(57)【要約】【課題】消費電力の小さい発光装置、電子機器、及び表示装置を各々提供する。【解決手段】第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有する発光装置であって、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は共通のＥＬ層を有し、前記ＥＬ層は、青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と黄色または緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層を有し、前記第２の発光素子が発する光はカラーフィルタ層又は第２の色変換層へ入射し、前記第３の発光素子が発する光は第１の色変換層に入射することを特徴とする発光装置である。【選択図】図１
2020047602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、それぞれ有機化合物を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子から発する光は、第１の色変換層には入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第２の発光素子から発する光は、第２の色変換層に入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第３の発光素子が発する光は、色変換層には入射されず、且つ第１のカラーフィルタを介して射出される発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の色変換層は、緑色の発光を呈する色変換物質を含み、
前記第２の色変換層は、赤色の発光を呈する色変換物質を含み、
前記第１のカラーフィルタは、青色の光を透過することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の発光素子乃至前記第３の発光素子はタンデム型の発光素子であることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、それぞれ有機化合物を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子及び前記第３の発光素子は、青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第２の発光素子は、前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有さず、
前記第１の発光素子から発する光は、第１の色変換層には入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第２の発光素子から発する光は、第２の色変換層に入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第３の発光素子が発する光は、色変換層及びカラーフィルタを介さずに射出される発光装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陽極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陰極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項７】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、それぞれ有機化合物を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第２の発光素子は、黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子及び前記第３の発光素子は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有さず、
前記第１の発光素子から発する光は、第１の色変換層には入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第２の発光素子から発する光は、第２の色変換層に入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第３の発光素子が発する光は、色変換層及びカラーフィルタを介さずに射出される発光装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陽極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陰極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きいことを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項４乃至請求項９のいずれか一項において、
前記第２の色変換層のＰＬ量子収率が５０％以上である発光装置。
【請求項１１】
請求項４乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の色変換層が発する光は、緑色の光であり、
前記第２の色変換層が発する光は、赤色の光であることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層は、それぞれ量子ドットを用いた色変換層であることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、発光装置、表示装置、ディスプレイモジュール、照明モジュール、
電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されな
い。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関
するものである。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）に関するものである。そのため、より具
体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、
液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、
それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのポテンシャルから、次世
代の照明装置や表示装置として有機化合物を発光物質とする発光素子（有機ＥＬ素子）を
用いた表示装置が開発、製品化されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入され
た電子およびホールが再結合して有機化合物である発光物質が励起状態となり、その励起
状態が基底状態に戻る際に発光する。発光物質が発する光の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
色の発光を呈する発光素子を得ることができる。
【０００４】
ディスプレイなど、画像を表示することを念頭においた表示装置の場合、フルカラーの
映像を再現するためには、少なくとも赤、緑、青の３色の光を得ることが必要になる。さ
らに、色の再現性を良好なものとし画質を高めるために、マイクロキャビティ構造や、カ
ラーフィルタを用いることで発光の色純度を高める工夫もなされる。
【０００５】
また、消費電力を低減するために、用いる発光材料の分子構造を変更する、発光素子の
材料やその組成、構造を制御するなど様々な対策が取られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２９５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様では、新しい発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の
一態様では、消費電力の小さい発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の
他の態様では、消費電力の小さい電子機器、及び表示装置を各々提供することを目的とす
る。
【０００８】
本発明の一態様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】
【０００９】
本発明の一態様では、有機化合物を発光材料として用いた発光装置において、色変換層
を用いて所望の発光色を得ることによって課題を達成することができる。
【００１０】
本発明の一態様は、有機化合物を用いた発光素子を有する発光装置であって、前記発光
装置は、少なくとも第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、前
記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は共通のＥＬ層を有し、
前記ＥＬ層は、青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と緑色のりん光を呈する発光材
料が含まれる層を有し、前記第３の発光素子が発する光は第１の色変換層に入射すること
を特徴とする発光装置である。
【００１１】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の発光素子から発する光は、
青色の光を透過するカラーフィルタを介して発光装置から射出することを特徴とする発光
装置である。
【００１２】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第２の発光素子から発する光は、
緑色の発光を透過するカラーフィルタを介して発光装置から射出することを特徴とする発
光装置である。
【００１３】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第２の発光素子から発する光が、
緑色の発光を呈する第２の色変換層に入射する発光装置である。
【００１４】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の発光素子乃至前記第３の発
光素子はタンデム型の発光素子であることを特徴とする発光装置である。
【００１５】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の発光素子乃至前記第３の発
光素子は、青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、緑色のりん光を呈する発光材料
が含まれる層が近接して形成されていることを特徴とする発光装置である。
【００１６】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層と前記第２の色変
換層の一方又は両方のＰＬ量子収率が４０％より高い発光装置である。
【００１７】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層と前記第２の色変
換層の一方又は両方のＰＬ量子収率が５３．３％より高い発光装置である。
【００１８】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層と前記第２の色変
換層の一方又は両方のＰＬ量子収率が６６％より高い発光装置である。
【００１９】
または、本発明の一態様は、有機化合物を用いた発光素子を有する発光装置において、
前記発光装置は、少なくとも第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを
有し、前記第１の発光素子は第１の構成のＥＬ層を有し、前記第２の発光素子と前記第３
の発光素子は第２の構成のＥＬ層を有し、前記第１の構成のＥＬ層は、青色の蛍光を呈す
る発光材料が含まれる層と、緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層とを有し、前記
第２の構成のＥＬ層は、緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層を有し、前記第１の
構成のＥＬ層と前記第２の構成のＥＬ層が有する前記緑色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は同一の層であり、前記第３の発光素子が発する光は、第１の色変換層に入射す
ることを特徴とする発光装置である。
【００２０】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陽極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００２１】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陰極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００２２】
