発光素子、発光装置および電子機器
【課題】発光効率に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】発光素子１は、陰極３と陽極６との間に、発光層４および正孔輸送層５を介挿してなるものであり、発光層４は、電子（第１のキャリア）を輸送する粒子（無機半導体材料）４１と、正孔（前記第１のキャリアと異なる極性の第２のキャリア）を輸送する正孔輸送材料（キャリア輸送材料）４２と、発光材料４３とを含有してなる。正孔輸送材料４２は、粒子４１同士の空隙を埋めるように充填されている。また、正孔輸送材料４２は、粒子４１に結合し得る結合基を少なくとも１つ有するものが好ましい。
【解決手段】発光素子１は、陰極３と陽極６との間に、発光層４および正孔輸送層５を介挿してなるものであり、発光層４は、電子（第１のキャリア）を輸送する粒子（無機半導体材料）４１と、正孔（前記第１のキャリアと異なる極性の第２のキャリア）を輸送する正孔輸送材料（キャリア輸送材料）４２と、発光材料４３とを含有してなる。正孔輸送材料４２は、粒子４１同士の空隙を埋めるように充填されている。また、正孔輸送材料４２は、粒子４１に結合し得る結合基を少なくとも１つ有するものが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一層の発光層を含む発光素子は、多彩な発光色の素子が作製可能である（例えば、非特許文献１〜３、特許文献１〜３参照）。
現在、より高性能な発光素子を得るため、材料の開発・改良をはじめ、様々なデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
また、この発光素子については既に様々な発光色の素子、また高輝度、高効率の素子が開発されており、表示装置の画素としての利用や光源としての利用など多種多様な実用化用途が検討されている。
そして、実用化に向けて、さらなる発光効率の向上を目指し、種々の研究がなされている。
【０００３】
【非特許文献１】Appl.Phys.Lett.51(12),21 September 1987,p.913
【非特許文献２】Appl.Phys.Lett.71(1),7 July 1997,p.34
【非特許文献３】Nature 357,477 1992
【特許文献１】特開平１０−１５３９６７号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献３】特開平１１−４０３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発光効率に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された発光層と、を含み、
前記発光層は、無機半導体材料と、第１の材料と、第２の材料と、を含み、
前記第１の材料および前記無機半導体材料のうちいずれか一つが発光機能を有することを特徴とする。
これにより、発光効率に優れる発光素子が得られる。
【０００６】
本発明の発光素子では、前記第２の材料が前記無機半導体材料および前記第１の材料のうち少なくとも一つの発光に寄与するキャリアの輸送機能を有していることが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率がより向上する。
本発明の発光素子では、前記第１の材料が発光機能を有し、前記無機半導体材料が第１のキャリアを輸送する機能を有し、前記第２の材料が第２のキャリアを輸送する機能を有することが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率がより向上する。
【０００７】
本発明の発光素子では、前記第１のキャリアは、電子であり、前記第２のキャリアは、正孔であることが好ましい。
本発明の発光素子は、かかる構成への適用が好適である。
本発明の発光素子では、前記無機半導体材料は、金属酸化物であることが好ましい。
金属酸化物は、電子輸送能に優れることから好ましい。
【０００８】
本発明の発光素子では、前記金属酸化物は、３価元素と５価元素とを含有するものであることが好ましい。
このような金属酸化物は、特に、電子輸送能に優れるものである。
本発明の発光素子では、前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基として、酸性基を少なくとも１つ有することが好ましい。
酸性基は、無機半導体材料（特に、金属酸化物）への結合能が高いことから好ましい。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記酸性基は、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基であることが好ましい。
これらの酸性基は、結合能に特に優れることから好ましい。
本発明の発光素子では、前記第１の材料は、金属錯体であることが好ましい。
金属錯体は、無機半導体材料へ比較的容易に付着させ易く、また、りん光発光を示すため発光の内部量子収率が高いので好ましい。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記発光層は、複数の粒子を含み、前記複数の粒子の各々が前記無機半導体材料を含んでいることが好ましい。
これにより、第１の材料あるいは第２の材料と無機半導体材料との接触面積が増大し、正孔と電子との再結合の確率を増加させることができ、発光素子の発光効率が向上する。
本発明の発光素子では、前記複数の粒子の平均粒径が０．５〜１０ｎｍであることが好ましい。
これにより、無機半導体材料への第１の材料の付着量をより増大させることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記第２の材料は、前記複数の粒子の各々の表面に付着しているか、または、前記複数の粒子同士の間に充填されていることが好ましい。
これにより、第１の材料と第２の材料とをより確実に接触させることができる。
本発明の発光素子では、前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基を少なくとも１つ有することが好ましい。
これにより、第２の材料が無機半導体材料により確実に付着（結合）するようになり、無機半導体材料を介して第２の材料と第１の材料とをより確実に接触させることができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第２の材料との比率は、重量比で２０：８０〜８０：２０であることが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率をより向上させることができる。
本発明の発光素子では、前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第１の材料との比率は、重量比で９５：５〜７５：２５であることが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率をより向上させることができる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記発光層は、その平均厚さが１〜１００ｎｍであることが好ましい。
発光層の機械的強度（膜強度）が低下するのを防止しつつ、発光素子の薄型化を図ることができる。
本発明の発光素子では、前記発光層と前記第１の電極との間および前記発光層と前記第２の電極との間の少なくとも一方には、半導体材料および／または絶縁材料を主材料として構成される中間層を有することが好ましい。
これにより、発光素子において、経時的にリーク電流が増大して、発光効率等の特性が低下すること、すなわち、発光素子の寿命（耐久性）が低下することを防止することができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記中間層は、その平均厚さが１０ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、電極から発光層へのキャリアの注入効率が低下するのを防止しつつ、発光層中の無機半導体材料やキャリア輸送材料が電極に接触するのを確実に防止することができる。
本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発光装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、陰極（第１の電極）３と、陽極（第２の電極）６と、陰極３と陽極６との間に、発光層４と正孔輸送層５とが介挿され、さらに、発光層４と陰極３との間に中間層８が設けられてなるものである。そして、発光素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材７で封止されている。
【００１６】
基板２は、発光素子１の支持体となるものである。本実施形態の発光素子１は、基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）であるため、基板２および陰極３には、それぞれ、透明性は特に要求されない。
基板２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等で構成される透明基板や、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、不透明な樹脂材料で構成された基板のような不透明基板を用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００１７】
なお、発光素子１が基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）の場合、基板２および陰極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされる。
陰極３は、後述する発光層４に電子を注入する電極である。この陰極３の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
【００１８】
陰極３の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
特に、陰極３の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極３の構成材料として用いることにより、陰極３の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極３の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、２００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００１９】
また、陰極３の表面抵抗は低い程好ましく、具体的には、５０Ω／□以下であるのが好ましく、２０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
一方、陽極６は、後述する正孔輸送層５に正孔を注入する電極である。この陽極６の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
【００２０】
陽極６の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
また、陽極６の表面抵抗も低い程好ましく、具体的には、１００Ω／□以下であるのが好ましく、５０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
【００２１】
正孔輸送層５は、陽極６から注入された正孔を、発光層４まで輸送する機能を有するものである。また、陽極６に、後述する発光層４が含有する無機半導体粒子（粒状の無機半導体材料）４１が接触するのを防止する機能、すなわち、後述する中間層８と同様の機能も有する。
この正孔輸送層５の構成材料には、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００２２】
ｐ型の高分子材料（有機ポリマー）としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【００２３】
一方、ｐ型の低分子材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥのようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、ＯｘＺのようなオキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルメタン系化合物、１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられる。
正孔輸送層５の構成材料としては、例えば、ポリアリールアミンまたはその誘導体を主成分とする高分子材料が好適に用いられる。
ここで、ポリアリールアミン誘導体の一例としては、下記化１で示すトリフェニルアミン系高分子が挙げられる。
【００２４】
【化１】
【００２５】
このような正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
正孔輸送層５に接触して、発光層４が設けられている。
本実施形態の発光層４は、図１中に拡大して示すように、電子（第１のキャリア）を輸送する無機半導体粒子４１（以下、単に「粒子４１」と言う。）と、正孔（第１のキャリアと異なる極性の第２のキャリア）を輸送する正孔輸送材料（キャリア輸送材料）４２と、発光材料（発光物質）４３とを含有している。
【００２６】
具体的には、発光層４は、粒子４１の表面に発光材料（第１の材料）４３が結合（吸着）し、粒子４１同士の間隙が正孔輸送材料（第２の材料）４２で充填されて構成されている。
