JP6969887B2

JP6969887B2 - 表示装置および電子機器

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Publication number: JP6969887B2
Application number: JP2017083391A
Authority: JP
Inventors: 哲史瀬尾; 正吾上坂; 俊毅佐々木; 信晴大澤
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2037-04-20
Also published as: JP2017199669A; US20170309852A1

Description

本発明の一態様は、発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光を得られる。

上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。

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）。

また、電極からＥＬ層へのキャリア注入を容易にするため、有機アクセプタ材料を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１２−１８２１２７号公報特開２０１２−１８２１１９号公報特表２００７−５１８２２０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、仕事関数が高い、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、電極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。

また、電極とＥＬ層との間にエネルギー障壁があると、発光素子の駆動電圧が上昇し、発光素子の消費電力が高くなる問題がある。そのため、電極とＥＬ層との間のエネルギー障壁を低減することが求められている。

上述した課題に鑑み、本発明の一態様では、駆動電圧が低い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。

なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられたＥＬ層と、を有する発光素子であって、第１の電極は、第１の導電層と、第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、を有し、第１の導電層は、光を反射する機能を有し、第２の導電層は、光を透過する機能を有し、第２の導電層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を含む酸化物を有し、ＥＬ層は、第２の導電層と接する領域に有機アクセプタ材料を有する発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられたＥＬ層と、を有する発光素子であって、第１の電極は、第１の導電層と、第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、を有し、第１の導電層は、光を反射する機能を有し、第２の導電層は、光を透過する機能を有し、第２の導電層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を含む酸化物を有し、ＥＬ層は、第２の導電層と接する領域に有機アクセプタ材料を有し、酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位と、有機アクセプタ材料のＬＵＭＯのエネルギー準位と、の差が０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下である発光素子である。

上記各構成において、ＥＬ層は、有機アクセプタ材料を含む領域と接する領域に、有機アクセプタ材料と異なるアクセプタ材料を有すると好ましい。

また、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に設けられたＥＬ層と、を有する発光素子であって、第１の電極は、第１の導電層と、第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、を有し、第１の導電層は、光を反射する機能を有し、第２の導電層は、光を透過する機能を有し、第２の導電層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を含む酸化物を有し、ＥＬ層は、第２の導電層と接する第１の領域と、第１の領域と接する第２の領域と、を有し、第１の領域は、有機アクセプタ材料を有し、第２の領域は、正孔輸送性材料を有し、酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位と、有機アクセプタ材料のＬＵＭＯのエネルギー準位と、の差が０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下である発光素子である。

上記構成において、第２の領域は、有機アクセプタ材料と異なるアクセプタ材料を有すると好ましい。

上記各構成において、有機アクセプタ材料は、アザトリフェニレン骨格を有すると好ましい。また、アザトリフェニレン骨格は、Ｎを４個以上有すると好ましい。また、アザトリフェニレン骨格は、Ｎが６個であると好ましい。また、有機アクセプタ材料は、シアノ基を有すると好ましい。また、有機アクセプタ材料は、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を有すると好ましい。

また、上記各構成において、酸化物に含まれるＭの含有量はＩｎの含有量以上であると好ましい。また、Ｍは、Ｇａであると好ましい。また、酸化物は、さらに、Ｚｎを有すると好ましい。また、酸化物は、Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を有すると好ましい。

また、上記各構成において、第１の導電層は、ＡｌまたはＡｇを有すると好ましい。

また、上記各構成において、第２の電極は、Ｉｎ、Ａｇ、及びＭｇの少なくとも一つを有すると好ましい。

また、本発明の他の一態様は、上記各構成に記載の発光素子と、第１の電極または第２の電極と電気的に接続されるトランジスタと、を有する表示装置である。

上記構成において、トランジスタは、チャネル領域に酸化物半導体層を有し、酸化物半導体層は、Ｉｎと、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｈｆの一以上）と、を有すると好ましい。また、第２の導電層と酸化物半導体層と、が同じ元素を有すると好ましい。

また、本発明の他の一態様は、上記各構成の表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一とを有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一とを有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。したがって、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光素子にコネクター、例えばＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示モジュールも本発明の一態様である。

本発明の一態様により、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一様態により、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、新規な表示装置を提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図。本発明の一態様の発光素子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、計算に用いた結晶モデルを説明する図。本発明の一態様の発光素子の断面模式図。本発明の一態様の発光素子の断面模式図。本発明の一態様の発光素子の断面模式図。本発明の一態様の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。本発明の一態様の電子機器について説明する図。本発明の一態様の表示装置を説明する斜視図。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、発光素子の輝度−電流密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、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。実施例に係る、発光素子のエネルギー効率−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、エネルギー準位の相関を説明する図。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。

なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。

また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。

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３を用いて以下説明する。

＜発光素子の構成例＞
図１は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。図１に示す発光素子１５０は、電極１０１と、ＥＬ層１００と、電極１０２と、を有する。また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、を有する。

また、図１に示すＥＬ層１００は、導電層１０１ｂと接する領域に正孔注入層１１１を有する。さらにＥＬ層１００は、正孔輸送層１１２と、発光層１３０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１０１を陽極、電極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１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層は、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１３０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、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する層を有する構成としても良い。

電極１０１を構成する導電層１０１ａは、光を反射する機能を有する。導電層１０１ａに、反射率の良好な金属、例えばアルミニウム（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。

また、電極１０１を陽極として用いる場合、電極１０１のうちＥＬ層１００が接する領域は、仕事関数が高いことが好ましい。そうすることで、電極１０１からＥＬ層１００への正孔注入性を高めることができる。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。なぜならば、上記のＡｌやＡｇは、大気中で容易に表面酸化が生じ、表面に金属酸化膜を形成してしまう。該金属酸化膜の抵抗率が高い場合、電極１０１の抵抗率も高くなるため、電極１０１からＥＬ層１００への正孔注入性が低下し、発光素子１５０の駆動電圧が上昇する原因となる。そのため、電極１０１としては、導電層１０１ａの上に接して導電層１０１ｂを有する構造が好ましい。また、導電層１０１ｂには仕事関数が高い材料を用いると好ましい。

導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂは、光を透過する機能を有することが好ましく、高い透過率を有することが好ましい。導電層１０１ｂが可視光を透過する機能を有することで、電極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。

また、導電層１０１ｂは、酸化物で形成されることが好ましく、特にインジウム（Ｉｎ）を有する酸化物を有することが好ましい。導電層１０１ｂがＩｎを有することで、導電層１０１ｂの導電性を高めることが可能となり発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。また、導電層１０１ｂの光の透過率を高めることが可能となるため発光素子１５０の発光効率を高めることができる。また、Ｉｎを有する酸化物は、仕事関数が高いため、導電層１０１ｂからＥＬ層１００への正孔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。

導電層１０１ｂは、導電性を有しており、導電層１０１ｂの抵抗率は、１×１０^５Ω・ｃｍ以下が好ましく、１×１０^４Ω・ｃｍ以下であるとさらに好ましい。導電層１０１ｂが導電性を有することで、電極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。

電極１０１からＥＬ層１００への正孔注入性を高めるため、正孔注入層１１１は有機アクセプタ材料を有すると好ましい。有機アクセプタ材料は、ＬＵＭＯ（ＬｏｗｅｓｔＵｎｏｃｃｕｐｉｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｒｂｉｔａｌ、最低空軌道ともいう）準位が低い有機材料である。有機アクセプタ材料は、有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位に近いエネルギーにＨＯＭＯ（ＨｉｇｈｅｓｔＯｃｃｕｐｉｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＯｒｂｉｔａｌ、最高被占軌道ともいう）準位を有する材料から電荷分離により電子と正孔を発生させることができる。したがって、発光素子１５０においては、有機アクセプタ材料を有する正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２との間で電荷分離が発生し、正孔注入層１１１に電子が、正孔輸送層１１２に正孔が発生する。電極１０１の電位の方が電極１０２の電位よりも高くなるよう電極１０１と電極１０２との間に電圧を印加したとき、電荷分離によって発生した電子は有機アクセプタ材料により電極１０１へ輸送され、正孔は正孔輸送層１１２が有する材料により発光層１３０へ輸送される。このとき、正孔輸送層１１２は、正孔輸送性材料を有すると好ましい。また、これと同時に電極１０２から注入された電子が、電子注入層１１９及び電子輸送層１１８が有する材料により発光層１３０へ輸送される。その後、発光層１３０中で正孔と電子が再結合することで、発光層１３０中に励起子が生成し、励起子の励起エネルギーに基づいて発光層１３０中の発光材料が発光する。

