JP5860677B2 - 発光素子、発光素子の作製方法、及び照明装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、発光素子に関する。また、上記発光素子を発光部に用いた照明装置に関する。
近年、電気光学素子の一つであり、電圧を印加することにより発光する機能を有する有機化合物又は無機化合物を用いた発光素子（電界発光素子ともいう）の開発が進められている。
上記発光素子は、第１の電極、第２の電極、並びに第１の電極及び第２の電極に重畳する電界発光層を少なくとも含み、第１の電極及び第２の電極の間に印加される電圧に応じて発光する。
例えば、第１の電極を形成し、該第１の電極の上に電界発光層を形成し、該電界発光層の上に第２の電極を形成することにより上記発光素子を作製することができる。
しかしながら、上記発光素子を作製する際に、上記電界発光層に欠陥が発生してしまうといった問題があった。上記欠陥は、例えば第１の電極の上のゴミなどのパーティクルなどが原因で生じる。上記欠陥が存在すると、例えば電界発光層の上に第２の電極を形成する際に、第２の電極が該欠陥を介して第１の電極に接し、第１の電極及び第２の電極が短絡する可能性が高くなる。
上記第１の電極及び第２の電極の短絡を防止する技術としては、例えば、絶縁材を形成することにより、該絶縁材を該電界発光層に存在する欠陥に充填し、該欠陥を介して第１の電極及び第２の電極が短絡することを防止する技術が挙げられる（例えば特許文献１）。
特開２００３−０１７２６２号公報
しかしながら、特許文献１に示すような従来の第１の電極及び第２の電極の短絡防止技術では、電界発光層における欠陥部以外の部分の上に絶縁材が形成されないように、該欠陥部に絶縁材を充填することは困難であった。電界発光層における欠陥部以外の部分の上に絶縁材が存在すると、該絶縁材が抵抗となり、発光素子の発光特性が下がってしまう。
また、従来の第１の電極及び第２の電極の短絡防止技術では、電界発光層における欠陥部に絶縁材を充填する際に、電界発光層が劣化しやすく、発光素子の発光特性が低下してしまうといった問題もあった。例えば、有機化合物を用いて電界発光層を形成する場合、電界発光層における欠陥部に絶縁材を充填する際に、電界発光層の溶解又は電界発光層における層の剥がれなどが起こることにより、発光素子の発光特性が低下してしまう。
本発明の一態様では、発光素子の発光特性の低下を抑制しつつ、発光素子の第１の電極及び第２の電極の短絡を防止することを課題の一つとする。
本発明の一態様は、第１の電極としての機能を有する導電層と、電界発光層と、第２の電極としての機能を有する導電層と、を含み、該電界発光層に存在する欠陥部を閉塞するように、欠陥部に充填された絶縁材をさらに含む構造である。このとき、第２の電極としての機能を有する導電層は、電界発光層及び絶縁材を介して、第１の電極としての機能を有する導電層に重畳し、電界発光層の上面に接する。
上記構造にすることにより、電界発光層における欠陥部以外の部分の上に絶縁材が形成されることを抑制し、発光素子の発光特性の低下を抑制しつつ、第１の電極及び第２の電極の短絡の防止を図る。
また、本発明の一態様では、発光層及び金属酸化物層を含む積層により電界発光層を構成してもよい。このとき、金属酸化物層は上記積層の最上層とする。
上記構造にすることにより、金属酸化物層を保護層として機能させ、電界発光層における欠陥部に絶縁材を充填する際の発光素子の劣化の抑制を図る。
また、本発明の一態様は、第１の電極としての機能を有する導電層を形成し、第１の電極としての機能を有する導電層の上に電界発光層を形成し、該電界発光層に存在する欠陥部を閉塞するように、該欠陥部に絶縁材を充填し、電界発光層及び絶縁材を介して第１の電極としての機能を有する導電層に重畳するように、電界発光層の上及び絶縁材の上に第２の電極としての機能を有する導電層を形成することである。このとき、電界発光層の上に絶縁層を形成し、電界発光層の欠陥部に充填された絶縁層の一部のみが残存するように絶縁層を選択的に除去してもよい。上記方法を用いて発光素子を作製することにより、発光素子の発光特性の低下を抑制しつつ、第１の電極及び第２の電極の短絡の防止を図る。
また、本発明の一態様は、上記発光素子を発光部に備える照明装置である。
本発明の一態様により、電界発光層と第２の電極の間に絶縁材が形成されることを極力少なくすることができるため、発光素子の発光特性の低下を抑制しつつ、発光素子の第１の電極及び第２の電極の短絡を防止することができる。
実施の形態１における発光素子の構造例を示す断面模式図。 実施の形態２における電界発光層の構造例を示す断面模式図。 実施の形態３における発光素子の作製方法例を説明するための断面模式図。 実施の形態４における発光素子の作製方法例を説明するための断面模式図。 実施の形態５における照明装置の例を説明するための模式図。 実施の形態５における照明装置の例を説明するための模式図。
本発明を説明するための実施の形態の一例について、図面を用いて以下に説明する。なお、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなく実施の形態の内容を変更することは、当業者であれば容易である。よって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定されない。
なお、各実施の形態の内容を互いに適宜組み合わせることができる。また、各実施の形態の内容を互いに置き換えることができる。
また、第１、第２などの序数は、構成要素の混同を避けるために付しており、各構成要素の数は、序数の数に限定されない。
（実施の形態１）
本実施の形態では、発光素子の例について説明する。
なお、発光素子は、第１の電極、第２の電極、並びに第１の電極及び第２の電極に重畳する電界発光層を含み、第１の電極及び第２の電極の間に印加される電圧に応じて電界発光層が発光することにより光を射出する。
本実施の形態における発光素子の構造例について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態における発光素子の構造例を説明するための断面模式図である。
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す発光素子は、導電層１１１と、電界発光層１１２と、絶縁材１１３と、導電層１１４と、を含む。
導電層１１１は、例えば被素子形成層１００の上に設けられる。
被素子形成層１００は、上部に素子の形成が可能な層である。
導電層１１１は、発光素子の第１の電極としての機能を有する。
導電層１１１としては、例えばモリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、若しくはスカンジウムなどの金属材料を含む材料の層を用いることができる。また、導電層１１１としては、導電性の金属酸化物を含む層を用いることもできる。導電性の金属酸化物としては、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する場合がある）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）などの金属酸化物、又はシリコン、酸化シリコン、窒素を含む該金属酸化物を用いることができる。また、導電層１１１に適用可能な材料の層の積層により、導電層１１１を構成することもできる。例えば、本実施の形態における発光素子が下部方向に光を射出する構造（ボトムエミッション構造ともいう）、又は上部及び下部方向に光を射出する構造（デュアルエミッション構造ともいう）の場合には、導電層１１１として、上記導電層１１１に適用可能な材料の層のうち、光を透過する材料の層を用いることができ、本実施の形態における発光素子が上部方向に光を射出する構造（トップエミッション構造ともいう）の場合には、導電層１１１として、上記導電層１１１に適用可能な材料の層のうち、光を反射する材料の層を用いることができる。
電界発光層１１２は、特定の色を呈する光を射出する層である。
電界発光層１１２は、少なくとも発光層を含む。発光層としては、例えば蛍光材料又は燐光材料などの電界発光材料を含む層を用いることができる。
また、上記発光層と、他の層との積層により電界発光層１１２を構成することもできる。電界発光層１１２を積層構造にする場合、電界発光層１１２の最上層は、金属酸化物層であることが好ましい。このとき、金属酸化物層は、導電性を有することが好ましい。電界発光層１１２の最上層を金属酸化物層にすることにより、発光素子を作製する際の電界発光層１１２の劣化を抑制することができ、発光素子の発光特性の低下を抑制することができる。
