JP2016157692A - 発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置 - Google Patents

発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の発光層を有し、多色発光を呈する、発光効率が高い発光素子を提供する。
【解決手段】第１の電極と第２の電極と、第１の電極および第２の電極の間に設けられたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第１の領域と第２の領域とを有し、第１の領域は、第１の注入層と第１の発光層と第２の発光層とを有し、第２の領域は、第２の注入層と第１の発光層と第２の発光層とを有し、第１の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第２の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第１の発光層は、第１の発光材料と第１のホスト材料とを有し、第２の発光層は、第２の発光材料と第２のホスト材料とを有し、第１の発光材料は、第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、第１の領域が呈することができる光の色は、第２の領域が呈することができる光の色と異なる。
【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
また、上述の発光素子を表示装置に用いる場合、画素中の各副画素にそれぞれ互いに異なる色を発光する機能を有するＥＬ層を設ける方法（以下、塗り分け方式と呼ぶ）と、画素中の副画素に例えば白色を発光する機能を有する共通のＥＬ層を設け、各副画素にそれぞれ異なる色の光を透過する機能を有するカラーフィルタを設ける方法（以下、カラーフィルタ方式と呼ぶ）がある。
カラーフィルタ方式の利点としては、全副画素でＥＬ層を共通とすることができるため、塗り分け方式と比較して、ＥＬ層の材料の損失が少なく、またＥＬ層形成時のパターン形成に要するコストを少なくできるため、表示装置を低コストで高い生産性をもって製造できることが挙げられる。次に、塗り分け方式においては、各副画素のＥＬ層の材料が互いに混入することを防ぐために、各副画素間に余白が必要となるが、カラーフィルタ方式では当該余白が不要であるため、より画素の密度が高く高精細な表示装置を実現することが挙げられる。
上記発光素子は、ＥＬ層に含まれる発光性の物質の種類によって、様々な発光色を提供することができる。特に、照明装置、及びカラーフィルタ方式の表示装置への応用を考えた場合、白色発光またはそれに近い色の発光が高効率で得られる発光素子が求められている。また、消費電力の少ない発光素子が求められている。
発光素子の発光効率を向上させるためには、発光素子からの光の取出し効率を向上させることが重要である。発光素子からの光の取り出し効率を向上させるために、一対の電極間で光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティ）構造を採用し、特定波長における光強度を増加させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、白色を発光する発光素子として、複数のＥＬ層の間に電荷発生層を設ける素子（タンデム素子ともいう）が提案されている。
特開２０１２−１８２１２７号公報
タンデム素子は、異なる発光色を有する発光材料をそれぞれ異なるＥＬ層に用いることができるため、白色発光素子を作製するのに好適である。しかしながら、タンデム素子は成膜層数が多いため、製造工程が多く製造コストが高いという課題がある。
また、フルカラー表示が可能な表示装置を製造する方法として、塗り分け方式では、微細な開口を有するシャドウマスクを用いて必要な副画素のみに該発光層を蒸着する工程が必要であるため、シャドウマスクの開口部を所望の位置に配置（アライメントともいう）する精度が高く要求される。また、発光層を必要な副画素に塗り分けるときに、隣接する副画素に発光性の物質が混入する場合があるため、表示装置の製造における歩留りが低下するという課題がある。また、高精細な表示が可能な表示装置においては、さらに高いアライメント精度が要求されるため、表示装置の製造における歩留りが低下し、製造コストが増大するという課題がある。
これに対して、カラーフィルタ方式では、上記のような微細な開口を有するシャドウマスクが不要なため、表示装置を高い生産性をもって製造することができる。しかしながら、カラーフィルタ方式では、白色発光する発光層を、各副画素に共通に成膜するため、各副画素に必要のない色の発光も含んでしまう。そのため、カラーフィルタ方式は、塗り分け方式と比べて、光の利用効率が悪いという課題がある。
また、光取り出し効率を向上する手段であるマイクロキャビティ構造は、各副画素に必要な発光色に適するよう電極間の光学距離を調整するため、ＥＬ層及び電極の膜厚を調整する必要があり、副画素を作り分けるためのフォトマスクまたはシャドウマスクが必要となる。したがって、表示装置の製造における歩留りが低下し、製造コストが増大するという課題がある。
そのため、生産性の優れた発光素子が求められている。白色を呈する発光素子の発光効率を高めることが求められている。また、光の利用効率が高い発光素子が求められている。
したがって、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、複数の発光層を有するＥＬ層を含む新規な発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、成膜工程数が比較的少なく、製造しやすい発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、ＥＬ層が有する注入層を異ならせることで、キャリア再結合領域を制御し、複数の発光層を有するＥＬ層から呈する発光の発光色を制御することが可能な発光素子である。
また、本発明の一態様は、複数の発光層を有するＥＬ層を含む発光素子において、比較的少ない成膜層数で製造可能な発光素子である。
したがって、本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極および第２の電極の間に設けられたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第２の領域は、第２の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第１の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第２の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、第１の発光材料は、第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、第１の領域が呈することができる光の色は、第２の領域が呈することができる光の色と、異なる発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、ＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、第１の領域は、第１の電極と、第２の電極との間に設けられ、第２の領域は、第２の電極と、第３の電極との間に設けられ、第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第２の領域は、第２の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第１の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第２の注入層は、第３の電極に接する領域を有し、第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、第１の発光材料は、第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、第１の領域が呈することができる光の色は、第２の領域が呈することができる光の色と、異なる発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、ＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、第１の領域は、第１の電極と、第２の電極との間に設けられ、第２の領域は、第２の電極と、第３の電極との間に設けられ、第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第２の領域は、第２の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第１の注入層は、第２の電極に接する領域を有し、第２の注入層は、第２の電極に接する領域を有し、第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、第１の発光材料は、第２の発光材料と異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、第１の領域が呈することができる光の色は、第２の領域が呈することができる光の色と、異なる発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、ＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、第３の領域と、を有し、第１の領域、及び第２の領域は、第１の電極と、第２の電極との間に設けられ、第３の領域は、第２の電極と、第３の電極との間に設けられ、第１の電極は、可視光を透過する機能を有する第１の導電膜を有し、第３の電極は、可視光を透過する機能を有する第２の導電膜を有し、第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第２の領域は、第２の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第３の領域は、第２の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、第１の領域において、第１の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第２の領域において、第２の注入層は、第１の電極に接する領域を有し、第３の領域において、第２の注入層は、第３の電極に接する領域を有し、第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、第１の発光材料は、第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、第２の導電膜は、第１の導電膜より、膜厚が厚い領域を有し、第２の注入層は、第１の注入層より、膜厚が厚い領域を有し、第３の領域が呈する光は、第２の領域が呈する光より、発光スペクトルのピーク波長が長波長であり、第２の領域が呈する光は、第１の領域が呈する光より、発光スペクトルのピーク波長が長波長である発光素子である。
また、上記構成において、第１の領域が呈する発光は、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、第２の領域が呈する発光は、４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、第３の領域が呈する発光は、５８０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の電極と、第３の電極と、が同じ材料を有する領域を有する発光素子が好ましい。
また、上記各構成において、第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、第２の注入層は、第２のアクセプター材料と、第２のドナー材料と、有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、第２の注入層は、第１のアクセプター材料と、第２のドナー材料と、を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、第２の注入層は、第２のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、第２の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、第１の注入層が有する第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、の混合比は、第２の注入層が有する第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、の混合比と異なると好ましい。
また、上記各構成において、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位は、第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位と異なると好ましい。
また、上記各構成において、ＥＬ層は、キャリア輸送層を有し、キャリア輸送層は、第１の注入層と接する領域を有し、キャリア輸送層は、第２の注入層と接する領域を有し、キャリア輸送層は、キャリア輸送性材料を有し、キャリア輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位と、第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位と、の間に位置すると好ましい。
また、上記各構成において、ＥＬ層は、キャリア輸送層を有し、キャリア輸送層は、第１の注入層と接する領域を有し、キャリア輸送層は、第２の注入層と接する領域を有し、キャリア輸送層は、キャリア輸送性材料を有し、キャリア輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位または第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位の一方と等しく、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位または第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位の他方と異なると好ましい。
また、上記各構成において、第１の注入層の導電率は、第２の注入層の導電率と異なると好ましい。
また、上記各構成において、第１の発光材料は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有し、第２の発光材料は、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１のホスト材料の一重項励起エネルギー準位は、第１の発光材料の一重項励起エネルギー準位より高く、第１のホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、第１の発光材料の三重項励起エネルギー準位より低いと好ましい。
また、上記各構成において、第２のホスト材料は、第１の化合物と、第２の化合物と、を有し、第１の化合物と、第２の化合物と、が励起錯体を形成すると好ましい。
また、上記構成において、第１のホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、第１の化合物の三重項励起エネルギー準位より低く、第１のホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、第２の化合物の三重項励起エネルギー準位より低いと好ましい。
また、上記各構成において、第１の発光層と、第２の発光層、とが接する領域を有する発光素子が好ましい。
また、上記各構成において、第１の発光材料は、一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有し、第２の発光材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有すると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタ及びトランジスタの少なくとも一と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一と、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示モジュールも発光装置を含む場合がある。
本発明の一態様により、新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、複数の発光層を有するＥＬ層を含む新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様では、成膜工程数が比較的少なく、製造しやすい発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子のエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。 本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。 本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する斜視図及び断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の照明装置及び電子機器を説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、試料の電流密度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、試料の電流密度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、試料の電流密度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子を説明する断面模式図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。また、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位（Ｓ１準位）は、最も低い一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位（Ｔ１準位）は、最も低い三重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料である。燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。
なお、本明細書等において、室温とは、０℃以上４０℃以下のいずれかの温度をいう。
また、色とは、一般に色相（単色光の波長に相当）、彩度（あざやかさ即ち白みを帯びていない度合）および明度（明るさ即ち光の強弱）の三要素によって規定される。また、本明細書等において色とは、上述の三要素のうちのいずれか一つの要素のみ、または任意で選んだ２つの要素のみを示してもよい。また、本明細書において、２つの光の色が異なるとは、上述の三要素のうちいずれか少なくとも一つが異なることをいい、さらに、２つの光のスペクトルの形状若しくは各ピークの相対強度の分布が異なることをも含む。
また、本明細書等において、青色の波長領域とは、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長領域であり、青色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、緑色の波長領域とは、４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域であり、緑色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波長領域とは、５８０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の波長領域であり、赤色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１乃至図７を用いて以下説明する。
＜発光素子の構成例１＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１を用いて、以下説明する。
図１は、本発明の一態様の発光素子２５０の断面模式図である。
発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１５０を有する。
また、発光素子２５０は、領域２１０ａ及び領域２１０ｂを有する。領域２１０ａにおいて、ＥＬ層１００は、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａを有し、領域２１０ｂにおいて、ＥＬ層１００は、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ｂを有する。
また、図１に示すＥＬ層１００は、発光層１５０、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂの他に、キャリア輸送層１１２、キャリア輸送層１１８、及びキャリア注入層１１９等の機能層を有する。また、発光層１５０は、少なくとも発光層１２０および発光層１３０を有する。
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明するが、発光素子２５０の構成としては、その限りではない。つまり、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、が積層する順番とすればよい。したがって、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが、正孔注入層であっても電子注入層であってもよい。また、キャリア輸送層１１２、キャリア輸送層１１８、及びキャリア注入層１１９は、それぞれ正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層であってもよく、または電子輸送層、正孔輸送層、及び正孔注入層であってもよい。
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１に示す構成に限定されず、キャリア輸送層１１２、キャリア輸送層１１８、及びキャリア注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。または、ＥＬ層１００は、キャリア（正孔もしくは電子）の注入障壁を低減する、キャリア（正孔もしくは電子）の輸送性を向上する、キャリア（正孔もしくは電子）の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
本発明の一態様の発光素子２５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞれＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入されたキャリア（電子及び正孔）が再結合することによって、励起子が形成される。発光材料を有する発光層１５０において、キャリア（電子及び正孔）が再結合し、励起子が形成されると、発光層１５０が有する発光材料が励起状態となり、発光材料から発光が得られる。
したがって、キャリア（電子及び正孔）の再結合する領域（キャリア再結合領域ともいう）が、発光層１５０内に分布するよう制御することが、発光効率を高める上で重要となる。また、発光層１５０内でキャリアが再結合することで、発光層１５０内に発光材料が発光する領域（発光領域ともいう）を形成される。
発光素子２５０のように、発光層１５０が発光層１２０及び発光層１３０という少なくとも２つの発光層を有するとき、図１で示すように、発光領域１８０は発光層１２０及び発光層１３０内の領域に分布する。このとき、発光層１２０および発光層１３０のうち、一方の発光層でより多くのキャリアが再結合する場合、発光領域１８０は該一方の発光層により多く分布するため、該一方の発光層からの発光が多くなり、他方の発光層からの発光が少なくなる。または、双方の発光層でバランスよくキャリアが再結合する場合、発光領域１８０は双方の発光層にバランスよく分布するため、双方の発光層が呈する発光をバランスよく得ることが可能となる。
発光素子のキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域は、正孔注入層と、正孔輸送層と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、におけるキャリア（電子及び正孔）注入性およびキャリア輸送性によって、影響を受ける。そのため、該キャリア注入性およびキャリア輸送性を制御することで、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することができる。中でも、一対の電極の一方と接するキャリア注入層のキャリア注入性及びキャリア輸送性は、キャリア再結合領域及び発光領域が分布する領域への影響が大きい。したがって、キャリア注入層のキャリア注入性またはキャリア輸送性の少なくとも一方を変化させることで、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができる。
例えば、発光素子２５０において、キャリア注入層１１１ａのキャリア注入性を高くすることで、領域２１０ａにおける発光領域１８０を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２から遠く、キャリア輸送層１１８に近い領域、すなわち発光層１３０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。また、キャリア注入層１１１ｂのキャリア注入性を低くすることで、領域２１０ｂにおける発光領域１８０を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２に近く、キャリア輸送層１１８から遠い領域、すなわち発光層１２０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。
発光層１５０が有する発光層１２０と、発光層１３０と、で発光色が異なる場合、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することで、一方の発光層が呈する発光色を強めることが可能となる。すなわち、領域２１０ａと領域２１０ｂとが呈する発光を、互いに異なる発光色または発光スペクトルを有する発光にすることができる。また、領域２１０ａと領域２１０ｂとで、異なる色の発光を取り出すことが必要な場合、上記構成によって領域２１０ａと領域２１０ｂとで、それぞれ所望の発光色になるよう、発光領域１８０を制御することで、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが正孔注入層である場合、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとして、例えば、電極１０１の仕事関数と同程度または小さいイオン化ポテンシャルを有する材料を用いることで、電極１０１からキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂへの正孔注入性を向上させることができる。また、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとして、例えば、電極１０１の仕事関数より大きいイオン化ポテンシャルを有する材料を用いることで、電極１０１とキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとの界面に正孔注入障壁が生じるため、電極１０１からキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂの正孔注入性を低下させることができる。
すなわち、本発明の一態様は、キャリア注入層１１１ａとキャリア注入層１１１ｂとが、互いに異なるイオン化ポテンシャルを有する材料を有することで、キャリア注入層１１１ａおよびキャリア注入層１１１ｂのキャリア注入性を、互いに異なる注入性にすることができる発光素子である。または、本発明の一態様は、キャリア注入層１１１ａとキャリア注入層１１１ｂとが、互いに異なる最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位を有する材料を有することで、キャリア注入層１１１ａおよびキャリア注入層１１１ｂの正孔注入性を、互いに異なる注入性にすることができる発光素子である。または、本発明の一態様は、キャリア注入層１１１ａとキャリア注入層１１１ｂとが、互いに異なる最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位を有する材料を有することで、キャリア注入層１１１ａおよびキャリア注入層１１１ｂの電子注入性を、互いに異なる注入性にすることができる発光素子である。そうすることで、発光素子２５０の領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
また、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが正孔注入層である場合、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとして、例えば、キャリア輸送層１１２に用いる材料よりＨＯＭＯ準位が低い材料を用いることで、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂからキャリア輸送層１１２への正孔輸送性を向上させることができる。または、キャリア輸送層１１２に用いる材料よりＨＯＭＯ準位が高い材料を用いることで、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとキャリア輸送層１１２との界面に正孔注入障壁が生じるため、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂからキャリア輸送層１１２への正孔輸送性を低下させることができる。
また、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが電子注入層である場合、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとして、例えば、キャリア輸送層１１２に用いる材料よりＬＵＭＯ準位が高い材料を用いることで、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂからキャリア輸送層１１２への電子輸送性を向上させることができる。または、キャリア輸送層１１２に用いる材料よりＬＵＭＯ準位が低い材料を用いることで、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとキャリア輸送層１１２との界面で電子注入障壁が生じるため、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂからキャリア輸送層１１２への電子輸送性を低下させることができる。