ここで、発光素子１５０が有する電極１０１、正孔注入層１１１、及び正孔輸送層１１２のエネルギー準位の相関の例を図２に示す。図２において、１０１ａは導電層１０１ａが有する金属を表し、１０１ｂは導電層１０１ｂが有する酸化物を表し、１１１は正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料を表し、１１２は正孔輸送層１１２が有する正孔輸送性材料を表し、Ｅｆはフェルミ準位を表し、Ｅｃは伝導帯下端のエネルギー準位を表し、Ｅｖは価電子帯上端のエネルギー準位を表す、表記及び符号である。

有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位と、正孔輸送層１１２が有する正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位とで差が大きいと、正孔注入層１１１による正孔輸送層１１２からの電子の引き抜きが困難となる。換言すると、正孔注入層１１１から正孔輸送層１１２への正孔の注入が困難となる。そのため、有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位と、正孔輸送層１１２が有する正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の差は小さいことが好ましく、具体的には好ましくは０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である。このとき、有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位と、該正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位との差は、有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位と該正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位との差より小さいと好ましい。

また、電極１０１とＥＬ層１００とが接する領域において、導電層１０１ｂが有する酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位の絶対値と、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位の絶対値と、の差が大きいと、正孔注入層１１１から導電層１０１ｂへの電子の注入が困難となる。そのため、導電層１０１ｂが有する酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位の絶対値と、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位の絶対値と、の差は小さいことが好ましく、具体的には好ましくは０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である。あるいは、導電層１０１ｂが有する酸化物のフェルミ準位の絶対値と、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位の絶対値と、の差は小さいことが好ましく、具体的には好ましくは０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である。なお、導電層１０１ｂが有する酸化物が縮退状態であるとき、伝導帯下端のエネルギー準位とフェルミ準位とは同程度となる。

なお、正孔注入層１１１から電極１０１へ効率よく電子が注入するためには、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位は、導電層１０１ｂが有する酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位またはフェルミ準位より高いことが好ましい。

また、導電層１０１ａ上に接して導電層１０１ｂを形成する際、導電層１０１ｂが有する酸化物に酸素欠損を形成し、該酸素欠損に水素を結合させることで、導電層１０１ｂの抵抗を低減させることができる。このとき、導電層１０１ａのフェルミ準位と導電層１０１ｂのフェルミ準位との差が小さくなるため、オーミック接触となる。そのため、導電層１０１ａと導電層１０１ｂとの間で電子の授受が円滑に行われる。

なお、電極１０１を構成する導電層１０１ａと、導電層１０１ｂと、が接する構成となると、導電層１０１ａに用いる材料と、導電層１０１ｂに用いる材料（この場合はＩｎ）と、の間にイオン化傾向に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であり、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。そのため、導電層１０１ａにＡｌを有する材料を用い、導電層１０１ｂにＩｎを有する酸化物を用いた場合、Ａｌを有する材料とＩｎを有する酸化物との間のイオン化傾向の差が生じるため、当該材料間で電子の授受が生じ、電食が発生する。また、Ｉｎと酸素の結合力よりＡｌと酸素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、電食が発生する場合や、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、本発明の一態様において、導電層１０１ｂが有する酸化物は、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。または、導電層１０１ｂが有する酸化物は、Ｉｎと、Ｉｎよりイオン化傾向が大きい元素と、を有する。または、導電層１０１ｂが有する酸化物は、Ｉｎと、Ｉｎより標準電極電位が小さい元素と、を有する。すなわち、導電層１０１ｂが有する酸化物は、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）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジム（Ｎｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）の一以上）と、を有する。なお、当該酸化物がＩｎを有することで、導電層１０１ｂの導電性を高めることが可能となる。また、導電層１０１ｂの光の透過率を高めることが可能となる。また、導電層１０１ｂの仕事関数を高めることが可能となるため、ＥＬ層１００への正孔注入性またはＥＬ層１００からの電子注入性を高め、発光素子１５０の駆動電圧を低減することが可能となる。

上記のような構成とすることで、導電層１０１ｂ中でのスタビライザーＭと酸素との結合力がより強固になり、導電層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。

ここで、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と酸素との結合エネルギー、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と酸素と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、丸善株式会社」から引用した。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として第１の酸化物が有することで、導電層１０１ｂとＡｌを有する導電層１０１ａとの間の標準電極電位の差が縮小するため、導電層１０１ｂと導電層１０１ａ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１０１ａと、導電層１０１ｂ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（ＴｈｅＶｉｅｎｎａＡｂｉｎｉｔｉｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐａｃｋａｇｅ）を用いた。図３（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ＰｒｏｊｅｃｔｏｒＡｕｇｍｅｎｔｅｄＷａｖｅ（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（Ｅ_{ｂｉｎｄｉｎｇ}（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、Ｅ_ａｔｏｍ（Ｍ）及びＥ_ａｔｏｍ（Ｏ）は、各原子の全エネルギー、Ｅ_ｔｏｔ（Ｍ_２ｎＯ_３ｎ）はＭ_２Ｏ_３結晶モデルの全エネルギーである。図３（Ｂ）のように、Ｉｎ_２Ｏ_３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３（Ａ）のように、β−Ｇａ_２Ｏ_３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として算出した。

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（Ｅ_{Ｂ，Ｍ−Ｏ}）は、数式（２）より算出した。数式（２）では、結合エネルギー（Ｅ_{Ｂ，Ｍ−Ｏ}）は、Ｍ−Ｏ間の距離（ｄ_Ｍ−Ｏ）に依存する。数式（２）のａ_０，Ｍ、ａ_１，Ｍ、ａ_２，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：Ｖ_Ｏは、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物中に酸素欠損（Ｖ_Ｏ）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Ｖ_Ｏ生成エネルギーをＥ（Ｖ_Ｏ）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として導電層１０１ｂに用いる、あるい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として導電層１０１ｂに用いることで、Ｉｎを有する導電層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、導電層１０１ｂに、Ｉｎと、スタビライザーＭ（Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を有する酸化物を用いることで、電極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。

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、導電層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。しかしながら、この場合においても、導電層１０１ｂに、Ｉｎと、スタビライザーＭ（Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を有する酸化物を用いることで、導電層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１０１を作製することができるため好ましい。

電極１０２は、光を透過する機能を有する。電極１０２に、Ｉｎ、Ａｇ、及びマグネシウム（Ｍｇ）を少なくとも一つ有する材料を用いることで、電極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１０２が、光を透過する機能と、光を反射する機能と、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１０２に、Ｉｎ、Ａｇ、及びＭｇを少なくとも一つ有する材料を用いることは好適である。

また、電極１０１が、光を反射する機能と、光を透過する機能とを有する構成としてもよい。その場合、電極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。

なお、発光層１３０は、複数の層が積層された構成としても良い。例えば、第１の発光層と、第２の発光層と、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１５０から複数の色を有する発光を得ることができる。また、発光層１３０が呈する発光により、白色となるよう発光材料を選択すると良い。

また、発光層１３０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。

＜発光素子の構成要素＞
次に、図１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。

≪一対の電極≫
電極１０１は、発光素子の陽極または陰極としての機能を有する。

電極１０１を構成する導電層１０１ａ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を含む合金等を用いても良く、Ａｇを含む合金としては、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）の一つまたは複数を表す）とを含む合金等が挙げられる。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１０１から光を取り出す場合、導電層１０１ａ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、光を透過する機能とを有することが好ましい。

また、電極１０１において、導電層１０１ｂは、Ｉｎと、スタビライザーＭ（Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を有する酸化物で形成されることが好ましい。そうすることで、導電層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。

なお、他のスタビライザーＭ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、導電層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、導電層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。

導電層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。

導電層１０１ｂがＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物を有する場合、Ｉｎ−Ｇａ−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＝１：４：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：４：５、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：５：５、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、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：９：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：５：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：１：３、あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１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導電層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。

また、スタビライザーＭは酸素との結合力が強い金属元素であるため、スタビライザーＭの含有比は多いことが好ましい。導電層１０１ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を有する場合、Ｚｎ及び酸素を除いてのＩｎ及びＭの原子数比率は、好ましくはＩｎが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが２５ａｔｏｍｉｃ％より大きく、より好ましくはＩｎが６６ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが３４ａｔｏｍｉｃ％より大きい。そうすることで、導電層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。

