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JP4999308B2 - Light emitting element and light emitting device - Google Patents

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JP4999308B2
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

本発明は発光素子に関する。特に、有機化合物と無機化合物とを混合した複合層からなる発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置の関する。   The present invention relates to a light emitting device. In particular, the present invention relates to a light-emitting element including a composite layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed. Further, the present invention relates to a light emitting device having a light emitting element.

近年、発光性の有機化合物を用いた発光素子(有機発光ダイオード[OLED]、あるいは有機EL素子と呼ばれているが、以下では有機EL素子と称する)のように、有機化合物に電流を流すことにより高輝度が得られる発光素子が注目を浴びている。   In recent years, a current is passed through an organic compound such as a light-emitting element using a light-emitting organic compound (referred to as an organic light-emitting diode [OLED] or an organic EL element, hereinafter referred to as an organic EL element). Thus, a light-emitting element that can obtain high luminance is attracting attention.

有機EL素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層(発光層)を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光層に輸送され、電流が流れる。そして、それらキャリア(電子およびホール)が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。   The basic structure of the organic EL element is such that a layer containing a light-emitting organic compound (light-emitting layer) is sandwiched between a pair of electrodes. By applying a voltage to this element, electrons and holes are respectively transported from the pair of electrodes to the light emitting layer, and a current flows. Then, these carriers (electrons and holes) recombine, whereby the light-emitting organic compound forms an excited state, and emits light when the excited state returns to the ground state.

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

このような有機EL素子は通常、サブミクロン程度の薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間はマイクロ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。また、数ボルト〜数十ボルト程度の直流電圧で十分な発光が得られるため、消費電力も比較的少ない。これらの利点から、有機EL素子は次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。   Since such an organic EL element is usually formed with a thin film of about submicron, it is a great advantage that it can be made thin and light. In addition, since the time from the injection of the carrier to the light emission is about microseconds or less, one of the features is that the response speed is very fast. Further, since sufficient light emission can be obtained with a DC voltage of several volts to several tens of volts, power consumption is relatively small. Because of these advantages, organic EL elements are attracting attention as next-generation flat panel display elements.

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

しかしながら、これら有機EL素子は耐久性や耐熱性に問題があり、有機EL素子の発展の大きな妨げとなっている。有機EL素子は通常、下記非特許文献1に代表されるように、有機化合物を用いた有機薄膜を積層して形成されているため、有機化合物の低い耐久性や有機薄膜の脆弱さが上述の問題の要因であると考えられる。   However, these organic EL elements have problems in durability and heat resistance, and are a great hindrance to the development of organic EL elements. Since the organic EL element is usually formed by laminating organic thin films using organic compounds as represented by Non-Patent Document 1 below, the low durability of organic compounds and the weakness of organic thin films are the above-mentioned. This is considered to be the cause of the problem.

一方では、有機薄膜ではなく、有機化合物と無機化合物を混合した層を用い、発光素子を形成するという試みもなされている。例えば、下記特許文献1では、金属酸化物中に蛍光性有機分子を分散させた発光層を用いた発光素子が開示されている。また、下記特許文献2では、シリカマトリックス中に有機化合物(ホール輸送性化合物、電子輸送性化合物、発光性化合物)を共有結合を介して分散した層を積層して形成した発光素子も開示されている。これらの文献においては、素子の耐久性や耐熱性が向上すると報告されている。
C.W.タン(C.W.Tang)、外1名、アプライド フィジクス レターズ、Vol.51,No.12,913−915(1987) 特開平2−288092号公報 特開2000−306669号公報
On the other hand, an attempt has been made to form a light-emitting element using a layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed instead of an organic thin film. For example, Patent Document 1 below discloses a light-emitting element using a light-emitting layer in which fluorescent organic molecules are dispersed in a metal oxide. Patent Document 2 below also discloses a light-emitting element formed by laminating a layer in which an organic compound (a hole transporting compound, an electron transporting compound, or a light emitting compound) is dispersed through a covalent bond in a silica matrix. Yes. In these documents, it is reported that the durability and heat resistance of the element are improved.
C. W. Tan (C.W. Tang), 1 outside, Applied Physics Letters, Vol. 51, no. 12, 913-915 (1987) JP-A-2-288092 JP 2000-306669 A

上記特許文献1や特許文献2で開示されているような発光素子は、絶縁性である金属酸化物中に有機化合物が単に分散されているだけであるため、従来の有機EL素子に比べて電流が流れにくくなってしまう(すなわち、ある電流を流すのに必要な電圧が高くなってしまう)という問題がある。   In the light-emitting elements disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, since an organic compound is simply dispersed in an insulating metal oxide, the current is higher than that of a conventional organic EL element. Is difficult to flow (that is, the voltage required to pass a certain current increases).

これらの発光素子は、流す電流密度に比例して発光輝度が高くなるため、電流が流れにくいということはすなわち、ある輝度を得るための電圧(すなわち駆動電圧)も高くなってしまうという問題に繋がる。したがって、金属酸化物中に有機化合物が単に分散されているだけでは、耐久性や耐熱性が得られたとしても、駆動電圧の上昇や、それに伴う消費電力の上昇を招いてしまう。   Since these light emitting elements have higher emission luminance in proportion to the current density to flow, the fact that the current does not flow easily means that the voltage for obtaining a certain luminance (that is, the driving voltage) also increases. . Therefore, if the organic compound is simply dispersed in the metal oxide, even if durability and heat resistance are obtained, an increase in driving voltage and an accompanying increase in power consumption are caused.

また、ゴミ等に起因する発光素子の短絡を抑制するためには、発光素子の膜厚を厚くすることが効果的であるが、特許文献1や特許文献2で示されているような構成で膜厚を厚くすると、駆動電圧の上昇はさらに顕在化してしまう。つまり、従来の構成では、膜厚を厚くすることは実用的には困難である。   Further, in order to suppress a short circuit of the light emitting element due to dust or the like, it is effective to increase the film thickness of the light emitting element, but the configuration as shown in Patent Document 1 or Patent Document 2 is effective. When the film thickness is increased, the increase in drive voltage becomes more apparent. That is, in the conventional configuration, it is practically difficult to increase the film thickness.

図2は上記特許文献2で開示されている従来の発光素子であり、第1の電極(陽極)201と第2の電極(陰極)202との間に、シリカマトリクスに有機化合物を分散してなる複合層203が狭持されている。すなわち、複合層203は全てシリカマトリクスで構成されているが、211はシリカマトリクスにホール輸送性化合物を分散したホール輸送層であり、213はシリカマトリクスに電子輸送性化合物を分散した電子輸送層であり、212はシリカマトリクスに発光性化合物を分散した発光層である。この素子に電圧を印加すると、第1の電極(陽極)201からホールが、第2の電極(陰極)202から電子がそれぞれ注入され、発光層212で再結合し、発光性化合物が発光に至ると考えられる。   FIG. 2 shows a conventional light-emitting element disclosed in Patent Document 2, in which an organic compound is dispersed in a silica matrix between a first electrode (anode) 201 and a second electrode (cathode) 202. The composite layer 203 is sandwiched. That is, the composite layer 203 is entirely composed of a silica matrix, 211 is a hole transport layer in which a hole transport compound is dispersed in a silica matrix, and 213 is an electron transport layer in which an electron transport compound is dispersed in a silica matrix. Reference numeral 212 denotes a light emitting layer in which a light emitting compound is dispersed in a silica matrix. When a voltage is applied to this element, holes are injected from the first electrode (anode) 201 and electrons are injected from the second electrode (cathode) 202, recombined in the light emitting layer 212, and the light emitting compound emits light. it is conceivable that.

この素子におけるキャリア輸送はホール輸送層211や電子輸送層213が担っているが、絶縁性のシリカマトリクスに有機化合物が分散されているため、電流が流れにくいという問題がある。例えばホール輸送層211においては、ホールはホール輸送層211中に存在するホール輸送性化合物間をホッピングして移動するのであり、絶縁性であるシリカマトリクスはホールの輸送に関与することはない。むしろ逆に、ホールのホッピングの妨げになってしまう。電子輸送層213についても同様のことが言える。したがって当然、従来の有機EL素子と比較しても駆動電圧は上昇してしまう。   Carrier transport in this element is carried out by the hole transport layer 211 and the electron transport layer 213, but there is a problem that an electric current hardly flows because an organic compound is dispersed in an insulating silica matrix. For example, in the hole transport layer 211, holes move by hopping between hole transport compounds present in the hole transport layer 211, and the insulating silica matrix does not participate in hole transport. On the contrary, it will hinder hole hopping. The same can be said for the electron transport layer 213. Therefore, as a matter of course, the driving voltage rises as compared with the conventional organic EL element.

また、素子の短絡を防ぐ、あるいは光学設計を行う目的で複合層203の膜厚を厚くしようとしても、上述した駆動電圧の上昇がさらに顕著になってしまうため、複合層203の厚膜化も現実的には困難である。   Further, even if an attempt is made to increase the film thickness of the composite layer 203 for the purpose of preventing a short circuit of an element or performing an optical design, the increase in the driving voltage described above becomes more remarkable. It is difficult in practice.

そこで本発明では、有機化合物と無機化合物を混合してなる層を用い、かつ従来とは異なる新規な構成の発光素子を提供することを課題とする。また、有機化合物と無機化合物を混合してなる層を用い、かつ駆動電圧の低い発光素子を提供することを課題とする。また、有機化合物と無機化合物を混合してなる層を用い、かつ短絡を防止しやすい発光素子を提供することを課題とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a light-emitting element having a novel structure which is different from the conventional one using a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound. It is another object of the present invention to provide a light-emitting element using a layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed and having a low driving voltage. It is another object of the present invention to provide a light-emitting element that uses a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound and can easily prevent a short circuit.

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、有機化合物と、その有機化合物に対して電子を授受できる無機化合物とを含む層を適用することにより、課題を解決できることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the problem can be solved by applying a layer containing an organic compound and an inorganic compound that can exchange electrons with the organic compound.

すなわち本発明の構成は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを含む複合層を狭持してなる発光素子であって、前記複合層は、順次積層された第1の層、第2の層、および第3の層で構成され、前記第1の層は、第1の有機化合物と前記第1の有機化合物に対して電子受容性を示す第1の無機化合物とを含み、前記第2の層は、発光を示す第2の有機化合物と第2の無機化合物とを含み、前記第3の層は、第3の有機化合物と前記第3の有機化合物に対して電子供与性を示す第3の無機化合物とを含む発光素子である。   That is, the structure of the present invention is a light-emitting element in which a composite layer containing an organic compound and an inorganic compound is sandwiched between a pair of electrodes, and the composite layer includes a first layer, a first layer, The first layer includes a first organic compound and a first inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound, and The second layer includes a second organic compound that emits light and a second inorganic compound, and the third layer has an electron donating property to the third organic compound and the third organic compound. And a third inorganic compound.