すなわち、本発明の一態様は、キャリア輸送層１１２が有する材料のＨＯＭＯ準位が、キャリア注入層１１１ａが有する材料のＨＯＭＯ準位と、キャリア注入層１１１ｂが有する材料のＨＯＭＯ準位と、の間に位置する発光素子である。または、キャリア輸送層１１２が有する材料のＨＯＭＯ準位が、キャリア注入層１１１ａが有する材料のＨＯＭＯ準位もしくはキャリア注入層１１１ｂが有する材料のＨＯＭＯ準位の一方と等しく、他方と異なる発光素子である。そうすることで、領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
または、本発明の一態様は、キャリア輸送層１１２が有する材料のＬＵＭＯ準位が、キャリア注入層１１１ａが有する材料のＬＵＭＯ準位と、キャリア注入層１１１ｂが有する材料のＬＵＭＯ準位と、の間に位置する発光素子である。または、キャリア輸送層１１２が有する材料のＬＵＭＯ準位が、キャリア注入層１１１ａが有する材料のＬＵＭＯ準位もしくはキャリア注入層１１１ｂが有する材料のＬＵＭＯ準位の一方と等しく、他方と異なる発光素子である。そうすることで、領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
また、キャリア注入層１１１ａの導電率は、キャリア注入層１１１ｂの導電率と異なることが好ましい。そうすることで、キャリア注入層１１１ａと、キャリア注入層１１１ｂとのキャリア輸送性を互いに異なるキャリア輸送性とすることができ、領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができる。
キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが電子注入層である場合、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとしては、電極１０１からの電子注入性が高い材料を有すると好ましい。例えば、第１族金属、第２族金属、またはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。
また、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂに、有機材料（アクセプター材料）と電子供与体（ドナー材料）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって該有機材料に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、該有機材料としては、発生した電子の輸送に優れた材料（電子輸送性材料）であることが好ましく、具体的には、金属錯体及び複素芳香族化合物等を用いることができる。電子供与体としては、有機材料に対し電子供与性を示す材料であればよい。具体的には、第１族金属、第２族金属、またはこれらの酸化物などを挙げることができる。
また、電子注入層として機能するキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが該複合材料で構成される場合、電子輸送性材料（アクセプター材料）を変えることで、電子注入層の電子注入性を変化させることができる。または、電子供与体（ドナー材料）を変えることで、電子注入層の電子注入性を変化させることができる。または、電子輸送性材料（アクセプター材料）と、電子供与体（ドナー材料）との混合比を変化させることで、電子注入層の電子注入性を変化させることができる。
また、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが正孔注入層である場合、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとしては、電極１０１からの正孔注入性が高い材料を用いればよい。例えば、遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、または芳香族アミンなどによって形成されると好ましい。
また、正孔注入層として機能するキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂに、ドナー材料としての機能を有する正孔輸送性材料と、電子受容体（アクセプター材料）とを含む複合材料を用いることができる。該複合材料は、アクセプター材料によって正孔輸送性材料（ドナー材料）から電子が引き抜かれて正孔（ホール）が発生するため、正孔注入性および正孔輸送性に優れる。
また、正孔注入層として機能するキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが正孔輸送性材料（ドナー材料）と、アクセプター材料とを含む複合材料で構成される場合、正孔輸送性材料（ドナー材料）を変えることで、正孔注入層の正孔注入性を変化させることができる。または、アクセプター材料を変えることで、正孔注入層の正孔注入性を変化させることができる。または、正孔輸送性材料（ドナー材料）とアクセプター材料との混合比を変化させることで、正孔注入層の正孔注入性を変化させることができる。
以上のように、本発明の一態様は、ＥＬ層が少なくとも２つの発光層を有し、第１の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料と第１のドナー材料とを有する第１の注入層を有し、第２の領域においてＥＬ層が第２のアクセプター材料と第２のドナー材料とを有する第２の注入層を有する発光素子である。または、本発明の一態様は、ＥＬ層が少なくとも２つの発光層を有し、第１の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料と第１のドナー材料とを有する第１の注入層を有し、第２の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料と第２のドナー材料とを有する第２の注入層を有する発光素子である。または、本発明の一態様は、ＥＬ層が少なくとも２つの発光層を有し、第１の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料と第１のドナー材料とを有する第１の注入層を有し、第２の領域においてＥＬ層が第２のアクセプター材料と第１のドナー材料とを有する第２の注入層を有する発光素子である。または、本発明の一態様は、ＥＬ層が少なくとも２つの発光層を有し、第１の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料と第１のドナー材料とを有する第１の注入層を有し、第２の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料と第１のドナー材料とを有する第２の注入層を有し、第１の注入層が有する第１のアクセプター材料と第１のドナー材料との混合比は、第２の注入層が有する第１のアクセプター材料と第１のドナー材料との混合比と異なる発光素子である。そうすることで、第１の領域と第２の領域とで、キャリア再結合領域及び発光領域が分布する領域を互いに異なる領域とすることができる。その結果、第１の領域のＥＬ層が呈する発光色と第２の領域のＥＬ層が呈する発光色とで、互いに異なる発光色にすることができる。
なお、第１の領域においてＥＬ層が第１のドナー材料を有する第１の注入層を有し、第２の領域においてＥＬ層が第２のドナー材料を有する第２の注入層を有するとき、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位は、第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位と異なる、ことが好ましい。または、ＥＬ層が第１の領域および第２の領域において、それぞれ第１の注入層および第２の注入層と接するキャリア輸送層を有するとき、該キャリア輸送層が有するキャリア輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位と、第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位と、の間に位置する、ことが好ましい。または、ＥＬ層が第１の領域および第２の領域において、それぞれ第１の注入層および第２の注入層と接するキャリア輸送層を有するとき、該キャリア輸送層が有するキャリア輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位または第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位の一方と等しく、他方と異なることが好ましい。このとき、これら注入層及びキャリア輸送層は、それぞれ正孔注入層及び正孔輸送層として機能するため、ＨＯＭＯ準位の違いによって、陽極から正孔注入層への正孔注入性、または正孔注入層から正孔輸送層への正孔注入性を異なる正孔注入性とすることができ、第１の領域と第２の領域とで、キャリア再結合領域及び発光領域が分布する領域を互いに異なる領域とすることができる。その結果、第１の領域のＥＬ層が呈する発光色と第２の領域のＥＬ層が呈する発光色とで、互いに異なる発光色にすることができる。
また、第１の領域においてＥＬ層が第１のアクセプター材料を有する第１の注入層を有し、第２の領域においてＥＬ層が第２のアクセプター材料を有する第２の注入層を有するとき、第１のアクセプター材料のＬＵＭＯ準位は、第２のアクセプター材料のＬＵＭＯ準位と異なる、ことが好ましい。または、ＥＬ層が第１の領域および第２の領域において、それぞれ第１の注入層および第２の注入層と接するキャリア輸送層を有するとき、該キャリア輸送層が有するキャリア輸送性材料のＬＵＭＯ準位は、第１のアクセプター材料のＬＵＭＯ準位と、第２のアクセプター材料のＬＵＭＯ準位と、の間に位置する、ことが好ましい。または、ＥＬ層が第１の領域および第２の領域において、それぞれ第１の注入層および第２の注入層と接するキャリア輸送層を有するとき、該キャリア輸送層が有するキャリア輸送性材料のＬＵＭＯ準位は、第１のアクセプター材料のＬＵＭＯ準位または第２のアクセプター材料のＬＵＭＯ準位の一方と等しく、他方と異なることが好ましい。このとき、これら注入層及びキャリア輸送層は、それぞれ電子注入層及び電子輸送層として機能するため、ＬＵＭＯ準位の違いによって、陰極から電子注入層への電子注入性、または、電子注入層から電子輸送層への電子注入性を異なる電子注入性とすることができ、第１の領域と第２の領域とで、キャリア再結合領域及び発光領域が分布する領域を互いに異なる領域とすることができる。したがって、第１の領域のＥＬ層が呈する発光色と第２の領域のＥＬ層が呈する発光色とで、互いに異なる発光色にすることができる。
＜発光素子の構成例２＞
次に、図１に示す発光素子２５０と異なる構成例について、図２（Ａ）を用いて、以下説明を行う。
図２（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面模式図である。なお、図２（Ａ）において、図１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図２（Ａ）で示す発光素子２５２は、電極１０１、電極１０２、電極１０３、及びＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１５０を有し、発光層１５０は、発光層１２０および発光層１３０を有する。また、ＥＬ層１００は、電極１０１と電極１０２とでＥＬ層１００が挟持される領域２１０ａと、電極１０３と電極１０２とでＥＬ層１００が挟持される領域２１０ｂとを有する。また、ＥＬ層１００は、領域２１０ａにおいて、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａを有し、領域２１０ｂにおいて、電極１０３に接するキャリア注入層１１１ｂを有する。
すなわち、発光素子２５２は、領域２１０ａにおける電極１０１と、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａとの構成が、領域２１０ｂにおける電極１０３と、電極１０３に接するキャリア注入層１１１ｂとの構成と、異なる発光素子である。
電極１０１と電極１０３とが互いに異なる仕事関数を有する導電性材料を有するとき、キャリア注入層１１１ａが有する材料のイオン化ポテンシャルと電極１０１の仕事関数との差が、キャリア注入層１１１ｂが有する材料のイオン化ポテンシャルと電極１０３の仕事関数との差と、異なる差になるよう、キャリア注入層１１１ａ、キャリア注入層１１１ｂ、電極１０１、及び電極１０３を選択すればよい。そうすることで、領域２１０ａと領域２１０ｂとで互いに異なるキャリア注入性を有する発光素子を作製することができる。その結果、発光素子２５２の領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
発光層１５０が有する発光層１２０と、発光層１３０と、で発光色が異なる場合、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することで、一方の発光層が呈する発光色を強めることが可能となる。すなわち、領域２１０ａと領域２１０ｂとが呈する発光を異なる発光にすることができる。また、領域２１０ａと領域２１０ｂとで、異なる色の発光を取り出すことが必要な場合、上記構成によって領域２１０ａと領域２１０ｂとで、それぞれ所望の発光色になるよう発光領域を制御することで、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
なお、電極１０１の膜厚は、電極１０３の膜厚と、異なる膜厚であってもよい。その場合、電極１０１と電極１０２との光学距離を領域２１０ａが呈する発光の発光色に適した光学距離になるよう、また電極１０２と電極１０３との光学距離を領域２１０ｂが呈する発光の発光色に適した光学距離になるよう、それぞれ調整することで、光取り出し効率を向上させることができ、好適である。具体的には、電極１０１乃至電極１０３が有する導電性材料の屈折率が、発光層１５０が有する材料の屈折率より小さい場合においては、電極１０１と電極１０２との光学距離がｍ１λ１／２（ｍ１は自然数、λ１はＥＬ層１００中の領域２１０ａが呈する光の波長、をそれぞれ表す）となるよう電極１０１、電極１０２または／およびＥＬ層１００の膜厚を調整すればよい。もしくは、電極１０２と電極１０３との光学距離がｍ２λ２／２（ｍ２は自然数、λ２はＥＬ層１００中の領域２１０ｂが呈する光の波長、をそれぞれ表す）となるよう電極１０２、電極１０３または／およびＥＬ層１００の膜厚を調整すればよい。
なお、発光素子２５２における他の構成については、発光素子２５０の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例３＞
次に、図１に示す発光素子２５０と異なる構成例について、図２（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図２（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面模式図である。なお、図２（Ｂ）において、図１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図２（Ｂ）で示す発光素子２５４は、電極１０１、電極１０２、電極１０３、及びＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、キャリア注入層１１１と発光層１５０とを有し、発光層１５０は、発光層１２０および発光層１３０を有する。また、ＥＬ層１００は、電極１０１と電極１０２とでＥＬ層１００が挟持される領域２１０ａと、電極１０３と電極１０２とでＥＬ層１００が挟持される領域２１０ｂとを有する。また、ＥＬ層１００は、領域２１０ａにおいて、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ａを有し、領域２１０ｂにおいて、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ｂを有する。
すなわち、発光素子２５４は、領域２１０ａにおける電極１０１と、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ａとの構成が、領域２１０ｂにおける電極１０３と、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ｂとの構成と異なる発光素子である。なお、発光素子２５４においては少なくとも、領域２１０ａにおいてＥＬ層１００がキャリア注入層１１９ａを有し、領域２１０ｂにおいてＥＬ層１００がキャリア注入層１１９ｂを有する構成とすればよく、電極１０１と電極１０３とは、同じであってもよい。
例えば、発光素子２５４において、キャリア注入層１１９ａのキャリア注入性を低くすることで、領域２１０ａにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２から遠く、キャリア輸送層１１８に近い領域、すなわち発光層１３０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。また、キャリア注入層１１９ｂのキャリア注入性を高くすることで、領域２１０ｂにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２に近く、キャリア輸送層１１８から遠い領域、すなわち発光層１２０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。
発光層１５０が有する発光層１２０と、発光層１３０と、で発光色が異なる場合、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することで、一方の発光層が呈する発光色を強めることが可能となる。すなわち、領域２１０ａと領域２１０ｂとが呈する発光を異なる発光にすることができる。また、領域２１０ａと領域２１０ｂとで、異なる色の発光を取り出すことが必要な場合、上記構成によって領域２１０ａと領域２１０ｂとで、それぞれ所望の発光色になるよう発光領域を制御することで、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
したがって、本発明の一態様は、キャリア注入層１１９ａとキャリア注入層１１９ｂとが、互いにＨＯＭＯ準位の異なる材料を有することで、キャリア注入層１１９ａおよびキャリア注入層１１９ｂの正孔注入性を、互いに異なる注入性にすることができる発光素子である。または、本発明の一態様は、キャリア注入層１１９ａとキャリア注入層１１９ｂとが、互いにＬＵＭＯ準位の異なる材料を有することで、キャリア注入層１１９ａおよびキャリア注入層１１９ｂの電子注入性を、互いに異なる注入性にすることができる発光素子である。そうすることで、発光素子２５４の領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
また、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂが正孔注入層である場合、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂとしては、例えば、キャリア輸送層１１８に用いる材料よりＨＯＭＯ準位が低い材料を用いることで、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂからキャリア輸送層１１８への正孔輸送性を向上させることができる。または、キャリア輸送層１１８に用いる材料よりＨＯＭＯ準位が高い材料を用いることで、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂとキャリア輸送層１１８との界面で正孔注入障壁が生じるため、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂからキャリア輸送層１１８への正孔輸送性を低下させることができる。
また、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂが電子注入層である場合、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂとしては、例えば、キャリア輸送層１１８に用いる材料よりＬＵＭＯ準位が高い材料を用いることで、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂからキャリア輸送層１１８への電子輸送性を向上させることができる。または、キャリア輸送層１１８に用いる材料よりＬＵＭＯ準位が低い材料を用いることで、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂとキャリア輸送層１１８との界面で電子注入障壁が生じるため、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂからキャリア輸送層１１８への電子輸送性を低下させることができる。
すなわち、本発明の一態様は、キャリア輸送層１１８が有する材料のＨＯＭＯ準位が、キャリア注入層１１９ａが有する材料のＨＯＭＯ準位と、キャリア注入層１１９ｂが有する材料のＨＯＭＯ準位と、の間に位置する発光素子である。または、キャリア輸送層１１８が有する材料のＨＯＭＯ準位が、キャリア注入層１１９ａが有する材料のＨＯＭＯ準位もしくはキャリア注入層１１９ｂが有する材料のＨＯＭＯ準位の一方と等しく、他方と異なる発光素子である。そうすることで、領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
または、本発明の一態様は、キャリア輸送層１１８が有する材料のＬＵＭＯ準位が、キャリア注入層１１９ａが有する材料のＬＵＭＯ準位と、キャリア注入層１１９ｂが有する材料のＬＵＭＯ準位と、の間に位置する発光素子である。または、キャリア輸送層１１８が有する材料のＬＵＭＯ準位が、キャリア注入層１１９ａが有する材料のＬＵＭＯ準位もしくはキャリア注入層１１９ｂが有する材料のＬＵＭＯ準位の一方と等しく、他方と異なる発光素子である。そうすることで、領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができるため、好ましい。
また、キャリア注入層１１９ａの導電率は、キャリア注入層１１９ｂの導電率と異なることが好ましい。そうすることで、キャリア注入層１１９ａと、キャリア注入層１１９ｂとのキャリア輸送性を互いに異なるキャリア輸送性とすることができ、領域２１０ａと領域２１０ｂとでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を変化させることができる。
キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂが電子注入層である場合、発光素子２５０において例示したキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが電子注入層である場合に用いることができる材料および構成を用いることができる。また、キャリア注入層１１９ａ、１１９ｂが正孔注入層である場合、発光素子２５０において例示したキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂが正孔注入層である場合に用いることができる材料および構成を用いることができる。
なお、電極１０１の膜厚は、電極１０３の膜厚と、異なる膜厚であってもよい。その場合、電極１０１と電極１０２との光学距離を領域２１０ａが呈する発光の発光色に適した光学距離になるよう、また電極１０２と電極１０３との光学距離を領域２１０ｂが呈する発光の発光色に適した光学距離になるよう、それぞれ調整することで、光取り出し効率を向上させることができ、好適である。具体的には、電極１０１乃至電極１０３が有する導電性材料の屈折率が、発光層１５０が有する材料の屈折率より小さい場合においては、電極１０１と電極１０２との光学距離がｍ１λ１／２（ｍ１は自然数、λ１はＥＬ層１００中の領域２１０ａが呈する光の波長、をそれぞれ表す）となるよう電極１０１、電極１０２または／およびＥＬ層１００の膜厚を調整すればよい。もしくは、電極１０２と電極１０３との光学距離がｍ２λ２／２（ｍ２は自然数、λ２はＥＬ層１００中の領域２１０ｂが呈する光の波長、をそれぞれ表す）となるよう電極１０２、電極１０３または／およびＥＬ層１００の膜厚を調整すればよい。
なお、発光素子２５４における他の構成については、発光素子２５０または発光素子２５２の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例４＞
次に、図１に示す発光素子２５０と異なる構成例について、図３を用いて、以下説明を行う。
図３は、本発明の一態様の発光素子を示す断面模式図である。なお、図３において、図１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図３で示す発光素子２５６は、電極１０１、電極１０２、電極１０３、及びＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１５０を有し、発光層１５０は、発光層１２０および発光層１３０を有する。また、ＥＬ層１００は、電極１０１と電極１０２とでＥＬ層１００が挟持される領域２１０ａと、電極１０３と電極１０２とでＥＬ層１００が挟持される領域２１０ｂとを有する。また、ＥＬ層１００は、領域２１０ａにおいて、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａと、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ａとを有し、領域２１０ｂにおいて、電極１０３に接するキャリア注入層１１１ｂと、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ｂとを有する。
すなわち、発光素子２５６は、領域２１０ａにおける電極１０１と、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａと、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ａとの構成が、領域２１０ｂにおける電極１０３と、電極１０３に接するキャリア注入層１１１ｂと、電極１０２に接するキャリア注入層１１９ｂとの構成と、異なる発光素子である。なお、発光素子２５６においては少なくとも、領域２１０ａにおいてＥＬ層１００がキャリア注入層１１１ａ、１１９ａを有し、領域２１０ｂにおいてＥＬ層１００がキャリア注入層１１１ｂ、１１９ｂを有する構成とすればよく、電極１０１と電極１０３とは、同じであってもよい。
例えば、発光素子２５６において、キャリア注入層１１１ａのキャリア注入性を高くし、キャリア注入層１１９ａのキャリア注入性を低くすることで、領域２１０ａにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２から遠く、キャリア輸送層１１８から近い領域、すなわち発光層１３０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。キャリア注入層１１１ａとキャリア注入層１１９ａとにおけるキャリア注入性を制御することで、効果的にキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することができる。また、キャリア注入層１１１ｂのキャリア注入性を低くし、キャリア注入層１１９ｂのキャリア注入性を高くすることで、領域２１０ｂにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２に近く、キャリア輸送層１１８から遠い領域、すなわち発光層１２０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。キャリア注入層１１１ｂとキャリア注入層１１９ｂとにおけるキャリア注入性を制御することで、効果的にキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することができる。
発光層１５０が有する発光層１２０と発光層１３０とで発光色が異なる場合、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することで、一方の発光層が呈する発光色を強めることが可能となる。すなわち、領域２１０ａと領域２１０ｂとが呈する発光を異なる発光にすることができる。また、領域２１０ａと領域２１０ｂとで、異なる色の発光を取り出すことが必要な場合、上記構成によって領域２１０ａと領域２１０ｂとで、それぞれ所望の発光色になるよう発光領域を制御することで、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
なお、発光素子２５６における他の構成については、発光素子２５０、発光素子２５２または発光素子２５４の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例５＞
次に、図１に示す発光素子２５０と異なる構成例について図４（Ａ）（Ｂ）を用いて以下に説明する。
図４（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面模式図である。なお、図４（Ａ）（Ｂ）において、図１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図４（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、発光層１５０を有する発光素子の構成例である。図４（Ａ）に示す発光素子２５８は、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、図４（Ｂ）に示す発光素子２６０は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
発光素子２５８及び発光素子２６０は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、発光層１５０を有する。また、電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａと、電極１０３および電極１０４に接するキャリア注入層１１１ｂと、を有する。また、キャリア輸送層１１２と、キャリア輸送層１１８と、キャリア注入層１１９と、を有する。また、発光層１５０は、発光層１２０と、発光層１３０と、を有する。
発光層１２０と発光層１３０とは、互いに異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。また、発光層１２０及び発光層１３０は、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、互いに異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料を用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層１２０と、発光層１３０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。また、発光層１２０または発光層１３０は、一方または双方で３層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
また、電極１０１は、導電膜１０１ａと、導電膜１０１ａ上に接する導電膜１０１ｂと、を有する。また、電極１０３は、導電膜１０３ａと、導電膜１０３ａ上に接する導電膜１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電膜１０４ａと、導電膜１０４ａ上に接する導電膜１０４ｂと、を有する。