このような発光層４では、陰極３から注入された電子を粒子４１を介して輸送するとともに、正孔輸送層５から受け取った正孔を正孔輸送材料４２を介して輸送する。そして、発光材料４３において正孔と電子とが再結合してエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
このような発光層４では、粒子４１を介して、発光材料４３と正孔輸送材料４２とをより確実に接触させることができる。その結果、発光素子１の発光効率をより向上することができる。
【００２７】
また、半導体材料としては、化学的安定性に優れた無機材料が知られているが、それら安定性に優れた半導体材料を用いれば、発光素子１の耐久性をより向上させることができる。
また、粒子４１の空隙また粒子４１の表面に空隙を形成すれば、発光材料４３あるいは正孔輸送材料４２と粒子４１の表面との接触面積が増大し、正孔と電子との再結合の確率を増加させることができ、発光素子１の発光効率が向上する。
これにより、発光サイトが広がることから、発光材料４３におけるキャリア密度を低減し、各発光材料が変質・劣化する速度（程度）を緩和することができる。すなわち、発光素子１の耐久性（寿命）の向上を図ることができる。
【００２８】
粒子４１を構成する無機半導体材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛等の各種金属酸化物、各種金属硫化物（ＺｎＳ、ＣｄＳ等）、各種金属セレン化物（ＣｄＳｅ等）、各種金属または半導体炭化物（ＴｉＣ、ＳｉＣ等）、各種半導体窒化物（ＢＮ等）、ＧａＮ、ＡｌＮ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、無機半導体材料としては、金属酸化物を主成分とするものが好ましい。金属酸化物は、電子輸送能に優れることから好ましい。
【００２９】
また、金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）のような単一の金属元素を含有する酸化物であってもよく、複数の金属元素を含有する複合酸化物であってもよいが、複合酸化物、特に、３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物を主成分とするが好ましい。このような金属酸化物は、特に、電子輸送能に優れるものである。
【００３０】
ここで、３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物とは、１つの結晶中に３価元素および５価元素の双方を含む固溶体酸化物のことを言い、下記一般式（１）で表すことができる。なお、３価元素と５価元素との混合比は、任意の値を取ることができる。
（ＭＡ）ｘ（ＭＢ）ｙＯ１．５ｘ＋２．５ｙ ・・・ （１）
ただし、式中ＭＡは３価元素を表し、ＭＢは５価元素を表し、Ｏは酸素を表す。ｘおよびｙは、それぞれ０〜１の数を表す。
【００３１】
また、ＭＡにより表される３価元素およびＭＢにより表される５価元素は、それぞれ単一元素であってもよいし、２種元素以上の混合物からなってもよい。
３価元素としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ランタノイド（以上、周期律表の第３族に属する元素）、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム（以上、周期律表の第１３族に属する元素）が挙げられるが、第３族に属する元素、特に、スカンジウムが好ましい。
【００３２】
一方、５価元素としては、バナジウム、ニオブ、タンタル（以上、周期律表の第５族に属する元素）、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス（以上、周期律表の第１５族に属する元素）が挙げられが、第５族に属する元素、特に、バナジウムが好ましい。
また、ｘおよびｙは、それぞれ、０．２〜０．８であるのが好ましく、０．４〜０．６であるのがより好ましく、０．４８〜０．５２であるのがさらに好ましい。
【００３３】
なお、一般式（１）で表される複合酸化物は、不純物元素を含有していてもよい。
このような複合酸化物の具体例としては、例えば、ＳｃＶＯ４、ＹＶＯ４、ＬａＶＯ４、ＮｄＶＯ４、ＥｕＶＯ４、ＧｄＶＯ４、ＳｃＮｂＯ４、ＳｃＴａＯ４、ＹＮｂＯ４、ＹＴａＯ４、ＳｃＰＯ４、ＳｃＡｓＯ４、ＳｃＳｂＯ４、ＳｃＢｉＯ４、ＹＰＯ４、ＹＳｂＯ４、ＢＶＯ４、ＡｌＶＯ４、ＧａＶＯ４、ＩｎＶＯ４、ＴｌＶＯ４、ＩｎＮｂＯ４、ＩｎＴａＯ４等が挙げられる。
粒子４１は、その平均粒径が０．５〜１０ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜７ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。なお、粒子４１は、このような微粒子を１次粒子とする２次粒子であってもよい。
【００３４】
ここで、３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物の合成法について説明する。
３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物の合成法としては、例えば、焼成法、ゾル・ゲル法等が挙げられる。
焼成法は、３価元素の酸化物と５価元素の酸化物とを混合した後、乳鉢等で十分に粉砕／混合し、次いで電気炉等を用いて焼成する方法である。焼成温度は、通常４００〜２０００℃程度である。
【００３５】
また、焼成と粉砕とは、２回以上繰り返して行うようにしてもよい。これにより、複合酸化物をより均質化することができる。
一方、ゾル・ゲル法は、３価元素を含む無機または有機化合物の溶液と、５価元素を含む無機または有機化合物の溶液とを混合し、加水分解・縮合を進ませることにより、複合酸化物を微粒子分散物として得る方法である。
【００３６】
溶媒は、少なくとも水を含有するもの、例えば、水または水を含むアルコール（例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等）が好適に用いられる。
上述した２つの溶液を混合する場合、これらの溶液は、一気に混合してもよいし、同時に滴下する方法を用いてもよいが、十分に攪拌するようにする。少なくとも２つの溶液を全量混合し終えるまでは、室温で攪拌するのが好ましい。
【００３７】
また、２つの溶液を混合した後、混合液は、加熱するのが好ましい。これにより、複合酸化物の結晶性を高めたり、粒子の成長を促進したりすることができる。
また、この加熱に際しては、圧力容器を用いるのが好ましい。圧力容器としては、例えば、ステンレス製オートクレーブ、チタン製オートクレーブ、内周面がチタンまたはポリテトラフルオロエチレンで構成されたステンレス製オートクレーブ等が挙げられる。
【００３８】
オートクレーブは、撹拌装置が付属しているものが好ましい。オートクレーブを用いる場合、加熱温度は、通常１００〜３００℃程度、加熱時間は、通常１〜５０時間程度とするのが好ましい。
３価元素または５価元素を含む無機または有機化合物としては、例えば、これらの元素を含むアルコキシド、アセチルアセトナート、硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、塩化物、オキシ塩化物、臭化物等が挙げられる。
【００３９】
３価元素を含む化合物の具体例としては、例えば、硝酸スカンジウム水和物、硝酸ガリウム水和物、硝酸インジウム水和物、硝酸イットリウム水和物、塩化スカンジウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化イットリウム、スカンジウムイソプロポキシド、硝酸アルミニウム、硝酸ネオジム、インジウムエトキシド、イットリウムイソプロポキシド等が挙げられる。
【００４０】
５価元素を含む化合物としては、例えば、オルトバナジン酸ナトリウム、オルトニオブ酸エチル、塩化ニオブ、塩化タンタル、ヒ酸（砒酸）アンモニウム、アンチモン酸ナトリウム、ビスマス酸ナトリウム等が挙げられる。
また、ゾル・ゲル反応時には、必要に応じて触媒を用いるのが好ましい。この触媒には、無機酸または有機酸が好適に用いられる。
【００４１】
無機酸としては、例えば、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、亜燐酸等が挙げられる。
有機酸としては、例えば、カルボン酸、スルホン酸、燐酸・ホスホン酸、ルイス酸（アルミン酸等）、ヘテロポリ酸等が挙げられる。
なお、触媒としては、前述したような酸の他、例えば、アンモニアのようなアルカリ等を用いることもできる。
このようにして、複合酸化物が得られる。
【００４２】
複合酸化物には、必要に応じて、不純物（ドーパント）を添加するようにしてもよい。この不純物元素としては、例えば、周期律表の第４族に属する元素（例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム等）、周期律表の第１４族に属する元素（例えばゲルマニウム、スズ、鉛等）、硫黄、セレン、テルル、ハロゲン元素（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等）等が挙げられる。
【００４３】
なお、不純物（不純物元素）をドープするには、複合酸化物を焼成法により合成する場合は、ドープする不純物を含む酸化物を、合成用原料に混合するようにすればよく、一方、ゾル・ゲル法により合成する場合は、ドープしたい不純物元素またはこれを含む酸化物を、ゾル・ゲル溶液中に添加するようにすればよい。
この場合、複合酸化物中における不純物の添加量は、３価元素の総量に対して、０．０１〜１０ｍｏｌ％程度であるのが好ましく、０．１〜１ｍｏｌ％程度であるのがより好ましい。
【００４４】
正孔輸送材料４２には、前記正孔輸送層５で挙げた材料と同様のものを用いることができるが、特に、粒子（無機半導体材料）４１に結合し得る結合基を少なくとも１つ有するものが好ましい。これにより、正孔輸送材料４２が粒子４１により確実に付着（結合）するようになり、粒子４１を介して正孔輸送材料４２と発光材料４３とをより確実に接触させることができる。
【００４５】
このような結合基としては、−ＳＯ３Ｈ基、−ＳＯ２Ｈ基、−ＣＯＯＨ基、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２基のような酸性基、オキシム、ジオキシム、ヒドロキシキノリン、サリチレート、α−ケトエノレートのようなキレート化基が挙げられる。
これらの中でも、結合基としては、酸性基が好ましく、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基がより好ましい。酸性基は、無機半導体材料（特に、金属酸化物）への結合能が高く、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基は、かかる結合能に特に優れることから好ましい。
【００４６】
なお、前記結合基は、アルカリ金属等と塩を形成していてもよく、分子内塩を形成していてもよい。
これらのことを考慮した場合、正孔輸送材料４２には、前述したものの中でも、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適に用いられる。
発光層４において、粒子（無機半導体材料）４１と正孔輸送材料（キャリア輸送材料）４２との比率は、重量比で２０：８０〜８０：２０程度であるのが好ましく、４０：６０〜６０：４０程度であるのがより好ましい。これにより、発光材料４３に電子および正孔が効率よく供給され、発光素子１の発光効率をより向上させることができる。
【００４７】
さて、発光材料４３には、各種高分子の発光材料、各種低分子の発光材料を単独または任意の２種以上を組み合わせて用いることができる。
高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキル，フェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物、ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物等が挙げられる。
【００４８】
一方、低分子の発光材料としては、例えば、配位子に下記化２で示す２，２’−ビピリジン−４，４’−ジカルボン酸を持つ、３配位のイリジウム錯体、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート） アルミニウム（III）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン 亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン プラチナム（II）のような各種金属錯体、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物等が挙げられる。
【００４９】
【化２】
【００５０】
これらの中でも、発光材料４３としては、金属錯体を主成分とするものが好適に用いられる。イリジウムなどの遷移金属を含む錯体は、粒子（無機半導体材料）４１へ比較的容易に付着させ易く、また、りん光発光を示すため発光の内部量子収率が高いので好ましい。
発光層４において、粒子（無機半導体材料）４１と発光材料４３との比率は、重量比で９５：５〜７５：２５程度であるのが好ましく、９０：１０〜８０：２０程度であるのがより好ましい。発光層４がかかる量の発光材料４３を含有することになり、発光素子１の発光効率をより向上させることができる。
このような発光層４の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、発光層４の機械的強度（膜強度）が低下するのを防止しつつ、発光素子１の薄型化を図ることができる。
【００５１】
