発光素子、発光装置、及び電子機器
【課題】駆動電圧が低く、また従来の発光素子よりもさらに長寿命化できる発光素子を提供する。
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、 前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する。
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、 前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一対の電極間に複数の層が挟まれた構成を有する発光素子に関し、特に複数の層のうち少なくとも一層として用いることのできる層の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、表示用または照明用の装置として注目されている。
【０００３】
発光装置に用いられる発光素子としては、一対の電極間に発光性化合物を含む層が挟まれた構成を有するものがよく知られている。
【０００４】
このような発光素子では、一方の電極は陽極として、他方の電極は陰極としてそれぞれ機能し、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが再結合して励起状態の分子を形成し、それが基底状態に戻るときに光を放出する。
【０００５】
ところで、近年急速に開発が進んだ各種情報処理機器に組み込むための表示用装置においては特に低消費電力化への要求が高く、これを達成するために発光素子の低駆動電圧化が試みられている。また、商品化を踏まえれば、低駆動電圧化のみならず発光素子の長寿命化もまた重要であり、これを達成するための発光素子の開発が進められている。
【０００６】
例えば特許文献１では、モリブデン酸化物等の仕事関数の高い金属酸化物を陽極に用いることで発光素子の低駆動電圧化する技術について開示されている。また、この特許文献１で開示される技術によって、長寿命化に対する効果も得られる。
【０００７】
しかし、モリブデン酸化物は結晶化しやすいため、結晶化に起因した発光素子の動作不良を十分に低減させることができない。すなわち、モリブデン酸化物が結晶化して凸部を形成することによって平坦性を失ってしまうため、ショートしやすくなり、発光素子の動作不良を引き起こし易いという問題があった。
【特許文献１】特開平９−６３７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、化合物の酸化及び結晶化に起因した動作不良を低減できる発光素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、駆動電圧が低く、また従来の発光素子よりもさらに長寿命化できる発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、前記複数の層のうち少なくとも一層は、下記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物（カルバゾール誘導体）と、下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【００１１】
上記のような構成、すなわち、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを１つの層に共存させることにより、電圧が発光素子に印加される前においても、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。
【００１２】
よって、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、正孔を発生させる機能を有する。
【００１３】
よって、本発明の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
【００１４】
そして、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」を設けることによって、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」において、正孔を発生させることができるため、第１または第２の電極を構成する材料として、仕事関数が高い導電膜も仕事関数が低い導電膜も使用することができる。
【００１５】
つまり、従来の発光素子においては、陽極から発光物質を含む層に正孔を注入するために陽極として仕事関数が高い導電膜を使用していた。しかし、本発明においては、正孔を発生する機能を有する層が存在しているため、陽極として仕事関数の高い導電膜を用いなくてもよい。
【００１６】
そして、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、正孔を発生させる機能を有するため、キャリア密度が上昇する。その結果、導電性が良くなるため、
「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さを変えることによって発光物質を含む層と第１の電極または第２の電極との間の距離を調整することが容易にできる。
【００１７】
つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調節することが容易である。また、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さを厚くすることによって第１の電極の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【００１８】
また、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、導電性が良いため、正孔を輸送する機能にも優れている。
【００１９】
よって、本発明の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
【００２３】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、金属酸化物が挙げられる。
【００２４】
そして、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物のなかでも周期表第４族〜第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることが好ましい。
【００２５】
また、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、２つのトリフェニルアミン骨格を有している。
そして、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等の周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物は、このトリフェニルアミン骨格に対して特に電子受容性を示すことがわかっている。
【００２６】
よって、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、例えばモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等の周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることが好ましい。
【００２７】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物以外に、例えば、有機化合物としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニルなど、無機化合物としては、ＦｅＣｌ３（塩化鉄（ＩＩＩ））、ＡｌＣｌ３（塩化アルミニウム）などが挙げられる。
【００２８】
また、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」における、電子受容性を示す物質とカルバゾール誘導体との最適な混合モル比は、電子受容性を示す物質／カルバゾール誘導体＝０．１〜１０、好ましくは０．５〜２である。
【００２９】
なお、前記複数の層は、キャリア注入性の高い物質を有する層やキャリア輸送性の高い物質を有する層等を組み合わせて構成されたものである。前記複数の層の構造については、発光物質を含む層において発光領域が形成されるような構造、つまり発光物質を含む層においてキャリア（担体）の再結合が行われるような構造となっていればよく、目的に応じて前記複数の層の構造を適宜選択することができる。
【００３０】
また、発光物質を含む層は、単層であっても多層であってもよい。また、多層である場合には、少なくとも一層に発光物質が含まれていればよい。
【００３１】
なお、本発明の発光素子は、発光物質を含む層におけるキャリアの再結合により生じる光が、前記第１及び第２の電極の一方のみから外部に射出する構成としてもよいし、第１及び第２の電極の両方から外部に射出される構成としてもよい。
【００３２】
第１の電極側から光を射出させる場合には、第１の電極を透光性の材料で形成し、第２の電極側から光を射出させる場合には、第２の電極を透光性の材料で形成し、第１及び第２の電極の両方側から光を射出させる場合には、第１及び第２の電極の両方を透光性の材料で形成すればよい。
【００３３】
また本発明の発光素子は基板上に支持されていることが好ましく、該基板について特に制限はなく、従来の発光素子に用いられているもの、例えば、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるもの等を用いることができる。
【００３４】
本発明の発光装置は、上記に述べた発光素子のいずれかを画素もしくは光源として用いたものである。
【００３５】
本発明の電子機器は、上記に述べた発光素子のいずれかを画素として用いた発光装置を表示部に用いたものである。
【００３６】
本発明の電子機器は、上記に述べた発光素子のいずれかを光源として用いた発光装置を照明部に用いたものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極の間の複数の層のうち少なくとも１つの層を、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層とすることによって、金属酸化物で陽極を形成した場合に発生する結晶化に起因した発光素子の動作不良の問題を解決し、かつ低駆動電圧化することができる。
【００３８】
また、本発明の発光素子は、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」において電圧印加前でも電子の授受が行われるため、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は非常に導電性の高い膜となる。従って、駆動電圧及び消費電力の小さい電界発光素子を提供することができる。
【００３９】
さらに、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚膜化に比例して駆動電圧が上昇することが少ない。
【００４０】
よって、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」を電圧上昇を伴うことなく厚膜化して短絡を防止したり、光学設計を最適化することが可能となり、信頼性が高く、発光効率の高い電界発光素子を提供することができる。
【００４１】
さらに、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は結晶化し難いため、層の結晶化に起因した動作不良の少ない電界発光素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の一態様について説明する。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、本形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４３】
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１を用いて説明する。
【００４４】
図１には、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に第１の層１１１、第２の層１１２、第３の層１１３、第４の層１１４、第５の層１１５を有する発光素子が示されている。
【００４５】
この第１の層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層である。この第１の層は、正孔を発生する機能を有するため、以下においては、正孔発生層と呼ぶこととする。
第２の層１１２は正孔輸送層、第３の層１１３は発光層、第４の層１１４は電子輸送層である。そして、第５の層１１５は、電子を発生する機能を有する層であり、以下においては第５の層を電子発生層と呼ぶこととする。
【００４６】
第１の電極１０１の電位が第２の電極１０２の電位よりも高くなるように第１の電極１０１と第２の電極１０２とに電圧を印加したとき、発光層１１３には、第１の電極１０１側から正孔が注入され、第２の電極１０２側から電子が注入される。そして、発光層１１３に注入された正孔と電子とは再結合する。発光層１１３には発光物質が含まれており、再結合によって生成された励起エネルギーによって発光物質は励起状態となる。励起状態となった発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【００４７】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して、モル比の値が０．１〜１０、より好ましくは０．５〜２（＝電子受容性を示す物質／カルバゾール誘導体）となるように含まれていることが好ましい。
【００４８】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、金属酸化物が挙げられる。金属酸化物のなかでも、周期表第４族〜第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いるのが好ましく、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等の周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることがさらに好ましい。
【００４９】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物以外に、例えば、有機化合物としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニルなど、無機化合物としては、ＦｅＣｌ３（塩化鉄（ＩＩＩ））、ＡｌＣｌ３（塩化アルミニウム）などが挙げられる。
【００５０】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一種類を用いても、複数種類を用いてもよい。
【００５１】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質と一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体とを組み合わせることで、正孔発生層１１１の結晶化を抑制することができ、結晶化に起因した素子の動作不良を低減することができる。
【００５２】
このような構成の正孔発生層１１１において、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。
【００５３】
また、発光層１１３は、発光物質を含んでいる。ここで、発光物質とは、発光効率が良好で、所望の波長の発光をし得る物質である。発光層１１３は、発光物質のみから形成された層であってもよいが、濃度消光を生じる場合は、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、発光物質が分散するように混合された層であることが好ましい。発光層１１３に発光物質を分散して含ませることで、発光が濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。ここで、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップをいう。
【００５４】
発光物質について特に限定はなく、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。
【００５５】
例えば、赤色系の発光を得たいときには、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＩ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）やペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン等、６００ｎｍから６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。
【００５６】
また緑色系の発光を得たいときは、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６やクマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等、５００ｎｍから５５０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。
【００５７】
また、青色系の発光を得たいときは、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−ガリウム（略称：ＢＧａｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等、４２０ｎｍから５００ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。
【００５８】
以上のように、蛍光を発光する物質の他、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（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、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（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））、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（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒ（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）等の燐光を発光する物質も発光物質として用いることができる。
【００５９】
また、発光物質と共に発光層１１３に含まれ、発光物質を分散状態にするために用いられる物質について特に限定はなく、発光物質として用いる物質のエネルギーギャップ等を勘案して適宜選択すればよい。
【００６０】
例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、または４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）等のキノキサリン誘導体の他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）等の金属錯体等を発光物質と共に用いることができる。
【００６１】
正孔輸送層１１２は、正孔を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、正孔発生層１１１から発光層１１３へ正孔を輸送する機能を有する。
正孔輸送層１１２を設けることによって、正孔発生層１１１と発光層１１３との距離を離すことができ、その結果、正孔発生層１１１に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。
【００６２】
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。
なお、正孔輸送性の高い物質とは、電子よりも正孔の移動度が高く、電子の移動度に対する正孔の移動度の比の値（＝正孔移動度／電子移動度）が１００よりも大きい物質をいう。
【００６３】
正孔輸送層１１２を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、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）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、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）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等が挙げられる。
【００６４】
電子輸送層１１４は、電子を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、電子発生層１１５から発光層１１３へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層１１４を設けることによって、第２の電極１０２と発光層１１３との距離を離すことができ、その結果、第２の電極１０２に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。
【００６５】
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、
電子輸送性の高い物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、正孔の移動度に対する電子の移動度の比の値（＝電子移動度／正孔移動度）が１００よりも大きい物質をいう。
【００６６】
電子輸送層１１４を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）等の金属錯体の他、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）等が挙げられる。
【００６７】
なお、正孔輸送層１１２と電子輸送層１１４とは、それぞれ、上記の物質の他、バイポーラ性の物質を用いて形成してもよい。バイポーラ性の物質とは、電子または正孔のいずれか一方のキャリアの移動度と他方のキャリアの移動度とを比較したときに、一方のキャリアの移動度に対する他方のキャリアの移動度の比の値が１００以下、好ましくは１０以下である物質をいう。
【００６８】
バイポーラ性の物質として、例えば、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）等が挙げられる。バイポーラ性の物質の中でも特に、正孔及び電子の移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の物質を用いることが好ましい。また同一のバイポーラ性の物質を用いて、正孔輸送層１１２と電子輸送層１１４とを形成しても構わない。
【００６９】
電子発生層１１５は、電子を発生する層であり、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質から選ばれる少なくとも一の物質と、これらの物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成することができる。ここで、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質の中でも特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。
【００７０】
電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質については、それぞれ、上記したものを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。また、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等から選ばれる少なくとも一の物質も電子供与性を示す物質として用いることができる。
【００７１】
第１の電極１０１はインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。
【００７２】
このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第１の電極１０１を形成することができる。これは、第１の電極１０１と発光層１１３との間に正孔発生層１１１が設けられている為である。
【００７３】
また、第２の電極１０２についても、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、またはマグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。
【００７４】
このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第２の電極１０２を形成することができる。これは、第２の電極１０２と発光層１１３との間に電子発生層１１５が設けられている為である。
【００７５】
なお、本形態では、正孔発生層１１１及び発光層１１３の他に、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４等を有する発光素子について示したが、発光素子の態様は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、図３に示すように電子発生層１１５に換えて電子注入層１１６を設けた発光素子であってもよい。電子注入層１１６は、第２の電極１０２から電子輸送層１１４へ電子の注入を補助する機能を有する層である。