または、本発明の一態様は、有機化合物を用いた発光素子を有する発光装置において、
前記発光装置は、少なくとも第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを
有し、前記第１の発光素子は第３の構成のＥＬ層を有し、前記第２の発光素子と前記第３
の発光素子は第４の構成のＥＬ層を有し、前記第４の構成のＥＬ層は、青色の蛍光を呈す
る発光材料が含まれる層と、緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層とを有し、前記
第３の構成のＥＬ層は、青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層を有し、前記第４の構
成のＥＬ層と前記第３の構成のＥＬ層が有する前記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれ
る層は同一の層であり、前記第３の発光素子が発する光は、第１の色変換層に入射するこ
とを特徴とする発光装置である。
【００２３】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陽極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００２４】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陰極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記緑色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００２５】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層のＰＬ量子収率が
５０％より高い発光装置である。
【００２６】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記緑色のりん光を呈する発光材料が
含まれる層には、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、緑色のりん光を呈する発光
材料とが含まれ、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は励起錯体を形成する発
光装置である。
【００２７】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記励起錯体の発光スペクトルが前記
緑色のりん光を呈する発光材料の最も長波長側の吸収帯と重なる発光装置である。
【００２８】
または、本発明の一態様は、有機化合物を用いた発光素子を有する発光装置であって、
前記発光装置は、少なくとも第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを
有し、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は共通のＥＬ層
を有し、前記ＥＬ層には、青色の蛍光を呈する発光材料と黄色のりん光を呈する発光材料
が含まれ、前記第２の発光素子が発する光は第２の色変換層に入射し、前記第３の発光素
子が発する光は第１の色変換層に入射する発光装置である。
【００２９】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の発光素子から発する光は、
青色の光を透過するカラーフィルタを介して発光装置から射出することを特徴とする発光
装置である。
【００３０】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第２の発光素子が、青色の光を増
幅するマイクロキャビティ構造を備える発光装置である。
【００３１】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の発光素子乃至前記第３の発
光素子はタンデム型の発光素子であることを特徴とする発光装置である。
【００３２】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の発光素子乃至前記第３の発
光素子は、青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、黄色のりん光を呈する発光材料
が含まれる層が近接して形成されていることを特徴とする発光装置である。
【００３３】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層のＰＬ量子収率が
４０％より大きい発光装置である。
【００３４】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層のＰＬ量子収率が
５０％より大きい発光装置である。
【００３５】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層のＰＬ量子収率が
５３．３％より大きい発光装置である。
【００３６】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層のＰＬ量子収率が
６６％より大きい発光装置である。
【００３７】
本発明の一態様は、有機化合物を用いた発光素子を有する発光装置において、前記発光
装置は、少なくとも第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、前
記第１の発光素子と第２の発光素子は第５の構成のＥＬ層を有し、前記第３の発光素子は
第６の構成のＥＬ層を有し、前記第５の構成のＥＬ層は、青色の蛍光を呈する発光材料が
含まれる層と、黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層とを有し、前記第６の構成の
ＥＬ層は、黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層を有し、前記第５の構成のＥＬ層
と前記第６の構成のＥＬ層が有する前記黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層は同
一の層であり、前記第２の発光素子が発する光は第２の色変換層に入射し、第３の発光素
子が発する光は、第１の色変換層に入射することを特徴とする発光装置である。
【００３８】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陽極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００３９】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陰極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００４０】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記発光装置がさらに第４の発光素子
を有し、前記第４の発光素子が発する光は黄色の光を透過するカラーフィルタを介して発
光装置から射出する発光装置である。
【００４１】
または、本発明の一態様は、有機化合物を用いた発光素子を有する発光装置において、
前記発光装置は、少なくとも第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを
有し、前記第１の発光素子及び第２の発光素子は第７の構成のＥＬ層を有し、前記第３の
発光素子は第８の構成のＥＬ層を有し、前記第８の構成のＥＬ層は、青色の蛍光を呈する
発光材料が含まれる層と、黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層とを有し、前記第
７の構成のＥＬ層は、青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層を有し、前記第７の構成
のＥＬ層と前記第８の構成のＥＬ層が有する前記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる
層は同一の層であり、前記第２の発光素子が発する光は第２の色変換層に入射し、前記第
３の発光素子が発する光は、第１の色変換層に入射する発光装置である。
【００４２】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陽極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００４３】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記青色の蛍光を呈する発光材料が含
まれる層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含まれる層よりも陰極側に位置し、前
記青色の蛍光を呈する発光材料が含まれる層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料が含
まれる層は共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きい層であることを特徴とする発光装置
である。
【００４４】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記発光装置がさらに第４の構成のＥ
Ｌ層を有する第４の発光素子を有し、前記第４の発光素子が発する光は黄色の発光を透過
するカラーフィルタを介して発光装置から射出する発光装置である。
【００４５】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層のＰＬ量子収率が
５０％以上である発光装置である。
【００４６】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第２の色変換層が発する光は、緑
色の光であることを特徴とする発光装置である。
【００４７】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記黄色のりん光を呈する発光材料が
含まれる層には、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、黄色のりん光を呈する発光
材料とが含まれ、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は励起錯体を形成する発
光装置である。
【００４８】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記励起錯体の発光スペクトルが前記
黄色のりん光を呈する発光材料の最も長波長側の吸収帯と重なる発光装置である。
【００４９】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層が発する光は赤色
の光であることを特徴とする発光装置である。
【００５０】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記発光装置がさらに第４の発光素子
を有し、前記第４の発光素子が発する光は第３の色変換層に入射し、前記第３の色変換層
が発する光は、黄色の光である発光装置である。
【００５１】
または、本発明の一態様は、上記構成において、前記第１の色変換層が量子ドットを用
いた色変換層である発光装置である。
【００５２】
または本発明の一態様は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、スピー
カ、または、マイクと、を有する電子機器である。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の一態様では、新しい発光装置を提供することができる。または、本発明の一態
様では、消費電力の小さい発光装置を提供することができる。または、本発明の他の態様
では、消費電力の小さい表示装置、電子機器を各々提供することができる。
【００５４】
本発明の一態様は上述の課題のうちいずれかの効果を奏すればよいものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】発光装置の概念図。
【図２】発光装置の概念図。
【図３】発光装置の概念図。
【図４】発光装置の概念図。
【図５】発光素子の概念図。
【図６】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図７】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図８】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図９】パッシブマトリクス型発光装置の概念図。
