JP6690919B2 - 発光装置、照明装置、表示装置、及び電子機器 - Google Patents

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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発光装置、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、製造方法に関するものである。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）に関するものである。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）を挟んだものである。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質から発光を得ることができる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた発光装置は、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、該発光装置は、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、白色ＥＬ＋カラーフィルタ方式と呼ぶ、ただし、共通のＥＬ層の発光色は白色に限らない）がある。
白色ＥＬ＋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、各画素間に余白が必要となるが、白色ＥＬ＋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。特に照明や白色ＥＬ＋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。
発光素子からの光の取り出し効率を改善するために、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、発光素子の消費電力を低減するため、一対の電極のうち光を取り出さない方の電極に、仕事関数の高い金属酸化物を用いることで、該電極による電圧損失を低減させ、発光素子の駆動電圧を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１２−１８２１２７号公報 特開２０１２−１８２１１９号公報
発光素子において光の取り出し効率を改善するためには、一対の電極のうち光を取り出さない方の電極に、反射率の高い材料を用いることが望ましい。また、発光素子の駆動電圧を低減するためには、陽極に、仕事関数の高い材料を用いることが望ましい。しかしながら、反射率が高く、仕事関数が高く、発光素子の電極に適した安定な材料を選択することは困難である。
そのため、反射率の高い材料と、仕事関数の高い材料と、を積層した電極構造とすることで、発光素子の光の取り出し効率の向上及び駆動電圧の低減を図る試みがなされている。しかしながら、２種類の異なる材料を積層したとき、イオン化傾向の差によって、２種類の異なる材料の界面で電子の授受が生じる場合がある。また、積層する材料の一方に酸化物を用いた場合、２種類の異なる材料の界面で酸素の授受が生じる場合がある。このような電子の授受や酸素の授受は、電極材料が腐食する原因となる。電極材料が腐食すると、該電極材料によって形成された電極層の応力に変化が生じるため、膜剥がれによる不良が生じる場合や、発光素子の発光効率の低下、あるいは駆動電圧の上昇が生じる場合がある。また、これらは、発光素子の電気的短絡や発光不良の原因にもなる。
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特定の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（アライメント精度ともいう）が高く要求される。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、白色ＥＬ＋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、白色ＥＬ＋カラーフィルタ方式では、白色発光する機能を有する発光層を、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、白色ＥＬ＋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。そのため、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、発光素子の生産性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。
一つの発光ユニットを有するＥＬ層で構成される発光素子で白色発光を得るためには、異なる色に発光する発光性物質を単層のＥＬ層中で同時に効率良く発光させる必要がある。ＥＬ層から得られる発光は、ＥＬ層に注入される電子及び正孔の再結合が生じる領域の分布に影響を受ける。例えば、一方の発光性物質が含まれる発光層に当該再結合領域が偏ると、他方の発光性物質からの発光が弱くなる。つまり、ＥＬ層に注入される電子及び正孔の再結合が生じる領域によって、ＥＬ層が呈する発光色が変化することになる。そのため、ＥＬ層が呈する発光色を制御するためには、ＥＬ層に注入される電子及び正孔の再結合が生じる領域を制御することが重要となる。
別言すると、ＥＬ層に注入される電子及び正孔の再結合が生じる領域を制御することで、ＥＬ層が呈する発光色を制御することができるため、白色発光する機能を有する発光層を有する発光素子から、所望の発光色となる光を取り出すことが可能となる。したがって、表示装置の各副画素に、白色発光する機能を有する発光層を共通で成膜し、各副画素の電子及び正孔の再結合が生じる領域をそれぞれ制御し、各副画素の発光色を制御することで、各副画素から異なる発光色を取りだすことができれば、光の利用効率の高い発光素子を作製することが可能となる。
上述した課題に鑑み、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つとする。または発光効率が高い新規な発光素子を提供することを課題の一つとする。または消費電力が低減された新規な発光素子を提供することを課題の一つとする。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つとする。またはＥＬ層の電子及び正孔の再結合の領域が制御された発光素子を提供することを課題の一つとする。または新規な発光素子の作製方法を提供することを課題の一つとする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。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になるものであり、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、第１の電極層と、第２の電極層と、第１の電極層及び第２の電極層の間に設けられたＥＬ層と、を有する発光素子であって、第１の電極層は、導電層と、導電層に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極層と、第１の電極層上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極層と、を有する発光素子であって、第１の電極層は、導電層と、導電層上に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極層と、第１の電極層上に接するＥＬ層と、ＥＬ層上に接する第２の電極層と、を有する発光素子であって、第１の電極層は、導電層と、導電層上に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極層と、第２の電極層と、第３の電極層と、ＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第１の電極層と第２の電極層との間、および第２の電極層と第３の電極層との間に設けられ、第１の電極層は、導電層と、導電層に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極層と、第１の電極層上のＥＬ層と、ＥＬ層上の第２の電極層と、第３の電極層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、第３の電極層上に設けられ、第１の電極層は、導電層と、導電層上に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極層と、第１の電極層上に接するＥＬ層と、ＥＬ層上に接する第２の電極層と、第３の電極層とを有する発光素子であって、ＥＬ層は、第３の電極層上に接して設けられ、第１の電極層は、導電層と、導電層上に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、第１の電極層と、トランジスタと、を有する半導体装置であって、第１の電極層は、導電層と、導電層に接する酸化物層と、を有し、導電層は、光を反射する機能を有し、酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上である、ことを特徴とする半導体装置である。
また、上記構成において、トランジスタは、酸化物半導体層にチャネル領域を有し、酸化物半導体層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有する、ことを特徴とする半導体装置である。
また、上記各構成において、第３の電極層は、酸化物層の構成と異なる酸化物を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の電極層と、第２の電極層と、で挟持される第１の領域は、第２の電極層と、第３の電極層と、で挟持される第２の領域が呈することができる光の色と、異なる色の光を呈することができると好ましい。
また、上記各構成において、ＥＬ層は、第１の発光層及び第２の発光層を有し、第１の発光層は、光を呈する機能を有する第１の化合物を有し、第２の発光層は、光を呈する機能を有する第２の化合物を有することが好ましい。
また、上記構成において、第１の化合物と第２の化合物の一方は、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１の化合物と第２の化合物の他方は、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が好ましい。
また、上記各構成において、第１の化合物は、第２の化合物が呈する光の色と、異なる色の光を呈することが好ましい。
また、上記各構成において、導電層は、ＡｌまたはＡｇを有することが好ましい。
また、上記各構成において、第２の電極層は、Ｉｎ、Ａｇ、Ｍｇの少なくとも一つを有することが好ましい。
また、上記各構成において、酸化物層は、さらに、Ｚｎを有することが好ましい。
また、上記各構成において、Ｍは、Ｇａであることが好ましい。
また、上記各構成において、酸化物層は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有することが好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子を有する表示装置であって、表示装置は、発光素子のスイッチングを行うトランジスタを有し、トランジスタは、酸化物半導体層にチャネル領域を有し、酸化物半導体層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有する、ことを特徴とする表示装置である。
また、上記構成において、酸化物層と酸化物半導体層と、が同じ元素を有することが好ましい。
また、本発明の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタ、またはトランジスタとを有する表示装置、または上記各構成の表示装置と筐体またはタッチセンサとを有する電子機器、または上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサとを有する照明装置も範疇に含めるものである。また、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）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光装置にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ 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は、発光素子を有する場合がある。
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、本発明の一態様により、発光効率が高い新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力が低減された新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一様態により、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、ＥＬ層の電子及び正孔の再結合の領域が制御された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光素子の作製方法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るものではない。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、自ずと明らかとなるものであり、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を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様に係る、計算に用いた結晶モデルを説明する図。 本発明の一様態の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一様態の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一様態の発光素子を説明する断面模式図。 本発明の一態様に係る、発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様に係る、発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 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ブロック図及び回路図。 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。 本発明の一態様のタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様の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。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、電極層の反射率を説明する図。 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。 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るものではない。
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るものであり、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。
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たものである。また、本明細書でおいて色とは、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比の分布が異なることをも含む。
また、本明細書等において、青色の発光は、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、緑色の発光は、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、黄色の発光は、５５０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有し、赤色の発光は、５９０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する、発光である。
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態の最も低い準位（Ｓ１準位）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、三重項励起状態の最も低い準位（Ｔ１準位）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℃乃至４０℃のいずれかの温度をいう。
また、本明細書等において、透明導電膜とは、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する膜である。例えば、透明導電膜としては、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）に代表される酸化物導電体膜、酸化物半導体膜、または有機物を含む有機導電体膜を含む。有機物を含む有機導電体膜としては、例えば、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を含む膜、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料を含む膜等が挙げられる。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、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。
（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１０を用いて以下説明する。
＜１．発光素子の構成例１＞
図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。図１（Ａ）に示す発光素子１５０は、電極層１０１と、ＥＬ層１００と、電極層１０２と、を有する。また、電極層１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、を有する。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、図１（Ｂ）に示すように、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する構成としてもよい。
なお、本実施の形態における発光素子では、電極層１０１を陽極、電極層１０２を陰極として、説明を行うが、発光素子の構成としては、その限りではない。つまり、電極層１０１を陰極とし、電極層１０２を陽極とし、当該電極層間の各層の積層は、順番を逆としても良い。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番にすれば良い。
また、一対の電極間のＥＬ層には、その機能に応じて、各層が形成されれば良く、これに限らない。すなわち、一対の電極層間のＥＬ層は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、あるい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層を有する構成としても良い。
≪電極層の構成例≫
電極層１０１を構成する導電層１０１ａは、光が反射する機能を有する。導電層１０１ａに、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａｇ）を有する材料を用いることで、導電層１０１ａの反射率を高めることが可能となり、発光素子１５０の発光効率を高めることができる。なお、Ａｌは材料コストが安く、パターン形成が容易であるため、発光素子の製造コストを安価にすることができ、好ましい。また、Ａｇは特に高い反射率を有するため、発光素子の発光効率を高めることができ、好ましい。
電極層１０１を構成する導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂは、導電性を有することが好ましい。酸化物層１０１ｂの抵抗率は、１×１０５Ω・ｃｍ以下が好ましく、１×１０４Ω・ｃｍ以下であるとさらに好ましい。酸化物層１０１ｂが導電性を有することで、電極層１０１からＥＬ層１００への電子または正孔の注入性を高めることができ、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。
また、酸化物層１０１ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。酸化物層１０１ｂが光を透過する機能を有することで、電極層１０１の反射率を高くすることができるため、発光素子１５０の発光効率を高めることができる。
酸化物層１０１ｂに、インジウム（Ｉｎ）を有する酸化物を用いることで、酸化物層１０１ｂの導電性を高めることが可能となる。また、酸化物層１０１ｂの光の透過率を高めることが可能となる。
電極層１０１を構成する導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上の酸化物層１０１ｂと、が接する場合、導電層１０１ａに用いる材料と、酸化物層１０１ｂに用いる材料と、の間にイオン化傾向の差が生じる場合がある。
イオン化傾向の大きさは、標準電極電位の値を指標とすることができる。例えば、Ａｌの標準電極電位は−１．６８Ｖ、Ｉｎの標準電極電位は−０．３４Ｖであるため、ＡｌはＩｎよりイオン化傾向が大きい。導電層１０１ａにＡｌを有する材料を用い、酸化物層１０１ｂにＩｎを有する酸化物を用いる場合、Ａｌを有する材料とＩｎを有する酸化物との間で、イオン化傾向の差が大きくなるため、当該材料間で電子の授受が生じ、電食が生じる。また、Ｉｎと酸素との結合力より、Ａｌと酸素との結合力の方が強いため、Ａｌを有する材料とＩｎを有する酸化物との間で酸素の授受が生じ、Ａｌを有する材料とＩｎを有する酸化物との界面に、Ａｌの酸化物が形成される場合がある。Ａｌの酸化物は導電性が低いため、電極層１０１の導電性が低下し、発光素子１５０の駆動電圧が上昇する一因となる。また、電食が生じると、該電極層の応力に変化が生じるため、膜剥がれが生じる場合がある。
そこで、本発明の一態様は、酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、Ｉｎより酸素との結合エネルギーが大きい元素と、を有する酸化物を用いる。または、酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、Ｉｎよりイオン化傾向が大きい元素と、を有する酸化物を用いる。または、酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、Ｉｎより標準電極電位が小さい元素と、を有する酸化物を用いる。すなわち、酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、シリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、スズ（Ｓｎ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）またはハフニウム（Ｈｆ）を表す）と、を有する酸化物を用いる。
また、酸化物層１０１ｂに含まれるスタビライザーＭの含有量はＩｎの含有量以上であることが好ましい。このような構成とすることで、酸化物層１０１ｂ中での金属元素と酸素との結合力がより強固になり、酸化物層１０１ｂと導電層１０１ａとの間の酸素の授受を防ぐことができる。そのため、電極層１０１における電食の発生を防ぐことができ、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。また、安定な電極層を作製するためには、スタビライザーＭの含有量はＩｎの含有量より多い方が、より好ましい。
Ｉｎ及びスタビライザーＭに用いることができる元素の一例の標準電極電位を表１に示す。また、Ｉｎと酸素、及びスタビライザーＭに用いることができる元素の一例であるＧａと酸素、の結合エネルギーの計算値を表２に示す。
表１に示す標準電極電位は、「化学便覧基礎編ＩＩ改訂４版、表１２・４０（ＩＩ４６５からＩＩ４６８頁）、丸善株式会社」から引用したものである。表１に示すような、Ｉｎより標準電極電位が小さい元素をスタビライザーＭとして、Ｉｎを有する酸化物層が有することで、該酸化物層とＡｌを有する導電層との間の標準電極電位の差が縮小するため、該酸化物層と該導電層との間で酸化還元反応が生じにくくなる。すなわち、Ａｌを有する導電層と、Ｉｎを有する酸化物層との間の電子の授受または酸素の授受を防ぐことができる。
