JP7154265B2

JP7154265B2 - 発光素子の作製方法

Info

Publication number: JP7154265B2
Application number: JP2020169075A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎; 哲史瀬尾; 恒徳鈴木
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-10-17
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: US20160284999A1; US9365921B2; US10121969B2; KR102550264B1; KR20150002534A; US20150004722A1; JP2015065152A; JP2021002533A

Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、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。特
に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、照明装置、または、それらの
製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、発光素子の作製方法及び発光素子に関する
。

一対の電極間に発光物質である有機化合物を含む発光層を設けた構造を有する発光素子
は、薄型軽量・高速応答・直流低電圧駆動などの特性から、次世代のフラットパネルディ
スプレイとして注目されている。また、この発光素子を用いたディスプレイは、コントラ
ストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。

上記発光素子は、無機化合物を用いる無機ＥＬ素子と、有機化合物を用いる有機ＥＬ素
子に大別される。例えば、有機ＥＬ素子を作製する上で、その特性に大きな影響を与える
のが有機化合物である。これまでに合成されてきた有機化合物は、多種多様であり、様々
な特性を備えた有機化合物が合成されている。

しかしながら、合成の際に用いた溶媒などの不純物が有機化合物に含まれる場合、この
まま発光素子に用いると発光素子の特性に様々な悪影響を及ぼすことがある。つまり、発
光素子を作製する際に用いる有機化合物の純度により、発光素子の特性（例えば、駆動電
圧、発光効率、寿命等）が大きく影響を受ける場合がある。

発光素子に用いる有機化合物には不純物の少ない材料を使用し、昇華精製を施したもの
が一般的に使用される。昇華精製により、合成時の残存溶媒や、微量の不純物の分離を行
うことができる（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、上記精製を行った有機化
合物を用いた場合においても、発光素子の特性にばらつきが見られることがある。

そのため、特性の良好な発光素子を得る上で、高純度な有機化合物の合成法だけでなく
、高純度な有機化合物を含む発光素子の作製方法の開発も望まれている。

特開２０１１－２１６９０３号公報

本発明の一態様では、一対の電極間に有機化合物を含むＥＬ層を挟んでなる発光素子の
作製において、有機化合物中の不純物を低減させることで、高効率、長寿命な発光素子を
作製する方法を提供する。または、本発明の一態様では、一対の電極間に有機化合物が含
まれるＥＬ層を挟んでなる発光素子の作製において、三重項励起エネルギーを発光に変え
る第１の有機化合物、電子輸送性を有する第２の有機化合物、及び正孔輸送性を有する第
３の有機化合物中の不純物を低減させることで、高効率、長寿命な発光素子を作製する方
法を提供する。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供する。なお、これら
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、これ
らの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、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、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様である発光素子の作製方法では、一対の電極間に有機化合物を含むＥＬ
層を挟んでなる構造を有する発光素子の作製において、基板上に発光素子の第１の電極を
形成し、有機化合物を蒸着し、第２の電極を形成する。なお、成膜室内に備えられた質量
分析計を用いて成膜室内の特定の不純物の分圧がある一定の範囲であることを確認した後
に、有機化合物を蒸着する。ＥＬ層は、発光物質を含む発光層を少なくとも有していれば
よく、単層構造でも、積層構造でも良い。

ＥＬ層が積層構造である場合、基板上に発光素子の第１の電極を形成し、複数の有機化
合物を個々に蒸着し、第２の電極を形成する。なお、成膜室内に備えられた質量分析計を
用いて成膜室内の特定の不純物の分圧がある一定の範囲であることを確認した後、複数の
有機化合物を蒸着する。

本発明の一態様における作製方法に基づき作製される発光素子では、発光層は蛍光を発
する第１の有機化合物（ゲスト材料）および第２の有機化合物（ホスト材料）を含んで居
てもよい。その場合、第２の有機化合物は、基底状態から、あるいは三重項－三重項消滅
（ＴＴＡ：ｔｒｉｐｌｅｔ－ｔｒｉｐｌｅｔａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）（具体的には
、複数の三重項励起子が衝突することによってエネルギーおよびスピン角運動量の交換、
および受け渡しが行われた結果、一重項励起子が生成される現象）によって一重項励起子
となり、ここからのエネルギー移動によって第１の有機化合物が励起されるように、第１
の有機化合物と第２の有機化合物を選択しても良い。

また、本発明の一態様は、一対の電極間に三重項励起エネルギーを発光に変える第１の
有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔輸送性を有する第３の有機
化合物と、が含まれるＥＬ層を有する発光素子の作製方法において、ＥＬ層は、成膜室内
に備えられた質量分析計を用いて成膜室内の特定の不純物の分圧がある一定の範囲である
ことを確認した後に、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物を共
蒸着する。

本発明の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、ＥＬ層上に
第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層は有機化合物を含み、成膜室
内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐ
ａ未満のときに、有機化合物を蒸着することで形成することを特徴とする。

本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、ＥＬ層
上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層が有する蛍光を発する第
１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層は、成膜室内の質量数４６以上２０
０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満のときに、有機化
合物および第２の有機化合物を共蒸着させて形成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層は有機化合物を含
み、成膜室内の質量数４６以上１３０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×
１０^－８Ｐａ未満のときに、有機化合物を蒸着して形成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層が有する蛍光を発
する第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層は、成膜室内の質量数４６以
上１３０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満のときに、
第１の有機化合物および第２の有機化合物を共蒸着させて形成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、有機化合物の蒸着時にお
いて、成膜室内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５
×１０^－８Ｐａ未満であることを特徴とする発光素子の作製方法である。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、有機化合物の蒸着時にお
いて、成膜室内の質量数４６以上１３０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５
×１０^－８Ｐａ未満であることを特徴とする発光素子の作製方法である。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、有機化合物の蒸着時にお
いて、成膜室内の質量数９２の成分は、全圧に対して０．１％以下の分圧を示すことを特
徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、有機化合物の蒸着時にお
いて、成膜室内のトルエンは、全圧に対して０．１％以下の分圧を示すことを特徴とする
。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上にＥＬ層を形成し、
ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層が有する蛍光を発
する第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層は、成膜室内のトルエンが全
圧に対して０．１％以下の分圧であるときに第１の有機化合物および第２の有機化合物を
共蒸着させて形成することを特徴とする発光素子の作製方法である。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ
層に含まれる有機化合物は、成膜室内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×
１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満のときに蒸着することを特徴とする。なお、発
光素子は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２として連続駆動させたときの２４時間後の輝度
が、初期輝度の９０％以上であることを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ
層に含まれる有機化合物膜の少なくとも一つは、成膜室内の質量数４６以上１３０以下の
各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満のときに、蒸着することを
特徴とする。なお、発光素子は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２として連続駆動させたと
きの２４時間後の輝度が、初期輝度の９０％以上であることを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ
層は、蛍光を発する第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、発光
層は、成膜室内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５
×１０^－８Ｐａ未満のときに、第１の有機化合物および第２の有機化合物を共蒸着して形
成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ
層は、蛍光を発する第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、発光
層は、成膜室内の質量数４６以上１３０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５
×１０^－８Ｐａ未満のときに、第１の有機化合物および第２の有機化合物を共蒸着して形
成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ
層は、蛍光を発する第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、発光
層は、成膜室内の質量数９２の成分が全圧に対して０．１％以下の分圧であるときに、第
１の有機化合物および前記第２の有機化合物を共蒸着して形成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ
層は、蛍光を発する第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、発光
層は、成膜室内のトルエンが全圧に対して０．１％以下の分圧であるときに、第１の有機
化合物および前記第２の有機化合物を共蒸着して形成することを特徴とする。

また、上記各発光素子の構成において、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２としたときの１
００時間連続駆動した後の輝度が、初期輝度の９０％以上であることを特徴とする。

なお、上記各構成において、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりもＴ１準位が
高いことを特徴とする。

また、本発明の別の一態様では、第１の電極を形成し、第１の電極上に三重項励起エネ
ルギーを発光に変える第１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正
孔輸送性を有する第３の有機化合物と、が含まれるＥＬ層を形成し、ＥＬ層上に第２の電
極を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層は、成膜室内の質量数４６以上２００
以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満のときに、第１の有
機化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物を共蒸着することで形成することを
特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上に三重項励起エネル
ギーを発光に変える第１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔
輸送性を有する第３の有機化合物と、が含まれるＥＬ層を形成し、ＥＬ層上に第２の電極
を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層は、成膜室内の質量数４６以上１３０以
下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満のときに、第１の有機
化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物を共蒸着することで形成することを特
徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上に三重項励起エネル
ギーを発光に変える第１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔
輸送性を有する第３の有機化合物と、が含まれるＥＬ層を形成し、ＥＬ層上に第２の電極
を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層は、成膜室の質量数８４の成分が全圧に
対して０．００１％以下の分圧のときに、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第
３の有機化合物を共蒸着することで形成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、第１の電極を形成し、第１の電極上に三重項励起エネル
ギーを発光に変える第１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔
輸送性を有する第３の有機化合物と、が含まれるＥＬ層を形成し、ＥＬ層上に第２の電極
を形成する発光素子の作製方法であって、ＥＬ層は、成膜室のジクロロメタンが全圧に対
して０．００１％以下の分圧のときに、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第３
の有機化合物を共蒸着することで形成することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に三重項励起エネルギーを発光に変える第
１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔輸送性を有する第３の
有機化合物と、が含まれるＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ層は、成膜室内の質量
数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満の
ときに、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物を共蒸着して形成
することを特徴とする。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に三重項励起エネルギーを発光に変える第
１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔輸送性を有する第３の
有機化合物と、が含まれるＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ層は、成膜室内の質量
数４６以上１３０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満の
ときに、第１の有機化合物、第２の有機化合物、及び第３の有機化合物を共蒸着して形成
することを特徴とする。

また、上記各構成において、電子輸送性を有する第２の有機化合物と正孔輸送性を有す
る第３の有機化合物が励起錯体（エキサイプレックスとも言う）を形成すると好適である
。また、該励起錯体の励起エネルギーが、第１の有機化合物に移動して、第１の有機化合
物が発光すると好適である。

また、本発明の一態様は、上記発光素子において、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２とし
たときの２４０時間連続駆動した後の輝度が、初期輝度の９０％以上である発光素子であ
る。

上記各構成における成膜室内部の質量数としては、質量分析で得られるｍ／ｚ（質量電
荷比）を用いてもよい。

有機化合物中に不純物が含まれていると、蒸着された有機化合物膜も不純物を含んでい
る可能性が高い。しかし、本発明の態様のように質量分析計を用いることで、蒸着前また
は蒸着時の成膜室内の不純物の分圧を計測することができる。すなわち、不純物の分圧が
一定の範囲にあるときに有機化合物を蒸着することで、高い純度の有機化合物膜を形成す
ることができる。このため、発光素子の素子特性に影響を及ぼす不純物の含有量をこれま
で以上に低減させた有機化合物膜の形成が可能になり、発光素子の信頼性を向上させるこ
とができる。また、本発明の一態様により、一対の電極間に有機化合物が含まれるＥＬ層
を挟んでなる発光素子の作製において、三重項励起エネルギーを発光に変える第１の有機
化合物、電子輸送性を有する第２の有機化合物、及び正孔輸送性を有する第３の有機化合
物中の不純物を低減させることができる。従って、従来よりも発光効率が高く、長寿命な
発光素子やＴＴＡを利用した高効率な発光素子を提供することができる。また、このよう
な発光素子を用いることで、効率が高く、長寿命な電子機器や照明装置を提供することが
できる。なお、本発明の一態様はこれらの効果に限定されるものではない。例えば、本発
明の一態様は、場合によっては、または、状況に応じて、これらの効果以外の効果を有す
る場合もある。または、例えば、本発明の一態様は、場合によっては、または、状況に応
じて、これらの効果を有さない場合もある。