【図１０】電子機器を表す図。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
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。本発明の態様を説明する図
を図１（Ａ）乃至（Ｄ）、図２（Ａ）乃至（Ｄ）、図３（Ａ）乃至（Ｄ）及び図４（Ａ）
乃至（Ｄ）に示した。
【００５７】
＜青蛍光と緑りん光を利用したタンデム素子からの変換＞
図１（Ａ）は青蛍光と緑りん光を利用したタンデム素子を用いた本発明の一態様の発光
装置について示した。当該発光装置には少なくとも基板１００上に第１の発光素子と第２
の発光素子と、第３の発光素子とが設けられている。第１の発光素子乃至第３の発光素子
は、ＥＬ層１０３及び第２の電極１０４が共通しており、第１の電極が異なる。第１の発
光素子は第１の電極１０２Ｂを、第２の発光素子は第１の電極１０２Ｇを、第３の発光素
子は第１の電極１０２Ｒをそれぞれ有している。また、封止基板１０１にはブラックマト
リクス１０５とカラーフィルタ１０７Ｂ、カラーフィルタ１０７Ｇ及び色変換層１０６Ｒ
が設けられている。カラーフィルタ１０７Ｂは青色の光を透過するカラーフィルタであり
、カラーフィルタ１０７Ｇは緑色の光を透過するカラーフィルタである。また、色変換層
１０６Ｒには赤色の発光を呈する色変換物質が含まれている。
【００５８】
図１（Ａ）では、ＥＬ層１０３が図５（Ａ）で示したような構造に代表されるタンデム
構造を有するＥＬ層となっている。タンデム構造とは、第１の発光ユニット１０３ｂと第
２の発光ユニット１０３ｃとが電荷発生層である中間層１０９を介して積層される構成で
ある。各発光ユニットは、各々第１の電極１０２を陽極、第２の電極１０４を陰極とする
と、第１の電極１０２（ここでは陽極）側から順に正孔注入層１１４、正孔輸送層１１５
、発光層１１６、電子輸送層１１７、電子注入層１１８などが設けられた構造が代表的で
ある。このような構成では発光材料は発光層１１６に含ませればよい。また、第１の電極
１０２を陰極、第２の電極１０４を陽極とする場合のＥＬ層の積層順は上記と逆にすれば
よい。なお、ＥＬ層１０３は第１の発光素子乃至第３の発光素子において共通している。
【００５９】
第１の発光ユニット１０３ｂと第２の発光ユニット１０３ｃはそのいずれか一方が青色
の蛍光を発し、他方が緑色のりん光を発するものであるとする。ＥＬ層１０３からは青色
の蛍光と緑色のりん光とが合成された光が得られる。各々の発光ユニットが有する発光層
は発光材料の他にホスト材料として第１の有機化合物を有する。また、第２の有機化合物
をさらに含み、当該第１の有機化合物と第２の有機化合物とが励起錯体を形成し、当該励
起錯体から発光材料へのエネルギー移動が起きることが好ましい。また、当該励起錯体の
発光スペクトルと発光材料の最も長波長側の吸収帯が重なると良好な効率でエネルギー移
動が可能となるため好ましい構成である。
【００６０】
第１の発光素子から発した光はカラーフィルタ１０７Ｂを介して発光装置外に射出され
る。また、第２の発光素子から発した光はカラーフィルタ１０７Ｇを介して発光装置外に
射出される。第３の発光素子から発した光は色変換層１０６Ｒに入射し、色変換層１０６
Ｒは当該入射された光によって励起され、赤色の光を発する。
【００６１】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素（発光素子に、カラーフィルタや色
変換層、基板など取出し効率に関係する要素を加えたものを本明細書では画素とする。）
の外部量子効率と、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外部量子効
率について考察する。なお、各発光装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励
起子の生成確率などは同様であるものとする。
【００６２】
まず、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について
計算を行う。通常タンデム素子を用いた発光装置で赤、緑、青の三色を効率良く得るため
には、それぞれの発光波長を呈する発光材料を用いることが有効であり、実用性と効率と
の兼ね合いから、青色蛍光材料と、赤色りん光材料及び緑色りん光材料が良く用いられる
。図５（Ａ）と同じ二つの発光ユニットを有する２段タンデム構造とし、一方の発光ユニ
ットの発光層は青色蛍光材料を用いた蛍光発光層とし、他方の発光ユニットの発光層は赤
色りん光材料と緑色りん光材料を用いたりん光発光層とする。
【００６３】
このような構造を有する発光素子において、各々の発光層における内部量子効率を蛍光
発光層が２５％、りん光発光層が１００％と仮定すると、青色画素の外部量子効率は２５
×χＣＦ（但し、χＣＦはカラーフィルタを用いた場合の光取出し効率であり、χＣＦ＝
用いたカラーフィルタの透過率の最大値×χＡであるものとする。また、χＡは光取出し
効率から、カラーフィルタの透過率又は色変換層のＰＬ量子効率を除いた効率であり、全
発光装置において共通であるものとする。）％、緑色画素及び赤色画素の外部量子効率は
各５０×χＣＦ％（緑色と赤色で励起子を分け合うため。簡単の為に半分ずつ分け合うも
のとする。）となる。
【００６４】
次に、図１（Ａ）の構成を有する発光装置について考えると、青色画素の外部量子効率
が２５×χＣＦ％、緑色画素の外部量子効率が１００×χＣＦ％（りん光発光層は緑単層
。カラーフィルタを設けない場合は１００×χＡ％）、赤色画素の外部量子効率が１２５
×χＣＣ％（但し、χＣＣは色変換層を用いた場合の光取出し効率であり、χＣＣ＝用い
た色変換層のＰＬ量子収率×χＡであるものとする。また、１２５×χＣＣ％となるのは
内部量子効率１００％の緑りん光と２５％の青蛍光を色変換して得られるためである。）
となる。
【００６５】
ここで、緑色画素における従来の構成と当該構成の外部量子効率を比較すると、従来の
構成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＣＦ％となり、２倍の効
率向上が見込める。また、赤色画素における従来の構成と当該構成の外部量子効率を比較
すると、従来の構成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１２５×χＣＣ％と
なり、カラーフィルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、２．５倍の
効率向上が見込める。このことから、色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィルタの透過率
の４０％以上であれば従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画素とすることが
可能となり、消費電力の小さい発光装置とすることができる。なお、緑色の光を透過する
カラーフィルタ１０７Ｇは、色変換層１０６Ｇに替えることもできる。この場合、緑色画
素の外部量子効率は赤色画素と同じ１２５×χＣＣ％となり、色変換層のＰＬ量子収率χ
ＣＣがカラーフィルタの透過率χＣＦの４０％以上であれば従来の緑色画素よりも良好な
外部量子効率の緑色画素とすることができ、消費電力の小さい発光装置とすることが可能
となる。
【００６６】
なお、図２（Ａ）のように、図１（Ａ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
に第１の発光ユニット１０３ｂ、第２の発光ユニット１０３ｃを含むＥＬ層を有している
。また、第４の発光素子からの発光は色変換層１０６Ｙに入射し、色変換層１０６Ｙは黄
色の発光を呈する。この黄色画素の外部量子効率は内部量子効率２５％の青蛍光と１００
％の緑りん光を色変換して得られるため、１２５×χＣＣ％となる。
【００６７】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【００６８】
＜青蛍光と緑りん光を利用したシングル素子からの変換＞
図１（Ｂ）は青蛍光と緑りん光を利用したシングル素子を用いた本発明の一態様の発光
装置について示した。当該発光装置は図１（Ａ）で示した発光装置と同様に少なくとも第
１の発光素子乃至第３の発光素子を有しており、また、基板１００、封止基板１０１、第
１の電極１０２Ｂ、１０２Ｇ、１０２Ｒ、第２の電極１０４、ブラックマトリクス１０５
、色変換層１０６Ｒ、カラーフィルタ１０７Ｇ、カラーフィルタ１０７Ｂについても図１
（Ａ）で示した発光装置と同様であるため説明を省略する。
【００６９】
図１（Ｂ）では、ＥＬ層１０３ｄが図５（Ｂ）で示した構造に代表されるような、一つ
の発光ユニットの中に２つの発光層（第１の発光層１１６ｄ−１、第２の発光層１１６ｄ
−２）が近接して設けられたシングル構造のＥＬ層となっている。第１の発光層１１６ｄ
−１と第２の発光層１１６ｄ−２は接して形成されていても良いし、間に０ｎｍより厚く
、２０ｎｍ以下の分離層が設けられていても良い。分離層は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であ
ることが好ましい。なお、ＥＬ層１０３ｄは第１の発光素子乃至第３の発光素子において
共通している。
【００７０】
本構成では、図５（Ｂ）における第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−
２はそのいずれか一方が青色の蛍光を発し、他方が緑色のりん光を発するものであるとす
る。ＥＬ層１０３ｄからは青色の蛍光と緑色のりん光とが合成された光が得られる。第１
の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２は発光材料の他にホスト材料として第
１の有機化合物を含む。また、第２の有機化合物をさらに含み、当該第１の有機化合物と
第２の有機化合物とが励起錯体を形成し、当該励起錯体から発光材料へのエネルギー移動
が起きることが好ましい。また、励起錯体の発光スペクトルと発光材料の最も長波長側の
吸収帯が重なると良好な効率でエネルギー移動が可能となるためより好ましい構成となる
。
【００７１】
第１の発光素子から発した光は青色のカラーフィルタ１０７Ｂを介して発光装置外に射
出される。また、第２の発光素子から発した光は緑色のカラーフィルタ１０７Ｇを介して
発光装置外に射出される。第３の発光素子から発した光は色変換層１０６Ｒに入射し、色
変換層１０６Ｒは当該入射された光によって励起され、赤色の光を発する。
【００７２】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、上記構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。なお、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【００７３】
まず、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について
試算を行う。一つの発光ユニットの中に二つの発光層が近接して設けられたシングル構造
のＥＬ層を有する発光素子を用いた発光装置において色変換層を用いずに赤、緑、青の三
色を得るためには、それぞれの色に対応する波長に強度を有する光を呈する発光材料が必
要となる。実用性と効率との兼ね合いから、青色蛍光材料と、赤色りん光材料及び緑色り
ん光材料を用いるとすると、第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２のい
ずれか一方に青色蛍光材料、他方に赤色りん光材料及び緑色りん光材料を用いることが好
ましい。当該発光素子における内部量子効率を蛍光発光層が２５％、りん光発光層が１０
０％であり、励起子の分配が青、緑、赤で均等であると仮定すると、青色画素の外部量子
効率は８．３×χＣＦ％、緑色画素及び赤色画素の外部量子効率は３３．３×χＣＦ％と
なる。
【００７４】
次に、図１（Ｂ）の構成を有する発光装置について考える。同様の仮定に加えて、励起
子の分配が青、緑で均等であると仮定すると、青色画素の外部量子効率が１２．５×χＣ
Ｆ％、緑色画素の外部量子効率が５０×χＣＦ％、赤色画素の外部量子効率が６２．５×
χＣＣ％となる。このように、本発明の一態様の構成を用いることによって、従来の素子
と比較して非常に効率の良好な発光素子を得ることができるようになる。なお、緑色の光
を透過するカラーフィルタ１０７Ｇは、色変換層１０６Ｇに替えることもできる。この場
合、緑色画素の外部量子効率は赤色画素と同じ６２．５×χＣＣ％となる。
【００７５】
ここで、各画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較する。青色画素では
従来の構成が８．３×χＣＦ％であるのに対し、本構成が１２．５×χＣＦ％であり、約