封止部材７は、陰極３、発光層４、正孔輸送層５および陽極６を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材７を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材７の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材７の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材７と陰極３、発光層４、正孔輸送層５および陽極６との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
【００５２】
また、封止部材７は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
このような発光素子１において、発光層４と陰極３との間には、半導体材料および／または絶縁材料を主材料として構成される中間層（下地層）８が設けられている。
この中間層８には、陽極６から注入された正孔が陰極３に到達するのを防ぐという機能を担わせてもよいし、あるいは、陰極３から注入される電子の発光層４への移動を遅くするという機能も担わせることができる。
中間層８を構成する材料としては、正孔輸送層や発光層等の他の層、電極の種類等、所望の発光色等の特性等に応じて適宜選択され、特に限定されないが、典型的には半導体材料や絶縁材料等の抵抗値が高い材料であることが好ましい。例えば、前述した無機半導体材料と同様のものを用いてもよい。
【００５３】
一方、中間層８を構成する絶縁材料としては、例えば、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料やポリエチレンやポリスチレン等の有機絶縁材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような中間層８の平均厚さは、正孔輸送層や発光層等の他の層、電極の種類等、所望の発光色等の特性等に応じて適宜選択されるが、典型的には、１０ｎｍ以下であるのが好ましく、１〜７ｎｍ程度であるのがより好ましい。
このような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００５４】
［１］ まず、基板２を用意し、基板２上に陰極３を形成する。
この陰極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、溶射法のような気相成膜法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法のような液相成膜法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【００５５】
［２］ 次に、陰極３上に中間層８を形成する。
この中間層８は、例えば、前述のような気相成膜法や液相成膜法等を用いて形成することができる。
これらの中でも、中間層８は、気相成膜法を用いて形成するのが好ましい。気相成膜法によれば、中間層８をより緻密に形成することができ、その結果、前述したような効果がより顕著なものとなる。
【００５６】
［３］ 次に、中間層８上に、発光層４を形成する。
この発光層４は、主として粒子４１で構成される粒子層を形成し、該粒子層に発光材料４３を付着させた後、粒子層の空孔（粒子４１同士の間隙）を埋めるように正孔輸送材料４２を充填することにより形成することができる。
まず、粒子層を形成する。この粒子層は、例えば、粒子４１を含有する分散液（またはコロイド溶液）を中間層８上に供給すること等により形成することができる。
【００５７】
分散液の供給方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、エクストルージョン法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法（ワイヤーバーコート法）、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スライドホッパー法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法によれば、液状被膜を比較的容易に形成することができる。
【００５８】
また、分散液を調製する方法としては、例えば、前述したように複合酸化物をゾル・ゲル法等により製造した場合、その製造過程で生じた分散液をそのまま用いる方法、粒子４１を製造した後、分散媒に分散する方法等が挙げられる。
用いる分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００５９】
また、分散液中には、必要に応じて、ポリエチレングリコールのようなポリマー、界面活性剤、酸、キレート剤等を分散助剤として添加するようにしてもよい。これらの中でも、ポリエチレングリコールを添加するのが好ましい。この場合、重量平均分子量の異なるポリエチレングリコールを用いることにより、分散液の粘度を容易に調節することでき、また剥離し難い粒子層を形成することができる。
【００６０】
また、分散液の粘度は、粒子４１の種類や分散性、分散媒の種類、界面活性剤やバインダー等の添加剤により大きく左右される。
このため、分散液が比較的高粘度（例えば０．０１〜５００Ｐ程度）である場合、塗布方法（供給方法）としては、キャスティング法、エクストルージョン法またはスクリーン印刷法を用いるのが好ましい。
【００６１】
一方、分散液が比較的低粘度（例えば０．１Ｐ以下）である場合、均一な膜を形成するために、塗布方法（供給方法）としては、スピンコート法、ワイヤーバーコート法またはスライドホッパー法を用いるのが好ましい。
なお、分散液の供給量がある程度多い場合、比較的低粘度の分散液であっても、エクストルージョン法による供給が可能である。
また、粒子層は、単層構成に限定されず、例えば、粒径の異なる粒子４１を含有する複数層を設けることにより多層化したり、種類の異なる粒子４１（または異なるバインダー、添加剤等）を含有する複数層を設けることにより多層化したりすること等もできる。
【００６２】
次いで、必要に応じて、加熱処理を施す。これにより、粒子４１同士の界面付近に拡散が生じ、これらを電子的に接触させることができるようになる。また、粒子層の膜強度や中間層（下地層）８との密着性を向上させることができる。
この場合、加熱温度は、４０〜７００℃程度であるのが好ましく、１００〜６００℃程度であるのがより好ましい。また、加熱時間は、１０分〜１０時間程度であるのが好ましい。
【００６３】
なお、加熱処理は、できる限り低温で行うのが好ましい。例えば、平均粒径５ｎｍ以下の粒子４１を用いることや、鉱酸（無機酸）等の存在下で加熱処理を行うことにより、加熱温度の低温化が可能となる。
また、このような加熱処理に代えて、加圧処理を行うようにしてもよい。この場合、粒子４１を含有する分散液中に、ポリマー等のバインダーを添加するのを省略することができる。
【００６４】
さらに、加熱処理や加圧処理の後には、例えば、四塩化チタン水溶液を用いた化学メッキ処理や、三塩化チタン水溶液を用いた電気化学的メッキ処理等を行うようにしてもよい。
このようにして得られる粒子層は、その機械的強度（膜強度）が著しく低下しない範囲で、空孔率ができる限り大きいのが好ましく、具体的には、２０〜７５％程度であるのが好ましく、３５〜６０％程度であるのがより好ましい。これにより、粒子層（発光層４）の機械的強度が低下するのを防止しつつ、粒子層に、より多くの発光材料４３を付着させることができるとともに、より多くの正孔輸送材料４２を充填することができる。
【００６５】
また、粒子４１を金属化合物の溶液（処理液）で処理するようにしてもよい。この処理では、例えば、粒子４１に発光材料４３を付着させる前に、粒子４１に金属化合物の溶液を所定時間接触させること等により行われる。
なお、接触後に粒子４１に上記金属化合物が付着していても、付着していなくてもよい。また、かかる処理は、粒子層を形成した後に行うのが好ましい。
【００６６】
金属化合物としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタノイド、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、ガリウム、インジウム、ゲルマニウムおよびスズからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属のアルコキシドまたはハロゲン化物等が挙げられる。
金属化合物の溶液（処理液）は、通常、水溶液またはアルコール溶液として用いられる。
【００６７】
この処理の具体的な方法としては、例えば、粒子４１（粒子層）を処理液に浸漬する方法（浸漬法）、処理液を粒子４１（粒子層）にシャワー状に一定時間吹き付ける方法（スプレー法）等を用いることができる。
処理を行う際の処理液の温度は、特に限定されないが、−１０〜７０℃程度であるのが好ましく、０〜４０℃程度であるのがより好ましい。
【００６８】
また、処理時間も、特に限定されず、前記温度範囲の処理液を用いる場合、１分〜２４時間程度であるのが好ましく、３０分〜１５時間程度であるのがより好ましい。
また、処理後、粒子４１（粒子層）を、例えば、蒸留水等の洗浄液で洗浄してもよい。また、粒子４１に付着した物質の結合を強めるために焼成等してもよい。この場合の条件は、前述したような加熱処理の条件と同様に設定すればよい。
【００６９】
次いで、粒子層に発光材料４３を結合（吸着）させる。
これは、例えば、粒子層が形成された基板２を、発光材料４３の溶液（または分散液）中に浸漬する方法、発光材料４３の溶液（または分散液）を粒子層に、前述したような塗布法により供給する方法等を用いることができる。
この溶液（または分散液）の調製に用いる溶媒（または分散媒）としては、例えば、メタノール、エタノール、ｔ−ブチタノール、ベンジルアルコールのようなアルコール類、アセトニトリル、プロピオニトリル、３−メトキシプロピオニトリルのようなニトリル類、ニトロメタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセタミドのようなアミド類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類、炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレンのような炭酸エステル類、アセトン、２−ブタノン、シクロヘキサノンのようなケトン類、へキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエンのような炭化水素類等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
【００７０】
また、前記溶液（または分散液）中には、界面活性剤を添加して、粒子４１に発光材料４３とともに吸着させるようにしてもよい。これにより、発光材料４３同士の凝集等を防止することができる。
このような界面活性剤としては、例えば、コール酸、ケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸のような胆汁酸または抱合体（タウリン抱合体）等が挙げられる。
また、粒子４１に付着しない余剰の発光材料４３は、洗浄により除去するのが好ましい。洗浄液には、例えば、前述したようなアルコール類、ニトリル類等を用いることができる。
【００７１】
さらに、発光材料４３を粒子４１（粒子層）に付着させた後、ピリジン、４−ｔ−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンのようなアミン類、テトラブチルアンモニウムヨーダイド、テトラヘキシルアンモニウムヨーダイドのような４級アンモニウム塩、少なくとも１つのウレイド基を有するウレイド化合物、少なくとも１つのシリル基を有するシリル化合物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等を用いて、粒子４１（粒子層）を処理してもよい。
なお、前記化合物は、有機溶媒に溶解して用いてもよく、それ自体が液体の場合はそのまま用いてもよい。
【００７２】
次いで、粒子４１同士の間の間隙（粒子層の空孔）を埋めるように、正孔輸送材料４２を供給（充填）する。
これは、発光材料４３を粒子４１（粒子層）に付着させる操作と同様にして行うことができる。
以上のようにして、発光層４が形成されるが、発光層４は、粒子４１、正孔輸送材料４２および発光材料４３を含有する液状材料を調製し、かかる液状材料を中間層８上に供給し、脱分散媒（乾燥等）することにより、形成することもできる。
【００７３】
［４］ 次に、発光層４上に、正孔輸送層５を形成する。
この正孔輸送層５も、発光材料４３を粒子４１（粒子層）に付着（結合）させる操作と同様にして行うことができる。
［５］ 次に、正孔輸送層５上に陽極６を形成する。
この陽極６は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
［６］ 次に、陰極３、発光層４、正孔輸送層５および陽極６を覆うように、封止部材７を被せ、基板２に接合する。
以上のような工程を経て、本発明の発光素子１が製造される。
【００７４】
なお、本実施形態では、発光層４に用いられる無機半導体材料が粒子である場合について説明したが、無機半導体材料は、塊状体（ブロック体）等であってもよく、かかる塊状体は、緻密質または多孔質のいずれであってもよい。
また、本実施形態では、正孔輸送材料（キャリア輸送材料）が粒子４１同士の間隙を埋める充填されていたが、正孔輸送材料は、粒子４１の表面に選択的に付着させるようにしてもよい。かかる構成によっても、前記と同様の効果が得られる。
【００７５】