【００７７】
電子注入層１１６を設けることによって、第２の電極１０２と電子輸送層１１４との間の電子親和力の差が緩和され、電子が注入され易くなる。電子注入層１１６は、電子輸送層１１４を形成している物質よりも電子親和力が大きく第２の電極１０２を形成している物質よりも電子親和力が小さい物質、または電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。
【００７８】
電子注入層１１６を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の無機物が挙げられる。これらの物質は薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるため好ましい。
【００７９】
また、無機物の他、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ等の電子輸送層１１４を形成するのに用いることのできる物質も、これらの物質の中から、電子輸送層１１４の形成に用いる物質よりも電子親和力が大きい物質を選択することによって、電子注入層１１６を形成する物質として用いることができる。
【００８０】
つまり、電子注入層１１６における電子親和力が電子輸送層１１４における電子親和力よりも相対的に大きくなるように、電子注入層１１６を形成することが好ましい。なお、電子注入層１１６を設ける場合、第２の電極１０２は、アルミニウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成することが好ましい。
【００８１】
また、発光層１１３と電子輸送層１１４との間には、図４に示すように、正孔阻止層１１７を設けてもよい。正孔阻止層１１７を設けることによって、正孔が、発光層１１３を突き抜けて第２の電極１０２の方に流れていくのを防ぐことができ、キャリアの再結合効率を高めることができる。また、発光層１１３で生成された励起エネルギーが電子輸送層１１４等、他の層へ移動してしまうことを防ぐことができる。
【００８２】
正孔阻止層１１７は、ＢＡｌｑ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ等の電子輸送層１１４を形成するのに用いることのできる物質の中から、特に、発光層１１３を形成するのに用いる物質よりもイオン化ポテンシャル及び励起エネルギーが大きい物質を選択することによって、形成することができる。
【００８３】
つまり、正孔阻止層１１７におけるイオン化ポテンシャルが電子輸送層１１４におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔阻止層１１７は形成されていればよい。
【００８４】
同様に、発光層１１３と正孔輸送層１１２との間にも、発光層１１３を突き抜けて第１の電極１０１の方に電子が流れていくのを阻止するための層を設けても構わない。
【００８５】
なお、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４等を設けるか否かについては発明の実施者が適宜選択すればよく、例えば、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４を設けなくても金属に起因した消光等の不具合が生じない場合等は、必ずしもこれらの層を設ける必要がない。
【００８６】
以上に述べた本実施の形態の発光素子は、正孔発生層１１１の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、正孔発生層１１１の厚さを変えることによって発光層１１３と第１の電極１０１との間の距離を調整することが容易にできる。
【００８７】
つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調節することが容易である。また、正孔発生層１１１の厚さを厚くすることによって第１の電極１０１の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【００８８】
また、本形態の発光素子は、電子発生層１１５の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、電子発生層１１５の厚さを変えることによって発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調整することが容易である。また、電子発生層１１５の厚さを厚くすることによって第２の電極１０２の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【００８９】
（実施の形態２）
本発明の発光素子の一態様について図２を用いて説明する。
【００９０】
図２には、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間に、第１の層２１３と、第２の層２１２と、第３の層２１１とを有する発光素子が示されている。第１の層２１３は、電子輸送層２２１と、発光層２２２と、正孔輸送層２２３と、正孔発生層２２４とが順に積層されて成る。第２の層２１２は電子を発生し、第３の層２１１は正孔を発生する。
【００９１】
ここで、正孔発生層２２４は発光層２２２よりも第１の電極２０１側に設けられており、電子輸送層２２１は発光層２２２よりも第２の電極２０２側に設けられている。第１の電極２０１の電位が第２の電極２０２の電位よりも高くなるように第１の電極２０１と第２の電極２０２とに電圧を印加すると、第３の層２１１から第２の電極２０２へ正孔が注入される。また、第１の層２１３へは、第２の層２１２から電子が注入され、第１の電極２０１から正孔が注入される。第１の層２１３に注入された電子と正孔とは、発光層２２２において再結合する。発光層２２２には発光物質が含まれており、再結合によって生成された励起エネルギーによって発光物質は励起状態となる。励起状態となった発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【００９２】
第３の層２１１と正孔発生層２２４とは、それぞれ、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層である。第３の層２１１および正孔発生層２２４において、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。
【００９３】
なお、第３の層２１１と正孔発生層２２４とのそれぞれにおいて、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体の中でも特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有するカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して、モル比の値が０．１〜１０、より好ましくは０．５〜２（＝電子受容性を示す物質／カルバゾール誘導体）となるように、それぞれの層に含まれていることが好ましい。また、電子受容性を示す物質について特に限定はないが、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることが好ましい。これらの金属酸化物と組み合わせることで、第３の層２１１または正孔発生層２２４の結晶化を抑制することができ、結晶化に起因した素子の動作不良を低減することができる。
【００９４】
第２の層２１２は、電子を発生する層であり、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質から選ばれる少なくとも一の物質と、これらの物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成することができる。
【００９５】
ここで、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質の中でも特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質については、それぞれ、上記したものを用いることができる。
【００９６】
また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。また、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等も電子供与性を示す物質として用いることができる。
【００９７】
電子輸送層２２１は、電子を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、第２の層２１２から発光層２２２へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層２２１を設けることによって、第２の層２１２と発光層２２２との距離を離すことができ、その結果、第２の層２１２に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。
電子輸送層２２１を形成するのに用いることができる物質の具体例については、実施の形態１における電子輸送層１１４を形成するのに用いることができる物質の具体例についての記載を準用する。
【００９８】
発光層２２２は、発光物質を含んでいる。発光層２２２は、発光物質のみから形成された層であってもよいが、濃度消光を生じる場合は、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、発光物質が分散するように混合された層であることが好ましい。発光層２２２に発光物質を分散して含ませることで、発光が濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、発光物質については、実施の形態１における発光物質についての記載を準用する。ここで、発光物質と共に発光層２２２に含まれ発光物質を分散状態にするために用いられる物質については、実施の形態１に記載の発光物質と共に発光層１１３に含まれ発光物質を分散状態にするために用いられる物質についての記載を準用する。
【００９９】
正孔輸送層２２３は、正孔を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、正孔発生層２２４から発光層２２２へ正孔を輸送する機能を有する。正孔輸送層２２３を設けることによって、正孔発生層２２４と発光層２２２との距離を離すことができ、その結果、正孔発生層２２４に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。正孔輸送層２２３は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。正孔輸送層２２３を形成するのに用いることができる物質の具体例については、実施の形態１における正孔輸送層１１２を形成するのに用いることができる物質の具体例についての記載を準用する。
【０１００】
第１の電極２０１はインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第１の電極２０１を形成することができる。これは、第１の電極２０１と発光層２２２との間に正孔発生層２２４が設けられている為である。
【０１０１】
また、第２の電極２０２についても、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第２の電極２０２を形成することができる。これは、第２の電極２０２と発光層２２２との間に第３の層２１１と第２の層２１２とが設けられている為である。
【０１０２】
なお、本形態では、発光物質を含む層である第１の層２１３が電子輸送層２２１、発光層２２２、正孔輸送層２２３、正孔発生層２２４を含む多層である発光素子について示したが、発光素子の態様は必ずしもこれに限定されるものではない。
【０１０３】
例えば、図５に示すように正孔発生層２２４に換えて正孔注入層２２５を設けた発光素子であってもよい。正孔注入層２２５は、第１の電極２０１から正孔輸送層２２３へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層２２５を設けることによって、第１の電極２０１と正孔輸送層２２３との間のイオン化ポテンシャルの差が緩和され、正孔が注入され易くなる。正孔注入層２２５は、正孔輸送層２２３を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが小さく、第１の電極２０１を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが大きい物質、または正孔輸送層２２３と第２の電極２０２との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。正孔注入層２２５を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等が挙げられる。正孔注入層２２５におけるイオン化ポテンシャルが正孔輸送層２２３におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔注入層２２５を形成することが好ましい。なお、正孔注入層２２５を設ける場合、第１の電極２０１は、インジウム錫酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。
【０１０４】
また、発光層２２２と電子輸送層２２１との間には、図６に示すように、正孔阻止層２２６を設けてもよい。正孔阻止層２２６を設けることによって、正孔が、発光層２２２を突き抜けて第２の電極２０２の方に流れていくのを防ぐことができ、キャリアの再結合効率を高めることができる。また、発光層２２２で生成された励起エネルギーが電子輸送層２２１等、他の層へ移動してしまうことを防ぐことができる。
【０１０５】
正孔阻止層２２６は、ＢＡｌｑ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ等の電子輸送層２２１を形成するのに用いることのできる物質の中から、特に、発光層２２２を形成するのに用いる物質よりもイオン化ポテンシャル及び励起エネルギーが大きい物質を選択することによって、形成することができる。つまり、正孔阻止層２２６におけるイオン化ポテンシャルが電子輸送層２２１におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔阻止層１１７は形成されていればよい。同様に、発光層２２２と正孔輸送層２２３との間にも、電子が発光層２２２を突き抜けて第１の電極２０１の方に流れていくのを阻止するための層を設けても構わない。
【０１０６】
なお、正孔輸送層２２３、電子輸送層２２１を設けるか否かについては発明の実施者が適宜選択すればよく、例えば、正孔輸送層２２３、電子輸送層２２１を設けなくても金属に起因した消光等の不具合が生じない場合等は、必ずしもこれらの層を設ける必要がない。
【０１０７】
また、以上のような、発光素子において、第２の層２１２に含まれる電子輸送性の高い物質の電子親和力と、第１の層２１３に含まれる層のうち第２の層２１２と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下である。より具体的には、図２に示した発光素子のように、第２の層２１２と電子輸送層２２１とが接するときは、第２の層２１２に含まれる電子輸送性を有する物質と、電子輸送層２２１に含まれる電子輸送性を有する物質との電子親和力との差が、２ｅＶ以下であることが好ましく、１．５ｅＶ以下であることがさらに好ましい。このように、第２の層２１２と第１の層２１３とを接合させることによって、第２の層２１２から第１の層２１３へ効率よく電子を注入することができる。
【０１０８】
以上に述べた本発明の発光素子は、第３の層２１１及び正孔発生層２２４の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない素子である。その為、第３の層２１１若しくは正孔発生層２２４の厚さを変えることによって発光層２２２と第１の電極２０１若しくは第２の電極２０２との間の距離を調整することが容易にできる。つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調節することが容易である。また、第３の層２１１若しくは正孔発生層２２４の厚さを厚くすることによって第１の電極２０１若しくは第２の電極２０２の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【０１０９】
（実施の形態３）
本発明の発光素子は、化合物の酸化及び結晶化に起因した動作不良を低減できるものである。また、正孔発生層の厚さを厚くすることによって電極間の短絡を防ぐことができるものである。また、正孔発生層の厚さを変えることで光路長を調整し、発光の外部取り出し効率を高めたり、色純度の良い発光を得ることができるものである。その為、発光装置に設けられた各画素が有する発光素子として本発明の発光素子を用いると、発光素子の動作不良に起因した表示欠陥の少ない良好な発光装置を得ることができる。また、発光装置に設けられた各画素が有する発光素子として本発明の発光素子を用いることで、表示色が良好な画像を提供できる発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子を光源に用いることで、発光素子の動作不良に起因した不具合が少なく良好に照明することができる発光装置を得ることができる。
【０１１０】
本形態では、表示機能を有する発光装置の回路構成および駆動方法について図７〜１１を用いて説明する。
【０１１１】
図７は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図７において、基板６５００上には、画素部６５１１と、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とが設けられている。ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６５０３と接続している。そして、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、ＦＰＣ６５０３からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。またＦＰＣ６５０３にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）６５０４が取り付けられている。なお、駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部６５１１と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。
【０１１２】
画素部６５１１には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部６５１１には、行方向に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部６５１１には、発光素子を含む一組の回路が複数配列している。
【０１１３】
図８は、一画素を動作するための回路を表した図である。図８に示す回路には、第１のトランジスタ９０１と第２のトランジスタ９０２と発光素子９０３とが含まれている。
【０１１４】
第１のトランジスタ９０１と、第２のトランジスタ９０２とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして機能する領域を、それぞれ第１電極、第２電極と表記する。
【０１１５】
ゲート信号線９１１と、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とはスイッチ９１８によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線９１１と、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とはスイッチ９１９によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線９１２は、スイッチ９２０によってソース信号線駆動回路９１５または電源９１６のいずれかに電気的に接続するように設けられている。そして、第１のトランジスタ９０１のゲートはゲート信号線９１１に電気的に接続している。また、第１のトランジスタの第１電極はソース信号線９１２に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ９０２のゲート電極と電気的に接続している。第２のトランジスタ９０２の第１電極は電流供給線９１７と電気的に接続し、第２電極は発光素子９０３に含まれる一の電極と電気的に接続している。なお、スイッチ９１８は、書込用ゲート信号線駆動回路９１３に含まれていてもよい。またスイッチ９１９についても消去用ゲート信号線駆動回路９１４の中に含まれていてもよい。また、スイッチ９２０についてもソース信号線駆動回路９１５の中に含まれていてもよい。
【０１１６】
また画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば図９の上面図に表すように配置することができる。図９において、第１のトランジスタ１００１の第１電極はソース信号線１００４に接続し、第２の電極は第２のトランジスタ１００２のゲート電極に接続している。また第２トランジスタ１００２の第１電極は電流供給線１００５に接続し、第２電極は発光素子の電極１００６に接続している。ゲート信号線１００３の一部は第１のトランジスタ１００１のゲート電極として機能する。
【０１１７】
次に、駆動方法について説明する。図１０は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図１０において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走査段数を表している。
【０１１８】
本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。ここで、一画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を１フレーム期間という。
【０１１９】
１フレームは、図１０に示すように、書き込み期間５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａと保持期間５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂとを含む４つのサブフレーム５０１、５０２、５０３、５０４に時分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第１のサブフレーム５０１：第２のサブフレーム５０２：第３のサブフレーム５０３：第４のサブフレーム５０４＝２３：２２：２１：２０＝８：４：２：１となっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行えるようにしてもよい。
【０１２０】
１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム５０１において、１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時間が異なる。書き込み期間５０１ａが終了した行から順に保持期間５０１ｂへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間５０１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム５０２へ移り、サブフレーム５０１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以上のような動作を繰り返し、サブフレーム５０４の保持期間５０４ｂ迄終了する。サブフレーム５０４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間を発光素子ごとに変えて一画素内で様々に組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。
【０１２１】
サブフレーム５０４のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間５０４ｂの後に消去期間５０４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ（この期間を非発光期間５０４ｄとする。）。そして、最終行目の書込期間が終了したら直ちに、一行目から順に次の（またはフレーム）の書込期間に移行する。これによって、サブフレーム５０４の書き込み期間と、その次のサブフレームの書き込み期間とが重畳することを防ぐことができる。
【０１２２】
なお、本形態では、サブフレーム５０１乃至５０４は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。
【０１２３】
ここで、書込期間および消去期間における、図８で示す回路の動作について説明する。
【０１２４】
まず書込期間における動作について説明する。書込期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１８を介して書込用ゲート信号線駆動回路９１３と電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介してソース信号線駆動回路と電気的に接続している。ここで、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線９１２から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線９１２から入力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３へ供給される電流値が決まる。そして、その電流値に依存して発光素子９０３は発光または非発光が決まる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。