発光素子の作製方法を説明するフローチャート。成膜装置を説明する図。発光素子の構造について説明する図。発光素子の構造について説明する図。発光装置について説明する図。電子機器について説明する図。照明器具について説明する図。発光素子について説明する図。発光素子１のＮＢＰｈｅｎの材料加熱前における成膜室内のガス分析結果を示す図。発光素子１で用いたＮＢＰｈｅｎの材料加熱中における成膜室内のガス分析結果を示す図。発光素子１で用いたＮＢＰｈｅｎの蒸着時における成膜室内のガス分析結果を示す図。比較発光素子２で用いたＮＢＰｈｅｎの材料加熱前における成膜室内のガス分析結果を示す図。比較発光素子２で用いたＮＢＰｈｅｎの材料加熱中における成膜室内のガス分析結果を示す図。比較発光素子２で用いたＮＢＰｈｅｎの蒸着時における成膜室内のガス分析結果を示す図。発光素子１及び比較発光素子２の輝度－電流効率特性を示す図。発光素子１及び比較発光素子２の電圧－電流特性を示す図。発光素子１及び比較発光素子２の電圧－輝度特性を示す図。発光素子１及び比較発光素子２の輝度－外部量子効率特性を示す図。発光素子１及び比較発光素子２の発光スペクトルを示す図。発光素子１及び比較発光素子２の信頼性を示す図。発光素子３及び比較発光素子４の発光層形成時における残留ガス分析結果を示す図。発光素子３及び比較発光素子４の輝度－電流効率特性を示す図。発光素子３及び比較発光素子４の電圧－電流特性を示す図。発光素子３及び比較発光素子４の電圧－輝度特性を示す図。発光素子３及び比較発光素子４の輝度－外部量子効率特性を示す図。発光素子３及び比較発光素子４の発光スペクトルを示す図。発光素子３及び比較発光素子４の信頼性を示す図。成膜装置を説明する図。発光素子の作製方法を説明するフローチャート。成膜装置を説明する図。発光素子５の発光層の材料の加熱前における成膜室内のガス分析結果を示す図。発光素子５の発光層の材料の加熱中における成膜室内のガス分析結果を示す図。発光素子５の発光層の材料の蒸着時における成膜室内のガス分析結果を示す図。比較発光素子６の発光層の材料の加熱前における成膜室内のガス分析結果を示す図。比較発光素子６の発光層の材料の加熱中における成膜室内のガス分析結果を示す図。比較発光素子６の発光層の材料の蒸着時における成膜室内のガス分析結果を示す図。発光素子５及び比較発光素子６の輝度－電流効率特性を示す図。発光素子５及び比較発光素子６の電圧－電流特性を示す図。発光素子５及び比較発光素子６の電圧－輝度特性を示す図。発光素子５及び比較発光素子６の輝度－外部量子効率特性を示す図。発光素子５及び比較発光素子６の発光スペクトルを示す図。発光素子５及び比較発光素子６の信頼性を示す図。

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。

（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の作製方法の一例について図１及び図２
を用いて説明する。

図１は、本発明の一態様の発光素子の作製方法の一例を示すフローチャートである。ま
た、図２は、本発明の一態様の発光素子の作製方法に用いることのできる成膜装置の断面
図である。

≪発光素子の作製方法≫
＜ステップＳ１０１：第１の電極形成＞
まず、発光素子の陽極または陰極として機能する第１の電極を形成する。第１の電極を
形成する被形成面としては、例えばガラス基板等を用いることができる。該ガラス基板に
は、例えば発光素子の駆動を制御するトランジスタ等の素子が形成されていてもよい。ま
た、可撓性を有する基板に第１の電極を形成することで、折り曲げることができるような
、フレキシブルな発光素子を形成することができる。

第１の電極の材料、および形成法は実施の形態４で説明する。

＜ステップＳ２０１：基板の設置＞
次に、第１の電極が形成された基板を成膜装置（蒸着装置ともいう）内へ設置する。な
お、ステップＳ２０１は、ステップＳ１０１で示す第１の電極形成と平行して進めること
で、発光素子形成時の処理時間を短くできるため、好適である。

ここで、本発明の一態様の発光素子の作製方法に用いることのできる、成膜装置（蒸着
装置ともいう）の一例を図２に示す。

＜成膜装置＞
図２に示す成膜装置１００は、チャンバー１０２と、チャンバー１０２に設けられたゲ
ートバルブ１０４と、チャンバー１０２に設けられたテーブル１０６と、テーブル１０６
上に設けられた加熱機構１０８と、加熱機構１０８と接続された成膜材料保持部１１０と
、成膜材料保持部１１０の上方に設けられたシャッター１１２と、成膜材料保持部１１０
の上方に設けられた膜厚計測器１１４と、チャンバー１０２の外側に設けられた回転機構
１２４と、回転機構１２４と接続された基板支持機構１１８と、基板支持機構１１８と対
向して設けられたシャッター１１６と、チャンバー１０２に接続された撮像装置１２６と
、チャンバー１０２に接続された質量分析計１２８と、チャンバー１０２に接続されたバ
ルブ１３０と、バルブ１３０を介してチャンバー１０２と接続された排気機構１３２とを
有する構成である。なお、図２においては、成膜装置１００内に基板支持機構１１８に接
して基板１２０を配置した構成を図示している。

また、加熱機構１０８と、成膜材料保持部１１０と、シャッター１１２によって、蒸着
機構１１１が構成されている。図２においては、蒸着機構１１１が１つのみ配置された構
成について例示するが、チャンバー１０２内に複数の蒸着機構１１１を配置する構成とし
てもよい。複数の蒸着機構１１１で異なる有機化合物の蒸着を行うことで、複数の有機化
合物を同時に蒸着（共蒸着）することができる。なお、蒸着機構１１１が有するシャッタ
ー１１２は、必ずしも設ける必要はない。

以下に、図２に示す成膜装置１００の各構成要素の詳細について、説明を行う。

チャンバー１０２としては、減圧できる構成を有していれば、どのような材質等で形成
されてもよい。ただし、チャンバー１０２から脱ガスが少ない材質で形成すると好ましい
。ゲートバルブ１０４は、成膜装置１００に接続された搬送室等の仕切弁としての機能を
有する。なお、ゲートバルブ１０４の外側が直接大気圧下の構成としてもよい。テーブル
１０６は、加熱機構１０８を支持する機能を有する。なお、テーブル１０６を設けない構
成としてもよい。

また、チャンバー１０２に内部の雰囲気を調整できるガス導入機構を備えていてもよい
。また、チャンバー１０２の内壁を加熱する機構、またはチャンバー１０２の内壁を冷却
する機構を、別途設けてもよい。チャンバー１０２の内壁の温度を高くすることで、水分
等の不純物が内壁から脱離しやすくなり、該不純物をチャンバー１０２の外部に排出しや
すくなる。一方、チャンバー１０２の内壁の温度を低くすることで、水分等の不純物が内
壁から脱離しにくくなり、チャンバー１０２の内部に拡散することを抑制することができ
る。

加熱機構１０８としては、例えば、電熱線からなる細管ヒータ等を用いることができる
。成膜材料保持部１１０としては、成膜材料として用いる有機化合物を入れる容器、例え
ば熱容量の小さい物質（タングステン、モリブデン、タンタル等）からなる坩堝や皿を用
いることができる。加熱機構１０８を用いて、成膜材料保持部１１０内に充填された有機
化合物を加熱することができる。

シャッター１１２及びシャッター１１６は、気化した成膜材料（有機化合物）の蒸着を
制御するための機能を有する。シャッター１１２及びシャッター１１６を設けることで、
蒸着初期の有機化合物が基板に堆積するのを防ぐことができる。また、有機化合物の気化
の速度が安定するまで有機化合物が基板に堆積するのを抑制することができる。なお、図
２においては、シャッター１１２及びシャッター１１６を設ける構成について例示したが
、これに限定されない。例えば、シャッター１１２のみを設ける構成、シャッター１１６
のみを設ける構成、またはシャッター１１２及びシャッター１１６を設けない構成として
もよい。

膜厚計測器１１４としては、例えば、水晶振動子等を備えていれば良い。なお、図２に
おいて、膜厚計測器１１４をチャンバー１０２内に設ける構成を例示したが、これに限定
されず、例えばチャンバー１０２外に膜厚計測器１１４を設ける構成としてもよい。

回転機構１２４は、基板支持機構１１８を回転させる機能を有する。回転機構１２４は
、例えば、モーター等を有する。基板支持機構１１８を回転させることによって、基板支
持機構１１８に搭載される基板１２０及び／又は蒸着マスク（図示しない）を回転させる
ことができ、これによって成膜の均一性を高めることができる。なお、基板支持機構１１
８は、基板搬送機構を兼ねていてもよい。また、図２においては、回転機構１２４を設け
る構成について例示したが、回転機構１２４を設けない構成としてもよい。

撮像装置１２６としては、例えば、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を設けることができる。
撮像装置１２６によって、基板１２０と蒸着マスク（図示しない）の位置確認が可能とな
る。なお、撮像装置１２６を設けない構成としてもよい。

質量分析計１２８としては、例えば、偏向型（磁場型）の質量分析計や、非偏向型の質
量分析計を用いることができる。偏向型の質量分析計としては、単収束質量分析計、二重
収束質量分析計、サイクロイダル質量分析計等が挙げられ、非偏向型の質量分析計として
は、飛行時間差型質量分析計、オメガトロン型質量分析計、四重極質量分析計等が挙げら
れる。また、質量分析計１２８としては、特に四重極質量分析計を用いることが好ましい
。四重極質量分析計は、分析部が小型であるため、目的の場所に取り付けやすい。さらに
、四重極質量分析計は、高速走査であり、低質量領域で高感度である。

バルブ１３０としては、例えば、ゲートバルブ、バリアブルリークバルブ、またはコン
ダクタンスバルブ等を用いることができる。排気機構１３２としては、チャンバー１０２
内を減圧できればよく、例えば、クライオポンプ、スパッタイオンポンプ、メカニカルブ
ースターポンプ、ターボ分子ポンプ等を用いることができる。水等の排気性能を考慮する
と、排気機構１３２としては、クライオポンプが好ましい。また、排気機構１３２として
は、ターボ分子ポンプ等に吸着手段（例えば、コールドトラップ等）を備えた構成として
もよい。

なお、図２においては、成膜装置１００として、１つのチャンバーからなる構成につい
て例示したが、これに限定されない。例えば、成膜装置１００の構成を複数組み合わせて
、さらに搬送室または基板加熱室等を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置としてもよ
い。また、インライン方式の成膜装置としてもよい。少なくとも１つの成膜室が、質量分
析計と、有機化合物を加熱するための加熱機構を有する構成であれば、本発明の一態様の
発光素子の作製方法を適用することができる。

＜ステップＳ２０２：有機化合物の配置＞
ステップＳ２０２にて、図２に示す成膜材料保持部１１０にＥＬ層の材料となる有機化
合物を充填し、有機化合物を配置する。このとき該有機化合物には、水分や酸素等の大気
成分が付着している場合がある。

＜ステップＳ２０３：成膜室の減圧＞
次に、ステップＳ２０３にて、図２に示すチャンバー１０２に接続されたバルブ１３０
を介して、排気機構１３２を動作させることで成膜室の減圧を行う。成膜室の減圧を行う
ことで、成膜室中の水分や酸素等の大気成分が成膜室の外に排出される。なお、成膜室の
圧力は、１．０×１０^－４Ｐａ以下とすることが好ましい。

＜ステップＳ２０４：質量分析計の動作開始＞
次に、ステップＳ２０４にて質量分析計の動作開始を行う。質量分析計の動作開始とし
ては、例えば、成膜室内の圧力が１．０×１０^－４Ｐａ以下、好ましくは５．０×１０^－
^５Ｐａ以下で動作を開始させればよい。

＜ステップＳ２０５：有機化合物の加熱開始＞
次に、ステップＳ２０５にて有機化合物の加熱開始を行う。具体的には、図２に示す加
熱機構１０８を動作させる。

＜ステップＳ２０６：分圧の測定＞
次に、ステップＳ２０６にて質量分析結果に基づいて各成分の分圧を測定する。本実施
の形態においては、大気成分（ｍ／ｚ＝１～４４）のみならず、特にＥＬ層に用いる有機
化合物に含まれうる有機溶媒に着目する。具体的には、ｍ／ｚ＝４６～２００、さらに好
ましくはｍ／ｚ＝４６～１３０の範囲の成分の分圧を測定する。なお本明細書及び請求項
において、分圧は、ｍ／ｚ＝１～２００の範囲のピークの総強度に対する特定のｍ／ｚ範
囲のピークの総強度の比と、チャンバー１０２の内圧から算出される。

ＥＬ層に用いる有機化合物は、その材料の合成中に有機溶媒を用いることが多い。該有
機溶媒としては、例えば、エタノール（ｍ／ｚ＝４６）、ヘキサン（ｍ／ｚ＝８６）、ジ
クロロメタン（ｍ／ｚ＝８４）、トルエン（ｍ／ｚ＝９２）等が挙げられる。有機化合物
中に有機溶媒が多量に含まれている場合、ＥＬ層を含む発光素子の初期特性や信頼性に大
きな影響を与え得る。特にこれらの有機溶媒は、ＥＬ層に用いる有機化合物中に多量に含
まれていたとしても、有機ＥＬ層を形成した際には、特定するのが困難な場合がある。し
たがって、ＥＬ層形成前に有機溶媒を確実に排除する必要がある。

＜ステップＳ３０１：条件Ａの範囲内か判断を行う＞
次に、ステップＳ３０１にて条件Ａを満たしているかの判断を行う。なお、該判断は自
動で行われてもよい。

＜条件Ａ＞
条件Ａは、ｍ／ｚ＝４６～２００の範囲の各成分の分圧（Ｐ_ｉ）が、１．０×１０^－１
^２Ｐａ以上５．０×１０^－８Ｐａ未満であることである。この場合、ステップＳ３０１に
移行する。

