JP2021101433A - 発光素子、発光装置、照明装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度の発光を呈し、且つ低電圧で駆動可能な発光素子を提供することを課題の一とする。また、消費電力の低減された発光装置または電子機器を提供することを課題の一とする。【解決手段】陽極と陰極との間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、陽極側から順に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物のいずれかを含む第１の層と、第１の層と接して、電子輸送性の高い物質を含む第２の層と、第２の層と接して、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する発光素子を提供する。また、この発光素子を用いた発光装置及び電子機器を提供する。【選択図】図１

Description

以下に開示する発明は、一対の電極間に発光層を有する発光素子に関する。また、その
発光素子を用いた発光装置、並びにその発光装置を用いた照明装置及び電子機器に関する
。

近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光物質として用いた発光素子の開発が盛ん
である。特に、エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬ）素子と呼ばれる発光素子の構成
は、電極間に発光物質を含む発光層を設けただけの単純な構造であり、薄型軽量・高速応
答性・直流低電圧駆動などの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として
注目されている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、コントラストや画
質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、これらの発光素子は面状光源
であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考えられて
いる。

発光素子は、一対の電極間に設けられた発光層に電流を与え、発光層に含まれる発光物
質を励起させることにより、所定の発光色を得ることができる。このような発光素子の発
光輝度を高める為には、発光層に多くの電流を供給する方法が考えられるが、低消費電力
化のメリットを損なうことになってしまう。また、発光層に多くの電流を流すことにより
、発光素子の劣化を早めてしまうことにもなる。

そこで、複数の発光層を積層し、単層の場合と同じ電流密度の電流を流すことによって
、発光輝度が高くなるといった発光素子が提案されている（例えば特許文献１）。

特許第３９３３５９１号公報

特許文献１では、複数の発光ユニット（以下、本明細書においてＥＬ層とも表記する）
を有し、各発光ユニットが電荷発生層によって仕切られた発光素子を提案している。より
具体的には、第１の発光ユニットの電子注入層として機能する金属ドーピング層上に、５
酸化バナジウムよりなる電荷発生層を有し、さらに当該電荷発生層を介して、第２の発光
ユニットが積層された構造の発光素子が開示されている。しかしながら、このような構造
の発光素子においては、金属ドーピング層と、酸化物より成る電荷発生層との界面におい
て相互作用が起こり、界面が強電界となるため、発光素子の駆動に高い電圧が必要となる
。

上述した問題を鑑みて、高輝度の発光を呈し、且つ低電圧で駆動可能な発光素子を提供
することを課題の一とする。また、消費電力の低減された発光装置または電子機器を提供
することを課題の一とする。

本明細書で開示する発光素子の構成の一は、陽極と陰極との間にｎ（ｎは２以上の自然
数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）
番目のＥＬ層との間には、陽極側から順に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金
属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物のいずれ
かを含む第１の層と、第１の層と接して、電子輸送性の高い物質を含む第２の層と、第２
の層と接して、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する。

また、本明細書で開示する発光素子の別の構成の一は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以
上の自然数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（
ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、陽極側から順に、電子輸送性の高い物質とドナー性物
質を含む第１の層と、第１の層と接して、電子輸送性の高い物質を含む第２の層と、第２
の層と接して、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域と、を有する。

また、上記の電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む第１の層において、ドナー性
物質を、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率で添
加した構成としてもよい。また、ドナー性物質は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希
土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物と
するのが好ましい。

また、上記構成において、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域は
、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター
性を物質添加した領域である。当該領域で発生したキャリアのうち、正孔（ホール）は（
ｍ＋１）番目のＥＬ層へ注入され、電子は第２の層へと移動する。

また、上記構成において、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター性物質を含む領域は
、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層された領域であ
ってもよい。

また、上記構成において、第２の層に含まれる電子輸送性の高い物質は、好ましくは、−
５．０ｅＶ以上、さらに好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下のＬＵＭＯ準位を
有する物質を用いるのが好ましい。

また、上記構成を有する発光素子は低駆動電圧を実現できるため、これを発光素子とし
て用いた発光装置（画像表示デバイスや発光デバイス）は、低消費電力を実現できる。し
たがって、上記構成を有する発光素子を用いた発光装置、並びに、その発光装置を用いた
照明装置及び電子機器も本発明の一態様として含むものとする。

上記構成は、上記課題の少なくとも一を解決する。

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示装置等の電子機器
もしくは照明装置を含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもし
くはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（
Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテー
プやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃ
ｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも
全て発光装置に含むものとする。

なお、本明細書において、第１または第２などとして付される序数詞は便宜上用いるも
のであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定す
るための事項として固有の名称を示すものではない。

複数の発光層を有し、且つ低電圧で駆動可能な発光素子を提供することができる。

さらに、上述した発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力が少ない
発光装置を提供することができる。また、そのような発光装置を照明装置又は電子機器に
適用することにより、消費電力が少ない照明装置又は電子機器を提供することができる。

発光素子の素子構造の一例およびバンド図を示す図。 発光素子の素子構造の一例およびバンド図を示す図。 発光素子の素子構造の一例およびバンド図を示す図。 発光素子の素子構造の一例を示す図。 アクティブマトリクス型の発光装置を示す図。 パッシブマトリクス型の発光装置を示す図。 電子機器を示す図。 照明装置を示す図。 実施例の発光素子及び比較発光素子の素子構造を示す図。 実施例１の発光素子の特性を示す図。 実施例１の発光素子の特性を示す図。 実施例の発光素子及び比較発光素子の素子構造を示す図。 実施例２の発光素子の特性を示す図。 実施例２の発光素子の特性を示す図。 実施例３の発光素子の特性を示す図。 実施例３の発光素子の特性を示す図。 実施例４の発光素子の特性を示す図。 実施例４の発光素子の特性を示す図。 実施例５の発光素子の特性を示す図。 実施例５の発光素子の特性を示す図。 実施例６の比較発光素子の素子構造を示す図。 実施例６の発光素子の特性を示す図。 実施例６の発光素子の特性を示す図。 発光素子の素子構造の一例及び発光スペクトルを示す図。 実施例７の発光素子の特性を示す図。 実施例７の発光素子の特性を示す図。 実施例８の発光素子の特性を示す図。 実施例８の発光素子の特性を示す図。 実施例８の発光素子の特性を示す図。 実施例９の発光素子の特性を示す図。 実施例９の発光素子の特性を示す図。 実施例９の発光素子の特性を示す図。

以下に、実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本明細書で開示す
る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は、当業者であれば容易に理解される。従って、本
明細書の実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実
施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一
の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、発光素子の一態様について図１を用いて説明する。

図１（Ａ）に示す素子構造は、一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を
含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれており、第１のＥＬ層１０３と
第２のＥＬ層１０７との間には陽極１０１側から電子注入バッファー１０４、電子リレー
層１０５、及び電荷発生領域１０６が順次積層された構造を有する。

電荷発生領域１０６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域であり
、発光素子のキャリアである正孔（ホール）と電子が発生する。電荷発生領域１０６で発
生した正孔は、第２のＥＬ層１０７へ移動し、電子は電子リレー層１０５へ移動する。ま
た、電子リレー層１０５は、電子輸送性が高いため、電子注入バッファー１０４へ電子を
速やかに送ることが可能である。さらに、電子注入バッファー１０４は、第１のＥＬ層１
０３に電子を注入する場合の注入障壁を緩和することができるため、第１のＥＬ層１０３
への電子注入効率を高めることができる。

電子注入バッファー１０４には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およ
びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を
含む）等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。または、電子注入バッファ
ー１０４を、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む構成としてもよい。

図１（Ｂ）には、図１（Ａ）の素子構造におけるバンド図を示す。図１（Ｂ）において
、１１１は、陽極１０１のフェルミ準位、１１２は、陰極１０２のフェルミ準位、１１３
は、第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉ
ｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位、１１４は、電子リレー層１０５のＬ
ＵＭＯ準位、１１５は、電荷発生領域１０６におけるアクセプターのアクセプター準位、
１１６は、第２のＥＬ層１０７のＬＵＭＯ準位を示す。

図１（Ｂ）において、陽極１０１から注入された正孔は、第１のＥＬ層１０３に注入さ
れる。一方、電荷発生領域１０６で発生した電子は、電子リレー層１０５に移動した後、
電子注入バッファー１０４を介して第１のＥＬ層１０３へ注入され、正孔と再結合し、発
光する。また、電荷発生領域１０６で発生した正孔は、第２のＥＬ層１０７へ移動し、第
２のＥＬ層１０７において、陰極１０２から注入された電子と再結合して発光する。

本実施の形態で示す発光素子において、電子リレー層１０５は、電荷発生領域１０６に
おいて発生した電子を効率よく第１のＥＬ層１０３に注入する層として機能するため、電
子リレー層１０５には、ＬＵＭＯ準位が、電荷発生領域１０６におけるアクセプターのア
クセプター準位と、第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位との間の準位を占めるような材料
を用いるのが好ましい。具体的には、ＬＵＭＯ準位がおよそ−５．０ｅＶ以上である材料
を用いるのが好ましく、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下である材料を用いるのがより
好ましい。

電荷発生領域１０６に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー１０４に含
まれる電子注入性の高い物質またはドナー性物質とは、それぞれ強いアクセプター性また
は強いドナー性を有するため、電荷発生領域１０６と電子注入バッファー１０４が接した
場合、界面にて電子の授受を起こし、発光素子の駆動電圧が上昇する。また、電荷発生領
域１０６と電子注入バッファー１０４とが接した界面でＰＮ接合が形成されることで、発
光素子の駆動電圧が上昇する可能性がある。しかしながら、本実施の形態で示す発光素子
は、電子リレー層１０５によって電荷発生領域１０６と電子注入バッファー１０４が接す
るのを防止することができ、電荷発生領域１０６に含まれるアクセプター性物質と、電子
注入バッファー１０４に含まれる電子注入性の高い物質またはドナー性物質とが、相互作
用を起こすのを防ぐことができる。また、電子リレー層１０５に上記の範囲のＬＵＭＯ準
位を有する材料を用いることで、電子注入バッファー１０４との界面が強電界となるのを
抑制し、且つ、電荷発生領域１０６において発生した電子を効率よく第１のＥＬ層１０３
へと注入することができる。

また、図１（Ｂ）のバンド図に示すように、電荷発生領域１０６から電子リレー層１０
５に移動した電子は、電子注入バッファー１０４によって、注入障壁が緩和されるために
第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位１１３へと容易に注入される。なお、電荷発生領域１
０６において発生した正孔は、第２のＥＬ層１０７に移動する。

次に、上述した発光素子に用いることができる材料について、具体的に説明する。

陽極１０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）金属
、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的
には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ
）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化
亜鉛（ＩＺＯ：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等が挙げられる。

これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法など
を応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化
インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング
法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化イ
ンジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０
．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができ
る。