【０１２５】
次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１９を介して消去用ゲート信号線駆動回路９１４と電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介して電源９１６と電気的に接続している。ここで、ｎ行目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線９１２から入力された消去信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３への電流の供給が阻止される。そして、発光素子９０３は強制的に非発光となる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。
【０１２６】
なお、消去期間では、ｎ行目（ｎは自然数）については、以上に説明したような動作によって消去する為の信号を入力する。しかし、前述のように、ｎ行目が消去期間であると共に、他の行（ｍ行目（ｍは自然数）とする。）については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線を利用してｎ行目には消去の為の信号を、ｍ行目には書込の為の信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。
【０１２７】
先に説明した消去期間における動作によって、ｎ行目の発光素子９０３が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線と消去用ゲート信号線駆動回路９１４とを非接続の状態とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線とソース信号線駆動回路９１５と接続させる。そして、ソース信号線とソース信号線駆動回路９１５とを接続させると共に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路９１３からｍ行目の信号線に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタがオンすると共に、ソース信号線駆動回路９１５からは、１列目から最終列目迄のソース信号線に書込の為の信号が入力される。この信号によって、ｍ行目の発光素子は、発光または非発光となる。
【０１２８】
以上のようにしてｍ行目について書込期間を終えたら、直ちに、ｎ＋１行目の消去期間に移行する。その為に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線を電源９１６と接続する。また、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、ゲート信号線については、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路９１４からｎ＋１行目のゲート信号線に選択的に信号を入力して第１のトランジスタに信号をオンする共に、電源９１６から消去信号が入力される。このようにして、ｎ＋１行目の消去期間を終えたら、直ちに、ｍ行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。
【０１２９】
なお、本形態では、ｎ行目の消去期間とｎ＋１行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設ける態様について説明したが、これに限らず、ｎ−１行目の消去期間とｎ行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設けてもよい。
【０１３０】
また、本形態では、サブフレーム５０４のように非発光期間５０４ｄを設けるときおいて、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と或る一のゲート信号線とを非接続状態にすると共に、書込用ゲート信号線駆動回路９１３と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行っても構わない。
【０１３１】
（実施の形態４）
本発明の発光素子を含む発光装置の一態様について、図１１の断面図を用いて説明する。
【０１３２】
図１１において、点線で囲まれているのは、本発明の発光素子１２を駆動するために設けられているトランジスタ１１である。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４との間に正孔発生層と電子発生層と発光物質を含む層とが積層された層１５を有する本発明の発光素子である。トランジスタ１１のドレインと第１の電極１３とは、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本形態において、基板１０上に設けられている。
【０１３３】
なお、図１１に示されたトランジスタ１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。なお、２１はゲート電極、２２はゲート絶縁膜、２３は半導体層、２４はｎ型の半導体層、２５は電極、２６は保護膜である。
【０１３４】
また、トランジスタ１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。
【０１３５】
なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端するために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも言われている。珪素を含む化合物の気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む化合物の気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。この珪素を含む化合物の気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０／ｃｍ３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３以下とする。なお、セミアモルファスなものを有する半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ２／Ｖｓｅｃとなる。
【０１３６】
また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
【０１３７】
なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。
【０１３８】
さらに、第１層間絶縁膜１６は、図１１（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１６ｂはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基（例えば、アルキル基、芳香族炭化水素）、又は置換基にフルオロ基、又は、置換基に少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を用いたもの）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。
【０１３９】
隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また隔壁層１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層１８は、無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。
【０１４０】
なお、図１１（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６のみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図１１（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１９（１９ａ、１９ｂ）が設けられた構成のものであってもよい。図１１（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は第２層間絶縁膜１９を貫通し、配線１７と接続している。
【０１４１】
第２層間絶縁膜１９は、第１層間絶縁膜１６と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。１９ａはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。
【０１４２】
発光素子１２において、第１の電極および第２の電極がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図１１（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図１１（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図１１（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。
【０１４３】
また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよいし、或いは、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、トランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタである。
【０１４４】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図１２には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の一例の斜視図を示す。図１２において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には発光物質を含む層及び電子発生層、正孔発生層が順に積層した層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
なお、図１２において示したものはパッシブ型の発光装置の一例であり、この構成に限定されるものではない。
また、パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
【０１４５】
（実施の形態５）
本発明の発光素子を画素として用いた発光装置は、発光素子の動作不良に起因した表示欠陥の少なく良好に表示動作する。その為、このような発光装置を表示部に適用することによって、表示欠陥に起因した表示画像の誤認等の少ない電子機器を得ることができる。また、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置は、発光素子の動作不良に起因した不具合が少なく良好に照明することができる。その為、このような発光装置をバックライト等の照明部として用いることによって、このように本発明の発光装置を実装することによって、発光素子の不具合に起因して局所的に暗部が形成されるような動作不良が低減され、良好に表示することができる。
【０１４６】
本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を図１３に示す。
【０１４７】
図１３（Ａ）は、本発明を適用して作製したパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。図７に示したような本発明の発光素子を画素として用いた発光装置を表示部として組み込むことでパーソナルコンピュータを完成できる。また、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置を、バックライトとして組み込んでもパーソナルコンピュータを完成させることができる。
【０１４８】
具体的には、図１４に示すように、筐体５５１１と筐体５５１４とに液晶装置５５１２と発光装置５５１３とが嵌め込まれた照明装置を表示部として組み込めばよい。なお、図１４において、液晶装置５５１２には外部入力端子５５１５が装着されており、発光装置５５１３は、本発明の発光素子を用いた発光素子アレイ５５１６と導光板５５１７とを有する。発光素子アレイ５５１６は、本発明の発光素子が１列または複数列形成されたものであり、発光素子アレイ５５１６から発せられる光が導光板によって、導光板の液晶装置５５１２と対向している面の全面から液晶装置５５１２側に射出するような構成となっている。
【０１４９】
なお、図１４で示した発光装置５５１３は、発光素子アレイと導光板とを有する構成となっているが、この構成に限定されるものではない。たとえば、導光板を設けないで、本発明の発光素子をもっと広い面積に渡って形成して、発光素子から発せられる光を導光板を介さずに直接液晶装置５５１２側に射出させる構成としてもよい。
【０１５０】
図１３（Ｂ）は、本発明を適用して作製した電話機であり、本体５５５２には表示部５５５１と、音声出力部５５５４、音声入力部５５５５、操作スイッチ５５５６、５５５７、アンテナ５５５３等によって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことで電話機を完成できる。
【０１５１】
図１３（Ｃ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部５５３１、筐体５５３２、スピーカー５５３３などによって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことでテレビ受像機を完成できる。
【０１５２】
以上のように本発明の発光装置は、各種電子機器の表示部として用いるのに非常に適している。なお、電子機器は、本形態で述べたものに限定されるものではなく、ナビゲーション装置等、その他の電子機器であってもよい。
【０１５３】
また、上記の電子機器のうち、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置をバックライトとして組み込んだ例として、パーソナルコンピュータしか示さなかったが、これはパーソナルコンピュータに限定されるものではなく、バックライトを使用する電子機器であれば、どのような電子機器でも本発明の発光素子を光源として用いることができる。
【実施例１】
【０１５４】
本発明の発光素子に用いるカルバゾール誘導体は、上述した一般式（１）で示される構造を有するものである。Ｒ１は、具体的には、水素、またはフッ素、塩素などのハロゲン元素、またはシアノ基、またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、またはトリフルオロメチル基などのハロアルキル基、またはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシル基、またはフェニル基、ナフチル基、アントリル基などのアリール基、またはイミダゾリル基、オキサチオリル基、チアゾリル基などの複素環残基、などが挙げられる。Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、具体的には、水素、またはフッ素、塩素などのハロゲン元素、またはシアノ基、またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、またはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシル基、またはアセチル基、アクロイル基、マロニル基、ベンゾイル基、ナフトイル基などのアシル基、またはトリフルオロメチル基などのハロアルキル基、またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基などのジアルキルアミノ基、またはジフェニルアミノ基やカルバゾリル基などのジアリールアミノ基、またはイミダゾリル基、オキサチオリル基、チアゾリル基などの複素環残基、などが挙げられる。Ｒ１〜Ｒ５に関して具体例を挙げたが、Ｒ１〜Ｒ５は、これらに限定されるものではない。
【０１５５】
また本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例としては、一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ５の構造を適宜変えることにより、例えば、下記構造式（２）〜（７６）に示すカルバゾール誘導体等が挙げられる。ただし、本発明で用いるカルバゾール誘導体はこれらに限定されない。
【０１５６】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【化６４】
【化６５】
【化６６】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【化７３】
【化７４】
【化７５】
【化７６】
【実施例２】
【０１５７】
実施例１において、本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例を複数示したが、本発明に用いるカルバゾール誘導体の合成法としては、種々の反応の適用が可能である。
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式（５６）で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。ただし、本発明に用いる上記構造式（５６）で示したカルバゾール誘導体の合成法は、これに限定されることはない。なお、本実施例で説明する上記構造（５６）で表されるカルバゾール誘導体の合成例の合成スキームを下記に示す。
【０１５８】
【化７７】
【０１５９】
アルゴン雰囲気下、Ｎ−エチル−３，６−ジブロモカルバゾール１６．５９ｇ（３０ｍｍｏｌ）とＮ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミン１２．０９ｇ（６６ｍｍｏｌ）とを脱水キシレン１００ｍｌに溶かした。これに、ヨウ化銅５．７ｇ（３０ｍｍｏｌ）、トランスシクロヘキサンジアミン２２．８ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、１６０℃にて３０分間攪拌した。攪拌終了後、リン酸カリウム２７．６ｇ（１３０ｍｍｏｌ）を加え、さらに９日間攪拌した。攪拌終了後、室温に戻し、トルエン３００ｍｌを加え、析出した物質をろ過した。得られたろ液を濃縮し、これにジエチルエーテルを加え、析出した物質をろ過した。得られたろ液にメタノールを加えると、ビーカーの壁面にタール状のものが析出した。これを一晩静置し、デカンテーションにて液相を除去し、タール状のものを得た。この得られたタール状のものをヘキサン：クロロホルム（１：２）でシリカゲルカラム精製を行い、淡いうぐいす色の粉末である３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−エチルカルバゾール（上記構造式（５６）；以下、ＥｔＣｚｍＰ２と記す）が得られた。得られたＥｔＣｚｍＰ２を高温度設定３００℃、低温度２００℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約１０％であった。
【０１６０】
なお、得られたＥｔＣｚｍＰ２の分解温度は、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）測定から３１０℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【０１６１】
なお、ＥｔＣｚｍＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はメタノール）について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長（３１２ｎｍ）に対して、４３５ｎｍに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長（２９０ｎｍ）に対して、４００ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図１５）。また、ＥｔＣｚｍＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はメタノール）について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、３１２ｎｍに、溶液の場合には、３０３ｎｍに最大吸収波長が得られた（図１６）。
【０１６２】
さらに、光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器社製）を用いて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．１８ｅＶであった。また。吸収スペクトル（図１６）の吸収端をエネルギーギャップとして、その値をＨＯＭＯ準位の値に加算することにより見積もったＬＵＭＯ準位の値は、−１．７１ｅＶであった。
【実施例３】
【０１６３】
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式（７５）で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。
【０１６４】
本実施例では、原材料Ｎ−フェニル−３，６−ジブロモカルバゾール１２．０３ｇ（３０ｍｍｏｌ）を用いて、上記実施例１と同様な方法にて上記構造式（７５）で示されるカルバゾール誘導体である３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（以下、ＰｈＣｚｍＰ２と記す）が得られた。得られたＰｈＣｚｍＰ２を高温度設定２９０℃、低温度９０℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約１０％であった。
【０１６５】
得られたＰｈＣｚｍＰ２の１Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図１７に、図１７の二点鎖線（Ａ）で囲まれた領域の拡大図を図１８に示す。図１７、１８において、縦軸はシグナルの相対強度を示し、横軸は、試料と基準試料との共鳴周波数の差を装置発振器の周波数で割った無次元値δを示す。
【０１６６】
得られたＰｈＣｚｍＰ２の１Ｈ ＮＭＲのデータは以下のとおりである。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）；δ＝３．３１（ｓ、６Ｈ）、６．７４（ｓ、２Ｈ）、６．７５（ｄ、ｊ＝６．０、４Ｈ）、６．８５−６．９１（ｍ、６Ｈ）、７．０８（ｔ、ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．１５−７．２０（ｍ、６Ｈ）、７．３３（ｄ、ｊ＝８．７、２Ｈ）、７．５１（ｔ、ｊ＝７．２、１Ｈ）、７．５８−７．６８（ｍ、４Ｈ）、７．９１（ｓ、２Ｈ）
【０１６７】
なお、得られたＰｈＣｚｍＰ２の分解温度は、２３０℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【０１６８】
なお、ＰｈＣｚｍＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はメタノール）について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長（３０８ｎｍ）に対して、４３０ｎｍに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長（３２０ｎｍ）に対して、４３９ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図１９）。また、ＰｈＣｚｍＰ２の薄膜、について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、３０８ｎｍに最大吸収波長が得られた（図２０）。
【０１６９】
さらに、上記実施例２と同様な方法にて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．４０ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位の値は、−２．３９ｅＶであった。
【実施例４】
【０１７０】
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式（７６）で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。
【０１７１】
本実施例では、原材料Ｎ−フェニル−３，６−ジブロモカルバゾール１２．０３ｇ（３０ｍｍｏｌ）とジフェニルアミン１２．１８ｇ（７２ｍｍｏｌ）を用いて、上記実施例２と同様な方法にて上記構造式（７６）で示されるカルバゾール誘導体である３，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾール（以下、ＰｈＣｚＰ２と記す）が得られた。得られたＰｈＣｚＰ２を高温度設定２７０℃、低温度１７５℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約５０％であった。
