(57)【要約】【課題】蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜層数が比較的少ないことで、製造工程が少なく、実用化に有利な多色発光素子を提供する。また、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、良好な発光効率を有する多色発光素子を提供する。【解決手段】第１の励起錯体からの発光を呈する第１の発光層と、りん光発光を呈する第２の発光層と、の積層構造を有する発光層を備えた発光素子を提供する。【選択図】図１
2020205281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層と、前記第２の発光層とは、接しており、
前記第１の発光層は、少なくとも第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、少なくとも第３の有機化合物と、りん光発光物質と、を有し、
前記第１の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第２の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の発光層からの発光は緑色であり、
前記第２の発光層からの発光は赤色である、発光素子。
【請求項２】
一対の電極間に、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層と、前記第２の発光層とは、接しており、
前記第１の発光層は、少なくとも第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、少なくとも第３の有機化合物と、りん光発光物質と、を有し、
前記第１の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第２の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の発光層からの発光は５００〜６００ｎｍに発光のピークを有し
前記第２の発光層からの発光は６００〜７００ｎｍに発光のピークを有する、発光素子。
【請求項３】
一対の電極間に、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層と、前記第２の発光層とは、接しており、
前記第１の発光層は、少なくとも第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、少なくとも第３の有機化合物と、第４の有機化合物と、りん光発光物質とを有し、
前記第１の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第２の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物とは第２の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の発光層からの発光は緑色であり、
前記第２の発光層からの発光は赤色である、発光素子。
【請求項４】
一対の電極間に、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層と、前記第２の発光層とは、接しており、
前記第１の発光層は、少なくとも第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、少なくとも第３の有機化合物と、第４の有機化合物と、りん光発光物質とを有し、
前記第１の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第２の有機化合物の三重項励起準位は、前記りん光発光物質の三重項励起準位よりも高く、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物とは第２の励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の発光層からの発光は５００〜６００ｎｍに発光のピークを有し
前記第２の発光層からの発光は６００〜７００ｎｍに発光のピークを有する、発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
第３の発光層を有し、
前記第３の発光層からの発光は青色である、発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
第３の発光層を有し、
前記第３の発光層からの発光は４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する、発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１の発光層は、さらにドーパントを有する発光素子。
【請求項８】
請求項７において、
前記ドーパントは発光物質である発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子と、
前記発光素子を制御する手段を備えた発光モジュール。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、
前記発光素子を制御する手段を備えた表示モジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を有する照明装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子と、
前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、
前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物を発光物質として用いた発光素子、表示装置、発光装置、電子機器
及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎ
ｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ素子）の研究開発が盛んに行われている
。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層（ＥＬ
層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光物質からの発光を
得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く
、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好
適であると考えられている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、薄型軽
量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つ
である。
【０００４】
これらの発光素子は発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発
光を得ることができる。よって、大面積の素子を容易に形成することができる。このこと
は、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難
い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
このような有機ＥＬ素子の場合、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれＥ
Ｌ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによ
って発光性の有機化合物が励起状態となり、発光を得ることができる。
【０００６】
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態があり
、一重項励起状態（Ｓ＊）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ＊）からの発光がりん
光と呼ばれている。そして、当該発光素子におけるそ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。
【０００７】
一重項励起状態から発光する化合物（以下、蛍光発光物質と称す）では室温において、通
常、三重項励起状態からの発光（りん光）は観測されず、一重項励起状態からの発光（蛍
光）のみが観測される。したがって、蛍光発光物質を用いた発光素子における内部量子効
率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ＊：Ｔ＊＝
１：３であることを根拠に２５％とされている。
【０００８】
一方、三重項励起状態から発光する化合物（以下、りん光性化合物と称す）を用いれば、
三重項励起状態からの発光（りん光）が観測される。また、りん光性化合物は項間交差（
一重項励起状態から三重項励起状態へ移ること）が起こりやすいため、内部量子効率は１
００％まで理論上は可能となる。つまり、蛍光発光物質より高い発光効率が実現可能とな
る。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、りん光性化合物を用いた
発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００９】
特許文献１では、複数の発光ドーパントを含む発光領域を有し、当該発光ドーパントがり
ん光を発する白色発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特表２００４−５２２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
白色発光素子に代表される多色発光素子としては、短波長側の領域の発光を蛍光発光と
する層（蛍光発光層）、長波長側の領域の発光をりん光発光とする層（りん光発光層）、
蛍光発光層とりん光発光層との間に中間層（電荷発生層）を設けた素子も開発され、一部
実用化もなされている。
【００１２】
この構造は、寿命に不安のある短波長側の発光を蛍光とし、長波長側の発光をりん光と
することによって、全てりん光の素子よりは効率は落ちるものの、安定した特性の多色発
光素子を得られることが特徴である。
【００１３】
性能より信頼性を優先した当該構造を有する多色発光素子は、実用化向きではあるもの
の、一方では、一つの発光素子を得るために成膜する膜の数が多くなるという、実用化に
不利な面もまた同時に有している。
【００１４】
このような素子において、りん光発光層と蛍光発光層との間に中間層を設け、素子が直
列に接続するような構造をとっている理由は、蛍光発光層によるりん光の消光を防止する
ためである。
【００１５】
蛍光発光層には、通常、ホスト材料としてアントラセンなどに代表される縮合芳香環骨
格を有する物質が用いられており、これら縮合芳香環骨格を有する物質は、三重項準位が
低い。このため、蛍光発光層とりん光発光層を接して設けた場合、りん光発光層で生じた
三重項励起エネルギーは、蛍光発光層のホスト材料の三重項準位に移動してしまい、失活
してしまう。一方、蛍光発光層に三重項励起エネルギーの大きなホスト材料を用いれば、
そのような問題は緩和されるが、その場合ホスト材料の一重項励起エネルギーはさらに大
きくなってしまう（大きくなりすぎる）ため、ホスト材料から蛍光ドーパントへのエネル
ギー移動が不十分となり、蛍光発光層において十分な発光効率が得られない。その結果、
ホスト材料の無輻射失活過程が増大し、素子の特性（特に寿命）が低下することもある。
【００１６】
そこで、本発明の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜層
数が比較的少ないことで、製造工程が少なく、実用化に有利な多色発光素子を提供するこ
とを課題とする。
【００１７】
また、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、良好
な発光効率を有する多色発光素子を提供することを課題とする。
【００１８】
また、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜
層数が比較的少なく、実用化に有利であり、且つ、良好な発光効率を有する多色発光素子
を提供することを課題とする。
【００１９】
また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、安価に製造可能な発光装
置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減された発
光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。
【００２１】
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
第１の励起錯体からの発光を呈する第１の発光層と、りん光発光を呈する第２の発光層
と、の積層構造を有する発光層を備えた発光素子によって、上記課題を実現することがで
きる。また、前記第１の発光層からの発光は、前記第２の発光層からの発光よりも短波長
側に発光のピークを有することが好ましい。
【００２３】
励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態である。励起錯体は、光励起の場合、励起
状態となった一つの分子がもう一方の基底状態の物質を取り込むことによって形成される
。したがって、光を発することによって基底状態となると、また元の物質として振舞う。
そのため、励起錯体としての基底状態は存在せず、励起錯体同士のエネルギー移動は原理
的に起こり得ない。このことから、発光層の大部分を占めるホスト材料を介したエネルギ
ー移動が起こりにくく、本構成を有する発光素子は、第１の発光層における第１の励起錯
体の蛍光発光と、第２の発光層におけるりん光性化合物のりん光発光を両立しやすい。
【００２４】
また、りん光発光物質は、エネルギーの高い短波長の発光を呈する物質が特に不安定で
あり、短波長の発光を呈するりん光発光物質（例えば青色のりん光物質）を用いた発光素
子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、
輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。なお、本発光素子は蛍光発光層であ
る第１の発光層とりん光発光層である第２の発光層とが接して積層されているため、ＥＬ
層を形成するための層数が少なく、コスト的に有利であり量産に向く構成である。また、
蛍光発光層とりん光発光層とが接していても、上述のように励起錯体を用いていることか
ら三重項励起準位の失活が起こりにくく、りん光発光と蛍光発光を両立することが可能で
ある。
【００２５】
すなわち、本発明の一態様は第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第
２の電極に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも第１
の発光層と、第２の発光層とが積層された発光層を有し、前記第１の発光層は、少なくと
も第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、前記第２の発光層は、少なくとも
第３の有機化合物と、りん光発光物質とを有し、前記第１の有機化合物と前記第２の有機
化合物とは第１の励起錯体を形成する組み合わせである発光素子である。
【００２６】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の励起錯体
の発光が、前記りん光性化合物の発光より短波長側に発光のピークを有する発光素子であ
る。
【００２７】
また、励起錯体は一重項励起準位と三重項励起準位が近接している状態にある。そのた
め、励起錯体は三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差が起き易い。すなわち
、遅延蛍光を発光しやすい状態である。遅延蛍光が得られる励起錯体を第１の発光層に適
用することによって、三重項励起状態も発光に変換することができることから、通常の蛍
光発光物質を用いた場合よりも高い発光効率を有する発光素子を得ることができるように
なる。三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差を効率よく示すためには、三重
項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が小さいことが有利であり、当該エネルギー
差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが好ま
しい。
【００２８】
すなわち、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の励起錯
体が三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差を効率よく示す発光素子である。
【００２９】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の励起錯体が
遅延蛍光を示す発光素子である。
【００３０】
また、第２の発光層において、ホストからりん光性化合物へのエネルギー移動が効率よ
く行われることが好ましい。
【００３１】
すなわち本発明の他の一態様は、上記構成において、第２の発光層がさらに第４の有機
化合物を含有しており、当該第４の有機化合物と第３の有機化合物とが、第２の励起錯体
を形成する組み合わせである発光素子である。また、りん光発光物質の最も低エネルギー
側の吸収帯と当該第２の励起錯体の発光スペクトルが重なっていることがより好ましい。
【００３２】
また、本発明の他の一態様は、上記構成において、りん光発光物質の最も低エネルギー
側の吸収帯のピーク波長のエネルギー換算値と、第２の励起錯体の発光スペクトルのピー
ク波長のエネルギー換算値との差が０．２ｅＶ以下である発光素子である。
【００３３】
また、第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わせ及び第３の有機化合物と第４
の有機化合物の組み合わせは励起錯体を形成することができれば良いが、一方が電子輸送
性を有する材料であり、他方が正孔輸送性を有する材料であることが好ましい。この構成
を有することによって、効率よく励起錯体を形成することができるようになる。また、混
合割合を変更することによって、発光層自体の輸送性を調整することが可能となり、再結
合領域の制御も容易に行うことができるようになる。その結果、再結合領域が極端に偏る
ことを避けることができるため、素子の長寿命化につながる。
【００３４】
すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の有機化
合物と前記第２の有機化合物のうち、一方が電子輸送性を有する材料であり、他方が正孔
輸送性を有する材料であり、前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物のうち、一方
が電子輸送性を有する材料であり、他方が正孔輸送性を有する材料である発光素子である
。
【００３５】
本発明の一態様の発光素子は、上述のように各発光層が正孔輸送性を有する材料と電子輸
送性を有する材料とで構成されていることが好ましい。発光層における再結合領域は、第
１の発光層と第２の発光層との界面近傍であることが好ましいので、上記構成を有する発
光素子においては、陽極に近い方の発光層に正孔輸送性を有する材料がより多く含まれ、
陰極に近い方の発光層に電子輸送性を有する材料がより多く含まれることが好ましい。こ
の構成を有することによって、再結合領域を第１の発光層と第２の発光層の界面近傍とす
ることができるため、再結合エネルギーの分配に都合が良い。
【００３６】
また、第１の励起錯体と第２の励起錯体が同じ励起錯体であっても良い。すなわち、本
発明の他の構成は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物の組み合わせと、前記
第３の有機化合物と前記第４の有機化合物の組み合わせが同じである発光素子である。
【００３７】
すなわち、励起錯体を形成する２種類の物質からなる層の一部に、りん光発光物質をドー
プすることによって、簡便に多色発光の発光素子を得ることができる。なお、この場合、
第１の発光層と、第２の発光層とで正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の
割合を変化させても良い。
【００３８】
これらの構成を有する発光素子は、第１の励起錯体からの発光と、りん光発光物質からの
発光とが合成された発光スペクトルが得られるため、少なくとも二つの極大値を有する発
光スペクトルを有する。
【００３９】
ここで、第１の発光層にさらに蛍光発光物質をドーパントとして含有させても良い。上
述した通り、第１の発光層で形成される励起錯体は、一重項励起準位と三重項励起準位が