表２に示す金属元素と酸素との結合エネルギーの計算には、第一原理計算ソフトウェアであるＶＡＳＰ（Ｔｈｅ Ｖｉｅｎｎａ Ａｂ ｉｎｉｔｉｏ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐａｃｋａｇｅ）を用いた。図８（Ａ）（Ｂ）は、計算に用いた結晶モデルである。また、内殻電子の効果はＰｒｏｊｅｃｔｏｒ Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｗａｖｅ（ＰＡＷ）法にて計算した。汎関数には、ＧＧＡ／ＰＢＥ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ−Ｇｒａｄｉｅｎｔ−Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ／Ｐｅｒｄｅｗ−Ｂｕｒｋｅ−Ｅｒｎｚｅｒｈｏｆ）を用いた。計算条件を表３に示す。
また、酸素との結合エネルギー（Ｅｂｉｎｄｉｎｇ（Ｍ−Ｏ））は数式（１）より算出した。なお、数式（１）のＭは、ＩｎまたはＧａを表し、ｎはモデルサイズに依存する原子数であり、今回の計算ではｎ＝１６とした。また、Ｅａｔｏｍ（Ｍ）及びＥａｔｏｍ（Ｏ）は、各原子の全エネルギー、Ｅｔｏｔ（Ｍ２ｎＯ３ｎ）はＭ２Ｏ３結晶モデルの全エネルギーである。図８（Ｂ）のように、Ｉｎ２Ｏ３結晶では、Ｉｎは６配位のみ、Ｏは４配位のみであり、Ｉｎ−Ｏの結合の強さは一定とみなすことができる。一方、図８（Ａ）のように、β−Ｇａ２Ｏ３結晶には、３配位と４配位のＯ、及び４配位と６配位のＧａがあるため、それらＧａ−Ｏの結合エネルギーは一律ではないが、ここでは計算を単純にするため、Ｇａ−Ｏの結合エネルギーはその平均値を用いて算出した。
計算の結果、表２のように、Ｇａ−Ｏ結合エネルギーの方がＩｎ−Ｏ結合エネルギーよりも大きい。したがって、Ｇａの方が酸素との結合が強いと言える。
なお、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のような、複数の金属元素を含む酸化物では、酸素が単一の金属元素のみと結合する場合より、酸素が２種類あるいは３種類の金属元素と結合する場合が多い。そのため次に、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（原子数比）結晶モデルに対して、金属元素と酸素（Ｍ−Ｏ）間の結合エネルギーの算出を行った。モデル内の原子数は８４原子とし、計算は表３に示した条件を用いた。結合エネルギー（ＥＢ，Ｍ−Ｏ）は、数式（２）より算出した。数式（２）では、結合エネルギー（ＥＢ，Ｍ−Ｏ）は、Ｍ−Ｏ間の距離（ｄＭ−Ｏ）に依存する。数式（２）のａ０，Ｍ、ａ１，Ｍ、ａ２，Ｍは、数式（３）のＳが最少になるよう、フィッティングを行うことで算出した。なお、数式（４）のＩＧＺＯ：ＶＯは、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物中に酸素欠損（ＶＯ）が存在するＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物モデルを表し、そのモデルにおけるＶＯ生成エネルギーをＥ（ＶＯ）で表している。
Ｇａ−Ｏ及びＩｎ−Ｏの平均的な距離である０．１９５ｎｍ、０．２２０ｎｍにおける結合エネルギーは、それぞれ２．３３ｅＶ、１．８０ｅＶと算出された。したがって、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のような複数の金属元素を含む酸化物においても、Ｇａ−Ｏの結合エネルギーの方がＩｎ−Ｏの結合エネルギーより大きく、Ｇａの方が酸素との結合が強いと言える。
以上のように、Ｉｎより標準電極電位が小さい元素、またはＩｎよりイオン化傾向の大きい元素を、スタビライザーＭとして酸化物層１０１ｂに用いる、または酸素との結合エネルギーがＩｎより強い元素をスタビライザーＭとして酸化物層１０１ｂに用いることで、Ｉｎを含む酸化物層１０１ｂと、Ａｌを有する導電層１０１ａと、の間の電子の授受または酸素の授受を抑制することができる。すなわち、酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有する酸化物を用いることで、電極層１０１における電食の発生を防ぐことができ、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。また、酸化物層１０１ｂに含まれるスタビライザーＭの含有量はＩｎの含有量以上とすることで、酸化物層１０１ｂと導電層１０１ａとの間の酸素の授受を効果的に防ぐことができるため、好適である。
なお、Ａｇの標準電極電位は、０．８０Ｖであるため、ＡｇはＩｎよりイオン化傾向が小さい。したがって、導電層１０１ａにＡｇを有する材料を用いる場合、酸化物層１０１ｂから導電層１０１ａへの酸素の授受が生じにくいため、好ましい。なお、この場合においても、酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有する酸化物を用いることで、酸化物層１０１ｂ内の酸素の結合力がより強固になるため、より安定な電極層１０１を作製することができる。
電極層１０２は、光を透過する機能を有する。電極層１０２に、Ｉｎ、Ａｇ、マグネシウム（Ｍｇ）を少なくとも一つ含む材料を用いることで、電極層１０２の透過率を高めることが可能となり、発光素子１５０の発光効率を高めることができる。
また、電極層１０２が、光が透過する機能と、光が反射する機能と、を有する場合、マイクロキャビティ効果により、発光素子１５０の発光効率を高めることができる。そのためにも、電極層１０２に、Ｉｎ、Ａｇ、Ｍｇを少なくとも一つ含む材料を用いることは好適である。
また、電極層１０１が、光を反射する機能と、光を透過する機能を有する構成としてもよい。その場合、電極層１０１が有する導電層１０１ａを、光が透過する程度の膜厚とすることが好ましい。また、電極層１０１が、光を反射する機能と、光を透過する機能とを有するとき、電極層１０２は、光を反射する機能を有すると好ましく、反射率が高いＡｇを有すると特に好ましい。
また、光を取り出す電極層上に、カラーフィルタを設けることで、発光素子１５０の色純度を向上させることができる。そのため、発光素子１５０を有する表示装置の色純度を高めることができる。
＜２．発光素子の構成例２＞
次に、図１（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子１５０と異なる構成例について、図２（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図２（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図２（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２（Ａ）で示す発光素子１７０、及び図２（Ｂ）で示す発光素子１７２は、電極層１０１に、光を反射する機能を有する導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、さらに酸化物層１０１ｂ上の透明導電膜１０１ｃと、を有する構成である。
電極層１０１を陽極として用いる場合、透明導電膜１０１ｃには仕事関数の高い材料を用いることが好適である。また、電極層１０１を陰極として用いる場合、透明導電膜１０１ｃには仕事関数の小さい材料を用いることが好適である。そのような透明導電膜１０１ｃを有することで、電極層１０１は、ＥＬ層へのキャリア注入性が良好な電極となる。
また、図２（Ｂ）の発光素子１７２のように、発光層１２０は、発光層１２０ａと、発光層１２０ｂと、が積層された構成としても良い。発光層１２０ａと、発光層１２０ｂと、に異なる発光色を呈する機能を有する発光材料をそれぞれ用いることで、発光素子１７２から複数の発光色を有する発光を同時に得ることができる。また、発光層１２０ａと、発光層１２０ｂと、がそれぞれ呈する発光により、白色となるよう発光材料を選択すると良い。
また、発光層１２０は、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。
＜３．発光素子の構成例３＞
次に、図１（Ａ）（Ｂ）、および図２（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子と異なる構成例について、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図３（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図３（Ａ）（Ｂ）において、図１（Ａ）（Ｂ）、および図２（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３（Ａ）（Ｂ）は、電極層１０１の下部に、さらに酸化物層１０１ｄを有する発光素子の構成例である。図３（Ａ）に示す発光素子１７４は、電極層１０１の構成の一部として、導電層１０１ａの下に、酸化物層１０１ｄを有する発光素子である。すなわち、導電層１０１ａが、酸化物層１０１ｂと酸化物層１０１ｄとで挟持された電極層１０１の構成例である。また、図３（Ｂ）に示す発光素子１７６は、電極層１０１の構成の一部として、導電層１０１ａの下に、酸化物層１０１ｄと、透明導電膜１０１ｅと、を有する発光素子である。すなわち、導電層１０１ａが、酸化物層１０１ｂと酸化物層１０１ｄとで挟持され、さらに透明導電膜１０１ｃと透明導電膜１０１ｅとで挟持された電極層１０１の構成例である。
酸化物層１０１ｄと、酸化物層１０１ｂとは、異なる材料を用いても良く、同じ材料を用いても良い。同じ材料を用いる場合、導電層１０１ａは、同じ酸化物材料で挟持される構造となる。酸化物層１０１ｄおよび酸化物層１０１ｂに、本発明の一態様の構成を用いると、導電層１０１ａは、安定な酸化物層で挟持されることになる。そのため、安定な電極層１０１を製造することができる。また、導電層１０１ａが同じ酸化物材料で挟持されると、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。
透明導電膜１０１ｅと、透明導電膜１０１ｃとは、異なる材料を用いても良く、同じ材料を用いても良い。同じ材料を用いる場合、導電層１０１ａ、酸化物層１０１ｂ、１０１ｄは、同じ透明導電膜材料で挟持される構造となる。電極層１０１が同じ透明導電膜材料で挟持されると、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１７６において、透明導電膜１０１ｃまたは透明導電膜１０１ｅの、いずれか一方のみを有する構成としてもよい。また、酸化物層１０１ｄまたは透明導電膜１０１ｅのいずれか一方のみを有する構成としてもよい。
＜４．発光素子の構成例４＞
次に、図１乃至図３に示す発光素子と異なる構成例について、図４を用いて、以下説明を行う。
図４は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図４において、図１乃至図３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は、一対の電極層間に、複数の発光ユニットが電荷発生層を介して積層されるタンデム型発光素子の構成例である。タンデム型発光素子１９０は、電極層１０１と、電極層１０２と、の間に、発光ユニット１０６と、電荷発生層１１５と、発光ユニット１０８と、を有する発光素子である。また、発光ユニット１０６は、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２１と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、を有し、発光ユニット１０８は、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、発光層１２２と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する構造を有している。すなわち、タンデム型発光素子１９０は、複数の発光ユニットを有し、図１乃至図３で示す発光素子は一つの発光ユニットを有する、発光素子である。
また、発光層１２１および発光層１２２は、例えば発光層１２２ａ及び発光層１２２ｂのように、２層が積層された構成とすることができる。２層の発光層に、第１の化合物および第２の化合物という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光色を有する発光を同時に得ることができる。特に、発光層１２１と、発光層１２２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１２１または発光層１２２は、それぞれ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。
＜５．発光素子の構成例５＞
次に、図１乃至図４に示す発光素子と異なる構成例について、図５（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図５（Ａ）（Ｂ）において、図１乃至図４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、図１乃至図４に示す発光素子と異なる構成を有する発光素子２５０及び発光素子２７０の構成例である。図５（Ａ）で示す発光素子２５０は、基板２００上に、電極層１０１と、電極層１０２と、電極層１０３と、を有する。また、電極層１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、を有する。また、電極層１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する酸化物層１０３ｂと、酸化物層１０３ｂ上の透明導電膜１０３ｃと、を有する。
また、発光素子２５０は、電極層１０１と、電極層１０２と、の間に、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。また、発光素子２５０は、電極層１０２と、電極層１０３と、の間に、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
図５（Ａ）においては、領域２１０Ａにおいて電極層１０１と電極層１０２とで挟持され、また領域２１０Ｂにおいて電極層１０２と電極層１０３とで挟持された、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、で例示される各機能層は、それぞれ分離された状態で例示しているが、各機能層は、領域２１０Ａ及び領域２１０Ｂで分離せずに共通して成膜することができる。
また、発光層１２０は、発光層１２０ａと発光層１２０ｂとが積層された構成とすることができる。２層の発光層に、第１の化合物および第２の化合物という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光色を有する発光を同時に得ることができる。特に、発光層１２０ａと、発光層１２０ｂ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は、それぞれ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。
電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂと、電極層１０３を構成する酸化物層１０３ｂと、が異なる材料で構成される場合、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。
電極層１０１及び電極層１０３を陽極として用いる場合、酸化物層１０１ｂ及び酸化物層１０３ｂは、仕事関数の大きい材料で形成されることが好ましい。その中でも、例えば、仕事関数が比較的低く正孔注入性が低い材料を酸化物層１０１ｂ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層へ注入された電子とが再結合する領域は、比較的陽極側に密に分布する。一方で、仕事関数が比較的高く正孔注入性が高い材料を酸化物層１０３ｂに用いた場合、正孔と電子とが再結合する領域は、比較的陰極側に密に分布する。
また、正孔と電子とが再結合する領域（再結合領域）に発光層１２０が存在すると、発光層１２０から光が発せられる。キャリアの再結合領域を発光層１２０において密となるように発光素子２５０を形成する各層の材料及び厚さを調整することにより、発光素子２５０の発光強度を向上させ、発光効率を上げることができる。なお、発光層１２０が１層であれば、発光材料が発する光のスペクトルの形状（各波長成分の相対強度比）は正孔と電子とが再結合する領域に影響されないため、再結合領域が変化しても発光材料そのものの発光色が変化することはない。
一方、図５（Ａ）（Ｂ）のように、発光層１２０が複数の層（発光層１２０ａ及び発光層１２０ｂ）で構成される場合、正孔または電子の注入性が変わり、発光層１２０内での正孔と電子とが再結合する領域（再結合領域）が変化すると、発光層１２０ａと発光層１２０ｂとが呈する光の強度の比が変化する。したがって、発光層１２０ａと発光層１２０ｂとで呈する光の色が異なる場合、発光素子２５０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り、すなわち、発光素子２５０が呈する光の色が変化する。
そのため、本発明の一態様に係る発光素子において、電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂは、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、スタビライザーＭの含有量は前記Ｉｎの含有量以上であることが好ましく、電極層１０３を構成する酸化物層１０３ｂは、酸化物層１０１ｂと異なる酸化物を有することが好ましい。また、発光層１２０に異なる発光色を呈する機能を有する少なくとも２つの発光材料を有する構造とすることで、電極層１０１と電極層１０２とで挟持される領域２１０Ａから呈される発光と、電極層１０２と電極層１０３とで挟持される領域２１０Ｂから呈される発光と、で異なる発光色にすることができるため、好ましい。すなわち、領域２１０Ａと領域２１０Ｂとが発光層１２０を共通に有していても、電極層１０１の構成と、電極層１０３の構成と、を異なる構成とすることで、領域２１０Ａ及び領域２１０Ｂから取り出される発光の発光色を互いに異なる発光色にすることができる。
なお、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、に同じ材料を用いても良い。また、酸化物層１０１ｂ、と酸化物層１０３ｂと、に同じ材料を用い、成膜プロセスを異なるプロセスとすることで、電極層１０１または電極層１０３からＥＬ層への電子または正孔の注入性を変えても良い。例えば、酸化物層１０１ｂまたは酸化物層１０３ｂを成膜する際の成膜室内の圧力、成膜ガス（例えば、酸素、アルゴン、または酸素を含む混合ガス）、成膜エネルギー、成膜時の温度、ターゲットと基板との間の距離、または成膜後の温度や表面処理、等を変えて、酸化物層の性質を異なる性質とすることで、酸化物層からＥＬ層への電子または正孔の注入性を変えても良い。また、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、が同じ元素を有し、該元素の含有量または含有率を互いに異ならせることで、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、を互いに異なる材料としてもよい。
また、導電層１０１ａと、導電層１０３ａと、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。導電層１０１ａと、導電層１０３ａと、に同じ材料を用いる場合、発光素子２５０の製造コストを低減できる。
また、本実施の形態で示した発光素子２５０において、領域２１０Ａと領域２１０Ｂとが有するＥＬ層の構成は、同じ構成を用いることができる。そのため、例えば、互いに異なる発光色を呈する領域２１０Ａ及び領域２１０Ｂを有する発光素子２５０を、表示装置の画素中の副画素に用いることで、ＥＬ層を塗り分けることなく、各副画素から異なる発光色の光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、高い歩留りで作製することができる。すなわち、発光素子２５０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、発光素子２５０を有する表示装置は、製造コストを低減することができる。また、ＥＬ層に塗り分けに要する余白（マージン）によるレイアウトの制約も生じないため、レイアウトの自由度も高く、製造しやすい表示装置を作製できる。また、高い解像度を有する表示装置を作製することができる。
また、図５（Ｂ）で示す発光素子２７０のように、電極層１０１は、光を反射する機能を有する導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、さらに酸化物層１０１ｂ上の透明導電膜１０１ｃと、を有していても良い。
透明導電膜１０１ｃを有することで、電極層１０１は、ＥＬ層へのキャリア注入性の良好な電極とすることができる。
なお、透明導電膜１０１ｃと、透明導電膜１０３ｃと、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。透明導電膜１０１ｃと、透明導電膜１０３ｃと、に同じ材料を用いる場合、発光素子２７０の製造コストを低減できる。その場合においても、酸化物層１０１ｂと酸化物層１０３ｂとを異なる構成とすることで、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なる電極構成とすることができる。
また、透明導電膜１０１ｃと、透明導電膜１０３ｃと、に異なる材料を用いる場合、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。すなわち、図５（Ｂ）に示す発光素子２７０において、電極層１０１と電極層１０２とで挟持された領域２１１Ａと、電極層１０２と電極層１０３とで挟持された領域２１１Ｂと、で電子または正孔の注入性が異なるため、領域２１１Ａと、領域２１１Ｂと、で電子及び正孔の再結合領域の電極層１０２からの距離が異なるものとなる。
したがって、領域２１１Ａから呈される発光の発光色と、領域２１１Ｂから呈される発光の発光色と、が互いに異なる発光色となる。すなわち、電極層１０１の構成と、電極層１０３の構成と、を異なる構成とすることで、領域２１１Ａ及び領域２１１Ｂから取り出される発光の発光色を、互いに異なる発光色とすることができる。
＜６．発光素子の構成例６＞
次に、図１乃至図５に示す発光素子と異なる構成例について、図６（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図６（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図６（Ａ）（Ｂ）において、図１乃至図５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６（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極層間に、複数の発光ユニットが電荷発生層１１５を介して積層されるタンデム型発光素子の構成例である。発光素子２８０及び発光素子２８２は、基板２００上に電極層１０１と、電極層１０２と、電極層１０３と、を有する。また、電極層１０１と電極層１０２との間、及び電極層１０２と電極層１０３との間に、発光層１２１と、電荷発生層１１５と、発光層１２２と、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
図６（Ａ）においては、領域２１２Ａにおいて電極層１０１と電極層１０２とで挟持され、また領域２１２Ｂにおいて電極層１０２と電極層１０３とで挟持された、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１２１と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、電荷発生層１１５と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、発光層１２２と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、で例示する各機能層は、それぞれ分離された状態で例示しているが、各機能層は、領域２１２Ａ及び領域２１２Ｂで分離せずに共通して成膜することができる。
図６（Ａ）で示す発光素子２８０における電極層１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、を有する。また、電極層１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する酸化物層１０３ｂと、酸化物層１０３ｂ上の透明導電膜１０３ｃと、を有する。