得られたＰｈＣｚＰ２の１Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図２１に、１３Ｃ ＮＭＲのスペクトルを図２２に、図２２の破線（Ａ）で囲まれた領域の拡大図を図２３に示す。図２１〜２３において、縦軸はシグナルの相対強度を示し、横軸は、試料と基準試料との共鳴周波数の差を装置発振器の周波数で割った無次元値δを示す。
得られたＰｈＣｚＰ２の１Ｈ ＮＭＲと１３Ｃ ＮＭＲのデータは以下のとおりである。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）；δ＝６．８８−６．９５（ｍ、１２Ｈ）、７．１７−７．２３（ｍ、１０Ｈ）、７．３５（ｄ、ｊ＝４．５、６Ｈ）、７．５６−７．６９（ｍ、５Ｈ）、７．９７（ｓ、２Ｈ）
１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）；δ＝１１１．１、１１９．４、１２１．６、１２２．０、１２３．６、１２６．４、１２６．８、１２７．８、１２９．３、１３０．２、１３６．７、１３８．２、１３９．９、１４８．０
【０１７２】
なお、得られたＰｈＣｚＰ２の分解温度は、ＴＧ−ＤＴＡ測定により３６５℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【０１７３】
なお、ＰｈＣｚＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はジクロロメタン）について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長（３１３ｎｍ）に対して、４２９ｎｍに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長（３１５ｎｍ）に対して、４３５ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図２４）。また、ＰｈＣｚＰ２の薄膜、ジクロロメタン溶液について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合３１３ｎｍ、溶液の場合３０５ｎｍに最大吸収波長が得られた（図２５）。
【０１７４】
さらに、上記実施例２と同様な方法にて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．３１ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位の値は、−２．５７ｅＶであった。
【実施例５】
【０１７５】
本実施例では、実施例３で合成した構造式（７５）で示される３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚｍＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層の成膜例を例示する。
【０１７６】
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、ＰｈＣｚｍＰ２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ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：１となるように共蒸着した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：１．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は１．１となっている。なお、膜厚は１００ｎｍとした。
【０１７７】
このようにして成膜したＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図２６中のＡに示す。比較のため、ＰｈＣｚｍＰ２のみの膜（膜厚９０ｎｍ）の吸収スペクトルを図２６中にＢとして合わせて図示した。なお、図２６において、縦軸は吸光度、横軸は波長を示す。
【０１７８】
図２６からわかる通り、Ａの混合膜は、ＰｈＣｚｍＰ２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、破線で囲った部分）。これは、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの間で電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰｈＣｚｍＰ２から電子を受け取り、ＰｈＣｚｍＰ２にホールが発生しているものと考えられる。
【０１７９】
したがって、本実施例で成膜したＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜は、キャリアが内在的に発生しているため、発光素子の構造をＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜を有する構造とすることによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。
【実施例６】
【０１８０】
本実施例では、実施例４で合成した構造式（７６）で示される３，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層の成膜例を例示する。
【０１８１】
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、ＰｈＣｚＰ２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ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとを含む層（ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を形成した。この時、ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：１となるように共蒸着した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚＰ２：酸化モリブデン＝１．０：１．０となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は１．０となっている。なお、膜厚は８０ｎｍとした。
【０１８２】
このようにして成膜したＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図２７中のＡに示す。比較のため、ＰｈＣｚＰ２のみの膜（膜厚９０ｎｍ）の吸収スペクトルを図２７中にＢとして合わせて図示した。なお、図２７において、縦軸は吸光度、横軸は波長を示す。
【０１８３】
図２７からわかる通り、Ａの混合膜は、ＰｈＣｚＰ２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、破線で囲った部分）。これは、ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの間で電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰｈＣｚＰ２から電子を受け取り、ＰｈＣｚＰ２にホールが発生しているものと考えられる。
【０１８４】
したがって、本実施例で成膜したＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜は、キャリアが内在的に発生しているため、発光素子の構造をＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜を有する構造とすることによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。
【実施例７】
【０１８５】
本実施例では、実施例３で合成した構造式（７５）で示される３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚｍＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層を図１の第１の層（正孔発生層）１１１として用いた発光素子の作製例について例示する。
【０１８６】
まず、ガラス基板上に第１の電極１０１として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を１１０ｎｍの膜厚で形成した。ＩＴＳＯはスパッタリング法によって成膜した。なお、第１の電極１０１のサイズは２ｍｍ×２ｍｍとした。次に第１の電極１０１上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂（代表的にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製、ナイロン製など）で基板表面を洗浄し、２００℃で１時間熱処理を行い、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１８７】
次に、正孔発生層１１１としてＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層（ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２となるように共蒸着することによって、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：２．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は２．１となっている。
【０１８８】
続いて正孔輸送層１１２としてＮＰＢを１０ｎｍの膜厚で形成した。これらの積層膜上に、発光層１１３としてＡｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とクマリン６の比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を形成した。
【０１８９】
さらに電子輸送層１１４としてＡｌｑ３を１０ｎｍの膜厚で形成した。そして、電子発生層１１５としてＡｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を３０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とＬｉの比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を形成した。最後に第２の電極１０２としてＡｌを２００ｎｍの膜厚で形成し、素子を完成させた。なお、正孔発生層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子発生層１１５、第２の電極１０２は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜した。
【０１９０】
以上のようにして作製した発光素子の第１の電極１０１と第２の電極１０２間に７．６Ｖの電圧を印加したところ、１０．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流が流れ、１１００ｃｄ／ｍ２の高輝度が得られた。発光色は、クマリン６に由来する緑色発光であった。また、本実施例の発光素子の電流密度―輝度特性を図２８に、電圧―輝度特性を図２９に、輝度―電流効率特性を図３０にそれぞれ示す。なお、図２８において、縦軸は輝度Ｌ、横軸は電流密度Ｊを示し、図２９において、縦軸は輝度Ｌ、横軸は電圧Ｖを示し、図３０において、縦軸は電流効率η、横軸は輝度Ｌを示す。これらの結果から、本実施例の発光素子は良好な特性を示すことがわかる。
【実施例８】
【０１９１】
本実施例では、実施例３で合成した構造式（７５）で示される３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚｍＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層を図２の第３の層２１１及び正孔発生層２２４として用いた発光素子の作製例について例示する。
【０１９２】
まず、ガラス基板上に第１の電極２０１としてＩＴＳＯを１１０ｎｍの膜厚で形成した。ＩＴＳＯはスパッタリング法によって成膜した。なお、第１の電極２０１のサイズは２ｍｍ×２ｍｍとした。次に第１の電極２０１上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂（代表的にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製、ナイロン製など）で基板表面を洗浄し、２００℃で１時間熱処理を行い、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１９３】
次に、正孔発生層２２４としてＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層（ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２となるように共蒸着することによって、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：２．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は２．１となっている。
【０１９４】
続いて正孔輸送層２２３としてＮＰＢを１０ｎｍの膜厚で形成した。これらの積層膜上に、発光層２２２としてＡｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とクマリン６の比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を形成した。
【０１９５】
さらに電子輸送層２２１としてＡｌｑ３を１０ｎｍの膜厚で形成した。このようにして、第１の電極２０１上に正孔発生層２２４、正孔輸送層２２３、発光層２２２、電子輸送層２２１からなる第１の層２１３を形成した。
【０１９６】
そして、電子輸送層２２１上に電子を発生する第２の層２１２としてＡｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を３０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とＬｉの比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を形成した。続いて正孔を発生する第３の層２１１としてＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層（ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を２０ｎｍの膜厚で形成した。この時、ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２となるように共蒸着することによって、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：２．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は２．１となっている。
【０１９７】
最後に第２の電極２０２としてＡｌを２００ｎｍの膜厚で形成し、素子を完成させた。なお、正孔発生層２２４、正孔輸送層２２３、発光層２２２、電子輸送層２２１、第２の層２１２、第３の層２１１、第２の電極１０２は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜した。
【０１９８】
以上のようにして作製した発光素子の第１の電極２０１と第２の電極２０２間に電圧を印加すると、クマリン６に由来する緑色の発光が得られ、発光素子として良好に機能することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図２】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図３】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図４】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図５】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図６】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図７】本発明の発光装置の一態様について説明する上面図。
【図８】本発明の発光装置に設けられた画素を駆動する為の回路の一態様について説明する図。
【図９】本発明の発光装置に含まれる画素部の一態様について説明する図。
【図１０】本発明の発光装置に含まれる画素を駆動するための駆動方法について説明するフレーム図。
【図１１】本発明の発光装置の断面の一態様について説明する図。
【図１２】本発明の発光装置の一態様について説明する図。
【図１３】本発明を適用した電子機器の一態様について説明する図。
【図１４】本発明を適用した照明装置について説明する図。
【図１５】本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図１６】本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図１７】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図。
【図１８】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルの拡大図。
【図１９】本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図２０】本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図２１】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図。
【図２２】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１３Ｃ ＮＭＲスペクトルを示す図。
【図２３】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１３Ｃ ＮＭＲスペクトルの拡大図。
【図２４】本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図２５】本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図２６】ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルとＰｈＣｚｍＰ２単独膜の吸収スペクトルとの比較を示す図。
【図２７】ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルとＰｈＣｚＰ２単独膜の吸収スペクトルとの比較を示す図。
【図２８】実施例７に示す素子の電流密度−輝度特性を示す図。
【図２９】実施例７に示す素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図３０】実施例７に示す素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【符号の説明】
【０２００】
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１１１ 正孔発生層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子発生層
１１６ 電子注入層
１１７ 正孔阻止層
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２１１ 第３の層
２１２ 第２の層
２１３ 第１の層
２２１ 電子輸送層
２２２ 発光層
２２３ 正孔輸送層
２２４ 正孔発生層
２２５ 正孔注入層
２２６ 正孔阻止層
６５００ 基板
６５０３ ＦＰＣ
６５０４ プリント配線基盤
６５１１ 画素部
６５１２ ソース信号線駆動回路
６５１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
６５１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９０１ トランジスタ
９０２ トランジスタ
９０３ 発光素子
９１１ ゲート信号線
９１２ ソース信号線
９１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
９１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９１５ ソース信号線駆動回路
９１６ 電源
９１７ 電流供給線
９１８ スイッチ
９１９ スイッチ
９２０ スイッチ
１００１ トランジスタ
１００２ トランジスタ
１００３ ゲート信号線
１００４ ソース信号線
１００５ 電流供給線
１００６ 電極
５０１ サブフレーム
５０２ サブフレーム
５０３ サブフレーム
５０４ サブフレーム
５０１ａ 書き込み期間
５０１ｂ 保持期間
５０２ａ 書き込み期間
５０２ｂ 保持期間
５０３ａ 書き込み期間
５０３ｂ 保持期間
５０４ａ 書き込み期間
５０４ｂ 保持期間
５０４ｃ 消去期間
５０４ｄ 非発光期間
１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 第１の電極
１４ 第２の電極
１５ 層
１６ 層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ 層間絶縁膜
９５１ 基板
９５２ 電極
９５６ 電極
９５５ 層
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５３ 絶縁層
５５２１ 本体
５５２２ 筐体
５５２３ 表示部
５５２４ キーボード
５５１１ 筐体
５５１２ 液晶装置
５５１３ 発光装置
５５１４ 筐体
５５１５ 外部入力端子
５５１６ 発光素子アレイ
５５５１ 表示部
５５５２ 本体
５５５３ アンテナ
５５５４ 音声出力部
５５５５ 音声入力部
５５５６ 操作スイッチ
５５３１ 表示部
５５３２ 筐体
５５３３ スピーカー
【技術分野】
【０００１】
本発明は一対の電極間に複数の層が挟まれた構成を有する発光素子に関し、特に複数の層のうち少なくとも一層として用いることのできる層の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス素子（発光素子）からの発光を利用した発光装置は、表示用または照明用の装置として注目されている。
【０００３】
発光装置に用いられる発光素子としては、一対の電極間に発光性化合物を含む層が挟まれた構成を有するものがよく知られている。
【０００４】
このような発光素子では、一方の電極は陽極として、他方の電極は陰極としてそれぞれ機能し、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とが再結合して励起状態の分子を形成し、それが基底状態に戻るときに光を放出する。
【０００５】
ところで、近年急速に開発が進んだ各種情報処理機器に組み込むための表示用装置においては特に低消費電力化への要求が高く、これを達成するために発光素子の低駆動電圧化が試みられている。また、商品化を踏まえれば、低駆動電圧化のみならず発光素子の長寿命化もまた重要であり、これを達成するための発光素子の開発が進められている。
【０００６】
例えば特許文献１では、モリブデン酸化物等の仕事関数の高い金属酸化物を陽極に用いることで発光素子の低駆動電圧化する技術について開示されている。また、この特許文献１で開示される技術によって、長寿命化に対する効果も得られる。
【０００７】
しかし、モリブデン酸化物は結晶化しやすいため、結晶化に起因した発光素子の動作不良を十分に低減させることができない。すなわち、モリブデン酸化物が結晶化して凸部を形成することによって平坦性を失ってしまうため、ショートしやすくなり、発光素子の動作不良を引き起こし易いという問題があった。
【特許文献１】特開平９−６３７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、化合物の酸化及び結晶化に起因した動作不良を低減できる発光素子を提供することを課題とする。
また、本発明は、駆動電圧が低く、また従来の発光素子よりもさらに長寿命化できる発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、前記複数の層のうち少なくとも一層は、下記一般式（１）で表されるカルバゾール骨格を有する化合物（カルバゾール誘導体）と、下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
【００１０】
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【００１１】
上記のような構成、すなわち、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを１つの層に共存させることにより、電圧が発光素子に印加される前においても、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。
【００１２】
よって、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、正孔を発生させる機能を有する。
【００１３】
よって、本発明の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
【００１４】
そして、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」を設けることによって、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」において、正孔を発生させることができるため、第１または第２の電極を構成する材料として、仕事関数が高い導電膜も仕事関数が低い導電膜も使用することができる。