また、本実施形態では、発光層４と中間層８との間に、別途、電子輸送層を設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、第１のキャリアが電子であり、第２のキャリアが正孔である場合について説明したが、第１のキャリアが正孔、第２のキャリアが電子であってもよい。この場合、発光層４に用いられる無機半導体材料には、例えば上述の無機半導体材料に適宜ｐ型のドーパントを添加したもの、キャリア輸送材料（電子輸送材料）には、例えば、オキサジアゾール系材料、ＡｌＱに代表される金属イオンのキノリノール錯体、トリアジン系材料等の電子輸送材料が好適に用いられる。
また、キャリア輸送層および中間層は、それぞれ、必要に応じて設けるようにすればよく、省略してもよいことは言うまでもない。
【００７６】
例えば、上述のように粒子４１にキャリア輸送性材料を担持させた場合、当該キャリア輸送性材料に対応するキャリア輸送層を省略することができる。
このような発光素子１は、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置（本発明の発光装置）を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【００７７】
次に、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１０は、基体２０と、この基体２０上に設けられた複数の発光素子１とで構成されている。
【００７８】
基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
駆動用ＴＦＴ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。
【００７９】
本実施形態では、各発光素子１の陰極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の陽極６は、共通電極とされている。
そして、各発光素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各発光素子１が封止されている。
ディスプレイ装置１０は、単色表示であってもよく、各発光素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１０（本発明の発光装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
【００８０】
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００８１】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００８２】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００８３】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００８４】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【００８５】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００８６】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【００８７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
（実施例１）
［１］ まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。
［２］ 次に、この基板上に、真空蒸着法により、平均厚さ３００ｎｍのＡｌＬｉ電極（陰極）を形成した。
なお、ＡｌＬｉ電極の表面抵抗は、約５Ω／□であった。
【００８８】
［３］ 次に、このＡｌＬｉ電極上に、真空蒸着法により、平均厚さ３ｎｍの酸化チタン（ＴｉＯ２）層（中間層）を形成した。
［４］ 次に、この酸化チタン層上に、平均厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。
まず、ゾル・ゲル法により合成したＴｉＯ２粒子（平均粒径：５ｎｍ）を用意した。
次いで、このＴｉＯ２（無機半導体材料）粒子とポリエチレングリコールとを含有するエタノール水溶液を調製した。
【００８９】
そして、このエタノール水溶液を、酸化チタン層上にスピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
次いで、ＴｉＯ２粒子の集合物に対して、４５０℃×３０分で焼成を行った。これにより、粒子層を得た。
なお、この粒子層の空孔率は、５５％であった。
【００９０】
次に、焼成後の基板を、前記化２に示す２，２’−ビピリジン−４，４’−ジカルボン酸を配位子に持つ、３配位のイリジウム錯体（発光材料）と、コール酸とを含有する発光材料含有液（４０℃）に８時間浸漬した後、エタノール、アセトニトリルで順次洗浄した。
なお、ＴｉＯ２粒子とイリジウム錯体の比率は、重量比で９０：１０となるようにした。
次に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（正孔輸送材料）を含有する水分散液に、発光材料を付着させた粒子層を有する基板を浸漬した後、乾燥させた。
なお、ＴｉＯ２粒子とＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの比率は、重量比で６０：４０となるようにした。
【００９１】
［５］ 次に、発光層上に、平均厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
まず、正孔輸送層の構成材料として、前記化１に示すポリフェニルアミン系高分子を含有するキシレン溶液を調製した。
次いで、このキシレン溶液を、発光層上にスピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
【００９２】
［６］ 次に、正孔輸送層上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
なお、これと同様にしてガラス基板上に形成したＩＴＯ電極の表面抵抗は、約４０Ω／□であった。
［７］ 次に、形成した各層（発光素子）を覆うように、ポリカーボネート製の保護カバー（封止部材）を被せ、紫外線硬化性樹脂により固定、封止した。
【００９３】
（実施例２）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、Ｖ２Ｏ５粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例３）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＳｃＶＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００９４】
（実施例４）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＳｃＮｂＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例５）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＹＶＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００９５】
（実施例６）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＹＮｂＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例）
前記工程［４］において、酸化チタン層上に、前記イリジウム錯体を真空蒸着法して、平均厚さ４０ｎｍの発光層を形成した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００９６】
２．評価
各実施例および比較例で製造した発光素子について、それぞれ、発光効率の評価を行った。
この発光効率の評価は、直流電源により、０Ｖから６Ｖに電圧を印加し、電流値を測定し、輝度を輝度計により測定することで行った。
その結果、各実施例の発光素子（本発明）では、いずれも、その発光効率が、比較例の発光素子に対して、約１．３倍以上、上昇することが確認された。
また、発光層に複合酸化物粒子を用いた実施例３〜６の発光素子、特に、実施例３の発光素子では、発光効率が高くなる傾向を示した。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９８】
１……発光素子 ２……基板 ３……陰極 ４……発光層 ４１……無機半導体粒子（粒子） ４２……正孔輸送材料 ４３……発光材料 ５……正孔輸送層 ６……陽極 ７……封止部材 ８……中間層 １０……ディスプレイ装置 ２０……基体 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……第１隔壁部 ３２……第２隔壁部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース（ボディー） １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥回路基板 １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥データ通信用の入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一層の発光層を含む発光素子は、多彩な発光色の素子が作製可能である（例えば、非特許文献１〜３、特許文献１〜３参照）。
現在、より高性能な発光素子を得るため、材料の開発・改良をはじめ、様々なデバイス構造が提案されており、活発な研究が行われている。
また、この発光素子については既に様々な発光色の素子、また高輝度、高効率の素子が開発されており、表示装置の画素としての利用や光源としての利用など多種多様な実用化用途が検討されている。
そして、実用化に向けて、さらなる発光効率の向上を目指し、種々の研究がなされている。
【０００３】
【非特許文献１】Appl.Phys.Lett.51(12),21 September 1987,p.913
【非特許文献２】Appl.Phys.Lett.71(1),7 July 1997,p.34
【非特許文献３】Nature 357,477 1992
【特許文献１】特開平１０−１５３９６７号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３７７号公報
【特許文献３】特開平１１−４０３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、発光効率に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い発光装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された発光層と、を含み、
前記発光層は、無機半導体材料と、第１の材料と、第２の材料と、を含み、
前記第１の材料および前記無機半導体材料のうちいずれか一つが発光機能を有することを特徴とする。
これにより、発光効率に優れる発光素子が得られる。
【０００６】
本発明の発光素子では、前記第２の材料が前記無機半導体材料および前記第１の材料のうち少なくとも一つの発光に寄与するキャリアの輸送機能を有していることが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率がより向上する。
本発明の発光素子では、前記第１の材料が発光機能を有し、前記無機半導体材料が第１のキャリアを輸送する機能を有し、前記第２の材料が第２のキャリアを輸送する機能を有することが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率がより向上する。
【０００７】
本発明の発光素子では、前記第１のキャリアは、電子であり、前記第２のキャリアは、正孔であることが好ましい。
本発明の発光素子は、かかる構成への適用が好適である。
本発明の発光素子では、前記無機半導体材料は、金属酸化物であることが好ましい。
金属酸化物は、電子輸送能に優れることから好ましい。
【０００８】
本発明の発光素子では、前記金属酸化物は、３価元素と５価元素とを含有するものであることが好ましい。
このような金属酸化物は、特に、電子輸送能に優れるものである。
本発明の発光素子では、前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基として、酸性基を少なくとも１つ有することが好ましい。
酸性基は、無機半導体材料（特に、金属酸化物）への結合能が高いことから好ましい。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記酸性基は、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基であることが好ましい。
これらの酸性基は、結合能に特に優れることから好ましい。
本発明の発光素子では、前記第１の材料は、金属錯体であることが好ましい。
金属錯体は、無機半導体材料へ比較的容易に付着させ易く、また、りん光発光を示すため発光の内部量子収率が高いので好ましい。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記発光層は、複数の粒子を含み、前記複数の粒子の各々が前記無機半導体材料を含んでいることが好ましい。
これにより、第１の材料あるいは第２の材料と無機半導体材料との接触面積が増大し、正孔と電子との再結合の確率を増加させることができ、発光素子の発光効率が向上する。
本発明の発光素子では、前記複数の粒子の平均粒径が０．５〜１０ｎｍであることが好ましい。
