発光素子及び表示装置
【課題】表示装置の低消費電力化、及び高生産化を達成できる発光素子を提供する。表示装置を高い生産性で作製する技術を提供する。
【解決手段】反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４である発光素子である。
【解決手段】反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４である発光素子である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、エレクトロルミネセンスを示す発光素子、及び該発光素子を用いた表示装置、並びにそれらの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）として、エレクトロルミネセンス（ＥＬ；Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）表示装置が注目されている。
【０００３】
ＥＬ表示装置は、各画素に用いる発光素子にそれぞれ各色に発光する発光材料を用いた発光素子を設けることで、フルカラー表示を行うことができる。
【０００４】
このようなＥＬ表示装置においては、メタルマスクを用いた蒸着法により、画素毎に微細なパターンで異なる発光材料を塗り分けする方法が用いられている。
【０００５】
しかし、メタルマスクの接触により発光素子の形状不良及び発光不良などを引き起こすおそれがあり、その対策が研究されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、蒸着時にメタルマスクと画素電極とが接触しないように画素電極上にメタルマスクを支えるスペーサを設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２６８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光材料を画素毎への塗り分ける方法では、工程が煩雑であり、歩留まりや生産性を高めることは難しい。
【０００８】
本発明の一形態は、表示装置の低消費電力化、及び高生産化を達成できる発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００９】
本発明の一形態は、表示装置を高い生産性で作製する技術を提供することを課題の一とする。
【００１０】
また、本発明の一形態は、色純度のよい高精細な表示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】
本発明の一形態は、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４である発光素子である。なお、本明細書中で発光スペクトルのピーク波長とは、複数のピークを有する発光スペクトルの場合、そのうち最大の発光強度のピークにおける波長を指す。
【００１２】
上記構成において、第１の発光層及び第２の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる。
【００１３】
本発明の一形態は、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、反射性を有する電極と、第３の発光層の間の光学距離は、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４である発光素子である。
【００１４】
上記構成において、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる。
【００１５】
本発明の一形態は、複数の発光素子と、複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、複数の発光素子はそれぞれ、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置である。
【００１６】
本発明の一形態は、複数の発光素子と、複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、複数の発光素子はそれぞれ、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、反射性を有する電極と、第３の発光層の間の光学距離は、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４であり、複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一形態は、表示装置を高い生産性で作製することができる。
【００１８】
また、本発明の一形態は、色純度のよい高精細な表示装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の一形態は、低消費電力な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】表示装置を説明する図。
【図２】表示装置を説明する図。
【図３】表示装置を説明する図。
【図４】表示装置を説明する図。
【図５】表示装置の使用形態の一例を説明する図。
【図６】実施例発光素子を説明する図。
【図７】実施例発光素子の発光スペクトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ＥＬ表示装置の一形態について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００２３】
図１（Ａ）に、本実施の形態に係る発光素子の構成を示す。図１（Ａ）に示す発光素子は反射性を有する電極１０２と、反射性を有する電極１０２上に順に積層された、第１のＥＬ層１０６、電荷発生層１０７、第２のＥＬ層１１０、及び透光性を有する電極１１２とを含んで構成される。発光素子からの発光は、透光性を有する電極１１２側から射出される。
【００２４】
図１（Ａ）において、第１のＥＬ層１０６は、少なくとも第１の発光層１２０を含んで構成される。また、第２のＥＬ層１１０は、少なくとも第２の発光層１２２を含んで構成される。なお、第１のＥＬ層１０６及び第２のＥＬ層１１０は、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能層をそれぞれ有する積層構造とすることもできる。
【００２５】
図１に示す発光素子において、第１の発光層１２０からの発光は、透光性を有する電極１１２から発光素子外へと射出される。ここで、透光性を有する電極１１２へ入射する光の成分には、第１の発光層１２０から直接透光性を有する電極１１２へ入射する光（第１の入射光とも表記する）と、第１の発光層１２０の呈した光において、反射性を有する電極１０２により反射されて戻ってきた光（第１の反射光とも表記する）と、が含まれている。第１の入射光と第１の反射光は干渉を起こすため、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０と、の光学距離を調整することで、第１の入射光と第１の反射光の位相を合わせることができる。
【００２６】
本実施の形態においては、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離を、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４とする。これによって、第１の入射光と第１の反射光の位相を合わせられ、第１の発光層１２０からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００２７】
同様に、第２の発光層１２２からの発光は、透光性を有する電極１１２から発光素子外へと射出され、透光性を有する電極１１２へ入射する光の成分には、第２の発光層１２２から直接透光性を有する電極１１２へ入射する光（第２の入射光とも表記する）と、第２の発光層１２２の呈した光において、反射性を有する電極１０２により反射されて戻ってきた光（第２の反射光とも表記する）と、が含まれている。第２の入射光と第２の反射光は干渉を起こすため、反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２と、の光学距離を調整することで、第２の入射光と第２の反射光の位相を合わせることができる。
【００２８】
本実施の形態においては、反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２との光学距離を、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４とする。これによって、第２の入射光と第２の反射光の位相を合わせられ、第２の発光層１２２からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００２９】
なお、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離とは、より厳密には反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０における発光領域との光学距離ということもできる。但し、発光層における発光領域の位置を厳密に決定することは困難であり、発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができる。すなわち、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離とは、反射性を有する電極１０２の表面から第１の発光層１２０の下部表面までの距離以上、反射性を有する電極１０２の表面から第１の発光層１２０の上部表面までの距離以下とすることができる。反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２との光学距離及び、反射性を有する電極１０２と後述する第３の発光層１２４との光学距離についても同様である。
【００３０】
なお、第１の発光層１２０及び第２の発光層１２２の呈する発光色はそれぞれ異なるのが好ましい。
【００３１】
以下に、図１（Ａ）に示す発光素子の構成をより具体的な材料を交えながら説明する。なお、ここで説明する素子構成や作製方法等はあくまで例示であり、本実施の形態の趣旨を損なわない範囲においてその他公知の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００３２】
反射性を有する電極１０２は、光の取り出し方向と反対側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【００３３】
本実施の形態においては、反射性を有する電極１０２を発光素子の陽極として用いる場合を例に説明する。但し、本発明の実施の形態はこれに限られない。
【００３４】
反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離を調整するには、反射性を有する電極１０２上に接して透光性を有する導電層を設ければよい。当該透光性を有する導電層は、可視光に対する透光性を有する材料を用いて単層または積層で形成される。例えば、透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００３５】
また、透光性を有する導電層として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）またはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体またはその誘導体などがあげられる。
【００３６】
第１のＥＬ層１０６は、少なくとも第１の発光層１２０が含まれていればよい。そのほか、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（正孔輸送性及び電子輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。例えば、第１のＥＬ層１０６として、正孔注入層、正孔輸送層、第１の発光層１２０、電子輸送層、電子注入層の積層構造とすることができる。なお、当然のことながら、反射性を有する電極１０２を陰極として用いる場合には、陰極側から順に、電子注入層、電子輸送層、第１の発光層１２０、正孔輸送層、正孔注入層の積層構造とすればよい。
【００３７】
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【００３８】
また、低分子の有機化合物である４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、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）、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）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【００３９】
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００４０】
特に、正孔注入層として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、陽極からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層を形成することにより、陽極から第１のＥＬ層１０６への正孔注入が容易となる。
【００４１】
複合材料に用いる有機化合物としては、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、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、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用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００４２】
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）等の芳香族アミン化合物や、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−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、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のカルバゾール誘導体を用いることができる。
【００４３】
また、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）アントラセン等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００４４】
さらに、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（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）等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００４５】
また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００４６】
なお、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層に用いてもよい。
【００４７】
なお、第１のＥＬ層１０６に上述の複合材料を含む層を設ける場合、当該複合材料を含む層の膜厚を調整することによって、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離（第１の反射光の光路長）を調整してもよい。この場合、透光性を有する導電層は必ずしも設けなくともよい。
【００４８】
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＰＡＦＬＰ、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、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を用いることができる。ここに述べた物質は、主に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。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００４９】
また、正孔輸送層には、ＣＢＰ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡのようなカルバゾール誘導体や、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈのようなアントラセン誘導体を用いても良い。
【００５０】
また、正孔輸送層には、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００５１】
第１の発光層１２０は、発光性の有機化合物を含む層である。発光性の有機化合物としては、例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【００５２】
第１の発光層１２０に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、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−（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）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、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）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（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）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、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）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、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）などが挙げられる。
【００５３】
また、第１の発光層１２０に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、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））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、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））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、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）等の有機金属錯体が挙げられる。また、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））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【００５４】
なお、第１の発光層１２０としては、上述した発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【００５５】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、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）、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【００５６】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
【００５７】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、第１の発光層１２０の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【００５８】
また、第１の発光層１２０として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【００５９】
なお、第１のＥＬ層１０６は、発光層を２層以上含む構成としてもよい。
【００６０】
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、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、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］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なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。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が二層以上積層したものとしてもよい。
【００６１】