この時、前記第1の有機化合物としては、ホール輸送性の有機化合物であることが好ましく、さらに好ましくは芳香族アミン骨格を有する有機化合物である。また、前記第3の有機化合物としては、電子輸送性の有機化合物であることが好ましく、さらに好ましくは芳香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体、またはフェナントロリン骨格を有する有機化合物、またはオキサジアゾール骨格を有する有機化合物である。   At this time, the first organic compound is preferably a hole transporting organic compound, and more preferably an organic compound having an aromatic amine skeleton. The third organic compound is preferably an electron-transporting organic compound, and more preferably a chelate metal complex having a chelate ligand containing an aromatic ring, an organic compound having a phenanthroline skeleton, or an oxa It is an organic compound having a diazole skeleton.

前記第1の無機化合物としては、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、さらに好ましくは周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物である。中でも、周期表第4族乃至第8族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化レニウム、酸化タングステンが好適である。   The first inorganic compound is preferably a metal oxide or a metal nitride, more preferably a transition metal oxide of any one of Groups 4 to 12 of the periodic table. Among them, many transition metal oxides in Groups 4 to 8 of the periodic table have high electron accepting properties, and vanadium oxide, molybdenum oxide, rhenium oxide, and tungsten oxide are particularly preferable.

前記第2の無機化合物としては、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、さらに好ましくは周期表第13族または第14族の金属酸化物である。これらの金属酸化物は、前記第2の層中に共存する前記第2の有機化合物の発光を消光しにくいためである。中でも特に、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムが好適である。   The second inorganic compound is preferably a metal oxide or a metal nitride, more preferably a Group 13 or Group 14 metal oxide of the periodic table. This is because these metal oxides are difficult to quench the light emission of the second organic compound that coexists in the second layer. Among these, aluminum oxide, gallium oxide, silicon oxide, and germanium oxide are particularly preferable.

前記第3の無機化合物としては、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、さらに好ましくはアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物である。これらの金属酸化物、金属窒化物は電子供与性の高いものが多く、特に酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムが好適である。   The third inorganic compound is preferably a metal oxide or a metal nitride, more preferably an alkali metal oxide, an alkaline earth metal oxide, a rare earth metal oxide, an alkali metal nitride, or an alkaline earth metal nitride. , Rare earth metal nitride. Many of these metal oxides and metal nitrides have high electron donating properties, and lithium oxide, barium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, and calcium nitride are particularly preferable.

また、本発明の他の構成は、一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを含む複合層を狭持してなる発光素子であって、前記複合層は、順次積層された第1の層、第2の層、第3の層、および第4の層で構成され、前記第1の層は、第1の有機化合物と前記第1の有機化合物に対して電子受容性を示す第1の無機化合物とを含み、前記第2の層は、発光を示す第2の有機化合物と第2の無機化合物とを含み、前記第3の層は、第3の有機化合物と前記第3の有機化合物に対して電子供与性を示す第3の無機化合物とを含み、前記第4の層は、第4の有機化合物と前記第4の有機化合物に対して電子受容性を示す第4の無機化合物とを含む発光素子である。   Another structure of the present invention is a light-emitting element in which a composite layer containing an organic compound and an inorganic compound is sandwiched between a pair of electrodes, and the composite layer is formed by sequentially laminating a first layer. A first layer that is electron-accepting with respect to the first organic compound and the first organic compound, the first layer being composed of a layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer. The second layer includes a second organic compound that emits light and the second inorganic compound, and the third layer includes the third organic compound and the third organic compound. A fourth inorganic compound having an electron accepting property with respect to the compound, wherein the fourth layer has an electron accepting property with respect to the fourth organic compound and the fourth organic compound. The light emitting element containing these.

この時、前記第1の有機化合物および/または前記第4の有機化合物としては、ホール輸送性の有機化合物であることが好ましく、さらに好ましくは芳香族アミン骨格を有する有機化合物である。また、前記第3の有機化合物としては、電子輸送性の有機化合物であることが好ましく、さらに好ましくは芳香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体、またはフェナントロリン骨格を有する有機化合物、またはオキサジアゾール骨格を有する有機化合物である。   At this time, the first organic compound and / or the fourth organic compound is preferably a hole transporting organic compound, and more preferably an organic compound having an aromatic amine skeleton. The third organic compound is preferably an electron-transporting organic compound, and more preferably a chelate metal complex having a chelate ligand containing an aromatic ring, an organic compound having a phenanthroline skeleton, or an oxa It is an organic compound having a diazole skeleton.

前記第1の無機化合物および/または前記第4の無機化合物としては、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、さらに好ましくは周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物である。中でも、周期表第4族乃至第8族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムが好適である。   The first inorganic compound and / or the fourth inorganic compound is preferably a metal oxide or a metal nitride, and more preferably a transition metal oxide of any one of Groups 4 to 12 of the periodic table. . Among them, many transition metal oxides in Groups 4 to 8 of the periodic table have high electron accepting properties, and vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide are particularly preferable.

前記第2の無機化合物としては、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、さらに好ましくは周期表第13族または第14族の金属酸化物である。これらの金属酸化物は、前記第2の層中に共存する前記第2の有機化合物の発光を消光しにくいためである。中でも特に、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムが好適である。   The second inorganic compound is preferably a metal oxide or a metal nitride, more preferably a Group 13 or Group 14 metal oxide of the periodic table. This is because these metal oxides are difficult to quench the light emission of the second organic compound that coexists in the second layer. Among these, aluminum oxide, gallium oxide, silicon oxide, and germanium oxide are particularly preferable.

前記第3の無機化合物としては、金属酸化物または金属窒化物が好ましく、さらに好ましくはアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物である。これらの金属酸化物、金属窒化物は電子供与性の高いものが多く、特に酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムが好適である。   The third inorganic compound is preferably a metal oxide or a metal nitride, more preferably an alkali metal oxide, an alkaline earth metal oxide, a rare earth metal oxide, an alkali metal nitride, or an alkaline earth metal nitride. , Rare earth metal nitride. Many of these metal oxides and metal nitrides have high electron donating properties, and lithium oxide, barium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, and calcium nitride are particularly preferable.

上述した本発明の発光素子は、単に有機化合物と無機化合物とを混合した層を有する従来の発光素子とは異なり、電流を流しやすく、駆動電圧を低減できるという特徴があるため、本発明の発光素子を有する発光装置も消費電力を低減できる。したがって、本発明の発光素子を有する発光装置も本発明に含むものとする。   Unlike the conventional light-emitting element having a layer in which an organic compound and an inorganic compound are simply mixed, the above-described light-emitting element of the present invention is characterized in that a current can easily flow and a driving voltage can be reduced. A light-emitting device having an element can also reduce power consumption. Therefore, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention is also included in the present invention.

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光体を指す。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム(FPC:Flexible Printed Circuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープもしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TABテープやTCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。   Note that a light-emitting device in this specification refers to an image display device or a light emitter using a light-emitting element. Also, a module in which a connector such as an anisotropic conductive film (FPC), a TAB (Tape Automated Bonding) tape or a TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting element, a printed wiring on the end of the TAB tape or TCP It is assumed that the light-emitting device also includes a module provided with a plate or a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on a light-emitting element by a COG (Chip On Glass) method.

本発明を実施することにより、有機化合物と無機化合物を混合してなる層を用い、かつ従来とは異なる新規な構成の発光素子を提供することができる。また、有機化合物と無機化合物を混合してなる層を用い、かつ駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。また、有機化合物と無機化合物を混合してなる層を用い、かつ短絡を防止しやすい発光素子を提供することができる。   By implementing the present invention, a light-emitting element having a novel structure different from the conventional one using a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound can be provided. In addition, a light-emitting element with a low driving voltage using a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound can be provided. Further, a light-emitting element that uses a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound and can easily prevent a short circuit can be provided.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode.

[実施形態1]
図1は本発明の発光素子の素子構造であり、第1の電極101と第2の電極102との間に、有機化合物と無機化合物を混合してなる複合層103が狭持されている発光素子であるが、複合層103内の構成は、従来の発光素子(図2)の複合層203とは全く異なる。複合層103は、図示した通り、第1の層111、第2の層112、第3の層113から構成されており、特に第1の層111および第3の層113に大きな特徴を有する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows an element structure of a light-emitting element of the present invention, in which a composite layer 103 formed by mixing an organic compound and an inorganic compound is sandwiched between a first electrode 101 and a second electrode 102. Although it is an element, the structure in the composite layer 103 is completely different from the composite layer 203 of the conventional light emitting element (FIG. 2). As illustrated, the composite layer 103 includes a first layer 111, a second layer 112, and a third layer 113, and the first layer 111 and the third layer 113 are particularly significant.

まず、第1の層111は、第2の層112にホールを輸送する機能を担う層であり、少なくとも第1の有機化合物と、第1の有機化合物に対して電子受容性を示す第1の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第1の有機化合物と第1の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第1の無機化合物が第1の有機化合物に対して電子受容性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第1の有機化合物に多くのホールキャリアが発生し、極めて優れたホール注入性・輸送性を示す。   First, the first layer 111 is a layer having a function of transporting holes to the second layer 112. The first layer 111 has at least a first organic compound and a first organic compound having an electron accepting property with respect to the first organic compound. It is a structure containing an inorganic compound. What is important is not simply that the first organic compound and the first inorganic compound are mixed, but the first inorganic compound exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound. By adopting such a configuration, a large number of hole carriers are generated in the first organic compound having essentially no inherent carriers, and extremely excellent hole injection / transport properties are exhibited.

したがって第1の層111は、無機化合物を混合することによって得られると考えられている効果(耐熱性の向上など)だけでなく、優れた導電性(第1の層111においては特に、ホール注入性および輸送性)をも得ることができる。このことは、互いに電子的な相互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物を単に混合した従来のホール輸送層211(図2)では、得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく第1の層111を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する素子の短絡も抑制することができる。   Therefore, the first layer 111 has not only an effect (such as improvement in heat resistance) considered to be obtained by mixing an inorganic compound, but also excellent conductivity (in particular, in the first layer 111, hole injection). And transportability) can also be obtained. This is an effect that cannot be obtained with the conventional hole transport layer 211 (FIG. 2) in which an organic compound and an inorganic compound that do not have an electronic interaction with each other are simply mixed. Due to this effect, the drive voltage can be made lower than in the prior art. In addition, since the first layer 111 can be thickened without causing an increase in driving voltage, a short circuit of an element due to dust or the like can be suppressed.

ところで、上述したように、第1の有機化合物にはホールキャリアが発生するため、第1の有機化合物としてはホール輸送性の有機化合物が好ましい。ホール輸送性の有機化合物としては、例えば、フタロシアニン(略称:H2Pc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)、バナジルフタロシアニン(略称:VOPc)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、1,3,5−トリス[N,N−ジ(m−トリル)アミノ]ベンゼン(略称:m−MTDAB)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、4,4’−ビス{N−[4−ジ(m−トリル)アミノ]フェニル−N−フェニルアミノ}ビフェニル(略称:DNTPD)、4,4’,4’’−トリス(N−カルバゾリル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、TDATA、MTDATA、m−MTDAB、TPD、NPB、DNTPD、TCTAなどに代表される芳香族アミン化合物は、ホールキャリアを発生しやすく、第1の有機化合物として好適な化合物群である。 By the way, as described above, since hole carriers are generated in the first organic compound, the first organic compound is preferably a hole-transporting organic compound. Examples of the hole transporting organic compound include phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc), copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), vanadyl phthalocyanine (abbreviation: VOPc), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N -Diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 1,3 , 5-tris [N, N-di (m-tolyl) amino] benzene (abbreviation: m-MTDAB), N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1 ′ -Biphenyl-4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4,4'-bis {N -[4-Di ( -Tolyl) amino] phenyl-N-phenylamino} biphenyl (abbreviation: DNTPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N-carbazolyl) triphenylamine (abbreviation: TCTA), and the like. There is no limit. Among the above-mentioned compounds, aromatic amine compounds represented by TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, TCTA, etc. are likely to generate hole carriers and are suitable as the first organic compound. A group.