上記金属酸化物層としては、遷移金属酸化物層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層を用いることができる。例えば、上記金属酸化物層としては、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、酸化レニウムを含む材料の層を用いることができる。また、上記金属酸化物層に適用可能な材料の層の積層により、金属酸化物層を構成することもできる。例えば、酸化モリブデン層は、吸湿性が低いため、酸化モリブデン層を用いて上記金属酸化物層を構成することにより、発光素子を作製する際の電界発光層１１２の劣化を抑制することができ、発光素子の発光特性の低下を抑制することができる。
さらに、電界発光層１１２には、欠陥部が存在する。欠陥部における欠陥としては、例えばピンホール欠陥などがある。また、電界発光層１１２のうち、他の部分より厚さが薄い部分も欠陥部に含まれる。また、電界発光層１１２の上面から下面にかけて電界発光層１１２を貫通して上記欠陥部が存在していてもよい。また、電界発光層１１２に複数の欠陥部が存在していてもよい。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では、一例として電界発光層１１２の上面から下面にかけて電界発光層１１２を貫通して上記欠陥部が存在する場合を示す。
また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、電界発光層１１２における欠陥部の形状は、側面が曲面の形状であるが、本実施の形態の発光素子において、電界発光層１１２における欠陥部の形状は、特に限定されない。
絶縁材１１３は、電界発光層１１２に存在する欠陥部を閉塞するように充填されている。このとき、導電層１１４は、欠陥部を介して導電層１１１に接触しない。また、例えば図１（Ｂ）に示すように、必ずしも電界発光層１１２の欠陥部の全てに絶縁材１１３が充填されなくてもよいが、欠陥部に絶縁材１１３を充填させればさせるほど、欠陥部への電界集中を低減することができる。
なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において絶縁材１１３の厚さは、電界発光層１１２の厚さより薄くなっているが、これに限定されず、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において絶縁材１１３の厚さを、電界発光層１１２の厚さ以上にしてもよい。
絶縁材１１３としては、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、又は感光性樹脂などを用いることができる。また、絶縁材１１３としては、例えば感光性樹脂としてフォトレジストを用いることができる。また、絶縁材１１３としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はアクリル樹脂などを用いることができる。
導電層１１４は、電界発光層１１２及び電界発光層１１２の欠陥部を介して導電層１１１に重畳し、電界発光層１１２の上面に接する。導電層１１４は、発光素子の第２の電極としての機能を有する。
導電層１１４としては、例えばモリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、若しくはスカンジウムなどの金属材料を含む材料の層を用いることができる。また、導電層１１４としては、導電性の金属酸化物を含む層を用いることもできる。導電性の金属酸化物としては、例えば酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム酸化スズ合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＳｎＯ２、ＩＴＯと略記する場合がある）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）などの金属酸化物、又はシリコン、酸化シリコン、窒素を含む該金属酸化物を用いることができる。また、導電層１１４に適用可能な材料の層の積層により、導電層１１４を構成することもできる。例えば、発光素子が上面方向に光を射出する構造の場合には、導電層１１４として、導電層１１４に適用可能な材料の層のうち、光を透過する材料の層を用いることができ、下面方向に光を射出する構造の場合には、導電層１１４として、導電層１１４に適用可能な材料の層のうち、光を反射する材料の層を用いることができる。
以上が図１に示す発光素子の構造例である。
なお、例えば導電層１１１の上にゴミなどのパーティクルが存在することにより電界発光層１１２の欠陥部が発生する場合、電界発光層１１２の欠陥部にパーティクルが残存したままになることがある。上記パーティクルが残存したままであると、例えばパーティクルの近傍において、電界発光層１１２の厚さが薄い部分又は電界発光層１１２が形成されない部分が発生してしまう場合がある。このとき、発光素子の構造を、導電層１１１と、導電層１１１の上に設けられた電界発光層１１２と、電界発光層１１２に存在する欠陥部に設けられたパーティクルと、該パーティクル及び電界発光層の間を閉塞するように充填された絶縁材１１３と、該電界発光層の上面及び絶縁材の上部に接する導電層１１４と、を含む構造にすることによりパーティクル及び電界発光層１１２の間を介して導電層１１１及び導電層１１４が接触することを防止することができる。
図１を用いて説明したように、本実施の形態における発光素子の一例は、第１の電極としての機能を有する導電層と、第１の電極の上に設けられた電界発光層と、電界発光層の上面に接し、第２の電極としての機能を有する導電層と、を含む構造である。
さらに、上記電界発光層には、欠陥部が存在し、本実施の形態における発光素子の一例は、上記欠陥部を閉塞するように、該欠陥部に充填された絶縁材を含む構造である。上記第２の電極としての機能を有する導電層は、上記絶縁材の上部に接するため、発光素子の発光特性の低下が少ない。
上記構造にすることにより、発光素子の発光特性の低下を抑制しつつ、電界発光層における欠陥部において、第１の電極としての機能を有する導電層及び第２の電極としての機能を有する導電層の接触を防止することができるため、第１の電極及び第２の電極の短絡を防止することができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１における発光素子の電界発光層の構造例について説明する。
本実施の形態における電界発光層の構造例として、図１（Ａ）に示す電界発光層１１２の構造例について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態における電界発光層の構造例を説明するための模式図である。
図２（Ａ）に示す電界発光層１１２は、正孔注入層（ＨＩＬともいう）１２１ａと、正孔輸送層（ＨＴＬともいう）１２２ａと、発光層（ＥＭＬともいう）１２３ａと、電子輸送層（ＥＴＬともいう）１２４ａと、電子注入層（ＥＩＬともいう）１２５と、を含む。
正孔注入層１２１ａは、図１（Ａ）に示す導電層１１１の上に設けられる。なお、必ずしも正孔注入層１２１ａを設けなくてもよい。
正孔輸送層１２２ａは、正孔注入層１２１ａの上に設けられる。なお、必ずしも正孔輸送層１２２ａを設けなくてもよい。
発光層１２３ａは、正孔輸送層１２２ａの上に設けられる。
電子輸送層１２４ａは、発光層１２３ａの上に設けられる。なお、必ずしも電子輸送層１２４ａを設けなくてもよい。
電子注入層１２５は、電子輸送層１２４ａの上に設けられる。なお、必ずしも電子注入層１２５を設けなくてもよい。
また、電子注入層１２５の上には、図１（Ａ）に示す導電層１１４が設けられる。導電層１１４は、電子注入層１２５の上面に接する。
なお、図１（Ａ）に示す電界発光層１１２の構造が図２（Ａ）に示す構造であり、電界発光層１１２の上面及び下面を貫通する欠陥部が電界発光層１１２に存在する場合、電界発光層１１２には、電界発光層１１２の上面（電子注入層１２５の上面）から電界発光層１１２の下面（正孔注入層１２１ａの下面）にかけて電界発光層１１２を貫通して欠陥部が存在する。また、上記欠陥部を閉塞するように図１（Ａ）に示す絶縁材１１３が充填される。
また、図２（Ｂ）に示す電界発光層１１２は、正孔注入層１２１ｂと、正孔輸送層１２２ｂと、発光層１２３ｂと、電子輸送層１２４ｂと、電子注入バッファ層（ＥＩＢともいう）１２６と、複合材料層（ＭＩＸともいう）１２７と、金属酸化物層（ＭＯＬともいう）１２８と、を含む。
正孔注入層１２１ｂは、図１（Ａ）に示す導電層１１１の上に設けられる。なお、必ずしも正孔注入層１２１ｂを設けなくてもよい。
正孔輸送層１２２ｂは、正孔注入層１２１ｂの上に設けられる。なお、必ずしも正孔輸送層１２２ｂを設けなくてもよい。
発光層１２３ｂは、正孔輸送層１２２ｂの上に設けられる。
電子輸送層１２４ｂは、発光層１２３ｂの上に設けられる。なお、必ずしも電子輸送層１２４ｂを設けなくてもよい。
電子注入バッファ層１２６は、電子輸送層１２４ｂの上に設けられる。なお、必ずしも電子注入バッファ層１２６を設けなくてもよい。
複合材料層１２７は、電子注入バッファ層１２６の上に設けられる。なお、必ずしも複合材料層１２７を設けなくてもよい。