また、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（
Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム
（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン等）、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、マンガン酸化
物、チタン酸化物等を用いて陽極１０１を形成することも可能である。また、ポリ（３，
４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ
）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の導電性ポリマ
ーを用いても良い。但し、第１のＥＬ層１０３の一部として、陽極１０１と接する電荷発
生領域を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、様々な導電性材料を
陽極１０１に用いることができる。

陰極１０２としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下であることが好ま
しい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好まし
い。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元
素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウ
ム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およ
びこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（
Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。なお、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。
また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成す
ることも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜すること
も可能である。

また、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属の化合物（例
えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ
）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）など）の薄膜と、ア
ルミニウム等の金属膜とを積層することによって、陰極１０２を形成することも可能であ
る。但し、第２のＥＬ層１０７の一部として、陰極１０２と接する電荷発生領域を設ける
場合には、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含
有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極１０２に用いることができる
。

なお、本実施の形態に示す発光素子においては、陽極および陰極のうち、少なくとも一
方が透光性を有すればよい。透光性は、ＩＴＯのような透明電極を用いるか、あるいは電
極の膜厚を薄くすることにより確保できる。

第１のＥＬ層１０３、及び第２のＥＬ層１０７は、少なくとも発光層を含んで形成され
ていればよく、発光層以外の層をさらに有する積層構造であっても良い。なお、第１のＥ
Ｌ層１０３に含まれる発光層と第２のＥＬ層１０７に含まれる発光層とは、それぞれ異な
っていてもよい。また、第１のＥＬ層１０３および第２のＥＬ層１０７はそれぞれ独立に
、発光層以外の層をさらに有する積層構造であっても良い。発光層以外には、正孔注入性
の高い物質、正孔輸送性の高い物質または電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質
、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等からなる層が挙げられる。
具体的には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、
電子輸送層、電子注入層等が挙げられ、これらは、陽極側から適宜組み合わせて構成する
ことができる。さらに、第１のＥＬ層１０３のうちの陽極１０１と接する側に電荷発生領
域を設けることもできる。

上述したＥＬ層に含まれる各層を構成する材料について、以下に具体例を示す。

正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては
、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化
物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ
）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（
３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。

正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては
、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）や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，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：ＢＳＰ
Ｂ）などの芳香族アミン化合物、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：ＰＣｚ
ＰＣＮ１）等が挙げられる。その他、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−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ
−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体等を用いることができる。こ
こに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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、これら以外のものを用いてもよい。な
お、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二
層以上積層したものとしてもよい。

これ以外にも、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）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）などの高分子化合物を正孔
輸送層に用いることができる。

発光層は、発光物質を含む層である。発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用
いることができる。例えば、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：２ＹＧＡＰ
ＰＡ）、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）、ペリレン、２，５，８，１
１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、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）、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：２ＤＰＡＰＰ
Ａ）、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−ビス（１，１’
−ビフェニル−２−イル）−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：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、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：２ＤＰＡ
ＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−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：２ＤＰＡＢＰｈ
Ａ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバ
ゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧ
ＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰ
ｈＡ）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：ＤＣＭ
１）、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：Ｂｉ
ｓＤＣＭ）、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：ＢｉｓＤＣＪＴ
Ｍ）などが挙げられる。

また、発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることもできる。例えば、ビ
ス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（Ｉ
ＩＩ）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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐ
ｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ
，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリ
ス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス
（２−フェニルピリジナト）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））、ビス（２，４−ジフェニル
−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ^２’）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］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，Ｃ^２’）イリジウ
ム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））、ビス［２−
（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^３’］イリジウム（ＩＩＩ
）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニル
イソキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ
（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ））、（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（ａｃ
ａｃ））、（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））、２，３，７，８，１２，１
３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：Ｐ
ｔＯＥＰ）、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（ＩＩ
Ｉ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））、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））などが挙げられる。

なお、これらの発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料
としては、例えば、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（
略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＢＳＰＢ（略称）などの芳香族アミン化合物、ＰＣｚＰ
ＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、
ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）、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）などのカ
ルバゾール誘導体、ＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、ＰＴＰＤＭＡ（略称）、Ｐｏ
ｌｙ−ＴＰＤ（略称）などの高分子化合物を含む正孔輸送性の高い物質や、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト
）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト
）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェ
ニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）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、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト
］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチア
ゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）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
］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）、バソフ
ェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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）などの電
子輸送性の高い物質を用いることができる。

電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては
、例えば、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ_３（略称）、ＢｅＢｑ_２（略称）、ＢＡｌｑ（略称
）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を用いることができ
る。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）_２（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）_２（略称）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、ＰＢＤ（略称）や、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（
略称））、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）なども用いることができる。ここに述べ
た物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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、これら以外のものを用いてもよい。また、電子
輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いて
もよい。

これ以外にも、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などの高分子化合物を電子
輸送層に用いることができる。

電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては
、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２
）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電
子輸送性を有する物質中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有
させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることも
できる。この様な構造とすることにより、陰極１０２からの電子注入効率をより高めるこ
とができる。

第１のＥＬ層１０３または第２のＥＬ層１０７に電荷発生領域を設ける場合、電荷発生
領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域とする。なお、電荷発生
領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでな
く、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても
良い。但し、陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極１
０１と接する構造となり、陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を
含む層が陰極１０２と接する構造となる。

第１のＥＬ層１０３または第２のＥＬ層１０７に電荷発生領域を形成することにより、
電極を形成する材料の仕事関数を考慮せずに陽極１０１または陰極１０２を形成すること
ができる。

電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表にお
ける第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モ
リブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有してい
る。

また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カ
ルバゾール誘導体、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、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０^−６ｃｍ^２／Ｖ
ｓ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、これら以外のものを用いてもよい。

なお、これらの層を適宜組み合わせて積層することにより、第１のＥＬ層１０３または
第２のＥＬ層１０７を形成することができる。また、第１のＥＬ層１０３または第２のＥ
Ｌ層１０７の形成方法としては、用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式法や湿式
法等）適宜選択することができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピン
コート法などを用いることができる。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。

また、第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７との間には、陽極１０１側から順に電
子注入バッファー１０４、電子リレー層１０５および電荷発生領域１０６が設けられてい
る。第２のＥＬ層１０７と接して形成されるのは電荷発生領域１０６であり、電荷発生領
域１０６と接して形成されるのは、電子リレー層１０５であり、電子リレー層１０５と第
１のＥＬ層１０３の間に接して形成されるのは、電子注入バッファー１０４である。

電荷発生領域１０６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である
。なお、電荷発生領域１０６は、先に説明した第１のＥＬ層１０３または第２のＥＬ層１
０７の一部に形成することができる電荷発生領域と同様の材料を用いて、同様の構造で形
成することができる。従って、電荷発生領域１０６は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質
とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアク
セプター性物質を含む層とが積層された構造とすることも可能である。但し、積層構造の
場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が第２のＥＬ層１０７と接する構造となる。

なお、電荷発生領域１０６において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１
以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。

電子リレー層１０５は、電荷発生領域１０６においてアクセプター性物質がひき抜いた
電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層１０５には、電子
輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、電荷発生領域１０６におけ
るアクセプターのアクセプター準位と、第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位との間の準位
を占めるような材料を用いて形成するのが好ましい。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以
上のＬＵＭＯ準位を有する材料を用いるのが好ましく、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０
ｅＶ以下のＬＵＭＯ準位を有する材料を用いるのがより好ましい。電子リレー層１０５に
用いる物質としては、例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる
。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１０５に用い
る物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基
などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層１０５における電子
の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。

ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無
水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベ
ンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルー３，４，９，１０−ペ
リレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル
−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＨｅｘＰＴＣ）等が挙
げられる。

また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］
フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１
０，１１−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）_６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２Ｐ
ＹＰＲ）２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：
Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。その他にも、パーフルオロペンタセン、７，７，８，８
，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテト
ラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略
称：Ｆ_１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７
，７，８，８，８，ペンタデカフルオロオクチル−１、４、５、８−ナフタレンテトラカ
ルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−
ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオ
フェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば［６，６］−フェニルＣ_６１酪
酸メチルエステル（略称：ＰＣＢＭ））等を電子リレー層１０５に用いることができる。

電子注入バッファー１０４は、電子リレー層１０５が受け取った電子を第１のＥＬ層１
０３に注入することができる層である。電子注入バッファー１０４を設けることにより、
電荷発生領域１０６と第１のＥＬ層１０３との間の注入障壁を緩和することができるため
、電荷発生領域１０６で生じた電子を、第１のＥＬ層１０３に容易に注入することができ
る。

電子注入バッファー１０４には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およ
びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を
含む）等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。

また、電子注入バッファー１０４が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形
成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下
の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（
酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む
）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金
属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略
称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもで
きる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した第１のＥＬ層１０３の一部に
形成することができる電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。

以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製する
ことができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られるが、発光層
に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発
光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトル
の発光や白色発光を得ることもできる。

なお、本実施の形態では、２層のＥＬ層が設けられた発光素子について記載しているが
、ＥＬ層の層数は２層に限定されるものでは無く、２層以上、例えば３層あってもよい。
発光素子にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を設ける場合、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ
≦ｎ−１）番目のＥＬ層と（ｍ＋１）番目のＥＬ層の間に、陽極側から順に電子注入バッ
ファー、電子リレー層、及び電荷発生領域を積層することで、発光素子の駆動電圧の上昇
を抑制することができる。

また、本実施の形態に示す発光素子は、各種基板の上に形成することができる。基板と
しては、例えばガラス、プラスチック、金属板、金属箔などを用いることができる。発光
素子の発光を基板側から取り出す場合は、透光性を有する基板を用いればよい。ただし基
板は、発光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。

なお、本実施の形態に示す発光素子の素子構造は、両電極が一基板上に格子状に形成さ
れたパッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、スイッチの役割を
果たす薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等と電気的に接続された発光素子を有し、ＴＦＴによ
って発光素子の駆動が制御されたアクティブマトリクス型の発光装置を作製することもで
きる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタ
ガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴで構成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ
型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれ
か一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性に
ついても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いて
もよい。また、単結晶半導体膜または微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）を用い
てもよい。さらには、酸化物半導体、例えばインジウム、ガリウム、及び亜鉛を含む酸化
物半導体を用いることができる。

また、本実施の形態に示す発光素子の作製方法としては、ドライプロセス（例えば、真
空蒸着法、スパッタリング法等）、ウェットプロセス（例えば、インクジェット法、スピ
ンコート法、塗布法等）を問わず、種々の方法を用いて形成することができる。

本実施の形態に示す素子構造とすることにより、その駆動電圧が電荷発生領域１０６の
膜厚に影響を受けにくくすることが可能であるため、発光素子における駆動電圧の上昇を
抑制し、かつ光学調整による色純度の向上を図ることができる。