発光素子２５８はトップエミッション型であるため、電極１０１、電極１０３及び電極１０４は、光を反射する機能を有することが好ましく、電極１０２は、光を透過する機能を有することが好ましい。
また、発光素子２６０はボトムエミッション型であるため、電極１０１、電極１０３及び電極１０４は、光を透過する機能を有することが好ましく、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
図４（Ａ）に示す発光素子２５８、及び図４（Ｂ）に示す発光素子２６０は、電極１０１と電極１０２とでＥＬ層が挟持された領域２２２Ｂと、電極１０２と電極１０３とでＥＬ層が挟持された領域２２２Ｇと、電極１０２と電極１０４とでＥＬ層が挟持された領域２２２Ｒとを有する。また、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒの間に、隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、基板２００上の電極を電極１０１、電極１０３、及び電極１０４のように、それぞれ島状に分離することが可能となる。
隔壁１４５としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
なお、キャリア注入層１１１ａと、キャリア注入層１１１ｂとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。
また、キャリア注入層１１１ａとキャリア注入層１１１ｂとが、それぞれ異なる材料を有する場合、電極１０１と、電極１０３及び電極１０４とで、それぞれＥＬ層へのキャリアの注入性が異なる構成であることが好ましい。
例えば、陽極の仕事関数より大きいイオン化ポテンシャルを有する材料をキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂに用いた場合、陽極からＥＬ層へ注入される正孔と、陰極からＥＬ層へ注入される電子とが再結合する領域（再結合領域）が、比較的陽極側に密に分布する。一方で、陽極の仕事関数と同程度または小さいイオン化ポテンシャルを有する材料をキャリア注入層１１１ａ、１１１ｂに用いた場合、正孔と電子とが再結合する領域（再結合領域）は、比較的陰極側に密に分布する。
また、図４（Ａ）（Ｂ）のように、発光層１５０が複数の層（発光層１２０及び発光層１３０）で構成される場合、正孔または電子の注入性が変化し、発光層１５０内での正孔と電子とが再結合する領域が変化すると、発光層１２０と発光層１３０とが呈する光の強度の比が変化する。したがって、発光層１２０と発光層１３０とで呈する光の色が異なる場合、発光素子全体として取り出される光のスペクトルの形状（各波長成分の相対強度比）が変化することとなる。すなわち、領域２２２Ｂと、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒとが呈する光の色を制御することが可能となる。また、領域２２２Ｂと、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒとが呈する発光を異なる発光にすることができる。また、領域２２２Ｂと、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒとで、異なる色の発光を取り出すことが必要な場合、上記構成によって領域２２２Ｂと、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒとで、それぞれ所望の発光色になるよう発光領域を制御することで、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。
例えば、発光素子２５８及び発光素子２６０において、キャリア注入層１１１ａのキャリア注入性を低くすることで、領域２２２Ｂにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２に近く、キャリア輸送層１１８から遠い領域、すなわち発光層１２０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。また、キャリア注入層１１１ｂのキャリア注入性を高くすることで、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２から遠く、キャリア輸送層１１８に近い領域、すなわち発光層１３０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。
このとき、発光層１２０が紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２２Ｂは青色の発光を呈する構成とすることができる。また、発光層１３０が緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２２Ｇは緑色の発光を呈し、領域２２２Ｒは赤色の発光を呈する構成とすることができる。このような構成を有する発光素子２５８または発光素子２６０を、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。なお、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、発光素子２５８及び発光素子２６０は、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈される光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出される。
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂには、例えば、着色層（カラーフィルタともいう）、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。また、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドットを用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性を高めることができる。
なお、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ上に複数の光学素子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板及び反射防止膜などを設けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出される側に設けると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出される現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射される外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる。
なお、図４（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域から発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良い。
遮光層２２３としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層２２３としては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層２２３としては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
さらに、発光素子２５８及び発光素子２６０は、マイクロキャビティ構造を有すると好ましい。
発光層１２０、及び発光層１３０から射出される光は、一対の電極（例えば、電極１０１と電極１０２）の間で共振される。また、発光層１２０及び発光層１３０は、射出される光のうち所望する波長の光の強度が強まる位置に形成される。例えば、電極１０１の反射領域から発光層１２０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１２０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１２０から射出される光の強度を強めることができる。また、電極１０３および電極１０４の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１３０から射出される光の強度を強めることができる。すなわち、複数の発光層（ここでは、発光層１２０及び発光層１３０）を積層する発光素子の場合、発光層１２０及び発光層１３０のそれぞれの光学距離を最適化することが好ましい。
なお、電極１０１乃至電極１０４の反射領域を厳密に決定することは困難であるため、電極１０１乃至電極１０４の任意の領域を反射領域と仮定することで、発光層１２０または発光層１３０から射出される光の強度を強める光学距離を導出してもよい。また、発光層１２０および発光層１３０の発光領域を厳密に決定することは困難であるため、発光層１２０および発光層１３０の任意の領域を発光領域と仮定することで、発光層１２０および発光層１３０から射出される光の強度を強める光学距離を導出してもよい。
また、発光素子２５８及び発光素子２６０においては、各領域で導電膜（導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、及び導電膜１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１２０及び発光層１３０から呈される光のうち所望する波長の光の強度を強めることができる。なお、各領域でキャリア注入層１１１ａ及びキャリア注入層１１１ｂの厚さを異ならせることで、発光層１２０及び発光層１３０から呈される光のうち所望する波長の光の強度を強めても良い。
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈折率が、発光層１２０または発光層１３０の屈折率よりも小さい場合においては、電極１０１が有する導電膜１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電膜１０３ｂの膜厚を、電極１０３と電極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電膜１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自然数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、導電膜１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、導電膜１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。また、導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、導電膜１０４ｂは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
なお、図４（Ａ）に示す発光素子２５８、上面射出型の発光素子であるため、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、及び導電膜１０４ａは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ましい。
また、図４（Ｂ）に示す発光素子２６０は、下面射出型の発光素子であるため、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、導電膜１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、発光素子２５８及び発光素子２６０において、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、または導電膜１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、導電膜１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素子２５８及び発光素子２６０の製造コストを低減できる。なお、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、導電膜１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
以上のように、発光素子２５０で例示したキャリア注入層を有する発光素子２５８または発光素子２６０を、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２５８または発光素子２６０を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
なお、発光素子２５８及び発光素子２６０における他の構成については、発光素子２５０、発光素子２５２、発光素子２５４および発光素子２５６の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例６＞
次に、図４に示す発光素子２５８、発光素子２６０と異なる構成例について図５（Ａ）（Ｂ）を用いて以下に説明する。
図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面模式図である。なお、図５（Ａ）（Ｂ）において、図４（Ａ）（Ｂ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図５（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、発光層１５０を有する発光素子の構成例である。図５（Ａ）に示す発光素子２６２は、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、図５（Ｂ）に示す発光素子２６４は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
発光素子２６２及び発光素子２６４は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電極１０３とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び電極１０２と電極１０３との間に、発光層１５０を有する。さらに、キャリア輸送層１１２と、キャリア輸送層１１８と、キャリア注入層１１９と、を有する。また、発光層１５０は、発光層１２０と、発光層１３０と、を有する。
発光層１２０と発光層１３０とは、互いに異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。また、発光層１２０及び発光層１３０は、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、互いに異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料を用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層１２０と、発光層１３０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。また、発光層１２０または発光層１３０は、一方または双方で３層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
また、発光素子２６２及び発光素子２６４は、電極１０１と電極１０２とでＥＬ層が挟持された領域２２２Ｂおよび領域２２２Ｇと、電極１０２と電極１０３とでＥＬ層が挟持された領域２２２Ｒとを有する。領域２２２Ｂにおいては電極１０１に接するキャリア注入層１１１ａを有し、領域２２２Ｇにおいては電極１０１に接するキャリア注入層１１１ｂを有し、領域２２２Ｒにおいては電極１０３に接するキャリア注入層１１１ｂを有する。
また、図５（Ａ）に示す発光素子２６２において、電極１０１は、導電膜１０１ａと、導電膜１０１ａ上の導電膜１０１ｂと、導電膜１０１ａ下の導電膜１０１ｃとを有する。また、電極１０３は、導電膜１０３ａと、導電膜１０３ａ上の導電膜１０３ｂと、導電膜１０３ａ下の導電膜１０３ｃとを有する。すなわち、発光素子２６２は、導電膜１０１ａが、導電膜１０１ｂと、導電膜１０１ｃとで挟持された電極１０１の構成を有する。また、導電膜１０３ａが、導電膜１０３ｂと、導電膜１０３ｃとで挟持された電極１０３の構成を有する。
発光素子２６２において、導電膜１０１ｂと導電膜１０１ｃとが、異なる材料で形成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。また、導電膜１０３ｂと導電膜１０３ｃとが、異なる材料で形成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。電極１０１および／または電極１０３が、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａを同じ導電性材料で挟持する構成を有する場合、エッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。
なお、発光素子２６２において、導電膜１０１ｂまたは導電膜１０１ｃ、もしくは導電膜１０３ｂまたは導電膜１０３ｃにおいて、いずれか一方のみを有する構成としてもよい。
発光素子２６２はトップエミッション型であるため、電極１０１および電極１０３は、光を反射する機能を有することが好ましく、電極１０２は、光を透過する機能を有することが好ましい。
また、発光素子２６４はボトムエミッション型であるため、電極１０１および電極１０３は、光を透過する機能を有することが好ましく、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、キャリア注入層１１１ａとキャリア注入層１１１ｂとが、それぞれ異なる材料を有する場合、電極１０１と電極１０３とで、それぞれＥＬ層へのキャリアの注入性が異なる構成であることが好ましい。
例えば、発光素子２６２及び発光素子２６４において、キャリア注入層１１１ａのキャリア注入性を低くすることで、領域２２２Ｂにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２に近く、キャリア輸送層１１８から遠い領域、すなわち発光層１２０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。また、キャリア注入層１１１ｂのキャリア注入性を高くすることで、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒにおける発光領域を、発光層１５０内のキャリア輸送層１１２から遠く、キャリア輸送層１１８に近い領域、すなわち発光層１３０からより多くの発光が得られるよう制御することができる。
このとき、発光層１２０が紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２２Ｂは青色の発光を呈する構成とすることができる。また、発光層１３０が緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２２Ｇは緑色の発光を呈し、領域２２２Ｒは赤色の発光を呈する構成とすることができる。このような構成を有する発光素子２６２または発光素子２６４を、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、領域２２２Ｂにおいては、電極１０１とキャリア注入層１１１ａの膜厚を調整することで、電極１０１の反射領域から発光層１２０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１２０の発光領域までの光学距離とを、発光層１２０から射出される光の強度が強まるよう調整でき、領域２２２Ｂで所望する波長の光の強度を強めることができる。また、領域２２２Ｇにおいては、電極１０１とキャリア注入層１１１ｂの膜厚を調整することで、電極１０１の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離とを、発光層１３０から射出される光の強度が強まるよう調整でき、領域２２２Ｇで所望する波長の光の強度を強めることができる。また、領域２２２Ｒにおいては、電極１０３とキャリア注入層１１１ｂの膜厚を調整することで、電極１０３の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離とを、発光層１３０から射出される光の強度が強まるよう調整でき、領域２２２Ｒで所望する波長の光の強度を強めることができる。
さらに、発光素子２６２及び発光素子２６４は、マイクロキャビティ構造を有すると好ましい。
発光素子２６２がマイクロキャビティ構造を有するとき、導電膜１０１ｂおよび導電膜１０３ｂは光を透過する機能を有することが好ましい。この場合、導電膜１０１ｂおよび導電膜１０３ｂの膜厚を調整することで、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ及び領域２２２Ｒ各領域が呈する光の強度を強めることができる。
上記構成において、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒにおける強める光の波長が異なるため、各領域の光学距離は互いに異なる光学距離となる。本発明の一態様の発光素子２６２及び発光素子２６４においては、領域２２２Ｂと領域２２２Ｇとで電極構造が同一であるため、パターン形成に必要なフォトマスクの枚数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。また、領域２２２Ｇと領域２２２Ｒとでキャリア注入層１１１ｂの構造が同一であるため、パターン形成に必要なシャドウマスクの枚数を減らすことができ、製造コストを低減することができる。また、発光素子の製造における歩留りを向上させることができる。
なお、発光素子２６２および発光素子２６４において、電極１０１と電極１０３に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。電極１０１と電極１０３に同じ材料を用いる場合、該発光素子の製造コストを低減できる。なお、電極１０１および電極１０３、または導電膜１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０３ａ、１０３ｂ、及び１０３ｃは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
以上のように、発光素子２５０で例示したキャリア注入層を有する発光素子２６２または発光素子２６４を、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。また、製造過程における成膜工程数が比較的少なく表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２６２または発光素子２６４を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。また、該表示装置は製造しやすい表示装置である。
なお、発光素子２６２及び発光素子２６４における他の構成については、発光素子２５８または発光素子２６０の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成要素＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪正孔注入層≫
キャリア注入層１１１、１１１ａ、及び１１１ｂ、またはキャリア注入層１１９、１１９ａ、及び１１９ｂが正孔注入層である場合、正孔注入層としては、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、または芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、例えばモリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、及びマンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、例えばフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）及び銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰＣ）等の金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体及びフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェン及びポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などがその代表例である。
正孔注入層として、正孔輸送性材料（ドナー材料）と、これに対して電子受容性を示す材料（アクセプター材料）の複合材料を有する層を用いることもできる。または、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、または電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、及びヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、及び２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基またはシアノ基）を有する化合物である。また、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、及び酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、例えば芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、例えば、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、他に、例えば、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４乃至炭素数４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
また、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、及びポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）、４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
≪電子注入層≫
キャリア注入層１１１、１１１ａ、及び１１１ｂ、またはキャリア注入層１１９、１１９ａ、及び１１９ｂが電子注入層である場合、電子注入層としては、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、またはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、電子輸送性材料と、これに対して電子供与性（ドナー性）を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第１族金属、第２族金属、またはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、及びリチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、及びアルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
また、電子注入層に、有機材料（アクセプター材料）と電子供与体（ドナー材料）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機材料に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機材料としては、発生した電子の輸送に優れた材料（電子輸送性材料）であることが好ましく、具体的には、例えば金属錯体及び複素芳香族化合物等の電子輸送性材料を用いることができる。電子供与体としては、有機材料に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び希土類金属が好ましく、例えばリチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、及びイッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物が好ましく、例えばリチウム酸化物、カルシウム酸化物、及びバリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機材料を用いることもできる。
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましく、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族、及び金属錯体などを用いることができる。具体的には、例えば、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、またはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びピリミジン誘導体などが挙げられる。
具体的には、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層は正孔輸送性材料を含む層である。キャリア輸送層１１２、またはキャリア輸送層１１８が正孔輸送層であるとき、正孔輸送性材料には正孔注入層の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層は正孔注入層に注入された正孔を発光層１５０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層のＨＯＭＯ準位と同じ、または近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。または、正孔注入層のＨＯＭＯ準位より低いＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送層を用いることで、発光層１５０への正孔注入を抑制することができるため、発光層１５０におけるキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御することができる。
上記正孔輸送性材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
≪電子輸送層≫
電子輸送層は電子注入層を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極１０２）から注入された電子を発光層１５０へ輸送する機能を有する。キャリア輸送層１１２、または１１８が電子輸送層であるとき、電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子輸送性材料としては、例えば含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族及び金属錯体などを用いることができる。具体的には、電子注入層に用いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、またはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、キャリア輸送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