これにより、無機半導体材料への第１の材料の付着量をより増大させることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記第２の材料は、前記複数の粒子の各々の表面に付着しているか、または、前記複数の粒子同士の間に充填されていることが好ましい。
これにより、第１の材料と第２の材料とをより確実に接触させることができる。
本発明の発光素子では、前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基を少なくとも１つ有することが好ましい。
これにより、第２の材料が無機半導体材料により確実に付着（結合）するようになり、無機半導体材料を介して第２の材料と第１の材料とをより確実に接触させることができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第２の材料との比率は、重量比で２０：８０〜８０：２０であることが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率をより向上させることができる。
本発明の発光素子では、前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第１の材料との比率は、重量比で９５：５〜７５：２５であることが好ましい。
これにより、発光素子の発光効率をより向上させることができる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記発光層は、その平均厚さが１〜１００ｎｍであることが好ましい。
発光層の機械的強度（膜強度）が低下するのを防止しつつ、発光素子の薄型化を図ることができる。
本発明の発光素子では、前記発光層と前記第１の電極との間および前記発光層と前記第２の電極との間の少なくとも一方には、半導体材料および／または絶縁材料を主材料として構成される中間層を有することが好ましい。
これにより、発光素子において、経時的にリーク電流が増大して、発光効率等の特性が低下すること、すなわち、発光素子の寿命（耐久性）が低下することを防止することができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記中間層は、その平均厚さが１０ｎｍ以下であることが好ましい。
これにより、電極から発光層へのキャリアの注入効率が低下するのを防止しつつ、発光層中の無機半導体材料やキャリア輸送材料が電極に接触するのを確実に防止することができる。
本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発光装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
図１は、本発明の発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、陰極（第１の電極）３と、陽極（第２の電極）６と、陰極３と陽極６との間に、発光層４と正孔輸送層５とが介挿され、さらに、発光層４と陰極３との間に中間層８が設けられてなるものである。そして、発光素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材７で封止されている。
【００１６】
基板２は、発光素子１の支持体となるものである。本実施形態の発光素子１は、基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）であるため、基板２および陰極３には、それぞれ、透明性は特に要求されない。
基板２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等で構成される透明基板や、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、不透明な樹脂材料で構成された基板のような不透明基板を用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００１７】
なお、発光素子１が基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）の場合、基板２および陰極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされる。
陰極３は、後述する発光層４に電子を注入する電極である。この陰極３の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
【００１８】
陰極３の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
特に、陰極３の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極３の構成材料として用いることにより、陰極３の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極３の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、２００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００１９】
また、陰極３の表面抵抗は低い程好ましく、具体的には、５０Ω／□以下であるのが好ましく、２０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
一方、陽極６は、後述する正孔輸送層５に正孔を注入する電極である。この陽極６の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
【００２０】
陽極６の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
また、陽極６の表面抵抗も低い程好ましく、具体的には、１００Ω／□以下であるのが好ましく、５０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
【００２１】
正孔輸送層５は、陽極６から注入された正孔を、発光層４まで輸送する機能を有するものである。また、陽極６に、後述する発光層４が含有する無機半導体粒子（粒状の無機半導体材料）４１が接触するのを防止する機能、すなわち、後述する中間層８と同様の機能も有する。
この正孔輸送層５の構成材料には、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００２２】
ｐ型の高分子材料（有機ポリマー）としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
【００２３】
一方、ｐ型の低分子材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥのようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、ＯｘＺのようなオキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルメタン系化合物、１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられる。
正孔輸送層５の構成材料としては、例えば、ポリアリールアミンまたはその誘導体を主成分とする高分子材料が好適に用いられる。
ここで、ポリアリールアミン誘導体の一例としては、下記化１で示すトリフェニルアミン系高分子が挙げられる。
【００２４】
【化１】
【００２５】
このような正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
正孔輸送層５に接触して、発光層４が設けられている。
本実施形態の発光層４は、図１中に拡大して示すように、電子（第１のキャリア）を輸送する無機半導体粒子４１（以下、単に「粒子４１」と言う。）と、正孔（第１のキャリアと異なる極性の第２のキャリア）を輸送する正孔輸送材料（キャリア輸送材料）４２と、発光材料（発光物質）４３とを含有している。
【００２６】
具体的には、発光層４は、粒子４１の表面に発光材料（第１の材料）４３が結合（吸着）し、粒子４１同士の間隙が正孔輸送材料（第２の材料）４２で充填されて構成されている。
このような発光層４では、陰極３から注入された電子を粒子４１を介して輸送するとともに、正孔輸送層５から受け取った正孔を正孔輸送材料４２を介して輸送する。そして、発光材料４３において正孔と電子とが再結合してエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
このような発光層４では、粒子４１を介して、発光材料４３と正孔輸送材料４２とをより確実に接触させることができる。その結果、発光素子１の発光効率をより向上することができる。
【００２７】
また、半導体材料としては、化学的安定性に優れた無機材料が知られているが、それら安定性に優れた半導体材料を用いれば、発光素子１の耐久性をより向上させることができる。
また、粒子４１の空隙また粒子４１の表面に空隙を形成すれば、発光材料４３あるいは正孔輸送材料４２と粒子４１の表面との接触面積が増大し、正孔と電子との再結合の確率を増加させることができ、発光素子１の発光効率が向上する。
これにより、発光サイトが広がることから、発光材料４３におけるキャリア密度を低減し、各発光材料が変質・劣化する速度（程度）を緩和することができる。すなわち、発光素子１の耐久性（寿命）の向上を図ることができる。
【００２８】
粒子４１を構成する無機半導体材料としては、酸化チタン、酸化亜鉛等の各種金属酸化物、各種金属硫化物（ＺｎＳ、ＣｄＳ等）、各種金属セレン化物（ＣｄＳｅ等）、各種金属または半導体炭化物（ＴｉＣ、ＳｉＣ等）、各種半導体窒化物（ＢＮ等）、ＧａＮ、ＡｌＮ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、無機半導体材料としては、金属酸化物を主成分とするものが好ましい。金属酸化物は、電子輸送能に優れることから好ましい。
【００２９】
また、金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）のような単一の金属元素を含有する酸化物であってもよく、複数の金属元素を含有する複合酸化物であってもよいが、複合酸化物、特に、３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物を主成分とするが好ましい。このような金属酸化物は、特に、電子輸送能に優れるものである。
【００３０】
ここで、３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物とは、１つの結晶中に３価元素および５価元素の双方を含む固溶体酸化物のことを言い、下記一般式（１）で表すことができる。なお、３価元素と５価元素との混合比は、任意の値を取ることができる。
（ＭＡ）ｘ（ＭＢ）ｙＯ１．５ｘ＋２．５ｙ ・・・ （１）
ただし、式中ＭＡは３価元素を表し、ＭＢは５価元素を表し、Ｏは酸素を表す。ｘおよびｙは、それぞれ０〜１の数を表す。
【００３１】
また、ＭＡにより表される３価元素およびＭＢにより表される５価元素は、それぞれ単一元素であってもよいし、２種元素以上の混合物からなってもよい。
３価元素としては、スカンジウム、イットリウム、ランタン、ランタノイド（以上、周期律表の第３族に属する元素）、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム（以上、周期律表の第１３族に属する元素）が挙げられるが、第３族に属する元素、特に、スカンジウムが好ましい。
【００３２】
一方、５価元素としては、バナジウム、ニオブ、タンタル（以上、周期律表の第５族に属する元素）、窒素、リン、砒素、アンチモン、ビスマス（以上、周期律表の第１５族に属する元素）が挙げられが、第５族に属する元素、特に、バナジウムが好ましい。
また、ｘおよびｙは、それぞれ、０．２〜０．８であるのが好ましく、０．４〜０．６であるのがより好ましく、０．４８〜０．５２であるのがさらに好ましい。
【００３３】
なお、一般式（１）で表される複合酸化物は、不純物元素を含有していてもよい。
このような複合酸化物の具体例としては、例えば、ＳｃＶＯ４、ＹＶＯ４、ＬａＶＯ４、ＮｄＶＯ４、ＥｕＶＯ４、ＧｄＶＯ４、ＳｃＮｂＯ４、ＳｃＴａＯ４、ＹＮｂＯ４、ＹＴａＯ４、ＳｃＰＯ４、ＳｃＡｓＯ４、ＳｃＳｂＯ４、ＳｃＢｉＯ４、ＹＰＯ４、ＹＳｂＯ４、ＢＶＯ４、ＡｌＶＯ４、ＧａＶＯ４、ＩｎＶＯ４、ＴｌＶＯ４、ＩｎＮｂＯ４、ＩｎＴａＯ４等が挙げられる。
粒子４１は、その平均粒径が０．５〜１０ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜７ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。なお、粒子４１は、このような微粒子を１次粒子とする２次粒子であってもよい。
【００３４】
ここで、３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物の合成法について説明する。
３価元素と５価元素とを含有する複合酸化物の合成法としては、例えば、焼成法、ゾル・ゲル法等が挙げられる。
焼成法は、３価元素の酸化物と５価元素の酸化物とを混合した後、乳鉢等で十分に粉砕／混合し、次いで電気炉等を用いて焼成する方法である。焼成温度は、通常４００〜２０００℃程度である。
【００３５】
また、焼成と粉砕とは、２回以上繰り返して行うようにしてもよい。これにより、複合酸化物をより均質化することができる。
一方、ゾル・ゲル法は、３価元素を含む無機または有機化合物の溶液と、５価元素を含む無機または有機化合物の溶液とを混合し、加水分解・縮合を進ませることにより、複合酸化物を微粒子分散物として得る方法である。
【００３６】