また、本実施の形態に示す素子構造とすることにより、電荷発生領域１０６と電子注入
バッファー１０４との間に電子リレー層１０５が挟まれた構造となるため、電荷発生領域
１０６に含まれるアクセプターと、電子注入バッファー１０４に含まれる電子注入性の高
い物質またはドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造と
することができる。従って、発光素子を低電圧で駆動することが可能となる。

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を適宜組み合わせて用
いることができることとする。

（実施の形態２）
本実施の形態２では、実施の形態１で説明した基本構成に含まれる発光素子の一例につ
いて、図２（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。具体的には、実施の形態１で示した発光素子
のうち、電子注入バッファー１０４をアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、ま
たはその化合物の単層とした場合について説明する。

本実施の形態で示す発光素子は、図２（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰
極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれてお
り、第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７との間には陽極１０１側から電子注入バッ
ファー１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生領域１０６が順次積層された構造を有
する。

本実施の形態２における陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、第２のＥＬ層
１０７、電荷発生領域１０６、および電子リレー層１０５には、実施の形態１で説明した
ものと同様の材料を用いることができる。

本実施の形態において、電子注入バッファー１０４に用いる物質としては、リチウム（
Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）やカルシウム（Ｃａ
）やストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、ユウロピウム（Ｅｕ）やイッテルビ
ウム（Ｙｂ）等の希土類金属、アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン
化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化
物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物
、炭酸塩を含む）等の電子注入性の高い物質が挙げられる。

本実施の形態で示す発光素子は、電子注入バッファー１０４として、上記の金属または
その化合物の単層が設けられており、その膜厚は、駆動電圧の上昇を避ける為に非常に薄
い膜厚（具体的には、１ｎｍ以下）で形成される。なお、本実施の形態において、第１の
ＥＬ層１０３には電子注入バッファー１０４と接して電子輸送層１０８を形成するのが好
ましく、電子注入バッファー１０４は、電子リレー層１０５とＥＬ層１０３の一部である
電子輸送層１０８とのほぼ界面に存在する。但し、電子輸送層１０８を形成した後、電子
輸送層１０８上に電子注入バッファー１０４を形成する場合には、電子注入バッファー１
０４を形成する物質の一部は、ＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８にも存在しう
る。

図２（Ｂ）には、図２（Ａ）の素子構造におけるバンド図を示す。図２（Ｂ）において
電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３との界面に電子注入バッファー１０４を設ける
ことにより、電荷発生領域１０６と第１のＥＬ層１０３との間の注入障壁を緩和すること
ができるため、電荷発生領域１０６で生じた電子を第１のＥＬ層１０３へと容易に注入す
ることができる。また、電荷発生領域１０６において発生した正孔は、第２のＥＬ層１０
７に移動する。

本実施の形態で示す電子注入バッファーの構造とすることにより、実施の形態３で示す
電子注入バッファー（電子輸送性の高い物質にドナー性物質を添加して形成される）に比
べて発光素子の駆動電圧を低減させることができる。なお、本実施の形態において、電子
注入バッファー１０４における電子注入性の高い物質としては、アルカリ金属化合物（酸
化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）
、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属
の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）等を用いることが好ましい。これらの
電子注入性の高い物質は、空気中で安定な物質であるため、生産性が良く、量産に適する
。

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を適宜組み合わせて用
いることができることとする。

（実施の形態３）
本実施の形態３では、実施の形態１で説明した基本構成に含まれる発光素子の一例につ
いて図３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。具体的には、実施の形態１で示した発光素子の
うち、電子注入バッファー１０４を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成し
た場合について説明する。

本実施の形態で示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰
極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれてお
り、第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７との間には陽極１０１側から電子注入バッ
ファー１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生領域１０６が順次積層された構造を有
する。また、電子注入バッファー１０４は、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含ん
で形成される。

なお、本実施の形態では、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０
．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。これにより、膜質の良い電子
注入バッファー１０４が得られ、また、反応性の良い電子注入バッファー１０４とするこ
とができる。

本実施の形態３における陽極１０１、陰極１０２、ＥＬ層１０３、電荷発生領域１０６
、および電子リレー層１０５には、実施の形態１で説明したものと同様の材料を用いるこ
とができる。

本実施の形態において、電子注入バッファー１０４に用いる電子輸送性の高い物質とし
ては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４
−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロ
キシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）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を用いることができる。また、
この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（
ＢＯＸ）_２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：
Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）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）や、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］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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプ
ロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０^−６
ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。

これ以外にも、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）などの高分子化合物を用いることができる。

また、本実施の形態において、電子注入バッファー１０４に用いるドナー性物質として
は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金
属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭
酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、また
は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）等と用いることができる
。また、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセ
ン等の有機化合物を用いることもできる。

なお、本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３には電子注入バッファー１０４と接
して電子輸送層１０８を形成してもよく、電子輸送層１０８を形成した場合、電子注入バ
ッファー１０４に用いる電子輸送性の高い物質と、ＥＬ層１０３の一部である電子輸送層
１０８に用いる電子輸送性の高い物質とは、同じであっても異なっていても良い。

本実施の形態で示す発光素子は、図３（Ａ）に示すようにＥＬ層１０３と電子リレー層
１０５との間に電子輸送性の高い物質とドナー性物質とを含む電子注入バッファー１０４
が形成されることが特徴である。この素子構造に対するバンド図を図３（Ｂ）に示す。

すなわち、電子注入バッファー１０４が形成されることにより、電子リレー層１０５と
ＥＬ層１０３との間の注入障壁を緩和することができるため、電荷発生領域１０６で生じ
た電子を、ＥＬ層１０３へと容易に注入することができる。また、電荷発生領域１０６に
おいて発生した正孔は、第２のＥＬ層１０７に移動する。

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を適宜組み合わせて用
いることができることとする。

（実施の形態４）
本実施の形態４では、実施の形態１で説明した基本構成に含まれる発光素子の一例とし
て、電荷発生領域１０６の構成について図４（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。

図４（Ａ）（Ｂ）に示す素子構造は、一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光
領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれており、第１のＥＬ層１
０３と第２のＥＬ層１０７との間には陽極１０１側から電子注入バッファー１０４、電子
リレー層１０５、及び電荷発生領域１０６が順次積層された構造を有する。図４（Ａ）（
Ｂ）において、陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子注入バッファー１０
４、電子リレー層１０５、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１で説明したものと
同様の材料を用い、同様の構成とすることができる。

図４（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子において、電荷発生領域１０６は、正孔輸送性の高い
物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域１０６では、正孔輸送
性の高い物質からアクセプター性物質が電子を引き抜くことにより、正孔及び電子が発生
する。

図４（Ａ）に示す電荷発生領域１０６は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプ
ター性物質を含有させた構造を有する。この場合、正孔輸送性の高い物質に対して質量比
で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することにより、電荷発生
領域１０６におけるキャリアの発生が容易となるため好ましい。

図４（Ａ）ではアクセプター性物質が正孔輸送性の高い物質にドーピングされた構成で
あるため、電荷発生領域１０６を厚膜化した場合でも駆動電圧の上昇を抑制することがで
きる。よって、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制し、かつ、光学調整による色純度の向上
を実現することができる。また、電荷発生領域１０６を厚膜化することで、発光素子の短
絡を防止することができる。

一方、図４（Ｂ）に示す電荷発生領域１０６は、正孔輸送性の高い物質を含む層１０６
ａとアクセプター性物質を含む層１０６ｂとが積層された構造を有する。図４（Ｂ）に示
す発光素子の電荷発生領域１０６において、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質
とが接し、電子の授受が起こることによって形成される電子移動錯体は、正孔輸送性の高
い物質を含む層１０６ａとアクセプター性物質を含む層１０６ｂとの界面にのみ形成され
る。したがって、図４（Ｂ）に示す発光素子は、電荷発生領域１０６の膜厚を厚くした場
合にも、可視光の吸収帯が形成されにくいため、好ましい。

また、図４（Ｂ）に示した発光素子と、実施の形態２で説明した構成を組合せて、電子
注入バッファー１０４をアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはその化合
物の単層とすることで、第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７との間の層、すなわち
電子注入バッファー１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生領域１０６を、ドーピン
グを用いることなく作製することができ、これらの層の合計の膜厚を５ｎｍ以下程度に薄
膜化することができる。

なお、電荷発生領域１０６の形成に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミ
ン化合物、カルバゾール誘導体、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、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０^−
６ｃｍ^２／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、これら以外のものを用いてもよい。

芳香族アミン化合物の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−
フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）や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，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）、Ｎ
，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−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）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチル
フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：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：Ｄ
ＰＡ３Ｂ）等が挙げられる。

カルバゾール誘導体の具体例としては、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）等が挙げられる。その他、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−アントラセニル）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が挙げられる。

芳香族炭化水素の具体例としては、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチ
ル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、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−ｔ
ｅｒｔ−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）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチ
ル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、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^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し
、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。

また、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。

さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフ
ェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。

電荷発生領域１０６の形成に用いるアクセプター性物質としては、７，７，８，８−テ
トラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４−ＴＣＮＱ）、
クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また
元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。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、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。

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を適宜組み合わせて用
いることができることとする。

（実施の形態５）
本実施の形態５では、実施の形態１で説明した基本構成に含まれる発光素子の別の一例に
ついて、図２４を用いて説明する。

本実施の形態で示す発光素子は、図２４（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、
陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれて
おり、第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７との間には陽極１０１側から電子注入バ
ッファー１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生領域１０６が順次積層された構造を
有する。

本実施の形態における陽極１０１、陰極１０２、電子注入バッファー１０４、電子リレ
ー層１０５、及び電荷発生領域１０６には、実施の形態１で説明したものと同様の材料を
用いることができる。

本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有
する発光スペクトルを示す第１の発光層１０３−１と、黄色〜橙色の波長領域にピークを
有する発光スペクトルを示す第２の発光層１０３−２とを有する。また、第２のＥＬ層１
０７は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３の発光層１
０７−１と、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４の発光層
１０７−２とを有する。なお、第１の発光層１０３−１と第２の発光層１０３−２は逆の
積層順であっても良い。また、第３の発光層１０７−１と第４の発光層１０７−２は逆の
積層順であっても良い。

このような発光素子に対し、陽極１０１側をプラスに、陰極１０２側をマイナスにバイ
アスを印加すると、陽極１０１から注入された正孔と、電荷発生領域１０６で生じ、電子
リレー層１０５及び電子注入バッファー１０４を介して注入された電子とが第１の発光層
１０３−１または第２の発光層１０３−２において再結合して第１の発光３３０が得られ
る。さらに、陰極１０２から注入された電子と電荷発生領域１０６で生じた正孔が第３の
発光層１０７−１または第４の発光層１０７−２において再結合して第２の発光３４０が
得られる。