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層を構成する物質を用いることもできる。
【００６２】
電荷発生層１０７は、発光素子に電圧を印加することで電荷が発生し、陰極側のＥＬ層に正孔を注入し、陽極側のＥＬ層に電子を注入する機能を有する。
【００６３】
電荷発生層１０７は上述の複合材料で形成することができる。また、電荷発生層１０７は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【００６４】
なお、電荷発生層１０７の膜厚を調整することによって、反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２との光学距離（第２の反射光の光路長）を調整することができる。
【００６５】
積層されるＥＬ層の間に電荷発生層を配置すると、電流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【００６６】
第２のＥＬ層１１０は、少なくとも第２の発光層１２２を含めばよい。そのほか、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（正孔輸送性及び電子輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。また、第１のＥＬ層１０６と同様の構成としてもよいし、第１のＥＬ層とは異なる積層構造を有する構成としてもよい。例えば、第２のＥＬ層１１０として、正孔注入層、正孔輸送層、第２の発光層１２２、電子輸送層、電子注入バッファー層、電子リレー層、及び透光性を有する電極１１２と接する複合材料層を有する積層構造とすることができる。なお、第２のＥＬ層１１０は、発光層を２層以上含む構成としてもよい。
【００６７】
透光性を有する電極１１２と接する複合材料層を設けることで、特にスパッタリング法を用いて透光性を有する電極１１２を形成する際に、第２のＥＬ層１１０が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。
【００６８】
さらに、電子注入バッファー層を設けることで、複合材料層と電子輸送層との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層で生じた電子を電子輸送層に容易に注入することができる。
【００６９】
電子注入バッファー層には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、及びこれらの化合物（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）、また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））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【００７０】
また、電子注入バッファー層が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、電子輸送性の高い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。なお、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（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）、また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））の他、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用いることもできる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【００７１】
さらに、電子注入バッファー層と複合材料層との間に、電子リレー層を形成することが好ましい。電子リレー層は、必ずしも設ける必要は無いが、電子輸送性の高い電子リレー層を設けることで、電子注入バッファー層へ電子を速やかに送ることが可能となる。
【００７２】
複合材料層と電子注入バッファー層との間に電子リレー層が挟まれた構造は、複合材料層に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造である。したがって、駆動電圧の上昇を防ぐことができる。
【００７３】
電子リレー層は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は、複合材料層に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。また、電子リレー層がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準位も複合材料層におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
【００７４】
電子リレー層に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【００７５】
電子リレー層に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはＣｕＰｃ、ＳｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のいずれかを用いることが好ましい。
【００７６】
電子リレー層に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【００７７】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
【００７８】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【００７９】
電子リレー層はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、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）、又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））の他、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などの有機化合物を用いることができる。電子リレー層にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【００８０】
電子リレー層にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記した材料の他、複合材料層に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定であるため、電子リレー層を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。
【００８１】
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−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：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【００８２】
また、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。
【００８３】
その他にも、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）、パーフルオロペンタセン、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）等を用いることができる。
【００８４】
なお、電子リレー層にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層を形成すれば良い。
【００８５】
正孔注入層、正孔輸送層、第２の発光層１２２、及び電子輸送層は前述の材料を用いてそれぞれ形成すれば良い。但し、第２の発光層１２２の発光材料としては、第１の発光層１２０の発光材料とは異なる材料を用いるのが好ましい。
【００８６】
透光性を有する電極１１２は、光の取り出し方向に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００８７】
また、透光性を有する電極１１２として、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。
【００８８】
以上で説明した図１（Ａ）の発光素子は、各発光層からの発光スペクトルの半値幅を減少させることができ、シャープな発光スペクトルを有する発光素子とすることが可能である。また、高効率の発光素子とすることができる。
【００８９】
図１（Ｂ）に、図１（Ａ）とは異なる発光素子の構造を示す。なお、図１（Ｂ）に示す発光素子の構成は、多くの部分で図１（Ａ）に示した発光素子の構成と共通している。したがって、以下においては、重複する部分の説明は省略することがある。
【００９０】
図１（Ｂ）に示す発光素子は、反射性を有する電極１０２と、反射性を有する電極１０２上に順に積層された、第１のＥＬ層１０６、第１の電荷発生層１０８、第２のＥＬ層１１０、第２の電荷発生層１１４、第３のＥＬ層１１８、及び透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。図１（Ｂ）に示す発光素子は、第２のＥＬ層１１０と透光性を有する電極１１２との間に、第２の電荷発生層１１４及び第３のＥＬ層１１８を有する点で、図１（Ａ）に示した発光素子と異なる。その他の構成は、図１（Ａ）の発光素子と同様である。
【００９１】
図１（Ｂ）に示す発光素子において、第３のＥＬ層１１８は、少なくとも第３の発光層１２４を有する。第３の発光層１２４からの発光は、透光性を有する電極１１２から発光素子外へと射出され、透光性を有する電極１１２へ入射する光の成分には、第３の発光層１２４から直接透光性を有する電極１１２へ入射する光（第３の入射光とも表記する）と、第３の発光層１２４の呈した光において、反射性を有する電極１０２により反射されて戻ってきた光（第３の反射光とも表記する）と、が含まれている。第３の入射光と第３の反射光は干渉を起こすため、反射性を有する電極１０２と、第３の発光層１２４と、の光学距離を調整することで、第３の入射光と第３の反射光の位相を合わせることができる。
【００９２】
図１（Ｂ）においては、反射性を有する電極１０２と、第３の発光層１２４との光学距離を、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４とする。これによって、第３の入射光と第３の反射光の位相を合わせられ、第３の発光層１２４からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００９３】
反射性を有する電極１０２と、第３の発光層１２４との光学距離（第３の反射光の光路長の調整）は、第２の電荷発生層１１４の膜厚によって調整することができる。なお、第１の電荷発生層１０８及び第２の電荷発生層１１４は、前述の電荷発生層１０７と同様の構成とすることができる。
【００９４】
また、第３のＥＬ層１１８は、少なくとも第３の発光層１２４を含めばよく、詳細は先に示した第１のＥＬ層１０６または第２のＥＬ層１１０と同様の構成とすればよい。但し、第３の発光層１２４に用いる発光材料としては、第１の発光層１２０及び第２の発光層１２２とは異なる発光材料を用いるのが好ましい。
【００９５】
なお、本実施の形態に係る発光素子の構成は図１に限られない。例えば、図２に示すように、ＥＬ層を４層以上含む発光素子としてもよい。各ＥＬ層は、少なくとも発光層を含んで構成される。また、ＥＬ層と他のＥＬ層との間には電荷発生層が設けられる構成とするのが好ましい。
【００９６】
図２に示す発光素子の構成においても、電荷発生層の膜厚を調整することによって、反射性を有する電極１０２と、発光層との光学距離（反射光の光路長）を調整することができる。
【００９７】
例えば、図２において、第ｎのＥＬ層（ｎは４以上の整数）２１８は、第ｍの発光層（ｍは４以上の整数）２２４を含んで構成される。また、第ｎのＥＬ層２１８に接して、第（ｎ−１）の電荷発生層２１４が設けられている。図２において、反射性を有する電極１０２と第ｍの発光層２２４との光学距離を、第ｍの発光層２２４の発光スペクトルのピーク波長の（２ｍ−１）／４とする。これによって、第ｍの入射光と第ｍの反射光の位相を合わせられ、第ｍの発光層２２４からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００９８】
図３に本実施の形態に係る発光素子を用いたＥＬ表示装置の一態様を示す。図３（Ａ）は表示装置における表示部電極構造の平面図を示す。なお、図３においては、理解を容易にするため、構成要素の一部（例えばＥＬ層など）を省略して図示している。また、図３（Ｂ）は表示部における断面図の構成例である。また、図３（Ｃ）は表示部における断面図の別の構成例である。
【００９９】
図３の表示装置は、パッシブマトリクス型の表示装置であり、ストライプ状に加工された反射性を有する電極１０２（第１の反射性を有する電極１０２ａ、第２の反射性を有する電極１０２ｂ、及び第３の反射性を有する電極１０２ｃ）と、ストライプ状に加工された透光性を有する電極１１２（第１の透光性を有する電極１１２ａ、第２の透光性を有する電極１１２ｂ、及び第３の透光性を有する電極１１２ｃ）と、が格子状に積層されている。
【０１００】
反射性を有する電極１０２及び透光性を有する電極１１２の間に設けられる層（例えば、第１のＥＬ層、電荷発生層、第２のＥＬ層等）は、反射性を有する電極１０２と透光性を有する電極１１２との間の全面にわたって連続膜で設けられている。従って、作製工程においてメタルマスクを用いた塗り分けが不要であるため、大面積を一括して成膜することも可能であり、表示装置の大型化及び生産性の向上を図ることができる。さらに、表示部において表示領域を拡大することができる。また、メタルマスクを用いた際に生じうる、パーティクルの混入等による欠陥を防止することができるため、歩留まりよく表示装置を生産することができる。
【０１０１】
図３（Ｂ）に示す表示装置は、第１の画素１３０ａ及び第２の画素１３０ｂを有する。第１の画素１３０ａは、基板１００に設けられた第１の発光素子１３２ａと、対向基板１２８において第１の発光素子１３２ａと重畳する領域に設けられた第１のカラーフィルタ層１３４ａと、を含んで構成される。また、第２の画素１３０ｂは、基板１００に設けられた第２の発光素子１３２ｂと、対向基板１２８において第２の発光素子１３２ｂと重畳する領域に設けられた第２のカラーフィルタ層１３４ｂと、を含んで構成される。
【０１０２】
第１の発光素子１３２ａは、第１の反射性を有する電極１０２ａ上に順に積層された、第１の透光性を有する導電層１０４ａと、第１のＥＬ層１０６と、電荷発生層１０７と、第２のＥＬ層１１０と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。また、第２の発光素子１３２ｂは、第２の反射性を有する電極１０２ｂ上に順に積層された、第２の透光性を有する導電層１０４ｂと、第１のＥＬ層１０６と、電荷発生層１０７と、第２のＥＬ層１１０と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂとしては、図１（Ａ）に示した発光素子を適用することができる。
【０１０３】
なお、第１の反射性を有する電極１０２ａ及び第２の反射性を有する電極１０２ｂ、並びに、第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂは、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によって所定の形状に加工することができる。よって、微細なパターンの形成を制御性よく行うことができ、高精細な表示装置を得ることができる。
【０１０４】
また、第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂを画素毎に独立して設けることで、透光性を有する導電層の膜厚が非常に厚い場合や、透光性を有する導電層の導電率が高い場合であってもクロストークを防止することができる。
【０１０５】
第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂ上には、開口を有する絶縁層１２６が形成され、第１のＥＬ層１０６は、開口において第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂとそれぞれ接する。絶縁層１２６は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極層上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。絶縁層１２６はテーパを有していてもよく、逆テーパとすることもできる。
【０１０６】
基板１００としては、プラスチック（有機樹脂）、ガラス、または石英などを用いることができる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる部材が挙げられる。なお、基板１００として、プラスチックを用いると、表示装置の軽量化を実現することができるため好ましい。また、基板１００として水蒸気に対するバリア性が高く、放熱性が高いシート（例えば、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を含むシート）を用いることもできる。
【０１０７】
また、図示しないが、基板１００上に無機絶縁体を設ける構成としてもよい。無機絶縁体は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁体を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、表示装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【０１０８】
無機絶縁体としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いて、材料に合わせてＣＶＤ法、スパッタ法等により形成することができる。好ましくは、窒化珪素を用いてＣＶＤ法により形成するとよい。無機絶縁体の膜厚は１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。また、無機絶縁体として、酸化アルミニウム膜、ＤＬＣ膜、窒素含有炭素膜、硫化亜鉛及び酸化珪素を含む膜（ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜）を用いてもよい。
【０１０９】
または、無機絶縁体として、膜厚の薄いガラス基板を用いることができる。例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下の厚さのガラス基板を用いることができる。
【０１１０】
また、基板１００の下面（発光素子が設けられる面と対向する面）には、金属板を設けてもよい。また、無機絶縁体を設ける場合には金属板を基板１００の代わりに用いてもよい。金属板の膜厚に特に限定はないが、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下のものを用いると、表示装置の軽量化が図れるため好ましい。また、金属板を構成する材料としては特に限定はないが、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、または、アルミニウム合金若しくはステンレスなどの金属の合金などを好ましく用いることができる。
【０１１１】
金属板と基板１００とは、接着層によって接着して設けることができる。接着層としては、可視光硬化性、紫外線硬化性、または熱硬化性の接着剤を用いることができる。これらの接着剤の材質としては、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。接着層に乾燥剤となる吸水物質を含ませてもよい。
【０１１２】
金属板は透水性が低いため、金属板を設けることで、発光素子への水分の侵入を抑制することが可能である。よって、金属板を設けることで、水分に起因する劣化の抑制された信頼性の高い表示装置とすることが可能である。
【０１１３】
なお、第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂを覆う無機絶縁膜を設けてもよい。該無機絶縁膜は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、表示装置の耐久性や寿命を向上させることができる。無機絶縁膜の材料は、上述の無機絶縁体と同様の材料を用いることができる。
【０１１４】
基板１００と対向基板１２８との間に乾燥剤となる吸水物質を設けてもよい。吸水物質は粉状など固体の状態で配置してもよいし、スパッタ法などの成膜法によって吸水物質を含む膜の状態で第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂ上に設けられてもよい。
【０１１５】
対向基板１２８としては、基板１００と同様の材料を用いることができる。但し、対向基板１２８は少なくとも第１のカラーフィルタ層１３４ａ及び第２のカラーフィルタ層１３４ｂの透過光に対して透光性を有する必要がある。
【０１１６】
第１のカラーフィルタ層１３４ａ及び第２のカラーフィルタ層１３４ｂとしては、例えば有彩色の透光性樹脂を用いることができる。有彩色の透光性樹脂としては、感光性、非感光性の有機樹脂を用いることができるが、感光性の有機樹脂層を用いるとレジストマスク数を削減することができるため、工程が簡略化し好ましい。
