発光素子、表示装置および電子機器
【課題】発光効率および耐久性（寿命）に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い表示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、陽極３と陰極６との間（一対の電極間）に、発光層５と正孔輸送層（キャリア輸送層）４とを介挿してなるものである。この発光素子１は、発光層５および正孔輸送層４のうちの少なくとも一方は、高分子材料を主材料として構成されており、陽極３（正孔輸送層４側の一方の電極）と正孔輸送層４との間に、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た中間層８が設けられている。半導体材料は、酸化バナジウムを主成分とするものが好ましく、絶縁材料は、酸化シリコンを主成分とするものが好ましい。また、中間層８は、その平均厚さが５ｎｍ以下であるのが好ましい。
【解決手段】発光素子１は、陽極３と陰極６との間（一対の電極間）に、発光層５と正孔輸送層（キャリア輸送層）４とを介挿してなるものである。この発光素子１は、発光層５および正孔輸送層４のうちの少なくとも一方は、高分子材料を主材料として構成されており、陽極３（正孔輸送層４側の一方の電極）と正孔輸送層４との間に、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た中間層８が設けられている。半導体材料は、酸化バナジウムを主成分とするものが好ましく、絶縁材料は、酸化シリコンを主成分とするものが好ましい。また、中間層８は、その平均厚さが５ｎｍ以下であるのが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、表示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性有機層（有機エレクトロルミネッセンス層）が、陰極と陽極とに挟まれた構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称する。）は、無機ＥＬ素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、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、より高性能な有機ＥＬ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。
【０００３】
また、この有機ＥＬ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。
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明の目的は、発光効率および耐久性（寿命）に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い表示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】
【０００６】
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の電極との間に設けられた発光層と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられたキャリア輸送層と、
前記キャリア輸送層と前記第１の電極との間に設けられた中間層とを有し、
前記発光層および前記キャリア輸送層のうちの少なくとも一方は、高分子材料を含み、
前記中間層は、半導体材料および絶縁材料のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）に優れる発光素子が得られる。
【０００７】
本発明の発光素子では、前記キャリア輸送層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられていることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記半導体材料は、酸化バナジウムを主成分とするものであることが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）がより向上する。
本発明の発光素子では、前記絶縁材料は、酸化シリコンを主成分とするものであることが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）がより向上する。
【０００８】
本発明の発光素子では、前記中間層は、その平均厚さが５ｎｍ以下であることが好ましい。
このような膜厚で、中間層は、その機能を十分に発揮する。
本発明の発光素子では、前記中間層は、気相成膜法により形成されたものであることが好ましい。
これにより、中間層は、緻密なものとなり、その性能がより優れたものとなる。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記第１の電極と接触していることが好ましい。
これにより、発光素子の大型化（特に、厚膜化）や、キャリアの発光層への注入効率が低下するのを防止することができる。
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記キャリア輸送層と接触していることが好ましい。
これにより、発光素子の大型化（特に、厚膜化）や、キャリアの発光層への注入効率が低下するのを防止することができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記発光層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記発光層で生じたエキシトンが前記第１の電極に接触するのを阻止するよう機能するものであることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記発光層を構成する高分子材料は、ポリフルオレンまたはその誘導体であることが好ましい。
これにより、発光層を、より発光効率に優れるものとすることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記キャリア輸送層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記第２の電極から注入されたキャリアが前記第１の電極に到達するのを阻止するよう機能するものであることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記キャリア輸送層は、正孔輸送層であり、
該正孔輸送層を構成する高分子材料は、ポリアリールアミンまたはその誘導体であることが好ましい。
これにより、正孔輸送層を、正孔の輸送能力により優れたものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記発光層と前記キャリア輸送層とは、相分離により一括して形成されたものであることが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）がより向上する。また、特に、かかる構成の発光素子において中間層を設けることが効果的である。
【００１２】
本発明の表示装置は、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、信頼性の高い表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示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】
【００１３】
以下、本発明の発光素子、表示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、図２は、図１に示す発光素子の各部（各層）の界面付近を模式的に示す図、図３は、図２をさらに拡大して示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１４】
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、陽極（第１の電極）３と、陰極（第２の電極）６と、陽極３と陰極６との間（一対の電極間）に、陽極３側に正孔輸送層（キャリア輸送層）４と、陰極６側に発光層５とが介挿され、さらに、正孔輸送層４と陽極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。
【００１５】
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側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、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。
【００１６】
なお、発光素子１が基板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）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、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、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００１７】
