLO工程以外の方法で表示装置2をフレキシブル表示装置とする場合等には、樹脂層12は必要ではない。
 バリア層3は、表示装置2の使用時に、水分や不純物が、TFT層4や発光素子5R・5G・5Bに到達することを防ぐ層であり、例えば、CVD(chemical vapor deposition)法により形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。
 TFT層4は、半導体膜15と、半導体膜15よりも上層の無機絶縁膜16(ゲート絶縁膜)と、無機絶縁膜16よりも上層のゲート電極GEと、ゲート電極GEよりも上層の無機絶縁膜18と、無機絶縁膜18よりも上層の容量配線CEと、容量配線CEよりも上層の無機絶縁膜20と、無機絶縁膜20よりも上層の、ソース・ドレイン電極を含むソース・ドレイン配線SHと、ソース・ドレイン配線SHよりも上層の平坦化膜21とを含む。
 半導体膜15、無機絶縁膜16(ゲート絶縁膜)、ゲート電極GE、無機絶縁膜18、無機絶縁膜20及びソース・ドレイン配線SHを含むように、アクティブ素子としての薄膜トランジスタ素子Tr(TFT素子)が構成される。
 半導体膜15は、例えば低温ポリシリコン(LTPS)あるいは酸化物半導体で構成される。なお、図1では、半導体膜15をチャネルとするTFTがトップゲート構造で示されているが、ボトムゲート構造でもよい。
 ゲート電極GE、容量電極CE、ソース・ドレイン配線SH、配線TW、及び端子TMは、例えば、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)の少なくとも1つを含む金属の単層膜あるいは積層膜によって構成される。
 無機絶縁膜16・18・20は、例えば、CVD法によって形成された、酸化シリコン(SiOx)膜、窒化シリコン(SiNx)膜あるいは酸窒化シリコン膜またはこれらの積層膜によって構成することができる。
 平坦化膜(層間絶縁膜)21は、例えば、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
 発光素子5Rは、発光層24dとして、第1波長領域の発光層24Rdを備えている。発光素子5Gは、発光層24dとして、第2波長領域の発光層24Gdを備えている。発光素子5Bは、発光層24dとして、第3波長領域の発光層24Bdを備えている。
 第1波長領域の発光層24Rdと、第2波長領域の発光層24Gdと、第3波長領域の発光層24Bdとは、互いに発光する光の中心波長が異なる。本実施形態においては、第1波長領域の発光層24Rdは赤色を、第2波長領域の発光層24Gdは緑色を、第3波長領域の発光層24Bdは青色を、それぞれ発光する場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはない。
 また、本実施形態においては、表示装置2が、赤色、緑色及び青色の光をそれぞれ発光する3種類の発光素子5R・5G・5Bを備えた場合を一例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、それぞれ異なる色の光を発光する4種類以上の発光素子を備えていてもよい。あるいは、表示装置が備える発光素子が1種類であっても2種類であってもよい。
 発光層24d(具体的には、発光層24Rd・24Gd・24Bd)は、ナノサイズの量子ドット(ナノ粒子)を含む発光層である。発光層24dは、例えば、量子ドット蛍光体を含んでいてもよい。量子ドットの材料としては、例えば、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、InP/ZnS、及びCIGS/ZnSのうち何れかの材料を用いることができる。また、量子ドットの粒径は3~10nm程度である。なお、各発光層24Rd・24Gd・24Bdで、互いに発光する光の中心波長を異なるようにするため、これら発光層24Rd・24Gd・24Bdにおいて、量子ドットの粒径を異なるようにしてもよく、互いに異なる種類の量子ドットを用いてもよい。
 本実施形態では、発光層24dとして、量子ドット(ナノ粒子)を含む発光層を用いた場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態は、これに限定されることはなく、発光層24dとして、OLED用の発光層を用いてもよい。
 発光素子5(具体的には、発光素子5R・5G・5B)がQLEDである場合、第1電極22及び第2電極25間の駆動電流によって正孔と電子とが発光層24d内で再結合し、これによって生じたエキシトンが、量子ドットの伝導帯準位(conduction band)から価電子帯準位(valence band)に遷移する過程で光(蛍光)が放出される。
 発光素子5(具体的には、発光素子5R・5G・5B)がOLEDである場合、第1電極22及び第2電極25間の駆動電流によって正孔と電子とが発光層24d内で再結合し、これによって生じたエキシトンが基底状態に遷移する過程で光が放出される。
 なお、発光素子5としては、前記のOLED、QLED以外の発光素子(無機発光ダイオード等)を形成してもよい。
 発光素子5R・5G・5Bの各々は、第1電極22と、酸化物層24aと、酸化物層24bと、正孔輸送層24cと、波長領域が異なる各発光層24d(発光層24Rd、発光層24Gd、及び発光層24Bdの何れか1層)と、電子輸送層24eと、第2電極25とが、この順に、積層された構成となっている。なお、第1電極22から第2電極25までの積層順は、逆にすることもできる。また、発光素子5R・5G・5Bの正孔輸送層24c及び電子輸送層24eの材料については後述するが、これら発光素子5R・5G・5Bの正孔輸送層24c及び電子輸送層24eは、必ずしも共通の材料ではなく、異なる材料で構成される場合もある。
 なお、発光素子5R・5G・5Bの各々は、表示装置2のサブピクセルSPである。
 第1電極22のエッジを覆うバンク23は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
 本実施形態では、ベタ状の共通層として形成した第2電極25を除いた、第1電極22と、酸化物層24aと、酸化物層24bと、正孔輸送層24cと、発光層24dと、電子輸送層24eとを、サブピクセルSPごとに島状に形成した場合を一例に挙げて説明したが、これに限定されることはない。例えば、第1電極22と発光層24dとを除いた、酸化物層24aと、酸化物層24bと、正孔輸送層24cと、電子輸送層24eと、第2電極25とは、ベタ状の共通層として形成してもよい。なお、この場合には、バンク23を設けなくてもよい。
 第1電極22は導電性材料からなり、酸化物層24a及び酸化物層24bを介して正孔輸送層24cに正孔を注入する正孔注入層(HIL)の機能を有する。第2電極25は導電性材料からなり、電子輸送層24eに電子を注入する電子注入層(EIL)の機能を有する。
 第1電極22及び第2電極25の少なくとも一方は、透光性材料からなる。なお、第1電極22及び第2電極25の何れか一方は、光反射性材料で形成してもよい。表示装置2をトップエミッション型の表示装置とする場合、上層である第2電極25を透光性材料で形成し、下層である第1電極22を光反射性材料で形成する。表示装置2をボトムエミッション型の表示装置とする場合、上層である第2電極25を光反射性材料で形成し、下層である第1電極22を透光性材料で形成する。なお、第1電極22から第2電極25までの積層順を逆にする場合は、上層である第1電極22を透光性材料で形成し、下層である第2電極25を光反射性材料で形成することにより、表示装置2をトップエミッション型の表示装置とすることができる。また、上層である第1電極22を反射性材料で形成し、下層である第2電極25を透光性材料で形成することにより、表示装置2をボトムエミッション型の表示装置とすることができる。
 透光性材料としては、例えば、透明導電膜材料を用いることができる。具体的には、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、ZnO、AZO(aluminum-doped zinc oxide)、BZO(boron-doped zinc oxide)等を用いることができる。これらの材料は可視光の透過率が高いため、発光効率が向上する。
 光反射性材料としては、可視光の反射率の高い材料が好ましく、例えば、金属材料を用いることができる。具体的には、例えば、Al、Cu、Au、Ag等を用いることができる。これらの材料は、可視光の反射率が高いため、発光効率が向上する。
 また、第1電極22及び第2電極25の何れか一方を、透光性材料と光反射性材料との積層体とすることで、光反射性を有する電極としてもよい。
 なお、本実施形態においては、表示装置2をトップエミッション型とするため、上層である第2電極25は透光性材料で形成し、下層である第1電極22は光反射性材料で形成した。
 正孔輸送層24cは、正孔を輸送し、電子の移動を阻害する層である。正孔輸送層24cの材料としては、正孔輸送性材料であれば、特に限定されるものではなく、公知の正孔輸送性材料を用いることができる。そのなかでも、上記正孔輸送性材料としては、例えばp型半導体が好ましい。上記正孔輸送性材料の一例としては、例えば、NiO(酸化ニッケル)、CuAlO(アルミン酸銅)、PEDOT:PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(4-スチレンスルホネート))、PVK(ポリビニルカルバゾール)等が挙げられる。上記正孔輸送性材料には、ナノ粒子を用いてもよい。
 また、正孔輸送層24cは、Ni及びCuのうち少なくとも1つを含む酸化物からなっていてもよい。また、正孔輸送層24cは、酸素以外の最も多く含まれる元素が、Ni及びCuのうちの何れかである酸化物からなっていてもよい。この場合、正孔輸送層24cは良好な正孔伝導性を有する。
 上記正孔輸送性材料は、酸化物であってもよく、酸化物以外の材料であってもよい。したがって、正孔輸送層24cは、該正孔輸送層24c中に酸素原子を有していてもよいし、酸素原子を有していなくてもよい。上記正孔輸送性材料が酸化物である場合(言い換えれば、正孔輸送層24cが酸化物からなる場合)、正孔輸送層24cの酸素原子密度(つまり、正孔輸送層24c中の酸素原子の密度)は、後述する実施形態2に示すように、該正孔輸送層24cに隣り合う酸化物層24bの酸素原子密度よりも小さいことが望ましい。言い換えれば、酸化物層24bの酸素原子密度は、正孔輸送層24cの酸素原子密度よりも大きいことが望ましい。しかしながら、酸化物層24bの酸素原子密度は、正孔輸送層24cの酸素原子密度と同じである場合、及び、正孔輸送層24cの酸素原子密度よりも小さい場合もあり得る。
 酸化物層24a及び酸化物層24bは、正孔輸送層24cとは別に設けられていることから、正孔輸送層24cの材料選択の自由度を低下させることなく、自由に電気双極子を形成することができる。したがって、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入量を自在に制御することができる。この結果、発光層24dへの正孔注入量を自在に制御することができる。
 酸化物層24aは、無機酸化物からなることが好ましい。また、酸化物層24aは、絶縁体(絶縁材料)からなることが好ましい。また、酸化物層24aは、無機酸化物絶縁体からなることが好ましい。これらの場合、長期信頼性が改善される。すなわち、エイジング後の発光効率が改善される。
 酸化物層24bは、例えば無機酸化物からなることが好ましい。また、酸化物層24bは、絶縁体(絶縁材料)からなることが好ましい。また、酸化物層24bは、無機酸化物絶縁体からなることが好ましい。これらの場合、長期信頼性が改善される。すなわち、エイジング後の発光効率が改善される。
 また、酸化物層24a及び酸化物層24bの両方が無機酸化物からなることがさらに好ましい。また、酸化物層24a及び酸化物層24bの両方が絶縁体(無機絶縁体)からなることがさらに好ましい。これらの場合、長期信頼性がさらに改善される。すなわち、エイジング後の発光効率がさらに改善される。
 これら酸化物層24a及び酸化物層24bは、互いに独立して、例えば、Al(アルミニウム)、Ga(ガリウム)、Ta(タンタル)、Zr(ジルコニウム)、Hf(ハフニウム)、Mg(マグネシウム)、Ge(ゲルマニウム)、Si(ケイ素、シリコン)、Y(イットリウム)、La(ランタン)、Sr(ストロンチウム)のうち少なくとも1つの元素を主成分として含む酸化物で形成されていてもよい。つまり、酸化物層24aと酸化物層24bとは、互いに同じ元素を少なくとも1つ主成分として含む酸化物であってもよく、互いに異なる元素を主成分として含む酸化物であってもよい。また、酸化物層24a及び酸化物層24bは、酸素以外の最も多い元素が、Al、Ga、Ta、Zr、Hf、Mg、Ge、Si、Y、La、Srのうちの何れかである酸化物で形成されていてもよい。
 より具体的には、酸化物層24a及び酸化物層24bは、例えば、酸化アルミニウム(例えば、Ai)、酸化ガリウム(例えば、α構造あるいはβ構造等の結晶構造を有するGa)、酸化タンタル(例えば、Ta)、酸化ジルコニウム(例えば、ZrO)、酸化ハフニウム(例えば、HfO)、酸化マグネシウム(例えば、MgO)、酸化ゲルマニウム(例えば、ZeO)、酸化シリコン(例えば、SiO)、酸化イットリウム(例えば、Y)、酸化ランタン(例えば、La)、酸化ストロンチウム(例えば、SrO)、これら酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物のうち少なくとも1つを含んでいてもよく、上記複合酸化物の何れか一つからなっていてもよい。そのような複合酸化物としては、特に限定されるものではないが、例えば、SiとAlとを含む酸化物等が挙げられる。なお、これら酸化物層24a及び酸化物層24bについては、後で、より詳しく説明する。
 電子輸送層24eは、電子を輸送し、正孔の移動を阻害する層である。電子輸送層24eの材料としては、電子輸送性材料であれば、特に限定されるものではなく、公知の電子輸送性材料を用いることができる。上記電子輸送性材料は、酸化物であってもよく、酸化物以外の材料であってもよい。上記電子輸送性材料としては、例えば、ZnO、TiO、SrTiO等を用いることができる。また、上記電子輸送材料には、ナノ粒子を用いてもよい。上記電子輸送性材料としては、例えばn型半導体が好ましい。また、電子輸送性材料として、TPBi(1,3,5-トリス(1-フェニル-1-H-ベンズイミダゾール-2-イル)ベンゼン)、Alq3(トリス(8-ヒドロキシ-キノリネート)アルミニウム)、BCP(2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン)等の有機材料を用いてもよい。
 また、電子輸送層24eは、Ti、Zn、Sn、Inのうち、少なくとも1つを含む酸化物からなっていてもよい。また、電子輸送層24eは、酸素以外の最も多く含まれる元素が、Ti、Zn、Sn、Inのうちの何れかである酸化物からなっていてもよい。この場合、電子輸送層24eは、良好な電子伝導性が得られる。
 封止層6は透光性であり、第2電極25を覆う第1無機封止膜26と、第1無機封止膜26よりも上側に形成される有機封止膜27と、有機封止膜27を覆う第2無機封止膜28とを含む。発光素子5R・5G・5Bを覆う封止層6は、水、酸素等の異物の発光素子5R・5G・5Bへの浸透を防いでいる。
 第1無機封止膜26及び第2無機封止膜28は、それぞれ、例えば、CVD法により形成される、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、あるいは酸窒化シリコン膜、またはこれらの積層膜で構成することができる。有機封止膜27は、第1無機封止膜26及び第2無機封止膜28よりも厚い透光性有機膜であり、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の塗布可能な感光性有機材料によって構成することができる。
 図3の(a)は、比較例である発光素子における第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図であり、図3の(b)は、発光素子5における第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 図3の(a)に示すように、第1電極22と正孔輸送層24cとが直接接する比較例である発光素子においては、第1電極22のフェルミ準位EF1と正孔輸送層24cの価電子帯(HTL価電子帯)の上端とのエネルギー差ΔEF1が大きい。このエネルギー差ΔEF1は、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁の高さとなるため、図3の(a)に示す発光素子では、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入ができない。したがって、発光層24dに対して効率的な正孔注入ができない。
 一方、本実施形態に係る発光素子5は、図3の(b)に示すように、第1電極22と正孔輸送層24cとの間に、第1電極22側から、酸化物層24aと酸化物層24bとが互いに接してこの順に積層されており、かつ、前述したように、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さい。このため、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、該界面において、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1が形成される。
 このように、電気双極子1が形成されると、図3の(b)に示すように、電気双極子1が形成される界面である、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面を境にして、電気双極子1による真空準位のシフトが起こる。この結果、図3の(b)に示すように、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面を境にして、第1電極22側のバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)は、第2電極25側のバンドの位置に対して下方向に移動する。つまり、図3の(b)に示す例の場合、第1電極22のバンドの位置及び酸化物層24aのバンドの位置が、酸化物層24bのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対して、下方向に移動(バンドシフト)する。図示はしないが、このとき、第2電極25側のバンドの位置には、発光層24dよりも第2電極25側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。なお、図3の(b)では、電気双極子1による真空準位のシフトが起こる前の第1電極22のフェルミ準位EF1のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子1による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層24aのバンドの位置を二点鎖線で示している。また、電気双極子1による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子1が形成されると、第1電極22のフェルミ準位EF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’に、酸化物層24aの価電子帯は酸化物層24aの価電子帯’に、酸化物層24aの伝導帯は酸化物層24aの伝導帯’に、それぞれ移動する。この移動によって、第1電極22のフェルミ準位EF1と正孔輸送層24cの価電子帯上端(HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差ΔEF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’と正孔輸送層24cの価電子帯上端(HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差ΔEF1’となる。この結果、電気双極子1形成後のエネルギー差ΔEF1’(言い換えれば、電気双極子1形成後の第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF1(言い換えれば、酸化物層24a及び酸化物層24bを形成しない場合の、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 発光素子5において、酸化物層24a及び酸化物層24bの膜厚が十分に薄い場合、正孔は酸化物層24a及び酸化物層24bをトンネリングにより伝導できるため、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さは、実効的に第1電極22のフェルミ準位EF1’と正孔輸送層24cの価電子帯上端(HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差ΔEF1’となる。本実施形態によれば、このように酸化物層24a及び酸化物層24bを形成することにより、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となる。その結果、第1電極22から(正孔輸送層24cを介した)発光層24dへの正孔注入効率が向上し、発光素子5の発光効率が向上する。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEF1’とは、「電気双極子形成後における、第1電極22のフェルミ準位と、正孔輸送層24cの価電子帯上端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子1形成後」を示し、「電気双極子形成後における、第1電極22のフェルミ準位と、正孔輸送層24cの価電子帯上端とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子1形成後における、第1電極22のフェルミ準位EF1’と、HTL価電子帯の上端とのエネルギー差」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEF1’の符号は、電気双極子形成後において、第1電極22のフェルミ準位(本実施形態では第1電極22のフェルミ準位EF1’)が正孔輸送層24cの価電子帯上端(本実施形態ではHTL価電子帯の上端)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEF1’>0)とし、電気双極子形成後において、第1電極22のフェルミ準位(本実施形態では第1電極22のフェルミ準位EF1’)が正孔輸送層24cの価電子帯上端(本実施形態ではHTL価電子帯の上端)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEF1’<0)とする。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF1とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、第1電極22のフェルミ準位(つまり、第1電極22のフェルミ準位EF1)と、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1形成前」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEF1の符号は、電気双極子形成前において、第1電極22のフェルミ準位(つまり、第1電極22のフェルミ準位EF1)が正孔輸送層24cの価電子帯上端(HTL価電子帯の上端)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEF1>0)とし、電気双極子形成前において、第1電極22のフェルミ準位(つまり、第1電極22のフェルミ準位EF1)が正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEF1<0)とする。
 正孔注入障壁高さが負の場合、正孔注入障壁が存在しないことを意味する。
 なお、図3の(b)では、二点鎖線で示す、電気双極子1による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層24aのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)と、酸化物層24bのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)とが、同じである場合を例に挙げて図示している。しかしながら、酸化物層24a及び酸化物層24bのバンドの位置は、酸化物層24a及び酸化物層24bの材料の選択によって決定されるため、図3の(b)に示す例に限定されない。図3の(b)に示す例では、電気双極子1の形成によりバンドシフトが起こった後の第1電極22のフェルミ準位EF1’が、HTL価電子帯の上端よりも上に位置する場合を例に挙げて図示している。しかしながら、バンドシフトが起こった後の第1電極22のフェルミ準位EF1’は、HTL価電子帯の上端よりも下に位置してもよく、下に位置する方がより好ましい。
 酸化物層24aの膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であることが好ましい。酸化物層24aの膜厚を5nm以下とすることにより、正孔のトンネリングを効率的に行うことができる。また、酸化物層24aの膜厚を0.2nm以上とすることにより、十分に大きな双極子モーメントを得ることができる。酸化物層24aの膜厚は、0.8nm以上、3nm未満であることがさらに好ましい。この場合、さらに効率的な正孔注入が可能となる。
 同様に、酸化物層24bの膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であることが好ましい。酸化物層24bの膜厚を5nm以下とすることにより、正孔のトンネリングを効率的に行うことができる。また、酸化物層24bの膜厚を0.2nm以上とすることにより、十分に大きな双極子モーメントを得ることができる。酸化物層24bの膜厚も0.8nm以上、3nm未満であることが好ましく、この場合、さらに効率的な正孔注入が可能となる。
 酸化物層24aと酸化物層24bとの合計の膜厚は、0.4nm以上、5nm以下であることが好ましい。上記合計の膜厚を5nm以下とすることにより、正孔のトンネリングを効率的に行うことができる。また、上記合計の膜厚を0.4nm以上とすることにより、十分に大きな双極子モーメントを得ることができる。上記合計の膜厚は、1.6nm以上、4nm未満であることがさらに好ましい。この場合、さらに効率的な正孔注入が可能となる。
 酸化物層24aは、アモルファス(非晶質)の酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層24bとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、酸化物層24bも、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層24aとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。
 なお、酸化物層24aは、酸化物層24bとの接触面のみが多結晶化されていてもよく、酸化物層24a全体が多結晶の酸化物で構成されていてもよい。また、酸化物層24bは、酸化物層24aとの接触面のみが多結晶化されていてもよく、酸化物層24b全体が多結晶の酸化物で構成されていてもよい。言い換えれば、少なくとも酸化物層24aと酸化物層24bとの接触面において、これら酸化物層24a及び酸化物層24bのうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本実施形態においては、酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度より小さくなるように形成されれば、酸化物層24a及び酸化物層24bの多結晶化の方法は、特に限定されない。また、酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度より小さくなるように形成されていれば、酸化物層24a及び酸化物層24bをそれぞれ構成する多結晶の酸化物の種類は、特に限定されない。なお、上記多結晶化の方法の一例としては、例えば、レーザ光を用いた熱処理が挙げられる。
 上述したように酸化物層24aにおける少なくとも酸化物層24bとの接触面の一部、及び、酸化物層24bにおける少なくとも酸化物層24aとの接触面の一部は、多結晶化されていてもよいが、酸化物層24a及び酸化物層24bは、それぞれアモルファス(非晶質)の酸化物からなることが、特に好ましい。酸化物層24a及び酸化物層24bをそれぞれアモルファスの酸化物で形成することで、これら酸化物層24a及び酸化物層24bの膜厚均一性を向上することができ、それぞれの表面の平坦性を向上させることができる(言い換えれば、酸化物層24a及び酸化物層24bにおける、互いの境界面(界面)の表面粗度を小さくすることができる)。この場合、電気双極子1が、上記境界面内で均一に形成され易く、酸化物層24aと酸化物層24bとの接触面全体において、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1’の面内分布を均一にすることができる。このため、トンネリングによる正孔伝導の均一性が改善され、発光効率が向上する。
 一方、酸化物層24aにおける少なくとも酸化物層24bとの接触面の一部が多結晶化されている場合、酸化物層24aにおける、少なくとも、酸化物層24bとの接触面の一部が、グレイン(粒)を含んでいてもよい。また、酸化物層24bにおける少なくとも酸化物層24aとの接触面の一部が多結晶化されている場合、酸化物層24bにおける、少なくとも、酸化物層24aとの接触面の一部が、グレイン(粒)を含んでいてもよい。
 このように少なくとも酸化物層24aと酸化物層24bとの接触面において、これら酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、少なくとも一方の層がグレイン(粒)を含むことで、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面の面積が大きくなるため、より効率的に電気双極子1を形成することができる。このため、発光素子5における効率的な正孔注入が可能となる。
 上述したように、発光素子5は、少なくとも酸化物層24aと酸化物層24bとの接触面において、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 また、発光素子5は、少なくとも酸化物層24aと酸化物層24bとの接触面において、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち何れか一方の層が多結晶の酸化物を含み、他方の層がアモルファス(非晶質)の酸化物で構成されていてもよい。例えば、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、上層側の層がアモルファス(非晶質)の酸化物からなり、下層側の層の少なくとも上面の一部が多結晶化されていてもよい。この場合、下層側の層の上面がグレイン(粒)を含んでいてもよい。下層側の層の上面の表面粗度は、上層側の層における下層側の層との接触面(界面)にも反映される。
 したがって、例えば図2に示すように第1電極22が発光層24dよりも下層側の層であり、第2電極25が発光層24dよりも上層側の層である場合には、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、上層側の層である酸化物層24bがアモルファス(非晶質)の酸化物からなっていてもよい。そして、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、下層側の層である酸化物層24aの上面がグレイン(粒)を含んでいてもよい。この場合、酸化物層24bを非晶質(アモルファス)の酸化物とすることで、グレインを含む酸化物層24aに対する良好なカバレッジが得られるため、電気双極子1が形成されやすく、また、酸化物層24bの膜厚均一性を向上できるため、酸化物層24bにおけるトンネリングによる正孔伝導の均一性を向上できる。また、酸化物層24aの上面がグレイン(粒)を含むことで、酸化物層24aの上面と酸化物層24bとの界面の面積が大きくなるため、より効率的に電気双極子1を形成することができる。この結果、発光素子5において、正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となるので、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、本実施形態では、上記接触面の少なくとも一方を多結晶化することによってグレイン(粒)を形成する場合を一例に挙げて説明した。しかしながら、本実施形態は、これに限定されるものではなく、例えば、スパッタ法、CVD法等により、自発的な核成長を利用して、上記接触面の少なくとも一方における少なくとも一部にグレイン(粒)を形成してもよい。なお、勿論、酸化物層24a全体がグレイン(粒)を含んでいてもよく、酸化物層24b全体がグレイン(粒)を含んでいてもよい。
 また、酸化物層24aにおける少なくとも酸化物層24bとの接触面、あるいは、酸化物層24bにおける少なくとも酸化物層24aとの接触面において、グレイン(粒)は離散的に分布していてもよい。また、グレイン(粒)は、結晶を含む結晶粒(crystal grain)であってもよいし、非晶質相(アモルファス相)を含んでいてもよい。
 正孔注入は、正孔注入障壁が大きいところでは起こり難く、正孔注入障壁が小さいところでは起こりやすい。酸化物層24a及び酸化物層24bをそれぞれアモルファスの酸化物で形成することで、酸化物層24aと酸化物層24bとの二層間に形成される電気双極子1の面内密度ばらつきを小さくすることができるため、正孔注入障壁高さの面内ばらつきが抑制され、正孔注入効率の面内ばらつきを抑えることができる。この結果、酸化物層24a及び酸化物層24bを正孔が均一にトンネリングし易くなり、発光素子5における、発光の面内均一性が向上するのと共に、発光効率が向上する。
 また、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、少なくとも一方の層は連続膜であることが好ましく、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、少なくとも上層側の層が連続膜であることがより好ましい。すなわち、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、後から成膜される方の膜は、支持体としての基板(例えば図1に示す例では、第1電極22が形成されるアレイ基板である、基板10、樹脂層12、バリア層3、及びTFT層4を含む積層体)全体に対して全面形成される膜であってもよい。なお、ここで、連続膜とは、空隙率が1%未満の緻密な膜である。すなわち、連続膜とは、実質的に空隙を有しない膜である。
 つまり、図2に示すように第1電極22が発光層24dよりも下層側の層であり、第2電極25が発光層24dよりも上層側の層である場合には、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、少なくとも、第2電極25側(つまり、上層側)に位置する酸化物層24bが連続膜であることが好ましい。また、第1電極22が発光層24dよりも上層側の層であり、第2電極25が発光層24dよりも下層側の層である場合には、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、少なくとも、第1電極22側(つまり、上層側)に位置する酸化物層24aが連続膜であることが好ましい。
 この場合、これら酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、少なくとも上層側の層は、例えば、スパッタ法、蒸着法、CVD法(化学気相成長法)、PVD法(物理蒸着法)等で成膜することが望ましい。この場合、連続膜が形成される。このような方法で形成された酸化物層24aと酸化物層24bとは、接触面積が大きくなり、電気双極子1が高密度に形成されやすい。なお、ナノ粒子等の微粒子を塗布して作製された膜は、微粒子間に多数の空隙が形成されて多孔質状となるため、連続膜にはならない。
 図3の(b)に示すように、真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1(=第1電極22の仕事関数)は、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1よりも小さく、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1は、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3及び酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4よりも小さい。図3の(b)に示す例では、(真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1=第1電極22の仕事関数)<(正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1)<(酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3)=(酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4)である。このように、図3の(b)に示す例では、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3と酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4とが等しい場合を示しているが、これに限定されず、本実施形態においては、(i)第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1)、(ii)正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、(iii)酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3及び酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4、の順に小さければよい。