【０１１７】
有彩色は、黒、灰、白などの無彩色を除く色であり、カラーフィルタ層は、着色された有彩色の光のみを透過する材料で形成される。有彩色としては、赤色、緑色、青色などを用いることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（黄）などを用いてもよい。着色された有彩色の光のみを透過するとは、カラーフィルタ層における透過光は、その有彩色の光の波長にピークを有するということである。
【０１１８】
カラーフィルタ層は、含ませる着色材料の濃度と光の透過率の関係に考慮して、最適な膜厚を適宜制御するとよい。第１のカラーフィルタ層１３４ａの色と第２のカラーフィルタ層１３４ｂの色を異ならせることで、多色表示が可能な表示装置とすることができる。なお、第１の発光層１２０の呈する発光色と第１のカラーフィルタ層１３４ａの色を同じ色とするのが好ましい。また、第２の発光層１２２の呈する発光色と第２のカラーフィルタ層１３４ｂの色を同じ色とするのが好ましい。
【０１１９】
本実施の形態で示す表示装置は、第１の反射性を有する電極１０２ａと第１の発光層１２０との光学距離を調整し、光の干渉を利用することで、第１の発光層１２０からの発光スペクトルの半値幅を減少させることができる。同様に、第２の反射性を有する電極１０２ｂと第２の発光層１２２との光学距離を調整し、光の干渉を利用することで、第２の発光層１２２からの発光スペクトルの半値幅を減少させることができる。よって、第１のカラーフィルタ層１３４ａの色と第１の発光層の呈する発光色を同じ色とすることで、第１のカラーフィルタ層１３４ａの着色材料の濃度を低濃度とすることができる。また、第１のカラーフィルタ層１３４ａの膜厚を薄くすることが可能となる。第２のカラーフィルタ層１３４ｂについても同様である。この結果、第１のカラーフィルタ層１３４ａまたは第２のカラーフィルタ層１３４ｂによる光吸収を低減することができるため、光の利用効率を向上することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、第１のカラーフィルタ層１３４ａ及び第２のカラーフィルタ層１３４ｂが、対向基板１２８の内側に設ける例を示すが、本発明の実施はこれに限られず、対向基板１２８の外側（発光素子と反対側）に設けることも可能である。
【０１２１】
または、第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂ上カラーフィルタ層として機能する有彩色の透光性樹脂層を形成してもよい。
【０１２２】
第１のカラーフィルタ層１３４ａと、第２のカラーフィルタ層１３４ｂの間の領域（絶縁層１２６と重畳する領域）に遮光層を設けてもよい。遮光層は、光を反射、又は吸収し、遮光性を有する材料を用いる。例えば、黒色の有機樹脂を用いることができ、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック、チタンブラック等を混合させて形成すればよい。また、遮光性の金属膜を用いることもでき、例えばクロム、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、タングステン、又はアルミニウムなどを用いればよい。
【０１２３】
遮光層の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法等）、スクリーン印刷、オフセット印刷などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
【０１２４】
遮光層は隣り合う画素への光漏れを防止することができるため、遮光層を設けることで高コントラスト及び高精細な表示を行うことが可能になる。
【０１２５】
図３（Ｃ）に示す表示装置は、第１の画素２３０ａ、第２の画素２３０ｂ及び第３の画素２３０ｃを有する。第１の画素２３０ａは、基板１００に設けられた第１の発光素子２３２ａと、対向基板１２８において第１の発光素子２３２ａと重畳する領域に設けられた第１のカラーフィルタ層１３４ａと、を含んで構成される。第２の画素２３０ｂは、基板１００に設けられた第２の発光素子２３２ｂと、対向基板１２８において第２の発光素子２３２ｂと重畳する領域に設けられた第２のカラーフィルタ層１３４ｂと、を含んで構成される。第３の画素２３０ｃは、基板１００に設けられた第３の発光素子２３２ｃと、対向基板１２８において第３の発光素子２３２ｃと重畳する領域に設けられた第３のカラーフィルタ層１３４ｃと、を含んで構成される。
【０１２６】
例えば、第１のカラーフィルタ層１３４ａを青色、第２のカラーフィルタ層１３４ｂを緑色、第３のカラーフィルタ層１３４ｃを赤色とすることで、フルカラー表示が可能な表示装置とすることができる。
【０１２７】
第１の発光素子２３２ａは、第１の反射性を有する電極１０２ａと、第１の反射性を有する電極１０２ａ上に順に積層された、第１の透光性を有する導電層１０４ａと、第１のＥＬ層１０６と、第１の電荷発生層１０８と、第２のＥＬ層１１０と、第２の電荷発生層１１４と、第３のＥＬ層１１８と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。また、第２の発光素子２３２ｂは、第２の反射性を有する電極１０２ｂと、第２の反射性を有する電極１０２ｂ上に順に積層された、第２の透光性を有する導電層１０４ｂと、第１のＥＬ層１０６と、第１の電荷発生層１０８と、第２のＥＬ層１１０と、第２の電荷発生層１１４と、第３のＥＬ層１１８と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。また、第３の発光素子２３２ｃは、第３の反射性を有する電極１０２ｃと、第３の反射性を有する電極１０２ｃ上に順に積層された、第３の透光性を有する導電層１０４ｃと、第１のＥＬ層１０６と、第１の電荷発生層１０８と、第２のＥＬ層１１０と、第２の電荷発生層１１４と、第３のＥＬ層１１８と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。第１の発光素子２３２ａ乃至第３の発光素子２３２ｃとしては、図１（Ｂ）に示した発光素子を適用することができる。
【０１２８】
図３（Ｃ）において、第１の発光層の呈する発光色と第１のカラーフィルタ層１３４ａの色を同じ色とするのが好ましい。また、第２の発光層の呈する発光色と第２のカラーフィルタ層１３４ｂの色を同じ色とするのが好ましい。第３の発光層の呈する発光色と第３のカラーフィルタ層１３４ｃの色を同じ色とするのが好ましい。これによって、第１のカラーフィルタ層１３４ａ、第２のカラーフィルタ層１３４ｂまたは第３のカラーフィルタ層１３４ｃによる光吸収を低減することができるため、光の利用効率を向上することができる。
【０１２９】
本実施の形態で示す表示装置は、発光素子に設けられた複数の発光層のそれぞれの呈する発光色の波長に合わせて、反射性を有する電極と各発光層との光学距離を最適化することによって高い発光効率で画素より各色の光を取り出すことができる。また、各発光層の発光スペクトルの半値幅を減少させているため、カラーフィルタ層から効率よく色純度のよい光を取り出すことができる。また、発光層を画素毎にメタルマスクにより塗り分けせず、連続膜で形成することにより、メタルマスクを用いることによる歩留まりの低下や工程の複雑化を回避することができる。よって高精細で低消費電力な表示装置を提供することが可能となる。
【０１３０】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のアクティブマトリクス型の表示装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、表示装置を示す平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ｂ及びＣ−Ｄで切断した断面図である。
【０１３２】
図４（Ａ）（Ｂ）の表示装置は、素子基板４１０と封止基板４０４とがシール材４０５によって固着されており、駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）、複数の画素を含む画素部４０２を有している例である。
【０１３３】
なお、配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における表示装置には、表示装置本体だけでなく、それにＦＰＣ又はＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３４】
駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）は複数のトランジスタを含み、画素部４０２に含まれる複数の画素はそれぞれ、スイッチング用トランジスタと、電流制御用トランジスタとそのドレイン電極に電気的に接続された第１の電極とを含む。
【０１３５】
素子基板４１０上には駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）及び画素部４０２が形成されているが、図４（Ｂ）では、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２中の３つの画素を示す。
【０１３６】
画素部４０２に含まれる複数の画素はそれぞれ、スイッチング用トランジスタと、電流制御用トランジスタとそのドレイン電極に電気的に接続された第１の電極とを含む。複数の画素は少なくとも２色以上の画素を含むが、本実施の形態では、青（Ｂ）の画素４２０ａ、緑（Ｇ）の画素４２０ｂ、赤（Ｒ）の画素４２０ｃ、３色の画素を有する例を示す。
【０１３７】
画素４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃはそれぞれカラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃ、発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃと、該発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃと電気的に接続し、スイッチング用トランジスタとして機能するトランジスタ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃを有している。
【０１３８】
また、発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃはそれぞれ反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃを含み、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃの積層上に、第１の発光層が設けられた第１のＥＬ層４３１と、第１の電荷発生層４３２と、第２の発光層が設けられた第２のＥＬ層４３３と、第２の電荷発生層４３５と、第３の発光層が設けられた第３のＥＬ層４３６と、透光性を有する電極４１７とからなる積層を有している。
【０１３９】
反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、第１の発光層との間の距離を調整し、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４とし、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、第２の発光層との間の距離を第１の電荷発生層４３２によって調整し、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４とし、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、第３の発光層との間の距離を第２の電荷発生層４３５によって調整し、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４とする。反射性を有する電極と第１の発光層との距離の調整は、反射性を有する電極と第１の発光層との間に設けられる薄膜（例えば、透光性を有する導電層または第１のＥＬ層に含まれる機能層など）の膜厚を制御することで行うことができる。また、反射性を有する電極と第２の発光層または第３の発光層との距離の調整は、第１の電荷発生層４３２または第２の電荷発生層４３５の膜厚を制御することで行うことができる。
【０１４０】
カラーフィルタ層４３４ａとしては、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層とし、カラーフィルタ層４３４ｂとしては、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層とし、カラーフィルタ層４３４ｃとしては、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層とする。
【０１４１】
例えば、青（Ｂ）の画素４２０ａのカラーフィルタ層４３４ａは青色であり、緑（Ｇ）の画素４２０ｂのカラーフィルタ層４３４ｂは緑色であり、赤（Ｒ）の画素４２０ｃのカラーフィルタ層４３４ｃは赤色とすればよい。
【０１４２】
第１の発光層、第２の発光層及び第３の発光層それぞれの呈する発光色の波長に合わせて、反射性を有する電極と発光層との距離を最適化することによって、高い発光効率で画素より各色の光を取り出すことができる。また、各発光層の発光スペクトルの半値幅を減少させているため、カラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃから効率よく色純度のよい光を取り出すことができる。
【０１４３】
なお、例えば、第１の発光層の発光色を赤色とし、第２の発光層の発光色を緑色とし、第３の発光層の発光色を青色として、カラーフィルタ層を設けずに、白色光を表示装置から取り出すこともできる。よって、ＲＧＢＷの画素を有する表示装置を作製することができる。または、白色発光を呈する発光装置を作製することもできる。当該発光装置は、照明装置として用いることもできる。
【０１４４】
また、発光層を画素毎にメタルマスクにより塗り分けせず、連続膜で形成することによりメタルマスクを用いることによる歩留まりの低下や工程の複雑化を回避することができる。よって高精細で色再現性の高い表示装置を提供することが可能となる。また、消費電力の低い表示装置を提供することができる。
【０１４５】
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型トランジスタ４２３とｐチャネル型トランジスタ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、トランジスタで形成される種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路又はＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上にソース側駆動回路及びゲート側駆動回路を形成する例を示すが、必ずしもその必要はなく、ソース側駆動回路及びゲート側駆動回路の一部、又は全部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１４６】
なお、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃの端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１４７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部又は下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１４８】
カラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃ、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃ、第１のＥＬ層４３１、第１の電荷発生層４３２、第２のＥＬ層４３３、第２の電荷発生層４３５、第３のＥＬ層４３６、及び透光性を有する電極４１７の材料としては、実施の形態１で示した材料をそれぞれ適用することが可能である。
【０１４９】
さらにシール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４１０、封止基板４０４、及びシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、有機樹脂、シール材４０５で充填される場合もある。有機樹脂及びシール材４０５には吸湿性を有する物質を含む材料を用いてもよい。
【０１５０】
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステル又はアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１５１】
本実施の形態のように、下地膜となる絶縁膜４１１を素子基板４１０とトランジスタの半導体層の間に設けてもよい。絶縁膜は、素子基板４１０からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による単層、又は積層構造により形成することができる。
【０１５２】
本明細書に開示する表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。
【０１５３】
ゲート電極層の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
【０１５４】
例えば、ゲート電極層の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した２層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。
【０１５５】
ゲート絶縁層は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層して形成することができる。また、ゲート絶縁層として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１５６】
半導体層に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４２３、４２４に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層に用いることのできる材料の例を説明する。
【０１５７】
半導体層を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【０１５８】
半導体層として、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体を用いることができる。半導体層として単結晶半導体を用いると、トランジスタサイズを微細化することが可能となるため、表示部において画素をさらに高精細化することができる。半導体層として単結晶半導体を用いる場合には、単結晶半導体層が設けられたＳＯＩ基板を適用することができる。または、シリコンウエハ等の半導体基板を用いてもよい。
【０１５９】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【０１６０】
また、酸化物半導体を用いてもよく、酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系や、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系などを用いることができる。また、上記酸化物半導体にＳｉＯ２を含んでもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでもよい。
【０１６１】
また、酸化物半導体層は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。
【０１６２】
また、酸化物半導体としてＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料を用いる場合、原子数比で、Ｉｎ／Ｚｎ＝０．５〜５０、好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１〜２０、さらに好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１．５〜１５とする。Ｚｎの原子数比を好ましい前記範囲とすることで、トランジスタの電界効果移動度を向上させることができる。ここで、化合物の原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。
【０１６３】
酸化物半導体層として、単結晶構造ではなく、非晶質構造でもない構造であり、Ｃ軸配向を有した結晶性酸化物半導体（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ； ＣＡＡＣとも呼ぶ）を用いることができる。
【０１６４】
ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。
【０１６５】
トランジスタを覆う絶縁膜４１９は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜、酸化ガリウム膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。
【０１６６】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４１９として用いることができる。
【０１６７】
