発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
【課題】駆動電圧が低い状態であっても高輝度発光が可能であり、且つ長寿命な発光素子を提供することを課題の一とする。
【解決手段】発光素子は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する第１のドナー性物質を含む第１の層と、第１の層と接する電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、第２の層及びｍ＋１番目のＥＬ層と接する正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する。
【解決手段】発光素子は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する第１のドナー性物質を含む第１の層と、第１の層と接する電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、第２の層及びｍ＋１番目のＥＬ層と接する正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間に発光層を有する発光素子に関する。また、該発光素子を用いた発光装置、並びに該発光装置を用いた電子機器及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光物質として用いた発光素子の開発が盛んである。特に、一対の電極間に発光物質を含む発光層を有する構造のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）素子と呼ばれる発光素子は、薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、ＥＬ素子を用いたディスプレイは、コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、ＥＬ素子は面状光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考えられている。
【０００３】
ＥＬ素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた発光物質を含む発光層とを有する。当該ＥＬ素子は、発光層に電流を流すことにより発光物質が励起し、所定の色を発光することができる。ＥＬ素子の発光輝度を高める為には、発光層に高電流を流すことが効果的である。しかしながら、ＥＬ素子に大電流を流すことによって、消費電力が増大する。また、発光層に大電流を流すことにより、ＥＬ素子の劣化を早めることにもなる。
【０００４】
そこで、複数の発光層を積層した発光素子が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、複数の発光ユニット（以下、本明細書においてＥＬ層とも表記する）を有し、各発光ユニットが電荷発生層によって仕切られた発光素子を開示している。より具体的には、第１の発光ユニットの電子注入層として機能する金属ドーピング層上に５酸化バナジウムよりなる電荷発生層が設けられ、さらに当該電荷発生層上に第２の発光ユニットが設けられた構造の発光素子を開示している。特許文献１で開示される発光素子は、電流密度が同じ電流を流した際に、１つの発光層を有する発光素子と比較して、高輝度発光することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、高輝度発光が可能な発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００７】
また、本発明の一態様は、長寿命の発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、低電圧駆動が可能な発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、消費電力が低減された発光装置を提供することを課題の一とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、消費電力が低減された電子機器又は照明装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する、第１のドナー性物質を含む第１の層と、第１の層と接する、電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、第２の層及びｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する、第１の電子輸送性物質及び第１のドナー性物質を含む第１の層と、第１の層と接する、第１の電子輸送性物質よりも最低空分子軌道準位が低い第２の電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、第２の層及びｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子である。
【００１３】
また、本発明の一態様は、前述の発光素子を用いて作製された発光装置である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、前述の発光装置を含む電子機器である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、前述の発光装置を含む照明装置である。なお、本明細書において照明装置とは、点灯、消灯を制御することが可能な光源であり、情景、視対象物とその周辺をよく見えるように照らす、又は視覚信号によって情報を伝達するなど、光を人間生活に役立たせることを目的とする装置である。
【００１６】
なお、本明細書において、第１または第２などとして付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様の発光素子は、複数のＥＬ層を有する。そのため、高輝度発光が可能である。
【００１８】
また、本発明の一態様の発光素子は、複数のＥＬ層を有する。そのため、当該発光素子が高輝度発光を行った際の寿命を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の一態様の発光素子は、複数のＥＬ層間のキャリアの移動を良好に行うことが可能な構成を有する。そのため、当該発光素子の駆動電圧を低減することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様の発光装置は、駆動電圧が低減された発光素子を有する。そのため、当該発光装置の消費電力を低減することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は、消費電力が低減された発光装置を有する。そのため、当該電子機器又は当該照明装置の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１で説明する発光素子の素子構造及びバンド図の一例を示す図。
【図２】実施の形態２で説明する発光素子の素子構造及びバンド図の一例を示す図。
【図３】実施の形態３で説明する発光素子の素子構造及びバンド図の一例を示す図。
【図４】実施の形態４で説明する発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図５】実施の形態５で説明する発光素子の素子構造の一例及び発光スペクトルを示す図。
【図６】実施の形態６で説明するアクティブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図７】実施の形態６で説明するパッシブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図８】実施の形態７で説明する電子機器を示す図。
【図９】実施の形態８で説明する照明装置を示す図。
【図１０】実施の形態８で説明する照明装置を示す図。
【図１１】実施例１及び２で説明する発光素子の素子構造を示す図。
【図１２】実施例１で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１３】実施例１で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１４】実施例２で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１５】実施例２で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１６】実施例３で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１７】実施例３で説明する発光素子の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、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。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、発光素子の一態様について図１を用いて説明する。
【００２５】
図１（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７を有する。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【００２６】
電子注入バッファー層１０４は、第１のＥＬ層１０３に電子を注入する際の注入障壁を緩和し、第１のＥＬ層１０３への電子注入効率を高めることを目的とした層である。本実施の形態では、電子注入バッファー層１０４は、ドナー性物質を含んで構成される。
【００２７】
電子リレー層１０５は、電子注入バッファー層１０４へ電子を速やかに送ることも目的とした層である。本実施の形態では、電子リレー層１０５は、電子輸送性物質及びドナー性物質を含んで構成される。なお、電子リレー層１０５に適用される電子輸送性物質は、高い電子輸送性を有することに加えて、そのＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位が、本実施の形態において後述する第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位と電荷発生層１０６におけるアクセプター性物質のアクセプター準位の間の準位を占めるような物質である。具体的には、電子リレー層１０５に適用される電子輸送性物質として、ＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上の物質を用いるのが好ましい。さらに、電子リレー層１０５に適用される電子輸送性物質として、ＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の物質を用いるのがより好ましい。
【００２８】
電荷発生層１０６は、発光素子のキャリアである正孔及び電子を発生させることを目的とした層である。本実施の形態では、電荷発生層１０６は、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含んで構成される。
【００２９】
図１（Ｂ）に示す図は、図１（Ａ）の素子構造におけるバンド図を表す。図１（Ｂ）において、１１１は陽極１０１のフェルミ準位、１１２は陰極１０２のフェルミ準位、１１３は第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位、１１４は電子リレー層１０５におけるドナー性物質のドナー準位、１１５は電子リレー層１０５における電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位、１１６は電荷発生層１０６におけるアクセプター性物質のアクセプター準位、１１７は第２のＥＬ層１０７のＬＵＭＯ準位を示す。
【００３０】
図１（Ｂ）において、電荷発生層１０６で発生した電子は、電子リレー層１０５における電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位に遷移する。さらに、電子注入バッファー層１０４を介して第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位へと遷移する。その後、第１のＥＬ層１０３において、陽極１０１から注入された正孔と、電荷発生層１０６から注入された電子とが再結合する。これにより、第１のＥＬ層１０３が発光する。同様に、第２のＥＬ層１０７においては、電荷発生層１０６から注入された正孔と、陰極１０２から注入された電子とが再結合する。これにより、第２のＥＬ層１０７が発光する。
【００３１】
本実施の形態で示した発光素子は、電子輸送性物質及びドナー性物質を含む電子リレー層１０５を有する。当該ドナー性物質は、電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位を低エネルギー側にシフトする。電子リレー層１０５には、第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位よりも低いＬＵＭＯ準位を有する電子輸送性物質を用いているため、当初から比較的低い位置に存在したＬＵＭＯ準位が、ドナー性物質によりさらに低下することになる。これにより、電子リレー層１０５が電荷発生層１０６から電子を受容する際の障壁が低減される。また、電子リレー層１０５が受け取った電子は、電子注入バッファー層１０４により、大きな注入障壁を生じることなく、速やかに第１のＥＬ層１０３に注入される。その結果、発光素子の低電圧駆動が可能になる。
【００３２】
次に、上述した各物質の具体例について述べる。
【００３３】
電子注入バッファー層１０４及び電子リレー層１０５に含まれるドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、若しくは希土類金属、又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、若しくは希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）を適用することが可能である。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）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の金属及びこれらの金属の化合物が挙げられる。当該金属又は金属化合物は、電子注入性が高いため好ましい。
【００３４】
電子リレー層１０５に含まれる電子輸送性物質としては、ペリレン誘導体又は含窒素縮合芳香族化合物等を適用することが可能である。
【００３５】
上記ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＨｅｘＰＴＣ）等が挙げられる。
【００３６】
上記含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。さらに、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１０５に含まれる電子輸送性物質として好ましい。また、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を適用することにより、電子リレー層１０５における電子の受け取りが容易となるため好ましい。
【００３７】
その他にも、パーフルオロペンタセン、７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）等を電子リレー層１０５に含まれる電子輸送性物質として適用することもできる。
【００３８】
電荷発生層１０６に含まれる正孔輸送性物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を適用することが可能である。なお、ここで述べた物質は、主に正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の物質である。
【００３９】
上記芳香族アミン化合物の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、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）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等が挙げられる。
【００４０】
上記カルバゾール誘導体の具体例としては、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等が挙げられる。その他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等が挙げられる。
【００４１】
上記芳香族炭化水素の具体例としては、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、当該芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００４２】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を正孔輸送性物質として適用することもできる。
【００４３】
さらに、上記正孔輸送性物質としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを適用することも可能である。
【００４４】
なお、上記芳香族炭化水素が蒸着法によって成膜される場合には、蒸着時の蒸着性や、成膜後の膜質の観点から、縮合環を形成している炭素数が１４〜４２であることがより好ましい。
【００４５】
電荷発生層１０６に含まれ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適用することが可能である。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、及び酸化レニウム等の金属酸化物が挙げられる。当該金属酸化物は電子受容性が高いため好ましい。さらに、当該アクセプター性物質が酸化モリブデンであることがより好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【００４６】
また、電子注入バッファー層１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生層１０６の作製方法としては、ドライプロセス（例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等）、ウェットプロセス（例えば、インクジェット法、スピンコート法、塗布法等）を問わず、種々の方法を適用することが可能である。
【００４７】
次に、上述した陽極１０１及び陰極１０２の具体例について述べる。
【００４８】
陽極１０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適用することが可能である。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、シリコン若しくは酸化シリコンを含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等の導電性金属酸化物が挙げられる。
【００４９】
当該導電性金属酸化物の薄膜の作製は、スパッタリング法によって行う事が可能である。また、当該導電性金属酸化物は、ゾル−ゲル法などを応用して作製することも可能である。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが可能である。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが可能である。
【００５０】
この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、及びこれらの窒化物（例えば、窒化チタン等）、並びに酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガン、及び酸化チタン等の酸化物を陽極１０１として適用することが可能である。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の導電性高分子を適用することも可能である。ただし、第１のＥＬ層１０３の一部として、陽極１０１と接する電荷発生層を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず様々な導電性物質を陽極１０１に適用することが可能である。なお、当該電荷発生層として、上述した第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７の間に設けられる電荷発生層１０６と同一構成を適用することが可能である。
【００５１】
陰極１０２としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下であることが好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適用することが可能である。具体的には、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等）、並びにユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することが可能である。また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含む合金は、スパッタリング法により形成することも可能である。
【００５２】
この他、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属の化合物（例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）など）の薄膜と、アルミニウム等の金属膜とを積層することによって、陰極１０２を形成することも可能である。但し、第２のＥＬ層１０７の一部として、陰極１０２と接する電荷発生層を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず様々な導電性物質を陰極１０２に適用することが可能である。なお、当該電荷発生層として、上述した第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７の間に設けられる電荷発生層１０６と同一構成を適用することが可能である。
【００５３】
なお、本実施の形態で示す発光素子においては、陽極１０１及び陰極１０２のうち、少なくとも一方が発光波長を透過すればよい。透光性は、ＩＴＯのような透明電極を用いる、又は電極の膜厚を薄くすることなどにより確保できる。
【００５４】
次に、上述した第１のＥＬ層及び第２のＥＬ層の具体例について述べる。
【００５５】
第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７は、少なくとも発光物質を有する発光層を含んで構成されていればよい。つまり、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７は、発光層と、発光層以外の層とが積層された構造であっても良い。なお、第１のＥＬ層１０３に含まれる発光層と、第２のＥＬ層１０７に含まれる発光層とは、それぞれ異なっていてもよい。また、第１のＥＬ層１０３および第２のＥＬ層１０７は、それぞれ独立に、発光層と、発光層以外の層とが積層された積層構造であっても良い。
【００５６】
発光層以外の層としては、正孔注入性物質を含む層（正孔注入層）、正孔輸送性物質を含む層（正孔輸送層）、電子輸送性物質を含む層（電子輸送層）、電子注入性物質を含む層（電子注入層）、バイポーラ性（電子輸送性及び正孔輸送性）物質を含む層等が挙げられる。これらは、適宜組み合わせて構成することができる。
【００５７】
以下に、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を含んで構成される場合の各層を構成する物質の具体例を示す。
【００５８】
正孔注入層は、正孔注入性物質を含む層である。当該正孔注入性物質としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガン等の正孔注入性物質が挙げられる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）及び銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、並びにＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（略称）等の高分子等を正孔注入性物質として用いることもできる。
【００５９】
正孔輸送層は、正孔輸送性物質を含む層である。当該正孔輸送性物質としては、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、及び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）等の芳香族アミン化合物、並びにＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、及びＣｚＰＡ（略称）のカルバゾール誘導体が挙げられる。また、ＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、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）を当該正孔輸送性物質として適用することも可能である。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、正孔輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。
【００６０】
発光層は、発光物質を含む層である。当該発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物及び燐光性化合物を適用することが可能である。
【００６１】
当該蛍光性化合物としては、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］−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５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
【００６２】
当該燐光性化合物としては、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（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（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（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））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００６３】