さらに、導電層１０１ｂがＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を有する場合、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以上であると好ましい。このとき、Ｍの含有量がＩｎの５倍以上であると導電性が低下するため、Ｍの含有量はＩｎの好ましくは１倍以上５倍未満、より好ましくは１倍以上３倍以下である。あるいは、スパッタリングターゲットにおいて、金属元素の原子数比をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ：ｙ：ｚとすると、ｘ≦ｙであって、ｚ／ｙは１／３以上６以下、さらには１以上６以下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の代表例としては、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：８等がある。

また、導電層１０１ｂの導電性を高めるため、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、Ｉｎの含有量がＭ以上であり、Ｚｎの含有量はＭ以上であってもよい。あるいは、スパッタリングターゲットにおいて、金属元素の原子数比をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ：ｙ：ｚとすると_、ｘ／ｙは１／３以上６以下、さらには１以上６以下であって、ｚ／ｙは１／３以上６以下、さらには１以上６以下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の代表例としては、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１等がある。Ｉｎ、スタビライザーＭ、及びＺｎを有する酸化物では、主として重金属のｓ軌道がキャリア伝導に寄与しており、Ｉｎの含有率を高くすることにより、ｓ軌道が重なる領域がより大きくなるため、Ｉｎの含有率が高い酸化物はＩｎの含有率が低い酸化物と比較して導電性が高くなる。

酸化物半導体等において、伝導帯下端のエネルギー準位と価電子帯上端のエネルギー準位との差がバンドギャップであり、真空準位と伝導帯下端のエネルギー準位との差が電子親和力である。エネルギーギャップは、例えば分光エリプソメータ（ＨＯＲＩＢＡＪＯＢＩＮＹＶＯＮ社ＵＴ−３００）を用いて測定できる。また、真空準位と価電子帯上端のエネルギー準位との差は、例えば、紫外線光電子分光分析（ＵＰＳ：ＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）装置（ＰＨＩ社ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ）を用いて測定できる。したがって、電子親和力は、真空準位と価電子帯上端のエネルギー準位との差からバンドギャップを引くことで算出することができる。

なお、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．２ｅＶ、電子親和力は約４．７ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．５ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．４ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．３ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：２のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．９ｅＶ、電子親和力は約４．３ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：８のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．５ｅＶ、電子親和力は約４．４ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：６：１０のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．５ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：２のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約２．８ｅＶ、電子親和力は約５．０ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝３：１：４のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約２．８ｅＶ、電子親和力は約４．６ｅＶである。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．０ｅＶ、電子親和力は約４．４ｅＶである。このように、酸化物の元素比において、スタビライザーＭがＩｎ以上の原子数比であることで、酸化物のエネルギーギャップが大きくなり、酸化物の電子親和力が小さくなる場合がある。すなわち、酸化物が有するＩｎとスタビライザーＭとの原子数比を変化させることで酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位を変化させることができる。

導電層１０１ｂの成膜方法は、スパッタリング法、ＭＢＥ（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、パルスレーザ堆積法、ＡＬＤ（ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いることができる。

電極１０１を構成する導電層１０１ｂは、各発光層からの光のうち所望の波長の光を共振させ、その所望の波長の光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。

また、導電層１０１ｂ上に透明導電層を形成してもよい。透明導電層としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、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１０１を陽極として用いる場合、透明導電層としては、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、透明導電層としては、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、本明細書等において、透明導電層は、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する層であればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表される酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機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層、有機化合物と電子受容体（アクセプタ）とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは１×１０^５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０^４Ω・ｃｍ以下である。

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１０１を構成する導電層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、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆの一以上）と、を有することが好ましい。また、該酸化物半導体層と導電層１０１ｂとで、同じ材料を用いることが特に好ましい。酸化物半導体層と導電層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、酸化物半導体層と導電層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、酸化物半導体層と導電層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。なお、本明細書等において、半導体または半導体層と表記した場合であっても、例えば、導電性が十分に高い場合は、導電体または導電層としての特性を有する場合がある。また、半導体と導電体、または半導体層と導電層とは、それぞれ境界が曖昧であり、厳密に区別できない場合がある。したがって、本明細書等に記載の半導体は導電体に、半導体層は導電層に、それぞれ言い換えることが可能な場合がある。

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導電層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導電層１０１ｂの有する抵抗率を制御することができる。

具体的には、画素電極の一部として機能する導電層１０１ｂにプラズマ処理を行い、導電層１０１ｂの膜中の酸素欠損を増加させる、及び／又は導電層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、伝導帯近傍にドナー準位が形成されるため、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、導電層１０１ｂに水素を含む絶縁膜または導電層を接して形成し、該水素を含む絶縁膜または導電層から導電層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は、上記プラズマ処理に曝されないように、絶縁膜を設けることが好ましい。また、該絶縁膜を設けることによって、導電層１０１ｂと接して形成する水素を含む絶縁膜と接しない構成とする。酸化物半導体層に設ける絶縁膜としては、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、導電層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、導電層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、導電層１０１ｂの近傍、より具体的には、導電層１０１ｂの下側または上側に接する絶縁膜または導電層から、水素が供給されると、上記酸素欠損と水素が結合し、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導電層１０１ｂは、酸化物半導体層よりもキャリア密度の高い酸化物層となる。

また、導電層１０１ｂと接する水素を含む層、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、導電層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１×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上、もしくは５×１０^２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以上であると好ましい。このような層を導電層１０１ｂに接して形成することで、導電層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、導電層１０１ｂに接する層の構成を変えることによって、導電層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、８×１０^１１／ｃｍ^３未満であること、好ましくは１×１０^１１／ｃｍ^３未満であること、さらに好ましくは１×１０^１０／ｃｍ^３未満１×１０^−９／ｃｍ^３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１×１０^６μｍ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。

導電層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導電層１０１ｂは、酸化物半導体層よりもキャリア密度の高い酸化物層である。

すなわち、電極１０１の一部として機能する導電層１０１ｂは、トランジスタのチャネル領域を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：ＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる水素濃度を、５×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３未満、さらに好ましくは１×１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、より好ましくは５×１０^１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下、さらに好ましくは１×１０^１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３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。

なお、酸化物半導体層の元素比において、スタビライザーＭがＩｎ以上の原子数比であることで、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、スタビライザーＭは酸素との結合力が強い金属元素であるため、スタビライザー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１０１が光を反射する機能を有する場合、電極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１０１が光を透過する機能を有する場合、電極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（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）、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、光を透過する程度の膜厚（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１０２が陰極としての機能を有する場合には、Ｉｎ、Ａｇ、及び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。

≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、陽極からＥＬ層１００へ正孔を注入する層である。正孔注入層１１１は、有機アクセプタ材料を有すると好ましい。

有機アクセプタ材料としては特に限定はないが、電子吸引性を有する有機材料であると好ましい。例えば、ハロゲン基、シアノ基等の電子吸引性の置換基を有する化合物が好ましい。具体的には例えば、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４−ＴＣＮＱ）、３，６−ジフルオロ−２，５，７，７，８，８−ヘキサシアノキノジメタン、クロラニル等が挙げられる。また、カルボニル基を有する化合物が挙げられ、例えばペリレンテトラカルボニル骨格を有する化合物等が挙げられる。また、π電子不足型複素芳香族骨格を有する化合物が好ましく、中でも含窒素複素芳香族骨格を有する化合物が好ましく、複数の窒素を有する複素芳香族骨格を有する化合物がより好ましい。具体的には、例えばピラジン骨格、及びアザトリフェニレン骨格が好ましく、窒素を４つ以上有するテトラアザトリフェニレン等がより好ましく、窒素を６つ有するヘキサアザトリフェニレンがさらに好ましい。具体的には例えば、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（ＰＰＤＮ）、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（ＨＡＴ−ＣＮ）等が挙げられる。中でもＨＡＴ−ＣＮは、アクセプタ性が高く、膜質が安定であるため好ましい。これらの有機アクセプタ材料から、導電層１０１ｂが有する酸化物および正孔輸送層１１２が有する正孔輸送性材料とのエネルギー準位の相関が本発明の一態様の構成となるよう選択すればよい。なお、これらの有機アクセプタ材料は、比較的低温で成膜できることから大量生産に好適である。