陽極３は、後述する正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。この陽極３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。
陽極３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３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。
【００１８】
一方、陰極６は、後述する発光層５に電子を注入する電極である。この陰極６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。
陰極６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。
【００１９】
特に、陰極６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６の構成材料として用いることにより、陰極６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６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。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極６に、光透過性は、特に要求されない。
【００２０】
正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層４の構成材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型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。
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のようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、フルオレン−アリールアミン共重合体のようなアリールアミン骨格およびフルオレン骨格の双方を有するもの、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。
【００２１】
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。
【００２２】
これらの中でも、正孔輸送層４の構成材料としては、高分子材料を主とするものが好ましい。正孔輸送層４を、高分子材料を主材料として構成することにより、正孔の輸送能力により優れたものとすることができる。
また、発光層５の構成材料として、高分子材料（高分子の発光材料）を用いることにより、正孔輸送層４と発光層５とを相分離（垂直相分離）により、一括して形成することもできる。これにより得られる効果は、後に詳述する。
特に、正孔輸送層４の構成材料としては、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。
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。
【００２３】
【化１】
【００２４】
このような正孔輸送層４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、３０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
正孔輸送層４に接触して、発光層５が設けられている。この発光層５は、陰極６から注入された電子を輸送するとともに、正孔輸送層４から正孔を受け取る。そして、その正孔輸送層４との界面付近において正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（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。
【００２５】
発光層５の構成材料としては、各種高分子の発光材料（高分子材料）、各種低分子の発光材料（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。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
【化２】
【００２８】
これらの中でも、発光層５の構成材料としては、高分子の発光材料を主とするものが好ましい。発光層５を、高分子の発光材料を主材料として構成することにより、より発光効率に優れるものとすることができる。
また、前述したように、正孔輸送層４の構成材料として、高分子材料を用いた場合に正孔輸送層４と発光層５とを相分離（垂直相分離）により、一括して形成することもできる。
【００２９】
特に、発光層５の構成材料としては、ポリフルオレンまたその誘導体を主成分とする高分子の発光材料が好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
以上のようなことから、正孔輸送層４および発光層５の双方を高分子材料を主材料として構成するのが好ましい。この場合、正孔輸送層４と発光層５とは、相分離により一括して形成するのが好ましい。
【００３０】
ここで、相分離により一括して形成された発光層５と正孔輸送層４との界面は、図２に示すように、巨視的には、陽極３の上面とほぼ平行となっており、図３に示すように、微視的には、各層が互いに凹凸状に入り込んだ（重なり合った）状態となる。
これにより、発光層５と正孔輸送層４との接触面積が大きくなり、電子と正孔との再結合サイトが広がる。そして、この再結合サイトは、電極（陽極３および陰極６）から離れた部分に存在するので、結果として発光するサイトが広がる（発光に寄与する分子の数が増加する）。このため、発光素子１の発光効率の向上や、さらなる長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また、発光層５と正孔輸送層４との界面が均一（平坦）でなく、凹凸状であるため、駆動電圧量を上昇させても、一斉に正孔と電子とが励起、結合するの防止して、発光の強度が急峻に上昇するのを防止することができる。したがって、駆動電圧量に応じて輝度を穏やかに上昇させることができるので、発光素子１の発光輝度のコントロールや、低輝度の諧調コントロールを容易に行うことができる。また、駆動電圧を細かく制御するための複雑な周辺回路が不要になるという利点がある。
このような発光層５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。
【００３２】
封止部材７は、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および陰極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と陽極３、正孔輸送層４、発光層５および陰極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。
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。
【００３３】
さて、本発明では、正孔輸送層（キャリア輸送層）４と陽極（一方の電極）３との間に、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た中間層８を設けたことに特徴を有する。
前述したように、発光素子１の特性向上の観点から、正孔輸送層４および発光層５は、好ましくは高分子材料を主材料として構成されるが、この場合、次のような問題が生じる。
【００３４】
すなわち、正孔輸送層４では、正孔（キャリア）の輸送効率が向上するが、これに伴って、陰極（他方の電極）６から発光層５に注入された電子、すなわち、正孔輸送層４を輸送されるキャリアである正孔と反対の極性を有するキャリアである電子も陽極３に向かって移動（通過）し易くなる傾向を示す。
このとき、正孔輸送層４と陽極３との間に、前記中間層８が存在すると、電子が陽極３に到達（接触）するのを阻止することができる。すなわち、中間層８は、電子が陽極３に接触するのを阻止するブロック層として機能する。
【００３５】
一方、発光層５では、発光効率が向上するが、層中で電子と正孔との再結合により生成したエキシトン（励起子）が、層中を移動し、正孔輸送層４を通過して、陽極３に到達（接触）し易くなる傾向を示す。特に、この傾向は、正孔輸送層４と発光層５とを相分離により一括して形成した場合に顕著となる。
このとき、正孔輸送層４と陽極３との間に、前記中間層８が存在すると、エキシトンが陽極３に到達して接触するのを阻止することができる。すなわち、中間層８は、エキシトンが陽極３に接触するのを阻止するブロック層として機能する。
このように、中間層８を設けることにより、例えば、陽極３上での電子と正孔との再結合率や、エキシトンの陽極３への接触によるクエンチングが発生する確率等を低減または消失することがでる。その結果、発光素子１において、発光効率や耐久性（寿命）の向上を図ることができる。