金属酸化物層１２８は、電界発光層１１２の最上層として設けられ、図２（Ｂ）では、複合材料層１２７の上に設けられる。
また、金属酸化物層１２８の上には、図１（Ａ）に示す導電層１１４が接している。
なお、図１（Ａ）に示す電界発光層１１２の構造が図２（Ｂ）に示す構造であり、電界発光層１１２の上面及び下面を貫通する欠陥部が電界発光層１１２に存在する場合、電界発光層１１２には、電界発光層１１２の上面（金属酸化物層１２８の上面）から電界発光層１１２の下面（正孔注入層１２１ｂの下面）にかけて電界発光層１１２を貫通して欠陥部が存在する。また、上記欠陥部を閉塞するように図１（Ａ）に示す絶縁材１１３が充填される。
さらに、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す電界発光層の各構成要素について説明する。
正孔注入層１２１ａ及び正孔注入層１２１ｂは、正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂにキャリアを注入するための層である。
正孔注入層１２１ａ及び正孔注入層１２１ｂとしては、正孔注入性を有する物質を含む層を用いることができる。
正孔注入性を有する物質としては、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、又はマンガン酸化物などを用いることができる。
また、正孔注入性を有する物質としては、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ（略称）ともいう）又は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ（略称）ともいう）などを用いることもできる。
また、正孔注入性を有する物質としては、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（ＴＤＡＴＡ（略称）ともいう）、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（ＭＴＤＡＴＡ（略称）ともいう、）、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（ＤＰＡＢ（略称）ともいう）、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（ＤＮＴＰＤ（略称）ともいう）、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（ＤＰＡ３Ｂ（略称）ともいう）、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（ＰＣｚＰＣＡ１（略称）ともいう）、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（ＰＣｚＰＣＡ２（略称）ともいう）、又は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（ＰＣｚＰＣＮ１（略称）ともいう）などを用いることができる。
また、正孔注入性を有する物質としては、例えばオリゴマー、デンドリマー、又はポリマーなどを用いることもでき、例えばポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫともいう）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（ＰＶＴＰＡともいう）、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］（ＰＴＰＤＭＡともいう）、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］（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤともいう）などを用いることができる。
また、正孔注入性を有する物質としては、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／ＰＳＳともいう）、又はポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳともいう）などを用いることができる。
また、正孔注入層１２１ａ及び正孔注入層１２１ｂとしては、正孔輸送性を有する有機化合物と、アクセプター性物質と、を含有する複合材料の層を用いることもできる。このとき、上記複合材料に含有される有機化合物の正孔移動度は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましい。正孔注入層１２１ａ及び正孔注入層１２１ｂとして、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料の層を用いることにより、図１（Ａ）に示す導電層１１１から正孔が注入しやすくなり、発光素子の駆動電圧を低減することができる。例えば、正孔輸送性の高い物質及びアクセプター物質を共蒸着することにより、上記複合材料の層を形成することができる。
上記複合材料に含有される有機化合物としては、例えば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、又は高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマーなど）などを用いることができる。
例えば、上記複合材料に含有される有機化合物としては、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ（略称）又はα−ＮＰＤ（略称）ともいう）、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（ＴＰＤ（略称）ともいう）、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（ＢＰＡＦＬＰ（略称）ともいう）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ（略称）ともいう）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（ＴＣＰＢ（略称）ともいう）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（ＣｚＰＡ（略称）ともいう）、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（ＰＣｚＰＡ（略称）ともいう）、又は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などを用いることができる。
また、上記複合材料に含有される有機化合物としては、例えば２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）ともいう）、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（ＤＰＰＡ（略称）ともいう）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（ｔ−ＢｕＤＢＡ（略称）ともいう）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＤＮＡ（略称）ともいう）、９，１０−ジフェニルアントラセン（ＤＰＡｎｔｈ（略称）ともいう）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（ｔ−ＢｕＡｎｔｈ（略称）ともいう）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（ＤＭＮＡ（略称）ともいう）、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、又は２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセンなどを用いることができる。
さらに、上記複合材料に含有される有機化合物としては、例えば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、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ（略称）ともいう）、又は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（ＤＰＶＰＡ（略称）ともいう）などを用いることができる。
また、電子受容体であ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（Ｆ４−ＴＣＮＱ（略称）ともいう）、クロラニルなどの有機化合物や、遷移金属酸化物を用いることができる。