第１の発光３３０は、第１の発光層１０３−１および第２の発光層１０３−２の両方から
の発光を合わせたものであるので、図２４（Ｂ）に示す通り、青色〜青緑色の波長領域お
よび黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第
１のＥＬ層１０３は２波長型の白色または白色に近い色の発光を呈するものである。また
、第２の発光３４０は、第３の発光層１０７−１および第４の発光層１０７−２の両方か
らの発光を合わせたものであるので、図２４（Ｂ）に示す通り、青緑色〜緑色の波長領域
および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、
第２のＥＬ層１０７は、第１のＥＬ層１０３とは異なる２波長型の白色または白色に近い
色の発光を呈するものである。

したがって、本実施形態における発光素子は、第１の発光３３０および第２の発光３４
０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色
の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。

本実施の形態において、例えば、第１の発光層１０３−１（青色〜青緑色の波長領域に
ピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により
変化したとしても、スペクトル全体に対する第１の発光層１０３−１の寄与は１／４程度
であるため、色度のずれは比較的小さくて済む。

なお、上述の説明では、第１のＥＬ層１０３が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙
色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示し、第２のＥＬ層１０７は青緑色〜
緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の両方にピークを有するスペクトルを示す場
合を例に説明したが、それぞれ逆の関係であっても良い。すなわち、第２のＥＬ層１０７
が青色〜青緑色の波長領域および黄色〜橙色の波長領域の両方にピークを有するスペクト
ルを示し、第１のＥＬ層１０３が青緑色〜緑色の波長領域および橙色〜赤色の波長領域の
両方にピークを有するスペクトルを示す構成であっても良い。また、第１のＥＬ層１０３
及び第２のＥＬ層１０７はそれぞれ、発光層以外の層が形成された積層構造であっても良
い。

次に、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層に発光性の有機化合物として用いることので
きる材料を説明する。ただし、本実施の形態で示す発光素子に適用できる材料は、これら
に限定されるものではない。

青色〜青緑色の発光は、例えば、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペ
リレン（略称：ＴＢＰ）、９，１０−ジフェニルアントラセンなどをゲスト材料として用
い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、４，４’−ビス（２，
２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）などのスチリルアリーレン誘導
体や、９，１０−ジ−２−ナフチルアントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ビス（２
−ナフチル）−２−ｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）などのアントラセ
ン誘導体から得ることができる。また、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）等のポリ
マーを用いても良い。また、青色発光のゲスト材料としては、スチリルアミン誘導体が好
ましく、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）や、Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）スチルベン−
４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）などが挙げられる。特にＹＧＡ２Ｓは、４５０
ｎｍ付近にピークを有しており好ましい。また、ホスト材料としては、アントラセン誘導
体が好ましく、９，１０−ビス（２−ナフチル）−２−ｔ−ブチルアントラセン（略称：
ｔ−ＢｕＤＮＡ）や、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）が好適である。特に、ＣｚＰＡは電気化学的に安定で
あるため好ましい。

青緑色〜緑色の発光は、例えば、クマリン３０、クマリン６などのクマリン系色素や、
ビス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジナト］ピコリナトイリジウム（略称：
ＦＩｒｐｉｃ）、ビス（２−フェニルピリジナト）アセチルアセトナトイリジウム（略称
：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分
散させることによって得られる。また、上述のペリレンやＴＢＰを５ｗｔ％以上の高濃度
で適当なホスト材料に分散させることによっても得られる。また、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＴ
Ｚ）_２、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）クロロガリウム（Ｇａ（ｍｑ）_２Ｃｌ）
などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等のポ
リマーを用いても良い。また、青緑色〜緑色の発光層のゲスト材料としては、アントラセ
ン誘導体が効率の高い発光が得られるため好ましい。例えば、９，１０−ビス｛４−［Ｎ
−（４−ジフェニルアミノ）フェニル−Ｎ−フェニル］アミノフェニル｝−２−ｔｅｒｔ
−ブチルアントラセン（略称：ＤＰＡＢＰＡ）を用いることにより、高効率な青緑色発光
が得られる。また、２位にアミノ基が置換されたアントラセン誘導体は高効率な緑色発光
が得られるため好ましく、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）が特に長寿命であり
好適である。これらのホスト材料としてはアントラセン誘導体が好ましく、先に述べたＣ
ｚＰＡが電気化学的に安定であるため好ましい。また、緑色発光と青色発光を組み合わせ
、青色から緑色の波長領域に２つのピークを持つ発光素子を作製する場合、青色発光層の
ホストにＣｚＰＡのような電子輸送性のアントラセン誘導体を用い、緑色発光層のホスト
にＮＰＢのようなホール輸送性の芳香族アミン化合物を用いると、青色発光層と緑色発光
層との界面で発光が得られるため好ましい。すなわちこの場合、２ＰＣＡＰＡのような緑
色発光材料のホストとしては、ＮＰＢの如き芳香族アミン化合物が好ましい。

黄色〜橙色の発光は、例えば、ルブレン、４−（ジシアノメチレン）−２−［ｐ−（ジ
メチルアミノ）スチリル］−６−メチル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシ
アノメチレン）−２−メチル−６−（９−ジュロリジル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称
：ＤＣＭ２）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム
（Ｉｒ（ｔｈｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト）アセチルアセトナ
トイリジウム（Ｉｒ（ｐｑ）_２（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホス
ト材料に分散させることによって得られる。特に、ゲスト材料としてルブレンのようなテ
トラセン誘導体が、高効率かつ化学的に安定であるため好ましい。この場合のホスト材料
としては、ＮＰＢのような芳香族アミン化合物が好ましい。他のホスト材料としては、ビ
ス（８−キノリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ_２）やビス［２−シンナモイル−８−キノリ
ノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ_２）などの金属錯体を用いることができる。また、ポリ（
２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。

橙色〜赤色の発光は、例えば、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメ
チルアミノ）スチリル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、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）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６
−（９−ジュロリジル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、ビス［２−（２−
チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）_２（ａｃａｃ）
）、などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる
。ビス（８−キノリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ_２）やビス［２−シンナモイル−８−キ
ノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ_２）などの金属錯体からも得ることができる。また、
ポリ（３−アルキルチオフェン）等のポリマーを用いても良い。赤色発光を示すゲスト材
料としては、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［ｐ−（ジメチルアミノ）スチリ
ル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、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）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（９−ジュロリジ
ル）エチニル−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、｛２−イソプロピル−６−［２−（２
，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉ
ｊ］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）、｛２，６−ビス［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−８
−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−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：Ｂｉ
ｓＤＣＪＴＭ）のような４Ｈ−ピラン誘導体が高効率であり、好ましい。特に、ＤＣＪＴ
Ｉ、ＢｉｓＤＣＪＴＭは、６２０ｎｍ付近に発光ピークを有するため好ましい。

なお、上記の構成において、適当なホスト材料としては、発光性の有機化合物よりも発
光色が短波長のものであるか、またはエネルギーギャップの大きいものであればよい。具
体的には、実施の形態１で示した例に代表される正孔輸送材料や電子輸送材料から適宜選
択することができる。また、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：Ｃ
ＢＰ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：Ｔ
ＣＴＡ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：
ＴＣＰＢ）などを使用しても良い。

本実施の形態で示した発光素子は、第１のＥＬ層の発光スペクトルおよび第２のＥＬ層の
発光スペクトルが重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域
、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域を幅広くカバーする白色発光が得られる
。

なお、各積層の膜厚を調節し、意図的に光を僅かに干渉させることで、突出した鋭いピ
ークの発生を抑え、台形の発光スペクトルとなるようにして、連続的なスペクトルを有す
る自然光に近づけてもよい。また、各積層の膜厚を調節し、意図的に光を僅かに干渉させ
ることで、発光スペクトルのピークの位置も変化させることもできる。発光スペクトルに
現れる複数のピーク強度をほぼ同じになるように各積層の膜厚を調節し、さらに、互いの
ピークの間隔を狭くすることによってより台形に近い発光スペクトルを有する白色発光を
得ることができる。

なお、本実施の形態においては、複数層の発光層のそれぞれにおいて、互いに補色とな
る発光色を重ね合わせることによって白色発光が得られるＥＬ層を示した。以下において
、補色の関係によって白色発光を呈するＥＬ層の具体的な構成を説明する。

本実施の形態で示す発光素子に設けられたＥＬ層は、例えば、正孔輸送性の高い物質と
第１の発光物質とを含む第１の層と、正孔輸送性の高い物質と第２の発光物質とを含む第
２の層と、電子輸送性の高い物質と第２の発光物質とを含む第３の層と、が陽極１０１か
ら順に積層された構成とすることができる。

本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層において、白色発光を得るためには、第１の発光
物質と第２の発光物質の両方が発光する必要がある。したがって、ＥＬ層内でのキャリア
の輸送性を調節するためは、正孔輸送性の高い物質および電子輸送性の高い物質は、いず
れもホスト材料とすることが好ましい。なお、ＥＬ層に用いることのできる正孔輸送性の
高い物質、または電子輸送性の高い物質としては、実施の形態１で例示した物質を適宜用
いることができる。

また、第１の発光物質および第２の発光物質は、それぞれの発光色が補色の関係となる
物質を選択して用いることができる。補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色
と赤色などが挙げられる。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、
先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。なお、第２の発光物質の発光波長を
第１の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第２の発光物質の励起エネルギー
の一部を第１の発光物質にエネルギー移動させ、第１の発光物質を発光させることができ
る。したがって、本実施の形態の発光素子においては、第２の発光物質の発光ピーク波長
が、第１の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。

本実施の形態で示す発光素子の構成は、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質か
らの発光の両方が得られ、且つ、第１の発光物質と第２の発光物質の発光色が互いに補色
の関係であるため白色発光が得られる。また、本実施の形態で示す発光素子の構成とする
ことで、長寿命な発光素子とすることができる。

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を適宜組み合わせて用
いることができることとする。

（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した発光素子を含む発光装置の一態様について
、図５を用いて説明する。図５は、該発光装置の断面図である。

図５において、四角の点線で囲まれているのは、発光素子１２を駆動するために設けら
れているトランジスタ１１である。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４と
の間に有機化合物を含む層１５を有し、該有機化合物を含む層はｎ（ｎは２以上の自然数
）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番
目のＥＬ層との間には、陽極側から順に、電子注入バッファーと、電子リレー層と、電荷
発生領域と、を含む層である。また、それぞれのＥＬ層は、少なくとも発光層が設けられ
ており、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層又は電子注入層を適宜設ける
構成とする。すなわち、発光素子１２は、実施の形態１乃至実施の形態４で示したような
構成である。トランジスタ１１のドレイン領域と第１の電極１３とは、第１層間絶縁膜１
６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を貫通している配線１７によって電気的に接続されている
。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と
分離されている。このような構成を有する本実施の形態の発光装置は、本実施の形態にお
いて、基板１０上に設けられている。

なお、図５に示されたトランジスタ１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート
電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造について
は、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合に
は、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でも
よいし、或いはチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ
型）でもよい。

また、トランジスタ１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでも
よい。また、微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）、酸化物半導体等を用いてもよ
い。