【００３６】
このような中間層８を構成する半導体材料としては、バンドギャップができるだけ広い化合物（ワイドバンドギャップ化合物）が好ましく、特に限定されないが、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化二オブ（Ｎｂ２Ｏ３）のような金属酸化物、硫化カドミウム（ＣｄＳ）のような金属硫化物等が挙げられ、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。
【００３７】
これらの中でも、半導体材料としては、金属酸化物、特に、酸化バナジウムを主成分とするものが好適である。酸化バナジウムを主材料として構成することにより、中間層８を前述した能力に特に優れたものとすることができる。
また、特に、本実施形態の場合、酸化バナジウム自体が正孔輸送性が高いため、陽極３から正孔輸送層４への正孔の注入効率が低下するのを好適に防止することもできるという利点がある。
【００３８】
一方、中間層８を構成する絶縁材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＮａＦのような金属ハロゲン化物等が挙げられ、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、絶縁材料としては、酸化シリコンを主成分とするものが好適である。酸化シリコンを主材料として構成することにより、中間層８を前述した能力に特に優れたものとすることができる。
【００３９】
このような中間層８の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ以下であるのが好ましく、１〜４ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、陽極３から正孔輸送層４への正孔の注入効率が低下するのを防止しつつ、電子やエキシトン等が陽極３に接触するの確実に阻止することができる。換言すれば、前述したような材料を主材料として、中間層８を構成することにより、前記範囲の膜厚で電子やエキシトン等が陽極３に接触するのを阻止する効果が十分に発揮される。
【００４０】
また、中間層８は、陽極３と正孔輸送層４との間に設けるようにすれば、前記効果が十分に発揮されるが、陽極３と正孔輸送層４との少なくとも一方と接触しているのが好ましく、双方と接触しているのがより好ましい。これにより、発光素子１の大型化（特に、厚膜化）や、正孔（キャリア）の発光層５への注入効率が低下するのを防止することができる。
【００４１】
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。
以下では、正孔輸送層４および発光層５を、それぞれ高分子材料を主材料として構成する場合を代表に説明する。
［１］ まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極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。
【００４２】
［２］ 次に、陽極３上に中間層８を形成する。
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。
【００４３】
［３］ 次に、中間層（下地層）８の上面に、正孔輸送層４を構成する高分子材料との親和性（濡れ性）を向上させるための親和性向上処理を施す。
これにより、次工程［４］において正孔輸送層４と発光層５とを相分離により一括して形成する際に、液状被膜中において、正孔輸送層４を構成する高分子材料をより確実に中間層８側（下側）に集めることができ、正孔輸送層４および発光層５を確実に分離・形成することができる。
【００４４】
この親和性向上処理としては、例えば、前記高分子材料を構成する化合物の一部を含む化学構造（ビルディングユニット）を導入する化学修飾処理や、前記高分子材料が親水性を示すものである場合には親水化処理等が挙げられるが、特に、前者を用いるのが好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
例えば、前記高分子材料がトリフェニルアミン骨格（構造）を有する場合には、中間層８の表面に、アミノ基、トリフェニルアミン（アリールアミン）、フェニル基、ベンジル基等を末端に有するアルキル鎖を導入する化学修飾処理を行う。
なお、この化学修飾処理に用いる処理剤（試剤）としては、例えば、中間層８が金属酸化物を主材料として構成される場合、導入すべき原子団を一方の末端に、トリメチルシラン、メチルシラン、トリクロロシラン等を他方の末端に有する化合物（カップリング剤）を用いることができる。
【００４５】
［４］ 次に、中間層８上に、相分離により正孔輸送層４と発光層５とを一括して形成する。これは、次のようにして行うことができる。
まず、正孔輸送層４を構成する高分子材料と、発光層５を構成する高分子材料とを溶媒（液状媒体）に溶解して液状材料を調製する。
溶媒としては、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。
【００４６】
これらの中でも、溶媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチル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、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。
【００４７】
次に、この液状材料を中間層８上に供給して、液状被膜を形成する。
この液状材料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、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、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。
【００４８】
次に、液状被膜中から溶媒を除去する。溶媒が除去されると、液状被膜中では、中間層８（陽極３）側に、正孔輸送層４を構成する高分子材料が、一方、陰極６側に、発光層５を構成する高分子材料が分離、固化して、正孔輸送層４と発光層５とが形成される。すなわち、相分離により、正孔輸送層４と発光層５とが一括して形成される。
このとき、溶媒の種類、正孔輸送層４を構成する高分子材料の重量平均分子量や、その液状材料中の含有量、発光層５を構成する高分子材料の重量平均分子量や、その液状材料中の含有量、溶媒を除去する速度、溶媒を除去する際の雰囲気、液状材料を供給する下層（中間層８）の表面性状態等のうちの少なくとも１つの条件を適宜設定することにより、正孔輸送層４を構成する高分子材料と発光層５を構成する高分子材料との相分離の状態を制御することができる。
例えば、正孔輸送層４を構成する高分子材料として、その重量平均分子量が発光層５を構成する高分子材料の重量平均分子量より小さいものを選択するようにするのが好ましい。
【００４９】
［５］ 次に、発光層５上に陰極６を形成する。
陰極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、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および陰極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。
【００５０】
このような発光素子１において、中間層８と同様の構成の層を、発光層５と陰極６との間にも設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、キャリア輸送層を正孔輸送層に適用した場合を代表に説明したが、本発明では、キャリア輸送層を電子輸送層に適用することもできる。
この場合において、電子輸送層を高分子材料を主材料として構成する場合、電子輸送層を構成する高分子材料としては、例えば、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子等が挙げられる。
【００５１】
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（本発明の表示装置）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。
【００５２】
次に、本発明の表示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４は、本発明の表示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４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。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施形態では、各発光素子１の陽極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の陰極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（本発明の表示装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