また、電子受容体であるアクセプター性物質としては、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用いることができる。例えば、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、又は酸化レニウムは、電子受容性が高いため、電子受容体であるアクセプター性物質として好ましい。さらに、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、電子受容体であるアクセプター性物質としてより好ましい。
なお、正孔注入層１２１ａ及び正孔注入層１２１ｂとしては、例えばＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、又はＰｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物と、上記電子受容体を用いて複合材料の層を用いることができる。
正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂは、正孔を輸送するための層である。正孔輸送層１２２ａは、発光層１２３ａに正孔を輸送し、正孔輸送層１２２ｂは、発光層１２３ｂに正孔を輸送する。
正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂとしては、正孔輸送性を有する物質を含む層を用いることができる。
正孔輸送性を有する物質としては、芳香族アミン化合物を用いることができる。
例えば、正孔輸送性を有する物質としては、ＮＰＢや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（ＴＣＴＡ（略称）ともいう）、ＴＤＡＴＡ、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（ＢＳＰＢ（略称）ともいう）、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１などを用いることができる。
また、正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂとしては、例えばＣＢＰ、ＴＣＰＢ、ＣｚＰＡなどを含む層を用いることができる。
また、正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂとしては、例えばＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、又はＰｏｌｙ−ＴＰＤを含む層を用いることもできる。
なお、正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂに適用可能な材料の層の積層により、正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂを構成することもできる。
発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂは、発光性を有する物質を含む層である。
発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂとしては、例えば蛍光を発する化合物又は燐光を発する化合物、及びホスト材料を含む層を用いることができる。
蛍光を発する化合物としては、例えば青色を呈する光を発する蛍光材料（青色蛍光材料ともいう）、緑色を呈する光を発する蛍光材料（緑色蛍光材料ともいう）、黄色を呈する光を発する蛍光材料（黄色蛍光材料ともいう）、又は赤色を呈する光を発する蛍光材料（赤色蛍光材料ともいう）などを用いることができる。
青色蛍光材料としては、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（ＹＧＡ２Ｓ（略称）ともいう）、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（ＹＧＡＰＡ（略称）ともいう）、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（ＰＣＢＡＰＡ（略称）ともいう）などを用いることができる。
緑色蛍光材料としては、例えば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（２ＰＣＡＰＡ（略称）ともいう）、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（２ＰＣＡＢＰｈＡ（略称）ともいう）、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（２ＤＰＡＰＡ（略称）ともいう）、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（２ＤＰＡＢＰｈＡ（略称）ともいう）、Ｎ−［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（２ＹＧＡＢＰｈＡ（略称）ともいう）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（ＤＰｈＡＰｈＡ（略称）ともいう）などが挙げられる。
また、黄色蛍光材料としては、例えばルブレン、又は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（ＢＰＴ（略称）ともいう）などを用いることができる。
また、赤色蛍光材料としては、例えば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（ｐ−ｍＰｈＴＤ（略称）ともいう）、又は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（ｐ−ｍＰｈＡＦＤ（略称）ともいう）などを用いることができる。
また、燐光を発する化合物としては、例えば青色を呈する光を発する燐光材料（青色燐光材料ともいう）、緑色を呈する光を発する燐光材料（緑色燐光材料ともいう）、黄色を呈する光を発する燐光材料（黄色燐光材料ともいう）、橙色を呈する光を発する燐光材料（橙色燐光材料ともいう）、又は赤色を呈する光を発する燐光材料（赤色燐光材料ともいう）などを用いることができる。
青色燐光材料としては、例えばビス［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（ＦＩｒ６（略称）ともいう）、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（ＦＩｒｐｉｃ（略称）ともいう）、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（Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）（略称）ともいう）、又はビス［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（ＦＩｒ（ａｃａｃ）（略称）ともいう）などを用いることができる。
緑色燐光材料としては、例えばトリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｙ）３（略称）ともいう）、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（Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、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（Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、又はトリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｂｚｑ）３（略称）ともいう）などを用いることができる。
黄色燐光材料としては、例えばビス（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（Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、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（Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、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（Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、（アセチルアセトナート）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、又は（アセチルアセトナート）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）などを用いることができる。