なお、発光層は、ホスト材料にこれらの発光物質を分散させた構造とすることが好ましい。ホスト材料としては、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＢＳＰＢ（略称）などの芳香族アミン化合物、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）などのカルバゾール誘導体、及びＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、ＰＴＰＤＭＡ（略称）、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ（略称）などの高分子化合物を含む正孔輸送性物質、並びにトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、及びポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを含む電子輸送性物質が挙げられる。
【００６４】
電子輸送層は、電子輸送性物質を含む層である。当該電子輸送性物質としては、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、及びＢＡｌｑ（略称）などのキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、並びにＺｎ（ＢＯＸ）２（略称）及びＺｎ（ＢＴＺ）２（略称）などのオキサゾール系又はチアゾール系配位子を有する金属錯体などが挙げられる。また、金属錯体以外にも、ＰＢＤ（略称）、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称））、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などを当該電子輸送性物質として適用することも可能である。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。
【００６５】
電子注入層は、電子注入性物質を含む層である。電子注入性物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性物質中にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を含有させたもの（例えば、Ａｌｑ（略称）中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等）を当該電子注入性物質として適用することも可能である。この様な構造とすることにより、陰極１０２からの電子注入効率をより高めることができる。
【００６６】
第１のＥＬ層１０３又は第２のＥＬ層１０７に電荷発生層を設ける場合、電荷発生層は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含む層とする。なお、電荷発生層は、同一膜中に正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含有する場合だけでなく、正孔輸送性物質を含む層と、アクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。ただし、積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が、陽極１０１又は陰極１０２と接する構造とする。
【００６７】
第１のＥＬ層１０３又は第２のＥＬ層１０７に電荷発生層を設けることにより、電極を形成する物質の仕事関数を考慮せずに陽極１０１又は陰極１０２を形成することが可能になる。なお、第１のＥＬ層１０３又は第２のＥＬ層１０７に設けられる電荷発生層は、上述の第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７の間に設けられる電荷発生層１０６と同様の構成及び物質を適用することが可能である。そのため、ここでは前述の説明を援用することとする。
【００６８】
なお、これらの層を適宜組み合わせて積層することにより、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７を形成することができる。また、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７の形成方法としては、用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を適宜選択することができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法、又はスピンコート法などを用いることができる。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。
【００６９】
以上のような物質を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することが可能である。当該発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られる。そのため、発光層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、２層のＥＬ層が設けられた発光素子について記載しているが、ＥＬ層の層数は２層に限定されるものでは無く、２層以上、例えば３層であってもよい。発光素子にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を設ける場合、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と（ｍ＋１）番目のＥＬ層の間に、陽極側から順に電子注入バッファー層、電子リレー層、及び電荷発生層を積層することで、発光素子の駆動電圧を低減させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態に示した発光素子は、各種基板上に作製することができる。基板としては、例えばガラス、プラスチック、金属板、金属箔などを適用することが可能である。また、発光素子の発光を基板側から取り出す場合は、透光性を有する基板を用いればよい。ただし、基板は、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【００７２】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子が有する電子注入バッファー層１０４が、ドナー性物質の単層によって構成される場合について、図２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００７４】
本実施の形態で示す発光素子は、図２（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【００７５】
本実施の形態における、陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子リレー層１０５、電荷発生層１０６、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１の説明を援用することとする。
【００７６】
本実施の形態において、電子注入バッファー層１０４に用いる物質としては、リチウム（Ｌｉ）及びセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、及びストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、ユウロピウム（Ｅｕ）及びイッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属、アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、並びに希土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）等の電子注入性の高い物質が挙げられる。なお、これらの電子注入性の高い物質は、空気中で安定な物質であるため、生産性が良く、量産に適するため好ましい。
【００７７】
本実施の形態で示す発光素子は、電子注入バッファー層１０４として上記の金属またはその化合物の単層が設けられている。また、電子注入バッファー層１０４の膜厚は、駆動電圧の上昇を避ける為に非常に薄い膜厚（具体的には、１ｎｍ以下）で形成される。ただし、電子輸送層１０８を形成した後、電子輸送層１０８上に電子注入バッファー層１０４を形成する場合には、電子注入バッファー層１０４を形成する物質の一部は、第１のＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８にも存在しうる。また、膜厚が非常に薄い電子注入バッファー層１０４は、電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８の界面に存在すると換言することもできる。なお、本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３には電子注入バッファー層１０４と接するように電子輸送層１０８を形成するのが好ましい。
【００７８】
図２（Ｂ）に示す図は、図２（Ａ）の素子構造におけるバンド図を表す。図２（Ｂ）において、電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３（電子輸送層１０８）の界面に電子注入バッファー層１０４を設けることにより、電荷発生層１０６と第１のＥＬ層１０３（電子輸送層１０８）の間の注入障壁を緩和することができる。そのため、電荷発生層１０６で発生した電子を第１のＥＬ層１０３へと容易に注入することができる。
【００７９】
また、本実施の形態で示す電子注入バッファー層の構造とすることにより、実施の形態３で後述する電子注入バッファー層（電子輸送性物質にドナー性物質を添加して形成される層）に比べて発光素子の駆動電圧を低減させることができる。
【００８０】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【００８１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子が有する電子注入バッファー層１０４が、電子輸送性物質と、ドナー性物質とを含んで構成される場合について、図３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００８２】
本実施の形態で示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【００８３】
また、電子注入バッファー層１０４は、電子輸送性物質とドナー性物質を含んでいる。なお、本実施の形態では、電子輸送性物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。これにより、膜質の良い電子注入バッファー層１０４が得られる。また、反応性の良い電子注入バッファー層１０４とすることができる。
【００８４】
本実施の形態における陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子リレー層１０５、電荷発生層１０６、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１の説明を援用することとする。
【００８５】
本実施の形態において、電子注入バッファー層１０４に含まれる電子輸送性物質としては、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、ＢＡｌｑ（略称）などキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、Ｚｎ（ＢＯＸ）２（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体、ＰＢＤ（略称）、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称）、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）などが挙げられる。なお、ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。
【００８６】
これ以外にも、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などの高分子化合物を電子注入バッファー層１０４に含まれる電子輸送性物質として適用することが可能である。
【００８７】
また、本実施の形態において、電子注入バッファー層１０４に含まれるドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）等が挙げられる。また、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を電子注入バッファー層１０４に含まれるドナー性物質として適用することも可能である。
【００８８】
なお、本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３には、電子注入バッファー層１０４と接するように電子輸送層１０８を形成してもよい。電子輸送層１０８を電子注入バッファー層１０４と接するように形成した場合、電子注入バッファー層１０４に用いる電子輸送性物質と、第１のＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８に用いる電子輸送性物質とは、同じ物質であっても、異なる物質であっても良い。
【００８９】
本実施の形態で示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように第１のＥＬ層１０３と電子リレー層１０５の間に、電子輸送性物質と、ドナー性物質とを含む電子注入バッファー層１０４が設けられることが特徴である。
【００９０】
図３（Ｂ）に示す図は、図３（Ａ）の素子構造におけるバンド図を表す。電子注入バッファー層１０４が形成されることにより、電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３（電子輸送層１０８）の間の注入障壁を緩和することができる。そのため、電荷発生層１０６で発生した電子を、第１のＥＬ層１０３へと容易に注入することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【００９２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子が有する電荷発生層１０６の構成について、図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００９３】
本実施の形態で示す発光素子は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。図４（Ａ）、（Ｂ）において、陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子注入バッファー層１０４、電子リレー層１０５、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１乃至３で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１乃至３の説明を援用することとする。
【００９４】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子において、電荷発生層１０６は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含む層である。なお、電荷発生層１０６では、正孔輸送性物質からアクセプター性物質が電子を引き抜くことにより、正孔及び電子が発生する。
【００９５】
図４（Ａ）に示す電荷発生層１０６は、同一膜中に正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含有させた構造を有する。この場合、正孔輸送性物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することにより、電荷発生層１０６におけるキャリアの発生が容易となるため好ましい。
【００９６】
図４（Ａ）ではアクセプター性物質が、正孔輸送性物質にドーピングされた構成であるため、電荷発生層１０６を厚膜化した場合でも駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制し、且つ光学調整による色純度の向上を実現することができる。また、電荷発生層１０６を厚膜化することで、発光素子の短絡を防止することができる。
【００９７】
一方、図４（Ｂ）に示す電荷発生層１０６は、第２のＥＬ層１０７と接する正孔輸送性物質を含む層１０６ａと、電子リレー層１０５と接するアクセプター性物質を含む層１０６ｂとが積層された構造を有する。図４（Ｂ）に示す発光素子の電荷発生層１０６において、正孔輸送性物質とアクセプター性物質の間で電子の授受が起こることによって形成される電子移動錯体は、正孔輸送性物質を含む層１０６ａと、アクセプター性物質を含む層１０６ｂとの界面にのみ形成される。したがって、図４（Ｂ）に示す発光素子は、電荷発生層１０６の膜厚を厚くした場合にも、可視光の吸収帯が形成されにくいため、好ましい。
【００９８】
なお、電荷発生層１０６に含まれる正孔輸送性物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。
【００９９】
上記芳香族アミン化合物の具体例としては、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＤＴＤＰＰＡ（略称）、ＤＰＡＢ（略称）、ＤＮＴＰＤ（略称）、ＤＰＡ３Ｂ（略称）等が挙げられる。
【０１００】
上記カルバゾール誘導体の具体例としては、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）等が挙げられる。その他、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等が挙げられる。
【０１０１】
上記芳香族炭化水素の具体例としては、ｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）、ＤＰＰＡ（略称）、ｔ−ＢｕＤＢＡ（略称）、ＤＮＡ（略称）、ＤＰＡｎｔｈ（略称）、ｔ−ＢｕＡｎｔｈ（略称）、ＤＭＮＡ（略称）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、当該芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、ＤＰＶＢｉ（略称）、ＤＰＶＰＡ（略称）等が挙げられる。
【０１０２】
また、ＰＶＫ（略称）やＰＶＴＰＡ（略称）等の高分子化合物を当該正孔輸送性物質として適用することも可能である。
【０１０３】
さらに、当該正孔輸送性物質としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを適用することも可能である。
【０１０４】
なお、上記芳香族炭化水素が蒸着法によって成膜される場合には、蒸着時の蒸着性や、成膜後の膜質の観点から、縮合環を形成している炭素数が１４〜４２であることがより好ましい。
【０１０５】
電荷発生層１０６に含まれるアクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、当該アクセプター性物質として、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。さらに、当該アクセプター性物質が酸化モリブデンであることがより好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【０１０６】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子の一例について、図５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【０１０８】
本実施の形態で示す発光素子は、図５（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【０１０９】
本実施の形態における陽極１０１、陰極１０２、電子注入バッファー層１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生層１０６には、実施の形態１乃至４で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１乃至４の説明を援用することとする。
【０１１０】
本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１の発光層１０３ａと、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２の発光層１０３ｂとを有する。また、第２のＥＬ層１０７は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３の発光層１０７ａと、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４の発光層１０７ｂとを有する。なお、第１の発光層１０３ａと第２の発光層１０３ｂは逆の積層順であっても良い。また、第３の発光層１０７ａと第４の発光層１０７ｂは逆の積層順であっても良い。
【０１１１】
このような発光素子に対し、陽極１０１側をプラスに、陰極１０２側をマイナスとしたバイアスを印加すると、陽極１０１から注入された正孔と、電荷発生層１０６で発生し、電子リレー層１０５及び電子注入バッファー層１０４を介して注入された電子とが第１の発光層１０３ａ又は第２の発光層１０３ｂにおいて再結合する。これにより、第１の発光３３０が得られる。さらに、陰極１０２から注入された電子と、電荷発生層１０６で発生し、注入された正孔とが第３の発光層１０７ａ又は第４の発光層１０７ｂにおいて再結合する。これにより、第２の発光３４０が得られる。
【０１１２】
図５（Ｂ）は、第１の発光３３０及び第２の発光３４０の発光スペクトルを模式的に示したものである。第１の発光３３０は、第１の発光層１０３ａ及び第２の発光層１０３ｂの両方からの発光を合わせたものである。そのため、青色〜青緑色の波長領域及び黄色〜橙色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１のＥＬ層１０３は、２波長型の白色又は白色に近い色の発光を呈するものである。また、第２の発光３４０は、第３の発光層１０７ａ及び第４の発光層１０７ｂの両方からの発光を合わせたものである。そのため、青緑色〜緑色の波長領域及び橙色〜赤色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２のＥＬ層１０７は、第１のＥＬ層１０３とは異なる２波長型の白色又は白色に近い色の発光を呈するものである。
【０１１３】
したがって、本実施の形態における発光素子は、第１の発光３３０及び第２の発光３４０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。
【０１１４】
例えば、第１の発光層１０３ａ（青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、発光スペクトル全体に対する第１の発光層１０３ａの寄与は１／４程度であるため、色度のずれは比較的小さくて済む。
【０１１５】
なお、上述の説明では、第１のＥＬ層１０３が、青色〜青緑色の波長領域及び黄色〜橙色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示し、第２のＥＬ層１０７は青緑色〜緑色の波長領域及び橙色〜赤色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す場合を例に説明したが、それぞれ逆の関係であっても良い。すなわち、第２のＥＬ層１０７が青色〜青緑色の波長領域及び黄色〜橙色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示し、第１のＥＬ層１０３が青緑色〜緑色の波長領域及び橙色〜赤色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す構成であっても良い。また、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７はそれぞれ、発光層以外の層が形成された積層構造であっても良い。
【０１１６】
次に、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層に発光性の有機化合物として用いることのできる物質を説明する。ただし、本実施の形態で示す発光素子に適用できる物質は、これらに限定されるものではない。
【０１１７】
青色〜青緑色の発光は、例えば、ペリレン、ＴＢＰ（略称）、９，１０−ジフェニルアントラセンなどをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、ＤＰＶＢｉ（略称）などのスチリルアリーレン誘導体、又はＤＮＡ（略称）及びｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）などのアントラセン誘導体などから得ることができる。また、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）等のポリマーを用いても良い。また、青色発光のゲスト材料としては、ＹＧＡ２Ｓ（略称）及びＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）などのスチリルアミン誘導体が挙げられる。特に、ＹＧＡ２Ｓ（略称）は、４５０ｎｍ付近にピークを有しており、好ましい。また、ホスト材料としては、アントラセン誘導体が好ましく、ｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）及びＣｚＰＡ（略称）が好適である。特に、ＣｚＰＡ（略称）は、電気化学的に安定であるため好ましい。
【０１１８】