【００５５】
図５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。
【００５６】
図６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。
【００５７】
図７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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
なお、本発明の電子機器は、図５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６の携帯電話機、図７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、表示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】
【００６２】
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、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
【００６３】
［３］ 次に、このＩＴＯ電極上に、真空蒸着法により、平均厚さ３ｎｍの酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）層（中間層）を形成した。
［４］ 次に、この酸化バナジウム層上に、０．１ｗｔ％のＮＨ２（ＣＨ２）５ＳｉＣｌ３（シランカップリング剤）のエタノール溶液をスピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
【００６４】
［５］ 次に、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（重量平均分子量：５０００）と、発光層の構成材料として、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）（重量平均分子量：１００００）を、それぞれ、キシレンに添加して液状材料を調製した。
なお、ポリフェニルアミン系高分子の含有量は、０．５ｗｔ％、ポリフルオレン系高分子の含有量は、１．５ｗｔ％とした。
【００６５】
そして、この液状材料を酸化バナジウム層上に、スピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
なお、液状材料の乾燥条件は、大気化、室温とした。
これにより、正孔輸送層と発光層とを相分離により形成した。
なお、正孔輸送層の平均厚さは、３０ｎｍ、発光層の平均厚さは、５０ｎｍであった。
【００６６】
［６］ 次に、発光層上に、真空蒸着法により、平均厚さ３００ｎｍのＡｌＬｉ電極（陰極）を形成した。
次に、形成した各層を覆うように、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、封止して、発光素子を完成した。
【００６７】
（実施例２）
前記工程［３］において、ＩＴＯ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［３］を省略した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００６８】
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、発光効率および寿命の評価を行った。
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。
また、寿命の評価は、初期輝度４００ｃｄ／ｍ２の定電流駆動を行うことで行った。
その結果を、それぞれ、図８および図９に示す。
【００６９】
図８に示すように、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例の発光素子に比べて、明らかに発光効率に優れるものであった。
また、図９に示すように、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例の発光素子に比べて、明らかに長寿命化することが確認された。
特に、中間層として酸化バナジウム層を設けた発光素子は、その発光効率がより優れ、より長寿命化することが確認された。
【００７０】
なお、酸化バナジウム層の平均厚さを５ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして製造した発光素子でも、十分な発光効率および寿命（耐久性）が確認されたが、実施例１の発光素子において、特性がより向上する傾向を示した。
また、中間層を、ＳｉＯ２（絶縁材料）や、絶縁材料と半導体材料とを組み合わせて用いて、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造すると、前記と同様の結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【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】図１に示す発光素子の各部（各層）の界面付近を模式的に示す図である。
【図３】図２をさらに拡大して示す図である。
【図４】本発明の表示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５】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６】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７】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。
【図８】各実施例および比較例で製造された発光素子に対して、発光効率の評価を行った結果を示すグラフである。
【図９】各実施例および比較例で製造された発光素子に対して、寿命の評価を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……陰極 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、表示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性有機層（有機エレクトロルミネッセンス層）が、陰極と陽極とに挟まれた構造の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と称する。）は、無機ＥＬ素子に比べて印加電圧を大幅に低下させることができ、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、より高性能な有機ＥＬ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。
【０００３】
また、この有機ＥＬ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。
【０００４】
【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】
【０００５】
本発明の目的は、発光効率および耐久性（寿命）に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い表示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】
【０００６】
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の電極との間に設けられた発光層と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられたキャリア輸送層と、
前記キャリア輸送層と前記第１の電極との間に設けられた中間層とを有し、
前記発光層および前記キャリア輸送層のうちの少なくとも一方は、高分子材料を含み、
前記中間層は、半導体材料および絶縁材料のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）に優れる発光素子が得られる。
【０００７】
本発明の発光素子では、前記キャリア輸送層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられていることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記半導体材料は、酸化バナジウムを主成分とするものであることが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）がより向上する。
本発明の発光素子では、前記絶縁材料は、酸化シリコンを主成分とするものであることが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）がより向上する。
【０００８】
本発明の発光素子では、前記中間層は、その平均厚さが５ｎｍ以下であることが好ましい。
このような膜厚で、中間層は、その機能を十分に発揮する。