近接している状態にあるため、三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差が起き
易い。すなわち、三重項励起状態の一部を一重項励起状態に変換することができるため、
従来（２５％）よりも一重項励起状態の割合が増大することになる。したがって、この割
合が増大した一重項励起状態を蛍光発光物質にエネルギー移動させることによって、通常
の蛍光発光物質を用いた発光素子よりも高い発光効率が得られるようになる。本構成の利
点は、蛍光量子収率の高い蛍光発光物質を、ドーパントとして用いることができる点にあ
る。このように、三重項励起状態から一重項励起状態を生成する機能（励起錯体）と、一
重項励起状態から効率よく発光を得る機能（ドーパントである蛍光発光物質）とを、異な
る材料に担わせることにより、高い発光効率を容易に得られる。また、発光物質がドーパ
ントとして存在しているため、不純物による消光や化学反応を抑制できるため、長寿命化
にも繋がる。
【００４０】
また、これらの構成を有する発光素子は、互いに補色の関係にある発光色を選択すること
によって白色発光を提供することができる。
【００４１】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、前記発光素子を制御する手段
を備えた発光モジュールである。
【００４２】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を表示部に有し、前記発光素子を
制御する手段を備えた表示モジュールである。
【００４３】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を有する照明装置である。
【００４４】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、前記発光素子を制御する手段
を備えた発光装置である。
【００４５】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を表示部に有し、前記発光素子を
制御する手段を備えた表示装置である。
【００４６】
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を有する電子機器である。
【００４７】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。ま
た、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒ
ｉｅｒ  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、又は発光素子に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。さら
に、照明器具等に用いられる発光装置も含むものとする。
【発明の効果】
【００４８】
本発明の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜層数が比較
的少なく、実用化に有利な多色発光素子を提供することができる。
【００４９】
また、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、良好
な発光効率を有する多色発光素子を提供することができる。
【００５０】
また、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において成膜層
数が比較的少なく、実用化に有利であり、且つ、良好な発光効率を有する多色発光素子を
提供することができる。
【００５１】
また、本発明の他の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、安価に製造可能な発
光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。
【００５２】
また、本発明の他の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減され
た発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】発光素子の概念図。
【図２】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図３】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図４】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図５】パッシブマトリクス型発光装置の概念図。
【図６】照明装置を表す図。
【図７】電子機器を表す図。
【図８】光源装置を表す図。
【図９】照明装置を表す図。
【図１０】照明装置を表す図。
【図１１】車載表示装置及び照明装置を表す図。
【図１２】電子機器を表す図。
【図１３】発光素子１の電流密度−輝度特性を表す図。
【図１４】発光素子１の輝度−電流効率特性を表す図。
【図１５】発光素子１の電圧−輝度特性を表す図。
【図１６】発光素子１の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図１７】発光素子１の発光スペクトル。
【図１８】発光素子２の電流密度−輝度特性を表す図。
【図１９】発光素子２の輝度−電流効率特性を表す図。
【図２０】発光素子２の電圧−輝度特性を表す図。
【図２１】発光素子２の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図２２】発光素子２の発光スペクトル。
【図２３】発光素子３の電流密度−輝度特性を表す図。
【図２４】発光素子３の輝度−電流効率特性を表す図。
【図２５】発光素子３の電圧−輝度特性を表す図。
【図２６】発光素子３の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図２７】発光素子３の発光スペクトル。
【図２８】発光素子４の電流密度−輝度特性を表す図。
【図２９】発光素子４の輝度−電流効率特性を表す図。
【図３０】発光素子４の電圧−輝度特性を表す図。
【図３１】発光素子４の輝度−外部量子効率を表す図。
【図３２】発光素子４の発光スペクトル。
【図３３】発光素子４の規格化輝度時間変化を表す図。
【図３４】２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ及びＰＣＢＮＢＢの単膜及び共蒸着膜の発光スペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
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は当業者であれば容易に理解される。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。
【００５５】
（実施の形態１）
本発明の一態様の発光素子の模式図を図１（Ａ）に示した。当該発光素子は、少なくと
も一対の電極（第１の電極１０１、第２の電極１０２）と発光層１１３を有するＥＬ層１
０３を有する。また、発光層１１３は第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂが接
して積層されている。
【００５６】
図１（Ａ）においては、ＥＬ層１０３として、さらに正孔注入層１１１、正孔輸送層１
１２、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５が図示されているが、この積層構造は一例
であり、本発明の一態様の発光素子におけるＥＬ層１０３の構成はこれに限られない。な
お、図１（Ａ）においては、第１の電極１０１が陽極として機能し、第２の電極１０２が
陰極として機能するものとして図示している。
【００５７】
第１の発光層１１３ａには第１の有機化合物と第２の有機化合物が含まれている。また
、第２の発光層１１３ｂには、第３の有機化合物とりん光性化合物が含まれている。本実
施の形態の発光素子の特徴は、第１の有機化合物と第２の有機化合物が、第１の励起錯体
を形成する組み合わせとすることにある。この構成を有することによって、第１の発光層
からは第１の励起錯体由来の蛍光発光が、第２の発光層からはりん光性化合物由来のりん
光発光が共に効率よく得られる。
【００５８】
通常、蛍光発光層とりん光発光層とを積層して発光させると、りん光性化合物の三重項
励起エネルギーが蛍光発光層の大部分を占めるホスト材料に移動してしまい、大幅な発光
効率の低下を引き起こすことが知られている。これは、蛍光発光層には、通常、ホスト材
料としてアントラセンなどに代表される縮合芳香環骨格を有する物質が用いられているた
め三重項準位が低く、りん光発光層で生じた三重項励起エネルギーが移動し、無放射失活
してしまうためである。現状、縮合芳香環骨格を有する物質以外の物質を用いて、所望の
発光波長や良好な素子特性・信頼性を得ることは困難であるため、蛍光発光層とりん光発
光層とを積層する構成とし、良好な特性を有する発光素子を得ることが難しい。
【００５９】
ここで、本実施の形態の第１の発光層に用いられる励起錯体は、２種類の物質からなる
励起状態である。励起錯体は、光励起の場合、励起状態となった一つの分子がもう一方の
基底状態の物質を取り込むことによって形成される。したがって、光を発することによっ
て基底状態となると、また元の物質として振舞う。そのため、励起錯体としての基底状態
は存在せず、励起錯体同士のエネルギー移動や、他の物質から励起錯体へのエネルギー移
動は原理的に起こり得ない。このことから、第１の励起錯体へエネルギー移動が原理上起
こらないということになり、本実施の形態の発光素子は第１の発光層と第２の発光層との
間のエネルギー移動を抑制し、蛍光発光とりん光発光の両立がしやすい発光素子とするこ
とができる。
【００６０】
また、第１の発光層１１３ａにおける第１の有機化合物と第２の有機化合物を、これら
の三重項励起準位が、第２の発光層１１３ｂにおけるりん光性化合物のそれよりも高いも
のを選択することによって、りん光性化合物の三重項励起準位から、第１の発光層１１３
ａの基底状態の物質へのエネルギー移動も抑制することができる。
【００６１】
また、励起状態となった有機化合物は速やかに励起錯体を形成するため、励起錯体を形
成する前の励起状態の有機化合物からのエネルギー移動も起こりにくい。
【００６２】
以上のことから、本実施の形態の発光素子は発光層の大部分を占めるホスト材料を介し
たエネルギー移動が起こりにくく、第１の発光層における第１の励起錯体の蛍光発光と、
第２の発光層におけるりん光性化合物のりん光発光を両立しやすい発光素子である。
【００６３】
また、第１の有機化合物と第２の有機化合物によって第１の励起錯体を形成させ、当該
励起錯体から発光を得ることによって、三重項励起準位の高い物質を用いながらも、所望
の波長の蛍光を得ることが可能となる。さらに、励起錯体の発光は、２つの化合物のうち
、浅い方のＨＯＭＯと深い方のＬＵＭＯとのエネルギー差に由来する発光が得られること
から、第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わせを変更することによって、所望
の発光を得ることが容易である。
【００６４】
また、第１の発光層１１３ａにさらに蛍光発光物質をドーパントとして数ｗｔ％を上限
として含有させても良い（具体的には、０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％、より好ましくは０．
０１ｗｔ％〜１ｗｔ％）。この程度の量であれば、蛍光発光物質を介したエネルギー移動
はあまり問題にならず、ホスト材料を介したエネルギー移動は励起錯体を用いることによ
って抑制されていることから、当該蛍光発光物質の蛍光発光とりん光性化合物りん光発光
を両立することができる。また、第１の励起錯体から蛍光量子収率の高い蛍光発光物質へ
エネルギー移動させることによって、発光効率を向上させることも可能である。上述した
通り、第１の発光層で形成される励起錯体は、一重項励起準位と三重項励起準位が近接し
ている状態にあるため、三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差が起き易い。
すなわち、三重項励起状態の一部を一重項励起状態に変換することができるため、従来（
２５％）よりも一重項励起状態の割合が増大することになる。したがって、この割合が増
大した一重項励起状態を蛍光発光物質にエネルギー移動させることによって、通常の蛍光
発光物質を用いた発光素子よりも高い発光効率が得られるようになる。このように、三重
項励起状態から一重項励起状態を生成する機能（励起錯体）と、一重項励起状態から効率
よく発光を得る機能（ドーパントである蛍光発光物質）とを、異なる材料に担わせること
により、高い発光効率を容易に得られる。また、発光物質がドーパントとして存在してい
るため、不純物による消光や化学反応を抑制できるため、長寿命化にも繋がる。
【００６５】
なお、第２の発光層１１３ｂにさらに第４の有機化合物を含有させ、第３の有機化合物
と第４の有機化合物との組み合わせを、第２の励起錯体を形成する組み合わせとしても良
い。第２の発光層１１３ｂにおいてこのような構成をとることで、より発光層間のエネル
ギー移動を抑制することができる。また、後述のように、第２の励起錯体からのりん光性
化合物へのエネルギー移動をより向上させる構成を実現することもできる。
【００６６】
励起錯体を形成する第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わせ、第３の有機化
合物と第４の有機化合物の組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせで
あればよいが、一方が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性を有する材料で
あることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプタ型の励起状態を形成しやすく
なり、効率よく励起錯体を形成することができるようになるためである。また、正孔輸送
性を有する材料と電子輸送性を有する材料との組み合わせによって第１の有機化合物と第
２の有機化合物の組み合わせ、第３の有機化合物と第４の有機化合物の組み合わせを構成
する場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することができる。具体的
には正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９〜９：１の範囲が好まし
い。
【００６７】
当該構成を有する発光素子は、容易にキャリアバランスを制御することができることか
ら、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。本実施の形態における発光素子は、第
１の発光層と第２の発光層との界面付近に再結合領域を有することが好ましい。上述のと
おり、本実施の形態の発光素子は発光層間のエネルギー移動を抑制することが可能な構造
であることから、再結合領域を第１の発光層と第２の発光層の界面付近とすることで、両
発光層にバランスよく励起エネルギーを分配することができる。これら発光層に均等に励
起エネルギーを分配する観点から、再結合領域は２発光層の界面近傍であることがより好
ましい。キャリアの再結合領域を第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの界面
近傍にするためには、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂのうち、陽極に近い
方を正孔輸送性の層、陰極に近い方を電子輸送性の層とすればよい。なお、再結合領域の
調整をする場合は、正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の割合を調整する
ことによって容易に行うことができる。正孔輸送性の層とするためには、正孔輸送性を有
する材料を多く含有させ、電子輸送性の層とするためには電子輸送性の材料を多く含有さ
せればよい。なお、発光色の調整をする場合は、正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を
有する材料の割合を調整することによって容易に行うことができる。
【００６８】
また、第１の有機化合物と第２の有機化合物との組み合わせと、第３の有機化合物と第
４の有機化合物との組み合わせは同じであっても異なっていてもかまわない。同じ組み合
わせであること（第１の励起錯体と第２の励起錯体が同じ励起錯体であること）で、第１
の発光層と第２の発光層間のエネルギー移動をより抑制することが可能となる。また、材
料の種類が少なくて済むために、コスト的に有利となり、より実用化しやすい素子となる
。また、第１の発光層と第２の発光層との界面におけるキャリアの注入障壁が低減される
ため、素子の長寿命化にも寄与する。
【００６９】
第１の励起錯体と第２の励起錯体は異なる励起錯体であっても、もちろんかまわない。
りん光性化合物の発光効率を高めるために、後述のように当該りん光性化合物の吸収波長
に合った発光波長を有する第２の励起錯体を選択することが好ましい。このような選択を
した場合、第１の励起錯体と第２の励起錯体は異なる励起錯体となる蓋然性が高いが、励
起錯体同士のエネルギー移動は理論上起こり得ないため、第１の発光層と第２の発光層と
の間のエネルギー移動を抑制することができ、蛍光発光とりん光発光を両立することが容
易となる。また、より発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００７０】
なお、本発光素子においては、第１の発光層からの発光が、第２の発光層からの発光よ
りも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。りん光発光物質は、エ
ネルギーの高い短波長の発光を呈する物質がより不安定であり、短波長の発光を呈するり
ん光発光物質を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍
光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。なお、
本発光素子は蛍光発光層である第１の発光層とりん光発光層である第２の発光層とが接し
て積層されているため、ＥＬ層を形成するための層数が少なく、コスト的に有利であり量
産に向く構成である。また、蛍光発光層とりん光発光層とが接していても、上述のように
励起錯体を用いていることから三重項励起準位の失活が起こりにくく、りん光発光と蛍光
発光を両立することが可能である。
【００７１】
ここで、第１の励起錯体は、三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差を効率
よく示すことが好ましい。励起錯体は、一重項励起状態と三重項励起状態とのエネルギー
差が小さい状態であることから、三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差が起
き易い。すなわち、遅延蛍光を発光しやすい。遅延蛍光が効率よく得られる励起錯体を第
１の発光層に適用することによって、三重項励起状態も発光に変換することができること
から、通常の蛍光発光物質を用いた場合よりも高い発光効率の発光素子を得ることができ
るようになる。なお、この遅延蛍光は多少の加熱（自己の発熱も含む）により発現及び増
幅される場合（いわゆる熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  
ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，  ＴＡＤＦ）である場合）も含むものとす
る。また、遅延蛍光が効率よ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、このような関係を有する励起錯体を用いることが、好ましい構成であ
る。
【００７２】
また、本実施の形態における発光素子は、第１の発光層と第２の発光層で異なる発光波
長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。当該発光素子の発光ス
ペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの
極大値を有する発光スペクトルとなる。
【００７３】
また、このような発光素子は白色発光を得るためにも好適である。第１の発光層と第２
の発光層との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
当該白色発光素子は、りん光発光を利用しており、発光効率の高い発光素子でありながら
、スタック型の発光素子と比較して成膜層数が少なく、安価に提供しやすい発光素子とす
ることができる。また、短波長側の発光として、遅延蛍光を効率よく呈する励起錯体から
の発光を利用することによって、発光効率が高く、且つ寿命の良好な発光素子とすること
ができる。
【００７４】
ここで、より発光効率の高い発光素子を得るために、第２の発光層におけるりん光性物質
へのエネルギー移動について考える。本説明においては、りん光発光物質へエネルギーを
