JP2018092887A - 発光装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】広色域での表示を可能とする発光装置を提供する。また、新規な発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子を複数有する発光装置であって、第１の発光素子が第１のカラーフィルタを介して得られる発光の色度（ｘ，ｙ）は、色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２の発光素子が第２のカラーフィルタを介して得られる発光の色度（ｘ，ｙ）は、色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３の発光素子が第３のカラーフィルタを介して得られる発光の色度（ｘ，ｙ）は、色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、である。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、発光素子、発光装置、および電子機器に関する。但し、本発明の一態様は、それらに限定されない。すなわち、本発明の一態様は、物、方法、製造方法、または駆動方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。また、具体的には、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、照明装置などを一例として挙げることができる。
一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子（有機ＥＬ素子ともいう）は、薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などの特性を有することから、これらを適用したディスプレイは、次世代のフラットパネルディスプレイとして注目されている。
発光素子は、一対の電極間に電圧を印加することにより、各電極から注入された電子およびホールがＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質（有機化合物）が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。なお、励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）とがあり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。発光物質から得られる発光スペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な発光色の発光素子を得ることができる。
例えば、ディスプレイなどの画像を表示する場合にフルカラー表示を実現するためには、少なくとも赤、緑、青の３色の発光素子が必要となる。さらに、消費電力の少ない発光素子が求められる。
なお、フルカラー表示を実現する具体的な方式としては、各々の光を発する発光素子を別々に形成するいわゆる塗り分け方式、白色発光素子にカラーフィルタを組み合わせた白色カラーフィルタ方式、青色発光素子などの単色発光素子に色変換フィルタを組み合わせた色変換方式などがあり、それぞれメリット、デメリットを有している。
特開２００７−５３０９０号公報
フルカラー表示を実現する具体的な方式の一つである白色カラーフィルタ方式は、複数の発光素子が一つのＥＬ層を共有するため塗り分け方式と比較して高精細化が容易であり、特にディスプレイ市場に適合した表示方式であるといえる。
白色カラーフィルタ方式では、共通のＥＬ層から得られる白色発光を基に赤色、緑色、青色の発光素子が形成されるため、各発光色を呈する発光素子の色度（ｘ，ｙ）をそれぞれ所望の範囲とすることにより、広色域での表示を実現することが可能となる。
従って、本発明の一態様では、広色域での表示を可能とする発光装置を提供する。また、新規な発光素子を提供する。また、色純度の高い発光素子を提供する。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子を複数有する発光装置であって、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度（ｘ，ｙ）（以下、色度（ｘ，ｙ）と示す）において、第１の発光素子からの発光は、色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２の発光素子からの発光は、色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３の発光素子からの発光は、色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする。
また、本発明の別の一態様は、反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する発光素子を複数有する発光装置であって、色度（ｘ，ｙ）において、第１の発光素子からの発光は、色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２の発光素子からの発光は、色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３の発光素子からの発光は、色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子を複数有する発光装置であって、第１のカラーフィルタを介して得られる第１の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２のカラーフィルタを介して得られる第２の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３のカラーフィルタを介して得られる第３の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする。
また、本発明の別の一態様は、反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する発光素子を複数有する発光装置であって、第１のカラーフィルタを介して得られる第１の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２のカラーフィルタを介して得られる第２の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３のカラーフィルタを介して得られる第３の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする。
なお、上記構成において、第１の発光素子、第２の発光素子、および第３の発光素子がそれぞれ有するＥＬ層は、同一の材料を用いて形成された、白色発光を呈するＥＬ層であることが好ましい。また、ＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層が、複数存在していても良く、各ＥＬ層が電荷発生層を介して積層された構造を有していても良い。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、ＥＬ層は、白色発光を呈し、第１のカラーフィルタを介して第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２のカラーフィルタを介して第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３のカラーフィルタを介して第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置である。
なお、白色発光を呈するＥＬ層から、素子毎に異なる光を効率よく取り出すためには、一対の電極間の光学距離を発光色に応じて調整し、所謂マイクロキャビティ構造とすることが好ましい。
また、本発明の別の一態様は、反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、ＥＬ層は、白色発光を呈し、第１のカラーフィルタを介して第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２のカラーフィルタを介して第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３のカラーフィルタを介して第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置である。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、ＥＬ層は、電荷発生層を介して積層された第１のＥＬ層および第２のＥＬ層を有し、かつ白色発光を呈し、第１のＥＬ層は、赤色発光物質と緑色発光物質とを有し、第２のＥＬ層は、青色発光物質を有し、第１のカラーフィルタを介して第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２のカラーフィルタを介して第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３のカラーフィルタを介して第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置である。
また、本発明の別の一態様は、反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、ＥＬ層は、電荷発生層を介して積層された第１のＥＬ層および第２のＥＬ層を有し、かつ白色発光を呈し、第１のＥＬ層は、赤色発光物質と緑色発光物質とを有し、第２のＥＬ層は、青色発光物質を有し、第１のカラーフィルタを介して第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、第２のカラーフィルタを介して第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、第３のカラーフィルタを介して第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置である。
なお、反射電極と半透過・半反射電極とを有する構成において、第１の発光素子における反射電極と、半透過・半反射電極と、の間は、赤色発光の発光強度を強める光学距離を有し、第２の発光素子における反射電極と、半透過・半反射電極と、の間は、緑色発光の発光強度を強める光学距離を有し、第３の発光素子における反射電極と、半透過・半反射電極と、の間は、青色発光の発光強度を強める光学距離を有することを特徴とする。
また、上記各構成において、第１のカラーフィルタは、６００ｎｍの光の透過率が６０％以下で、かつ６５０ｎｍの光の透過率が７０％以上であり、第２のカラーフィルタは、４８０ｎｍおよび５８０ｎｍの光の透過率が６０％以下で、かつ５３０ｎｍの光の透過率が７０％以上であり、第３のカラーフィルタは、５１０ｎｍの光の透過率が６０％以下で、かつ４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上であることを特徴とする。
また、上記各構成において、第１のカラーフィルタを介して第１の発光素子から得られる発光は、発光スペクトルのピーク値が６２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の別の一態様は、本発明の一態様である発光装置と、操作キー、スピーカ、マイク、または、外部接続部と、を有する電子機器である。
なお、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光素子や発光装置を適用した電子機器（具体的には、発光素子や発光装置と、接続端子、または操作キーとを有する電子機器）および照明装置（具体的には、発光素子や発光装置と、筐体とを有する照明装置）も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
本発明の一態様により、広色域での表示を可能とする発光装置を提供することができる。また、新規な発光素子を提供することができる。また、色純度の高い発光素子を提供することができる。また、色再現性の良い発光装置を提供することができる。また、色再現性の高い表示部を備えた電子機器を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様である発光装置について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光装置について説明する図。 発光装置について説明する図。 電子機器について説明する図。 電子機器について説明する図。 自動車について説明する図。 照明装置について説明する図。 照明装置について説明する図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート。 タッチセンサの回路図。 表示装置のブロック図。 表示装置の回路構成。 表示装置の断面構造。 発光素子について説明する図。 発光素子１〜発光素子４の輝度−電流密度特性を示す図。 発光素子１〜発光素子４の輝度−電圧特性を示す図。 発光素子１〜発光素子４の電流効率−輝度特性を示す図。 発光素子１〜発光素子４の電流−電圧特性を示す図。 発光素子１〜発光素子４の発光スペクトルを示す図。 カラーフィルタの透過スペクトルを示す図。 発光素子５〜発光素子８の輝度−電流密度特性を示す図。 発光素子５〜発光素子８の輝度−電圧特性を示す図。 発光素子５〜発光素子８の電流効率−輝度特性を示す図。 発光素子５〜発光素子８の電流−電圧特性を示す図。 発光素子５〜発光素子８の発光スペクトルを示す図。 発光素子について説明する図。 発光素子９〜発光素子１１の輝度−電流密度特性を示す図。 発光素子９〜発光素子１１の輝度−電圧特性を示す図。 発光素子９〜発光素子１１の電流効率−輝度特性を示す図。 発光素子９〜発光素子１１の電流−電圧特性を示す図。 発光素子９〜発光素子１１の発光スペクトルを示す図。 ＣＩＥ１９３１色度座標（ｘ，ｙ色度座標）を示す図。 ＣＩＥ１９７６色度座標（ｕ’，ｖ’色度座標）を示す図。 各発光素子の輝度−電流密度特性を示す図。 各発光素子の輝度−電圧特性を示す図。 各発光素子の電流効率−輝度特性を示す図。 各発光素子の電流−電圧特性を示す図。 各発光素子の発光スペクトルを示す図。 各発光素子の信頼性を示す図。 各発光素子の発光スペクトルを示す図。 ＣＩＥ１９３１色度座標（ｘ，ｙ色度座標）を示す図。 外部量子効率と電流密度の関係を示す図。 発光素子の駆動試験（２５℃）結果を示す図。 発光素子の駆動試験（８５℃）結果を示す図。 発光素子の高温保存試験結果を示す図。 各発光素子の発光スペクトルを示す図。 外部量子効率と輝度の関係を示す図。 発光素子の駆動試験（２５℃）結果を示す図。 発光素子の駆動試験（８５℃）結果を示す図。 発光素子の高温保存試験結果を示す図。 ＣＩＥ１９７６色度座標（ｕ’，ｖ’色度座標）を示す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について図１（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。
図１（Ａ）に示す発光装置は、第１の発光素子１０５Ｒ、第２の発光素子１０５Ｇ、第３の発光素子１０５Ｂを有する。なお、第１の発光素子１０５Ｒは、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３Ｒおよび第２の電極１０２を有する。第２の発光素子１０５Ｇは、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３Ｇおよび第２の電極１０２を有する。第３の発光素子１０５Ｂは、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３Ｂおよび第２の電極１０２を有する。なお、各発光素子が有するＥＬ層（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）は、それぞれ異なる材料を一部または全部に含み、塗り分けにより形成される。すなわち、例えば、ＥＬ層１０３Ｒが赤色発光を示すＥＬ層、ＥＬ層１０３Ｇが緑色発光を示すＥＬ層、ＥＬ層１０３Ｂが青色発光を示すＥＬ層とすることができる。
また、各発光素子の少なくとも一方の電極（図１（Ａ）（Ｂ）の場合は、ＥＬ層からの光が射出される矢印方向の第２の電極１０２）は、透光性を有する電極材料で形成することが好ましい。
また、図１（Ｂ）に示す発光装置は、第１の発光素子１０５Ｒ、第２の発光素子１０５Ｇ、第３の発光素子１０５Ｂを有する。なお、第１の発光素子１０５Ｒは、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３および第２の電極１０２を有する。また、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３および第２の電極１０２と重なる位置にカラーフィルタ１０４Ｒが設けられている。第２の発光素子１０５Ｇは、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３および第２の電極１０２を有する。また、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３および第２の電極１０２と重なる位置にカラーフィルタ１０４Ｇが設けられている。第３の発光素子１０５Ｂは、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３および第２の電極１０２を有する。また、第１の電極１０１、ＥＬ層１０３および第２の電極１０２と重なる位置にカラーフィルタ１０４Ｂが設けられている。なお、各発光素子が有するＥＬ層１０３は、共通である。
また、図１（Ｂ）に示す各発光素子の第２の電極１０２は、透光性を有する電極材料で形成することが好ましい。これにより、第１の発光素子１０５Ｒは、ＥＬ層１０３から射出される光のうちの赤色発光１０６Ｒを、カラーフィルタ１０４Ｒを介して外部に取り出すことができる。また、第２の発光素子１０５Ｇは、ＥＬ層１０３から射出される光のうちの緑色発光１０６Ｇを、カラーフィルタ１０４Ｇを介して外部に取り出すことができる。また、第３の発光素子１０５Ｂは、ＥＬ層１０３から射出される光のうちの青色発光１０６Ｂを、カラーフィルタ１０４Ｂを介して外部に取り出すことができる。従って、カラーフィルタ１０４Ｒは、赤色発光を透過する機能を有し、カラーフィルタ１０４Ｇは、緑色発光を透過する機能を有し、カラーフィルタ１０４Ｂは、青色発光を透過する機能を有する。
なお、図１（Ａ）（Ｂ）には示さないが、本実施の形態に示す発光装置は、第１の発光素子１０５Ｒ、第２の発光素子１０５Ｇ、第３の発光素子１０５Ｂは、それぞれ発光を制御するトランジスタと電気的に接続されていても良い。
図１（Ａ）（Ｂ）に示すＥＬ層（１０３、１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）は、発光を呈する発光物質を有する発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、等の機能層を有する。また、ＥＬ層が複数積層される構造を有する場合には、ＥＬ層の間に電荷発生層を有する。
図１（Ａ）（Ｂ）に示すＥＬ層（１０３、１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）が有する発光層については、発光物質だけでなく、１種以上の有機化合物を含む構成とすることができる。また、異なる発光色を呈する発光物質が発光層内に混在する構成としても良いし、積層された層が異なる発光色を呈する発光物質をそれぞれ有する構成としても良い。図１（Ａ）（Ｂ）に示すＥＬ層（１０３、１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）が、複数のＥＬ層を積層して形成されている場合は、上述したように複数のＥＬ層の間に電荷発生層を挟む構成となる。この時の複数のＥＬ層は、それぞれ異なる発光色を呈するのが好ましい。
また、図１（Ｂ）に示す、第１の発光素子１０５Ｒ、第２の発光素子１０５Ｇ、および第３の発光素子１０５Ｂは、いずれも共通のＥＬ層１０３を有する。この場合、ＥＬ層１０３は白色発光を呈するが、各発光素子からは異なる発光色が得られる。
図１（Ｂ）に示すように、ＥＬ層１０３からの発光が、複数の波長の光が混在する白色発光である場合、特定の波長の光のみを強めるために第１の電極１０１を反射電極とし、第２の電極１０２を半透過・半反射電極とし、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造とするのが好ましい。なお、図１（Ａ）に示すように発光素子毎にＥＬ層が塗り分けで形成される場合も微小光共振器（マイクロキャビティ）構造と組み合わせた発光素子を形成しても良い。
また、図１（Ａ）（Ｂ）に示す、第１の発光素子１０５Ｒは、赤色発光を示す発光素子であるため、第１の電極１０１と第２の電極１０２との光学距離が赤色発光を強める光学距離となるように第１の電極１０１の膜厚を調整するのが好ましい。また、第２の発光素子１０５Ｇは、緑色発光を示す発光素子であるため、第１の電極１０１と第２の電極１０２との光学距離が緑色発光を強める光学距離となるように第１の電極１０１の膜厚を調整するのが好ましい。また、第３の発光素子１０５Ｂは、青色発光を示す発光素子であるため、第１の電極１０１と第２の電極１０２との光学距離が青色発光を強める光学距離となるように第１の電極１０１の膜厚を調整するのが好ましい。