本発明の発光素子では、前記中間層は、気相成膜法により形成されたものであることが好ましい。
これにより、中間層は、緻密なものとなり、その性能がより優れたものとなる。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記第１の電極と接触していることが好ましい。
これにより、発光素子の大型化（特に、厚膜化）や、キャリアの発光層への注入効率が低下するのを防止することができる。
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記キャリア輸送層と接触していることが好ましい。
これにより、発光素子の大型化（特に、厚膜化）や、キャリアの発光層への注入効率が低下するのを防止することができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記発光層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記発光層で生じたエキシトンが前記第１の電極に接触するのを阻止するよう機能するものであることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記発光層を構成する高分子材料は、ポリフルオレンまたはその誘導体であることが好ましい。
これにより、発光層を、より発光効率に優れるものとすることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記キャリア輸送層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記第２の電極から注入されたキャリアが前記第１の電極に到達するのを阻止するよう機能するものであることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記キャリア輸送層は、正孔輸送層であり、
該正孔輸送層を構成する高分子材料は、ポリアリールアミンまたはその誘導体であることが好ましい。
これにより、正孔輸送層を、正孔の輸送能力により優れたものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記発光層と前記キャリア輸送層とは、相分離により一括して形成されたものであることが好ましい。
これにより、発光効率および耐久性（寿命）がより向上する。また、特に、かかる構成の発光素子において中間層を設けることが効果的である。
【００１２】
本発明の表示装置は、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、信頼性の高い表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示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】
【００１３】
以下、本発明の発光素子、表示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、図２は、図１に示す発光素子の各部（各層）の界面付近を模式的に示す図、図３は、図２をさらに拡大して示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図３中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１４】
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、陽極（第１の電極）３と、陰極（第２の電極）６と、陽極３と陰極６との間（一対の電極間）に、陽極３側に正孔輸送層（キャリア輸送層）４と、陰極６側に発光層５とが介挿され、さらに、正孔輸送層４と陽極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。
【００１５】
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側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、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。
【００１６】
なお、発光素子１が基板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）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、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、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
【００１７】
陽極３は、後述する正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。この陽極３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。
陽極３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３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。
【００１８】
一方、陰極６は、後述する発光層５に電子を注入する電極である。この陰極６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。
陰極６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。
【００１９】
特に、陰極６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６の構成材料として用いることにより、陰極６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６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。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極６に、光透過性は、特に要求されない。
【００２０】
正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔を、発光層５まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層４の構成材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型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。
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のようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、フルオレン−アリールアミン共重合体のようなアリールアミン骨格およびフルオレン骨格の双方を有するもの、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。
【００２１】
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。
【００２２】
これらの中でも、正孔輸送層４の構成材料としては、高分子材料を主とするものが好ましい。正孔輸送層４を、高分子材料を主材料として構成することにより、正孔の輸送能力により優れたものとすることができる。
また、発光層５の構成材料として、高分子材料（高分子の発光材料）を用いることにより、正孔輸送層４と発光層５とを相分離（垂直相分離）により、一括して形成することもできる。これにより得られる効果は、後に詳述する。
特に、正孔輸送層４の構成材料としては、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。
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。
【００２３】
【化１】
【００２４】
このような正孔輸送層４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、３０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
正孔輸送層４に接触して、発光層５が設けられている。この発光層５は、陰極６から注入された電子を輸送するとともに、正孔輸送層４から正孔を受け取る。そして、その正孔輸送層４との界面付近において正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（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。
【００２５】
発光層５の構成材料としては、各種高分子の発光材料（高分子材料）、各種低分子の発光材料（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。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