１．５倍の効率向上が見込める。また、緑色画素では従来の構成が３３×χＣＦ％である
のに対し、本構成が５０×χＣＦ％であり緑色画素でも約１．５倍の効率向上が見込める
。赤色画素では、従来の構成が３３×χＣＦ％であるのに対し、本構成が６２．５×χＣ
Ｃ％となり、カラーフィルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、約１
．８８倍の効率向上が見込める。このことから、色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィル
タの透過率の５３．３％以上であれば従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画
素とすることが可能となり、消費電力の小さい発光装置とすることができる。
【００７６】
また、図２（Ｂ）のように、図１（Ｂ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
に２つの発光層（第１の発光層１１６ｄ−１、第２の発光層１１６ｄ−２）が近接して設
けられたシングル構造のＥＬ層を有している。また、第４の発光素子からの発光は色変換
層１０６Ｙに入射し、色変換層１０６Ｙは黄色の発光を呈する。この黄色画素の外部量子
効率は青蛍光と緑りん光を色変換して得られるため、６２．５×χＣＣ％となる。
【００７７】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【００７８】
＜青蛍光シングル素子及び緑りん光のシングル素子からの変換（１回塗り分け）１＞
図１（Ｃ）は青蛍光のシングル素子と緑りん光のシングル素子を用いた本発明の一態様
の発光装置について示した。当該発光装置は図１（Ａ）で示した発光装置と同様に少なく
とも第１の発光素子乃至第３の発光素子を有しており、また、基板１００、封止基板１０
１、第１の電極１０２Ｂ、１０２Ｇ、１０２Ｒ、第２の電極１０４、ブラックマトリクス
１０５、色変換層１０６Ｒについても図１（Ａ）で示した発光装置と同様であるため説明
を省略する。
【００７９】
図１（Ｃ）に示された発光装置では、第１の発光素子は第１の構成のＥＬ層を有し、第
２の発光素子及び第３の発光素子は第２の構成のＥＬ層を有する。
【００８０】
第１の構成のＥＬ層は第１のＥＬ層１０３ｅ、第２のＥＬ層１０３ｆ、第３のＥＬ層１
０３ｇ及び第４のＥＬ層１０３ｈが積層された構成である。また、第２の構成のＥＬ層は
第１のＥＬ層１０３ｅ、第３のＥＬ層１０３ｇ及び第４のＥＬ層１０３ｈが積層された構
成である。
【００８１】
第１の電極が陽極、第２の電極が陰極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｅは、図５
（Ｂ）における正孔注入層１１４及び正孔輸送層１１５に相当する層である。また、第２
のＥＬ層１０３ｆは図５（Ｂ）の第１の発光層１１６ｄ−１に相当する層である。また、
第３のＥＬ層１０３ｇは図５（Ｂ）の第２の発光層１１６ｄ−２に相当する層である。ま
た、第４のＥＬ層１０３ｈは図５（Ｂ）の電子輸送層１１７及び電子注入層１１８に相当
する層である。すなわち、第１の構成のＥＬ層は、図５（Ｂ）におけるＥＬ層１０３ｄと
同様の構成となり、第２の構成のＥＬ層は図５（Ｃ）におけるＥＬ層１０３ａと同様の構
成となる。
【００８２】
第１の構成のＥＬ層と第２の構成のＥＬ層は、一度の塗り分けで形成することが可能で
ある。一度塗り分けを行うだけで、通常の蛍光発光層とりん光発光層を積層したシングル
構造の発光素子と比較して、非常に良好な効率で発光を得ることができるようになる。
【００８３】
また、第２のＥＬ層１０３ｆは青色の蛍光を発する有機化合物を発光材料として含み、
第３のＥＬ層１０３ｇは緑色のりん光を発する有機化合物を発光材料として含む。第２の
ＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇは発光材料の他にホスト材料として第１の有機
化合物を含む。また、第２の有機化合物をさらに含み、当該第１の有機化合物と第２の有
機化合物とが励起錯体を形成し、当該励起錯体から発光材料へのエネルギー移動が起きる
ことが好ましい。また、励起錯体の発光スペクトルと発光材料の最も長波長側の吸収帯が
重なると良好な効率でのエネルギー移動が可能となるためより好ましい構成となる。
【００８４】
また、本構成の発光装置においては、第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇ
は共に正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。このような構成とす
ることで、第１の発光素子からは青色の蛍光のみが得られ、第２の発光素子及び第３の発
光素子からは緑色のりん光のみを各々得ることができる。なお、第１の電極が陰極、第２
の電極が陽極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｅは、図５（Ｂ）における電子輸送層
１１７及び電子注入層１１８、第４のＥＬ層１０３ｈは図５（Ｂ）の正孔注入層１１４及
び正孔輸送層１１５に相当し、第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇは共に電
子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。
【００８５】
また、図１（Ｃ）では第２のＥＬ層１０３ｆは、第３のＥＬ層１０３ｇよりも先に形成
される構造となっているが、第３のＥＬ層１０３ｇが第２のＥＬ層１０３ｆよりも前に形
成される構造であっても良い。この場合、第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３
ｇは共に電子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。第１の電極が陰極
、第２の電極が陽極である場合には第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇは共
に正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。
【００８６】
第３の発光素子から発した光を色変換層１０６Ｒに入射させることで色変換層１０６Ｒ
より赤色の発光を得ることができる。なお、第１の発光素子から発した光と第２の発光素
子から発した光は、各々カラーフィルタを介してから発光装置外に射出するようにしても
よい。カラーフィルタを介さない場合は良好な効率で光を得ることができ、介した場合は
色純度の良好な発光を得ることができる。
【００８７】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、上記構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。また、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【００８８】
まず、色変換層を用いない上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外
部量子効率について試算を行う。当該発光装置における発光素子の構造は図１（Ｃ）の発
光装置における各発光素子の素子構造と同様であるとする。当該発光装置で赤、緑、青の
三色を効率良く得るためには、通常赤、緑、青それぞれに対応する波長に強度を有する光
を呈する発光材料が必要となる。実用性と効率との兼ね合いから、青色蛍光材料と、赤色
りん光材料及び緑色りん光材料を用いるとすると、第２のＥＬ層１０３ｆに青色蛍光材料
、第３のＥＬ層１０３ｇに赤色りん光材料及び緑色りん光材料を用いればよい。第２の発
光素子と第３の発光素子からは赤色と緑色の光が合成された光が得られるため、第２の発
光素子は緑色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射出されることで緑色の光が
得られ、第３の発光素子は赤色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射出される
ことで赤色の光が得られる。
【００８９】
このような構造を有する発光素子において、各々の発光層の内部量子効率を蛍光発光層
が２５％、りん光発光層が１００％と仮定すると、青色画素の外部量子効率が２５×χＡ
％（カラーフィルタ不使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χＣＦ％）、緑色
画素及び赤色画素の外部量子効率が各５０×χＣＦ％となる。
【００９０】
次に、図１（Ｃ）の構成を有する本発光装置について考えると、青色画素の外部量子効
率は２５×χＡ％（カラーフィルタ不使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χ
ＣＦ％）、緑色画素の外部量子効率は１００×χＡ％（カラーフィルタ不使用の場合。カ
ラーフィルタ使用の場合は１００×χＣＦ％）、赤色画素の外部量子効率は１００×χＣ
Ｃ％となる。このように、本発明の一態様の構成を用いることによって、非常に発光効率
の良好な発光装置を得ることができるようになる。
【００９１】
ここで、緑色画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較すると、従来の構
成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＡ％となり、２倍以上の効
率向上が見込める。また、赤色画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較す
ると、従来の構成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＣＣ％とな
り、カラーフィルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、２倍の効率向
上が見込める。このことから、色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィルタの透過率の５０
％以上であれば従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画素とすることが可能と
なり、消費電力の小さい発光装置とすることができる。
【００９２】
また、図２（Ｃ）のように、図１（Ｃ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
に第２の構成のＥＬ層を有している。また、第４の発光素子からの発光は色変換層１０６
Ｙに入射し、色変換層１０６Ｙは黄色の発光を呈する。この黄色画素の外部量子効率は、
緑りん光を色変換して得られるため、１００×χＣＣ％となる。
【００９３】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【００９４】
＜青蛍光のシングル素子及び緑りん光のシングル素子からの変換（１回塗り分け）２＞
図１（Ｄ）は青蛍光のシングル素子と緑りん光のシングル素子を用いた本発明の一態様
の発光装置について示した。当該発光装置は図１（Ａ）で示した発光装置と同様に少なく
とも第１の発光素子乃至第３の発光素子を有しており、また、基板１００、封止基板１０
１、第１の電極１０２Ｂ、１０２Ｇ、１０２Ｒ、第２の電極１０４、ブラックマトリクス
１０５、色変換層１０６Ｒについても図１（Ａ）で示した発光装置と同様であるため説明
を省略する。
【００９５】
図１（Ｄ）に示された発光装置では、第１の発光素子は第３の構成のＥＬ層を有し、第
２の発光素子及び第３の発光素子は第４の構成のＥＬ層を有する。
【００９６】
第３の構成のＥＬ層は第１のＥＬ層１０３ｉ、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第４のＥＬ層
１０３ｍが積層された構成である。また、第４の構成のＥＬ層は第１のＥＬ層１０３ｉ、
第２のＥＬ層１０３ｊ、第３のＥＬ層１０３ｋ及び第４のＥＬ層１０３ｍが積層された構
成である。
【００９７】
第１の電極が陽極、第２の電極が陰極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｉは、図５
（Ｂ）における正孔注入層１１４及び正孔輸送層１１５に相当する層である。また、第２
のＥＬ層１０３ｊは図５（Ｂ）の第１の発光層１１６ｄ−１に相当する層である。また、
第３のＥＬ層１０３ｋは図５（Ｂ）の第２の発光層１１６ｄ−２に相当する層である。ま
た、第４のＥＬ層１０３ｍは図５（Ｂ）の電子輸送層１１７及び電子注入層１１８に相当
する層である。すなわち、第４の構成のＥＬ層は、図５（Ｂ）におけるＥＬ層１０３ｄと
同様の構成となり、第３の構成のＥＬ層は図５（Ｃ）におけるＥＬ層１０３ａと同様の構
成となる。