【００１５】
つまり、従来の発光素子においては、陽極から発光物質を含む層に正孔を注入するために陽極として仕事関数が高い導電膜を使用していた。しかし、本発明においては、正孔を発生する機能を有する層が存在しているため、陽極として仕事関数の高い導電膜を用いなくてもよい。
【００１６】
そして、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、正孔を発生させる機能を有するため、キャリア密度が上昇する。その結果、導電性が良くなるため、
「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さを変えることによって発光物質を含む層と第１の電極または第２の電極との間の距離を調整することが容易にできる。
【００１７】
つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調節することが容易である。また、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚さを厚くすることによって第１の電極の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【００１８】
また、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は、導電性が良いため、正孔を輸送する機能にも優れている。
【００１９】
よって、本発明の発光素子は、
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の発光素子の上記複数の構成において、
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造となっていることを特徴とする。
【００２３】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、金属酸化物が挙げられる。
【００２４】
そして、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物のなかでも周期表第４族〜第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることが好ましい。
【００２５】
また、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、２つのトリフェニルアミン骨格を有している。
そして、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等の周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物は、このトリフェニルアミン骨格に対して特に電子受容性を示すことがわかっている。
【００２６】
よって、上記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、例えばモリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等の周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることが好ましい。
【００２７】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物以外に、例えば、有機化合物としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニルなど、無機化合物としては、ＦｅＣｌ３（塩化鉄（ＩＩＩ））、ＡｌＣｌ３（塩化アルミニウム）などが挙げられる。
【００２８】
また、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」における、電子受容性を示す物質とカルバゾール誘導体との最適な混合モル比は、電子受容性を示す物質／カルバゾール誘導体＝０．１〜１０、好ましくは０．５〜２である。
【００２９】
なお、前記複数の層は、キャリア注入性の高い物質を有する層やキャリア輸送性の高い物質を有する層等を組み合わせて構成されたものである。前記複数の層の構造については、発光物質を含む層において発光領域が形成されるような構造、つまり発光物質を含む層においてキャリア（担体）の再結合が行われるような構造となっていればよく、目的に応じて前記複数の層の構造を適宜選択することができる。
【００３０】
また、発光物質を含む層は、単層であっても多層であってもよい。また、多層である場合には、少なくとも一層に発光物質が含まれていればよい。
【００３１】
なお、本発明の発光素子は、発光物質を含む層におけるキャリアの再結合により生じる光が、前記第１及び第２の電極の一方のみから外部に射出する構成としてもよいし、第１及び第２の電極の両方から外部に射出される構成としてもよい。
【００３２】
第１の電極側から光を射出させる場合には、第１の電極を透光性の材料で形成し、第２の電極側から光を射出させる場合には、第２の電極を透光性の材料で形成し、第１及び第２の電極の両方側から光を射出させる場合には、第１及び第２の電極の両方を透光性の材料で形成すればよい。
【００３３】
また本発明の発光素子は基板上に支持されていることが好ましく、該基板について特に制限はなく、従来の発光素子に用いられているもの、例えば、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるもの等を用いることができる。
【００３４】
本発明の発光装置は、上記に述べた発光素子のいずれかを画素もしくは光源として用いたものである。
【００３５】
本発明の電子機器は、上記に述べた発光素子のいずれかを画素として用いた発光装置を表示部に用いたものである。
【００３６】
本発明の電子機器は、上記に述べた発光素子のいずれかを光源として用いた発光装置を照明部に用いたものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の発光素子は、第１の電極と第２の電極の間の複数の層のうち少なくとも１つの層を、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層とすることによって、金属酸化物で陽極を形成した場合に発生する結晶化に起因した発光素子の動作不良の問題を解決し、かつ低駆動電圧化することができる。
【００３８】
また、本発明の発光素子は、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」において電圧印加前でも電子の授受が行われるため、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は非常に導電性の高い膜となる。従って、駆動電圧及び消費電力の小さい電界発光素子を提供することができる。
【００３９】
さらに、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」の厚膜化に比例して駆動電圧が上昇することが少ない。
【００４０】
よって、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」を電圧上昇を伴うことなく厚膜化して短絡を防止したり、光学設計を最適化することが可能となり、信頼性が高く、発光効率の高い電界発光素子を提供することができる。
【００４１】
さらに、「一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層」は結晶化し難いため、層の結晶化に起因した動作不良の少ない電界発光素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の一態様について説明する。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、本形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４３】
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１を用いて説明する。
【００４４】
図１には、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に第１の層１１１、第２の層１１２、第３の層１１３、第４の層１１４、第５の層１１５を有する発光素子が示されている。
【００４５】
この第１の層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層である。この第１の層は、正孔を発生する機能を有するため、以下においては、正孔発生層と呼ぶこととする。
第２の層１１２は正孔輸送層、第３の層１１３は発光層、第４の層１１４は電子輸送層である。そして、第５の層１１５は、電子を発生する機能を有する層であり、以下においては第５の層を電子発生層と呼ぶこととする。
【００４６】
第１の電極１０１の電位が第２の電極１０２の電位よりも高くなるように第１の電極１０１と第２の電極１０２とに電圧を印加したとき、発光層１１３には、第１の電極１０１側から正孔が注入され、第２の電極１０２側から電子が注入される。そして、発光層１１３に注入された正孔と電子とは再結合する。発光層１１３には発光物質が含まれており、再結合によって生成された励起エネルギーによって発光物質は励起状態となる。励起状態となった発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【００４７】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して、モル比の値が０．１〜１０、より好ましくは０．５〜２（＝電子受容性を示す物質／カルバゾール誘導体）となるように含まれていることが好ましい。
【００４８】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質としては、金属酸化物が挙げられる。金属酸化物のなかでも、周期表第４族〜第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いるのが好ましく、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等の周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることがさらに好ましい。
【００４９】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質として、金属酸化物以外に、例えば、有機化合物としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニルなど、無機化合物としては、ＦｅＣｌ３（塩化鉄（ＩＩＩ））、ＡｌＣｌ３（塩化アルミニウム）などが挙げられる。
【００５０】
また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一種類を用いても、複数種類を用いてもよい。
【００５１】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質と一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体とを組み合わせることで、正孔発生層１１１の結晶化を抑制することができ、結晶化に起因した素子の動作不良を低減することができる。
【００５２】
このような構成の正孔発生層１１１において、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。
【００５３】
また、発光層１１３は、発光物質を含んでいる。ここで、発光物質とは、発光効率が良好で、所望の波長の発光をし得る物質である。発光層１１３は、発光物質のみから形成された層であってもよいが、濃度消光を生じる場合は、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、発光物質が分散するように混合された層であることが好ましい。発光層１１３に発光物質を分散して含ませることで、発光が濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。ここで、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップをいう。
【００５４】
発光物質について特に限定はなく、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。
【００５５】
例えば、赤色系の発光を得たいときには、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＩ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）やペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン等、６００ｎｍから６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。
【００５６】
また緑色系の発光を得たいときは、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６やクマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等、５００ｎｍから５５０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。
【００５７】
また、青色系の発光を得たいときは、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−ガリウム（略称：ＢＧａｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等、４２０ｎｍから５００ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を発光物質として用いることができる。
【００５８】
以上のように、蛍光を発光する物質の他、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（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、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（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））、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（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒ（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）等の燐光を発光する物質も発光物質として用いることができる。
【００５９】
また、発光物質と共に発光層１１３に含まれ、発光物質を分散状態にするために用いられる物質について特に限定はなく、発光物質として用いる物質のエネルギーギャップ等を勘案して適宜選択すればよい。
【００６０】
例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、または４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）等のキノキサリン誘導体の他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）等の金属錯体等を発光物質と共に用いることができる。
【００６１】
正孔輸送層１１２は、正孔を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、正孔発生層１１１から発光層１１３へ正孔を輸送する機能を有する。
正孔輸送層１１２を設けることによって、正孔発生層１１１と発光層１１３との距離を離すことができ、その結果、正孔発生層１１１に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。
【００６２】
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。
なお、正孔輸送性の高い物質とは、電子よりも正孔の移動度が高く、電子の移動度に対する正孔の移動度の比の値（＝正孔移動度／電子移動度）が１００よりも大きい物質をいう。
【００６３】
正孔輸送層１１２を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、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）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、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）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等が挙げられる。
【００６４】
電子輸送層１１４は、電子を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、電子発生層１１５から発光層１１３へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層１１４を設けることによって、第２の電極１０２と発光層１１３との距離を離すことができ、その結果、第２の電極１０２に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。
【００６５】
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。なお、
電子輸送性の高い物質とは、正孔よりも電子の移動度が高く、正孔の移動度に対する電子の移動度の比の値（＝電子移動度／正孔移動度）が１００よりも大きい物質をいう。
【００６６】
電子輸送層１１４を形成するのに用いることができる物質の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）等の金属錯体の他、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）等が挙げられる。
【００６７】
なお、正孔輸送層１１２と電子輸送層１１４とは、それぞれ、上記の物質の他、バイポーラ性の物質を用いて形成してもよい。バイポーラ性の物質とは、電子または正孔のいずれか一方のキャリアの移動度と他方のキャリアの移動度とを比較したときに、一方のキャリアの移動度に対する他方のキャリアの移動度の比の値が１００以下、好ましくは１０以下である物質をいう。
【００６８】
バイポーラ性の物質として、例えば、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）等が挙げられる。バイポーラ性の物質の中でも特に、正孔及び電子の移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の物質を用いることが好ましい。また同一のバイポーラ性の物質を用いて、正孔輸送層１１２と電子輸送層１１４とを形成しても構わない。
【００６９】
電子発生層１１５は、電子を発生する層であり、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質から選ばれる少なくとも一の物質と、これらの物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成することができる。ここで、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質の中でも特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。
【００７０】
電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質については、それぞれ、上記したものを用いることができる。また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。また、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等から選ばれる少なくとも一の物質も電子供与性を示す物質として用いることができる。
【００７１】
第１の電極１０１はインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。
【００７２】
このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第１の電極１０１を形成することができる。これは、第１の電極１０１と発光層１１３との間に正孔発生層１１１が設けられている為である。
【００７３】
また、第２の電極１０２についても、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、またはマグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。
【００７４】
このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第２の電極１０２を形成することができる。これは、第２の電極１０２と発光層１１３との間に電子発生層１１５が設けられている為である。
【００７５】
なお、本形態では、正孔発生層１１１及び発光層１１３の他に、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４等を有する発光素子について示したが、発光素子の態様は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００７６】
例えば、図３に示すように電子発生層１１５に換えて電子注入層１１６を設けた発光素子であってもよい。電子注入層１１６は、第２の電極１０２から電子輸送層１１４へ電子の注入を補助する機能を有する層である。
【００７７】
電子注入層１１６を設けることによって、第２の電極１０２と電子輸送層１１４との間の電子親和力の差が緩和され、電子が注入され易くなる。電子注入層１１６は、電子輸送層１１４を形成している物質よりも電子親和力が大きく第２の電極１０２を形成している物質よりも電子親和力が小さい物質、または電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。
【００７８】
電子注入層１１６を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物等の無機物が挙げられる。これらの物質は薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるため好ましい。
【００７９】
また、無機物の他、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＴＡＺ等の電子輸送層１１４を形成するのに用いることのできる物質も、これらの物質の中から、電子輸送層１１４の形成に用いる物質よりも電子親和力が大きい物質を選択することによって、電子注入層１１６を形成する物質として用いることができる。
【００８０】
つまり、電子注入層１１６における電子親和力が電子輸送層１１４における電子親和力よりも相対的に大きくなるように、電子注入層１１６を形成することが好ましい。なお、電子注入層１１６を設ける場合、第２の電極１０２は、アルミニウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成することが好ましい。
【００８１】
また、発光層１１３と電子輸送層１１４との間には、図４に示すように、正孔阻止層１１７を設けてもよい。正孔阻止層１１７を設けることによって、正孔が、発光層１１３を突き抜けて第２の電極１０２の方に流れていくのを防ぐことができ、キャリアの再結合効率を高めることができる。また、発光層１１３で生成された励起エネルギーが電子輸送層１１４等、他の層へ移動してしまうことを防ぐことができる。
【００８２】
正孔阻止層１１７は、ＢＡｌｑ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ等の電子輸送層１１４を形成するのに用いることのできる物質の中から、特に、発光層１１３を形成するのに用いる物質よりもイオン化ポテンシャル及び励起エネルギーが大きい物質を選択することによって、形成することができる。
【００８３】
つまり、正孔阻止層１１７におけるイオン化ポテンシャルが電子輸送層１１４におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔阻止層１１７は形成されていればよい。
【００８４】
同様に、発光層１１３と正孔輸送層１１２との間にも、発光層１１３を突き抜けて第１の電極１０１の方に電子が流れていくのを阻止するための層を設けても構わない。
【００８５】
なお、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４等を設けるか否かについては発明の実施者が適宜選択すればよく、例えば、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４を設けなくても金属に起因した消光等の不具合が生じない場合等は、必ずしもこれらの層を設ける必要がない。
【００８６】
以上に述べた本実施の形態の発光素子は、正孔発生層１１１の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、正孔発生層１１１の厚さを変えることによって発光層１１３と第１の電極１０１との間の距離を調整することが容易にできる。