図６（Ｂ）で示す発光素子２８２における電極層１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０１ｂ上の透明導電膜１０１ｃと、を有する。また、電極層１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する酸化物層１０３ｂと、酸化物層１０３ｂ上の透明導電膜１０３ｃと、を有する。
また、発光層１２１及び発光層１２２は、例えば発光層１２１ａ及び発光層１２１ｂのように、それぞれ２層が積層された構成とすることができる。２層の発光層に、第１の化合物および第２の化合物という異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光色を有する発光を同時に得ることができる。特に、発光層１２１と、発光層１２２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１２１または発光層１２２は、それぞれ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。
電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂと、電極層１０３を構成する酸化物層１０３ｂと、が異なる材料で構成される場合、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。すなわち、発光素子２８０において、電極層１０１と電極層１０２とで挟持された領域２１２Ａと、電極層１０２と電極層１０３とで挟持された領域２１２Ｂと、で電子または正孔の注入性が異なるため、領域２１２Ａと、領域２１２Ｂと、で電子及び正孔の再結合する領域（再結合領域）の電極層１０２からの距離が異なるものとなる。
したがって、発光素子２８０において、領域２１２Ａから呈される発光の発光色と、領域２１２Ｂから呈される発光の発光色と、で異なる発光色となる。また、発光素子２８２において、領域２１３Ａから呈される発光の発光色と、領域２１３Ｂから呈される発光の発光色と、で異なる発光色となる。そのためには、電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂは、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、スタビライザーＭの含有量は前記Ｉｎの含有量以上であることが好ましく、電極層１０３を構成する酸化物層１０３ｂは、酸化物層１０１ｂと異なる酸化物を有することが好ましい。すなわち、電極層１０１の構成と、電極層１０３の構成と、を異なる構成とすることで、発光素子２８０において、領域２１２Ａ及び領域２１２Ｂから取り出される発光の発光色を、互いに異なる発光色にすることができる。また、同様に、発光素子２８２において、領域２１３Ａ及び領域２１３Ｂから取り出される発光の発光色を、互いに異なる発光色にすることができる。
なお、発光素子２８０及び発光素子２８２において、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、に同じ材料を用いても良い。また、酸化物層１０１ｂ、と酸化物層１０３ｂと、に同じ材料を用い、成膜プロセスを異なるプロセスとすることで、電極層１０１または電極層１０３からＥＬ層への電子または正孔の注入性を変えても良い。例えば、酸化物層１０１ｂまたは酸化物層１０３ｂを成膜する際の成膜室内の圧力、成膜ガス（例えば、酸素、アルゴン、または酸素を含む混合ガス）、成膜エネルギー、成膜時の温度、ターゲットと基板との間の距離、または成膜後の温度や表面処理、等を変えて、酸化物層の性質を異なる性質とすることで、酸化物層からＥＬ層への電子または正孔の注入性を変えても良い。また、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、が同じ元素を有し、該元素の含有量または含有率を異ならせることで、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、を異なる材料としてもよい。
互いに異なる発光色の光を呈する領域２１２Ａ及び領域２１２Ｂを有する発光素子２８０を、または互いに異なる発光色の光を呈する領域２１３Ａ及び領域２１３Ｂを有する発光素子２８２を、表示装置の画素中の副画素に用いることで、ＥＬ層を塗り分けることなく、各副画素から異なる発光色の光を取り出すことができる。そのため、光の利用効率が良く、製造しやすい表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２８０または発光素子２８２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、発光素子２８０または発光素子２８２を有する表示装置は、製造コストを低減することができる。
＜７．発光素子の構成例７＞
次に、図１乃至図６に示す発光素子と異なる構成例について、図７（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図７（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図７（Ａ）（Ｂ）において、図１乃至図６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７（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極層間に、複数の発光ユニットが電荷発生層１１５を介して積層されるタンデム型発光素子の構成例である。図７（Ａ）に示す発光素子２９０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７（Ｂ）に示す発光素子２９２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２９０及び発光素子２９２は、基板２００上に電極層１０１と、電極層１０２と、電極層１０３と、電極層１０４とを有する。また、電極層１０１と電極層１０２との間、及び電極層１０２と電極層１０３との間、及び電極層１０２と電極層１０４との間に、発光層１２１と、電荷発生層１１５と、発光層１２２と、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、電極層１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０１ｂ上の透明導電膜１０１ｃとを有する。また、電極層１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する酸化物層１０３ｂと、酸化物層１０３ｂ上の透明導電膜１０３ｃとを有する。電極層１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する酸化物層１０４ｂとを有する。
図７（Ａ）に示す発光素子２９０、及び図７（Ｂ）に示す発光素子２９２は、電極層１０１と電極層１０２とで挟持された領域２２１Ｒ、電極層１０２と電極層１０３とで挟持された領域２２１Ｇ、及び電極層１０２と電極層１０４とで挟持された領域２２１Ｂ、の間に、隔壁１４０を有する。隔壁１４０は、絶縁性を有する。隔壁１４０は、電極層１０１、電極層１０３、及び電極層１０４の端部を覆い、該電極層と重畳する開口部を有する。隔壁１４０を設けることによって、基板２００上の電極層を電極層１０１、電極層１０３、及び電極層１０４のように、それぞれ島状に分離することが可能となる。
また、発光素子２９０及び発光素子２９２は、領域２２１Ｒ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｂ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２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ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２２１Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出され、領域２２１Ｇから呈される光は、光学素子２２４Ｇを介して射出され、領域２２１Ｂから呈される光は、光学素子２２４Ｂを介して射出される。
また、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂは、入射される光から特定の色の光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｒを介して射出される領域２２１Ｒから呈される光は、赤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２２１Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子２２４Ｂを介して射出される領域２２１Ｂから呈される光は、青色を呈する光となる。
なお、図７（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、赤色（Ｒ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、青色（Ｂ）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。ただし、各領域から射出される光の色は、これらに限定されない。
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。
さらに、発光素子２９０及び発光素子２９２は、マイクロキャビティ構造を有する。
≪マイクロキャビティ構造≫
発光層１２１、及び発光層１２２から呈される光は、一対の電極層（例えば、電極層１０１と電極層１０２）の間で共振される。発光素子２９０及び発光素子２９２においては、各領域で酸化物層および透明導電膜の厚さを調整することで、発光層１２１及び発光層１２２から呈される光の波長を強めることができる。なお、各領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせることで、発光層１２１及び発光層１２２から呈される光の波長を強めても良い。
例えば、電極層１０１、電極層１０２、電極層１０３、及び電極層１０４における反射する機能を有する物質の屈折率が、発光層１２１または発光層１２２の屈折率よりも小さい場合においては、電極層１０１が有する酸化物層１０１ｂ及び透明導電膜１０１ｃの膜厚を、電極層１０１と電極層１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自然数、λＲは領域２２１Ｒ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、電極層１０３が有する酸化物層１０３ｂ及び透明導電膜１０３ｃの膜厚を、電極層１０３と電極層１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２１Ｇ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、電極層１０４が有する酸化物層１０４ｂの膜厚を、電極層１０４と電極層１０２との間の光学距離がｍＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２１Ｂ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、各領域の電極層間の光学距離を調整することで、各電極層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、図７（Ａ）に示す発光素子２９０は、上面射出型の発光素子であるため、電極層１０１が有する導電層１０１ａ、電極層１０３が有する導電層１０３ａ、及び電極層１０４が有する導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極層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７（Ｂ）に示す発光素子２９２は、下面射出型の発光素子であるため、電極層１０１が有する導電層１０１ａ、電極層１０３が有する導電層１０３ａ、電極層１０４が有する導電層１０４ａは、光を反射する機能と、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極層１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、発光層１２１及び発光層１２２は、例えば発光層１２１ａ及び発光層１２１ｂのように、それぞれ２層が積層された構成とすることができる。２層の発光層に、第１の化合物及び第２の化合物という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光色を有する発光を同時に得ることができる。特に発光層１２１と、発光層１２２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１２１または発光層１２２は、それぞれ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。
電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂが、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層１０１ｂに含まれるスタビライザーＭの含有量は前記Ｉｎの含有量以上であり、電極層１０３を構成する酸化物層１０３ｂが、酸化物層１０１ｂと異なる酸化物を有する場合、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。すなわち、発光素子２９０及び発光素子２９２において、電極層１０１と電極層１０２とで挟持された領域２２１Ｒと、電極層１０２と電極層１０３とで挟持された領域２２１Ｇと、で電子または正孔の注入性が異なるため、領域２２１Ｒと、領域２２１Ｇと、で電子及び正孔の再結合する領域の電極層１０２からの距離が異なるものとなる。
また、電極層１０３の構成と、電極層１０４の構成と、が異なる構成であるとき、電極層１０３と電極層１０４とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。例えば、電極層１０３は酸化物層１０３ｂと透明導電膜１０３ｃを有し、電極層１０４は酸化物層１０４ｂを有する構成である場合、発光素子２９０及び発光素子２９２において、電極層１０３と電極層１０２とで挟持された領域２２１Ｇと、電極層１０４と電極層１０２とで挟持された領域２２１Ｂと、で電子または正孔の注入性が異なるため、領域２２１Ｇと、領域２２１Ｂと、で電子及び正孔の再結合する領域の電極層１０２からの距離が異なるものとなる。
さらに、上記のマイクロキャビティ構造における、領域２２１Ｒの光学距離と、領域２２１Ｇの光学距離と、領域２２１Ｂの光学距離と、が互いに異なるよう調整することで、領域２２１Ｒから呈される発光の発光色と、領域２２１Ｇから呈される発光の発光色と、領域２２１Ｂから呈される発光の発光色と、でそれぞれ互いに異なる発光色となる。すなわち、電極層１０１の構成と、電極層１０３の構成と、電極層１０４の構成と、をそれぞれ互いに異なる構成とすることで、発光素子２９０及び発光素子２９２において、領域２２１Ｒ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｂ、からの発光色を互いに異なる発光色にすることができる。
なお、発光素子２９０及び発光素子２９２において、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、酸化物層１０４ｂと、に同じ材料を用いても良い。また、酸化物層１０１ｂ、酸化物層１０３ｂ、酸化物層１０４ｂ、に同じ材料を用い、成膜プロセスを異なるプロセスとすることで、電極層１０１、電極層１０３または電極層１０４からＥＬ層への電子または正孔の注入性を変えても良い。例えば、酸化物層１０１ｂ、酸化物層１０３ｂ、または酸化物層１０４ｂを成膜する際の成膜室内の圧力、成膜ガス（例えば、酸素、アルゴン、または酸素を含む混合ガス）、成膜エネルギー、成膜時の温度、ターゲットと基板との間の距離、または成膜後の温度や表面処理、等を変えて、酸化物層の性質を異なる性質とすることで、酸化物層からＥＬ層への電子または正孔の注入性を変えても良い。また、酸化物層１０１ｂ、酸化物層１０３ｂ、及び酸化物層１０４ｂ、が同じ元素を有し、該元素の含有量または含有率を互いに異ならせることで、酸化物層１０１ｂ、酸化物層１０３ｂ、及び酸化物層１０４ｂ、をそれぞれ互いに異なる材料としてもよい。
また、発光素子２９０及び発光素子２９２において、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、または導電層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。導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素子２９０及び発光素子２９２の製造コストを低減できる。
また、発光素子２９０及び発光素子２９２において、透明導電膜１０１ｃと、透明導電膜１０３ｃと、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。透明導電膜１０１ｃと、透明導電膜１０３ｃと、に同じ材料を用いる場合、発光素子２９０及び発光素子２９２の製造コストを低減できる。その場合においても、酸化物層１０１ｂと酸化物層１０３ｂとを異なる構成とすることで、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なる電極構成とすることができる。
また、透明導電膜１０１ｃと、透明導電膜１０３ｃと、に互いに異なる材料を用いる場合、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。すなわち、電極層１０１と電極層１０２とで挟持された領域２２１Ｒと、電極層１０２と電極層１０３とで挟持された領域２２１Ｇと、で電子または正孔の注入性が異なるため、領域２２１Ｒと、領域２２１Ｇと、で電子及び正孔の再結合する領域の電極層１０２からの距離が異なるものとなり、領域２２１Ｒ及び領域２２１Ｇが呈する発光が、互いに異なる発光色となる。
以上のように、電極層１０１の構成と、電極層１０３の構成と、電極層１０４の構成と、を異なる構成とすることで、領域２２１Ｒから呈される発光の発光色と、領域２２１Ｇから呈される発光の発光色と、領域２２１Ｂから呈される発光の発光色と、を互いに異なる発光色とすることができる。すなわち、領域２２１Ｒ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｂからの発光色を、互いに異なる発光色にすることができる。
なお、電極層１０１、電極層１０３、及び電極層１０４のうち、少なくとも一つの電極層の構成が、他の電極層の構成と異なっていればよく、３つの電極層の全てが異なる構成である必要はない。例えば、電極層１０３と電極層１０４とが同じ構成であり、電極層１０１の構成と異なっていれば良い。
以上のように、互いに異なる発光色を呈する領域２２１Ｒ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｂ、を有する発光素子２９０または発光素子２９２を、表示装置の画素に用いることで、ＥＬ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、光の利用効率が良く、製造しやすい表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２９０または発光素子２９２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、発光素子２９０または発光素子２９２を有する表示装置は、製造コストを低減することができる。
＜８．発光素子の構成要素＞
次に、図１乃至図７に示す発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪基板≫
本発明の一様態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、またはプラスチックなどを用いることできる。また可撓性基板を用いても良い。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、及び表示装置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良い。あるいは、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、本明細書等においては、様々な基板を用いて、発光素子やトランジスタを形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。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、以下のものがあげられる。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）、ポリエーテルスルフォン（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、発光素子やトランジスタを形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、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、その上に表示装置を一部あるい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、発光素子やトランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。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や、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やトランジスタを形成し、その後、別の基板に発光素子やトランジスタを転置し、別の基板上に発光素子やトランジスタを配置してもよい。発光素子やトランジスタが転置される基板の一例としては、上述した発光素子やトランジスタが形成可能な基板に加え、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、特性の良いトランジスタの形成、消費電力の小さなトランジスタの形成、壊れにくい表示装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、または薄型化を図ることができる。
≪一対の電極≫
電極層１０１、電極層１０３は、各発光素子の陽極または陰極としての機能を有する。なお、電極層１０１を構成する導電層１０１ａ、及び電極層１０３を構成する導電層１０３ａは、光を反射する機能を有する導電性材料により形成されると好ましい。該導電性材料としては、ＡｌまたはＡｌを含む合金等が挙げられる。Ａｌを含む合金としては、ＡｌとＬ（Ｌは、Ｔｉ、Ｎｄ、ニッケル（Ｎｉ）、及びＬａの一つまたは複数を表す）とを含む合金等が挙げられる。アルミニウムは、抵抗値が低く、光の反射率が高い。また、アルミニウムは、地殻における存在量が多く、安価であるため、アルミニウムを用いることによる発光素子の作製コストを低減することができる。また、ＡｇまたはＡｇと、Ｎ（Ｎは、Ｙ、Ｎｄ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｉｎ、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、Ｓｎ、鉄（Ｆｅ）、Ｎｉ、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、または金（Ａｕ）を表す）とを含む合金等を用いても良い。銀を含む合金としては、例えば、銀とパラジウムと銅を含む合金、銀と銅を含む合金、銀とマグネシウムを含む合金、銀とニッケルを含む合金、銀と金を含む合金等が挙げられる。なお、電極層１０１及び電極層１０３から光を取り出す場合、導電層１０１ａ及び導電層１０３ａは、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の膜厚の上記導電性材料に例示した金属薄膜で形成されることが好ましく、光を反射する機能と、光を透過する機能を有することが好ましい。
また、電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂは、すでに述べたように、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有する酸化物材料で形成されることが好ましい。そうすることで、酸化物層１０１ｂと導電層１０１ａとの間の電子の授受または酸素の授受を抑制することができる。そのため、電極層１０１における電食の発生を防ぐことができ、発光素子の駆動電圧を低減することができる。また、酸化物層１０１ｂに含まれるスタビライザーＭの含有量はＩｎの含有量以上とすることで、酸化物層１０１ｂと導電層１０１ａとの間の酸素の授受を効果的に防ぐことができるため、好適である。