橙色燐光材料としては、例えばトリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｑ）３（略称）ともいう）、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（Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、（アセチルアセトナート）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、（アセチルアセトナート）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）（Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）などを用いることができる。
赤色燐光材料としては、例えばビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、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（Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、（アセチルアセトナート）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）（Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、（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）（Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）（略称）ともいう）、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）（略称）ともいう）、又は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）（ＰｔＯＥＰ（略称）ともいう）などを用いることができる。
また、燐光を発する化合物としては、希土類金属錯体を用いることができる。希土類金属錯体の発光は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光を発する化合物として用いることができる。燐光を発する化合物としては、例えばトリス（アセチルアセトナート）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）（略称）ともいう）、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）（Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）（略称）ともいう）、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）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）（略称）ともいう）などを用いることができる。
なお、上記発光性を有する物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた層により発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂを構成としてもよい。ホスト材料としては、例えば上記発光性を有する物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
ホスト材料としては、例えば金属錯体、複素環化合物、縮合芳香族化合物、又は芳香族アミン化合物などを用いることができる。
例えば、ホスト材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｑ（略称）ともいう）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（Ａｌｍｑ３（略称）ともいう）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（ＢｅＢｑ２（略称）ともいう）、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）（ＢＡｌｑ（略称）ともいう）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（Ｚｎｑ（略称）ともいう）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（ＺｎＰＢＯ（略称）ともいう）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（ＺｎＢＴＺ（略称）ともいう）、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（ＰＢＤ（略称）ともいう）、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（ＯＸＤ−７（略称）ともいう）、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（ＴＡＺ（略称）ともいう）、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）（ＴＰＢＩ（略称）ともいう）、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ（略称）ともいう）、バソキュプロイン（ＢＣＰ（略称）ともいう）、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（ＤＰＣｚＰＡ（略称）ともいう）、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、９，９’−ビアントリル（ＢＡＮＴ（略称）ともいう）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（ＤＰＮＳ（略称）ともいう）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（ＤＰＮＳ２（略称）ともいう）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（ＴＰＢ３（略称）ともいう）、ＤＰＡｎｔｈ、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、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（ＣｚＡ１ＰＡ（略称）ともいう）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（ＤＰｈＰＡ（略称）ともいう）、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（ＰＣＡＰＡ（略称）ともいう）、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（ＰＣＡＰＢＡ（略称）ともいう）、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（２ＰＣＡＰＡ（略称）ともいう）、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、又はＢＳＰＢなどを用いることができる。
また、上記ホスト材料に適用可能な材料を複数用いてホスト材料を構成することもできる。
ゲスト材料をホスト材料に分散させた層により発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂを構成することにより、発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂの結晶化を抑制することができ、また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
また、発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂとしては、高分子化合物の発光物質を含む層を用いることができる。