図１（Ｂ）に示すように、ＥＬ層１０３から得られる発光が白色発光の場合は、白色発光を構成する赤色発光、緑色発光、および青色発光がそれぞれ独立した発光スペクトルを有し、互いのスペクトルが重ならないことが色純度の低下を抑える上で望ましい。特に緑色発光のスペクトルと、赤色発光のスペクトルとは、それぞれのピーク波長が近い位置にあるため、互いのスペクトルが重なりやすい。このような発光スペクトルの重なりを抑えるために、ＥＬ層に用いる発光物質やＥＬ層の積層構造が重要となる。これは、共通のＥＬ層を有する発光装置が、塗り分けのＥＬ層を有する発光装置に比べて工程の削減が可能である一方、困難を有する点である。従って、本発明の一態様である発光装置においては、発光色毎に良い色度を示す発光装置を提供することができるだけでなく、特に共通の白色発光層を有する場合には、異なる発光スペクトルの重なりを抑え、発光色毎に良い色度を示す発光装置を提供することができる。
本実施の形態で示す発光装置は、複数の発光素子を有する発光装置であり、フルカラー表示を実現することができる。現在ではこのようなフルカラー表示における品質の指標としていくつかの規格値が定められている。
例えば、ディスプレイ、プリンタ、デジタルカメラ、スキャナなどの機器において、機器間の色再現の違いを統一するためにＩＥＣ（国際電気標準会議）が定めた国際標準の色空間に関する規格としてｓＲＧＢ規格が広く定着している。なお、ｓＲＧＢ規格では、ＣＩＥ（国際照明委員会）が定めるＣＩＥ１９３１色度座標（ｘｙ色度座標）における色度（ｘ，ｙ）を、赤（Ｒ）（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、緑（Ｇ）（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、青（Ｂ）（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）としている。
また、アメリカの国家テレビ標準化委員会（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）が作成したアナログテレビ方式の色域規格であるＮＴＳＣ規格では、色度（ｘ，ｙ）を、赤（Ｒ）（ｘ，ｙ）＝（０．６７０，０．３３０）、緑（Ｇ）（ｘ，ｙ）＝（０．２１０，０．７１０）、青（Ｂ）（ｘ，ｙ）＝（０．１４０，０．０８０）としている。
また、デジタル映画（シネマ）を配給する際の国際的な統一規格であるＤＣＩ−Ｐ３（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ）規格では、色度（ｘ，ｙ）を、赤（Ｒ）（ｘ，ｙ）＝（０．６８０，０．３２０）、緑（Ｇ）（ｘ，ｙ）＝（０．２６５，０．６９０）、青（Ｂ）（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）としている。
また、ＮＨＫが定めた高精細なＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、スーパーハイビジョンともいう）で使われる（ＢＴ．２０２０）規格では、色度（ｘ，ｙ）を、赤色（０．７０８，０．２９２）、緑色（０．１７０，０．７９７）、青色（０．１３１，０．０４６）としている。
このように画像表示に関する様々な規格が定められているが、本発明の一態様である発光装置は、図１（Ｃ）の色座標で表される色度範囲（領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ）を占める発光素子（赤色発光を示す発光素子、緑色発光を示す発光素子、青色発光を示す発光素子）を有する。具体的には、赤色発光１０６Ｒが得られる第１の発光素子１０５Ｒと、緑色発光１０６Ｇが得られる第２の発光素子１０５Ｇと、青色発光１０６Ｂが得られる第３の発光素子１０５Ｂと、を少なくとも有し、第１の発光素子１０５Ｒは図１（Ｃ）の色座標において領域Ａで示される範囲、すなわちＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが、０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが、０．２６０以上０．３２０以下である発光が得られる発光素子であり、第２の発光素子１０５Ｇは、図１（Ｃ）の色座標において領域Ｂで示される範囲、すなわち色度ｘが、０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが、０．７１０より大きく０．８１０以下である発光が得られる発光素子であり、第３の発光素子１０５Ｂは、図１（Ｃ）の色座標において領域Ｃで示される範囲、すなわち色度ｘが、０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが、０．０２０以上０．０６０未満である発光が得られる発光素子である。なお、図１（Ｂ）に示すように各発光素子（１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂ）とカラーフィルタ（１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ）を組み合わせた際、カラーフィルタ（１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ）を介して各発光素子（１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂ）から得られる発光が上記の色度の範囲を満たす構成としても良い。このような発光素子を有することで、フルカラー表示における表示品質の高い発光装置を得ることができる。むろん、図１（Ａ）に示したように、カラーフィルタを介さずに上記色度の範囲を満たす構成としても良い。
なお、図１（Ａ）で示した第１の素子１０５Ｒの発光スペクトルのピーク波長は、６２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下が好ましい。また、図１（Ａ）で示した第２の発光素子１０５Ｇの発光スペクトルのピーク波長は、５００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましい。図１（Ａ）で示した第３の発光素子１０５Ｂの発光スペクトルのピーク波長は、４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下が好ましい。また、発光素子１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂの発光スペクトルの半値幅は、それぞれ５ｎｍ以上４５ｎｍ以下、５ｎｍ以上３５ｎｍ以下、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下が好ましい。これら発光スペクトルのピーク波長、および半値幅に関しては、図１（Ｂ）におけるカラーフィルタ透過後の値に関しても同様のことが言える。
また本発明の一態様においては、上記のような色度を達成することにより、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）におけるＢＴ．２０２０の色域に対する面積比で８０％以上、または、該色域に対するカバー率で７５％以上とすることが好ましい。より好ましくは、面積比で９０％以上、または、カバー率で８５％以上である。
なお、色度の算出においては、色彩輝度計、分光放射輝度計、発光スペクトル測定器のいずれを用いても良く、いずれか一の測定において上記色度を満たしていればよい。ただし、より好ましくは、いずれの測定法を用いても上記色度を満たすことである。
なお、本実施の形態に示す構成には、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について説明する。
≪発光素子の基本的な構造≫
まず、発光素子の基本的な構造について説明する。図２（Ａ）には、一対の電極間に発光層を含むＥＬ層を有する発光素子を示す。具体的には、第１の電極２０１と第２の電極２０２との間にＥＬ層２０３が挟まれた構造（シングル構造）を有する。
また、図２（Ｂ）には、一対の電極間に複数（図２（Ｂ）では、２層）のＥＬ層（２０３ａ、２０３ｂ）を有し、ＥＬ層の間に電荷発生層２０４を有する積層構造（タンデム構造）の発光素子を示す。タンデム構造の発光素子は、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
電荷発生層２０４は、第１の電極２０１と第２の電極２０２に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層（２０３ａまたは２０３ｂ）に電子を注入し、他方のＥＬ層（２０３ｂまたは２０３ａ）に正孔を注入する機能を有する。従って、図２（Ｂ）において、第１の電極２０１に第２の電極２０２よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層２０４からＥＬ層２０３ａに電子が注入され、ＥＬ層２０３ｂに正孔が注入されることとなる。
なお、電荷発生層２０４は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層２０４に対する可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層２０４は、第１の電極２０１や第２の電極２０２よりも低い導電率であっても機能する。
また、図２（Ｃ）には、本発明の一態様である発光素子のＥＬ層２０３の積層構造を示す。但し、この場合、第１の電極２０１は陽極として機能するものとする。ＥＬ層２０３は、第１の電極２０１上に、正孔（ホール）注入層２１１、正孔（ホール）輸送層２１２、発光層２１３、電子輸送層２１４、電子注入層２１５が順次積層された構造を有する。なお、図２（Ｂ）に示すタンデム構造のように複数のＥＬ層を有する場合であっても、各ＥＬ層が、陽極側から上記のように順次積層される構造とする。また、第１の電極２０１が陰極で、第２の電極２０２が陽極の場合は、積層順は逆になる。
ＥＬ層（２０３、２０３ａ、２０３ｂ）に含まれる発光層２１３は、それぞれ発光物質や複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光や燐光発光が得られる構成とすることができる。また、発光層２１３を発光色の異なる積層構造としてもよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質やその他の物質は、それぞれ異なる材料を用いればよい。また、図２（Ｂ）に示す複数のＥＬ層（２０３ａ、２０３ｂ）から、それぞれ異なる発光色が得られる構成としても良い。この場合も各発光層に用いる発光物質やその他の物質を異なる材料とすればよい。
また、本発明の一態様である発光素子において、例えば、図２（Ｃ）に示す第１の電極２０１を反射電極とし、第２の電極２０２を半透過・半反射電極とし、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造とすることにより、ＥＬ層２０３に含まれる発光層２１３から得られる発光を両電極間で共振させ、第２の電極２０２から得られる発光を強めることができる。
なお、発光素子の第１の電極２０１が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電性材料（透明導電膜）との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚を制御することにより光学調整を行うことができる。具体的には、発光層２１３から得られる光の波長λに対して、第１の電極２０１と、第２の電極２０２との電極間距離がｍλ／２（ただし、ｍは自然数）近傍となるように調整するのが好ましい。
また、発光層２１３から得られる所望の光（波長：λ）を増幅させるために、第１の電極２０１から発光層の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、第２の電極２０２から発光層２１３の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、をそれぞれ（２ｍ’＋１）λ／４（ただし、ｍ’は自然数）近傍となるように調節するのが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層２１３における正孔（ホール）と電子との再結合領域を示す。
このような光学調整を行うことにより、発光層２１３から得られる特定の単色光のスペクトルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。
但し、上記の場合、第１の電極２０１と第２の電極２０２との光学距離は、厳密には第１の電極２０１における反射領域から第２の電極２０２における反射領域までの総厚ということができる。しかし、第１の電極２０１や第２の電極２０２における反射領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極２０１と第２の電極２０２の任意の位置を反射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ものとする。また、第１の電極２０１と、所望の光が得られる発光層との光学距離は、厳密には第１の電極２０１における反射領域と、所望の光が得られる発光層における発光領域との光学距離であるということができる。しかし、第１の電極２０１における反射領域や、所望の光が得られる発光層における発光領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極２０１の任意の位置を反射領域、所望の光が得られる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ものとする。
図２（Ｃ）に示す発光素子は、マイクロキャビティ構造を有するため、同じＥＬ層を有していても異なる波長の光（単色光）を取り出すことができる。従って、異なる発光色を得るための塗り分け（例えば、ＲＧＢ）が不要となる。従って、高精細化を実現することが容易である。また、着色層（カラーフィルタ）との組み合わせも可能である。さらに、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。
なお、上述した本発明の一態様である発光素子において、第１の電極２０１と第２の電極２０２の少なくとも一方は、透光性を有する電極（透明電極、半透過・半反射電極など）とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明電極の可視光の透過率は、４０％以上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過・半反射電極の可視光の反射率は、２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下とする。また、これらの電極は、抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。
また、上述した本発明の一態様である発光素子において、第１の電極２０１と第２の電極２０２の一方が、反射性を有する電極（反射電極）である場合、反射性を有する電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、この電極は、抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。
≪発光素子の具体的な構造および作製方法≫
次に、本発明の一態様である発光素子の具体的な構造および作製方法について、図２を用いて説明する。また、ここでは、図２（Ｂ）に示すタンデム構造を有し、マイクロキャビティ構造を備えた発光素子について図２（Ｄ）を用いて説明する。図２（Ｄ）に示す発光素子がマイクロキャビティ構造を有する場合は、第１の電極２０１を反射電極として形成し、第２の電極２０２を半透過・半反射電極として形成する。従って、所望の電極材料を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。なお、第２の電極２０２は、ＥＬ層２０３ｂを形成した後、上記と同様に材料を選択して形成する。また、これらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。
＜第１の電極および第２の電極＞
第１の電極２０１および第２の電極２０２を形成する材料としては、上述した両電極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、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宜用いることができる。具体的には、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、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）などの希土類金属およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
図２（Ｄ）に示す発光素子において、第１の電極２０１が陽極である場合、第１の電極２０１上にＥＬ層２０３ａの正孔注入層２１１ａおよび正孔輸送層２１２ａが真空蒸着法により順次積層形成される。ＥＬ層２０３ａおよび電荷発生層２０４が形成された後、電荷発生層２０４上にＥＬ層２０３ｂの正孔注入層２１１ｂおよび正孔輸送層２１２ｂが同様に順次積層形成される。
＜正孔注入層および正孔輸送層＞
正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）は、陽極である第１の電極２０１や電荷発生層（２０４）からＥＬ層（２０３、２０３ａ、２０３ｂ）に正孔（ホール）を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。
正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、またはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）で正孔が発生し、正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）を介して発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）に正孔が注入される。なお、正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料からなる単層で形成しても良いが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とをそれぞれ別の層で積層して形成しても良い。
正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）は、正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）によって、第１の電極２０１から注入された正孔を発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）に輸送する層である。なお、正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）に用いる正孔輸送性材料は、特に正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）のＨＯＭＯ準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有するものを用いることが好ましい。
正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）に用いるアクセプター性材料としては、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を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。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。その他、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを用いることができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等を用いることができる。
正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）および正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）に用いる正孔輸送性材料としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、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ることができる。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体）や芳香族アミン化合物が好ましく、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またはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、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）、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）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。
さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を１種または複数種組み合わせて正孔輸送性材料として正孔注入層（２１１、２１１ａ、２１１ｂ）および正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）に用いることができる。なお、正孔輸送層（２１２、２１２ａ、２１２ｂ）は、各々複数の層から形成されていても良い。すなわち、例えば第１の正孔輸送層と第２の正孔輸送層とが積層されていても良い。
図２（Ｄ）に示す発光素子において、ＥＬ層２０３ａの正孔輸送層２１２ａ上に発光層２１３ａが真空蒸着法により形成される。また、ＥＬ層２０３ａおよび電荷発生層２０４が形成された後、ＥＬ層２０３ｂの正孔輸送層２１２ｂ上に発光層２１３ｂが真空蒸着法により形成される。
＜発光層＞
発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）は、発光物質を含む層である。なお、発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、複数の発光層（２１３ａ、２１３ｂ）に異なる発光物質を用いることにより異なる発光色を呈する構成（例えば、補色の関係にある発光色を組み合わせて得られる白色発光）とすることができる。さらに、一つの発光層が異なる発光物質を有する積層構造であっても良い。
また、発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）を有していても良い。また、１種または複数種の有機化合物としては、本実施の形態で説明する正孔輸送性材料や電子輸送性材料の一方または両方を用いることができる。
本発明の一態様である発光素子において、発光層（２１３ａ、２１３ｂ）のいずれか一方に青色発光を呈する発光物質（青色発光物質）をゲスト材料として用い、他方に緑色発光を呈する物質（緑色発光物質）および赤色発光を呈する物質（赤色発光物質）を用いることが好ましい。この方法は、青色発光物質（青色発光層）の発光効率や寿命が他よりも劣る場合に有効である。なお、ここでは、青色発光物質として一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用い、緑色および赤色発光物質としては三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いると、ＲＧＢのスペクトルバランスが良くなるため好ましい。
発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）に用いることができる発光物質としては、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。なお、上記発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−６−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０２）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）などが挙げられる。
その他にも、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＢＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、Ｎ，Ｎ’’−（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）等を用いることができる。
また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光材料）や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。
燐光材料としては、有機金属錯体、金属錯体（白金錯体）、希土類金属錯体等が挙げられる。これらは、物質ごとに異なる発光色（発光ピーク）を示すため、必要に応じて適宜選択して用いる。
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３］）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、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）のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）などの有機金属錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
上述した中で、ピリジン骨格（特にフェニルピリジン骨格）またはピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、本発明の一態様における緑色の色度を達成するのに有用な化合物群である。
黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、ビス｛４，６−ジメチル−２−［３−（３，５−ジメチルフェニル）−５−フェニル−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２−メチル−３−フェニルキノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３−ジフェニルキノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｑ）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）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属錯体、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：［ＰｔＯＥＰ］）のような白金錯体、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
上述した中で、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、本発明の一態様における赤色の色度を達成するのに有用な化合物群である。特に、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］のようにシアノ基を有する有機金属イリジウム錯体は、安定性が高く好ましい。
なお、青色の発光物質としては、フォトルミネッセンスのピーク波長が４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下、より好ましくは４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の物質を用いればよい。また、緑色の発光物質としては、フォトルミネッセンスのピーク波長が５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の物質を用いればよい。赤色の発光物質としては、フォトルミネッセンスのピーク波長が６１０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下、より好ましくは６２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の物質を用いればよい。なお、フォトルミネッセンス測定は溶液、薄膜のいずれでもよい。
このような化合物と、マイクロキャビティ効果を併用することで、より容易に上述した色度を達成することができる。この時、マイクロキャビティ効果を得るのに必要な半透過・半反射電極（金属薄膜部分）の膜厚は、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下が好ましい。より好ましくは２５ｎｍより大きく、４０ｎｍ以下である。なお、４０ｎｍを超えると効率が低下してしまう可能性がある。
発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）に用いる有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）としては、発光物質（ゲスト材料）のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。なお、上述した正孔輸送性材料として挙げたものや、後述する電子輸送性材料として挙げられる材料をこのような有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）として用いることもできる。
発光物質が蛍光材料である場合、ホスト材料としては一重項励起状態のエネルギー準位が大きく、三重項励起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物を用いるのが好ましい。例えば、アントラセン誘導体やテトラセン誘導体を用いるのが好ましい。具体的には、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセンなどが挙げられる。
発光物質が燐光材料である場合、ホスト材料としては発光物質の三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物を選択すれば良い。なお、この場合には、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等の他、芳香族アミンやカルバゾール誘導体等を用いることができる。
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）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。
また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、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（ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを用いることができる。
また、発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）に複数の有機化合物を用いる場合、励起錯体を形成する化合物を発光物質と混合して用いることが好ましい。この場合、様々な有機化合物を適宜組み合わせて用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性材料）と、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性材料）とを組み合わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料および電子輸送性材料の具体例については、本実施の形態で示す材料を用いることができる。
ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。また、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０−６秒以上、好ましくは１０−３秒以上である。
ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
その他にも、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることができる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
なお、ＴＡＤＦ材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる。
図２（Ｄ）に示す発光素子においては、ＥＬ層２０３ａの発光層２１３ａ上に電子輸送層２１４ａが真空蒸着法により形成される。また、ＥＬ層２０３ａおよび電荷発生層２０４が形成された後、ＥＬ層２０３ｂの発光層２１３ｂ上に電子輸送層２１４ｂが真空蒸着法により形成される。
＜電子輸送層＞
電子輸送層（２１４、１４ａ、２１４ｂ）は、電子注入層（２１５、２１５ａ、２１５ｂ）によって、第２の電極２０２から注入された電子を発光層（２１３、２１３ａ、２１３ｂ）に輸送する層である。なお、電子輸送層（２１４、２１４ａ、２１４ｂ）は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層（２１４、２１４ａ、２１４ｂ）に用いる電子輸送性材料は、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。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ることができる。
電子輸送性材料としては、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体などが挙げられる。その他、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物を用いることもできる。
具体的には、Ａｌｑ３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（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）、ＢＡｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４’’−ビフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）等のキノキサリンないしはジベンゾキノキサリン誘導体を用いることができる。
また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。
また、電子輸送層（２１４、２１４ａ、２１４ｂ）は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が２層以上積層した構造であってもよい。
次に、図２（Ｄ）に示す発光素子において、ＥＬ層２０３ａの電子輸送層２１４ａ上に電子注入層２１４ａが真空蒸着法により形成される。その後、ＥＬ層２０３ａおよび電荷発生層２０４が形成され、ＥＬ層２０３ｂの電子輸送層２１４ｂまで形成された後、上に電子注入層２１４ｂが真空蒸着法により形成される。
＜電子注入層＞
電子注入層（２１５、２１５ａ、２１５ｂ）は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層（２１５、２１５ａ、２１５ｂ）には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層（２１５、２１５ａ、２１５ｂ）にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層（２１４、２１４ａ、２１４ｂ）を構成する物質を用いることもできる。
また、電子注入層（２１５、２１５ａ、２１５ｂ）に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層（２１４、２１４ａ、２１４ｂ）に用いる電子輸送性材料（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
なお、図２（Ｄ）に示す発光素子において、例えば、発光層２１３ｂから得られる光を増幅させる場合には、第２の電極２０２と、発光層２１３ｂとの光学距離が、発光層２１３ｂが呈する光の波長に対してλ／４未満となるように形成するのが好ましい。この場合、電子輸送層２１４ｂまたは電子注入層２１５ｂの膜厚を変えることにより、調整することができる。
＜電荷発生層＞
図２（Ｄ）に示す発光素子において、電荷発生層２０４は、第１の電極（陽極）２０１と第２の電極（陰極）２０２との間に電圧を印加したときに、ＥＬ層２０３ａに電子を注入し、ＥＬ層２０３ｂに正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層２０４は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。なお、上述した材料を用いて電荷発生層２０４を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
電荷発生層２０４において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場合、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。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、酸化レニウムなどが挙げられる。
電荷発生層２０４において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成とする場合、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
＜基板＞
本実施の形態で示した発光素子は、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
なお、ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどが挙げられる。また、可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック、アクリル等の合成樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などが挙げられる。
なお、本実施の形態で示す発光素子の作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）や、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等を用いることができる。特に発光素子のＥＬ層に含まれる機能層（正孔注入層（２１１ａ、２１１ｂ）、正孔輸送層（２１２ａ、２１２ｂ）、発光層（２１３ａ、２１３ｂ）、電子輸送層（２１４ａ、２１４ｂ）、電子注入層（２１５ａ、２１５ｂ）、および電荷発生層２０４については、蒸着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、マイクロコンタクト法、ナノインプリント法等）などの方法により形成することができる。
なお、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層（２０３ａ、２０３ｂ）を構成する各機能層（正孔注入層（２１１ａ、２１１ｂ）、正孔輸送層（２１２ａ、２１２ｂ）、発光層（２１３ａ、２１３ｂ）、電子輸送層（２１４ａ、２１４ｂ）、電子注入層（２１５ａ、２１５ｂ））や電荷発生層２０４は、上述した材料に限られることはなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用いることができる。一例としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）、中分子化合物（低分子と高分子の中間領域の化合物：分子量４００〜４０００）、無機化合物（量子ドット材料等）等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について図３（Ａ）を用いて説明する。なお、図３（Ａ）に示す発光装置は、第１の基板３０１上のトランジスタ（ＦＥＴ）３０２と発光素子（３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ）が電気的に接続されてなるアクティブマトリクス型の発光装置であり、複数の発光素子（３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ）は、共通のＥＬ層３０４を有し、また、各発光素子の発光色に応じて、各発光素子の電極間の光学距離が調整されたマイクロキャビティ構造を有する。また、ＥＬ層３０４から得られた発光が第２の基板３０５に形成されたカラーフィルタ（３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂ）を介して射出されるトップエミッション型の発光装置である。
図３（Ａ）に示す発光装置は、第１の電極３０７を反射電極として機能するように形成する。また、第２の電極３０８を半透過・半反射電極として機能するように形成する。なお、第１の電極３０７および第２の電極３０８を形成する電極材料としては、他の実施形態の記載を参照し、適宜用いればよい。
また、図３（Ａ）において、例えば、発光素子３０３Ｒを赤色発光素子、発光素子３０３Ｇを緑色発光素子、発光素子３０３Ｂを青色発光素子、発光素子３０３Ｗを白色発光素子とする場合、図３（Ｂ）に示すように発光素子３０３Ｒは、第１の電極３０７と第２の電極３０８との間が光学距離３００Ｒとなるように調整し、発光素子３０３Ｇは、第１の電極３０７と第２の電極３０８との間が光学距離３００Ｇとなるように調整し、発光素子３０３Ｂは、第１の電極３０７と第２の電極３０８との間が光学距離３００Ｂとなるように調整する。なお、図３（Ｂ）に示すように、発光素子３０３Ｒにおいて導電層３０７Ｒを第１の電極３０７に積層し、発光素子３０３Ｇにおいて導電層３０７Ｇを積層することにより、光学調整を行うことができる。