なお、他のスタビライザーＭの例として、ランタノイドである、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）等のいずれか一種または複数種を有していても良い。
また、酸化物層１０１ｂは、Ｉｎと、スタビライザーＭ以外の金属元素が入っていても良い。特に亜鉛（Ｚｎ）または亜鉛酸化物を有する材料は、均一な膜を形成することができるため、好ましい。すなわち、酸化物層１０１ｂは、Ｉｎと、スタビライザーＭと、Ｚｎと、を有する酸化物を用いることが好ましい。
酸化物層１０１ｂを構成する酸化物として、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｉ−Ｙ系酸化物、Ｉｎ−Ｚｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、を用いることができる。
酸化物層１０１ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｍの含有量がＩｎ以上であることが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：３、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：５、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：７、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：８、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：９、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：１０、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：５、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：７、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：８、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：９、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：１０、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：９：４の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いると好ましい。なお、上記スパッタリングターゲットを用いて成膜された酸化物層１０１ｂに含まれる金属元素の原子数比はそれぞれ、誤差として上記スパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス２０％の変動を含む。
酸化物層１０１ｂの成膜方法は、スパッタリング法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）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。
また、電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂと、電極層１０３を構成する酸化物層１０３ｂと、が異なる材料で構成される場合、電極層１０１と電極層１０３とで、それぞれＥＬ層への電子または正孔の注入性が異なるものとなる。
電極層１０３を構成する酸化物層１０１ｂと異なる酸化物層１０３ｂとしては、光を透過する導電性材料により形成することができる。このような材料としては、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物の酸化物などを用いて形成することが好ましい。また、酸化物層１０３ｂと導電層１０３ａとが電食を生じないためには、酸化物層１０３ｂはＩｎを含まないことが好ましい。そのような材料としては、酸化チタン、酸化タングステン、酸化モリブデン、などの金属酸化物を使用することができる。
電極層１０１を構成する透明導電膜１０１ｃ、または電極層１０３を構成する透明導電膜１０３ｃは、各発光層からの所望の光を共振させ、その波長を強めることができるように、光学距離を調整する機能を有することもできる。
透明導電膜１０１ｃ、透明導電膜１０３ｃとしては、例えば、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を用いることができる。特に、電極層１０１及び電極層１０３を陽極として用いる場合、透明導電膜１０１ｃ、透明導電膜１０３ｃとしては、仕事関数の大きい（４．０ｅＶ以上）材料を用いることが好ましい。また、透明導電膜１０１ｃ、透明導電膜１０３ｃとしては、スパッタリング法、蒸着法、印刷法または塗布法等を用いて形成することができる。
なお、発光素子の他に、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成する場合、該トランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層と、電極層１０１を構成する酸化物層１０１ｂと、で同じ元素を有することが好適である。すなわち、トランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層には、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有することが好ましい。また、該酸化物半導体層と酸化物層１０１ｂとで、同じ材料を用いることが特に好ましい。酸化物半導体層と酸化物層１０１ｂとで共通の材料を用いることで、成膜する材料の種類を増やすことがないため、製造コストを低減することができる。その場合、酸化物半導体層と酸化物層１０１ｂとで、成膜プロセスを変えれば良い。すなわち、成膜する際の成膜室内の圧力、成膜ガス（例えば、酸素、アルゴン、または酸素を含む混合ガス）、成膜エネルギー、成膜時の温度、ターゲットと基板との間の距離、または成膜後の温度や表面処理、等を変えて、酸化物半導体層と酸化物層１０１ｂの性質を異なる性質とすることで、互いに異なる機能を有する層とすることができる。
酸化物半導体は、膜中の酸素欠損及び／又は膜中の水素、水等の不純物濃度によって、抵抗を制御することができる半導体材料である。そのため、酸化物半導体層及び酸化物層１０１ｂへ酸素欠損及び／又は不純物濃度が増加する処理、または酸素欠損及び／又は不純物濃度が低減する処理を選択することによって、同じ材料を用いて形成された酸化物半導体層及び酸化物層１０１ｂの有する抵抗率を制御することができる。
具体的には、電極層の一部として機能する酸化物層１０１ｂにプラズマ処理を行い、酸化物層１０１ｂの膜中の酸素欠損を増加させる、及び／又は酸化物層１０１ｂの膜中の水素、水等の不純物を増加させることによって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物層とすることができる。また、酸化物層１０１ｂに水素を含む絶縁層を接して形成し、該水素を含む絶縁層から酸化物層１０１ｂに水素を拡散させることによって、キャリア密度が高く、低抵抗な酸化物層とすることができる。
一方、トランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層が、上記プラズマに曝されないように、その上に絶縁層を設けることが好ましい。また、該絶縁層を設けることによって、酸化物層１０１ｂと接して形成する水素を含む絶縁層と接しない構成とする。酸化物半導体層上に設ける絶縁層としては、酸素を放出することが可能な絶縁膜とすることで、酸化物半導体層に酸素を供給することができる。酸素が供給された酸化物半導体層は、膜中又は界面の酸素欠損が補填され高抵抗な酸化物半導体となる。なお、酸素を放出することが可能な絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜を用いることができる。
また、酸化物層１０１ｂに行うプラズマ処理としては、代表的には、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）、水素、及び窒素の中から選ばれた一種を含むガスを用いたプラズマ処理が挙げられる。より具体的には、Ａｒ雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒと水素の混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、アンモニア雰囲気下でのプラズマ処理、Ａｒとアンモニアの混合ガス雰囲気下でのプラズマ処理、または窒素雰囲気下でのプラズマ処理などが挙げられる。
上記プラズマ処理によって、酸化物層１０１ｂは、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。当該酸素欠損は、キャリアを発生する要因になり得る場合がある。また、酸化物層１０１ｂの近傍、より具体的には、酸化物層１０１ｂの下側または上側に接する絶縁膜から、水素が供給されると、上記酸素欠損と水素が結合すると、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、プラズマ処理によって酸素欠損が増加された酸化物層１０１ｂは、酸化物半導体層よりもキャリア密度の高い酸化物半導体層となる。
また、酸化物層１０１ｂと接する水素を含む絶縁層、換言すると水素を放出することが可能な層を用いることで、酸化物層１０１ｂに水素を供給することができる。水素を放出することが可能な層としては、膜中の含有水素濃度が１×１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上であると好ましい。このような層を酸化物層１０１ｂに接して形成することで、酸化物層１０１ｂに効果的に水素を含有させることができる。このように、上述したプラズマ処理と合わせて、酸化物層１０１ｂに接する層の構成を変えることによって、酸化物層１０１ｂの抵抗を任意に調整することができる。
一方、酸素欠損が補填され、水素濃度が低減された酸化物半導体層は、高純度真性化、又は実質的に高純度真性化された酸化物半導体層といえる。ここで、実質的に真性とは、酸化物半導体のキャリア密度が、８×１０１１／ｃｍ３未満であること、好ましくは１×１０１１／ｃｍ３未満であること、さらに好ましくは１×１０１０／ｃｍ３未満１×１０−９／ｃｍ３以上であることを指す。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体層は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度を低減することができる。
また、高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体層は、オフ電流が著しく小さく、チャネル幅Ｗが１×１０６μｍでチャネル長Ｌが１０μｍの素子であっても、ソース電極とドレイン電極間の電圧（ドレイン電圧）が１Ｖから１０Ｖの範囲において、オフ電流が、半導体パラメータアナライザの測定限界以下、すなわち１×１０−１３Ａ以下という特性を得ることができる。したがって、酸化物半導体層にチャネル領域が形成されるトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。
酸化物層１０１ｂに含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になると共に、酸素が脱離した格子（または酸素が脱離した部分）に酸素欠損を形成する。当該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合することで、キャリアである電子を生成する場合がある。したがって、水素が含まれている酸化物層１０１ｂは、酸化物半導体層よりもキャリア密度の高い酸化物半導体層である。
すなわち、電極層の一部として機能する酸化物層１０１ｂは、トランジスタのチャネル領域が有する酸化物半導体層よりも水素濃度及び／又は酸素欠損量が多く、低抵抗化された酸化物層である。
トランジスタのチャネル領域が形成される酸化物半導体層は水素ができる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体層において、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる水素濃度を、２×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、トランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層を形成後、熱処理を行うことが好ましい。熱処理は、２５０℃以上６５０℃以下、好ましくは３００℃以上４００℃以下、より好ましくは３２０℃以上３７０℃以下の温度で、不活性ガス雰囲気、酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上含む雰囲気、又は減圧雰囲気で行えばよい。また、熱処理の雰囲気は、不活性ガス雰囲気で熱処理を行った後に、脱離した酸素を補うために酸化性ガスを１０ｐｐｍ以上含む雰囲気で行ってもよい。ここでの加熱処理によって、酸化物半導体層から水素や水などの不純物を除去することができる。なお、当該熱処理は、酸化物半導体層を島状に加工する前に行ってもよい。
なお、酸化物半導体をチャネルとするトランジスタに安定した電気特性を付与するためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減し、酸化物半導体を真性または実質的に真性にすることが有効である。
酸化物半導体層の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。
酸化物半導体層が前述の元素ＭをＩｎ以上の原子数比で有することで、以下の効果を有する場合がある。（１）酸化物半導体層のエネルギーギャップを大きくする。（２）酸化物半導体層の電子親和力を小さくする。（３）外部からの不純物を遮蔽する。（４）絶縁性が高くなる。また、元素Ｍは酸素との結合力が強い金属元素であるため、ＭをＩｎ以上の原子数比で有することで、酸素欠損が生じにくくなる。
なお、酸化物半導体層としては、これらに限られず、必要とするトランジスタの半導体特性及び電気特性（電界効果移動度、しきい値電圧等）に応じて適切な組成のものを用いればよい。また、必要とするトランジスタの半導体特性を得るために、酸化物半導体層のキャリア密度や不純物濃度、欠陥密度、金属元素と酸素の原子数比、原子間距離、密度等を適切なものとすることが好ましい。
電極層１０２は、各発光素子の陽極または陰極としての機能を有する。なお、電極層１０１が光を反射する機能を有する場合、電極層１０２は光を透過する機能を有する導電性材料により形成されると好ましい。該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、電極層１０２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。また、電極層１０１が光を透過する機能を有する場合、電極層１０２は光を反射する機能を有する導電性材料により形成されることが好ましい。
電極層１０２としては、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを１種又は複数種用いて形成することができる。例えば、ＩＴＯ、ＩＴＳＯ、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、チタンを含有した酸化インジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、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を用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることができる。金属としては、例えば、ＡｇまたはＡｇとＡｌ、ＡｇとＭｇ、ＡｇとＡｕ、ＡｇとＹｂなどの合金等を用いることができる。特に、電極層１０２が陰極としての機能を有する場合には、Ｉｎ、Ａｇ、Ｍｇの中から選ばれる少なくとも一つを有する材料が好ましい。また、仕事関数が小さい（３．８ｅＶ以下）材料を用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素（リチウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等）、これら元素を含む合金（例えば、Ａｇ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀を含む合金等を用いることができる。また、電極層１０２としては、スパッタリング法、蒸着法、印刷法または塗布法等を用いて形成することができる。
電極層１０４は、電極層１０１または電極層１０３に例示した材料を援用することができる。
≪発光層≫
発光層１２０、発光層１２１または発光層１２２は、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈する第１の化合物を有すると好ましい。または、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いずれか一つの発光を呈する第２の化合物を有すると好ましい。また、各発光層は、第１の化合物に加えて、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含んで構成される。また、各発光層は、第２の化合物に加えて、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含んで構成されると好ましい。
また、第１の化合物、第２の化合物としては、一重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質や三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質を用いることができる。なお、上記発光性物質としては、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質としては、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’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−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’’−（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える発光性物質としては、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や、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や、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や、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、信頼性や発光効率にも優れるため、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や、（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や、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や、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、信頼性や発光効率にも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や、（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や、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）のような白金錯体や、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、信頼性や発光効率にも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、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）、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’−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）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）、９，１０−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）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、発光物質が燐光を発する物質である場合、ホスト材料としては、発光物質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、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）と、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）とを組み合わせることが特に好ましい。
なぜならば、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する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、電子輸送性を有する材料及び正孔輸送性を有する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。
電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）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や金属錯体などを用いることができる。具体的には、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）などの金属錯体や、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）、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）、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）、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）などのアゾール骨格を有する複素環化合物や、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や、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や、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が挙げられる。上述した中でも、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やピリ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（ピリミジンやピラジン）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。