【００８７】
つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調節することが容易である。また、正孔発生層１１１の厚さを厚くすることによって第１の電極１０１の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【００８８】
また、本形態の発光素子は、電子発生層１１５の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない。その為、電子発生層１１５の厚さを変えることによって発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調整することが容易である。また、電子発生層１１５の厚さを厚くすることによって第２の電極１０２の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【００８９】
（実施の形態２）
本発明の発光素子の一態様について図２を用いて説明する。
【００９０】
図２には、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間に、第１の層２１３と、第２の層２１２と、第３の層２１１とを有する発光素子が示されている。第１の層２１３は、電子輸送層２２１と、発光層２２２と、正孔輸送層２２３と、正孔発生層２２４とが順に積層されて成る。第２の層２１２は電子を発生し、第３の層２１１は正孔を発生する。
【００９１】
ここで、正孔発生層２２４は発光層２２２よりも第１の電極２０１側に設けられており、電子輸送層２２１は発光層２２２よりも第２の電極２０２側に設けられている。第１の電極２０１の電位が第２の電極２０２の電位よりも高くなるように第１の電極２０１と第２の電極２０２とに電圧を印加すると、第３の層２１１から第２の電極２０２へ正孔が注入される。また、第１の層２１３へは、第２の層２１２から電子が注入され、第１の電極２０１から正孔が注入される。第１の層２１３に注入された電子と正孔とは、発光層２２２において再結合する。発光層２２２には発光物質が含まれており、再結合によって生成された励起エネルギーによって発光物質は励起状態となる。励起状態となった発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【００９２】
第３の層２１１と正孔発生層２２４とは、それぞれ、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層である。第３の層２１１および正孔発生層２２４において、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質によって電子を奪われる。つまり一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体は酸化され、そして正孔が発生する。
【００９３】
なお、第３の層２１１と正孔発生層２２４とのそれぞれにおいて、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体の中でも特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有するカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。また、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して、モル比の値が０．１〜１０、より好ましくは０．５〜２（＝電子受容性を示す物質／カルバゾール誘導体）となるように、それぞれの層に含まれていることが好ましい。また、電子受容性を示す物質について特に限定はないが、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物等の金属酸化物を用いることが好ましい。これらの金属酸化物と組み合わせることで、第３の層２１１または正孔発生層２２４の結晶化を抑制することができ、結晶化に起因した素子の動作不良を低減することができる。
【００９４】
第２の層２１２は、電子を発生する層であり、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質から選ばれる少なくとも一の物質と、これらの物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成することができる。
【００９５】
ここで、電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質の中でも特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。電子輸送性の高い物質およびバイポーラ性の物質については、それぞれ、上記したものを用いることができる。
【００９６】
また、電子供与性を示す物質としては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。また、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等も電子供与性を示す物質として用いることができる。
【００９７】
電子輸送層２２１は、電子を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、第２の層２１２から発光層２２２へ電子を輸送する機能を有する。電子輸送層２２１を設けることによって、第２の層２１２と発光層２２２との距離を離すことができ、その結果、第２の層２１２に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。
電子輸送層２２１を形成するのに用いることができる物質の具体例については、実施の形態１における電子輸送層１１４を形成するのに用いることができる物質の具体例についての記載を準用する。
【００９８】
発光層２２２は、発光物質を含んでいる。発光層２２２は、発光物質のみから形成された層であってもよいが、濃度消光を生じる場合は、発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、発光物質が分散するように混合された層であることが好ましい。発光層２２２に発光物質を分散して含ませることで、発光が濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、発光物質については、実施の形態１における発光物質についての記載を準用する。ここで、発光物質と共に発光層２２２に含まれ発光物質を分散状態にするために用いられる物質については、実施の形態１に記載の発光物質と共に発光層１１３に含まれ発光物質を分散状態にするために用いられる物質についての記載を準用する。
【００９９】
正孔輸送層２２３は、正孔を輸送する機能を有する層であり、本形態の発光素子においては、正孔発生層２２４から発光層２２２へ正孔を輸送する機能を有する。正孔輸送層２２３を設けることによって、正孔発生層２２４と発光層２２２との距離を離すことができ、その結果、正孔発生層２２４に含まれている金属に起因して発光が消光することを防ぐことができる。正孔輸送層２２３は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成することが好ましく、特に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いて形成することが好ましい。正孔輸送層２２３を形成するのに用いることができる物質の具体例については、実施の形態１における正孔輸送層１１２を形成するのに用いることができる物質の具体例についての記載を準用する。
【０１００】
第１の電極２０１はインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第１の電極２０１を形成することができる。これは、第１の電極２０１と発光層２２２との間に正孔発生層２２４が設けられている為である。
【０１０１】
また、第２の電極２０２についても、インジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化タンタル等の仕事関数の高い物質を用いて形成してもよいし、アルミニウム、マグネシウム等の仕事関数の低い物質を用いて形成してもよい。このように、本形態の発光素子では、物質の仕事関数に依らずに第２の電極２０２を形成することができる。これは、第２の電極２０２と発光層２２２との間に第３の層２１１と第２の層２１２とが設けられている為である。
【０１０２】
なお、本形態では、発光物質を含む層である第１の層２１３が電子輸送層２２１、発光層２２２、正孔輸送層２２３、正孔発生層２２４を含む多層である発光素子について示したが、発光素子の態様は必ずしもこれに限定されるものではない。
【０１０３】
例えば、図５に示すように正孔発生層２２４に換えて正孔注入層２２５を設けた発光素子であってもよい。正孔注入層２２５は、第１の電極２０１から正孔輸送層２２３へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。正孔注入層２２５を設けることによって、第１の電極２０１と正孔輸送層２２３との間のイオン化ポテンシャルの差が緩和され、正孔が注入され易くなる。正孔注入層２２５は、正孔輸送層２２３を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが小さく、第１の電極２０１を形成している物質よりもイオン化ポテンシャルが大きい物質、または正孔輸送層２２３と第２の電極２０２との間に１〜２ｎｍの薄膜として設けたときにエネルギーバンドが曲がるような物質を用いて形成することが好ましい。正孔注入層２２５を形成するのに用いることのできる物質の具体例として、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等が挙げられる。正孔注入層２２５におけるイオン化ポテンシャルが正孔輸送層２２３におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔注入層２２５を形成することが好ましい。なお、正孔注入層２２５を設ける場合、第１の電極２０１は、インジウム錫酸化物等の仕事関数の高い物質を用いて形成することが好ましい。
【０１０４】
また、発光層２２２と電子輸送層２２１との間には、図６に示すように、正孔阻止層２２６を設けてもよい。正孔阻止層２２６を設けることによって、正孔が、発光層２２２を突き抜けて第２の電極２０２の方に流れていくのを防ぐことができ、キャリアの再結合効率を高めることができる。また、発光層２２２で生成された励起エネルギーが電子輸送層２２１等、他の層へ移動してしまうことを防ぐことができる。
【０１０５】
正孔阻止層２２６は、ＢＡｌｑ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ等の電子輸送層２２１を形成するのに用いることのできる物質の中から、特に、発光層２２２を形成するのに用いる物質よりもイオン化ポテンシャル及び励起エネルギーが大きい物質を選択することによって、形成することができる。つまり、正孔阻止層２２６におけるイオン化ポテンシャルが電子輸送層２２１におけるイオン化ポテンシャルよりも相対的に大きくなるように、正孔阻止層１１７は形成されていればよい。同様に、発光層２２２と正孔輸送層２２３との間にも、電子が発光層２２２を突き抜けて第１の電極２０１の方に流れていくのを阻止するための層を設けても構わない。
【０１０６】
なお、正孔輸送層２２３、電子輸送層２２１を設けるか否かについては発明の実施者が適宜選択すればよく、例えば、正孔輸送層２２３、電子輸送層２２１を設けなくても金属に起因した消光等の不具合が生じない場合等は、必ずしもこれらの層を設ける必要がない。
【０１０７】
また、以上のような、発光素子において、第２の層２１２に含まれる電子輸送性の高い物質の電子親和力と、第１の層２１３に含まれる層のうち第２の層２１２と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下である。より具体的には、図２に示した発光素子のように、第２の層２１２と電子輸送層２２１とが接するときは、第２の層２１２に含まれる電子輸送性を有する物質と、電子輸送層２２１に含まれる電子輸送性を有する物質との電子親和力との差が、２ｅＶ以下であることが好ましく、１．５ｅＶ以下であることがさらに好ましい。このように、第２の層２１２と第１の層２１３とを接合させることによって、第２の層２１２から第１の層２１３へ効率よく電子を注入することができる。
【０１０８】
以上に述べた本発明の発光素子は、第３の層２１１及び正孔発生層２２４の厚さに依存した駆動電圧の変化が少ない素子である。その為、第３の層２１１若しくは正孔発生層２２４の厚さを変えることによって発光層２２２と第１の電極２０１若しくは第２の電極２０２との間の距離を調整することが容易にできる。つまり、効率よく外部に発光を取り出せるような長さとなるように、あるいは外部に取り出された発光の色純度が良くなる長さとなるように、発光した光が通る光路の長さ（光路長）を調節することが容易である。また、第３の層２１１若しくは正孔発生層２２４の厚さを厚くすることによって第１の電極２０１若しくは第２の電極２０２の表面の凹凸を緩和し、電極間の短絡を防ぐことを容易にできる。
【０１０９】
（実施の形態３）
本発明の発光素子は、化合物の酸化及び結晶化に起因した動作不良を低減できるものである。また、正孔発生層の厚さを厚くすることによって電極間の短絡を防ぐことができるものである。また、正孔発生層の厚さを変えることで光路長を調整し、発光の外部取り出し効率を高めたり、色純度の良い発光を得ることができるものである。その為、発光装置に設けられた各画素が有する発光素子として本発明の発光素子を用いると、発光素子の動作不良に起因した表示欠陥の少ない良好な発光装置を得ることができる。また、発光装置に設けられた各画素が有する発光素子として本発明の発光素子を用いることで、表示色が良好な画像を提供できる発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子を光源に用いることで、発光素子の動作不良に起因した不具合が少なく良好に照明することができる発光装置を得ることができる。
【０１１０】
本形態では、表示機能を有する発光装置の回路構成および駆動方法について図７〜１１を用いて説明する。
【０１１１】
図７は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図７において、基板６５００上には、画素部６５１１と、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とが設けられている。ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６５０３と接続している。そして、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、ＦＰＣ６５０３からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。またＦＰＣ６５０３にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）６５０４が取り付けられている。なお、駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部６５１１と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。
【０１１２】
画素部６５１１には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部６５１１には、行方向に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部６５１１には、発光素子を含む一組の回路が複数配列している。
【０１１３】
図８は、一画素を動作するための回路を表した図である。図８に示す回路には、第１のトランジスタ９０１と第２のトランジスタ９０２と発光素子９０３とが含まれている。
【０１１４】
第１のトランジスタ９０１と、第２のトランジスタ９０２とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして機能する領域を、それぞれ第１電極、第２電極と表記する。
【０１１５】
ゲート信号線９１１と、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とはスイッチ９１８によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線９１１と、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とはスイッチ９１９によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線９１２は、スイッチ９２０によってソース信号線駆動回路９１５または電源９１６のいずれかに電気的に接続するように設けられている。そして、第１のトランジスタ９０１のゲートはゲート信号線９１１に電気的に接続している。また、第１のトランジスタの第１電極はソース信号線９１２に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ９０２のゲート電極と電気的に接続している。第２のトランジスタ９０２の第１電極は電流供給線９１７と電気的に接続し、第２電極は発光素子９０３に含まれる一の電極と電気的に接続している。なお、スイッチ９１８は、書込用ゲート信号線駆動回路９１３に含まれていてもよい。またスイッチ９１９についても消去用ゲート信号線駆動回路９１４の中に含まれていてもよい。また、スイッチ９２０についてもソース信号線駆動回路９１５の中に含まれていてもよい。
【０１１６】
また画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば図９の上面図に表すように配置することができる。図９において、第１のトランジスタ１００１の第１電極はソース信号線１００４に接続し、第２の電極は第２のトランジスタ１００２のゲート電極に接続している。また第２トランジスタ１００２の第１電極は電流供給線１００５に接続し、第２電極は発光素子の電極１００６に接続している。ゲート信号線１００３の一部は第１のトランジスタ１００１のゲート電極として機能する。
【０１１７】
次に、駆動方法について説明する。図１０は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図１０において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走査段数を表している。
【０１１８】
本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。ここで、一画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を１フレーム期間という。
【０１１９】
１フレームは、図１０に示すように、書き込み期間５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａと保持期間５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂとを含む４つのサブフレーム５０１、５０２、５０３、５０４に時分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第１のサブフレーム５０１：第２のサブフレーム５０２：第３のサブフレーム５０３：第４のサブフレーム５０４＝２３：２２：２１：２０＝８：４：２：１となっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行えるようにしてもよい。
【０１２０】
１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム５０１において、１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時間が異なる。書き込み期間５０１ａが終了した行から順に保持期間５０１ｂへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間５０１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム５０２へ移り、サブフレーム５０１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以上のような動作を繰り返し、サブフレーム５０４の保持期間５０４ｂ迄終了する。サブフレーム５０４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間を発光素子ごとに変えて一画素内で様々に組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。
【０１２１】
サブフレーム５０４のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間５０４ｂの後に消去期間５０４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ（この期間を非発光期間５０４ｄとする。）。そして、最終行目の書込期間が終了したら直ちに、一行目から順に次の（またはフレーム）の書込期間に移行する。これによって、サブフレーム５０４の書き込み期間と、その次のサブフレームの書き込み期間とが重畳することを防ぐことができる。
【０１２２】
なお、本形態では、サブフレーム５０１乃至５０４は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。
【０１２３】
ここで、書込期間および消去期間における、図８で示す回路の動作について説明する。
【０１２４】
まず書込期間における動作について説明する。書込期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１８を介して書込用ゲート信号線駆動回路９１３と電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介してソース信号線駆動回路と電気的に接続している。ここで、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線９１２から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線９１２から入力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３へ供給される電流値が決まる。そして、その電流値に依存して発光素子９０３は発光または非発光が決まる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。
【０１２５】
次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１９を介して消去用ゲート信号線駆動回路９１４と電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介して電源９１６と電気的に接続している。ここで、ｎ行目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線９１２から入力された消去信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３への電流の供給が阻止される。そして、発光素子９０３は強制的に非発光となる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。
【０１２６】
なお、消去期間では、ｎ行目（ｎは自然数）については、以上に説明したような動作によって消去する為の信号を入力する。しかし、前述のように、ｎ行目が消去期間であると共に、他の行（ｍ行目（ｍは自然数）とする。）については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線を利用してｎ行目には消去の為の信号を、ｍ行目には書込の為の信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。
【０１２７】
先に説明した消去期間における動作によって、ｎ行目の発光素子９０３が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線と消去用ゲート信号線駆動回路９１４とを非接続の状態とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線とソース信号線駆動回路９１５と接続させる。そして、ソース信号線とソース信号線駆動回路９１５とを接続させると共に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路９１３からｍ行目の信号線に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタがオンすると共に、ソース信号線駆動回路９１５からは、１列目から最終列目迄のソース信号線に書込の為の信号が入力される。この信号によって、ｍ行目の発光素子は、発光または非発光となる。
【０１２８】
以上のようにしてｍ行目について書込期間を終えたら、直ちに、ｎ＋１行目の消去期間に移行する。その為に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線を電源９１６と接続する。また、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、ゲート信号線については、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路９１４からｎ＋１行目のゲート信号線に選択的に信号を入力して第１のトランジスタに信号をオンする共に、電源９１６から消去信号が入力される。このようにして、ｎ＋１行目の消去期間を終えたら、直ちに、ｍ行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。