酸化物半導体層としては、インジウム、ガリウム、アルミニウム、亜鉛及びスズから選
んだ元素の複合酸化物を用いることができる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を
含む酸化インジウム（ＩＺＯ）や酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化亜鉛からなる酸化
物（ＩＧＺＯ）をその例に挙げることができる。また、半導体層が結晶性のものの具体例
としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが
挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケ
ル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。

なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、
トランジスタ１１およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成す
るトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置で
あることが好ましい。また、多くの酸化物半導体、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛
を含む酸化インジウム（ＩＺＯ）や酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化亜鉛からなる酸
化物（ＩＧＺＯ）などはＮ型の半導体であるため、これらの化合物を活性層にもつトラン
ジスタはＮチャネル型となる。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型の
いずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトラン
ジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。

さらに、第１層間絶縁膜１６は、図５（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、ま
たは単層でもよい。なお、１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１６ｂ
はアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され
、置換基に少なくとも水素を含む有機基）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有
する物質から成る。さらに、１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお
、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用い
てもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように
、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃは、無機物または有機物の両方を用いて形成されたもの
でもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。

隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ま
しい。また隔壁層１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成さ
れる。なお隔壁層１８は、無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよいし、ま
たは両方を用いて形成されたものでもよい。

なお、図５（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃのみがトランジスタ１
１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図５（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜
１６（１６ａ、１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１９（１９ａ、１９ｂ）が設けられた構成
のものであってもよい。図５（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は第２層
間絶縁膜１９を貫通し、配線１７と接続している。

第２層間絶縁膜１９は、第１層間絶縁膜１６と同様に、多層でもよいし、または単層で
もよい。１９ａはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格
構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基）、塗布成膜可能な酸化珪素等の
自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜
から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以
外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよ
い。このように、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂは、無機物または有機物の両方を用いて
形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよ
い。

発光素子１２において、第１の電極および第２の電極がいずれも透光性を有する物質で
構成されている場合、図５（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と
第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが
透光性を有する物質で構成されている場合、図５（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように
、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３は
反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が
第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透
光性を有する物質で構成されている場合、図５（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、
第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４は反
射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１４の上方に設けられて
いることが好ましい。

また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなる
ように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよいし、
或いは、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加
したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、トラン
ジスタ１１はＮチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＰチャ
ネル型トランジスタである。

なお、図５に示す断面図では発光素子を１つのみ図示しているが、画素部において、複数
の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。また、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青
）の色要素からなるカラー表示を行う場合、画素部には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が
得られる発光素子がそれぞれ複数形成される。また、色要素は、３色に限定されず、４色
以上を用いても良いし、ＲＧＢ以外の色を用いても良い。例えば、白色を加えて、ＲＧＢ
Ｗ（Ｗは白）とすることも可能である。

色要素の異なる発光素子の作製方法としては、それぞれのＥＬ層ごとに塗り分けをする
方法、全てのＥＬ層を白色発光が得られる様に形成し、カラーフィルタと組み合わせるこ
とによって異なる色要素の発光素子を得る方法、全てのＥＬ層を青色発光もしくはそれよ
り短波長の発光が得られる様に形成し色変換層と組み合わせることによって異なる色要素
の発光素子を得る方法等を用いることができる。

以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するア
クティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用
の素子を発光素子と同一基板上に設けずに発光素子を駆動させるパッシブマトリクス型の
発光装置であってもよい。図６（Ａ）には実施の形態１乃至実施の形態４で示した発光素
子を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。また、図６（Ｂ
）は図６（Ａ）の破線Ｘ−Ｙにおける断面図である。

図６において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には有機化合物を含
む層９５５が設けられている。該有機化合物を含む層はｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥ
Ｌ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ
層との間には、陽極側から順に、電子注入バッファーと、電子リレー層と、電荷発生領域
と、を含む層である。また、それぞれのＥＬ層は、少なくとも発光層が設けられており、
発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層又は電子注入層を適宜設ける構成とす
る。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁
層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の
側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有するのが好ましい。つまり、
隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の
方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向
を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けるこ
とで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の
発光装置においても、実施の形態１乃至実施の形態４で示した発光素子を含むことによっ
て、低消費電力の発光装置を得ることができる。

本実施の形態で示した発光装置は、上記実施の形態で一例を示した発光素子を用いてい
るため、高輝度且つ低駆動電圧であり、ひいては消費電力が低い発光装置とすることがで
きる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６に示す発光装置をその一部に含む電子機器について説
明する。本実施の形態で示す電子機器は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した発光素
子を含み、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が低減された表示部を有する。

本実施の形態の電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプ
レイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）
、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型
ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａ
ｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示し
うる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図７に示す
。

図７（Ａ）携帯情報端末機器９２００の一例を示している。携帯情報端末機器９２００
は、コンピュータを内蔵しており、様々なデータ処理を行うことが可能である。このよう
な携帯情報端末機器９２００としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａ
ｓｓｉｓｔａｎｃｅ）が挙げられる。

携帯情報端末機器９２００は、筐体９２０１および筐体９２０３の２つの筐体で構成さ
れている。筐体９２０１と筐体９２０３は、連結部９２０７で折りたたみ可能に連結され
ている。筐体９２０１には表示部９２０２が組み込まれており、筐体９２０３はキーボー
ド９２０５を備えている。もちろん、携帯情報端末機器９２００の構成は上述のものに限
定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。表示部９２０２は
、上記実施の形態で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されて
いる。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有して
いる。その発光素子で構成される表示部９２０２も同様の特徴を有するため、この携帯情
報端末機器は低消費電力化が図られている。

図７（Ｂ）は本実施の形態に係るデジタルビデオカメラ９５００の一例を示している。
デジタルビデオカメラ９５００は、筐体９５０１に表示部９５０３が組み込まれ、その他
に各種操作部が設けられている。なお、デジタルビデオカメラ９５００の構成は特に限定
されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。

このデジタルビデオカメラにおいて表示部９５０３は、上記実施の形態で説明したものと
同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、駆動電圧が
低く、高輝度で消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表
示部９５０３も同様の特徴を有するため、このデジタルビデオカメラは低消費電力化が図
られている。

図７（Ｃ）は本実施の形態に係る携帯電話機９１００の一例を示している。携帯電話機
９１００は、筐体９１０２および筐体９１０１の２つの筐体で構成されており、連結部９
１０３により折りたたみ可能に連結されている。筐体９１０２には表示部９１０４が組み
込まれており、筐体９１０１には操作キー９１０６が設けられている。なお、携帯電話機
９１００の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることがで
きる。

この携帯電話機において、表示部９１０４は、上記実施の形態で説明したものと同様の発
光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が
低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１
０４も同様の特徴を有するため、この携帯電話は低消費電力化が図られている。また、携
帯電話機などに設けられたディスプレイのバックライトとして、上記実施の形態で示した
発光素子を用いても構わない。

図７（Ｄ）は携帯可能なコンピュータ９４００の一例を示している。コンピュータ９４
００は、開閉可能に連結された筐体９４０１と筐体９４０４を備えている。筐体９４０１
には表示部９４０２が組み込まれ、筐体９４０４はキーボード９４０３などを備えている
。なお、コンピュータ９４００の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられ
た構成とすることができる。

このコンピュータにおいて、表示部９４０２は、上記実施の形態で説明したものと同様の
発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧
が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９
４０２も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費電力化が図られている。

図７（Ｅ）は、テレビジョン装置９６００の一例を示している。テレビジョン装置９６０
０は、筐体９６０１に表示部９６０３が組み込まれている。表示部９６０３により、映像
を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド９６０５により筐体９６０１を
支持した構成を示している。

テレビジョン装置９６００の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機９６１０により行うことができる。リモコン操作機９６１０が備える操作キー
９６０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９６０３に表示され
る映像を操作することができる。また、リモコン操作機９６１０に、当該リモコン操作機
９６１０から出力する情報を表示する表示部９６０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置９６００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向
（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

このテレビジョン装置において、表示部９６０７、表示部９６０３の少なくとも一方は、
上記実施の形態で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されてい
る。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有してい
る。その発光素子で構成される表示部も同様の特徴を有する。

以上の様に、上記実施の形態で示した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置
をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１乃至実施の形態４
で示した発光素子を用いることにより、高輝度の発光を呈し、低消費電力な表示部を有す
る電子機器を提供することが可能となる。

また、上記実施の形態で示した発光装置は、照明装置として用いることもできる。上記
実施の形態で示した発光装置を照明装置として用いる一態様を、図８を用いて説明する。

図８は、上記実施の形態で一例を示した発光装置を、照明装置である電気スタンド、及
び室内の照明装置として用いた例である。図８に示す電気スタンドは、光源３０００を有
し、光源３０００として、上記実施の形態で一例を示した発光装置が用いられている。従
って、消費電力の低い発光装置とすることができる。また、この発光装置は大面積化が可
能であるため、照明装置を大面積の照明として用いることができる。また、この発光装置
は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが
可能となる。また、この発光装置は、フレキシブル化が可能であるため、例えば、照明装
置３００２のように、ロール型の照明とすることが可能である。このように、本実施の形
態で示す発光装置を、室内の照明装置３００１、３００２として用いた部屋に、図７（Ｅ
）で説明したような、テレビジョン装置を設置することもできる。

以上の様に、実施の形態６で示した発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の
電子機器に用いることが可能である。なお、本実施の形態は、実施の形態１乃至実施の形
態５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について、図９を用いて説明する。本実
施例及び実施例２〜６で用いた材料の化学式を以下に示す。

以下に、本実施例の発光素子１及び比較発光素子１の作製方法を示す。

まず、発光素子１について説明する（図９（Ａ）参照）。ガラス基板２１００上に、酸化
珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０１を形
成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。

次に、第１の電極２１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０１が
形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度
まで減圧した後、第１の電極２１０１上に、正孔輸送性の高い物質である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、アクセ
プター性物質である酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無
機化合物とを複合してなる複合材料を含む、第１の電荷発生領域２１０３ａを形成した。
その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１
（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理
室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。

次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の電荷発生領域２１０３ａ上にＮＰＢを１
０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０３ｂを形成した。

さらに、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（
略称：ＣｚＰＡ）と、９，１０−ビス｛４−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ＤＰＡＢ
ＰＡ）と、を共蒸着することにより、正孔輸送層２１０３ｂ上に３０ｎｍの膜厚の発光層
２１０３ｃを形成した。ここで、ＣｚＰＡとＤＰＡＢＰＡとの重量比は、１：０．１（＝
ＣｚＰＡ：ＤＰＡＢＰＡ）となるように調節した。なお、ＣｚＰＡは電子輸送性を有する
物質であり、ゲスト材料であるＤＰＡＢＰＡは青緑色の発光を示す物質である。

その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０３ｃ上にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２
１０３ｄを形成した。これによって、第１の電荷発生領域２１０３ａ、正孔輸送層２１０
３ｂ、発光層２１０３ｃ、及び電子輸送層２１０３ｄを含む第１のＥＬ層２１０３を形成
した。