青緑色〜緑色の発光は、例えば、クマリン３０、クマリン６などのクマリン系色素、ＦＩｒｐｉｃ（略称）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）（略称）などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、ＢＡｌｑ（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）クロロガリウム（Ｇａ（ｍｑ）２Ｃｌ）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。また、上述のペリレンやＴＢＰ（略称）を５ｗｔ％以上の高濃度で適当なホスト材料に分散させることによっても得られる。また、青緑色〜緑色の発光層のゲスト材料としては、アントラセン誘導体が効率の高い発光が得られるため好ましい。例えば、ＤＰＡＢＰＡ（略称）を用いることにより、高効率な青緑色発光が得られる。また、２位にアミノ基が置換されたアントラセン誘導体は高効率な緑色発光が得られるため好ましく、２ＰＣＡＰＡ（略称）が特に長寿命であり好適である。これらのホスト材料としてはアントラセン誘導体が好ましく、先に述べたＣｚＰＡ（略称）が電気化学的に安定であるため好ましい。また、緑色発光と青色発光を組み合わせ、青色から緑色の波長領域に２つのピークを持つ発光素子を作製する場合、青色発光層のホストにＣｚＰＡ（略称）のような電子輸送性のアントラセン誘導体を用い、緑色発光層のホストにＮＰＢ（略称）のようなホール輸送性の芳香族アミン化合物を用いると、青色発光層と緑色発光層との界面で発光が得られるため好ましい。すなわちこの場合、２ＰＣＡＰＡ（略称）のような緑色発光材料のホストとしては、ＮＰＢ（略称）のような芳香族アミン化合物が好ましい。
【０１１９】
黄色〜橙色の発光は、例えば、ルブレン、ＤＣＭ１（略称）、ＤＣＭ２（略称）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト）アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。特に、ゲスト材料としてルブレンのようなテトラセン誘導体が、高効率かつ化学的に安定であるため好ましい。この場合のホスト材料としては、ＮＰＢ（略称）のような芳香族アミン化合物が好ましい。他のホスト材料としては、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ２）やビス［２−シンナモイル−８−キノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ２）などの金属錯体を用いることができる。また、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。
【０１２０】
橙色〜赤色の発光は、例えば、ＢｉｓＤＣＭ（略称）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［２−（ジュロリジン−９−イル）エチニル］−４Ｈ−ピラン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）、Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ）（略称）などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。Ｚｎｑ２（略称）やＺｎｓｑ２（略称）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（３−アルキルチオフェン）等のポリマーを用いても良い。赤色発光を示すゲスト材料としては、ＢｉｓＤＣＭ（略称）、ＤＣＭ２（略称）、ＤＣＪＴＩ（略称）、ＢｉｓＤＣＪＴＭ（略称）のような４Ｈ−ピラン誘導体が高効率であり、好ましい。特に、ＤＣＪＴＩ（略称）、ＢｉｓＤＣＪＴＭ（略称）は、６２０ｎｍ付近に発光ピークを有するため好ましい。
【０１２１】
なお、上記の構成において、適当なホスト材料としては、発光性の有機化合物よりも発光色が短波長のものであるか、またはエネルギーギャップの大きいものであればよい。具体的には、実施の形態１で示した例に代表される正孔輸送材料や電子輸送材料から適宜選択することができる。また、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）などを使用しても良い。
【０１２２】
本実施の形態で示した発光素子は、第１のＥＬ層の発光スペクトル及び第２のＥＬ層の発光スペクトルが重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域を幅広くカバーする白色発光が得られる。
【０１２３】
なお、各積層の膜厚を調節し、意図的に光を僅かに干渉させることで、突出した鋭いピークの発生を抑え、台形の発光スペクトルとなるようにして、連続的なスペクトルを有する自然光に近づけてもよい。また、各積層の膜厚を調節し、意図的に光を僅かに干渉させることで、発光スペクトルのピークの位置も変化させることもできる。発光スペクトルに現れる複数のピーク強度をほぼ同じになるように各積層の膜厚を調節し、さらに、互いのピークの間隔を狭くすることによってより台形に近い発光スペクトルを有する白色発光を得ることができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態においては、複数層の発光層のそれぞれにおいて、互いに補色となる発光色を重ね合わせることによって白色発光が得られるＥＬ層を示した。以下において、補色の関係によって白色発光を呈するＥＬ層の具体的な構成を説明する。
【０１２５】
本実施の形態で示す発光素子に設けられたＥＬ層は、例えば、正孔輸送性物質及び第１の発光物質を含む第１の層と、正孔輸送性物質及び第２の発光物質を含む第２の層と、電子輸送性物質及び第２の発光物質を含む第３の層と、が陽極１０１から順に積層された構成とすることができる。
【０１２６】
本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層において、白色発光を得るためには、第１の発光物質と第２の発光物質の両方が発光する必要がある。したがって、ＥＬ層内でのキャリアの輸送性を調節するためには、正孔輸送性物質及び電子輸送性物質は、いずれもホスト材料とすることが好ましい。なお、ＥＬ層に用いることのできる正孔輸送性物質又は電子輸送性物質としては、実施の形態１で例示した物質を適宜用いることができる。
【０１２７】
また、第１の発光物質及び第２の発光物質は、それぞれの発光色が補色の関係となる物質を選択して用いることができる。補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。なお、第２の発光物質の発光波長を第１の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第２の発光物質の励起エネルギーの一部を第１の発光物質にエネルギー移動させ、第１の発光物質を発光させることができる。したがって、本実施の形態の発光素子においては、第２の発光物質の発光ピーク波長が、第１の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。
【０１２８】
本実施の形態で示す発光素子の構成は、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られ、且つ第１の発光物質と第２の発光物質の発光色が互いに補色の関係であるため白色発光が得られる。また、本実施の形態で示す発光素子の構成とすることで、長寿命な発光素子とすることができる。
【０１２９】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３０】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至５で示した発光素子を含む発光装置の一態様について、図６を用いて説明する。図６は、当該発光装置の断面図である。
【０１３１】
図６において、本実施の形態の発光装置は、基板１０と、基板１０上に設けられた発光素子１２及びトランジスタ１１とを有する。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４の間に有機化合物を含む層１５を有する。有機化合物を含む層１５は、ｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と（ｍ＋１）番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する電子注入バッファー層と、電子注入バッファー層と接する電子リレー層と、電子リレー層及び（ｍ＋１）番目のＥＬ層と接する電荷発生層とを有する。また、それぞれのＥＬ層は、少なくとも発光層が設けられており、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、又は電子注入層を適宜設ける構成とする。すなわち、発光素子１２は、実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子である。トランジスタ１１のドレイン領域と第１の電極１３は、第１層間絶縁膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃを貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。
【０１３２】
なお、図６に示したトランジスタ１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。また、ボトムゲート型の場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、又はチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。
【０１３３】
また、トランジスタ１１を構成する半導体層の材料としては、シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）等の元素周期表における第１４族元素、ガリウムヒ素及びインジウムリン等の化合物、並びに酸化亜鉛及び酸化スズ等の酸化物など半導体特性を示す物質であればどのような材料を用いてもよい。加えて、当該半導体層は、結晶質構造、非晶質構造のどちらの構造であってもよい。
【０１３４】
さらに、半導体特性を示す酸化物（酸化物半導体）としては、インジウム、ガリウム、アルミニウム、亜鉛及びスズから選んだ元素の複合酸化物を用いることができる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、並びに酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）をその例に挙げることができる。また、結晶質構造の半導体層の具体例としては、単結晶半導体、多結晶半導体、若しくは微結晶半導体が挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
【０１３５】
なお、本明細書において微結晶半導体とは、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体層が得られる。
【０１３６】
なお、半導体層が非晶質構造の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１及びその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。当該発光装置の作製工程が簡略化されるためである。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ）などはＮ型の半導体である。そのため、これらの酸化物を半導体層に適用したトランジスタはＮチャネル型となる。なお、当該発光装置は、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。
【０１３７】
さらに、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃは、図６（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、単層でもよい。なお、第１層間絶縁膜１６ａは酸化シリコンや窒化シリコンのような無機物から成り、第１層間絶縁膜１６ｂは、アクリル、シロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基）、塗布成膜可能な酸化シリコン等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、第１層間絶縁膜１６ｃは、アルゴン（Ａｒ）を含む窒化シリコン膜である。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃは、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、無機膜と有機膜のどちらか一方を用いて形成されたものでもよい。
【０１３８】
隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また、隔壁層１８は、アクリル、シロキサン、酸化シリコン等を用いて形成することが可能である。なお、隔壁層１８は、無機膜と有機膜のどちらか一方で形成されたものでもよいし、両方を用いて形成されたものでもよい。
【０１３９】
なお、図６（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃのみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図６（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃの他、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂが設けられた構成であってもよい。図６（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂを貫通し、配線１７と電気的に接続している。
【０１４０】
第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂは、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃと同様に、多層でもよいし、単層でもよい。第２層間絶縁膜１９ａは、アクリル、シロキサン、塗布成膜可能な酸化シリコン等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、第２層間絶縁膜１９ｂは、アルゴン（Ａｒ）を含む窒化シリコン膜である。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂは、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のどちらか一方を用いて形成されたものでもよい。
【０１４１】
発光素子１２において、第１の電極１３及び第２の電極１４がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図６（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図６（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３が反射率の高い材料で構成される、又は反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図６（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４が反射率の高い材料で構成される、又は反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。
【０１４２】
また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように有機化合物を含む層１５が積層されたものであってもよいし、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように有機化合物を含む層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、第１の電極１３が陽極であり、第２の電極１４が陰極であり、且つトランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタである。後者の場合、第１の電極１３が陰極であり、第２の電極１４が陽極であり、且つトランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタである。
【０１４３】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を発光素子と同一基板上に設けずに発光素子を駆動させるパッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図７（Ａ）には実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の破線Ｘ−Ｙにおける断面図である。
【０１４４】
図７において、基板９５１上の電極９５２と電極９５６の間には発光素子９５５が設けられている。発光素子９５５は、実施の形態１乃至５で示した発光素子である。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有するのが好ましい。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置に実施の形態１乃至５で示した発光素子を適用することによって、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１４５】
本実施の形態で示した発光装置は、実施の形態１乃至５で一例を示した発光素子を用いているため、高輝度発光且つ低電圧駆動が可能な発光装置である。また、当該発光装置は、消費電力が低い発光装置である。
【０１４６】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６で一例を示した発光装置を含む電子機器について説明する。
【０１４７】
本実施の形態の電子機器として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示部を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図８に示す。
【０１４８】
図８（Ａ）は、携帯情報端末機器８００の一例を示している。携帯情報端末機器８００は、コンピュータを内蔵しており、様々なデータ処理を行うことが可能である。このような携帯情報端末機器８００としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）が挙げられる。
【０１４９】
携帯情報端末機器８００は、筐体８０１及び筐体８０３の２つの筐体で構成されている。筐体８０１と筐体８０３は、連結部８０７で折りたたみ可能に連結されている。筐体８０１には表示部８０２が組み込まれており、筐体８０３はキーボード８０５を備えている。もちろん、携帯情報端末機器８００の構成は上述のものに限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。表示部８０２は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８０２も同様の特徴を有するため、この携帯情報端末機器は低消費電力化が図られている。
【０１５０】
図８（Ｂ）は、本実施の形態に係るデジタルビデオカメラ８１０の一例を示している。デジタルビデオカメラ８１０は、筐体８１１に表示部８１２が組み込まれ、その他に各種操作部が設けられている。なお、デジタルビデオカメラ８１０の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１５１】
デジタルビデオカメラ８１０において、表示部８１２は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、駆動電圧が低く、高輝度で消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８１２も同様の特徴を有するため、このデジタルビデオカメラ８１０は低消費電力化が図られている。
【０１５２】
図８（Ｃ）は、本実施の形態に係る携帯電話機８２０の一例を示している。携帯電話機８２０は、筐体８２１および筐体８２２の２つの筐体で構成されており、連結部８２３により折りたたみ可能に連結されている。筐体８２２には表示部８２４が組み込まれており、筐体８２１には操作キー８２５が設けられている。なお、携帯電話機８２０の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１５３】
携帯電話機８２０において、表示部８２４は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８２４も同様の特徴を有するため、この携帯電話は低消費電力化が図られている。また、携帯電話機などに設けられたディスプレイのバックライトとして、上記実施の形態で示した発光素子を用いても構わない。
【０１５４】
図８（Ｄ）は、携帯可能なコンピュータ８３０の一例を示している。コンピュータ８３０は、開閉可能に連結された筐体８３１と筐体８３４を備えている。筐体８３１には表示部８３２が組み込まれ、筐体８３４はキーボード８３３などを備えている。なお、コンピュータ８３０の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１５５】
コンピュータ８３０において、表示部８３２は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８３２も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費電力化が図られている。
【０１５６】
図８（Ｅ）は、テレビジョン８４０の一例を示している。テレビジョン８４０は、筐体８４１に表示部８４２が組み込まれている。表示部８４２により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド８４３により筐体８４１を支持した構成を示している。
【０１５７】
テレビジョン８４０の操作は、筐体８４１が備える操作スイッチ（図示しない）や、別体のリモコン操作機８５０により行うことができる。リモコン操作機８５０が備える操作キー８５１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８４２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８５０に、該リモコン操作機８５０から出力する情報を表示する表示部８５２を設ける構成としてもよい。
【０１５８】
なお、テレビジョン８４０は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１５９】
テレビジョン８４０において、表示部８４２、表示部８５２の少なくとも一方は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部も同様の特徴を有する。
【０１６０】
以上の様に、発光装置の適用範囲は極めて広く、当該発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子を有する発光装置を用いることにより、高輝度の発光を呈し、低消費電力な表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１６１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態６で一例を示した発光装置を含む照明装置について説明する。
【０１６２】
図９は、室内の照明装置を示す図である。図９に示す卓上照明装置９００は、照明部９０１を有する。照明部９０１には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部９０１も同様の特徴を有するため、この卓上照明装置９００は低消費電力化が図られている。また、当該発光素子は、大面積化が可能であるため、天井用照明装置９１０の照明部９１１として適用することも可能である。さらに、当該発光素子は、フレキシブル化が可能であるため、ロール型照明装置９２０の照明部９２１に適用することも可能である。
【０１６３】
図１０（Ａ）は、信号機を示す図である。信号機１０００は、青の照明部１００１、黄色の照明部１００２、赤の照明部１００３を有する。信号機１０００は、青、黄、赤に対応する各照明部の少なくとも一つに実施の形態１乃至５に示した発光素子を有する。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される青、黄、赤に対応する各照明部も同様の特徴を有するため、この信号機は低消費電力化が図られている。
【０１６４】
図１０（Ｂ）は、避難口誘導灯を示す図である。避難口誘導灯１０１０は、照明部と、蛍光部が設けられた蛍光板とを組み合わせて構成することができる。また、特定の色を発光する照明部と、図面のような形状の透過部が設けられた遮光板とを組み合わせて構成することもできる。避難口誘導灯１０１０の照明部には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部も同様の特徴を有するため、この非常口誘導灯は低消費電力化が図られている。
【０１６５】
図１０（Ｃ）は、街灯を示す図である。街灯は、支持体１０２１と、照明部１０２２とを有する。照明部１０２２には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部も同様の特徴を有するため、この街灯は低消費電力化が図られている。
【０１６６】
なお、図１０（Ｃ）に示すように、電柱１０２３の送電線１０２４を介して街灯に電源電圧を供給することができる。ただし、電源電圧の供給方法は、これに限定されない。例えば、光電変換装置を支持体１０２１に設け、光電変換装置により得られた電圧を電源電圧として利用することもできる。
【０１６７】
また、照明装置を携帯用照明に適用した例について図１０（Ｄ）及び図１０（Ｅ）に示す。図１０（Ｄ）は、装着型ライトの構成を示す図であり、図１０（Ｅ）は手持ち型ライトの構成を示す図である。
【０１６８】
図１０（Ｄ）は、装着用ライトを示す図である。装着用ライトは、装着部１０３１と、照明部１０３２とを有する。また、照明部１０３２は装着部１０３１に固定されている。照明部１０３２には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部も同様の特徴を有するため、この装着用ライトは低消費電力化が図られている。
【０１６９】
なお、図１０（Ｄ）に示す装着型ライトの構成に限定されず、例えば装着部１０３１をリング状にした平紐やゴム紐のベルトにし、該ベルトに照明部１０３２を固定し、該ベルトを頭部に直接巻きつける構成とすることもできる。
【０１７０】