【化２】
【００２８】
これらの中でも、発光層５の構成材料としては、高分子の発光材料を主とするものが好ましい。発光層５を、高分子の発光材料を主材料として構成することにより、より発光効率に優れるものとすることができる。
また、前述したように、正孔輸送層４の構成材料として、高分子材料を用いた場合に正孔輸送層４と発光層５とを相分離（垂直相分離）により、一括して形成することもできる。
【００２９】
特に、発光層５の構成材料としては、ポリフルオレンまたその誘導体を主成分とする高分子の発光材料が好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
以上のようなことから、正孔輸送層４および発光層５の双方を高分子材料を主材料として構成するのが好ましい。この場合、正孔輸送層４と発光層５とは、相分離により一括して形成するのが好ましい。
【００３０】
ここで、相分離により一括して形成された発光層５と正孔輸送層４との界面は、図２に示すように、巨視的には、陽極３の上面とほぼ平行となっており、図３に示すように、微視的には、各層が互いに凹凸状に入り込んだ（重なり合った）状態となる。
これにより、発光層５と正孔輸送層４との接触面積が大きくなり、電子と正孔との再結合サイトが広がる。そして、この再結合サイトは、電極（陽極３および陰極６）から離れた部分に存在するので、結果として発光するサイトが広がる（発光に寄与する分子の数が増加する）。このため、発光素子１の発光効率の向上や、さらなる長寿命化を図ることができる。
【００３１】
また、発光層５と正孔輸送層４との界面が均一（平坦）でなく、凹凸状であるため、駆動電圧量を上昇させても、一斉に正孔と電子とが励起、結合するの防止して、発光の強度が急峻に上昇するのを防止することができる。したがって、駆動電圧量に応じて輝度を穏やかに上昇させることができるので、発光素子１の発光輝度のコントロールや、低輝度の諧調コントロールを容易に行うことができる。また、駆動電圧を細かく制御するための複雑な周辺回路が不要になるという利点がある。
このような発光層５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。
【００３２】
封止部材７は、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および陰極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と陽極３、正孔輸送層４、発光層５および陰極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。
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。
【００３３】
さて、本発明では、正孔輸送層（キャリア輸送層）４と陽極（一方の電極）３との間に、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た中間層８を設けたことに特徴を有する。
前述したように、発光素子１の特性向上の観点から、正孔輸送層４および発光層５は、好ましくは高分子材料を主材料として構成されるが、この場合、次のような問題が生じる。
【００３４】
すなわち、正孔輸送層４では、正孔（キャリア）の輸送効率が向上するが、これに伴って、陰極（他方の電極）６から発光層５に注入された電子、すなわち、正孔輸送層４を輸送されるキャリアである正孔と反対の極性を有するキャリアである電子も陽極３に向かって移動（通過）し易くなる傾向を示す。
このとき、正孔輸送層４と陽極３との間に、前記中間層８が存在すると、電子が陽極３に到達（接触）するのを阻止することができる。すなわち、中間層８は、電子が陽極３に接触するのを阻止するブロック層として機能する。
【００３５】
一方、発光層５では、発光効率が向上するが、層中で電子と正孔との再結合により生成したエキシトン（励起子）が、層中を移動し、正孔輸送層４を通過して、陽極３に到達（接触）し易くなる傾向を示す。特に、この傾向は、正孔輸送層４と発光層５とを相分離により一括して形成した場合に顕著となる。
このとき、正孔輸送層４と陽極３との間に、前記中間層８が存在すると、エキシトンが陽極３に到達して接触するのを阻止することができる。すなわち、中間層８は、エキシトンが陽極３に接触するのを阻止するブロック層として機能する。
このように、中間層８を設けることにより、例えば、陽極３上での電子と正孔との再結合率や、エキシトンの陽極３への接触によるクエンチングが発生する確率等を低減または消失することがでる。その結果、発光素子１において、発光効率や耐久性（寿命）の向上を図ることができる。
【００３６】
このような中間層８を構成する半導体材料としては、バンドギャップができるだけ広い化合物（ワイドバンドギャップ化合物）が好ましく、特に限定されないが、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化二オブ（Ｎｂ２Ｏ３）のような金属酸化物、硫化カドミウム（ＣｄＳ）のような金属硫化物等が挙げられ、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。
【００３７】
これらの中でも、半導体材料としては、金属酸化物、特に、酸化バナジウムを主成分とするものが好適である。酸化バナジウムを主材料として構成することにより、中間層８を前述した能力に特に優れたものとすることができる。
また、特に、本実施形態の場合、酸化バナジウム自体が正孔輸送性が高いため、陽極３から正孔輸送層４への正孔の注入効率が低下するのを好適に防止することもできるという利点がある。
【００３８】
一方、中間層８を構成する絶縁材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＮａＦのような金属ハロゲン化物等が挙げられ、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、絶縁材料としては、酸化シリコンを主成分とするものが好適である。酸化シリコンを主材料として構成することにより、中間層８を前述した能力に特に優れたものとすることができる。
【００３９】
このような中間層８の平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ以下であるのが好ましく、１〜４ｎｍ程度であるのがより好ましい。これにより、陽極３から正孔輸送層４への正孔の注入効率が低下するのを防止しつつ、電子やエキシトン等が陽極３に接触するの確実に阻止することができる。換言すれば、前述したような材料を主材料として、中間層８を構成することにより、前記範囲の膜厚で電子やエキシトン等が陽極３に接触するのを阻止する効果が十分に発揮される。
【００４０】
また、中間層８は、陽極３と正孔輸送層４との間に設けるようにすれば、前記効果が十分に発揮されるが、陽極３と正孔輸送層４との少なくとも一方と接触しているのが好ましく、双方と接触しているのがより好ましい。これにより、発光素子１の大型化（特に、厚膜化）や、正孔（キャリア）の発光層５への注入効率が低下するのを防止することができる。
【００４１】
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。
以下では、正孔輸送層４および発光層５を、それぞれ高分子材料を主材料として構成する場合を代表に説明する。
［１］ まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極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。
【００４２】
［２］ 次に、陽極３上に中間層８を形成する。
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。
【００４３】
［３］ 次に、中間層（下地層）８の上面に、正孔輸送層４を構成する高分子材料との親和性（濡れ性）を向上させるための親和性向上処理を施す。
これにより、次工程［４］において正孔輸送層４と発光層５とを相分離により一括して形成する際に、液状被膜中において、正孔輸送層４を構成する高分子材料をより確実に中間層８側（下側）に集めることができ、正孔輸送層４および発光層５を確実に分離・形成することができる。
【００４４】
この親和性向上処理としては、例えば、前記高分子材料を構成する化合物の一部を含む化学構造（ビルディングユニット）を導入する化学修飾処理や、前記高分子材料が親水性を示すものである場合には親水化処理等が挙げられるが、特に、前者を用いるのが好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
例えば、前記高分子材料がトリフェニルアミン骨格（構造）を有する場合には、中間層８の表面に、アミノ基、トリフェニルアミン（アリールアミン）、フェニル基、ベンジル基等を末端に有するアルキル鎖を導入する化学修飾処理を行う。
なお、この化学修飾処理に用いる処理剤（試剤）としては、例えば、中間層８が金属酸化物を主材料として構成される場合、導入すべき原子団を一方の末端に、トリメチルシラン、メチルシラン、トリクロロシラン等を他方の末端に有する化合物（カップリング剤）を用いることができる。