【００９８】
第３の構成のＥＬ層と第４の構成のＥＬ層は、一度の塗り分けで形成することが可能で
ある。一度塗り分けを行うだけで、通常の蛍光発光層とりん光発光層を積層したシングル
構造の発光素子と比較して、非常に良好な効率で発光を得ることができるようになる。
【００９９】
また、第２のＥＬ層１０３ｊは青色の蛍光を発する有機化合物を発光材料として含み、
第３のＥＬ層１０３ｋは緑色のりん光を発する有機化合物を発光材料として含む。第２の
ＥＬ層１０３ｊ、第３のＥＬ層１０３ｋには発光材料の他にホスト材料として第１の有機
化合物が含まれる。また、第２の有機化合物をさらに含み、当該第１の有機化合物と第２
の有機化合物とが励起錯体を形成し、当該励起錯体から発光材料へのエネルギー移動が起
きることが好ましい。また、当該励起錯体の発光スペクトルと発光材料の最も長波長側の
吸収帯が重なると、良好な効率でエネルギー移動が可能となるためより好ましい構成であ
る。
【０１００】
また、当該発光装置においては、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３ｋは共
に電子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。このような構成とするこ
とで、第１の発光素子からは青色の蛍光のみが得られ、第２の発光素子及び第３の発光素
子からは緑色のりん光のみを各々得ることができる。なお、第１の電極が陰極、第２の電
極が陽極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｉは、図５（Ｂ）における電子輸送層１１
７及び電子注入層１１８、第４のＥＬ層１０３ｍは図５（Ｂ）の正孔注入層１１４及び正
孔輸送層１１５に相当し、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３ｋは共に正孔輸
送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。
【０１０１】
また、図１（Ｄ）では第２のＥＬ層１０３ｊは、第３のＥＬ層１０３ｋよりも先に形成
される構造となっているが、第３のＥＬ層１０３ｋが第２のＥＬ層１０３ｊよりも前に形
成される構造であっても良い。この場合、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３
ｋは共に電子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。第１の電極が陰極
、第２の電極が陽極である場合には第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３ｋは共
に正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。
【０１０２】
第３の発光素子から発した光を色変換層１０６Ｒに入射させることで色変換層１０６Ｒ
より赤色の発光を得ることができる。なお、第１の発光素子から発した光と第２の発光素
子から発した光は、各々カラーフィルタを介してから発光装置外に射出するようにしても
よい。カラーフィルタを介さない場合は良好な効率で光を得ることができ、介した場合は
色純度の良好な発光を得ることができる。
【０１０３】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、当該構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。また、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【０１０４】
まず、色変換層を用いない上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外
部量子効率について試算を行う。当該発光装置における発光素子の構造は図１（Ｄ）の発
光装置における各発光素子の素子構造と同様であるとする。当該発光装置で赤、緑、青の
三色を効率良く得るためには、通常赤、緑、青それぞれに対応する波長に強度を有する光
を呈する発光材料が必要となる。実用性と効率との兼ね合いから、青色蛍光材料と、赤色
りん光材料及び緑色りん光材料を用いるとすると、第２のＥＬ層１０３ｊに青色蛍光材料
、第３のＥＬ層１０３ｋに赤色りん光材料及び緑色りん光材料を用いることが好ましい。
第２の発光素子と第３の発光素子からは赤色と緑色の光が合成された光が得られるため、
第２の発光素子は緑色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射出されることで緑
色の光が得られ、第３の発光素子は赤色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射
出されることで赤色の光が得られる。
【０１０５】
このような構造を有する発光素子において、各々の発光層の内部量子効率を蛍光発光層
が２５％、りん光発光層が１００％と仮定すると、青色画素の外部量子効率が２５×χＡ
％（カラーフィルタ不使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χＣＦ％）、緑色
画素及び赤色画素の外部量子効率が５０×χＣＦ％となる。
【０１０６】
次に、図１（Ｄ）の構成を有する本発光装置について考えると、青色画素の外部量子効
率が２５×χＡ％（カラーフィルタ不使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χ
ＣＦ％）、緑色画素の外部量子効率が１００×χＡ％（カラーフィルタ不使用の場合。カ
ラーフィルタを使用する場合は１００×χＣＦ％）、赤色画素の外部量子効率が１００×
χＣＣ％となる。このように、本発明の一態様の構成を用いることによって、非常に発光
効率の良好な発光装置を得ることができるようになる。
【０１０７】
ここで、緑色画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較すると、従来の構
成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＡ％となり、２倍以上の効
率向上が見込める。また、赤色画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較す
ると、従来の構成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＣＣ％とな
り、カラーフィルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、２倍の効率向
上が見込める。このことから、色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィルタの透過率の５０
％以上であれば従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画素とすることが可能と
なり、消費電力の小さい発光装置とすることができる。
【０１０８】
なお、図２（Ｄ）のように、図１（Ｄ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
に第４の構成のＥＬ層を有している。また、第４の発光素子からの発光は色変換層１０６
Ｙに入射し、色変換層１０６Ｙは黄色の発光を呈する。この黄色画素の外部量子効率は、
緑りん光を色変換して得られるため、１００×χＣＣ％となる。
【０１０９】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【０１１０】
＜青蛍光と黄りん光のタンデム素子からの変換＞
図３（Ａ）は青蛍光と黄りん光のタンデム素子を用いた本発明の一態様の発光装置につ
いて示した。当該発光装置には少なくとも基板１００上に第１の発光素子と第２の発光素
子と、第３の発光素子とが設けられている。第１の発光素子乃至第３の発光素子は、第２
の電極１０４が共通しており、第１の電極が異なる。第１の発光素子は第１の電極１０２
Ｂを、第２の発光素子は第１の電極１０２Ｇを、第３の発光素子は第１の電極１０２Ｒを
それぞれ有している。また、封止基板１０１にはブラックマトリクス１０５とカラーフィ
ルタ１０７Ｂ、色変換層１０６Ｇ及び色変換層１０６Ｒが設けられている。カラーフィル
タ１０７Ｂは青色の光を透過するカラーフィルタである。また、色変換層１０６Ｇは緑色
の発光を呈する色変換物質が含まれており、色変換層１０６Ｒには同様に赤色の発光を呈
する色変換物質が含まれている。
【０１１１】
図３（Ａ）では、ＥＬ層１０３が図５（Ａ）で示したような構造に代表されるタンデム
構造を有するＥＬ層となっている。タンデム構造とは、第１の発光ユニット１０３ｂと第
２の発光ユニット１０３ｃとが電荷発生層である中間層１０９を介して積層される構成で
ある。各発光ユニットは、各々第１の電極１０２を陽極、第２の電極１０４を陰極とする
と、第１の電極１０２（ここでは陽極）側から順に正孔注入層１１４、正孔輸送層１１５
、発光層１１６、電子輸送層１１７、電子注入層１１８などが設けられた構造が代表的で
ある。このような構成では発光材料は発光層１１６に含ませればよい。また、第１の電極
１０２を陰極、第２の電極１０４を陽極とする場合のＥＬ層の積層順は上記と逆にすれば
よい。なお、ＥＬ層１０３は第１の発光素子乃至第３の発光素子において共通している。
【０１１２】
第１の発光ユニット１０３ｂと第２の発光ユニット１０３ｃはそのいずれか一方が青色
の蛍光を発し、他方が黄色のりん光を発するものであるとする。ＥＬ層１０３からは青色
の蛍光と黄色のりん光とが合成された光が得られる。各々の発光ユニットが有する発光層
は発光材料の他にホスト材料として第１の有機化合物を有する。また、第２の有機化合物
をさらに含み、当該第１の有機化合物と第２の有機化合物とが励起錯体を形成し、当該励
起錯体から発光材料へのエネルギー移動が起こることが好ましい。また、当該励起錯体の
発光スペクトルと発光材料の最も長波長側の吸収帯が重なると良好な効率でエネルギー移
動が可能となるため好ましい構成である。
【０１１３】
第１の発光素子から発した光はカラーフィルタ１０７Ｂを介して発光装置外に射出され
る。また、第２の発光素子から発した光は色変換層１０６Ｇに入射し、色変換層１０６Ｇ
は当該入射された光によって励起され緑色の光を発する。また、同様に第３の発光素子か
ら発した光は色変換層１０６Ｒに入射し、色変換層１０６Ｒは赤色の光を発する。
【０１１４】
なお、本発光装置においては、ＥＬ層１０３からは青色の蛍光と黄色のりん光とが合成
された発光が得られるが、色変換層１０６Ｇでは黄色の光を吸収できないため、共振構造
やカラーフィルタを用いて色変換層１０６Ｇに入射する黄色の光を除去することが好まし
い。共振構造を形成するときは、青色の光を増幅するように形成すればよい。共振構造は
図３（Ａ）に示したように第１の電極上に所望の厚さの透明導電膜（透明導電膜１０２Ｂ
ｔ、透明導電膜１０２Ｇｔ、透明導電膜１０２Ｒｔ）を形成することにより設けることが
できる。なお、第１の発光素子及び第３の発光素子では吸収できない光を除去する目的で
共振構造を形成する必要はないが、その他の目的で共振構造を形成する場合は、第１の発
光素子では青色の光を増幅するように、第３の発光素子では黄色の光を増幅するように透
明導電膜１０２Ｂｔ、透明導電膜１０２Ｒｔをそれぞれ形成すればよい。
【０１１５】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、上記構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。また、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【０１１６】
まず、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各色画素の外部量子効率につい
て試算を行う。通常のタンデム素子を用いた発光装置で赤、緑、青の三色を効率良く得る
ためには、それぞれの発光波長を呈する発光材料を用いることが有効であり、実用性と効
率との兼ね合いから、青色蛍光材料と、赤色りん光材料及び緑色りん光材料が良く用いら
れる。図５（Ａ）と同じ２段タンデム構造とし、一方の発光ユニットの発光層は青色蛍光
材料を用いた蛍光発光層とし、他方の発光ユニットの発光層には赤色りん光材料と緑色り
ん光材料を用いたりん光発光層とする。
【０１１７】
このような構造を有する発光素子において、各々の発光層における内部量子効率を蛍光
発光層が２５％、りん光発光層が１００％と仮定すると、青色画素の外部量子効率は２５
×χＣＦ％、緑色画素及び赤色画素の外部量子効率は５０×χＣＦ％（りん光発光層では
赤色りん光材料と緑色りん光材料とで励起子を分け合うため。簡単のためにその分配は同
等であるとする）となる。
【０１１８】
次に、上記構成（図３（Ａ）の構成）を有する発光装置について考える。各々の画素の