一方、第1の無機化合物は、第1の有機化合物から電子を受け取りやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物が電子受容性を示しやすく好適である。具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウム、酸化ルテニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。また、上述した金属酸化物の中でも、周期表第4族乃至第8族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、好ましい一群である。特に酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化レニウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。   On the other hand, the first inorganic compound may be anything as long as it can easily receive electrons from the first organic compound, and various metal oxides or metal nitrides can be used. Any transition metal oxide belonging to Group 12 is preferable because it easily exhibits electron acceptability. Specific examples include titanium oxide, zirconium oxide, vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, rhenium oxide, ruthenium oxide, and zinc oxide. Among the metal oxides described above, any of the transition metal oxides in Groups 4 to 8 of the periodic table has a high electron accepting property and is a preferred group. Vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide are particularly preferable because they can be vacuum-deposited and are easy to handle.

なお、第1の層111は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。   Note that the first layer 111 may be formed by stacking a plurality of layers to which the above-described combination of an organic compound and an inorganic compound is applied. Moreover, other organic compounds or other inorganic compounds may be further contained.

次に、第3の層113について説明する。第3の層113は、第2の層112に電子を輸送する機能を担う層であり、少なくとも第3の有機化合物と、第3の有機化合物に対して電子供与性を示す第3の無機化合物とを含む構成である。重要なのは、単に第3の有機化合物と第3の無機化合物が混ざり合っているのではなく、第3の無機化合物が第3の有機化合物に対して電子供与性を示す点である。このような構成とすることで、本来内在的なキャリアをほとんど有さない第3の有機化合物に多くの電子キャリアが発生し、極めて優れた電子注入性・輸送性を示す。   Next, the third layer 113 will be described. The third layer 113 is a layer having a function of transporting electrons to the second layer 112, and includes at least a third organic compound and a third inorganic compound that exhibits an electron donating property with respect to the third organic compound. It is the structure containing these. What is important is not that the third organic compound and the third inorganic compound are merely mixed, but that the third inorganic compound exhibits an electron donating property with respect to the third organic compound. By adopting such a structure, many electron carriers are generated in the third organic compound which has essentially no intrinsic carrier, and exhibits extremely excellent electron injecting / transporting properties.

したがって第3の層113は、無機化合物を混合することによって得られると考えられている効果(耐熱性の向上など)だけでなく、優れた導電性(第3の層113においては特に、電子注入性および輸送性)をも得ることができる。このことは、互いに電子的な相互作用を及ぼさない有機化合物と無機化合物を単に混合した従来の電子輸送層213(図2)では、得られない効果である。この効果により、従来よりも駆動電圧を低くすることができる。また、駆動電圧の上昇を招くことなく第3の層113を厚くすることができるため、ゴミ等に起因する素子の短絡も抑制することができる。   Therefore, the third layer 113 has not only an effect (such as improvement in heat resistance) considered to be obtained by mixing an inorganic compound, but also excellent conductivity (especially in the third layer 113, electron injection). And transportability) can also be obtained. This is an effect that cannot be obtained with the conventional electron transport layer 213 (FIG. 2) in which an organic compound and an inorganic compound that do not have an electronic interaction with each other are simply mixed. Due to this effect, the drive voltage can be made lower than in the prior art. In addition, since the third layer 113 can be thickened without causing an increase in driving voltage, a short circuit of an element due to dust or the like can be suppressed.

ところで、上述したように、第3の有機化合物には電子キャリアが発生するため、第3の有機化合物としては電子輸送性の有機化合物が好ましい。電子輸送性の有機化合物としては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)、ビス[2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)−トリス(1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール)(略称:TPBI)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−ビフェニリル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)などが挙げられるが、これらに限定されることはない。また、上述した化合物の中でも、Alq3、Almq3、BeBq2、BAlq、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2などに代表される芳香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体や、BPhen、BCPなどに代表されるフェナントロリン骨格を有する有機化合物や、PBD、OXD−7などに代表されるオキサジアゾール骨格を有する有機化合物は、電子キャリアを発生しやすく、第3の有機化合物として好適な化合物群である。 By the way, as described above, since an electron carrier is generated in the third organic compound, the third organic compound is preferably an electron-transporting organic compound. Examples of the electron-transporting organic compound include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), and bis (10-hydroxybenzo [ h] -quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (abbreviation: BAlq), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzoxa Zolato] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2′-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3 4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7) 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benzenetriyl) -tris (1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl -5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-biphenylyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-tert-butyl) Phenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ) and the like, but are not limited thereto. Among the above-mentioned compounds, a chelate metal complex having a chelate ligand containing an aromatic ring represented by Alq 3 , Almq 3 , BeBq 2 , BAlq, Zn (BOX) 2 , Zn (BTZ) 2 , Organic compounds having a phenanthroline skeleton typified by BPhen, BCP, etc., and organic compounds having an oxadiazole skeleton typified by PBD, OXD-7, etc., are likely to generate electron carriers and are suitable as a third organic compound. Compound group.

一方、第3の無機化合物は、第3の有機化合物に電子を与えやすいものであれば何であってもよく、種々の金属酸化物または金属窒化物が可能であるが、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、希土類金属酸化物、アルカリ金属窒化物、アルカリ土類金属窒化物、希土類金属窒化物が電子供与性を示しやすく好適である。具体的には、酸化リチウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化エルビウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウム、窒化イットリウム、窒化ランタンなどが挙げられる。特に酸化リチウム、酸化バリウム、窒化リチウム、窒化マグネシウム、窒化カルシウムは真空蒸着が可能で扱いやすいため、好適である。   On the other hand, the third inorganic compound may be anything as long as it easily gives electrons to the third organic compound, and various metal oxides or metal nitrides can be used. Earth metal oxides, rare earth metal oxides, alkali metal nitrides, alkaline earth metal nitrides, and rare earth metal nitrides are preferable because they easily exhibit electron donating properties. Specific examples include lithium oxide, strontium oxide, barium oxide, erbium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, calcium nitride, yttrium nitride, and lanthanum nitride. In particular, lithium oxide, barium oxide, lithium nitride, magnesium nitride, and calcium nitride are preferable because they can be vacuum-deposited and are easy to handle.

なお、第3の層113は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。   Note that the third layer 113 may be formed by stacking a plurality of layers to which a combination of the above-described organic compound and inorganic compound is applied. Moreover, other organic compounds or other inorganic compounds may be further contained.

次に、第2の層112について説明する。第2の層112は発光機能を担う層であり、少なくとも発光性の第2の有機化合物と、第2の無機化合物とを含む構成である。第2の層112は、図2における発光層212と同様の構成でよく、種々の発光性の有機化合物と無機化合物を混合して形成することができる。ただし、第2の層112は、第1の層111や第3の層113に比べて電流が流れにくいと考えられるため、その膜厚は10nm〜100nm程度が好ましい。   Next, the second layer 112 will be described. The second layer 112 is a layer having a light emitting function and includes at least a light emitting second organic compound and a second inorganic compound. The second layer 112 may have a structure similar to that of the light-emitting layer 212 in FIG. 2, and can be formed by mixing various light-emitting organic compounds and inorganic compounds. However, since it is considered that the second layer 112 is less likely to flow current than the first layer 111 and the third layer 113, the thickness thereof is preferably about 10 nm to 100 nm.

第2の有機化合物としては、発光性の有機化合物であれば特に限定されることはなく、例えば、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジ(2−ナフチル)−2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuDNA)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、クマリン30、クマリン6、クマリン545、クマリン545T、ペリレン、ルブレン、ペリフランテン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPA)、5,12−ジフェニルテトラセン、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−4H−ピラン(略称:DCM1)、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−[2−(ジュロリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン(略称:DCM2)、4−(ジシアノメチレン)−2,6−ビス[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−4H−ピラン(略称:BisDCM)等が挙げられる。また、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2']イリジウム(ピコリナート)(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2'}イリジウム(ピコリナート)(略称:Ir(CF3ppy)2(pic))、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2')イリジウム(略称:Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2')イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(ppy)2(acac))、ビス[2−(2’−チエニル)ピリジナト−N,C3']イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(thp)2(acac))、ビス(2−フェニルキノリナト−N,C2')イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(pq)2(acac))、ビス[2−(2’−ベンゾチエニル)ピリジナト−N,C3']イリジウム(アセチルアセトナート)(略称:Ir(btp)2(acac))などの燐光を放出できる化合物用いることもできる。 The second organic compound is not particularly limited as long as it is a luminescent organic compound. For example, 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-di (2 -Naphthyl) -2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuDNA), 4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), coumarin 30, coumarin 6, coumarin 545, coumarin 545T , Perylene, rubrene, periflanthene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene (abbreviation: TBP), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPA), 5,12-diphenyltetracene, 4- ( Dicyanomethylene) -2-methyl- [p- (dimethylamino) styryl] -4H-pyran (abbreviation: DCM1), 4- (di Cyanomethylene) -2-methyl-6- [2- (julolidin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran (abbreviation: DCM2), 4- (dicyanomethylene) -2,6-bis [p- (dimethylamino) ) Styryl] -4H-pyran (abbreviation: BisDCM) and the like. In addition, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (picolinate) (abbreviation: FIrpic), bis {2- [3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) ) Phenyl] pyridinato-N, C 2 ′ } iridium (picolinate) (abbreviation: Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)), tris (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) iridium (abbreviation: Ir (Ppy) 3 ), bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′ ) iridium (acetylacetonate) (abbreviation: Ir (ppy) 2 (acac)), bis [2- (2′-thienyl) pyridinato -N, C 3 '] iridium (acetylacetonate) (abbreviation: Ir (thp) 2 (acac )), bis (2-phenylquinolinato--N, C 2') iridium (acetylacetonate) ( Universal: Ir (pq) 2 (acac )), bis [2- (2'-benzothienyl) pyridinato -N, C 3 '] iridium (acetylacetonate) (abbreviation: Ir (btp) 2 (acac)), etc. It is also possible to use a compound capable of emitting the phosphorescence.