溶媒は、少なくとも水を含有するもの、例えば、水または水を含むアルコール（例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等）が好適に用いられる。
上述した２つの溶液を混合する場合、これらの溶液は、一気に混合してもよいし、同時に滴下する方法を用いてもよいが、十分に攪拌するようにする。少なくとも２つの溶液を全量混合し終えるまでは、室温で攪拌するのが好ましい。
【００３７】
また、２つの溶液を混合した後、混合液は、加熱するのが好ましい。これにより、複合酸化物の結晶性を高めたり、粒子の成長を促進したりすることができる。
また、この加熱に際しては、圧力容器を用いるのが好ましい。圧力容器としては、例えば、ステンレス製オートクレーブ、チタン製オートクレーブ、内周面がチタンまたはポリテトラフルオロエチレンで構成されたステンレス製オートクレーブ等が挙げられる。
【００３８】
オートクレーブは、撹拌装置が付属しているものが好ましい。オートクレーブを用いる場合、加熱温度は、通常１００〜３００℃程度、加熱時間は、通常１〜５０時間程度とするのが好ましい。
３価元素または５価元素を含む無機または有機化合物としては、例えば、これらの元素を含むアルコキシド、アセチルアセトナート、硝酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、塩化物、オキシ塩化物、臭化物等が挙げられる。
【００３９】
３価元素を含む化合物の具体例としては、例えば、硝酸スカンジウム水和物、硝酸ガリウム水和物、硝酸インジウム水和物、硝酸イットリウム水和物、塩化スカンジウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、塩化イットリウム、スカンジウムイソプロポキシド、硝酸アルミニウム、硝酸ネオジム、インジウムエトキシド、イットリウムイソプロポキシド等が挙げられる。
【００４０】
５価元素を含む化合物としては、例えば、オルトバナジン酸ナトリウム、オルトニオブ酸エチル、塩化ニオブ、塩化タンタル、ヒ酸（砒酸）アンモニウム、アンチモン酸ナトリウム、ビスマス酸ナトリウム等が挙げられる。
また、ゾル・ゲル反応時には、必要に応じて触媒を用いるのが好ましい。この触媒には、無機酸または有機酸が好適に用いられる。
【００４１】
無機酸としては、例えば、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、亜燐酸等が挙げられる。
有機酸としては、例えば、カルボン酸、スルホン酸、燐酸・ホスホン酸、ルイス酸（アルミン酸等）、ヘテロポリ酸等が挙げられる。
なお、触媒としては、前述したような酸の他、例えば、アンモニアのようなアルカリ等を用いることもできる。
このようにして、複合酸化物が得られる。
【００４２】
複合酸化物には、必要に応じて、不純物（ドーパント）を添加するようにしてもよい。この不純物元素としては、例えば、周期律表の第４族に属する元素（例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム等）、周期律表の第１４族に属する元素（例えばゲルマニウム、スズ、鉛等）、硫黄、セレン、テルル、ハロゲン元素（フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等）等が挙げられる。
【００４３】
なお、不純物（不純物元素）をドープするには、複合酸化物を焼成法により合成する場合は、ドープする不純物を含む酸化物を、合成用原料に混合するようにすればよく、一方、ゾル・ゲル法により合成する場合は、ドープしたい不純物元素またはこれを含む酸化物を、ゾル・ゲル溶液中に添加するようにすればよい。
この場合、複合酸化物中における不純物の添加量は、３価元素の総量に対して、０．０１〜１０ｍｏｌ％程度であるのが好ましく、０．１〜１ｍｏｌ％程度であるのがより好ましい。
【００４４】
正孔輸送材料４２には、前記正孔輸送層５で挙げた材料と同様のものを用いることができるが、特に、粒子（無機半導体材料）４１に結合し得る結合基を少なくとも１つ有するものが好ましい。これにより、正孔輸送材料４２が粒子４１により確実に付着（結合）するようになり、粒子４１を介して正孔輸送材料４２と発光材料４３とをより確実に接触させることができる。
【００４５】
このような結合基としては、−ＳＯ３Ｈ基、−ＳＯ２Ｈ基、−ＣＯＯＨ基、−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基、−Ｐ（Ｏ）（ＯＨ）２基のような酸性基、オキシム、ジオキシム、ヒドロキシキノリン、サリチレート、α−ケトエノレートのようなキレート化基が挙げられる。
これらの中でも、結合基としては、酸性基が好ましく、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基がより好ましい。酸性基は、無機半導体材料（特に、金属酸化物）への結合能が高く、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基は、かかる結合能に特に優れることから好ましい。
【００４６】
なお、前記結合基は、アルカリ金属等と塩を形成していてもよく、分子内塩を形成していてもよい。
これらのことを考慮した場合、正孔輸送材料４２には、前述したものの中でも、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適に用いられる。
発光層４において、粒子（無機半導体材料）４１と正孔輸送材料（キャリア輸送材料）４２との比率は、重量比で２０：８０〜８０：２０程度であるのが好ましく、４０：６０〜６０：４０程度であるのがより好ましい。これにより、発光材料４３に電子および正孔が効率よく供給され、発光素子１の発光効率をより向上させることができる。
【００４７】
さて、発光材料４３には、各種高分子の発光材料、各種低分子の発光材料を単独または任意の２種以上を組み合わせて用いることができる。
高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキル，フェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリ（ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール）（Ｆ８ＢＴ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物、ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物等が挙げられる。
【００４８】
一方、低分子の発光材料としては、例えば、配位子に下記化２で示す２，２’−ビピリジン−４，４’−ジカルボン酸を持つ、３配位のイリジウム錯体、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート） アルミニウム（III）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン 亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン プラチナム（II）のような各種金属錯体、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物等が挙げられる。
【００４９】
【化２】
【００５０】
これらの中でも、発光材料４３としては、金属錯体を主成分とするものが好適に用いられる。イリジウムなどの遷移金属を含む錯体は、粒子（無機半導体材料）４１へ比較的容易に付着させ易く、また、りん光発光を示すため発光の内部量子収率が高いので好ましい。
発光層４において、粒子（無機半導体材料）４１と発光材料４３との比率は、重量比で９５：５〜７５：２５程度であるのが好ましく、９０：１０〜８０：２０程度であるのがより好ましい。発光層４がかかる量の発光材料４３を含有することになり、発光素子１の発光効率をより向上させることができる。
このような発光層４の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、発光層４の機械的強度（膜強度）が低下するのを防止しつつ、発光素子１の薄型化を図ることができる。
【００５１】
封止部材７は、陰極３、発光層４、正孔輸送層５および陽極６を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材７を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材７の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材７の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材７と陰極３、発光層４、正孔輸送層５および陽極６との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
【００５２】
また、封止部材７は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
このような発光素子１において、発光層４と陰極３との間には、半導体材料および／または絶縁材料を主材料として構成される中間層（下地層）８が設けられている。
この中間層８には、陽極６から注入された正孔が陰極３に到達するのを防ぐという機能を担わせてもよいし、あるいは、陰極３から注入される電子の発光層４への移動を遅くするという機能も担わせることができる。
中間層８を構成する材料としては、正孔輸送層や発光層等の他の層、電極の種類等、所望の発光色等の特性等に応じて適宜選択され、特に限定されないが、典型的には半導体材料や絶縁材料等の抵抗値が高い材料であることが好ましい。例えば、前述した無機半導体材料と同様のものを用いてもよい。
【００５３】
一方、中間層８を構成する絶縁材料としては、例えば、ＳｉＯ２等の無機絶縁材料やポリエチレンやポリスチレン等の有機絶縁材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような中間層８の平均厚さは、正孔輸送層や発光層等の他の層、電極の種類等、所望の発光色等の特性等に応じて適宜選択されるが、典型的には、１０ｎｍ以下であるのが好ましく、１〜７ｎｍ程度であるのがより好ましい。
このような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００５４】
［１］ まず、基板２を用意し、基板２上に陰極３を形成する。
この陰極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、溶射法のような気相成膜法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法のような液相成膜法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【００５５】
［２］ 次に、陰極３上に中間層８を形成する。
この中間層８は、例えば、前述のような気相成膜法や液相成膜法等を用いて形成することができる。
これらの中でも、中間層８は、気相成膜法を用いて形成するのが好ましい。気相成膜法によれば、中間層８をより緻密に形成することができ、その結果、前述したような効果がより顕著なものとなる。
【００５６】
［３］ 次に、中間層８上に、発光層４を形成する。
この発光層４は、主として粒子４１で構成される粒子層を形成し、該粒子層に発光材料４３を付着させた後、粒子層の空孔（粒子４１同士の間隙）を埋めるように正孔輸送材料４２を充填することにより形成することができる。
まず、粒子層を形成する。この粒子層は、例えば、粒子４１を含有する分散液（またはコロイド溶液）を中間層８上に供給すること等により形成することができる。
【００５７】
分散液の供給方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、エクストルージョン法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法（ワイヤーバーコート法）、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スライドホッパー法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることができる。かかる塗布法によれば、液状被膜を比較的容易に形成することができる。
【００５８】
また、分散液を調製する方法としては、例えば、前述したように複合酸化物をゾル・ゲル法等により製造した場合、その製造過程で生じた分散液をそのまま用いる方法、粒子４１を製造した後、分散媒に分散する方法等が挙げられる。
用いる分散媒としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）、ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、クロロベンゼン、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【００５９】
また、分散液中には、必要に応じて、ポリエチレングリコールのようなポリマー、界面活性剤、酸、キレート剤等を分散助剤として添加するようにしてもよい。これらの中でも、ポリエチレングリコールを添加するのが好ましい。この場合、重量平均分子量の異なるポリエチレングリコールを用いることにより、分散液の粘度を容易に調節することでき、また剥離し難い粒子層を形成することができる。
【００６０】
また、分散液の粘度は、粒子４１の種類や分散性、分散媒の種類、界面活性剤やバインダー等の添加剤により大きく左右される。
このため、分散液が比較的高粘度（例えば０．０１〜５００Ｐ程度）である場合、塗布方法（供給方法）としては、キャスティング法、エクストルージョン法またはスクリーン印刷法を用いるのが好ましい。