【０１２９】
なお、本形態では、ｎ行目の消去期間とｎ＋１行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設ける態様について説明したが、これに限らず、ｎ−１行目の消去期間とｎ行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設けてもよい。
【０１３０】
また、本形態では、サブフレーム５０４のように非発光期間５０４ｄを設けるときおいて、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と或る一のゲート信号線とを非接続状態にすると共に、書込用ゲート信号線駆動回路９１３と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行っても構わない。
【０１３１】
（実施の形態４）
本発明の発光素子を含む発光装置の一態様について、図１１の断面図を用いて説明する。
【０１３２】
図１１において、点線で囲まれているのは、本発明の発光素子１２を駆動するために設けられているトランジスタ１１である。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４との間に正孔発生層と電子発生層と発光物質を含む層とが積層された層１５を有する本発明の発光素子である。トランジスタ１１のドレインと第１の電極１３とは、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本形態において、基板１０上に設けられている。
【０１３３】
なお、図１１に示されたトランジスタ１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。なお、２１はゲート電極、２２はゲート絶縁膜、２３は半導体層、２４はｎ型の半導体層、２５は電極、２６は保護膜である。
【０１３４】
また、トランジスタ１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。
【０１３５】
なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端するために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも言われている。珪素を含む化合物の気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪素を含む化合物の気体としては、ＳｉＨ４、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。この珪素を含む化合物の気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０／ｃｍ３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９／ｃｍ３以下とする。なお、セミアモルファスなものを有する半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ２／Ｖｓｅｃとなる。
【０１３６】
また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
【０１３７】
なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。
【０１３８】
さらに、第１層間絶縁膜１６は、図１１（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１６ｂはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基（例えば、アルキル基、芳香族炭化水素）、又は置換基にフルオロ基、又は、置換基に少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基を用いたもの）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。
【０１３９】
隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また隔壁層１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層１８は、無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。
【０１４０】
なお、図１１（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６のみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図１１（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１９（１９ａ、１９ｂ）が設けられた構成のものであってもよい。図１１（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は第２層間絶縁膜１９を貫通し、配線１７と接続している。
【０１４１】
第２層間絶縁膜１９は、第１層間絶縁膜１６と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。１９ａはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。
【０１４２】
発光素子１２において、第１の電極および第２の電極がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図１１（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図１１（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図１１（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。
【０１４３】
また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよいし、或いは、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、トランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタである。
【０１４４】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図１２には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の一例の斜視図を示す。図１２において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には発光物質を含む層及び電子発生層、正孔発生層が順に積層した層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。
なお、図１２において示したものはパッシブ型の発光装置の一例であり、この構成に限定されるものではない。
また、パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
【０１４５】
（実施の形態５）
本発明の発光素子を画素として用いた発光装置は、発光素子の動作不良に起因した表示欠陥の少なく良好に表示動作する。その為、このような発光装置を表示部に適用することによって、表示欠陥に起因した表示画像の誤認等の少ない電子機器を得ることができる。また、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置は、発光素子の動作不良に起因した不具合が少なく良好に照明することができる。その為、このような発光装置をバックライト等の照明部として用いることによって、このように本発明の発光装置を実装することによって、発光素子の不具合に起因して局所的に暗部が形成されるような動作不良が低減され、良好に表示することができる。
【０１４６】
本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を図１３に示す。
【０１４７】
図１３（Ａ）は、本発明を適用して作製したパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。図７に示したような本発明の発光素子を画素として用いた発光装置を表示部として組み込むことでパーソナルコンピュータを完成できる。また、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置を、バックライトとして組み込んでもパーソナルコンピュータを完成させることができる。
【０１４８】
具体的には、図１４に示すように、筐体５５１１と筐体５５１４とに液晶装置５５１２と発光装置５５１３とが嵌め込まれた照明装置を表示部として組み込めばよい。なお、図１４において、液晶装置５５１２には外部入力端子５５１５が装着されており、発光装置５５１３は、本発明の発光素子を用いた発光素子アレイ５５１６と導光板５５１７とを有する。発光素子アレイ５５１６は、本発明の発光素子が１列または複数列形成されたものであり、発光素子アレイ５５１６から発せられる光が導光板によって、導光板の液晶装置５５１２と対向している面の全面から液晶装置５５１２側に射出するような構成となっている。
【０１４９】
なお、図１４で示した発光装置５５１３は、発光素子アレイと導光板とを有する構成となっているが、この構成に限定されるものではない。たとえば、導光板を設けないで、本発明の発光素子をもっと広い面積に渡って形成して、発光素子から発せられる光を導光板を介さずに直接液晶装置５５１２側に射出させる構成としてもよい。
【０１５０】
図１３（Ｂ）は、本発明を適用して作製した電話機であり、本体５５５２には表示部５５５１と、音声出力部５５５４、音声入力部５５５５、操作スイッチ５５５６、５５５７、アンテナ５５５３等によって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことで電話機を完成できる。
【０１５１】
図１３（Ｃ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部５５３１、筐体５５３２、スピーカー５５３３などによって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことでテレビ受像機を完成できる。
【０１５２】
以上のように本発明の発光装置は、各種電子機器の表示部として用いるのに非常に適している。なお、電子機器は、本形態で述べたものに限定されるものではなく、ナビゲーション装置等、その他の電子機器であってもよい。
【０１５３】
また、上記の電子機器のうち、本発明の発光素子を光源として用いた発光装置をバックライトとして組み込んだ例として、パーソナルコンピュータしか示さなかったが、これはパーソナルコンピュータに限定されるものではなく、バックライトを使用する電子機器であれば、どのような電子機器でも本発明の発光素子を光源として用いることができる。
【実施例１】
【０１５４】
本発明の発光素子に用いるカルバゾール誘導体は、上述した一般式（１）で示される構造を有するものである。Ｒ１は、具体的には、水素、またはフッ素、塩素などのハロゲン元素、またはシアノ基、またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、またはトリフルオロメチル基などのハロアルキル基、またはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシル基、またはフェニル基、ナフチル基、アントリル基などのアリール基、またはイミダゾリル基、オキサチオリル基、チアゾリル基などの複素環残基、などが挙げられる。Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、具体的には、水素、またはフッ素、塩素などのハロゲン元素、またはシアノ基、またはメチル基、エチル基、イソプロピル基、シクロヘキシル基などのアルキル基、またはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、シクロヘキシルオキシ基などのアルコキシル基、またはアセチル基、アクロイル基、マロニル基、ベンゾイル基、ナフトイル基などのアシル基、またはトリフルオロメチル基などのハロアルキル基、またはジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基などのジアルキルアミノ基、またはジフェニルアミノ基やカルバゾリル基などのジアリールアミノ基、またはイミダゾリル基、オキサチオリル基、チアゾリル基などの複素環残基、などが挙げられる。Ｒ１〜Ｒ５に関して具体例を挙げたが、Ｒ１〜Ｒ５は、これらに限定されるものではない。
【０１５５】
また本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例としては、一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ５の構造を適宜変えることにより、例えば、下記構造式（２）〜（７６）に示すカルバゾール誘導体等が挙げられる。ただし、本発明で用いるカルバゾール誘導体はこれらに限定されない。
【０１５６】
【化２】
【化３】
【化４】
【化５】
【化６】
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【化１３】
【化１４】
【化１５】
【化１６】
【化１７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【化３１】
【化３２】
【化３３】
【化３４】
【化３５】
【化３６】
【化３７】
【化３８】
【化３９】
【化４０】
【化４１】
【化４２】
【化４３】
【化４４】
【化４５】
【化４６】
【化４７】
【化４８】
【化４９】
【化５０】
【化５１】
【化５２】
【化５３】
【化５４】
【化５５】
【化５６】
【化５７】
【化５８】
【化５９】
【化６０】
【化６１】
【化６２】
【化６３】
【化６４】
【化６５】
【化６６】
【化６７】
【化６８】
【化６９】
【化７０】
【化７１】
【化７２】
【化７３】
【化７４】
【化７５】
【化７６】
【実施例２】
【０１５７】
実施例１において、本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例を複数示したが、本発明に用いるカルバゾール誘導体の合成法としては、種々の反応の適用が可能である。
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式（５６）で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。ただし、本発明に用いる上記構造式（５６）で示したカルバゾール誘導体の合成法は、これに限定されることはない。なお、本実施例で説明する上記構造（５６）で表されるカルバゾール誘導体の合成例の合成スキームを下記に示す。
【０１５８】
【化７７】
【０１５９】
アルゴン雰囲気下、Ｎ−エチル−３，６−ジブロモカルバゾール１６．５９ｇ（３０ｍｍｏｌ）とＮ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミン１２．０９ｇ（６６ｍｍｏｌ）とを脱水キシレン１００ｍｌに溶かした。これに、ヨウ化銅５．７ｇ（３０ｍｍｏｌ）、トランスシクロヘキサンジアミン２２．８ｇ（２００ｍｍｏｌ）を加え、１６０℃にて３０分間攪拌した。攪拌終了後、リン酸カリウム２７．６ｇ（１３０ｍｍｏｌ）を加え、さらに９日間攪拌した。攪拌終了後、室温に戻し、トルエン３００ｍｌを加え、析出した物質をろ過した。得られたろ液を濃縮し、これにジエチルエーテルを加え、析出した物質をろ過した。得られたろ液にメタノールを加えると、ビーカーの壁面にタール状のものが析出した。これを一晩静置し、デカンテーションにて液相を除去し、タール状のものを得た。この得られたタール状のものをヘキサン：クロロホルム（１：２）でシリカゲルカラム精製を行い、淡いうぐいす色の粉末である３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−エチルカルバゾール（上記構造式（５６）；以下、ＥｔＣｚｍＰ２と記す）が得られた。得られたＥｔＣｚｍＰ２を高温度設定３００℃、低温度２００℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約１０％であった。
【０１６０】
なお、得られたＥｔＣｚｍＰ２の分解温度は、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）測定から３１０℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【０１６１】
なお、ＥｔＣｚｍＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はメタノール）について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長（３１２ｎｍ）に対して、４３５ｎｍに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長（２９０ｎｍ）に対して、４００ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図１５）。また、ＥｔＣｚｍＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はメタノール）について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、３１２ｎｍに、溶液の場合には、３０３ｎｍに最大吸収波長が得られた（図１６）。
【０１６２】
さらに、光電子分光装置ＡＣ−２（理研計器社製）を用いて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．１８ｅＶであった。また。吸収スペクトル（図１６）の吸収端をエネルギーギャップとして、その値をＨＯＭＯ準位の値に加算することにより見積もったＬＵＭＯ準位の値は、−１．７１ｅＶであった。
【実施例３】
【０１６３】
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式（７５）で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。
【０１６４】
本実施例では、原材料Ｎ−フェニル−３，６−ジブロモカルバゾール１２．０３ｇ（３０ｍｍｏｌ）を用いて、上記実施例１と同様な方法にて上記構造式（７５）で示されるカルバゾール誘導体である３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（以下、ＰｈＣｚｍＰ２と記す）が得られた。得られたＰｈＣｚｍＰ２を高温度設定２９０℃、低温度９０℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約１０％であった。
【０１６５】
得られたＰｈＣｚｍＰ２の１Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図１７に、図１７の二点鎖線（Ａ）で囲まれた領域の拡大図を図１８に示す。図１７、１８において、縦軸はシグナルの相対強度を示し、横軸は、試料と基準試料との共鳴周波数の差を装置発振器の周波数で割った無次元値δを示す。
【０１６６】
得られたＰｈＣｚｍＰ２の１Ｈ ＮＭＲのデータは以下のとおりである。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）；δ＝３．３１（ｓ、６Ｈ）、６．７４（ｓ、２Ｈ）、６．７５（ｄ、ｊ＝６．０、４Ｈ）、６．８５−６．９１（ｍ、６Ｈ）、７．０８（ｔ、ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．１５−７．２０（ｍ、６Ｈ）、７．３３（ｄ、ｊ＝８．７、２Ｈ）、７．５１（ｔ、ｊ＝７．２、１Ｈ）、７．５８−７．６８（ｍ、４Ｈ）、７．９１（ｓ、２Ｈ）
【０１６７】
なお、得られたＰｈＣｚｍＰ２の分解温度は、２３０℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【０１６８】
なお、ＰｈＣｚｍＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はメタノール）について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長（３０８ｎｍ）に対して、４３０ｎｍに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長（３２０ｎｍ）に対して、４３９ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図１９）。また、ＰｈＣｚｍＰ２の薄膜、について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、３０８ｎｍに最大吸収波長が得られた（図２０）。
【０１６９】
さらに、上記実施例２と同様な方法にて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．４０ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位の値は、−２．３９ｅＶであった。
【実施例４】
【０１７０】
本実施例では、本発明に用いるカルバゾール誘導体の一例である上記構造式（７６）で示したカルバゾール誘導体の合成例を具体的に例示する。
【０１７１】
本実施例では、原材料Ｎ−フェニル−３，６−ジブロモカルバゾール１２．０３ｇ（３０ｍｍｏｌ）とジフェニルアミン１２．１８ｇ（７２ｍｍｏｌ）を用いて、上記実施例２と同様な方法にて上記構造式（７６）で示されるカルバゾール誘導体である３，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾール（以下、ＰｈＣｚＰ２と記す）が得られた。得られたＰｈＣｚＰ２を高温度設定２７０℃、低温度１７５℃にて昇華精製を行った。昇華精製後の収率は約５０％であった。
得られたＰｈＣｚＰ２の１Ｈ ＮＭＲのスペクトルを図２１に、１３Ｃ ＮＭＲのスペクトルを図２２に、図２２の破線（Ａ）で囲まれた領域の拡大図を図２３に示す。図２１〜２３において、縦軸はシグナルの相対強度を示し、横軸は、試料と基準試料との共鳴周波数の差を装置発振器の周波数で割った無次元値δを示す。
得られたＰｈＣｚＰ２の１Ｈ ＮＭＲと１３Ｃ ＮＭＲのデータは以下のとおりである。
１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）；δ＝６．８８−６．９５（ｍ、１２Ｈ）、７．１７−７．２３（ｍ、１０Ｈ）、７．３５（ｄ、ｊ＝４．５、６Ｈ）、７．５６−７．６９（ｍ、５Ｈ）、７．９７（ｓ、２Ｈ）
１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）；δ＝１１１．１、１１９．４、１２１．６、１２２．０、１２３．６、１２６．４、１２６．８、１２７．８、１２９．３、１３０．２、１３６．７、１３８．２、１３９．９、１４８．０
【０１７２】
なお、得られたＰｈＣｚＰ２の分解温度は、ＴＧ−ＤＴＡ測定により３６５℃であることがわかった。真空蒸着法を用いて成膜したところ、均質な膜の形成が可能であった。
【０１７３】
なお、ＰｈＣｚＰ２の薄膜、および溶液（溶媒はジクロロメタン）について蛍光スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合には、励起波長（３１３ｎｍ）に対して、４２９ｎｍに最大ピークを、溶液の場合には、励起波長（３１５ｎｍ）に対して、４３５ｎｍに最大ピークを有する蛍光スペクトルが得られた（図２４）。また、ＰｈＣｚＰ２の薄膜、ジクロロメタン溶液について紫外・可視領域吸収スペクトルの測定を行ったところ、薄膜の場合３１３ｎｍ、溶液の場合３０５ｎｍに最大吸収波長が得られた（図２５）。
【０１７４】
さらに、上記実施例２と同様な方法にて測定したＨＯＭＯ準位の値は、−５．３１ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位の値は、−２．５７ｅＶであった。
【実施例５】
【０１７５】
本実施例では、実施例３で合成した構造式（７５）で示される３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚｍＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層の成膜例を例示する。
【０１７６】
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、ＰｈＣｚｍＰ２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ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：１となるように共蒸着した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：１．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は１．１となっている。なお、膜厚は１００ｎｍとした。
【０１７７】