上述の条件Ａを満たさない場合、すなわち、ｍ／ｚ＝４６～２００の範囲の成分のうち
少なくとも１つの成分の分圧が５．０×１０^－８Ｐａ以上の場合、５．０×１０^－８Ｐａ
未満になるまで待機する。待機しても上記成分の分圧が５．０×１０^－８Ｐａ以下になら
ない場合には終了に移行する。この場合、ステップＳ２０２で配置した有機化合物は、第
１の電極上に蒸着されない。

このように、ステップＳ３０１において、ＥＬ層形成前に事前に質量分析計で各成分の
分圧を確認し、特定のｍ／ｚを有する不純物の混入を避けるとで、純度の高いＥＬ層を形
成することができる。

＜ステップＳ４０１：ＥＬ層形成＞
次に、上記ステップＳ３０１において条件Ａを満たす場合、ＥＬ層形成を行う。ＥＬ層
は、例えば、シャッター１１２及びシャッター１１６を開けることで形成することができ
る。また、ステップＳ４０１より前における有機化合物の加熱温度と、ステップＳ４０１
における有機化合物の加熱温度は、異ならせると好ましい。例えば、ＥＬ層形成前の有機
化合物の加熱温度は、有機化合物が気化しない温度（低温）とし、ＥＬ層形成時の加熱温
度は、有機化合物が気化する温度（高温）とすると好ましい。

なお、ＥＬ層形成は、所望の膜厚のＥＬ層が形成された後、加熱機構１０８の温度を有
機化合物が気化または昇華しない温度にする、あるいはシャッター１１２、１１６のいず
れか、あるいは両者を閉じることによって終了する。ＥＬ層の膜厚は、例えば、図２に示
す膜厚計測器１１４を用いて調整することができる。

＜ステップＳ５０１：第２の電極形成＞
次に、ステップＳ５０１にて第２の電極形成を行う。第２の電極は、例えば、図２に示
す成膜装置１００に別途設けられた蒸着機構１１１を用いて形成することができる。第２
の電極に用いることのできる材料は、実施の形態４で説明する。

図１及び図２を用いて説明したように、本発明の一態様の発光素子の作製方法では、基
板上に発光素子の第１の電極を形成した後、ＥＬ層に含まれる有機化合物を蒸着し、最後
に第２の電極を形成する。なお、蒸着前または蒸着時において、成膜室に備えられた質量
分析計による測定を行い、特定の不純物の成膜室内の分圧がある一定の範囲であることが
確認された後に、有機化合物が蒸着される。このような作製方法とすることで、不純物、
例えば、有機化合物中に含まれ得る有機溶媒等がＥＬ層中に混入するのを抑制することが
でき、信頼性の高い発光素子を作製できる。

上述の通り、本発明の一態様の発光素子の作製方法の特徴は、ＥＬ層に含まれる有機化
合物の蒸着する工程に係る。本発明の一態様は、ＥＬ層に含まれる一つの有機化合物の蒸
着工程のみに適用しても良いし、ＥＬ層を構成する複数の有機化合物の蒸着工程に適用し
ても良い。特に、ＥＬ層を構成する全ての層の形成に適用することが好ましい。なお、本
発明の一態様を適用して作製できる発光素子の構成や材料の一例は、実施の形態４にて詳
述する。

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

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子であって、実施の形態１で説明した発光
素子とは構造が異なる発光素子の作製方法について図１及び図２８を用いて説明する。な
お、図１に示す作製方法のフローチャートについては、実施の形態１で説明したのと共通
する部分が多いので説明を簡略化する。また、図２８では、本実施の形態で説明する発光
素子の作製に用いる成膜装置の断面図を示す。

＜成膜装置＞
図２８に示す成膜装置２８００は、チャンバー２８０２と、チャンバー２８０２に設け
られたゲートバルブ２８０４と、チャンバー２８０２に設けられたテーブル２８０６ａ、
２８０６ｂと、テーブル２８０６ａ、２８０６ｂ上に設けられた加熱機構２８０８ａ、２
８０８ｂと、加熱機構２８０８ａ、２８０８ｂと接続された成膜材料保持部２８１０ａ、
２８１０ｂと、成膜材料保持部２８１０ａ、２８１０ｂの上方に設けられたシャッター２
８１２ａ、２８１２ｂと、成膜材料保持部２８１０ａ、２８１０ｂの上方に設けられた膜
厚計測器２８１４と、チャンバー２８０２の外側に設けられた回転機構２８２４と、回転
機構２８２４と接続された基板支持機構２８１８と、基板支持機構２８１８と対向して設
けられたシャッター２８１６と、チャンバー２８０２に接続された撮像装置２８２６と、
チャンバー２８０２に接続された質量分析計２８２８と、チャンバー２８０２に接続され
たバルブ２８３０と、バルブ２８３０を介してチャンバー２８０２と接続された排気機構
２８３２とを有する構成である。なお、図２８においては、成膜装置２８００内に基板支
持機構２８１８に接して基板２８２０を配置した構成を図示している。

また、加熱機構２８０８ａ、２８０８ｂと、成膜材料保持部２８１０ａ、２８１０ｂと
、シャッター２８１２ａ、２８１２ｂによって、蒸着機構２８１１ａ、２８１１ｂが構成
されている。図２８においては、蒸着機構２８１１ａ、２８１１ｂが２つのみ配置された
構成について例示するが、チャンバー２８０２内に３つ以上の蒸着機構を配置する構成と
してもよい。複数の蒸着機構で異なる有機化合物の蒸着を行うことで、複数の有機化合物
を同時に蒸着（共蒸着）することができる。なお、蒸着機構が有するシャッター２８１２
ａ、２８１２ｂは必ずしも設ける必要はない。

図２８に示す成膜装置２８００の各構成要素の詳細については、実施の形態１と共通で
あるので説明を省略する。

＜ステップＳ２０２：有機化合物の配置＞
ステップＳ２０２にて、図２８に示す成膜材料保持部２８１０ａに蛍光を発する第１の
有機化合物（ゲスト材料）を充填し、成膜材料保持部２８１０ｂに第２の有機化合物（ホ
スト材料）を充填し、有機化合物を配置する。

＜ステップＳ２０３：成膜室の減圧＞
次に、ステップＳ２０３にて、バルブ２８３０を介して、排気機構２８３２を動作させ
ることで成膜室の減圧を行い、成膜室中の水分や酸素等の大気成分が成膜室の外に排出さ
れる。なお、成膜室の圧力は、１．０×１０^－４Ｐａ以下とすることが好ましい。

＜ステップＳ２０５：有機化合物の加熱開始＞
次に、ステップＳ２０５にて有機化合物の加熱開始を行う。具体的には、図２８に示す
加熱機構２８０８ａ、２８０８ｂを動作させる。

＜ステップＳ２０６：分圧の測定＞
次に、ステップＳ２０６にて質量分析に基づいて分圧を測定する。本実施の形態では、
大気成分（ｍ／ｚ＝１～４４）のみならず、有機化合物に含まれうる有機溶媒に着目する
。具体的には、ｍ／ｚ＝４６～２００、さらに好ましくはｍ／ｚ＝４６～１３０の範囲の
成分の分圧を測定する。

＜条件Ａ＞
条件Ａは、ｍ／ｚ＝４６～２００の範囲の各成分の分圧（Ｐ_ｉ）が、１．０×１０^－１
^２Ｐａ以上５．０×１０^－８Ｐａ未満であることであり、この条件Ａを満たす場合にステ
ップＳ３０１に移行する。

上述の条件Ａを満たさない場合、すなわち、ｍ／ｚ＝４６～２００の成分のうちの少な
くとも１つの成分の分圧が５．０×１０^－８Ｐａ以上を維持する場合には、終了となる。
この場合には、ステップＳ２０２で配置した有機化合物は、第１の電極上に形成されない
。

このように、ステップＳ３０１において、ＥＬ層形成前に事前に各成分の分圧を質量分
析計で確認し、条件Ａ満たさない場合にＥＬ層に用いる有機化合物の蒸着を行わないよう
にすることで、不純物を含むＥＬ層の形成を防ぐことができる。

＜ステップＳ４０１：ＥＬ層形成＞
次に、上記ステップＳ３０１において、条件Ａを満たす場合、ＥＬ層の形成を行う。Ｅ
Ｌ層は、例えば、シャッター２８１２ａ、２８１２ｂ及びシャッター２８１６を開けるこ
とで第１の有機化合物および第２の有機化合物を共蒸着させることで形成することができ
る。また、ステップ４０１より前における有機化合物の加熱温度と、ステップＳ４０１に
おける有機化合物の加熱温度は、異ならせると好ましい。例えば、ＥＬ層形成前の有機化
合物の加熱温度は、有機化合物が気化しない温度（低温）とし、ＥＬ層形成時の加熱温度
は、有機化合物が気化する温度（高温）とすると好ましい。

なお、ＥＬ層形成は、所望の膜厚のＥＬ層が形成された後、加熱機構２８０８の温度を
有機化合物が気化または昇華しない温度にする、あるいはシャッター２８１２（２８１２
ａ、２８１２ｂ）、２８１６のいずれか、あるいは両者を閉じることによって終了する。
ＥＬ層の膜厚は、例えば、図２８に示す膜厚計測器２８１４を用いて調整することができ
る。

＜ステップＳ５０１：第２の電極形成＞
次に、ステップＳ５０１にて第２の電極形成を行う。詳細については、実施の形態１と
同様とする。

以上に示した作製方法では、不純物を低減させたＥＬ層の形成が可能となる。したがっ
て、ＥＬ層中の不純物を低減することができるため、信頼性の高い発光素子を作製するこ
とができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、実施の形態１及び
実施の形態２と異なる発光素子の作製方法について、図２９及び図３０を用いて説明する
。なお、先の実施の形態で説明した作製方法と同一の箇所については、その詳細な説明は
省略する。

図２９は、本発明の一態様の発光素子の作製方法の一例を示すフローチャートである。
また、図３０は、本発明の一態様の発光素子の作製方法に用いることのできる成膜装置の
断面図である。

≪発光素子の作製方法≫
＜ステップＳ１０１：第１の電極形成＞
ステップＳ１０１としては、実施の形態１の図１に示すステップＳ１０１の記載を参酌
することで実施することができる。

＜ステップＳ２０１：基板の設置＞
ステップＳ２０１としては、実施の形態１の図１に示すステップＳ２０１の記載を参酌
することで実施することができる。

ここで、本発明の一態様の発光素子の作製方法に用いることのできる、成膜装置の一例
を図３０に示す。

＜成膜装置＞
図３０に示す成膜装置２００は、チャンバー１０２と、チャンバー１０２に設けられた
ゲートバルブ１０４と、チャンバー１０２に設けられたテーブル１０６＿１、１０６＿２
、１０６＿３と、テーブル１０６＿１、１０６＿２、１０６＿３上にそれぞれ設けられた
加熱機構１０８＿１、１０８＿２、１０８＿３と、加熱機構１０８＿１、１０８＿２、１
０８＿３とそれぞれ接続された成膜材料保持部１１０＿１、１１０＿２、１１０＿３と、
成膜材料保持部１１０＿１、１１０＿２、１１０＿３の上方にそれぞれ設けられたシャッ
ター１１２＿１、１１２＿２、１１２＿３と、成膜材料保持部１１０＿１、１１０＿２、
１１０＿３の上方に設けられた膜厚計測器１１４と、チャンバー１０２の外側に設けられ
た回転機構１２４と、回転機構１２４と接続された基板支持機構１１８と、基板支持機構
１１８と対向して設けられたシャッター１１６と、チャンバー１０２に接続された撮像装
置１２６と、チャンバー１０２に接続された質量分析計１２８と、チャンバー１０２に接
続されたバルブ１３０と、バルブ１３０を介してチャンバー１０２と接続された排気機構
１３２とを有する構成である。なお、図３０においては、成膜装置２００内に基板支持機
構１１８に接して基板１２０を配置した構成を図示している。

また、加熱機構１０８＿１と、成膜材料保持部１１０＿１と、シャッター１１２＿１に
よって、蒸着機構１１１＿１が構成されている。また、加熱機構１０８＿２と、成膜材料
保持部１１０＿２と、シャッター１１２＿２によって、蒸着機構１１１＿２が構成されて
いる。また、加熱機構１０８＿３と、成膜材料保持部１１０＿３と、シャッター１１２＿
３によって、蒸着機構１１１＿３が構成されている。蒸着機構１１１＿１、蒸着機構１１
１＿２、及び蒸着機構１１１＿３で異なる有機化合物の蒸着を行うことで、複数の有機化
合物、ここでは３つの有機化合物を同時に蒸着（共蒸着）することができる。なお、図３
０においては、蒸着機構１１１＿１と、蒸着機構１１１＿２と、蒸着機構１１１＿３とが
３つからなる構成について例示するが、これに限定されない。例えば、４つ以上の複数の
蒸着機構を備える成膜装置２００としてもよい。また、蒸着機構１１１＿１が有するシャ
ッター１１２＿１、蒸着機構１１１＿２が有するシャッター１１２＿２、及び蒸着機構１
１１＿３が有するシャッター１１２＿３については、必ずしも設ける必要がなく、設けな
い構成としてもよい。