外部量子効率は青色画素が２５×χＣＦ％、緑色画素が２５×χＣＣ％、赤色画素が１２
５×χＣＣ％（共振構造を形成しない場合。共振構造を形成した場合は青色の光が減衰す
るので１００×χＣＣ％）となる。このように、本発光素子を用いることによって、赤色
発光の効率が非常に良好な発光素子を得ることができるようになる。
【０１１９】
ここで、赤色画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較すると、従来の構
成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１２５×χＣＣ％となり、カラーフィ
ルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、２．５倍の効率向上が見込め
る。このことから色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィルタの透過率の４０％以上であれ
ば、従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画素とすることが可能となる。
【０１２０】
また、図４（Ａ）のように、図３（Ａ）の構成に黄色画素として第４の発光素子をさら
に加えた構成としても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４
との間に第１の発光ユニット１０３ｂ、第２の発光ユニット１０３ｃを含むＥＬ層を有し
ている。なお、黄色発光に対応した共振構造を構成していても良く、この場合、透明導電
膜１０２Ｙｔが形成されていても良い。また、第４の発光素子からの発光はカラーフィル
タ１０７Ｙを介して発光装置外部に射出するため、当該黄色画素の外部量子効率は１００
×χＣＦ％となる。なお、カラーフィルタ１０７Ｙを黄色の色変換層１０６Ｙとしても良
く、この場合、当該黄色画素の外部量子効率は１２５×χＣＣ％となる。
【０１２１】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【０１２２】
なお、図４（Ａ）の構成の場合は、白色光を赤と青と黄の光のみで表現することができ
るため、緑の光の効率は消費電力に殆ど影響しない。このため、黄色画素の効率が１００
％であることも鑑みると、赤色画素に設けられた第１の色変換層である色変換層１０６Ｒ
のＰＬ量子収率は４０％より大きければ、従来の発光装置と比較して効率の良好な発光装
置を得ることができる。また、共振構造を形成した場合には色変換層１０６ＲのＰＬ量子
収率は５０％より大きいことで従来の発光装置と比較して効率の良好な発光装置を得るこ
とができる。
【０１２３】
＜青蛍光と黄りん光のシングル素子からの変換＞
図３（Ｂ）は青蛍光と黄りん光を利用したシングル素子を用いた本発明の一態様の発光
装置について示した。当該発光装置は図３（Ａ）で示した発光装置と同様に少なくとも第
１の発光素子乃至第３の発光素子を有しており、また、基板１００、封止基板１０１、第
１の電極１０２Ｂ、１０２Ｇ、１０２Ｒ、第２の電極１０４、ブラックマトリクス１０５
、色変換層１０６Ｒ、色変換層１０６Ｇ、カラーフィルタ１０７Ｂについても図３（Ａ）
で示した発光装置と同様であるため説明を省略する。
【０１２４】
図３（Ｂ）では、ＥＬ層１０３ｄが図５（Ｂ）で示した構造に代表されるような、シン
グル構造のＥＬ層となっている。第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２
は接して形成されていても良いし、間に０ｎｍより厚く、２０ｎｍ以下の分離層が設けら
れていても良い。分離層は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、ＥＬ層
１０３ｄは第１の発光素子乃至第３の発光素子において共通している。
【０１２５】
本構成では図５（Ｂ）における第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２
は、そのいずれか一方が青色の蛍光を発し、他方が黄色のりん光を発するものであるとす
る。ＥＬ層１０３ｄからは青色の蛍光と黄色のりん光とが合成された光が得られる。第１
の発光層１１６ｄ−１及び第２の発光層１１６ｄ−２は当該発光材料の他にホスト材料と
して第１の有機化合物を有する。また、第１の発光層１１６ｄ−１及び第２の発光層１１
６ｄ−２は、第２の有機化合物をさらに含み、当該第１の有機化合物と第２の有機化合物
とが励起錯体を形成することが好ましく、この際、発光材料へ当該励起錯体からエネルギ
ー移動が起きることが好ましい。また、当該励起錯体の発光スペクトルと発光材料の最も
長波長側の吸収帯が重なると良好な効率でエネルギー移動が可能となるためより好ましい
構成となる。
【０１２６】
第１の発光素子から発した光は青色のカラーフィルタ１０７Ｂを介して発光装置外に射
出される。また、第２の発光素子から発した光は色変換層１０６Ｇに入射し、色変換層１
０６Ｇは当該入射された光によって励起され、緑色の光を発する。また同様に、第３の発
光素子から発した光は色変換層１０６Ｒに入射し、赤色の光を発する。
【０１２７】
なお、本発光装置においては、図３（Ａ）と同様にＥＬ層１０３からは青色の蛍光と黄
色のりん光とが合成された発光が得られるが、色変換層１０６Ｇでは黄色の光を吸収でき
ないため、共振構造やカラーフィルタを用いて色変換層１０６Ｇに入射する黄色の光を除
去することが好ましい。共振構造を形成するときは、青色の光を増幅するように形成すれ
ばよい。共振構造は図３（Ｂ）に示したように第１の電極上に所望の厚さの透明導電膜（
透明導電膜１０２Ｂｔ、透明導電膜１０２Ｇｔ、透明導電膜１０２Ｒｔ）を形成すること
により設けることができる。なお、第１の発光素子及び第３の発光素子では吸収できない
光を除去する目的で共振構造を形成する必要はないが、その他の目的で共振構造を形成す
る場合は、第１の発光素子では青色の光を増幅するように、第３の発光素子では黄色の光
を増幅するように透明導電膜１０２Ｂｔ、透明導電膜１０２Ｒｔをそれぞれ形成すればよ
い。
【０１２８】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、上記構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。なお、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【０１２９】
まず、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について
試算を行う。発光素子の構造は、図５（Ｂ）の一つの発光ユニットの中に二つの発光層が
近接して設けられたシングル構造のＥＬ層を有する素子構造であるととする。当該構造を
有する発光素子において、色変換層を用いずに赤、緑、青の三色を効率良く得るためには
、通常はそれぞれの発光波長を呈する発光材料を用いることが有効であり、実用性と効率
の兼ね合いから青色蛍光材料と、赤色りん光材料及び緑色りん光材料が良く用いられる。
第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２のいずれか一方を蛍光発光層、他
方をりん光発光層とすると、一方の発光層に青色蛍光材料を、他方の発光層に赤色りん光
材料及び緑色りん光材料を含ませれば良い。各発光層における内部量子効率を蛍光発光層
が２５％、りん光発光層が１００％であると仮定し、励起子の分配が青、緑、赤のそれぞ
れで１：１：１であるとすると、青色画素の外部量子効率８．３×χＣＦ％、緑色画素及
び赤色画素の外部量子効率は３３×χＣＦ％となる。
【０１３０】
次に、図３（Ｂ）の構成を有する発光装置について考える。同様の仮定に加えて、励起
子の分配が青、黄で１：１の割合であるとし、さらに色変換層のＰＬ量子収率を１００％
とすると、各々の画素の外部量子効率は青色画素が１２．５×χＣＦ％、緑色画素は１２
．５×χＣＣ％、赤色画素は６２．５×χＣＣ％（共振構造を利用しない場合。共振構造
を形成した場合は青色の光が減衰するので５０×χＣＣ％）となる。このように、本発明
の一態様の構成を用いることによって、赤色画素の外部量子効率が良好な発光素子を得る
ことができるようになる。
【０１３１】
ここで、青色画素では従来の構成における外部量子効率が８．３×χＣＦ％であるのに
対し、本構成では１２．５×χＣＦ％であり、約１．５倍の効率向上が見込める。赤色画
素では、従来の構成が３３×χＣＦ％であるのに対し、本構成が６２．５×χＣＣ％であ
り、カラーフィルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、約１．８８倍
の効率向上が見込める。このことから、赤色画素における色変換層のＰＬ量子収率がカラ
ーフィルタの透過率の５３．３％以上であれば従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率
の赤色画素とすることが可能となる。
【０１３２】
なお、図４（Ｂ）のように、図３（Ｂ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
にＥＬ層１０３ｄを有している。また、第４の発光素子からの発光はカラーフィルタ１０
７Ｙを介して発光装置外部に射出するため、当該黄色画素の外部量子効率は５０×χＣＦ
％となる。共振構造を形成するときは、黄色の光を増幅するように形成すればよい。共振
構造は図４（Ｂ）に示したように第１の電極上に所望の厚さの透明導電膜１０２Ｙｔを形
成することにより設けることができる。また、カラーフィルタ１０７Ｙを黄色の色変換層
１０６Ｙとしても良く、この場合、当該黄色画素の外部量子効率は６２．５×χＣＣ％と
なる
【０１３３】
このような構成の発光装置は、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、色
再現性に優れる。また、黄色発光は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能と
なる。
【０１３４】
なお、図４（Ｂ）の構成の場合、白色光を赤と青と黄の光のみで表現することができる
ため、緑の光の効率は消費電力に殆ど影響しない。このため、黄色画素の外部量子効率が
５０×χＣＦ％であることも鑑みると、赤色画素に設けられた第１の色変換層である色変
換層１０６ＲのＰＬ量子収率が赤色のカラーフィルタの透過率（％）の５３．３％より大
きければ、従来の発光装置と比較して効率の良好な発光装置を得ることができる。また、
共振構造を形成した場合には色変換層１０６ＲのＰＬ量子収率が赤色のカラーフィルタの
透過率（％）の６６％より大きいことで従来の発光装置と比較して効率の良好な発光装置
を得ることができる。
【０１３５】
＜青蛍光のシングル素子及び黄りん光のシングル素子からの変換（１回塗り分け）１＞
図３（Ｃ）は青蛍光のシングル素子と黄りん光のシングル素子を用いた本発明の一態様
の発光装置について示した。当該発光装置は図３（Ａ）で示した発光装置と同様に少なく
とも第１の発光素子乃至第３の発光素子を有しており、また、基板１００、封止基板１０
１、第１の電極１０２Ｂ、１０２Ｇ、１０２Ｒ、第２の電極１０４、ブラックマトリクス
１０５、色変換層１０６Ｇ、色変換層１０６Ｒについても図３（Ａ）で示した発光装置と
同様であるため説明を省略する。
【０１３６】
図３（Ｃ）に示された発光装置では、第１の発光素子及び第２の発光素子は第５の構成
のＥＬ層を有し、第３の発光素子は第６の構成のＥＬ層を有する。
【０１３７】
第５の構成のＥＬ層は第１のＥＬ層１０３ｅ、第２のＥＬ層１０３ｆ、第３のＥＬ層１
０３ｇ及び第４のＥＬ層１０３ｈが積層された構成である。また、第６の構成のＥＬ層は
第１のＥＬ層１０３ｅ、第３のＥＬ層１０３ｇ及び第４のＥＬ層１０３ｈが積層された構
成である。
【０１３８】
第１の電極が陽極、第２の電極が陰極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｅは、図５
（Ｂ）における正孔注入層１１４及び正孔輸送層１１５に相当する層である。また、第２
のＥＬ層１０３ｆは図５（Ｂ）の第１の発光層１１６ｄ−１に相当する層である。また、
第３のＥＬ層１０３ｇは図５（Ｂ）の第２の発光層１１６ｄ−２に相当する層である。ま
た、第４のＥＬ層１０３ｈは図５（Ｂ）の電子輸送層１１７及び電子注入層１１８に相当
する層である。すなわち、第５の構成のＥＬ層は、図５（Ｂ）におけるＥＬ層１０３ｄと
同様の構成となり、第６の構成のＥＬ層は図５（Ｃ）におけるＥＬ層１０３ａと同様の構
成となる。
【０１３９】
また、第２のＥＬ層１０３ｆは青色の蛍光を発する有機化合物を発光材料として含み、
第３のＥＬ層１０３ｇは黄色のりん光を発する有機化合物を発光材料として含む。第２の
ＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇには発光材料の他にホスト材料として第１の有