与える物質のことをホスト材料と呼ぶことにする。キャリアの再結合は、ホスト材料とり
ん光発光物質との両方で行われるため、発光効率の向上のためには、ホスト材料からりん
光発光物質へのエネルギー移動を効率化する必要がある。ホスト材料からりん光物質への
エネルギー移動にはデクスター機構、フェルスター機構の二つの機構が提唱されている。
【００７５】
ホスト分子からゲスト分子へのエネルギー移動効率ΦＥＴは、下記式で表される。ｋｒ
は、発光過程（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状
態からのエネルギー移動を論じる場合はりん光）の速度定数を表し、ｋｎは、非発光過程
（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測される励起状態の寿命を表す。
【００７６】
【数１】
2020205281.tif 000003
【００７７】
まず、上記数式より、エネルギー移動効率ΦＥＴを高くするためには、エネルギー移動の
速度定数ｋｈ＊→ｇを、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）に比べて遙かに大
きくすれば良いことがわかる。そして、そのエネルギー移動の速度定数ｋｈ＊→ｇを大き
くするためには、フェルスター機構、デクスター機構のどちらの機構においても、ホスト
分子の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペク
トル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合はりん光スペクトル）とゲスト
分子（第２の発光層においてはりん光発光物質）の吸収スペクトルとの重なりが大きい方
が良い。
【００７８】
ここで、ホスト分子の発光スペクトルとりん光発光物質の吸収スペクトルとの重なりを考
える上で、りん光発光物質の吸収スペクトルにおける最も長波長（低エネルギー）側の吸
収帯が重要である。
【００７９】
りん光発光物質の吸収スペクトルにおいて、最も発光に強く寄与すると考えられている
吸収帯は、基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収波長近傍にあり、そ
れは最も長波長側に現れる吸収帯である。このことから、ホスト材料の発光スペクトル（
蛍光スペクトル及びりん光スペクトル）は、りん光発光物質の吸収スペクトルの最も長波
長側の吸収帯と重なることが好ましいと考えられる。
【００８０】
例えば、有機金属錯体、特に発光性のイリジウム錯体において、最も長波長側の吸収帯と
して、５００〜６００ｎｍ付近にブロードな吸収帯が現れる場合が多い。この吸収帯は、
主として、三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  Ｌｉｇａｎｄ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎ
ｓｆｅｒ）遷移に由来する。ただし、該吸収帯には三重項π−π＊遷移や一重項ＭＬＣＴ
遷移に由来する吸収も一部含まれ、これらが重なって、吸収スペクトルの最も長波長側に
ブロードな吸収帯を形成していると考えられる。したがって、ゲスト材料に、有機金属錯
体（特にイリジウム錯体）を用いるときは、このように最も長波長側に存在するブロード
な吸収帯と、ホスト材料の発光スペクトルが大きく重なる状態が好ましい。
【００８１】
ここでまず、ホスト材料の三重項励起状態からのエネルギー移動を考えてみる。上述の
議論から、三重項励起状態からのエネルギー移動においては、ホスト材料のりん光スペク
トルとりん光発光物質の最も長波長側の吸収帯との重なりが大きくなればよい。
【００８２】
しかしながら、このとき問題となるのは、ホスト分子の一重項励起状態からのエネルギー
移動である。三重項励起状態からのエネルギー移動に加え、一重項励起状態からのエネル
ギー移動も効率よく行おうとすると、上述の議論から、ホスト材料のりん光スペクトルだ
けでなく、蛍光スペクトルをもゲスト材料の最も長波長側の吸収帯と重ねるように設計し
なければならない。換言すれば、ホスト材料の蛍光スペクトルが、りん光スペクトルと同
じような位置に来るようにホスト材料を設計しなければ、ホスト材料の一重項励起状態及
び三重項励起状態の双方からのエネルギー移動を効率よく行うことはできないということ
になる。
【００８３】
ところが、一般に、一重項励起準位と三重項励起準位は大きく異なる（一重項励起準位
＞三重項励起準位）ため、蛍光の発光波長とりん光の発光波長も大きく異なる（蛍光の発
光波長＜りん光の発光波長）。例えば、りん光発光物質を用いた発光素子において良く用
いられる４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）は、５００ｎｍ
付近にりん光スペクトルを有するが、一方で蛍光スペクトルは４００ｎｍ付近であり、１
００ｎｍもの隔たりがある。この例から考えてみても、ホスト材料の蛍光スペクトルがり
ん光スペクトルと同じような位置に来るようにホスト材料を設計することは、極めて困難
である。
【００８４】
また、ある物質における一重項励起準位は、三重項励起準位よりもエネルギー準位が高
いことから、蛍光スペクトルがゲスト材料の最も長波長側の吸収スペクトルに近接するよ
うな波長にあるホスト材料の三重項励起準位は、ゲスト材料の三重項励起準位を下回って
しまう。
【００８５】
しかし、本実施の形態の発光素子の第２の発光層においては、ホスト材料として、励起
錯体を用いている。励起錯体の蛍光スペクトルは、第３の有機化合物単体、及び第４の有
機化合物単体の蛍光スペクトルより長波長側にスペクトルを有する発光となるため、第３
の有機化合物単体及び第４の有機化合物単体の三重項励起準位をゲスト材料の三重項励起
準位より高く保ったまま、一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることが
できる。また、励起錯体は三重項励起準位と一重項励起準位が近接している状態であるた
め、蛍光スペクトルとりん光スペクトルがほぼ同じ位置に存在する。このことから、ゲス
ト分子の一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に相当する吸収（ゲスト分子の吸収
スペクトルにおける最も長波長側に存在するブロードな吸収帯）に励起錯体の蛍光スペク
トル及びりん光スペクトルの両方を大きく重ねることができるため、エネルギー移動効率
が高い発光素子を得ることができる。
【００８６】
このように、第２の発光層においては、りん光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯と
、前記第２の励起錯体の発光スペクトルが重なることで、より発光効率の良好な発光素子
を得ることができる。また、りん光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長
と、前記第２の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値の差が０．２
ｅＶ以下であると重なりが大きく好ましい構成である。
【００８７】
図１（Ａ）においては、第１の発光層１１３ａが陽極として機能する第１の電極１０１
側、第２の発光層１１３ｂが陰極として機能する第２の電極１０２側に形成されているが
、この積層順は逆であってもかまわない。
【００８８】
（実施の形態２）
本実施の形態では実施の形態１で説明した発光素子の詳細な構造の例について図１（Ａ
）を用いて以下に説明する。
【００８９】
本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層を有する。
本実施の形態において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の
電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。
なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として
機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０
２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加した
ときに、発光が得られる構成となっている。
【００９０】
第１の電極１０１は陽極として機能するため、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅ
Ｖ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが
好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔ
ｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、
酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（
ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法によ
り成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例として
は、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加
えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タ
ングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対
し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲッ
トを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（
Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）
、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の
窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお
、後述する複合材料をＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで
、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
【００９１】
ＥＬ層１０３の積層構造については、発光層１１３が実施の形態１に示したような構成
となっていれば他は特に限定されない。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することが
できる。本実施の形態では、ＥＬ層１０３は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔
注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５
を有する構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
【００９２】
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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、マンガン酸化物等を用いること
ができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（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、或いはポ
リ（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
）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００９３】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の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ができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有さ
せたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことが
できる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の
小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、７，７，８
，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣ
ＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、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。
【００９４】
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導
体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種
々の有機化合物を用いることができる。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。以下では、複合材料における正孔輸
送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００９５】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−
ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ
，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３
，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン
（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００９６】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−
（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバ
ゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３
−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）
、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］
−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００９７】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、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）、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を用
いることができる。
【００９８】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、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）、９，１
０−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−ＢｕＡｎ
ｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）
、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセ
ン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−
テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメ
チル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１
０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニ
ル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフ
ェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、
ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。ま
た、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６
ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４から４２である芳香族炭化水素を用い
ることがより好ましい。
【００９９】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよ
い。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−
ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−
ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【０１００】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェ
ニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、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）等の高分子化合物を用いることも
できる。
【０１０１】
正孔注入層を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発
光素子を得ることが可能となる。
【０１０２】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、
例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略
称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，
１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス
（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４
’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン
（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２
−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−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）など
の芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く
、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材
料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層１１２に用いることが
できる。また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルト
リフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。なお
、正孔輸送性の物質を含む層は、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。
【０１０３】
発光層１１３は、実施の形態１で説明した発光層１１３の構成を有する。すなわち、第
１の電極側から、第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂが積層されて構成されて
いる。また、第１の発光層１１３ａには第１の有機化合物と第２の有機化合物が含まれて
おり、第２の発光層１１３ｂには、第３の有機化合物、第４の有機化合物及びりん光性化
合物が含まれている。本実施の形態の発光素子の特徴は、第１の有機化合物と第２の有機
化合物は、第１の励起錯体を形成する組み合わせとし、第３の有機化合物と第４の有機化