第２の基板３０５には、カラーフィルタ（３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂ）が形成されている。なお、カラーフィルタは、可視光のうち特定の波長域を通過させ、特定の波長域を阻止するフィルタである。従って、図３（Ａ）に示すように、発光素子３０３Ｒと重なる位置に赤の波長域のみを通過させるカラーフィルタ３０６Ｒを設けることにより、発光素子３０３Ｒから赤色発光を得ることができる。また、発光素子３０３Ｇと重なる位置に緑の波長域のみを通過させるカラーフィルタ３０６Ｇを設けることにより、発光素子３０３Ｇから緑色発光を得ることができる。また、発光素子３０３Ｂと重なる位置に青の波長域のみを通過させるカラーフィルタ３０６Ｂを設けることにより、発光素子３０３Ｂから青色発光を得ることができる。但し、発光素子３０３Ｗは、カラーフィルタを設けることなく白色発光を得ることができる。なお、１種のカラーフィルタの端部には、黒色層（ブラックマトリックス）３０９が設けられていてもよい。さらに、カラーフィルタ（３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂ）や黒色層３０９は、透明な材料を用いたオーバーコート層で覆われていても良い。
図３（Ａ）では、第２の基板３０５側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置を示したが、ＦＥＴ３０２が形成されている第１の基板３０１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としても良い。なお、トップエミッション型の発光装置の場合には、第１の基板３０１として遮光性の基板および透光性の基板を用いることができるが、ボトムエミッション型の発光装置の場合には、第１の基板３０１として透光性の基板を用いる必要がある。
また、図３（Ａ）において、発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子の場合について示したが、本発明の一態様である発光素子はその構成に限られることはなく、黄色の発光素子や橙色の発光素子を有する構成であっても良い。なお、これらの発光素子を作製するためにＥＬ層（発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など）に用いる材料としては、他の実施形態の記載を参照し、適宜用いればよい。なお、その場合には、また、発光素子の発光色に応じてカラーフィルタを適宜選択する必要がある。
以上のような構成とすることにより、複数の発光色を呈する発光素子を備えた発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。
本発明の一態様である発光素子の素子構成を適用することで、アクティブマトリクス型の発光装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。なお、アクティブマトリクス型の発光装置は、発光素子とトランジスタ（ＦＥＴ）とを組み合わせた構成を有する。従って、パッシブマトリクス型の発光装置、アクティブマトリクス型の発光装置は、いずれも本発明の一態様に含まれる。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した発光素子を適用することが可能である。
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図４を用いて説明する。
なお、図４（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。アクティブマトリクス型の発光装置は、第１の基板４０１上に設けられた画素部４０２、駆動回路部（ソース線駆動回路）４０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）（４０４ａ、４０４ｂ）を有する。画素部４０２および駆動回路部４０３、４０４ａ、４０４ｂ）は、シール材４０５によって、第１の基板４０１と第２の基板４０６との間に封止される。
また、第１の基板４０１上には、引き回し配線４０７が設けられる。引き回し配線４０７は、外部入力端子であるＦＰＣ４０８と接続される。なお、ＦＰＣ４０８は、駆動回路部（４０３、４０４ａ、４０４ｂ）に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等）や電位を伝達する。また、ＦＰＣ４０８にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。なお、これらＦＰＣやのＰＷＢが取り付けられた状態は、発光装置に含まれる。
次に、図４（Ｂ）に断面構造を示す。
画素部４０２は、ＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ）４１１、ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）４１２、およびＦＥＴ４１２と電気的に接続された第１の電極４１３を有する複数の画素により形成される。なお、各画素が有するＦＥＴの数は、特に限定されることはなく、必要に応じて適宜設けることができる。
ＦＥＴ４０９、４１０、４１１、４１２は、特に限定されることはなく、例えば、スタガ型や逆スタガ型などのトランジスタを適用することができる。また、トップゲート型やボトムゲート型などのトランジスタ構造であってもよい。
なお、これらのＦＥＴ４０９、４１０、４１１、４１２に用いることのできる半導体の結晶性については特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。なお、結晶性を有する半導体を用いることで、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
また、これらの半導体としては、例えば、第１４族の元素、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体などを用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、インジウムを含む酸化物半導体などを適用することができる。
駆動回路部４０３は、ＦＥＴ４０９とＦＥＴ４１０とを有する。なお、ＦＥＴ４０９とＦＥＴ４１０は、単極性（Ｎ型またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、Ｎ型のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で形成されても良い。また、外部に駆動回路を有する構成としても良い。
第１の電極４１３の端部は、絶縁物４１４により覆われている。なお、絶縁物４１４には、ネガ型の感光性樹脂や、ポジ型の感光性樹脂（アクリル樹脂）などの有機化合物や、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。絶縁物４１４の上端部または下端部には、曲率を有する曲面を有するのが好ましい。これにより、絶縁物４１４の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。
第１の電極４１３上には、ＥＬ層４１５及び第２の電極４１６が積層形成される。ＥＬ層４１５は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を有する。
なお、本実施の形態で示す発光素子４１７の構成は、他の実施の形態で説明した構成や材料を適用することができる。なお、ここでは図示しないが、第２の電極４１６は外部入力端子であるＦＰＣ４０８に電気的に接続されている。
また、図４（Ｂ）に示す断面図では発光素子４１７を１つのみ図示しているが、画素部４０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部４０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子の他に、例えば、ホワイト（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）等の発光が得られる発光素子を形成してもよい。例えば、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子に上述の数種類の発光が得られる発光素子を追加することにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
第１の基板４０１上のＦＥＴ（４０９、４１０、４１１、４１２）や、発光素子４１７は、第２の基板４０６と第１の基板４０１とをシール材４０５により貼り合わせることにより、第１の基板４０１、第２の基板４０６、およびシール材４０５で囲まれた空間４１８に備えられた構造を有する。なお、空間４１８には、不活性気体（窒素やアルゴン等）や有機物（シール材４０５を含む）で充填されていてもよい。
シール材４０５には、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いることができる。なお、シール材４０５には、できるだけ水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。また、第２の基板４０６は、第１の基板４０１に用いることができるものを同様に用いることができる。従って、他の実施形態で説明した様々な基板を適宜用いることができるものとする。基板としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から第１の基板４０１及び第２の基板４０６はガラス基板であることが好ましい。
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
また、アクティブマトリクス型の発光装置を可撓性基板に形成する場合、可撓性基板上にＦＥＴと発光素子とを直接形成しても良いが、剥離層を有する別の基板にＦＥＴと発光素子を形成した後、熱、力、レーザ照射などを与えることによりＦＥＴと発光素子を剥離層で剥離し、さらに可撓性基板に転載して作製しても良い。なお、剥離層としては、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層や、ポリイミド等の有機樹脂膜等を用いることができる。また可撓性基板としては、トランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などが挙げられる。これらの基板を用いることにより、耐久性や耐熱性に優れ、軽量化および薄型化を図ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用して完成させた様々な電子機器や自動車の一例について、説明する。
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図５、図６に示す。
図５（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。なお、本発明の一態様である発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図５（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、本発明の一態様である発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製することができる。また、表示部７２０３は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
図５（Ｃ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示部７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。
ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示部７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。表示部７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。また、表示部７３０４は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
なお、図５（Ｃ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光装置をその表示部７３０４に用いることにより作製することができる。
図５（Ｄ）は、携帯電話機（スマートフォンを含む）の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に、表示部７４０２、マイク７４０６、スピーカ７４０５、カメラ７４０７、外部接続部７４０４、操作用ボタン７４０３などを備えている。また、本発明の一態様に係る発光素子を、可撓性を有する基板に形成して発光装置を作製した場合、図５（Ｄ）に示すような曲面を有する表示部７４０２に適用することが可能である。
図５（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作用ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
さらに、携帯電話機（スマートフォンを含む）の別の構成として、図５（Ｄ’−１）や図５（Ｄ’−２）のような構造を有する携帯電話機に適用することもできる。
なお、図５（Ｄ’−１）や図５（Ｄ’−２）のような構造を有する場合には、文字情報や画像情報などを筐体７５００（１）、７５００（２）の第１面７５０１（１）、７５０１（２）だけでなく、第２面７５０２（１）、７５０２（２）に表示させることができる。このような構造を有することにより、携帯電話機を胸ポケットに収納したままの状態で、第２面７５０２（１）、７５０２（２）などに表示された文字情報や画像情報などを使用者が容易に確認することができる。
また、発光装置を適用した電子機器として、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すような折りたたみ可能な携帯情報端末が挙げられる。図６（Ａ）には、展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。また、図６（Ｂ）には、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。さらに、図６（Ｃ）には、折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示部９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示部９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示部９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示部９３１１に用いることができる。表示部９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
また、発光装置を適用した自動車を図７（Ａ）（Ｂ）に示す。すなわち、発光装置を、自動車と一体にして設けることができる。具体的には、図７（Ａ）に示す自動車の外側のライト５１０１（車体後部も含む）、タイヤのホイール５１０２、ドア５１０３の一部または全体などに適用することができる。また、図７（Ｂ）に示す自動車の内側の表示部５１０４、ハンドル５１０５、シフトレバー５１０６、座席シート５１０７、インナーリアビューミラー５１０８等に適用することができる。その他、ガラス窓の一部に適用してもよい。
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器や自動車を得ることができる。なお、適用できる電子機器や自動車は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野において適用することが可能である。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光素子を適用して作製される照明装置の構成について図８を用いて説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）には、照明装置の断面図の一例を示す。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置であり、図８（Ｃ）、（Ｄ）は、封止基板側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。
図８（Ａ）に示す照明装置４０００は、基板４００１上に発光素子４００２を有する。また、基板４００１の外側に凹凸を有する基板４００３を有する。発光素子４００２は、第１の電極４００４と、ＥＬ層４００５と、第２の電極４００６を有する。
第１の電極４００４は、電極４００７と電気的に接続され、第２の電極４００６は電極４００８と電気的に接続される。また、第１の電極４００４と電気的に接続される補助配線４００９を設けてもよい。なお、補助配線４００９上には、絶縁層４０１０が形成されている。
また、基板４００１と封止基板４０１１は、シール材４０１２で接着されている。また、封止基板４０１１と発光素子４００２の間には、乾燥剤４０１３が設けられていることが好ましい。なお、基板４００３は、図８（Ａ）のような凹凸を有するため、発光素子４００２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
また、基板４００３に代えて、図８（Ｂ）の照明装置４１００のように、基板４００１の外側に拡散板４０１５を設けてもよい。
図８（Ｃ）の照明装置４２００は、基板４２０１上に発光素子４２０２を有する。発光素子４２０２は第１の電極４２０４と、ＥＬ層４２０５と、第２の電極４２０６とを有する。
第１の電極４２０４は、電極４２０７と電気的に接続され、第２の電極４２０６は電極４２０８と電気的に接続される。また第２の電極４２０６と電気的に接続される補助配線４２０９を設けてもよい。また、補助配線４２０９の下部に、絶縁層４２１０を設けてもよい。
基板４２０１と凹凸のある封止基板４２１１は、シール材４２１２で接着されている。また、封止基板４２１１と発光素子４２０２の間にバリア膜４２１３および平坦化膜４２１４を設けてもよい。なお、封止基板４２１１は、図８（Ｃ）のような凹凸を有するため、発光素子４２０２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
また、封止基板４２１１に代えて、図８（Ｄ）の照明装置４３００のように、発光素子４２０２の上に拡散板４２１５を設けてもよい。
なお、本実施の形態で示すように、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光素子を適用することで、所望の色度を有する照明装置を提供することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光素子を適用して作製される照明装置の応用例について、図９を用いて説明する。
室内の照明装置としては、シーリングライト８００１として応用できる。シーリングライト８００１には、天井直付型や天井埋め込み型がある。その他にもコードペンダント型（天井からのコード吊り下げ式）への応用も可能である。
また、足元灯８００２は、床面に灯りを照射し、足元の安全性を高めることができる。例えば、寝室や階段や通路などに使用するのが有効である。その場合、部屋の広さや構造に応じて適宜サイズや形状を変えることができる。
また、シート状照明８００３は、薄型のシート状の照明装置である。壁面に張り付けて使用するため、場所を取らず幅広い用途に用いることができる。なお、大面積化も容易である。なお、曲面を有する壁面や筐体に用いることもできる。
また、光源からの光が所望の方向のみに制御された照明装置８００４を用いることもできる。
なお、上記以外にも室内に備えられた家具の一部に本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光素子を適用することにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置の構成を有するタッチパネルについて、図１０〜図１４を用いて説明を行う。
図１０（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１０（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図１０（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０を有する。
表示パネル２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。