図１０（Ｅ）は、手持ち型ライトを示す図である。手持ち型ライトは、筐体１０４１と、照明部１０４２と、スイッチ１０４３とを有する。照明部１０４２には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部１０４２も同様の特徴を有するため、この手持ち型ライトは低消費電力化が図られている。
【０１７１】
なお、スイッチ１０４３は、照明部１０４２の発光または非発光を制御する機能を有する。また、スイッチ１０４３に発光時の照明部１０４２の輝度を調節する機能を付与することもできる。
【０１７２】
以上の様に、発光装置の適用範囲は極めて広く、当該発光装置をあらゆる分野の照明装置に適用することが可能である。また、実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子を有する照明装置を用いることにより、高輝度の発光を呈し、低消費電力な表示部を有する照明装置を提供することが可能となる。
【実施例１】
【０１７３】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１１を用いて説明する。本実施例並びに実施例２及び３で用いた物質の化学式を以下に示す。
【０１７４】
【化１】
【０１７５】
以下に、本実施例の発光素子１乃至４及び比較発光素子５の作製方法を示す。
【０１７６】
まず、発光素子１について説明する（図１１（Ａ）参照）。基板２１００上に、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１７７】
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０１が形成された基板２１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０１上に、正孔輸送性物質であるＮＰＢ（略称）と、アクセプター性物質である酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む、第１の電荷発生層２１０３ａを形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢ（略称）と酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１７８】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の電荷発生層２１０３ａ上にＮＰＢ（略称）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０３ｂを形成した。
【０１７９】
さらに、ＣｚＰＡ（略称）と、２ＰＣＡＰＡ（略称）とを共蒸着することにより、正孔輸送層２１０３ｂ上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０３ｃを形成した。ここで、ＣｚＰＡ（略称）と２ＰＣＡＰＡ（略称）の質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。なお、ＣｚＰＡ（略称）は電子輸送性物質であり、ゲスト材料である２ＰＣＡＰＡ（略称）は緑色の発光を示す物質である。
【０１８０】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０３ｃ上にＡｌｑ（略称）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１０３ｄを形成した。これによって、第１の電荷発生層２１０３ａ、正孔輸送層２１０３ｂ、発光層２１０３ｃ、及び電子輸送層２１０３ｄを含む第１のＥＬ層２１０３を形成した。
【０１８１】
次いで、ＢＰｈｅｎ（略称）と、リチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）とリチウム（Ｌｉ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように調整した。
【０１８２】
次いで、ＰＴＣＢＩ（略称）と、リチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＴＣＢＩ（略称）とリチウム（Ｌｉ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＴＣＢＩ：Ｌｉ）となるように調整した。なお、ＰＴＣＢＩ（略称）のＬＵＭＯ準位はサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から−４．０ｅＶ程度である。
【０１８３】
次に、電子リレー層２１０５上に、正孔輸送性物質であるＮＰＢ（略称）と、アクセプター性物質である酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第２の電荷発生層２１０６を形成した。その膜厚は６０ｎｍとし、ＮＰＢ（略称）と酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０１８４】
次いで、第２の電荷発生層２１０６上に、第２のＥＬ層２１０７を作製した。その作製方法は、まず、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の電荷発生層２１０６上にＮＰＢ（略称）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０７ａを形成した。
【０１８５】
その後、ＣｚＰＡ（略称）と、２ＰＣＡＰＡ（略称）とを共蒸着することにより、正孔輸送層２１０７ａ上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０７ｂを形成した。ここで、ＣｚＰＡ（略称）と２ＰＣＡＰＡ（略称）の質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。つまり、第２のＥＬ層２１０７に含まれる発光層２１０７ｂは、第１のＥＬ層２１０３に含まれる発光層２１０３ｃと同一構成である。
【０１８６】
次いで、発光層２１０７ｂ上に、Ａｌｑ（略称）を膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎ（略称）を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、電子輸送層２１０７ｃを形成した。電子輸送層２１０７ｃ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより電子注入層２１０７ｄを形成した。これによって、正孔輸送層２１０７ａ、発光層２１０７ｂ、電子輸送層２１０７ｃ、電子注入層２１０７ｄを含む第２のＥＬ層２１０７を形成した。
【０１８７】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０７ｄ上にアルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０２を形成することで、発光素子１を作製した。
【０１８８】
次に、発光素子２について説明する。発光素子２は、電子リレー層２１０５以外は、発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子リレー層２１０５以外の発光素子２の構成及び作製方法については、前述の説明を援用することとする。発光素子２が有する電子リレー層２１０５は、電子輸送性物質であるＰＰＤＮ（略称）と、ドナー性物質であるリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＰＤＮ（略称）とリチウム（Ｌｉ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＰＤＮ：Ｌｉ）となるように調整した。なお、ＰＰＤＮ（略称）のＬＵＭＯ準位はサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から−３．８３ｅＶ程度である。
【０１８９】
次に、発光素子３について説明する。発光素子３は、電子リレー層２１０５以外は、発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子リレー層２１０５以外の発光素子３の構成及び作製方法については、前述の説明を援用することとする。発光素子３が有する電子リレー層２１０５は、電子輸送性物質であるＰＴＣＢＩ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＴＣＢＩ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＴＣＢＩ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０１９０】
次に、発光素子４について説明する。発光素子４は、電子リレー層２１０５以外は、発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子リレー層２１０５以外の発光素子４の構成及び作製方法については、前述の説明を援用することとする。発光素子４が有する電子リレー層２１０５は、電子輸送性物質であるＰＰＤＮ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＰＤＮ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＰＤＮ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０１９１】
次に、比較発光素子５について説明する（図１１（Ｂ）参照）。比較発光素子５は、発光素子１乃至４から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素子１乃至４と同様の作製方法にて形成した。つまり、比較発光素子５においては、電子注入バッファー層２１０４を形成した後、電子注入バッファー層２１０４上に、第２の電荷発生層２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子５を得た。
【０１９２】
以下の表１に発光素子１乃至４及び比較発光素子５の素子構造を示す。
【０１９３】
【表１】
【０１９４】
以上により得られた発光素子１乃至４及び比較発光素子５を窒素雰囲気のグローブボックス内において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１９５】
発光素子１乃至４及び比較発光素子５の電圧―輝度特性を図１２に示す。図１２において、横軸は印加した電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、発光素子１乃至４及び比較発光素子５の電圧−電流密度特性を図１３に示す。図１３において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表す。また、各発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近である時の電圧を以下の表２に示す。
【０１９６】
【表２】
【０１９７】
図１２より、電子リレー層が設けられた発光素子１乃至４は、比較発光素子５に比べて、高い輝度が得られることがわかる。また、図１３より、電子リレー層が設けられた発光素子１乃至４は、比較発光素子５に比べて、高い電流密度を有することが分かる。
【０１９８】
以上により、本実施例の発光素子１乃至４が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、表２より、発光素子１乃至４は、比較発光素子５と比べて、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認できた。
【実施例２】
【０１９９】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１１を用いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、実施例１で述べた発光素子と共通する部分については、前述の説明を援用することとする。
【０２００】
以下に、本実施例の発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の作製方法を示す。
【０２０１】
まず、発光素子６について説明する（図１１（Ａ）参照）。本実施例の発光素子６は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子６の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子６においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０２】
次いで、発光素子７について説明する。本実施例の発光素子７は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子２と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子７の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子７においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０３】
次いで、発光素子８について説明する。本実施例の発光素子８は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子３と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子８の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子８においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０４】
次いで、発光素子９について説明する。本実施例の発光素子９は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子４と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子９の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子９においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０５】
次に、比較発光素子１０について説明する（図１１（Ｂ）参照）。比較発光素子１０は、発光素子６乃至９から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素子６乃至９と同様の作製方法にて形成した。つまり、比較発光素子１０においては、電子注入バッファー層２１０４を形成した後、電子注入バッファー層２１０４上に、第２の電荷発生層２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子１０を得た。
【０２０６】
以下の表３に発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の素子構造を示す。
【０２０７】
【表３】
【０２０８】
以上により得られた発光素子６乃至９及び比較発光素子１０を窒素雰囲気のグローブボックス内において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２０９】
発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の電圧―輝度特性を図１４に示す。図１４において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の電圧−電流密度特性を図１５に示す。図１５において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表す。また、各発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近である時の電圧を以下の表４に示す。
【０２１０】
【表４】
【０２１１】
図１４より、電子リレー層が設けられた発光素子６乃至９は、比較発光素子１０に比べて、高い輝度が得られることがわかる。また、図１５より、電子リレー層が設けられた発光素子６乃至９は、比較発光素子１０に比べて、高い電流密度を有することが分かる。
【０２１２】
以上により、本実施例の発光素子６乃至９が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、発光素子６乃至９は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認できた。
【実施例３】
【０２１３】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１１を用いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、実施例１で述べた発光素子と共通する部分については、前述の説明を援用することとする。
【０２１４】
以下に、本実施例の発光素子１１及び比較発光素子１２の作製方法を示す。
【０２１５】
まず、発光素子１１について説明する（図１１（Ａ）参照）。本実施例の発光素子１１は、第１のＥＬ層２１０３の電子輸送層２１０３ｄ及び電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子輸送層２１０３ｄ及び電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子１１の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子１１においては、発光層２１０３ｃ上に、Ａｌｑ（略称）を膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎ（略称）を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、電子輸送層２１０３ｄを形成した。さらに、電子輸送層２１０３ｄ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍ蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４を形成した。以上により、本実施例の発光素子１１を得た。
【０２１６】
次に、比較発光素子１２について説明する（図１１（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素子１２は、発光素子１１から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素子１１と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子１２においては、電子注入バッファー層２１０４を形成した後、電子注入バッファー層２１０４上に、第２の電荷発生層２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子１２を得た。
【０２１７】
以下の表５に発光素子１１及び比較発光素子１２の素子構造を示す。
【０２１８】
【表５】
【０２１９】
以上により得られた発光素子１１及び比較発光素子１２を窒素雰囲気のグローブボックス内において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２２０】
発光素子１１及び比較発光素子１２の電圧―輝度特性を図１６に示す。図１６において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、発光素子１１及び比較発光素子１２の電圧−電流密度特性を図１７に示す。図１７において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表す。また、各発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近である時の電圧を以下の表６に示す。
【０２２１】
【表６】
【０２２２】
図１６より、電子リレー層が設けられた発光素子１１は、比較発光素子１２に比べて、高い輝度が得られることがわかる。また、図１７より、電子リレー層が設けられた発光素子１１は、比較発光素子１２に比べて、高い電流密度を有することが分かる。
【０２２３】
以上により、本実施例の発光素子１１が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、発光素子１１は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認できた。
【符号の説明】
【０２２４】
１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 電極
１４ 電極
１５ 有機化合物を含む層
１６ａ 層間絶縁膜
１６ｂ 層間絶縁膜
１６ｃ 層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ａ 層間絶縁膜
１９ｂ 層間絶縁膜
１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１０３ａ 第１の発光層
１０３ｂ 第２の発光層
１０４ 電子注入バッファー層
１０５ 電子リレー層
１０６ 電荷発生層
１０６ａ 正孔輸送性物質を含む層
１０６ｂ アクセプター性物質を含む層
１０７ ＥＬ層
１０７ａ 第３の発光層
１０７ｂ 第４の発光層
１０８ 電子輸送層
１１１ 陽極のフェルミ準位
１１２ 陰極のフェルミ準位
１１３ 第１のＥＬ層のＬＵＭＯ準位
１１４ 電子リレー層におけるドナー性物質のドナー準位
１１５ 電子リレー層における電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位
１１６ 電荷発生層におけるアクセプター性物質のアクセプター準位
１１７ 第２のＥＬ層のＬＵＭＯ準位
３３０ 第１の発光
３４０ 第２の発光
８００ 携帯情報端末機器
８０１ 筐体
８０２ 表示部
８０３ 筐体
８０５ キーボード
８０７ 連結部
８１０ デジタルビデオカメラ
８１１ 筐体
８１２ 表示部
８２０ 携帯電話機
８２１ 筐体
８２２ 筐体
８２３ 連結部
８２４ 表示部
８２５ 操作キー
８３０ コンピュータ
８３１ 筐体
８３２ 表示部
８３３ キーボード
８３４ 筐体
８４０ テレビジョン
８４１ 筐体
８４２ 表示部
８４３ スタンド
８５０ リモコン操作機
８５１ 操作キー
８５２ 表示部
９００ 卓上照明装置
９０１ 照明部
９１０ 天井用照明装置
９１１ 照明部
９２０ ロール型照明装置
９２１ 照明部
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 発光素子
９５６ 電極
１０００ 信号機
１００１ 照明部
１００２ 照明部
１００３ 照明部
１０１０ 避難口誘導灯
１０２１ 支持体
１０２２ 照明部
１０２３ 電柱
１０２４ 送電線
１０３１ 装着部
１０３２ 照明部
１０４１ 筐体
１０４２ 照明部
１０４３ スイッチ
２１００ 基板
２１０１ 電極
２１０２ 電極
２１０３ ＥＬ層
２１０３ａ 電荷発生層
２１０３ｂ 正孔輸送層
２１０３ｃ 発光層
２１０３ｄ 電子輸送層
２１０４ 電子注入バッファー層
２１０５ 電子リレー層
２１０６ 電荷発生層
２１０７ ＥＬ層
２１０７ａ 正孔輸送層
２１０７ｂ 発光層
２１０７ｃ 電子輸送層
２１０７ｄ 電子注入層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間に発光層を有する発光素子に関する。また、該発光素子を用いた発光装置、並びに該発光装置を用いた電子機器及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光物質として用いた発光素子の開発が盛んである。特に、一対の電極間に発光物質を含む発光層を有する構造のエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬという）素子と呼ばれる発光素子は、薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、ＥＬ素子を用いたディスプレイは、コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、ＥＬ素子は面状光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考えられている。
【０００３】
ＥＬ素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた発光物質を含む発光層とを有する。当該ＥＬ素子は、発光層に電流を流すことにより発光物質が励起し、所定の色を発光することができる。ＥＬ素子の発光輝度を高める為には、発光層に高電流を流すことが効果的である。しかしながら、ＥＬ素子に大電流を流すことによって、消費電力が増大する。また、発光層に大電流を流すことにより、ＥＬ素子の劣化を早めることにもなる。
【０００４】
そこで、複数の発光層を積層した発光素子が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、複数の発光ユニット（以下、本明細書においてＥＬ層とも表記する）を有し、各発光ユニットが電荷発生層によって仕切られた発光素子を開示している。より具体的には、第１の発光ユニットの電子注入層として機能する金属ドーピング層上に５酸化バナジウムよりなる電荷発生層が設けられ、さらに当該電荷発生層上に第２の発光ユニットが設けられた構造の発光素子を開示している。特許文献１で開示される発光素子は、電流密度が同じ電流を流した際に、１つの発光層を有する発光素子と比較して、高輝度発光することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、高輝度発光が可能な発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００７】
また、本発明の一態様は、長寿命の発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００８】
また、本発明の一態様は、低電圧駆動が可能な発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００９】