合物は、第２の励起錯体を形成する組み合わせとすることにある。そして、第１の励起錯
体は蛍光発光を呈し、第２の励起錯体は、りん光性化合物にエネルギーを提供し、第１の
発光層から蛍光発光を、第２の発光層から燐光発光を共に効率よく得ることができる。
【０１０４】
第２の発光層１１３ｂにおいて、りん光性化合物として用いることが可能な材料として
は、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【０１０５】
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）の
ような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル
−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、トリス（１−メチル−５−フ
ェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イ
リジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［（１−２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェ
ニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、
トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナ
ントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３）のよう
なイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフ
ルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，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）のような電子吸引基を有するフ
ェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青
色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する
化合物である。
【０１０６】
また、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−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐ
ｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（ア
セチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス
（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略
称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）のようなピラジン骨格を有する有機金属イ
リジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，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（ＩＩ
Ｉ）（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。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、
５００ｎｍ〜６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金
属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
【０１０７】
また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジ
ナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４
，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム
（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレ
ン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：
Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム
錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウ
ム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェ
ニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐ
ｒ）２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニ
ル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））
のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキ
ノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉ
ｑ）３）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略
称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム
錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−
ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−
ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩ
Ｉ）（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。これらは、
赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有す
る。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得ら
れる。
【０１０８】
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光材料を選択し、用いてもよ
い。
【０１０９】
また、第１の発光層１１３ａに蛍光発光物質を含有させる場合、以下のような化合物の
他、公知の蛍光発光物質を用いることができる。
【０１１０】
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−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’
−ジフェニル−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−
ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン
−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰ
ｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’
−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カル
バゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン
（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジ
フェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジ
フェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾ
ール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒ
ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’
−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢ
ＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４
，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン
］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−
２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ
）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’
−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’
，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリ
セン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９
，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３
−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−
イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略
称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，
１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビ
ス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）
フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，
Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４
５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−
ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：Ｂ
ＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル
−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メ
チル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリ
ジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称
：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５
，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ
’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，
１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１
，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉ
ｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニト
リル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７
−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジ
ン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：
ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル
｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛
２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−
テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−
ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられ
る。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎのようなピレンジアミ
ン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率
や信頼性に優れているため好ましい。
【０１１１】
なお、蛍光発光物質としては、遅延蛍光を効率よく示す物質も含まれる。遅延蛍光を示す
物質は、三重項励起状態の一部を一重項励起状態に変換して発光に寄与させることができ
るため、発光効率を高めることができる。すなわち、第１の発光層で励起錯体を形成させ
ることとの相乗効果が見込める。このような材料としては以下のようなものを用いること
ができる。
【０１１２】
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。またマグネ
シウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げら
れる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフ
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（Ｓｎ
Ｆ２（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（Ｅ
ｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙
げられる。
【０１１３】
【化１】
2020205281.tif 000004
【０１１４】
また、以下の構造式に示される２−ビフェニル−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
）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も用い
ることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香
環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素
芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のド
ナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位
のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
【０１１５】
【化２】
2020205281.tif 000005
【０１１６】
上記第１の有機化合物、第２の有機化合物、第３の有機化合物及び第４の有機化合物と
して用いることが可能な材料としては、実施の形態１に記載した条件を満たすような組み
合わせであれば特に限定はなく、種々のキャリア輸送材料を選択することができる。
【０１１７】
例えば、電子輸送性を有する材料としては、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリ
ナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：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）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニ
リル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称
：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：
ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）
フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５
−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰ
ＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ
−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する
複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ
，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオ
フェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２
ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニ
ル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６
−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎ
Ｐ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称
：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５
−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚ
ＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）−フェニル］ベンゼン（略称：Ｔｍ
ＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジ
アジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好
であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は
、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
【０１１８】
また、正孔輸送性を有する材料としては、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）、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：ＴＰ
Ｄ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフル
オレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−
（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、
４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９−
Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（
１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−トリフェニ
ルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェ
ニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９
，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−
イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−
［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’
−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化