正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）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やインドール誘導体）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、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）、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）、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，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−（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）、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）、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−［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）、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）、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）、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’−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−（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）、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−［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）、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）、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）、３，６−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）、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）、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）、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）、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）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）、９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（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）などのチオフェン骨格を有する化合物や、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）、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）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物や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、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。
まずフラーレンやその誘導体、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、以下の構造式に示される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、以下の構造式に示される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、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー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種類の化合物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を受け取りやすい化合物と、正孔を受け取りやすい化合物とを用いることが特に好ましい。
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１、正孔注入層１１６は、陽極からＥＬ層へ正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い物質を含む層である。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、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）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、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）等の芳香族アミン化合物、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）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）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。
また、正孔注入層として、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む複合材料を用いることができる。正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含むことで、アクセプター性物質により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔（ホール）が発生し、正孔輸送層を介して発光層に正孔が注入される。
正孔注入層１１１、正孔注入層１１６に用いる正孔輸送性材料としては、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）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：ＢＳＰＢ）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：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）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、これら以外のものを用いてもよい。
さらに、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用いることもできる。
また、正孔注入層１１１及び正孔注入層１１６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：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、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（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物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。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため特に好ましい。なお、正孔注入層１１１及び正孔注入層１１６は、アクセプター性物質を単独または他の材料と混合して形成してもよい。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２、正孔輸送層１１７は正孔輸送性を有する材料（正孔輸送性材料）を含む層であり、正孔注入層１１１、正孔注入層１１６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１１２は正孔注入層１１１に注入された正孔を発光層１２１へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯのエネルギー準位を有することが好ましい。
正孔輸送性を有する材料としては、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）、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’−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）、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）、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）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（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）などのチオフェン骨格を有する化合物や、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）、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）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物や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。また、以上で述べた正孔輸送性材料の他、様々な物質の中から正孔輸送性材料を用いても良い。
さらに、正孔輸送性の高い物質として、例えば、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）、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（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）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、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）、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）、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）、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−［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）、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：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、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：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）等のカルバゾール化合物やアミン化合物、ジベンゾチオフェン化合物、ジベンゾフラン化合物、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。
なお、これら正孔輸送層として用いることが出来る化合物を、正孔注入層として用いても良い。
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１３、電子輸送層１１８は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層１１３及び電子輸送層１１８に用いる材料としては、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、あるい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、ビピリジン誘導体などが挙げられる。具体的には、Ａｌｑ３、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）、ＢＡｌｑ、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（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体を用いることができる。また、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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、上記以外の物質を電子輸送層１１３及び電子輸送層１１８として用いてもよい。
また、電子輸送層１１３及び電子輸送層１１８は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が２層以上積層したものとしてもよい。
≪電子注入層≫
電子注入層１１４及び電子注入層１１９は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１４には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、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１１４及び電子注入層１１９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１１４及び電子注入層１１９に、電子輸送層１１３及び電子輸送層１１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
また、電子注入層１１４及び電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）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化合物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、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層１１３及び電子輸送層１１８を構成する物質（金属錯体や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、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、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やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、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）等の有機化合物を用いることもできる。
≪電荷発生層≫
電荷発生層１１５は、一対の電極（電極層１０１及び電極層１０２）間に電圧を印加したときに、一方の発光層（発光層１２１または発光層１２２）側に電子を注入し、他方の発光層（発光層１２１または発光層１２２）側に正孔を注入する機能を有する。
例えば、図４に示すタンデム型発光素子１９０においては、電極層１０１に電極層１０２よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層１１５から発光層１２１に電子が注入され、発光層１２２に正孔が注入される。
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極層１０１及び電極層１０２）よりも低い導電率であっても機能する。
また、電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）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（ドナー）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。
なお、上述した材料を用いて電荷発生層１１５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。
なお、上述した、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、及び電荷発生層は、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、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、及び電荷発生層には、上述した材料の他、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。
≪光学素子≫
光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ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ものである。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、量子ドット方式を用いる素子であると好適である。量子ドット方式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、例えば円偏向板や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。
≪遮光層≫
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。
≪隔壁≫
隔壁１４０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。
＜９．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９及び図１０を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図７（Ａ）に示す発光素子２９０の作製方法について説明する。
図９及び図１０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２９０の作製方法は、第１乃至第９の９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、発光素子の電極層（具体的には、電極層１０１を構成する導電層１０１ａ、電極層１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極層１０４を構成する導電層１０４ａ）を、基板２００上に形成する工程である（図９（Ａ）参照）。
本実施の形態においては、基板２００上に、反射性の導電層を形成し、該導電層を所望の形状に加工することで、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを形成する。上記反射性の導電層としては、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、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを、同一の導電層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、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層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、電極層１０１を構成する導電層１０１ａ上に酸化物層１０１ｂを形成する工程である（図９（Ｂ）参照）。
本実施の形態においては、酸化物層１０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用い、その組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎで１：３：６とする。このように、Ｇａの含有量をＩｎの含有量以上とすることで、導電層１０１ａと酸化物層１０１ｂとの間の電子の授受及び酸素の授受を抑制することができ、安定な電極層１０１とすることができる。
なお、酸化物層１０１ｂと、先に形成するトランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層と、同じ材料を用いても良い。そうすることで、成膜する材料の種類を増やすことなく、酸化物層１０１ｂを形成することができ、製造コストを安くすることができる。その場合、酸化物層１０１ｂと、トランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層とで、成膜プロセスを異なるプロセスとすることが好適である。
≪第３のステップ≫
第３のステップは、電極層１０３を構成する導電層１０３ａ上に接する酸化物層１０３ｂ、及び電極層１０４を構成する導電層１０４ａ上に接する酸化物層１０４ｂを形成する工程である（図９（Ｃ））。
本実施の形態においては、酸化物層１０３ｂ、及び酸化物層１０４ｂとして、Ｔｉをベーク処理することで得られるチタン酸化物層を用いる。このように、酸化物層１０３ｂ及び酸化物層１０４ｂに、酸化物層１０１ｂと異なる酸化物を用いることで、電極層１０３及び電極層１０４と、電極層１０１とで、それぞれＥＬ層への正孔の注入性が異なるものとすることができる。
≪第４のステップ≫
第４のステップは、発光素子の透明導電膜（具体的には、電極層１０１を構成する透明導電膜１０１ｃ、及び電極層１０３を構成する透明導電膜１０３ｃ）を、形成する工程である（図９（Ｄ）参照）。
本実施の形態においては、酸化物層１０１ｂ、及び酸化物層１０３ｂ上に、透明導電膜１０１ｃ及び透明導電膜１０３ｃを形成し、該透明導電膜と、第２のステップ及び第３のステップで形成した酸化物層と、を所望の形状に加工することで、電極層１０１、電極層１０３、及び電極層１０４を形成する。上記透明導電膜１０１ｃ及び透明導電膜１０３ｃとしては、ＩＴＳＯ膜を用いる。
なお、透明導電膜１０１ｃ、及び透明導電膜１０３ｃ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透明導電膜１０１ｃ、及び透明導電膜１０３ｃ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、発光素子の各電極層の端部を覆う隔壁１４０を形成する工程である（図９（Ｅ）参照）。
隔壁１４０は、電極層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透明導電膜または酸化物層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１４０として、ポリイミド樹脂を用いる。
なお、第１乃至第５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層を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導電層をパターン形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用いて、該導電層を島状に加工することで、電極層１０１を構成する導電層１０１ａ、電極層１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極層１０４を構成する導電層１０４ａ、を形成する。その後、スパッタリング法を用いて酸化物層及び透明導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該酸化物層及び該透明導電膜にパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて、該酸化物層及び該透明導電膜を島状に加工して、電極層１０１、電極層１０３、及び電極層１０４を形成する。
≪第６のステップ≫
第６のステップは、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１２１、電子輸送層１１３、電子注入層１１４、及び電荷発生層１１５を形成する工程である（図１０（Ａ）参照）。
正孔注入層１１１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。また、正孔輸送層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１２１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いずれか一つの発光を呈する第２の化合物を蒸着することで形成することができる。第２の化合物としては、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１２１として、発光層１２１ａ及び発光層１２１ｂの２層の構成とすることが好適である。その場合、発光層１２１ａ及び発光層１２１ｂは、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光物質を有することが好ましい。