また、電子輸送層と発光層１５０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
≪発光層≫
発光層１５０が有する発光層１２０または発光層１３０の一方は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する第１の発光材料を有する。また、他方は、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する第２の発光材料を有する。また、各発光層は、発光材料に加えて、ホスト材料を含んで構成される。ホスト材料としては、電子輸送性材料または正孔輸送性材料の一方または双方を有する構成が好ましい。
また、第１の発光材料、第２の発光材料としては、一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光材料、または三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光材料を用いることができる。なお、上記発光材料としては、例えば以下が挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光材料としては、蛍光を発する物質が挙げられ、例えば、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＢＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、５，１０，１５，２０−テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などのアントラセン骨格、テトラセン骨格、クリセン骨格、フェナントレン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、クマリン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格などを有する物質を用いることができる。
また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する発光材料としては、例えば、燐光を発する物質が挙げられる。
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性及び発光効率に優れるため、特に好ましい。
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［４−（２−ノルボルニル）−６−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））など有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性及び発光効率に際だって優れるため、特に好ましい。
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性及び発光効率に際だって優れるため、特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
発光層のホスト材料として用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、２ＰＣＡＰＡ、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、ＤＢＣ１、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセンなどを挙げることができる。これら及び様々な物質の中から、上記発光材料のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。また、発光材料が燐光を発する物質である場合、ホスト材料としては、発光材料の三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい物質を選択すれば良い。
また、発光層のホスト材料として、複数の材料を用いる場合、励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する２種類の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、様々なキャリア輸送性材料を適宜用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するために、電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを組み合わせることが特に好ましい。
なぜならば、電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを組み合わせて励起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性材料及び正孔輸送性材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光素子の信頼性を向上させることができる。
電子輸送性材料としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族及び金属錯体などを用いることができる。具体的には、電子注入層または電子輸送層に用いることができる電子輸送性材料を用いることができる。中でも、ピリジン骨格、ジアジン骨格、及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジン及びピラジン）骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族（例えばカルバゾール誘導体及びインドール誘導体）又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。具体的には、正孔注入層または正孔輸送層に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物及びカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
なお、励起錯体を形成するホスト材料の組み合わせとしては、上述した化合物に限定されることなく、キャリアを輸送でき、且つ励起錯体を形成できる組み合わせであり、当該励起錯体の発光が、発光物質の吸収スペクトルにおける最も長波長側の吸収帯（発光物質の一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）と重なっていればよく、他の材料を用いても良い。
また、上記正孔輸送性材料と電子輸送性材料とが、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位より高く、正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。具体的には、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位と電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．０５ｅＶ以上であり、より好ましくは０．１ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上である。また、正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位と電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．０５ｅＶ以上であり、より好ましくは０．１ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上である。
また、発光層の発光材料またはホスト材料として、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）体を用いても良い。熱活性化遅延蛍光体は、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換する機能を有する材料である。
熱活性化遅延蛍光体としては、一種類の材料から構成されていても良く、複数の材料から構成されていても良い。例えば、熱活性化遅延蛍光体が、一種類の材料から構成される場合、以下の材料を用いることができる。
まずフラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光体としては、例えば２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
また、熱活性化遅延蛍光体をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する２種類の材料を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形成する組み合わせである電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを用いることが特に好ましい。
また、発光層１２０または発光層１３０において、ホスト材料および発光材料以外の材料を有していても良い。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む材料を用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用いてもよい。
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１５０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物または積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム（Ａｌ）が典型例であり、その他、銀（Ａｇ）、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム（Ｌｉ）及びセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、及びマグネシウム（Ｍｇ）などの第２族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムなどの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
また、発光層１５０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。光を取り出す方の電極に金属及び合金などの光透過性の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さ）で電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表される酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機材料（アクセプター材料）と電子供与体（ドナー材料）とを混合してなる複合材料を含む層、有機材料（ドナー材料）と電子受容体（アクセプター材料）とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電膜の抵抗率としては、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
また、電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パルスレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いることができる。
なお、電極１０３及び電極１０４、または導電膜１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０４ａ、及び１０４ｂにおいても、上記に挙げた材料を用いることができる。
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。
なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。または、発光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部または全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板または可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成、または基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
＜発光素子の作製方法＞
次に、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、図６及び図７を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図４（Ａ）に示す発光素子２５８の作製方法について説明する。
図６及び図７は、本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明するための断面図である。
以下で説明する発光素子２５８の作製方法は、第１乃至第７の７つのステップを有する。
≪第１のステップ≫
第１のステップは、発光素子の電極の一部（具体的には、電極１０１を構成する導電膜１０１ａ、電極１０３を構成する導電膜１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電膜１０４ａ）を、基板２００上に形成する工程である（図６（Ａ）参照）。
本実施の形態においては、基板２００上に、反射性の導電膜を形成し、該導電膜を所望の形状に加工することで、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、及び導電膜１０４ａを形成する。上記反射性の導電膜としては、例えばアルミニウムとニッケルとランタンの合金膜（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜）を用いる。このように、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、及び導電膜１０４ａを、同一の導電膜を加工する工程を経て形成することで、製造コストを安くすることができるため好適である。
なお、第１のステップの前に、基板２００上に複数のトランジスタを形成してもよい。また、上記複数のトランジスタと、導電膜１０１ａ、導電膜１０３ａ、及び導電膜１０４ａとを、それぞれ電気的に接続させてもよい。
≪第２のステップ≫
第２のステップは、電極１０１を構成する導電膜１０１ａ上に導電膜１０１ｂを、電極１０３を構成する導電膜１０３ａ上に導電膜１０３ｂを、電極１０４を構成する導電膜１０４ａ上に導電膜１０４ｂを、形成する工程である。導電膜１０１ｂ、１０３ｂ、１０４ｂと、第１のステップで形成した導電膜１０１ａ、１０３ａ、１０４ａとを形成することで、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。本実施の形態においては、導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、及び導電膜１０４ｂとして、ＩＴＳＯ膜を用いる（図６（Ｂ）参照）。
なお、導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、及び導電膜１０４ｂの形成方法としては、複数回に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で、導電膜１０１ｂ、導電膜１０３ｂ、及び導電膜１０４ｂを形成することができる。
≪第３のステップ≫
第３のステップは、発光素子の各電極の端部を覆う隔壁１４５を形成する工程である（図６（Ｃ）参照）。
隔壁１４５は、電極と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導電膜が発光素子の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁１４５として、ポリイミド樹脂を用いる。
なお、第１乃至第３のステップにおいては、ＥＬ層（有機化合物を含む層）を損傷するおそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態では、スパッタリング法を用いて、反射性の導電膜を成膜した後、スパッタリング法を用いて透明性の導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導電膜のパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて、該導電膜を島状に加工して、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。
≪第４のステップ≫
第４のステップは、キャリア注入層１１１ａ、キャリア注入層１１１ｂを形成する工程である（図７（Ａ）参照）。
キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂとしては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料とを共蒸着することで形成することができる。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
なお、キャリア注入層１１１ａおよびキャリア注入層１１１ｂの形成方法としては、複数回に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で、キャリア注入層１１１ａおよびキャリア注入層１１１ｂを形成することができる。
≪第５のステップ≫
第５のステップは、キャリア輸送層１１２、発光層１２０、発光層１３０、キャリア輸送層１１８、キャリア注入層１１９、及び電極１０２を形成する工程である（図７（Ｂ）参照）。
キャリア輸送層１１２としては、正孔輸送性材料を蒸着することで形成することができる。
発光層１２０としては、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくとも一つの波長領域に発光を呈する第１の発光材料を蒸着することで形成することができる。第１の発光材料としては、蛍光性の有機化合物を用いることができる。また、該蛍光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。例えば、蛍光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。
発光層１３０としては、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくとも一つの波長領域に発光を呈する第２の発光材料を蒸着することで形成することができる。第２の発光材料としては、燐光性の有機化合物を用いることができる。また、該燐光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。例えば、燐光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。また、発光層１３０として、２層の構成としてもよい。その場合、２層の発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光材料を有することが好ましい。
キャリア輸送層１１８としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することができる。また、キャリア注入層１１９としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成することができる。
電極１０２としては、反射性を有する導電膜と、透光性を有する導電膜を積層することで形成することができる。また、電極１０２としては、単層構造、または積層構造としてもよい。
上記工程を経て、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４上に、それぞれ領域２２２Ｒ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｂを有する発光素子が基板２００上に形成される。
≪第６のステップ≫
第６のステップは、基板２２０上に遮光層２２３、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂを形成する工程である（図７（Ｃ）参照）。
遮光層２２３としては、黒色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。その後、基板２２０及び遮光層２２３上に、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂを形成する。光学素子２２４Ｒとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子２２４Ｇとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子２２４Ｂとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。
≪第７のステップ≫
第７のステップは、基板２００上に形成された発光素子と、基板２２０上に形成された遮光層２２３、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂと、を貼り合わせ、封止材を用いて封止する工程である（図示しない）。
以上の工程により、図４（Ａ）に示す発光素子２５８を形成することができる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様では、第１の領域と第２の領域とを有し、第１の領域は第１の注入層と第１の発光層と第２の発光層とを有し、第２の領域は第２の注入層と第１の発光層と第２の発光層とを有し、第１の注入層は第１の電極と接し、第２の注入層は第１の電極と接し、第１の発光層と第２の発光層は、互いに異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有する発光材料を有し、第１の領域が呈する光の色は、第２の領域が呈する光の色と異なる場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、ＥＬ層は２つの発光層を有さなくともよい。または、第１の領域または第２の領域を有さなくてもよい。または、第１の領域は第１の注入層を有さなくてもよい。または、第２の領域は第２の注入層を有さなくてもよい。または、第１の注入層は第１の電極と接しなくてもよい。または、第２の注入層は第１の電極と接しなくてもよい。または、第１の領域が呈する光の色は、第２の領域が呈する光の色と異ならなくてもよい。または、発光層を塗り分け方式で形成してもよい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子の発光機構について、図８乃至図１１を用いて以下説明する。図８乃至図１１において、図１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
＜発光素子の構成例７＞
図８は、発光素子４５０の断面模式図である。
図８に示す発光素子４５０は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間にＥＬ層４００が挟まれた構造である。なお、発光素子４５０において、電極４０１が陽極として機能し、電極４０２が陰極として機能するとして、以下説明を行うが、逆であっても構わない。
また、ＥＬ層４００は、発光層１５０を有し、発光層１５０は、発光層１２０と発光層１３０とを有する。また、発光素子４５０において、ＥＬ層４００として、発光層１２０及び発光層１３０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１８、及び電子注入層４１９が図示されているが、これらの積層構造は一例であり、発光素子４５０におけるＥＬ層４００の構成はこれらに限定されない。例えば、ＥＬ層４００において、上記各層の積層順を変えてもよい。または、ＥＬ層４００において、上記各層以外の機能層を設けてもよい。該機能層としては、例えば、キャリア（電子またはホール）を注入する機能、キャリアを輸送する機能、キャリアを抑止する機能、キャリアを発生する機能を有する構成とすればよい。
なお、発光素子４５０が有する電極４０１と、電極４０２と、正孔注入層４１１と、正孔輸送層４１２と、電子輸送層４１８と、電子注入層４１９は、実施の形態１に示す、電極１０１と、電極１０２と、キャリア注入層１１１、１１１ａ、１１１ｂと、キャリア輸送層１１２と、キャリア輸送層１１８と、キャリア注入層１１９、１１９ａ、１１９ｂと、それぞれ同様の機能を有する。したがって、本実施の形態においては、その詳細な説明は省略する。
また、発光層１２０は、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２とを有する。また、発光層１３０は、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２とを有し、ホスト材料１３１は有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２とを有する。なお、ゲスト材料１２２が蛍光性の発光材料（蛍光材料）、ゲスト材料１３２が燐光性の発光材料（燐光材料）として、以下説明する。
≪第１の発光層の発光機構≫
まず、発光層１２０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層１２０では、キャリアの再結合により励起子が生成し、励起子が生成した化合物は励起状態となる。ゲスト材料１２２と比較してホスト材料１２１は大量に存在するので、励起状態は、ほぼホスト材料１２１の励起状態として存在する。キャリアの再結合によって生じる一重項励起子と三重項励起子の比（以下、励起子生成確率）は約１：３となる。
はじめに、ホスト材料１２１の三重項励起エネルギー準位の最も低い準位（Ｔ１準位）がゲスト材料１２２のＴ１準位よりも高い場合について、以下説明する。
ホスト材料１２１の三重項励起状態からゲスト材料１２２にエネルギー移動（三重項エネルギー移動）が生じる。しかしながら、ゲスト材料１２２が蛍光材料であるため、三重項励起状態は可視光領域に発光を与えない。したがって、ホスト材料１２１の三重項励起状態を発光として利用することが難しい。よって、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２のＴ１準位よりも高い場合においては、注入したキャリアのうち、約２５％を超えて発光に利用することが難しい。
次に、発光層１２０におけるホスト材料１２１と、ゲスト材料１２２とのエネルギー準位の相関を図９（Ａ）に示す。なお、図９（Ａ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１２１）：ホスト材料１２１
・Ｇｕｅｓｔ（１２２）：ゲスト材料１２２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料１２１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１２１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位
図９（Ａ）に示すように、ゲスト材料のＴ１準位（図９（Ａ）において、ＴＦＧ）がホスト材料のＴ１準位（図９（Ａ）において、ＴＦＨ）よりも高い構成である。
また、図９（Ａ）に示すように、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ：Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）によって、三重項励起子同士が近接することにより、三重項励起エネルギーの一部が一重項励起エネルギーに変換され、ホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）に移動する。ホスト材料のＳ１準位（ＳＦＨ）からは、それよりもエネルギーの低いゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位（ＳＦＧ）へエネルギー移動が起こり（図９（Ａ）Ｒｏｕｔｅ Ａ参照）、ゲスト材料（蛍光材料）が発光する。
なお、ホスト材料のＴ１準位（ＴＦＨ）がゲスト材料のＴ１準位（ＴＦＧ）よりも低いため、ＴＦＧは失活することなくＴＦＨにエネルギー移動（図９（Ａ）に示すＲｏｕｔｅ Ｂ参照）し、ＴＴＡに利用される。
発光層１２０を上述の構成とすることで、発光層１２０のゲスト材料１２２からの発光を、効率よく得ることが可能となる。したがって、ホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）より高いことが好ましい。また、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）より低いことが好ましい。
≪第２の発光層の発光機構≫
次に、発光層１３０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層１３０においてホスト材料１３１が有する有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２とは励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。
発光層１３０における励起錯体を形成する有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する材料（正孔輸送性材料）であり、他方が電子輸送性を有する材料（電子輸送性材料）であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起状態を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができるようになる。また、正孔輸送性材料と電子輸送性材料との組み合わせによって、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２の組み合わせを構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することができる。具体的には正孔輸送性材料：電子輸送性材料＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
発光層１３０における有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２と、ゲスト材料１３２とのエネルギー準位の相関を図９（Ｂ）に示す。なお、図９（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１３１＿１）：有機化合物１３１＿１
・Ｈｏｓｔ（１３１＿２）：有機化合物１３１＿２
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（燐光材料）
・ＳＰＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１３２（燐光材料）のＴ１準位
・ＳＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥ：励起錯体のＴ１準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０においてホスト材料１３１が有する有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２が励起錯体を形成する。励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）と励起錯体のＴ１準位（ＴＥ）は互いに隣接することになる（図９（Ｂ）Ｒｏｕｔｅ Ｃ参照）。
励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態であり、光励起の場合、励起状態となった一方の物質が他方の基底状態の物質と相互作用することによって形成される。そして、光を発することによって基底状態となると、励起錯体を形成していた２種類の物質はまた元の別々の物質として振舞う。電気励起の場合は、一方のカチオン分子（ホールを有する）と他方のアニオン分子（電子を有する）が近接することで励起錯体を形成できる。すなわち電気励起においては、いずれの分子においても励起状態を形成することなく励起錯体が形成できるため、駆動電圧の低減につながる。そして、励起錯体の（ＳＥ）と（ＴＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料１３２（燐光材料）のＴ１準位へ移動させて発光が得られる（図９（Ｂ）Ｒｏｕｔｅ Ｄ参照）。
なお、上記に示すＲｏｕｔｅ Ｃ及びＲｏｕｔｅ Ｄの過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称する場合がある。別言すると、発光素子４５０は、励起錯体からゲスト材料１３２（燐光材料）へのエネルギーの供与がある。
また、有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２は、一方がホールを、他方が電子を受け取ることで励起錯体を形成する。または、一方が励起状態となると、他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層１３０における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、励起錯体が形成されることにより、駆動電圧を下げることができる。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０のゲスト材料１３２（燐光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
≪第１の発光層と第２の発光層の発光機構≫
発光層１２０及び発光層１３０のそれぞれの発光機構について、上記説明したが、発光素子４５０に示すように、発光層１２０と、発光層１３０とが互いに接する構成を有する場合、発光層１２０と発光層１３０の界面において、励起錯体から発光層１２０のホスト材料１２１へのエネルギー移動（とくに三重項励起準位のエネルギー移動）が起こったとしても、発光層１２０にて上記三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
なお、発光層１２０のホスト材料１２１のＴ１準位が、発光層１３０が有する有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２のＴ１準位よりも低いと好ましい。また、発光層１２０において、ホスト材料１２１のＳ１準位がゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、且つ、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いと好ましい。
具体的には、発光層１２０にＴＴＡを用い、発光層１３０にＥｘＴＥＴを用いる場合のエネルギー準位の相関を図９（Ｃ）に示す。なお、図９（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＥＭＬ（１２０）：発光層１２０（蛍光発光層）
・Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＥＭＬ（１３０）：発光層１３０（燐光発光層）
・ＳＦＨ：ホスト材料１２１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１２１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位
・ＳＰＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１３２（燐光材料）のＴ１準位
・ＳＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥ：励起錯体のＴ１準位
図９（Ｃ）に示すように、励起錯体は励起状態でしか存在しないため、励起錯体と励起錯体との間の励起子拡散は生じにくい。また、励起錯体の励起準位（ＳＥ及びＴＥ）は、発光層１３０の有機化合物１３１＿１（すなわち、燐光材料のホスト材料）の励起準位（ＳＰＨ及びＴＰＨ）よりも低いので、励起錯体から有機化合物１３１＿１へのエネルギーの拡散も生じない。すなわち、燐光発光層（発光層１３０）内において、励起錯体の励起子拡散距離は短いため、燐光発光層（発光層１３０）の効率を保つことが可能となる。また、蛍光発光層（発光層１２０）と燐光発光層（発光層１３０）の界面において、燐光発光層（発光層１３０）の励起錯体の三重項励起エネルギーの一部が、蛍光発光層（発光層１２０）に拡散したとしても、その拡散によって生じた蛍光発光層（発光層１２０）の三重項励起エネルギーは、ＴＴＡを通じて発光されるため、エネルギー損失を低減することが可能となる。
以上のように、発光素子４５０は、発光層１３０にＥｘＴＥＴを利用し、且つ発光層１２０にＴＴＡを利用することで、エネルギー損失が低減されるため、高い発光効率の発光素子とすることができる。また、発光素子４５０に示すように、発光層１２０と、発光層１３０とが互いに接する構成とする場合、上記エネルギー損失が低減されるとともに、ＥＬ層４００の層数を低減させることができる。したがって、製造コストの少ない発光素子とすることができる。
なお、発光層１２０と発光層１３０とは互いに接していない構成であっても良い。この場合、発光層１３０中で生成する、ホスト材料１３１またはゲスト材料１３２（燐光材料）の励起状態から発光層１２０中のホスト材料１２１、またはゲスト材料１２２（蛍光材料）へのデクスター機構によるエネルギー移動（特に三重項エネルギー移動）を防ぐことができる。したがって、発光層１２０と発光層１３０の間に設ける層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。具体的には、１ｎｍ以上５ｎｍ以下が好適である。
発光層１２０と発光層１３０の間に設ける層は単一の材料で構成されていても良いが、正孔輸送性材料と電子輸送性材料の両者が含まれていても良い。単一の材料で構成する場合、バイポーラー性材料を用いても良い。ここでバイポーラー性材料とは、電子と正孔の移動度の比が１００以下である材料を指す。また、正孔輸送性材料または電子輸送性材料などを使用しても良い。もしくは、そのうちの少なくとも一つは、発光層１３０のホスト材料（有機化合物１３１＿１または有機化合物１３１＿２）と同一の材料で形成しても良い。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。さらに、正孔輸送性材料と電子輸送性材料とで励起錯体を形成しても良く、これによって励起子の拡散を効果的に防ぐことができる。具体的には、発光層１３０のホスト材料（有機化合物１３１＿１または有機化合物１３１＿２）またはゲスト材料１３２（燐光材料）の励起状態から、発光層１２０のホスト材料１２１またはゲスト材料１２２（蛍光材料）へのエネルギー移動を防ぐことができる。
また、発光素子４５０においては、発光層１２０が正孔輸送層４１２側、発光層１３０が電子輸送層４１８側として説明したが、本発明の一態様の発光素子としては、これに限定されない。例えば、図１０（Ａ）に示す発光素子４５０ａのように、発光層１２０が電子輸送層４１８側、発光層１３０が正孔輸送層４１２側であっても構わない。
なお、発光素子４５０では、キャリアの再結合領域はある程度の分布を持って形成されることが好ましい。このため、発光層１２０または発光層１３０において、適度なキャリアトラップ性があることが好ましく、特に、発光層１３０が有するゲスト材料１３２（燐光材料）が電子トラップ性を有していることが好ましい。
なお、発光層１２０からの発光が、発光層１３０からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層１２０と発光層１３０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層１２０と発光層１３０との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
また、発光層１２０および発光層１３０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複数の発光物質を用いることによって、三原色、または４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層１２０を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。
例えば、図１０（Ｂ）に示すように、発光層１３０が発光層１３０＿１および発光層１３０＿２という複数の発光層を有する場合、発光層１３０＿１は、ホスト材料１３１およびゲスト材料１３２を有し、発光層１３０＿２は、ホスト材料１３６およびゲスト材料１３７を有する構成が好ましい。この場合、ホスト材料１３１が有する有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２は励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましく、ホスト材料１３６が有する有機化合物１３６＿１および有機化合物１３６＿２は励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。そうすることで、発光層１３０＿１および発光層１３０＿２の双方で高い発光効率を有する発光を得ることができる。
また、上記構成において、発光層１３０が２種類の異なるゲスト材料（ゲスト材料１３２およびゲスト材料１３７）を有するとき、発光層１２０におけるゲスト材料１２２は、青色の発光を呈し、発光層１３０におけるゲスト材料の一方は、緑色の発光を呈し、他方は赤色の発光を呈することが好ましい。または、発光層１２０におけるゲスト材料１２２は、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満に発光スペクトルピークを有する発光を呈し、発光層１３０におけるゲスト材料の一方は４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満に発光スペクトルピークを有する発光を呈し、他方は５８０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下に発光スペクトルピークを有する発光を呈することが好ましい。そうすることで、青色、緑色、赤色の三原色を有する発光素子を作製することができるため、当該発光素子は、演色性の高い発光素子となる。または、表示装置に好適に用いることができる発光素子となる。
なお、図１０（Ｂ）において、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３６＿１とは、同じ化合物を用いても異なる化合物を用いても良い。有機化合物１３１＿１と有機化合物１３６＿１とで同じ化合物を用いる場合、発光素子の作製が容易となるため好ましい。有機化合物１３１＿２と有機化合物１３６＿２とにおいても同様である。
また、発光層１３０＿１と発光層１３０＿２において、有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２の一方、または有機化合物１３６＿１および有機化合物１３６＿２の一方のみを有する構成であってもよい。発光層１３０＿１および発光層１３０＿２に用いる有機化合物１３１＿１、１３１＿２、及び有機化合物１３６＿１、１３６＿２は、発光素子に適したキャリアバランスまたは発光色となるよう、適宜選択すればよい。
なお、上記の構成と、実施の形態１で示したキャリア注入層（正孔注入層または電子注入層）の構造と、を組み合わせることで、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域を制御し、高い発光効率を有する発光素子を作製することができる。すなわち、正孔注入層４１１および電子注入層４１９として、キャリア注入層１１１ａ、１１１ｂまたはキャリア注入層１１９ａ、１１９ｂを用いることで、キャリア再結合領域が分布する領域が制御された領域を有する発光素子を作製することができる。
また、実施の形態１で示した、複数の異なる電極構造およびキャリア注入層を副画素に有する発光素子に、上記構成を用いることで、一対の電極に挟持された発光素子において、第１の注入層を有する第１の領域においては、発光層１２０または発光層１３０の一方の発光強度が強く、第２の注入層を有する第２の領域においては、発光層１２０または発光層１３０の他方の発光強度が強くすることができる。すなわち、本発明の一態様のキャリア注入層を有することで、発光層を塗り分けることなく、各副画素から異なる発光色を取り出すことができる。そのため、光の利用効率が良い表示装置を、歩留りを下げることなく作製することができる。すなわち、消費電力の低い表示装置を作製することができる。また、表示装置の製造コストを低減することができる。
＜発光素子の構成要素＞
次に、発光層１２０及び発光層１３０に用いることのできる材料について、以下説明する。
≪第１の発光層に用いることのできる材料≫
発光層１２０中では、ホスト材料１２１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１２２（蛍光材料）は、ホスト材料１２１中に分散される。ホスト材料１２１のＳ１準位は、ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料１２１のＴ１準位は、ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
ホスト材料１２１として、特に、アントラセン誘導体またはテトラセン誘導体が好ましい。これらの誘導体はＳ１準位が高く、Ｔ１準位が低いからである。また、実施の形態１で例示したホスト材料を利用することができる。
ゲスト材料１２２（蛍光材料）としては、例えばピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。また、実施の形態１で例示した一重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質を利用することができる。
≪第２の発光層に用いることのできる材料≫
発光層１３０中では、ホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１３２（燐光材料）は、ホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）中に分散される。発光層１３０のホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）のＴ１準位は、発光層１２０のゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
ホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族及び金属錯体などを用いることができる。具体的には、亜鉛及びアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、π電子過剰型複素芳香族（例えばカルバゾール誘導体及びインドール誘導体）又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。また、実施の形態１で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。
また、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２とは、励起錯体を形成できる組み合わせが好ましい。具体的には、実施の形態１で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。この場合、励起錯体の発光ピークが燐光材料の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように有機化合物１３１＿１、有機化合物１３１＿２、およびゲスト材料１３２（燐光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。
ゲスト材料１３２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、または金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、またはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。また、実施の形態１で例示した三重項励起エネルギーを発光に変換できる発光材料を利用することができる。
また、発光層１３０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他に、ＴＡＤＦ材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関しては、ＴＡＤＦ材料と読み替えても構わない。なお、ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が好ましくは０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体を形成する複数の材料から構成されても良い。
熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、具体的には、実施の形態１で示した熱活性化遅延蛍光体を用いることができる。
また、発光層１２０に含まれる発光材料と発光層１３０に含まれる発光材料の発光色に限定は無く、同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層１２０に含まれる発光材料の発光ピーク波長は発光層１３０に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ましい。
なお、発光層１２０及び発光層１３０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
＜発光素子の構成例８＞
次に、図８に示す構成と異なる構成の発光素子について、図１１を用いて説明を行う。図１１は、発光素子４５２の断面模式図である。
図１１に示す発光素子４５２は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間に、複数の発光ユニット（図１１においては、発光ユニット４０６及び発光ユニット４０８）を有する。１つの発光ユニットは、図１で示すＥＬ層１００または図８で示すＥＬ層４００と同様な構成を有する。つまり、図１で示した発光素子２５０および図８で示した発光素子４５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子４５２は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子４５２において、電極４０１が陽極として機能し、電極４０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子４５２の構成としては、逆であっても構わない。
また、図１１に示す発光素子４５２において、発光ユニット４０６と発光ユニット４０８とが積層されており、発光ユニット４０６と発光ユニット４０８との間には電荷発生層４１５が設けられる。なお、発光ユニット４０６と発光ユニット４０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット４０６に、図１で示すＥＬ層１００または図８で示すＥＬ層４００を用いると好ましい。
すなわち、発光素子４５２は、発光層１５０と、発光層１４０と、を有する。また、発光ユニット４０６は、発光層１５０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１３、及び電子注入層４１４を有する。また、発光層１５０は、発光層１２０および発光層１３０を有する。また、発光ユニット４０８は、発光層１４０の他に、正孔注入層４１６、正孔輸送層４１７、電子輸送層４１８、及び電子注入層４１９を有する。
なお、発光素子４５２が有する電極４０１と、電極４０２と、正孔注入層４１１、４１６と、正孔輸送層４１２、４１７と、電子輸送層４１３、４１８と、電子注入層４１４、４１９は、実施の形態１に示す、電極１０１と、電極１０２と、キャリア注入層１１１、１１１ａ、１１１ｂと、キャリア輸送層１１２と、キャリア輸送層１１８と、キャリア注入層１１９、１１９ａ、１１９ｂと、それぞれ同様の機能を有する。したがって、本実施の形態においては、その詳細な説明は省略する。
電荷発生層４１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
電荷発生層４１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態１に示す正孔注入層に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である有機化合物を適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニット４０８のように、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層４１５に接している場合は、電荷発生層４１５が発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けなくとも良い。
なお、電荷発生層４１５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、ドナー性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わせて形成してもよい。
なお、発光ユニット４０６と発光ユニット４０８とに挟まれる電荷発生層４１５は、電極４０１と電極４０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図１１において、電極４０１の電位の方が電極４０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層４１５は、発光ユニット４０６に電子を注入し、発光ユニット４０８に正孔を注入する。
なお、電荷発生層４１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的には、電荷発生層４１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。また、電荷発生層４１５は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）よりも低い導電率であっても機能する。
上述した材料を用いて電荷発生層４１５を形成することにより、発光層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、図１１においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。発光素子４５２に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、図１で示すＥＬ層１００または図８で示すＥＬ層４００の構成を適用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。
また、発光ユニット４０８が有する発光層１４０に、図８で示す発光層１２０または発光層１３０を用いると好ましい。すなわち、発光ユニット４０６及び発光ユニット４０８の双方が、発光層１２０及び発光層１３０の一方または双方を有する構成となり、発光ユニット４０６及び発光ユニット４０８の双方から、発光層１２０及び発光層１３０の一方または双方が呈する発光を得ることができる。
なお、上記各構成において、発光ユニット４０６および発光ユニット４０８に用いるゲスト材料（蛍光材料または燐光材料）としては、同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット４０６と発光ユニット４０８とで同じゲスト材料を有する場合、発光素子４５２は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット４０６と発光ユニット４０８とで異なるゲスト材料を有する場合、発光素子４５２は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。特に、演色性の高い白色発光、または少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。
なお、発光ユニット４０６、発光ユニット４０８、及び電荷発生層１１５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図１２乃至図１８を用いて説明する。
＜表示装置の構成例１＞
図１２（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ｂ、及び一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図である。表示装置６００は、駆動回路部（信号線駆動回路部６０１、及び走査線駆動回路部６０３）、並びに画素部６０２を有する。なお、信号線駆動回路部６０１、走査線駆動回路部６０３、及び画素部６０２は、発光素子の発光を制御する機能を有する。
また、表示装置６００は、素子基板６１０と、封止基板６０４と、シール材６０５と、シール材６０５で囲まれた領域６０７と、引き回し配線６０８と、ＦＰＣ６０９と、を有する。
なお、引き回し配線６０８は、信号線駆動回路部６０１及び走査線駆動回路部６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣ６０９しか図示されていないが、ＦＰＣ６０９にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。
また、信号線駆動回路部６０１は、Ｎチャネル型のトランジスタ６２３とＰチャネル型のトランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、信号線駆動回路部６０１または走査線駆動回路部６０３は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、またはＮＭＯＳ回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部６０２は、スイッチング用のトランジスタ６１１と、電流制御用のトランジスタ６１２と、電流制御用のトランジスタ６１２のドレインに電気的に接続された下部電極６１３と、を有する。なお、下部電極６１３の端部を覆って隔壁６１４が形成されている。隔壁６１４としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
また、被覆性を良好にするため、隔壁６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、隔壁６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、隔壁６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁６１４として、ネガ型の感光性樹脂、またはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
なお、トランジスタ（トランジスタ６１１、６１２、６２３、６２４）の構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの極性についても特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、及びＮチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、またはネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
下部電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および上部電極６１７がそれぞれ形成されている。なお、下部電極６１３は、陽極として機能し、上部電極６１７は、陰極として機能する。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
なお、下部電極６１３、ＥＬ層６１６、及び上部電極６１７により、発光素子６１８が形成される。発光素子６１８は、実施の形態１及び実施の形態２の構成を有する発光素子である。なお、画素部は複数の発光素子が形成される場合、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
また、シール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた領域６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、領域６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素及びアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５に用いることができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂を用いることができる。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥剤を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
また、発光素子６１８と互いに重なるように、光学素子６２１が封止基板６０４の下方に設けられる。また、封止基板６０４の下方には、遮光層６２２が設けられる。光学素子６２１及び遮光層６２２としては、それぞれ、実施の形態１に示す光学素子、及び遮光層と同様の構成とすればよい。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂またはガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分及び酸素を透過しにくい材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板、石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子及び光学素子を有する表示装置を得ることができる。