合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（
Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフ
ェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニ
ル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や
、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）
（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−
フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）
、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニル
ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物
や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（
略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−
イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などの
フラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化
合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高
く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
【０１１９】
また、以上で述べたキャリア輸送材料の他、公知の物質の中からキャリア輸送材料を用い
ても良い。なお、第１の有機化合物乃至第４の有機化合物としては、りん光性化合物の三
重項準位（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも大きい三重項準位を有す
る物質を選択することが好ましい。また、形成される励起錯体は組み合わせる化合物の浅
い方のＨＯＭＯ準位と深いほうのＬＵＭＯ準位のエネルギー差に由来する発光を呈するこ
とから、第１の有機化合物と第２の有機化合物は所望の発光波長の発光が実現する組み合
わせを選択する。また、第３の有機化合物と第４の有機化合物は、りん光性化合物の最も
低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組
み合わせを選択することが好ましい。
【０１２０】
さらに、これら組み合わせの一方を電子輸送性を有する材料、他方を正孔輸送性を有す
る材料とすることによって、励起錯体の形成に有利である。また、各化合物の含有量を変
更することによって、発光層の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も
簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の
比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９〜９：１とすればよい
。
【０１２１】
以上のような構成を有する発光層１１３は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液として
インクジェット法やスピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができ
る。
【０１２２】
なお、本実施の形態においては、陽極側に第１の発光層１１３ａ、陰極側に第２の発光
層１１３ｂが形成されている構成を説明したが、積層順は逆でもかまわない。すなわち、
陽極側に第２の発光層１１３ｂ、陰極側に第１の発光層１１３ａが形成されていても良い
。
【０１２３】
また、第２の発光層１１３ｂは、さらに２層に分かれていても良く、当該２層間におい
ては、第３の有機化合物と第４の有機化合物の含有量の比が異なっていることが好ましい
。これにより、発光素子の輝度劣化をさらに抑制することが可能となる。
【０１２４】
以上に記載された以外の発光層１１３の構成、効果は実施の形態１に記載の構成、効果
と同じである。実施の形態１の記載を参照されたい。
【０１２５】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の物質を含む層である。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、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨
格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェ
ニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロ
キシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール
系、チアゾール系配位子を有する金属錯体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：ＢＰｈｅ
ｎ）、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、電子輸送性が高く、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である
。なお、上述した電子輸送性のホスト材料を電子輸送層１１４に用いても良い。
【０１２６】
また、電子輸送層１１４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。
【０１２７】
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。
これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加し
た層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節す
ることが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発
生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【０１２８】
また、電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子
注入層１１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、
フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又は
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。例えば、電子輸送性を有す
る物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させ
たものを用いることができる。なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質
からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより
、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
【０１２９】
第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ
以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる
。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアル
カリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）
等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ
、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこ
れらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に
、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケ
イ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２
の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やイン
クジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【０１３０】
また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用い
ることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用い
ても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない
。
【０１３１】
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペース
トを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法
を用いて形成しても良い。
【０１３２】
以上のような構成を有する発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に
生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において
正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成さ
れるような構成となっている。
【０１３３】
発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って
外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方
または両方は、透光性を有する電極で成る。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極
である場合、発光は第１の電極１０１を通って取り出される。また、第２の電極１０２の
みが透光性を有する電極である場合、発光は第２の電極１０２を通って取り出される。第
１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する電極である場合、発光
は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って、両方から取り出される。
【０１３４】
なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のも
のには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近
接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極
１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
【０１３５】
また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における発光
領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動
を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光物質もしくは、発光層に含
まれる発光中心物質が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構
成することが好ましい。
【０１３６】
本実施の形態における発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製す
ればよい。基板上に作製する順番としては、第１の電極１０１側から順に積層しても、第
２の電極１０２側から順に積層しても良い。発光装置は一基板上に一つの発光素子を形成
したものでも良いが、複数の発光素子を形成しても良い。一基板上にこのような発光素子
を複数作製することで、素子分割された照明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。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製し
てもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス
型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦ
Ｔでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性につい
ても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。ま
た、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるも
のでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるも
のであってもよい。
【０１３７】
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。
【０１３８】
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子ともいう）
の態様について、図１（Ｂ）を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の
電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図
１（Ａ）で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）で示した発光
素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユ
ニットを有する発光素子ということができる。
【０１３９】
図１（Ｂ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユ
ニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１
と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極
５０１と第２の電極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極
１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。ま
た、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる
構成であってもよい。
【０１４０】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機
化合物と金属酸化物の複合材料は、図１（Ａ）で示した正孔注入層１１１に用いることが
できる複合材料を用いることができる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カル
バゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー
等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度
が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よ
りも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と
金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆
動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層
に接している場合は、電荷発生層が発光ユニットの正孔輸送層の役割も担うことができる
ため、発光ユニットは正孔輸送層を設けなくとも良い。
【０１４１】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と他の材料に
より構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物と
金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸
送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属
酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１４２】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電
荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方
の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い
。例えば、図１（Ｂ）において、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くな
るように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を
注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【０１４３】
図１（Ｂ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上
の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実
施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕
切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿
命な素子を実現できる。また、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。
【０１４４】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体とし
て、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子
において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得
ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。
【０１４５】
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、上記発光層１１３の構成
が用いられていることによって、当該ユニットの製造工程を削減することができるため、
実用化に有利な多色発光素子を提供することができる。
【０１４６】
なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせるこ
とが可能である。
【０１４７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置
について説明する。
【０１４８】
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製され
た発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図
、図２（Ｂ）は図２（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置
は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回
路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また
、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間
６０７になっている。
【０１４９】
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入
力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプ
リントサーキット）６０９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。本明細書における発光装置には、発光
装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものと
する。
【０１５０】
次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１
と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１５１】
なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路
、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板
上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を
基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１５２】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４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。
【０１５３】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有
する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４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６１４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６１４として、ネガ型の感光性樹脂、
或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
【０１５４】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成され
ている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数
の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したイン
ジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、
クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニ
ウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チ
タン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵
抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができ
る。
【０１５５】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート
法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１又は実施の形態２
で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、
低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い
。
【０１５６】
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材
料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化
合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１
６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚
を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化イン
ジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用い
るのが良い。
【０１５７】
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、発光素子が形成
されている。当該発光素子は実施の形態１又は実施の形態２の構成を有する発光素子であ
る。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発
光装置では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子と、それ以外の構成を有す
る発光素子の両方が含まれていても良い。
【０１５８】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、
素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されてお
り、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填され
る場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材６２５を設けると水分の影響に
よる劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
【０１５９】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また
、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇ
ｌａｓｓ−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。
【０１６０】
以上のようにして、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製され
た発光装置を得ることができる。
【０１６１】
本実施の形態における発光装置は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を
用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の
形態１又は実施の形態２で示した発光素子は発光効率の良好な発光素子であり、消費電力
の低減された発光装置とすることができる。また、量産しやすい発光素子であり、安価な
発光装置を提供することができる。
【０１６２】
図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けるこ
とによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶
縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１
の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、
駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０
２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０
３１、シール材１０３２などが図示されている。
【０１６３】
また、図３（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青
色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマ
トリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材
１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オ
ーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、光が着色層を透
過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり
、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の
画素で映像を表現することができる。
【０１６４】
図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色
層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例
を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていて
も良い。
【０１６５】
また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴが形成されている基板１００１側に光を取
り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を
取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型
の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いる
ことができる。ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトム
エミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極
１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間
絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成する
ことができる。
【０１６６】
発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽
極とするが、陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光
装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は
、実施の形態１又は実施の形態２においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、
且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
【０１６７】
図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の
着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うこ
とができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラック
マトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色
層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）はオーバー
コート層１０３６によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する
基板を用いることとする。
【０１６８】
また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定さ
れず、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
【０１６９】
本実施の形態における発光装置は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を
用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の
形態１又は実施の形態２で示した発光素子は発光効率の良好な発光素子であり、消費電力
の低減された発光装置とすることができる。また、量産しやすい発光素子であり、安価な
発光装置を提供することができる。
【０１７０】
ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッ
シブマトリクス型の発光装置について説明する。図５には本発明を適用して作製したパッ
シブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５
（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には
、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部
は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられて
いる。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との
間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、
台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する
辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺
）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子
の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の
形態１又は実施の形態２で示した発光効率の良好な発光素子を用いており、消費電力の低
減された発光装置とすることができる。また、当該発光素子は量産しやすい発光素子であ
り、安価な発光装置を提供することができる。
【０１７１】
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子をそれぞ
れ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発
光装置である。
【０１７２】
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１７３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を照明装置として
用いる例を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は
図６（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。
【０１７４】
本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１
の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態１における第１の電極１
０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光
性を有する材料により形成する。
【０１７５】
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
【０１７６】
第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１
におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を
合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
【０１７７】
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１
における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第
２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１
２と接続することによって、電圧が供給される。
【０１７８】
以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光素子を本
実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効率の高い発光素子である
ため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
【０１７９】
以上の構成を有する発光素子を、シール材４０５、４０６を用いて封止基板４０７を固
着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一
方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤
を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる
。
【０１８０】
また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張し
て設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーター
などを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
【０１８１】
以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１又は実施の形態２に
記載の発光素子を有することから、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また
、駆動電圧の低い照明装置とすることができる。また、安価な照明装置とすることができ
る。
【０１８２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をその一部に含む
電子機器の例について説明する。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は発光
効率が良好であり、消費電力が低減された発光素子である。その結果、本実施の形態に記
載の電子機器は、消費電力が低減された発光部を有する電子機器とすることが可能である
。また、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は、成膜層数の少ない発光素子
であるため、安価な電子機器とすることが可能である。
【０１８３】
上記発光素子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、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。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
【０１８４】
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０
１に表示部７１０３が組み込まれている。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。表示部７１０３により、映像を表示することが可
能であり、表示部７１０３は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をマトリ
クス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率の良好な発光素子とするこ
とが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。また、寿命
の長い発光素子とすることが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７
１０３を有するテレビジョン装置は消費電力の低減されたテレビジョン装置とすることが
できる。また、駆動電圧の小さいテレビジョン装置とすることが可能である。また、信頼
性の高いテレビジョン装置とすることができる。
【０１８５】
テレビジョン装置の操作は、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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
図７（Ｂ１）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、このコンピュータは、実施の形態２又は実施の形態３で説明したものと同様の発
光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（
Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコ
ンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の