また、第2の層112においては、上述した発光を示す第2の有機化合物だけでなく、さらに他の有機化合物が添加されていてもよい。添加できる有機化合物としては、例えば、先に述べたTDATA、MTDATA、m−MTDAB、TPD、NPB、DNTPD、TCTA、Alq3、Almq3、BeBq2、BAlq、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2、BPhen、BCP、PBD、OXD−7、TPBI、TAZ、p−EtTAZ、DNA、t−BuDNA、DPVBiなどの他、4,4’−ビス(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)などを用いることができるが、これらに限定されることはない。なお、このように第2の有機化合物以外に添加する有機化合物は、第2の有機化合物を効率良く発光させるため、第2の有機化合物の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有し、かつ第2の有機化合物よりも多く添加されていることが好ましい(それにより、第2の有機化合物の濃度消光を防ぐことができる)。あるいはまた、他の機能として、第2の有機化合物と共に発光を示してもよい(それにより、白色発光なども可能となる)。 Further, in the second layer 112, not only the second organic compound that emits light but also other organic compounds may be added. Examples of the organic compound that can be added include TDATA, MTDATA, m-MTDAB, TPD, NPB, DNTPD, TCTA, Alq 3 , Almq 3 , BeBq 2 , BAlq, Zn (BOX) 2 , and Zn (BTZ) described above. 2 , BPhen, BCP, PBD, OXD-7, TPBI, TAZ, p-EtTAZ, DNA, t-BuDNA, DPVBi, etc., 4,4′-bis (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1 , 3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene (abbreviation: TCPB) can be used, but is not limited thereto. In addition, the organic compound added in addition to the second organic compound in this way has an excitation energy larger than the excitation energy of the second organic compound in order to efficiently emit the second organic compound, and the second organic compound. It is preferable to add more than the organic compound (by this, concentration quenching of the second organic compound can be prevented). Or as another function, you may show light emission with a 2nd organic compound (Thereby, white light emission etc. are also attained).

前記第2の無機化合物としては、第2の有機化合物の発光を消光しにくい無機化合物であれば何であってもよく、種々の金属ハロゲン化物や金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。特に、周期表第13族または第14族の金属酸化物は、第2の有機化合物の発光を消光しにくいため好ましく、具体的には酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウムが好適である。ただし、これらに限定されることはなく、フッ化リチウム、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウムを用いることもできる。   The second inorganic compound may be any inorganic compound as long as it is difficult to quench the light emission of the second organic compound, and various metal halides, metal oxides, and metal nitrides can be used. In particular, a metal oxide of Group 13 or Group 14 of the periodic table is preferable because it is difficult to quench the light emission of the second organic compound, and specifically, aluminum oxide, gallium oxide, silicon oxide, and germanium oxide are preferable. . However, it is not limited to these, Lithium fluoride, calcium fluoride, and magnesium fluoride can also be used.

なお、第2の層112は、上述した有機化合物と無機化合物の組み合わせを適用した層を、複数積層して形成していてもよい。また、他の有機化合物あるいは他の無機化合物をさらに含んでいてもよい。   Note that the second layer 112 may be formed by stacking a plurality of layers to which a combination of the above-described organic compound and inorganic compound is applied. Moreover, other organic compounds or other inorganic compounds may be further contained.

次に、第1の電極101および第2の電極102に用いることのできる材料について述べる。第1の電極101は仕事関数の大きい材料(具体的には4.5eV以上の材料)が好ましく、第2の電極102は仕事関数の小さい材料(具体的には3.5eV以下の材料)が好ましい。しかしながら、第1の層111のホール注入・輸送特性や、第3の層113の電子注入・輸送特性が優れているため、第1の電極101、第2の電極102共に、ほとんど仕事関数の制限を受けることなく、種々の材料を用いることができる。   Next, materials that can be used for the first electrode 101 and the second electrode 102 are described. The first electrode 101 is preferably made of a material having a high work function (specifically, a material having a work function of 4.5 eV or higher), and the second electrode 102 is made of a material having a low work function (specifically, a material having a work function of 3.5 eV or lower). preferable. However, since the hole injection / transport characteristics of the first layer 111 and the electron injection / transport characteristics of the third layer 113 are excellent, both the first electrode 101 and the second electrode 102 are almost limited in work function. Various materials can be used without being subjected to this.

第1の電極101および第2の電極102は、少なくとも一方または両方が光透過性であればよい。その場合、具体的には透明導電膜を用いればよく、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物(ITSO)などを用いることができる。また、第1の電極101および第2の電極102のいずれか一方は遮光性(特に反射性)であってもよく、チタン、タングステン、ニッケル、金、白金、銀、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウム、およびそれらの合金からなる導電膜などを用いることができる。さらに、第1の電極101および第2の電極102は、アルミニウム、銀、金などの金属薄膜と上述した透明導電膜とを積層し、ハーフミラーとして作用する電極としてもよい。   At least one or both of the first electrode 101 and the second electrode 102 may be light-transmitting. In that case, a transparent conductive film may be specifically used, and indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium tin oxide added with silicon oxide (ITSO), or the like can be used. In addition, one of the first electrode 101 and the second electrode 102 may be light-shielding (particularly reflective), such as titanium, tungsten, nickel, gold, platinum, silver, aluminum, magnesium, calcium, lithium , And conductive films made of alloys thereof. Further, the first electrode 101 and the second electrode 102 may be formed by stacking a metal thin film such as aluminum, silver, or gold and the above-described transparent conductive film, and serving as a half mirror.

なお、第1の電極101や第2の電極102の種類を変えることで、本発明の発光素子は様々なバリエーションを有する。その模式図を図3および図4に示す。なお、図3および図4では、図1の符号を引用する。また、100は、本発明の発光素子を担持する基板である。   Note that the light-emitting element of the present invention has various variations by changing types of the first electrode 101 and the second electrode 102. The schematic diagram is shown in FIG. 3 and FIG. In FIGS. 3 and 4, the reference numerals in FIG. 1 are used. Reference numeral 100 denotes a substrate carrying the light emitting element of the present invention.

図3は、複合層103が、基板100側から第1の層111、第2の層112、第3の層113の順で構成されているケースである。この時、第1の電極101を光透過性とし、第2の電極102を遮光性(特に反射性)とすることで、図3(a)のように基板100側から光を射出する構成となる。また、第1の電極101を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極102を光透過性とすることで、図3(b)のように基板100の逆側から光を射出する構成となる。さらに、第1の電極101、第2の電極102の両方を光透過性とすることで、図3(c)に示すように、基板100側と基板100の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 3 shows a case where the composite layer 103 is configured in the order of the first layer 111, the second layer 112, and the third layer 113 from the substrate 100 side. At this time, the first electrode 101 is made light-transmitting and the second electrode 102 is made light-shielding (particularly reflective) so that light is emitted from the substrate 100 side as shown in FIG. Become. In addition, the first electrode 101 is made light-shielding (particularly reflective) and the second electrode 102 is made light-transmissive so that light is emitted from the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. It becomes. Further, by making both the first electrode 101 and the second electrode 102 light transmissive, light is emitted to both the substrate 100 side and the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. Configuration is also possible.

図4は、複合層103が、基板100側から第3の層113、第2の層112、第1の層111の順で構成されているケースである。この時、第1の電極101を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極102を光透過性とすることで、図4(a)のように基板100側から光を取り出す構成となる。また、第1の電極101を光透過性とし、第2の電極102を遮光性(特に反射性)とすることで、図4(b)のように基板100と逆側から光を取り出す構成となる。さらに、第1の電極101、第2の電極102の両方を光透過性とすることで、図4(c)に示すように、基板100側と基板100の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 4 shows a case where the composite layer 103 is configured from the substrate 100 side in the order of the third layer 113, the second layer 112, and the first layer 111. At this time, the first electrode 101 is made light-shielding (particularly reflective), and the second electrode 102 is made light-transmissive so that light is extracted from the substrate 100 side as shown in FIG. . Further, the first electrode 101 is made light-transmitting and the second electrode 102 is made light-shielding (particularly reflective) so that light is extracted from the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. Become. Furthermore, by making both the first electrode 101 and the second electrode 102 light transmissive, light is emitted to both the substrate 100 side and the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. Configuration is also possible.

以上で述べたように、本発明の発光素子は、第1の電極101と第2の電極102との間に狭持された層が、全て有機化合物と無機化合物が複合された複合層103から成っている。そして、それだけではなく、有機化合物と無機化合物を混合することにより、それぞれ単独では得られない高いキャリア注入・輸送性という機能が得られる層(すなわち、第1の層111および第3の層113)が設けられている新規な有機・無機複合型の発光素子である。このような構成は、図2で示した発光素子はもちろんのこと、従来の有機EL素子や無機EL素子とも異なる発光素子であるので、以下では本発明の発光素子のことをコンポジット・エレクトロルミネッセント素子(CEL素子)と呼ぶ。   As described above, in the light-emitting element of the present invention, the layer sandwiched between the first electrode 101 and the second electrode 102 is entirely composed of the composite layer 103 in which an organic compound and an inorganic compound are combined. It is made up. In addition, by mixing an organic compound and an inorganic compound, a layer having a function of high carrier injection / transport properties that cannot be obtained individually (that is, the first layer 111 and the third layer 113) is obtained. Is a novel organic / inorganic composite light-emitting element. Such a structure is a light-emitting element different from the conventional organic EL element and inorganic EL element as well as the light-emitting element shown in FIG. 2, and therefore the light-emitting element of the present invention will be referred to as a composite electroluminescent device below. It is called a cent element (CEL element).

なお、複合層103は有機化合物と無機化合物が混合された層であるが、その形成方法としては公知の種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム(EB)により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。   Note that the composite layer 103 is a layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed, and various known methods can be used as a formation method thereof. For example, there is a technique in which both an organic compound and an inorganic compound are evaporated by resistance heating and co-evaporated. In addition, while the organic compound is evaporated by resistance heating, the inorganic compound may be evaporated by electron beam (EB) and co-evaporated. Further, there is a method of evaporating the organic compound by resistance heating and simultaneously sputtering the inorganic compound and depositing both at the same time. In addition, the film may be formed by a wet method.

また、第1の電極101および第2の電極102に関しても同様に、抵抗加熱による蒸着法、EB蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いることができる。   Similarly, for the first electrode 101 and the second electrode 102, a vapor deposition method using resistance heating, an EB vapor deposition method, a sputtering method, a wet method, or the like can be used.

[実施形態2]
本実施形態2においては、実施形態1とは異なる本発明のCEL素子の一態様について説明する。素子構造を図5に示す。なお、図5では図1の符号を引用する。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, an aspect of the CEL element of the present invention, which is different from the first embodiment, will be described. The element structure is shown in FIG. In FIG. 5, the reference numerals in FIG. 1 are cited.

図5は、第1の電極101と第2の電極102との間に、有機化合物と無機化合物を混合してなる複合層103が狭持されている発光素子であり、複合層103は、図示した通り、第1の層111、第2の層112、第3の層113、第4の層114から構成されている。   FIG. 5 illustrates a light-emitting element in which a composite layer 103 formed by mixing an organic compound and an inorganic compound is sandwiched between a first electrode 101 and a second electrode 102. The composite layer 103 is illustrated in FIG. As described above, the first layer 111, the second layer 112, the third layer 113, and the fourth layer 114 are included.

第1の電極101、第2の電極102、第1の層111、第2の層112、第3の層113は、実施形態1(すなわち図1)における各層と同じ構成を適用することができるため、説明を省略する。実施形態1と異なる点は、第3の層113と第2の電極102との間に、第4の層114を設けている点である。   For the first electrode 101, the second electrode 102, the first layer 111, the second layer 112, and the third layer 113, the same structure as each layer in Embodiment 1 (that is, FIG. 1) can be applied. Therefore, the description is omitted. The difference from the first embodiment is that a fourth layer 114 is provided between the third layer 113 and the second electrode 102.