＜表示装置の構成例２＞
次に、表示装置の別の一例について、図１３（Ａ）（Ｂ）及び図１４を用いて説明を行う。なお、図１３（Ａ）（Ｂ）及び図１４は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
図１３（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の上部電極１０２６、封止層１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図１３（Ａ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けている。また、遮光層１０３５をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び遮光層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図１３（Ａ）においては、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、３色の画素で映像を表現することができる。
図１３（Ｂ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
図１４では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した表示装置では、トランジスタが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置としても良い。
＜表示装置の構成例３＞
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図１５（Ａ）（Ｂ）に示す。図１５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図１３（Ａ）（Ｂ）及び図１４に示す駆動回路部１０４１、周辺部１０４２等を省略して例示している。
この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。トランジスタと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の表示装置と同様に形成する。その後、電極１０２２を覆うように、第３の層間絶縁膜１０３７を形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図１５（Ａ）（Ｂ）のようなトップエミッション型の表示装置である場合、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは光を反射する機能を有することが好ましい。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電極１０２６は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させると好ましい。
図１５（Ａ）のようなトップエミッションの構造では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように遮光層１０３５を設けても良い。なお、封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いると好適である。
また、図１５（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１５（Ｂ）に示すように、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１５（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１５（Ｂ）に示すように、発光素子と、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
＜表示装置の構成例４＞
以上に示す表示装置は、３色（赤色、緑色、青色）の副画素を有する構成を示したが、４色（赤色、緑色、青色、黄色、または赤色、緑色、青色、白色）の副画素を有する構成としてもよい。図１６乃至図１８は、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、及び１０２４Ｙを有する表示装置の構成である。図１６（Ａ）（Ｂ）及び図１７は、トランジスタが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置であり、図１８（Ａ）（Ｂ）は、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置である。
図１６（Ａ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）を透明な基材１０３３に設ける表示装置の例である。また、図１６（Ｂ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する表示装置の例である。また、図１７は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成する表示装置の例である。
着色層１０３４Ｒは赤色の光を透過し、着色層１０３４Ｇは緑色の光を透過し、着色層１０３４Ｂは青色の光を透過する機能を有する。また、着色層１０３４Ｙは黄色の光を透過する機能、または青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する。着色層１０３４Ｙが青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有するとき、着色層１０３４Ｙを透過した光は白色であってもよい。黄色または白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、着色層１０３４Ｙを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
また、図１８に示すトップエミッション型の表示装置においては、下部電極１０２４Ｙを有する発光素子においても、図１５（Ａ）の表示装置と同様に、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を有する構成が好ましい。また、図１８（Ａ）の表示装置では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ、及び黄色の着色層１０３４Ｙ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。
マイクロキャビティ、及び黄色の着色層１０３４Ｙを介して呈される発光は、黄色の領域に発光スペクトルを有する発光となる。黄色は視感度が高い色であるため、黄色の発光を呈する発光素子は発光効率が高い。すなわち、図１８（Ａ）の構成を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
また、図１８（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１８（Ｂ）に示すように、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青、黄の４色、または赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１８（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１８（Ｂ）に示すように、発光素子と、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、黄色または白色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態及び本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図１９乃至図２１を用いて説明を行う。
なお、図１９（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図１９（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
＜表示装置に関する説明＞
図１９（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２という）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以下、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０６という）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成としてもよい。
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４の一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置された複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回路部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路８０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するための回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線駆動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０４ａは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路８０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与えられる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有する。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路８０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列目の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路８０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（ｎはＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
図１９（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８０１の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保護回路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することができる。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配線に接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図１９（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０６を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。ただし、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに保護回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。または、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。
また、図１９（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂによって駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する構成としても良い。
＜画素回路の構成例＞
図１９（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図１９（Ｂ）に示す構成とすることができる。
図１９（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６２と、発光素子８７２と、を有する。
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配線（データ線ＤＬ＿ｎ）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（走査線ＧＬ＿ｍ）に電気的に接続される。
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２としては、実施の形態１及び実施の形態２に示す発光素子を用いることができる。
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
図１９（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図１９（Ａ）に示す走査線駆動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
また、画素回路に、トランジスタのしきい値電圧等の変動の影響を補正する機能を持たせてもよい。図２０（Ａ）（Ｂ）及び図２１（Ａ）（Ｂ）に画素回路の一例を示す。
図２０（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図２０（Ａ）に示す画素回路には、配線３０１＿１乃至３０１＿５、並びに配線３０２＿１及び配線３０２＿２が電気的に接続されている。なお、トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図２０（Ｂ）に示す画素回路は、図２０（Ａ）に示す画素回路に、トランジスタ３０３＿７を追加した構成である。また、図２０（Ｂ）に示す画素回路には、配線３０１＿６及び配線３０１＿７が電気的に接続されている。ここで、配線３０１＿５と配線３０１＿６とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０３＿７については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図２１（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図２１（Ａ）に示す画素回路には、配線３０６＿１乃至３０６＿３、並びに配線３０７＿１乃至３０７＿３が電気的に接続されている。ここで配線３０６＿１と配線３０６＿３とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図２１（Ｂ）に示す画素回路は、２つのトランジスタ（トランジスタ３０９＿１及びトランジスタ３０９＿２）と、２つの容量素子（容量素子３０４＿１及び容量素子３０４＿２）と、発光素子３０５と、を有する。また、図２１（Ｂ）に示す画素回路には、配線３１１＿１乃至配線３１１＿３、配線３１２＿１、及び配線３１２＿２が電気的に接続されている。また、図２１（Ｂ）に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力−電流駆動方式（ＣＶＣＣ方式ともいう）とすることができる。なお、トランジスタ３０９＿１及び３０９＿２については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式のそれぞれの方式に適用することができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化及び高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図２２乃至図２６を用いて説明を行う。
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを有する場合について説明する。
図２２（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図２２（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図２２（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも可撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。また、複数の配線２５１１は、信号線駆動回路２５０３ｓ（１）からの信号を複数の画素に供給することができる。
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図２２（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極及び配線等を実線で示している。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
なお、図２２（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
電極２５９２は、図２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
＜表示装置に関する説明＞
次に、図２３（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図２３（Ａ）は、図２２（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下、好ましくは１×１０−６ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基板２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−５／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性基板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２５１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板２５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図２３（Ａ）に示すように、封止層２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることができる。
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いることにより、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域に発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、不活性気体（窒素及びアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥剤を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を充填してもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂またはガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分及び酸素を透過しない材料を用いると好適である。
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モジュール２５８０Ｒを有する。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回路の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、着色層２５６７Ｒとを有する。
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層とを有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態１及び実施の形態２に示す発光素子を適用することができる。
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させてもよい。
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。遮光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長領域の光を透過する機能を有していればよく、例えば、赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長領域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで形成することができる。
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトランジスタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を抑制できる。
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２５５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。なお、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に形成してもよい。
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。また、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰＣ２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図２３（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示しているが、これに限定されず、例えば、図２３（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジスタを表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、Ｎチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタ２５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族の半導体（例えば、ケイ素を有する半導体）、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔのいずれか一方または双方に、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。当該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、またはＮｄを表す）等が挙げられる。
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図２３（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図２３（Ｃ）は、図２２（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して、電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１及び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適に用いることができる。
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一対の電極２５９１を電気的に接続している。
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、０度より大きく９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料、及び該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を保護してもよい。
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、及び異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図２４（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図２４（Ａ）は、図２２（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
図２４（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２３（Ａ）で説明した表示装置２５０１と、図２３（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
また、図２４（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｃ）で説明した構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチセンサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとして、例えば円偏光板を用いることができる。
次に、図２４（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図２４（Ｂ）を用いて説明する。
図２４（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図２４（Ｂ）に示すタッチパネル２００１は、図２４（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対するタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図２４（Ｂ）に示す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている。
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５を貼り合わせる。
図２４（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板２５１０及び基板２５７０のいずれか一方または双方を通して射出されればよい。
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図２５（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行う。
図２５（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図２５（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図２５（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図２５（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図２５（Ｂ）には、図２５（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図２５（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うとする。また図２５（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
＜センサ回路に関する説明＞
また、図２５（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図２６に示す。
図２６に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
次に、図２６に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器について、図２７及び図２８を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図２７に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８００６のサイズに合わせて、形状及び寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８００６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
＜電子機器に関する説明＞
図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有することができる。
図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。また、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図２８（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が有する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に沿って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することができる。
図２８（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが、図２８（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）、及び電話などの着信を知らせる表示、電子メール及びＳＮＳなどの題名、電子メール及びＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
図２８（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図２８（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図２８（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図２８（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図２８（Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図２８（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について、図２９及び図３０を用いて説明する。