 酸化物層24a及び酸化物層24bのバンドの位置は、酸化物層24a及び酸化物層24bの材料の選択によって決定されるものであるため、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3と酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4とは、異なっていてもよい。例えば、第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1)、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3、酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4、の順に小さくてもよいし、第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1)、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3、の順に小さくてもよい。何れの場合にも、電気双極子1によって、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さを、エネルギー差ΔEF1からエネルギー差ΔEF1’へと小さくすることができる。
 また、図3の(b)に示すように、酸化物層24a及び酸化物層24bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差は、正孔輸送層24cにおける、HTL伝導帯の下端とHTL価電子帯の上端との間のエネルギー差より大きい。このため、酸化物層24a及び酸化物層24bのキャリア密度(正孔密度)は、正孔輸送層24cのキャリア密度(正孔密度)よりも小さく、酸化物層24a及び酸化物層24bは、正孔輸送層24cよりも絶縁性が高い。なお、ここで、酸化物層24a及び酸化物層24bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差とは、酸化物層24aにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差、及び、酸化物層24bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差を示す。なお、図3の(b)に示す例においては、酸化物層24aにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差が、酸化物層24aにおける、伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差に等しい場合を示しているが、これに限定されない。また、上述したように酸化物層24a及び酸化物層24bのキャリア密度(正孔密度)は、正孔輸送層24cのキャリア密度(正孔密度)よりも小さい。したがって、酸化物層24a及び酸化物層24bにおいては、トンネリングによる正孔伝導が行われる。なお、正孔輸送層24cのキャリア密度(正孔密度)は、例えば1×1015cm-3以上であることが好ましい。この場合、正孔輸送層24cの導電性が良好となる。また、正孔輸送層24cのキャリア密度(正孔密度)は、例えば3×1017cm-3以下であることが好ましい。この場合、非発光再結合が抑制され、発光効率が向上する。
 前述したように、本実施形態においては、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さい。
 図5は、酸化物層24a及び酸化物層24bを構成する酸化物の一例としての無機酸化物の酸素原子密度を示す図である。
 酸化物層24a及び酸化物層24bを構成する酸化物は、例えば、図5に示す無機酸化物から2つを選択し、酸素原子密度の大きい方を、酸化物層24aを構成する酸化物とし、酸素原子密度の小さい方を、酸化物層24bを構成する酸化物とすればよい。
 前述したように、酸化物層24a及び酸化物層24bをそれぞれ構成する酸化物としては、例えば、図5に例示した酸化物のカチオンを複数含む複合酸化物を用いることもできる。
 酸化物層24bの酸素原子密度を酸化物層24aの酸素原子密度よりも低減することで、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1を形成しやすくなり、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となる。その結果、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となり、発光効率が向上する。
 酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。酸化物層24aの酸素原子密度に対する酸化物層24bの酸素原子密度が小さいほど、酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1がより効率的に形成されるので、発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。
 また、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。この場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、ダングリングボンド等による再結合中心が形成されるのを抑制することができる。
 なお、本開示における酸素原子密度は、酸化物層24aまたは酸化物層24bが有する固有の値として、酸化物層24aまたは酸化物層24bを構成する材料のバルクでの酸素原子密度を適用するものとする。
 図6は、酸化物層24aを構成する酸化物と酸化物層24bを構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。
 図6に示す組み合わせは、酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さいため、図3の(b)に示すように電気双極子1が形成され、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となり、その結果、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となり、発光効率が向上する。
 なお、図6に示す、酸化物層24a及び酸化物層24bをそれぞれ構成する酸化物の組み合わせは、あくまでも一例である。酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さい限り、これらの組み合わせに限定されることはない。
 なお、図6では、一例として、酸化物層24aが1種類の酸化物のみからなる場合を例に挙げて示しているが、酸化物層24a及び酸化物層24bは、それぞれ、1種類の酸化物で構成されていてもよく、複数の酸化物で構成されていてもよい。つまり、酸化物層24aは、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。同様に、酸化物層24bは、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。
 また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、酸化物層24aに含まれるカチオン(つまり、酸化物層24aを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよい。また、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層24aを構成する酸化物)は、酸化物層24bに含まれるカチオン(つまり、酸化物層24bを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよい。何れの場合にも、酸化物層24aと酸化物層24bとが、共通のカチオンを含んでいることで、酸化物層24aと酸化物層24bとの格子不整合を緩和する構造とすることができる。この結果、格子不整合による欠陥の発生を抑制し、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1をより効率的に形成することができるので、正孔輸送層24cから発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層24aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層24aにおいて、酸化物層24aに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層24a中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層24aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層24bにおいて、酸化物層24bに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層24b中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 <変形例1>
 図7は、本変形例に係る発光素子5における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 図3の(b)では、前述したように、仕事関数及びイオン化ポテンシャルについて、(i)第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1)、(ii)正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、(iii)酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3及び酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4、の順に小さい場合を例に挙げて図示した。
 しかしながら、上記仕事関数及びイオン化ポテンシャルについては、第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1とのエネルギー差Ed1)が、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1よりも小さく、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1が、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3及び酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4が発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2よりも小さければよい。酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3と酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4との関係は、材料の選択によって変わる。このため、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3と酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4との関係については、特に制約はない。したがって、上記仕事関数及びイオン化ポテンシャルついては、図7に示すように、(i)第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1)、(ii)正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、(iii)酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3、(iv)酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4、の順に小さくてもよい。また、上記仕事関数及びイオン化ポテンシャルについては、(i)第1電極22の仕事関数(=真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1)、(ii)正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP3、(iii)酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4、(iv)酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3、の順に小さくてもよい。何れの場合にも、電気双極子1によって、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さを、エネルギー差ΔEF1からエネルギー差ΔEF1’へと、小さくすることができる。
 <変形例2>
 図8は、本変形例に係る発光素子5の概略構成を模式的に示す断面図である。
 酸化物層24a及び酸化物層24bの少なくとも一方は、島状に形成されていてもよい。
 図8に示す例では、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、下層である酸化物層24aが島状に複数個形成されている。酸化物層24aは、スパッタ法、CVD法等を用いて自発的な核成長を利用して島状に形成することができる。また、薄膜を形成後、エッチング等により島状に加工してもよい。
 図8に示す例では、酸化物層24aが島状に複数個形成されているので、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面の面積が大きくなる。このため、この場合にも、電気双極子1をより効率的に形成することができるので、発光素子5における、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となり、その結果、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、図8に示す例では、下層である第1電極22を光反射性材料で形成し、上層である第2電極25を透光性材料で形成する。これにより、上記発光素子5を含むトップエミッション型の表示装置を実現できる。なお、上記発光素子5を含む表示装置においては、第2電極25をベタ状の共通層として形成し、薄膜トランジスタ素子Tr(TFT素子)に電気的に接続された第1電極22をサブピクセルごとに形成している。
 また、図8に示す例において、下層である第1電極22を透光性材料で形成し、上層である第2電極25を光反射性材料で形成してもよい。これにより、上記発光素子5を含むボトムエミッション型の表示装置を実現できる。
 <変形例3>
 図9は、本変形例に係る発光素子5の概略構成を模式的に示す断面図である。
 変形例2では、第1電極22が発光層24dよりも下層に位置し、第2電極25が発光層24dよりも上層に位置する場合を例に挙げて図示した。しかしながら、前述したように、発光素子5における各層の積層順は逆であってもよい。図9に示す例では、第1電極22が発光層24dよりも上層に位置し、第2電極25が発光層24dよりも下層に位置する。本変形例では、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち、下層である酸化物層24bが、島状に複数個形成されている。酸化物層24bは、スパッタ法、CVD法等を用いて自発的な核成長を利用して島状に形成することができる。また、薄膜を形成後、エッチング等により島状に加工してもよい。
 図9に示す例では、酸化物層24bが島状に複数個形成されているので、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面の面積が大きくなる。このため、この場合、電気双極子1をより効率的に形成することができるので、発光素子5における、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、図9に示す例では、上層である第1電極22を光反射性材料で形成し、下層である第2電極25を透光性材料で形成する。これにより、上記発光素子5を含むボトムエミッション型の表示装置を実現できる。なお、上記発光素子5を含む表示装置においては、第1電極22をベタ状の共通層として形成し、薄膜トランジスタ素子Tr(TFT素子)に電気的に接続された第2電極25をサブピクセルごとに形成している。
 また、図9に示す例において、上層である第1電極22を透光性材料で形成し、下層である第2電極25を光反射性材料で形成してもよい。これにより、上記発光素子5を含むトップエミッション型の表示装置を実現できる。
 〔実施形態2〕
 図10は、本実施形態に係る発光素子55における第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図10に示す発光素子55を備えている。本実施形態に係る発光素子55は、正孔輸送層24cが酸化物からなる点を除けば、実施形態1に係る発光素子5と同じ構成を有している。
 以下では、発光素子55が、図2に示す積層構造と同じ積層構造を有している場合を例に挙げて説明する。図10に示すように、酸化物層24aと酸化物層24bとは、第1電極22と正孔輸送層24cとの間に、第1電極22側から、この順に積層されている。なお、酸化物層24aと酸化物層24bと正孔輸送層24cとは、この順に互いに接して積層されている。前述したように、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度とは異なる。また、正孔輸送層24c中の酸素原子の密度(以下、「正孔輸送層24cの酸素原子密度」と称する場合がある)と、該正孔輸送層24cに隣接する酸化物層24bの酸素原子密度とは異なる。この場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面のみならず、正孔輸送層24cと酸化物層24bとの界面においても、酸素原子の移動が起こり、電気双極子が形成されやすい。
 本実施形態においては、正孔輸送層24cの酸素原子密度は、酸化物層24bの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。この場合、前述したエネルギー差ΔEF1’がさらに小さくなり、第1電極22から正孔輸送層24cへのさらに効率的な正孔注入が可能となる。その結果、発光層24dへのさらに効率的な正孔注入が可能となる。以下、本実施形態では、正孔輸送層24cの酸素原子密度が酸化物層24bの酸素原子密度よりも小さく、酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さい場合を例に挙げて説明する。この場合、実施形態1と同じく酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。また、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において、酸化物層24bから正孔輸送層24cの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。このため、図10に示すように、実施形態1と同じく、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1が形成される。また、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において、正孔輸送層24cから酸化物層24bの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子31が形成される。
 なお、本実施形態の発光素子55において、互いに隣り合う酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「24b」、「24c」、「31」と読み替えることができる。
 このように、電気双極子1・31が形成されると、図10に示すように、電気双極子1が形成される界面である、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面、及び、電気双極子31が形成される界面である、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面を境にして、それぞれ、電気双極子1、及び、電気双極子31による、真空準位のシフトが起こる。この結果、図10に示すように、正孔輸送層24cと酸化物層24bとの界面を境にして、第1電極22側のバンドの位置が、第2電極25側のバンドの位置に対して下方向に移動するとともに、酸化物層24bと酸化物層24aとの界面を境にして、第1電極22側のバンドの位置が、第2電極25側のバンドの位置に対して下方向に移動する。つまり、図10に示す例の場合、酸化物層24bのバンドの位置が、正孔輸送層24cのバンドの位置及び発光層24dのバンドの位置に対して下方向に移動(バンドシフト)する。また、第1電極22のバンドの位置及び酸化物層24aのバンドの位置が、酸化物層24bのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対してさらに下方向に移動(バンドシフト)する。図示はしないが、このとき、第2電極25側のバンドの位置には、発光層24dよりも第2電極25側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。なお、図10では、電気双極子1・31による真空準位のシフトが起こる前の第1電極22のフェルミ準位EF1のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子1・31による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層24a及び酸化物層24bのバンドの位置をそれぞれ二点鎖線で示している。また、電気双極子1・31による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子1・31が形成されると、第1電極22のフェルミ準位EF1は第1電極22のフェルミ準位EF1’に、酸化物層24aの価電子帯は酸化物層24aの価電子帯’に、酸化物層24bの価電子帯は酸化物層24bの価電子帯’に、それぞれ移動する。また、酸化物層24aの伝導帯は酸化物層24aの伝導帯’に、酸化物層24bの伝導帯は酸化物層24bの伝導帯’に、それぞれ移動する。この移動によって、第1電極22のフェルミ準位EF1とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1’となる。この結果、電気双極子1・31形成後のエネルギー差ΔEF1’(言い換えれば、電気双極子1・31形成後の第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF1(言い換えれば、正孔輸送層24cの材料が酸化物ではなく、また、酸化物層24a及び酸化物層24bを形成しない場合の、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 実施形態1の発光素子5同様、発光素子55において、酸化物層24a及び酸化物層24bの膜厚が十分に薄い場合、正孔は酸化物層24a及び酸化物層24bをトンネリングにより伝導できるため、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さは、実効的に第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1’となる。
 本実施形態によれば、上述したように正孔輸送層24c、酸化物層24a、及び酸化物層24bを形成することにより、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面、及び、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面、の2つの界面において、正孔輸送層24cから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメント1・31がそれぞれ形成される。このため、本実施形態によれば、実施形態1と比較して、第1電極22、酸化物層24a、及び酸化物層24bのバンドの位置が、正孔輸送層24cのバンドの位置に対して、より下方向に移動する。この移動によって、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1’が、実施形態1よりもさらに小さくなる。このため、本実施形態によれば、実施形態1よりもさらに効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEF1’とは、「電気双極子形成後における、第1電極22のフェルミ準位と、正孔輸送層24cの価電子帯上端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子1・31形成後」を示し、エネルギー差ΔEF1’とは、上述したように、「電気双極子1・31形成後における、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差」を示す。また、電気双極子形成前」とは、「電気双極子1・31形成前」(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF1とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、第1電極22のフェルミ準位(つまり、第1電極22のフェルミ準位EF1)と、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1・31形成前」を示す。
 図11は、正孔輸送層24cを構成する酸化物の一例としての無機酸化物の酸素原子密度を示す図である。
 正孔輸送層24cを構成する酸化物は、例えば、図11に示す無機酸化物から、酸化物層24bの酸素原子密度よりも酸素原子密度の小さい無機酸化物を選択し、該無機酸化物を、正孔輸送層24cを構成する酸化物としてもよい。また、図11に示す無機酸化物から正孔輸送層24cを構成する酸化物を選択した後、図5または図6に示す無機酸化物及びその組み合わせから、正孔輸送層24cの酸素原子密度よりも酸素原子密度の大きい無機酸化物の組み合わせを選択して、酸化物層24a及び酸化物層24bとしてもよい。
 正孔輸送層24cを構成する酸化物としては、例えば、図11に例示した酸化物のカチオンを複数含む複合酸化物を用いることもできる。また、正孔輸送層24cは、Ni及びCuのうち、少なくとも1つを含む酸化物からなっていてもよい。また、正孔輸送層24cは、酸素以外の最も多く含まれる元素がNi及びCuのうちの何れかである酸化物からなっていてもよい。
 本実施形態でも、酸化物層24bの酸素原子密度を酸化物層24aの酸素原子密度よりも低減することで、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1を形成しやすくなり、正孔の注入効率を向上することができる。また、本実施形態によれば、正孔輸送層24cの酸素原子密度を、該正孔輸送層24cに隣り合う酸化物層24bの酸素原子密度よりも低減することで、正孔輸送層24cから酸化物層24bの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子31を形成しやすくなり、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔の注入効率をより向上することができる。
 なお、上述したように正孔輸送層24cが酸化物からなる場合、正孔輸送層24cの酸素原子密度は、酸化物層24bの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、実施形態1同様、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることが好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。この場合、エネルギー差ΔEF1’がさらに小さくなり、さらに効率的な正孔注入が可能となる。このとき、酸化物層24bの酸素原子密度に対する正孔輸送層24cの酸素原子密度が小さいほど、酸化物層24bから正孔輸送層24cの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、正孔輸送層24cから酸化物層24bの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子31がより効率的に形成される。また、酸化物層24aの酸素原子密度に対する酸化物層24bの酸素原子密度が小さいほど、酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1がより効率的に形成される。このため、第1電極22から正孔輸送層24cへのより効率的な正孔注入が可能となり、その結果、発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。
 また、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。この場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、ダングリングボンド等による再結合中心が形成されるのを抑制することができる。
 また、正孔輸送層24cの酸素原子密度は、酸化物層24bの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。この場合、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において、ダングリングボンド等による再結合中心が形成されるのを抑制することができる。
 この結果、第1電極22から正孔輸送層24cへのより効率的な正孔注入が可能となる。なお、本開示における酸素原子密度は、正孔輸送層24cが有する固有の値として、正孔輸送層24cを構成する材料のバルクでの酸素原子密度を適用するものとする。
 図12は、正孔輸送層24cを構成する酸化物と、該正孔輸送層24cに隣り合う酸化物層24bを構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。
 図12に示す組み合わせは、正孔輸送層24cの酸素原子密度が酸化物層24bの酸素原子密度よりも小さいため、図10に示すように正孔輸送層24cと酸化物層24bとの界面に、正孔輸送層24cから酸化物層24bの方向に向く成分の双極子モーメントを含む電気双極子31が形成される。この結果、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となり、発光効率が向上する。
 なお、図12に示す、正孔輸送層24c及び酸化物層24bをそれぞれ構成する酸化物の組み合わせは、あくまでも一例である。本実施形態においては、正孔輸送層24cの酸素原子密度が酸化物層24bの酸素原子密度よりも小さい限り、これらの組み合わせに限定されることはない。
 なお、図12では、一例として、正孔輸送層24cが1種類または2種類の酸化物からなる場合を例に挙げて示しているが、酸化物層24a、酸化物層24b、及び正孔輸送層24cは、それぞれ、1種類の酸化物で構成されていてもよく、複数の酸化物で構成されていてもよい。つまり、正孔輸送層24cは、酸化物層24a及び酸化物層24b同様、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。
 また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、正孔輸送層24cに含まれるカチオン(つまり、正孔輸送層24cを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層24bに、「正孔輸送層24cに含まれるカチオン」が含まれる場合、酸化物層24bに含まれる全カチオンに対する、酸化物層24bに含まれる当該「正孔輸送層24cに含まれるカチオン」の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下がさらに好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、当該「正孔輸送層24cに含まれるカチオン」が酸化物層24bに含まれることによって酸化物層24b中における正孔密度が大きくなるのを抑制することができる。また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、「正孔輸送層24cに含まれるカチオン」を含まないことがさらに好ましい。
 また、正孔輸送層24c(より厳密には、正孔輸送層24cを構成する酸化物)は、酸化物層24bに含まれるカチオン(つまり、酸化物層24bを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。正孔輸送層24cに、「酸化物層24bに含まれるカチオン」が含まれる場合、正孔輸送層24cに含まれる全カチオンに対する、正孔輸送層24cに含まれる当該「酸化物層24bに含まれるカチオン」の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下がさらに好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、当該「酸化物層24bに含まれるカチオン」が正孔輸送層24cに含まれることによって正孔輸送層24cにおける正孔移動度が低下するのを抑制することができる。また、正孔輸送層24c(より厳密には、正孔輸送層24cを構成する酸化物)は、「酸化物層24bに含まれるカチオン」を含まないことがさらに好ましい。
 なお、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層24aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層24aにおいて、酸化物層24aに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層24a中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層24aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層24bにおいて、酸化物層24bに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層24b中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層24b(より厳密には、酸化物層24bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 なお、上述したように正孔輸送層24cが酸化物で形成されている場合、該正孔輸送層24cは、アモルファスの酸化物で形成されていてもよいし、少なくとも酸化物層24bとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。つまり、後者の場合、正孔輸送層24cは、酸化物層24bとの接触面のみが多結晶化されていてもよく、正孔輸送層24c全体が多結晶の酸化物で構成されていてもよい。
 また、実施形態1で説明したように、酸化物層24bは、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも正孔輸送層24cとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、酸化物層24aも、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層24bとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。
 酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さく、かつ、正孔輸送層24cの酸素原子密度が酸化物層24bの酸素原子密度より小さくなるように形成されれば、これら酸化物層24a、酸化物層24b、及び正孔輸送層24cの多結晶化の方法は、特に限定されない。また、酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さく、かつ、正孔輸送層24cの酸素原子密度が酸化物層24bの酸素原子密度より小さくなるように形成されていれば、酸化物層24a、酸化物層24b、及び正孔輸送層24cをそれぞれ構成する多結晶の酸化物の種類は、特に限定されない。なお、本実施形態でも、上記多結晶化の方法の一例としては、例えば、レーザ光を用いた熱処理が挙げられる。