また、本発明の一態様は、消費電力が低減された発光装置を提供することを課題の一とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、消費電力が低減された電子機器又は照明装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する、第１のドナー性物質を含む第１の層と、第１の層と接する、電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、第２の層及びｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する、第１の電子輸送性物質及び第１のドナー性物質を含む第１の層と、第１の層と接する、第１の電子輸送性物質よりも最低空分子軌道準位が低い第２の電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、第２の層及びｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子である。
【００１３】
また、本発明の一態様は、前述の発光素子を用いて作製された発光装置である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、前述の発光装置を含む電子機器である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、前述の発光装置を含む照明装置である。なお、本明細書において照明装置とは、点灯、消灯を制御することが可能な光源であり、情景、視対象物とその周辺をよく見えるように照らす、又は視覚信号によって情報を伝達するなど、光を人間生活に役立たせることを目的とする装置である。
【００１６】
なお、本明細書において、第１または第２などとして付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様の発光素子は、複数のＥＬ層を有する。そのため、高輝度発光が可能である。
【００１８】
また、本発明の一態様の発光素子は、複数のＥＬ層を有する。そのため、当該発光素子が高輝度発光を行った際の寿命を向上させることができる。
【００１９】
また、本発明の一態様の発光素子は、複数のＥＬ層間のキャリアの移動を良好に行うことが可能な構成を有する。そのため、当該発光素子の駆動電圧を低減することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様の発光装置は、駆動電圧が低減された発光素子を有する。そのため、当該発光装置の消費電力を低減することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は、消費電力が低減された発光装置を有する。そのため、当該電子機器又は当該照明装置の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態１で説明する発光素子の素子構造及びバンド図の一例を示す図。
【図２】実施の形態２で説明する発光素子の素子構造及びバンド図の一例を示す図。
【図３】実施の形態３で説明する発光素子の素子構造及びバンド図の一例を示す図。
【図４】実施の形態４で説明する発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図５】実施の形態５で説明する発光素子の素子構造の一例及び発光スペクトルを示す図。
【図６】実施の形態６で説明するアクティブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図７】実施の形態６で説明するパッシブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図８】実施の形態７で説明する電子機器を示す図。
【図９】実施の形態８で説明する照明装置を示す図。
【図１０】実施の形態８で説明する照明装置を示す図。
【図１１】実施例１及び２で説明する発光素子の素子構造を示す図。
【図１２】実施例１で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１３】実施例１で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１４】実施例２で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１５】実施例２で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１６】実施例３で説明する発光素子の特性を示す図。
【図１７】実施例３で説明する発光素子の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、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。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、発光素子の一態様について図１を用いて説明する。
【００２５】
図１（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７を有する。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【００２６】
電子注入バッファー層１０４は、第１のＥＬ層１０３に電子を注入する際の注入障壁を緩和し、第１のＥＬ層１０３への電子注入効率を高めることを目的とした層である。本実施の形態では、電子注入バッファー層１０４は、ドナー性物質を含んで構成される。
【００２７】
電子リレー層１０５は、電子注入バッファー層１０４へ電子を速やかに送ることも目的とした層である。本実施の形態では、電子リレー層１０５は、電子輸送性物質及びドナー性物質を含んで構成される。なお、電子リレー層１０５に適用される電子輸送性物質は、高い電子輸送性を有することに加えて、そのＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位が、本実施の形態において後述する第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位と電荷発生層１０６におけるアクセプター性物質のアクセプター準位の間の準位を占めるような物質である。具体的には、電子リレー層１０５に適用される電子輸送性物質として、ＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上の物質を用いるのが好ましい。さらに、電子リレー層１０５に適用される電子輸送性物質として、ＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の物質を用いるのがより好ましい。
【００２８】
電荷発生層１０６は、発光素子のキャリアである正孔及び電子を発生させることを目的とした層である。本実施の形態では、電荷発生層１０６は、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含んで構成される。
【００２９】
図１（Ｂ）に示す図は、図１（Ａ）の素子構造におけるバンド図を表す。図１（Ｂ）において、１１１は陽極１０１のフェルミ準位、１１２は陰極１０２のフェルミ準位、１１３は第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位、１１４は電子リレー層１０５におけるドナー性物質のドナー準位、１１５は電子リレー層１０５における電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位、１１６は電荷発生層１０６におけるアクセプター性物質のアクセプター準位、１１７は第２のＥＬ層１０７のＬＵＭＯ準位を示す。
【００３０】
図１（Ｂ）において、電荷発生層１０６で発生した電子は、電子リレー層１０５における電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位に遷移する。さらに、電子注入バッファー層１０４を介して第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位へと遷移する。その後、第１のＥＬ層１０３において、陽極１０１から注入された正孔と、電荷発生層１０６から注入された電子とが再結合する。これにより、第１のＥＬ層１０３が発光する。同様に、第２のＥＬ層１０７においては、電荷発生層１０６から注入された正孔と、陰極１０２から注入された電子とが再結合する。これにより、第２のＥＬ層１０７が発光する。
【００３１】
本実施の形態で示した発光素子は、電子輸送性物質及びドナー性物質を含む電子リレー層１０５を有する。当該ドナー性物質は、電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位を低エネルギー側にシフトする。電子リレー層１０５には、第１のＥＬ層１０３のＬＵＭＯ準位よりも低いＬＵＭＯ準位を有する電子輸送性物質を用いているため、当初から比較的低い位置に存在したＬＵＭＯ準位が、ドナー性物質によりさらに低下することになる。これにより、電子リレー層１０５が電荷発生層１０６から電子を受容する際の障壁が低減される。また、電子リレー層１０５が受け取った電子は、電子注入バッファー層１０４により、大きな注入障壁を生じることなく、速やかに第１のＥＬ層１０３に注入される。その結果、発光素子の低電圧駆動が可能になる。
【００３２】
次に、上述した各物質の具体例について述べる。
【００３３】
電子注入バッファー層１０４及び電子リレー層１０５に含まれるドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、若しくは希土類金属、又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、若しくは希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）を適用することが可能である。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）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の金属及びこれらの金属の化合物が挙げられる。当該金属又は金属化合物は、電子注入性が高いため好ましい。
【００３４】
電子リレー層１０５に含まれる電子輸送性物質としては、ペリレン誘導体又は含窒素縮合芳香族化合物等を適用することが可能である。
【００３５】
上記ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＨｅｘＰＴＣ）等が挙げられる。
【００３６】
上記含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。さらに、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１０５に含まれる電子輸送性物質として好ましい。また、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を適用することにより、電子リレー層１０５における電子の受け取りが容易となるため好ましい。
【００３７】
その他にも、パーフルオロペンタセン、７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）等を電子リレー層１０５に含まれる電子輸送性物質として適用することもできる。
【００３８】
電荷発生層１０６に含まれる正孔輸送性物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を適用することが可能である。なお、ここで述べた物質は、主に正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の物質である。
【００３９】
上記芳香族アミン化合物の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、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）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等が挙げられる。
【００４０】
上記カルバゾール誘導体の具体例としては、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等が挙げられる。その他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等が挙げられる。
【００４１】
上記芳香族炭化水素の具体例としては、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、当該芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００４２】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を正孔輸送性物質として適用することもできる。
【００４３】
さらに、上記正孔輸送性物質としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを適用することも可能である。
【００４４】
なお、上記芳香族炭化水素が蒸着法によって成膜される場合には、蒸着時の蒸着性や、成膜後の膜質の観点から、縮合環を形成している炭素数が１４〜４２であることがより好ましい。
【００４５】
電荷発生層１０６に含まれ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適用することが可能である。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、及び酸化レニウム等の金属酸化物が挙げられる。当該金属酸化物は電子受容性が高いため好ましい。さらに、当該アクセプター性物質が酸化モリブデンであることがより好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【００４６】
また、電子注入バッファー層１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生層１０６の作製方法としては、ドライプロセス（例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等）、ウェットプロセス（例えば、インクジェット法、スピンコート法、塗布法等）を問わず、種々の方法を適用することが可能である。
【００４７】
次に、上述した陽極１０１及び陰極１０２の具体例について述べる。
【００４８】
陽極１０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適用することが可能である。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、シリコン若しくは酸化シリコンを含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等の導電性金属酸化物が挙げられる。
【００４９】
当該導電性金属酸化物の薄膜の作製は、スパッタリング法によって行う事が可能である。また、当該導電性金属酸化物は、ゾル−ゲル法などを応用して作製することも可能である。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが可能である。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いたスパッタリング法により形成することが可能である。
【００５０】
この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、及びこれらの窒化物（例えば、窒化チタン等）、並びに酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガン、及び酸化チタン等の酸化物を陽極１０１として適用することが可能である。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の導電性高分子を適用することも可能である。ただし、第１のＥＬ層１０３の一部として、陽極１０１と接する電荷発生層を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず様々な導電性物質を陽極１０１に適用することが可能である。なお、当該電荷発生層として、上述した第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７の間に設けられる電荷発生層１０６と同一構成を適用することが可能である。
【００５１】
陰極１０２としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下であることが好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを適用することが可能である。具体的には、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等）、並びにユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びこれらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することが可能である。また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含む合金は、スパッタリング法により形成することも可能である。
【００５２】
この他、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属の化合物（例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）など）の薄膜と、アルミニウム等の金属膜とを積層することによって、陰極１０２を形成することも可能である。但し、第２のＥＬ層１０７の一部として、陰極１０２と接する電荷発生層を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず様々な導電性物質を陰極１０２に適用することが可能である。なお、当該電荷発生層として、上述した第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７の間に設けられる電荷発生層１０６と同一構成を適用することが可能である。
【００５３】
なお、本実施の形態で示す発光素子においては、陽極１０１及び陰極１０２のうち、少なくとも一方が発光波長を透過すればよい。透光性は、ＩＴＯのような透明電極を用いる、又は電極の膜厚を薄くすることなどにより確保できる。
【００５４】
次に、上述した第１のＥＬ層及び第２のＥＬ層の具体例について述べる。
【００５５】
第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７は、少なくとも発光物質を有する発光層を含んで構成されていればよい。つまり、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７は、発光層と、発光層以外の層とが積層された構造であっても良い。なお、第１のＥＬ層１０３に含まれる発光層と、第２のＥＬ層１０７に含まれる発光層とは、それぞれ異なっていてもよい。また、第１のＥＬ層１０３および第２のＥＬ層１０７は、それぞれ独立に、発光層と、発光層以外の層とが積層された積層構造であっても良い。
【００５６】
発光層以外の層としては、正孔注入性物質を含む層（正孔注入層）、正孔輸送性物質を含む層（正孔輸送層）、電子輸送性物質を含む層（電子輸送層）、電子注入性物質を含む層（電子注入層）、バイポーラ性（電子輸送性及び正孔輸送性）物質を含む層等が挙げられる。これらは、適宜組み合わせて構成することができる。
【００５７】
以下に、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を含んで構成される場合の各層を構成する物質の具体例を示す。
【００５８】
正孔注入層は、正孔注入性物質を含む層である。当該正孔注入性物質としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガン等の正孔注入性物質が挙げられる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）及び銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、並びにＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（略称）等の高分子等を正孔注入性物質として用いることもできる。
【００５９】
正孔輸送層は、正孔輸送性物質を含む層である。当該正孔輸送性物質としては、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、及び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）等の芳香族アミン化合物、並びにＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、及びＣｚＰＡ（略称）のカルバゾール誘導体が挙げられる。また、ＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、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）を当該正孔輸送性物質として適用することも可能である。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、正孔輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。
【００６０】
発光層は、発光物質を含む層である。当該発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物及び燐光性化合物を適用することが可能である。
【００６１】
当該蛍光性化合物としては、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］−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５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
【００６２】
当該燐光性化合物としては、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（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（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（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））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００６３】
なお、発光層は、ホスト材料にこれらの発光物質を分散させた構造とすることが好ましい。ホスト材料としては、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＢＳＰＢ（略称）などの芳香族アミン化合物、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）などのカルバゾール誘導体、及びＰＶＫ（略称）、ＰＶＴＰＡ（略称）、ＰＴＰＤＭＡ（略称）、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ（略称）などの高分子化合物を含む正孔輸送性物質、並びにトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、及びポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを含む電子輸送性物質が挙げられる。
【００６４】
電子輸送層は、電子輸送性物質を含む層である。当該電子輸送性物質としては、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、及びＢＡｌｑ（略称）などのキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、並びにＺｎ（ＢＯＸ）２（略称）及びＺｎ（ＢＴＺ）２（略称）などのオキサゾール系又はチアゾール系配位子を有する金属錯体などが挙げられる。また、金属錯体以外にも、ＰＢＤ（略称）、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称））、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などを当該電子輸送性物質として適用することも可能である。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。
【００６５】
電子注入層は、電子注入性物質を含む層である。電子注入性物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性物質中にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を含有させたもの（例えば、Ａｌｑ（略称）中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等）を当該電子注入性物質として適用することも可能である。この様な構造とすることにより、陰極１０２からの電子注入効率をより高めることができる。
【００６６】
第１のＥＬ層１０３又は第２のＥＬ層１０７に電荷発生層を設ける場合、電荷発生層は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含む層とする。なお、電荷発生層は、同一膜中に正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含有する場合だけでなく、正孔輸送性物質を含む層と、アクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。ただし、積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が、陽極１０１又は陰極１０２と接する構造とする。
【００６７】
第１のＥＬ層１０３又は第２のＥＬ層１０７に電荷発生層を設けることにより、電極を形成する物質の仕事関数を考慮せずに陽極１０１又は陰極１０２を形成することが可能になる。なお、第１のＥＬ層１０３又は第２のＥＬ層１０７に設けられる電荷発生層は、上述の第１のＥＬ層１０３と第２のＥＬ層１０７の間に設けられる電荷発生層１０６と同様の構成及び物質を適用することが可能である。そのため、ここでは前述の説明を援用することとする。
【００６８】
なお、これらの層を適宜組み合わせて積層することにより、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７を形成することができる。また、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７の形成方法としては、用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を適宜選択することができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法、又はスピンコート法などを用いることができる。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。