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４１９を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。
【０１６８】
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置を得ることができる。
【０１６９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１７０】
（実施の形態３）
本明細書に開示する表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１７１】
図５（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、本体３００１、筐体３００２、表示部３００３、キーボード３００４などによって構成されている。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部３００３に適用することにより、高精細及び低消費電力なノート型のパーソナルコンピュータとすることができる。
【０１７２】
図５（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体３０２１には表示部３０２３と、外部インターフェイス３０２５と、操作ボタン３０２４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス３０２２がある。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部３０２３に適用することにより、高精細及び低消費電力な携帯情報端末（ＰＤＡ）とすることができる。
【０１７３】
図５（Ｃ）は、電子書籍であり、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
【０１７４】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部２７０５、表示部２７０７に適用することにより、高精細及び低消費電力な電子書籍とすることができる。表示部２７０５として半透過型、又は反射型の表示装置を用いる場合、比較的明るい状況下での使用も予想されるため、太陽電池を設け、太陽電池による発電、及びバッテリーでの充電を行えるようにしてもよい。なおバッテリーとしては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０１７５】
また、図５（Ｃ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカー２７２５などを備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０１７６】
また、電子書籍は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１７７】
図５（Ｄ）は、携帯電話であり、筐体２８００及び筐体２８０１の二つの筐体で構成されている。筐体２８０１には、表示パネル２８０２、スピーカー２８０３、マイクロフォン２８０４、ポインティングデバイス２８０６、カメラ用レンズ２８０７、外部接続端子２８０８などを備えている。また、筐体２８００には、携帯型情報端末の充電を行う太陽電池セル２８１０、外部メモリスロット２８１１などを備えている。また、アンテナは筐体２８０１内部に内蔵されている。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示パネル２８０２に適用することにより、高精細及び低消費電力な携帯電話とすることができる。
【０１７８】
また、表示パネル２８０２はタッチパネルを備えており、図５（Ｄ）には映像表示されている複数の操作キー２８０５を点線で示している。なお、太陽電池セル２８１０で出力される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
【０１７９】
表示パネル２８０２は、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。また、表示パネル２８０２と同一面上にカメラ用レンズ２８０７を備えているため、テレビ電話が可能である。スピーカー２８０３及びマイクロフォン２８０４は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生などが可能である。さらに、筐体２８００と筐体２８０１は、スライドし、図５（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。
【０１８０】
外部接続端子２８０８はＡＣアダプタ及びＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット２８１１に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応できる。
【０１８１】
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能などを備えたものであってもよい。
【０１８２】
図５（Ｅ）は、デジタルビデオカメラであり、本体３０５１、表示部（Ａ）３０５７、接眼部３０５３、操作スイッチ３０５４、表示部（Ｂ）３０５５、バッテリー３０５６などによって構成されている。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部（Ａ）３０５７、表示部（Ｂ）３０５５に適用することにより、高精細及び低消費電力なデジタルビデオカメラとすることができる。
【０１８３】
図５（Ｆ）は、テレビジョン装置であり、筐体９６０１に表示部９６０３などによって構成されている。表示部９６０３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９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部９６０３に適用することにより、高精細及び低消費電力なテレビジョン装置とすることができる。
【０１８４】
テレビジョン装置の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０１８５】
なお、テレビジョン装置は、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。
【０１８６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１８７】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１又は実施の形態２に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例】
【０１８８】
本実施例では、本発明の一態様に係る発光素子の特性の測定結果を、図面及び表を用いて説明する。
【０１８９】
本実施例では発光素子の作製方法を、図６を用いて説明する。
【０１９０】
本実施例で用いた有機化合物（ＢＰｈｅｎ、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）））の構造式を以下に示す。
【０１９１】
【化１】
【０１９２】
発光素子の反射性を有する電極１１０１として、ガラス基板である基板１１００上に、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金膜をスパッタリング法で成膜した。本実施例において、反射性を有する電極１１０１は、陽極として用いた。なお、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１９３】
次に、反射性を有する電極１１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、膜厚１０ｎｍの透光性を有する導電層１１０４を形成した。
【０１９４】
次に反射性を有する電極１１０１及び透光性を有する導電層１１０４が形成された面が下方となるように、反射性を有する電極１１０１及び透光性を有する導電層１１０４が形成された基板１１００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、透光性を有する導電層１１０４上に、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節し、その膜厚は、１０ｎｍとした。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。
【０１９５】
次に、正孔注入層１１１１上に、ＰＣｚＰＡを膜厚２５ｎｍ成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１９６】
正孔輸送層１１１２上に、ＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを、ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝１：０．０５（重量比）となるように共蒸着することにより、発光層１１１３を形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０１９７】
発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚５ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１１１４ａを形成した。
【０１９８】
電子輸送層１１１４ａ上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１１１４ｂを形成した。
【０１９９】
電子輸送層１１１４ｂ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５ａを形成し、電子注入層１１１５ａ上に銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５ｂを形成した。
【０２００】
電子注入層１１１５ｂ上に、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンを共蒸着することで、電荷発生層１１０２を形成した。ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節し、その膜厚は、１２０ｎｍとした。
【０２０１】
電荷発生層１１０２上に、ＢＰＡＦＬＰを膜厚２０ｎｍ成膜し、正孔輸送層１２１２を形成した。
【０２０２】
正孔輸送層１２１２上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＡ１ＢＰと、Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）とを、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）＝０．６：０．２：０．０６（重量比）となるように共蒸着することにより、発光層１２１３を形成した。膜厚は１５ｎｍとした。
【０２０３】
発光層１２１３上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩとＩｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）とを、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）＝１：０．０６（重量比）となるように共蒸着することにより、発光層１３１３を形成した。膜厚は１５ｎｍとした。
【０２０４】
発光層１３１３上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１２１４ａを形成した。
【０２０５】
電子輸送層１２１４ａ上にＢＰｈｅｎを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１２１４ｂを形成した。
【０２０６】
電子輸送層１２１４ｂ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１２１５ａを形成し、電子注入層１２１５ａ上に銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１２１５ｂを形成した。
【０２０７】
電子注入層１２１５ｂ上に、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデンを共蒸着することで、電荷発生層１１０５を形成した。ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように調節し、その膜厚は、２０ｎｍとした。
【０２０８】
電荷発生層１１０５上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法によって膜厚１１０ｎｍで成膜し、透光性を有する電極１１０３を形成した。
【０２０９】
以上の工程によって、本実施例の発光素子を作製した。
【０２１０】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２１１】
以上により得られた本実施例発光素子の素子構造を表１に示す。
【０２１２】
【表１】
【０２１３】
窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないように、発光素子をガラス基板により封止する作業を行った。
【０２１４】
発光素子の発光スペクトルを、図７に示す。図７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を示す。図７に示すように、発光素子は、発光スペクトルにおいて、発光層１１１３に起因する４６５ｎｍ付近のピークと、発光層１２１３に起因する５８６ｎｍ付近のピークを有する。発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長として４６５ｎｍ、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長として５８６ｎｍが得られた。
【０２１５】
本実施の発光素子において、反射性を有する電極１１０１と発光層１１１３の間の光学距離は、発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長（４６５ｎｍ）の１／４であり、反射性を有する電極１１０１と、発光層１２１３の間の光学距離は、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長（５８６ｎｍ）の３／４とである。
【０２１６】
光学距離は、屈折率×距離（膜厚）として算出される。本実施例において、発光素子の光学距離の算出に用いた各層の膜厚、屈折率、発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長（４６５ｎｍ）の１／４、発光層１１１３の屈折率、並びに算出された光学距離を表２に示す。
【表２】
【０２１７】
表２より、正孔輸送層１１１２との界面から１４．７ｎｍ付近の発光層１１１３の発光領域と、反射性を有する電極１１０１との光学距離が、発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長（４６５ｎｍ）の１／４に相当する。
【０２１８】
本実施例において、発光素子の光学距離の算出に用いた各層の膜厚、屈折率、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長（５８６ｎｍ）の３／４、発光層１２１３の屈折率、並びに算出された光学距離を表３に示す。
【表３】
【０２１９】
表３より、正孔輸送層１２１２との界面から５．１１ｎｍ付近の発光層１２１３の発光領域と、反射性を有する電極１１０１との光学距離が、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長（５８６ｎｍ）の３／４に相当する。
【０２２０】
発光素子は、輝度９１４ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．４６、ｙ＝０．３７）であり、良好な白色発光を示した。また、輝度９１３ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は６８．０ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は２６．８％、電圧は６．２Ｖ、電流密度は１．３ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は３４．４ｌｍ／Ｗであった。
【０２２１】
本実施例の発光素子は、ランバシアン放射分布に従う良好な配光特性が得られた。従って面光源として有用であることが確認できた。
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、エレクトロルミネセンスを示す発光素子、及び該発光素子を用いた表示装置、並びにそれらの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）として、エレクトロルミネセンス（ＥＬ；Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）表示装置が注目されている。
【０００３】
ＥＬ表示装置は、各画素に用いる発光素子にそれぞれ各色に発光する発光材料を用いた発光素子を設けることで、フルカラー表示を行うことができる。
【０００４】
このようなＥＬ表示装置においては、メタルマスクを用いた蒸着法により、画素毎に微細なパターンで異なる発光材料を塗り分けする方法が用いられている。
【０００５】
しかし、メタルマスクの接触により発光素子の形状不良及び発光不良などを引き起こすおそれがあり、その対策が研究されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、蒸着時にメタルマスクと画素電極とが接触しないように画素電極上にメタルマスクを支えるスペーサを設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２６８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発光材料を画素毎への塗り分ける方法では、工程が煩雑であり、歩留まりや生産性を高めることは難しい。
【０００８】
本発明の一形態は、表示装置の低消費電力化、及び高生産化を達成できる発光素子を提供することを課題の一とする。
【０００９】
本発明の一形態は、表示装置を高い生産性で作製する技術を提供することを課題の一とする。
【００１０】
また、本発明の一形態は、色純度のよい高精細な表示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】
本発明の一形態は、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４である発光素子である。なお、本明細書中で発光スペクトルのピーク波長とは、複数のピークを有する発光スペクトルの場合、そのうち最大の発光強度のピークにおける波長を指す。
【００１２】
上記構成において、第１の発光層及び第２の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる。
【００１３】
本発明の一形態は、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、反射性を有する電極と、第３の発光層の間の光学距離は、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４である発光素子である。
【００１４】
上記構成において、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる。
【００１５】
本発明の一形態は、複数の発光素子と、複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、複数の発光素子はそれぞれ、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置である。
【００１６】
本発明の一形態は、複数の発光素子と、複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、複数の発光素子はそれぞれ、反射性を有する電極と、反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、反射性を有する電極と、第１の発光層の間の光学距離は、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、反射性を有する電極と、第２の発光層の間の光学距離は、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、反射性を有する電極と、第３の発光層の間の光学距離は、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４であり、複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一形態は、表示装置を高い生産性で作製することができる。
【００１８】
また、本発明の一形態は、色純度のよい高精細な表示装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明の一形態は、低消費電力な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】表示装置を説明する図。
【図２】表示装置を説明する図。
【図３】表示装置を説明する図。