次いで、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）とリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着す
ることにより、電子輸送層２１０３ｄ上に１０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー２１０４
を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎとＬｉとの重量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌ
ｉ）となるように調整した。

次いで、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール
（略称：ＰＴＣＢＩ）を蒸着することにより、電子注入バッファー２１０４上に、３ｎｍ
の膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。なお、ＰＴＣＢＩのＬＵＭＯ準位はサイクリ
ックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から−４．０ｅＶ程度である。

次に、電子リレー層２１０５上に、正孔輸送性の高い物質であるＮＰＢと、アクセプタ
ー性物質である酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第２の電荷発生領域
２１０６を形成した。その膜厚は２０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比
率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。

次いで、第２の電荷発生領域２１０６上に、第２のＥＬ層２１０７を作製した。その作
製方法は、まず、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の電荷発生領域２１０６上にＮＰ
Ｂを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０７ａを形成した。

その後、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）と、４−ジシアノ
メチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−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（略称：ＤＣＪＴＩ）と、を共蒸着することにより、正孔輸送層２１０７ａ
上に４０ｎｍの膜厚の発光層２１０７ｂを形成した。ここで、ＡｌｑとＤＣＪＴＩとの重
量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：ＤＣＪＴＩ）となるように調節した。なお、Ａｌｑは
電子輸送性を有する物質であり、ゲスト材料であるＤＣＪＴＩは赤色の発光を示す物質で
ある。

次いで、発光層２１０７ｂ上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎを２０ｎｍ
蒸着して積層することにより、電子輸送層２１０７ｃを形成した。電子輸送層２１０７ｃ
上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより電子注入層２１０７
ｄを形成した。これによって、正孔輸送層２１０７ａ、発光層２１０７ｂ、電子輸送層２
１０７ｃ、電子注入層２１０７ｄを含む第２のＥＬ層２１０７を形成した。

最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０７ｄ上にアルミニウムを２０
０ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０２を形成することで、
発光素子１を作製した。

次に、比較発光素子１について説明する（図９（Ｂ）参照）。比較発光素子１は、発光
素子１から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素
子１と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子１においては、電子注入バッファー２
１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、第２の電荷発生領域２１０６を
形成した。以上により、本実施例の比較発光素子１を得た。

以下の表１に発光素子１、および比較発光素子１の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子１及び比較発光素子１を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子１及び比較発光素子１の電圧―輝度特性を図１０に示す。図１０において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電流密度―輝
度特性を図１１に示す。図１１において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表２にまとめた。

なお、表２のＣＩＥ色度座標からわかるように、発光素子１及び比較発光素子１は共に
白色発光を示している。これは、第１のＥＬ層２１０３に含まれるＤＰＡＢＰＡに由来す
る青緑色の発光と、第２のＥＬ層２１０７に含まれるＤＣＪＴＩに由来する赤色の発光の
両方が得られたためである。

図１０より、発光素子１は、電子リレー層を設けることにより、電圧に対して高い輝度
が得られることがわかる。また、図１１より、発光素子１は、比較発光素子１に比べて、
高い電流密度を有することが分かる。

以上により、本実施例の発光素子１が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子１は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１２を用いて説明する。な
お、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実施例と同一部分又
は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下に、本実施例の発光素子２及び比較発光素子２の作製方法を示す。

まず、発光素子２について説明する（図１２（Ａ）参照）。本実施例の発光素子２は、電
子リレー層２１０５までは、実施例１で示した発光素子１と同様に作製した。本実施例の
発光素子２においては、電子リレー層２１０５上に、アクセプター物質である酸化モリブ
デン（ＶＩ）を２０ｎｍ、次いで正孔輸送性の高い物質であるＮＰＢを１０ｎｍ蒸着して
積層することにより、第２の電荷発生領域２１０６を形成した。

次いで、第２の電荷発生領域２１０６上に、第２のＥＬ層２１０８を作製した。その作
製方法は、まず、Ａｌｑと、ＤＣＪＴＩと、を共蒸着することにより、第２の電荷発生領
域２１０６上に４０ｎｍの膜厚の発光層２１０８ａを形成した。ここで、ＡｌｑとＤＣＪ
ＴＩとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：ＤＣＪＴＩ）となるように調節した。なお
、Ａｌｑは電子輸送性を有する物質であり、ゲスト材料であるＤＣＪＴＩは赤色の発光を
示す物質である。

次いで、発光層２１０８ａ上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎを２０ｎｍ
蒸着して積層することにより、電子輸送層２１０８ｂを形成した。電子輸送層２１０８ｂ
上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより電子注入層２１０８
ｃを形成した。これによって、発光層２１０８ａ、電子輸送層２１０８ｂ、電子注入層２
１０８ｃを含む第２のＥＬ層２１０８を形成した。

最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０８ｃ上にアルミニウムを２０
０ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０２を形成することで、
発光素子２を作製した。

次に、比較発光素子２について説明する（図１２（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素
子２は、発光素子２から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層につい
ては、発光素子２と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子２においては、電子注入
バッファー２１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、第２の電荷発生領
域２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子２を得た。

以下の表３に発光素子２、および比較発光素子２の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子２及び比較発光素子２を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子２及び比較発光素子２の電圧―輝度特性を図１３に示す。図１３において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電流密度―輝
度特性を図１４に示す。図１４において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表４にまとめた。

なお、表４のＣＩＥ色度座標からわかるように、発光素子２及び比較発光素子２は共に
白色発光を示している。これは、第１のＥＬ層２１０３に含まれるＤＰＡＢＰＡに由来す
る青緑色の発光と、第２のＥＬ層２１０８に含まれるＤＣＪＴＩに由来する赤色の発光の
両方が得られたためである。

図１３より、発光素子２は、電子リレー層を設けることにより、電圧に対して高い輝度
が得られることがわかる。また、図１４より、発光素子２は、比較発光素子２に比べて、
高い電流密度を有することが分かる。

以上により、本実施例の発光素子２が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子２は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図９を用いて説明する。なお
、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実施例と同一部分又は
同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下に、本実施例の発光素子３及び比較発光素子３の作製方法を示す。

まず、発光素子３について説明する（図９（Ａ）参照）。本実施例の発光素子３は、第１
のＥＬ層２１０３の電子輸送層２１０３ｄ、及び電子注入バッファー２１０４以外は、実
施例１で示した発光素子１と同様に作製した。本実施例の発光素子３においては、発光層
２１０３ｃ上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎを１０ｎｍ蒸着して積層する
ことにより、電子輸送層２１０３ｄを形成した。

次いで、電子輸送層２１０３ｄ上に、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）を０．１ｎｍ蒸着する
ことにより、電子注入バッファー２１０４を形成した。以上により、本実施例の発光素子
３を得た。

次に、比較発光素子３について説明する（図９（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素子
３は、発光素子３から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層について
は、発光素子３と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子３においては、電子注入バ
ッファー２１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、第２の電荷発生領域
２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子３を得た。

以下の表５に発光素子３、および比較発光素子３の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子３及び比較発光素子３を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子３及び比較発光素子３の電圧―輝度特性を図１５に示す。図１５において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電流密度―輝
度特性を図１６に示す。図１６において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表６にまとめた。

なお、表６のＣＩＥ色度座標からわかるように、発光素子３及び比較発光素子３は共に
白色発光を示している。これは、第１のＥＬ層２１０３に含まれるＤＰＡＢＰＡに由来す
る青緑色の発光と、第２のＥＬ層２１０７に含まれるＤＣＪＴＩに由来する赤色の発光の
両方が得られたためである。

図１５より、発光素子３は、電子リレー層を設けることにより、電圧に対して高い輝度
が得られることがわかる。また、図１６より、発光素子３は、比較発光素子３に比べて、
高い電流密度を有することが分かる。

以上により、本実施例の発光素子３が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子３は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１２を用いて説明する。な
お、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実施例と同一部分又
は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下に、本実施例の発光素子４及び比較発光素子４の作製方法を示す。

まず、発光素子４について説明する（図１２（Ａ）参照）。本実施例の発光素子４は、第
１のＥＬ層２１０３の電子輸送層２１０３ｄ、及び電子注入バッファー２１０４以外は、
実施例２で示した発光素子２と同様に作製した。本実施例の発光素子４においては、発光
層２１０３ｃ上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎを１０ｎｍ蒸着して積層す
ることにより、電子輸送層２１０３ｄを形成した。

次いで、電子輸送層２１０３ｄ上に、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）を０．１ｎｍ蒸着する
ことにより、電子注入バッファー２１０４を形成した。以上により、本実施例の発光素子
４を得た。

次に、比較発光素子４について説明する（図１２（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素
子４は、発光素子４から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層につい
ては、発光素子４と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子４においては、電子注入
バッファー２１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、第２の電荷発生領
域２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子４を得た。

以下の表７に発光素子４、および比較発光素子４の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子４及び比較発光素子４を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子４及び比較発光素子４の電圧―輝度特性を図１７に示す。図１７において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電流密度―輝
度特性を図１８に示す。図１８において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表８にまとめた。

なお、表８のＣＩＥ色度座標からわかるように、発光素子４及び比較発光素子４は共に
白色発光を示している。これは、第１のＥＬ層２１０３に含まれるＤＰＡＢＰＡに由来す
る青緑色の発光と、第２のＥＬ層２１０８に含まれるＤＣＪＴＩに由来する赤色の発光の
両方が得られたためである。

図１７より、発光素子４は、電子リレー層を設けることにより、電圧に対して高い輝度
が得られることがわかる。また、図１８より、発光素子４は、比較発光素子４に比べて、
高い電流密度を有することが分かる。

以上により、本実施例の発光素子４が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子４は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図９（Ａ）を用いて説明する
。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実施例と同一部
分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

以下に、本実施例の発光素子３及び比較発光素子５の作製方法を示す。

本実施例の発光素子３は、実施例３で示した発光素子３と同様に作製した（図９（Ａ）
参照）。また、本実施例の比較発光素子５は、第２の電荷発生領域２１０６以外は、発光
素子３と同様に作製した。本実施例の比較発光素子５においては、電子リレー層２１０５
上に、ＮＰＢを膜厚２０ｎｍ蒸着することにより、第２の電荷発生領域２１０６を形成し
た（図９（Ａ）参照）。以上により、本実施例の比較発光素子５を得た。

以下の表９に発光素子３、および比較発光素子５の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子３及び比較発光素子５を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子３及び比較発光素子５の電圧―輝度特性を図１９に示す。図１９において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電流密度―輝
度特性を図２０に示す。図２０において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表１０にまとめた。

なお、発光素子３は、実施例３で述べたように、白色の発光を呈したが、比較発光素子
５はＤＣＪＴＩに由来する赤色のスペクトル強度が弱く、青緑色の発光を呈した（表１０
の色度座標参照）。このことから、第２の電荷発生領域２１０６が正孔輸送性の高い物質
（本実施例においてはＮＰＢ）のみからなる場合は、正孔が第２のＥＬ層２１０７へ注入
されにくいことが示唆される。