また、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位と、陽極が有する酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位と、の差は小さいことが好ましく、具体的には好ましくは０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶ以上０．３ｅＶ以下である。正孔注入層１１１が電極１０１、より厳密に言えば導電層１０１ｂと接する領域を有し、導電層１０１ｂにＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を用いる場合、既に述べたようにＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の伝導帯下端のエネルギー準位と真空準位との差すなわち電子親和力は４．３ｅＶから４．７ｅＶ程度となる。そのため、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位としては、好ましくは−５．７ｅＶ以上−３．３ｅＶ以下、より好ましくは−５．２ｅＶ以上−３．８ｅＶ以下、さらに好ましくは−５．０ｅＶ以上−４．０ｅＶ以下であればよい。例えば、ＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位は−４．４１ｅＶであり本発明の一態様に好適な有機アクセプタ材料である。

なお、化合物のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、例えばサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される化合物の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。

また、正孔注入層１１１は他のアクセプタ材料を有してもよい。当該アクセプタ材料と有機アクセプタ材料とを混合または積層して正孔注入層１１１に用いることができる。該アクセプタ材料としては、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、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物は電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、モリブデン酸化物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は、該アクセプタ材料を単独または他の材料と混合して形成してもよい。例えば、アクセプタ材料と正孔輸送性材料とを含む複合材料を用いることができる。アクセプタ材料と正孔輸送性材料とを含むことで、アクセプタ材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔輸送性材料に正孔が発生し、正孔輸送層１１２を介して発光層１３０に正孔が注入される。

正孔注入層１１１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）、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）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^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。

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。

この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等を用いることができる。

≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１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から注入された正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有する。

このとき、正孔注入層１１１が有する有機アクセプタ材料のＬＵＭＯ準位と、発光層１３０が有する材料のＨＯＭＯ準位との、間のＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送性材料を、正孔輸送層１１２に用いることが好ましい。また、正孔輸送層１１２は、単層だけでなく、二層以上積層してもよい。この場合、正孔注入層１１１側から発光層１３０へとＨＯＭＯ準位が順に低くなるよう正孔輸送性材料を積層することが好ましい。正孔輸送層１１２を二層以上積層する場合、正孔を円滑に輸送するためには用いる各正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の差としては、好ましくは０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶ以上０．３ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下である。

正孔輸送性を有する材料としては、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）、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。ここに挙げた物質は、主に１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。

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。

≪発光層≫
発光層１３０は、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の少なくとも一つの発光を呈する機能を有する発光材料を有する。また、発光層１３０は、発光材料に加えて、ホスト材料とし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、発光材料としては、一重項励起エネルギーを発光に変換できる発光性物質や三重項励起エネルギーを発光に変換でき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換できる発光性物質としては、蛍光を発する物質（蛍光性化合物）が挙げられる。蛍光性化合物としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の物質を用いることができる。

具体的には、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’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｔＢｕ−ＦＬＰＡＰｒｎ）、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］−３，８−ジシクロヘキシルピレン−１，６−ジアミン（略称：ｃｈ−１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）、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）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：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−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、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、２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）、ナイルレッド、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、などが挙げられる。

また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる発光性物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光性化合物）が挙げられる。燐光性化合物としては、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る。また、ポルフィリン配位子を有する白金錯体や有機イリジウム錯体が挙げられ、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。このとき、燐光性化合物は三重項ＭＬＣＴ（ＭｅｔａｌｔｏＬｉｇａｎｄＣｈａｒｇｅＴｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯を有する。

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−κＮ^２］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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：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、１Ｈ−トリアゾール骨格およびイミダゾール骨格のような含窒素五員複素環骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、高い三重項励起エネルギーを有し、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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）_２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））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，Ｃ^２’）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，Ｃ^２’）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。

なお、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、燐光性化合物の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙａｃｔｉｖａｔｅｄｄｅｌａｙｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、燐光性化合物と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光性化合物と読み替えても構わない。熱活性化遅延蛍光性化合物は、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との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーへ変換する機能を有する材料である。そのため、わずかな熱エネルギーによって三重項励起状態を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）を効率よく呈することができる。熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、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との差が、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。

熱活性化遅延蛍光性化合物が、一種類の材料から構成される場合、例えば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、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＰｒｏｔｏＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＭｅｓｏＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＨｅｍａｔｏＩＸ））、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（ＳｎＦ_２（ＣｏｐｒｏＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＥｔｉｏＩ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ_２ＯＥＰ）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性化合物としては、π電子過剰型複素芳香族骨格及びπ電子不足型複素芳香族骨格を有する複素環化合物も用いることができる。具体的には、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）等が挙げられる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香族骨格及びπ電子不足型複素芳香族骨格を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香族骨格のうち、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、またはトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため、好ましい。また、π電子過剰型複素芳香族骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有することが、好ましい。なお、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、及び９−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香族骨格とπ電子不足型複素芳香族骨格とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香族骨格のドナー性とπ電子不足型複素芳香族骨格のアクセプタ性が共に強く、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、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で逆項間交差により三重項励起状態から一重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体（エキサイプレックス、またはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する複数の材料から構成されても良い。

また、発光層１３０に用いるホスト材料としては、正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。

また、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：Ａｌｍｑ_３）、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：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（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またはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−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、発光材料が燐光性化合物である場合、ホスト材料としては、発光材料の三重項励起エネルギー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、電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを組み合わせることが特に好ましい。

なぜならば、電子輸送性材料と、正孔輸送性材料とを組み合わせて励起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性材料及び正孔輸送性材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光素子の信頼性を向上させることができる。

電子輸送性材料としては、亜鉛やアルミニウムを有する金属錯体や、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化合物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：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（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。

正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族（例えばカルバゾール誘導体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）、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）、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、発光材料の吸収スペクトルにおける最も長波長側の吸収帯（発光材料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、発光層に用いるホスト材料として、熱活性化遅延蛍光材料を用いても良い。

≪電子輸送層≫
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１１８には、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、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、ＢＡｌｑ、ＺｎＰＢＯ、ＺｎＢＴＺ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^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層１１８として用いてもよい。

また、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層以上積層してもよい。

また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。

≪電子注入層≫
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１１９には、フッ化リチウム（ＬｉＦ、フッ化ナトリウム（ＮａＦ））、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、リチウム酸化物（ＬｉＯ_ｘ）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（ＥｒＦ_３）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１１９に、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１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー材料）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機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。

なお、上述した、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。

なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用いてもよい。

ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることができる。

また、発光層に用いることができる高分子化合物としては、例えば、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジオクチル−１，４−フェニレンビニレン）等のポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（略称：ＰＦ８）、ポリ［（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，８−ジイル）］（略称：Ｆ８ＢＴ）、ポリ［（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（２，２’−ビチオフェン−５，５’−ジイル）］（略称Ｆ８Ｔ２）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−（９，１０−アントラセン）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（２，５−ジメチル−１，４−フェニレン）］等のポリフルオレン誘導体、ポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｐ３ＨＴ）等のポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）誘導体、ポリフェニレン誘導体等が挙げられる。また、これらの高分子化合物や、ポリ（９−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリ［ビス（４−フェニル）（２，４，６−トリメチルフェニル）アミン］（略称：ＰＴＡＡ）等の高分子化合物に、発光性の低分子化合物をドープして発光層に用いてもよい。発光性の低分子化合物としては、先に挙げた蛍光性化合物を用いることができる。

≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。

なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。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、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含むセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）や紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。

また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部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、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、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を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。

また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。

以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図４を用いて、以下説明を行う。なお、図４において、図１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。

＜発光素子の構成例＞
図４は、発光素子２５０の断面模式図である。

図４に示す発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（図４においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。１つの発光ユニットは、図１で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。つまり、図１で示した発光素子１５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子２５０は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子２５０において、電極１０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子２５０の構成としては、逆であっても構わない。

また、図４に示す発光素子２５０において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット１０８に、図１で示すＥＬ層１００を用いると好ましい。

また、発光素子２５０は、発光層１３０と、発光層１４０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１４０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。

電荷発生層１１５は、電子受容体であるアクセプタ材料を有する構成であっても、電子供与体であるドナー性材料を有する構成であってもよい。電荷発生層１１５にアクセプタ材料を用いる場合、実施の形態１に挙げた有機アクセプタ材料を用いることが好ましい。