【００６９】
以上のような物質を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することが可能である。当該発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られる。そのため、発光層に用いる発光物質の種類を変えることにより様々な発光色を得ることができる。また、発光物質として発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、ブロードなスペクトルの発光や白色発光を得ることもできる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、２層のＥＬ層が設けられた発光素子について記載しているが、ＥＬ層の層数は２層に限定されるものでは無く、２層以上、例えば３層であってもよい。発光素子にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を設ける場合、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と（ｍ＋１）番目のＥＬ層の間に、陽極側から順に電子注入バッファー層、電子リレー層、及び電荷発生層を積層することで、発光素子の駆動電圧を低減させることができる。
【００７１】
また、本実施の形態に示した発光素子は、各種基板上に作製することができる。基板としては、例えばガラス、プラスチック、金属板、金属箔などを適用することが可能である。また、発光素子の発光を基板側から取り出す場合は、透光性を有する基板を用いればよい。ただし、基板は、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【００７２】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子が有する電子注入バッファー層１０４が、ドナー性物質の単層によって構成される場合について、図２（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００７４】
本実施の形態で示す発光素子は、図２（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【００７５】
本実施の形態における、陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子リレー層１０５、電荷発生層１０６、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１の説明を援用することとする。
【００７６】
本実施の形態において、電子注入バッファー層１０４に用いる物質としては、リチウム（Ｌｉ）及びセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、及びストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、ユウロピウム（Ｅｕ）及びイッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属、アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、並びに希土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）等の電子注入性の高い物質が挙げられる。なお、これらの電子注入性の高い物質は、空気中で安定な物質であるため、生産性が良く、量産に適するため好ましい。
【００７７】
本実施の形態で示す発光素子は、電子注入バッファー層１０４として上記の金属またはその化合物の単層が設けられている。また、電子注入バッファー層１０４の膜厚は、駆動電圧の上昇を避ける為に非常に薄い膜厚（具体的には、１ｎｍ以下）で形成される。ただし、電子輸送層１０８を形成した後、電子輸送層１０８上に電子注入バッファー層１０４を形成する場合には、電子注入バッファー層１０４を形成する物質の一部は、第１のＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８にも存在しうる。また、膜厚が非常に薄い電子注入バッファー層１０４は、電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８の界面に存在すると換言することもできる。なお、本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３には電子注入バッファー層１０４と接するように電子輸送層１０８を形成するのが好ましい。
【００７８】
図２（Ｂ）に示す図は、図２（Ａ）の素子構造におけるバンド図を表す。図２（Ｂ）において、電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３（電子輸送層１０８）の界面に電子注入バッファー層１０４を設けることにより、電荷発生層１０６と第１のＥＬ層１０３（電子輸送層１０８）の間の注入障壁を緩和することができる。そのため、電荷発生層１０６で発生した電子を第１のＥＬ層１０３へと容易に注入することができる。
【００７９】
また、本実施の形態で示す電子注入バッファー層の構造とすることにより、実施の形態３で後述する電子注入バッファー層（電子輸送性物質にドナー性物質を添加して形成される層）に比べて発光素子の駆動電圧を低減させることができる。
【００８０】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【００８１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子が有する電子注入バッファー層１０４が、電子輸送性物質と、ドナー性物質とを含んで構成される場合について、図３（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００８２】
本実施の形態で示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【００８３】
また、電子注入バッファー層１０４は、電子輸送性物質とドナー性物質を含んでいる。なお、本実施の形態では、電子輸送性物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。これにより、膜質の良い電子注入バッファー層１０４が得られる。また、反応性の良い電子注入バッファー層１０４とすることができる。
【００８４】
本実施の形態における陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子リレー層１０５、電荷発生層１０６、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１の説明を援用することとする。
【００８５】
本実施の形態において、電子注入バッファー層１０４に含まれる電子輸送性物質としては、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、ＢＡｌｑ（略称）などキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、Ｚｎ（ＢＯＸ）２（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体、ＰＢＤ（略称）、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称）、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）などが挙げられる。なお、ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。
【００８６】
これ以外にも、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などの高分子化合物を電子注入バッファー層１０４に含まれる電子輸送性物質として適用することが可能である。
【００８７】
また、本実施の形態において、電子注入バッファー層１０４に含まれるドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）等が挙げられる。また、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を電子注入バッファー層１０４に含まれるドナー性物質として適用することも可能である。
【００８８】
なお、本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３には、電子注入バッファー層１０４と接するように電子輸送層１０８を形成してもよい。電子輸送層１０８を電子注入バッファー層１０４と接するように形成した場合、電子注入バッファー層１０４に用いる電子輸送性物質と、第１のＥＬ層１０３の一部である電子輸送層１０８に用いる電子輸送性物質とは、同じ物質であっても、異なる物質であっても良い。
【００８９】
本実施の形態で示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように第１のＥＬ層１０３と電子リレー層１０５の間に、電子輸送性物質と、ドナー性物質とを含む電子注入バッファー層１０４が設けられることが特徴である。
【００９０】
図３（Ｂ）に示す図は、図３（Ａ）の素子構造におけるバンド図を表す。電子注入バッファー層１０４が形成されることにより、電子リレー層１０５と第１のＥＬ層１０３（電子輸送層１０８）の間の注入障壁を緩和することができる。そのため、電荷発生層１０６で発生した電子を、第１のＥＬ層１０３へと容易に注入することができる。
【００９１】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【００９２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子が有する電荷発生層１０６の構成について、図４（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【００９３】
本実施の形態で示す発光素子は、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。図４（Ａ）、（Ｂ）において、陽極１０１、陰極１０２、第１のＥＬ層１０３、電子注入バッファー層１０４、電子リレー層１０５、及び第２のＥＬ層１０７には、実施の形態１乃至３で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１乃至３の説明を援用することとする。
【００９４】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子において、電荷発生層１０６は、正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含む層である。なお、電荷発生層１０６では、正孔輸送性物質からアクセプター性物質が電子を引き抜くことにより、正孔及び電子が発生する。
【００９５】
図４（Ａ）に示す電荷発生層１０６は、同一膜中に正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含有させた構造を有する。この場合、正孔輸送性物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することにより、電荷発生層１０６におけるキャリアの発生が容易となるため好ましい。
【００９６】
図４（Ａ）ではアクセプター性物質が、正孔輸送性物質にドーピングされた構成であるため、電荷発生層１０６を厚膜化した場合でも駆動電圧の上昇を抑制することができる。よって、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制し、且つ光学調整による色純度の向上を実現することができる。また、電荷発生層１０６を厚膜化することで、発光素子の短絡を防止することができる。
【００９７】
一方、図４（Ｂ）に示す電荷発生層１０６は、第２のＥＬ層１０７と接する正孔輸送性物質を含む層１０６ａと、電子リレー層１０５と接するアクセプター性物質を含む層１０６ｂとが積層された構造を有する。図４（Ｂ）に示す発光素子の電荷発生層１０６において、正孔輸送性物質とアクセプター性物質の間で電子の授受が起こることによって形成される電子移動錯体は、正孔輸送性物質を含む層１０６ａと、アクセプター性物質を含む層１０６ｂとの界面にのみ形成される。したがって、図４（Ｂ）に示す発光素子は、電荷発生層１０６の膜厚を厚くした場合にも、可視光の吸収帯が形成されにくいため、好ましい。
【００９８】
なお、電荷発生層１０６に含まれる正孔輸送性物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。
【００９９】
上記芳香族アミン化合物の具体例としては、ＮＰＢ（略称）、ＴＰＤ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＤＡＴＡ（略称）、ＭＴＤＡＴＡ（略称）、ＤＴＤＰＰＡ（略称）、ＤＰＡＢ（略称）、ＤＮＴＰＤ（略称）、ＤＰＡ３Ｂ（略称）等が挙げられる。
【０１００】
上記カルバゾール誘導体の具体例としては、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、ＰＣｚＰＣＡ２（略称）、ＰＣｚＰＣＮ１（略称）等が挙げられる。その他、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）、ＣｚＰＡ（略称）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等が挙げられる。
【０１０１】
上記芳香族炭化水素の具体例としては、ｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）、ＤＰＰＡ（略称）、ｔ−ＢｕＤＢＡ（略称）、ＤＮＡ（略称）、ＤＰＡｎｔｈ（略称）、ｔ−ＢｕＡｎｔｈ（略称）、ＤＭＮＡ（略称）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、当該芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、ＤＰＶＢｉ（略称）、ＤＰＶＰＡ（略称）等が挙げられる。
【０１０２】
また、ＰＶＫ（略称）やＰＶＴＰＡ（略称）等の高分子化合物を当該正孔輸送性物質として適用することも可能である。
【０１０３】
さらに、当該正孔輸送性物質としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを適用することも可能である。
【０１０４】
なお、上記芳香族炭化水素が蒸着法によって成膜される場合には、蒸着時の蒸着性や、成膜後の膜質の観点から、縮合環を形成している炭素数が１４〜４２であることがより好ましい。
【０１０５】
電荷発生層１０６に含まれるアクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、当該アクセプター性物質として、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。さらに、当該アクセプター性物質が酸化モリブデンであることがより好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。
【０１０６】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１に示した発光素子の一例について示す。具体的には、実施の形態１で示した発光素子の一例について、図５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
【０１０８】
本実施の形態で示す発光素子は、図５（Ａ）に示すように一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に発光領域を含む第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７が挟まれている。加えて、当該発光素子は、陽極１０１側から、第１のＥＬ層１０３と接する電子注入バッファー層１０４、電子注入バッファー層１０４と接する電子リレー層１０５、並びに電子リレー層１０５及び第２のＥＬ層１０７と接する電荷発生層１０６を有する。
【０１０９】
本実施の形態における陽極１０１、陰極１０２、電子注入バッファー層１０４、電子リレー層１０５、及び電荷発生層１０６には、実施の形態１乃至４で説明した構成及び物質を用いることができる。そのため、ここでは実施の形態１乃至４の説明を援用することとする。
【０１１０】
本実施の形態において、第１のＥＬ層１０３は、青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第１の発光層１０３ａと、黄色〜橙色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第２の発光層１０３ｂとを有する。また、第２のＥＬ層１０７は、青緑色〜緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第３の発光層１０７ａと、橙色〜赤色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す第４の発光層１０７ｂとを有する。なお、第１の発光層１０３ａと第２の発光層１０３ｂは逆の積層順であっても良い。また、第３の発光層１０７ａと第４の発光層１０７ｂは逆の積層順であっても良い。
【０１１１】
このような発光素子に対し、陽極１０１側をプラスに、陰極１０２側をマイナスとしたバイアスを印加すると、陽極１０１から注入された正孔と、電荷発生層１０６で発生し、電子リレー層１０５及び電子注入バッファー層１０４を介して注入された電子とが第１の発光層１０３ａ又は第２の発光層１０３ｂにおいて再結合する。これにより、第１の発光３３０が得られる。さらに、陰極１０２から注入された電子と、電荷発生層１０６で発生し、注入された正孔とが第３の発光層１０７ａ又は第４の発光層１０７ｂにおいて再結合する。これにより、第２の発光３４０が得られる。
【０１１２】
図５（Ｂ）は、第１の発光３３０及び第２の発光３４０の発光スペクトルを模式的に示したものである。第１の発光３３０は、第１の発光層１０３ａ及び第２の発光層１０３ｂの両方からの発光を合わせたものである。そのため、青色〜青緑色の波長領域及び黄色〜橙色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第１のＥＬ層１０３は、２波長型の白色又は白色に近い色の発光を呈するものである。また、第２の発光３４０は、第３の発光層１０７ａ及び第４の発光層１０７ｂの両方からの発光を合わせたものである。そのため、青緑色〜緑色の波長領域及び橙色〜赤色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す。すなわち、第２のＥＬ層１０７は、第１のＥＬ層１０３とは異なる２波長型の白色又は白色に近い色の発光を呈するものである。
【０１１３】
したがって、本実施の形態における発光素子は、第１の発光３３０及び第２の発光３４０が重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域をカバーする発光が得られる。
【０１１４】
例えば、第１の発光層１０３ａ（青色〜青緑色の波長領域にピークを有する発光スペクトルを示す）の発光輝度が、経時劣化あるいは電流密度により変化したとしても、発光スペクトル全体に対する第１の発光層１０３ａの寄与は１／４程度であるため、色度のずれは比較的小さくて済む。
【０１１５】
なお、上述の説明では、第１のＥＬ層１０３が、青色〜青緑色の波長領域及び黄色〜橙色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示し、第２のＥＬ層１０７は青緑色〜緑色の波長領域及び橙色〜赤色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す場合を例に説明したが、それぞれ逆の関係であっても良い。すなわち、第２のＥＬ層１０７が青色〜青緑色の波長領域及び黄色〜橙色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示し、第１のＥＬ層１０３が青緑色〜緑色の波長領域及び橙色〜赤色の波長領域の双方にピークを有する発光スペクトルを示す構成であっても良い。また、第１のＥＬ層１０３及び第２のＥＬ層１０７はそれぞれ、発光層以外の層が形成された積層構造であっても良い。
【０１１６】
次に、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層に発光性の有機化合物として用いることのできる物質を説明する。ただし、本実施の形態で示す発光素子に適用できる物質は、これらに限定されるものではない。
【０１１７】
青色〜青緑色の発光は、例えば、ペリレン、ＴＢＰ（略称）、９，１０−ジフェニルアントラセンなどをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、ＤＰＶＢｉ（略称）などのスチリルアリーレン誘導体、又はＤＮＡ（略称）及びｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）などのアントラセン誘導体などから得ることができる。また、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）等のポリマーを用いても良い。また、青色発光のゲスト材料としては、ＹＧＡ２Ｓ（略称）及びＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）などのスチリルアミン誘導体が挙げられる。特に、ＹＧＡ２Ｓ（略称）は、４５０ｎｍ付近にピークを有しており、好ましい。また、ホスト材料としては、アントラセン誘導体が好ましく、ｔ−ＢｕＤＮＡ（略称）及びＣｚＰＡ（略称）が好適である。特に、ＣｚＰＡ（略称）は、電気化学的に安定であるため好ましい。
【０１１８】
青緑色〜緑色の発光は、例えば、クマリン３０、クマリン６などのクマリン系色素、ＦＩｒｐｉｃ（略称）、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）（略称）などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。また、ＢＡｌｑ（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）クロロガリウム（Ｇａ（ｍｑ）２Ｃｌ）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。また、上述のペリレンやＴＢＰ（略称）を５ｗｔ％以上の高濃度で適当なホスト材料に分散させることによっても得られる。また、青緑色〜緑色の発光層のゲスト材料としては、アントラセン誘導体が効率の高い発光が得られるため好ましい。例えば、ＤＰＡＢＰＡ（略称）を用いることにより、高効率な青緑色発光が得られる。また、２位にアミノ基が置換されたアントラセン誘導体は高効率な緑色発光が得られるため好ましく、２ＰＣＡＰＡ（略称）が特に長寿命であり好適である。これらのホスト材料としてはアントラセン誘導体が好ましく、先に述べたＣｚＰＡ（略称）が電気化学的に安定であるため好ましい。また、緑色発光と青色発光を組み合わせ、青色から緑色の波長領域に２つのピークを持つ発光素子を作製する場合、青色発光層のホストにＣｚＰＡ（略称）のような電子輸送性のアントラセン誘導体を用い、緑色発光層のホストにＮＰＢ（略称）のようなホール輸送性の芳香族アミン化合物を用いると、青色発光層と緑色発光層との界面で発光が得られるため好ましい。すなわちこの場合、２ＰＣＡＰＡ（略称）のような緑色発光材料のホストとしては、ＮＰＢ（略称）のような芳香族アミン化合物が好ましい。
【０１１９】
黄色〜橙色の発光は、例えば、ルブレン、ＤＣＭ１（略称）、ＤＣＭ２（略称）、ビス［２−（２−チエニル）ピリジナト］アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルキノリナト）アセチルアセトナトイリジウム（Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。特に、ゲスト材料としてルブレンのようなテトラセン誘導体が、高効率かつ化学的に安定であるため好ましい。この場合のホスト材料としては、ＮＰＢ（略称）のような芳香族アミン化合物が好ましい。他のホスト材料としては、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ２）やビス［２−シンナモイル−８−キノリノラト］亜鉛（略称：Ｚｎｓｑ２）などの金属錯体を用いることができる。また、ポリ（２，５−ジアルコキシ−１，４−フェニレンビニレン）等のポリマーを用いても良い。
【０１２０】
橙色〜赤色の発光は、例えば、ＢｉｓＤＣＭ（略称）、４−（ジシアノメチレン）−２，６−ビス［２−（ジュロリジン−９−イル）エチニル］−４Ｈ−ピラン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）、Ｉｒ（ｔｈｐ）２（ａｃａｃ）（略称）などをゲスト材料として用い、適当なホスト材料に分散させることによって得られる。Ｚｎｑ２（略称）やＺｎｓｑ２（略称）などの金属錯体からも得ることができる。また、ポリ（３−アルキルチオフェン）等のポリマーを用いても良い。赤色発光を示すゲスト材料としては、ＢｉｓＤＣＭ（略称）、ＤＣＭ２（略称）、ＤＣＪＴＩ（略称）、ＢｉｓＤＣＪＴＭ（略称）のような４Ｈ−ピラン誘導体が高効率であり、好ましい。特に、ＤＣＪＴＩ（略称）、ＢｉｓＤＣＪＴＭ（略称）は、６２０ｎｍ付近に発光ピークを有するため好ましい。
【０１２１】
なお、上記の構成において、適当なホスト材料としては、発光性の有機化合物よりも発光色が短波長のものであるか、またはエネルギーギャップの大きいものであればよい。具体的には、実施の形態１で示した例に代表される正孔輸送材料や電子輸送材料から適宜選択することができる。また、ＣＢＰ（略称）、ＴＣＴＡ（略称）、ＴＣＰＢ（略称）などを使用しても良い。
【０１２２】
本実施の形態で示した発光素子は、第１のＥＬ層の発光スペクトル及び第２のＥＬ層の発光スペクトルが重ね合わさる結果、青色〜青緑色の波長領域、青緑色〜緑色の波長領域、黄色〜橙色の波長領域、橙色〜赤色の波長領域を幅広くカバーする白色発光が得られる。
【０１２３】