高分子化合物の発光物質としては、例えばポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（ＰＦＯ（略称）ともいう）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（ＰＦ−ＤＭＯＰ（略称）ともいう）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（ＴＡＢ−ＰＦＨ（略称）ともいう）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ（略称）ともいう）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（ＰＦＢＴ（略称）ともいう）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ（略称）ともいう）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（Ｒ４−ＰＡＴ（略称）ともいう）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、又はポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ（略称）ともいう）などを用いることができる。
なお、発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂに適用可能な層の積層により発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂを構成することもできる。例えば、異なる色を呈する光を発する発光層の積層により、様々な発光色を得ることができ、また、発光輝度を向上させることができる。例えば第１の色を呈する光を発する材料の層と、該第１の色と補色の関係の色を呈する光を発する材料の層の積層により白色を呈する光を発する発光層を構成することができる。例えば、青色を呈する光を発する発光層及び黄色を呈する光を発する発光層の積層、青緑色を呈する光を発する発光層及び赤色を呈する光を発する発光層の積層により、白色を呈する光を発する発光層を構成することができる。
なお、このとき、発光層と発光層の間に電荷発生層を設けることにより、発光素子の電流密度を低く保ったまま、発光素子の発光輝度を向上させ、発光素子の寿命を長くすることができる。
電子輸送層１２４ａ及び電子輸送層１２４ｂは、電子を輸送するための層である。電子輸送層１２４ａは、発光層１２３ａに電子を輸送し、電子輸送層１２４ｂは、発光層１２３ｂに電子を輸送する。
電子輸送層１２４ａ及び電子輸送層１２４ｂとしては、電子輸送性を有する物質を含む層を用いることができる。
電子輸送性を有する物質としては、例えばＡｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＣＯ１１、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＦ−Ｐｙ、又はＰＦ−ＢＰｙなどを用いることができる。
なお、電子輸送層１２４ａ及び電子輸送層１２４ｂに適用可能な材料の層の積層により電子輸送層１２４ａ及び電子輸送層１２４ｂを構成することもできる。
電子注入層１２５は、電子を注入するための層である。
電子注入層１２５としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を含む層を用いることができる。また、電子注入層１２５としては、例えば電子輸送層に適用可能な材料の層にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を含む層を用いることもできる。
例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、又は塗布法などの方法を用いることにより、正孔注入層１２１ａ及び正孔注入層１２１ｂ、正孔輸送層１２２ａ及び正孔輸送層１２２ｂ、発光層１２３ａ及び発光層１２３ｂ、電子輸送層１２４ａ及び電子輸送層１２４ｂ、並びに電子注入層１２５を形成することができる。
電子注入バッファ層１２６は、発光層１２３ｂへの電子の注入障壁を緩和する層である。
電子注入バッファ層１２６としては、電子注入性を有する材料、ドナー性を有する材料、及び電子輸送性を有する物質を含む層を用いることができる。
電子注入性又はドナー性を有する材料としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、及び希土類金属などの金属材料、並びに該金属材料の化合物を用いることができる。
電子輸送性を有する物質としては、例えばＡｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＣＯ１１、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＰＦ−Ｐｙ、又はＰＦ−ＢＰｙなどを用いることができる。
複合材料層１２７は、電子を輸送するための層である。
複合材料層１２７としては、上記正孔輸送性を有する物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料の層を用いることができる。
金属酸化物層１２８は、保護層である。金属酸化物層１２８を設けることにより、発光素子の作製時における図１（Ａ）に示す電界発光層１１２の劣化を抑制することができる。
金属酸化物層１２８としては、例えば遷移金属酸化物層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層を用いることができる。例えば、上記金属酸化物層としては、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、酸化レニウムを含む材料の層を用いることができる。また、金属酸化物層１２８に適用可能な材料の層の積層により、金属酸化物層１２８を構成することもできる。例えば、酸化モリブデン層は、吸湿性が低いため、酸化モリブデン層を用いて金属酸化物層１２８を構成することにより、発光素子を作製する際の電界発光層の劣化を抑制することができ、発光素子の発光特性の低下を抑制することができる。
以上が図２に示す電界発光層の構造例である。
なお、図２に示す電界発光層を複数積層させて発光素子の電界発光層を構成してもよい。上記構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こりにくく、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方の電界発光層で燐光発光、他方の電界発光層で蛍光発光を得ることも容易である。
図２を用いて説明したように、本実施の形態における発光素子の電界発光層の一例は、少なくとも発光層を含む構造である。
また、本実施の形態における発光素子の電界発光層の一例は、発光層及び金属酸化物層を含む積層であり、該積層の最上層が金属酸化物層である構造にすることができる。上記構造にすることにより、発光素子の作製時における電界発光層の劣化を抑制することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に示す発光素子の作製方法例について説明する。
本実施の形態における発光素子の作製方法例として、図１（Ａ）に示す発光素子の作製方法例について図３を用いて説明する。図３は、図１（Ａ）に示す発光素子の作製方法例を説明するための断面模式図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、被素子形成層１００の上に導電層１１１を形成する。
例えば、スパッタリング法を用いて導電層１１１に適用可能な材料の膜を被素子形成層１００の上に形成することにより、導電層１１１を形成することができる。また、導電層１１１に適用可能な材料の膜を積層させることにより、導電層１１１を形成してもよい。
次に、図３（Ｂ）に示すように、導電層１１１の上に電界発光層１１２を形成する。このとき、電界発光層１１２に欠陥部１０２が生じる。
例えば、真空蒸着法、インクジェット法、又はスピンコート法などを用いて発光層を形成することにより、電界発光層１１２を形成することができる。なお、発光層に加え、実施の形態２に示す電界発光層の例のように、他の層を積層することにより、電界発光層１１２を形成する場合には、例えば真空蒸着法、インクジェット法、又はスピンコート法などを用いて他の層に適用可能な材料の層を形成することができる。
なお、このとき、電界発光層１１２の最上層として金属酸化物層を形成することが好ましい。例えばスパッタリング法、真空蒸着法、インクジェット法、又はスピンコート法などを用いて金属酸化物層を形成することができる。
次に、図３（Ｃ）に示すように、電界発光層１１２の上に絶縁層１０３を形成することにより、電界発光層１１２に存在する欠陥部１０２に絶縁層１０３の一部を充填し、欠陥部１０２を閉塞する。
例えば、塗布法などを用いて図１（Ａ）に示す絶縁材１１３に適用可能な材料の膜を形成することにより絶縁層１０３を形成することができる。また、例えば厚さ０．５μｍ以上５μｍ以下の絶縁層１０３を形成することにより、電界発光層１１２に存在する欠陥部１０２を閉塞するように、欠陥部１０２に絶縁層１０３の一部を充填する。
次に、図３（Ｄ）に示すように、絶縁層１０３のうち、欠陥部１０２に充填された絶縁層１０３の一部を残存させつつ、残りの絶縁層１０３の部分を除去することにより、絶縁材１１３を形成し、且つ電界発光層１１２の上面を露出させる。