また、電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプタ材料が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー材料が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。

電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプタ材料の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上である物質を適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。有機化合物とアクセプタ材料の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニット１０８のように、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けなくとも良い。

なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプタ材料の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプタ材料の複合材料を含む層と、電子供与体の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物とアクセプタ材料の複合材料を含む層と、透明導電性材料を含む層とを組み合わせて形成してもよい。

なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電極１０１と電極１０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図４において、電極１０１の電位の方が電極１０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入する。

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（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）を有することが好ましい。また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率であっても機能する。電荷発生層１１５の導電率が一対の電極と同程度に高い場合、電荷発生層１１５によって発生したキャリアが、膜面方向に流れることで、電極１０１と電極１０２とが重ならない領域で発光が生じてしまう場合がある。このような不良を抑制するためには、電荷発生層１１５は、一対の電極よりも導電率が低い材料で形成されると好ましい。

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。

また、図４においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。発光素子２５０に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。

なお、一対の電極のうち少なくとも一つ、および複数のユニットのうち少なくとも一つのユニットに、実施の形態１と同様の構成を適用することによって、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。

特に、電極１０１が有する導電層１０１ｂ、及び発光ユニット１０６が有する正孔注入層１１１は、実施の形態１で示した構成を有すると好ましい。そうすることで、発光素子２５０は、駆動電圧が低い発光素子となり好適である。

なお、発光ユニット１０６および発光ユニット１０８に用いるゲスト材料としては、同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで同じゲスト材料を有する場合、発光素子２５０は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで異なるゲスト材料を有する場合、発光素子２５０は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。特に、演色性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。

なお、発光ユニット１０６、発光ユニット１０８、及び電荷発生層１１５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に示す構成と異なる構成の発光素子の例について、図５及び図６を用いて以下に説明する。

＜発光素子の構成例１＞
図５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５に示す発光素子２６０は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子であってもよく、基板２００と反対方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子であってもよい。なお、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）型の発光素子であっても良い。

発光素子２６０が、ボトムエミッション型である場合、電極１０１は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。あるいは、発光素子２６０が、トップエミッション型である場合、電極１０１は、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能を有することが好ましい。

発光素子２６０は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒ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１１８と、電子注入層１１９と、を有する。

また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、を有する。導電層１０１ａは光を反射する機能を有し、導電層１０１ｂは光を透過する機能を有すると好ましい。

なお、電極１０１及び正孔注入層１１１は、実施の形態１で示した電極１０１及び正孔注入層１１１と同様の構成および材料を用いることができる。そうすることで、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。

図５においては、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｒ、の間に隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重なる開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の電極１０１を、それぞれ島状に分離することが可能となる。

なお、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇとは、隔壁１４５と重なる領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒとは、隔壁１４５と重なる領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１２３Ｒと、発光層１２３Ｂとは、隔壁１４５と重なる領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。

隔壁１４５としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。

また、発光層１２３Ｒ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｂは、それぞれ異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｒが赤色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｒは赤色の発光を呈し、発光層１２３Ｇが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｇは緑色の発光を呈し、発光層１２３Ｂが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｂは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子２６０を、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。

なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。

以上のように、実施の形態１で示した構成を有する発光素子２６０を、表示装置の画素に用いることで、駆動電圧が低い表示装置を提供することができる。すなわち、発光素子２６０を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。

なお、光を取り出す電極上に、カラーフィルタを設けることで、発光素子２６０の色純度を向上させることができる。そのため、発光素子２６０を有する表示装置の色純度を高めることができる。

また、光を取り出す電極上に、偏光板を設けることで、発光素子２６０の外光反射を低減することができる。そのため、発光素子２６０を有する表示装置のコントラスト比を高めることができる。

なお、発光素子２６０における他の構成については、実施の形態１における発光素子の構成を参酌すればよい。

＜発光素子の構成例２＞
次に、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、一対の電極間に、発光層を有する発光素子の構成例である。図６（Ａ）に示す発光素子２６２ａ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６（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂ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２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、少なくとも発光層１３０と、電荷発生層１１５とを有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１４０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１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導電層１０４ｂと、を有する。

図６（Ａ）に示す発光素子２６２ａ、及び図６（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持された領域２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重なる開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の該電極を、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２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈される光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出される。

また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。

光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂには、例えば、着色層（カラーフィルタともいう）、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。また、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドットを用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性を高めることができる。

なお、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ上に複数の光学素子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板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。

なお、図６（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。

また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域から発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良い。

遮光層２２３としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層２２３としては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層２２３としては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。

なお、基板２００、及び光学素子を有する基板２２０としては、実施の形態１を参酌すればよい。

さらに、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂ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１３０、及び発光層１４０から射出される光は、一対の電極（例えば、電極１０１と電極１０２）の間で共振される。また、発光層１３０及び発光層１４０は、射出される光のうち所望の波長の光が強まる位置に形成される。例えば、電極１０１の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１３０から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。また、電極１０１の反射領域から発光層１４０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１４０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１４０から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。すなわち、複数の発光層（ここでは、発光層１３０及び発光層１４０）を積層する発光素子の場合、発光層１３０及び発光層１４０のそれぞれの光学距離を最適化することが好ましい。

また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおいては、各領域で導電層（導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１３０及び発光層１４０から呈される光のうち所望の波長の光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１３０及び発光層１４０から呈される光を強めても良い。

例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈折率が、発光層１３０または発光層１４０の屈折率よりも小さい場合においては、電極１０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍ_Ｂλ_Ｂ／２（ｍ_Ｂは自然数、λ_Ｂは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と電極１０２との間の光学距離がｍ_Ｇλ_Ｇ／２（ｍ_Ｇは自然数、λ_Ｇは領域２２２Ｇで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍ_Ｒλ_Ｒ／２（ｍ_Ｒは自然数、λ_Ｒは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。

上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。

また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂは、実施の形態１で示した導電層１０１ｂと同様の構成および材料を用いることができる。また、正孔注入層１１１は、実施の形態１で示した正孔注入層１１１と同様の構成および材料を用いることができる。そうすることで、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。

なお、図６（Ａ）に示す発光素子２６２ａは、上面射出型の発光素子であるため、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層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６（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、下面射出型の発光素子であるため、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。

また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂ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２６２ａ及び発光素子２６２ｂの製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。

また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける電極１０１、電極１０３、電極１０４、及び正孔注入層１１１に実施の形態１で示した構成と同様の構成を用いることが好ましい。そうすることで、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。

また、発光層１３０及び発光層１４０は、例えば発光層１４０ａ及び発光層１４０ｂのように、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、第１の発光材料及び第２の発光材料という、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、複数の色を含む発光を得ることができる。特に発光層１３０と、発光層１４０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１３０または発光層１４０は、一方または双方で３層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。

以上のように、実施の形態１で示した発光層の構成を有する発光素子２６２ａまたは発光素子２６２ｂを、表示装置の画素に用いることで、駆動電圧が低い表示装置を提供することができる。すなわち、発光素子２６２ａまたは発光素子２６２ｂを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。

なお、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける他の構成については、発光素子２６０、あるいは実施の形態１及び実施の形態２で示した発光素子の構成を参酌すればよい。

（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７乃至図９を用いて説明する。

＜表示装置の構成例１＞
図７（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（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：ＰｒｉｎｔｅｄＷｉｒｉｎｇＢｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。

また、信号線駆動回路部６０１は、Ｎチャネル型のトランジスタ６２３とＰチャネル型のトランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、信号線駆動回路部６０１または走査線駆動回路部６０３は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、またはＮＭＯＳ回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部６０２は、スイッチング用のトランジスタ６１１と、電流制御用のトランジスタ６１２と、電流制御用のトランジスタ６１２のドレインに電気的に接続された下部電極６１３と、を有する。なお、下部電極６１３の端部を覆って隔壁６１４が形成されている。隔壁６１４としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。

また、被覆性を良好にするため、隔壁６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、隔壁６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、隔壁６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁６１４として、ネガ型の感光性樹脂、またはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。

なお、トランジスタ（トランジスタ６１１、６１２、６２３、６２４）の構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの極性についても特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、及びＮチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｎｄ、及びＨｆのいずれか一つまたは複数を表す）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を構成する導電層と、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、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、及びＨｆに一以上）と、を有することが、好ましい。また、該酸化物半導体層と該導電層とで、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（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、スピンコート法等の塗布法、グラビア印刷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乃至実施の形態３の構成を有する発光素子であると好ましい。なお、画素部に複数の発光素子が形成される場合、実施の形態１乃至実施の形態３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、そこに乾燥剤を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。