基板２５９０には、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子２５９９を構成する。そして、端子２５９９はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図１０（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５７０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
まず、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合について、図１０（Ｂ）を用いて説明する。なお、投影型静電容量方式の場合には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１と電極２５９２は、複数の配線２５９８のうちのそれぞれ異なる配線と電気的に接続する。また、電極２５９２は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で配線２５９４により、一方向に接続される形状を有する。電極２５９１も同様に複数の四辺形が角部で接続される形状を有するが、接続される方向は、電極２５９２が接続される方向と交差する方向となる。なお、電極２５９１が接続される方向と、電極２５９２が接続される方向とは、必ずしも直交する関係にある必要はなく、０度を超えて９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
なお、配線２５９４の電極２５９２との交差部の面積は、できるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
次に、図１１を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１１は、図１０（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
タッチパネル２０００は、タッチセンサ２５９５と表示パネル２５０１とを有する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０に接して千鳥格子状に配置された電極２５９１及び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。なお、隣り合う電極２５９１の間には、電極２５９２が設けられている。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成することができる。透光性を有する導電性材料としては、Ｉｎ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ−Ｓｉ−Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、Ｉｎ−Ｗ−Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。また、グラフェン化合物を用いることもできる。なお、グラフェン化合物を用いる場合は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法やレーザを照射する方法等を挙げることができる。
電極２５９１及び電極２５９２の形成方法としては、例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去することで形成することができる。
絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。
また、絶縁層２５９３の一部に形成された配線２５９４により、隣接する電極２５９１が電気的に接続される。なお、配線２５９４に用いる材料は、電極２５９１及び電極２５９２に用いる材料よりも導電性の高い材料を用いることにより電気抵抗を低減することができるため好ましい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。なお、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８には、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
また、端子２５９９により、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）とが電気的に接続される。なお、端子２５９９には、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
また、配線２５９４に接して接着層２５９７が設けられる。すなわち、タッチセンサ２５９５は、接着層２５９７を介して、表示パネル２５０１に重なるように貼り合わされる。なお、接着層２５９７と接する表示パネル２５０１の表面は、図１１（Ａ）に示すように基板２５７０を有していてもよいが、必ずしも必要ではない。
接着層２５９７は、透光性を有する。例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
図１１（Ａ）に示す表示パネル２５０１は、基板２５１０と基板２５７０との間にマトリクス状に配置された複数の画素と駆動回路とを有する。また、各画素は発光素子と、発光素子を駆動する画素回路とを有する。
図１１（Ａ）には、表示パネル２５０１の画素の一例として、画素２５０２Ｒを示し、駆動回路の一例として走査線駆動回路２５０３ｇを示す。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。
トランジスタ２５０２ｔは、絶縁層２５２１で覆われている。なお、絶縁層２５２１は、先に形成されたトランジスタ等に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。この場合、不純物の拡散によるトランジスタ等の信頼性の低下を抑制できるので好ましい。
発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔと配線を介して電気的に接続される。なお、配線と直接接続されるのは、発光素子２５５０Ｒの一方の電極である。なお、発光素子２５５０Ｒの一方の電極の端部は、絶縁体２５２８で覆われている。
発光素子２５５０Ｒは、一対の電極間にＥＬ層を有してなる。また、発光素子２５５０Ｒと重なる位置に着色層２５６７Ｒが設けられており、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向に射出される。また、着色層の端部に遮光層２５６７ＢＭが設けられており、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒとの間には、封止層２５６０を有する。
なお、発光素子２５５０Ｒからの光を取り出す方向に封止層２５６０が設けられている場合には、封止層２５６０は、透光性を有するのが好ましい。また、封止層２５６０は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。
走査線駆動回路２５０３ｇは、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。従って、画素回路のトランジスタ２５０２ｔと同様に、駆動回路（走査線駆動回路２５０３ｇ）のトランジスタ２５０３ｔも絶縁層２５２１で覆われている。
また、トランジスタ２５０３ｔに信号を供給することができる配線２５１１が設けられている。なお、配線２５１１と接して端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９は、ＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続されており、ＦＰＣ２５０９（１）は、画像信号及び同期信号等の信号を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
図１１（Ａ）において示す表示パネル２５０１には、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について示したが、トランジスタの構造はこれに限られることはなく様々な構造のトランジスタを適用することができる。また、図１１（Ａ）に示す、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔには、酸化物半導体を含む半導体層をチャネル領域として用いることができる。その他、アモルファスシリコンを含む半導体層や、レーザーアニールなどの処理により結晶化させた多結晶シリコンを含む半導体層をチャネル領域として用いることができる。
また、図１１（Ａ）に示すボトムゲート型のトランジスタとは異なるトップゲート型のトランジスタを適用する場合の構成について、図１１（Ｂ）に示す。なお、トランジスタの構造が変わった場合でも、チャネル領域に用いることができるバリエーションについては同様とする。
図１１（Ａ）で示したタッチパネル２０００は、図１１（Ａ）に示すように画素からの光が外部に射出される側の表面に、少なくとも画素と重なるように反射防止層２５６７ｐを有するのが好ましい。なお、反射防止層２５６７ｐとして、円偏光板等を用いることができる。
図１１（Ａ）で示した基板２５１０、基板２５７０、基板２５９０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、好ましくは１×１０−６ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、これらの基板の熱膨張率が、およそ等しい材料を用いることが好ましい。例えば、線膨張率が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−５／Ｋ以下である材料が挙げられる。
次に、図１１に示すタッチパネル２０００と構成の異なるタッチパネル２０００’について、図１２を用いて説明する。但し、タッチパネル２０００と同様にタッチパネルとして適用することができる。
図１２には、タッチパネル２０００’の断面図を示す。図１２に示すタッチパネル２０００’は、図１１に示すタッチパネル２０００と、表示パネル２５０１に対するタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成についてのみ説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用することとする。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図１２（Ａ）に示す発光素子２５５０Ｒからの光は、トランジスタ２５０２ｔが設けられている方向に射出される。すなわち、発光素子２５５０Ｒからの光（一部）は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向に射出される。なお、着色層２５６７Ｒの端部には遮光層２５６７ＢＭが設けられている。
また、タッチセンサ２５９５は、表示パネル２５０１の発光素子２５５０Ｒから見てトランジスタ２５０２ｔが設けられている側に設けられている（図１２（Ａ）参照）。
また、接着層２５９７は、表示パネル２５０１が有する基板２５１０と接しており、図１２（Ａ）に示す構造の場合には、表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５とを貼り合わせている。但し、接着層２５９７により貼り合わされる表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５との間に基板２５１０を設けない構成としてもよい。
また、タッチパネル２０００の場合と同様にタッチパネル２０００’の場合も表示パネル２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。なお、図１２（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について示したが、図１２（Ｂ）に示すようにトップゲート型のトランジスタを適用してもよい。
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１３を用いて説明を行う。
図１３（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１３（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図１３（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図１３（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１〜Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図１３（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図１３（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
また、図１３（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアクティブ型のタッチセンサとしてもよい。図１４にアクティブ型のタッチセンサに含まれる一つのセンサ回路の例を示している。
図１４に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
次に、図１４に示すセンサ回路の動作について説明する。まず信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態９）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置の構成を含む表示装置として、反射型の液晶素子と、発光素子と、を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる表示装置について、図１５〜図１７を用いて説明する。なお、このような表示装置は、ＥＲ−ｈｙｂｒｉｄ ｄｉｓｐｌａｙ（Ｅｍｉｓｓｉｖｅ ＯＬＥＤ ａｎｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ＬＣ Ｈｙｂｒｉｄ ｄｉｓｐｌａｙ）とも呼ぶことができる。
なお、本実施の形態で示す表示装置は、屋外など外光の明るい場所において、反射モードを用いた表示により、極めて電力消費が低い駆動を行うことができる。一方、夜間や室内など外光が暗い場所では、透過モードを用いた表示により、広色域で色再現性の良い画像表示ができるという特徴を有する。従って、これらを組み合わせて表示させることにより、従来の表示パネルに比べて、低い消費電力で、且つ色再現性の良い表示を行うことができる。
本実施の形態で示す表示装置の一例としては、反射電極を備えた液晶素子と、発光素子とが積層され、発光素子と重なる位置に反射電極の開口部が設けられ、反射モードの際には可視光を反射電極によって反射させ、透過モードの場合には、反射電極の開口部から発光素子の光が射出される構成を有する表示装置について示す。なお、これらの素子（液晶素子および発光素子）の駆動に用いるトランジスタは、同一平面上に配置されていることが好ましい。また、積層される液晶素子と、発光素子とは、絶縁層を介して形成されることが好ましい。
図１５（Ａ）には、本実施の形態で説明する表示装置のブロック図を示す。表示装置３０００は、回路（Ｇ）３００１、回路（Ｓ）３００２、および表示部３００３を有する。なお、表示部３００３には、画素３００４が、方向Ｒ及び方向Ｃにマトリクス状に複数配置されている。また、回路（Ｇ）３００１は、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、及び配線ＣＳＣＯＭが、それぞれ複数電気的に接続されており、さらにこれらの配線は、方向Ｒに複数配列された画素３００４とも電気的に接続されている。回路（Ｓ）３００２は、配線Ｓ１及び配線Ｓ２が、それぞれ複数電気的に接続されており、さらにこれらの配線は、方向Ｃに複数配列された画素３００４とも電気的に接続されている。
また、画素３００４は、液晶素子と発光素子を有し、これらは、互いに重なる部分を有する。
図１５（Ｂ１）には、画素３００４が有する液晶素子の反射電極として機能する導電膜３００５の形状について示す。なお、導電膜３００５の一部で発光素子と重なる位置３００６に開口部３００７が設けられている。すなわち、発光素子からの光は、この開口部３００７を介して射出される。
図１５（Ｂ１）に示す画素３００４は、方向Ｒに隣接する画素３００４が異なる色を呈するように配列されている。さらに、開口部３００７は、方向Ｒに一列に配列されることのないように設けられている。このような配列にすることは、隣接する画素３００４が有する発光素子間におけるクロストークを抑制する効果を有する。さらに、素子形成が容易になるといったメリットも有する。
開口部３００７の形状としては、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状等の形状としてもよい。
なお、導電膜３００５の配列のバリエーションとしては、図１５（Ｂ２）に示す配列としてもよい。
導電膜３００５の総面積（開口部３００７を除く）に対する開口部３００７の割合は、表示装置の表示に影響を与える。すなわち、開口部３００７の面積が大きいと液晶素子による表示が暗くなり、開口部３００７の面積が小さいと発光素子による表示が暗くなるという問題が生じる。また、上記の比率だけでなく、開口部３００７の面積そのものが小さい場合にも、発光素子から射出される光の取り出し効率が低下するという問題が生じる。なお、上記導電膜３００５の総面積（開口部３００７を除く）に対する開口部３００７の面積の割合としては、５％以上６０％以下とするのが液晶素子および発光素子を組み合わせた際の表示品位を保つ上で好ましい。
次に、画素３００４の回路構成の一例について図１６を用いて説明する。図１６では、隣接する２つの画素３００４を示す。
画素３００４は、トランジスタＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３０１０、トランジスタＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３０１１等を有する。なお、これらは、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２のいずれかと画素３００４において、電気的に接続されている。また、液晶素子３０１０は配線ＶＣＯＭ１と、発光素子３０１１は配線ＶＣＯＭ２と、それぞれ電気的に接続されている。
また、トランジスタＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１と接続され、トランジスタＳＷ１のソース又はドレインの一方は、配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３０１０の一方の電極と接続されている。なお、容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。また、液晶素子３０１０の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
また、トランジスタＳＷ２のゲートは、配線Ｇ２と接続され、トランジスタＳＷ２のソース又はドレインの一方は、配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。なお、容量素子Ｃ２の他方の電極は、トランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。また、トランジスタＭのソース又はドレインの他方は、発光素子３０１１の一方の電極と接続されている。また、発光素子３０１１の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
なお、トランジスタＭは、半導体を挟む２つのゲートを有し、これら２つのゲートは、電気的に接続されている。このような構造とすることにより、トランジスタＭが流す電流量を増大させることができる。
配線Ｇ１から与えられる信号によって、トランジスタＳＷ１の導通状態または非導通状態が制御される。また、配線ＶＣＯＭ１からは、所定の電位が与えられる。また、配線Ｓ１から与えられる信号によって、液晶素子３０１０の液晶の配向状態を制御することができる。また、配線ＣＳＣＯＭからは、所定の電位が与えられる。
配線Ｇ２から与えられる信号によって、トランジスタＳＷ２の導通状態または非導通状態が制御される。また、配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯからそれぞれ与えられる電位の電位差によって、発光素子３０１１を発光させることができる。また、配線Ｓ２から与えられる信号によって、トランジスタＭの導通状態を制御することができる。
したがって、本実施の形態で示す構成において、例えば反射モードの場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１から与えられる信号により液晶素子３０１０を制御し、光学変調を利用して表示させることができる。また、透過モードの場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２から与えられる信号により発光素子３０１１を発光させることができる。さらに両方のモードを同時に用いる場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれから与えられる信号に基づき所望の駆動を行うことができる。