 本実施形態によれば、例えば、酸化物層24a、酸化物層24b、及び正孔輸送層24cがそれぞれアモルファスの酸化物からなることで、これら酸化物層24a、酸化物層24b、及び正孔輸送層24cの膜厚均一性を向上することができ、それぞれの表面の平坦性を向上させることができる。この場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面全体で、電気双極子1が均一に形成されやすい。また、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面全体で、電気双極子31が均一に形成されやすい。このため、トンネリングによる正孔伝導の効率向上を実現でき、発光素子55における、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となり、その結果、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。
 また、酸化物層24a及び酸化物層24bがそれぞれアモルファスの酸化物からなり、正孔輸送層24cにおける、少なくとも、酸化物層24bとの接触面の一部が多結晶の酸化物からなる場合、酸化物層24a及び酸化物層24bの膜厚均一性を向上することができるため、電気双極子31の面内密度ばらつきを抑制することができる。また、この場合、正孔輸送層24cにおける、少なくとも、酸化物層24bとの接触面の一部が、グレイン(粒)を含む。このため、酸化物層24bをアモルファスの酸化物によって形成することにより、グレインを含む正孔輸送層24cに対する良好なカバレッジが得られるため、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの接触面積が大きくなり、より効率的に電気双極子31を形成することができる。このように正孔輸送層24cと酸化物層24bとの接触面において、これら正孔輸送層24c及び酸化物層24bのうち少なくとも一方の層がグレイン(粒)を含むことで、正孔輸送層24cと酸化物層24bとの界面の面積が大きくなる。このため、より効率的に電気双極子31を形成することができ、発光素子55における効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、酸化物層24bにおける正孔輸送層24cとの接触面がグレイン(粒)を含む場合、酸化物層24bの表面粗度は、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの接触面(界面)にも反映される。また、酸化物層24aにおける酸化物層24bとの接触面がグレイン(粒)を含む場合、酸化物層24aの表面粗度は、酸化物層24aと酸化物層24bとの接触面(界面)並びに酸化物層24bと正孔輸送層24cとの接触面(界面)にも反映される。このように、酸化物層24a、酸化物層24b、及び正孔輸送層24cのうち、酸化物層24a及び酸化物層24bのうち少なくとも一方の層の少なくとも上面の一部がグレイン(粒)を含む場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面の面積及び酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面の面積のうち、少なくとも、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面の面積が大きくなる。
 このため、この場合には、電気双極子1・31のうち少なくとも電気双極子31をより効率的に形成することができるので、発光素子55における、発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、本実施形態でも、グレイン(粒)は、上述した各層のうち互いに隣接する2層の接触面の少なくとも一方を多結晶化することによって形成してもよく、スパッタ法、CVD法等により、自発的な核成長を利用して、互いに隣接する2層の接触面の少なくとも一方における少なくとも一部にグレイン(粒)を形成してもよい。なお、勿論、上述した各層のうち互いに隣接する2層の接触面の少なくとも一方における全体がグレイン(粒)を含んでいてもよい。
 また、上記接触面において、グレイン(粒)は離散的に分布していてもよい。また、グレイン(粒)は、結晶を含む結晶粒(crystal grain)であってもよいし、非晶質相(アモルファス相)を含んでいてもよい。
 〔実施形態3〕
 図13は、本実施形態の発光素子155の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図13に示す発光素子155を備えている。
 図13に示すように、本実施形態の発光素子155は、第1電極(正孔注入層:HIL)22と、第2電極(電子注入層:EIL)25と、第1電極22と第2電極25との間に備えられた発光層24dとを含む。第1電極22と発光層24dとの間には、正孔輸送層(HTL)24aが備えられている。発光層24dと第2電極25との間には、発光層24d側から、電子輸送層(ETL)24eと、酸化物層124a(第1酸化物層)と、酸化物層124b(第2酸化物層)とが、この順に、例えば互いに接して積層されている。なお、酸化物層124a中の酸素原子の密度と酸化物層124b中の酸素原子の密度とは異なる。
 したがって、発光素子155は、例えば下層側から、第1電極22(アノード)と、正孔輸送層24cと、発光層24dと、電子輸送層24eと、第2電極25(カソード)と、をこの順に備えるとともに、電子輸送層24eと第2電極25との間に、酸化物層124aと、該酸化物層124aに接する酸化物層124bと、を第1電極22側からこの順に備えている。
 なお、第1電極22から第2電極25までの積層順は、逆にすることもできる。また、ベタ状の共通層として形成する第2電極25(積層順が逆の場合は第1電極22)を除いた、第1電極22(積層順が逆の場合は第2電極25)と、正孔輸送層24cと、発光層24dと、電子輸送層24eと、酸化物層124aと、酸化物層124bとは、サブピクセルSPごとに島状に形成してもよい。また、上記構成に代えて、第1電極22(積層順が逆の場合は第2電極25)と発光層24dとをサブピクセルSPごとに島状に形成し、これらの層を除いた、正孔輸送層24cと、電子輸送層24eと、酸化物層124aと、酸化物層124bと、第2電極25(積層順が逆の場合は第1電極22)と、のうち、少なくとも1層を、ベタ状の共通層として形成してもよい。
 なお、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eは、実施形態1で説明した通りである。前述したように、電子輸送性材料は、酸化物であってもよく、酸化物以外の材料であってもよい。したがって、電子輸送層24eは、該電子輸送層24e中に酸素原子を有していてもよいし、酸素原子を有していなくてもよい。上記電子輸送性材料が酸化物である場合(言い換えれば、電子輸送層24eが酸化物からなる場合)、該電子輸送層24e中の酸素原子の密度(以下、「電子輸送層24eの酸素原子密度」と称する場合がある)は、後述する実施形態4に示すように酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さいことが望ましい。しかしながら、電子輸送層24eの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度と同じであっても構わない。また、電子輸送層24eの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度よりも大きい場合もあり得る。
 酸化物層124a及び酸化物層124bは、電子輸送層24eとは別に設けられていることから、電子輸送層24eの材料選択の自由度を低下させることなく、自由に電気双極子を形成することができる。したがって、発光層24dへの電子注入量を自在に制御することができる。
 酸化物層124a及び酸化物層124bは、実施形態1の酸化物層24a及び酸化物層24b同様、例えば無機酸化物で形成されている。また、酸化物層124a及び酸化物層124bは、無機絶縁体からなることが望ましい。酸化物層124aとしては、実施形態1で例示した、酸化物層24aと同様の材料を用いることができる。また、酸化物層124bとしては、実施形態1で例示した、酸化物層24bと同様の材料を用いることができる。
 本実施形態でも、キャリア輸送層(但し、本実施形態では電子輸送層24e)と発光層24dとの間に設けられた、互いに隣り合う酸化物層124a及び酸化物層124bのうち、第1電極22から遠い方の酸化物層(第2酸化物層)である酸化物層124b中の酸素原子の密度は、第1電極22に近い方の酸化物層(第1酸化物層)である酸化物層124a中の酸素原子の密度よりも小さいことが好ましい。なお、以下、酸化物層124b中の酸素原子の密度を、「酸化物層124bの酸素原子密度」と称する場合がある。また、酸化物層124a中の酸素原子の密度を、「酸化物層124aの酸素原子密度」と称する場合がある。
 上述したように、本実施形態の酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さい。このため、酸化物層124b上に、該酸化物層124bに接して酸化物層124aが形成されると、これら酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすくなる。酸素原子の移動が起こると、酸素空孔がプラスに、移動した酸素原子がマイナスに帯電する。
 つまり、本実施形態の発光素子155において互いに隣り合う、第1電極22側の酸化物層124aと第2電極25側の酸化物層124bとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、第1電極22側の酸化物層24aと第2電極25側の酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面においては、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子(以下、「電気双極子1’」と称する)が生じる。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「124a」、「124b」、「1’」と読み替えることができる。
 図14の(a)は、比較例である発光素子における第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図であり、図14の(b)は、発光素子155における第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 図14の(a)に示すように、第2電極25と電子輸送層24eとが直接接する、比較例である発光素子においては、電子輸送層24eの伝導帯(ETL伝導帯)の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2とのエネルギー差ΔEF2が大きい。このエネルギー差ΔEF2は、第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁の高さとなるため、図14の(a)に示す発光素子では、第2電極25から電子輸送層24eへの効率的な電子注入ができない。従って、発光層24dに対して効率的な電子注入ができない。
 一方、本実施形態に係る発光素子155は、図14の(b)に示すように、第2電極25と電子輸送層24eとの間に、電子輸送層24e側から、酸化物層124aと酸化物層124bとが互いに接してこの順に積層されており、かつ、前述したように、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さい。このため、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、該界面において、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’が形成される。
 このように、電気双極子1’が形成されると、図14の(b)に示すように、電気双極子1’が形成される界面である、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面を境にして、電気双極子1’による真空準位のシフトが起こる。この結果、図14の(b)に示すように、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面を境にして、第2電極25側のバンドの位置は、第1電極22側のバンドの位置に対して上方向に移動する。つまり、図14の(b)に示す例の場合、第2電極25のバンドの位置及び酸化物層124bのバンドの位置が、酸化物層124aのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置及び発光層24dのバンドの位置に対して上方向に移動(バンドシフト)する。図示はしないが、このとき、第1電極22側のバンドの位置には、発光層24dよりも第1電極22側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。なお、図14の(b)では、電気双極子1’による真空準位のシフトが起こる前の第2電極25のフェルミ準位EF2の位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子1’による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層124bのバンドの位置を二点鎖線で示している。また、電気双極子1’による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子1’が形成されると、第2電極25のフェルミ準位EF2は、第2電極25のフェルミ準位EF2’に、酸化物層124bの価電子帯は酸化物層124bの価電子帯’に、酸化物層124bの伝導帯は酸化物層124bの伝導帯’に、それぞれ移動する。この移動によって、電子輸送層24eの伝導帯下端(ETL伝導帯の下端)と第2電極25のフェルミ準位EF2とのエネルギー差ΔEF2は、電子輸送層24eの伝導帯下端(ETL伝導帯の下端)と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’となる。この結果、電気双極子1’形成後のエネルギー差ΔEF2’(言い換えれば、電気双極子1’形成後の第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF2(言い換えれば、酸化物層124a及び酸化物層124bを形成しない場合の、第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 発光素子155において、酸化物層124a及び酸化物層124bの膜厚が十分に薄い場合、電子は酸化物層124b及び酸化物層124aをトンネリングにより伝導できるため、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さは、実効的に電子輸送層24eの伝導帯下端(ETL伝導帯の下端)と第2電極25のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差ΔEF2’となる。本実施形態によれば、このように酸化物層124a及び酸化物層124bを形成することにより、第2電極25から電子輸送層24eへの効率的な電子注入が可能となる。その結果、第2電極25から(電子輸送層24eを介した)発光層24dへの効率的な電子注入が可能となり、発光効率が向上することができる。
 なお、図14の(b)では、二点鎖線で示す、電気双極子1’による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層124bのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)と、酸化物層124aのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)と、が同じである場合を例に挙げて図示している。しかしながら、酸化物層124a及び酸化物層124bのバンドの位置は、酸化物層124a及び酸化物層124bの材料の選択によって決定されるため、図14の(b)に示す例に限定されない。図14の(b)に示す例では、電気双極子1’の形成によりバンドシフトが起こった後の第2電極25のフェルミ準位EF2’が、ETL伝導帯の下端よりも下に位置する場合を例に挙げて図示している。しかしながら、バンドシフトが起こった後の第2電極25のフェルミ準位EF2’は、ETL伝導帯の下端よりも上に位置してもよく、上に位置する方がより好ましい。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEF2’とは、「電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端と、第2電極25のフェルミ準位とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子1’形成後」を示し、「電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端と、第2電極25のフェルミ準位とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子1’形成後における、ETL伝導帯の下端と、第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEF2’の符号は、電気双極子形成後において、電子輸送層24eの伝導帯下端(本実施形態ではETL伝導帯の下端)が、第2電極25のフェルミ準位(本実施形態では第2電極25のフェルミ準位EF2’)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEF2’>0)とし、電気双極子形成後において、電子輸送層24eの伝導帯下端(本実施形態ではETL伝導帯の下端)が、第2電極25のフェルミ準位(本実施形態では第2電極25のフェルミ準位EF2’)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEF2’<0)とする。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF2とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)と、第2電極25のフェルミ準位(つまり、第2電極25のフェルミ準位EF2)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1’形成前」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEF2の符号は、電気双極子形成前において、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)が、第2電極25のフェルミ準位(つまり、第2電極25のフェルミ準位EF2)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEF2>0)とし、電気双極子形成前において、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)が、第2電極25のフェルミ準位(つまり、第2電極25のフェルミ準位EF2)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEF2<0)とする。
 電子注入障壁高さが負の場合、電子注入障壁が存在しないことを意味する。
 図14の(b)に示すように、真空準位と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差Ed2(=第2電極25の仕事関数)は、電子輸送層24eの電子親和力EA1よりも大きく、電子輸送層24eの電子親和力EA1は、酸化物層124aの電子親和力EA3及び酸化物層124bの電子親和力EA4よりも大きい。図14の(b)に示す例では、(真空準位と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差Ed2=第2電極25の仕事関数)>(電子輸送層24eの電子親和力EA1)>(酸化物層124aの電子親和力EA3)=(酸化物層124bの電子親和力EA4)である。すなわち、図14の(b)に示す例では、酸化物層124aの電子親和力EA3と酸化物層124bの電子親和力EA4とが等しい場合を例示している。しかしながら、本実施形態においては、これに限定されず、(i)第2電極25の仕事関数(=真空準位と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差Ed2)、(ii)電子輸送層24eの電子親和力EA1、(iii)酸化物層124aの電子親和力EA3及び酸化物層124bの電子親和力EA4、の順に大きければよい。
 酸化物層124aの電子親和力EA3と酸化物層124bの電子親和力EA4との関係は、材料の選択によって変わる。このため、酸化物層124aの電子親和力EA3と酸化物層124bの電子親和力EA4との関係については、特に制約はない。各層の仕事関数及び電子親和力については、(i)第2電極25の仕事関数(=真空準位と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差Ed2)、(ii)電子輸送層24eの電子親和力EA1、(iii)酸化物層124aの電子親和力EA3、(iv)酸化物層124bの電子親和力EA4、の順に大きくてもよい。また、各層の仕事関数及び電子親和力については、(i)第2電極25の仕事関数(=真空準位と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差Ed2)、(ii)電子輸送層24eの電子親和力EA1、(iii)酸化物層124bの電子親和力EA4、(iv)酸化物層124aの電子親和力EA3、の順に大きくてもよい。何れの場合にも、電気双極子1’によって、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さを、エネルギー差ΔEF2からエネルギー差ΔEF2’へと小さくすることができる。
 また、図14の(b)に示すように、酸化物層124a及び酸化物層124bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差は、電子輸送層24eにおける、ETL伝導帯の下端とETL価電子帯の上端との間のエネルギー差より大きい。このため、酸化物層124a及び酸化物層124bのキャリア密度(電子密度)は、電子輸送層24eのキャリア密度(電子密度)よりも小さく、酸化物層124a及び酸化物層124bは、電子輸送層24eよりも絶縁性が高い。なお、ここで、酸化物層124a及び酸化物層124bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差とは、酸化物層124aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差、及び、酸化物層124bにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差を示す。なお、図14の(b)においては、酸化物層124aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差が、酸化物層124bにおける伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差に等しい場合について例示したが、これに限定されない。酸化物層124aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差、及び、酸化物層124bにおける伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差は、それぞれ、酸化物層124aの材料及び酸化物層124bの材料の選択によって決定されるものであるため、酸化物層124aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差と、酸化物層124bにおける伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差との間の大小関係については、特に制約はない。
 また、上述したように酸化物層124a及び酸化物層124bのキャリア密度(電子密度)は、電子輸送層24eのキャリア密度(電子密度)よりも小さい。したがって、酸化物層124a及び酸化物層124bにおいては、トンネリングによる電子伝導が行われる。なお、電子輸送層24eは、前述したようにn型半導体であることが好ましい。また、電子輸送層24eのキャリア密度(電子密度)は、1×1015cm-3以上であることが好ましい。この場合、電子輸送層24eの導電性が良好となる。また、電子輸送層24eのキャリア密度(電子密度)は、3×1017cm-3以下であることが好ましい。この場合、非発光再結合が抑制され、発光効率が向上する。
 前述したように、酸化物層124a及び酸化物層124bとしては、それぞれ、実施形態1の酸化物層24a及び酸化物層24bと同様の材料を用いることができる。本実施形態では、酸化物層124a及び酸化物層124bを構成する酸化物として、例えば、図5に示す無機酸化物から2つを選択し、酸素原子密度の小さい方を、酸化物層124bを構成する酸化物とし、酸素原子密度の大きい方を、酸化物層124aを構成する酸化物とすればよい。
 酸化物層124a及び酸化物層124bをそれぞれ構成する酸化物としては、例えば、図5に例示した酸化物のカチオンを複数含む複合酸化物を用いることもできる。また、カチオンに対する酸素組成比を減少させることによって、上記酸化物の酸素原子密度を減少させてもよい。
 酸化物層124bの酸素原子密度を酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さくすることで、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’を形成しやすくなり、電子の注入効率を向上することができる。
 酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。酸化物層124aの酸素原子密度に対する酸化物層124bの酸素原子密度が小さいほど、酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’がより効率的に形成されるので、発光層24dへのより効率的な電子注入が可能となる。
 また、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。この場合、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、ダングリングボンド等による再結合中心が形成されるのを抑制することができる。
 なお、本開示における酸素原子密度は、酸化物層124aまたは酸化物層124bが有する固有の値として、酸化物層124aまたは酸化物層124bを構成する材料のバルクでの酸素原子密度を適用するものとする。
 図15は、酸化物層124aを構成する酸化物と酸化物層124bを構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。
 図15に示す組み合わせは、酸化物層124bの酸素原子密度が酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さいため、図14の(b)に示すように電気双極子1’が形成され、電子輸送層24eから発光層24dへの効率的な電子注入が可能となる。
 なお、図15に示す、酸化物層124a及び酸化物層124bをそれぞれ構成する酸化物の組み合わせは、あくまでも一例である。酸化物層124bの酸素原子密度が酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さい限り、これらの組み合わせに限定されることはない。
 なお、図15では、一例として、酸化物層124bが1種類の酸化物のみからなる場合を例に挙げて示しているが、酸化物層124a及び酸化物層124bは、それぞれ、1種類の酸化物で構成されていてもよく、複数の酸化物で構成されていてもよい。つまり、酸化物層124aは、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。同様に、酸化物層124bは、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。
 また、酸化物層124b(より厳密には、酸化物層124bを構成する酸化物)は、酸化物層124aに含まれるカチオン(つまり、酸化物層124aを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよい。また、酸化物層124a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、酸化物層124bに含まれるカチオン(つまり、酸化物層124bを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよい。何れの場合にも、酸化物層124aと酸化物層124bとが、共通のカチオンを含んでいることで、酸化物層124aと酸化物層124bとの格子不整合を緩和する構造とすることができる。この結果、格子不整合による欠陥の発生を抑制し、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’をより効率的に形成することができるので、電子輸送層24eから発光層24dへのより効率的な電子注入が可能となる。
 なお、酸化物層124a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層124aにおいて、酸化物層124aに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層124a中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 また、酸化物層124b(より厳密には、酸化物層124bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層124bにおいて、酸化物層124bに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層124b中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層124b(より厳密には、酸化物層124bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 酸化物層124aの膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であることが好ましい。酸化物層124aの膜厚を5nm以下とすることにより、電子のトンネリングを効率的に行うことができる。また、酸化物層124aの膜厚を0.2nm以上とすることにより、十分に大きな双極子モーメントを得ることができる。酸化物層124aの膜厚は、0.8nm以上、3nm未満であることがさらに好ましい。この場合、さらに効率的な電子注入が可能となる。
 同様に、酸化物層124bの膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であることが好ましい。酸化物層124bの膜厚を5nm以下とすることにより、電子のトンネリングを効率的に行うことができる。また、酸化物層124bの膜厚を0.2nm以上とすることにより、十分に大きな双極子モーメントを得ることができる。酸化物層124bの膜厚も0.8nm以上、3nm未満であることが好ましく、この場合、さらに効率的な電子注入が可能となる。
 酸化物層124aと酸化物層124bとの合計の膜厚は、0.4nm以上、5nm以下であることが好ましい。上記合計の膜厚を5nm以下とすることにより、電子のトンネリングを効率的に行うことができる。また、上記合計の膜厚を0.4nm以上とすることにより、十分に大きな双極子モーメントを得ることができる。上記合計の膜厚は、1.6nm以上、4nm未満であることがさらに好ましい。この場合、さらに効率的な電子注入が可能となる。
 このように、酸化物層124aの膜厚、及び、酸化物層124bの膜厚は、順に、実施形態1における、酸化物層24aの膜厚、及び、酸化物層24bの膜厚と同様に設定することができる。つまり、実施形態1における酸化物層24aの膜厚、及び、酸化物層24bの膜厚に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「正孔」は、順に、「酸化物層124a」、「酸化物層124b」、「電子」と読み替えることができる。
 また、本実施形態では、酸化物層24a及び酸化物層24bの結晶状態、並びに、酸化物層24a及び酸化物層24bの形状に関する説明については、実施形態1における酸化物層24a及び酸化物層24bの結晶状態、並びに、酸化物層24a及び酸化物層24bの形状に関する説明を、後述するように読み替えるものとする。このため、本実施形態では、これら酸化物層24a及び酸化物層24bの結晶状態、並びに、酸化物層24a及び酸化物層24bの形状に関する説明について、詳細な説明は省略するが、例えば、酸化物層124aは、アモルファス(非晶質)の酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層124bとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、酸化物層124bも、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層124aとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、少なくとも酸化物層124aと酸化物層124bとの接触面において、これら酸化物層124a及び酸化物層124bのうち少なくとも一方の層がグレイン(粒)を含んでいてもよい。また、酸化物層124a及び酸化物層124bのうち、少なくとも一方の層は連続膜であることが好ましく、酸化物層124a及び酸化物層124bのうち、少なくとも上層側の層が連続膜であることがより好ましい。
 つまり、実施形態1における酸化物層24a及び酸化物層24bの結晶状態、並びに、酸化物層24a及び酸化物層24bの形状に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「電気双極子1」、「第1電極22」、「フェルミ準位EF1’」、「HTL価電子帯の上端」、「エネルギー差ΔEF1’」、「正孔」、「発光素子5」、「図2」は、順に、「酸化物層124a」、「酸化物層124b」、「電気双極子1’」、「第2電極25」、「フェルミ準位EF2’」、「ETL伝導帯の下端」、「エネルギー差ΔEF2’」、「電子」、「発光素子155」、「図13」と読み替えることができる。
 また、本実施形態でも、実施形態1の変形例2または変形例3と同様に、酸化物層124a及び酸化物層124bのうち、下層側の酸化物層は、島状に複数個形成されていてもよい。
 〔実施形態4〕
 図16は、本実施形態に係る発光素子255における第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図16に示す発光素子255を備えている。本実施形態に係る発光素子255は、電子輸送層24eが酸化物からなる点を除けば、実施形態3に係る発光素子155と同じ構成を有している。
 以下では、発光素子255が、図13に示す積層構造と同じ積層構造を有している場合を例に挙げて説明する。図16に示すように、酸化物層124aと酸化物層124bとは、電子輸送層24eと第2電極25との間に、電子輸送層24e側(言い換えれば、第1電極22側)から、この順に積層されている。なお、電子輸送層24eと酸化物層124aと酸化物層124bとは、この順に互いに接して積層されている。前述したように、酸化物層124aの酸素原子密度と酸化物層124bの酸素原子密度とは異なる。また、電子輸送層24e中の酸素原子の密度と、該電子輸送層24eに隣接する酸化物層124aの酸素原子密度とは異なる。この場合、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面のみならず、酸化物層124aと電子輸送層24eとの界面においても、酸素原子の移動が起こり、電気双極子が形成されやすい。
 酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度より小さいことが好ましい。この場合、実施形態3で説明したように、エネルギー差ΔEF2’がエネルギー差ΔEF2より小さくなるため、効率的な電子注入が可能となる。
 また、酸化物層124aの酸素原子密度は、電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。この場合、前述したエネルギー差ΔEF2’がさらに小さくなり、さらに効率的な電子注入が可能となる。
 以下、本実施形態では、酸化物層124aの酸素原子密度が電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さく、酸化物層124bの酸素原子密度が酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さい場合を例に挙げて説明する。この場合、実施形態3と同じく酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。また、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面において、電子輸送層24eから酸化物層124aの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。このため、図16に示すように、実施形態3と同じく、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’が形成される。また、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面において、酸化物層124aから電子輸送層24eの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子41が形成される。