また、発光素子６１８と互いに重なるように、光学素子６２１が封止基板６０４の下方に設けられる。また、封止基板６０４の下方には、遮光層６２２が設けられる。光学素子６２１及び遮光層６２２としては、それぞれ、実施の形態３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（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、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乃至実施の形態３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８（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行う。なお、図８（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。

図８（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８（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８（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８（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。

なお、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との間に形成してもよい。

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９（Ａ）（Ｂ）に示す。図９（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図８（Ａ）（Ｂ）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９（Ａ）（Ｂ）のようなトップエミッション型の表示装置である場合、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは光を反射する機能を有することが好ましい。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１０１、及びＥＬ層１００と同様の構成とすることができる。すなわち、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは、第１の導電層と、第１の導電層上に接する第２の導電層とを有し、第１の導電層が光を反射する機能を有し、第２の導電層が光を透過する機能を有すると好ましい。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電極１０２６は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させると好ましい。

図９（Ａ）のようなトップエミッションの構造では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように遮光層１０３５を設けても良い。なお、封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いると好適である。

また、図９（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図９（Ｂ）に示すように、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図９（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図９（Ｂ）に示すように、発光素子に、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。

以上に示す表示装置は、３色（赤色、緑色、青色）の副画素を有する構成を示したが、４色（赤色、緑色、青色、黄色、あるいは赤色、緑色、青色、白色）の副画素を有する構成としてもよい。その場合、黄色の光を透過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する着色層を用いることができる。該着色層が青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有するとき、該着色層を透過した光は白色であってもよい。黄色あるいは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、このような構成を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。

また、図７に示す表示装置６００は、素子基板６１０、封止基板６０４、及びシール材６０５で囲まれた領域６０７に、封止層を形成してもよい。該封止層には、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）系樹脂等の樹脂を用いることができる。また、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の無機材料を用いてもよい。領域６０７に封止層を形成することで、水などの不純物による発光素子６１８の劣化を抑制することができ好ましい。なお、封止層を形成する場合、シール材６０５を設けなくてもよい。

また、封止層を多層にすることで、水などの不純物が、表示装置６００の外部から表示装置内部の発光素子６１８まで侵入するのを効果的に防ぐことができるため好ましい。なお、封止層が多層の場合、樹脂と無機材料とを積層させると好ましい構成である。

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と適宜組み合わせることが可能である。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する電子機器、発光装置、及び照明装置について、図１０乃至図１２を用いて説明を行う。

＜電子機器に関する説明＞
図１０（Ａ）乃至図１０（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。また、センサ９００７は、脈拍センサや指紋センサ等のように生体情報を測定する機能を有してもよい。

図１０（Ａ）乃至図１０（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１０（Ａ）乃至図１０（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１０（Ａ）乃至図１０（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１０（Ａ）乃至図１０（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。

図１０（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１０（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１０（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、電波等の受信信号の強度を示す表示などがある。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。

筐体９０００の材料としては、例えば、合金、プラスチック、セラミックス等を用いることができる。プラスチックとしては強化プラスチックを用いることもできる。強化プラスチックの一種である炭素繊維強化樹脂複合材（ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）は軽量であり且つ腐食しない利点がある。また、他の強化プラスチックとしては、ガラス繊維を用いた強化プラスチック、アラミド繊維を用いた強化プラスチックを挙げることができる。合金としては、アルミニウム合金やマグネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含む非晶質合金（金属ガラスとも呼ばれる）が弾性強度の点で優れている。この非晶質合金は、室温においてガラス遷移領域を有する非晶質合金であり、バルク凝固非晶質合金とも呼ばれ、実質的に非晶質原子構造を有する合金である。凝固鋳造法により、少なくとも一部の筐体の鋳型内に合金材料が鋳込まれ、凝固させて一部の筐体をバルク凝固非晶質合金で形成する。非晶質合金は、ジルコニウム、銅、ニッケル、チタン以外にもベリリウム、シリコン、ニオブ、ボロン、ガリウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、イットリウム、バナジウム、リン、炭素などを含んでもよい。また、非晶質合金は、凝固鋳造法に限定されず、真空蒸着法、スパッタ法、電解めっき法、無電解メッキ法などによって形成してもよい。また、非晶質合金は、全体として長距離秩序（周期構造）を持たない状態を維持するのであれば、微結晶またはナノ結晶を含んでもよい。なお、合金とは、単一の固体相構造を有する完全固溶体合金と、２つ以上の相を有する部分溶体の両方を含むこととする。筐体９０００に非晶質合金を用いることで高い弾性を有する筐体を実現できる。従って、携帯情報端末９１０１を落下させても、筐体９０００が非晶質合金であれば、衝撃が加えられた瞬間には一時的に変形しても元に戻るため、携帯情報端末９１０１の耐衝撃性を向上させることができる。

図１０（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１０（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１０（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１０（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１０（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１０（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。

また、電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。

また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。

二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。

本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。

また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。例えば、自動車のダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することができる。

＜発光装置に関する説明＞
本実施の形態で示す、発光装置３０００の斜視図を図１１（Ａ）に、図１１（Ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｆ間に相当する断面図を図１１（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図１１（Ａ）において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。

図１１（Ａ）（Ｂ）に示す発光装置３０００は、基板３００１と、基板３００１上の発光素子３００５と、発光素子３００５の外周に設けられた第１の封止領域３００７と、第１の封止領域３００７の外周に設けられた第２の封止領域３００９と、を有する。

また、発光素子３００５からの発光は、基板３００１及び基板３００３のいずれか一方または双方から射出される。図１１（Ａ）（Ｂ）においては、発光素子３００５からの発光が下方側（基板３００１側）に射出される構成について説明する。

また、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置３０００は、発光素子３００５が第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とに、囲まれて配置される二重封止構造である。二重封止構造とすることで、発光素子３００５側に入り込む外部の不純物（例えば、水、酸素など）を、好適に抑制することができる。ただし、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第１の封止領域３００７のみの構成としてもよい。

なお、図１１（Ｂ）において、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９は、基板３００１及び基板３００３と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例えば、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００１の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電層と接して設けられる構成としてもよい。または、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００３の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電層と接して設けられる構成としてもよい。

基板３００１及び基板３００３としては、それぞれ先の実施の形態に記載の基板２００と、基板２２０と同様の構成とすればよい。発光素子３００５としては、先の実施の形態に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。

第１の封止領域３００７としては、ガラスを含む材料（例えば、ガラスフリット、ガラスリボン等）を用いればよい。また、第２の封止領域３００９としては、樹脂を含む材料を用いればよい。第１の封止領域３００７として、ガラスを含む材料を用いることで、生産性や封止性を高めることができる。また、第２の封止領域３００９として、樹脂を含む材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とは、これに限定されず、第１の封止領域３００７が樹脂を含む材料で形成され、第２の封止領域３００９がガラスを含む材料で形成されてもよい。

また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。

また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリットと、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。また、ガラスフリットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。

また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。

なお、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９のいずれか一方または双方にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板３００１との熱膨張率が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基板３００１にクラックが入るのを抑制することができる。

例えば、第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用い、第２の封止領域３００９に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。

第２の封止領域３００９は、第１の封止領域３００７よりも、発光装置３０００の外周部に近い側に設けられる。発光装置３０００は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置３０００の外周部側、すなわち第２の封止領域３００９に、樹脂を含む材料によって封止し、第２の封止領域３００９よりも内側に設けられる第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用いて封止することで、外力等の歪みが生じても発光装置３０００が壊れにくくなる。

また、図１１（Ｂ）に示すように、基板３００１、基板３００３、第１の封止領域３００７、及び第２の封止領域３００９に囲まれた領域には、第１の領域３０１１が形成される。また、基板３００１、基板３００３、発光素子３００５、及び第１の封止領域３００７に囲まれた領域には、第２の領域３０１３が形成される。

第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス等の不活性ガスが充填されていると好ましい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹脂が充填されていると好ましい。なお、第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。