次に、本実施の形態で説明する表示装置３０００の断面概略図を図１７に示し、詳細を説明する。
表示装置３０００は、基板３０２１と基板３０２２との間に、発光素子３０２３および液晶素子３０２４を有する。なお、発光素子３０２３および液晶素子３０２４は、絶縁層３０２５を介してそれぞれ形成される。すなわち、基板３０２１と絶縁層３０２５との間に発光素子３０２３を有し、基板３０２２と絶縁層３０２５との間に液晶素子３０２４を有する。
絶縁層３０２５と発光素子３０２３との間には、トランジスタ３０１５、トランジスタ３０１６、トランジスタ３０１７、および着色層３０２８等を有する。
基板３０２１と発光素子３０２３との間には、接着層３０２９を有する。また、発光素子３０２３は、絶縁層３０２５側から一方の電極となる導電層３０３０、ＥＬ層３０３１、他方の電極となる導電層３０３２の順に積層された積層構造を有する。なお、発光素子３０２３は、ボトムエミッション型の発光素子であるため、導電層３０３２は可視光を反射する材料を含み、導電層３０３０は可視光を透過する材料を含む。発光素子３０２３が発する光は、着色層３０２８、絶縁層３０２５を透過し、さらに開口部３０３３を通って液晶素子３０２４を透過した後、基板３０２２から外部に射出される。
絶縁層３０２５と基板３０２２との間には、液晶素子３０２４の他、着色層３０３４、遮光層３０３５、絶縁層３０４６および構造体３０３６等を有する。また、液晶素子３０２４は、一方の電極となる導電層３０３７、液晶３０３８、他方の電極となる導電層３０３９、および配向膜３０４０、３０４１等を有する。なお、液晶素子３０２４は、反射型の液晶素子であり、導電層３０３９は、反射電極として機能するため反射率の高い材料を用いる。また、導電層３０３７は、透明電極として機能するため可視光を透過する材料を含む。さらに、導電層３０３７および導電層３０３９の液晶３０３８側には、それぞれ配向膜３０４０、３０４１を有する。また、絶縁層３０４６は、着色層３０３４及び遮光層３０３５を覆うように設けられており、オーバーコートとしての機能を有する。なお、配向膜３０４０、３０４１は不要であれば設けなくてもよい。
導電層３０３９の一部には、開口部３０３３が設けられている。なお、導電層３０３９に接して導電層３０４３を有しており、導電層３０４３は、透光性を有するため可視光を透過する材料を含む。
構造体３０３６は、絶縁層３０２５と基板３０２２とが必要以上に接近することを抑制するスペーサとしての機能を有する。なお、構造体３０３６は不要であれば設けなくてもよい。
トランジスタ３０１５のソース又はドレインのいずれか一方は、発光素子３０２３の導電層３０３０と電気的に接続されている。例えばトランジスタ３０１５は、図１６に示すトランジスタＭに対応する。
トランジスタ３０１６のソース又はドレインのいずれか一方は、端子部３０１８を介して液晶素子３０２４の導電層３０３９及び導電層３０４３と電気的に接続されている。すなわち、端子部３０１８は、絶縁層３０２５の両面に設けられる導電層同士を電気的に接続する機能を有する。なお、トランジスタ３０１６は、図１６に示すトランジスタＳＷ１に対応する。
基板３０２１と基板３０２２とが重ならない領域には、端子部３０１９が設けられている。端子部３０１９は端子部３０１８と同様に、絶縁層３０２５の両面に設けられる導電層同士を電気的に接続する。端子部３０１９は、導電層３０４３と同一の導電膜を加工して得られた導電層と電気的に接続されている。これにより、端子部３０１９とＦＰＣ３０４４とを接続層３０４５を介して電気的に接続することができる。
また、接着層３０４２が設けられる一部の領域には、接続部３０４７が設けられている。接続部３０４７において、導電層３０４３と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、導電層３０３７の一部が、接続体３０４８によって電気的に接続されている。したがって、導電層３０３７に、ＦＰＣ３０４４から入力される信号または電位を、接続体３０４８を介して供給することができる。
導電層３０３７と導電層３０４３の間に、構造体３０３６が設けられている。構造体３０３６は、液晶素子３０２４のセルギャップを保持する機能を有する。
導電層３０４３としては、金属酸化物、金属窒化物、または低抵抗化された酸化物半導体等の酸化物を用いることが好ましい。酸化物半導体を用いる場合には、水素、ボロン、リン、窒素、及びその他の不純物の濃度、並びに酸素欠損量の少なくとも一が、トランジスタに用いる半導体層に比べて高められた材料を、導電層３０４３に用いればよい。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光装置に用いる発光素子の素子構造およびその作製方法、およびその特性について、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図１８に示し、具体的な構成について表１に示す。なお、表１には、各発光素子と組み合わせたカラーフィルタ（ＣＦ）も示している。発光素子１にはＣＦ−Ｒを、発光素子２にはＣＦ−Ｇを、発光素子３および４にはＣＦ−Ｂを組み合わせており、これらＣＦの透過特性は図２４に示した。さらに、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図１８に示すように基板９００上に第１の電極９０１が形成され、第１の電極９０１上に第１のＥＬ層９０２ａが形成され、第１のＥＬ層９０２ａ上に電荷発生層９０４が形成され、電荷発生層９０４上に第２のＥＬ層９０２ｂが形成され、第２のＥＬ層９０２ｂ上に第２の電極９０３が形成された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子１は、主に赤色発光を呈する発光素子であり、発光素子１（Ｒ）と示す。また、発光素子２は、主に緑色発光を呈する発光素子であり、発光素子２（Ｇ）と示す。また、発光素子３および発光素子４は、主に青色発光を呈する発光素子であり、それぞれ発光素子３（Ｂ１）、発光素子４（Ｂ１．５）とも示す。
まず、基板９００上に第１の電極９０１を形成した。電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。また、基板９００には、ガラス基板を用いた。また、第１の電極９０１は、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）をスパッタリング法により、２００ｎｍの膜厚で成膜した後、ＩＴＳＯをスパッタリング法により成膜して形成した。ＩＴＳＯの膜厚は、発光素子１の場合１１０ｎｍとなるように形成し、発光素子２の場合４５ｎｍとなるように形成し、発光素子３の場合１０ｎｍとなるように形成し、発光素子４の場合１１０ｎｍとなるように形成した。なお、本実施例において、第１の電極９０１は、陽極として機能する。また、第１の電極９０１は、光を反射する機能を有する反射電極である。また、本実施例において、発光素子３及び発光素子４は、いずれも青色発光を呈する発光素子であるが、電極間の光学距離が異なり、発光素子３は、電極間の光学距離が１波長となるように調整し、発光素子４は、電極間の光学距離が１．５波長となるように調整した。
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で６０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極９０１上に第１の正孔注入層９１１ａを形成した。第１の正孔注入層９１１ａは、真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）と、酸化モリブデンとの重量比をＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン＝１：０．５とし、発光素子１の場合は、膜厚が１０ｎｍとなるように、発光素子２の場合は、膜厚が２０ｎｍとなるように、発光素子３の場合は、膜厚が１２．５ｎｍとなるように、発光素子４の場合は、膜厚が１６ｎｍとなるように、それぞれ共蒸着して形成した。
次に、第１の正孔注入層９１１ａ上に第１の正孔輸送層９１２ａを形成した。第１の正孔輸送層９１２ａは、ＰＣＰＰｎを用い、膜厚が１０ｎｍになるように蒸着して形成した。なお、第１の発光素子、第２の発光素子、第３の発光素子、および第４の発光素子はいずれも同様である。以降の説明において、各発光素子が同様である場合は、特に述べないこととする。
次に、第１の正孔輸送層９１２ａ上に発光層（Ａ）９１３ａを形成した。
発光層（Ａ）９１３ａは、ホスト材料として７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）を用い、ゲスト材料（蛍光材料）としてＮ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）を用い、重量比がｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３＝１：０．０３、膜厚が２５ｎｍになるように共蒸着して形成した。
次に、発光層（Ａ）９１３ａ上に第１の電子輸送層９１４ａを形成した。第１の電子輸送層９１４ａは、ｃｇＤＢＣｚＰＡの膜厚が１０ｎｍ、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）の膜厚が１５ｎｍとなるように順次蒸着して形成した。
次に、第１の電子輸送層９１４ａ上に第１の電子注入層９１５ａを形成した。第１の電子注入層９１５ａは、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を用い、膜厚が０．１ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、第１の電子注入層９１５ａ上に電荷発生層９０４を形成した。電荷発生層９０４は、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を用い、膜厚が２ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、電荷発生層９０４上に第２の正孔注入層９１１ｂを形成した。第２の正孔注入層９１１ｂは、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンとの重量比をＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝１：０．５とし、膜厚が１０ｎｍになるように共蒸着し、形成した。
次に、第２の正孔注入層９１１ｂ上に第２の正孔輸送層９１２ｂを形成した。第２の正孔輸送層９１２ｂは、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用い、膜厚が１５ｎｍになるように蒸着し、それぞれ形成した。
次に、第２の正孔輸送層９１２ｂ上に発光層（Ｂ）９１３ｂを形成した。発光層（Ｂ）９１３ｂは、発光層（Ｂ１）９１３（ｂ１）と発光層（Ｂ２）９１３（ｂ２）との積層構造を有する。
発光層（Ｂ１）９１３（ｂ１）は、ホスト材料として２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、アシスト材料としてＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、ゲスト材料（燐光材料）としてトリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）を用い、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］＝０．８：０．２：０．０６、膜厚が２０ｎｍになるように共蒸着して形成した。また、発光層（Ｂ２）９１３（ｂ２）は、ホスト材料として２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ゲスト材料（燐光材料）としてビス｛４，６−ジメチル−２−［３−（３，５−ジメチルフェニル）−５−フェニル−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］）を用い、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］＝１：０．０４、膜厚が２０ｎｍになるように共蒸着して形成した。
次に、発光層（Ｂ２）９１３（ｂ２）上に第２の電子輸送層９１４ｂを形成した。第２の電子輸送層９１４ｂは、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの膜厚が２５ｎｍ、ＮＢｐｈｅｎの膜厚が１５ｎｍとなるように順次蒸着して形成した。
次に、第２の電子輸送層９１４ｂ上に第２の電子注入層９１５ｂを形成した。第２の電子注入層９１５ｂは、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用い、膜厚が１ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、第２の電子注入層９１５ｂ上に第２の電極９０３を形成した。第２の電極９０３は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１：０．１とし、膜厚が２５ｎｍになるように共蒸着して形成した後、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により、膜厚が７０ｎｍとなるように形成した。なお、本実施例において、第２の電極９０３は、陰極として機能する。また、第２の電極９０３は、光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極である。
以上の工程により、基板９００上に一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子を形成した。なお、上記工程で説明した第１の正孔注入層９１１ａ、第１の正孔輸送層９１２ａ、発光層（Ａ）９１３ａ、第１の電子輸送層９１４ａ、第１の電子注入層９１５ａ、第２の正孔注入層９１１ｂ、第２の正孔輸送層９１２ｂ、発光層（Ｂ）９１３ｂ、第２の電子輸送層９１４ｂ、第２の電子注入層９１５ｂは、本発明の一態様におけるＥＬ層を構成する機能層である。また、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法による蒸着法を用いた。
本実施例により作製した発光素子は、図１８に示すように基板９００と基板９０５により封止される。また、基板９０５には、カラーフィルタ９０６を有する。なお、基板９００と基板９０５との封止は、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止材を用いて基板９０５を基板９００上に固定し、シール材を基板９００上に形成された発光素子の周囲に塗布し、封止時に３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理することにより行った。
なお、本実施例により作製した発光素子は、いずれも発光素子の第２の電極９０３側から矢印の方向に光が出る構造を有する。
≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、結果を図１９〜図２２に示す。また、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図２３に示す。発光スペクトルの測定は、マルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス、ＰＭＡ−１２）を用いて行った。図２３に示す通り、赤色発光を示す発光素子１の発光スペクトルは６３５ｎｍ付近、緑色発光を示す発光素子２の発光スペクトルは５２１ｎｍ付近、青色発光を示す発光素子３および発光素子４の発光スペクトルは４５３ｎｍ付近にそれぞれピークを有しており、いずれも狭線化されたスペクトル形状を示す。なお、本実施例では、各発光素子とカラーフィルタとを組み合わせることにより得られる発光を測定結果に用いた。
図２４には、発光素子１（Ｒ）と組み合わせて用いるカラーフィルタ（赤）（ＣＦ−Ｒ）、発光素子２（Ｇ）と組み合わせて用いるカラーフィルタ（緑）（ＣＦ−Ｇ）、発光素子３（Ｂ１）および発光素子４（Ｂ１．５）と組み合わせて用いるカラーフィルタ（青）（ＣＦ−Ｂ）の透過スペクトルをそれぞれ示す。図からわかるように、ＣＦ−Ｒの６００ｎｍにおける透過率は５２％であり、６０％以下となっている。一方、ＣＦ−Ｒの６５０ｎｍにおける透過率は８９％であり、７０％以上が得られている。また、ＣＦ−Ｇの４８０ｎｍにおける透過率は２６％、５８０ｎｍにおける透過率は５２％であり、いずれも６０％以下となっている。一方、ＣＦ−Ｇの５３０ｎｍにおける透過率は７２％であり、７０％以上が得られている。さらに、ＣＦ−Ｂの５１０ｎｍにおける透過率は６０％であり、６０％以下となっている。一方、ＣＦ−Ｂの４５０ｎｍにおける透過率は８０％であり、７０％以上が得られている。
次に、本実施例で作製した発光素子（発光素子１、発光素子２、および発光素子３）の色度（ｘ，ｙ）について、色彩輝度計（トプコン、ＢＭ−５Ａ）を用いて測定した結果を以下の表２に示す。発光素子１（Ｒ）は７３０ｃｄ／ｍ２付近、発光素子２（Ｇ）は１８００ｃｄ／ｍ２付近、発光素子３（Ｂ１）は１３０ｃｄ／ｍ２付近の輝度における色度である。この輝度比は、ＲＧＢの輝度を足し合わせると概ねＤ６５付近の白色光（ｘｙ色度座標において（ｘ，ｙ）＝（０．３１３，０．３２９）の光）が得られる値である。
表２の結果に基づき、これらの色度（ｘ，ｙ）から算出したＢＴ．２０２０に対する面積比は、９３％、ＢＴ．２０２０のカバー率は９１％であった。なお面積比とは、ＢＴ．２０２０規格のＲＧＢの各ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）を結んで形成される三角形の面積Ａと、本実施例の３つの発光素子の各ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）を結んで形成される三角形の面積Ｂをそれぞれ算出し、それらの面積比（Ｂ／Ａ）を算出したものである。またカバー率とは、ＢＴ．２０２０規格の色域（上記三角形の内側）の何％を、本実施例の３つの発光素子の色度の組み合わせで再現可能かを示したものである。
また、本実施例で作製した発光素子のうち、発光素子１、発光素子２、および発光素子４の色度（ｘ，ｙ）について、色彩輝度計を用いて測定した結果を以下の表３に示す。発光素子１（Ｒ）は５５０ｃｄ／ｍ２付近、発光素子２（Ｇ）は１８００ｃｄ／ｍ２付近、発光素子４（Ｂ１．５）は１３０ｃｄ／ｍ２付近の輝度における色度である。この輝度比は、ＲＧＢの輝度を足し合わせると概ねＤ６５付近の白色光が得られる値である。
表３の結果に基づき、これらの色度（ｘ，ｙ）から算出したＢＴ．２０２０に対する面積比は９２％、ＢＴ．２０２０のカバー率は９０％であった。このように、青の発光効率を高めた構成であっても、非常に広範な色再現性を確保することができる。
上記の結果より、本実施例における発光素子１（Ｒ）の色度は、色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下を満たし、発光素子２（Ｇ）の色度は、色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下を満たし、発光素子３（Ｂ１）および発光素子４（Ｂ１．５）の色度は、色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満の範囲を満たしている。発光素子１（Ｒ）については、特に色度ｘが０．６８０より大きくなっているためＤＣＩ−Ｐ３規格よりも赤色の色度が良いことがわかる。発光素子２（Ｇ）については、特に色度ｙが０．７１より大きくなっているためＤＣＩ−Ｐ３規格や、ＮＴＳＣ規格よりも緑色の色度が良いことがわかる。また、発光素子３（Ｂ１）および発光素子４（Ｂ１．５）については、特に色度ｙが０．０６より小さくなっているためＤＣＩ−Ｐ３規格よりも青色の色度が良いことがわかる。
なお、図２３に示した発光スペクトルの値から算出された各発光素子の色度（ｘ，ｙ）は、発光素子１（０．６９３，０．３０３）、発光素子２（０．２０２，０．７４４）、発光素子３（０．１３９，０．０５６）、発光素子４（０．１６０，０．０５７）であった。したがって、発光スペクトルから色度を計算した場合、発光素子１（Ｒ）、発光素子２（Ｇ）、および発光素子３（Ｂ１）の組み合わせにおいては、ＢＴ．２０２０の面積比は８６％、ＢＴ．２０２０のカバー率は８４％となる。また、発光スペクトルから色度を計算した場合、発光素子１（Ｒ）、発光素子２（Ｇ）、および発光素子４（Ｂ１．５）の組み合わせにおいては、ＢＴ．２０２０の面積比は８４％、ＢＴ．２０２０のカバー率は８２％となる。
本実施例では、本発明の一態様である発光装置に用いる発光素子の素子構造およびその作製方法、およびその特性について、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図１８に示し、具体的な構成について表４に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。カラーフィルタは図２４で示したものと同じものを使用している。