電子輸送層１１３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、電子注入層１１４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。
電荷発生層１１５としては、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された材料、または電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された材料を蒸着することで形成することができる。
≪第７のステップ≫
第７のステップは、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、発光層１２２、電子輸送層１１８、電子注入層１１９、及び電極層１０２を形成する工程である（図１０（Ｂ）参照）。
正孔注入層１１６としては、先に示す正孔注入層１１１と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。また、正孔輸送層１１７としては、先に示す正孔輸送層１１２と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
発光層１２２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いずれか一つの発光を呈する第１の化合物を蒸着することで形成することができる。第１の化合物としては、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。
電子輸送層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、電子注入層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。
電極層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、電極層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、電極層１０１、電極層１０３、及び電極層１０４上に、それぞれ領域２２１Ｒ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｂを有する発光素子が基板２００上に形成される。
≪第８のステップ≫
第８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１０（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９のステップ≫
第９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７（Ａ）に示す発光素子２９０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、電極層１０１における導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂに、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、酸化物層１０１ｂに含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上であ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、酸化物層１０１ｂは、Ｉｎ、またはスタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）、を有さなくてもよい。または、例えば、酸化物層１０１ｂに含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上でなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、電極層１０１における導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂと、電極層１０３における導電層１０３ａ上に接する酸化物層１０３ｂと、が異なる酸化物を有す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、酸化物層１０１ｂと、酸化物層１０３ｂと、が同じ酸化物を有していてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、スイッチングを行うトランジスタのチャネル領域における酸化物半導体層は、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有する例を示したが、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、酸化物半導体層は、Ｉｎ、またはスタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）、を有さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、電極層１０１における導電層１０１ａは、光を反射する機能を有する場合の例を示したが、本発明の一態様では、例えば、導電層１０１ａは、光を反射する機能を有さなくても良い。あるいは、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、電極層１０１は、酸化物層１０１ｂを有していなくてもよい。
以上、本実施の形態は、他の実施の形態または実施例と適宜組み合わせることができる。
（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、または本発明の一態様の表示装置に用いることができる発光素子の発光機構について、図１１乃至図１３を用いて以下説明する。
図１１は、発光素子４５０の断面模式図である。
図１１に示す発光素子４５０は、一対の電極（電極層４０１及び電極層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、電極層４０１が陽極として機能し、電極層４０２が陰極として機能するとして説明するが、本発明の一態様としては、この限りではない。
また、ＥＬ層４００は、発光層４１３と、発光層４１４と、を有する。また、発光素子４５０おいて、ＥＬ層４００として、発光層４１３及び発光層４１４の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１５、及び電子注入層４１６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。
また、発光層４１３は、ゲスト材料４２１と、ホスト材料４２２とを有する。また、発光層４１４は、ゲスト材料４３１と、有機化合物４３２と、有機化合物４３３とを有する。なお、ゲスト材料４２１が蛍光材料、ゲスト材料４３１が燐光材料として、以下説明する。
＜発光層４１３の発光機構＞
まず、発光層４１３の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４１３では、キャリアの再結合により、励起状態が形成される。ゲスト材料４２１と比較してホスト材料４２２は大量に存在するので、励起状態は、ほぼホスト材料４２２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状態と三重項励起状態の比（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４２２のＴ１準位がゲスト材料４２１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４２２の三重項励起エネルギー準位からゲスト材料４２１の三重項励起エネルギー準位にエネルギー移動（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４２１が蛍光材料であるため、ゲスト材料４２１が三重項励起状態のときには可視光領域に発光を与えない。したがって、ホスト材料４２２の三重項励起状態のエネルギーを発光として利用することが難しい。よって、ホスト材料４２２のＴ１準位がゲスト材料４２１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、２５％を超えた量のキャリアを発光に利用することが難しい。
次に、発光層４１３におけるホスト材料４２２と、ゲスト材料４２１とのエネルギー準位の相関を図１２（Ａ）に示す。なお、図１２（Ａ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（４２２）：ホスト材料４２２
・Ｇｕｅｓｔ（４２１）：ゲスト材料４２１（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料４２２の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＨ：ホスト材料４２２の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料４２１（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料４２１（蛍光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
図１２（Ａ）に示すように、ゲスト材料のＴ１準位（図１２（Ａ）において、ＴＦＧ）がホスト材料のＴ１準位（図１２（Ａ）において、ＴＦＨ）よりも高い構成である。
また、図１２（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衝突することにより、それらの励起エネルギーの一部がホスト材料の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＦＨ）に変換される。ホスト材料の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＦＨ）からは、それよりも準位の低いゲスト材料（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＦＧ）へエネルギー移動が起こり（図１２（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準位がゲスト材料のＴ１準位よりも低いため、ＴＦＧは失活することなくＴＦＨにエネルギー移動（図１２（Ａ）に示すＲｏｕｔｅ Ｂ参照）し、ＴＴＡに利用される。
発光層４１３を上述の構成とすることで、発光層４１３のゲスト材料４２１からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
＜発光層４１４の発光機構＞
次に、発光層４１４の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４１４が有する、有機化合物４３２と、有機化合物４３３とは励起錯体（Ｅｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する。有機化合物４３２または有機化合物４３３のいずれか一方は、発光層４１４のホスト材料として機能し、有機化合物４３２または有機化合物４３３の他方は、発光層４１４のアシスト材料として機能する。なお、以下の説明においては、有機化合物４３２をホスト材料として、有機化合物４３３をアシスト材料として説明を行う。
有機化合物４３２と有機化合物４３３との組み合わせは、発光層４１４において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であり、他方が電子輸送性を有する材料であることが、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、正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料との組み合わせによって、有機化合物４３２と有機化合物４３３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を有する材料：電子輸送性を有する材料＝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４１４における有機化合物４３２と、有機化合物４３３と、ゲスト材料４３１とのエネルギー準位の相関を図１２（Ｂ）に示す。なお、図１２（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（４３２）：ホスト材料（有機化合物４３２）
・Ａｓｓｉｓｔ（４３３）：アシスト材料（有機化合物４３３）
・Ｇｕｅｓｔ（４３１）：ゲスト材料４３１（燐光材料）
・Ｅｘｃｉｐｌｅｘ：励起錯体（有機化合物４３２及び有機化合物４３３）
・ＳＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３２）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３２）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３１（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層４１４が有する有機化合物４３２と有機化合物４３３が励起錯体を形成する。励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＥ）は互いに隣接することになる（図１２（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つの物質がもう一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、一方のカチオン物質と他方のアニオン物質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、いずれの物質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４３１（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位へ移動させて発光が得られる（図１２（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４３１（燐光材料）へのエネルギー供与がある。
また、有機化合物４３２及び有機化合物４３３は、一方がホールを、他方が電子を受け取り、それらの有機化合物が近接することで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、速やかに他方の物質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４１４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４３２及び有機化合物４３３のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、一方のホールと他方の電子の再結合から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４１４を上述の構成とすることで、発光層４１４のゲスト材料４３１（燐光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
＜発光層４１３と発光層４１４の発光機構＞
発光層４１３及び発光層４１４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４１３と、発光層４１４とが互いに接する構成を有する場合、発光層４１３と発光層４１４の界面において、励起錯体から発光層４１３のホスト材料４２２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４１３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４１３のホスト材料４２２のＴ１準位が、発光層４１４が有する有機化合物４３２及び有機化合物４３３のＴ１準位よりも低いと好ましい。また、発光層４１３において、ホスト材料４２２のＳ１準位がゲスト材料４２１（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、且つ、ホスト材料４２２のＴ１準位がゲスト材料４２１（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４１３にＴＴＡを用い、発光層４１４にＥｘＴＥＴを用いる場合のエネルギー準位の相関を図１３に示す。なお、図１３における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＥＭＬ（４１３）：蛍光発光層（発光層４１３）
・Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＥＭＬ（４１４）：燐光発光層（発光層４１４）
・ＳＦＨ：ホスト材料４２２の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＨ：ホスト材料４２２の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料４２１（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料４２１（蛍光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３２）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３２）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３１（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
図１３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、ＴＥ）は、発光層４１４の有機化合物４３２（すなわち、燐光材料のホスト材料）の励起準位（ＳＰＨ、ＴＰＨ）よりも低いので、励起錯体から有機化合物４３２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４１４）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４１４）の効率を保つことが可能となる。また、蛍光発光層（発光層４１３）と燐光発光層（発光層４１４）の界面において、燐光発光層（発光層４１４）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４１３）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４１３）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４１４にＥｘＴＥＴを利用し、且つ発光層４１３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４１３と、発光層４１４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４１３と発光層４１４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４１４中で生成する、有機化合物４３２またはゲスト材料４３１（燐光材料）の励起状態から、発光層４１３中のホスト材料４２２またはゲスト材料４２１（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４１３と発光層４１４の間に設ける層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。
発光層４１３と発光層４１４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４１４のホスト材料（有機化合物４３２）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４１４のホスト材料（有機化合物４３２）あるいはゲスト材料４３１（燐光材料）の励起状態から、発光層４１３のホスト材料４２２あるいはゲスト材料４２１（蛍光材料）へのエネルギー移動を防ぐことができる。
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４１３または発光層４１４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４１４が有するゲスト材料４３１（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。あるいは、発光層４１３が有するゲスト材料４２１（蛍光材料）が正孔トラップ性を有していることが好ましい。
なお、発光層４１３からの発光が、発光層４１４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４１３と発光層４１４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４１３と発光層４１４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４１３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、三原色や、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４１３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。
したがって、上記の構成と、実施の形態１で示した電極層構造と、を組み合わせることで、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、電極層４０１は、電極層１０１と同様に、導電層４０１ａ、及び酸化物層４０１ｂを有することで、反射率が高く、安定な電極層となる。そのため、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。
また、実施の形態１で示した、複数の異なる電極層構造を副画素に有する発光素子に、上記構成を用いることで、すなわち、電極層４０１に電極層１０１と同様の構成を用い、電極層４０２に電極層１０２と同様の構成を用いることで、電極層４０１と電極層４０２とを有する発光素子においては、発光層４１３または発光層４１４の一方の発光強度が強く、電極層１０３と同様で電極層４０１とは異なる電極構造を有する電極層と電極層４０２とを有する発光素子においては、発光層４１３または発光層４１４の他方の発光強度が強くすることができる。すなわち、本発明の一態様の電極層を用いることで、ＥＬ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。
次に、発光層４１３及び発光層４１４に用いることのできる材料について、以下説明する。
＜発光層４１３に用いることのできる材料＞
発光層４１３中では、ホスト材料４２２が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４２１（蛍光材料）は、ホスト材料４２２中に分散される。ホスト材料４２２のＳ１準位は、ゲスト材料４２１（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料４２２のＴ１準位は、ゲスト材料４２１（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４２２として、アントラセン誘導体、あるい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。具体的には、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）、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）、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）、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）などが挙げられる。あるいは、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセンなどが挙げられる。