本実施の形態で示す、発光装置３０００の斜視図を図２９（Ａ）に、図２９（Ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｆ間に相当する断面図を図２９（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図２９（Ａ）において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
図２９（Ａ）（Ｂ）に示す発光装置３０００は、基板３００１と、基板３００１上の発光素子３００５と、発光素子３００５の外周に設けられた第１の封止領域３００７と、第１の封止領域３００７の外周に設けられた第２の封止領域３００９と、を有する。
また、発光素子３００５からの発光は、基板３００１及び基板３００３のいずれか一方または双方から射出される。図２９（Ａ）（Ｂ）においては、発光素子３００５からの発光が下方側（基板３００１側）に射出される構成について説明する。
また、図２９（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置３０００は、発光素子３００５が第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とに、囲まれて配置される二重封止構造である。二重封止構造とすることで、発光素子３００５側に入り込む外部の不純物（例えば、水、酸素など）を、好適に抑制することができる。ただし、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第１封止領域３００７のみの構成としてもよい。
なお、図２９（Ｂ）において、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９は、基板３００１及び基板３００３と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例えば、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００１の上方に形成される絶縁膜、または導電膜と接して設けられる構成としてもよい。または、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００３の下方に形成される絶縁膜、または導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
基板３００１及び基板３００３としては、それぞれ先の実施の形態１に記載の基板２００と、基板２２０と同様の構成とすればよい。発光素子３００５としては、先の実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
第１の封止領域３００７としては、ガラスを含む材料（例えば、ガラスフリット、ガラスリボン等）を用いればよい。また、第２の封止領域３００９としては、樹脂を含む材料を用いればよい。第１の封止領域３００７として、ガラスを含む材料を用いることで、生産性及び封止性を高めることができる。また、第２の封止領域３００９として、樹脂を含む材料を用いることで、耐衝撃性及び耐熱性を高めることができる。ただし、第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とは、これに限定されず、第１の封止領域３００７が樹脂を含む材料で形成され、第２の封止領域３００９がガラスを含む材料で形成されてもよい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリットと、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。また、ガラスフリットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザまたは半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
なお、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９のいずれか一方または双方にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板３００１との熱膨張率が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基板３００１にクラックが入るのを抑制することができる。
例えば、第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用い、第２の封止領域３００９に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
第２の封止領域３００９は、第１の封止領域３００７よりも、発光装置３０００の外周部に近い側に設けられる。発光装置３０００は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置３０００の外周部側、すなわち第２の封止領域３００９に、樹脂を含む材料によって封止し、第２の封止領域３００９よりも内側に設けられる第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用いて封止することで、外力等の歪みが生じても発光装置３０００が壊れにくくなる。
また、図２９（Ｂ）に示すように、基板３００１、基板３００３、第１の封止領域３００７、及び第２の封止領域３００９に囲まれた領域には、第１の領域３０１１が形成される。また、基板３００１、基板３００３、発光素子３００５、及び第１の封止領域３００７に囲まれた領域には、第２の領域３０１３が形成される。
第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス等の不活性ガスが充填されていると好ましい。なお、第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
また、図２９（Ｂ）に示す構成の変形例を図２９（Ｃ）に示す。図２９（Ｃ）は、発光装置３０００の変形例を示す断面図である。
図２９（Ｃ）は、基板３００３の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤３０１８を設ける構成である。それ以外の構成については、図２９（Ｂ）に示す構成と同じである。
乾燥剤３０１８としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着によって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤３０１８として用いることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウム及び酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。
次に、図２９（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例について、図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を用いて説明する。なお、図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、図２９（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例を説明する断面図である。
図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、第２の封止領域３００９を設けずに、第１の封止領域３００７とした構成である。また、図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、図２９（Ｂ）に示す第２の領域３０１３の代わりに領域３０１４を有する。
領域３０１４としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
領域３０１４として、上述の材料を用いることで、いわゆる固体封止の発光装置とすることができる。
また、図３０（Ｂ）に示す発光装置は、図３０（Ａ）に示す発光装置の基板３００１側に、基板３０１５を設ける構成である。
基板３０１５は、図３０（Ｂ）に示すように凹凸を有する。凹凸を有する基板３０１５を、発光素子３００５の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子３００５からの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図３０（Ｂ）に示すような凹凸を有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。
また、図３０（Ｃ）に示す発光装置は、図３０（Ａ）に示す発光装置が基板３００１側から光を取り出す構造であったのに対し、基板３００３側から光を取り出す構造である。
図３０（Ｃ）に示す発光装置は、基板３００３側に基板３０１５を有する。それ以外の構成は、図３０（Ｂ）に示す発光装置と同様である。
また、図３０（Ｄ）に示す発光装置は、図３０（Ｃ）に示す発光装置の基板３００３、３０１５を設けずに、基板３０１６を設ける構成である。
基板３０１６は、発光素子３００５の近い側に位置する第１の凹凸と、発光素子３００５の遠い側に位置する第２の凹凸と、を有する。図３０（Ｄ）に示す構成とすることで、発光素子３００５からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。
したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分及び酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の形態に示す構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置及び電子機器に適用する一例について、図３１及び図３２を用いて説明する。
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、例えば、ダッシュボード、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
図３１（Ａ）は、多機能端末３５００の一方の面の斜視図を示し、図３１（Ｂ）は、多機能端末３５００の他方の面の斜視図を示している。多機能端末３５００は、筐体３５０２に表示部３５０４、カメラ３５０６、照明３５０８等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３５０８に用いることができる。
照明３５０８は、本発明の一態様の発光装置を用いることで、面光源として機能する。したがって、ＬＥＤに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例えば、照明３５０８とカメラ３５０６とを組み合わせて用いる場合、照明３５０８を点灯または点滅させて、カメラ３５０６により撮像することができる。照明３５０８としては、面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することができる。
なお、図３１（Ａ）、（Ｂ）に示す多機能端末３５００は、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。
また、筐体３５０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。また、多機能端末３５００の内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、多機能端末３５００の向き（縦か横か）を判断して、表示部３５０４の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
表示部３５０４は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部３５０４に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部３５０４に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部３５０４に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。
図３１（Ｃ）は、防犯用のライト３６００の斜視図を示している。ライト３６００は、筐体３６０２の外側に照明３６０８を有し、筐体３６０２には、スピーカ３６１０等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３６０８に用いることができる。
ライト３６００としては、例えば、照明３６０８を握持する、掴持する、または保持することで発光することができる。また、筐体３６０２の内部には、ライト３６００からの発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、１回または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御することで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明３６０８の発光と同時に、スピーカ３６１０から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよい。
ライト３６００としては、あらゆる方向に発光することが可能なため、例えば、暴漢等に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト３６００にデジタルスチルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。
図３２は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のようにして、本発明の一態様の発光装置を適用して照明装置及び電子機器を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子に適用可能なキャリア注入層のキャリア注入性及びキャリア輸送性について測定した例を示す。
本実施例では、正孔注入層として、ドナー材料として機能する正孔輸送性材料とアクセプター材料として機能する遷移金属酸化物、具体的には酸化モリブデン（略称：ＭｏＯ３）との複合材料を有する試料を作製し、その電流密度−電圧特性を測定した結果について示す。作製した試料は、試料Ａ１乃至試料Ａ３、試料Ｂ１乃至試料Ｂ１０、及び試料Ｃ１乃至試料Ｃ８である。また、複合材料に用いた正孔輸送性材料の構造と略称を、以下に示す。
＜試料の作製＞
電極１０１として、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）膜を厚さが１１０ｎｍになるよう形成した。なお、電極１０１の面積としては、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
また、試料Ａ１乃至Ａ３においては、電極１０１上の正孔注入層として、正孔輸送性材料とＭｏＯ３との複合材料を厚さが２００ｎｍになるよう形成した。試料Ａ１においては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）とＭｏＯ３とを重量比（ＮＰＢ：ＭｏＯ３）が１：０．２５になるよう共蒸着した。また、試料Ａ２においては、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）とＭｏＯ３とを重量比（ＤＮＴＰＤ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるよう共蒸着した。また、試料Ａ３においては、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）とＭｏＯ３とを重量比（ｔ−ＢｕＤＮＡ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるよう共蒸着した。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着方法である。
また、試料Ｂ２乃至Ｂ９、及び試料Ｃ２乃至Ｃ７においては、電極１０１上の正孔注入層として、正孔輸送性材料とＭｏＯ３との複合材料を厚さが５０ｎｍになるよう形成した。試料Ｂ２乃至Ｂ９においては、ＮＰＢとＭｏＯ３とをモル比（ＮＰＢ：ＭｏＯ３）がそれぞれ１：０．０２、１：０．０４、１：０．１、１：０．２、１：０．４、１：１、１：２、１：４になるよう共蒸着した。また、試料Ｃ２乃至Ｃ７においては、ＤＮＴＰＤとＭｏＯ３とをモル比（ＤＮＴＰＤ：ＭｏＯ３）がそれぞれ１：０．１、１：０．５、１：１、１：２、１：５、１：１０になるよう共蒸着した。また、比較として、試料Ｂ１においてはＮＰＢを、試料Ｃ１においてはＤＮＴＰＤを、試料Ｂ１０および試料Ｃ８においては、ＭｏＯ３を、それぞれ厚さが５０ｎｍになるよう蒸着した。
正孔注入層上に電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるよう蒸着した。以上の工程によって、試料Ａ１乃至Ａ３、試料Ｂ１乃至Ｂ１０、及び試料Ｃ１乃至Ｃ８を作製した。上記作製した試料は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に正孔注入層のみが挟持された試料であるため、電極から正孔注入層への正孔注入性、及び正孔注入層の正孔輸送性を評価することができる。
作成した試料Ａ１乃至Ａ３の電流密度−電圧特性を図３３に、試料Ｂ１乃至Ｂ１０の電流密度−電圧特性を図３４に、試料Ｃ１乃至Ｃ８の電流密度−電圧特性を図３５に、それぞれ示す。なお、図３３乃至図３５においては、電極１０１（ＩＴＳＯ膜）を陽極として、電極１０２（Ａｌ膜）を陰極として測定を行った。
図３３のように、正孔注入層に用いた複合材料においてドナー材料として機能する正孔輸送性材料が異なることで、試料Ａ１乃至Ａ３の電流密度−電圧特性に差が生じる結果となった。
また、複合材料に用いた正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の測定結果を表１に示す。なお、表１に示す正孔輸送性材料の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位は、各化合物のイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光法（理研計器製、ＡＣ−２）にて測定し、得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果より求めた。
表１のように、試料Ａ１、Ａ２及びＡ３が有する正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、互いに異なる値を有する。そのため、試料Ａ１、Ａ２及びＡ３の正孔注入性および正孔輸送性が異なる結果となったといえる。
また、図３４及び図３５のように、正孔注入層に用いた複合材料において、正孔輸送性材料（ドナー材料）とＭｏＯ３（アクセプター材料）との混合比が異なることで、正孔注入層の正孔注入性および正孔輸送性が大きく異なる結果となった。
正孔注入層に用いる複合材料おいては、アクセプター材料によってドナー材料から電子が引き抜かれて正孔が発生する。そのため、アクセプター材料とドナー材料との混合比（モル比）が同等、またはアクセプター材料の混合比が高い場合、アクセプター材料によってドナー材料から引き抜かれる電子が多くなり、正孔注入層中で正孔が発生しやすくなるため、正孔注入層の正孔注入性または正孔輸送性を向上させることができる。また、アクセプター材料とドナー材料との混合比（モル比）においてドナー材料の混合比が高い場合、アクセプター材料によってドナー材料から引き抜かれる電子が少なくなり、正孔注入層中で発生する正孔が少なくなるため、正孔注入層の正孔注入性または正孔輸送性を低減させることができる。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子である発光素子１乃至発光素子４の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図３６（Ａ）に示す。また、素子構造を表２に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
＜発光素子１の作製＞
基板５１０上に電極５０１として、ＩＴＳＯ膜を、厚さが１１０ｎｍになるように形成した。なお、電極５０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極５０１上にＥＬ層を形成した。正孔注入層５１１としては、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）および酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．１になるように、且つ厚さが３５ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、正孔注入層５１１をドナー材料とアクセプター材料との複合材料によって形成した。正孔注入層５１１において、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。
次に、正孔輸送層５１２として、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）を厚さが１０ｎｍになるように蒸着した。
次に、発光層５２０としては、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）およびＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を重量比（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０２になるように、且つ厚さが１０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層５２０において、ｃｇＤＢＣｚＰＡがホスト材料であり、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎがゲスト材料（蛍光材料）である。
次に、発光層５３０の１層目としては、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）およびＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが２ｎｍになるように共蒸着した。続いて、発光層５３０の２層目として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、及び（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））を重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．８：０．２：０．０６になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。発光層５３０において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料であり、Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）がゲスト材料（燐光材料）である。
また、発光層５３０上に、電子輸送層５１８として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとバソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）とを厚さがそれぞれ２０ｎｍ、１５ｎｍになるよう順次、蒸着した。次に、電子注入層５１９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
また、電極５０２としては、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが１３０ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用封止材を用いて、ＥＬ層を形成した基板５１０に封止基板５５０を固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、基板５１０に形成したＥＬ層の周囲に封止材を塗布し、該基板５１０と封止基板５５０とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１を得た。
＜発光素子２乃至発光素子４の作製＞
発光素子２乃至発光素子４は、先に示す発光素子１の作製と、正孔注入層５１１の構成のみが異なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
発光素子２の正孔注入層５１１としては、ＮＰＢおよびＭｏＯ３を重量比（ＮＰＢ：ＭｏＯ３）が１：０．１になるように、且つ厚さが３５ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、正孔注入層５１１をドナー材料とアクセプター材料との複合材料によって形成した。正孔注入層５１１において、ＮＰＢがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。
発光素子３の正孔注入層５１１としては、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩおよびＭｏＯ３を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが３５ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、正孔注入層５１１をドナー材料とアクセプター材料との複合材料によって形成した。正孔注入層５１１において、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。
発光素子４の正孔注入層５１１としては、ＰＣＰＰｎおよびＭｏＯ３を重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが３５ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、正孔注入層５１１をドナー材料とアクセプター材料との複合材料によって形成した。正孔注入層５１１において、ＰＣＰＰｎがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。
＜発光素子の動作特性＞
次に、作製した発光素子１乃至発光素子４の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表３に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図３７に、輝度−電圧特性を図３８に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図３９に示す。
図３９に示すように、発光素子１、発光素子３、及び発光素子４の電界発光スペクトルピークからは、蛍光材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎが呈する青色発光、及び燐光材料であるＩｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）が呈する黄色発光が観測された。すなわち、発光素子１、発光素子３、及び発光素子４においては、発光色の異なる蛍光材料と燐光材料の双方を発光させることができた。また、表３に示すように、蛍光材料と燐光材料の双方からの発光が得られながら、外部量子効率は１０％以上と高い値が得られている。したがって、本発明の一態様の発光層を用いることで、蛍光材料と燐光材料の双方が効率よく発光する発光素子を作製することができた。
一方、発光素子２の電界発光スペクトルからは、蛍光材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎが呈する青色発光のみが観測された。発光層５２０および発光層５３０に用いた化合物および発光層の構成は、発光素子１と発光素子２とで同じである。したがって、発光素子１と発光素子２とで正孔注入層５１１を変えることで、発光領域が変化し、発光色が変化したといえる。すなわち、正孔注入層５１１に用いるドナー材料を変えることで、発光素子の発光領域が分布する領域を制御することができた。なお、発光素子２の外部量子効率は５％以上であり、蛍光材料からの発光を呈する発光素子としては十分に高い発光効率を示した。したがって、発光素子２においては、一対の電極から注入されたキャリアのほとんどが発光層５２０において再結合し、発光に利用することができている。
なお、図３８及び表３に示すように、発光素子１乃至発光素子４は、いずれも低い電圧で駆動している。そのため、本発明の一態様によって、消費電力が低減された発光素子を作製することができることが分かった。
また、発光素子１乃至発光素子４において正孔注入層５１１に用いたドナー材料のＨＯＭＯ準位を測定した結果、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ、ＰＣＰＰｎ、ＮＰＢのＨＯＭＯ準位はそれぞれ、−６．２０ｅＶ、−５．９１ｅＶ、−５．３８ｅＶであった。なお、ＨＯＭＯ準位の測定方法については、実施例１を参酌すればよい。
すなわち、発光素子１においては、正孔輸送層５１２が有する材料のＨＯＭＯ準位が、正孔注入層５１１が有するドナー材料のＨＯＭＯ準位より高く、発光素子２においては、正孔輸送層５１２が有する材料のＨＯＭＯ準位が、正孔注入層５１１が有するドナー材料のＨＯＭＯ準位より低い。したがって、発光素子１においては、正孔注入層５１１から正孔輸送層５１２への正孔注入性が良好であるため、発光層５２０および発光層５３０の双方で一対の電極から注入されたキャリアが再結合し、発光層５２０および発光層５３０の双方からの発光が観測される。一方、発光素子２においては、正孔注入層５１１と正孔輸送層５１２との界面において正孔注入障壁が存在するため、発光層に正孔が輸送されにくい。したがって、正孔輸送層５１２に近い発光層５２０において、より多くのキャリアが再結合する。そのため、発光素子２においては、発光層５２０からの青色発光のみが観測される。
また、発光素子３においては、正孔輸送層５１２が有する材料のＨＯＭＯ準位が、正孔注入層５１１が有するドナー材料のＨＯＭＯ準位より高く、発光素子４においては、正孔輸送層５１２が有する材料のＨＯＭＯ準位と、正孔注入層５１１が有するドナー材料のＨＯＭＯ準位が等しい。したがって、発光素子３及び発光素子４の双方において、正孔注入層５１１から正孔輸送層５１２への正孔注入性が良好であるため、発光層５２０および発光層５３０の双方で一対の電極から注入されたキャリアが再結合し、発光層５２０および発光層５３０の双方からの発光が観測される。ただし、発光素子３の方が発光素子４よりも正孔注入層５１１から正孔輸送層５１２への正孔注入性が良好であるため、発光素子３においては、電子輸送層５１８に近い発光層５３０において、より多くのキャリアが再結合し発光する。そのため、発光素子３と発光素子４とでキャリア再結合領域および発光領域が分布する領域が異なるため、電界発光スペクトルおよび発光色に違いが生じる。