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、実施例１と同様に図１８に示すように基板９００上に第１の電極９０１が形成され、第１の電極９０１上に第１のＥＬ層９０２ａが形成され、第１のＥＬ層９０２ａ上に電荷発生層９０４が形成され、電荷発生層９０４上に第２のＥＬ層９０２ｂが形成され、第２のＥＬ層９０２ｂ上に第２の電極９０３が形成された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子５は、主に赤色発光を呈する発光素子であり、発光素子５（Ｒ）と示す。また、発光素子６は、主に緑色発光を呈する発光素子であり、発光素子６（Ｇ）と示す。また、発光素子７および発光素子８は、主に青色発光を呈する発光素子であり、それぞれ発光素子７（Ｂ１）、発光素子８（Ｂ１．５）とも示す。
本実施例で示す発光素子は、各素子を作製する上で形成される層の膜厚が異なるが、同じ材料を用いて形成され、実施例１で説明した方法と同様に作製することができるので、実施例１を参照することとし、本実施例での説明は省略する。
≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、結果を図２５〜図２８に示す。また、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図２９に示す。発光スペクトルの測定は、マルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス、ＰＭＡ−１２）を用いて行った。図２９に示す通り、赤色発光を示す発光素子５の発光スペクトルは６３５ｎｍ付近、緑色発光を示す発光素子６の発光スペクトルは５３０ｎｍ付近、青色発光を示す発光素子７の発光スペクトルは４６４ｎｍ付近、発光素子８の発光スペクトルは４５３ｎｍ付近にそれぞれピークを有しており、いずれも狭線化されたスペクトル形状を示す。なお、本実施例では、各発光素子とカラーフィルタとを組み合わせることにより得られる発光を測定結果に用いた。
次に、本実施例で作製した発光素子（発光素子５、発光素子６、および発光素子７）の色度（ｘ，ｙ）について、色彩輝度計（トプコン、ＢＭ−５Ａ）を用いて測定した結果を以下の表５に示す。発光素子５（Ｒ）は６５０ｃｄ／ｍ２付近、発光素子６（Ｇ）は１９００ｃｄ／ｍ２付近、発光素子７（Ｂ１）は１４０ｃｄ／ｍ２付近の輝度における色度である。この輝度比は、ＲＧＢの輝度を足し合わせると概ねＤ６５付近の白色光が得られる値である。
表５の結果に基づき、これらの色度（ｘ，ｙ）から算出したＢＴ．２０２０の面積比は、９７％、ＢＴ．２０２０のカバー率は９５％であった。
また、本実施例で作製した発光素子のうち、発光素子５、発光素子６、および発光素子８の色度（ｘ，ｙ）について、色彩輝度計を用いて測定した結果を以下の表６に示す。発光素子５（Ｒ）は６５０ｃｄ／ｍ２付近、発光素子６（Ｇ）は１９００ｃｄ／ｍ２付近、発光素子８（Ｂ１．５）は１７０ｃｄ／ｍ２付近の輝度における色度である。この輝度比は、ＲＧＢの輝度を足し合わせると概ねＤ６５付近の白色光が得られる値である。
表６の結果に基づき、これらの色度（ｘ，ｙ）から算出したＢＴ．２０２０に対する面積比は９５％、ＢＴ．２０２０のカバー率は９３％であった。このように、青の発光効率を高めた構成であっても、非常に広範な色再現性を確保することができる。
上記の結果より、本実施例における発光素子５（Ｒ）の色度は、色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下を満たし、発光素子６（Ｇ）の色度は、色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下を満たし、発光素子７（Ｂ１）および発光素子８（Ｂ１．５）の色度は、色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満の範囲を満たしている。なお、発光素子６（Ｇ）については、特に色度ｙが０．７１より大きくなっているためＤＣＩ−Ｐ３規格や、ＮＴＳＣ規格よりも緑色の色度が良いことがわかる。また、発光素子７（Ｂ１）および発光素子８（Ｂ１．５）については、特に色度ｙが０．０６より小さくなっているためＤＣＩ−Ｐ３規格よりも青色の色度が良いことがわかる。
なお、図２９に示した発光スペクトルの値から算出された各発光素子の色度（ｘ，ｙ）は、発光素子５（０．６９６，０．３００）、発光素子６（０．１８５，０．７６０）、発光素子７（０．１４０，０．０４８）、発光素子８（０．１５４，０．０５６）であった。したがって、発光スペクトルから色度を計算した場合、発光素子５（Ｒ）、発光素子６（Ｇ）、および発光素子７（Ｂ１）の組み合わせにおいては、ＢＴ．２０２０に対する面積比は９１％、ＢＴ．２０２０のカバー率は８９％となる。また、発光スペクトルから色度を計算した場合、発光素子５（Ｒ）、発光素子６（Ｇ）、および発光素子８（Ｂ１．５）の組み合わせにおいては、ＢＴ．２０２０に対する面積比は８８％、ＢＴ．２０２０のカバー率は８６％となる。
（参考例）
本参考例では、本発明の一態様である発光素子の発光層に用いることのできる発光物質であって、発光スペクトルのピーク値が６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である有機金属錯体、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）（構造式（１００））の合成方法について説明する。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］の構造を以下に示す。
＜ステップ１：５−ヒドロキシ−２，３−（３，５−ジメチルフェニル）ピラジンの合成＞
まず、３，３’，５，５’−テトラメチルベンジル５．２７ｇとグリシンアミド塩酸塩２．６１ｇ、水酸化ナトリウム１．９２ｇ、メタノール５０ｍＬを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、フラスコ内部を窒素置換した。その後、これを８０℃で７時間撹拌することで反応させた。ここに１２Ｍ塩酸２．５ｍＬを加え３０分撹拌した後、炭酸水素カリウム２．０２ｇを加え、３０分撹拌した。この懸濁液を吸引ろ過した後、得られた固体を水、メタノールで洗浄することにより、目的のピラジン誘導体を得た（乳白色粉末、収率７９％）。ステップ１の合成スキームを下記（ａ−１）に示す。
＜ステップ２：５，６−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン−２−イルトリフルオロメタンスルホン酸の合成＞
次に、上記ステップ１で得た５−ヒドロキシ−２，３−（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン４．８０ｇとトリエチルアミン４．５ｍＬ、脱水ジクロロメタン８０ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。このフラスコを−２０℃に冷却した後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物３．５ｍＬを滴下し、室温で１７時間半攪拌した。その後、フラスコを０℃に冷却した後、更にトリフルオロメタンスルホン酸無水物０．７ｍＬを滴下し、室温で２２時間攪拌して反応させた。反応溶液に水５０ｍＬ、１Ｍ塩酸５ｍＬを加え、ジクロロメタンを加えて、反応溶液中に含まれる物質をジクロロメタン中に抽出させた。このジクロロメタンに飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および飽和食塩水を加えて洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。乾燥後にこの溶液をろ過し、ろ液を濃縮して得られた残渣を、トルエン：ヘキサン＝１：１（体積比）を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピラジン誘導体を得た（黄色オイル、収率９６％）。ステップ２の合成スキームを下記（ａ−２）に示す。
＜ステップ３：５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−２，３−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン（略称：Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）の合成＞
次に、上記ステップ２で得た５，６−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン−２−イルトリフルオロメタンスルホン酸２．０５ｇ、４−シアノ−２，６−ジメチルフェニルボロン酸１．００ｇ、リン酸三カリウム３．８１ｇ、トルエン４０ｍＬ、水４ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．０４４ｇ、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）ホスフィン０．０８４ｇを加え、７時間還流した。反応溶液に水を加え、トルエンを加えて、反応溶液中に含まれる物質をトルエン中に抽出させた。このトルエンに飽和食塩水を加えて洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。乾燥後にこの溶液をろ過し、ろ液を濃縮して得られた残渣を、ヘキサン：酢酸エチル＝５：１（体積比）を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピラジン誘導体Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰを得た（白色粉末、収率９０％）。ステップ３の合成スキームを下記（ａ−３）に示す。
＜ステップ４：ジ−μ−クロロ−テトラキス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ３で得たＨｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ（略称）１．７４ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）（フルヤ金属社製）０．６０ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を１時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣をヘキサンで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２Ｃｌ］２を得た（褐色粉末、収率８９％）。また、ステップ４の合成スキームを下記（ａ−４）に示す。
＜ステップ５：ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］の合成＞
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍＬ、上記ステップ４で得た複核錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２Ｃｌ］２０．９６ｇ、ジピバロイルメタン（略称：Ｈｄｐｍ）０．２６ｇ、炭酸ナトリウム０．４８ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を６０分間照射した。ここで更に、Ｈｄｐｍ０．１３ｇを加え、反応容器にマイクロ波（２．４５ＧＨｚ １２０Ｗ）を６０分間照射することで反応させた。溶媒を留去し、得られた残渣を、ジクロロメタン：ヘキサン＝１：１（体積比）を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。更に、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、有機金属錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］を赤色粉末として得た（収率３７％）。得られた赤色粉末０．３９ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．６Ｐａ、アルゴンガスを流量５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３００℃で加熱した。昇華精製後、目的物の赤色固体を収率８５％で得た。ステップ５の合成スキームを下記（ａ−５）に示す。
なお、上記ステップ５で得られた赤色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式（１００）で表される有機金属錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：０．９１（ｓ，１８Ｈ），１．４１（ｓ，６Ｈ），１．９５（ｓ，６Ｈ），２．１２（ｓ，１２Ｈ），２．３５（ｓ，１２Ｈ），５．６３（ｓ，１Ｈ），６．４９（ｓ，２Ｈ），６．８６（ｓ，２Ｈ），７．１７（ｓ，２Ｈ），７．３４（ｓ，４Ｈ），７．４３（ｓ，４Ｈ），８．１５（ｓ，２Ｈ）．
本実施例では、本発明の一態様である発光装置に用いる発光素子の素子構造およびその作製方法、およびその特性について、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図３０に示し、具体的な構成について表７に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、表中のＡＰＣは、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ）を表す。
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図３０に示すように基板１９００上に第１の電極１９０１が形成され、第１の電極１９０１上にＥＬ層１９０２が形成され、ＥＬ層１９０２上に第２の電極１９０３が形成された構造を有する。なお、ＥＬ層１９０２は、第１の電極１９０１側から正孔注入層１９１１、正孔輸送層１９１２、発光層１９１３、電子輸送層１９１４、電子注入層１９１５が順次積層された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子９は、主に赤色発光を呈する発光素子であり、発光素子９（Ｒ）と示す。また、発光素子１０は、主に緑色発光を呈する発光素子であり、発光素子１０（Ｇ）と示す。また、発光素子１１は、主に青色発光を呈する発光素子であり、発光素子１１（Ｂ）とも示す。
本実施例で示す発光素子は、実施例１や実施例２で示した発光素子とは素子構成は異なるが、発光素子を構成する各機能層の作製方法は、実施例１で説明した方法と同様に作製することができるので、実施例１を参照することとし、本実施例での説明は省略する。
≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、結果を図３１〜図３４に示す。また、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図３５に示す。発光スペクトルの測定は、マルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス、ＰＭＡ−１２）を用いて行った。図３５に示す通り、赤色発光を示す発光素子９の発光スペクトルは６３２ｎｍ付近、緑色発光を示す発光素子１０の発光スペクトルは５２４ｎｍ付近、青色発光を示す発光素子１１の発光スペクトルは４６２ｎｍ付近にそれぞれピークを有しており、いずれも狭線化されたスペクトル形状を示す。
次に、本実施例で作製した発光素子（発光素子９、発光素子１０、および発光素子１１）の色度（ｘ，ｙ）について、色彩輝度計（トプコン、ＢＭ−５ＡＳ）を用いて測定した結果を以下の表８に示す。なお、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近の輝度における色度を測定した。また、表８のＣＩＥ１９３１色度座標（ｘ，ｙ色度座標）を図３６に示す。
なお、ここで得られた各発光素子の色度（ｘ，ｙ）は、上述したようにＣＩＥ１９３１色度座標（ｘ，ｙ色度座標）における色度で示しているが、下記の変換式（１）を用いることにより、知覚される色差が空間内の等しい距離に対応するように意図して定められたＣＩＥ１９７６色度座標（ｕ’，ｖ’色度座標）で示すこともできる。
なお、本実施例の発光素子において、ＣＩＥ１９７６色度座標（ｕ’，ｖ’色度座標）における色度は、以下の表９に示す通りである。また、表９には、比較のためにＢＴ．２０２０規格の色度座標も示す。
表９の結果に基づき、これらの色度（ｕ’，ｖ’）から算出したＢＴ．２０２０に対する面積比は、１００％であった。また、表９の色度の色座標を図３７に示す。
以上の結果から、本実施例で示す発光素子を用いることにより非常に広範な色再現性を確保することができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光装置に用いる発光素子の素子構造およびその特性について、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図３０に示し、具体的な構成について表１０に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図３０に示すように基板１９００上に第１の電極１９０１が形成され、第１の電極１９０１上にＥＬ層１９０２が形成され、ＥＬ層１９０２上に第２の電極１９０３が形成された構造を有する。なお、ＥＬ層１９０２は、第１の電極１９０１側から正孔注入層１９１１、正孔輸送層１９１２、発光層１９１３、電子輸送層１９１４、電子注入層１９１５が順次積層された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子１２および比較発光素子１５は、主に赤色発光を呈する発光素子であり、発光素子１２（Ｒ）、比較発光素子１５（Ｒ）と、それぞれ示す。また、発光素子１３は、主に緑色発光を呈する発光素子であり、発光素子１３（Ｇ）と示す。また、発光素子１４および比較発光素子１６は、主に青色発光を呈する発光素子であり、発光素子１４（Ｂ）、比較発光素子１６（Ｂ）と、それぞれ示す。
本実施例で示す発光素子は、実施例１、実施例２、および実施例３で示した発光素子とは素子構成が異なるが、発光素子を構成する各機能層の作製方法は、実施例１で説明した方法と同様に作製することができるので、実施例１を参照することとし、本実施例での説明は省略する。
≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、結果を図３８〜図４１に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の主な初期特性値を以下の表１１に示す。
また、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図４２に示す。発光スペクトルの測定は、マルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス、ＰＭＡ−１２）を用いて行った。図４２に示す通り、赤色発光を示す発光素子１２の発光スペクトルは６３５ｎｍ付近、緑色発光を示す発光素子１３の発光スペクトルは５２５ｎｍ付近、青色発光を示す発光素子１４の発光スペクトルは４６２ｎｍ付近にそれぞれピークを有しており、いずれも狭線化されたスペクトル形状を示す。また、比較発光素子１５の発光スペクトルは、６１２ｎｍ付近、比較発光素子１６の発光スペクトルは、４６７ｎｍ付近にそれぞれピークを有していた。
また、上記表１１に示した各発光素子を組み合わせてなる、トップエミッション構造のパネルを３種（パネル１、パネル２、パネル３）想定し、開口率１５％（Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素は、それぞれ５％）、円偏光板等による発光の減衰を６０％とし、Ｄ６５、３００ｃｄ／ｍ２で全白表示させた際のシミュレーション結果を表１２に示す。
表１２に示すように、表１１の色度から各発光素子の色度をＣＩＥ１９７６色度座標（ｕ’，ｖ’色度座標）で計算した場合、発光素子１２（Ｒ）、発光素子１３（Ｇ）、および発光素子１４（Ｂ）を組み合わせてなるパネル１において、ＢＴ．２０２０に対する面積比は１０１％であった。なお、比較発光素子１５（Ｒ）、発光素子１３（Ｇ）、および発光素子１４（Ｂ）を組み合わせてなるパネル２において、ＢＴ．２０２０に対する面積比は８３％、発光素子１２（Ｒ）、発光素子１３（Ｇ）、および比較発光素子１６（Ｂ）を組み合わせてなるパネル３において、ＢＴ．２０２０に対する面積比は８９％であった。発光素子１２（Ｒ）、発光素子１３（Ｇ）、発光素子１４（Ｂ）、比較発光素子１５（Ｒ）、および比較発光素子１６（Ｂ）の色度をＣＩＥ１９７６色度座標（ｕ’，ｖ’色度座標）で計算した場合の色度図を図５５に示す。
以上の結果から、本実施例で示す発光素子を用いることにより非常に広範な色再現性を確保することができる。
また、各発光素子に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４３に示す。図４３において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を３００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動させた。
図４３に示す結果より、発光素子１２（Ｒ）は、比較発光素子１５（Ｒ）に比べて電流密度が高いにもかかわらず、同程度に良好な信頼性を示すことがわかった。また、発光素子１４（Ｂ）は、比較発光素子１６（Ｂ）に比べて良好な信頼性を示すことがわかった。