ゲスト材料４２１（蛍光材料）としては、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。ピレン誘導体の具体例としては、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’−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（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）などが挙げられる。
＜発光層４１４に用いることのできる材料＞
発光層４１４中では、ホスト材料（有機化合物４３２）が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４３１（燐光材料）は、ホスト材料（有機化合物４３２）中に分散される。発光層４１４のホスト材料（有機化合物４３２）のＴ１準位は、発光層４１３のゲスト材料４２１（蛍光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましく、発光層４１４のゲスト材料４３１（燐光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
ホスト材料（有機化合物４３２）としては、亜鉛や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、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、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。
ゲスト材料４３１（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、あるい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、あるい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。
有機化合物４３３（アシスト材料）としては、有機化合物４３２と励起錯体を形成できる組み合わせとする。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４３２、有機化合物４３３、およびゲスト材料４３１（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。
発光層４１４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０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、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、発光層４１３に含まれる発光材料と発光層４１４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４１３に含まれる発光材料の発光ピーク波長は発光層４１４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４１３及び発光層４１４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、他の実施の形態または実施例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１４乃至図１８を用いて説明する。
＜表示装置の構成例１＞
図１４（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図１４（Ｂ）は図１４（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、駆動回路部を形成したドライバと画素とを基板の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、被覆性を良好なものとするため、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、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、またはＮｄを表す）等が挙げられる。
なお、上記トランジスタにおいて、トランジスタのチャネル領域が有する酸化物半導体層と、下部電極６１３を構成する酸化物層と、に同じ元素を有する酸化物を用いることが好適である。すなわち、トランジスタのチャネル領域に用いる酸化物半導体層には、Ｉｎと、スタビライザーＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有することが、好ましい。また、該酸化物半導体層と該酸化物層とで、同じ材料を用いることが、特に好ましい。
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（窒素やアルゴン等）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、そこに乾燥材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や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や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や石英基板の他、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１５（Ａ）（Ｂ）及び図１６を用いて説明を行う。なお、図１５（Ａ）（Ｂ）及び図１６は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
図１５（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１５（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１５（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１５（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１６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１７及び図１８に示す。図１７及び図１８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１５（Ａ）（Ｂ）及び図１６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１７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を反射電極とすることが好ましい。下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、及びＥＬ層１０２８の構成は、それぞれ実施の形態１の電極層１０１、電極層１０３、電極層１０４、及びＥＬ層の構成と同様とすることができる。すなわち、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは、光を反射する機能を有する導電層と、導電層上の酸化物層と、を有する構成とすることが好適である。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電極１０２６を半透過・半反射電極とすることで、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形成し、特定波長における光強度を増加させると好ましい。
図１７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１７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１７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に示すように、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。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成、または実施例に示した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（Ａ）（Ｂ）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。また、シフトレジスタなどを用いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
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。あるいは、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乃至実施の形態３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、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、低消費電力化や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のものとして、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、他の実施の形態または実施例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２０乃至図２４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、タッチセンサを用いる場合について説明する。
図２０（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図２０（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２０（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２０（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の電極や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２０（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２０（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２１（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図２１（Ａ）は、図２０（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、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂もしくは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２１（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（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂や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、水分や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乃至実施の形態３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形成し、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、特定の波長帯域の光を透過する機能を有していればよく、例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯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２１（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２１（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、１３族の半導体（例えば、ガリウムを有する半導体）、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２１（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図２１（Ｃ）は、図２０（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度を超えて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や、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）や、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２２（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図２２（Ａ）は、図２０（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
図２２（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２１（Ａ）で説明した表示装置２５０１と、図２１（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２２（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２１（Ａ）及び図２１（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２２（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図２２（Ｂ）を用いて説明する。
図２２（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図２２（Ｂ）に示すタッチパネル２００１は、図２２（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２２（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２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板の上面及び下面のいずれか一方または双方に射出されればよい。
＜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２３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行う。
図２３（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２３（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２３（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２３（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２３（Ｂ）には、図２３（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２３（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ものとする。また図２３（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２３（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２４に示す。
図２４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２４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、他の実施の形態または実施例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２５及び図２６を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図２５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、形状や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２６（Ａ）乃至図２６（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２６（Ａ）乃至図２６（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２６（Ａ）乃至図２６（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２６（Ａ）乃至図２６（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２６（Ａ）乃至図２６（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図２６（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２６（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２６（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、電子メールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールや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２６（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２６（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２６（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２６（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図２６（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２６（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、他の実施の形態または実施例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、本発明の一態様である発光素子を適用した照明装置の一例について、図２７を用いて説明する。
図２７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、発光素子を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態または実施例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、本発明の一態様である電極層（電極１及び電極２）と、比較用の電極層（比較電極１）の作製例を示す。なお、本実施例で用いる符号等は、実施の形態１の図７（Ａ）で示した発光素子２９０を例とする。
＜１−１．電極１の作製＞
基板２００上に電極層を構成する導電層１０１ａとして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜を厚さ２００ｎｍになるように形成した。次に、導電層１０１ａ上に接する酸化物層１０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるように形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１を用い、基板温度は３００℃にて成膜した。その後、酸化物層１０１ｂ上に透明導電膜１０１ｃとして、ＩＴＳＯ膜を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。ＩＴＳＯ膜の成膜後、２５０℃及び３００℃にてそれぞれ１時間のベークを行った。以上の工程にて、電極１の作製を行った。
＜１−２．電極２の作製＞
電極２は、先に示す電極１の酸化物層１０１ｂを形成する工程が異なり、それ以外の工程は電極１と同様の作製方法とした。すなわち、酸化物層１０１ｂとしてＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を成膜する際に、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比が、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６を用い、基板温度は３００℃にて成膜した。
＜１−３．比較電極１の作製＞
比較電極１は、先に示す電極１の酸化物層１０１ｂを形成する工程が異なり、それ以外の工程は電極１と同様の作製方法とした。すなわち、酸化物層１０１ｂの替わりとして、Ｔｉ膜を厚さ６ｎｍになるように形成後、３００℃にて１時間のベーク処理を行うことで、Ｔｉ膜を酸化し、チタン酸化膜を形成した。
＜１−４．電極の特性＞
電極１と電極２、比較電極１の反射率を図２８に示す。
電極１と電極２の反射率は、比較電極１の反射率より高く、優れた反射率を示している。このことから、本発明の一態様を電極層に用いることで、反射率の優れた電極を形成することができる。
また、電極１と電極２は、電食が生じず、膜剥がれも生じなかった。したがって、発光素子の電極層として用いるのに適した安定な電極層であることがわかった。
なお、酸化物層１０１ｂとして用いるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物（１：１：１）の抵抗率を測定したところ５．５×１０−３Ωｍであった。これは透明導電膜として用いられるＩＴＳＯの抵抗率である２．６×１０−３Ωｍと同程度であり、発光素子の電極として用いるのに十分に低い抵抗率である。
したがって、本発明の一態様の酸化物層を用いた電極は、高い反射率と低い抵抗率を有するため、発光素子の電極として好適であると言える。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子（発光素子１及び発光素子２）の作製例を示す。本実施例で作製する発光素子の断面模式図を図２９（Ａ）に、素子構造の詳細を表４に、それぞれ示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
＜２−１．発光素子１の作製＞
基板５１０上に電極層５０１を構成する導電層５０１ａとして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜を厚さ２００ｎｍになるように形成した。
次に、導電層５０１ａ上に接する酸化物層５０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１を用い、基板温度は３００℃にて成膜した。
次に、酸化物層５０１ｂ上に透明導電膜５０１ｃとして、ＩＴＳＯ膜を厚さ４０ｎｍになるよう形成した。以上の工程により電極層５０１を形成した。なお、電極層５０１の電極面積としては、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極層５０１上に正孔注入層５３１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）と、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが１３．５ｎｍになるよう共蒸着した。
次に、正孔注入層５３１上に正孔輸送層５３２として、ＰＣＰＰｎを厚さ１０ｎｍになるよう蒸着した。
次に、正孔輸送層５３２上に発光層５２１として、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）と、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）とを重量比（ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０５、厚さが２５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層５２１において、ＣｚＰＡ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５２１上に電子輸送層５３３として、ＣｚＰＡと、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）とを、それぞれ厚さが、５ｎｍ、１５ｎｍになるよう順次蒸着した。