なお、各積層の膜厚を調節し、意図的に光を僅かに干渉させることで、突出した鋭いピークの発生を抑え、台形の発光スペクトルとなるようにして、連続的なスペクトルを有する自然光に近づけてもよい。また、各積層の膜厚を調節し、意図的に光を僅かに干渉させることで、発光スペクトルのピークの位置も変化させることもできる。発光スペクトルに現れる複数のピーク強度をほぼ同じになるように各積層の膜厚を調節し、さらに、互いのピークの間隔を狭くすることによってより台形に近い発光スペクトルを有する白色発光を得ることができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態においては、複数層の発光層のそれぞれにおいて、互いに補色となる発光色を重ね合わせることによって白色発光が得られるＥＬ層を示した。以下において、補色の関係によって白色発光を呈するＥＬ層の具体的な構成を説明する。
【０１２５】
本実施の形態で示す発光素子に設けられたＥＬ層は、例えば、正孔輸送性物質及び第１の発光物質を含む第１の層と、正孔輸送性物質及び第２の発光物質を含む第２の層と、電子輸送性物質及び第２の発光物質を含む第３の層と、が陽極１０１から順に積層された構成とすることができる。
【０１２６】
本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層において、白色発光を得るためには、第１の発光物質と第２の発光物質の両方が発光する必要がある。したがって、ＥＬ層内でのキャリアの輸送性を調節するためには、正孔輸送性物質及び電子輸送性物質は、いずれもホスト材料とすることが好ましい。なお、ＥＬ層に用いることのできる正孔輸送性物質又は電子輸送性物質としては、実施の形態１で例示した物質を適宜用いることができる。
【０１２７】
また、第１の発光物質及び第２の発光物質は、それぞれの発光色が補色の関係となる物質を選択して用いることができる。補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。なお、第２の発光物質の発光波長を第１の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第２の発光物質の励起エネルギーの一部を第１の発光物質にエネルギー移動させ、第１の発光物質を発光させることができる。したがって、本実施の形態の発光素子においては、第２の発光物質の発光ピーク波長が、第１の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。
【０１２８】
本実施の形態で示す発光素子の構成は、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られ、且つ第１の発光物質と第２の発光物質の発光色が互いに補色の関係であるため白色発光が得られる。また、本実施の形態で示す発光素子の構成とすることで、長寿命な発光素子とすることができる。
【０１２９】
なお、本実施の形態に示す内容は、他の実施の形態に示した内容と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３０】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至５で示した発光素子を含む発光装置の一態様について、図６を用いて説明する。図６は、当該発光装置の断面図である。
【０１３１】
図６において、本実施の形態の発光装置は、基板１０と、基板１０上に設けられた発光素子１２及びトランジスタ１１とを有する。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４の間に有機化合物を含む層１５を有する。有機化合物を含む層１５は、ｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と（ｍ＋１）番目のＥＬ層の間には、ｍ番目のＥＬ層と接する電子注入バッファー層と、電子注入バッファー層と接する電子リレー層と、電子リレー層及び（ｍ＋１）番目のＥＬ層と接する電荷発生層とを有する。また、それぞれのＥＬ層は、少なくとも発光層が設けられており、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、又は電子注入層を適宜設ける構成とする。すなわち、発光素子１２は、実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子である。トランジスタ１１のドレイン領域と第１の電極１３は、第１層間絶縁膜１６ａ、１６ｂ、１６ｃを貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。
【０１３２】
なお、図６に示したトランジスタ１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１１の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。また、ボトムゲート型の場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、又はチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。
【０１３３】
また、トランジスタ１１を構成する半導体層の材料としては、シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）等の元素周期表における第１４族元素、ガリウムヒ素及びインジウムリン等の化合物、並びに酸化亜鉛及び酸化スズ等の酸化物など半導体特性を示す物質であればどのような材料を用いてもよい。加えて、当該半導体層は、結晶質構造、非晶質構造のどちらの構造であってもよい。
【０１３４】
さらに、半導体特性を示す酸化物（酸化物半導体）としては、インジウム、ガリウム、アルミニウム、亜鉛及びスズから選んだ元素の複合酸化物を用いることができる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、並びに酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）をその例に挙げることができる。また、結晶質構造の半導体層の具体例としては、単結晶半導体、多結晶半導体、若しくは微結晶半導体が挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
【０１３５】
なお、本明細書において微結晶半導体とは、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体層が得られる。
【０１３６】
なお、半導体層が非晶質構造の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１及びその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。当該発光装置の作製工程が簡略化されるためである。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ）などはＮ型の半導体である。そのため、これらの酸化物を半導体層に適用したトランジスタはＮチャネル型となる。なお、当該発光装置は、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。
【０１３７】
さらに、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃは、図６（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、単層でもよい。なお、第１層間絶縁膜１６ａは酸化シリコンや窒化シリコンのような無機物から成り、第１層間絶縁膜１６ｂは、アクリル、シロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基）、塗布成膜可能な酸化シリコン等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、第１層間絶縁膜１６ｃは、アルゴン（Ａｒ）を含む窒化シリコン膜である。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃは、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、無機膜と有機膜のどちらか一方を用いて形成されたものでもよい。
【０１３８】
隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また、隔壁層１８は、アクリル、シロキサン、酸化シリコン等を用いて形成することが可能である。なお、隔壁層１８は、無機膜と有機膜のどちらか一方で形成されたものでもよいし、両方を用いて形成されたものでもよい。
【０１３９】
なお、図６（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃのみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図６（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃの他、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂが設けられた構成であってもよい。図６（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂを貫通し、配線１７と電気的に接続している。
【０１４０】
第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂは、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃと同様に、多層でもよいし、単層でもよい。第２層間絶縁膜１９ａは、アクリル、シロキサン、塗布成膜可能な酸化シリコン等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、第２層間絶縁膜１９ｂは、アルゴン（Ａｒ）を含む窒化シリコン膜である。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９ａ、１９ｂは、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のどちらか一方を用いて形成されたものでもよい。
【０１４１】
発光素子１２において、第１の電極１３及び第２の電極１４がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図６（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図６（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３が反射率の高い材料で構成される、又は反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図６（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４が反射率の高い材料で構成される、又は反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。
【０１４２】
また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように有機化合物を含む層１５が積層されたものであってもよいし、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように有機化合物を含む層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、第１の電極１３が陽極であり、第２の電極１４が陰極であり、且つトランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタである。後者の場合、第１の電極１３が陰極であり、第２の電極１４が陽極であり、且つトランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタである。
【０１４３】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を発光素子と同一基板上に設けずに発光素子を駆動させるパッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図７（Ａ）には実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の破線Ｘ−Ｙにおける断面図である。
【０１４４】
図７において、基板９５１上の電極９５２と電極９５６の間には発光素子９５５が設けられている。発光素子９５５は、実施の形態１乃至５で示した発光素子である。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有するのが好ましい。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置に実施の形態１乃至５で示した発光素子を適用することによって、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１４５】
本実施の形態で示した発光装置は、実施の形態１乃至５で一例を示した発光素子を用いているため、高輝度発光且つ低電圧駆動が可能な発光装置である。また、当該発光装置は、消費電力が低い発光装置である。
【０１４６】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６で一例を示した発光装置を含む電子機器について説明する。
【０１４７】
本実施の形態の電子機器として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示部を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図８に示す。
【０１４８】
図８（Ａ）は、携帯情報端末機器８００の一例を示している。携帯情報端末機器８００は、コンピュータを内蔵しており、様々なデータ処理を行うことが可能である。このような携帯情報端末機器８００としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）が挙げられる。
【０１４９】
携帯情報端末機器８００は、筐体８０１及び筐体８０３の２つの筐体で構成されている。筐体８０１と筐体８０３は、連結部８０７で折りたたみ可能に連結されている。筐体８０１には表示部８０２が組み込まれており、筐体８０３はキーボード８０５を備えている。もちろん、携帯情報端末機器８００の構成は上述のものに限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。表示部８０２は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８０２も同様の特徴を有するため、この携帯情報端末機器は低消費電力化が図られている。
【０１５０】
図８（Ｂ）は、本実施の形態に係るデジタルビデオカメラ８１０の一例を示している。デジタルビデオカメラ８１０は、筐体８１１に表示部８１２が組み込まれ、その他に各種操作部が設けられている。なお、デジタルビデオカメラ８１０の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１５１】
デジタルビデオカメラ８１０において、表示部８１２は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、駆動電圧が低く、高輝度で消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８１２も同様の特徴を有するため、このデジタルビデオカメラ８１０は低消費電力化が図られている。
【０１５２】
図８（Ｃ）は、本実施の形態に係る携帯電話機８２０の一例を示している。携帯電話機８２０は、筐体８２１および筐体８２２の２つの筐体で構成されており、連結部８２３により折りたたみ可能に連結されている。筐体８２２には表示部８２４が組み込まれており、筐体８２１には操作キー８２５が設けられている。なお、携帯電話機８２０の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１５３】
携帯電話機８２０において、表示部８２４は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８２４も同様の特徴を有するため、この携帯電話は低消費電力化が図られている。また、携帯電話機などに設けられたディスプレイのバックライトとして、上記実施の形態で示した発光素子を用いても構わない。
【０１５４】
図８（Ｄ）は、携帯可能なコンピュータ８３０の一例を示している。コンピュータ８３０は、開閉可能に連結された筐体８３１と筐体８３４を備えている。筐体８３１には表示部８３２が組み込まれ、筐体８３４はキーボード８３３などを備えている。なお、コンピュータ８３０の構成は特に限定されず、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。
【０１５５】
コンピュータ８３０において、表示部８３２は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部８３２も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費電力化が図られている。
【０１５６】
図８（Ｅ）は、テレビジョン８４０の一例を示している。テレビジョン８４０は、筐体８４１に表示部８４２が組み込まれている。表示部８４２により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド８４３により筐体８４１を支持した構成を示している。
【０１５７】
テレビジョン８４０の操作は、筐体８４１が備える操作スイッチ（図示しない）や、別体のリモコン操作機８５０により行うことができる。リモコン操作機８５０が備える操作キー８５１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８４２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８５０に、該リモコン操作機８５０から出力する情報を表示する表示部８５２を設ける構成としてもよい。
【０１５８】
なお、テレビジョン８４０は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１５９】
テレビジョン８４０において、表示部８４２、表示部８５２の少なくとも一方は、実施の形態１乃至５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部も同様の特徴を有する。
【０１６０】
以上の様に、発光装置の適用範囲は極めて広く、当該発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子を有する発光装置を用いることにより、高輝度の発光を呈し、低消費電力な表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１６１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態６で一例を示した発光装置を含む照明装置について説明する。
【０１６２】
図９は、室内の照明装置を示す図である。図９に示す卓上照明装置９００は、照明部９０１を有する。照明部９０１には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部９０１も同様の特徴を有するため、この卓上照明装置９００は低消費電力化が図られている。また、当該発光素子は、大面積化が可能であるため、天井用照明装置９１０の照明部９１１として適用することも可能である。さらに、当該発光素子は、フレキシブル化が可能であるため、ロール型照明装置９２０の照明部９２１に適用することも可能である。
【０１６３】
図１０（Ａ）は、信号機を示す図である。信号機１０００は、青の照明部１００１、黄色の照明部１００２、赤の照明部１００３を有する。信号機１０００は、青、黄、赤に対応する各照明部の少なくとも一つに実施の形態１乃至５に示した発光素子を有する。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される青、黄、赤に対応する各照明部も同様の特徴を有するため、この信号機は低消費電力化が図られている。
【０１６４】
図１０（Ｂ）は、避難口誘導灯を示す図である。避難口誘導灯１０１０は、照明部と、蛍光部が設けられた蛍光板とを組み合わせて構成することができる。また、特定の色を発光する照明部と、図面のような形状の透過部が設けられた遮光板とを組み合わせて構成することもできる。避難口誘導灯１０１０の照明部には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部も同様の特徴を有するため、この非常口誘導灯は低消費電力化が図られている。
【０１６５】
図１０（Ｃ）は、街灯を示す図である。街灯は、支持体１０２１と、照明部１０２２とを有する。照明部１０２２には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部も同様の特徴を有するため、この街灯は低消費電力化が図られている。
【０１６６】
なお、図１０（Ｃ）に示すように、電柱１０２３の送電線１０２４を介して街灯に電源電圧を供給することができる。ただし、電源電圧の供給方法は、これに限定されない。例えば、光電変換装置を支持体１０２１に設け、光電変換装置により得られた電圧を電源電圧として利用することもできる。
【０１６７】
また、照明装置を携帯用照明に適用した例について図１０（Ｄ）及び図１０（Ｅ）に示す。図１０（Ｄ）は、装着型ライトの構成を示す図であり、図１０（Ｅ）は手持ち型ライトの構成を示す図である。
【０１６８】
図１０（Ｄ）は、装着用ライトを示す図である。装着用ライトは、装着部１０３１と、照明部１０３２とを有する。また、照明部１０３２は装着部１０３１に固定されている。照明部１０３２には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部も同様の特徴を有するため、この装着用ライトは低消費電力化が図られている。
【０１６９】
なお、図１０（Ｄ）に示す装着型ライトの構成に限定されず、例えば装着部１０３１をリング状にした平紐やゴム紐のベルトにし、該ベルトに照明部１０３２を固定し、該ベルトを頭部に直接巻きつける構成とすることもできる。
【０１７０】
図１０（Ｅ）は、手持ち型ライトを示す図である。手持ち型ライトは、筐体１０４１と、照明部１０４２と、スイッチ１０４３とを有する。照明部１０４２には、実施の形態１乃至５に示した発光素子が適用されている。当該発光素子は、高輝度で駆動電圧が低く、消費電力が小さいという特徴を有している。その発光素子で構成される照明部１０４２も同様の特徴を有するため、この手持ち型ライトは低消費電力化が図られている。
【０１７１】
なお、スイッチ１０４３は、照明部１０４２の発光または非発光を制御する機能を有する。また、スイッチ１０４３に発光時の照明部１０４２の輝度を調節する機能を付与することもできる。
【０１７２】
以上の様に、発光装置の適用範囲は極めて広く、当該発光装置をあらゆる分野の照明装置に適用することが可能である。また、実施の形態１乃至実施の形態５で示した発光素子を有する照明装置を用いることにより、高輝度の発光を呈し、低消費電力な表示部を有する照明装置を提供することが可能となる。
【実施例１】
【０１７３】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１１を用いて説明する。本実施例並びに実施例２及び３で用いた物質の化学式を以下に示す。
【０１７４】
【化１】
【０１７５】
以下に、本実施例の発光素子１乃至４及び比較発光素子５の作製方法を示す。
【０１７６】
まず、発光素子１について説明する（図１１（Ａ）参照）。基板２１００上に、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１７７】
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０１が形成された基板２１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０１上に、正孔輸送性物質であるＮＰＢ（略称）と、アクセプター性物質である酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む、第１の電荷発生層２１０３ａを形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢ（略称）と酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１７８】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の電荷発生層２１０３ａ上にＮＰＢ（略称）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０３ｂを形成した。
【０１７９】
さらに、ＣｚＰＡ（略称）と、２ＰＣＡＰＡ（略称）とを共蒸着することにより、正孔輸送層２１０３ｂ上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０３ｃを形成した。ここで、ＣｚＰＡ（略称）と２ＰＣＡＰＡ（略称）の質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。なお、ＣｚＰＡ（略称）は電子輸送性物質であり、ゲスト材料である２ＰＣＡＰＡ（略称）は緑色の発光を示す物質である。
【０１８０】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０３ｃ上にＡｌｑ（略称）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１０３ｄを形成した。これによって、第１の電荷発生層２１０３ａ、正孔輸送層２１０３ｂ、発光層２１０３ｃ、及び電子輸送層２１０３ｄを含む第１のＥＬ層２１０３を形成した。
【０１８１】
次いで、ＢＰｈｅｎ（略称）と、リチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）とリチウム（Ｌｉ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように調整した。
【０１８２】
次いで、ＰＴＣＢＩ（略称）と、リチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＴＣＢＩ（略称）とリチウム（Ｌｉ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＴＣＢＩ：Ｌｉ）となるように調整した。なお、ＰＴＣＢＩ（略称）のＬＵＭＯ準位はサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から−４．０ｅＶ程度である。