【００６１】
一方、分散液が比較的低粘度（例えば０．１Ｐ以下）である場合、均一な膜を形成するために、塗布方法（供給方法）としては、スピンコート法、ワイヤーバーコート法またはスライドホッパー法を用いるのが好ましい。
なお、分散液の供給量がある程度多い場合、比較的低粘度の分散液であっても、エクストルージョン法による供給が可能である。
また、粒子層は、単層構成に限定されず、例えば、粒径の異なる粒子４１を含有する複数層を設けることにより多層化したり、種類の異なる粒子４１（または異なるバインダー、添加剤等）を含有する複数層を設けることにより多層化したりすること等もできる。
【００６２】
次いで、必要に応じて、加熱処理を施す。これにより、粒子４１同士の界面付近に拡散が生じ、これらを電子的に接触させることができるようになる。また、粒子層の膜強度や中間層（下地層）８との密着性を向上させることができる。
この場合、加熱温度は、４０〜７００℃程度であるのが好ましく、１００〜６００℃程度であるのがより好ましい。また、加熱時間は、１０分〜１０時間程度であるのが好ましい。
【００６３】
なお、加熱処理は、できる限り低温で行うのが好ましい。例えば、平均粒径５ｎｍ以下の粒子４１を用いることや、鉱酸（無機酸）等の存在下で加熱処理を行うことにより、加熱温度の低温化が可能となる。
また、このような加熱処理に代えて、加圧処理を行うようにしてもよい。この場合、粒子４１を含有する分散液中に、ポリマー等のバインダーを添加するのを省略することができる。
【００６４】
さらに、加熱処理や加圧処理の後には、例えば、四塩化チタン水溶液を用いた化学メッキ処理や、三塩化チタン水溶液を用いた電気化学的メッキ処理等を行うようにしてもよい。
このようにして得られる粒子層は、その機械的強度（膜強度）が著しく低下しない範囲で、空孔率ができる限り大きいのが好ましく、具体的には、２０〜７５％程度であるのが好ましく、３５〜６０％程度であるのがより好ましい。これにより、粒子層（発光層４）の機械的強度が低下するのを防止しつつ、粒子層に、より多くの発光材料４３を付着させることができるとともに、より多くの正孔輸送材料４２を充填することができる。
【００６５】
また、粒子４１を金属化合物の溶液（処理液）で処理するようにしてもよい。この処理では、例えば、粒子４１に発光材料４３を付着させる前に、粒子４１に金属化合物の溶液を所定時間接触させること等により行われる。
なお、接触後に粒子４１に上記金属化合物が付着していても、付着していなくてもよい。また、かかる処理は、粒子層を形成した後に行うのが好ましい。
【００６６】
金属化合物としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタノイド、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、ガリウム、インジウム、ゲルマニウムおよびスズからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属のアルコキシドまたはハロゲン化物等が挙げられる。
金属化合物の溶液（処理液）は、通常、水溶液またはアルコール溶液として用いられる。
【００６７】
この処理の具体的な方法としては、例えば、粒子４１（粒子層）を処理液に浸漬する方法（浸漬法）、処理液を粒子４１（粒子層）にシャワー状に一定時間吹き付ける方法（スプレー法）等を用いることができる。
処理を行う際の処理液の温度は、特に限定されないが、−１０〜７０℃程度であるのが好ましく、０〜４０℃程度であるのがより好ましい。
【００６８】
また、処理時間も、特に限定されず、前記温度範囲の処理液を用いる場合、１分〜２４時間程度であるのが好ましく、３０分〜１５時間程度であるのがより好ましい。
また、処理後、粒子４１（粒子層）を、例えば、蒸留水等の洗浄液で洗浄してもよい。また、粒子４１に付着した物質の結合を強めるために焼成等してもよい。この場合の条件は、前述したような加熱処理の条件と同様に設定すればよい。
【００６９】
次いで、粒子層に発光材料４３を結合（吸着）させる。
これは、例えば、粒子層が形成された基板２を、発光材料４３の溶液（または分散液）中に浸漬する方法、発光材料４３の溶液（または分散液）を粒子層に、前述したような塗布法により供給する方法等を用いることができる。
この溶液（または分散液）の調製に用いる溶媒（または分散媒）としては、例えば、メタノール、エタノール、ｔ−ブチタノール、ベンジルアルコールのようなアルコール類、アセトニトリル、プロピオニトリル、３−メトキシプロピオニトリルのようなニトリル類、ニトロメタン、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフランのようなエーテル類、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセタミドのようなアミド類、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、３−メチルオキサゾリジノン、酢酸エチル、酢酸ブチルのようなエステル類、炭酸ジエチル、炭酸エチレン、炭酸プロピレンのような炭酸エステル類、アセトン、２−ブタノン、シクロヘキサノンのようなケトン類、へキサン、石油エーテル、ベンゼン、トルエンのような炭化水素類等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
【００７０】
また、前記溶液（または分散液）中には、界面活性剤を添加して、粒子４１に発光材料４３とともに吸着させるようにしてもよい。これにより、発光材料４３同士の凝集等を防止することができる。
このような界面活性剤としては、例えば、コール酸、ケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸のような胆汁酸または抱合体（タウリン抱合体）等が挙げられる。
また、粒子４１に付着しない余剰の発光材料４３は、洗浄により除去するのが好ましい。洗浄液には、例えば、前述したようなアルコール類、ニトリル類等を用いることができる。
【００７１】
さらに、発光材料４３を粒子４１（粒子層）に付着させた後、ピリジン、４−ｔ−ブチルピリジン、ポリビニルピリジンのようなアミン類、テトラブチルアンモニウムヨーダイド、テトラヘキシルアンモニウムヨーダイドのような４級アンモニウム塩、少なくとも１つのウレイド基を有するウレイド化合物、少なくとも１つのシリル基を有するシリル化合物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等を用いて、粒子４１（粒子層）を処理してもよい。
なお、前記化合物は、有機溶媒に溶解して用いてもよく、それ自体が液体の場合はそのまま用いてもよい。
【００７２】
次いで、粒子４１同士の間の間隙（粒子層の空孔）を埋めるように、正孔輸送材料４２を供給（充填）する。
これは、発光材料４３を粒子４１（粒子層）に付着させる操作と同様にして行うことができる。
以上のようにして、発光層４が形成されるが、発光層４は、粒子４１、正孔輸送材料４２および発光材料４３を含有する液状材料を調製し、かかる液状材料を中間層８上に供給し、脱分散媒（乾燥等）することにより、形成することもできる。
【００７３】
［４］ 次に、発光層４上に、正孔輸送層５を形成する。
この正孔輸送層５も、発光材料４３を粒子４１（粒子層）に付着（結合）させる操作と同様にして行うことができる。
［５］ 次に、正孔輸送層５上に陽極６を形成する。
この陽極６は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
［６］ 次に、陰極３、発光層４、正孔輸送層５および陽極６を覆うように、封止部材７を被せ、基板２に接合する。
以上のような工程を経て、本発明の発光素子１が製造される。
【００７４】
なお、本実施形態では、発光層４に用いられる無機半導体材料が粒子である場合について説明したが、無機半導体材料は、塊状体（ブロック体）等であってもよく、かかる塊状体は、緻密質または多孔質のいずれであってもよい。
また、本実施形態では、正孔輸送材料（キャリア輸送材料）が粒子４１同士の間隙を埋める充填されていたが、正孔輸送材料は、粒子４１の表面に選択的に付着させるようにしてもよい。かかる構成によっても、前記と同様の効果が得られる。
【００７５】
また、本実施形態では、発光層４と中間層８との間に、別途、電子輸送層を設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、第１のキャリアが電子であり、第２のキャリアが正孔である場合について説明したが、第１のキャリアが正孔、第２のキャリアが電子であってもよい。この場合、発光層４に用いられる無機半導体材料には、例えば上述の無機半導体材料に適宜ｐ型のドーパントを添加したもの、キャリア輸送材料（電子輸送材料）には、例えば、オキサジアゾール系材料、ＡｌＱに代表される金属イオンのキノリノール錯体、トリアジン系材料等の電子輸送材料が好適に用いられる。
また、キャリア輸送層および中間層は、それぞれ、必要に応じて設けるようにすればよく、省略してもよいことは言うまでもない。
【００７６】
例えば、上述のように粒子４１にキャリア輸送性材料を担持させた場合、当該キャリア輸送性材料に対応するキャリア輸送層を省略することができる。
このような発光素子１は、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置（本発明の発光装置）を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【００７７】
次に、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図２は、本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図２に示すディスプレイ装置１０は、基体２０と、この基体２０上に設けられた複数の発光素子１とで構成されている。
【００７８】
基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
駆動用ＴＦＴ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、発光素子１が設けられている。また、隣接する発光素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。
【００７９】
本実施形態では、各発光素子１の陰極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１の陽極６は、共通電極とされている。
そして、各発光素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各発光素子１が封止されている。
ディスプレイ装置１０は、単色表示であってもよく、各発光素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１０（本発明の発光装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
【００８０】
図３は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００８１】
図４は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００８２】
図５は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００８３】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００８４】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【００８５】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００８６】
なお、本発明の電子機器は、図３のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図４の携帯電話機、図５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光素子、発光装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【００８７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
（実施例１）
［１］ まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。
［２］ 次に、この基板上に、真空蒸着法により、平均厚さ３００ｎｍのＡｌＬｉ電極（陰極）を形成した。
なお、ＡｌＬｉ電極の表面抵抗は、約５Ω／□であった。
【００８８】
［３］ 次に、このＡｌＬｉ電極上に、真空蒸着法により、平均厚さ３ｎｍの酸化チタン（ＴｉＯ２）層（中間層）を形成した。
［４］ 次に、この酸化チタン層上に、平均厚さ４０ｎｍの発光層を形成した。
まず、ゾル・ゲル法により合成したＴｉＯ２粒子（平均粒径：５ｎｍ）を用意した。
次いで、このＴｉＯ２（無機半導体材料）粒子とポリエチレングリコールとを含有するエタノール水溶液を調製した。
【００８９】
そして、このエタノール水溶液を、酸化チタン層上にスピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
次いで、ＴｉＯ２粒子の集合物に対して、４５０℃×３０分で焼成を行った。これにより、粒子層を得た。
なお、この粒子層の空孔率は、５５％であった。
【００９０】