【図４】表示装置を説明する図。
【図５】表示装置の使用形態の一例を説明する図。
【図６】実施例発光素子を説明する図。
【図７】実施例発光素子の発光スペクトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ＥＬ表示装置の一形態について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００２３】
図１（Ａ）に、本実施の形態に係る発光素子の構成を示す。図１（Ａ）に示す発光素子は反射性を有する電極１０２と、反射性を有する電極１０２上に順に積層された、第１のＥＬ層１０６、電荷発生層１０７、第２のＥＬ層１１０、及び透光性を有する電極１１２とを含んで構成される。発光素子からの発光は、透光性を有する電極１１２側から射出される。
【００２４】
図１（Ａ）において、第１のＥＬ層１０６は、少なくとも第１の発光層１２０を含んで構成される。また、第２のＥＬ層１１０は、少なくとも第２の発光層１２２を含んで構成される。なお、第１のＥＬ層１０６及び第２のＥＬ層１１０は、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの機能層をそれぞれ有する積層構造とすることもできる。
【００２５】
図１に示す発光素子において、第１の発光層１２０からの発光は、透光性を有する電極１１２から発光素子外へと射出される。ここで、透光性を有する電極１１２へ入射する光の成分には、第１の発光層１２０から直接透光性を有する電極１１２へ入射する光（第１の入射光とも表記する）と、第１の発光層１２０の呈した光において、反射性を有する電極１０２により反射されて戻ってきた光（第１の反射光とも表記する）と、が含まれている。第１の入射光と第１の反射光は干渉を起こすため、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０と、の光学距離を調整することで、第１の入射光と第１の反射光の位相を合わせることができる。
【００２６】
本実施の形態においては、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離を、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４とする。これによって、第１の入射光と第１の反射光の位相を合わせられ、第１の発光層１２０からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００２７】
同様に、第２の発光層１２２からの発光は、透光性を有する電極１１２から発光素子外へと射出され、透光性を有する電極１１２へ入射する光の成分には、第２の発光層１２２から直接透光性を有する電極１１２へ入射する光（第２の入射光とも表記する）と、第２の発光層１２２の呈した光において、反射性を有する電極１０２により反射されて戻ってきた光（第２の反射光とも表記する）と、が含まれている。第２の入射光と第２の反射光は干渉を起こすため、反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２と、の光学距離を調整することで、第２の入射光と第２の反射光の位相を合わせることができる。
【００２８】
本実施の形態においては、反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２との光学距離を、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４とする。これによって、第２の入射光と第２の反射光の位相を合わせられ、第２の発光層１２２からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００２９】
なお、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離とは、より厳密には反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０における発光領域との光学距離ということもできる。但し、発光層における発光領域の位置を厳密に決定することは困難であり、発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができる。すなわち、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離とは、反射性を有する電極１０２の表面から第１の発光層１２０の下部表面までの距離以上、反射性を有する電極１０２の表面から第１の発光層１２０の上部表面までの距離以下とすることができる。反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２との光学距離及び、反射性を有する電極１０２と後述する第３の発光層１２４との光学距離についても同様である。
【００３０】
なお、第１の発光層１２０及び第２の発光層１２２の呈する発光色はそれぞれ異なるのが好ましい。
【００３１】
以下に、図１（Ａ）に示す発光素子の構成をより具体的な材料を交えながら説明する。なお、ここで説明する素子構成や作製方法等はあくまで例示であり、本実施の形態の趣旨を損なわない範囲においてその他公知の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００３２】
反射性を有する電極１０２は、光の取り出し方向と反対側に設けられ、反射性を有する材料を用いて形成される。反射性を有する材料としては、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、又はパラジウム等の金属材料を用いることができる。そのほか、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金などのアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や銀と銅の合金などの銀を含む合金を用いることもできる。銀と銅の合金は、耐熱性が高いため好ましい。さらに、アルミニウム合金膜に接する金属膜、又は金属酸化物膜を積層することでアルミニウム合金膜の酸化を抑制することができる。該金属膜、金属酸化物膜の材料としては、チタン、酸化チタンなどが挙げられる。上述の材料は、地殻における存在量が多く安価であるため、発光素子の作製コストを低減することができ、好ましい。
【００３３】
本実施の形態においては、反射性を有する電極１０２を発光素子の陽極として用いる場合を例に説明する。但し、本発明の実施の形態はこれに限られない。
【００３４】
反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離を調整するには、反射性を有する電極１０２上に接して透光性を有する導電層を設ければよい。当該透光性を有する導電層は、可視光に対する透光性を有する材料を用いて単層または積層で形成される。例えば、透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００３５】
また、透光性を有する導電層として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）またはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体またはその誘導体などがあげられる。
【００３６】
第１のＥＬ層１０６は、少なくとも第１の発光層１２０が含まれていればよい。そのほか、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（正孔輸送性及び電子輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。例えば、第１のＥＬ層１０６として、正孔注入層、正孔輸送層、第１の発光層１２０、電子輸送層、電子注入層の積層構造とすることができる。なお、当然のことながら、反射性を有する電極１０２を陰極として用いる場合には、陰極側から順に、電子注入層、電子輸送層、第１の発光層１２０、正孔輸送層、正孔注入層の積層構造とすればよい。
【００３７】
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【００３８】
また、低分子の有機化合物である４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、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）、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）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
【００３９】
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。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）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００４０】
特に、正孔注入層として、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることが好ましい。正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることにより、陽極からの正孔注入性を良好にし、発光素子の駆動電圧を低減することができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。該複合材料を用いて正孔注入層を形成することにより、陽極から第１のＥＬ層１０６への正孔注入が容易となる。
【００４１】
複合材料に用いる有機化合物としては、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、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、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用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００４２】
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）等の芳香族アミン化合物や、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−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、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のカルバゾール誘導体を用いることができる。
【００４３】
また、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）アントラセン等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００４４】
さらに、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（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）等の芳香族炭化水素化合物を用いることができる。
【００４５】
また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００４６】
なお、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層に用いてもよい。
【００４７】
なお、第１のＥＬ層１０６に上述の複合材料を含む層を設ける場合、当該複合材料を含む層の膜厚を調整することによって、反射性を有する電極１０２と、第１の発光層１２０との光学距離（第１の反射光の光路長）を調整してもよい。この場合、透光性を有する導電層は必ずしも設けなくともよい。
【００４８】
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＰＡＦＬＰ、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、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を用いることができる。ここに述べた物質は、主に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。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００４９】
また、正孔輸送層には、ＣＢＰ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡのようなカルバゾール誘導体や、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈのようなアントラセン誘導体を用いても良い。
【００５０】
また、正孔輸送層には、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００５１】
第１の発光層１２０は、発光性の有機化合物を含む層である。発光性の有機化合物としては、例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【００５２】
第１の発光層１２０に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、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−（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）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、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）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（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）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、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）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、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）などが挙げられる。
【００５３】
また、第１の発光層１２０に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、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））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、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））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、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）等の有機金属錯体が挙げられる。また、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））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【００５４】
なお、第１の発光層１２０としては、上述した発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質を用いることが好ましい。
【００５５】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、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）、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【００５６】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
【００５７】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、第１の発光層１２０の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【００５８】
また、第１の発光層１２０として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【００５９】
なお、第１のＥＬ層１０６は、発光層を２層以上含む構成としてもよい。
【００６０】
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、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、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］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なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。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が二層以上積層したものとしてもよい。
【００６１】
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層を構成する物質を用いることもできる。
【００６２】
電荷発生層１０７は、発光素子に電圧を印加することで電荷が発生し、陰極側のＥＬ層に正孔を注入し、陽極側のＥＬ層に電子を注入する機能を有する。
【００６３】
電荷発生層１０７は上述の複合材料で形成することができる。また、電荷発生層１０７は複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。
【００６４】
なお、電荷発生層１０７の膜厚を調整することによって、反射性を有する電極１０２と、第２の発光層１２２との光学距離（第２の反射光の光路長）を調整することができる。
【００６５】
積層されるＥＬ層の間に電荷発生層を配置すると、電流密度を低く保ったまま、高輝度でありながら長寿命な素子とできる。また、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。
【００６６】
第２のＥＬ層１１０は、少なくとも第２の発光層１２２を含めばよい。そのほか、正孔輸送性の高い物質を含む層、電子輸送性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性の物質（正孔輸送性及び電子輸送性が高い物質）を含む層等を適宜組み合わせた積層構造を構成することができる。また、第１のＥＬ層１０６と同様の構成としてもよいし、第１のＥＬ層とは異なる積層構造を有する構成としてもよい。例えば、第２のＥＬ層１１０として、正孔注入層、正孔輸送層、第２の発光層１２２、電子輸送層、電子注入バッファー層、電子リレー層、及び透光性を有する電極１１２と接する複合材料層を有する積層構造とすることができる。なお、第２のＥＬ層１１０は、発光層を２層以上含む構成としてもよい。
【００６７】
透光性を有する電極１１２と接する複合材料層を設けることで、特にスパッタリング法を用いて透光性を有する電極１１２を形成する際に、第２のＥＬ層１１０が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。
【００６８】
さらに、電子注入バッファー層を設けることで、複合材料層と電子輸送層との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層で生じた電子を電子輸送層に容易に注入することができる。
【００６９】
電子注入バッファー層には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、及びこれらの化合物（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）、また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））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【００７０】
また、電子注入バッファー層が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、電子輸送性の高い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。なお、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（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）、また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））の他、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用いることもできる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【００７１】