【００４５】
［４］ 次に、中間層８上に、相分離により正孔輸送層４と発光層５とを一括して形成する。これは、次のようにして行うことができる。
まず、正孔輸送層４を構成する高分子材料と、発光層５を構成する高分子材料とを溶媒（液状媒体）に溶解して液状材料を調製する。
溶媒としては、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。
【００４６】
これらの中でも、溶媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチル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、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。
【００４７】
次に、この液状材料を中間層８上に供給して、液状被膜を形成する。
この液状材料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、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、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。
【００４８】
次に、液状被膜中から溶媒を除去する。溶媒が除去されると、液状被膜中では、中間層８（陽極３）側に、正孔輸送層４を構成する高分子材料が、一方、陰極６側に、発光層５を構成する高分子材料が分離、固化して、正孔輸送層４と発光層５とが形成される。すなわち、相分離により、正孔輸送層４と発光層５とが一括して形成される。
このとき、溶媒の種類、正孔輸送層４を構成する高分子材料の重量平均分子量や、その液状材料中の含有量、発光層５を構成する高分子材料の重量平均分子量や、その液状材料中の含有量、溶媒を除去する速度、溶媒を除去する際の雰囲気、液状材料を供給する下層（中間層８）の表面性状態等のうちの少なくとも１つの条件を適宜設定することにより、正孔輸送層４を構成する高分子材料と発光層５を構成する高分子材料との相分離の状態を制御することができる。
例えば、正孔輸送層４を構成する高分子材料として、その重量平均分子量が発光層５を構成する高分子材料の重量平均分子量より小さいものを選択するようにするのが好ましい。
【００４９】
［５］ 次に、発光層５上に陰極６を形成する。
陰極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、陽極３、正孔輸送層４、発光層５および陰極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。
【００５０】
このような発光素子１において、中間層８と同様の構成の層を、発光層５と陰極６との間にも設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、キャリア輸送層を正孔輸送層に適用した場合を代表に説明したが、本発明では、キャリア輸送層を電子輸送層に適用することもできる。
この場合において、電子輸送層を高分子材料を主材料として構成する場合、電子輸送層を構成する高分子材料としては、例えば、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子等が挙げられる。
【００５１】
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（本発明の表示装置）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。
【００５２】
次に、本発明の表示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４は、本発明の表示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４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。
【００５３】
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。
【００５４】
本実施形態では、各発光素子１の陽極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の陰極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（本発明の表示装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
【００５５】
図５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。
【００５６】
図６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。
【００５７】
図７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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
なお、本発明の電子機器は、図５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６の携帯電話機、図７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、表示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】
【００６２】
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、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
【００６３】
［３］ 次に、このＩＴＯ電極上に、真空蒸着法により、平均厚さ３ｎｍの酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）層（中間層）を形成した。
［４］ 次に、この酸化バナジウム層上に、０．１ｗｔ％のＮＨ２（ＣＨ２）５ＳｉＣｌ３（シランカップリング剤）のエタノール溶液をスピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
【００６４】
［５］ 次に、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（重量平均分子量：５０００）と、発光層の構成材料として、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）（重量平均分子量：１００００）を、それぞれ、キシレンに添加して液状材料を調製した。
なお、ポリフェニルアミン系高分子の含有量は、０．５ｗｔ％、ポリフルオレン系高分子の含有量は、１．５ｗｔ％とした。
【００６５】
そして、この液状材料を酸化バナジウム層上に、スピンコート法（２０００ｒｐｍ）により塗布した後、乾燥した。
なお、液状材料の乾燥条件は、大気化、室温とした。
これにより、正孔輸送層と発光層とを相分離により形成した。
なお、正孔輸送層の平均厚さは、３０ｎｍ、発光層の平均厚さは、５０ｎｍであった。
【００６６】
［６］ 次に、発光層上に、真空蒸着法により、平均厚さ３００ｎｍのＡｌＬｉ電極（陰極）を形成した。
次に、形成した各層を覆うように、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、封止して、発光素子を完成した。
【００６７】
（実施例２）
前記工程［３］において、ＩＴＯ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［３］を省略した以外は、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造した。
【００６８】
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、発光効率および寿命の評価を行った。
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。
また、寿命の評価は、初期輝度４００ｃｄ／ｍ２の定電流駆動を行うことで行った。
その結果を、それぞれ、図８および図９に示す。
【００６９】
図８に示すように、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例の発光素子に比べて、明らかに発光効率に優れるものであった。
また、図９に示すように、各実施例の発光素子は、いずれも、比較例の発光素子に比べて、明らかに長寿命化することが確認された。
特に、中間層として酸化バナジウム層を設けた発光素子は、その発光効率がより優れ、より長寿命化することが確認された。
【００７０】
なお、酸化バナジウム層の平均厚さを５ｎｍとした以外は、前記実施例１と同様にして製造した発光素子でも、十分な発光効率および寿命（耐久性）が確認されたが、実施例１の発光素子において、特性がより向上する傾向を示した。