このようにして成膜したＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図２６中のＡに示す。比較のため、ＰｈＣｚｍＰ２のみの膜（膜厚９０ｎｍ）の吸収スペクトルを図２６中にＢとして合わせて図示した。なお、図２６において、縦軸は吸光度、横軸は波長を示す。
【０１７８】
図２６からわかる通り、Ａの混合膜は、ＰｈＣｚｍＰ２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、破線で囲った部分）。これは、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの間で電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰｈＣｚｍＰ２から電子を受け取り、ＰｈＣｚｍＰ２にホールが発生しているものと考えられる。
【０１７９】
したがって、本実施例で成膜したＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜は、キャリアが内在的に発生しているため、発光素子の構造をＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜を有する構造とすることによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。
【実施例６】
【０１８０】
本実施例では、実施例４で合成した構造式（７６）で示される３，６−ビス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層の成膜例を例示する。
【０１８１】
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、ＰｈＣｚＰ２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ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとを含む層（ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を形成した。この時、ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：１となるように共蒸着した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚＰ２：酸化モリブデン＝１．０：１．０となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は１．０となっている。なお、膜厚は８０ｎｍとした。
【０１８２】
このようにして成膜したＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図２７中のＡに示す。比較のため、ＰｈＣｚＰ２のみの膜（膜厚９０ｎｍ）の吸収スペクトルを図２７中にＢとして合わせて図示した。なお、図２７において、縦軸は吸光度、横軸は波長を示す。
【０１８３】
図２７からわかる通り、Ａの混合膜は、ＰｈＣｚＰ２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、破線で囲った部分）。これは、ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの間で電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰｈＣｚＰ２から電子を受け取り、ＰｈＣｚＰ２にホールが発生しているものと考えられる。
【０１８４】
したがって、本実施例で成膜したＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜は、キャリアが内在的に発生しているため、発光素子の構造をＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜を有する構造とすることによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。
【実施例７】
【０１８５】
本実施例では、実施例３で合成した構造式（７５）で示される３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚｍＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層を図１の第１の層（正孔発生層）１１１として用いた発光素子の作製例について例示する。
【０１８６】
まず、ガラス基板上に第１の電極１０１として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を１１０ｎｍの膜厚で形成した。ＩＴＳＯはスパッタリング法によって成膜した。なお、第１の電極１０１のサイズは２ｍｍ×２ｍｍとした。次に第１の電極１０１上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂（代表的にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製、ナイロン製など）で基板表面を洗浄し、２００℃で１時間熱処理を行い、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１８７】
次に、正孔発生層１１１としてＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層（ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２となるように共蒸着することによって、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：２．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は２．１となっている。
【０１８８】
続いて正孔輸送層１１２としてＮＰＢを１０ｎｍの膜厚で形成した。これらの積層膜上に、発光層１１３としてＡｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とクマリン６の比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を形成した。
【０１８９】
さらに電子輸送層１１４としてＡｌｑ３を１０ｎｍの膜厚で形成した。そして、電子発生層１１５としてＡｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を３０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とＬｉの比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を形成した。最後に第２の電極１０２としてＡｌを２００ｎｍの膜厚で形成し、素子を完成させた。なお、正孔発生層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子発生層１１５、第２の電極１０２は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜した。
【０１９０】
以上のようにして作製した発光素子の第１の電極１０１と第２の電極１０２間に７．６Ｖの電圧を印加したところ、１０．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流が流れ、１１００ｃｄ／ｍ２の高輝度が得られた。発光色は、クマリン６に由来する緑色発光であった。また、本実施例の発光素子の電流密度―輝度特性を図２８に、電圧―輝度特性を図２９に、輝度―電流効率特性を図３０にそれぞれ示す。なお、図２８において、縦軸は輝度Ｌ、横軸は電流密度Ｊを示し、図２９において、縦軸は輝度Ｌ、横軸は電圧Ｖを示し、図３０において、縦軸は電流効率η、横軸は輝度Ｌを示す。これらの結果から、本実施例の発光素子は良好な特性を示すことがわかる。
【実施例８】
【０１９１】
本実施例では、実施例３で合成した構造式（７５）で示される３，６−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（ＰｈＣｚｍＰ２）と、それに対して電子受容性を示す物質である酸化モリブデンとを有する層を図２の第３の層２１１及び正孔発生層２２４として用いた発光素子の作製例について例示する。
【０１９２】
まず、ガラス基板上に第１の電極２０１としてＩＴＳＯを１１０ｎｍの膜厚で形成した。ＩＴＳＯはスパッタリング法によって成膜した。なお、第１の電極２０１のサイズは２ｍｍ×２ｍｍとした。次に第１の電極２０１上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂（代表的にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製、ナイロン製など）で基板表面を洗浄し、２００℃で１時間熱処理を行い、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１９３】
次に、正孔発生層２２４としてＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層（ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２となるように共蒸着することによって、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：２．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は２．１となっている。
【０１９４】
続いて正孔輸送層２２３としてＮＰＢを１０ｎｍの膜厚で形成した。これらの積層膜上に、発光層２２２としてＡｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を４０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とクマリン６の比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とクマリン６の共蒸着膜を形成した。
【０１９５】
さらに電子輸送層２２１としてＡｌｑ３を１０ｎｍの膜厚で形成した。このようにして、第１の電極２０１上に正孔発生層２２４、正孔輸送層２２３、発光層２２２、電子輸送層２２１からなる第１の層２１３を形成した。
【０１９６】
そして、電子輸送層２２１上に電子を発生する第２の層２１２としてＡｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を３０ｎｍの膜厚で形成した。この時、Ａｌｑ３とＬｉの比率が質量比で１：０．０１となるように共蒸着することによって、Ａｌｑ３とＬｉとの共蒸着膜を形成した。続いて正孔を発生する第３の層２１１としてＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層（ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜）を２０ｎｍの膜厚で形成した。この時、ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２となるように共蒸着することによって、ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンを含む層を形成した。したがって、モル比では、ＰｈＣｚｍＰ２：酸化モリブデン＝１．０：２．１となっている。つまり、カルバゾール誘導体であるＰｈＣｚｍＰ２に対する酸化モリブデンのモル比の値は２．１となっている。
【０１９７】
最後に第２の電極２０２としてＡｌを２００ｎｍの膜厚で形成し、素子を完成させた。なお、正孔発生層２２４、正孔輸送層２２３、発光層２２２、電子輸送層２２１、第２の層２１２、第３の層２１１、第２の電極１０２は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法によって成膜した。
【０１９８】
以上のようにして作製した発光素子の第１の電極２０１と第２の電極２０２間に電圧を印加すると、クマリン６に由来する緑色の発光が得られ、発光素子として良好に機能することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図２】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図３】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図４】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図５】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図６】本発明の発光素子の一態様について説明する図。
【図７】本発明の発光装置の一態様について説明する上面図。
【図８】本発明の発光装置に設けられた画素を駆動する為の回路の一態様について説明する図。
【図９】本発明の発光装置に含まれる画素部の一態様について説明する図。
【図１０】本発明の発光装置に含まれる画素を駆動するための駆動方法について説明するフレーム図。
【図１１】本発明の発光装置の断面の一態様について説明する図。
【図１２】本発明の発光装置の一態様について説明する図。
【図１３】本発明を適用した電子機器の一態様について説明する図。
【図１４】本発明を適用した照明装置について説明する図。
【図１５】本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図１６】本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図１７】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図。
【図１８】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルの拡大図。
【図１９】本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図２０】本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図２１】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す図。
【図２２】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１３Ｃ ＮＭＲスペクトルを示す図。
【図２３】本発明に用いるカルバゾール誘導体の１３Ｃ ＮＭＲスペクトルの拡大図。
【図２４】本発明に用いるカルバゾール誘導体の蛍光スペクトルを示す図。
【図２５】本発明に用いるカルバゾール誘導体の紫外・可視領域吸収スペクトルを示す図。
【図２６】ＰｈＣｚｍＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルとＰｈＣｚｍＰ２単独膜の吸収スペクトルとの比較を示す図。
【図２７】ＰｈＣｚＰ２と酸化モリブデンとの混合膜の吸収スペクトルとＰｈＣｚＰ２単独膜の吸収スペクトルとの比較を示す図。
【図２８】実施例７に示す素子の電流密度−輝度特性を示す図。
【図２９】実施例７に示す素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図３０】実施例７に示す素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【符号の説明】
【０２００】
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１１１ 正孔発生層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子発生層
１１６ 電子注入層
１１７ 正孔阻止層
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２１１ 第３の層
２１２ 第２の層
２１３ 第１の層
２２１ 電子輸送層
２２２ 発光層
２２３ 正孔輸送層
２２４ 正孔発生層
２２５ 正孔注入層
２２６ 正孔阻止層
６５００ 基板
６５０３ ＦＰＣ
６５０４ プリント配線基盤
６５１１ 画素部
６５１２ ソース信号線駆動回路
６５１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
６５１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９０１ トランジスタ
９０２ トランジスタ
９０３ 発光素子
９１１ ゲート信号線
９１２ ソース信号線
９１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
９１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９１５ ソース信号線駆動回路
９１６ 電源
９１７ 電流供給線
９１８ スイッチ
９１９ スイッチ
９２０ スイッチ
１００１ トランジスタ
１００２ トランジスタ
１００３ ゲート信号線
１００４ ソース信号線
１００５ 電流供給線
１００６ 電極
５０１ サブフレーム
５０２ サブフレーム
５０３ サブフレーム
５０４ サブフレーム
５０１ａ 書き込み期間
５０１ｂ 保持期間
５０２ａ 書き込み期間
５０２ｂ 保持期間
５０３ａ 書き込み期間
５０３ｂ 保持期間
５０４ａ 書き込み期間
５０４ｂ 保持期間
５０４ｃ 消去期間
５０４ｄ 非発光期間
１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 第１の電極
１４ 第２の電極
１５ 層
１６ 層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ 層間絶縁膜
９５１ 基板
９５２ 電極
９５６ 電極
９５５ 層
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５３ 絶縁層
５５２１ 本体
５５２２ 筐体
５５２３ 表示部
５５２４ キーボード
５５１１ 筐体
５５１２ 液晶装置
５５１３ 発光装置
５５１４ 筐体
５５１５ 外部入力端子
５５１６ 発光素子アレイ
５５５１ 表示部
５５５２ 本体
５５５３ アンテナ
５５５４ 音声出力部
５５５５ 音声入力部
５５５６ 操作スイッチ
５５３１ 表示部
５５３２ 筐体
５５３３ スピーカー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項２】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項３】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項４】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項５】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項７】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項８】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項９】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１０】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１１】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１２】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、金属酸化物とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、周期表第４族〜第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴とする発光素子。
【請求項１４】
請求項７乃至１２のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴とする発光素子。
【請求項１５】
請求項７乃至１２のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）から選ばれた一または複数であることを特徴とする発光素子。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光素子を光源に用いた発光装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光素子を有する画素が設けられた発光装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の発光装置を用いた電子機器。
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項２】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項３】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項４】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項５】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項７】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項８】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を発生させる機能を有する層とを含み、
前記正孔を発生させる機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項９】
第１の電極と第２の電極との間に複数の層を有し、
前記複数の層は、発光物質を含む層と、少なくとも一層の正孔を輸送する機能を有する層とを含み、
前記正孔を輸送する機能を有する層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１０】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１１】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１２】
第１の電極と第２の電極との間に、発光物質を含む層を含む複数の層を有し、
前記複数の層のうち少なくとも一層は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と、金属酸化物とを有し、
前記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体と金属酸化物とを有する層は、前記発光物質を含む層と前記第１の電極との間、及び前記発光物質を含む層と前記第２の電極との間に設けられ、
前記第１の電極における電位が前記第２の電極における電位よりも高くなるように電圧を印加すると発光する素子構造であることを特徴とする発光素子。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、置換又は無置換のアリール基、置換または無置換の複素環残基、Ｒ２〜Ｒ５はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素、ハロゲン、シアノ基、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシル基、炭素数１〜２０のアシル基、炭素数１〜２０のハロアルキル基、炭素数１〜２０のジアルキルアミノ基、炭素数１〜２０のジアリールアミノ基、置換または無置換の複素環残基、カルバゾリル基を示す。）
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、周期表第４族〜第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴とする発光素子。
【請求項１４】
請求項７乃至１２のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、周期表第４族〜第８族のいずれかの遷移金属の酸化物から選ばれた一または複数であることを特徴とする発光素子。
【請求項１５】
請求項７乃至１２のいずれか一項において、
前記金属酸化物は、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）から選ばれた一または複数であることを特徴とする発光素子。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光素子を光源に用いた発光装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光素子を有する画素が設けられた発光装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載の発光装置を用いた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００６−１８６３３３（Ｐ２００６−１８６３３３Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４２９１６（Ｐ２００５−３４２９１６）
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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