次に、電子注入層５３４として、Ｌｉ２Ｏ及び、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を、それぞれ厚さが０．１ｎｍ、２ｎｍになるよう蒸着した。
次に、正孔注入層を兼ねる電荷発生層５３５として、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と、ＭｏＯ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが１２．５ｎｍになるよう共蒸着した。
次に、電荷発生層５３５上に正孔輸送層５３７として、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）を、厚さが２０ｎｍになるよう蒸着した。
次に、正孔輸送層５３７上に発光層５２２として、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）と、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）と、（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））と、を重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．７：０．３：０．０６、厚さが２０ｎｍになるよう共蒸着した。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ビス｛４，６−ジメチル−２−［３−（３，５−ジメチルフェニル）−５−フェニル−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ））とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ））が１：０．０４、厚さが２０ｎｍになるよう共蒸着した。なお、発光層５２２において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩがホスト材料、ＰＣＢＮＢＢがアシスト材料、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）及びＩｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）がゲスト材料（燐光材料）である。
次に、発光層５２２上に電子輸送層５３８として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、Ｂｐｈｅｎとを、それぞれ厚さが３０ｎｍ、１５ｎｍになるよう順次蒸着し、電子輸送層５３８上に電子注入層５３９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍになるよう蒸着した。
次に電子注入層５３９上に電極層５０２として、銀（Ａｇ）及びマグネシウム（Ｍｇ）の合金膜と、ＩＴＯ膜とを、それぞれ厚さが１５ｎｍ、７０ｎｍになるよう形成した。なお、Ａｇ及びＭｇの合金膜としては、体積比（Ａｇ：Ｍｇ）が１：０．１となるように蒸着した。
以上の工程により、基板５１０上に形成される構造を作製した。なお、上述した成膜過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。また、電極層５０２のＩＴＯ膜はスパッタリング法にて形成した。
また、発光素子１の封止基板５１２には、光学素子５１４として、緑色（Ｇｒｅｅｎ）のカラーフィルタを形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用封止材を用いて封止基板５１２を基板５１０上に固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、封止材を発光素子の周囲に塗布し、基板５１０と封止基板５１２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。
＜２−２．発光素子２の作製＞
発光素子２は、先に示す発光素子１の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
電極層５０１を構成する導電層５０１ａ上に接する酸化物層５０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６を用い、基板温度は３００℃にて成膜した。
また、電極層５０１上の正孔注入層５３１として、ＰＣＰＰｎと、ＭｏＯ３とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが２０ｎｍになるよう共蒸着した。
＜２−３．発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１及び発光素子２の電流効率−輝度特性を図３０に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１及び発光素子２の素子特性を表５に示す。
また、発光素子１及び発光素子２に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３１に示す。
図３０、図３１、及び表５で示すように、発光素子１及び発光素子２からは高い電流効率で、且つ色純度の高い緑色発光が得られた。したがって、ＩｎとスタビライザーであるＧａを含む酸化物層を用いて電極層５０１を構成することで、高い電流効率で発光する発光素子を得ることが出来た。
さらに、発光素子２は発光素子１より電流効率が高く、より低い駆動電圧で駆動していることから、スタビライザーであるＧａの含有量がＩｎより多い方が、より好適であることが分かった。
以上のように、本発明の一態様の構成を用いることで、高い電流効率を示し、低い駆動電圧で駆動する、発光素子を作製することができた。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子（発光素子３乃至発光素子５）の作製例を示す。本実施例で作製する発光素子の断面模式図を図２９（Ｂ）に、素子構造の詳細を表６及び表７に、それぞれ示す。また、使用した化合物は実施例２と同様である。
＜３−１．発光素子３の作製＞
発光素子３は、実施例２で示した発光素子１の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
電極層５０１を構成する導電層５０１ａ上に接する酸化物層５０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６を用い、基板温度は３００℃にて成膜した。
次に、酸化物層５０１ｂ上に透明導電膜５０１ｃとして、ＩＴＳＯ膜を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。
また、電極層５０１上の正孔注入層５３１として、ＰＣＰＰｎと、ＭｏＯ３とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが９ｎｍになるよう共蒸着した。
＜３−２．発光素子４の作製＞
発光素子４は、発光素子３の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子３と同様の作製方法とした。
電極層５０１を構成する導電層５０１ａ上に接する酸化物層５０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４を用い、基板温度は２００℃にて成膜した。
なお、発光素子４では、酸化物層５０１ｂ上に透明導電膜５０１ｃは形成せず、導電層５０１ａ及び酸化物層５０１ｂとで、電極層５０１を構成した。
続いて、電極層５０１上の正孔注入層５３１として、ＰＣＰＰｎと、ＭｏＯ３とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが２２．５ｎｍになるよう共蒸着した。
＜３−３．発光素子５の作製＞
発光素子５は、発光素子３の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子３と同様の作製方法とした。
基板５１０上に電極層５０３を構成する導電層５０３ａとして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜を厚さ２００ｎｍになるように形成した。
導電層５０３ａ上に接する酸化物層５０３ｂとして、Ｔｉ膜を厚さ６ｎｍになるよう形成した。Ｔｉ膜の形成後、３００℃にて１時間のベーク処理を行うことで、Ｔｉ膜を酸化し、酸化チタン膜を形成した。
次に、酸化物層５０３ｂ上に透明導電膜５０３ｃとして、ＩＴＳＯ膜を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。以上の工程により、電極層５０３を形成した。
また、電極層５０３上の正孔注入層５３１として、ＰＣＰＰｎと、ＭｏＯ３とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが５ｎｍになるよう共蒸着した。
なお、発光素子３乃至発光素子５の封止基板５１２には、光学素子５１４として、青色（Ｂｌｕｅ）のカラーフィルタを形成した。
＜３−４．発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子３乃至発光素子５の電流効率−輝度特性を図３２に示す。また、輝度−電圧特性を図３３に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子３乃至発光素子５の素子特性を表８に示す。
また、発光素子３乃至発光素子５に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３４に示す。
図３２乃至図３４、及び表８で示すように、発光素子３及び発光素子４は、高い色純度の青色発光でありながら、発光素子５より高い電流効率となった。これは、実施例１で示したように、本発明の一態様のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を有する電極構造は、反射率が高く、特に青色領域で優れた反射率を有している。したがって、発光素子３及び発光素子４に用いた電極構造は、特に青色の光を呈する発光素子に好適であることが分かった。
以上のように、本発明の一態様の構成を用いることで、高い電流効率を有する発光素子を作製することができた。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子（発光素子６乃至発光素子８）の作製例を示す。本実施例で作製する発光素子の断面模式図を図２９（Ｃ）に、素子構造の詳細を表９に、それぞれ示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
＜４−１．発光素子６の作製＞
基板５１０上に電極層５０１を構成する導電層５０１ａとして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜を厚さ２００ｎｍになるように形成した。
次に、導電層５０１ａ上に接する酸化物層５０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６を用い、基板温度は３００℃にて成膜した。
次に、酸化物層５０１ｂ上に透明導電膜５０１ｃとして、ＩＴＳＯ膜を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。以上の工程により電極層５０１を形成した。なお、電極層５０１の電極面積としては、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極層５０１上に正孔注入層５３１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが２５ｎｍになるよう共蒸着した。
次に、正孔注入層５３１上に正孔輸送層５３２として、ＰＣＰＰｎが厚さ１０ｎｍになるよう蒸着した。
次に、正孔輸送層５３２上に発光層５２０として、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（ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを重量比（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０２、厚さが１０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層５２０の１層目において、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。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、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）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．４：０．６、厚さが２ｎｍになるよう共蒸着した。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、（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））とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．８：０．２：０．０６、厚さが２０ｎｍになるよう共蒸着した。なお、発光層５２０の３層目において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ及び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上に電子輸送層５３３として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、Ｂｐｈｅｎとを、それぞれ厚さが、２０ｎｍ、１５ｎｍになるよう順次蒸着した。
次に、電子輸送層５３３上に電子注入層５３４として、Ｌｉ２Ｏ及びＣｕＰｃを、それぞれ厚さが０．１ｎｍ、２ｎｍになるよう蒸着した。その後、バッファ層５４０として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが３０ｎｍになるよう共蒸着した。
次にバッファ層５４０上に電極層５０２として、ＩＴＯ膜を、厚さが７０ｎｍになるよう形成した。
以上の工程により、基板５１０上に形成される構造を作製した。なお、上述した成膜過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いたまた、電極層５０２のＩＴＯ膜はスパッタリング法にて形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用封止材を用いて封止基板を基板５１０上に固定することで、発光素子６を封止した。具体的には、封止材を発光素子の周囲に塗布し、基板５１０と封止基板とを貼り合わせ、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６を得た。
＜４−２．発光素子７の作製＞
発光素子７は、先に示す発光素子６の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子６と同様の作製方法とした。
電極層５０１を構成する導電層５０１ａ上に接する酸化物層５０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。この際、スパッタリングターゲットの金属元素の原子数比は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４を用い、基板温度は２００℃にて成膜した。
なお、発光素子７では、酸化物層５０１ｂ上に透明導電膜５０１ｃは形成せず、導電層５０１ａ及び酸化物層５０１ｂとで、電極層５０１を構成した。
続いて、電極層５０１上の正孔注入層５３１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが３５ｎｍになるよう共蒸着した。
＜４−３．発光素子８の作製＞
発光素子８は、発光素子６の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子６と同様の作製方法とした。
基板５１０上に電極層５０３を構成する導電層５０３ａとして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜を厚さ２００ｎｍになるように形成した。
導電層５０３ａ上に接する酸化物層５０３ｂとして、Ｔｉ膜を厚さ６ｎｍになるよう形成した。Ｔｉ膜の形成後、３００℃にて１時間のベーク処理を行うことで、Ｔｉ膜を酸化し、酸化チタン膜を形成した。
次に、酸化物層５０３ｂ上に透明導電膜５０３ｃとして、ＩＴＳＯ膜を厚さ１０ｎｍになるよう形成した。以上の工程により、電極層５０３を形成した。
また、電極層５０３上の正孔注入層５３１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが２５ｎｍになるよう共蒸着した。
＜４−４．発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子６乃至発光素子８の電流効率−輝度特性を図３５に示す。また、輝度−電圧特性を図３６に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子６乃至発光素子８の素子特性を表１０に示す。
また、発光素子６乃至発光素子８に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３７に示す。
図３５及び図３６、及び表１０で示すように、発光素子６及び発光素子７は、発光素子８より高い電流効率を示した。特に発光素子７は、高い電流効率となった。
また、図３７で示すように、発光素子６及び発光素子７は、発光素子８と比べて、青色領域の発光より黄色領域の発光が、より強く発光していることが分かる。その結果、色度ｙは、発光素子８、発光素子６、発光素子７の順に大きくなっており、特に発光素子７は、発光素子８より、黄色に近い色度となっている。したがって、本発明の一態様のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を有する電極構造と、該酸化物と異なる酸化物を有する電極構造とを、有することで、異なる発光色を呈する領域を有する発光素子が得られることが分かった。
以上のように、本発明の一態様の構成を用いることで、高い発光効率を有し、異なる発光色を呈する領域を有する、発光素子を作製することができた。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極層
１０１ａ 導電層
１０１ｂ 酸化物層
１０１ｃ 透明導電膜
１０１ｄ 酸化物層
１０１ｅ 透明導電膜
１０２ 電極層
１０３ 電極層
１０３ａ 導電層
１０３ｂ 酸化物層
１０３ｃ 透明導電膜
１０４ 電極層
１０４ａ 導電層
１０４ｂ 酸化物層
１０６ 発光ユニット
１０８ 発光ユニット
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 電子輸送層
１１４ 電子注入層
１１５ 電荷発生層
１１６ 正孔注入層
１１７ 正孔輸送層
１１８ 電子輸送層
１１９ 電子注入層
１２０ 発光層
１２０ａ 発光層
１２０ｂ 発光層
１２１ 発光層
１２１ａ 発光層
１２１ｂ 発光層
１２２ 発光層
１２２ａ 発光層
１２２ｂ 発光層
１４０ 隔壁
１５０ 発光素子
１７０ 発光素子
１７２ 発光素子
１７４ 発光素子
１７６ 発光素子
１９０ タンデム型発光素子
２００ 基板
２１０Ａ 領域
２１０Ｂ 領域
２１１Ａ 領域
２１１Ｂ 領域
２１２Ａ 領域
２１２Ｂ 領域
２１３Ａ 領域
２１３Ｂ 領域
２２０ 基板
２２１Ｂ 領域
２２１Ｇ 領域
２２１Ｒ 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
２７０ 発光素子
２８０ 発光素子
２８２ 発光素子
２９０ 発光素子
２９２ 発光素子
４００ ＥＬ層
４０１ 電極層
４０１ａ 導電層
４０１ｂ 酸化物層
４０２ 電極層
４１１ 正孔注入層
４１２ 正孔輸送層
４１３ 発光層
４１４ 発光層
４１５ 電子輸送層
４１６ 電子注入層
４２１ ゲスト材料
４２２ ホスト材料
４３１ ゲスト材料
４３２ 有機化合物
４３３ 有機化合物
４５０ 発光素子
５０１ 電極層
５０１ａ 導電層
５０１ｂ 酸化物層
５０１ｃ 透明導電膜
５０２ 電極層
５０３ 電極層
５０３ａ 導電層
５０３ｂ 酸化物層
５０３ｃ 透明導電膜
５１０ 基板
５１２ 封止基板
５１４ 光学素子
５２０ 発光層
５２１ 発光層
５２２ 発光層
５３１ 正孔注入層
５３２ 正孔輸送層
５３３ 電子輸送層
５３４ 電子注入層
５３５ 電荷発生層
５３７ 正孔輸送層
５３８ 電子輸送層
５３９ 電子注入層
５４０ バッファ層
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
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
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
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 (10)

  1. 第１の電極層と、第２の電極層と、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に設けられたＥＬ層と、を含む発光素子を有し、
    前記第１の電極層は、導電層と、前記導電層に接する酸化物層と、前記酸化物層に接する透明導電膜と、を有し、
    前記導電層は、光を反射する機能を有し、
    前記酸化物層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、
    前記酸化物層に含まれる前記Ｍの含有量は、前記Ｉｎの含有量以上である、発光装置。
  2. 請求項１において、
    前記導電層は、Ａｌ、Ｎｉ、及びＬａを有し、
    前記酸化物層は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを有し、
    前記透明導電膜は、珪素、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を有する、発光装置。
  3. 第１の電極層と、第２の電極層と、前記第１の電極層及び前記第２の電極層の間に設けられたＥＬ層と、を含む発光素子を有し、
    前記第１の電極層は、第１の酸化物層と、前記第１の酸化物層に接する導電層と、前記導電層に接する第２の酸化物層とを有し、
    前記導電層は、光を反射する機能を有し、
    前記第１の酸化物層及び前記第２の酸化物層の各々は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆを表す）と、を有し、
    前記Ｍの含有量は、前記Ｉｎの含有量以上である、発光装置。
  4. 請求項３において、
    前記導電層は、Ａｌ、Ｎｉ、及びＬａを有し、
    前記第１の酸化物層及び前記第２の酸化物層の各々は、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを有する、発光装置。
  5. 請求項１乃至４のいずれか一項において、
    前記ＥＬ層は、第１の発光層及び第２の発光層を有し、
    前記第１の発光層は、光を呈する機能を有する第１の化合物を有し、
    前記第２の発光層は、光を呈する機能を有する第２の化合物を有する、発光装置。
  6. 請求項５において、
    前記第１の化合物と前記第２の化合物の一方は、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１の化合物と前記第２の化合物の他方は、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、発光装置。
  7. 請求項５又は６において、
    前記第１の化合物は、前記第２の化合物が呈する光の色と、異なる色の光を呈する、発光装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置と、
    筐体またはタッチセンサと、を有する、照明装置。
  9. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光装置と、
    カラーフィルタ又はトランジスタと、を有する、表示装置。
  10. 請求項９に記載の表示装置と、
    筐体又はタッチセンサと、を有する、電子機器。
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