表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており
、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによ
って入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、そ
の他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても
良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を
傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。なお、このコンピュ
ータは、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して表示
部７２０３に用いることにより作製される。当該発光素子は発光効率の良好な発光素子と
することが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７２０３を有するコ
ンピュータは消費電力の低減されたコンピュータとすることができる。
【０１８８】
図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施の
形態１又は実施の形態２で説明した発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部
７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図
７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７
、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３
１１（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７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１又は実施の形態２に記載の
発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部を用いていればよく、その他付属設
備が適宜設けられた構成とすることができる。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、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や、他の携
帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携
帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。上述の
ような表示部７３０４を有する携帯型遊技機は、表示部７３０４に用いられている発光素
子が、良好な発光効率を有することから、消費電力の低減された携帯型遊技機とすること
ができる。また、表示部７３０４に用いられている発光素子が低い駆動電圧で駆動させる
ことができることから、駆動電圧の小さい携帯型遊技機とすることができる。また、表示
部７３０４に用いられている発光素子が寿命の長い発光素子であることから、信頼性の高
い携帯型遊技機とすることができる。
【０１８９】
図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込ま
れた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４
０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、実施の形態１又
は実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を
有している。当該発光素子は発光効率の良好な発光素子とすることが可能である。また、
駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。また、寿命の長い発光素子とするこ
とが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７４０２を有する携帯電話
機は消費電力の低減された携帯電話機とすることができる。また、駆動電圧の小さい携帯
電話機とすることが可能である。また、信頼性の高い携帯電話機とすることが可能である
。
【０１９０】
図７（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力す
ることができる構成とすることもできる。この場合、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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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または番号ボタンを表示させることが好
ましい。
【０１９３】
また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検
出装置を設けることで、携帯電話機の向き（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。
【０１９４】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作
ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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７４
０２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また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。
【０１９７】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した構成を適宜組
み合わせて用いることができる。
【０１９８】
以上の様に実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を備えた発光装置の適用範
囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いることにより、消費電力の低減さ
れた電子機器を得ることができる。
【０１９９】
図８は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をバックライトに適用した液
晶表示装置の一例である。図８に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バ
ックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と
接続されている。また、バックライトユニット９０３には、実施の形態１又は実施の形態
２に記載の発光素子が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
【０２００】
実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用
したことにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、実施の形態２に
記載の発光素子を用いることで、面発光の照明装置が作製でき、また大面積化も可能であ
る。これにより、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能
になる。さらに、実施の形態２に記載の発光素子を適用した発光装置は従来と比較し厚み
を小さくできるため、表示装置の薄型化も可能となる。
【０２０１】
図９は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を、照明装置である電気スタ
ンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有
し、光源２００２として、実施の形態４に記載の照明装置が用いられている。
【０２０２】
図１０は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を、室内の照明装置３００
１として用いた例である。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は消費電力の
低減された発光素子であるため、消費電力の低減された照明装置とすることができる。ま
た、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は大面積化が可能であるため、大面
積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２に記載の
発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
【０２０３】
実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシ
ュボードにも搭載することができる。図１１に実施の形態２に記載の発光素子を自動車の
フロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５０００乃至表示領域
５００５は実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いて設けられた表示であ
る。
【０２０４】
表示領域５０００と表示領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形
態１又は実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。実施の形態１又は実
施の形態２に記載の発光素子は、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製す
ることによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすること
ができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても
、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタな
どを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いた
トランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
【０２０５】
表示領域５００２はピラー部分に設けられた実施の形態１又は実施の形態２に記載の発
光素子を搭載した表示装置である。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段か
らの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また
、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視
界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補
い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによっ
て、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
【０２０６】
表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、スピードメーターやタコ
メーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供
することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更
することができる。なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設け
ることができる。また、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いる
ことも可能である。
【０２０７】
実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は発光効率の高い発光素子とすること
ができる。また、消費電力の小さい発光素子とすることができる。このことから、表示領
域５０００乃至表示領域５００５に大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負荷をか
けることが少なく、快適に使用することができることから実施の形態１又は実施の形態２
に記載の発光素子を用いた発光装置または照明装置は、車載用の発光装置又は照明装置と
して好適に用いることができる。
【０２０８】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図１
２（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ
、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省
電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有す
る。なお、当該タブレット端末は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を備
えた発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に用いることにより
作製される。
【０２０９】
表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示され
た操作キー９０３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３
１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域
がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３
１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６
３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示
画面として用いることができる。
【０２１０】
また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一
部をタッチパネル領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード
表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで
表示部９６３１ｂにキーボードボタンを表示することができる。
【０２１１】
また、タッチパネル領域９６３２ａとタッチパネル領域９６３２ｂに対して同時にタッ
チ入力することもできる。
【０２１２】
また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向き
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置
を内蔵させてもよい。
【０２１３】
また、図１２（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示
しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表
示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネ
ルとしてもよい。
【０２１４】
図１２（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐
体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤ
Ｃコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１２（Ｂ）では充放電制御回路９６３
４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について
示している。
【０２１５】
なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態
にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、
耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
【０２１６】
また、この他にも図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な
情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻な
どを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ
入力機能、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、等を有する
ことができる。
【０２１７】
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は
、筐体９６３０の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー９６３５の充電
を行う構成とすることができるため好適である。
【０２１８】
また、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１２（
Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１２（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９
６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３
、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３
６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１２（Ｂ）に示す充放電制御
回路９６３４に対応する箇所となる。
【０２１９】
まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する
。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣ
ＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に
太陽電池９６３３で充電された電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コン
バータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また
、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバ
ッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。
【０２２０】
なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に
限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電
手段によってバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。無線（非接触）で電
力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて
行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。
【０２２１】
また、上記表示部９６３１を具備していれば、図１２に示した形状のタブレット型端末
に限定されない。
【実施例１】
【０２２２】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１乃至発光素子３）について説明す
る。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、発光素子１乃至発光素子３は接
して形成された２層の発光層（第１の発光層及び第２の発光層）からなる発光層を有して
おり、第１の発光層は励起錯体からの発光を、第２の発光層からはりん光性化合物からの