以下に、図３０に示す成膜装置２００の各構成要素の詳細について、説明を行う。なお
、図１に示す成膜装置１００と同様の符号の構成については、その詳細な説明は省略する
。

加熱機構１０８＿１、１０８＿２、１０８＿３としては、例えば、電熱線からなる細管
ヒータ等を用いることができる。成膜材料保持部１１０＿１、１１０＿２、１１０＿３と
しては、成膜材料として用いる有機化合物を入れる容器、例えば熱容量の小さい物質（タ
ングステン、モリブデン、タンタル等）からなる坩堝や皿を用いることができる。加熱機
構１０８＿１、１０８＿２、１０８＿３を用いて、成膜材料保持部１１０＿１、１１０＿
２、１１０＿３内に充填された有機化合物を加熱することができる。

シャッター１１２＿１、１１２＿２、１１２＿３及びシャッター１１６は、気化した成
膜材料（有機化合物）の蒸着を制御するための機能を有する。シャッター１１２＿１、１
１２＿２、１１２＿３及びシャッター１１６を設けることで、蒸着初期の有機化合物が基
板に堆積するのを防ぐことができる。また、有機化合物の気化の速度が安定するまで有機
化合物が基板に堆積するのを抑制することができる。なお、図３０においては、シャッタ
ー１１２＿１、１１２＿２、１１２＿３及びシャッター１１６を設ける構成について例示
したが、これに限定されない。例えば、シャッター１１２＿１、１１２＿２、１１２＿３
を設けない構成、シャッター１１６を設けない構成、またはシャッター１１２＿１、１１
２＿２、１１２＿３及びシャッター１１６を設けない構成としてもよい。

なお、図３０においては、成膜装置２００として、１つのチャンバーからなる構成につ
いて例示したが、これに限定されない。例えば、成膜装置２００の構成を複数組み合わせ
て、さらに搬送室または基板加熱室等を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置としても
よい。また、インライン方式の成膜装置としてもよい。少なくとも１つの成膜室が、質量
分析計と、有機化合物を加熱するための加熱機構を有する構成であれば、本発明の一態様
の発光素子の作製方法を適用することができる。

＜ステップＳ２０２ａ：第１～第３の有機化合物の配置＞
ステップＳ２０２ａにて、図３０に示す成膜材料保持部１１０＿１に、ＥＬ層の材料と
なる第１の有機化合物を、成膜材料保持部１１０＿２にＥＬ層の材料となる第２の有機化
合物を、成膜材料保持部１１０＿３にＥＬ層の材料となる第３の有機化合物を、それぞれ
充填し、有機化合物を配置する。このとき第１～第３の有機化合物には、水分や酸素等の
大気成分が付着している場合がある。

＜ステップＳ２０３：成膜室の減圧＞
ステップＳ２０３としては、実施の形態１の図１に示すステップＳ２０３の記載を参酌
することで実施することができる。

＜ステップＳ２０４：質量分析計の動作開始＞
ステップＳ２０４としては、実施の形態１の図１に示すステップＳ２０４の記載を参酌
することで実施することができる。

＜ステップＳ２０５ａ：第１～第３の有機化合物の加熱開始＞
次に、ステップＳ２０５ａにて第１～第３の有機化合物の加熱開始を行う。具体的には
、図３０に示す加熱機構１０８＿１から１０８＿３を動作させる。なお、第１～第３の有
機化合物の加熱開始は、同時に行っても、それぞれ別々に行ってもよい。

＜ステップＳ２０６ａ：分圧の測定＞
次に、ステップＳ２０６ａにて質量分析結果に基づいて各成分の分圧を測定する。本実
施の形態においては、大気成分（ｍ／ｚ＝１～４４）のみならず、特にＥＬ層に用いる第
１～第３の有機化合物に含まれうる有機溶媒に着目する、具体的には、ｍ／ｚ＝４６～２
００、さらに好ましくはｍ／ｚ＝４６～１３０の範囲の成分の分圧を測定する。

ＥＬ層に用いる第１～第３の有機化合物は、その材料の合成中に有機溶媒を用いること
が多い。該有機溶媒としては、例えば、エタノール（ｍ／ｚ＝４６）、ヘキサン（ｍ／ｚ
＝８６）、ジクロロメタン（ｍ／ｚ＝８５）、トルエン（ｍ／ｚ＝９２）等が挙げられる
。第１～第３の有機化合物中に有機溶媒が多量に含まれている場合、ＥＬ層を含む発光素
子の初期特性や信頼性に大きな影響を与え得る。特にこれらの有機溶媒は、ＥＬ層に用い
る第１～第３の有機化合物中に多量に含まれていたとしても、有機ＥＬ層を形成した際に
は、特定するのが困難な場合がある。したがって、ＥＬ層形成前に第１～第３の有機化合
物から有機溶媒を確実に排除する必要がある。

＜ステップＳ３０１ａ：条件Ｂの範囲内か判断を行う＞
次に、ステップＳ３０１ａにて条件Ｂを満たしているかの判断を行う。なお、該判断は
自動で行われてもよい。

＜条件Ｂ＞
条件Ｂは、ｍ／ｚ＝４６～２００の範囲の各成分の分圧が、１×１０^－１２Ｐａ以上１
×１０^－９Ｐａ未満であることである。この条件を満たす場合、ステップＳ４０１ａに移
行する。

上述の条件Ｂ以外の場合、すなわち、ｍ／ｚ＝４６～２００の範囲の成分のうち少なく
とも１つの成分の分圧が１×１０^－９Ｐａ以上の場合、終了に移行する。この場合、ステ
ップＳ２０２ａで配置した第１～第３の有機化合物は、第１の電極上に蒸着しない。

このように、ステップＳ３０１ａにおいて、特定の範囲内にある質量数の不純物の分圧
を確認し、不純物の混入を避けることで、純度の高いＥＬ層を形成することができる。

＜ステップＳ４０１ａ：ＥＬ層形成（共蒸着）＞
次に、上記ステップＳ３０１ａにおいて、条件Ｂを満たす場合、ＥＬ層形成を行う。例
えば、シャッター１１２＿１、１１２＿２、１１２＿３を適宜選択して開ける。その後、
基板１２０近傍のシャッター１１６を開けることで、基板１２０上に形成された第１の電
極上にＥＬ層を形成することができる。また、ステップＳ４０１ａより前における第１～
第３の有機化合物の加熱温度と、ステップＳ４０１ａのＥＬ層形成時の第１～第３の有機
化合物の加熱温度は、異ならせると好ましい。例えば、ＥＬ層形成前の第１～第３の有機
化合物の加熱温度は、第１～第３の有機化合物が気化しない温度（低温）とし、ＥＬ層形
成時の加熱温度は、第１～第３の有機化合物が気化する温度（高温）とすると好ましい。

また、本実施の形態においては、第１～第３の有機化合物が同時に蒸着（共蒸着）する
ため、第１～第３の有機化合物が混合された有機化合物膜を形成することができる。

なお、ＥＬ層の形成は、所望の膜厚のＥＬ層が形成された後、加熱機構１０８＿１、１
０８＿２、１０８＿３の温度を第１～第３の有機化合物が気化または昇華しない温度にす
る、あるいはシャッター１１２＿１～１１２＿３とシャッター１１６の両者、あるいはい
ずれかを閉じることによって終了する。ＥＬ層の膜厚は、例えば、図３０に示す膜厚計測
器１１４を用いて調整することができる。

＜ステップＳ５０１：第２の電極形成＞
ステップＳ５０１としては、実施の形態１の図１に示すステップＳ５０１の記載を参酌
することで実施することができる。

以上に示した作製方法では、第１～第３の有機化合物、及び成膜室から特定の質量数を
有する不純物が十分に除去された後に第１～第３の有機化合物を形成する。したがって、
不純物、例えば、第１～第３の有機化合物中に含まれうる有機溶媒がＥＬ層中に混入する
のを抑制することができ、信頼性の高い発光素子を作製できる。

上述の通り、本発明の一態様の発光素子の作製方法の特徴は、ＥＬ層に含まれる第１～
第３の有機化合物の蒸着する工程に係る。なお、本発明の一態様を適用して作製できる発
光素子の構成や材料の一例は、後述する。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様であり、実施の形態１で説明した作製方法により作
製された発光素子について図３（Ａ）を用いて説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極（陽
極）３０１と第２の電極（陰極）３０３）間に発光層３１３を含むＥＬ層３０２が挟まれ
ており、ＥＬ層３０２は、発光層３１３の他に、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、
電子輸送層３１４、電子注入層３１５、電荷発生層（Ｅ）３１６などを含んで形成される
。

このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第１の電極３０１側から注入
された正孔と第２の電極３０３側から注入された電子とが、発光層３１３において再結合
し、発光層３１３に含まれる発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質が
基底状態に戻る際に発光する。

なお、ＥＬ層３０２における正孔注入層３１１は、正孔輸送性の高い物質とアクセプタ
ー性物質を含む層であり、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が
引き抜かれることにより正孔が発生する。従って、正孔注入層３１１から正孔輸送層３１
２を介して発光層３１３に正孔が注入される。

また、電荷発生層（Ｅ）３１６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む
層である。なお、図３においては、電荷発生層（Ｅ）３１６を設ける構成について例示し
たが、これに限定されず、電荷発生層（Ｅ）を設けない構成としてもよい。

以下に本実施の形態に示す発光素子の他の層について説明する。

第１の電極（陽極）３０１および第２の電極（陰極）３０３には、金属、合金、電気伝
導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、酸化インジ
ウム－酸化スズ（ＩＴＯ：ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素
を含有した酸化インジウム－酸化スズ、酸化インジウム－酸化亜鉛（ＩｎｄｉｕｍＺｉ
ｎｃＯｘｉｄｅ）、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、金（Ａ
ｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブ
デン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタ
ン（Ｔｉ）の他、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌ
ｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム
（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、およびこれらを含む合金（Ｍｇ
Ａｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およ
びこれらを含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第１の電極（陽
極）３０１および第２の電極（陰極）３０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空
蒸着法を含む）等により形成することができる。

正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、および電荷発生層（Ｅ）３１６に用いる正孔輸
送性の高い物質としては、例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニ
ルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’－ビス（３－メチル
フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（
略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリ
フェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフ
ェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’
－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビ
フェニル（略称：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：ＰＣ
ｚＰＣＡ１）、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。

また、正孔注入層３１１および電荷発生層（Ｅ）３１６に用いるアクセプター性物質と
しては、遷移金属酸化物や元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を
挙げることができる。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。

発光層３１３は、発光物質を含む層である。なお、発光層３１３は、発光物質のみで構
成されていても、ホスト材料中に発光物質がゲスト材料として分散されていても良い。こ
の場合、励起エネルギーの大きい物質をホスト材料として用いる構成が好ましい。

発光層３１３において、発光物質として用いることが可能な材料には、特に限定は無く
、一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質（以下、蛍光物質）、または三重項励起
エネルギーを発光に変える発光物質（以下、燐光物質）を用いることができる。なお、上
記発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。

蛍光物質としては、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］－９
Ｈ－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：２
ＰＣＡＰＰＡ）、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３
０、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：２ＹＧＡＢＰ
ｈＡ）、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，５
Ｈ－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：ＢｉｓＤ
ＣＭ）、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）
などが挙げられる。なお、蛍光物質として熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質を用
いても良い。

燐光物質としては、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：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２
－フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２－
フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ
）_２（ａｃａｃ））、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））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナ
ト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ）
）、ビス（２，４－ジフェニル－１，３－オキサゾラト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）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））、ビス［２－（２’－ベンゾ［４，５－α］チエニル
）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（
ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウ
ム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ））、（アセチ
ルアセトナト）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウ
ム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））、（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（ｍｐｐ
ｒ－ｉＰｒ）_２（ａｃａｃ）］）、（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（ＩＩ
Ｉ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）、（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（４，６－ジフェニル
ピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）、
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）、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（Ｐｈｅ
ｎ））などが挙げられる。

また、上記発光物質を分散状態にするために用いる物質（すなわちホスト材料）としては
、例えば、２，３－ビス（４－ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡ
Ｑｎ）、ＮＰＢのようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、ＣＢＰ、’’ＴＣＴＡ
等のカルバゾール誘導体や、ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（
略称：Ｚｎｐｐ_２）、ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛
（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフ
ェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム
（略称：Ａｌｑ_３）等の金属錯体が好ましい。また、ＰＶＫのような高分子化合物を用い
ることもできる。