機化合物を有する。また、第２の有機化合物をさらに含み、第１の有機化合物と第２の有
機化合物とが励起錯体を形成し、当該励起錯体から発光材料へのエネルギー移動が起きる
ことが好ましい。また、当該励起錯体の発光スペクトルと発光材料の最も長波長側の吸収
帯が重なると、良好な効率でエネルギー移動が可能となるためより好ましい構成である。
【０１４０】
また、本構成の発光装置においては、第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇ
は共に正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。このような構成とす
ることで、第１の発光素子及び第２の発光素子からは青色の蛍光のみが得られ、第３の発
光素子からは黄色のりん光のみを各々得ることができる。なお、第１の電極が陰極、第２
の電極が陽極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｅは、図５（Ｂ）における電子輸送層
１１７及び電子注入層１１８、第４のＥＬ層１０３ｈは図５（Ｂ）の正孔注入層１１４及
び正孔輸送層１１５に相当し、第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇは共に電
子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが、上記と同様の理由により好ましい。
【０１４１】
また、図３（Ｃ）では第２のＥＬ層１０３ｆは、第３のＥＬ層１０３ｇよりも先に形成
される構造となっているが、第３のＥＬ層１０３ｇが第２のＥＬ層１０３ｆよりも前に形
成される構造であっても良い。この場合、第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３
ｇは共に電子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。第１の電極が陰極
、第２の電極が陽極である場合には第２のＥＬ層１０３ｆ及び第３のＥＬ層１０３ｇは共
に正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。
【０１４２】
第１の発光素子からは青色の光を得ることができる。また、第２の発光素子から発した
光を色変換層１０６Ｇに入射させることで色変換層１０６Ｇより緑色の発光を得ることが
でき、第３の発光素子から発した光を色変換層１０６Ｒに入射させることで赤色の光を得
ることができる。なお、第１の発光素子から発した光は、カラーフィルタを介してから発
光装置外に射出するようにしてもよい。カラーフィルタを介さない場合は良好な効率で光
を得ることができ、介した場合は色純度の良好な発光を得ることができる。
【０１４３】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、上記構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。なお、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【０１４４】
まず、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について
試算を行う。当該発光装置における発光素子の構造は、第１の発光素子及び第３の発光素
子においては図３（Ｃ）の発光装置における発光素子の素子構造と同様であるとする。第
２の発光素子に関しては、図３（Ｃ）では第５の構成のＥＬ層を有していたが、本発光装
置においては第６の構成のＥＬ層であるとする。
【０１４５】
当該構造を有する発光素子において、赤、緑、青の三色を効率良く得るためには、通常
は赤、緑、青それぞれに対応する波長に強度を有する光を呈する発光材料を用いることが
有効であり、実用性と効率との兼ね合いから青色蛍光材料と、赤色りん光材料及び緑色り
ん光材料が良く用いられる。第２のＥＬ層１０３ｆに青色蛍光材料を用い、第３のＥＬ層
１０３ｇに赤色りん光材料及び緑色りん光材料を用いると良い。このような構成を有する
ことで、第２の発光素子と第３の発光素子からは赤色と緑色の光が合成された光が得られ
、第２の画素では緑色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射出されることで緑
色の光が得られ、第３の画素では赤色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射出
されることで赤色の光が得られる。
【０１４６】
ここで、第３のＥＬ層における赤色りん光材料と緑色りん光材料における励起子の分配
を１：１であると仮定すると青色画素の外部量子効率が２５×χＡ％（カラーフィルタ不
使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χＣＦ％）、緑色画素及び赤色画素の外
部量子効率は５０×χＣＦ％（カラーフィルタ使用）となる。
【０１４７】
次に、図３（Ｃ）の構成を有する本発光装置について考える。青色画素の外部量子効率は
２５×χＡ％（カラーフィルタ不使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χＣＦ
％）、緑色画素の外部量子効率は２５×χＣＣ％、赤色画素の外部量子効率は１００×χ
ＣＣ％となる。このように、本発明の一態様の構成を用いることによって、先に述べた構
成を有する発光装置と比較して赤色画素の外部量子効率が良好な発光装置を得ることがで
きるようになる。
【０１４８】
ここで、赤色画素における先に述べた構成と本構成の外部量子効率を比較すると、従来
の構成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＣＣ％となり、カラー
フィルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、２倍の効率向上が見込め
る。このことから、色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィルタの透過率の５０％以上であ
れば先に述べた発光装置におけるの赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画素とする
ことが可能となり、消費電力の小さい発光装置とすることができる。
【０１４９】
また、図４（Ｃ）のように、図３（Ｃ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
に第６の構成のＥＬ層を有している。また、当該黄色画素の外部量子効率は、第４の発光
素子からの発光がカラーフィルタ１０７Ｙを介して発光装置外部に射出する場合は１００
×χＣＦ％、カラーフィルタを設けない場合は１００×χＡ％となる。
【０１５０】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【０１５１】
なお、図４（Ｃ）の構成の場合、白色光を赤と青と黄の光のみで表現することができる
ため、緑の光の効率は消費電力に殆ど影響しない。このため、緑画素の効率が低下してい
ても、赤色画素に設けられた第１の色変換層である色変換層１０６ＲのＰＬ量子収率が赤
色のカラーフィルタの透過率の５０％以上であれば、赤色発光は従来の素子と同等であり
、効率の良好な発光装置を得ることができる。
【０１５２】
本構成を有する発光装置は、一度の塗り分けでこれらの効果を得ることができる。
【０１５３】
＜青蛍光のシングル素子及び黄りん光のシングル素子からの変換（１回塗り分け）２＞
図３（Ｄ）は青蛍光のシングル素子と黄りん光のシングル素子を用いた本発明の一態様
の発光装置について示した。当該発光装置は図３（Ａ）で示した発光装置と同様に少なく
とも第１の発光素子乃至第３の発光素子を有しており、また、基板１００、封止基板１０
１、第１の電極１０２Ｂ、１０２Ｇ、１０２Ｒ、第２の電極１０４、ブラックマトリクス
１０５、色変換層１０６Ｇ、色変換層１０６Ｒについても図３（Ａ）で示した発光装置と
同様であるため説明を省略する。
【０１５４】
図３（Ｄ）に示された発光装置では第１の発光素子及び第２の発光素子は第７の構成の
ＥＬ層を有し、第３の発光素子は第８の構成のＥＬ層を有する。
【０１５５】
第７の構成のＥＬ層は第１のＥＬ層１０３ｉ、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第４のＥＬ層１
０３ｍが積層された構成である。また、第８の構成のＥＬ層は第１のＥＬ層１０３ｉ、第
２のＥＬ層１０３ｊ、第３のＥＬ層１０３ｋ及び第４のＥＬ層１０３ｍが積層された構成
である。
【０１５６】
第１の電極が陽極、第２の電極が陰極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｉは、図５
（Ｂ）における正孔注入層１１４及び正孔輸送層１１５に相当する層である。また、第２
のＥＬ層１０３ｊは図５（Ｂ）の第１の発光層１１６ｄ−１に相当する層である。また、
第３のＥＬ層１０３ｋは図５（Ｂ）の第２の発光層１１６ｄ−２に相当する層である。ま
た、第４のＥＬ層１０３ｍは図５（Ｂ）の電子輸送層１１７及び電子注入層１１８に相当
する層である。すなわち、第７の構成のＥＬ層は、図５（Ｃ）におけるＥＬ層１０３ａと
同様の構成となり、第８の構成のＥＬ層は図５（Ｂ）におけるＥＬ層１０３ｄと同様の構
成となる。
【０１５７】
また、第２のＥＬ層１０３ｊは青色の蛍光を発する有機化合物を発光材料として含み、
第３のＥＬ層１０３ｋは黄色のりん光を発する有機化合物を発光材料として含む。第２の
ＥＬ層１０３ｊ、第３のＥＬ層１０３ｋには、これら発光材料の他にホスト材料として第
１の有機化合物を有する。また、第２の有機化合物をさらに含み、第１の有機化合物と第
２の有機化合物とが励起錯体を形成し、当該励起錯体から発光材料へのエネルギー移動が
起きることが好ましい。また、当該励起錯体の発光スペクトルと発光材料の最も長波長側
の吸収帯が重なると、良好な効率でエネルギー移動が可能となるため好ましい構成である
。
【０１５８】
また、本構成の発光装置においては、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３ｋ
は共に電子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。このような構成とす
ることで、第１の発光素子及び第２の発光素子からは青色の蛍光のみが得られ、第３の発
光素子からは黄色のりん光のみを各々得ることができる。なお、第１の電極が陰極、第２
の電極が陽極である場合には、第１のＥＬ層１０３ｉは、図５（Ｂ）における電子輸送層
１１７及び電子注入層１１８、第４のＥＬ層１０３ｍは図５（Ｂ）の正孔注入層１１４及
び正孔輸送層１１５に相当し、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３ｋは共に正
孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが、上記と同様の理由により好ましい。
【０１５９】
また、図３（Ｄ）では第２のＥＬ層１０３ｊは、第３のＥＬ層１０３ｋよりも先に形成
される構造となっているが、第３のＥＬ層１０３ｋが第２のＥＬ層１０３ｊよりも前に形
成される構造であっても良い。この場合、第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３
ｋは共に電子輸送性よりも正孔輸送性の高い層とすることが好ましい。第１の電極が陰極
、第２の電極が陽極である場合には第２のＥＬ層１０３ｊ及び第３のＥＬ層１０３ｋは共
に正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層とすることが好ましい。
【０１６０】
第１の発光素子からは青色の光を得ることができる。第２の発光素子から発した光を色
変換層１０６Ｇに入射させることで色変換層１０６Ｇより緑色の光を得ることができ、第
３の発光素子から発した光を色変換層１０６Ｒに入射させることで赤色の光を得ることが
できる。なお、第１の発光素子から発した光は、カラーフィルタを介してから発光装置外
に射出するようにしてもよい。カラーフィルタを介さない場合は良好な効率で光を得るこ
とができ、介した場合は色純度の良好な光を得ることができる。
【０１６１】
ここで、上記構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率と、上記構成と異な
る構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について考察する。なお、各発光
装置に用いられる発光素子のキャリアバランスや、励起子の生成確率などは同様であるも
のとする。
【０１６２】
まず、上記構成と異なる構成を有する発光装置における各画素の外部量子効率について