第4の層114は、少なくとも第4の有機化合物と、第4の有機化合物に対して電子受容性を示す第4の無機化合物とを含む構成である。したがって、第4の有機化合物としては実施形態1にて列挙した第1の有機化合物と同様のものを、第4の無機化合物としては実施形態1にて列挙した第1の無機化合物と同様のものを用いることができる。ただし、第4の有機化合物は第1の有機化合物と同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。また、第4の無機化合物は、第1の無機化合物と同じものを用いてもよいし、異なるものを用いてもよい。   The fourth layer 114 includes at least a fourth organic compound and a fourth inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the fourth organic compound. Accordingly, the fourth organic compound is the same as the first organic compound listed in Embodiment 1, and the fourth inorganic compound is the same as the first inorganic compound listed in Embodiment 1. Can be used. However, the fourth organic compound may be the same as or different from the first organic compound. Moreover, the same thing as a 1st inorganic compound may be used for a 4th inorganic compound, and a different thing may be used for it.

このような構成とすることにより、図5に示した通り、電圧を印加することにより第3の層113および第4の層114の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子とホールが発生し、第3の層113は電子を第2の層112に輸送すると同時に、第4の層114はホールを第2の電極102に輸送する。すなわち、第3の層113と第4の層114とを合わせて、キャリア発生層としての役割を果たしている。また、第4の層114は、ホールを第2の電極102に輸送する機能を担っていると言える。なお、第4の層114と第2の電極102との間に、さらに第2の層および第3の層を再び積層することで、マルチフォトン型の発光素子とすることも可能である。   With such a configuration, as shown in FIG. 5, by applying a voltage, electrons are transferred near the interface between the third layer 113 and the fourth layer 114, and electrons and holes are generated. The third layer 113 transports electrons to the second layer 112, and the fourth layer 114 transports holes to the second electrode 102. That is, the third layer 113 and the fourth layer 114 together serve as a carrier generation layer. In addition, it can be said that the fourth layer 114 has a function of transporting holes to the second electrode 102. Note that a multi-photon light-emitting element can be obtained by stacking the second layer and the third layer again between the fourth layer 114 and the second electrode 102.

また、実施例1にて後述するように、有機化合物と、その有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物との混合層(すなわち第1の層111や第4の層114)は、極めて高いホール注入性・輸送性を示す。したがって、本実施形態2のCEL素子は、実施形態1に比べ、複合層103の両側を非常に厚くすることが可能となり、さらに素子の短絡を効果的に防止できる。また、図5を例に取ると、第2の電極102をスパッタリングにより成膜する場合などは、発光性の有機化合物が存在する第2の層112へのダメージを低減することもできる。さらに、第1の層111と第4の層114を同じ材料で構成することにより、複合層103の両側が同じ材料で構成されることになるため、応力歪みを抑制する効果も期待できる。   Further, as will be described later in Example 1, the mixed layer (that is, the first layer 111 and the fourth layer 114) of an organic compound and an inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the organic compound is extremely High hole injection and transportability. Therefore, the CEL element according to the second embodiment can make both sides of the composite layer 103 very thick as compared with the first embodiment, and can effectively prevent a short circuit of the element. Further, taking FIG. 5 as an example, when the second electrode 102 is formed by sputtering, damage to the second layer 112 in which a light-emitting organic compound is present can be reduced. Furthermore, since the first layer 111 and the fourth layer 114 are made of the same material, both sides of the composite layer 103 are made of the same material, so that an effect of suppressing stress strain can be expected.

なお、本実施形態2のCEL素子においても、実施形態1と同様、第1の電極101や第2の電極102の種類を変えることで、様々なバリエーションを有する。その模式図を図6および図7に示す。なお、図6および図7では、図5の符号を引用する。また、100は、本発明のCEL素子を担持する基板である。   Note that the CEL element according to the second embodiment also has various variations by changing the types of the first electrode 101 and the second electrode 102 as in the first embodiment. The schematic diagram is shown in FIG. 6 and FIG. In FIGS. 6 and 7, the reference numerals in FIG. 5 are cited. Reference numeral 100 denotes a substrate carrying the CEL element of the present invention.

図6は、複合層103が、基板100側から第1の層111、第2の層112、第3の層113、第4の層114の順で構成されているケースである。この時、第1の電極101を光透過性とし、第2の電極102を遮光性(特に反射性)とすることで、図6(a)のように基板100側から光を射出する構成となる。また、第1の電極101を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極102を光透過性とすることで、図6(b)のように基板100の逆側から光を射出する構成となる。さらに、第1の電極101、第2の電極102の両方を光透過性とすることで、図6(c)に示すように、基板100側と基板100の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 6 shows a case where the composite layer 103 is configured in the order of the first layer 111, the second layer 112, the third layer 113, and the fourth layer 114 from the substrate 100 side. At this time, the first electrode 101 is made light-transmitting and the second electrode 102 is made light-shielding (particularly reflective) so that light is emitted from the substrate 100 side as shown in FIG. Become. In addition, the first electrode 101 is made light-shielding (particularly reflective) and the second electrode 102 is made light-transmissive so that light is emitted from the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. It becomes. Furthermore, by making both the first electrode 101 and the second electrode 102 light transmissive, light is emitted to both the substrate 100 side and the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. Configuration is also possible.

図7は、複合層103が、基板100側から第4の層114、第3の層113、第2の層112、第1の層111の順で構成されているケースである。この時、第1の電極101を遮光性(特に反射性)とし、第2の電極102を光透過性とすることで、図7(a)のように基板100側から光を取り出す構成となる。また、第1の電極101を光透過性とし、第2の電極102を遮光性(特に反射性)とすることで、図7(b)のように基板100と逆側から光を取り出す構成となる。さらに、第1の電極101、第2の電極102の両方を光透過性とすることで、図7(c)に示すように、基板100側と基板100の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。   FIG. 7 illustrates a case where the composite layer 103 is configured in the order of the fourth layer 114, the third layer 113, the second layer 112, and the first layer 111 from the substrate 100 side. At this time, the first electrode 101 is made light-shielding (particularly reflective), and the second electrode 102 is made light-transmissive so that light is extracted from the substrate 100 side as shown in FIG. . Further, the first electrode 101 is made light-transmitting and the second electrode 102 is made light-shielding (particularly reflective) so that light is extracted from the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. 7B. Become. Furthermore, by making both the first electrode 101 and the second electrode 102 light transmissive, light is emitted to both the substrate 100 side and the opposite side of the substrate 100 as shown in FIG. Configuration is also possible.

なお、複合層103は有機化合物と無機化合物が混合された層であるが、その形成方法としては公知の種々の手法を用いることができる。例えば、有機化合物と無機化合物の両方を抵抗加熱により蒸発させ、共蒸着する手法が挙げられる。その他、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させる一方で、無機化合物をエレクトロンビーム(EB)により蒸発させ、共蒸着してもよい。また、有機化合物を抵抗加熱により蒸発させると同時に、無機化合物をスパッタリングし、両方を同時に堆積する手法も挙げられる。その他、湿式法により成膜してもよい。   Note that the composite layer 103 is a layer in which an organic compound and an inorganic compound are mixed, and various known methods can be used as a formation method thereof. For example, there is a technique in which both an organic compound and an inorganic compound are evaporated by resistance heating and co-evaporated. In addition, while the organic compound is evaporated by resistance heating, the inorganic compound may be evaporated by electron beam (EB) and co-evaporated. Further, there is a method of evaporating the organic compound by resistance heating and simultaneously sputtering the inorganic compound and depositing both at the same time. In addition, the film may be formed by a wet method.

また、第1の電極101および第2の電極102に関しても同様に、抵抗加熱による蒸着法、EB蒸着法、スパッタリング、湿式法などを用いることができる。   Similarly, for the first electrode 101 and the second electrode 102, a vapor deposition method using resistance heating, an EB vapor deposition method, a sputtering method, a wet method, or the like can be used.

[実施形態3]
本実施形態では、画素部に本発明のCEL素子を有する発光装置について、図8を用いて説明する。なお、図8(A)は、発光装置を示す上面図、図8(B)は図8(A)をA−A’で切断した断面図である。点線で示された801はソース側駆動回路、802は画素部、803はゲート側駆動回路である。また、804は封止基板、805はシール材であり、シール材805で囲まれた内側の領域806は、不活性ガスが充填された空間になっていてもよいし、樹脂等の固体が充填されていてもよい。
[Embodiment 3]
In this embodiment mode, a light-emitting device having the CEL element of the present invention in a pixel portion will be described with reference to FIG. 8A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 8A. 801 indicated by a dotted line is a source side driver circuit, 802 is a pixel portion, and 803 is a gate side driver circuit. Further, reference numeral 804 denotes a sealing substrate, 805 denotes a sealing material, and an inner region 806 surrounded by the sealing material 805 may be a space filled with an inert gas or filled with a solid such as a resin. May be.

ソース側駆動回路801及びゲート側駆動回路803に入力される信号を伝送するための接続配線807は、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)808からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていてもよい。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。   A connection wiring 807 for transmitting signals input to the source side driver circuit 801 and the gate side driver circuit 803 is a video signal, a clock signal, a start signal, and a reset signal from an FPC (flexible printed circuit) 808 serving as an external input terminal. Receive etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.

次に、断面構造について図8(B)を用いて説明する。基板810上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路801と、画素部802が示されている。   Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the substrate 810. Here, a source side driver circuit 801 which is a driver circuit portion and a pixel portion 802 are shown.

なお、ソース側駆動回路801はnチャネル型TFT823とpチャネル型TFT824とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路を形成するTFTは、公知のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成してもよい。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。   Note that the source side driver circuit 801 is a CMOS circuit in which an n-channel TFT 823 and a p-channel TFT 824 are combined. The TFT forming the driving circuit may be formed by a known CMOS circuit, PMOS circuit, or NMOS circuit. In this embodiment mode, a driver integrated type in which a driver circuit is formed over a substrate is shown; however, this is not always necessary, and the driver circuit may be formed outside the substrate.

また、画素部802はスイッチング用TFT811と、電流制御用TFT812とそのドレインに電気的に接続された第1の電極813とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極813の端部を覆って絶縁物814が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。   The pixel portion 802 is formed of a plurality of pixels including a switching TFT 811, a current control TFT 812, and a first electrode 813 electrically connected to the drain thereof. Note that an insulator 814 is formed to cover an end portion of the first electrode 813. Here, a positive photosensitive acrylic resin film is used.

また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物814の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物814の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物814の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物814として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。   In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulator 814. For example, in the case where positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 814, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 814 have a curved surface having a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 814, either a negative type that becomes insoluble in an etchant by photosensitive light or a positive type that becomes soluble in an etchant by light can be used.

第1の電極813上には、複合層815、および第2の電極816がそれぞれ形成され、CEL素子817を構成している。第1の電極813、複合層815、第2の電極816の構成としては、先に述べた実施形態1や実施形態2の構成を適用すればよい。   A composite layer 815 and a second electrode 816 are formed over the first electrode 813 to form a CEL element 817. As the structures of the first electrode 813, the composite layer 815, and the second electrode 816, the structures of Embodiments 1 and 2 described above may be applied.