また、上記遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく
長い発光をいう。その寿命は、１０^－６秒以上、あるいは１０^－３秒以上である。ＴＡＤ
Ｆ材料として、具体的には、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（Ｐ
ｄ）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（ＰｔＣ
ｌ_２ＯＥＰ）等が挙げられる。さらに、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）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を用いることもできる。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なり、Ｓ１とＴ１のエネルギー差が小さく
なるため、特に好ましい。

発光層３１３を上述した発光物質やホスト材料を用いて形成することにより、発光層３
１３から発光効率の高い発光を得ることができる。

電子輸送層３１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層３１４には、
Ａｌｑ_３、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）
、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、
ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩ
Ｉ）（略称：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（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^－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３１４として用いてもよい。

また、電子輸送層３１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積
層したものとしてもよい。

電子注入層３１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層３１５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（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、上述した電子輸送層３１４を構成する物質を用
いることもできる。

あるいは、電子注入層３１５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３１４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３１１、正孔輸送層３１２、発光層３１３、電子輸送層３１
４、電子注入層３１５、電荷発生層（Ｅ）３１６のうち少なくとも一つは、実施の形態１
から３で示した方法で形成することが好ましい。

上述した発光素子は、第１の電極３０１および第２の電極３０３との間に生じた電位差
により電流が流れ、ＥＬ層３０２において正孔と電子とが再結合することにより発光する
。そして、この発光は、第１の電極３０１および第２の電極３０３のいずれか一方または
両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極３０１および第２の電極３０３の
いずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。

以上により説明した発光素子は、本発明の一態様である作製方法を適用して作製される
ことから従来の発光素子に比べて、長寿命な発光素子を実現することができる。

なお、発光層から得られる発光の波長に合うように発光素子の両電極間の光路長が調整さ
れたマイクロキャビティー構造を備えた発光素子としてもよい。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができるものとする。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様であり、実施の形態２で説明した作製方法により作
製された発光素子について図３（Ａ）を用いて説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、実施の形態４で説明したのと同様に、図３（Ａ）にお
いて一対の電極（第１の電極（陽極）３０１と第２の電極（陰極）３０３）間に発光層３
１３を含むＥＬ層３０２が挟まれており、ＥＬ層３０２は、発光層３１３の他に、正孔注
入層３１１、正孔輸送層３１２、電子輸送層３１４、電子注入層３１５、電荷発生層（Ｅ
）３１６などを含んで形成される。なお、本実施の形態で説明する発光素子の場合には、
発光層３１３において、蛍光を発する第１の有機化合物（ゲスト材料）と第２の有機化合
物（ホスト材料）が少なくとも含まれている。

本実施の形態に示す発光素子の場合には、発光素子に対して電圧を印加することにより
、第１の電極３０１側から注入された正孔と第２の電極３０３側から注入された電子とが
、発光層３１３において再結合し、第２の有機化合物を励起状態にする。そして、第２の
有機化合物から生じた一重項励起子からのエネルギー移動による第１の有機化合物からの
蛍光発光が得られる。さらに、第２の有機化合物の三重項－三重項消滅（ＴＴＡ）により
生成された一重項励起子からのエネルギー移動による第１の有機化合物（ゲスト材料）か
らの蛍光発光も得られる。

以下に、本実施の形態に示す発光素子の具体的な作製方法について説明する。但し、実
施の形態４と共通する部分については、説明を省略する。従って、第１の電極３０１、第
２の電極３０３、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２、電荷発生層（Ｅ）３１６、電子
輸送層３１４、および電子注入層３１５に用いる材料や作製方法については説明を省略す
る。

発光層３１３は、蛍光を発する第１の有機化合物および第２の有機化合物を少なくとも
含む層である。なお、発光層３１３は、ＴＴＡが生じる構成であれば、これ以外の有機化
合物が含まれていても良い。また、発光層における第１の有機化合物と第２の有機化合物
との存在比率は、第２の有機化合物の方が高い。なお、第２の有機化合物のＴ１準位が、
第１の有機化合物のＴ１準位よりも低くなるようにすることで、発光層で生じた第２の有
機化合物の三重項励起子から第１の有機化合物へのエネルギー移動を防ぐことができ、こ
れによって第２の有機化合物の三重項励起子どうしの衝突確率の低下を防ぎ、ＴＴＡの発
生確率を高めることができる。

第１の有機化合物として用いることができる有機化合物としては、具体的には、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：１，６ｍＭｅｍＦＬＰ
ＡＰｒｎ）、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：１，６ＦＬＰＡＰｒ
ｎ）、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：１，６ＴｈＡＰｒ
ｎ）等のピレン化合物、アントラセン化合物、トリフェニレン化合物、フルオレン化合物
、カルバゾール化合物、ジベンゾチオフェン化合物、ジベンゾフラン化合物、ジベンゾキ
ノキサリン化合物、キノキサリン化合物、ピリジン化合物、ピリミジン化合物、フェナン
トレン化合物、ナフタレン化合物等が挙げられる。特に、ピレン化合物は、発光量子収率
が高く、好ましい。

第２の有機化合物として用いることができる有機化合物としては、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－９
Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、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：ｃｇＤＢＣｚＰ
Ａ）、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）等のアントラセン化合物が挙げられる。アントラセン化合物は、Ｓ
１準位が高く、Ｔ１準位が低いため、好ましい。

第１の有機化合物と第２の有機化合物は、第２の有機化合物のＴ１準位が、第１の有機
化合物のＴ１準位よりも高くなるように選択する。但し、公知の有機化合物を任意に用い
た発光層を別途形成しても良い。

上述した発光素子は、第１の電極３０１および第２の電極３０３との間に与えられた電
位差により電流が流れ、ＥＬ層３０２において正孔と電子とが再結合することにより発光
する。そして、この発光は、第１の電極３０１および第２の電極３０３のいずれか一方ま
たは両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極３０１および第２の電極３０
３のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。

以上により説明した発光素子は、本発明の一態様である作製方法を適用して作製される
ことから、発光層に含まれる不純物を低減させることができ、さらに、ＴＴＡにより、通
常は発光に寄与しない三重項励起子から生成された一重項励起子を発光に利用した蛍光発
光素子であることから、長寿命、かつ高効率な発光素子を実現することができる。

なお、本実施の形態で示した発光素子は、発光層から得られる発光の波長に合うように
発光素子の両電極間の光路長が調整されたマイクロキャビティー構造を備えるように形成
しても良い。

また、本実施の形態に示す発光素子は、図３（Ｂ）に示す発光素子の構成とすることが
できる。図３（Ｂ）に示す発光素子は、ＥＬ層を本発明の一態様の作製方法で形成した発
光素子であり、ＥＬ層には三重項励起エネルギーを発光に変える第１の有機化合物（すな
わち、第１の燐光性有機化合物）と、電子輸送性を有する第２の有機化合物と、正孔輸送
性を有する第３の有機化合物を有する。

より具体的には、図３（Ｂ）に示す発光素子は、一対の電極（第１の電極３０１及び第
２の電極３０３）間にＥＬ層３５２を有する構造である。なお、ＥＬ層３５２には、少な
くとも発光層３５３を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層
、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、図３（Ｂ）において、第１の電極３０１
と発光層３５３の間の領域３５８、及び第２の電極３０３と発光層３５３の間の領域３５
９には、上述した正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などを
適宜設ける構成とすることができる。また、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子
注入層、電荷発生層には、先に記載した物質を用いることができる。

発光層３５３は、第１の燐光性有機化合物３５５と、第２の有機化合物３５６と、第３
の有機化合物３５７とが含まれている。なお、第１の燐光性有機化合物３５５は、発光層
３５３におけるゲスト材料である。また、第２の有機化合物３５６及び第３の有機化合物
３５７のうち発光層３５３に含まれる割合の多い方がホスト材料である。

発光層３５３において、上記ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることによ
り、発光層の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる
濃度消光を抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。

なお、第２の有機化合物３５６及び第３の有機化合物３５７のそれぞれのＴ１準位は、
第１の燐光性有機化合物３５５のＴ１準位よりも高いことが好ましい。第２の有機化合物
３５６（又は第３の有機化合物３５７）のＴ１準位が第１の燐光性有機化合物３５５のＴ
１準位よりも低いと、発光に寄与する第１の燐光性有機化合物３５５の三重項励起エネル
ギーを第２の有機化合物３５６（又は第３の有機化合物３５７）が消光してしまい、発光
効率の低下を招くためである。

ここで、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率を高めるため、分子間のエ
ネルギー移動機構として知られているフェルスター機構（双極子－双極子相互作用）を考
慮すると、ホスト材料の発光とゲスト材料の吸収との重なりが大きくなることが好ましい
。特にゲスト材料が燐光材料の場合、ホスト材料の蛍光と、ゲスト材料の最も長波長側の
吸収（すなわち、三重項ＭＬＣＴ遷移に由来する吸収）との重なりが大きいことが好まし
い。しかしながら燐光素子の場合、ホスト材料の蛍光をゲスト材料の最も長波長側の吸収
と重ねることは困難である。なぜならば、そのようにしてしまうと、ホスト材料の燐光は
ゲスト材料の最も長波長側の吸収よりも更に長波長側に位置してしまう、換言すると、ホ
スト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位を下回ってしまい、ホスト材料からゲスト材
料へのエネルギー移動が起こらないからである。一方、ホスト材料のＴ１準位が燐光性化
合物のＴ１準位を上回るように設計すると、ホスト材料の蛍光が短波長側にシフトするた
め、ゲスト材料の最も長波長側の吸収との重なりが非常に小さくなってしまう。

そこで、図３（Ｂ）に示す構成においては、第２の有機化合物３５６及び第３の有機化
合物３５７は、励起錯体（ヘテロエキシマーとも言う）を形成するように組み合わせる。
この場合、発光層３５３におけるキャリア（電子及び正孔）の再結合の際に第２の有機化
合物３５６と第３の有機化合物３５７は、励起錯体を形成する。励起錯体は、第２の有機
化合物３５６および第３の有機化合物３５７より長波長側に蛍光を示すので、第２の有機
化合物３５６と第３の有機化合物３５７はゲスト材料よりも高いＴ_１準位を有するにも関
わらず、ゲスト材料の最も長波長側の吸収と十分に重なる蛍光を与えることができる。こ
れによって、励起錯体の一重項励起状態からゲスト材料の三重項励起状態へのエネルギー
移動効率を最大限に高めることができる。なお、励起錯体のＳ_１準位とＴ_１準位は近いた
め、励起錯体の三重項励起状態からのエネルギー移動も生じると考えられる。

第２の有機化合物３５６及び第３の有機化合物３５７としては、電子受容性化合物と、
正孔受容性化合物と、を組み合わせることが好ましい。

正孔受容性化合物としては、例えば、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）、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）、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）
、（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）、４－フェニルジフェニル－（９－フェニル－９Ｈ－カル
バゾール－３－イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’，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’－ジ（ビフェニル－４－イル）－
Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－アミン（略称：ＰＣｚＢＢＡ１
）、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－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（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）、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：ＤＦＬ
ＡＤＦＬ）、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：ＰＣｚＤ
ＰＡ１）、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：ＰＣｚＴ
ＰＮ２）、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）が挙げられる。

上述した第２の有機化合物３５６及び第３の有機化合物３５７は、励起錯体を形成でき
る組み合わせの一例であり、励起錯体の蛍光が、第１の燐光性有機化合物３５５の最も長
波長側の吸収と重なる、あるいは励起錯体の蛍光スペクトルのピークが、第１の燐光性有
機化合物３５５の最も長波長側の吸収帯のピークよりも長波長であればよい。

なお、電子受容性化合物と正孔受容性化合物で第２の有機化合物３５６と第３の有機化
合物３５７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制御することができ
る。具体的には、第２の有機化合物：第３の有機化合物＝１：９～９：１（重量比）の範
囲が好ましい。

図３（Ｂ）に示す発光素子は、励起錯体の発光スペクトルと燐光性化合物の吸収スペク
トルとの重なりを利用したエネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めることがで
きるため、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。

なお、本発明に含まれる別の構成として、第１の燐光性有機化合物３５５の他の２種類
の有機化合物として、正孔受容性のホスト分子、および電子受容性のホスト分子を用いて
発光層３５３を形成し、２種類のホスト分子中に存在するゲスト分子に正孔と電子を導い
て、ゲスト分子を励起状態とする現象（すなわち、ＧｕｅｓｔＣｏｕｐｌｅｄｗｉｔ
ｈＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＨｏｓｔｓ：ＧＣＣＨ）が得られるように発光層３５
３を形成する構成も可能である。