 なお、本実施形態の発光素子255において、互いに隣り合う酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「124a」、「124b」、「41」と読み替えることができる。
 このように、電気双極子1’・41が形成されると、図16に示すように、電気双極子1’が形成される界面である、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面、及び、電気双極子41が形成される界面である、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面を境にして、それぞれ、電気双極子1’、及び、電気双極子41による真空準位のシフトが起こる。この結果、図16に示すように、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面及び酸化物層124aと酸化物層124bとの界面を境にして、第2電極25側のバンドの位置が、第1電極22側のバンドの位置に対して、それぞれ上方向に移動する。つまり、図16に示す例の場合、酸化物層124aのバンドの位置が、正孔輸送層24cのバンドの位置及び発光層24dのバンドの位置に対して上方向に移動(バンドシフト)する。また、第2電極25のバンドの位置及び酸化物層124bのバンドの位置が、酸化物層124aのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対してさらに上方向に移動(バンドシフト)する。図示はしないが、このとき、第1電極22側のバンドの位置には、発光層24dよりも第1電極22側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。なお、図16では、電気双極子1’・41による真空準位のシフトが起こる前の第2電極25のフェルミ準位EF2のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子1’・41による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層124a及び酸化物層124bのバンドの位置をそれぞれ二点鎖線で示している。また、電気双極子1’・41による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子1’・41が形成されると、第2電極25のフェルミ準位EF2は第2電極25のフェルミ準位EF2’に、酸化物層124bの価電子帯は酸化物層124bの価電子帯’に、酸化物層124aの価電子帯は酸化物層124aの価電子帯’に、それぞれ移動する。また、酸化物層124bの伝導帯は酸化物層124bの伝導帯’に、酸化物層124aの伝導帯は酸化物層124aの伝導帯’に、それぞれ移動する。この移動によって、ETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2とのエネルギー差ΔEF2は、ETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’となる。この結果、電気双極子1’・41形成後のエネルギー差ΔEF2’(言い換えれば、電気双極子1’・41形成後の第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF2(言い換えれば、電子輸送層24eの材料が酸化物ではなく、また、酸化物層124a及び酸化物層124bを形成しない場合の、第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 実施形態3に係る発光素子155同様、発光素子255において、酸化物層124a及び酸化物層124bの膜厚が十分に薄い場合、電子は酸化物層124a及び酸化物層124bをトンネリングにより伝導できるため、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さは、実効的にETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’となる。
 本実施形態によれば、上述したように電子輸送層24e、酸化物層124b、及び酸化物層124aを形成することにより、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面、及び、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面、の2つの界面において、それぞれ、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’、及び、酸化物層124bから電子輸送層24eの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子41が形成される。このため、本実施形態によれば、実施形態3と比較して、第2電極25、酸化物層124b、及び酸化物層124aのバンドの位置が、電子輸送層24eのバンドの位置に対して、より上方向に移動する。この移動によって、ETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’が、実施形態3よりもさらに小さくなる。このため、本実施形態によれば、第2電極25から電子輸送層24eへ電子注入が、実施形態3よりもさらに効率的になる。その結果、第2電極25から(電子輸送層24eを介した)発光層24dへの電子注入が、実施形態3よりも更に効率的となり、発光素子255の発光効率がさらに向上する。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEF2’とは、「電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端と、第2電極25のフェルミ準位とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子1’・41形成後」を示し、「電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端と、第2電極25のフェルミ準位とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子1’・41形成後における、ETL伝導帯の下端と、第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF2とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)と、第2電極25のフェルミ準位(つまり、第2電極25のフェルミ準位EF2)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1’・41形成前」を示す。
 図17は、電子輸送層24eを構成する酸化物の一例としての無機酸化物の酸素原子密度を示す図である。
 電子輸送層24eを構成する酸化物は、例えば、図17に示す無機酸化物から、酸化物層124aの酸素原子密度よりも酸素原子密度の大きい無機酸化物を選択し、該無機酸化物を、電子輸送層24eを構成する酸化物としてもよい。また、図17に示す無機酸化物から電子輸送層24eを構成する酸化物を選択した後、図5または図15に示す無機酸化物及びその組み合わせから、電子輸送層24eの酸素原子密度よりも酸素原子密度の小さい無機酸化物の組み合わせを選択して、酸化物層124a及び酸化物層124bとしてもよい。
 電子輸送層24eを構成する酸化物としては、例えば、図17に例示した酸化物のカチオンを複数含む複合酸化物を用いることもできる。また、電子輸送層24eは、Ti、Zn、Sn、Inのうち、少なくとも1つを含む酸化物からなっていてもよい。また、電子輸送層24eは、酸素以外の最も多く含まれる元素が、Ti、Zn、Sn、Inのうちの何れかである酸化物からなっていてもよい。
 本実施形態でも、酸化物層124bの酸素原子密度を酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さくすることで、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’を形成しやすくなり、電子の注入効率を向上することができる。また、本実施形態によれば、電子輸送層24eに隣り合う酸化物層124aの酸素原子密度を電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さくすることで、酸化物層124aから電子輸送層24eの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子41を形成しやすくなり、第2電極25から電子輸送層24eへの電子の注入効率をより向上することができる。
 なお、上述したように電子輸送層24eが酸化物からなる場合、酸化物層124aの酸素原子密度は、電子輸送層24eの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、実施形態3同様、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。電子輸送層24eの酸素原子密度に対する酸化物層124bの酸素原子密度が小さいほど、電子輸送層24eから酸化物層124aの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層124aから電子輸送層24eの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子41がより効率的に形成される。また、酸化物層124aの酸素原子密度に対する酸化物層124bの酸素原子密度が小さいほど、酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’がより効率的に形成される。このため、第2電極25から電子輸送層24eへの効率的な電子注入が可能となり、その結果、発光層24dへのより効率的な電子注入が可能となり、発光効率が向上する。
 また、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。この場合、酸化物層124bと酸化物層124aとの界面において、ダングリングボンド等による再結合中心が形成されるのを抑制することができる。
 また、酸化物層124aの酸素原子密度は、電子輸送層24eの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。この場合、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面において、ダングリングボンド等による再結合中心が形成されるのを抑制することができる。
 この結果、第2電極25から電子輸送層24eへのより効率的な電子注入が可能となる。なお、本開示における酸素原子密度は、電子輸送層24eが有する固有の値として、電子輸送層24eを構成する材料のバルクでの酸素原子密度を適用するものとする。
 図18は、電子輸送層24eを構成する酸化物と、該電子輸送層24eに隣り合う酸化物層124aを構成する酸化物との組み合わせの一例を示す図である。
 図18に示す組み合わせは、酸化物層124aの酸素原子密度が電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さいため、図16に示すように電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面に、酸化物層124aから電子輸送層24eの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子41が形成される。この結果、第2電極25から電子輸送層24eへの効率的な電子注入が可能となり、発光効率が向上する。
 なお、図18に示す、電子輸送層24e及び酸化物層124aをそれぞれ構成する酸化物の組み合わせは、あくまでも一例である。酸化物層124aの酸素原子密度が電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さい限り、これらの組み合わせに限定されることはない。
 なお、図18では、一例として、電子輸送層24eが1種類の酸化物のみからなる場合を例に挙げて示しているが、電子輸送層24e、酸化物層124a、及び酸化物層124bは、それぞれ、1種類の酸化物で構成されていてもよく、複数の酸化物で構成されていてもよい。つまり、電子輸送層24eは、酸化物層124a及び酸化物層124b同様、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。
 また、酸化物層124a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、電子輸送層24eに含まれるカチオン(つまり、電子輸送層24eを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層124a中に、「電子輸送層24eに含まれるカチオン」が含まれる場合、酸化物層124aに含まれる全カチオンに対する、酸化物層124aに含まれる当該「電子輸送層24eに含まれるカチオン」の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下がさらに好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、当該「電子輸送層24eに含まれるカチオン」が酸化物層124aに含まれることによって酸化物層124a中における電子密度が大きくなるのを抑制することができる。また、酸化物層124a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、「電子輸送層24eに含まれるカチオン」を含まないことがさらに好ましい。
また、電子輸送層24e(より厳密には、電子輸送層24eを構成する酸化物)は、酸化物層124aに含まれるカチオン(つまり、酸化物層124bを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。電子輸送層24eに、「酸化物層124aに含まれるカチオン」が含まれる場合、電子輸送層24eに含まれる全カチオンに対する、電子輸送層24eに含まれる当該「酸化物層124aに含まれるカチオン」の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下がさらに好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、当該「酸化物層124aに含まれるカチオン」が電子輸送層24eに含まれることによって電子輸送層24e中における電子移動度が小さくなるのを抑制することができる。また、電子輸送層24e(より厳密には、電子輸送層24eを構成する酸化物)は、「酸化物層124aに含まれるカチオン」を含まないことがさらに好ましい。
 なお、酸化物層124a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層124aにおいて、酸化物層124aに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層124a中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層24a(より厳密には、酸化物層124aを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 また、酸化物層124b(より厳密には、酸化物層124bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moのうち、少なくとも1つを含んでいてもよいが、その含有率は小さい方が好ましい。酸化物層124bにおいて、酸化物層124bに含まれる全カチオンの合計の数密度に対する、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの合計の数密度の割合は、50%未満が好ましく、20%以下がさらに好ましく、10%以下が好ましく、4%以下がさらに好ましく、1%以下がさらに好ましく、0.4%以下がさらに好ましく、0.1%未満がさらに好ましい。この場合、酸化物層124b中におけるキャリア密度が大きくなるのを防ぐことができるため、発光効率が向上する。また、酸化物層124b(より厳密には、酸化物層124bを構成する酸化物)は、Ni、Cu、Ti、Zn、Sn、In、W、Moの何れも含まないことがさらに好ましい。
 また、詳細な説明は省略するが、上述したように電子輸送層24eが酸化物で形成されている場合、電子輸送層24eは、アモルファスの酸化物で形成されていてもよいし、少なくとも酸化物層124aとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。つまり、後者の場合、電子輸送層24eは、酸化物層124aとの接触面のみが多結晶化されていてもよく、電子輸送層24e全体が多結晶の酸化物で構成されていてもよい。言い換えれば、少なくとも電子輸送層24eと酸化物層124aとの接触面の一部において、これら電子輸送層24e及び酸化物層124aのうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 また、実施形態3で説明したように、酸化物層124aは、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも電子輸送層24eとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、酸化物層124bも、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層124aとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。
 本実施形態でも、酸化物層124aの酸素原子密度が電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さく、かつ、酸化物層124b酸素原子密度が酸化物層124aの酸素原子密度より小さくなるように形成されれば、これら電子輸送層24e、酸化物層124a、及び酸化物層124bの多結晶化の方法は、特に限定されない。また、酸化物層124aの酸素原子密度が電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さく、かつ、酸化物層124b酸素原子密度が酸化物層124aの酸素原子密度より小さくなるように形成されていれば、電子輸送層24e、酸化物層124a、及び酸化物層124bをそれぞれ構成する多結晶の酸化物の種類は、特に限定されない。また、酸化物層124aと酸化物層124bとの接触面同様、少なくとも電子輸送層24eと酸化物層124aとの接触面の一部において、これら電子輸送層24e及び酸化物層124aのうち少なくとも一方の層がグレイン(粒)を含んでいてもよい。
 〔実施形態5〕
 図19は、本実施形態の発光素子355の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図19に示す発光素子355を備えている。本実施形態に係る発光素子355は、以下に説明する点を除けば、実施形態1に係る発光素子5と同じ構成を有している。具体的には、本実施形態に係る発光素子355は、図19に示すように、実施形態1に係る発光素子5における正孔輸送層24cと発光層24dとの間に、酸化物層224aと、酸化物層224bとをさらに備えている。
 つまり、本実施形態の発光素子355は、例えば下層側から、アノードである第1電極22(正孔注入層:HIL)と、正孔輸送層24c(HTL)と、発光層24dと、電子輸送層(ETL)24eと、カソードである第2電極25(電子注入層:EIL)と、をこの順に備えている。第1電極22と正孔輸送層24cとの間には、酸化物層24a(第1酸化物層)と、該酸化物層24bに接する酸化物層24b(第2酸化物層)とが、第1電極22側からこの順に設けられている。正孔輸送層24cと発光層24dとの間には、酸化物層224a(第3酸化物層)と、酸化物層224b(第4酸化物層)とが、正孔輸送層24c側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。
 なお、本実施形態でも、第1電極22から第2電極25までの積層順は、逆にすることもできる。また、ベタ状の共通層として形成する第2電極25(積層順が逆の場合は第1電極22)を除いた、第1電極22(積層順が逆の場合は第2電極25)と、酸化物層24aと、酸化物層24bと、正孔輸送層24cと、酸化物層224aと、酸化物層224bと、発光層24dと、電子輸送層24eとは、サブピクセルSPごとに島状に形成してもよい。また、上記構成に代えて、第1電極22(積層順が逆の場合は第2電極25)と発光層24dとをサブピクセルSPごとに島状に形成し、これらの層を除いた、酸化物層24aと、酸化物層24bと、正孔輸送層24cと、酸化物層224aと、酸化物層224bと、電子輸送層24eと、第2電極25(積層順が逆の場合は第1電極22)と、のうち、少なくとも1層を、ベタ状の共通層として形成してもよい。
 実施形態1で説明したように、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度とは異なる。同様に、酸化物層224a中の酸素原子の密度(以下、「酸化物層224aの酸素原子密度」と称する場合がある)と、酸化物層224b中の酸素原子の密度(以下、「酸化物層224bの酸素原子密度」と称する場合がある)とは異なる。この場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面、及び、酸化物層224aと酸化物層224bとの界面において、それぞれ酸素原子の移動が起こり、電気双極子が形成されやすい。したがって、本実施形態の発光素子355は、実施形態1の発光素子5よりも発光層24dへの正孔注入量を効果的に制御することが可能となる。
 実施形態1で説明したように、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。この場合、実施形態1で説明したように、第1電極22と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁の高さがエネルギー差ΔEF1からエネルギー差ΔEF1’へと小さくなるため、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能となり、その結果、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。また、酸化物層224bの酸素原子密度は、酸化物層224aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。この場合、後述するように、正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入障壁高さが、エネルギー差ΔEvからエネルギー差ΔEv’へと小さくなるため、正孔輸送層24cから発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。以下、本実施形態では、酸化物層24bの酸素原子密度が酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さく、かつ、酸化物層224bの酸素原子密度が酸化物層224aの酸素原子密度よりも小さい場合を例に挙げて説明する。
 図20は、比較例である発光素子における第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁及び正孔輸送層24cと発光層24dとの間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。図21は、発光素子355における第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁、及び、正孔輸送層24cと発光層24dとの間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 図20に示すように、正孔輸送層24cと発光層24dとが直接接する比較例の発光素子においては、正孔輸送層24cの価電子帯(HTL価電子帯)の上端と発光層24dの価電子帯(発光層価電子帯)の上端とのエネルギー差ΔEvが大きい。このエネルギー差ΔEvは、正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入障壁の高さとなるため、図20に示す発光素子では、発光層24dに対して効率的な正孔注入ができない。
 また、特許文献1の発光素子は、バンドレベル調節していない発光層とバンドレベル調節した発光層とのイオン化ポテンシャルの差が小さい。このため、特許文献1の発光素子は、エネルギー差ΔEvに対応する、図29に示す正孔注入障壁Eh2の高さを満足できる程に下げることはできない。つまり、特許文献1の方法では、効果的なバンドレベル調節ができない。
 したがって、特許文献1の発光素子は、依然として、図29に示す発光層103への正孔注入量を効果的に制御できないため、発光素子として、発光効率が悪いという問題がある。
 なお、第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁については、実施形態1で説明した通りであるので、ここでは、その説明を省略する。
 一方、本実施形態に係る発光素子355は、図21に示すように、第1電極22と正孔輸送層24cとの間に、第1電極22側から、酸化物層24aと酸化物層24bとが互いに接してこの順に積層されており、かつ、上述したように、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さい。また、本実施形態に係る発光素子355は、図21に示すように、正孔輸送層24cと発光層24dとの間に、正孔輸送層24c側から、酸化物層224aと酸化物層224bとが互いに接してこの順に積層されており、かつ、上述したように、酸化物層224bの酸素原子密度は、酸化物層224aの酸素原子密度よりも小さい。このため、図21に示すように、実施形態1と同じく、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、該界面において、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1が形成される。また、酸化物層224aと酸化物層224bとの界面において、酸化物層224aから酸化物層224bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、該界面において、酸化物層224bから酸化物層224aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子51が形成される。
 なお、本実施形態の発光素子355において、互いに隣り合う酸化物層224aと酸化物層224bとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「224a」、「224b」、「51」と読み替えることができる。
 このように、電気双極子1・51が形成されると、図21に示すように、電気双極子1が形成される界面である、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面、及び、電気双極子51が形成される界面である、酸化物層224aと酸化物層224bとの界面を境にして、それぞれ、電気双極子1、及び、電気双極子51による真空準位のシフトが起こる。この結果、図21に示すように、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面及び酸化物層224aと酸化物層224bとの界面を境にして、第1電極22側のバンドの位置が、第2電極25側のバンドの位置に対して、それぞれ下方向に移動する。つまり、図21に示す例の場合、電気双極子51によって、酸化物層224aのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、酸化物層24bのバンドの位置、酸化物層24aのバンドの位置、及び第1電極22のバンドの位置が、酸化物層224bのバンドの位置及び発光層24dのバンドの位置に対して下方向に移動(バンドシフト)する。このとき、第2電極25側のバンドの位置には、発光層24dよりも第2電極25側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。また、電気双極子1によって、酸化物層24aのバンドの位置及び第1電極22のバンドの位置が、酸化物層24bのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、酸化物層224aのバンドの位置、酸化物層224bのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対してさらに下方向に移動(バンドシフト)する。なお、図21では、電気双極子1・51による真空準位のシフトが起こる前の第1電極22のフェルミ準位EF1のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子1・51による真空準位のシフトが起こる前の、酸化物層24a・24b・224aのバンドの位置及び正孔輸送層24cのバンドの位置を、それぞれ二点鎖線で示している。また、電気双極子1・51による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子1・51が形成されると、第1電極22のフェルミ準位EF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’に、酸化物層24aの価電子帯は酸化物層24aの価電子帯’に、酸化物層24bの価電子帯は酸化物層24bの価電子帯’に、正孔輸送層24cの価電子帯(HTL価電子帯)はHTL価電子帯’に、酸化物層224aの価電子帯は酸化物層224aの価電子帯’に、酸化物層224bの価電子帯は酸化物層224bの価電子帯’に、それぞれ移動する。また、酸化物層24aの伝導帯は酸化物層24aの伝導帯’に、酸化物層24bの伝導帯は酸化物層24bの伝導帯’に、正孔輸送層24cの伝導帯(HTL伝導帯)はHTL伝導帯’に、酸化物層224aの伝導帯は酸化物層224aの伝導帯’に、酸化物層224bの伝導帯は酸化物層224bの伝導帯’に、それぞれ移動する。
 この移動によって、第1電極22のフェルミ準位EF1とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯’の上端とのエネルギー差ΔEF1’となる。この結果、電気双極子1・51形成後のエネルギー差ΔEF1’(言い換えれば、電気双極子1・51形成後の第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF1(言い換えれば、酸化物層24a・24b・224a・224bを形成しない場合の、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)よりも小さくなる。また、この移動によって、HTL価電子帯の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEvは、HTL価電子帯’の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEv’となる。この結果、電気双極子1・51形成後のエネルギー差ΔEv’(言い換えれば、電気双極子1・51形成後の正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEv(言い換えれば、酸化物層24a・24b・224a・224bを形成しない場合の、正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 発光素子355において、酸化物層24a及び酸化物層24bの膜厚が十分に薄い場合、正孔は酸化物層24a及び酸化物層24bをトンネリングにより伝導できるため、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さは、実効的に第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯’の上端(電気双極子1・51形成後の正孔輸送層24cの価電子帯上端)とのエネルギー差ΔEF1’となる。また、発光素子355において、酸化物層224a及び酸化物層224bの膜厚が十分に薄い場合、正孔は酸化物層224a及び酸化物層224bをトンネリングにより伝導できるため、正孔輸送層24cと発光層24dとの間の正孔注入障壁高さは、実効的にHTL価電子帯’の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEv’となる。本実施形態によれば、このように酸化物層24a・24b・224a・224bを形成することにより、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さ、及び、正孔輸送層24cと発光層24dとの間の正孔注入障壁高さが小さくなるため、発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEF1’とは、「電気双極子形成後における、第1電極22のフェルミ準位と、正孔輸送層24cの価電子帯上端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子1・51形成後」を示し、エネルギー差ΔEF1’とは、上述したように、「電気双極子1・51形成後における、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯’の上端とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF1とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、第1電極22のフェルミ準位(つまり、第1電極22のフェルミ準位EF1)と、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1・51形成前」を示す。
 また、本開示において、エネルギー差ΔEv’とは、「電気双極子形成後における、正孔輸送層24cの価電子帯上端と、発光層24dの価電子帯上端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後における、正孔輸送層24cの価電子帯上端と、発光層24dの価電子帯上端とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子1・51形成後における、HTL価電子帯’の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEv’の符号は、電気双極子形成後において、正孔輸送層24cの価電子帯上端(本実施形態では、HTL価電子帯’の上端)が発光層24dの価電子帯上端(本実施形態では、発光層価電子帯の上端)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEv’>0)とし、電気双極子形成後において、正孔輸送層24cの価電子帯上端(本実施形態では、HTL価電子帯’の上端)が発光層24dの価電子帯上端(本実施形態では、発光層価電子帯の上端)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEv’<0)とする。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEvとは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)と、発光層24dの価電子帯上端(つまり、発光層価電子帯の上端)とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1・51形成前」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEvの符号は、電気双極子形成前において、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)が発光層24dの価電子帯上端(つまり、発光層価電子帯の上端)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEv>0)とし、電気双極子形成前において、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)が発光層24dの価電子帯上端(つまり、発光層価電子帯の上端)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEv<0)とする。
 正孔注入障壁高さが負の場合、正孔注入障壁が存在しないことを意味する。
 なお、図21では、二点鎖線で示す、電気双極子1・51による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層24a・24b・224a・224bのそれぞれのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)が互いに同じである場合を例に挙げて図示している。しかしながら、これら酸化物層24a・24b・224a・224bのバンドの位置は、これら酸化物層24a・24b・224a・224bの材料の選択によって決定されるため、図21に示す例に限定されない。図21に示す例では、電気双極子1・51の形成によりバンドシフトが起こった後の第1電極22のフェルミ準位EF1’が、HTL価電子帯’の上端よりも上に位置する場合を例に挙げて図示している。しかしながら、バンドシフトが起こった後の第1電極22のフェルミ準位EF1’は、HTL価電子帯’の上端よりも下に位置してもよく、下に位置する方がより好ましい。