さらに、電子注入バッファー層と複合材料層との間に、電子リレー層を形成することが好ましい。電子リレー層は、必ずしも設ける必要は無いが、電子輸送性の高い電子リレー層を設けることで、電子注入バッファー層へ電子を速やかに送ることが可能となる。
【００７２】
複合材料層と電子注入バッファー層との間に電子リレー層が挟まれた構造は、複合材料層に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造である。したがって、駆動電圧の上昇を防ぐことができる。
【００７３】
電子リレー層は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は、複合材料層に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。また、電子リレー層がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準位も複合材料層におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
【００７４】
電子リレー層に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【００７５】
電子リレー層に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはＣｕＰｃ、ＳｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のいずれかを用いることが好ましい。
【００７６】
電子リレー層に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【００７７】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
【００７８】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【００７９】
電子リレー層はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、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）、又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））の他、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などの有機化合物を用いることができる。電子リレー層にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【００８０】
電子リレー層にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記した材料の他、複合材料層に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定であるため、電子リレー層を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。
【００８１】
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−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：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【００８２】
また、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。
【００８３】
その他にも、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）、パーフルオロペンタセン、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）等を用いることができる。
【００８４】
なお、電子リレー層にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層を形成すれば良い。
【００８５】
正孔注入層、正孔輸送層、第２の発光層１２２、及び電子輸送層は前述の材料を用いてそれぞれ形成すれば良い。但し、第２の発光層１２２の発光材料としては、第１の発光層１２０の発光材料とは異なる材料を用いるのが好ましい。
【００８６】
透光性を有する電極１１２は、光の取り出し方向に設けられるため、透光性を有する材料を用いて形成する。透光性を有する材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、グラフェンなどを用いることができる。
【００８７】
また、透光性を有する電極１１２として、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。なお、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄くすればよい。
【００８８】
以上で説明した図１（Ａ）の発光素子は、各発光層からの発光スペクトルの半値幅を減少させることができ、シャープな発光スペクトルを有する発光素子とすることが可能である。また、高効率の発光素子とすることができる。
【００８９】
図１（Ｂ）に、図１（Ａ）とは異なる発光素子の構造を示す。なお、図１（Ｂ）に示す発光素子の構成は、多くの部分で図１（Ａ）に示した発光素子の構成と共通している。したがって、以下においては、重複する部分の説明は省略することがある。
【００９０】
図１（Ｂ）に示す発光素子は、反射性を有する電極１０２と、反射性を有する電極１０２上に順に積層された、第１のＥＬ層１０６、第１の電荷発生層１０８、第２のＥＬ層１１０、第２の電荷発生層１１４、第３のＥＬ層１１８、及び透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。図１（Ｂ）に示す発光素子は、第２のＥＬ層１１０と透光性を有する電極１１２との間に、第２の電荷発生層１１４及び第３のＥＬ層１１８を有する点で、図１（Ａ）に示した発光素子と異なる。その他の構成は、図１（Ａ）の発光素子と同様である。
【００９１】
図１（Ｂ）に示す発光素子において、第３のＥＬ層１１８は、少なくとも第３の発光層１２４を有する。第３の発光層１２４からの発光は、透光性を有する電極１１２から発光素子外へと射出され、透光性を有する電極１１２へ入射する光の成分には、第３の発光層１２４から直接透光性を有する電極１１２へ入射する光（第３の入射光とも表記する）と、第３の発光層１２４の呈した光において、反射性を有する電極１０２により反射されて戻ってきた光（第３の反射光とも表記する）と、が含まれている。第３の入射光と第３の反射光は干渉を起こすため、反射性を有する電極１０２と、第３の発光層１２４と、の光学距離を調整することで、第３の入射光と第３の反射光の位相を合わせることができる。
【００９２】
図１（Ｂ）においては、反射性を有する電極１０２と、第３の発光層１２４との光学距離を、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４とする。これによって、第３の入射光と第３の反射光の位相を合わせられ、第３の発光層１２４からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００９３】
反射性を有する電極１０２と、第３の発光層１２４との光学距離（第３の反射光の光路長の調整）は、第２の電荷発生層１１４の膜厚によって調整することができる。なお、第１の電荷発生層１０８及び第２の電荷発生層１１４は、前述の電荷発生層１０７と同様の構成とすることができる。
【００９４】
また、第３のＥＬ層１１８は、少なくとも第３の発光層１２４を含めばよく、詳細は先に示した第１のＥＬ層１０６または第２のＥＬ層１１０と同様の構成とすればよい。但し、第３の発光層１２４に用いる発光材料としては、第１の発光層１２０及び第２の発光層１２２とは異なる発光材料を用いるのが好ましい。
【００９５】
なお、本実施の形態に係る発光素子の構成は図１に限られない。例えば、図２に示すように、ＥＬ層を４層以上含む発光素子としてもよい。各ＥＬ層は、少なくとも発光層を含んで構成される。また、ＥＬ層と他のＥＬ層との間には電荷発生層が設けられる構成とするのが好ましい。
【００９６】
図２に示す発光素子の構成においても、電荷発生層の膜厚を調整することによって、反射性を有する電極１０２と、発光層との光学距離（反射光の光路長）を調整することができる。
【００９７】
例えば、図２において、第ｎのＥＬ層（ｎは４以上の整数）２１８は、第ｍの発光層（ｍは４以上の整数）２２４を含んで構成される。また、第ｎのＥＬ層２１８に接して、第（ｎ−１）の電荷発生層２１４が設けられている。図２において、反射性を有する電極１０２と第ｍの発光層２２４との光学距離を、第ｍの発光層２２４の発光スペクトルのピーク波長の（２ｍ−１）／４とする。これによって、第ｍの入射光と第ｍの反射光の位相を合わせられ、第ｍの発光層２２４からの発光を増幅することができるため、本実施の形態に係る発光素子は、光学距離を調整していない発光素子と比較して同じ電流を流した場合において大きな輝度を得ることができる。
【００９８】
図３に本実施の形態に係る発光素子を用いたＥＬ表示装置の一態様を示す。図３（Ａ）は表示装置における表示部電極構造の平面図を示す。なお、図３においては、理解を容易にするため、構成要素の一部（例えばＥＬ層など）を省略して図示している。また、図３（Ｂ）は表示部における断面図の構成例である。また、図３（Ｃ）は表示部における断面図の別の構成例である。
【００９９】
図３の表示装置は、パッシブマトリクス型の表示装置であり、ストライプ状に加工された反射性を有する電極１０２（第１の反射性を有する電極１０２ａ、第２の反射性を有する電極１０２ｂ、及び第３の反射性を有する電極１０２ｃ）と、ストライプ状に加工された透光性を有する電極１１２（第１の透光性を有する電極１１２ａ、第２の透光性を有する電極１１２ｂ、及び第３の透光性を有する電極１１２ｃ）と、が格子状に積層されている。
【０１００】
反射性を有する電極１０２及び透光性を有する電極１１２の間に設けられる層（例えば、第１のＥＬ層、電荷発生層、第２のＥＬ層等）は、反射性を有する電極１０２と透光性を有する電極１１２との間の全面にわたって連続膜で設けられている。従って、作製工程においてメタルマスクを用いた塗り分けが不要であるため、大面積を一括して成膜することも可能であり、表示装置の大型化及び生産性の向上を図ることができる。さらに、表示部において表示領域を拡大することができる。また、メタルマスクを用いた際に生じうる、パーティクルの混入等による欠陥を防止することができるため、歩留まりよく表示装置を生産することができる。
【０１０１】
図３（Ｂ）に示す表示装置は、第１の画素１３０ａ及び第２の画素１３０ｂを有する。第１の画素１３０ａは、基板１００に設けられた第１の発光素子１３２ａと、対向基板１２８において第１の発光素子１３２ａと重畳する領域に設けられた第１のカラーフィルタ層１３４ａと、を含んで構成される。また、第２の画素１３０ｂは、基板１００に設けられた第２の発光素子１３２ｂと、対向基板１２８において第２の発光素子１３２ｂと重畳する領域に設けられた第２のカラーフィルタ層１３４ｂと、を含んで構成される。
【０１０２】
第１の発光素子１３２ａは、第１の反射性を有する電極１０２ａ上に順に積層された、第１の透光性を有する導電層１０４ａと、第１のＥＬ層１０６と、電荷発生層１０７と、第２のＥＬ層１１０と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。また、第２の発光素子１３２ｂは、第２の反射性を有する電極１０２ｂ上に順に積層された、第２の透光性を有する導電層１０４ｂと、第１のＥＬ層１０６と、電荷発生層１０７と、第２のＥＬ層１１０と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂとしては、図１（Ａ）に示した発光素子を適用することができる。
【０１０３】
なお、第１の反射性を有する電極１０２ａ及び第２の反射性を有する電極１０２ｂ、並びに、第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂは、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程によって所定の形状に加工することができる。よって、微細なパターンの形成を制御性よく行うことができ、高精細な表示装置を得ることができる。
【０１０４】
また、第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂを画素毎に独立して設けることで、透光性を有する導電層の膜厚が非常に厚い場合や、透光性を有する導電層の導電率が高い場合であってもクロストークを防止することができる。
【０１０５】
第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂ上には、開口を有する絶縁層１２６が形成され、第１のＥＬ層１０６は、開口において第１の透光性を有する導電層１０４ａ及び第２の透光性を有する導電層１０４ｂとそれぞれ接する。絶縁層１２６は、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、エポキシ等の有機絶縁材料、又は無機絶縁材料を用いて形成する。特に感光性の樹脂材料を用い、第１の電極層上に開口部を形成し、その開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することが好ましい。絶縁層１２６はテーパを有していてもよく、逆テーパとすることもできる。
【０１０６】
基板１００としては、プラスチック（有機樹脂）、ガラス、または石英などを用いることができる。プラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる部材が挙げられる。なお、基板１００として、プラスチックを用いると、表示装置の軽量化を実現することができるため好ましい。また、基板１００として水蒸気に対するバリア性が高く、放熱性が高いシート（例えば、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を含むシート）を用いることもできる。
【０１０７】
また、図示しないが、基板１００上に無機絶縁体を設ける構成としてもよい。無機絶縁体は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁体を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、表示装置の耐久性や寿命を向上させることができる。
【０１０８】
無機絶縁体としては窒化膜、及び窒化酸化膜の単層又は積層を用いることができる。具体的には、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウムなどを用いて、材料に合わせてＣＶＤ法、スパッタ法等により形成することができる。好ましくは、窒化珪素を用いてＣＶＤ法により形成するとよい。無機絶縁体の膜厚は１００ｎｍ以上１μｍ以下程度とすればよい。また、無機絶縁体として、酸化アルミニウム膜、ＤＬＣ膜、窒素含有炭素膜、硫化亜鉛及び酸化珪素を含む膜（ＺｎＳ・ＳｉＯ２膜）を用いてもよい。
【０１０９】
または、無機絶縁体として、膜厚の薄いガラス基板を用いることができる。例えば、３０μｍ以上１００μｍ以下の厚さのガラス基板を用いることができる。
【０１１０】
また、基板１００の下面（発光素子が設けられる面と対向する面）には、金属板を設けてもよい。また、無機絶縁体を設ける場合には金属板を基板１００の代わりに用いてもよい。金属板の膜厚に特に限定はないが、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下のものを用いると、表示装置の軽量化が図れるため好ましい。また、金属板を構成する材料としては特に限定はないが、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属、または、アルミニウム合金若しくはステンレスなどの金属の合金などを好ましく用いることができる。
【０１１１】
金属板と基板１００とは、接着層によって接着して設けることができる。接着層としては、可視光硬化性、紫外線硬化性、または熱硬化性の接着剤を用いることができる。これらの接着剤の材質としては、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。接着層に乾燥剤となる吸水物質を含ませてもよい。
【０１１２】
金属板は透水性が低いため、金属板を設けることで、発光素子への水分の侵入を抑制することが可能である。よって、金属板を設けることで、水分に起因する劣化の抑制された信頼性の高い表示装置とすることが可能である。
【０１１３】
なお、第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂを覆う無機絶縁膜を設けてもよい。該無機絶縁膜は、外部からの水等の汚染物質から保護する保護層、封止膜として機能する。無機絶縁膜を設けることで、発光素子の劣化を軽減し、表示装置の耐久性や寿命を向上させることができる。無機絶縁膜の材料は、上述の無機絶縁体と同様の材料を用いることができる。
【０１１４】
基板１００と対向基板１２８との間に乾燥剤となる吸水物質を設けてもよい。吸水物質は粉状など固体の状態で配置してもよいし、スパッタ法などの成膜法によって吸水物質を含む膜の状態で第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂ上に設けられてもよい。
【０１１５】
対向基板１２８としては、基板１００と同様の材料を用いることができる。但し、対向基板１２８は少なくとも第１のカラーフィルタ層１３４ａ及び第２のカラーフィルタ層１３４ｂの透過光に対して透光性を有する必要がある。
【０１１６】
第１のカラーフィルタ層１３４ａ及び第２のカラーフィルタ層１３４ｂとしては、例えば有彩色の透光性樹脂を用いることができる。有彩色の透光性樹脂としては、感光性、非感光性の有機樹脂を用いることができるが、感光性の有機樹脂層を用いるとレジストマスク数を削減することができるため、工程が簡略化し好ましい。
【０１１７】
有彩色は、黒、灰、白などの無彩色を除く色であり、カラーフィルタ層は、着色された有彩色の光のみを透過する材料で形成される。有彩色としては、赤色、緑色、青色などを用いることができる。また、シアン、マゼンダ、イエロー（黄）などを用いてもよい。着色された有彩色の光のみを透過するとは、カラーフィルタ層における透過光は、その有彩色の光の波長にピークを有するということである。
【０１１８】
カラーフィルタ層は、含ませる着色材料の濃度と光の透過率の関係に考慮して、最適な膜厚を適宜制御するとよい。第１のカラーフィルタ層１３４ａの色と第２のカラーフィルタ層１３４ｂの色を異ならせることで、多色表示が可能な表示装置とすることができる。なお、第１の発光層１２０の呈する発光色と第１のカラーフィルタ層１３４ａの色を同じ色とするのが好ましい。また、第２の発光層１２２の呈する発光色と第２のカラーフィルタ層１３４ｂの色を同じ色とするのが好ましい。
【０１１９】
本実施の形態で示す表示装置は、第１の反射性を有する電極１０２ａと第１の発光層１２０との光学距離を調整し、光の干渉を利用することで、第１の発光層１２０からの発光スペクトルの半値幅を減少させることができる。同様に、第２の反射性を有する電極１０２ｂと第２の発光層１２２との光学距離を調整し、光の干渉を利用することで、第２の発光層１２２からの発光スペクトルの半値幅を減少させることができる。よって、第１のカラーフィルタ層１３４ａの色と第１の発光層の呈する発光色を同じ色とすることで、第１のカラーフィルタ層１３４ａの着色材料の濃度を低濃度とすることができる。また、第１のカラーフィルタ層１３４ａの膜厚を薄くすることが可能となる。第２のカラーフィルタ層１３４ｂについても同様である。この結果、第１のカラーフィルタ層１３４ａまたは第２のカラーフィルタ層１３４ｂによる光吸収を低減することができるため、光の利用効率を向上することができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、第１のカラーフィルタ層１３４ａ及び第２のカラーフィルタ層１３４ｂが、対向基板１２８の内側に設ける例を示すが、本発明の実施はこれに限られず、対向基板１２８の外側（発光素子と反対側）に設けることも可能である。
【０１２１】
または、第１の発光素子１３２ａ及び第２の発光素子１３２ｂ上カラーフィルタ層として機能する有彩色の透光性樹脂層を形成してもよい。
【０１２２】
第１のカラーフィルタ層１３４ａと、第２のカラーフィルタ層１３４ｂの間の領域（絶縁層１２６と重畳する領域）に遮光層を設けてもよい。遮光層は、光を反射、又は吸収し、遮光性を有する材料を用いる。例えば、黒色の有機樹脂を用いることができ、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂やカーボンブラック、チタンブラック等を混合させて形成すればよい。また、遮光性の金属膜を用いることもでき、例えばクロム、モリブデン、ニッケル、チタン、コバルト、銅、タングステン、又はアルミニウムなどを用いればよい。
【０１２３】
遮光層の形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの乾式法、又はスピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法等）、スクリーン印刷、オフセット印刷などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