この時、正孔受容性のホスト分子、および電子受容性のホスト分子としては、それぞれ
、上述した正孔受容性化合物、および電子受容性化合物を用いることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である作製方法を適用して作製した発光素子の一例
として、電荷発生層を挟んでＥＬ層を複数有する構造の発光素子（以下、タンデム型発光
素子という）について説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図４（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極４０
１および第２の電極４０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層４０２（１）、第２のＥ
Ｌ層４０２（２））を有するタンデム型発光素子である。

本実施の形態において、第１の電極４０１は、陽極として機能する電極であり、第２の
電極４０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極４０１および第２の電極
４０４は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数のＥＬ層（第１
のＥＬ層４０２（１）、第２のＥＬ層４０２（２））は、実施の形態４や５で示したＥＬ
層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第
１のＥＬ層４０２（１）と第２のＥＬ層４０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成
であってもよく、その構成は実施の形態４や５と同様なものを適用することができる。

また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層４０２（１）、第２のＥＬ層４０２（２））の間に
は、電荷発生層（Ｉ）４０５が設けられている。電荷発生層（Ｉ）４０５は、第１の電極
４０１と第２の電極４０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方
のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極４０１に
第２の電極４０４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（Ｉ）４０
５から第１のＥＬ層４０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層４０２（２）に正孔が
注入される。

なお、電荷発生層（Ｉ）４０５は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性
を有する（具体的には、電荷発生層（Ｉ）４０５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（Ｉ）４０５は、第１の電極４０１や第２の電極４
０４よりも低い導電率であっても機能する。

電荷発生層（Ｉ）４０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター
）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（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。

正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ
、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主
に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
輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。

また、電子受容体としては、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラ
フルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４－ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。
また元素周期表における第４族乃至第８族に属する遷移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
好ましい。

一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において
、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、Ｂ
Ａｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることが
できる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）_２、Ｚｎ（ＢＴＺ）_２などのオキサゾール系、チ
アゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外に
も、ＰＢＤやＯＸＤ－７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここ
に述べた物質は、主に１０^－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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わな
い。

また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属ま
たは元素周期表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いる
ことができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ
）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム
、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機
化合物を電子供与体として用いてもよい。

本実施の形態では、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図４（Ｂ）に示
すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）のＥＬ層（４０２（１）～４０２（ｎ））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。本実施の形態に係る発光
素子のように、一対の電極間に複数のＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間にそれ
ぞれ電荷発生層（Ｉ）（４０５（１）～４０５（ｎ－１））を配置することで、電流密度
を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿
命素子を実現できる。また、大きな発光面を有する発光装置、電子機器、及び照明装置等
に応用した場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一
発光が可能となる。

また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所
望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第
１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光
素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合す
ると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色の光を互いに混合す
ると、白色発光を得ることができる。

また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の
発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色
である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。

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７）
本実施の形態では、本発明の一態様である作製方法を適用して作製された発光素子を有
する発光装置について説明する。

また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型
の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した
発光素子を適用することが可能である。

本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図５を用いて説明する
。

なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ－
Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は
、素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０
３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４ａ及び５０４ｂと、を有する。画素部５０
２、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４ａ及び５０４ｂは、シール材５０５によっ
て、素子基板５０１と封止基板５０６との間に封止されている。

また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４ａ及び５０４
ｂに外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット
信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられ
る。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を
設ける例を示している。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣには
プリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置に
は、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含
むものとする。

次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板５０１上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３
と、画素部５０２が示されている。

駆動回路部５０３はＦＥＴ５０９とＦＥＴ５１０とを組み合わせた構成について例示し
ている。なお、ＦＥＴ５０９とＦＥＴ５１０を有する駆動回路部５０３は、単極性（Ｎ型
またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、Ｎ型
のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で形成されても良い。また、本
実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその
必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。

また、画素部５０２はスイッチング用ＦＥＴ５１１と、電流制御用ＦＥＴ５１２と電流
制御用ＦＥＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の
電極（陽極）５１３とを含む複数の画素により形成される。また、本実施の形態において
は、スイッチング用ＦＥＴ５１１と、電流制御用ＦＥＴ５１２との２つのＦＥＴにより画
素部５０２を構成する例について示したが、これに限定されない。例えば、３つ以上のＦ
ＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部５０２としてもよい。

ＦＥＴ５０９、５１０、５１１、５１２としては、例えば、スタガ型や逆スタガ型のト
ランジスタを適用することができる。ＦＥＴ５０９、５１０、５１１、５１２に用いるこ
とのできる半導体材料としては、例えば、ＩＶ族（シリコン、ガリウム等）半導体、化合
物半導体、酸化物半導体、有機半導体を用いることができる。また、該半導体材料の結晶
性については、特に限定されず、例えば、非晶質半導体、または結晶性半導体を用いるこ
とができる。特に、ＦＥＴ５０９、５１０、５１１、５１２としては、酸化物半導体を用
いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ－Ｇａ酸化物、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ
酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）等が挙げられる。ＦＥ
Ｔ５０９、５１０、５１１、５１２として、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。

また、第１の電極５１３の端部を覆って絶縁物５１４が形成されている。ここでは、絶
縁物５１４として、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。また、本
実施の形態においては、第１の電極５１３を陽極として用いる。

また、絶縁物５１４の上端部または下端部に曲面が形成されるようにするのが好ましい
。絶縁物５１４の形状を上記のように形成することで、絶縁物５１４の上層に形成される
膜の被覆性を良好なものとすることができる。例えば、絶縁物５１４の材料として、ネガ
型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれかを使用することができ、有機化合
物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等を使
用することができる。

第１の電極（陽極）５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６が積層
形成されている。ＥＬ層５１５は、少なくとも発光層が設けられている。また、ＥＬ層５
１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層
等を適宜設けることができる。

なお、第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６との積
層構造で、発光素子５１７が形成されている。第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５
及び第２の電極（陰極）５１６に用いる材料としては、実施の形態２から４に示す材料を
用いることができる。また、ここでは図示しないが、第２の電極（陰極）５１６は外部入
力端子であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。

また、図５（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部
５０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部５
０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、
フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合
わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。

さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより
、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光
素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、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５０５で充填される構成も含むものとする
。

なお、シール材５０５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ない材料であることが望ましい。また
、封止基板５０６に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ－
ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエ
ステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材
としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から素子基板５０１及び封止基板
５０６はガラス基板であることが好ましい。

以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。

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

（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様である作製方法により作製された発光素子を含む発
光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図６を用いて説明する。

発光装置を適用した電子機器として、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）、
携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などのゲーム機などが挙げら
れる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。

図６（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、
筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示
することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここで
は、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。

テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリ
モコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キ
ー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示さ
れる映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作
機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機
により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（
送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図６（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製するこ
とができる。

図６（Ｃ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボ
タン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有
する。

ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示
領域を有している。表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイ
コン７３０６等を表示することができる。

なお、図６（Ｃ）に示すスマートウオッチは、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、タッチパ
ネル機能、カレンダー、日付又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又は受信
を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又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。

また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角
速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、
電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含む
もの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光装置
をその表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。

図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１
に、表示部７４０２、マイク７４０６、スピーカ７４０５、カメラ７４０７、外部接続部
７４０４、操作ボタン７４０３などを備えている。また、本発明の一態様に係る発光素子
を、可撓性を有する基板に形成した場合、図６（Ｄ）に示すような曲面を有する表示部７
４０２に適用することが可能である。

図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は
、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力
を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場
合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好
ましい。

また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出器を設ける
ことで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示
を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操
作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類
によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画
のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号に基づき、表
示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ないと判断される場合には、画面のモー
ドを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７
４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。
また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

以上のようにして、本発明の一態様である作製方法により作製された発光素子を含む発光
装置を適用して電子機器を得ることができる。なお、適用できる電子機器は、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。

（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様である作製方法により作製される発光素子を含む発
光装置を適用した照明装置の一例について、図７を用いて説明する。

図７は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は
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８００２を形成することも
できる。なお、上記発光装置に含まれる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８００３を備えても良い。

また、発光装置をテーブルの表面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８００４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いること
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、発光装置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、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

本実施例では、本発明の一態様の作製方法を用いて作製した発光素子１及び比較例とし
て作製した比較発光素子２について図８を用いて説明する。本実施例で用いた材料の化学
式を以下に示す。

本実施例で示す発光素子１及び比較発光素子２は、基板１１００上に設けられ、第１の
電極１１０１及び第２の電極１１０３の間にＥＬ層１１０２を備える構成であり、ＥＬ層
１１０２に含まれる複数の層の材料、膜厚は互いに同様である。ただし、発光素子１及び
比較発光素子２の第２の電子輸送層１１１４ｂは、以下に示すように成膜条件が異なる。

＜発光素子１及び比較発光素子２の作製方法＞
まず、ガラス基板である基板１１００上に、シリコンまたは酸化シリコンを含有した酸
化インジウム－酸化スズ化合物（ＩＴＯ－ＳｉＯ_２、以下ＩＴＳＯと略記する。）をスパ
ッタリング法にて成膜し、第１の電極１１０１を形成した。なお、用いたターゲットの組
成は、Ｉｎ_２Ｏ_３：ＳｎＯ_２：ＳｉＯ_２＝８５：１０：５［重量％］とした。また、第１
の電極１１０１の膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第
１の電極１１０１は、発光素子の陽極として機能する電極である。

次に、前処理として、基板表面を洗浄後、窒素雰囲気下、２００℃で１時間の乾燥処理
を行った。

その後、１０^－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
着装置内の加熱室において、基板温度１５０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板温
度が室温に下がるまで放冷した。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられた基板ホルダに固定し、１０^－４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電
極１１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）と酸化
モリブデンとを共蒸着し、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、Ｐ
ＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、質量比で２：１（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）
となるように調節した。

次に、正孔注入層１１１１上に、ＰＣｚＰＡを１０ｎｍとなるように成膜し、正孔輸送
層１１１２を形成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に、９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェ
ニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）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）とを共蒸着するこ
とで、発光層１１１３を形成した。発光層１１１３の膜厚は２５ｎｍとし、ＣｚＰＡと１
，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの比率は、質量比で１：０．０４（ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅ
ｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。

次に、発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、第１の電子
輸送層１１１４ａを形成した。

次に、第１の電子輸送層１１１４ａ上に、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）を膜厚１５ｎｍと
なるように成膜し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。なお、発光素子１の場合に
は、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成する際、成膜室内のｍ／ｚ＝９２であるガスの分
圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満のときにＮＢＰｈｅｎを蒸着した。ま
た、比較発光素子２の場合には、同分圧が、５×１０^－８Ｐａ以上のときに蒸着を行った
。

ここで、発光素子１の第２の電子輸送層１１１４ｂとして、ＮＢＰｈｅｎを蒸着した際
の成膜室内のガスの分析結果を図９乃至１１に示す。なお、本明細書中の実施例における
ガス分析には残留ガス分析計（ＱｕｌｅｅＢＧＭ－２０２、ＵＬＶＡＣ製）を用いた。
なお、図９は材料加熱前、図１０は材料加熱中、図１１は蒸着時にそれぞれ測定した結果
であり、横軸にｍ／ｚを示し、縦軸には、各成分の分圧を示す。

また、比較発光素子２の第２の電子輸送層１１１４ｂとして、ＮＢＰｈｅｎを蒸着する
際の成膜室内の残留ガスについて同様の装置を用いて分析した結果を図１２乃至図１４に
示す。なお、図１２は材料加熱前、図１３は材料加熱中、図１４は蒸着時にそれぞれ測定
した結果であり、横軸にｍ／ｚを示し、縦軸には各成分の分圧を示す。

発光素子１の場合は、第２の電子輸送層１１１４ｂの形成の際、材料加熱前、材料加熱
中、及び蒸着時のいずれにおいても、特に目立ったピークは検出されず、成膜室内のｍ／
ｚ＝１～２００に相当する成分の各分圧は、いずれも１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－
^８Ｐａ未満であった。しかし、比較発光素子２の場合は、第２の電子輸送層１１１４ｂの
形成の際、ｍ／ｚ＝９２である残留ガスの分圧が、材料加熱中及び蒸着時において５×１
０^－８Ｐａを超えることがわかった。この結果は、ｍ／ｚ＝９２である成分が比較発光素
子２の第２の電子輸送層１１１４ｂ中により多く含まれる可能性を示唆するものである。

ここで、発光素子１及び比較発光素子２の第２の電子輸送層１１１４ｂを形成する際、
成膜室内の全圧、ｍ／ｚ＝９２の成分の分圧、および全圧に対する該成分の分圧の比（％
）について、材料加熱前、材料加熱中、及び蒸着時における測定結果を表１に示す。

上記結果から、発光素子１では、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成するいずれの場合
（材料加熱前、材料加熱中、及び蒸着時）でも、ｍ／ｚ＝９２の不純物（トルエンに相当
する）の成膜室内の分圧は１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満であったが、比
較発光素子２では、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成する際の材料加熱中、及び蒸着時
にｍ／ｚ＝９２の不純物の成膜室内の分圧が、５×１０^－８Ｐａ以上と高かったことがわ
かる。