発光を得る実施の形態１に記載の構成を有している。
【０２２３】
【化３】
2020205281.tif 000006
【０２２４】
以下に、本実施例の発光素子１乃至発光素子３の作製方法を示す。
【０２２５】
（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極
面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能
する電極である。
【０２２６】
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０２２７】
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３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
【０２２８】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される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（ＶＩ）を共蒸着することで、正
孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブ
デンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調
節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸
着法である。
【０２２９】
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、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２０
ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
【０２３０】
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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：２ｍＤＢＴ
ＰＤＢｑ−ＩＩ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−ビス（９−フェニル−９Ｈ
−カルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’  −ジフェニル−スピロ−９，９’−ビフルオレ
ン−２，７−ジアミン（略称：ＰＣＡ２ＳＦ）とを、重量比０．８：０．２（＝２ｍＤＢ
ＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＡ２ＳＦ）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第１の発光層１１３
ａを作製した後、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＡ２ＳＦと上記構造式（ｖ）で表され
るビス（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）］）とを、重量比で０．８：０．２：
０．０２５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＡ２ＳＦ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐ
ｍ）］）となるように、２０ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１１３ｂを形成することによっ
て発光層１１３を形成した。なお、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＡ２ＳＦとは励起錯
体を形成する。
【０２３１】
その後、発光層１１３上に２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し
、さらに、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２
０ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。
【０２３２】
電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の
発光素子１を作製した。
【０２３３】
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。
【０２３４】
（発光素子２の作製方法）
発光素子２は、発光素子１における第２の発光層１１３ｂを、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−Ｉ
Ｉと［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］とを、重量比で１：０．０２５（＝２ｍＤＢＴＰ
ＤＢｑ−ＩＩ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着するこ
とにより形成した。その他の構成については発光素子１と同じ構成、作製方法とした。
【０２３５】
（発光素子３の作製方法）
発光素子３は、発光素子１における発光層１１３を、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩと上記構
造式（ｖｉｉ）で表される２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フ
ェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）とを、重量比０．
８：０．２（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＡＳＦ）となるように２０ｎｍ共蒸着し
、第１の発光層１１３ａを作製した後、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＡＳＦと［Ｉｒ
（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］とを、重量比で０．８：０．２：０．０２５（＝２ｍＤＢＴ
ＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＡＳＦ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］となるように、２０ｎ
ｍ共蒸着し、第２の発光層１１３ｂを形成することによって形成した。すなわち、発光素
子３は発光素子１におけるＰＣＡ２ＳＦをＰＣＡＳＦに替えることによって作製した。な
お、その他の構成については発光素子１と同じ構成、作製方法とした。２ｍＤＢＴＰＤＢ
ｑ−ＩＩとＰＣＡＳＦとは励起錯体を形成する。
【０２３６】
発光素子１乃至発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大
気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、
封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の信頼性につ
いて測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２３７】
発光素子１の電流密度−輝度特性を図１３に、輝度−電流効率特性を図１４に、電圧−輝
度特性を図１５に、輝度−外部量子効率特性を図１６に、発光スペクトルを図１７に示す
。
【０２３８】
また、発光素子２の電流密度−輝度特性を図１８に、輝度−電流効率特性を図１９に、
電圧−輝度特性を図２０に、輝度−外部量子効率特性を図２１に、発光スペクトルを図２
２に示す。
【０２３９】
発光素子３の電流密度−輝度特性を図２３に、輝度−電流効率特性を図２４に、電圧−輝
度特性を図２５に、輝度−外部量子効率特性を図２６に、発光スペクトルを図２７に示す
。
【０２４０】
以上のように、発光素子１乃至発光素子３はいずれも１０００ｃｄ／ｍ２付近で電流効率
２０ｃｄ／Ａ以上、外部量子効率１０％以上の良好な発光効率を示すことがわかった。
【０２４１】
また、発光スペクトルからも、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］由来の赤色発光と、
励起錯体由来の緑色発光（５５０ｎｍ付近の肩）が観測され、第１発光層１１３ａ及び第
２の発光層１１３ｂのどちらからも発光が得られていることがわかる。
【実施例２】
【０２４２】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子４）について説明する。本実施例で
用いる材料の化学式を以下に示す。なお、発光素子４は接して形成された２層の発光層（
第１の発光層及び第２の発光層）からなる発光層を有しており、第１の発光層は励起錯体
からエネルギー移動した蛍光性化合物からの発光を、第２の発光層からはりん光性化合物
からの発光を得る実施の形態１に記載の構成を有している。
【０２４３】
【化４】
2020205281.tif 000007
【０２４４】
以下に、本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
【０２４５】
（発光素子４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極
面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能
する電極である。
【０２４６】
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０２４７】
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３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
【０２４８】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される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（ＶＩ）を共蒸着することで、正
孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブ
デンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調
節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸
着法である。
【０２４９】
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される、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）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を
形成した。
【０２５０】
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｘ）で表される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）と、ＰＣＢＮＢＢと、上記構造式（ｘ）で表されるビス
［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニル−κＣ］（２，４
−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐ
ｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢ
ｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２０
ｎｍ共蒸着した後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＮＢＢと、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ
）２（ｄｐｍ）］とを、重量比０．９：０．１：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−Ｉ
Ｉ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して
第２の発光層１１３ｂを形成した後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＮＢＢと、
上記構造式（ｘｉ）で表されるＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス
〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジ
アミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを重量比０．３：０．７：０．０５と
なるように２５ｎｍ共蒸着して第１の発光層１１３ａを形成することによって発光層１１
３を形成した。
【０２５１】
なお、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＮＢＢは励起錯体を形成する。図３４に示し
たスペクトルはそれぞれ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ単独の膜の発光スペクトル、ＰＣ
ＢＮＢＢ単独の膜の発光スペクトル、及び２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＮＢＢを
共蒸着した膜の発光スペクトルである。図３４のように、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと
ＰＣＢＮＢＢを共蒸着した膜の発光スペクトルは、単独の膜のどちらの発光スペクトルと
も異なる位置、形状で表れている。また、単独の膜の発光スペクトルよりも長波長領域に
当該発光スペクトルは存在しており、これは、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＮＢ
Ｂによって励起錯体が形成されていることを示唆している。
【０２５２】
その後、発光層１１３上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１５ｎｍとなるように成膜
し、さらに、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を
１５ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。
【０２５３】
電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の
発光素子４を作製した。
【０２５４】
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。
【０２５５】
発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処
理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の信頼性について測定を行っ
た。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２５６】
発光素子４の電流密度−輝度特性を図２８に、輝度−電流効率特性を図２９に、電圧−輝
度特性を図３０に、輝度−外部量子効率特性を図３１に、発光スペクトルを図３２に示す
。
【０２５７】
以上のように、発光素子４は１０００ｃｄ／ｍ２付近で電流効率２０ｃｄ／Ａ以上、外部
量子効率１０％以上の良好な発光効率を示すことがわかった。
【０２５８】
また、発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］由来の赤色発光と、［
Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］由来の緑色発光及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎ由来の青色発光が観測された。このことから、第１発光層１１３ａ及び第２の発光層１
１３ｂのどちらからも発光が得られており、第１の発光層１１３ａにおける発光中心物質
として蛍光発光物質を用いた発光素子においても良好な素子特性が得られることがわかる
。
【０２５９】
続いて、初期輝度を３０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件で発光素子４を駆動
して、信頼性試験を行った結果を図３３に示す。図３３では、初期輝度を１００％とした
規格化輝度の変化を示している。この結果から、発光素子４は、３５０時間経過後も初期
輝度の８６％を保っており、駆動時間に伴う輝度低下の小さい、良好な信頼性を有する発
光素子であることがわかった。
【符号の説明】
【０２６０】
１０１    第１の電極
１０２    第２の電極
１０３    ＥＬ層
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１３ａ    第１の発光層
１１３ｂ    第２の発光層
１１４    電子輸送層
１１５    電子注入層
４００    基板
４０１    第１の電極
４０３    ＥＬ層
４０４    第２の電極
４０５    シール材
４０６    シール材
４０７    封止基板
４１２    パッド
４２０    ＩＣチップ
５０１  第１の電極
５０２  第２の電極
５１１  第１の発光ユニット
５１２  第２の発光ユニット
５１３  電荷発生層
６０１    駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２    画素部
６０３    駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    ＥＬ層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
６２５    乾燥材
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライトユニット
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    ＥＬ層
９５６    電極
１００１  基板
１００２  下地絶縁膜
１００３  ゲート絶縁膜
１００６  ゲート電極
１００７  ゲート電極
１００８  ゲート電極
１０２０  第１の層間絶縁膜
１０２１  第２の層間絶縁膜
１０２２  電極
１０２４Ｗ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ  発光素子の第１の電極
１０２５  隔壁
１０２８  ＥＬ層
１０２９  発光素子の第２の電極
１０３１  封止基板
１０３２  シール材
１０３３  透明な基材
１０３４Ｒ  赤色の着色層
１０３４Ｇ  緑色の着色層
１０３４Ｂ  青色の着色層
１０３５  黒色層（ブラックマトリックス）
１０３６  オーバーコート層
１０３７  第３の層間絶縁膜
１０４０  画素部
１０４１  駆動回路部
１０４２  周辺部
２００１    筐体
２００２    光源
３００１    照明装置
５０００    表示領域
５００１    表示領域
５００２    表示領域
５００３    表示領域
５００４    表示領域
５００５    表示領域
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
７２１０    第２の表示部
７３０１    筐体
７３０２    筐体
７３０３    連結部
７３０４    表示部
７３０５    表示部
７３０６    スピーカ部
７３０７    記録媒体挿入部
７３０８    ＬＥＤランプ
７３０９    操作キー
７３１０    接続端子
７３１１    センサ
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４００    携帯電話機
９０３３    留め具
９０３４    スイッチ
９０３５    電源スイッチ
９０３６    スイッチ
９０３７    操作キー
９０３８    操作スイッチ
９６３０    筐体
９６３１    表示部
９６３１ａ    表示部
９６３１ｂ    表示部
９６３２ａ    タッチパネル領域
９６３２ｂ    タッチパネル領域
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    バッテリー
９６３６    ＤＣＤＣコンバータ
９６３８    コンバータ
９６３９    ボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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