 なお、本実施形態でも、図21に示すように、真空準位と第1電極22のフェルミ準位EF1’とのエネルギー差Ed1(=第1電極22の仕事関数)と、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1と、酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3と、酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4との関係は、実施形態1で説明した通りである。
 また、図21に示す例においては、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1と、発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2と、酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5と、酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6とは、(正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1)<(発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2)<(酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5)=(酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6)の関係を有しているが、これに限定されない。
 正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1と、発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2と、酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5と、酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6とは、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1が発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2よりも小さく、酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5及び酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6が発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2よりも大きければよい。酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5と酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6との関係も、材料の選択によって変わる。このため、酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5と酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6との関係については、特に制約はない。したがって、各層のイオン化ポテンシャルについては、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2、酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5、酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6、の順に小さくてもよく、正孔輸送層24cのイオン化ポテンシャルIP1、発光層24dのイオン化ポテンシャルIP2、酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6、酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5、の順に小さくてもよい。何れの場合にも、電気双極子51によって、正孔輸送層24cと発光層24dとの間の正孔注入障壁高さを、エネルギー差ΔEvからエネルギー差ΔEv’へと、小さくすることができる。
 なお、図21に示す例では、(酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3)=(酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4)=(酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5)=(酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6)としたがこれに限定されない。酸化物層24aのイオン化ポテンシャルIP3と酸化物層24bのイオン化ポテンシャルIP4と酸化物層224aのイオン化ポテンシャルIP5と酸化物層224bのイオン化ポテンシャルIP6との大小関係は、材料の選択によって決定されるものであるため、これらイオン化ポテンシャルIP3~IP6の大小関係については、特に制約はない。
 また、図21に示すように、酸化物層24a及び酸化物層24b同様、酸化物層224a及び酸化物層224bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差は、正孔輸送層24cにおける、HTL伝導帯の下端とHTL価電子帯の上端との間のエネルギー差より大きい。このため、酸化物層224a及び酸化物層224bのキャリア密度(正孔密度)は、正孔輸送層24cのキャリア密度(正孔密度)よりも小さく、酸化物層224a及び酸化物層224bは、正孔輸送層24cよりも絶縁性が高い。なお、ここで、酸化物層224a及び酸化物層224bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差とは、酸化物層224aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差、及び、酸化物層224bにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差を示す。なお、酸化物層224aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差は、酸化物層224aにおける伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差に等しい。また、上述したように酸化物層224a及び酸化物層224bのキャリア密度(正孔密度)は、正孔輸送層24cのキャリア密度(正孔密度)よりも小さい。したがって、酸化物層224a及び酸化物層224bにおいても、酸化物層24a及び酸化物層24b同様、トンネリングによる正孔伝導が行われる。
 なお、酸化物層24a・24b・224a・224bのうち、酸化物層24a及び酸化物層24bについては、実施形態1、2で説明した通りである。したがって、以下では、酸化物層24a及び酸化物層24bについては、説明を省略する。酸化物層224a及び酸化物層224bとしては、実施形態1、2で説明した、酸化物層24a及び酸化物層24bの材料と同様の材料を用いることができる。例えば、酸化物層224a及び酸化物層224bを構成する酸化物として、図5に示す無機酸化物から2つを選択し、酸素原子密度の小さい方を、酸化物層224bを構成する酸化物とし、酸素原子密度の大きい方を、酸化物層224aを構成する酸化物とすればよい。また、酸化物層224a及び酸化物層224bをそれぞれ構成する酸化物としては、酸化物層24a・24b同様、図5に例示した酸化物のカチオンを複数含む複合酸化物を用いることもできる。また、カチオンに対する酸素組成比を減少させることによって、上記酸化物の酸素原子密度を減少させてもよい。
 酸化物層224bの酸素原子密度を酸化物層224aの酸素原子密度よりも小さくすることで、酸化物層224bから酸化物層224aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子51を形成しやすくなり、正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入効率を向上することができる。
 酸化物層224aを構成する酸化物と酸化物層224bを構成する酸化物との組み合わせとしては、例えば、図6に示した組み合わせと同様の組み合わせを採用することができる。図6において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」は、順に、「酸化物層224a」、「酸化物層224b」と読み替えることができる。酸化物層24a及び酸化物層24b同様、酸化物層224a及び酸化物層224bも、それぞれ、1種類の酸化物で構成されていてもよく、複数の酸化物で構成されていてもよい。つまり、酸化物層224a・224bは、それぞれ、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。
 また、酸化物層224b(より厳密には、酸化物層224bを構成する酸化物)は、酸化物層224aに含まれるカチオン(つまり、酸化物層224aを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよく、酸化物層224a(より厳密には、酸化物層224aを構成する酸化物)は、酸化物層224bに含まれるカチオン(つまり、酸化物層224bを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよい。何れの場合にも、酸化物層224aと酸化物層224bとが、共通のカチオンを含んでいることで、酸化物層224aと酸化物層224bとの格子不整合を緩和する構造とすることができる。この結果、格子不整合による欠陥の発生を抑制し、酸化物層224bから酸化物層224aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子51をより効率的に形成することができるので、正孔輸送層24cから発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。
 酸化物層224bの酸素原子密度は、酸化物層224aの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることが更に好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、酸化物層224bの酸素原子密度は、酸化物層224aの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。
 また、酸化物層224aの膜厚、及び、酸化物層224bの膜厚は、それぞれ0.2nm以上、5nm以下であることが好ましく、酸化物層224aと酸化物層224bとの合計の膜厚は、0.4nm以上、5nm以下であることが好ましい。
 このように、酸化物層224aの酸素原子密度、及び、酸化物層224bの酸素原子密度は、それぞれ、実施形態1における、酸化物層24aの酸素原子密度、及び、酸化物層24bの酸素原子密度と同様に設定することができる。また、酸化物層224aの膜厚、及び、酸化物層224bの膜厚は、それぞれ、実施形態1における、酸化物層24aの膜厚、及び、酸化物層24bの膜厚と同様に設定することができる。つまり、実施形態1における、酸化物層24aの酸素原子密度、及び、酸化物層24bの酸素原子密度に関する説明、並びに、酸化物層24aの膜厚、及び、酸化物層24bの膜厚に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「電気双極子1」は、順に、「酸化物層224a」、「酸化物層224b」、「電気双極子51」と読み替えることができる。
 また、詳細な説明は省略するが、酸化物層224aは、アモルファス(非晶質)の酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層224bとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、酸化物層224bも、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層224aとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、少なくとも酸化物層224aと酸化物層224bとの接触面の一部において、これら酸化物層224a及び酸化物層224bのうち少なくとも一方の層がグレイン(粒)を含んでいてもよい。また、酸化物層224a及び酸化物層224bのうち、少なくとも一方の層は連続膜であることが好ましく、酸化物層224a及び酸化物層224bのうち、少なくとも上層側の層が連続膜であることがより好ましい。
 つまり、実施形態1における酸化物層24a及び酸化物層24bの結晶状態、並びに、酸化物層24a及び酸化物層24bの形状に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「電気双極子1」、「第1電極22のフェルミ準位EF1’」、「HTL価電子帯の上端」、「エネルギー差ΔEF1’」、「発光素子5」、「図2」は、順に、「酸化物層224a」、「酸化物層224b」、「電気双極子51」、「正孔輸送層24cの価電子帯(HTL価電子帯’)の上端」、「発光層24dの価電子帯(発光層価電子帯)の上端」、「エネルギー差ΔEv’」、「発光素子355」、「図19」と読み替えることができる。
 また、酸化物層24a及び酸化物層24bと同様に、酸化物層224a及び酸化物層224bのうち、下層側の酸化物層は、島状に複数個形成されていてもよい。
 〔実施形態6〕
 図22は、本実施形態の発光素子455における、第1電極22(アノード)と正孔輸送層24cとの間における正孔注入障壁、及び、正孔輸送層24cと発光層24dとの間における正孔注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図22に示す発光素子455を備えている。本実施形態に係る発光素子455は、正孔輸送層24cが酸化物からなる点を除けば、実施形態5に係る発光素子355と同じ構成を有している。
 以下では、発光素子355が、図19に示す積層構造と同様の積層構造を有している場合を例に挙げて説明する。図22に示すように、酸化物層24aと酸化物層24bとは、第1電極22と正孔輸送層24cとの間に、第1電極22側から、この順に積層されている。また、酸化物層224aと、酸化物層224bとは、正孔輸送層24cと発光層24dとの間に、正孔輸送層24c側(言い換えれば、第1電極22側)から、この順に積層されている。なお、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、及び酸化物層224bは、この順に互いに接して積層されている。前述したように、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度とは異なる。また、酸化物層224aの酸素原子密度と酸化物層224bの酸素原子密度とは異なる。さらに、正孔輸送層24cの酸素原子密度と、該正孔輸送層24cに隣接する酸化物層24bの酸素原子密度とは異なる。さらに、正孔輸送層24cの酸素原子密度と、該正孔輸送層24cに隣接する酸化物層224aの酸素原子密度とは異なる。この場合、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面及び酸化物層224aと酸化物層224bとの界面のみならず、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面及び正孔輸送層24cと酸化物層224aとの界面においても、酸素原子の移動が起こり、電気双極子が形成されやすい。したがって、本実施形態の発光素子455は、実施形態5の発光素子355よりも発光層24dへの正孔注入量をさらに効果的に制御することが可能となる。
 この場合、実施形態5で説明したように、酸化物層24bの酸素原子密度は、酸化物層24aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましく、酸化物層224bの酸素原子密度は、酸化物層224aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。また、実施形態2で説明したように、正孔輸送層24cの酸素原子密度は、酸化物層24bの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。さらに、酸化物層224aの酸素原子密度は、正孔輸送層24cの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。以下、本実施形態では、酸化物層24aの酸素原子密度>酸化物層24bの酸素原子密度>正孔輸送層24cの酸素原子密度>酸化物層224aの酸素原子密度>酸化物層224bの酸素原子密度である場合を例に挙げて説明する。すなわち、本実施形態では、各層の酸素原子密度について、酸化物層24aの酸素原子密度、酸化物層24bの酸素原子密度、正孔輸送層24cの酸素原子密度、酸化物層224aの酸素原子密度、酸化物層224bの酸素原子密度、の順に大きい場合を例に挙げて説明する。
 この場合、実施形態5と同じく、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において酸化物層24aから酸化物層24bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層224aと酸化物層224bとの界面において酸化物層224aから酸化物層224bの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。また、実施形態2と同じく、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において、酸化物層24bから正孔輸送層24cの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。さらに、本実施形態では、正孔輸送層24cと酸化物層224aとの界面において正孔輸送層24cから酸化物層224aの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。このため、図21に示すように、実施形態5と同じく、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸化物層24bから酸化物層24aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1が形成されるとともに、酸化物層224aと酸化物層224bとの界面において、酸化物層224bから酸化物層224aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子51が形成される。また、実施形態2と同じく、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において、正孔輸送層24cから酸化物層24bに向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子31が形成される。さらに、本実施形態では、正孔輸送層24cと酸化物層224aとの界面において、酸化物層224aから正孔輸送層24cに向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子61が形成される。
 なお、本実施形態の発光素子455において、互いに隣り合う正孔輸送層24cと酸化物層224aとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「24c」、「224a」、「61」と読み替えることができる。
 このように、電気双極子1・31・61・51が形成されると、図22に示すように、電気双極子1が形成される界面である、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面、電気双極子31が形成される界面である、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面、電気双極子61が形成される界面である、正孔輸送層24cと酸化物層224aとの界面、及び、電気双極子51が形成される界面である、酸化物層224aと酸化物層224bとの界面を境にして、それぞれ、電気双極子1、電気双極子31、電気双極子61、及び、電気双極子51による真空準位のシフトが起こる。この結果、図22に示すように、上述した、電気双極子1・31・61・51が形成される各界面を境にして、第1電極22側のバンドの位置が、第2電極25側のバンドの位置に対して、それぞれ下方向に移動する。つまり、図22に示す例の場合、電気双極子51によって、酸化物層224aのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、酸化物層24bのバンドの位置、酸化物層24aのバンドの位置、及び第1電極22のバンドの位置が、酸化物層224bのバンドの位置及び発光層24dのバンドの位置に対して下方向に移動(バンドシフト)する。また、電気双極子61によって、正孔輸送層24cのバンドの位置、酸化物層24bのバンドの位置、酸化物層24aのバンドの位置、及び第1電極22のバンドの位置が、酸化物層224aのバンドの位置、酸化物層224bのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対してさらに下方向に移動(バンドシフト)する。また、電気双極子31によって、酸化物層24bのバンドの位置、酸化物層24aのバンドの位置、及び第1電極22のバンドの位置が、正孔輸送層24cのバンドの位置、酸化物層224aのバンドの位置、酸化物層224bのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対してさらに下方向に移動(バンドシフト)する。そして、電気双極子1によって、酸化物層24aのバンドの位置及び第1電極22のバンドの位置が、酸化物層24bのバンドの位置、正孔輸送層24cのバンドの位置、酸化物層224aのバンドの位置、酸化物層224bのバンドの位置、及び発光層24dのバンドの位置に対してさらに下方向に移動(バンドシフト)する。図示はしないが、このとき、第2電極25側のバンドの位置には、発光層24dよりも第2電極25側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。
 なお、図22では、電気双極子1・31・61・51による真空準位のシフトが起こる前の第1電極22のフェルミ準位EF1のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子1・31・61・51による真空準位のシフトが起こる前の、酸化物層24a・24b・224aのバンドの位置及び正孔輸送層24cのバンドの位置を、それぞれ二点鎖線で示している。また、電気双極子1・31・61・51による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子1・31・61・51が形成されると、第1電極22のフェルミ準位EF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’に、酸化物層24aの価電子帯は酸化物層24aの価電子帯’に、酸化物層24bの価電子帯は酸化物層24bの価電子帯’に、HTL価電子帯はHTL価電子帯’に、酸化物層224aの価電子帯は酸化物層224aの価電子帯’に、酸化物層224bの価電子帯は酸化物層224bの価電子帯’に、それぞれ移動する。また、酸化物層24aの伝導帯は酸化物層24aの伝導帯’に、酸化物層24bの伝導帯は酸化物層24bの伝導帯’に、HTL伝導帯はHTL伝導帯’に、酸化物層224aの伝導帯は酸化物層224aの伝導帯’に、酸化物層224bの伝導帯は酸化物層224bの伝導帯’に、それぞれ移動する。
 この移動によって、第1電極22のフェルミ準位EF1とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1は、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEF1’となる。この結果、電気双極子1・31・61・51形成後のエネルギー差ΔEF1’(言い換えれば、電気双極子1・31・61・51形成後の第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF1(言い換えれば、正孔輸送層24cの材料が酸化物ではなく、また、酸化物層24a・24b・224a・224bを形成しない場合の、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入障壁高さ)よりも小さくなる。また、この移動によって、HTL価電子帯の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEvは、HTL価電子帯’の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEv’となる。この結果、電気双極子1・31・61・51形成後のエネルギー差ΔEv’(言い換えれば、電気双極子1・31・61・51形成後の正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEv(言い換えれば、正孔輸送層24cの材料が酸化物ではなく、また、酸化物層24a・24b・224a・224bを形成しない場合の、正孔輸送層24cから発光層24dへの正孔注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 実施形態5の発光素子355同様、酸化物層24a及び酸化物層24bの膜厚が十分に薄い場合、正孔は酸化物層24a及び酸化物層24bをトンネリングにより伝導できるため、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さは、実効的に第1電極22のフェルミ準位EF1’と正孔輸送層24cの価電子帯上端(HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差ΔEF1’となる。また、実施形態5の発光素子355同様、酸化物層224a及び酸化物層224bの膜厚が十分に薄い場合、正孔は酸化物層224a及び酸化物層224bをトンネリングにより伝導できるため、正孔輸送層24cと発光層24dとの間の正孔注入障壁高さは、実効的にHTL価電子帯’の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差ΔEv’となる。本実施形態によれば、上述したように正孔輸送層24c及び酸化物層24a・24b・224a・224bを形成することにより、第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さ、及び、正孔輸送層24cと発光層24dとの間の正孔注入障壁高さが小さくなるため、第1電極22から発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。この結果、発光効率が向上する。また、本実施形態によれば、電気双極子1・31・61・51が形成されるため、実施形態5の発光素子355の場合よりも第1電極22と正孔輸送層24cとの間の正孔注入障壁高さ、及び、正孔輸送層24cと発光層24dとの間の正孔注入障壁高さが小さくなり、第1電極22から発光層24dへのより効率的な正孔注入が可能となる。この結果、本実施形態の発光素子455は、実施形態5の発光素子355よりも発光効率を向上させることが可能となる。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEF1’とは、「電気双極子形成後における、第1電極22のフェルミ準位と、正孔輸送層24cの価電子帯上端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、エネルギー差ΔEF1’とは、上述したように、「電気双極子1・31・61・51形成後における、第1電極22のフェルミ準位EF1’とHTL価電子帯’の上端とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF1とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、第1電極22のフェルミ準位(つまり、第1電極22のフェルミ準位EF1)と、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1・31・61・51形成前」を示す。
 また、本開示において、エネルギー差ΔEv’とは、「電気双極子形成後における、正孔輸送層24cの価電子帯上端と、発光層24dの価電子帯上端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後における、正孔輸送層24cの価電子帯上端と、発光層24dの価電子帯上端とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子1・31・61・51形成後における、HTL価電子帯’の上端と発光層価電子帯の上端とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEvとは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、正孔輸送層24cの価電子帯上端(つまり、HTL価電子帯の上端)と、発光層24dの価電子帯上端(つまり、発光層価電子帯の上端)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子1・31・61・51形成前」を示す。
 なお、図22では、二点鎖線で示す、電気双極子1・31・61・51による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層24a・24b・224a・224bのそれぞれのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)が互いに同じである場合を例に挙げて図示している。しかしながら、これら酸化物層24a・24b・224a・224bのバンドの位置は、これら酸化物層24a・24b・224a・224bの材料の選択によって決定されるため、図22に示す例に限定されない。なお、本実施形態でも、電気双極子1・31・61・51の形成によりバンドシフトが起こった後の第1電極22のフェルミ準位EF1’は、HTL価電子帯’の上端よりも上に位置していても下に位置してもよく、下に位置する方がより好ましい。また、電気双極子1・31・61・51の形成によりバンドシフトが起こった後の正孔輸送層24cの価電子帯上端(HTL価電子帯’の上端)は、発光層24dの価電子帯上端(発光層価電子帯の上端)よりも上に位置していても下に位置してもよく、下に位置する方がより好ましい。
 なお、本実施形態でも、正孔輸送層24cを構成する酸化物としては、実施形態2と同様に選択することができる。但し、本実施形態では、正孔輸送層24cを構成する酸化物として、酸化物層24bの酸素原子密度よりも酸素原子密度が小さく、かつ、酸化物層224aの酸素原子密度よりも酸素原子密度が大きい無機酸化物を選択して、該無機酸化物を、正孔輸送層24cを構成する酸化物とする。
 なお、上述したように正孔輸送層24cが酸化物からなる場合、酸化物層224aの酸素原子密度は、正孔輸送層24cの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、酸化物層224aの酸素原子密度は、正孔輸送層24cの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。
 このように、正孔輸送層24cの酸素原子密度と酸化物層224aの酸素原子密度との関係は、実施形態1における、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度との関係と同様に設定することができる。つまり、実施形態1における、酸化物層24aの酸素原子密度、及び、酸化物層24bの酸素原子密度に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「電気双極子1」は、順に、「正孔輸送層24c」、「酸化物層224a」、「電気双極子61」と読み替えることができる。
 なお、上述したように正孔輸送層24cが酸化物からなる場合の、酸化物層24bの酸素原子密度と正孔輸送層24cの酸素原子密度との関係は、実施形態2で説明した通りであり、正孔輸送層24cの酸素原子密度は、酸化物層24bの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、実施形態2で説明したように、正孔輸送層24cの酸素原子密度は、酸化物層24bの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。なお、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度との関係、並びに、酸化物層224aの酸素原子密度と酸化物層224bの酸素原子密度との関係は、実施形態5で説明した通りである。
 〔実施形態7〕
 図23は、本実施形態の発光素子555の概略構成を模式的に示す断面図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図23に示す発光素子555を備えている。本実施形態に係る発光素子555は、以下に説明する点を除けば、実施形態3に係る発光素子155と同じ構成を有している。具体的には、本実施形態に係る発光素子555は、図23に示すように、実施形態3に係る発光素子155における電子輸送層24eと発光層24dとの間に、酸化物層324aと、酸化物層324bとをさらに備えている。
 つまり、本実施形態の発光素子555は、例えば下層側から、アノードである第1電極22(正孔注入層:HIL)と、正孔輸送層24c(HTL)と、発光層24dと、電子輸送層(ETL)24eと、カソードである第2電極25(電子注入層:EIL)と、をこの順に備えている。電子輸送層24eと第2電極25との間との間には、酸化物層124a(第1酸化物層)と、該酸化物層124aに接する酸化物層124b(第2酸化物層)とが、電子輸送層24e側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。発光層24dと電子輸送層24eとの間には、酸化物層324a(第3酸化物層)と、酸化物層324b(第4酸化物層)とが、発光層24d側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。
 なお、本実施形態でも、第1電極22から第2電極25までの積層順は、逆にすることもできる。また、ベタ状の共通層として形成する第2電極25(積層順が逆の場合は第1電極22)を除いた、第1電極22(積層順が逆の場合は第2電極25)と、正孔輸送層24cと、発光層24dと、酸化物層324aと、酸化物層324bと、電子輸送層24eと、酸化物層124aと、酸化物層124bと、は、サブピクセルSPごとに島状に形成してもよい。また、上記構成に代えて、第1電極22(積層順が逆の場合は第2電極25)と発光層24dとをサブピクセルSPごとに島状に形成し、これらの層を除いた、正孔輸送層24cと、酸化物層324aと、酸化物層324bと、電子輸送層24eと、酸化物層124aと、酸化物層124bと、第2電極25(積層順が逆の場合は第1電極22)と、のうち、少なくとも1層を、ベタ状の共通層として形成してもよい。
 実施形態3で説明したように、酸化物層124aの酸素原子密度と酸化物層124bの酸素原子密度とは異なる。同様に、酸化物層324a中の酸素原子の密度(以下、「酸化物層324aの酸素原子密度」と称する場合がある)と、酸化物層324b中の酸素原子の密度(以下、「酸化物層324bの酸素原子密度」と称する場合がある)とは異なる。この場合、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面、及び、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面において、それぞれ酸素原子の移動が起こり、電気双極子が形成されやすい。したがって、本実施形態の発光素子555は、実施形態3の発光素子155よりも、発光層24dへの電子注入量を効果的に制御することが可能となる。
 実施形態3で説明したように、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。また、酸化物層324bの酸素原子密度は、酸化物層324aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。以下、本実施形態では、酸化物層124bの酸素原子密度が酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さく、かつ、酸化物層324bの酸素原子密度が酸化物層324aの酸素原子密度よりも小さい場合を例に挙げて説明する。