図９から１１及び表１の結果から、発光素子１は、成膜室内の質量数が４６以上２００
以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満のときに、有機化合
物を蒸着することを特徴とする本発明の一態様である作製方法を用いて作製された発光素
子であるといえる。一方、比較発光素子２は、本発明の一態様である作製方法により得ら
れる発光素子に比べて、有機化合物を蒸着して得られる有機化合物膜中に不純物を多く含
む発光素子であると思われる。

次に、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍとなるよ
うに蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。

最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの
膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１及び比較発光素子２を作製した
。

なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

以上により得られた発光素子１及び比較発光素子２の素子構造を表２に示す。

次に、発光素子１及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、
各発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（具体的に、シール
材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。

発光素子１及び比較発光素子２の輝度－電流効率特性を図１５に示す。図１５において
、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子１及
び比較発光素子２の電圧－電流特性を図１６に示す。図１６において、横軸は電圧（Ｖ）
、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。また、発光素子１及び比較発光素子２の電圧－輝度特性を
図１７に示す。図１７において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表す。
また、発光素子１及び比較発光素子２の輝度－外部量子効率特性を図１８に示す。図１８
において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は外部量子効率（％）を表す。また、発光素
子１及び比較発光素子２の発光素子に１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、図１
９に示す。図１９において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。

また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ^２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度
（ｍＡ／ｃｍ^２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、電流効率（ｃｄ／
Ａ）、外部量子効率（％）を表３に示す。

図１５乃至図１８、及び表３より、発光素子１及び比較発光素子２は、輝度－電流効率
特性、電圧－電流特性、電圧－輝度特性、及び輝度－外部量子効率特性にほとんど差が見
られなかった。また、図１９より、発光素子１及び比較発光素子２は、ほとんど同様の発
光スペクトルを示した。

次に、発光素子１及び比較発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２
０（Ａ）、（Ｂ）に示す。図２０（Ａ）、（Ｂ）において、縦軸は初期輝度を１００％と
した時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。また、図２０（
Ａ）は、横軸を対数表示で表しており、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）の縦軸及び横軸を
拡大して表しており、さらに横軸をリニア表示で表している。

また、信頼性試験は、室温で行い、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２に設定し、電流密度
一定の条件で本実施例の発光素子１及び比較発光素子２を駆動させた。図２０（Ａ）に示
す結果から、発光素子１の２０８時間後の輝度は初期輝度の７８％を保っているものの、
比較発光素子２は８３時間後には初期輝度の７８％に低下したことが分かる。また、図２
０（Ｂ）に示す結果から、発光素子１の２４時間後の輝度は初期輝度の９５．３％であっ
た。一方、比較発光素子２の２４時間後の輝度は初期輝度の８８．９％であった。このよ
うに、本発明の一態様である発光素子の作製方法を用いることで、初期輝度を５０００ｃ
ｄ／ｍ^２としたときの２４時間後の輝度が初期輝度の９０％以上である発光素子を得るこ
とができる。

上述した信頼性試験の結果から、発光素子１は比較発光素子２に比べて、長寿命である
ことが明らかとなった。すなわち、本実施例より、本発明の一態様である作製方法を適用
することで、長寿命の発光素子を作製できることが分かった。

発光素子１と比較発光素子２で信頼性に差が出たのは、表１で示したように発光素子１
の場合には、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成するいずれの場合（材料加熱前、材料加
熱中、及び蒸着時）でも、ｍ／ｚ＝９２の不純物（トルエンに相当する）の成膜室内の分
圧は１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満であったが、比較発光素子２では５×
１０^－８Ｐａ以上であったことに起因しているものと思われる。すなわち、発光素子１の
第２の電子輸送層１１１４ｂ中より、比較発光素子２の第２の電子輸送層１１１４ｂ中に
不純物がより多く含まれることが信頼性試験に影響しているものと思われる。

したがって、発光素子の作製において、有機化合物を蒸着する際、材料加熱中にｍ／ｚ
＝９２に相当する成分は、１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満となることが好
ましいことが示唆される。

本実施例では、本発明の一態様である作製方法を用いて作製した発光素子３及び比較例
として作製した比較発光素子４について、実施例１で用いた図８を用いて同様に説明する
。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。

本実施例で示す発光素子３及び比較発光素子４は、基板１１００上に設けられ、第１の
電極１１０１及び第２の電極１１０３の間にＥＬ層１１０２を備える構成であり、ＥＬ層
１１０２に含まれる複数の層の材料、膜厚は互いに同様である。ただし、発光素子３及び
比較発光素子４の発光層１１１３は、以下に示すように、成膜条件が異なる。

＜発光素子３及び比較発光素子４の作製方法＞
まず、ガラス基板である基板１１００上に、シリコンまたは酸化シリコンを含有した酸
化インジウム－酸化スズ化合物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極
１１０１を形成した。なお、用いたターゲットの組成は、Ｉｎ_２Ｏ_３：ＳｎＯ_２：ＳｉＯ
_２＝８５：１０：５［重量％］とした。また、第１の電極１１０１の膜厚は１１０ｎｍと
し、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１１０１は、発光素子の陽極
として機能する電極である。

次に、前処理として、基板表面を洗浄後、窒素雰囲気下、２００℃で１時間の乾燥処理を
行った。

次に、正孔注入層１１１１上に、ＰＣｚＰＡを３０ｎｍとなるように成膜し、正孔輸送
層１１１２を形成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。発光層１１１３は、蛍光を
発する第１の有機化合物として、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビ
ス〔３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル〕－ピレン－１，６－
ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を用い、第２の有機化合物として、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）を用い、これらを共蒸着して形成した。なお、発
光層１１１３の膜厚は２５ｎｍとし、ｃｇＤＢＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ
の比率は、質量比で１：０．０４（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）
となるように調節した。

なお、発光層１１１３を形成する際、発光素子３の場合には、成膜室内のｍ／ｚ＝４６
～２００の成分の各分圧が、１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－８Ｐａ未満のときにｃｇ
ＤＢＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを共蒸着した。また、比較発光素子４の場
合には、各成分のうち少なくとも一つの成分の分圧が、５×１０^－８Ｐａ以上のときに共
蒸着を行った。

ここで、発光素子３および比較発光素子４の発光層１１１３として、ｃｇＤＢＣｚＰＡ
および１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを共蒸着した際の成膜室内のガスの分析結果を図２
１（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ示す。ここで、図２１（Ａ）は、発光素子３について、材料加
熱前および蒸着時の測定結果を示し、図２１（Ｂ）は、比較発光素子４について、同測定
結果を示している。また、図２１（Ａ）（Ｂ）においては、横軸にｍ／ｚを示し、縦軸に
は、各成分の分圧を示す。

発光層１１１３の形成の際、発光素子３は、材料加熱前および蒸着時のいずれにおいて
も、特に目立ったピークは検出されず、成膜室内のｍ／ｚ＝４６～２００に相当する成分
の各分圧は、いずれも１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－８Ｐａ未満であった。しかし、
比較発光素子４では、特にｍ／ｚ＝９２である成分の分圧が、材料加熱前及び蒸着時にお
いて５×１０^－８Ｐａを超えることがわかった。この結果は、ｍ／ｚ＝９２である成分が
発光層１１１３中に含まれる可能性を示唆するものである。

ここで、発光素子３および比較発光素子４の発光層１１１３を形成する際、成膜室内の
全圧、ｍ／ｚ＝９２の成分の分圧、および全圧に対する該分圧比（％）について、材料加
熱前および蒸着時における測定結果を表４に示す。

上記結果から、発光素子３では、発光層１１１３を形成するいずれの場合（材料加熱前
、および蒸着時）でも、ｍ／ｚ＝９２の不純物（トルエンに相当する）の成膜室内の分圧
は１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－８Ｐａ未満であったが、比較発光素子４では、発光
層１１１３を形成する際の蒸着時にｍ／ｚ＝９２の不純物の成膜室内の分圧が、５×１０
^－８Ｐａ以上と高いことがわかる。

以上の結果から、発光素子３は、成膜室内の質量数が４６以上２００以下の各成分の分
圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－８Ｐａ未満のときに、有機化合物を蒸着すること
を特徴とする本発明の一態様である作製方法を用いて作製された発光素子であるといえる
。一方、比較発光素子４は、本発明の一態様である作製方法により得られる発光素子に比
べて、有機化合物を蒸着して得られる有機化合物膜中に不純物を多く含む発光素子である
と思われる。

次に、発光層１１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、第
１の電子輸送層１１１４ａを形成した。

次に、第１の電子輸送層１１１４ａ上に、Ｂｐｈｅｎを膜厚１５ｎｍとなるように成膜
し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。

最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの
膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子３及び比較発光素子４を作製した
。

以上により得られた発光素子３及び比較発光素子４の素子構造を表５に示す。

次に、発光素子３及び比較発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、
各発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（具体的に、シール
材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。

発光素子３及び比較発光素子４の輝度－電流効率特性を図２２に示す。図２２において
、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子３及
び比較発光素子４の電圧－電流特性を図２３に示す。図２３において、横軸は電圧（Ｖ）
、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。また、発光素子３及び比較発光素子４の電圧－輝度特性を
図２４に示す。図２４において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表す。
また、発光素子３及び比較発光素子４の輝度－外部量子効率特性を図２５に示す。図２５
において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は外部量子効率（％）を表す。

また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ^２付近のときの主な初期特性値を表６
に示す。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子３及び比較発光素子４は、主な初期特性に
ほとんど差がないことがわかった。

また、発光素子３及び比較発光素子４に１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、
図２６に示す。図２６において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表
す。図２６に示す通り、発光素子３及び比較発光素子４の発光スペクトルは、いずれも４
６７ｎｍにピークを有しており、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの発光に由来しているこ
とが示唆される。

次に、発光素子３及び比較発光素子４の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２
７に示す。図２７において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示
し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。

また、信頼性試験は、室温で行い、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２に設定し、電流密度
一定の条件で本実施例の発光素子３及び比較発光素子４を駆動させた。図２７に示す結果
から、発光素子３の１００時間後の輝度は初期輝度の９０％を保つものの、比較発光素子
４の１００時間後の輝度は初期輝度の７８％にまで低下していた。このように、本発明の
一態様である発光素子の作製方法を用いることで、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２とした
ときの１００時間後の輝度が初期輝度の９０％以上である長寿命な発光素子を得ることが
できる。すなわち、本実施例より、本発明の一態様である発光素子の作製方法を適用する
ことで、長寿命の発光素子を作製できることが分かった。

なお、発光素子３と比較発光素子４で信頼性に差が出たのは、表４で示したように発光
素子３の場合には、発光層１１１３を形成するいずれの場合（材料加熱前および蒸着時）
でも、ｍ／ｚ＝９２の不純物（トルエンに相当する）の成膜室内の分圧は１×１０^－１２
Ｐａ以上１×１０^－８Ｐａ未満であったが、比較発光素子４では５×１０^－８Ｐａ以上と
高いことに起因しているものと思われる。すなわち、発光素子３の発光層１１１３中より
も、比較発光素子４の発光層１１１３中に、不純物（トルエンに相当すると考えられるｍ
／ｚ＝９２の不純物）がより多く含まれることが信頼性に影響しているものと思われる。

したがって、発光素子の作製において、有機化合物を蒸着する際、材料加熱中にｍ／ｚ
＝９２に相当する成分は、１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－８Ｐａ未満となることが好
ましいことが示唆される。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子の作製方法を用いて作製した発光素子５及び
比較例として作製した比較発光素子６について図８を用いて説明する。本実施例で用いた
材料の化学式を以下に示す。

本実施例で示す発光素子５及び比較発光素子６は、基板１１００上に設けられ、第１の
電極１１０１及び第２の電極１１０３の間にＥＬ層１１０２を有する構成であり、互いに
同一である。また、ＥＬ層１１０２は、正孔注入層１１１１と、正孔輸送層１１１２と、
発光層１１１３と、第１の電子輸送層１１１４ａと、第２の電子輸送層１１１４ｂと、電
子注入層１１１５とを有する。

発光素子５と、比較発光素子６との違いは、発光層１１１３の形成時の条件が異なる。
以下に発光素子５及び比較発光素子６の作製方法について、具体的に説明を行う。

＜発光素子５及び比較発光素子６の作製方法＞
まず、ガラス基板である基板１１００上に、シリコンまたは酸化シリコンを含有した酸
化インジウム－酸化スズ化合物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極
１１０１を形成した。なお、用いたターゲットの組成は、Ｉｎ_２Ｏ_３：ＳｎＯ_２：ＳｉＯ
_２＝８５：１０：５［重量％］とした。また、第１の電極１１０１の膜厚は１１０ｎｍと
し、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１１０１は、発光素子の陽極
として機能する電極である。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられた基板ホルダに固定し、１０^－４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電
極１１０１上に、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）と酸化モリブデンとを共蒸着し、正孔注入
層１１１１を形成した。その膜厚は４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデンの
比率は、質量比で２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した
。