【０１２４】
遮光層は隣り合う画素への光漏れを防止することができるため、遮光層を設けることで高コントラスト及び高精細な表示を行うことが可能になる。
【０１２５】
図３（Ｃ）に示す表示装置は、第１の画素２３０ａ、第２の画素２３０ｂ及び第３の画素２３０ｃを有する。第１の画素２３０ａは、基板１００に設けられた第１の発光素子２３２ａと、対向基板１２８において第１の発光素子２３２ａと重畳する領域に設けられた第１のカラーフィルタ層１３４ａと、を含んで構成される。第２の画素２３０ｂは、基板１００に設けられた第２の発光素子２３２ｂと、対向基板１２８において第２の発光素子２３２ｂと重畳する領域に設けられた第２のカラーフィルタ層１３４ｂと、を含んで構成される。第３の画素２３０ｃは、基板１００に設けられた第３の発光素子２３２ｃと、対向基板１２８において第３の発光素子２３２ｃと重畳する領域に設けられた第３のカラーフィルタ層１３４ｃと、を含んで構成される。
【０１２６】
例えば、第１のカラーフィルタ層１３４ａを青色、第２のカラーフィルタ層１３４ｂを緑色、第３のカラーフィルタ層１３４ｃを赤色とすることで、フルカラー表示が可能な表示装置とすることができる。
【０１２７】
第１の発光素子２３２ａは、第１の反射性を有する電極１０２ａと、第１の反射性を有する電極１０２ａ上に順に積層された、第１の透光性を有する導電層１０４ａと、第１のＥＬ層１０６と、第１の電荷発生層１０８と、第２のＥＬ層１１０と、第２の電荷発生層１１４と、第３のＥＬ層１１８と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。また、第２の発光素子２３２ｂは、第２の反射性を有する電極１０２ｂと、第２の反射性を有する電極１０２ｂ上に順に積層された、第２の透光性を有する導電層１０４ｂと、第１のＥＬ層１０６と、第１の電荷発生層１０８と、第２のＥＬ層１１０と、第２の電荷発生層１１４と、第３のＥＬ層１１８と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。また、第３の発光素子２３２ｃは、第３の反射性を有する電極１０２ｃと、第３の反射性を有する電極１０２ｃ上に順に積層された、第３の透光性を有する導電層１０４ｃと、第１のＥＬ層１０６と、第１の電荷発生層１０８と、第２のＥＬ層１１０と、第２の電荷発生層１１４と、第３のＥＬ層１１８と、透光性を有する電極１１２と、を含んで構成される。第１の発光素子２３２ａ乃至第３の発光素子２３２ｃとしては、図１（Ｂ）に示した発光素子を適用することができる。
【０１２８】
図３（Ｃ）において、第１の発光層の呈する発光色と第１のカラーフィルタ層１３４ａの色を同じ色とするのが好ましい。また、第２の発光層の呈する発光色と第２のカラーフィルタ層１３４ｂの色を同じ色とするのが好ましい。第３の発光層の呈する発光色と第３のカラーフィルタ層１３４ｃの色を同じ色とするのが好ましい。これによって、第１のカラーフィルタ層１３４ａ、第２のカラーフィルタ層１３４ｂまたは第３のカラーフィルタ層１３４ｃによる光吸収を低減することができるため、光の利用効率を向上することができる。
【０１２９】
本実施の形態で示す表示装置は、発光素子に設けられた複数の発光層のそれぞれの呈する発光色の波長に合わせて、反射性を有する電極と各発光層との光学距離を最適化することによって高い発光効率で画素より各色の光を取り出すことができる。また、各発光層の発光スペクトルの半値幅を減少させているため、カラーフィルタ層から効率よく色純度のよい光を取り出すことができる。また、発光層を画素毎にメタルマスクにより塗り分けせず、連続膜で形成することにより、メタルマスクを用いることによる歩留まりの低下や工程の複雑化を回避することができる。よって高精細で低消費電力な表示装置を提供することが可能となる。
【０１３０】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のアクティブマトリクス型の表示装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、表示装置を示す平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ｂ及びＣ−Ｄで切断した断面図である。
【０１３２】
図４（Ａ）（Ｂ）の表示装置は、素子基板４１０と封止基板４０４とがシール材４０５によって固着されており、駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）、複数の画素を含む画素部４０２を有している例である。
【０１３３】
なお、配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における表示装置には、表示装置本体だけでなく、それにＦＰＣ又はＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３４】
駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）は複数のトランジスタを含み、画素部４０２に含まれる複数の画素はそれぞれ、スイッチング用トランジスタと、電流制御用トランジスタとそのドレイン電極に電気的に接続された第１の電極とを含む。
【０１３５】
素子基板４１０上には駆動回路部（ソース側駆動回路４０１、ゲート側駆動回路４０３）及び画素部４０２が形成されているが、図４（Ｂ）では、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２中の３つの画素を示す。
【０１３６】
画素部４０２に含まれる複数の画素はそれぞれ、スイッチング用トランジスタと、電流制御用トランジスタとそのドレイン電極に電気的に接続された第１の電極とを含む。複数の画素は少なくとも２色以上の画素を含むが、本実施の形態では、青（Ｂ）の画素４２０ａ、緑（Ｇ）の画素４２０ｂ、赤（Ｒ）の画素４２０ｃ、３色の画素を有する例を示す。
【０１３７】
画素４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃはそれぞれカラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃ、発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃと、該発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃと電気的に接続し、スイッチング用トランジスタとして機能するトランジスタ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃを有している。
【０１３８】
また、発光素子４１８ａ、４１８ｂ、４１８ｃはそれぞれ反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃを含み、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃの積層上に、第１の発光層が設けられた第１のＥＬ層４３１と、第１の電荷発生層４３２と、第２の発光層が設けられた第２のＥＬ層４３３と、第２の電荷発生層４３５と、第３の発光層が設けられた第３のＥＬ層４３６と、透光性を有する電極４１７とからなる積層を有している。
【０１３９】
反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、第１の発光層との間の距離を調整し、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４とし、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、第２の発光層との間の距離を第１の電荷発生層４３２によって調整し、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４とし、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃと、第３の発光層との間の距離を第２の電荷発生層４３５によって調整し、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４とする。反射性を有する電極と第１の発光層との距離の調整は、反射性を有する電極と第１の発光層との間に設けられる薄膜（例えば、透光性を有する導電層または第１のＥＬ層に含まれる機能層など）の膜厚を制御することで行うことができる。また、反射性を有する電極と第２の発光層または第３の発光層との距離の調整は、第１の電荷発生層４３２または第２の電荷発生層４３５の膜厚を制御することで行うことができる。
【０１４０】
カラーフィルタ層４３４ａとしては、第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層とし、カラーフィルタ層４３４ｂとしては、第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層とし、カラーフィルタ層４３４ｃとしては、第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層とする。
【０１４１】
例えば、青（Ｂ）の画素４２０ａのカラーフィルタ層４３４ａは青色であり、緑（Ｇ）の画素４２０ｂのカラーフィルタ層４３４ｂは緑色であり、赤（Ｒ）の画素４２０ｃのカラーフィルタ層４３４ｃは赤色とすればよい。
【０１４２】
第１の発光層、第２の発光層及び第３の発光層それぞれの呈する発光色の波長に合わせて、反射性を有する電極と発光層との距離を最適化することによって、高い発光効率で画素より各色の光を取り出すことができる。また、各発光層の発光スペクトルの半値幅を減少させているため、カラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃから効率よく色純度のよい光を取り出すことができる。
【０１４３】
なお、例えば、第１の発光層の発光色を赤色とし、第２の発光層の発光色を緑色とし、第３の発光層の発光色を青色として、カラーフィルタ層を設けずに、白色光を表示装置から取り出すこともできる。よって、ＲＧＢＷの画素を有する表示装置を作製することができる。または、白色発光を呈する発光装置を作製することもできる。当該発光装置は、照明装置として用いることもできる。
【０１４４】
また、発光層を画素毎にメタルマスクにより塗り分けせず、連続膜で形成することによりメタルマスクを用いることによる歩留まりの低下や工程の複雑化を回避することができる。よって高精細で色再現性の高い表示装置を提供することが可能となる。また、消費電力の低い表示装置を提供することができる。
【０１４５】
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型トランジスタ４２３とｐチャネル型トランジスタ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、トランジスタで形成される種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路又はＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上にソース側駆動回路及びゲート側駆動回路を形成する例を示すが、必ずしもその必要はなく、ソース側駆動回路及びゲート側駆動回路の一部、又は全部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１４６】
なお、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃの端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１４７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部又は下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１４８】
カラーフィルタ層４３４ａ、４３４ｂ、４３４ｃ、反射性を有する電極４１３ａ、４１３ｂ、４１３ｃ及び透光性を有する導電層４１５ａ、４１５ｂ、４１５ｃ、第１のＥＬ層４３１、第１の電荷発生層４３２、第２のＥＬ層４３３、第２の電荷発生層４３５、第３のＥＬ層４３６、及び透光性を有する電極４１７の材料としては、実施の形態１で示した材料をそれぞれ適用することが可能である。
【０１４９】
さらにシール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４１０、封止基板４０４、及びシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、有機樹脂、シール材４０５で充填される場合もある。有機樹脂及びシール材４０５には吸湿性を有する物質を含む材料を用いてもよい。
【０１５０】
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステル又はアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１５１】
本実施の形態のように、下地膜となる絶縁膜４１１を素子基板４１０とトランジスタの半導体層の間に設けてもよい。絶縁膜は、素子基板４１０からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による単層、又は積層構造により形成することができる。
【０１５２】
本明細書に開示する表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。
【０１５３】
ゲート電極層の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。
【０１５４】
例えば、ゲート電極層の２層の積層構造としては、アルミニウム層上にモリブデン層が積層された２層の積層構造、または銅層上にモリブデン層を積層した２層構造、または銅層上に窒化チタン層若しくは窒化タンタル層を積層した２層構造、窒化チタン層とモリブデン層とを積層した２層構造とすることが好ましい。３層の積層構造としては、タングステン層または窒化タングステン層と、アルミニウムとシリコンの合金層またはアルミニウムとチタンの合金層と、窒化チタン層またはチタン層とを積層した積層構造とすることが好ましい。
【０１５５】
ゲート絶縁層は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化窒化シリコン層又は窒化酸化シリコン層を単層で又は積層して形成することができる。また、ゲート絶縁層として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することも可能である。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【０１５６】
半導体層に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ、４２３、４２４に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層に用いることのできる材料の例を説明する。
【０１５７】
半導体層を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【０１５８】
半導体層として、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体を用いることができる。半導体層として単結晶半導体を用いると、トランジスタサイズを微細化することが可能となるため、表示部において画素をさらに高精細化することができる。半導体層として単結晶半導体を用いる場合には、単結晶半導体層が設けられたＳＯＩ基板を適用することができる。または、シリコンウエハ等の半導体基板を用いてもよい。
【０１５９】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。
【０１６０】
また、酸化物半導体を用いてもよく、酸化物半導体としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系や、Ｉｎ−Ｏ系、Ｓｎ−Ｏ系、Ｚｎ−Ｏ系などを用いることができる。また、上記酸化物半導体にＳｉＯ２を含んでもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、少なくともＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでもよい。
【０１６１】
また、酸化物半導体層は、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される薄膜を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えばＭとして、Ｇａ、Ｇａ及びＡｌ、Ｇａ及びＭｎ、またはＧａ及びＣｏなどがある。
【０１６２】
また、酸化物半導体としてＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料を用いる場合、原子数比で、Ｉｎ／Ｚｎ＝０．５〜５０、好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１〜２０、さらに好ましくはＩｎ／Ｚｎ＝１．５〜１５とする。Ｚｎの原子数比を好ましい前記範囲とすることで、トランジスタの電界効果移動度を向上させることができる。ここで、化合物の原子数比がＩｎ：Ｚｎ：Ｏ＝Ｘ：Ｙ：Ｚのとき、Ｚ＞１．５Ｘ＋Ｙとする。
【０１６３】
酸化物半導体層として、単結晶構造ではなく、非晶質構造でもない構造であり、Ｃ軸配向を有した結晶性酸化物半導体（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ； ＣＡＡＣとも呼ぶ）を用いることができる。
【０１６４】
ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜、または上述した元素を成分とする窒化物で形成する。
【０１６５】
トランジスタを覆う絶縁膜４１９は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜、酸化ガリウム膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。
【０１６６】
なおシロキサン系樹脂とは、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサン系樹脂は置換基としては有機基（例えばアルキル基やアリール基）やフルオロ基を用いても良い。また、有機基はフルオロ基を有していても良い。シロキサン系樹脂は塗布法により成膜し、焼成することによって絶縁膜４１９として用いることができる。
【０１６７】
なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４１９を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。
【０１６８】
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置を得ることができる。
【０１６９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１７０】
（実施の形態３）
本明細書に開示する表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１７１】
図５（Ａ）は、ノート型のパーソナルコンピュータであり、本体３００１、筐体３００２、表示部３００３、キーボード３００４などによって構成されている。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部３００３に適用することにより、高精細及び低消費電力なノート型のパーソナルコンピュータとすることができる。
【０１７２】
図５（Ｂ）は、携帯情報端末（ＰＤＡ）であり、本体３０２１には表示部３０２３と、外部インターフェイス３０２５と、操作ボタン３０２４等が設けられている。また操作用の付属品としてスタイラス３０２２がある。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部３０２３に適用することにより、高精細及び低消費電力な携帯情報端末（ＰＤＡ）とすることができる。
【０１７３】
図５（Ｃ）は、電子書籍であり、筐体２７０１および筐体２７０３の２つの筐体で構成されている。筐体２７０１および筐体２７０３は、軸部２７１１により一体とされており、該軸部２７１１を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙の書籍のような動作を行うことが可能となる。
【０１７４】
筐体２７０１には表示部２７０５が組み込まれ、筐体２７０３には表示部２７０７が組み込まれている。表示部２７０５および表示部２７０７は、続き画面を表示する構成としてもよいし、異なる画面を表示する構成としてもよい。異なる画面を表示する構成とすることで、例えば右側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０５）に文章を表示し、左側の表示部（図５（Ｃ）では表示部２７０７）に画像を表示することができる。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部２７０５、表示部２７０７に適用することにより、高精細及び低消費電力な電子書籍とすることができる。表示部２７０５として半透過型、又は反射型の表示装置を用いる場合、比較的明るい状況下での使用も予想されるため、太陽電池を設け、太陽電池による発電、及びバッテリーでの充電を行えるようにしてもよい。なおバッテリーとしては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０１７５】