また、図１１（Ｂ）に示す構成の変形例を図１１（Ｃ）に示す。図１１（Ｃ）は、発光装置３０００の変形例を示す断面図である。

図１１（Ｃ）は、基板３００３の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤３０１８を設ける構成である。それ以外の構成については、図１１（Ｂ）に示す構成と同じである。

乾燥剤３０１８としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着によって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤３０１８として用いることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。

＜照明装置に関する説明＞
図１２は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。

また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。

以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を適用して表示モジュール、発光装置、電子機器、及び照明装置を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

本実施例では、本発明の一態様に係る酸化物のエネルギー準位、及び有機アクセプタ材料のエネルギー準位を測定した結果を示す。

＜酸化物のエネルギー準位＞
基板上に導電層として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物を形成した。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の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、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：４：５、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１、をそれぞれ用いた。

上記酸化物のエネルギーギャップは、分光エリプソメータ（ＨＯＲＩＢＡＪＯＢＩＮＹＶＯＮ社ＵＴ−３００）を用いて測定した。また、真空準位と価電子帯上端のエネルギー準位との差は、紫外線光電子分光分析（ＵＰＳ：ＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）装置（ＰＨＩ社ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅ）を用いて測定した。真空準位と伝導帯下端のエネルギー準位との差である電子親和力は、真空準位と価電子帯上端のエネルギー準位との差からバンドギャップを引くことで算出した。

原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．２ｅＶ、電子親和力は約４．７ｅＶであった。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．５ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶであった。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．４ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶであった。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：６のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．３ｅＶ、電子親和力は約４．５ｅＶであった。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：４：５のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．６ｅＶ、電子親和力は約４．３ｅＶであった。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１のターゲットを用いて形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物のエネルギーギャップは約３．０ｅＶ、電子親和力は約４．４ｅＶであった。

＜有機アクセプタ材料のエネルギー準位＞
次に、有機アクセプタ材料であるＨＡＴ−ＣＮの電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用い、化合物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）に溶解させた溶液を測定した。測定では、参照電極に対する作用電極の電位を適切な範囲で変化させて酸化ピーク電位、及び還元ピーク電位を測定した。また、参照電極のレドックスポテンシャルが−４．９４ｅＶであることが見積もられているため、この数値と得られたピーク電位から、化合物のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を算出した。

ＣＶ測定の結果、ＨＡＴ−ＣＮの還元電位は−０．５３Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出したＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位は−４．４１ｅＶであった。このことから、ＨＡＴ−ＣＮは低いＬＵＭＯ準位を有することが分かった。なお、ＨＡＴ−ＣＮの酸化電位は高く明確な酸化ピーク電位が観測できなかったことから、ＨＡＴ−ＣＮは低いＨＯＭＯ準位を有すると推定される。

また、ＨＡＴ−ＣＮの光学的バンドギャップを測定するため、石英基板上にＨＡＴ−ＣＮを蒸着した薄膜を作成し、吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。

ＨＡＴ−ＣＮの吸収スペクトルにおける最も低エネルギー側（長波長側）の吸収帯は、３４０ｎｍ付近であった。また、吸収スペクトルより吸収端を求め、直接遷移を仮定した遷移エネルギーを見積もった結果、ＨＡＴ−ＣＮの光学的バンドギャップに相当する遷移エネルギーは３．４３ｅＶと算出された。

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１及び発光素子２）と比較発光素子（発光素子３）の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の構成は図１と同様である。素子構造の詳細を表４に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。

＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。

≪発光素子１の作製≫
ガラス基板上に電極１０１を構成する導電層１０１ａとして、Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ膜を厚さが２００ｎｍになるように形成した。次に、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物膜を厚さが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（以下、ＩＧＺＯ（１３４）と表す）を用いた。成膜条件は、Ａｒ流量を４５ｓｃｃｍ、圧力を０．７Ｐａ、電源電力を０．５ｋＷを印加し、基板温度は２００℃にて成膜した。以上の工程により電極１０１を形成した。なお、電極１０１の電極面積としては、４ｍｍ^２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。

次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＨＡＴ−ＣＮを厚さが５ｎｍになるよう蒸着した。なお、正孔注入層１１１において、ＨＡＴ−ＣＮが有機アクセプタ材料である。

次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＢＢｉＦを厚さが５ｎｍになるよう蒸着し、続いて、４−（１−ナフチル）−４’−フェニルトリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）を厚さが５ｎｍになるよう蒸着し、続いて、ＰＣＰＰｎを厚さが１０ｎｍになるよう蒸着した。

次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０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（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）と、を重量比（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）が１：０．０３になるように、且つ厚さが２５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、ｃｇＤＢＣｚＰＡがホスト材料であり、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３がゲスト材料（蛍光性化合物）である。

次に、発光層１３０上に電子輸送層１１８として、ｃｇＤＢＣｚＰＡを厚さが５ｎｍになるよう、及び２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を厚さが１５ｎｍになるよう、順次蒸着した。

電子輸送層１１８上に電子注入層１１９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を厚さが１ｎｍになるよう蒸着した。

次に、電子注入層１１９上に電極１０２として、銀（Ａｇ）及びマグネシウム（Ｍｇ）の合金膜を、体積比（Ａｇ：Ｍｇ）が１：０．１となるよう、且つ厚さが１５ｎｍになるよう共蒸着し、続いて、ＩＴＯ膜を厚さが７０ｎｍになるようスパッタリング法を用いて形成した

次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ^２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１を得た。

≪発光素子２及び発光素子３の作製≫
発光素子２及び発光素子３は、先に示す発光素子１の作製と、正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。

発光素子２の正孔注入層１１１として、ＨＡＴ−ＣＮを厚さが５ｎｍになるよう蒸着し、続いて、ＰＣＰＰｎと酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ_３）が１：０．５になるよう、且つ厚さが１０ｎｍになるよう共蒸着した。なお、発光素子２の正孔注入層１１１において、ＨＡＴ−ＣＮが有機アクセプタ材料である。次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＰＰｎを厚さが１０ｎｍになるよう蒸着した。

発光素子３の正孔注入層１１１として、ＰＣＰＰｎと酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）とを重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ_３）が１：０．５になるよう、且つ厚さが１５ｎｍになるよう共蒸着した。なお、発光素子３の正孔注入層１１１は、有機アクセプタ材料を有さず、ＭｏＯ_３がアクセプタ材料である。次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＰＰｎを厚さが１０ｎｍになるよう蒸着した。

＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１乃至発光素子３に、光学素子として青色のカラーフィルタを０．８μｍの厚さで形成した基板を重ねて、特性を測定した。輝度およびＣＩＥ色度の測定には色彩輝度計（トプコン社製、ＢＭ−５Ａ）を用い、電界発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス社製、ＰＭＡ−１１）を用いた。

発光素子１乃至発光素子３の輝度−電流密度特性を図１３に、輝度−電圧特性を図１４に、電流効率−輝度特性を図１５に、エネルギー効率−輝度特性を図１６に、それぞれ示す。また、発光素子１乃至発光素子３に２．５ｍＡ／ｃｍ^２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１７に示す。なお、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、本実施例におけるエネルギー効率は、正面における輝度と発光スペクトルの測定から完全拡散面（ランバーシアンともいう）の配光を仮定し、発光のエネルギー［Ｗ］／消費電力［Ｗ］により算出した。

また、１００ｃｄ／ｍ^２付近における、発光素子１乃至発光素子３の素子特性を表５に示す。

図１７及び表５に示すように、発光素子１乃至発光素子３からは高い色純度を有する青色の発光が得られた。また、図１４及び表５に示すように、発光素子１及び発光素子２は、発光素子３より低い駆動電圧で駆動していることから、導電層１０１ｂ上に接する正孔注入層１１１に有機アクセプタ材料を用いることで、電極１０１と正孔注入層１１１とのキャリア注入障壁が低減し、駆動電圧が低い発光素子を得ることができることが分かる。

一方、図１５及び表５に示すように、発光素子１及び発光素子２の電流効率は発光素子３より低い。しかしながら、表５に示すとおり、発光素子１及び発光素子２は、発光素子３より色純度の高い青色発光を示している。輝度及び電流効率は、発光の色度によって影響を受ける量であり、同じ量の光子が発光素子から呈されていても、発光の色度が変わると、輝度及び電流効率が変化してしまう。そこで、発光の色度に影響を受けない量であるエネルギー効率で比較すると、図１６及び表５に示すように、１００ｃｄ／ｍ^２付近で発光素子１及び発光素子２は、発光素子３より高いエネルギー効率を有することが分かる。すなわち、本発明の一態様である発光素子１及び発光素子２は、消費電力が低い発光素子である。なお、発光素子１乃至発光素子３は、色純度の高い青色発光であり、これらの発光素子を、緑色および赤色の発光素子と共に表示装置の画素に用いる場合、青色の画素は１００ｃｄ／ｍ^２付近の輝度で用いられる。そのため、本実施例で作製した発光素子は、表示装置に好適な発光素子である。