さらにシール材805で封止基板804を基板810と貼り合わせることにより、基板810、封止基板804、およびシール材805で囲まれた領域806にCEL素子817が備えられた構造になっている。なお、領域806には、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材805が充填される構成も含むものとする。   Further, the sealing substrate 804 is bonded to the substrate 810 with the sealant 805, whereby the CEL element 817 is provided in a region 806 surrounded by the substrate 810, the sealing substrate 804, and the sealant 805. Note that the region 806 includes a structure filled with a sealant 805 in addition to a case where the region 806 is filled with an inert gas (nitrogen, argon, or the like).

なお、シール材805にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板804に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。   Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 805. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate and a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, acrylic, or the like can be used as a material used for the sealing substrate 804.

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

[実施形態4]
本実施例では、本発明のCEL素子を有する発光装置を利用して完成させた様々な電気器具について説明する。
[Embodiment 4]
In this example, various electric appliances completed using a light emitting device having a CEL element of the present invention will be described.

本発明は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはデジタルビデオディスク(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図9に示す。   The present invention relates to a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, a sound reproduction device (car audio, audio component, etc.), a personal computer, a game machine, a portable information terminal (mobile computer, cellular phone, Portable game machine or electronic book), image reproducing apparatus provided with a recording medium (specifically, an apparatus equipped with a display device capable of reproducing a recording medium such as a digital video disc (DVD) and displaying the image) Etc. Specific examples of these electric appliances are shown in FIG.

図9(A)は表示装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。本発明のCEL素子を有する発光装置をその表示部9103に用いることにより作製される。なお、表示装置は、コンピュータ、テレビ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、低消費電力の表示装置を提供することができる。また、画素に欠陥が発生しにくく、輝度の経時変化も少ないので、長期に渡って高品位の画像を表示することができる。   FIG. 9A illustrates a display device, which includes a housing 9101, a support base 9102, a display portion 9103, a speaker portion 9104, a video input terminal 9105, and the like. It is manufactured by using a light emitting device having a CEL element of the present invention for the display portion 9103. The display device includes all information display devices such as a computer, a television broadcast receiver, and an advertisement display. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, a display device with low power consumption can be provided. In addition, since defects in pixels are less likely to occur and changes in luminance with time are small, high-quality images can be displayed over a long period of time.

図9(B)はパーソナルコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングマウス9206等を含む。本発明のCEL素子を有する発光装置をその表示部9203に用いることにより作製される。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、特にノート型のコンピュータでは、バッテリーを使った利用形態においても長時間の使用を可能としている。また、画素に欠陥が発生しにくく、輝度の経時変化も少ないので、長期に渡って高品位の画像を表示することができる。   FIG. 9B illustrates a personal computer, which includes a main body 9201, a housing 9202, a display portion 9203, a keyboard 9204, an external connection port 9205, a pointing mouse 9206, and the like. It is manufactured by using a light emitting device having a CEL element of the present invention for the display portion 9203. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, it can be used for a long time even in a usage form using a battery, particularly in a notebook computer. In addition, since defects in pixels are less likely to occur and changes in luminance with time are small, high-quality images can be displayed over a long period of time.

図9(C)はモバイルコンピュータであり、本体9301、表示部9302、スイッチ9303、操作キー9304、赤外線ポート9305等を含む。本発明のCEL素子を有する発光装置をその表示部9302に用いることにより作製される。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、モバイルコンピュータの低消費電力化を図ることができる。それにより、一回の充電で、モバイルコンピュータを長時間使用することができる。また、モバイルコンピュータに内蔵するバッテリーを小型化することができるので、モバイルコンピュータの軽量化を図ることができる。   FIG. 9C illustrates a mobile computer, which includes a main body 9301, a display portion 9302, a switch 9303, operation keys 9304, an infrared port 9305, and the like. It is manufactured by using a light emitting device having a CEL element of the present invention for the display portion 9302. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, the power consumption of the mobile computer can be reduced. Thereby, the mobile computer can be used for a long time by one charge. In addition, since the battery built in the mobile computer can be reduced in size, the mobile computer can be reduced in weight.

図9(D)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体9401、筐体9402、表示部A9403、表示部B9404、記録媒体(DVD等)読み込み部9405、操作キー9406、スピーカー部9407等を含む。表示部A9403は主として画像情報を表示し、表示部B9404は主として文字情報を表示するが、本発明のCEL素子を有する発光装置をこれら表示部A9403、表示部B9404に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、低消費電力の画像再生装置を提供することができる。また、画素に欠陥が発生しにくく、輝度の経時変化も少ないので、長期に渡って高品位の画像を表示することができる。   FIG. 9D illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 9401, a housing 9402, a display portion A 9403, a display portion B 9404, and a recording medium (such as a DVD). A reading unit 9405, operation keys 9406, a speaker unit 9407, and the like are included. The display portion A 9403 mainly displays image information, and the display portion B 9404 mainly displays character information. The light-emitting device having the CEL element of the present invention is used for the display portion A 9403 and the display portion B 9404. Note that an image reproducing device provided with a recording medium includes a home game machine and the like. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, an image reproducing apparatus with low power consumption can be provided. In addition, since defects in pixels are less likely to occur and changes in luminance with time are small, high-quality images can be displayed over a long period of time.

図9(E)はゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体9501、表示部9502、アーム部9503を含む。本発明のCEL素子を有する発光装置をその表示部9502に用いることにより作製される。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、低消費電力のゴーグル型ディスプレイを提供することができる。また、画素に欠陥が発生しにくく、輝度の経時変化も少ないので、長期に渡って高品位の画像を表示することができる。   FIG. 9E illustrates a goggle type display (head mounted display), which includes a main body 9501, a display portion 9502, and an arm portion 9503. It is manufactured by using a light emitting device having a CEL element of the present invention for the display portion 9502. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, a goggle type display with low power consumption can be provided. In addition, since defects in pixels are less likely to occur and changes in luminance with time are small, high-quality images can be displayed over a long period of time.

図9(F)はビデオカメラであり、本体9601、表示部9602、筐体9603、外部接続ポート9604、リモコン受信部9605、受像部9606、バッテリー9607、音声入力部9608、操作キー9609、接眼部9610等を含む。本発明のCEL素子を有する発光装置をその表示部9602に用いることにより作製される。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、ビデオカメラの低消費電力化を図ることができる。それにより、一回の充電で、ビデオカメラを長時間使用することができる。また、ビデオカメラに内蔵するバッテリーを小型化することができるので、ビデオカメラの軽量化を図ることができる。   FIG. 9F illustrates a video camera, which includes a main body 9601, a display portion 9602, a housing 9603, an external connection port 9604, a remote control receiving portion 9605, an image receiving portion 9606, a battery 9607, an audio input portion 9608, operation keys 9609, and an eyepiece. Part 9610 and the like. The display device 9602 is manufactured using the light-emitting device having the CEL element of the present invention. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, the power consumption of the video camera can be reduced. Thus, the video camera can be used for a long time with a single charge. In addition, since the battery built in the video camera can be reduced in size, the weight of the video camera can be reduced.

ここで、図9(G)は携帯電話機であり、本体9701、筐体9702、表示部9703、音声入力部9704、音声出力部9705、操作キー9706、外部接続ポート9707、アンテナ9708等を含む。本発明のCEL素子を有する発光装置をその表示部9703に用いることにより作製される。本発明のCEL素子は駆動電圧が低いので、携帯電話機の低消費電力化を図ることができる。それにより、一回の充電で、携帯電話機を長時間使用することができる。また、携帯電話機に内蔵するバッテリーを小型化することができるので、携帯電話機の軽量化を図ることができる。   Here, FIG. 9G illustrates a cellular phone, which includes a main body 9701, a housing 9702, a display portion 9703, an audio input portion 9704, an audio output portion 9705, operation keys 9706, an external connection port 9707, an antenna 9708, and the like. It is manufactured by using a light emitting device having a CEL element of the present invention for the display portion 9703. Since the CEL element of the present invention has a low driving voltage, the power consumption of the mobile phone can be reduced. Thus, the mobile phone can be used for a long time with a single charge. In addition, since the battery built in the mobile phone can be reduced in size, the mobile phone can be reduced in weight.

以上の様に、本発明のCEL素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。   As described above, the applicable range of the light-emitting device having the CEL element of the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electric appliances in various fields.

本実施例1では、有機化合物と無機化合物とを混合してなる層について、有機化合物と無機化合物の組み合わせの検討例を例示する。   In the present Example 1, the examination example of the combination of an organic compound and an inorganic compound is illustrated about the layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound.

[成膜例1]
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、NPBと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりNPBと酸化モリブデンの混合膜を成膜した。この時、NPBは0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはNPBに対して1/4の量(重量比)を蒸発させた。したがって、モル比では、NPB:酸化モリブデン=1:1となっている。なお、膜厚は50nmとした。
[Film Formation Example 1]
First, a glass substrate is fixed to a substrate holder in a vacuum deposition apparatus. Then, NPB and molybdenum oxide (VI) were put in separate resistance heating evaporation sources, and a mixed film of NPB and molybdenum oxide was formed by a co-evaporation method in a vacuum state. At this time, NPB was evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide was evaporated in an amount (weight ratio) of 1/4 with respect to NPB. Therefore, the molar ratio is NPB: molybdenum oxide = 1: 1. The film thickness was 50 nm.

このようにして成膜したNPB:酸化モリブデン混合膜の透過スペクトルを測定した結果を、図10中の1−Aに示す。比較のため、NPB膜の透過スペクトル(図中1−B)および酸化モリブデン膜の透過スペクトル(図中1−C)も合わせて図示した。   The result of measuring the transmission spectrum of the NPB: molybdenum oxide mixed film thus formed is shown as 1-A in FIG. For comparison, the transmission spectrum of the NPB film (1-B in the figure) and the transmission spectrum of the molybdenum oxide film (1-C in the figure) are also shown.

図10からわかる通り、1−Aの混合膜は、NPBあるいは酸化モリブデンそれぞれの単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた(図中、丸で囲った部分)。これは、NPBと酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがNPBから電子を受け取り、NPBにホールが発生しているものと考えられる。   As can be seen from FIG. 10, in the mixed film of 1-A, new absorption that was not seen in the single films of NPB or molybdenum oxide was observed (the part circled in the figure). This is because NPB and molybdenum oxide exchange electrons, and it is considered that molybdenum oxide receives electrons from NPB and holes are generated in NPB.

したがって、本成膜例1で成膜したNPB:酸化モリブデン混合膜は、本発明のCEL素子における第1の層および/または第4の層として用いることができる。   Therefore, the NPB: molybdenum oxide mixed film formed in the present film formation example 1 can be used as the first layer and / or the fourth layer in the CEL element of the present invention.

[成膜例2]
成膜例1におけるNPBをm−MTDABに変え、成膜例1と同様にして作製したm−MTDAB:酸化モリブデン混合膜の透過スペクトルを測定した。結果を、図11中の2−Aに示す。比較のため、m−MTDAB膜の透過スペクトル(図中2−B)および酸化モリブデン膜の透過スペクトル(図中2−C)も合わせて図示した。
[Film Formation Example 2]
The transmission spectrum of an m-MTDAB: molybdenum oxide mixed film produced in the same manner as in Film Formation Example 1 was measured by changing NPB in Film Formation Example 1 to m-MTDAB. A result is shown to 2-A in FIG. For comparison, the transmission spectrum of the m-MTDAB film (2-B in the figure) and the transmission spectrum of the molybdenum oxide film (2-C in the figure) are also shown.