 図24は、比較例である発光素子における第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁及び電子輸送層24eと発光層24dとの間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。図25は、発光素子555における第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁、及び、電子輸送層24eと発光層24dとの間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 図24に示すように、電子輸送層24eと発光層24dとが直接接する比較例の発光素子においては、発光層24dの伝導帯(発光層価伝導帯)の下端と電子輸送層24eの伝導帯(ETL伝導帯)の下端とのエネルギー差ΔEcが大きい。このエネルギー差ΔEcは、電子輸送層24eと発光層24dとの間における電子注入障壁の高さとなるため、図24に示す発光素子では、発光層24dに対して効率的な正孔注入ができない。
 また、特許文献1に記載されているバンドレベル調節を行っても、エネルギー差ΔEcに対応する、図29に示す電子注入障壁Ee2の高さを十分に下げることはできない。つまり、特許文献1の方法では、効果的なバンドレベル調節ができない。
 したがって、特許文献1の発光素子は、依然として、図29に示す発光層103への正孔注入量や電子注入量を効果的に制御できないため、発光素子として、発光効率が悪いという問題がある。
 なお、第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁については、実施形態3で説明した通りであるので、ここでは、その説明を省略する。
 一方、本実施形態に係る発光素子555は、図25に示すように、第2電極25と電子輸送層24eとの間に、電子輸送層24e側から、酸化物層124aと酸化物層124bとが互いに接してこの順に積層されており、かつ、上述したように、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さい。また、本実施形態に係る発光素子555は、図25に示すように、発光層24dと電子輸送層24eとの間に、発光層24d側から、酸化物層324aと酸化物層324bとが互いに接してこの順に積層されており、かつ、上述したように、酸化物層324bの酸素原子密度は、酸化物層324aの酸素原子密度よりも小さい。このため、図25に示すように、実施形態3と同じく、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、該界面において、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’が形成される。また、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面において、酸化物層324aから酸化物層324bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、該界面において、酸化物層324bから酸化物層324aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子71が形成される。
 なお、本実施形態の発光素子555において、互いに隣り合う酸化物層324aと酸化物層324bとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「324a」、「324b」、「71」と読み替えることができる。
 このように、電気双極子71・1’が形成されると、図25に示すように、電気双極子71が形成される界面である、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面、及び、電気双極子1’が形成される界面である、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面を境にして、それぞれ、電気双極子71、及び、電気双極子1’による真空準位のシフトが起こる。この結果、図25に示すように、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面及び酸化物層124aと酸化物層124bとの界面を境にして、第2電極25側のバンドの位置が、第1電極22側のバンドの位置に対して、それぞれ上方向に移動する。つまり、図25に示す例の場合、電気双極子71によって、酸化物層324bのバンドの位置、電子輸送層24eのバンドの位置、酸化物層124aのバンドの位置、酸化物層124bのバンドの位置、及び第2電極25のバンドの位置が、発光層24dのバンドの位置及び酸化物層324aのバンドの位置に対して上方向に移動(バンドシフト)する。また、電気双極子1’によって、酸化物層124bのバンドの位置及び第2電極25のバンドの位置が、発光層24dのバンドの位置、酸化物層324aのバンドの位置、電子輸送層24eのバンドの位置、及び酸化物層124aのバンドの位置に対してさらに上方向に移動(バンドシフト)する。示はしないが、このとき、第1電極22側のバンドの位置には、発光層24dよりも第1電極22側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。なお、図25では、電気双極子71・1’による真空準位のシフトが起こる前の第2電極25のフェルミ準位EF2のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子71・1’による真空準位のシフトが起こる前の、酸化物層324b・124a・124bのバンドの位置及び電子輸送層24eのバンドの位置を、それぞれ二点鎖線で示している。また、電気双極子71・1’による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子71・1’が形成されると、酸化物層324bの価電子帯は酸化物層324bの価電子帯’に、ETL価電子帯はETL価電子帯’に、酸化物層124aの価電子帯は酸化物層124aの価電子帯’に、酸化物層124bの価電子帯は酸化物層124bの価電子帯’に、第2電極25のフェルミ準位EF2は第2電極25のフェルミ準位EF2’に、それぞれ移動する。また、酸化物層324bの伝導帯は酸化物層324bの伝導帯’に、ETL伝導帯はETL伝導帯’に、酸化物層124aの伝導帯は酸化物層124aの伝導帯’に、酸化物層124bの伝導帯は酸化物層124bの伝導帯’に、それぞれ移動する。
 この移動によって、ETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2とのエネルギー差ΔEF2は、ETL伝導帯’の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’となる。この結果、電気双極子71・1’形成後のエネルギー差ΔEF2’(言い換えれば、電気双極子71・1’形成後の第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF2(言い換えれば、酸化物層324a・324b・124a・124bを形成しない場合の、第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)よりも小さくなる。また、この移動によって、発光層伝導帯の下端とETL伝導帯の下端とのエネルギー差ΔEcは、発光層伝導帯の下端とETL伝導帯’の下端とのエネルギー差ΔEc’となる。この結果、電気双極子71・1’形成後のエネルギー差ΔEc’(言い換えれば、電気双極子71・1’形成後の電子輸送層24eから発光層24dへの電子注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEc(言い換えれば、酸化物層324a・324b・124a・124bを形成しない場合の、電子輸送層24eから発光層24dへの電子注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 発光素子555において、酸化物層124a及び酸化物層124bの膜厚が十分に薄い場合、電子は酸化物層124b及び酸化物層124aをトンネリングにより伝導できるため、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さは、実効的に第2電極25のフェルミ準位EF2’と電子輸送層24eの伝導帯下端(ETL伝導帯’の下端)とのエネルギー差ΔEF2’となる。また、発光素子555において、酸化物層324a及び酸化物層324bの膜厚が十分に薄い場合、電子は酸化物層324a及び酸化物層324bをトンネリングにより伝導できるため、電子輸送層24eと発光層24dとの間の電子注入障壁高さは、実効的に発光層伝導帯の下端とETL伝導帯’の下端とのエネルギー差ΔEc’となる。本実施形態によれば、このように酸化物層324a・324b・124a・124bを形成することにより、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さ、及び、電子輸送層24eと発光層24dとの間の電子注入障壁高さが小さくなるため、発光層24dへのより効率的な電子注入が可能となる。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEc’とは、「電気双極子形成後における、発光層24dの伝導帯下端と電子輸送層24eの伝導帯下端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子71・1’形成後」を示し、「電気双極子形成後における、発光層24dの伝導帯下端と電子輸送層24eの伝導帯下端とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子71・1’形成後における、発光層伝導帯の下端とETL伝導帯’の下端とのエネルギー差」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEc’の符号は、電気双極子形成後において、発光層24dの伝導帯下端(本実施形態では発光層伝導帯の下端)が、電子輸送層24eの伝導帯下端(本実施形態では、ETL伝導帯’の下端)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEc’>0)とし、電気双極子形成後において、発光層24dの伝導帯下端(本実施形態では発光層伝導帯の下端)が、電子輸送層24eの伝導帯下端(本実施形態では、ETL伝導帯’の下端)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEc’<0)とする。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEcとは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、発光層24dの伝導帯下端(つまり、発光層伝導帯の下端)と電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子71・1’形成前」を示す。また、本開示において、エネルギー差ΔEcの符号は、電気双極子形成前において、発光層24dの伝導帯下端(つまり、発光層伝導帯の下端)が、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)より高エネルギー側(バンド図における上側)にある場合を正(ΔEc>0)とし、電気双極子形成前において、発光層24dの伝導帯下端(つまり、発光層伝導帯の下端)が、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)より低エネルギー側(バンド図における下側)にある場合を負(ΔEc<0)とする。
 電子注入障壁高さが負の場合、電子注入障壁が存在しないことを意味する。
 また、本開示において、エネルギー差ΔEF2’とは、「電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端と、第2電極25のフェルミ準位とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、エネルギー差ΔEF2’とは、「電気双極子71・1’形成後における、ETL伝導帯’の下端と、第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF2とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)と、第2電極25のフェルミ準位(つまり、第2電極25のフェルミ準位EF2)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子71・1’形成前」を示す。
 なお、図25では、二点鎖線で示す、電気双極子71・1’による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層324a・324b・124a・124bのそれぞれのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)が互いに同じである場合を例に挙げて図示している。しかしながら、これら酸化物層324a・324b・124a・124bのバンドの位置は、これら酸化物層324a・324b・124a・124bの材料の選択によって決定されるため、図25に示す例に限定されない。図25に示す例では、電気双極子71・1’の形成によりバンドシフトが起こった後の第2電極25のフェルミ準位EF2’が、ETL伝導帯’の下端よりも下に位置する場合を例に挙げて図示している。しかしながら、バンドシフトが起こった後の第2電極25のフェルミ準位EF2’は、ETL伝導帯’の下端よりも上に位置してもよく、上に位置する方がより好ましい。
 なお、本実施形態でも、図25に示すように、真空準位と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差Ed2(=第2電極25の仕事関数)と、電子輸送層24eの電子親和力EA1と、酸化物層124aの電子親和力EA3と、酸化物層124bの電子親和力EA4との関係は、実施形態3で説明した通りである。
 また、図25に示す例においては、電子輸送層24eの電子親和力EA1と、発光層24dの電子親和力EA2と、酸化物層324aの電子親和力EA5と、酸化物層324bの電子親和力EA6とは、(電子輸送層24eの電子親和力EA1)>(発光層24dの電子親和力EA2)>(酸化物層324aの電子親和力EA5)=(酸化物層324bの電子親和力EA6)の関係を有している。
 但し、電子輸送層24eの電子親和力EA1と、発光層24dの電子親和力EA2と、酸化物層324aの電子親和力EA5と、酸化物層324bの電子親和力EA6との大小関係については、電子輸送層24eの電子親和力EA1が発光層24dの電子親和力EA2よりも大きく、発光層24dの電子親和力EA2が酸化物層324aの電子親和力EA5及び酸化物層324bの電子親和力EA6よりも大きければよい。酸化物層324aの電子親和力EA5と酸化物層324bの電子親和力EA6との関係も、材料の選択によって変わる。このため、酸化物層324aの電子親和力EA5と酸化物層324bの電子親和力EA6との大小関係については、特に制約はない。したがって、各層の電子親和力は、電子輸送層24e、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、の順に大きくてもよく、電子輸送層24e、発光層24d、酸化物層324b、酸化物層324a、の順に大きくてもよい。何れの場合にも、電気双極子71によって、電子輸送層24eと発光層24dとの間の電子注入障壁高さを、エネルギー差ΔEcからエネルギー差ΔEc’へと、小さくすることができる。
 なお、図25に示す例では、(酸化物層124aの電子親和力EA3)=(酸化物層124bの電子親和力EA4)=(酸化物層324aの電子親和力EA5)=(酸化物層324bの電子親和力EA6)とした。しかしながら、酸化物層124aの電子親和力EA3と酸化物層124bの電子親和力EA4と酸化物層324aの電子親和力EA5と酸化物層324bの電子親和力EA6との大小関係は、材料の選択によって決定されるものであるため、これら電子親和力EA3~EA6の大小関係については、特に制約はない。
 また、図25に示すように、酸化物層124a及び酸化物層124b同様、酸化物層324a及び酸化物層324bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差は、電子輸送層24eにおける、ETL価電子帯の上端とETL伝導帯の下端との間のエネルギー差より大きい。このため、酸化物層324a及び酸化物層324bのキャリア密度(電子密度)は、電子輸送層24eのキャリア密度(電子密度)よりも小さく、酸化物層324a及び酸化物層324bは、電子輸送層24eよりも絶縁性が高い。なお、ここで、酸化物層324a及び酸化物層324bにおける、伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差とは、酸化物層324aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差、及び、酸化物層324bにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差を示す。なお、図25に示す例においては、酸化物層324aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差は、酸化物層324aにおける伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差に等しいがこれに限定されない。酸化物層324aにおける伝導帯の下端と価電子帯の上端との間のエネルギー差と、酸化物層324aにおける伝導帯’の下端と価電子帯’の上端との間のエネルギー差との大小関係は、酸化物層324a及び酸化物層324bの材料選択によって決定されるため、特に制約はない。また、上述したように酸化物層324a及び酸化物層324bのキャリア密度(電子密度)は、電子輸送層24eのキャリア密度(電子密度)よりも小さい。したがって、酸化物層324a及び酸化物層324bにおいても、酸化物層124a及び酸化物層124b同様、トンネリングによる電子伝導が行われる。
 なお、酸化物層124a・124b・324a・324bのうち、酸化物層124a及び酸化物層124bについては、実施形態3、4で説明した通りである。したがって、以下では、酸化物層124a及び酸化物層124bについては、説明を省略する。酸化物層324a及び酸化物層324bとしては、酸化物層124a及び酸化物層124b同様、実施形態1、2で説明した、酸化物層24a及び酸化物層24bの材料と同様の材料を用いることができる。例えば、酸化物層324a及び酸化物層324bを構成する酸化物として、図5に示す無機酸化物から2つを選択し、酸素原子密度の小さい方を、酸化物層324bを構成する酸化物とし、酸素原子密度の大きい方を、酸化物層324aを構成する酸化物とすればよい。また、酸化物層324a及び酸化物層324bをそれぞれ構成する酸化物としては、酸化物層124a・124b同様、図5に例示した酸化物のカチオンを複数含む複合酸化物を用いることもできる。また、カチオンに対する酸素組成比を減少させることによって、上記酸化物の酸素原子密度を減少させてもよい。
 酸化物層324bの酸素原子密度を酸化物層324aの酸素原子密度よりも小さくすることで、酸化物層324bから酸化物層324aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子71を形成しやすくなり、電子の注入効率を向上することができる。
 酸化物層324aを構成する酸化物と酸化物層324bを構成する酸化物との組み合わせとしては、例えば、図15に示した組み合わせと同様の組み合わせを採用することができる。図15において、「酸化物層124b」、「酸化物層124a」は、順に、「酸化物層324b」、「酸化物層324a」と読み替えることができる。なお、図6において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」を、順に、「酸化物層324a」、「酸化物層324b」と読み替えることもできる。酸化物層124a及び酸化物層124b同様、酸化物層324a及び酸化物層324bも、それぞれ、1種類の酸化物で構成されていてもよく、複数の酸化物で構成されていてもよい。つまり、酸化物層324a・324bは、それぞれ、複数の酸化物を混合してなる組成物で構成されていてもよく、前述したように、前記例示の酸化物のカチオンを2種以上含む複合酸化物等で形成されていてもよい。
 また、酸化物層324b(より厳密には、酸化物層324bを構成する酸化物)は、酸化物層324aに含まれるカチオン(つまり、酸化物層324aを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよく、酸化物層324a(より厳密には、酸化物層324aを構成する酸化物)は、酸化物層324bに含まれるカチオン(つまり、酸化物層324bを構成する酸化物に含まれるカチオン)を含んでいてもよい。何れの場合にも、酸化物層324aと酸化物層324bとが、共通のカチオンを含んでいることで、酸化物層324aと酸化物層324bとの格子不整合を緩和する構造とすることができる。この結果、格子不整合による欠陥の発生を抑制し、酸化物層324bから酸化物層324aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子71をより効率的に形成することができるので、電子輸送層24eから発光層24dへのより効率的な電子注入が可能となる。
 酸化物層324bの酸素原子密度は、酸化物層324aの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、酸化物層324bの酸素原子密度は、酸化物層324aの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。
 また、酸化物層324aの膜厚、及び、酸化物層324bの膜厚は、それぞれ0.2nm以上、5nm以下であることが好ましく、酸化物層324aと酸化物層324bとの合計の膜厚は、0.4nm以上、5nm以下であることが好ましい。
 このように、酸化物層324aの酸素原子密度、及び、酸化物層324bの酸素原子密度は、それぞれ、実施形態3における、酸化物層124aの酸素原子密度、及び、酸化物層124bの酸素原子密度と同様に設定することができる。また、酸化物層324aの膜厚、及び、酸化物層324bの膜厚は、順に、実施形態3における、酸化物層124aの膜厚、及び、酸化物層124bの膜厚と同様に設定することができる。つまり、実施形態3における、酸化物層124aの酸素原子密度、及び、酸化物層124bの酸素原子密度に関する説明において、「酸化物層124a」、「酸化物層124b」、「電気双極子1’」は、順に、「酸化物層324a」、「酸化物層324b」、「電気双極子71」と読み替えることができる。
 また、詳細な説明は省略するが、酸化物層324aは、アモルファス(非晶質)の酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層324bとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、酸化物層324bも、アモルファスの酸化物で形成されていてもよく、少なくとも酸化物層324aとの接触面の一部が多結晶の酸化物で形成されていてもよい。また、少なくとも酸化物層324aと酸化物層324bとの接触面において、これら酸化物層324a及び酸化物層324bのうち少なくとも一方の層がグレイン(粒)を含んでいてもよい。また、酸化物層324a及び酸化物層324bのうち、少なくとも一方の層は連続膜であることが好ましく、酸化物層324a及び酸化物層324bのうち、少なくとも上層側の層が連続膜であることがより好ましい。
 つまり、実施形態1における酸化物層24a及び酸化物層24bの結晶状態、並びに、酸化物層24a及び酸化物層24bの形状に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「電気双極子1」、「第1電極22のフェルミ準位EF1’」、「HTL価電子帯の上端」、「エネルギー差ΔEF1’」、「正孔」、「発光素子5」、「図2」は、順に、「酸化物層324a」、「酸化物層324b」、「電気双極子71」、「電子輸送層24eの伝導帯(ETL伝導帯’)の下端」、「発光層24dの伝導帯(発光層伝導帯)の下端」、「エネルギー差ΔEc’」、「電子」、「発光素子555」、「図19」と読み替えることができる。
 また、酸化物層124a及び酸化物層124bと同様に、酸化物層324a及び酸化物層324bのうち、下層側の酸化物層は、島状に複数個形成されていてもよい。
 〔実施形態8〕
 図26は、本実施形態の発光素子655における第2電極25(カソード)と電子輸送層24eとの間における電子注入障壁、及び、電子輸送層24eと発光層24dとの間における電子注入障壁を説明するためのエネルギーバンド図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図26に示す発光素子655を備えている。本実施形態に係る発光素子655は、電子輸送層24eが酸化物からなる点を除けば、実施形態7に係る発光素子555と同じ構成を有している。
 以下では、発光素子555が、図23に示す積層構造と同じ積層構造を有している場合を例に挙げて説明する。図26に示すように、酸化物層124aと酸化物層124bとは、電子輸送層24eと第2電極25との間との間に、電子輸送層24e側(言い換えれば、第1電極22側)から、この順に積層されている。また、酸化物層324aと、酸化物層324bとは、発光層24dと電子輸送層24eとの間に、発光層24d側(言い換えれば、第1電極22側)から、この順に積層されている。なお、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、及び酸化物層124bは、この順に互いに接して積層されている。前述したように、酸化物層124aの酸素原子密度と酸化物層124bの酸素原子密度とは異なる。また、酸化物層324aの酸素原子密度と酸化物層324bの酸素原子密度とは異なる。さらに、電子輸送層24eの酸素原子密度と、該電子輸送層24eに隣接する酸化物層324bの酸素原子密度とは異なる。さらに、電子輸送層24eの酸素原子密度と、該電子輸送層24eに隣接する酸化物層124aの酸素原子密度とは異なる。この場合、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面及び酸化物層124aと酸化物層124bとの界面のみならず、酸化物層324bと電子輸送層24eとの界面及び電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面においても、酸素原子の移動が起こり、電気双極子が形成されやすい。
 この場合、実施形態7で説明したように、酸化物層124bの酸素原子密度は、酸化物層124aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましく、酸化物層324bの酸素原子密度は、酸化物層324aの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。また、実施形態4で説明したように、酸化物層124aの酸素原子密度は、電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。さらに、電子輸送層24eの酸素原子密度は、酸化物層324bの酸素原子密度よりも小さいことが好ましい。以下、本実施形態では、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である場合を例に挙げて説明する。
 この場合、実施形態7と同じく、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面において酸化物層324aから酸化物層324bの方向への酸素原子の移動が起こりやすく、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において酸化物層124aから酸化物層124bの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。また、実施形態4と同じく、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面において、電子輸送層24eから酸化物層124aの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。さらに、本実施形態では、酸化物層324bと電子輸送層24eとの界面において酸化物層324bから電子輸送層24eの方向への酸素原子の移動が起こりやすい。このため、図26に示すように、実施形態7と同じく、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面において、酸化物層324bから酸化物層324aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子71が形成されるとともに、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において、酸化物層124bから酸化物層124aの方向に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子1’が形成される。また、実施形態4と同じく、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面において、酸化物層124aから電子輸送層24eに向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子41が形成される。さらに、本実施形態では、酸化物層324bと電子輸送層24eとの界面において、電子輸送層24eから酸化物層324bに向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有する電気双極子81が形成される。
 なお、本実施形態の発光素子655において、互いに隣り合う酸化物層324bと電子輸送層24eとの界面において、酸素原子が移動する機構は、図4の(a)において、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において、酸素原子が移動する機構と同じである。したがって、図4の(a)・(b)において、「24a」、「24b」、「1」は、順に、「324b」、「24e」、「81」と読み替えることができる。
 このように、電気双極子71・81・41・1’が形成されると、図26に示すように、電気双極子71が形成される界面である、酸化物層324aと酸化物層324bとの界面、電気双極子81が形成される界面である、酸化物層324bと電子輸送層24eとの界面、電気双極子41が形成される界面である、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面、及び、電気双極子1’が形成される界面である、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面を境にして、それぞれ、電気双極子71、電気双極子81、電気双極子41、及び、電気双極子1’による真空準位のシフトが起こる。この結果、図26に示すように、上述した、電気双極子71・81・41・1’が形成される各界面を境にして、第2電極25側のバンドの位置が、第1電極22側のバンドの位置に対して、それぞれ上方向に移動する。つまり、図26に示す例の場合、電気双極子71により、酸化物層324bのバンドの位置、電子輸送層24eのバンドの位置、酸化物層124aのバンドの位置、酸化物層124bのバンドの位置、及び第2電極25のバンドの位置が、発光層24dのバンドの位置及び酸化物層324aのバンドの位置に対して上方向に移動(バンドシフト)する。また、電気双極子81により、電子輸送層24eのバンドの位置、酸化物層124aのバンドの位置、酸化物層124bのバンドの位置、及び第2電極25のバンドの位置が、発光層24dのバンドの位置、酸化物層324aのバンドの位置、及び酸化物層324bのバンドの位置に対してさらに上方向に移動(バンドシフト)する。また、電気双極子41により、酸化物層124aのバンドの位置、酸化物層124bのバンドの位置、及び第2電極25のバンドの位置が、発光層24dのバンドの位置、酸化物層324aのバンドの位置、酸化物層324bのバンドの位置、及び電子輸送層24eのバンドの位置に対してさらに上方向に移動(バンドシフト)する。そして、電気双極子1’により、酸化物層124bのバンドの位置及び第2電極25のバンドの位置が、発光層24dのバンドの位置、酸化物層324aのバンドの位置、酸化物層324bのバンドの位置、電子輸送層24eのバンドの位置、及び酸化物層324aのバンドの位置に対してさらに上方向に移動(バンドシフト)する。図示はしないが、このとき、第1電極22側のバンドの位置には、発光層24dよりも第1電極22側の層のバンドの位置も含まれることは、言うまでもない。なお、図26では、電気双極子71・81・41・1’による真空準位のシフトが起こる前の第2電極25のフェルミ準位EF2のバンドの位置を一点鎖線で示すとともに、電気双極子71・81・41・1’による真空準位のシフトが起こる前の、酸化物層324b・124a・124bのバンドの位置及び電子輸送層24eのバンドの位置を、それぞれ二点鎖線で示している。また、電気双極子71・81・41・1’による真空準位のシフト後の真空準位を点線で示している。
 具体的には、電気双極子71・81・41・1’が形成されると、第2電極25のフェルミ準位EF2は、第2電極25のフェルミ準位EF2’に、酸化物層324bの価電子帯は酸化物層324bの価電子帯’に、ETL価電子帯はETL価電子帯’に、酸化物層124aの価電子帯は酸化物層124aの価電子帯’に、酸化物層124bの価電子帯は酸化物層124bの価電子帯’に、それぞれ移動する。また、酸化物層324bの伝導帯は酸化物層324bの伝導帯’に、ETL伝導帯はETL伝導帯’に、酸化物層124aの伝導帯は酸化物層124aの伝導帯’に、酸化物層124bの伝導帯は酸化物層124bの伝導帯’に、それぞれ移動する。
 この移動によって、ETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2とのエネルギー差ΔEF2は、ETL伝導帯の下端と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’となる。この結果、電気双極子71・81・41・1’形成後のエネルギー差ΔEF2’(言い換えれば、電気双極子71・81・41・1’形成後の第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEF2(言い換えれば、電子輸送層24eの材料が酸化物ではなく、また、酸化物層324a・324b・124a・124bを形成しない場合の、第2電極25から電子輸送層24eへの電子注入障壁高さ)よりも小さくなる。また、この移動によって、発光層伝導帯の下端とETL伝導帯の下端とのエネルギー差ΔEcは、発光層伝導帯の下端とETL伝導帯’の下端とのエネルギー差ΔEc’となる。この結果、電気双極子71・81・41・1’形成後のエネルギー差ΔEc’(言い換えれば、電気双極子71・81・41・1’形成後の電子輸送層24eから発光層24dへの電子注入障壁高さ)は、エネルギー差ΔEc(言い換えれば、電子輸送層24eの材料が酸化物ではなく、また、酸化物層324a・324b・124a・124bを形成しない場合の、電子輸送層24eから発光層24dへの電子注入障壁高さ)よりも小さくなる。
 実施形態7の発光素子555同様、酸化物層124a及び酸化物層124bの膜厚が十分に薄い場合、電子は酸化物層124a及び酸化物層124bをトンネリングにより伝導できるため、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さは、実効的に、電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端(ETL伝導帯’の下端)と第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差ΔEF2’となる。また、実施形態7の発光素子555同様、酸化物層324a及び酸化物層324bの膜厚が十分に薄い場合、電子は酸化物層324a及び酸化物層324bをトンネリングにより伝導できるため、電子輸送層24eと発光層24dとの間の電子注入障壁高さは、実効的に、電気双極子形成後における、発光層の伝導帯下端(発光層伝導帯の下端)と電子輸送層24eの伝導帯下端(ETL伝導帯’の下端)とのエネルギー差ΔEc’となる。本実施形態によれば、上述したように酸化物層324a・324b・124a・124bを形成することにより、第2電極25と電子輸送層24eとの間の電子注入障壁高さ、及び、電子輸送層24eと発光層24dとの間の電子注入障壁高さが小さくなるため、発光層24dへのより効率的な電子注入が可能となる。
 なお、本開示において、エネルギー差ΔEc’とは、「電気双極子形成後における、発光層24dの伝導帯下端と電子輸送層24eの伝導帯下端とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、「電気双極子形成後」とは、「電気双極子71・81・41・1’形成後」を示し、「電気双極子形成後における、発光層24dの伝導帯下端と電子輸送層24eの伝導帯下端とのエネルギー差」とは、上述したように、「電気双極子71・81・41・1’形成後における、発光層伝導帯の下端とETL伝導帯’の下端とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEcとは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、発光層24dの伝導帯下端(つまり、発光層伝導帯の下端)と電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子71・81・41・1’形成前」を示す。