＜エネルギー準位の相関＞
次に、発光素子１乃至発光素子３に用いた有機化合物のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位と、金属および無機材料の仕事関数とを図１８に示す。有機化合物のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位はＣＶ測定から見積もった値であり、ＣＶ測定の測定方法は実施例１と同様である。また、ＩＧＺＯ（１３４）の仕事関数の測定方法は、実施例１と同様である。また、金属および無機材料の仕事関数は、大気中にて光電子分光法（理研計器製、ＡＣ−２）にて測定した。なお、真空準位とフェルミ準位との差が仕事関数である。また、ＩＧＺＯ（１３４）及びＭｏＯ_３は縮退状態であり、フェルミ準位と伝導帯下端のエネルギー準位は同程度とする。

図１８（Ａ）は、発光素子１のエネルギー準位の相関を表し、図１８（Ｂ）は、発光素子３のエネルギー準位の相関を表す。また、図１８（Ａ）（Ｂ）において、ＨＩＬは正孔注入層を、ＨＴＬは正孔輸送層を、ＥＭＬは発光層を、ＥＴＬは電子輸送層を、Ａｎｏｄｅは陽極を、Ｃａｔｈｏｄｅは陰極を、それぞれ表す表記であり、各層に用いた材料のエネルギー準位を示している。

図１８（Ａ）に示すように、発光素子１においては、正孔注入層１１１が有するＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位と、正孔輸送層１１２が有するＰＣＢＢｉＦのＨＯＭＯ準位とは差が小さく１ｅＶ以下であるため、有機アクセプタ材料であるＨＡＴ−ＣＮは、正孔輸送性材料であるＰＣＢＢｉＦとの間で電荷分離により電子と正孔を発生させることができる。また、導電層１０１ｂが有するＩＧＺＯ（１３４）のフェルミ準位と、正孔注入層１１１が有するＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位とは差は小さく０．１ｅＶ以下である。そのため、容易に正孔注入層１１１から導電層１０１ｂに電子が注入される。さらに、正孔輸送層１１２が有するＰＣＢＢｉＦ、αＮＢＡ１ＢＰ、及びＰＣＰＰｎのＨＯＭＯ準位の差はそれぞれ０．５ｅＶ以下であるため、円滑に正孔を各化合物に輸送させることが可能である。そのため、発光素子１は、駆動電圧の低い発光素子となる。

一方、発光素子３は、正孔注入層１１１に有機アクセプタ材料であるＨＡＴ−ＣＮに換えて、ＭｏＯ_３を有する。ＭｏＯ_３は、伝導帯下端のエネルギー準位の低いアクセプタ材料であり、正孔輸送性材料との間で電荷分離によって電子と正孔を発生させる機能を有する。図１８（Ｂ）に示すように、正孔注入層１１１が有するＭｏＯ_３のフェルミ準位は、ＰＣＰＰｎのＨＯＭＯ準位と差が小さい。そのため、ＭｏＯ_３はＰＣＰＰｎとの間で電荷分離により電子と正孔を発生させることができる。しかしながら、正孔注入層１１１が有するＭｏＯ_３のフェルミ準位と、導電層１０１ｂが有するＩＧＺＯ（１３４）のフェルミ準位との差が大きく、正孔注入層１１１から導電層１０１ｂへの電子注入にはエネルギー障壁が生じる。そのため、発光素子３の駆動電圧は高くなってしまう。

なお、発光素子２は、正孔注入層１１１に有機アクセプタ材料であるＨＡＴ−ＣＮに加えて、ＭｏＯ_３を有する。発光素子２は、正孔輸送層の層数が発光素子１より少ないが、発光素子１と同程度の低い駆動電圧で駆動し、且つ発光素子１より高い電流効率及びエネルギー効率を示した。すなわち、本発明の一態様である発光素子２のように、正孔注入層１１１が有機アクセプタ材料を有し、さらに他のアクセプタ材料を有する構成は好ましい構成である。

以上のように、本発明の一態様の構成を用いることで、駆動電圧が低く、消費電力が低い発光素子を提供することができる。

１００ＥＬ層
１０１電極
１０１ａ導電層
１０１ｂ導電層
１０２電極
１０３電極
１０３ａ導電層
１０３ｂ導電層
１０４電極
１０４ａ導電層
１０４ｂ導電層
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
１２３Ｂ発光層
１２３Ｇ発光層
１２３Ｒ発光層
１３０発光層
１４０発光層
１４０ａ発光層
１４０ｂ発光層
１４５隔壁
１５０発光素子
２００基板
２２０基板
２２１Ｂ領域
２２１Ｇ領域
２２１Ｒ領域
２２２Ｂ領域
２２２Ｇ領域
２２２Ｒ領域
２２３遮光層
２２４Ｂ光学素子
２２４Ｇ光学素子
２２４Ｒ光学素子
２５０発光素子
２６０発光素子
２６２ａ発光素子
２６２ｂ発光素子
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
６０９ＦＰＣ
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
６１６ＥＬ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
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
１０２８ＥＬ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
３０００発光装置
３００１基板
３００３基板
３００５発光素子
３００７封止領域
３００９封止領域
３０１１領域
３０１３領域
３０１８乾燥剤
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

第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられたＥＬ層と、
前記第１の電極または前記第２の電極と電気的に接続されるトランジスタと、を有し、
前記第１の電極は、第１の導電層と、前記第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、を有し、
前記第１の導電層は、光を反射する機能を有し、
前記第２の導電層は、光を透過する機能を有し、
前記第２の導電層は、ＩＧＺＯを有し、
前記ＥＬ層は、前記第２の導電層と接する第１の領域と、前記第１の領域と接する第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、ＨＡＴ−ＣＮを有し、
前記第２の領域は、正孔輸送性材料を有し、
前記ＨＡＴ−ＣＮのＨＯＭＯ準位と前記正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の差は０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下であり、
前記ＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位と前記正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の差は、前記ＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位と前記正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位の差よりも小さく、
前記トランジスタは、チャネル領域に酸化物半導体層を有し、
前記酸化物半導体層上に酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を有し、
前記酸化物半導体層は、ＩＧＺＯを有し、
前記第２の導電層は、前記酸化物半導体層よりも低抵抗化された酸化物層である、表示装置。
第１の電極と、
第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられたＥＬ層と、
前記第１の電極または前記第２の電極と電気的に接続されるトランジスタと、を有し、
前記第１の電極は、第１の導電層と、前記第１の導電層と接する領域を有する第２の導電層と、を有し、
前記第１の導電層は、光を反射する機能を有し、
前記第２の導電層は、光を透過する機能を有し、
前記第２の導電層は、ＩＧＺＯを有し、
前記ＥＬ層は、前記第２の導電層と接する第１の領域と、前記第１の領域と接する第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、ＨＡＴ−ＣＮを有し、
前記第２の領域は、正孔輸送性材料を有し、
前記ＨＡＴ−ＣＮのＨＯＭＯ準位と前記正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の差は０ｅＶ以上１．０ｅＶ以下であり、
前記ＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位と前記正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位の差は、前記ＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯ準位と前記正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位の差よりも小さく、
前記トランジスタは、チャネル領域に酸化物半導体層を有し、
前記酸化物半導体層上に酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜を有し、
前記酸化物半導体層は、ＩＧＺＯを有し、
前記第２の導電層は、前記酸化物半導体層よりも低抵抗化された酸化物層であり、
前記ＩＧＺＯの伝導帯下端のエネルギー準位と、前記ＨＡＴ−ＣＮのＬＵＭＯのエネルギー準位と、の差が０ｅＶ以上０．５ｅＶ以下である、表示装置。
請求項１または請求項２において、
前記ＩＧＺＯに含まれるＧａの含有量はＩｎの含有量以上である、表示装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１の導電層は、ＡｌまたはＡｇを有する、表示装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の表示装置と、
筐体またはタッチセンサの少なくとも一と、を有する電子機器。