次に、焼成後の基板を、前記化２に示す２，２’−ビピリジン−４，４’−ジカルボン酸を配位子に持つ、３配位のイリジウム錯体（発光材料）と、コール酸とを含有する発光材料含有液（４０℃）に８時間浸漬した後、エタノール、アセトニトリルで順次洗浄した。
なお、ＴｉＯ２粒子とイリジウム錯体の比率は、重量比で９０：１０となるようにした。
次に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（正孔輸送材料）を含有する水分散液に、発光材料を付着させた粒子層を有する基板を浸漬した後、乾燥させた。
なお、ＴｉＯ２粒子とＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの比率は、重量比で６０：４０となるようにした。
【００９１】
［５］ 次に、発光層上に、平均厚さ５０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
まず、正孔輸送層の構成材料として、前記化１に示すポリフェニルアミン系高分子を含有するキシレン溶液を調製した。
次いで、このキシレン溶液を、発光層上にスピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
【００９２】
［６］ 次に、正孔輸送層上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
なお、これと同様にしてガラス基板上に形成したＩＴＯ電極の表面抵抗は、約４０Ω／□であった。
［７］ 次に、形成した各層（発光素子）を覆うように、ポリカーボネート製の保護カバー（封止部材）を被せ、紫外線硬化性樹脂により固定、封止した。
【００９３】
（実施例２）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、Ｖ２Ｏ５粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例３）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＳｃＶＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００９４】
（実施例４）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＳｃＮｂＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（実施例５）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＹＶＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００９５】
（実施例６）
発光層においてＴｉＯ２粒子に代えて、ＹＮｂＯ４粒子を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
（比較例）
前記工程［４］において、酸化チタン層上に、前記イリジウム錯体を真空蒸着法して、平均厚さ４０ｎｍの発光層を形成した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００９６】
２．評価
各実施例および比較例で製造した発光素子について、それぞれ、発光効率の評価を行った。
この発光効率の評価は、直流電源により、０Ｖから６Ｖに電圧を印加し、電流値を測定し、輝度を輝度計により測定することで行った。
その結果、各実施例の発光素子（本発明）では、いずれも、その発光効率が、比較例の発光素子に対して、約１．３倍以上、上昇することが確認された。
また、発光層に複合酸化物粒子を用いた実施例３〜６の発光素子、特に、実施例３の発光素子では、発光効率が高くなる傾向を示した。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の発光素子の実施形態の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の発光装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００９８】
１……発光素子 ２……基板 ３……陰極 ４……発光層 ４１……無機半導体粒子（粒子） ４２……正孔輸送材料 ４３……発光材料 ５……正孔輸送層 ６……陽極 ７……封止部材 ８……中間層 １０……ディスプレイ装置 ２０……基体 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……第１隔壁部 ３２……第２隔壁部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００‥‥ディジタルスチルカメラ １３０２‥‥ケース（ボディー） １３０４‥‥受光ユニット １３０６‥‥シャッタボタン １３０８‥‥回路基板 １３１２‥‥ビデオ信号出力端子 １３１４‥‥データ通信用の入出力端子 １４３０‥‥テレビモニタ １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された発光層と、を含み、
前記発光層は、無機半導体材料と、第１の材料と、第２の材料と、を含み、
前記第１の材料および前記無機半導体材料のうちいずれか一つが発光機能を有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第２の材料が前記無機半導体材料および前記第１の材料のうち少なくとも一つの発光に寄与するキャリアの輸送機能を有している請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１の材料が発光機能を有し、前記無機半導体材料が第１のキャリアを輸送する機能を有し、前記第２の材料が第２のキャリアを輸送する機能を有する請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１のキャリアは、電子であり、前記第２のキャリアは、正孔である請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記無機半導体材料は、金属酸化物である請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記金属酸化物は、３価元素と５価元素とを含有するものである請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基として、酸性基を少なくとも１つ有する請求項４ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記酸性基は、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基である請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１の材料は、金属錯体である請求項３ないし８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記発光層は、複数の粒子を含み、前記複数の粒子の各々が前記無機半導体材料を含んでいる請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１１】
前記複数の粒子の平均粒径が０．５〜１０ｎｍである請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第２の材料は、前記複数の粒子の各々の表面に付着しているか、または、前記複数の粒子同士の間に充填されている請求項１０または１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基を少なくとも１つ有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１４】
前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第２の材料との比率は、重量比で２０：８０〜８０：２０である請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１５】
前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第１の材料との比率は、重量比で９５：５〜７５：２５である請求項１ないし１４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１６】
前記発光層は、その平均厚さが１〜１００ｎｍである請求項１ないし１５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１７】
前記発光層と前記第１の電極との間および前記発光層と前記第２の電極との間の少なくとも一方には、半導体材料および／または絶縁材料を主材料として構成される中間層を有する請求項１ないし１６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１８】
前記中間層は、その平均厚さが１０ｎｍ以下である請求項１７に記載の発光素子。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された発光層と、を含み、
前記発光層は、無機半導体材料と、第１の材料と、第２の材料と、を含み、
前記第１の材料および前記無機半導体材料のうちいずれか一つが発光機能を有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第２の材料が前記無機半導体材料および前記第１の材料のうち少なくとも一つの発光に寄与するキャリアの輸送機能を有している請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１の材料が発光機能を有し、前記無機半導体材料が第１のキャリアを輸送する機能を有し、前記第２の材料が第２のキャリアを輸送する機能を有する請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１のキャリアは、電子であり、前記第２のキャリアは、正孔である請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記無機半導体材料は、金属酸化物である請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記金属酸化物は、３価元素と５価元素とを含有するものである請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基として、酸性基を少なくとも１つ有する請求項４ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記酸性基は、−ＳＯ３Ｈ基、−ＣＯＯＨ基または−ＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）２基である請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１の材料は、金属錯体である請求項３ないし８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記発光層は、複数の粒子を含み、前記複数の粒子の各々が前記無機半導体材料を含んでいる請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１１】
前記複数の粒子の平均粒径が０．５〜１０ｎｍである請求項１０に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第２の材料は、前記複数の粒子の各々の表面に付着しているか、または、前記複数の粒子同士の間に充填されている請求項１０または１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第２の材料は、前記無機半導体材料に結合し得る結合基を少なくとも１つ有する請求項１ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１４】
前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第２の材料との比率は、重量比で２０：８０〜８０：２０である請求項１ないし１３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１５】
前記発光層において、前記無機半導体材料と前記第１の材料との比率は、重量比で９５：５〜７５：２５である請求項１ないし１４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１６】
前記発光層は、その平均厚さが１〜１００ｎｍである請求項１ないし１５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１７】
前記発光層と前記第１の電極との間および前記発光層と前記第２の電極との間の少なくとも一方には、半導体材料および／または絶縁材料を主材料として構成される中間層を有する請求項１ないし１６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１８】
前記中間層は、その平均厚さが１０ｎｍ以下である請求項１７に記載の発光素子。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の発光装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２３７４０３（Ｐ２００６−２３７４０３Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１９７９（Ｐ２００５−５１９７９）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]