 また、本開示において、エネルギー差ΔEF2’とは、「電気双極子形成後における、電子輸送層24eの伝導帯下端と、第2電極25のフェルミ準位とのエネルギー差」を示す。したがって、本実施形態において、エネルギー差ΔEF2’とは、「電気双極子71・81・41・1’形成後における、ETL伝導帯’の下端と、第2電極25のフェルミ準位EF2’とのエネルギー差」を示す。
 同様に、本開示において、エネルギー差ΔEF2とは、「電気双極子形成前(言い換えれば、真空準位のシフトがない状態)における、電子輸送層24eの伝導帯下端(つまり、ETL伝導帯の下端)と、第2電極25のフェルミ準位(つまり、第2電極25のフェルミ準位EF2)とのエネルギー差」を示す。なお、本実施形態において、「電気双極子形成前」とは、「電気双極子71・81・41・1’形成前」を示す。
 なお、図26では、二点鎖線で示す、電気双極子71・81・41・1’による真空準位のシフトが起こる前の酸化物層324a・324b・124a・124bのそれぞれのバンドの位置(伝導帯下端及び価電子帯上端の位置)が互いに同じである場合を例に挙げて図示している。しかしながら、これら酸化物層324a・324b・124a・124bのバンドの位置は、これら酸化物層324a・324b・124a・124bの材料の選択によって決定されるため、図26に示す例に限定されない。なお、本実施形態でも、電気双極子71・81・41・1’の形成によりバンドシフトが起こった後の第2電極25のフェルミ準位EF2’は、ETL伝導帯’の下端よりも下に位置していても上に位置してもよく、上に位置する方がより好ましい。
 なお、本実施形態でも、電子輸送層24eを構成する酸化物としては、実施形態4と同様に選択することができる。但し、本実施形態では、電子輸送層24eを構成する酸化物として、酸化物層324bの酸素原子密度よりも酸素原子密度が小さく、かつ、酸化物層124aの酸素原子密度よりも酸素原子密度が大きい無機酸化物を選択して、該無機酸化物を、電子輸送層24eを構成する酸化物とする。
 なお、上述したように電子輸送層24eが酸化物からなる場合、電子輸送層24eの酸素原子密度は、酸化物層324bの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、電子輸送層24eの酸素原子密度は、酸化物層324bの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。
 このように、酸化物層324bの酸素原子密度と電子輸送層24eの酸素原子密度との関係は、実施形態1における、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度との関係と同様に設定することができる。つまり、実施形態1における、酸化物層24aの酸素原子密度、及び、酸化物層24bの酸素原子密度に関する説明において、「酸化物層24a」、「酸化物層24b」、「電気双極子1」は、順に、「酸化物層324b」、「電子輸送層24e」、「電気双極子81」と読み替えることができる。
 なお、上述したように電子輸送層24eが酸化物からなる場合の、電子輸送層24eの酸素原子密度と酸化物層124aの酸素原子密度との関係は、実施形態4で説明した通りであり、酸化物層124aの酸素原子密度は、電子輸送層24eの酸素原子密度の95%以下であることが好ましく、90%以下であることがさらに好ましく、85%以下であることがさらに好ましく、80%以下であることがさらに好ましく、75%以下であることがさらに好ましく、70%以下であることがさらに好ましい。また、実施形態4で説明したように、酸化物層124aの酸素原子密度は、電子輸送層24eの酸素原子密度の50%以上であることが好ましい。なお、酸化物層124aの酸素原子密度と酸化物層124bの酸素原子密度との関係、並びに、酸化物層324aの酸素原子密度と酸化物層324bの酸素原子密度との関係は、実施形態7で説明した通りである。
 〔実施形態9〕
 図27は、本実施形態の発光素子の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図27に示す発光素子755を備えていてもよい。
 本実施形態の発光素子755は、例えば下層側から、アノードである第1電極22(正孔注入層:HIL)と、正孔輸送層24c(HTL)と、発光層24dと、電子輸送層(ETL)24eと、カソードである第2電極25(電子注入層:EIL)と、をこの順に備えている。第1電極22と正孔輸送層24cとの間には、酸化物層24aと、該酸化物層24aに接する酸化物層24bとが、第1電極22側からこの順に設けられている。電子輸送層24eと第2電極25との間との間には、酸化物層124aと、該酸化物層124aに接する酸化物層124bとが、電子輸送層24e側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。なお、第1電極22から第2電極25までの積層順は、逆にすることもできる。
 酸化物層24a・24bは、それぞれ、実施形態1の発光素子5における酸化物層24a・24bと同じである。また、酸化物層124a・124bは、それぞれ、実施形態3の発光素子155における酸化物層124a・124bと同じである。また、発光素子755における酸化物層24a・24b・124a・124b以外の各層は、実施形態1・3で説明した通りである。
 したがって、発光素子755は、実施形態1の発光素子5を比較の基準(言い換えれば、基本構成)とすれば、実施形態1の発光素子5において、第1酸化物層としての酸化物層24a及び第2酸化物層としての酸化物層24bに加えて、第3酸化物層、第4酸化物層として、順に、実施形態3で説明した、酸化物層124a、酸化物層124bをさらに備えていると言える。また、発光素子755は、実施形態3の発光素子155を比較の基準とすれば、実施形態3の発光素子155において、第1酸化物層としての酸化物層124a及び第2酸化物層としての酸化物層124bに加えて、第3酸化物層、第4酸化物層として、順に、実施形態1で説明した、酸化物層24a、酸化物層24bをさらに備えていると言ってもよい。すなわち、発光素子755は、実施形態1の発光素子5と実施形態3の発光素子155とを組み合わせた構成を有している。
 発光素子755は、実施形態1で説明したように、酸化物層24aと酸化物層24bとの界面において酸素原子の移動が起こり、電気双極子1が形成されるとともに、実施形態3で説明したように、酸化物層124aと酸化物層124bとの界面において酸素原子の移動が起こり、電気双極子1’が形成される。したがって、本実施形態の発光素子755は、実施形態1の発光素子5よりも第2電極25から電子輸送層24eへの効率的な電子注入が可能となり、その結果、実施形態1の発光素子5よりも発光層24dへの効率的な電子注入が可能となる。また、本実施形態の発光素子755は、実施形態3の発光素子155よりも、第1電極22から正孔輸送層24cへの効率的な正孔注入が可能であり、その結果、実施形態3の発光素子155よりも、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。
 以上のように、発光素子755は、実施形態1に記載の効果と、実施形態3に記載の効果とを併せ持ち、発光層24dへの正孔注入及び電子注入がともに起こりやすく、より高い発光効率を実現することができる。上記以外の説明は、実施形態1、3と同様であるため、ここでは、その説明を省略する。
 なお、発光素子755において、正孔輸送層24cが酸化物からなる場合は、実施形態2で説明したように、酸化物層24bと正孔輸送層24cとの界面において電気双極子31を形成できる。このとき、正孔輸送層24cの酸素原子密度が酸化物層24bの酸素原子密度より小さいと、さらに効率的な正孔注入が可能となる。
 また、発光素子755において、電子輸送層24eが酸化物からなる場合は、実施形態4で説明したように、電子輸送層24eと酸化物層124aとの界面において電気双極子41を形成できる。このとき、酸化物層124aの酸素原子密度が電子輸送層24eの酸素原子密度よりも小さいと、さらに効率的な電子注入が可能となる。
 また、図28は、本実施形態の他の発光素子の概略構成の一例を模式的に示す断面図である。
 本実施形態に係る発光装置は、実施形態1に係る発光装置(例えば表示装置2)において、発光素子として、図28に示す発光素子855を備えていてもよい。
 本実施形態の発光素子855は、例えば下層側から、アノードである第1電極22(正孔注入層:HIL)と、正孔輸送層24c(HTL)と、発光層24dと、電子輸送層(ETL)24eと、カソードである第2電極25(電子注入層:EIL)と、をこの順に備えている。第1電極22と正孔輸送層24cとの間には、酸化物層24aと、該酸化物層24aに接する酸化物層24bとが、第1電極22側からこの順に設けられている。正孔輸送層24cと発光層24dとの間には、酸化物層224aと、該酸化物層224aに接する酸化物層224bとが、正孔輸送層24c側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。発光層24dと電子輸送層24eとの間には、酸化物層324aと、該酸化物層324aに接する酸化物層324bとが、発光層24d側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。電子輸送層24eと第2電極25との間との間には、酸化物層124aと、該酸化物層124aに接する酸化物層124bとが、電子輸送層24e側(言い換えれば、第1電極22側)からこの順に設けられている。なお、第1電極22から第2電極25までの積層順は、逆にすることもできる。
 酸化物層24a・24bは、それぞれ、実施形態1・2・5・6の発光素子における酸化物層24a・24bと同じである。酸化物層124a・124bは、それぞれ、実施形態3・4・7・8の発光素子における酸化物層124a・124bと同じである。酸化物層224a・224bは、それぞれ、実施形態5・6の発光素子における酸化物層224a・224bと同じである。酸化物層324a・324bは、それぞれ、実施形態7・8
の発光素子における酸化物層324a・324bと同じである。また、発光素子855における酸化物層24a・24b・124a・124b・224a・224b・324a・324b以外の各層は、実施形態1~8で説明した通りである。したがって、ここでは、その説明を省略する。正孔輸送層24cは、実施形態2・6に示すように酸化物からなる層であってもよく、酸化物以外の材料からなる層であってもよい。また、電子輸送層24eは、実施形態4・8に示すように酸化物からなる層であってもよく、酸化物以外の材料からなる層であってもよい。
 発光素子855は、例えば、図27に示す発光素子755を比較の基準とすれば、図27に示す発光素子755において、第5酸化物層、第6酸化物層として、順に、酸化物層224a、酸化物層224bをさらに備えるとともに、第7酸化物層、第8酸化物層として、順に、酸化物層324a、酸化物層324bをさらに備えていると言ってもよい。また、発光素子855は、例えば、実施形態5に係る発光素子355あるいは実施形態6に係る発光素子455を比較の基準とすれば、実施形態5に係る発光素子355あるいは実施形態6に係る発光素子455において、第5酸化物層、第6酸化物層として、順に、酸化物層324a、酸化物層324bをさらに備えるとともに、第7酸化物層、第8酸化物層として、順に、酸化物層124a、酸化物層124bをさらに備えていると言ってもよい。また、発光素子855は、例えば、実施形態1~4・7・8の何れかに係る発光素子を比較の基準とした別の表現を行うこともできる。なお、本開示において、第1酸化物層~第8酸化物層は、部材番号抜きにそれぞれの酸化物層を区別するための呼び名であり、第1~第8の序数そのものに意味があるわけではない。つまり、発光素子755・855を例に挙げて説明したように、第1酸化物層~第8酸化物層は、それ自体が特定の酸化物層を示すものではなく、先に説明した酸化物層とは異なる酸化物層に対し、酸化物層の区別のために、先に説明した酸化物層とは異なる序数を付しているにすぎない。
 また、酸化物層24a・24b・124a・124b・224a・224b・324a・324bは、互いに隣り合う対の酸化物層24a・24b、酸化物層224a・224b、酸化物層324a・324b、酸化物層124a・124bのうち、1対以上の酸化物層を適宜抜いてもよい。また、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eは、少なくとも一方が酸化物で形成されていてもよく、それぞれ酸化物以外の材料で形成されていてもよい。言い換えれば、実施形態1~8は、如何に組み合わせてもよい。
 上述したように、各実施形態に係る発光素子の各層は、適宜組み合わせることが可能であり、組み合わせに応じて、各実施形態で説明した効果を併せ持ち、正孔注入及び電子注入の少なくとも一方がより起こりやすく、より高い発光効率を実現することができる、発光素子及び表示装置2を提供することができる。
 〔実施形態10〕
 上述した各実施形態では、正孔注入障壁及び電子注入障壁のうち、少なくとも一方の障壁の高さを低減する方向の双極子モーメントを有する電気双極子が形成されるように、発光素子における、酸化物からなる各層(酸化物層24a・24b・124a・124b・224a・224b・324a・324b、正孔輸送層24c、電子輸送層24e、の何れか)の酸素原子の密度(酸素原子密度)を決定することにより、正孔注入効率及び電子注入効率のうち少なくとも一方を向上し、発光効率を改善する場合を中心に説明した。
 しかしながら、上述した各実施形態は、これに限定されず、電気双極子1・1’・31・41・51・61・71・81のうち、少なくとも1つが、上述した各実施形態とは逆向きの成分の双極子モーメントを含むように、上述した、酸化物からなる各層の酸素原子密度を設定してもよい。また、電気双極子1・1’・31・41・51・61・71・81のうち、少なくとも1つは、上述した各実施形態と同じ向きの成分の双極子モーメントを有していてもよい。
 発光素子において、例えば、前記エネルギー差ΔEF2>前記エネルギー差ΔEF1の場合、電子注入に対して正孔注入が過剰となりやすい。同様に、例えば、前記エネルギー差ΔEc>前記エネルギー差ΔEvの場合、電子注入に対して正孔注入が過剰となりやすい。このような正孔注入過剰の場合、例えば、実施形態1~9において、上述した、酸化物からなる各層の酸素原子密度の大小関係の何れかを逆にすることによって、電気双極子の双極子モーメントの向きを逆にしてもよい。例えば、実施形態1において、酸化物層24aの酸素原子密度と酸化物層24bの酸素原子密度との大小関係を逆にすることによって、電気双極子1の双極子モーメントの向きを逆にしてもよい。なお、ここでは実施形態1の電気双極子1を例に挙げたが、他の実施形態の電気双極子でも、同じことが言える。この場合、前記エネルギー差ΔEF1’>前記エネルギー差ΔEF1、及び/または、前記エネルギー差ΔEv’>前記エネルギー差ΔEvとなり、過剰な正孔注入を抑制することができる。この結果、正孔注入と電子注入とのアンバランスが抑制され、長期信頼性が改善される。すなわち、エイジング後の発光効率が改善される。
 また、発光素子において、例えば、前記エネルギー差ΔEF2<前記エネルギー差ΔEF1の場合、正孔注入に対して電子注入が過剰となりやすい。同様に、例えば、前記エネルギー差ΔEc<前記エネルギー差ΔEvの場合、正孔注入に対して電子注入が過剰となりやすい。このような電子注入過剰の場合、例えば、実施形態1~9において、上述した、酸化物からなる各層の酸素原子密度の大小関係の何れかを逆にすることによって、電気双極子の双極子モーメントの向きを逆にしてもよい。この場合、前記エネルギー差ΔEF2’>前記エネルギー差ΔEF2、及び/または、前記エネルギー差ΔEc’>前記エネルギー差ΔEcとなり、過剰な電子注入を抑制することができる。この結果、正孔注入と電子注入とのアンバランスが抑制され、長期信頼性が改善される。すなわち、エイジング後の発光効率が改善される。
 また、複数の電気双極子において、一部の双極子モーメントの向きを、他の双極子モーメントの向きとは逆向きにすることで、それぞれの電気双極子による真空準位のシフトの方向が逆向きとなり、全体としての真空準位のシフト量を細かく制御することができる。例えば、実施形態2において電気双極子1と電気双極子31とで双極子モーメントの向きを互いに逆向きにすることで、電気双極子1による真空準位のシフトの方向と、電気双極子31による真空準位のシフトの方向とが逆向きとなり、全体としての真空準位のシフト量を細かく制御することができる。この場合、第1電極22から正孔輸送層24cへの正孔注入量を細かく制御することが可能となり、その結果、発光層24dへの正孔注入量を細かく制御することができる。また、例えば、実施形態6において、電気双極子1、電気双極子31、電気双極子61、及び、電気双極子51のうち少なくとも1つ以上において、電気双極子モーメントの向きを逆向きにすることによって、全体としての真空準位のシフト量を更に細かく制御することができる。この場合、正孔輸送層24cを介した第1電極22から発光層24dへの正孔注入量を更に細かく制御することができる。なお、ここでは実施形態2の電気双極子1・31、及び、実施形態6の電気双極子1・31・61・51を例に挙げたが、他の実施形態の電気双極子でも、同様のことが言える。このように、各実施形態において、酸化物層からなる層の酸素原子密度の大小関係を部分的に逆にして、一部の双極子モーメントの向きを他の双極子モーメントの向きとは逆向きにすることで、一部の電気双極子による真空準位のシフトの方向を、他の電気双極子による真空準位のシフトの方向と逆向きにすることができる。この結果、全体としての真空準位のシフト量を細かく制御することができるので、前記エネルギー差ΔEF1’・ΔEF2’・ΔEv’・ΔEc’のうち少なくとも1つのエネルギー差の制御性が向上し、正孔注入量及び/または電子注入量の制御が容易となるので、正孔注入と電子注入とのバランスをとるのが容易となり、長期信頼性が改善される。すなわち、エイジング後の発光効率が改善される。
 なお、正孔注入効率及び電子注入効率の両方が向上した上で、正孔注入と電子注入とのバランスがとれている状態が最も好ましい。言い換えれば、キャリア注入障壁が小さくなる場合が好ましく、実施形態1~9で説明した電気双極子の向きが好ましい。
 なお、前記エネルギー差ΔEF1’<前記エネルギー差ΔEF1、前記エネルギー差ΔEv’<前記エネルギー差ΔEvの場合、発光層24dへの効率的な正孔注入が可能となる。
 また、前記エネルギー差ΔEF1’>前記エネルギー差ΔEF1、前記エネルギー差ΔEv’>前記エネルギー差ΔEvの場合、発光層24dへの過剰な正孔注入が抑制できるため、正孔注入と電子注入とのアンバランスが抑制され、長期信頼性が改善される。
 また、前記エネルギー差ΔEF1’>前記エネルギー差ΔEF1、前記エネルギー差ΔEv’<前記エネルギー差ΔEv、または、前記エネルギー差ΔEF1’<前記エネルギー差ΔEF1、前記エネルギー差ΔEv’>前記エネルギー差ΔEvの場合、発光層24dへの正孔注入量を細かく制御することができ、正孔注入と電子注入とのバランスがとりやすくなり、長期信頼性が改善される。
 なお、前記エネルギー差ΔEF2’<前記エネルギー差ΔEF2、前記エネルギー差ΔEc’<前記エネルギー差ΔEcの場合、発光層24dへの効率的な電子注入が可能となる。
 また、前記エネルギー差ΔEF2’>前記エネルギー差ΔEF2、前記エネルギー差ΔEc’>前記エネルギー差ΔEcの場合、発光層24dへの過剰な電子注入が抑制することができるため、正孔注入と電子注入とのアンバランスが抑制され、長期信頼性が改善される。
 また、前記エネルギー差ΔEF2’>前記エネルギー差ΔEF2、前記エネルギー差ΔEc’<前記エネルギー差ΔEc、または、前記エネルギー差ΔEF2’<前記エネルギー差ΔEF2、前記エネルギー差ΔEc’>前記エネルギー差ΔEcの場合、発光層24dへの電子注入量を細かく制御することができ、正孔注入と電子注入とのバランスがとりやすくなり、長期信頼性が改善される。
 以上のように、本開示に係る発光素子は、例えば、実施形態1~9のように、下記(1)~(40)の何れの構成を有していてもよい。これにより、キャリアである正孔及び/または電子の注入障壁を小さくすることができ、正孔及び/または電子の注入効率を向上させることができるので、高い発光効率を実現することができる。すなわち、発光層への正孔注入または電子注入を効果的に制御することが可能となるため、高い発光効率を実現することが可能となる。
 (1)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)である。
 (2)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)である。
 (3)第1電極22、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (4)第1電極22、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (5)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)である。
 (6)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)である。
 (7)第1電極22、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (8)第1電極22、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (9)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (10)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (11)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (12)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)、かつ、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (13)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)である。
 (14)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)である。
 (15)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)である。
 (16)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)である。
 (17)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (18)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (19)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (20)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (21)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (22)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (23)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (24)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (25)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (26)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (27)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (28)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (29)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)である。
 (30)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)である。
 (31)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)である。
 (32)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)である。
 (33)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (34)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (35)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (36)第1電極22、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (37)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (38)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24cが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (39)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、電子輸送層24eが酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 (40)第1電極22、酸化物層24a、酸化物層24b、正孔輸送層24c、酸化物層224a、酸化物層224b、発光層24d、酸化物層324a、酸化物層324b、電子輸送層24e、酸化物層124a、酸化物層124b、第2電極25を、上層側または下層側からこの順に備え、正孔輸送層24c及び電子輸送層24eがそれぞれ酸化物からなり、(酸化物層24aの酸素原子密度)>(酸化物層24bの酸素原子密度)>(正孔輸送層24cの酸素原子密度)>(酸化物層224aの酸素原子密度)>(酸化物層224bの酸素原子密度)、かつ、(酸化物層324aの酸素原子密度)>(酸化物層324bの酸素原子密度)>(電子輸送層24eの酸素原子密度)>(酸化物層124aの酸素原子密度)>(酸化物層124bの酸素原子密度)である。
 また、本開示に係る発光素子は、例えば、実施形態10のように、例えば上記(1)~(40)において、不等号「>」の一部が「<」で置き換えられた構成を有していてもよい。これにより、発光層への正孔注入、または、電子注入の制御性が向上するため、正孔注入と電子注入とのアンバランスを抑制し、長期信頼性を改善することができる。
 なお、本開示に係る発光素子は、上述した構成に限定されるものではなく、例えば前記(1)~(40)の何れかの構成において、不等号「>」が全て「<」で置き換えられた構成を有していてもよい。これにより、発光層への過剰な正孔注入及び過剰な電子注入を抑制することができるため、長期信頼性が改善される。
 なお、本開示における酸化物層の酸素原子密度は、当該酸化物層が有する固有の値として、当該酸化物層を構成する材料のバルクでの酸素原子密度を適用するものとする。例えば、図5、図11及び図17に記載の酸化物については、それぞれ、図5、図11及び図17に記載の酸素原子密度を適用する。なお、複合酸化物の酸素原子密度は、当該複合酸化物に含有される全カチオンについて、各カチオン単独の酸化物の酸素原子密度に、上記複合酸化物中に含まれる全カチオンに対する各カチオンの組成率をそれぞれ乗じて、和をとることによる、加重平均をとることによって求めることができる。
 すなわち、N種類のカチオンAi(i=1,2,3,・・・,N)を含む複合酸化物において、カチオンとしてカチオンAiのみを含む酸化物の酸素原子密度(つまり、カチオンAi単独の酸化物の酸素原子密度)がDiであり、全カチオンの数密度の合計に対するカチオンAiの数密度の割合(つまり、上記複合酸化物中に含まれる全カチオンに対するカチオンAiの組成率)がXiであるとき、当該複合酸化物の酸素原子密度MDiは、下記(式A)で表される。但し、前記Xi(i=1,2,3,・・・,N)の和は下記(式B)に示すように1である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 〔まとめ〕
 本開示の態様1に係る発光素子は、アノードと、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、カソードと、をこの順に備えるとともに、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の何れか一方に、第1酸化物層と、該第1酸化物層に接する第2酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度とは異なる。
 本開示の態様2に係る発光素子は、前記態様1において、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 すなわち、本開示の態様2に係る発光素子は、アノードと、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、カソードと、をこの順に備えるとともに、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の何れか一方に、第1酸化物層と、該第1酸化物層に接する第2酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様3に係る発光素子は、前記態様2において、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、95%以下であってもよい。
 本開示の態様4に係る発光素子は、前記態様3において、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、90%以下であってもよい。
 本開示の態様5に係る発光素子は、前記態様1において、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 すなわち、本開示の態様5に係る発光素子は、アノードと、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、カソードと、をこの順に備えるとともに、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の何れか一方に、第1酸化物層と、該第1酸化物層に接する第2酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様6に係る発光素子は、前記態様1~5の何れか1項において、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との界面において電気双極子が形成されてもよい。
 本開示の態様7に係る発光素子は、前記態様2~4の何れかにおいて、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との界面において電気双極子が形成され、前記電気双極子は、前記第2酸化物層から前記第1酸化物層に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有していてもよい。
 本開示の態様8に係る発光素子は、前記態様5において、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との界面において電気双極子が形成され、前記電気双極子は、前記第1酸化物層から前記第2酸化物層に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有していてもよい。
 本開示の態様9に係る発光素子は、前記態様1~8の何れかにおいて、前記第1酸化物層は、無機酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様10に係る発光素子は、前記態様1~9の何れかにおいて、前記第2酸化物層は、無機酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様11に係る発光素子は、前記態様1~10の何れかにおいて、前記第1酸化物層は、絶縁体からなっていてもよい。
 本開示の態様12に係る発光素子は、前記態様1~11の何れかにおいて、前記第2酸化物層は、絶縁体からなっていてもよい。
 本開示の態様13に係る発光素子は、前記態様1~12の何れかにおいて、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、それぞれ非晶質の酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様14に係る発光素子は、前記態様1~12の何れかにおいて、少なくとも前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との接触面において、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層がグレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様15に係る発光素子は、前記態様1~12の何れかにおいて、少なくとも前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との接触面において、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様16に係る発光素子は、前記態様14または15において、前記アノードは、前記カソードよりも下層側に設けられており、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、下層側からこの順に積層されてもよい。例えば、本開示の態様16に係る発光素子は、前記態様14または15において、基板をさらに備え、前記アノードは、前記カソードよりも前記基板側に設けられており、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、前記基板側からこの順に積層されてもよい。
 本開示の態様17に係る発光素子は、前記態様14~16の何れかにおいて、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のうち上層側の層は、非晶質の酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様18に係る発光素子は、前記態様14~17の何れかにおいて、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層のうち、上層側の層は、連続膜であってもよい。
 本開示の態様19に係る発光素子は、前記態様14~17の何れかにおいて、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層のうち、上層側の層の空隙率は1%未満であってもよい。
 本開示の態様20に係る発光素子は、前記態様1~12の何れかにおいて、前記第2酸化物層における、少なくとも第1酸化物層との接触面は、グレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様21に係る発光素子は、前記態様1~12の何れかにおいて、前記第2酸化物層における、少なくとも第1酸化物層との接触面は、多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様22に係る発光素子は、前記態様20または21において、前記カソードは、前記アノードよりも下層側に設けられており、前記第2酸化物層及び前記第1酸化物層は、下層側からこの順に積層されてもよい。例えば、本開示の態様20に係る発光素子は、前記態様18または19において、基板をさらに備え、前記カソードは、前記アノードよりも前記基板側に設けられており、前記第2酸化物層及び前記第1酸化物層は、基板側からこの順に積層されてもよい。
 本開示の態様23に係る発光素子は、前記態様22において、前記第1酸化物層は、非晶質の酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様24に係る発光素子は、前記態様22または23において、前記第1酸化物層は、連続膜であってもよい。
 本開示の態様25に係る発光素子は、前記態様22または23において、前記第1酸化物層の空隙率は1%未満であってもよい。
 本開示の態様26に係る発光素子は、前記態様1~25の何れかにおいて、前記第1酸化物層は、Al、Ga、Ta、Zr、Hf、Mg、Ge、Si、Y、La、Srのうち少なくとも1つの元素を主成分として含む酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様27に係る発光素子は、前記態様1~25の何れかにおいて、前記第1酸化物層または前記第2酸化物層は、酸素以外の最も多い元素が、Al、Ga、Ta、Zr、Hf、Mg、Ge、Si、Y、La、Srのうちの何れかである酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様28に係る発光素子は、前記態様1~25の何れかにおいて、前記第1酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウム、酸化シリコン、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ストロンチウム、及びこれら酸化物のカチオンを2種類以上含む酸化物のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