図11からわかる通り、2−Aの混合膜は、m−MTDABあるいは酸化モリブデンそれぞれの単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた(図中、丸で囲った部分)。これは、m−MTDABと酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがm−MTDABから電子を受け取り、m−MTDABにホールが発生しているものと考えられる。   As can be seen from FIG. 11, in the mixed film of 2-A, new absorption that was not observed in the single film of m-MTDAB or molybdenum oxide was observed (the part circled in the figure). This is because m-MTDAB and molybdenum oxide exchange electrons, and it is considered that molybdenum oxide receives electrons from m-MTDAB and holes are generated in m-MTDAB.

したがって、本成膜例2で成膜したm−MTDAB:酸化モリブデン混合膜は、本発明のCEL素子における第1の層および/または第4の層として用いることができる。   Therefore, the m-MTDAB: molybdenum oxide mixed film formed in the present film formation example 2 can be used as the first layer and / or the fourth layer in the CEL element of the present invention.

[成膜例3]
成膜例1におけるNPBをAlq3に変え、成膜例1と同様にして作製したAlq3:酸化モリブデン混合膜の透過スペクトルを測定した。結果を、図12中の3−Aに示す。比較のため、Alq3膜の透過スペクトル(図中3−B)および酸化モリブデン膜の透過スペクトル(図中3−C)も合わせて図示した。
[Film Formation Example 3]
Changing the NPB in Film Formation Example 1 to Alq 3, Alq 3 was prepared in the same manner as in Film Formation Example 1 were measured the transmission spectrum of molybdenum oxide mixed film. A result is shown to 3-A in FIG. For comparison, the transmission spectrum of the Alq 3 film (3-B in the figure) and the transmission spectrum of the molybdenum oxide film (3-C in the figure) are also shown.

図12からわかる通り、3−Aの混合膜の透過スペクトルは、Alq3単独の透過スペクトル(3−B)と酸化モリブデン単独の透過スペクトル(3−C)の単なる重ね合わせであり、新たな吸収は生じていなかった。これは、Alq3と酸化モリブデンが電子の授受を行っていないことを示している。つまりこの場合は、酸化モリブデンはAlq3に対して準位を形成せず、Alq3の発光を消光しにくいと言える。 As can be seen from FIG. 12, the transmission spectrum of the mixed film of 3-A is simply a superposition of the transmission spectrum of Alq 3 alone (3-B) and the transmission spectrum of molybdenum oxide alone (3-C), and a new absorption is obtained. Did not occur. This indicates that Alq 3 and molybdenum oxide do not transfer electrons. That is, in this case, molybdenum oxide is not formed level with respect to Alq 3, it can be said that hardly quench the luminescence of Alq 3.

したがって、本成膜例3で成膜したAlq3:酸化モリブデン混合膜は、本発明のCEL素子における第2の層として用いることができる。 Therefore, the Alq 3 : molybdenum oxide mixed film formed in the present film formation example 3 can be used as the second layer in the CEL element of the present invention.

本実施例2では、有機化合物と無機化合物とを混合してなる層について、電気特性を調べた結果を記載する。   In Example 2, the result of examining the electrical characteristics of a layer formed by mixing an organic compound and an inorganic compound will be described.

まず、110nmの膜厚でITSOが成膜されたガラス基板を用意する。ITSO表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆った。   First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The ITSO surface was covered with an insulating film so that the surface was exposed with a size of 2 mm square.

次に、そのガラス基板を、ITSOが形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、NPBと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりNPBと酸化モリブデンの混合膜を成膜した。この時、NPBは0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはNPBに対して1/2の量(重量比)を蒸発させた。したがって、モル比では、NPB:酸化モリブデン=1:2となっている。なお、膜厚は50nmとした。さらにその上に、アルミニウム(Al)を150nm成膜した。   Next, the glass substrate is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which ITSO is formed is downward. Then, NPB and molybdenum oxide (VI) were put in separate resistance heating evaporation sources, and a mixed film of NPB and molybdenum oxide was formed by a co-evaporation method in a vacuum state. At this time, NPB was evaporated at a film forming rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide was evaporated in an amount (weight ratio) of 1/2 with respect to NPB. Therefore, the molar ratio is NPB: molybdenum oxide = 1: 2. The film thickness was 50 nm. Furthermore, 150 nm of aluminum (Al) was formed thereon.

このようにして得られたITSO\NPB:酸化モリブデン混合膜\Alの積層構造に関して、電圧−電流特性を調べた結果を図13に示す。図13に示す通り、若干下に凸の曲線になっているものの、電圧−電流特性はほぼ直線であり、オーム電流が支配的であることがわかる。したがって、ITSOとの間にホール注入障壁はほとんどないと考えられ、ホールを効率良く注入・輸送していることが示唆される。なお、0.5Vの電圧を印加した時に流れた電流は12.9mAであり、電極(ITSO)面積が4mm2、膜厚が50nmであるから、この時の抵抗率ρは、ρ=(0.5/0.0129)×(4×10-6)/(50×10-9)=3.1×103[Ωm]であった。したがって、半導体の領域であると言える。 FIG. 13 shows the results of examining the voltage-current characteristics of the laminated structure of ITSO / NPB: molybdenum oxide mixed film / Al thus obtained. As shown in FIG. 13, although the curve is slightly convex downward, it can be seen that the voltage-current characteristic is almost a straight line, and the ohmic current is dominant. Therefore, it is considered that there is almost no hole injection barrier with ITSO, suggesting that holes are injected and transported efficiently. The current that flowed when a voltage of 0.5 V was applied was 12.9 mA, the electrode (ITSO) area was 4 mm 2 , and the film thickness was 50 nm. Therefore, the resistivity ρ at this time was ρ = (0 0.5 / 0.0129) × (4 × 10 −6 ) / (50 × 10 −9 ) = 3.1 × 10 3 [Ωm]. Therefore, it can be said that it is a semiconductor region.

以上の結果から、NPB:酸化モリブデン混合膜は、優れたホール注入・輸送特性を有し、本発明のCEL素子における第1の層および/または第4の層として用いることができる。   From the above results, the NPB: molybdenum oxide mixed film has excellent hole injection / transport characteristics and can be used as the first layer and / or the fourth layer in the CEL element of the present invention.

本実施例3では、実施形態1で開示した本発明のCEL素子の具体的な構成を例示する。なお、本実施例3では、図1の符号を引用する。   In Example 3, a specific configuration of the CEL element of the present invention disclosed in Embodiment 1 is illustrated. In the third embodiment, the reference numerals in FIG. 1 are used.

まず、110nmの膜厚でITSOが成膜されたガラス基板を用意する。成膜されたITSOは、本実施例において第1の電極101として作用する。   First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The formed ITSO acts as the first electrode 101 in this embodiment.

次に、第1の電極101が形成されたガラス基板を、第1の電極101が形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、NPBと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりNPBと酸化モリブデンを混合した第1の層111を形成する。この時、NPBは0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはNPBに対して1/4の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は120nmとする。   Next, the glass substrate on which the first electrode 101 is formed is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode 101 is formed is downward. Then, in a state where NPB and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating evaporation sources and are evacuated, a first layer 111 in which NPB and molybdenum oxide are mixed is formed by a co-evaporation method. At this time, NPB is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide is evaporated by a quarter amount (weight ratio) with respect to NPB. The film thickness is 120 nm.

次いで、第1の層111上に、第2の層112を形成する。本実施例においては、Alq3と酸化モリブデン(VI)との共蒸着法により、Alq3と酸化モリブデンが混合された第2の層112を形成する。この時、Alq3は0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはAlq3に対して1/4の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は30nmとする。 Next, the second layer 112 is formed over the first layer 111. In the present embodiment, by co-evaporation of Alq 3 and molybdenum oxide (VI), to form a second layer 112 which Alq 3 and molybdenum oxide are mixed. At this time, Alq 3 is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide is evaporated by a quarter amount (weight ratio) with respect to Alq 3 . The film thickness is 30 nm.

さらに第2の層112の上に、第3の層113を形成する。本実施例においては、Alq3と酸化リチウムとの共蒸着法により、Alq3と酸化リチウムが混合された第3の層113を形成する。この時、Alq3は0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化リチウムはAlq3に対して7/100の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は10nmとする。 Further, a third layer 113 is formed on the second layer 112. In the present embodiment, by co-evaporation of lithium oxide and Alq 3, to form a third layer 113 that lithium oxide and Alq 3 were mixed. At this time, Alq 3 is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and lithium oxide is evaporated in an amount (weight ratio) of 7/100 with respect to Alq 3 . The film thickness is 10 nm.

最後に、第2の電極102としてAlを150nm蒸着し、本発明のCEL素子を得る。   Finally, 150 nm of Al is deposited as the second electrode 102 to obtain the CEL element of the present invention.

本実施例4では、実施形態2で開示した本発明のCEL素子の具体的な構成を例示する。なお、本実施例4では、図5の符号を引用する。   In Example 4, a specific configuration of the CEL element of the present invention disclosed in Embodiment 2 is illustrated. In addition, in the present Example 4, the code | symbol of FIG. 5 is quoted.

まず、110nmの膜厚でITSOが成膜されたガラス基板を用意する。成膜されたITSOは、本実施例において第1の電極101として作用する。   First, a glass substrate on which ITSO is formed to a thickness of 110 nm is prepared. The formed ITSO acts as the first electrode 101 in this embodiment.

次に、第1の電極101が形成されたガラス基板を、第1の電極101が形成された面が下方になるように真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、NPBと酸化モリブデン(VI)とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりNPBと酸化モリブデンを混合した第1の層111を形成する。この時、NPBは0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはNPBに対して1/4の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は120nmとする。   Next, the glass substrate on which the first electrode 101 is formed is fixed to a substrate holder in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode 101 is formed is downward. Then, in a state where NPB and molybdenum oxide (VI) are put in separate resistance heating evaporation sources and are evacuated, a first layer 111 in which NPB and molybdenum oxide are mixed is formed by a co-evaporation method. At this time, NPB is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide is evaporated by a quarter amount (weight ratio) with respect to NPB. The film thickness is 120 nm.

次いで、第1の層111上に、第2の層112を形成する。本実施例においては、Alq3とフッ化マグネシウムとの共蒸着法により、Alq3とフッ化マグネシウムが混合された第2の層112を形成する。この時、Alq3は0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、フッ化マグネシウムはAlq3に対して9/100の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は30nmとする。 Next, the second layer 112 is formed over the first layer 111. In the present embodiment, by co-evaporation of Alq 3 and magnesium fluoride, to form a second layer 112 of Alq 3 and magnesium fluoride were mixed. At this time, Alq 3 is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and magnesium fluoride is evaporated in an amount (weight ratio) of 9/100 with respect to Alq 3 . The film thickness is 30 nm.

さらに第2の層112の上に、第3の層113を形成する。本実施例においては、Alq3と酸化リチウムとの共蒸着法により、Alq3と酸化リチウムが混合された第3の層113を形成する。この時、Alq3は0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化リチウムはAlq3に対して7/100の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は10nmとする。 Further, a third layer 113 is formed on the second layer 112. In the present embodiment, by co-evaporation of lithium oxide and Alq 3, to form a third layer 113 that lithium oxide and Alq 3 were mixed. At this time, Alq 3 is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and lithium oxide is evaporated in an amount (weight ratio) of 7/100 with respect to Alq 3 . The film thickness is 10 nm.