例えば、酸素プラズマによるアッシング処理により、絶縁層１０３のうち、欠陥部１０２に充填された絶縁層１０３の一部を残存させつつ、残りの絶縁層１０３の部分を除去することができる。なお、電界発光層１１２の最上層として金属酸化物層を設けた場合、金属酸化物層の上面が露出する。電界発光層の最上層として金属酸化物層を設けることにより、欠陥部１０２に絶縁材１１３を充填する際の電界発光層１１２の劣化を抑制しやすくなる。
また、ポジ型の感光性樹脂により絶縁層１０３を形成した場合、例えば、露光時間を調整して絶縁層１０３側から露光を行うことにより、欠陥部１０２に充填された絶縁層１０３の一部を感光せずに残存させつつ、絶縁層１０３の残りの部分を感光させて除去することもできる。このとき、加熱処理により残存させた絶縁層１０３の一部を安定化させることが好ましい。
次に、図３（Ｅ）に示すように、電界発光層１１２及び絶縁材１１３を介して導電層１１１に重畳するように、電界発光層１１２の上及び絶縁材１１３の上に導電層１１４を形成する。このとき、導電層１１４は、電界発光層１１２の上面に接する。
例えば、スパッタリング法を用いて導電層１１４に適用可能な材料の膜を電界発光層１１２及び絶縁材１１３の上部に接するように形成することにより、導電層１１４を形成することができる。また、導電層１１４に適用可能な材料の膜を積層させることにより、導電層１１４を形成してもよい。
以上が図１（Ａ）に示す発光素子の作製方法例である。
図３に示すように、本実施の形態における発光素子の作製方法例は、第１の電極としての機能を有する導電層を形成し、第１の電極としての機能を有する導電層の上に電界発光層を形成し、電界発光層の上に絶縁層を形成し、電界発光層に存在する欠陥部を閉塞するように絶縁層の一部を選択的に充填し、絶縁層のうち、欠陥部に充填された絶縁層の部分を残存させ、残りの絶縁層の部分を除去することにより、絶縁材を形成し、且つ電界発光層の上面を露出させ、電界発光層の上面及び絶縁材の上部に接するように第２の電極としての機能を有する導電層を形成する方法である。
上記方法にすることにより、第１の電極としての機能を有する導電層及び第２の電極としての機能を有する導電層の接触を防止し、第１の電極及び第２の電極の短絡を防止しつつ、電界発光層に接する絶縁材の面積を少なくすることができるため、発光素子の発光特性の低下を抑制することができる。また、上記方法にすることにより、絶縁層を選択的に除去するだけで絶縁材を形成することができるため、製造工程を簡略にすることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態１に示す発光素子の作製方法例について説明する。なお、実施の形態３に示す発光素子の作製方法例と同じ部分については、実施の形態３に示す発光素子の作製方法例の説明を適宜援用する。
本実施の形態における発光素子の作製方法例として、図１（Ａ）に示す発光素子の作製方法例について図４を用いて説明する。図４は、図１（Ａ）に示す発光素子の作製方法例を説明するための断面模式図である。
まず、図４（Ａ）に示すように、被素子形成層１００の上に導電層１１１を形成する。
例えば、図３（Ａ）を用いた発光素子の作製方法例の説明と同様に導電層１１１を形成することができる。
次に、図４（Ｂ）に示すように、導電層１１１の上に電界発光層１１２を形成する。このとき、電界発光層１１２には、欠陥部１０２が生じる。
例えば、図３（Ｂ）を用いた発光素子の作製方法例の説明と同様に電界発光層１１２を形成することができる。
次に、図４（Ｃ）に示すように、電界発光層１１２に存在する欠陥部１０２を閉塞するように、欠陥部１０２に絶縁材１１３を充填する。
例えば、欠陥部１０２に絶縁材１１３に適用可能な材料の樹脂を充填することにより、絶縁材１１３を形成することができる。
例えば、インクジェット法又はディスペンス法などを用いて絶縁材１１３に適用可能な樹脂を欠陥部１０２に充填することにより、絶縁材１１３を形成することができる。なお、予め電界発光層１１２の表面の画像の解析又は電界発光層１１２の上面に射出したレーザ光の反射光の解析により欠陥部１０２の位置を検出してもよい。欠陥部１０２に絶縁材１１３を選択的に充填することにより、絶縁材１１３の形成に用いられる材料を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。
次に、図４（Ｄ）に示すように、電界発光層１１２及び絶縁材１１３を介して導電層１１１に重畳するように、電界発光層１１２の上及び絶縁材１１３の上に導電層１１４を形成する。このとき、導電層１１４は、電界発光層１１２の上面に接する。
例えば、図３（Ｅ）を用いた発光素子の作製方法例の説明と同様に導電層１１４を形成することができる。
以上が図１（Ａ）に示す発光素子の作製方法例である。
図４に示すように、本実施の形態における発光素子の作製方法例は、第１の導電層（例えば第１の電極としての機能を有する導電層）を形成し、第１の導電層の上に電界発光層を形成し、電界発光層に存在する欠陥部に絶縁材を選択的に充填することにより、欠陥部を閉塞し、電界発光層の上面及び絶縁材の上部に接するように第２の導電層（例えば第２の電極としての機能を有する導電層）を形成する方法である。
上記方法にすることにより、第１の電極としての機能を有する導電層及び第２の電極としての機能を有する導電層の接触を防止し、第１の電極及び第２の電極の短絡を防止しつつ、電界発光層に接する絶縁材の面積を少なくすることができるため、作製時における電界発光層の劣化を抑制することができ、発光素子の発光特性の低下を抑制することができる。また、上記方法にすることにより、絶縁材の形成に用いられる材料を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態における発光素子を用いた電子機器の例について説明する。
上記実施の形態における発光素子は、様々な電子機器の発光部に用いることができる。本実施の形態の電子機器の一例として、上記実施の形態の発光素子が適用可能な照明装置について、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、本実施の形態における照明装置の例を示す模式図である。
図５（Ａ）は、ある室内の天井に設けられた照明装置の例（照明装置２０１ａ）を示す模式図である。
照明装置２０１ａは、上記実施の形態における発光素子及び発光素子の発光を制御する制御回路を含む。
図５（Ａ）に示すように、上記実施の形態の発光素子を用いて照明装置を構成することにより、容易に面積を大きくすることができる。
図５（Ｂ）は、ある室内の側壁に設けられた照明装置の例（照明装置２０１ｂ）を示す模式図である。
照明装置２０１ｂは、上記実施の形態における発光素子及び発光素子の発光を制御する制御回路を含む。
図５（Ｂ）に示すように、上記実施の形態の発光素子を用いて照明装置を構成することにより、容易に面積を大きくすることができる。また、照明装置２０１ｂに用いられる基板として透光性を有するガラス基板を用いることにより、照明装置２０１ｂを窓ガラスとして用いることもできる。
また、液晶表示装置などにおける表示部に光を射出するライトユニットなどの照明装置の発光部に上記実施の形態の発光素子を用いることができる。表示装置のライトユニットの発光部に上記実施の形態の発光素子を用いる例について以下に説明する。
図６（Ａ）に示す電子機器は、携帯型情報端末の例である。図６（Ａ）に示す情報端末は、筐体１００１ａと、筐体１００１ａに設けられた表示部１００２ａと、を具備する。
なお、筐体１００１ａの側面１００３ａに外部機器に接続させるための接続端子、及び図６（Ａ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
図６（Ａ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ａの中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、外部機器との信号の送受信を行うアンテナと、表示部１００２ａに光を射出するライトユニットと、を備える。なお、筐体１００１ａの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。
図６（Ａ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
図６（Ｂ）に示す電子機器は、折り畳み式の携帯型情報端末の例である。図６（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂと、筐体１００１ｂに設けられた表示部１００２ｂと、筐体１００４と、筐体１００４に設けられた表示部１００５と、筐体１００１ｂ及び筐体１００４を接続する軸部１００６と、を具備する。
また、図６（Ｂ）に示す携帯型情報端末では、軸部１００６により筐体１００１ｂ又は筐体１００４を動かすことにより、筐体１００１ｂを筐体１００４に重畳させることができる。