 本開示の態様29に係る発光素子は、前記態様1~25の何れかにおいて、前記第1酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウム、酸化シリコン、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ストロンチウム、及びこれら酸化物のカチオンを2種類以上含む酸化物の何れか一つからなっていてもよい。
 本開示の態様30に係る発光素子は、前記態様1~29の何れかにおいて、前記第2酸化物層は、Al、Ga、Ta、Zr、Hf、Mg、Ge、Si、Y、La、Srのうち少なくとも1つの元素を主成分として含む酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様31に係る発光素子は、前記態様1~29の何れかにおいて、前記第2酸化物層は、酸素以外の最も多い元素が、Al、Ga、Ta、Zr、Hf、Mg、Ge、Si、Y、La、Srのうちの何れかである酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様32に係る発光素子は、前記態様1~29の何れかにおいて、前記第2酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウム、酸化シリコン、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ストロンチウム、及びこれら酸化物のカチオンを2種類以上含む酸化物のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
 本開示の態様33に係る発光素子は、前記態様1~29の何れかにおいて、前記第2酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化マグネシウム、酸化ゲルマニウム、酸化シリコン、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化ストロンチウム、及びこれら酸化物のカチオンを2種類以上含む酸化物の何れか一つからなっていてもよい。
 本開示の態様34に係る発光素子は、前記態様1~33の何れかにおいて、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層とは、共通のカチオンを含んでいてもよい。
 本開示の態様35に係る発光素子は、前記態様1~34の何れかにおいて、前記第1酸化物層の膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であってもよい。
 本開示の態様36に係る発光素子は、前記態様35において、前記第1酸化物層の膜厚は、0.8nm以上、3nm未満であってもよい。
 本開示の態様37に係る発光素子は、前記態様1~36の何れかにおいて、前記第2酸化物層の膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であってもよい。
 本開示の態様38に係る発光素子は、前記態様37において、前記第2酸化物層の膜厚は、0.8nm以上、3nm未満であってもよい。
 本開示の態様39に係る発光素子は、前記態様1~38の何れかにおいて、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との合計の膜厚は、0.4nm以上、5nm以下であってもよい。
 本開示の態様40に係る発光素子は、前記態様39において、前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との合計の膜厚は、1.6nm以上、4nm未満であってもよい。
 本開示の態様41に係る発光素子は、前記態様1~40の何れかにおいて、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記アノードと前記正孔輸送層との間に設けられていてもよい。
 本開示の態様42に係る発光素子は、前記態様41において、前記第1酸化物層中の正孔密度及び前記第2酸化物層中の正孔密度は、それぞれ、前記正孔輸送層中の正孔密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様43に係る発光素子は、前記態様41または42において、前記アノードの仕事関数が前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルよりも小さく、前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルが前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のイオン化ポテンシャルよりも小さくてもよい。
 本開示の態様44に係る発光素子は、前記態様43において、前記第1酸化物層のイオン化ポテンシャルと前記第2酸化物層のイオン化ポテンシャルとが等しくてもよい。
 本開示の態様45に係る発光素子は、前記態様43において、前記正孔輸送層、前記第2酸化物層、前記第1酸化物層の順にイオン化ポテンシャルが小さくてもよい。
 本開示の態様46に係る発光素子は、前記態様43において、前記正孔輸送層、前記第1酸化物層、前記第2酸化物層の順にイオン化ポテンシャルが小さくてもよい。
 本開示の態様47に係る発光素子は、前記態様41~46の何れかにおいて、前記正孔輸送層は酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様48に係る発光素子は、前記態様47において、前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、少なくとも前記正孔輸送層と前記第2酸化物層との接触面において、前記正孔輸送層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層がグレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様49に係る発光素子は、前記態様47において、前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、前記正孔輸送層における、少なくとも前記第2酸化物層との接触面は、グレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様50に係る発光素子は、前記態様47において、前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、前記第2酸化物層における、少なくとも前記正孔輸送層との接触面は、グレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様51に係る発光素子は、前記態様47において、前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、少なくとも前記正孔輸送層と前記第2酸化物層との接触面において、前記正孔輸送層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様52に係る発光素子は、前記態様47において、前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、前記正孔輸送層における、少なくとも前記第2酸化物層との接触面は、多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様53に係る発光素子は、前記態様47において、前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、前記第2酸化物層における、少なくとも前記正孔輸送層との接触面は、多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様54に係る発光素子は、前記態様47~53の何れかにおいて、前記正孔輸送層は、前記第2酸化物層に接し、前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様55に係る発光素子は、前記態様54において、前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、95%以下であってもよい。
 本開示の態様56に係る発光素子は、前記態様55において、前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、90%以下であってもよい。
 本開示の態様57に係る発光素子は、前記態様47~53の何れかにおいて、前記正孔輸送層は、前記第2酸化物層に接し、前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度よりも大きくてもよい。
 本開示の態様58に係る発光素子は、前記態様1~40の何れかにおいて、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記電子輸送層と前記カソードとの間に設けられていてもよい。
 本開示の態様59に係る発光素子は、前記態様57において、前記第1酸化物層の電子密度及び前記第2酸化物層の電子密度は、それぞれ、前記電子輸送層の電子密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様60に係る発光素子は、前記態様58または59において、前記カソードの仕事関数が前記電子輸送層の電子親和力よりも大きく、前記電子輸送層の電子親和力が前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層の電子親和力よりも大きくてもよい。
 本開示の態様61に係る発光素子は、前記態様60において、前記第1酸化物層の電子親和力と前記第2酸化物層の電子親和力とが等しくてもよい。
 本開示の態様62に係る発光素子は、前記態様60において、前記電子輸送層、前記発光層、前記第2酸化物層、前記第1酸化物層の順に電子親和力が大きくてもよい。
 本開示の態様63に係る発光素子は、前記態様60において、前記電子輸送層、前記発光層、前記第1酸化物層、前記第2酸化物層の順に電子親和力が大きくてもよい。
 本開示の態様64に係る発光素子は、前記態様58~63の何れかにおいて、前記電子輸送層は酸化物からなっていてもよい。
 本開示の態様65に係る発光素子は、前記態様64において、前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、少なくとも前記電子輸送層と前記第1酸化物層との接触面において、前記電子輸送層及び前記第1酸化物層のうち少なくとも一方の層がグレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様66に係る発光素子は、前記態様64において、前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、少なくとも前記電子輸送層と前記第1酸化物層との接触面において、前記電子輸送層及び前記第1酸化物層のうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様67に係る発光素子は、前記態様64において、前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、前記第1酸化物層における、少なくとも前記電子輸送層との接触面は、グレインを含んでいてもよい。
 本開示の態様68に係る発光素子は、前記態様64において、前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、前記第1酸化物層における、少なくとも前記電子輸送層との接触面は、多結晶の酸化物を含んでいてもよい。
 本開示の態様69に係る発光素子は、前記態様64~68の何れかにおいて、前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様70に係る発光素子は、前記態様69において、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度の50%以上、95%以下であってもよい。
 本開示の態様71に係る発光素子は、前記態様70において、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度の50%以上、90%以下であってもよい。
 本開示の態様72に係る発光素子は、前記態様64~68の何れかにおいて、前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、前記電子輸送層は、酸化物からなり、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度よりも大きくてもよい。
 本開示の態様73に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の他方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度とは異なっていてもよい。
 本開示の態様74に係る発光素子は、前記態様73において、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度とは異なっていてもよい。
 本開示の態様75に係る発光素子は、前記態様74において、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の他方に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度とは異なっていてもよい。
 本開示の態様76に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の他方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様77に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の他方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様78に係る発光素子は、前記態様76または77において、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様79に係る発光素子は、前記態様77において、前記第5酸化物層及び前記第6酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記正孔輸送層と前記発光層との間に設けられており、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様80に係る発光素子は、前記態様78において、前記第5酸化物層及び前記第6酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記発光層と前記電子輸送層との間に設けられており、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様81に係る発光素子は、前記態様78において、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の他方に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 なお、本開示の態様81に係る発光素子は、前記態様79において、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよいと言い換えることができる。また、本開示の態様79に係る発光素子は、前記態様78において、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよいと言い換えることができる。
 本開示の態様82に係る発光素子は、前記態様76または77において、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様83に係る発光素子は、前記態様82において、前記第5酸化物層及び前記第6酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記正孔輸送層と前記発光層との間に設けられており、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様84に係る発光素子は、前記態様82において、前記第5酸化物層及び前記第6酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記発光層と前記電子輸送層との間に設けられており、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様85に係る発光素子は、前記態様82において、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の他方に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 なお、本開示の態様85に係る発光素子は、前記態様83において、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよいと言い換えることができる。また、本開示の態様83に係る発光素子は、前記態様82において、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第7酸化物層と、該第7酸化物層に接する第8酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第7酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第8酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよいと言い換えることができる。
 本開示の態様86に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度とは異なっていてもよい。
 本開示の態様87に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様88に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様89に係る発光素子は、前記態様41~57の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様90に係る発光素子は、前記態様41~57の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様91に係る発光素子は、前記態様58~72の何れかにおいて、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様92に係る発光素子は、前記態様58~72の何れかにおいて、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様93に係る発光素子は、前記態様41~57の何れかにおいて、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様94に係る発光素子は、前記態様41~57の何れかにおいて、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様95に係る発光素子は、前記態様58~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様96に係る発光素子は、前記態様58~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さくてもよい。
 本開示の態様97に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度とは異なり、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度とは異なっていてもよい。
 本開示の態様98に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さく、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様99に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さく、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様99に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さく、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様100に係る発光素子は、前記態様1~72の何れかにおいて、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第4酸化物層中の酸素原子の密度より小さく、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様101に係る発光素子は、前記態様89または90において、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様102に係る発光素子は、前記態様89または90において、前記発光層と前記電子輸送層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様103に係る発光素子は、前記態様91または92において、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 本開示の態様104に係る発光素子は、前記態様91または92において、前記正孔輸送層と前記発光層との間に、第5酸化物層と、該第5酸化物層に接する第6酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、前記第5酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第6酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さくてもよい。
 なお、前述したように、本開示において、第1酸化物層、第2酸化物層は、順に、第3酸化物層、第4酸化物層、あるいは、第5酸化物層、第6酸化物層、あるいは、第7酸化物層、第8酸化物層、と読み替えることができる。したがって、前記第3酸化物層、第4酸化物層、あるいは、第5酸化物層、第6酸化物層、あるいは、第7酸化物層、第8酸化物層は、それぞれ、第1酸化物層、第2酸化物層と同様の構成を有していてもよい。
 本開示の態様105に係る発光素子は、前記態様1~104の何れかにおいて、前記発光層は、量子ドット蛍光体を含んでいてもよい。
 本開示の態様106に係る発光装置は、前記態様1~105の何れかの発光素子を備えている。
 本開示の態様107に係る発光装置は、前記態様106において、前記発光素子が、基板に備えられていてもよい。
 本開示の態様108に係る発光装置は、前記態様106または107において、当該発光装置は、表示装置であってもよい。
 本開示の態様109に係る発光装置は、前記態様106または107において、当該発光装置は、照明装置であってもよい。
 なお、上記態様の組み合わせは本開示の一例であり、本開示は、上記組み合わせに限定されるものではない。また、本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項並びに上述したまとめの項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 1、1’31、41、51、61、71、81  電気双極子
 2  表示装置(発光装置)
 5、5R、5G、5B、55、155、255、155、255、555、655、755、855  発光素子
 22  第1電極(アノード)
 24a、24b、124a、124b、244a、244b、324a、324b    酸化物層
 24c  正孔輸送層
 24d、24Rd、24Gd、24Bd  発光層
 24e  電子輸送層
 25  第2電極(カソード)
 IP1~IP6  イオン化ポテンシャル
 EA1~EA6  電子親和力
 Ed1  真空準位と第1電極のフェルミ準位とのエネルギー差(第1電極の仕事関数)
 Ed2  真空準位と第2電極のフェルミ準位とのエネルギー差(第2電極の仕事関数)

 

Claims (52)

  1.  アノードと、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、カソードと、をこの順に備えるとともに、
     前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の何れか一方に、第1酸化物層と、該第1酸化物層に接する第2酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、
     前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度とは異なることを特徴とする発光素子。
  2.  前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度より小さいことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
  3.  前記第1酸化物層は、無機酸化物からなることを特徴とする請求項2に記載の発光素子。
  4.  前記第2酸化物層は、無機酸化物からなることを特徴とする請求項2または3に記載の発光素子。
  5.  前記第1酸化物層は、絶縁体からなることを特徴とする請求項2~4の何れか1項に記載の発光素子。
  6.  前記第2酸化物層は、絶縁体からなることを特徴とする請求項2~5の何れか1項に記載の発光素子。
  7.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との界面において電気双極子が形成されることを特徴とする請求項2~6の何れか1項に記載の発光素子。
  8.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との界面において電気双極子が形成され、
     前記電気双極子は、前記第2酸化物層から前記第1酸化物層に向かう向きの成分を含む双極子モーメントを有することを特徴とする請求項2~6の何れか1項に記載の発光素子。
  9.  前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、それぞれ非晶質の酸化物からなることを特徴とする請求項2~8の何れか1項に記載の発光素子。
  10.  少なくとも前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との接触面において、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層がグレインを含むことを特徴とする請求項2~8の何れか1項に記載の発光素子。
  11.  少なくとも前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との接触面において、前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含むことを特徴とする請求項2~8、10の何れか1項に記載の発光素子。
  12.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層のうち、上層側の層は、非晶質の酸化物からなることを特徴とする請求項10または11に記載の発光素子。
  13.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層のうち、上層側の層は、連続膜であることを特徴とする請求項10または11に記載の発光素子。
  14.  前記第1酸化物層または前記第2酸化物層は、酸素以外の最も多い元素が、Al、Ga、Ta、Zr、Hf、Mg、Ge、Si、Y、La、Srのうちの何れかである酸化物からなることを特徴とする請求項2~13の何れか1項に記載の発光素子。
  15.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層とは、共通のカチオンを含むことを特徴とする請求項2~14の何れか1項に記載の発光素子。
  16.  前記第1酸化物層の膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であることを特徴とする請求項2~15の何れか1項に記載の発光素子。
  17.  前記第1酸化物層の膜厚は、0.8nm以上、3nm未満であることを特徴とする請求項16に記載の発光素子。
  18.  前記第2酸化物層の膜厚は、0.2nm以上、5nm以下であることを特徴とする請求項2~17の何れか1項に記載の発光素子。
  19.  前記第2酸化物層の膜厚は、0.8nm以上、3nm未満であることを特徴とする請求項18に記載の発光素子。
  20.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との合計の膜厚は、0.4nm以上、5nm以下であることを特徴とする請求項1~19の何れか1項に記載の発光素子。
  21.  前記第1酸化物層と前記第2酸化物層との合計の膜厚は、1.6nm以上、4nm未満であることを特徴とする請求項20に記載の発光素子。
  22.  前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記アノードと前記正孔輸送層との間に設けられていることを特徴とする請求項2~21の何れか1項に記載の発光素子。
  23.  前記第1酸化物層中の正孔密度及び前記第2酸化物層中の正孔密度は、それぞれ、前記正孔輸送層中の正孔密度よりも小さいことを特徴とする請求項22に記載の発光素子。
  24.  前記アノードの仕事関数が前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルよりも小さく、前記正孔輸送層のイオン化ポテンシャルが前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層のイオン化ポテンシャルよりも小さいことを特徴とする請求項22または23に記載の発光素子。
  25.  前記正孔輸送層、前記第2酸化物層、前記第1酸化物層の順にイオン化ポテンシャルが小さいことを特徴とする請求項24に記載の発光素子。
  26.  前記正孔輸送層、前記第1酸化物層、前記第2酸化物層の順にイオン化ポテンシャルが小さことを特徴とする請求項24に記載の発光素子。
  27.  前記正孔輸送層は酸化物からなることを特徴とする請求項22~26の何れか1項に記載の発光素子。
  28.  前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、少なくとも前記正孔輸送層と前記第2酸化物層との接触面において、前記正孔輸送層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層がグレインを含んでいることを特徴とする請求項27に記載の発光素子。
  29.  前記正孔輸送層は前記第2酸化物層に接し、少なくとも前記正孔輸送層と前記第2酸化物層との接触面において、前記正孔輸送層及び前記第2酸化物層のうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいることを特徴とする請求項27に記載の発光素子。
  30.  前記正孔輸送層は、前記第2酸化物層に接し、前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度よりも小さいことを特徴とする請求項27~29の何れか1項に記載の発光素子。
  31.  前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、95%以下であることを特徴とする請求項30に記載の発光素子。
  32.  前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、90%以下であることを特徴とする請求項31に記載の発光素子。
  33.  前記正孔輸送層は、前記第2酸化物層に接し、前記正孔輸送層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度よりも大きいことを特徴とする請求項27~29の何れか1項に記載の発光素子。
  34.  前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層は、前記アノード側からこの順に、前記電子輸送層と前記カソードとの間に設けられていることを特徴とする請求項2~21の何れか1項に記載の発光素子。
  35.  前記第1酸化物層の電子密度及び前記第2酸化物層の電子密度は、それぞれ、前記電子輸送層の電子密度よりも小さいことを特徴とする請求項34に記載の発光素子。
  36.  前記カソードの仕事関数が前記電子輸送層の電子親和力よりも大きく、前記電子輸送層の電子親和力が前記第1酸化物層及び前記第2酸化物層の電子親和力よりも大きいことを特徴とする請求項34または35に記載の発光素子。
  37.  前記電子輸送層、前記発光層、前記第2酸化物層、前記第1酸化物層の順に電子親和力が大きいことを特徴とする請求項36に記載の発光素子。
  38.  前記電子輸送層、前記発光層、前記第1酸化物層、前記第2酸化物層の順に電子親和力が大きいことを特徴とする請求項36に記載の発光素子。
  39.  前記電子輸送層は酸化物からなることを特徴とする請求項34~38の何れか1項に記載の発光素子。
  40.  前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、少なくとも前記電子輸送層と前記第1酸化物層との接触面において、前記電子輸送層及び前記第1酸化物層のうち少なくとも一方の層がグレインを含んでいることを特徴とする請求項39に記載の発光素子。
  41.  前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、少なくとも前記電子輸送層と前記第1酸化物層との接触面において、前記電子輸送層及び前記第1酸化物層のうち少なくとも一方の層が多結晶の酸化物を含んでいることを特徴とする請求項39に記載の発光素子。
  42.  前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度よりも小さいことを特徴とする請求項39に記載の発光素子。
  43.  前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度の50%以上、95%以下であることを特徴とする請求項40に記載の発光素子。
  44.  前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度の50%以上、90%以下であることを特徴とする請求項41に記載の発光素子。
  45.  前記電子輸送層は、前記第1酸化物層に接し、前記電子輸送層は、酸化物からなり、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記電子輸送層中の酸素原子の密度よりも大きいことを特徴とする請求項39~44の何れか1項に記載の発光素子。
  46.  前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、95%以下であることを特徴とする請求項2~45の何れか1項に記載の発光素子。
  47.  前記第2酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第1酸化物層中の酸素原子の密度の50%以上、90%以下であることを特徴とする請求項46に記載の発光素子。
  48.  前記アノードと前記正孔輸送層との間、及び、前記電子輸送層と前記カソードとの間の他方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、
     前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さいことを特徴とする請求項2~47の何れか1項に記載の発光素子。
  49.  前記正孔輸送層と前記発光層との間、及び、前記発光層と前記電子輸送層との間の何れか一方に、第3酸化物層と、該第3酸化物層に接する第4酸化物層と、を前記アノードに近い方からこの順に備え、
     前記第4酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第3酸化物層中の酸素原子の密度より小さいことを特徴とする請求項2~47の何れか1項に記載の発光素子。
  50.  前記第1酸化物層中の酸素原子の密度は、前記第2酸化物層中の酸素原子の密度より小さいことを特徴とする請求項1に記載の発光素子。
  51.  前記発光層は、量子ドット蛍光体を含むことを特徴とする請求項1~50の何れか1項に記載の発光素子。
  52.  請求項1~51の何れか1項に記載の発光素子を備えていることを特徴とする発光装置。
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