さらに第3の層113の上に、第4の層114を形成する。本実施例においては、第1の層111と同様に、NPBと酸化モリブデンとの共蒸着法により、NPBと酸化モリブデンが混合された第4の層114を形成する。この時、NPBは0.4nm/sの成膜レートで蒸発させ、酸化モリブデンはNPBに対して1/4の量(重量比)を蒸発させる。膜厚は120nmとする。   Further, a fourth layer 114 is formed over the third layer 113. In this embodiment, similarly to the first layer 111, a fourth layer 114 in which NPB and molybdenum oxide are mixed is formed by a co-evaporation method of NPB and molybdenum oxide. At this time, NPB is evaporated at a film formation rate of 0.4 nm / s, and molybdenum oxide is evaporated by a quarter amount (weight ratio) with respect to NPB. The film thickness is 120 nm.

最後に、第2の電極102としてAlを150nm蒸着し、本発明のCEL素子を得る。   Finally, 150 nm of Al is deposited as the second electrode 102 to obtain the CEL element of the present invention.

本発明の発光素子の素子構造を示す図。FIG. 6 illustrates an element structure of a light-emitting element of the present invention. 従来の発光素子の素子構造を示す図。The figure which shows the element structure of the conventional light emitting element. 本発明の発光素子の発光方向を示す図。FIG. 4 shows a light emission direction of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の発光方向を示す図。FIG. 4 shows a light emission direction of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の素子構造を示す図。FIG. 6 illustrates an element structure of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の発光方向を示す図。FIG. 4 shows a light emission direction of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子の発光方向を示す図。FIG. 4 shows a light emission direction of a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光素子を有する発光装置を示す図。FIG. 9 illustrates a light-emitting device having a light-emitting element of the present invention. 本発明の発光装置を用いた電気器具を示す図。The figure which shows the electric appliance using the light-emitting device of this invention. 有機化合物と無機化合物を混合した膜の透過スペクトルを示す図。The figure which shows the transmission spectrum of the film | membrane which mixed the organic compound and the inorganic compound. 有機化合物と無機化合物を混合した膜の透過スペクトルを示す図。The figure which shows the transmission spectrum of the film | membrane which mixed the organic compound and the inorganic compound. 有機化合物と無機化合物を混合した膜の透過スペクトルを示す図。The figure which shows the transmission spectrum of the film | membrane which mixed the organic compound and the inorganic compound. 有機化合物と無機化合物を混合した膜の電圧−電流特性を示す図。The figure which shows the voltage-current characteristic of the film | membrane which mixed the organic compound and the inorganic compound.

符号の説明Explanation of symbols

100 基板
101 第1の電極
102 第2の電極
103 複合層
111 第1の層
112 第2の層
113 第3の層
114 第4の層
201 第1の電極(陽極)
202 第2の電極(陰極)
203 複合層
211 ホール輸送層
212 発光層
213 電子輸送層
801 ソース側駆動回路
802 画素部
803 ゲート側駆動回路
804 封止基板
805 シール材
806 領域
807 接続配線
808 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
810 基板
811 スイッチング用TFT
812 電流制御用TFT
813 第1の電極
814 絶縁物
815 複合層
816 第2の電極
817 CEL素子
823 nチャネル型TFT
824 pチャネル型TFT
9101 筐体
9102 支持台
9103 表示部
9104 スピーカー部
9105 ビデオ入力端子
9201 本体
9202 筐体
9203 表示部
9204 キーボード
9205 外部接続ポート
9206 ポインティングマウス
9301 本体
9302 表示部
9303 スイッチ
9304 操作キー
9305 赤外線ポート
9401 本体
9402 筐体
9403 表示部A
9404 表示部B
9405 記録媒体読み込み部
9406 操作キー
9407 スピーカー部
9501 本体
9502 表示部
9503 アーム部
9601 本体
9602 表示部
9603 筐体
9604 外部接続ポート
9605 リモコン受信部
9606 受像部
9607 バッテリー
9608 音声入力部
9609 操作キー
9610 接眼部
9701 本体
9702 筐体
9703 表示部
9704 音声入力部
9705 音声出力部
9706 操作キー
9707 外部接続ポート
9708 アンテナ
100 substrate 101 first electrode 102 second electrode 103 composite layer 111 first layer 112 second layer 113 third layer 114 fourth layer 201 first electrode (anode)
202 Second electrode (cathode)
203 Composite layer 211 Hole transport layer 212 Light emitting layer 213 Electron transport layer 801 Source side drive circuit 802 Pixel portion 803 Gate side drive circuit 804 Sealing substrate 805 Seal material 806 Area 807 Connection wiring 808 FPC (flexible printed circuit)
810 Substrate 811 Switching TFT
812 Current control TFT
813 First electrode 814 Insulator 815 Composite layer 816 Second electrode 817 CEL element 823 n-channel TFT
824 p-channel TFT
9101 Case 9102 Support base 9103 Display unit 9104 Speaker unit 9105 Video input terminal 9201 Main body 9202 Case 9203 Display unit 9204 Keyboard 9205 External connection port 9206 Pointing mouse 9301 Main body 9302 Display unit 9303 Switch 9304 Operation key 9305 Infrared port 9401 Main body 9402 Case Body 9403 Display A
9404 Display unit B
9405 Recording medium reading unit 9406 Operation key 9407 Speaker unit 9501 Main unit 9502 Display unit 9503 Arm unit 9601 Main unit 9602 Display unit 9603 Case 9604 External connection port 9605 Remote control receiving unit 9606 Image receiving unit 9607 Battery 9608 Audio input unit 9609 Operation key 9610 Eyepiece Unit 9701 body 9702 housing 9703 display unit 9704 audio input unit 9705 audio output unit 9706 operation key 9707 external connection port 9708 antenna

Claims (20)

一対の電極間に、有機化合物と無機化合物とを含む複合層を挟持してなる発光素子であって、
前記複合層は、順次積層された第1の層、第2の層、第3の層、および第4の層で構成され、
前記第1の層は、第1の有機化合物と前記第1の有機化合物に対して電子受容性を示す第1の無機化合物とを含み、
前記第2の層は、発光を示す第2の有機化合物と第2の無機化合物とを含み、
前記第3の層は、第3の有機化合物と前記第3の有機化合物に対して電子供与性を示す第3の無機化合物とを含み、
前記第4の層は、第4の有機化合物と前記第4の有機化合物に対して電子受容性を示す第4の無機化合物とを含むことを特徴とする発光素子。
A light-emitting element in which a composite layer containing an organic compound and an inorganic compound is sandwiched between a pair of electrodes,
The composite layer includes a first layer, a second layer, a third layer, and a fourth layer that are sequentially stacked.
The first layer includes a first organic compound and a first inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the first organic compound,
The second layer includes a second organic compound that emits light and a second inorganic compound,
The third layer includes a third organic compound and a third inorganic compound that exhibits an electron donating property to the third organic compound,
The light emitting element, wherein the fourth layer includes a fourth organic compound and a fourth inorganic compound that exhibits an electron accepting property with respect to the fourth organic compound.
請求項1において、
前記第4の有機化合物はホール輸送性の有機化合物であることを特徴とする発光素子。
Oite to claim 1,
The light-emitting element, wherein the fourth organic compound is a hole-transporting organic compound.
請求項1又は2において、
前記第4の有機化合物は芳香族アミン骨格を有する有機化合物であることを特徴とする発光素子。
In claim 1 or 2 ,
The light-emitting element, wherein the fourth organic compound is an organic compound having an aromatic amine skeleton.
請求項1乃至のいずれか一において、
前記第4の無機化合物は金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The light-emitting element, wherein the fourth inorganic compound is a metal oxide.
請求項において、
前記金属酸化物は周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 4 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is a transition metal oxide of any of Groups 4 to 12 of the periodic table.
請求項またはにおいて、
前記金属酸化物は酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、および酸化レニウムからなる群より選ばれるいずれかの金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 4 or 5 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is any metal oxide selected from the group consisting of vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide.
請求項1乃至のいずれか一において、
前記第1の有機化合物はホール輸送性の有機化合物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 6 ,
The light-emitting element, wherein the first organic compound is a hole-transporting organic compound.
請求項1乃至のいずれか一において、
前記第1の有機化合物は芳香族アミン骨格を有する有機化合物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 7 ,
The light-emitting element, wherein the first organic compound is an organic compound having an aromatic amine skeleton.
請求項1乃至のいずれか一において、
前記第3の有機化合物は電子輸送性の有機化合物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 8 ,
The light-emitting element, wherein the third organic compound is an electron-transporting organic compound.
請求項1乃至のいずれか一において、
前記第3の有機化合物は芳香環を含むキレート配位子を有するキレート金属錯体、フェナントロリン骨格を有する有機化合物、またはオキサジアゾール骨格を有する有機化合物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 9 ,
The light-emitting element, wherein the third organic compound is a chelate metal complex having a chelate ligand including an aromatic ring, an organic compound having a phenanthroline skeleton, or an organic compound having an oxadiazole skeleton.
請求項1乃至10のいずれか一において、
前記第1の無機化合物は金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 10 ,
The light-emitting element, wherein the first inorganic compound is a metal oxide.
請求項11において、
前記金属酸化物は周期表第4族乃至第12族のいずれかの遷移金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 11 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is a transition metal oxide of any of Groups 4 to 12 of the periodic table.
請求項11または12において、
前記金属酸化物は酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、および酸化レニウムからなる群より選ばれるいずれか金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 11 or 12 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is any metal oxide selected from the group consisting of vanadium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and rhenium oxide.
請求項1乃至1のいずれか一において、
前記第2の無機化合物は金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In any one of claims 1 to 1 3,
The light-emitting element, wherein the second inorganic compound is a metal oxide.
請求項14において、
前記金属酸化物は周期表第13族または第14族のいずれかの金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 14 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is a metal oxide of Group 13 or Group 14 of the periodic table.
請求項14または15において、
前記金属酸化物は酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化ケイ素、および酸化ゲルマニウムからなる群より選ばれるいずれかの金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 14 or 15 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is any metal oxide selected from the group consisting of aluminum oxide, gallium oxide, silicon oxide, and germanium oxide.
請求項1乃至16のいずれか一において、
前記第3の無機化合物は金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In any one of Claims 1 thru | or 16 ,
The light-emitting element, wherein the third inorganic compound is a metal oxide.
請求項17において、
前記金属酸化物はアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、または希土類金属酸化物であることを特徴とする発光素子。
In claim 17 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is an alkali metal oxide, an alkaline earth metal oxide, or a rare earth metal oxide.
請求項17または18において、
前記金属酸化物は酸化リチウムまたは酸化バリウムであることを特徴とする発光素子。
In claim 17 or 18 ,
The light-emitting element, wherein the metal oxide is lithium oxide or barium oxide.
請求項1乃至19のいずれか一に記載の発光素子を有することを特徴とする発光装置。 The light emitting device characterized by having a light-emitting element according to any one of claims 1 to 19.
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