また、発光素子１と発光素子３は、正孔注入層５１１に用いた化合物は同じであるが、ドナー材料とアクセプター材料との混合比が互いに異なる発光素子である。その結果、発光素子１と発光素子３とで、電界発光スペクトルが変化する結果が得られた。先の実施例１で例示したように、ドナー材料とアクセプター材料の混合比を変えることで正孔注入層５１１の正孔注入性が変化するため、一対の電極から注入されたキャリアの再結合領域及び発光領域が分布する領域が変化する。その結果、発光層５２０と発光層５３０とが呈する発光の割合が変化したため、発光素子１と発光素子３とで電界発光スペクトルの形状が異なる形状になったといえる。
以上のように、本発明の一態様によって、発光スペクトルまたは発光色が異なる領域を有する発光素子を作製することができる。また、発光効率が高い発光素子を作製することができる。また、成膜工程が比較的少なく、製造しやすい、多色発光を呈する発光素子を作製することができる。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子５および発光素子６の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図３６（Ｂ）に示す。また、素子構造の詳細を表４に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、その他の化合物については、先の実施例２で示した化合物を用いた。
＜発光素子５の作製＞
基板５１０上に電極５０１として、ＩＴＳＯ膜を、厚さが１１０ｎｍになるように形成した。なお、電極５０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極５０１上にＥＬ層を形成した。電子注入層５１９としては、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）と、Ｂｐｈｅｎと、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを厚さがそれぞれ２ｎｍ、５ｎｍ、０．１５ｎｍになるよう順次、蒸着した。
次に、電子輸送層５１８として、Ｂｐｈｅｎと、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとを厚さがそれぞれ１０ｎｍ、１５ｎｍになるよう順次、蒸着した。
次に、発光層５３０の１層目として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、及びＩｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）を重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．９：０．１：０．０６になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。続いて、発光層５３０の２層目としては、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを厚さが２ｎｍになるように蒸着した。発光層５３０において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料であり、Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）がゲスト材料（燐光材料）である。
次に、発光層５２０としては、ｃｇＤＢＣｚＰＡおよび１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを重量比（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０２になるように、且つ厚さが１０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層５２０において、ｃｇＤＢＣｚＰＡがホスト材料であり、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎがゲスト材料（蛍光材料）である。
次に、正孔輸送層５１２として、ＰＣＰＰｎを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。続いて、正孔注入層５１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩおよびＭｏＯ３を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、正孔注入層５１１をドナー材料とアクセプター材料の複合材料によって形成した。正孔注入層５１１において、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。
また、電極５０２としては、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが１５０ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用封止材を用いて、ＥＬ層を形成した基板５１０に封止基板５５０を固定することで、発光素子５を封止した。具体的には、基板５１０に形成したＥＬ層の周囲に封止材を塗布し、該基板５１０と封止基板５５０とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子５を得た。
＜発光素子６の作製＞
発光素子６は、先に示す発光素子５の作製と、電極１０１、電子注入層５１９、及び正孔注入層５１１の構成のみが異なり、それ以外の工程は、発光素子５と同様の作製方法とした。
発光素子６においては、基板５１０上の電極５０１として、ＩＴＳＯ膜を、厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極５０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極５０１上の電子注入層５１９の１層目として、ＰＣＰＰｎおよびＭｏＯ３を重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが７０ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、電子注入層５１９は、電荷発生層として機能する複合材料を有する構成であり、該複合材料をドナー材料とアクセプター材料とによって形成した。電子注入層５１９において、ＰＣＰＰｎがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。続いて、電子注入層５１９の２層目乃至４層目として、ＣｕＰｃと、Ｂｐｈｅｎと、Ｌｉ２Ｏとを厚さがそれぞれ２ｎｍ、５ｎｍ、０．１５ｎｍになるよう順次、蒸着した。
また、発光素子６における正孔注入層５１１として、ＰＣＰＰｎおよびＭｏＯ３を重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。すなわち、正孔注入層５１１をドナー材料とアクセプター材料との複合材料によって形成した。正孔注入層５１１において、ＰＣＰＰｎがドナー材料であり、ＭｏＯ３がアクセプター材料である。
＜発光素子の動作特性＞
次に、作製した発光素子５及び発光素子６の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表５に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図４０に、輝度−電圧特性を図４１に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図４２に示す。
図４２に示すように、発光素子５及び発光素子６の電界発光スペクトルピークからは、蛍光材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎが呈する青色発光、及び燐光材料であるＩｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）が呈する黄色発光が観測された。すなわち、発光素子５及び発光素子６においては、発光色の異なる蛍光材料と燐光材料の双方を発光させることができた。また、表５に示すように、蛍光材料と燐光材料の双方から発光が得られながら、外部量子効率は１０％以上と高い値が得られている。したがって、本発明の一態様の発光層を用いることで、蛍光材料と燐光材料の双方が効率よく発光する発光素子が作製することができた。
なお、図４１及び表５に示すように、発光素子５及び発光素子６は、いずれも低い電圧で駆動している。そのため、本発明の一態様によって、消費電力が低減された発光素子を作製することができることが分かった。
また、先の実施例２で示したように、発光素子５においては、正孔輸送層５１２が有する材料のＨＯＭＯ準位が、正孔注入層５１１が有するドナー材料のＨＯＭＯ準位より高く、発光素子６においては、正孔輸送層５１２が有する材料のＨＯＭＯ準位と、正孔注入層５１１が有するドナー材料のＨＯＭＯ準位が等しい。そのため、発光素子５及び発光素子６の双方において、正孔注入層５１１から正孔輸送層５１２への正孔注入性が良好であるが、発光素子５の方が発光素子６よりも正孔注入性が良好である。
また、発光素子６においては、電子注入層５１９がドナー材料とアクセプター材料とで形成される複合材料で形成されている。一方、発光素子５においては、電子注入層５１９が複合材料を有さない構成である。そのため、発光素子６の方が発光素子５よりも電子注入性が良好である。
すなわち、発光素子５と発光素子６とは、正孔注入層５１１および電子注入層５１９の双方の構成が互いに異なる発光素子である。発光素子５においては、発光素子６より正孔注入性が良好であり、発光素子６においては、発光素子５より電子注入性が良好であることから、発光素子５においては、一対の電極から注入されたキャリアのうち、より多くのキャリアが電子輸送層５１８に近い発光層５３０において再結合し、発光素子６においては、より多くのキャリアが正孔輸送層５１２に近い発光層５２０において再結合する。
したがって、発光素子５と発光素子６とで、キャリア再結合領域および発光領域が分布する領域に違いが生じる。その結果、電界発光スペクトルおよび発光色が異なる結果が得られたといえる。
以上のように、本発明の一態様によって、発光スペクトルまたは発光色が異なる領域を有する発光素子を作製することができる。また、発光効率が高い発光素子を作製することができる。また、成膜工程が比較的少なく、製造しやすい、多色発光を呈する発光素子を作製することができる。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０１ａ 導電膜
１０１ｂ 導電膜
１０１ｃ 導電膜
１０２ 電極
１０３ 電極
１０３ａ 導電膜
１０３ｂ 導電膜
１０３ｃ 導電膜
１０４ 電極
１０４ａ 導電膜
１０４ｂ 導電膜
１１１ キャリア注入層
１１１ａ キャリア注入層
１１１ｂ キャリア注入層
１１２ キャリア輸送層
１１５ 電荷発生層
１１８ キャリア輸送層
１１９ キャリア注入層
１１９ａ キャリア注入層
１１９ｂ キャリア注入層
１２０ 発光層
１２１ ホスト材料
１２２ ゲスト材料
１３０ 発光層
１３０＿１ 発光層
１３０＿２ 発光層
１３１ ホスト材料
１３１＿１ 有機化合物
１３１＿２ 有機化合物
１３２ ゲスト材料
１３６ ホスト材料
１３６＿１ 有機化合物
１３６＿２ 有機化合物
１３７ ゲスト材料
１４０ 発光層
１４５ 隔壁
１５０ 発光層
１８０ 発光領域
２００ 基板
２１０ａ 領域
２１０ｂ 領域
２２０ 基板
２２２Ｂ 領域
２２２Ｇ 領域
２２２Ｒ 領域
２２３ 遮光層
２２４Ｂ 光学素子
２２４Ｇ 光学素子
２２４Ｒ 光学素子
２５０ 発光素子
２５２ 発光素子
２５４ 発光素子
２５６ 発光素子
２５８ 発光素子
２６０ 発光素子
２６２ 発光素子
２６４ 発光素子
３０１＿１ 配線
３０１＿５ 配線
３０１＿６ 配線
３０１＿７ 配線
３０２＿１ 配線
３０２＿２ 配線
３０３＿１ トランジスタ
３０３＿６ トランジスタ
３０３＿７ トランジスタ
３０４ 容量素子
３０４＿１ 容量素子
３０４＿２ 容量素子
３０５ 発光素子
３０６＿１ 配線
３０６＿３ 配線
３０７＿１ 配線
３０７＿３ 配線
３０８＿１ トランジスタ
３０８＿６ トランジスタ
３０９＿１ トランジスタ
３０９＿２ トランジスタ
３１１＿１ 配線
３１１＿３ 配線
３１２＿１ 配線
３１２＿２ 配線
４００ ＥＬ層
４０１ 電極
４０２ 電極
４０６ 発光ユニット
４０８ 発光ユニット
４１１ 正孔注入層
４１２ 正孔輸送層
４１３ 電子輸送層
４１４ 電子注入層
４１５ 電荷発生層
４１６ 正孔注入層
４１７ 正孔輸送層
４１８ 電子輸送層
４１９ 電子注入層
４５０ 発光素子
４５０ａ 発光素子
４５２ 発光素子
５０１ 電極
５０２ 電極
５１０ 基板
５１１ 正孔注入層
５１２ 正孔輸送層
５１８ 電子輸送層
５１９ 電子注入層
５２０ 発光層
５３０ 発光層
５５０ 封止基板
６００ 表示装置
６０１ 信号線駆動回路部
６０２ 画素部
６０３ 走査線駆動回路部
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 領域
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ
６１０ 素子基板
６１１ トランジスタ
６１２ トランジスタ
６１３ 下部電極
６１４ 隔壁
６１６ ＥＬ層
６１７ 上部電極
６１８ 発光素子
６２１ 光学素子
６２２ 遮光層
６２３ トランジスタ
６２４ トランジスタ
８０１ 画素回路
８０２ 画素部
８０４ 駆動回路部
８０４ａ 走査線駆動回路
８０４ｂ 信号線駆動回路
８０６ 保護回路
８０７ 端子部
８５２ トランジスタ
８５４ トランジスタ
８６２ 容量素子
８７２ 発光素子
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 層間絶縁膜
１０２１ 層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｂ 下部電極
１０２４Ｇ 下部電極
１０２４Ｒ 下部電極
１０２４Ｙ 下部電極
１０２５ 隔壁
１０２６ 上部電極
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 封止層
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 基材
１０３４Ｂ 着色層
１０３４Ｇ 着色層
１０３４Ｒ 着色層
１０３４Ｙ 着色層
１０３５ 遮光層
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２０００ タッチパネル
２００１ タッチパネル
２５０１ 表示装置
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｓ 信号線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１０ａ 絶縁層
２５１０ｂ 可撓性基板
２５１０ｃ 接着層
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 隔壁
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５７０ａ 絶縁層
２５７０ｂ 可撓性基板
２５７０ｃ 接着層
２５８０Ｒ 発光モジュール
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 接続層
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
３０００ 発光装置
３００１ 基板
３００３ 基板
３００５ 発光素子
３００７ 封止領域
３００９ 封止領域
３０１１ 領域
３０１３ 領域
３０１４ 領域
３０１５ 基板
３０１６ 基板
３０１８ 乾燥剤
３５００ 多機能端末
３５０２ 筐体
３５０４ 表示部
３５０６ カメラ
３５０８ 照明
３６００ ライト
３６０２ 筐体
３６０８ 照明
３６１０ スピーカ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチセンサ
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示装置
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８５０１ 照明装置
８５０２ 照明装置
８５０３ 照明装置
８５０４ 照明装置
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ 操作ボタン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１００ 携帯情報端末
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末

Claims (23)

  1. 第１の電極と、
    第２の電極と、
    前記第１の電極および前記第２の電極の間に設けられたＥＬ層と、
    を有する発光素子であって、
    前記ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
    前記第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
    前記第２の領域は、第２の注入層と、前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、を有し、
    前記第１の注入層は、前記第１の電極に接する領域を有し、
    前記第２の注入層は、前記第１の電極に接する領域を有し、
    前記第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、
    前記第１の発光材料は、前記第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、
    前記第１の領域が呈することができる光の色は、前記第２の領域が呈することができる光の色と、異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  2. 第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、ＥＬ層と、
    を有する発光素子であって、
    前記ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
    前記第１の領域は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に設けられ、
    前記第２の領域は、前記第２の電極と、前記第３の電極との間に設けられ、
    前記第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
    前記第２の領域は、第２の注入層と、前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、を有し、
    前記第１の注入層は、前記第１の電極に接する領域を有し、
    前記第２の注入層は、前記第３の電極に接する領域を有し、
    前記第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、
    前記第１の発光材料は、前記第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、
    前記第１の領域が呈することができる光の色は、前記第２の領域が呈することができる光の色と、異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  3. 第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、ＥＬ層と、
    を有する発光素子であって、
    前記ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
    前記第１の領域は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に設けられ、
    前記第２の領域は、前記第２の電極と、前記第３の電極との間に設けられ、
    前記第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
    前記第２の領域は、第２の注入層と、前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、を有し、
    前記第１の注入層は、前記第２の電極に接する領域を有し、
    前記第２の注入層は、前記第２の電極に接する領域を有し、
    前記第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、
    前記第１の発光材料は、前記第２の発光材料と異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、
    前記第１の領域が呈することができる光の色は、前記第２の領域が呈することができる光の色と、異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  4. 第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、ＥＬ層と、
    を有する発光素子であって、
    前記ＥＬ層は、第１の領域と、第２の領域と、第３の領域と、を有し、
    前記第１の領域、及び前記第２の領域は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に設けられ、
    前記第３の領域は、前記第２の電極と、前記第３の電極との間に設けられ、
    前記第１の電極は、可視光を透過する機能を有する第１の導電膜を有し、
    前記第３の電極は、可視光を透過する機能を有する第２の導電膜を有し、
    前記第１の領域は、第１の注入層と、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
    前記第２の領域は、第２の注入層と、前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、を有し、
    前記第３の領域は、前記第２の注入層と、前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、を有し、
    前記第１の領域において、前記第１の注入層は、前記第１の電極に接する領域を有し、
    前記第２の領域において、前記第２の注入層は、前記第１の電極に接する領域を有し、
    前記第３の領域において、前記第２の注入層は、前記第３の電極に接する領域を有し、
    前記第１の発光層は、第１の発光材料と、第１のホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層は、第２の発光材料と、第２のホスト材料と、を有し、
    前記第１の発光材料は、前記第２の発光材料とは異なる発光スペクトルを有する発光を呈する機能を有し、
    前記第２の導電膜は、前記第１の導電膜より、膜厚が厚い領域を有し、
    前記第２の注入層は、前記第１の注入層より、膜厚が厚い領域を有し、
    前記第３の領域が呈する光は、前記第２の領域が呈する光より、発光スペクトルのピーク波長が長波長であり、
    前記第２の領域が呈する光は、前記第１の領域が呈する光より、発光スペクトルのピーク波長が長波長である、
    ことを特徴とする発光素子。
  5. 請求項４において、
    前記第１の領域が呈する発光は、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、
    前記第２の領域が呈する発光は、４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、
    前記第３の領域が呈する発光は、５８０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  6. 請求項２乃至請求項５にいずれか一項において、
    前記第１の電極と、前記第３の電極と、が同じ材料を有する領域を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    前記第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、
    前記第２の注入層は、第２のアクセプター材料と、第２のドナー材料と、を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  8. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    前記第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、
    前記第２の注入層は、第１のアクセプター材料と、第２のドナー材料と、を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  9. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    前記第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、
    前記第２の注入層は、第２のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  10. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    前記第１の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、
    前記第２の注入層は、第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、を有し、
    前記第１の注入層が有する第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、の混合比は、前記第２の注入層が有する第１のアクセプター材料と、第１のドナー材料と、の混合比と異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  11. 請求項７または請求項８において、
    前記第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位は、前記第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位と異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  12. 請求項７または請求項８において、
    前記ＥＬ層は、キャリア輸送層を有し、
    前記キャリア輸送層は、前記第１の注入層と接する領域を有し、
    前記キャリア輸送層は、前記第２の注入層と接する領域を有し、
    前記キャリア輸送層は、キャリア輸送性材料を有し、
    前記キャリア輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位と、前記第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位と、の間に位置する、
    ことを特徴とする発光素子。
  13. 請求項７または請求項８において、
    前記ＥＬ層は、キャリア輸送層を有し、
    前記キャリア輸送層は、前記第１の注入層と接する領域を有し、
    前記キャリア輸送層は、前記第２の注入層と接する領域を有し、
    前記キャリア輸送層は、キャリア輸送性材料を有し、
    前記キャリア輸送性材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位または前記第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位の一方と等しく、前記第１のドナー材料のＨＯＭＯ準位または前記第２のドナー材料のＨＯＭＯ準位の他方と異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
    前記第１の注入層の導電率は、前記第２の注入層の導電率と異なる、
    ことを特徴とする発光素子。
  15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
    前記第１の発光材料は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有し、
    前記第２の発光材料は、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる、少なくとも一つの波長領域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一項において、
    前記第１のホスト材料の一重項励起エネルギー準位は、前記第１の発光材料の一重項励起エネルギー準位より高く、
    前記第１のホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、前記第１の発光材料の三重項励起エネルギー準位より低い、
    ことを特徴とする発光素子。
  17. 請求項１乃至請求項１６のいずれか一項において、
    前記第２のホスト材料は、第１の化合物と、第２の化合物と、を有し、
    前記第１の化合物と、前記第２の化合物と、が励起錯体を形成する、
    ことを特徴とする発光素子。
  18. 請求項１７において、
    前記第１のホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、前記第１の化合物の三重項励起エネルギー準位より低く、
    前記第１のホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、前記第２の化合物の三重項励起エネルギー準位より低い、
    ことを特徴とする発光素子。
  19. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項において、
    前記第１の発光層と、前記第２の発光層、とが接する領域を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  20. 請求項１乃至請求項１９のいずれか一項において、
    前記第１の発光材料は、一重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有し、
    前記第２の発光材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する、
    ことを特徴とする発光素子。
  21. 請求項１乃至請求項２０のいずれか一項に記載の発光素子と、
    カラーフィルタ及びトランジスタの少なくとも一と、
    を有する表示装置。
  22. 請求項２１に記載の表示装置と、
    筐体またはタッチセンサの少なくとも一と、
    を有する電子機器。
  23. 請求項１乃至請求項２０のいずれか一項に記載の発光素子と、
    筐体またはタッチセンサの少なくとも一と、
    を有する照明装置。
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