なお、筐体１００１ｂの側面１００３ｂ又は筐体１００４の側面１００７に外部機器に接続させるための接続端子、及び図６（Ｂ）に示す携帯型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
また、表示部１００２ｂ及び表示部１００５に、互いに異なる画像又は一続きの画像を表示させてもよい。なお、表示部１００５を必ずしも設ける必要はなく、表示部１００５の代わりに、入力装置であるキーボードを設けてもよい。
図６（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、筐体１００１ｂ又は筐体１００４の中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、表示部１００２ｂ及び表示部１００５に光を射出するライトユニットと、を備える。また、筐体１００１ｂ又は筐体１００４の中に、特定の機能を有する集積回路を１つ又は複数設けてもよい。また、図６（Ｂ）に示す携帯型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
図６（Ｂ）に示す携帯型情報端末は、例えば電話機、電子書籍、パーソナルコンピュータ、及び遊技機の一つ又は複数としての機能を有する。
図６（Ｃ）に示す電子機器は、設置型情報端末の例である。図６（Ｃ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｃと、筐体１００１ｃに設けられた表示部１００２ｃと、を具備する。
なお、表示部１００２ｃを、筐体１００１ｃにおける甲板部１００８に設けることもできる。
また、図６（Ｃ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｃの中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、表示部１００２ｃに光を射出するライトユニットと、を備える。なお、筐体１００１ｃの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図６（Ｃ）に示す設置型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
さらに、図６（Ｃ）に示す設置型情報端末における筐体１００１ｃの側面１００３ｃに券などを出力する券出力部、硬貨投入部、及び紙幣挿入部の一つ又は複数を設けてもよい。
図６（Ｃ）に示す設置型情報端末は、例えば現金自動預け払い機、券などの注文をするための情報通信端末（マルチメディアステーションともいう）、又は遊技機としての機能を有する。
図６（Ｄ）は、設置型情報端末の例である。図６（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｄと、筐体１００１ｄに設けられた表示部１００２ｄと、を具備する。なお、筐体１００１ｄを支持する支持台を設けてもよい。
なお、筐体１００１ｄの側面１００３ｄに外部機器に接続させるための接続端子、及び図６（Ｄ）に示す設置型情報端末を操作するためのボタンの一つ又は複数を設けてもよい。
また、図６（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｄの中に表示部１００２ｄに光を射出するライトユニットを備える。また、図６（Ｄ）に示す設置型情報端末は、筐体１００１ｄの中に、ＣＰＵと、メインメモリと、外部機器とＣＰＵ及びメインメモリとの信号の送受信を行うインターフェースと、を備えてもよい。また、筐体１００１ｄの中に、特定の機能を有する集積回路を一つ又は複数設けてもよい。また、図６（Ｄ）に示す設置型情報端末に、外部との信号の送受信を行うアンテナを設けてもよい。
図６（Ｄ）に示す設置型情報端末は、例えばデジタルフォトフレーム、入出力モニタ、又はテレビジョン装置としての機能を有する。
図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）に示す電子機器において、上記実施の形態の発光素子は、筐体の中に設けられたライトユニットの発光部として用いることができる。ライトユニットの発光部として用いることにより、電子機器の消費電力を低減することができる。特に携帯型の電子機器では、外部から電力を供給することが難しい場合があるため、消費電力の低い上記実施の形態の発光素子をライトユニットの発光部に用いることが好ましい。
なお、図５及び図６に示す照明装置に限定されず、例えば電気スタンド、電光掲示板、室外灯、携帯用光源などの照明装置の発光部に上記実施の形態の発光素子を用いることができる。
また、照明装置に用いられる基板として可撓性基板を用いることにより、例えば発光部が筒状の照明装置又は発光部が球状の照明装置などを構成することもできる。
なお、照明装置に上記実施の形態に示す発光素子の発光を制御するための制御回路を設けてもよい。
また、発光部に上記実施の形態に示す発光素子を複数用いて照明装置に構成してもよい。発光部に上記実施の形態に示す発光素子を複数用いることにより、照明装置の発光輝度を向上させることができ、また、例えば複数の色の光を選択的に発する照明装置を構成することもできる。
また、照明装置に限定されず、例えば上記実施の形態の発光素子を、エレクトロルミネッセンス表示装置における画素の発光素子（発光部）に用いることもできる。
図５及び図６を用いて説明したように、上記実施の形態の発光素子を発光部に備えることにより、照明装置を構成することができる。上記実施の形態の発光素子を発光部に用いて照明装置を構成することにより、照明装置の消費電力を低減することができる。また、上記実施の形態の発光素子を用いて照明装置を構成することにより、照明装置の発光面積を容易に大きくすることができる。
１００ 被素子形成層
１０２ 欠陥部
１０３ 絶縁層
１１１ 導電層
１１２ 電界発光層
１１３ 絶縁材
１１４ 導電層
１２１ａ 正孔注入層
１２１ｂ 正孔注入層
１２２ａ 正孔輸送層
１２２ｂ 正孔輸送層
１２３ａ 発光層
１２３ｂ 発光層
１２４ａ 電子輸送層
１２４ｂ 電子輸送層
１２５ 電子注入層
１２６ 電子注入バッファ層
１２７ 複合材料層
１２８ 金属酸化物層
２０１ａ 照明装置
２０１ｂ 照明装置
１００１ａ 筐体
１００１ｂ 筐体
１００１ｃ 筐体
１００１ｄ 筐体
１００２ａ 表示部
１００２ｂ 表示部
１００２ｃ 表示部
１００２ｄ 表示部
１００３ａ 側面
１００３ｂ 側面
１００３ｃ 側面
１００３ｄ 側面
１００４ 筐体
１００５ 表示部
１００６ 軸部
１００７ 側面
１００８ 甲板部

Claims (6)

  1. 第１の導電層と、
    前記第１の導電層上の、電界発光層と、
    前記電界発光層に存在する欠陥部を閉塞するように、前記欠陥部に充填された絶縁材と、
    前記電界発光層および前記絶縁材上の第２の導電層と、を有し、
    前記電界発光層は、最上層に金属酸化物層を有し、
    前記電界発光層は、前記金属酸化物層と接する第１の層を有し、
    前記第１の層は、正孔輸送性を有する物質およびアクセプター性物質を含み、
    前記第２の導電層は、前記金属酸化物層と接する領域を有し、かつ、前記絶縁材と接する領域を有する発光素子。
  2. 請求項１において、
    前記電界発光層は、前記第１の層と接する第２の層を有し、
    前記第２の層は、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、希土類金属化合物を有する発光素子。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記金属酸化物層は、酸化モリブデン層である発光素子。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子を発光部に備える照明装置。
  5. 第１の導電層を形成し、
    前記第１の導電層の上に、電界発光層を形成し、
    前記電界発光層は、最上層に金属酸化物層を有し、
    前記電界発光層は、前記金属酸化物層と接する第１の層を有し、
    前記第１の層は、正孔輸送性を有する物質およびアクセプター性物質を含み、
    前記金属酸化物層の上に絶縁層を形成し、かつ、前記電界発光層に存在する欠陥部を閉塞するように、前記欠陥部に前記絶縁層の一部を充填し、
    酸素プラズマ処理を行うことにより、前記絶縁層のうち、前記欠陥部に充填された前記絶縁層の部分を残存させ絶縁材を形成し、かつ、残りの前記絶縁層の部分を除去し前記金属酸化物層の上面を露出させ、
    前記金属酸化物層上及び前記絶縁材上に第２の導電層を形成する発光素子の作製方法。
  6. 請求項５において、
    前記金属酸化物層は、酸化モリブデン層である発光素子の作製方法。
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