また、図５（Ｃ）では、筐体２７０１に操作部などを備えた例を示している。例えば、筐体２７０１において、電源２７２１、操作キー２７２３、スピーカー２７２５などを備えている。操作キー２７２３により、頁を送ることができる。なお、筐体の表示部と同一面にキーボードやポインティングデバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子（イヤホン端子、ＵＳＢ端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、電子書籍は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。
【０１７６】
また、電子書籍は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１７７】
図５（Ｄ）は、携帯電話であり、筐体２８００及び筐体２８０１の二つの筐体で構成されている。筐体２８０１には、表示パネル２８０２、スピーカー２８０３、マイクロフォン２８０４、ポインティングデバイス２８０６、カメラ用レンズ２８０７、外部接続端子２８０８などを備えている。また、筐体２８００には、携帯型情報端末の充電を行う太陽電池セル２８１０、外部メモリスロット２８１１などを備えている。また、アンテナは筐体２８０１内部に内蔵されている。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示パネル２８０２に適用することにより、高精細及び低消費電力な携帯電話とすることができる。
【０１７８】
また、表示パネル２８０２はタッチパネルを備えており、図５（Ｄ）には映像表示されている複数の操作キー２８０５を点線で示している。なお、太陽電池セル２８１０で出力される電圧を各回路に必要な電圧に昇圧するための昇圧回路も実装している。
【０１７９】
表示パネル２８０２は、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。また、表示パネル２８０２と同一面上にカメラ用レンズ２８０７を備えているため、テレビ電話が可能である。スピーカー２８０３及びマイクロフォン２８０４は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生などが可能である。さらに、筐体２８００と筐体２８０１は、スライドし、図５（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。
【０１８０】
外部接続端子２８０８はＡＣアダプタ及びＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能であり、充電及びパーソナルコンピュータなどとのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット２８１１に記録媒体を挿入し、より大量のデータ保存及び移動に対応できる。
【０１８１】
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能などを備えたものであってもよい。
【０１８２】
図５（Ｅ）は、デジタルビデオカメラであり、本体３０５１、表示部（Ａ）３０５７、接眼部３０５３、操作スイッチ３０５４、表示部（Ｂ）３０５５、バッテリー３０５６などによって構成されている。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部（Ａ）３０５７、表示部（Ｂ）３０５５に適用することにより、高精細及び低消費電力なデジタルビデオカメラとすることができる。
【０１８３】
図５（Ｆ）は、テレビジョン装置であり、筐体９６０１に表示部９６０３などによって構成されている。表示部９６０３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９６０５により筐体９６０１を支持した構成を示している。実施の形態１又は実施の形態２のいずれかで示した表示装置を表示部９６０３に適用することにより、高精細及び低消費電力なテレビジョン装置とすることができる。
【０１８４】
テレビジョン装置の操作は、筐体９６０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機により行うことができる。また、リモコン操作機に、当該リモコン操作機から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０１８５】
なお、テレビジョン装置は、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。
【０１８６】
本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１８７】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１又は実施の形態２に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例】
【０１８８】
本実施例では、本発明の一態様に係る発光素子の特性の測定結果を、図面及び表を用いて説明する。
【０１８９】
本実施例では発光素子の作製方法を、図６を用いて説明する。
【０１９０】
本実施例で用いた有機化合物（ＢＰｈｅｎ、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）））の構造式を以下に示す。
【０１９１】
【化１】
【０１９２】
発光素子の反射性を有する電極１１０１として、ガラス基板である基板１１００上に、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金膜をスパッタリング法で成膜した。本実施例において、反射性を有する電極１１０１は、陽極として用いた。なお、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１９３】
次に、反射性を有する電極１１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、膜厚１０ｎｍの透光性を有する導電層１１０４を形成した。
【０１９４】
次に反射性を有する電極１１０１及び透光性を有する導電層１１０４が形成された面が下方となるように、反射性を有する電極１１０１及び透光性を有する導電層１１０４が形成された基板１１００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、透光性を有する導電層１１０４上に、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節し、その膜厚は、１０ｎｍとした。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。
【０１９５】
次に、正孔注入層１１１１上に、ＰＣｚＰＡを膜厚２５ｎｍ成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１９６】
正孔輸送層１１１２上に、ＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを、ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝１：０．０５（重量比）となるように共蒸着することにより、発光層１１１３を形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０１９７】
発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚５ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１１１４ａを形成した。
【０１９８】
電子輸送層１１１４ａ上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１１１４ｂを形成した。
【０１９９】
電子輸送層１１１４ｂ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５ａを形成し、電子注入層１１１５ａ上に銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５ｂを形成した。
【０２００】
電子注入層１１１５ｂ上に、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンを共蒸着することで、電荷発生層１１０２を形成した。ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節し、その膜厚は、１２０ｎｍとした。
【０２０１】
電荷発生層１１０２上に、ＢＰＡＦＬＰを膜厚２０ｎｍ成膜し、正孔輸送層１２１２を形成した。
【０２０２】
正孔輸送層１２１２上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＡ１ＢＰと、Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）とを、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）＝０．６：０．２：０．０６（重量比）となるように共蒸着することにより、発光層１２１３を形成した。膜厚は１５ｎｍとした。
【０２０３】
発光層１２１３上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩとＩｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）とを、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）＝１：０．０６（重量比）となるように共蒸着することにより、発光層１３１３を形成した。膜厚は１５ｎｍとした。
【０２０４】
発光層１３１３上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１２１４ａを形成した。
【０２０５】
電子輸送層１２１４ａ上にＢＰｈｅｎを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層１２１４ｂを形成した。
【０２０６】
電子輸送層１２１４ｂ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１２１５ａを形成し、電子注入層１２１５ａ上に銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１２１５ｂを形成した。
【０２０７】
電子注入層１２１５ｂ上に、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデンを共蒸着することで、電荷発生層１１０５を形成した。ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように調節し、その膜厚は、２０ｎｍとした。
【０２０８】
電荷発生層１１０５上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法によって膜厚１１０ｎｍで成膜し、透光性を有する電極１１０３を形成した。
【０２０９】
以上の工程によって、本実施例の発光素子を作製した。
【０２１０】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２１１】
以上により得られた本実施例発光素子の素子構造を表１に示す。
【０２１２】
【表１】
【０２１３】
窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないように、発光素子をガラス基板により封止する作業を行った。
【０２１４】
発光素子の発光スペクトルを、図７に示す。図７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を示す。図７に示すように、発光素子は、発光スペクトルにおいて、発光層１１１３に起因する４６５ｎｍ付近のピークと、発光層１２１３に起因する５８６ｎｍ付近のピークを有する。発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長として４６５ｎｍ、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長として５８６ｎｍが得られた。
【０２１５】
本実施の発光素子において、反射性を有する電極１１０１と発光層１１１３の間の光学距離は、発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長（４６５ｎｍ）の１／４であり、反射性を有する電極１１０１と、発光層１２１３の間の光学距離は、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長（５８６ｎｍ）の３／４とである。
【０２１６】
光学距離は、屈折率×距離（膜厚）として算出される。本実施例において、発光素子の光学距離の算出に用いた各層の膜厚、屈折率、発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長（４６５ｎｍ）の１／４、発光層１１１３の屈折率、並びに算出された光学距離を表２に示す。
【表２】
【０２１７】
表２より、正孔輸送層１１１２との界面から１４．７ｎｍ付近の発光層１１１３の発光領域と、反射性を有する電極１１０１との光学距離が、発光層１１１３の発光スペクトルのピーク波長（４６５ｎｍ）の１／４に相当する。
【０２１８】
本実施例において、発光素子の光学距離の算出に用いた各層の膜厚、屈折率、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長（５８６ｎｍ）の３／４、発光層１２１３の屈折率、並びに算出された光学距離を表３に示す。
【表３】
【０２１９】
表３より、正孔輸送層１２１２との界面から５．１１ｎｍ付近の発光層１２１３の発光領域と、反射性を有する電極１１０１との光学距離が、発光層１２１３の発光スペクトルのピーク波長（５８６ｎｍ）の３／４に相当する。
【０２２０】
発光素子は、輝度９１４ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．４６、ｙ＝０．３７）であり、良好な白色発光を示した。また、輝度９１３ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は６８．０ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は２６．８％、電圧は６．２Ｖ、電流密度は１．３ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は３４．４ｌｍ／Ｗであった。
【０２２１】
本実施例の発光素子は、ランバシアン放射分布に従う良好な配光特性が得られた。従って面光源として有用であることが確認できた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４である発光素子。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の発光層及び前記第２の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる発光素子。
【請求項３】
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第３の発光層の間の光学距離は、前記第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４である発光素子。
【請求項４】
請求項３において、前記第１の発光層、前記第２の発光層、及び前記第３の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる発光素子。
【請求項５】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、
前記複数の発光素子はそれぞれ、
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、
前記複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、
前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、
前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置。
【請求項６】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、
前記複数の発光素子はそれぞれ、
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第３の発光層の間の光学距離は、前記第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４であり、
前記複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、
前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、
前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、
前記第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置。
【請求項１】
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４である発光素子。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の発光層及び前記第２の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる発光素子。
【請求項３】
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第３の発光層の間の光学距離は、前記第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４である発光素子。
【請求項４】
請求項３において、前記第１の発光層、前記第２の発光層、及び前記第３の発光層の呈する発光色はそれぞれ異なる発光素子。
【請求項５】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、
前記複数の発光素子はそれぞれ、
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、電荷発生層、第２の発光層、及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、
前記複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、
前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、
前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置。
【請求項６】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子上に設けられた複数のカラーフィルタ層と、を有し、
前記複数の発光素子はそれぞれ、
反射性を有する電極と、
前記反射性を有する電極上に順に積層された、第１の発光層、第１の電荷発生層、第２の発光層、第２の電荷発生層、第３の発光層及び透光性を有する電極と、を含み、
前記反射性を有する電極と、前記第１の発光層の間の光学距離は、前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の１／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第２の発光層の間の光学距離は、前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の３／４であり、
前記反射性を有する電極と、前記第３の発光層の間の光学距離は、前記第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の５／４であり、
前記複数のカラーフィルタ層として、少なくとも、
前記第１の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、
前記第２の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、
前記第３の発光層の発光スペクトルのピーク波長の光を透過するカラーフィルタ層と、を含む表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８２１２２（Ｐ２０１２−１８２１２２Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３７７６（Ｐ２０１２−２３７７６）
【出願日】平成２４年２月７日（２０１２．２．７）
【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２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月７日（２０１２．２．７）
【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）】
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