本実施例では、本発明の一態様である発光装置に用いることができる発光素子の素子構造およびその特性について、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図３０に示し、具体的な構成について表１３に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図３０に示すように基板１９００上に第１の電極１９０１が形成され、第１の電極１９０１上にＥＬ層１９０２が形成され、ＥＬ層１９０２上に第２の電極１９０３が形成された構造を有する。なお、ＥＬ層１９０２は、第１の電極１９０１側から正孔注入層１９１１、正孔輸送層１９１２、発光層１９１３、電子輸送層１９１４、電子注入層１９１５が順次積層された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子１７および比較発光素子１８は、主に赤色発光を呈する発光素子である。
本実施例で示す発光素子は、上記各実施例で示した発光素子とは素子構成が異なるが、発光素子を構成する各機能層の作製方法は、実施例１で説明した方法と同様に作製することができるので、実施例１を参照することとし、本実施例での説明は省略する。
≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の主な初期特性値を以下の表１４に示す。
また、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図４４に示す。発光スペクトルの測定は、マルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス、ＰＭＡ−１２）を用いて行った。なお、発光素子１７（Ｒ）の発光スペクトルは６４２ｎｍ付近にピーク波長を有しており、半値幅（ＦＷＨＭ）は、６２ｎｍであった。また、比較発光素子１８（Ｒ）の発光スペクトルは６１２ｎｍ付近にピーク波長を有しており、半値幅（ＦＷＨＭ）は、６２ｎｍであった。なお、発光素子１７（Ｒ）および比較発光素子１８（Ｒ）の両スペクトルの形状は類似していた。
また、図４５に発光素子１７（Ｒ）および比較発光素子１８（Ｒ）のＣＩＥ１９３１色度座標（ｘ，ｙ色度座標）を示す。図４５から発光素子１７（Ｒ）は、ＢＴ．２０２０規格の赤の色度を満たしていることがわかる。
また、図４６には、発光素子１７（Ｒ）および比較発光素子１８（Ｒ）の外部量子効率と電流密度の関係を示す。両素子共に同程度の結果であった。
また、発光素子１７（Ｒ）および比較発光素子１８（Ｒ）について、駆動電流値を５０ｍＡ／ｃｍ２として、駆動試験を行った。なお、室温（２５℃）で駆動させた際の結果を図４７、高温（８５℃）で駆動させた際の結果を図４８にそれぞれ示す。この結果から、室温（２５℃）では、規格化輝度が５０％になるまでの駆動時間の比較において、発光素子１７（Ｒ）は１２００時間、比較発光素子１８（Ｒ）は５００時間であり、発光素子１７（Ｒ）の寿命が２．４倍程度長いことがわかる。また、高温（８５℃）では、規格化輝度が５０％になるまでの駆動時間の比較において、発光素子１７（Ｒ）は２１０時間、比較発光素子１８（Ｒ）は７５時間であり、発光素子１７（Ｒ）の寿命が３倍程度長いことがわかる。なお、この結果から、発光素子１７（Ｒ）は、比較発光素子１８（Ｒ）に比べて、寿命に関して温度依存性が小さいことがわかる。
さらに、発光素子１７（Ｒ）については、規格化輝度が５０％になるまでの駆動時間の比較において、図４７と図４８に示す結果から、高温（８５℃）での駆動における寿命は、室温（２５℃）での駆動の場合と比較して１／５程度減少するにとどまった。従って、発光素子１７（Ｒ）は、耐熱性に優れ、高温でも良好な寿命を示すことがわかる。
また、発光素子１７（Ｒ）について、高温環境下での保存試験の結果を図４９に示す。図４９からわかるように、発光素子１７（Ｒ）は、２００時間まで高温（８５℃）で保存した際、輝度の変化は最大でも１．５％、駆動電圧の変化は、最大でも０．０５％と小さいことがわかった。
本実施例では、本発明の一態様である発光装置に用いることができる発光素子の素子構造およびその特性について、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図３０に示し、具体的な構成について表１５に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図３０に示すように基板１９００上に第１の電極１９０１が形成され、第１の電極１９０１上にＥＬ層１９０２が形成され、ＥＬ層１９０２上に第２の電極１９０３が形成された構造を有する。なお、ＥＬ層１９０２は、第１の電極１９０１側から正孔注入層１９１１、正孔輸送層１９１２、発光層１９１３、電子輸送層１９１４、電子注入層１９１５が順次積層された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子１９および比較発光素子２０は、主に青色発光を呈する発光素子である。
本実施例で示す発光素子は、上記各実施例で示した発光素子とは素子構成が異なるが、発光素子を構成する各機能層の作製方法は、実施例１で説明した方法と同様に作製することができるので、実施例１を参照することとし、本実施例での説明は省略する。
≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の主な初期特性値を以下の表１６に示す。
また、各発光素子に１２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図５０に示す。発光スペクトルの測定は、マルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス、ＰＭＡ−１２）を用いて行った。なお、発光素子１９（Ｂ）の発光スペクトルは４５８ｎｍ付近にピーク波長を有し、比較発光素子２０（Ｂ）の発光スペクトルは４６８ｎｍ付近にピーク波長を有していた。この結果から、発光素子１９（Ｂ）は、比較発光素子２０（Ｂ）よりも深い青色を呈することがわかる。
また、図５１に、発光素子１９（Ｂ）および比較発光素子２０（Ｂ）の外部量子効率と輝度の関係を示す。この結果において、発光素子１９（Ｂ）は、比較発光素子２０（Ｂ）よりも外部量子効率が低い。これは、発光素子１９（Ｂ）の蛍光量子収率が７７％であるのに対し、比較発光素子２０（Ｂ）の蛍光量子収率が９０％であり、比較発光素子２０（Ｂ）の蛍光量子収率よりも１割程度低いことに起因する。
また、発光素子１９（Ｂ）および比較発光素子２０（Ｂ）について、駆動電流値を５０ｍＡ／ｃｍ２として、駆動試験を行った。なお、室温（２５℃）で駆動させた際の結果を図５２、高温（８５℃）で駆動させた際の結果を図５３にそれぞれ示す。この結果から、室温（２５℃）では、規格化輝度が８０％になるまでの駆動時間の比較において、発光素子１９（Ｂ）はおよそ５００時間、比較発光素子２０（Ｂ）はおよそ２００時間であり、発光素子１９（Ｂ）の寿命が２．５倍程度長いことがわかる。また、高温（８５℃）では、規格化輝度が８０％になるまでの駆動時間の比較において、発光素子１９（Ｂ）は８２時間、比較発光素子２０（Ｂ）は２９時間であり、発光素子１９（Ｂ）の寿命が２．８倍程度長いことがわかる。なお、この結果から、発光素子１９（Ｂ）は、比較発光素子２０（Ｂ）に比べて、寿命に関して温度依存性が小さいことがわかる。
さらに、発光素子１９（Ｂ）については、規格化輝度が８０％になるまでの駆動時間の比較において、図５２と図５３に示す結果から、高温（８５℃）での駆動における寿命は、室温（２５℃）での駆動の場合と比較して１／６程度減少するにとどまった。従って、発光素子１９（Ｂ）は、耐熱性に優れ、高温でも良好な寿命を示すことがわかる。
また、発光素子１９（Ｂ）について、高温環境下での保存試験の結果を図５４に示す。図５４からわかるように、発光素子１９（Ｂ）は、２５０時間まで高温（８５℃）で保存した際、輝度の変化および駆動電圧の変化は、最大でも０．８％と小さいことがわかった。
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３、１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ ＥＬ層
１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ カラーフィルタ
１０５Ｒ 第１の発光素子
１０５Ｇ 第２の発光素子
１０５Ｂ 第３の発光素子
１０６Ｒ 赤色発光
１０６Ｇ 緑色発光
１０６Ｂ 青色発光
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２０３ ＥＬ層
２０３ａ、２０３ｂ ＥＬ層
２０４ 電荷発生層
２１１、２１１ａ、２１１ｂ 正孔注入層
２１２、２１２ａ、２１２ｂ 正孔輸送層
２１３、２１３ａ、２１３ｂ 発光層
２１４、２１４ａ、２１４ｂ 電子輸送層
２１５、２１５ａ、２１５ｂ 電子注入層
３０１ 第１の基板
３０２ トランジスタ（ＦＥＴ）
３０３、３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ、３０３Ｗ 発光素子
３０４ ＥＬ層
３０５ 第２の基板
３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂ カラーフィルタ
３０７ 第１の電極
３０８ 第２の電極
３０９ 黒色層（ブラックマトリックス）
４０１ 第１の基板
４０２ 画素部
４０３ 駆動回路部
４０４ａ、４０４ｂ 駆動回路部
４０５ シール材
４０６ 第２の基板
４０７ 引き回し配線
４０８ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４０９ ＦＥＴ
４１０ ＦＥＴ
４１１ ＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ）
４１２ ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）
４１３ 第１の電極
４１４ 絶縁物
４１５ ＥＬ層
４１６ 第２の電極
４１７ 発光素子
４１８ 空間
９００ 基板
９０１ 第１の電極
９０２ａ 第１のＥＬ層
９０２ｂ 第２のＥＬ層
９０３ 第２の電極
９０４ 電荷発生層
９０５ 基板
９０６ カラーフィルタ
９１１ａ 第１の正孔注入層
９１１ｂ 第２の正孔注入層
９１２ａ 第１の正孔輸送層
９１２ｂ 第２の正孔輸送層
９１３ａ 発光層（Ａ）
９１３（ｂ１） 発光層（Ｂ１）
９１３（ｂ２） 発光層（Ｂ２）
９１４ａ 第１の電子輸送層
９１４ｂ 第２の電子輸送層
９１５ａ 第１の電子注入層
９１５ｂ 第２の電子注入層
１９００ 基板
１９０１ 第１の電極
１９０２ ＥＬ層
１９０３ 第２の電極
１９１１ 正孔注入層
１９１２ 正孔輸送層
１９１３ 発光層
１９１４ 電子輸送層
１９１５ 電子注入層
２０００ タッチパネル
２５０１ 表示パネル
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 絶縁体
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 端子
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
３０００ 表示装置
３００１ 回路（Ｇ）
３００２ 回路（Ｓ）
３００３ 表示部
３００４ 画素
３００５ 導電膜
３００７ 開口部
３０１０ 液晶素子
３０１１ 発光素子
３０１５ トランジスタ
３０１６ トランジスタ
３０１７ トランジスタ
３０１８ 端子部
３０１９ 端子部
３０２１ 基板
３０２２ 基板
３０２３ 発光素子
３０２４ 液晶素子
３０２５ 絶縁層
３０２８ 着色層
３０２９ 接着層
３０３０ 導電層
３０３１ ＥＬ層
３０３２ 導電層
３０３３ 開口部
３０３４ 着色層
３０３５ 遮光層
３０３６ 構造体
３０３７ 導電層
３０３８ 液晶
３０３９ 導電層
３０４０ 配向膜
３０４１ 配向膜
３０４２ 接着層
３０４３ 導電層
３０４４ ＦＰＣ
３０４５ 接続層
３０４６ 絶縁層
３０４７ 接続部
３０４８ 接続体
４０００ 照明装置
４００１ 基板
４００２ 発光素子
４００３ 基板
４００４ 電極
４００５ ＥＬ層
４００６ 電極
４００７ 電極
４００８ 電極
４００９ 補助配線
４０１０ 絶縁層
４０１１ 封止基板
４０１２ シール材
４０１３ 乾燥剤
４０１５ 拡散板
４１００ 照明装置
４２００ 照明装置
４２０１ 基板
４２０２ 発光素子
４２０４ 電極
４２０５ ＥＬ層
４２０６ 電極
４２０７ 電極
４２０８ 電極
４２０９ 補助配線
４２１０ 絶縁層
４２１１ 封止基板
４２１２ シール材
４２１３ バリア膜
４２１４ 平坦化膜
４２１５ 拡散板
４３００ 照明装置
５１０１ ライト
５１０２ ホイール
５１０３ ドア
５１０４ 表示部
５１０５ ハンドル
５１０６ シフトレバー
５１０７ 座席シート
５１０８ インナーリアビューミラー
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０２ 筐体
７３０４ 表示部
７３０５ 時刻を表すアイコン
７３０６ その他のアイコン
７３１１ 操作ボタン
７３１２ 操作ボタン
７３１３ 接続端子
７３２１ バンド
７３２２ 留め金
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作用ボタン
７４０４ 外部接続部
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４０７ カメラ
７５００（１）、７５００（２） 筐体
７５０１（１）、７５０１（２） 第１面
７５０２（１）、７５０２（２） 第２面
８００１ シーリングライト
８００２ 足元灯
８００３ シート状照明
８００４ 照明装置
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示部
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体

Claims (12)

  1. 一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子を複数有し、
    第１の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下であり、
    第２の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下であり、
    第３の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  2. 反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する発光素子を複数有し、
    第１の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下であり、
    第２の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下であり、
    第３の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  3. 一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子を複数有し、
    第１のカラーフィルタを介して得られる第１の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、
    第２のカラーフィルタを介して得られる第２の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、
    第３のカラーフィルタを介して得られる第３の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  4. 反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する発光素子を複数有し、
    第１のカラーフィルタを介して得られる第１の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、
    第２のカラーフィルタを介して得られる第２の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、
    第３のカラーフィルタを介して得られる第３の発光素子からの発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  5. 一対の電極間にＥＬ層を有する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、
    前記ＥＬ層は、白色発光を呈し、
    第１のカラーフィルタを介して前記第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、
    第２のカラーフィルタを介して前記第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、
    第３のカラーフィルタを介して前記第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  6. 反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、
    前記ＥＬ層は、白色発光を呈し、
    第１のカラーフィルタを介して前記第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、
    第２のカラーフィルタを介して前記第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、
    第３のカラーフィルタを介して前記第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  7. 一対の電極間にＥＬ層を有する、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、
    前記ＥＬ層は、電荷発生層を介して積層された第１のＥＬ層および第２のＥＬ層を有し、かつ白色発光を呈し、
    前記第１のＥＬ層は、赤色発光物質と緑色発光物質とを有し、
    前記第２のＥＬ層は、青色発光物質を有し、
    第１のカラーフィルタを介して前記第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、
    第２のカラーフィルタを介して前記第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、
    第３のカラーフィルタを介して前記第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  8. 反射電極と、半透過・半反射電極と、の間にＥＬ層を有する、第１の発光素子、第２の発光素子、及び第３の発光素子を有し、
    前記ＥＬ層は、電荷発生層を介して積層された第１のＥＬ層および第２のＥＬ層を有し、かつ白色発光を呈し、
    前記第１のＥＬ層は、赤色発光物質と緑色発光物質とを有し、
    前記第２のＥＬ層は、青色発光物質を有し、
    第１のカラーフィルタを介して前記第１の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．６８０より大きく０．７２０以下、色度ｙが０．２６０以上０．３２０以下、
    第２のカラーフィルタを介して前記第２の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１３０以上０．２５０以下、色度ｙが０．７１０より大きく０．８１０以下、
    第３のカラーフィルタを介して前記第３の発光素子から得られる発光は、ＣＩＥ１９３１色度座標における色度ｘが０．１２０以上０．１７０以下、色度ｙが０．０２０以上０．０６０未満、であることを特徴とする発光装置。
  9. 請求項２、請求項４、請求項６、または請求項８において、
    前記第１の発光素子における前記反射電極と、前記半透過・半反射電極と、の間は、赤色発光の発光強度を強める光学距離を有し、
    前記第２の発光素子における前記反射電極と、前記半透過・半反射電極と、の間は、緑色発光の発光強度を強める光学距離を有し、
    前記第３の発光素子における前記反射電極と、前記半透過・半反射電極と、の間は、青色発光の発光強度を強める光学距離を有することを特徴とする発光装置。
  10. 請求項３乃至請求項９のいずれか一において、
    前記第１のカラーフィルタは、６００ｎｍの光の透過率が６０％以下で、かつ６５０ｎｍの光の透過率が７０％以上であり、
    前記第２のカラーフィルタは、４８０ｎｍおよび５８０ｎｍの光の透過率が６０％以下で、かつ５３０ｎｍの光の透過率が７０％以上であり、
    前記第３のカラーフィルタは、５１０ｎｍの光の透過率が６０％以下で、かつ４５０ｎｍの光の透過率が７０％以上であることを特徴とする発光装置。
  11. 請求項３乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記第１のカラーフィルタを介して前記第１の発光素子から得られる発光は、発光スペクトルのピーク値が６２０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一に記載の発光装置と、
    操作キー、スピーカ、マイク、または、外部接続部と、を有する電子機器。
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