また、中間層を、ＳｉＯ２（絶縁材料）や、絶縁材料と半導体材料とを組み合わせて用いて、前記実施例１と同様にして、発光素子を製造すると、前記と同様の結果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【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】図１に示す発光素子の各部（各層）の界面付近を模式的に示す図である。
【図３】図２をさらに拡大して示す図である。
【図４】本発明の表示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５】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６】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７】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。
【図８】各実施例および比較例で製造された発光素子に対して、発光効率の評価を行った結果を示すグラフである。
【図９】各実施例および比較例で製造された発光素子に対して、寿命の評価を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔輸送層 ５……発光層 ６……陰極 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の電極との間に設けられた発光層と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられたキャリア輸送層と、
前記キャリア輸送層と前記第１の電極との間に設けられた中間層とを有し、
前記発光層および前記キャリア輸送層のうちの少なくとも一方は、高分子材料を含み、
前記中間層は、半導体材料および絶縁材料のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記キャリア輸送層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられている請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記半導体材料は、酸化バナジウムを主成分とするものである請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記絶縁材料は、酸化シリコンを主成分とするものである請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記中間層は、その平均厚さが５ｎｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記中間層は、気相成膜法により形成されたものである請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記中間層は、前記第１の電極と接触している請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記中間層は、前記キャリア輸送層と接触している請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子。
【請求項９】
前記発光層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記発光層で生じたエキシトンが前記第１の電極に接触するのを阻止するよう機能するものである請求項１ないし８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記発光層を構成する高分子材料は、ポリフルオレンまたはその誘導体である請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記キャリア輸送層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記第２の電極から注入されたキャリアが前記第１の電極に到達するのを阻止するよう機能するものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１２】
前記キャリア輸送層は、正孔輸送層であり、
該正孔輸送層を構成する高分子材料は、ポリアリールアミンまたはその誘導体である請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記発光層と前記キャリア輸送層とは、相分離により一括して形成されたものである請求項１ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発光素子を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表示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の電極との間に設けられた発光層と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられたキャリア輸送層と、
前記キャリア輸送層と前記第１の電極との間に設けられた中間層とを有し、
前記発光層および前記キャリア輸送層のうちの少なくとも一方は、高分子材料を含み、
前記中間層は、半導体材料および絶縁材料のうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記キャリア輸送層は、前記発光層と前記第１の電極との間に設けられている請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記半導体材料は、酸化バナジウムを主成分とするものである請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記絶縁材料は、酸化シリコンを主成分とするものである請求項１ないし３のいずれかに記載の発光素子。
【請求項５】
前記中間層は、その平均厚さが５ｎｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記中間層は、気相成膜法により形成されたものである請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記中間層は、前記第１の電極と接触している請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記中間層は、前記キャリア輸送層と接触している請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子。
【請求項９】
前記発光層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記発光層で生じたエキシトンが前記第１の電極に接触するのを阻止するよう機能するものである請求項１ないし８のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
前記発光層を構成する高分子材料は、ポリフルオレンまたはその誘導体である請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記キャリア輸送層が高分子材料を含み、
前記中間層は、前記第２の電極から注入されたキャリアが前記第１の電極に到達するのを阻止するよう機能するものである請求項１ないし１０のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１２】
前記キャリア輸送層は、正孔輸送層であり、
該正孔輸送層を構成する高分子材料は、ポリアリールアミンまたはその誘導体である請求項１１に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記発光層と前記キャリア輸送層とは、相分離により一括して形成されたものである請求項１ないし１２のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１４】
請求項１３に記載の発光素子を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の表示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６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２４５３２９（Ｐ２００６−２４５３２９Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５９４６７（Ｐ２００５−５９４６７）
【出願日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【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１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３日（２００５．３．３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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