一方、発光素子３は、第２の電荷発生領域２１０６に正孔輸送性の高い物質（本実施例
においてはＮＰＢ）と、アクセプター性物質（本実施例においては酸化モリブデン）を含
むため、第２の電荷発生領域２１０６において電子の授受が起こっており、第２の電荷発
生領域２１０６において正孔及び電子が発生している。発生した正孔は電圧印加により容
易にＮＰＢ上を移動し、第２のＥＬ層２１０７へ注入される。また、電子は、電圧印加に
より容易に電子リレー層２１０５へ注入され、第１のＥＬ層２１０３に到達する。従って
、図１９に示すように、発光素子３は比較発光素子５に比べて、高い輝度が得られる。ま
た、図２０に示すように、発光素子３は比較発光素子５に比べて、低い電圧でより多くの
電流を流すことが可能となる。

以上により、本実施例の発光素子３が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子３は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図９（Ａ）及び図２１を用い
て説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実施
例と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は
省略する。

本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、既に構造式を示した材料については
省略する。

以下に、本実施例の発光素子５及び比較発光素子６の作製方法を示す。

まず、発光素子５について説明する（図９（Ａ）参照）。本実施例の発光素子５は、第１
のＥＬ層２１０３の発光層２１０３ｃ、及び第２のＥＬ層２１０７の発光層２１０７ｂ以
外は、実施例３で示した発光素子３と同様に作製した。本実施例の発光素子５においては
、ＣｚＰＡと、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）と、を共蒸着す
ることにより、正孔輸送層２１０３ｂ上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０３ｃを形成した
。また、発光層２１０３ｃと同様に、ＣｚＰＡと２ＰＣＡＰＡとを共蒸着することにより
、正孔輸送層２１０７ａ上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０７ｂを形成した。発光層２１
０３ｃ及び発光層２１０７ｂにおいて、ＣｚＰＡと２ＰＣＡＰＡとの重量比は、１：０．
０５（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。なお、ＣｚＰＡは電子輸送性
を有する物質であり、ゲスト材料である２ＰＣＡＰＡは緑色の発光を示す物質である。以
上により、本実施例の発光素子５を得た。

次に、比較発光素子６について説明する（図２１参照）。本実施例の比較発光素子６は
、発光素子５から電子リレー層２１０５、電荷発生領域２１０６、及び第２のＥＬ層２１
０７を削除した構造であり、その他の層については、発光素子５と同様の作製方法にて形
成した。図２１に示すように、本実施例の比較発光素子６は、一対の電極間に１層のＥＬ
層を有する構造である。

比較発光素子６においては、電子注入バッファー２１０４を形成した後、電子注入バッフ
ァー２１０４上に、第２の電極２１０２を形成した。以上により、本実施例の比較発光素
子６を得た。

以下の表１１に発光素子５、および比較発光素子６の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子５及び比較発光素子６を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子５及び比較発光素子６の電圧―電流密度特性を図２２に示す。図２２において
、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）を表している。また、電
流密度―輝度特性を図２３に示す。図２３において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）を
、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主
な初期特性値を以下の表１２にまとめた。

図２２より、２層のＥＬ層を有する本実施例の発光素子５は、ＥＬ層が１層の比較発光
素子６と同じ電流密度の電流を流したときに、ほぼ２倍の電圧で駆動可能なことがわかる
。また、図２３より、発光素子５は、比較発光素子６と同じ電流密度の電流を流したとき
に、ほぼ２倍の輝度を呈する（すなわち電流効率がほぼ２倍である）ことがわかる。この
ことから、本実施例の発光素子５において、２層のＥＬ層の間に電子注入バッファー、電
子リレー層、及び電荷発生領域を導入することによる余分な電圧上昇が殆どないことが示
唆される。

以上により、本実施例の発光素子５が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子５は、２層のＥＬ層の間に電子注入バッファー、電子リレ
ー層、及び電荷発生領域を導入することによる余分な電圧上昇が殆どなく、低電圧で駆動
可能な発光素子であることが確認できた。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を用
いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実
施例と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明
は省略する。

本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、既に構造式を示した材料については
省略する。

以下に、本実施例の発光素子６及び比較発光素子７の作製方法を示す。

まず、発光素子６について説明する（図９（Ａ）参照）。本実施例の発光素子６は、電子
リレー層２１０５以外は、実施例６で示した発光素子５と同様に作製した。本実施例の発
光素子６においては、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボ
ン酸ジイミド（略称：ＨｅｘＰＴＣ）を蒸着することにより、電子注入バッファー２１０
４上に３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。以上により、本実施例の発光素
子６を得た。

次に、比較発光素子７について説明する（図９（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素子７
は、発光素子６から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については
、発光素子６と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子７においては、電子注入バッ
ファー２１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、電荷発生領域２１０６
を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子７を得た。

以下の表１３に発光素子６、および比較発光素子７の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子６及び比較発光素子７を窒素雰囲気のグローブボックス内
において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。

発光素子６及び比較発光素子７の電圧―輝度特性を図２５に示す。図２５において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電圧―電流密
度特性を図２６に示す。図２６において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表１４にまとめた。

図２５より、発光素子６は、電子リレー層を設けることにより比較発光素子７より電圧に
対して高い輝度が得られることがわかる。また、図２６より、発光素子６は、比較発光素
子７に比べて、高い電流密度を有することが分かる。

以上により、本実施例の発光素子６が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子６は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を用
いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実
施例と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明
は省略する。

本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、既に構造式を示した材料については
省略する。

以下に、本実施例の発光素子７及び比較発光素子８の作製方法を示す。

まず、発光素子７について説明する（図９（Ａ）参照）。本実施例の発光素子７は、第１
のＥＬ層２１０３における発光層２１０３ｃ及び電子輸送層２１０３ｄ、第２の電荷発生
領域２１０６、並びに、第２のＥＬ層２１０７における発光層２１０７ｂ及び電子輸送層
２１０７ｃ以外は、実施例３における発光素子３と同様に作製した。

本実施例の発光素子７において、発光層２１０３ｃは、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）と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）と、を２０ｎｍの膜厚で共
蒸着した後、さらに、ＣｚＰＡとＳＤ１（商品名；ＳＦＣ Ｃｏ．， Ｌｔｄ製）を３０
ｎｍの膜厚で共蒸着して積層することにより形成した。なお、ＰＣＢＡＰＡとＰＣＢＡＮ
Ｂとの重量比は、１：１（＝ＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ）となるように調節した。また
、ＣｚＰＡとＳＤ１との重量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＳＤ１）となるように調
整した。

次いで、発光層２１０３ｃ上に、ＢＰｈｅｎを３０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送
層２１０７ｃを形成した。

また、発光素子７において、第２の電荷発生領域２１０６は、電子リレー層２１０５上に
、正孔輸送性の高い物質であるＮＰＢと、アクセプター性物質である酸化モリブデン（Ｖ
Ｉ）とを共蒸着することにより形成した。その膜厚は４０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブ
デン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調
節した。

また、発光素子７において、発光層２１０７ｂは、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル
）−４’−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＹＧＡＯ１１）と、（アセチルアセトナート）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））とを
１０ｎｍの膜厚で共蒸着した後、さらにＹＧＡＯ１１とビス（２−フェニルピリジナト−
Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ
））とを２０ｎｍの膜厚で共蒸着することにより形成した。なお、ＹＧＡＯ１１とＩｒ（
ｔｐｐｒ）_２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０３（＝ＹＧＡＯ１１：Ｉｒ（ｔｐｐ
ｒ）_２（ａｃａｃ））となるように調節した。また、ＹＧＡＯ１１とＩｒ（ｐｐｙ）_２（
ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝ＹＧＡＯ１１：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ
））となるように調節した。

次いで、発光層２１０７ｂ上にＢＡｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎを２０ｎｍ蒸
着して積層することにより、電子輸送層２１０７ｃを形成した。以上により、本実施例の
発光素子７を得た。

次に、比較発光素子８について説明する（図９（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素子８
は、発光素子７から電子リレー層２１０５を削除した構造である。また、比較発光素子８
において、電子注入バッファー２１０４は、ＢＰｈｅｎとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着す
ることにより、２０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰｈｅｎとＬｉとの重量比は、１
：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように調整した。その他の層については、発光
素子７と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子８においては、電子注入バッファー
２１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、電荷発生領域２１０６を形成
した。以上により、本実施例の比較発光素子８を得た。

以下の表１５に発光素子７、および比較発光素子８の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子７及び比較発光素子８を窒素雰囲気のグローブボックス内に
おいて、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素
子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。

発光素子７及び比較発光素子８の電圧―輝度特性を図２７に示す。図２７において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電圧―電流密
度特性を図２８に示す。図２８において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表１６にまとめた。

図２７より、発光素子７は、電子リレー層を設けることにより比較発光素子８より電圧に
対して高い輝度が得られることがわかる。また、図２８より、発光素子７は、比較発光素
子８に比べて、高い電流密度を有することが分かる。

なお、表１６のＣＩＥ色度座標及び図２９からわかるように、発光素子７及び比較発光
素子８は共に白色発光を示している。これは、第１のＥＬ層２１０３に含まれるＰＣＢＡ
ＰＡおよびＳＤ１に由来する青色の発光と、第２のＥＬ層２１０７に含まれるＩｒ（ｔｐ
ｐｒ）_２（ａｃａｃ）に由来する赤色の発光と、Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）に由来す
る緑色の発光が得られたためである。

以上により、本実施例の発光素子７が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子７は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。また、本発明の構成の一形態は、各ＥＬ層が異なる発光スペクトルを示す白色発光素
子に適用した場合であっても、有効であることがわかった。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を用
いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、先に述べた実
施例と同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明
は省略する。

本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、既に構造式を示した材料については
省略する。

以下に、本実施例の発光素子８及び比較発光素子９の作製方法を示す。

まず、発光素子８について説明する（図９（Ａ）参照）。本実施例の発光素子８は、第１
のＥＬ層２１０３における発光層２１０３ｃ、第２の電荷発生領域２１０６、第２のＥＬ
層２１０７における発光層２１０７ｂ及び電子輸送層２１０７ｃ以外は、実施例８におけ
る発光素子７と同様に作製した。

本実施例の発光素子８において、発光層２１０３ｃは、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−
ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と
、（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））を１０ｎｍの膜厚で
共蒸着した後、ＮＰＢと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）を
５ｎｍの膜厚で共蒸着し、さらに、ＣｚＰＡと２ＰＣＡＰＰＡとを３０ｎｍの膜厚で共蒸
着して積層することにより形成した。

なお、ＢＰＡＰＱとＩｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝Ｂ
ＰＡＰＱ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））となるように調節した。また、ＮＰＢと２
ＰＣＡＰＰＡとの重量比は、１：０．１（＝ＮＰＢ：２ＰＣＡＰＰＡ）となるように調節
した。また、ＣｚＰＡと２ＰＣＡＰＰＡとの重量比は、１：０．１（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣ
ＡＰＰＡ）となるように調整した。

また、発光素子７において、第２の電荷発生領域２１０６は、電子リレー層２１０５上に
、正孔輸送性の高い物質であるＮＰＢと、アクセプター性物質である酸化モリブデン（Ｖ
Ｉ）とを共蒸着することにより形成した。その膜厚は７０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブ
デン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調
節した。

また、発光素子７において、発光層２１０７ｂは、ＮＰＢと、ルブレンとを２０ｎｍの膜
厚で共蒸着した後、９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フ
ェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）と、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）とを１０ｎｍの膜厚で共蒸着し、さらにＣ
ｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとを２０ｎｍの膜厚で共蒸着することにより形成した。なお、ＮＰＢ
とルブレンとの重量比は、１：０．０１５（＝ＮＰＢ：ルブレン）となるように調節した
。また、ＰＣＣＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０５（＝ＰＣＣＰＡ：ＹＧＡ２
Ｓ）となるように調節した。また、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０５（
＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように調整した。

次いで、発光層２１０７ｂ上にＢＰｈｅｎを３０ｎｍ蒸着して積層することにより、電子
輸送層２１０７ｃを形成した。以上により、本実施例の発光素子８を得た。

次に、比較発光素子９について説明する（図９（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素子９
は、発光素子８から電子リレー層２１０５を削除した構造である。また、比較発光素子９
において、電子注入バッファー２１０４は、ＢＰｈｅｎとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着す
ることにより、２０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰｈｅｎとＬｉとの重量比は、１
：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように調整した。その他の層については、発光
素子８と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子９においては、電子注入バッファー
２１０４を形成した後、電子注入バッファー２１０４上に、電荷発生領域２１０６を形成
した。以上により、本実施例の比較発光素子９を得た。

以下の表１７に発光素子８、および比較発光素子９の素子構造を示す。

以上により得られた発光素子８及び比較発光素子９を窒素雰囲気のグローブボックス内に
おいて、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素
子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。

発光素子８及び比較発光素子９の電圧―輝度特性を図３０に示す。図３０において、横
軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表している。また、電圧―電流密
度特性を図３１に示す。図３１において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／
ｃｍ^２）を表す。また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各素子の主な初期特性値を以下
の表１８にまとめた。

図３０より、発光素子８は、電子リレー層を設けることにより比較発光素子９より電圧に
対して高い輝度が得られることがわかる。また、図３１より、発光素子８は、比較発光素
子９に比べて、高い電流密度を有することが分かる。

なお、表１８のＣＩＥ色度座標及び図３２からわかるように、発光素子８及び比較発光
素子９は共に白色発光を示している。これは、第１のＥＬ層２１０３に含まれるＩｒ（Ｆ
ｄｐｑ）_２（ａｃａｃ）に由来する赤色の発光と、２ＰＣＡＰＰＡに由来する青緑色の発
光と、第２のＥＬ層２１０７に含まれるルブレンに由来する黄色の発光と、ＹＧＡ２Ｓに
由来する青色の発光が得られたためである。また、これら４種の発光色を組み合わせるこ
とで、演色指数（ＣＲＩ）が９２という高い演色性が得られた。

以上により、本実施例の発光素子８が、発光素子として特性が得られ、十分機能すること
が確認できた。また、発光素子８は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認でき
た。また、本発明の構成の一形態は、各ＥＬ層が異なる発光スペクトルを示す白色発光素
子に適用した場合であっても、有効であることがわかった。

（参考例）
本参考例では、上記実施例で用いた材料の合成方法について具体的に説明する。
≪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）の合成例≫

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
ニルアミンの合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。

３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを１．２ｇ（３．０
ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンを０．９ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ナ
トリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを０．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデン
アセトン）パラジウム（０）を６．０ｍｇ（０．０１ｍｍｏｌ）、５０ｍＬ三口フラスコ
へ入れ、この混合物へ、脱水キシレン１５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌し
ながら脱気し、脱気後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液
）０．０６ｍＬ（０．０３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１２０℃
で４．５時間加熱撹拌し、反応させた。

反応後、この反応混合物にトルエン２５０ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、シ
リカゲル、アルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグ
ネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、シリカゲル
、セライトを通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、アセトンとメタノール
を加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量１．５ｇ、収
率８２％で得た。

シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘ
キサン＝１：１０）は、目的物は０．３４、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル
−９Ｈ−カルバゾールは０．４６、４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンは０．２５だ
った。

上記ステップで得られた化合物を核磁気共鳴法（^１Ｈ ＮＭＲ）により測定した。以下
に測定データを示す。測定結果から、目的物であるＰＣＢＡＮＢ（略称）が得られたこと
がわかった。

^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０７ （ｔ， Ｊ＝６
．６Ｈｚ， １Ｈ）， ７．２５−７．６７ （ｍ， ２６Ｈ）， ７．８４ （ｄ，
Ｊ＝７．８Ｈｚ， １Ｈ）， ７．８９−７．９２ （ｍ， １Ｈ）， ８．０３−８．
０７ （ｍ， １Ｈ）， ８．１８ （ｄ， Ｊ＝７．８Ｈｚ， １Ｈ）， ８．３５
（ｄ， Ｊ＝０．９Ｈｚ， １Ｈ）。

１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 電極
１４ 電極
１５ 有機化合物を含む層
１６ 層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ 層間絶縁膜
１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１０３−１ 第１の発光層
１０３−２ 第２の発光層
１０４ 電子注入バッファー
１０５ 電子リレー層
１０６ 電荷発生領域
１０７ ＥＬ層
１０７−１ 第３の発光層
１０７−２ 第４の発光層
１０８ 電子輸送層
１１１ 陽極のフェルミ準位
１１２ 陰極のフェルミ準位
１１３ 第１のＥＬ層のＬＵＭＯ準位
１１４ 電子リレー層のＬＵＭＯ準位
１１５ 電荷発生領域におけるアクセプターのアクセプター準位
１１６ 第２のＥＬ層のＬＵＭＯ準位
３３０ 第１の発光
３４０ 第２の発光
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 有機化合物を含む層
９５６ 電極
２１００ ガラス基板
２１０１ 電極
２１０２ 電極
２１０３ ＥＬ層
２１０３ａ 電荷発生領域
２１０３ｂ 正孔輸送層
２１０３ｃ 発光層
２１０３ｄ 電子輸送層
２１０４ 電子注入バッファー
２１０５ 電子リレー層
２１０６ 電荷発生領域
２１０７ ＥＬ層
２１０７ａ 正孔輸送層
２１０７ｂ 発光層
２１０７ｃ 電子輸送層
２１０７ｄ 電子注入層
２１０８ ＥＬ層
２１０８ａ 発光層
２１０８ｂ 電子輸送層
２１０８ｃ 電子注入層
３０００ 光源
３００１ 照明装置
３００２ 照明装置
９１００ 携帯電話機
９１０１ 筐体
９１０２ 筐体
９１０３ 連結部
９１０４ 表示部
９１０６ 操作キー
９２００ 携帯情報端末機器
９２０１ 筐体
９２０２ 表示部
９２０３ 筐体
９２０５ キーボード
９２０７ 連結部
９４００ コンピュータ
９４０１ 筐体
９４０２ 表示部
９４０３ キーボード
９４０４ 筐体
９５００ デジタルビデオカメラ
９５０１ 筐体
９５０３ 表示部
９６００ テレビジョン装置
９６０１ 筐体
９６０３ 表示部
９６０５ スタンド
９６０７ 表示部
９６０９ 操作キー
９６１０ リモコン操作機
９７０３ 表示部

Claims (14)

1. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、またはアルカリ金属の炭酸塩のいずれかを含み、
   前記第２の層は、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下のＬＵＭＯ準位を有する材料を有し、
   前記第１の領域は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含む、発光素子。
2. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、またはアルカリ金属の炭酸塩のいずれかを含み、
   前記第２の層は、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下のＬＵＭＯ準位を有する材料を有し、
   前記第１の領域は、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、または芳香族炭化水素のいずれかと、アクセプター性物質とを含む、発光素子。
3. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第３の層、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第１の層は、前記第３の層と接し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、またはアルカリ金属の炭酸塩のいずれかを含み、
   前記第１の領域は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含み、
   前記第２の層は、前記アクセプター性物質のアクセプター準位と前記第３の層に含まれる材料のＬＵＭＯ準位との間に、ＬＵＭＯ準位が位置する材料を有する、発光素子。
4. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第３の層、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第１の層は、前記第３の層と接し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、またはアルカリ金属の炭酸塩のいずれかを含み、
   前記第１の領域は、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、または芳香族炭化水素のいずれかと、アクセプター性物質とを含み、
   前記第２の層は、前記アクセプター性物質のアクセプター準位と前記第３の層に含まれる材料のＬＵＭＯ準位との間に、ＬＵＭＯ準位が位置する材料を有する、発光素子。
5. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、酸化リチウムを含み、
   前記第２の層は、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下のＬＵＭＯ準位を有する材料を有し、
   前記第１の領域は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含む、発光素子。
6. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、酸化リチウムを含み、
   前記第２の層は、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下のＬＵＭＯ準位を有する材料を有し、
   前記第１の領域は、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、または芳香族炭化水素のいずれかと、アクセプター性物質とを含む、発光素子。
7. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第３の層、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第１の層は、前記第３の層と接し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、酸化リチウムを含み、
   前記第１の領域は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含み、
   前記第２の層は、前記アクセプター性物質のアクセプター準位と前記第３の層に含まれる材料のＬＵＭＯ準位との間に、ＬＵＭＯ準位が位置する材料を有する、発光素子。
8. 陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層と、第２の発光物質を含む第２の発光層と、を有し、
   前記第１の発光層と、前記第２の発光層との間には、前記陽極側から順に、第３の層、第１の層と、第２の層と、第１の領域と、を有し、
   前記第１の層は、前記第３の層と接し、
   前記第２の層は、前記第１の層と接し、
   前記第１の領域は、前記第２の層と接し、
   前記第１の層は、酸化リチウムを含み、
   前記第１の領域は、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、または芳香族炭化水素のいずれかと、アクセプター性物質とを含み、
   前記第２の層は、前記アクセプター性物質のアクセプター準位と前記第３の層に含まれる材料のＬＵＭＯ準位との間に、ＬＵＭＯ準位が位置する材料を有する、発光素子。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
   前記アクセプター性物質は、シアノ基及びフッ素の少なくとも一を有する、発光素子。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    白色発光を示す、発光素子。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記第１の発光物質と前記第２の発光物質とは、同じ物質である、発光素子。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の発光素子を含む発光装置。
13. 請求項１２に記載の発光装置を含む照明装置。
14. 請求項１２に記載の発光装置を含む電子機器。

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