【０１８３】
次に、電子リレー層２１０５上に、正孔輸送性物質であるＮＰＢ（略称）と、アクセプター性物質である酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第２の電荷発生層２１０６を形成した。その膜厚は６０ｎｍとし、ＮＰＢ（略称）と酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０１８４】
次いで、第２の電荷発生層２１０６上に、第２のＥＬ層２１０７を作製した。その作製方法は、まず、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の電荷発生層２１０６上にＮＰＢ（略称）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０７ａを形成した。
【０１８５】
その後、ＣｚＰＡ（略称）と、２ＰＣＡＰＡ（略称）とを共蒸着することにより、正孔輸送層２１０７ａ上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０７ｂを形成した。ここで、ＣｚＰＡ（略称）と２ＰＣＡＰＡ（略称）の質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。つまり、第２のＥＬ層２１０７に含まれる発光層２１０７ｂは、第１のＥＬ層２１０３に含まれる発光層２１０３ｃと同一構成である。
【０１８６】
次いで、発光層２１０７ｂ上に、Ａｌｑ（略称）を膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎ（略称）を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、電子輸送層２１０７ｃを形成した。電子輸送層２１０７ｃ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより電子注入層２１０７ｄを形成した。これによって、正孔輸送層２１０７ａ、発光層２１０７ｂ、電子輸送層２１０７ｃ、電子注入層２１０７ｄを含む第２のＥＬ層２１０７を形成した。
【０１８７】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０７ｄ上にアルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０２を形成することで、発光素子１を作製した。
【０１８８】
次に、発光素子２について説明する。発光素子２は、電子リレー層２１０５以外は、発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子リレー層２１０５以外の発光素子２の構成及び作製方法については、前述の説明を援用することとする。発光素子２が有する電子リレー層２１０５は、電子輸送性物質であるＰＰＤＮ（略称）と、ドナー性物質であるリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＰＤＮ（略称）とリチウム（Ｌｉ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＰＤＮ：Ｌｉ）となるように調整した。なお、ＰＰＤＮ（略称）のＬＵＭＯ準位はサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から−３．８３ｅＶ程度である。
【０１８９】
次に、発光素子３について説明する。発光素子３は、電子リレー層２１０５以外は、発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子リレー層２１０５以外の発光素子３の構成及び作製方法については、前述の説明を援用することとする。発光素子３が有する電子リレー層２１０５は、電子輸送性物質であるＰＴＣＢＩ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＴＣＢＩ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＴＣＢＩ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０１９０】
次に、発光素子４について説明する。発光素子４は、電子リレー層２１０５以外は、発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子リレー層２１０５以外の発光素子４の構成及び作製方法については、前述の説明を援用することとする。発光素子４が有する電子リレー層２１０５は、電子輸送性物質であるＰＰＤＮ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４上に、３ｎｍの膜厚の電子リレー層２１０５を形成した。ここで、ＰＰＤＮ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＰＰＤＮ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０１９１】
次に、比較発光素子５について説明する（図１１（Ｂ）参照）。比較発光素子５は、発光素子１乃至４から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素子１乃至４と同様の作製方法にて形成した。つまり、比較発光素子５においては、電子注入バッファー層２１０４を形成した後、電子注入バッファー層２１０４上に、第２の電荷発生層２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子５を得た。
【０１９２】
以下の表１に発光素子１乃至４及び比較発光素子５の素子構造を示す。
【０１９３】
【表１】
【０１９４】
以上により得られた発光素子１乃至４及び比較発光素子５を窒素雰囲気のグローブボックス内において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１９５】
発光素子１乃至４及び比較発光素子５の電圧―輝度特性を図１２に示す。図１２において、横軸は印加した電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、発光素子１乃至４及び比較発光素子５の電圧−電流密度特性を図１３に示す。図１３において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表す。また、各発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近である時の電圧を以下の表２に示す。
【０１９６】
【表２】
【０１９７】
図１２より、電子リレー層が設けられた発光素子１乃至４は、比較発光素子５に比べて、高い輝度が得られることがわかる。また、図１３より、電子リレー層が設けられた発光素子１乃至４は、比較発光素子５に比べて、高い電流密度を有することが分かる。
【０１９８】
以上により、本実施例の発光素子１乃至４が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、表２より、発光素子１乃至４は、比較発光素子５と比べて、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認できた。
【実施例２】
【０１９９】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１１を用いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、実施例１で述べた発光素子と共通する部分については、前述の説明を援用することとする。
【０２００】
以下に、本実施例の発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の作製方法を示す。
【０２０１】
まず、発光素子６について説明する（図１１（Ａ）参照）。本実施例の発光素子６は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子６の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子６においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０２】
次いで、発光素子７について説明する。本実施例の発光素子７は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子２と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子７の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子７においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０３】
次いで、発光素子８について説明する。本実施例の発光素子８は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子３と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子８の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子８においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０４】
次いで、発光素子９について説明する。本実施例の発光素子９は、電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子４と同様に作製した。そのため、ここでは電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子９の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子９においては、電子輸送性物質であるＢＰｈｅｎ（略称）と、ドナー性物質である酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）とを共蒸着することにより、電子輸送層２１０３ｄ上に２０ｎｍの膜厚の電子注入バッファー層２１０４を形成した。ここで、ＢＰｈｅｎ（略称）と酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の質量比は、１：０．０２（＝ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ２Ｏ）となるように調整した。
【０２０５】
次に、比較発光素子１０について説明する（図１１（Ｂ）参照）。比較発光素子１０は、発光素子６乃至９から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素子６乃至９と同様の作製方法にて形成した。つまり、比較発光素子１０においては、電子注入バッファー層２１０４を形成した後、電子注入バッファー層２１０４上に、第２の電荷発生層２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子１０を得た。
【０２０６】
以下の表３に発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の素子構造を示す。
【０２０７】
【表３】
【０２０８】
以上により得られた発光素子６乃至９及び比較発光素子１０を窒素雰囲気のグローブボックス内において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２０９】
発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の電圧―輝度特性を図１４に示す。図１４において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、発光素子６乃至９及び比較発光素子１０の電圧−電流密度特性を図１５に示す。図１５において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表す。また、各発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近である時の電圧を以下の表４に示す。
【０２１０】
【表４】
【０２１１】
図１４より、電子リレー層が設けられた発光素子６乃至９は、比較発光素子１０に比べて、高い輝度が得られることがわかる。また、図１５より、電子リレー層が設けられた発光素子６乃至９は、比較発光素子１０に比べて、高い電流密度を有することが分かる。
【０２１２】
以上により、本実施例の発光素子６乃至９が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、発光素子６乃至９は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認できた。
【実施例３】
【０２１３】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図１１を用いて説明する。なお、本実施例で示す発光素子及び比較発光素子において、実施例１で述べた発光素子と共通する部分については、前述の説明を援用することとする。
【０２１４】
以下に、本実施例の発光素子１１及び比較発光素子１２の作製方法を示す。
【０２１５】
まず、発光素子１１について説明する（図１１（Ａ）参照）。本実施例の発光素子１１は、第１のＥＬ層２１０３の電子輸送層２１０３ｄ及び電子注入バッファー層２１０４以外は、実施例１で示した発光素子１と同様に作製した。そのため、ここでは電子輸送層２１０３ｄ及び電子注入バッファー層２１０４以外の発光素子１１の構成及び作製方法については、実施例１の説明を援用することとする。本実施例の発光素子１１においては、発光層２１０３ｃ上に、Ａｌｑ（略称）を膜厚１０ｎｍ、次いでＢＰｈｅｎ（略称）を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、電子輸送層２１０３ｄを形成した。さらに、電子輸送層２１０３ｄ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍ蒸着することにより、電子注入バッファー層２１０４を形成した。以上により、本実施例の発光素子１１を得た。
【０２１６】
次に、比較発光素子１２について説明する（図１１（Ｂ）参照）。本実施例の比較発光素子１２は、発光素子１１から電子リレー層２１０５を削除した構造であり、その他の層については、発光素子１１と同様の作製方法にて形成した。比較発光素子１２においては、電子注入バッファー層２１０４を形成した後、電子注入バッファー層２１０４上に、第２の電荷発生層２１０６を形成した。以上により、本実施例の比較発光素子１２を得た。
【０２１７】
以下の表５に発光素子１１及び比較発光素子１２の素子構造を示す。
【０２１８】
【表５】
【０２１９】
以上により得られた発光素子１１及び比較発光素子１２を窒素雰囲気のグローブボックス内において、各発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は、室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２２０】
発光素子１１及び比較発光素子１２の電圧―輝度特性を図１６に示す。図１６において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、発光素子１１及び比較発光素子１２の電圧−電流密度特性を図１７に示す。図１７において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表す。また、各発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近である時の電圧を以下の表６に示す。
【０２２１】
【表６】
【０２２２】
図１６より、電子リレー層が設けられた発光素子１１は、比較発光素子１２に比べて、高い輝度が得られることがわかる。また、図１７より、電子リレー層が設けられた発光素子１１は、比較発光素子１２に比べて、高い電流密度を有することが分かる。
【０２２３】
以上により、本実施例の発光素子１１が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、発光素子１１は、低電圧で駆動可能な発光素子であることが確認できた。
【符号の説明】
【０２２４】
１０ 基板
１１ トランジスタ
１２ 発光素子
１３ 電極
１４ 電極
１５ 有機化合物を含む層
１６ａ 層間絶縁膜
１６ｂ 層間絶縁膜
１６ｃ 層間絶縁膜
１７ 配線
１８ 隔壁層
１９ａ 層間絶縁膜
１９ｂ 層間絶縁膜
１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１０３ａ 第１の発光層
１０３ｂ 第２の発光層
１０４ 電子注入バッファー層
１０５ 電子リレー層
１０６ 電荷発生層
１０６ａ 正孔輸送性物質を含む層
１０６ｂ アクセプター性物質を含む層
１０７ ＥＬ層
１０７ａ 第３の発光層
１０７ｂ 第４の発光層
１０８ 電子輸送層
１１１ 陽極のフェルミ準位
１１２ 陰極のフェルミ準位
１１３ 第１のＥＬ層のＬＵＭＯ準位
１１４ 電子リレー層におけるドナー性物質のドナー準位
１１５ 電子リレー層における電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位
１１６ 電荷発生層におけるアクセプター性物質のアクセプター準位
１１７ 第２のＥＬ層のＬＵＭＯ準位
３３０ 第１の発光
３４０ 第２の発光
８００ 携帯情報端末機器
８０１ 筐体
８０２ 表示部
８０３ 筐体
８０５ キーボード
８０７ 連結部
８１０ デジタルビデオカメラ
８１１ 筐体
８１２ 表示部
８２０ 携帯電話機
８２１ 筐体
８２２ 筐体
８２３ 連結部
８２４ 表示部
８２５ 操作キー
８３０ コンピュータ
８３１ 筐体
８３２ 表示部
８３３ キーボード
８３４ 筐体
８４０ テレビジョン
８４１ 筐体
８４２ 表示部
８４３ スタンド
８５０ リモコン操作機
８５１ 操作キー
８５２ 表示部
９００ 卓上照明装置
９０１ 照明部
９１０ 天井用照明装置
９１１ 照明部
９２０ ロール型照明装置
９２１ 照明部
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 発光素子
９５６ 電極
１０００ 信号機
１００１ 照明部
１００２ 照明部
１００３ 照明部
１０１０ 避難口誘導灯
１０２１ 支持体
１０２２ 照明部
１０２３ 電柱
１０２４ 送電線
１０３１ 装着部
１０３２ 照明部
１０４１ 筐体
１０４２ 照明部
１０４３ スイッチ
２１００ 基板
２１０１ 電極
２１０２ 電極
２１０３ ＥＬ層
２１０３ａ 電荷発生層
２１０３ｂ 正孔輸送層
２１０３ｃ 発光層
２１０３ｄ 電子輸送層
２１０４ 電子注入バッファー層
２１０５ 電子リレー層
２１０６ 電荷発生層
２１０７ ＥＬ層
２１０７ａ 正孔輸送層
２１０７ｂ 発光層
２１０７ｃ 電子輸送層
２１０７ｄ 電子注入層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
前記陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、
前記ｍ番目のＥＬ層と接する、第１のドナー性物質を含む第１の層と、
前記第１の層と接する、電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、
前記第２の層及び前記ｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
前記陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、
前記ｍ番目のＥＬ層と接する、第１の電子輸送性物質及び第１のドナー性物質を含む第１の層と、
前記第１の層と接する、前記第１の電子輸送性物質よりも最低空分子軌道準位が低い第２の電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、
前記第２の層及び前記ｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の層が、前記第１の電子輸送性物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率で前記第１のドナー性物質を添加した層である発光素子。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記第１のドナー性物質及び前記第２のドナー性物質が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属化合物である発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第３の層が、前記正孔輸送性物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率で前記アクセプター性物質を添加した層である発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第３の層が、前記ｍ＋１番目のＥＬ層と接する正孔輸送性物質を含む層と、前記第２の層と接するアクセプター性物質を含む層とが積層された層である発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第２の電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上である発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第２の電子輸送性物質は、ペリレン誘導体又は含窒素縮合芳香族化合物である発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記アクセプター性物質は、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物である発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記アクセプター性物質は、酸化モリブデンである発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子を用いて作製された発光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発光装置を含む電子機器。
【請求項１３】
請求項１１に記載の発光装置を含む照明装置。
【請求項１】
陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
前記陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、
前記ｍ番目のＥＬ層と接する、第１のドナー性物質を含む第１の層と、
前記第１の層と接する、電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、
前記第２の層及び前記ｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
前記陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間には、
前記ｍ番目のＥＬ層と接する、第１の電子輸送性物質及び第１のドナー性物質を含む第１の層と、
前記第１の層と接する、前記第１の電子輸送性物質よりも最低空分子軌道準位が低い第２の電子輸送性物質及び第２のドナー性物質を含む第２の層と、
前記第２の層及び前記ｍ＋１番目のＥＬ層と接する、正孔輸送性物質及びアクセプター性物質を含む第３の層と、を有する発光素子。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の層が、前記第１の電子輸送性物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率で前記第１のドナー性物質を添加した層である発光素子。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記第１のドナー性物質及び前記第２のドナー性物質が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属化合物である発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第３の層が、前記正孔輸送性物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率で前記アクセプター性物質を添加した層である発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第３の層が、前記ｍ＋１番目のＥＬ層と接する正孔輸送性物質を含む層と、前記第２の層と接するアクセプター性物質を含む層とが積層された層である発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第２の電子輸送性物質のＬＵＭＯ準位が−５．０ｅＶ以上である発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第２の電子輸送性物質は、ペリレン誘導体又は含窒素縮合芳香族化合物である発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記アクセプター性物質は、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物である発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記アクセプター性物質は、酸化モリブデンである発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子を用いて作製された発光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の発光装置を含む電子機器。
【請求項１３】
請求項１１に記載の発光装置を含む照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−９１９９（Ｐ２０１１−９１９９Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１８０７３（Ｐ２０１０−１１８０７３）
【出願日】平成２２年５月２４日（２０１０．５．２４）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２４日（２０１０．５．２４）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]