次に、正孔注入層１１１１上に、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２０ｎｍとなるように成膜し、正
孔輸送層１１１２を形成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に、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－Ｉ
Ｉ）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））とを共蒸着することで、発光層１１１３を形成し
た。発光層１１１３の膜厚は４０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＮＢＢ
とＩｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）の比率は、質量比で０．８：０．２：０．０５（
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））と
なるように調節した。

なお、発光層１１１３において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩは、電子輸送性材料であ
り、ホスト材料として機能する。また、ＰＣＢＮＢＢは、正孔輸送性材料であり、アシス
ト材料として機能する。また、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）は、燐光物質であり
、ゲスト材料として機能する。

なお、発光素子５の場合には、発光層１１１３を形成する際、成膜室内のｍ／ｚ＝８４
である成分分圧が、１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満のときに共蒸着を行う
。また、比較発光素子６の場合には、発光層１１１３を形成する際、同分圧が、１×１０
^－９Ｐａ以上のときに共蒸着を行う。

ここで、発光素子５の発光層１１１３を共蒸着によって形成した際の成膜室内のガスの
分析結果を図３１乃至３３に示す。なお、図３１は材料加熱前、図３２は材料加熱中、図
３３は蒸着時にそれぞれ測定した結果であり、横軸にｍ／ｚを示し、縦軸には、各成分の
分圧を示す。

また、比較発光素子６の発光層１１１３を共蒸着によって形成した際の成膜室内のガス
の分析結果を図３４乃至図３６に示す。なお、図３４は材料加熱前、図３５は材料加熱中
、図３６は蒸着時にそれぞれ測定した結果であり、横軸にｍ／ｚを示し、縦軸には、各成
分の分圧を示す。

発光素子５の場合は、発光層１１１３を形成する際、材料加熱前、材料加熱中、及び蒸
着時のいずれにおいても、特に目立ったピークは検出されず、成膜室内のｍ／ｚ＝４６～
２００に相当する成分の各分圧は、いずれも１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未
満であった。しかし、比較発光素子６の場合は、ｍ／ｚ＝８４である成分の分圧が、材料
加熱中及び蒸着時において１×１０^－９Ｐａ以上となることがわかった。この結果は、ｍ
／ｚ＝８４の成分が発光層１１１３中に含まれる可能性を示唆するものである。

ここで、発光素子５及び比較発光素子６の発光層１１１３作成時の、成膜室内の全圧、
ｍ／ｚ＝８４である成分の分圧、および全圧に対する該成分の分圧比（％）について、材
料加熱前、材料加熱中、及び蒸着時における測定結果を表７に示す。

上記結果から、発光素子５では、発光層１１１３を形成するするいずれの場合（材料加
熱前、材料加熱中、及び蒸着時）でも、ｍ／ｚ＝８４の不純物（ジクロロメタンに相当す
る）の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満であったが、比較発光素子６
では、材料加熱中、及び蒸着時にｍ／ｚ＝８４の不純物の分圧が、１×１０^－９Ｐａ以上
と高いことが分かる。

以上の結果から、発光素子５は、成膜室内の質量数（例えば、ｍ／ｚ）が４６以上２０
０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満のときに、発光物
質を蒸着することを特徴とする本発明の一態様である作製方法を用いて作製された発光素
子であるといえる。一方、比較発光素子６は、本発明の一態様である作製方法により得ら
れる発光素子に比べて、発光物質を蒸着して得られる発光物質膜中に不純物を多く含む発
光素子であると示唆される。

次に、発光層１１１３上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように
成膜し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。

次に、第１の電子輸送層１１１４ａ上に、Ｂｐｈｅｎを膜厚２０ｎｍとなるように成膜
し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。

最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの
膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子５及び比較発光素子６を作製した
。

以上により得られた発光素子５及び比較発光素子６の素子構造を表８に示す。

次に、発光素子５及び比較発光素子６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、
各発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（具体的に、シール
材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。

発光素子５及び比較発光素子６の輝度－電流効率特性を図３７に示す。図３７において
、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子５及
び比較発光素子６の電圧－電流特性を図３８に示す。図３８において、横軸は電圧（Ｖ）
、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。また、発光素子５及び比較発光素子６の電圧－輝度特性を
図３９に示す。図３９において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）を表す。
また、発光素子５及び比較発光素子６の輝度－外部量子効率特性を図４０に示す。図４０
において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は外部量子効率（％）を表す。また、発光素
子５及び比較発光素子６の発光素子に０．１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、
図４１に示す。図４１において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表
す。

また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ^２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度
（ｍＡ／ｃｍ^２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、電流効率（ｃｄ／
Ａ）、外部量子効率（％）を表９に示す。

図３７乃至図４０、及び表９より、発光素子５及び比較発光素子６は、輝度－電流効率
特性、電圧－電流特性、電圧－輝度特性、及び輝度－外部量子効率特性にほとんど差が見
られなかった。また、図４１より、発光素子５及び比較発光素子６は、ほとんど同様の発
光スペクトルであった。

次に、発光素子５及び比較発光素子６の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４
２（Ａ）、（Ｂ）に示す。図４２（Ａ）、（Ｂ）において、縦軸は初期輝度を１００％と
した時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。また、図４２（
Ａ）は、横軸を対数表示で表しており、図４２（Ｂ）は、図４２（Ａ）の縦軸及び横軸を
拡大して表しており、さらに横軸をリニア表示で表している。

また、信頼性試験としては、室温で行い、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２に設定し、電
流密度一定の条件で本実施例の発光素子５及び比較発光素子６を駆動させた。図４２（Ａ
）に示す結果から、発光素子５の３０４時間後の輝度は初期輝度の８９．９％を保つもの
の、比較発光素子６の３０４時間後の輝度は初期輝度の８４．９％まで低下していた。ま
た、図４２（Ｂ）に示す結果から、発光素子５は、２４０時間後の輝度が、初期輝度の９
１．２％であった。一方で、比較発光素子６の２４０時間後の輝度は初期輝度の８７．０
％であった。このように、本発明の一態様である発光素子の作製方法を用いることで、発
光素子の初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２としたときの２４０時間後の輝度が初期輝度の９
０％以上である発光素子を得ることができる。

上述した信頼性試験の結果から、発光素子５は比較発光素子６に比べて、長寿命である
ことが明らかとなった。すなわち、本実施例より、本発明の一態様である発光素子の作製
方法を適用することで、長寿命の発光素子を作製できることが示された。

発光素子５と比較発光素子６で信頼性に差が出たのは、表７で示したように発光素子７
の場合には、発光層１１１３を形成するいずれの場合（材料加熱前、材料加熱中、及び蒸
着時）でも、ｍ／ｚ＝８４の不純物（ジクロロメタンに相当する）の成膜室内の分圧は１
×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満であったが、比較発光素子６では、１×１０
^－９Ｐａ以上であったことに起因しているものと思われる。すなわち、発光素子５の発光
層１１１３中より、比較発光素子６の発光層１１１３中に、不純物がより多く含まれるこ
とが信頼性に影響しているものと示唆される。

したがって、発光素子の作製において、有機化合物を蒸着する際、材料加熱中にｍ／ｚ
＝８４に相当する成分は、１×１０^－１２Ｐａ以上１×１０^－９Ｐａ未満となることが好
ましいことが示唆される。

１００成膜装置
１０２チャンバー
１０４ゲートバルブ
１０６テーブル
１０６＿１テーブル
１０６＿２テーブル
１０６＿３テーブル
１０８加熱機構
１０８＿１加熱機構
１０８＿２加熱機構
１０８＿３加熱機構
１１０成膜材料保持部
１１０＿１成膜材料保持部
１１０＿２成膜材料保持部
１１０＿３成膜材料保持部
１１１蒸着機構
１１１＿１蒸着機構
１１１＿２蒸着機構
１１１＿３蒸着機構
１１２シャッター
１１２＿１シャッター
１１２＿２シャッター
１１２＿３シャッター
１１４膜厚計測器
１１６シャッター
１１８基板支持機構
１２０基板
１２４回転機構
１２６撮像装置
１２８質量分析計
１３０バルブ
１３２排気機構
２００成膜装置
３０１電極
３０２ＥＬ層
３０３電極
３１１正孔注入層
３１２正孔輸送層
３１３発光層
３１４電子輸送層
３１５電子注入層
３１６電荷発生層（Ｅ）
３５２ＥＬ層
３５３発光層
３５５燐光性化合物
３５６有機化合物
３５７有機化合物
３５９領域
４０１第１の電極
４０２ＥＬ層
４０２（１）ＥＬ層
４０２（２）ＥＬ層
４０４第２の電極
４０５電荷発生層（Ｉ）
５０１素子基板
５０２画素部
５０３駆動回路部
５０４駆動回路部
５０５シール材
５０６封止基板
５０７配線
５０８ＦＰＣ
５０９ＦＥＴ
５１０ＦＥＴ
５１１ＦＥＴ
５１２ＦＥＴ
５１４絶縁物
５１５ＥＬ層
５１７発光素子
５１８空間
１１００基板
１１０１電極
１１０２ＥＬ層
１１０３電極
１１１１正孔注入層
１１１２正孔輸送層
１１１３発光層
１１１４ａ電子輸送層
１１１４ｂ電子輸送層
１１１５電子注入層
２８００成膜装置
２８０２チャンバー
２８０４ゲートバルブ
２８０６テーブル
２８０８加熱機構
２８１０成膜材料保持部
２８１０ａ成膜材料保持部
２８１０ｂ成膜材料保持部
２８１１蒸着機構
２８１２シャッター
２８１４膜厚計測器
２８１６シャッター
２８１８基板支持機構
２８２０基板
２８２４回転機構
２８２６撮像装置
２８２８質量分析計
２８３０バルブ
２８３２排気機構
７１００テレビジョン装置
７１０１筐体
７１０３表示部
７１０５スタンド
７１０７表示部
７１０９操作キー
７１１０リモコン操作機
７２０１本体
７２０２筐体
７２０３表示部
７２０４キーボード
７２０５外部接続ポート
７２０６ポインティングデバイス
７３０２筐体
７３０４表示パネル
７３０５アイコン
７３０６アイコン
７３１１操作ボタン
７３１２操作ボタン
７３１３接続端子
７３２１バンド
７３２２金
７４００携帯電話機
７４０１筐体
７４０２表示部
７４０３操作ボタン
７４０４外部接続部
７４０５スピーカ
７４０６マイク
８００１照明装置
８００２照明装置
８００３照明装置
８００４照明装置

Claims

第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層に含まれる有機化合物を加熱し、成膜室内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満であり、かつ、前記分圧が全圧に対して０．１％以下であるときに、前記有機化合物を蒸着する、発光素子の作製方法（ただし、前記成膜室内の全圧が１×１０^－８Ｐａ以下である場合を除く）。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層に含まれる有機化合物の蒸着時において、成膜室内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満であり、かつ、前記分圧が全圧に対して０．１％以下である、発光素子の作製方法（ただし、前記成膜室内の全圧が１×１０^－８Ｐａ以下である場合を除く）。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層に含まれる有機化合物の蒸着時において、成膜室内の質量数４６、８４、８６、９２の各成分の分圧は、全圧に対して０．１％以下である、発光素子の作製方法。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層に含まれる有機化合物の蒸着時において、成膜室内のエタノール、ジクロロメタン、ヘキサン、トルエンの各成分の分圧は、全圧に対して０．１％以下である、発光素子の作製方法。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、
前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を加熱し、成膜室内の質量数４６以上２００以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満であり、かつ、前記分圧が全圧に対して０．１％以下であるときに、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を共蒸着して、前記発光層を形成する発光素子の作製方法。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、
前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を加熱し、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を加熱し、成膜室内の質量数４６以上１３０以下の各成分の分圧が１×１０^－１２Ｐａ以上５×１０^－８Ｐａ未満であり、かつ、前記分圧が全圧に対して０．１％以下であるときに、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を共蒸着して、前記発光層を形成する発光素子の作製方法。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、
前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を加熱し、成膜室内の質量数４６、８４、８６、９２の各成分の分圧は、全圧に対して０．１％以下であるときに、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を共蒸着して、前記発光層を形成する発光素子の作製方法。
第１の電極を形成し、前記第１の電極上にＥＬ層を形成し、前記ＥＬ層上に第２の電極を形成する発光素子の作製方法であって、
前記ＥＬ層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層を有し、
前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を加熱し、成膜室内のエタノール、ジクロロメタン、ヘキサン、トルエンの各成分の分圧は、全圧に対して０．１％以下であるときに、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物を共蒸着して、前記発光層を形成する発光素子の作製方法。