試算を行う。本構成の発光装置における発光素子の構造は、第１の発光素子及び第３の発
光素子においては図３（Ｄ）の発光装置における発光素子の素子構造と同様であるとする
。第２の発光素子に関しては図３（Ｄ）では第７の構成のＥＬ層を有していたが、本発光
装置においては第８の構成のＥＬ層であるとする。
【０１６３】
当該構造を有する発光装置において、赤、緑、青の三色を効率良く得るためには通常は
それぞれの発光波長を呈する発光材料を用いることが有効であり、実用性と効率との兼ね
合いから青色蛍光材料と、赤色りん光材料及び緑色りん光材料が良く用いられる。本発光
装置においては第２のＥＬ層１０３ｊに青色蛍光材料を用い、第３のＥＬ層１０３ｋに赤
色りん光材料及び緑色りん光材料を用いればよい。
【０１６４】
第８の構成のＥＬ層の第３のＥＬ層１０３ｋには赤色と緑色のりん光発光材料が含まれ
るため、第２の発光素子と第３の発光素子からは赤色と緑色の光が合成された光が得られ
る。このため、第２の発光素子は緑色のカラーフィルタを介して発光装置外部に光が射出
されることで緑色の光が得られ、第３の発光素子は赤色のカラーフィルタを介して発光装
置外部に光が射出されることで赤色の光が得られる。
【０１６５】
以上の構成を有する発光装置において、第３のＥＬ層１０３ｋにおける励起子の分配が
赤色りん光材料と緑色りん光材料で１：１であると仮定すると、青色画素の外部量子効率
が２５×χＡ％（カラーフィルタ不使用時、カラーフィルタ使用の場合は２５×χＣＦ％
）、緑色画素及び赤色画素の外部量子効率が５０×χＣＦ％以下となる。
【０１６６】
次に、図３（Ｄ）の構成を有する発光装置について考える。青色画素の外部量子効率が
２５×χＡ％（カラーフィルタ不使用の場合、カラーフィルタ使用の場合は２５×χＣＦ
％）、緑色画素の外部量子効率が２５×χＣＣ％、赤色画素の外部量子効率が１００×χ
ＣＣ％となる。このように、本発明の一態様の構成を用いることによって、赤色画素の外
部量子効率が良好な発光装置を得ることができるようになる。
【０１６７】
ここで、赤色画素における従来の構成と本構成の外部量子効率を比較すると、従来の構
成では５０×χＣＦ％であるのに対し、本構成では１００×χＣＣ％となり、カラーフィ
ルタの透過率と色変換層のＰＬ量子収率が同じである場合、２倍の効率向上が見込める。
このことから、色変換層のＰＬ量子収率がカラーフィルタの透過率の５０％以上であれば
従来の赤色画素よりも良好な外部量子効率の赤色画素とすることが可能となり、消費電力
の小さい発光装置とすることができる。
【０１６８】
なお、図４（Ｄ）のように、図３（Ｄ）の構成に黄色画素を構成する第４の発光素子を
さらに加えても良い。第４の発光素子は、第１の電極１０２Ｙと第２の電極１０４との間
に第８の構成のＥＬ層を有している。また、当該黄色画素の外部量子効率は、第４の発光
素子からの発光がカラーフィルタ１０７Ｙを介して発光装置外部に射出する場合は１００
×χＣＦ％、カラーフィルタを設けない場合は１００×χＡ％となる。
【０１６９】
このような構成の発光装置では、赤、緑、青、黄の４色で画像を表現することができ、
色再現性に優れる。また、黄色は視感度が高い為、消費電力を低減させることが可能とな
る。
【０１７０】
なお、図４（Ｄ）の構成の場合、白色光を赤と青と黄の光のみで表現することができる
ため、緑の光の効率は消費電力に殆ど影響しない。このため、緑画素の効率が低下してい
ても、赤色画素に設けられた第１の色変換層である色変換層１０６ＲのＰＬ量子収率が赤
色のカラーフィルタの透過率の５０％以上であれば、青色発光及び赤色発光は従来の素子
と同等であり、効率の良好な発光装置を得ることができる。
【０１７１】
本構成を有する発光装置は、一度の塗り分けでこれらの効果を得ることができる。
【０１７２】
上述の発光装置に用いられる色変換層１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｙは、所望の波長
の光を、所望の効率で、所望の波長の光に変換できるものであればどのようなものを用い
ても構わない。代表的には蛍光色素を用いた色変換層や、量子ドットを用いた色変換層が
挙げられる。量子ドットを用いた色変換層は、変換できる光の波長範囲が広いため使いや
すい。また、変換された光のスペクトルがシャープであることから、色純度が良好な光を
得ることができ、色再現性の良好な発光装置とすることができるため好ましい構成である
。
【０１７３】
≪発光素子≫
続いて、本発明の一態様である発光素子の例について図５（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて以
下、詳細に説明する。
【０１７４】
本実施の形態で用いる発光素子は、第１の電極１０２と、第２の電極１０４とからなる
一対の電極と、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられたＥＬ層１０３（
又はＥＬ層１０３ｄ、ＥＬ層１０３ａ）とから構成されている。なお、第１の電極１０２
は陽極として機能し、第２の電極１０４は陰極として機能するものとして、以下説明をす
る。
【０１７５】
第１の電極１０２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乃至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乃至５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１乃至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１０２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。
【０１７６】
ＥＬ層１０３（又はＥＬ層１０３ｄ、ＥＬ層１０３ａ）は積層構造を有し正孔注入層、
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（又はＥＬ層１０３
ｄ、ＥＬ層１０３ａ）の基本的な構成は、第１の電極１０２の上に順に積層した正孔注入
層１１４、正孔輸送層１１５、発光層１１６、電子輸送層１１７、電子注入層１１８を有
する構成について説明する。各層を構成する材料の例について以下に具体的に示す。
【０１７７】
正孔注入層１１４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（略称：Ｃｕ
ＰＣ）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（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）等の高分子等によっても正孔注入層１１４を形成することができ
る。
【０１７８】
また、正孔注入層１１４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１０２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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
正孔輸送層１１５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１１５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。
【０１８８】
電子輸送層１１７は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物
質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料として挙げた
材料や、アントラセン骨格を有する材料を用いることができる。
【０１８９】
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。
【０１９０】
また、電子輸送層１１７と第２の電極１０４との間に、第２の電極１０４に接して電子
注入層１１８を設けてもよい。電子注入層１１８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。また、電子注入層１１８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、電子注入層１１８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１０４からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
【０１９１】
第２の電極１０４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１０４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１０４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。
【０１９２】
また、ＥＬ層１０３（又はＥＬ層１０３ｄ、１０３ａ）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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
当該発光素子の発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４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１０２または第２の電極１０４
のいずれか一方または両方を透光性を有する電極で形成する。
【０１９５】
＜タンデム型素子について＞
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、タンデム型発光素子と
もいう）の態様について、図５（Ａ）を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極
１０２と第２の電極１０４とで構成される一対の電極の間に、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５（Ｃ）で示したＥＬ層１０３ａと同様な
構成を有する。つまり、図５（Ｃ）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、図５（Ａ）で示した発光素子は、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。
【０１９６】
図５（Ａ）においては、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間には、第１の発光
ユニット１０３ｂと、電荷発生層である中間層１０９と、第２の発光ユニット１０３ｃと
の積層を含むＥＬ層１０３が形成されている。また、第１の発光ユニット１０３ｂと第２
の発光ユニット１０３ｃはその一方が青色の蛍光を発するユニットであり、他方が緑又は
黄のりん光を発するユニットである。ＥＬ層１０３からは青色の蛍光と緑色のりん光又は
青色の蛍光と黄色のりん光とが合成された発光が得られる。
【０１９７】
タンデム型素子は、ＥＬ層１０３ａに相当する発光ユニットが中間層１０９を挟んで直列
に接続されたような構成を有している。そのため、蛍光発光層とりん光発光層とを隔絶す
ることができ、一つの発光素子内において容易に蛍光発光とりん光発光を両立させること
ができる。
【０１９８】
中間層１０９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、正孔注入層１１４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
トの陽極側の面が中間層に接している場合は、中間層が発光ユニットの正孔注入層の役割
も担うため、当該発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
【０１９９】
なお、中間層１０９は、上記複合材料を含む層と他の材料により構成される層とを組み
合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、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積層することによ
り形成してもよい。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
を積層することにより形成してもよい。
【０２００】
また、中間層１０９と当該中間層の陽極側の発光ユニットとの間には、電子注入バッフ
ァ層を設けても良い。電子注入バッファ層は、アルカリ金属の極薄い膜と、電子輸送性の
物質を含む電子リレー層との積層からなっている。アルカリ金属の極薄い膜は、電子注入
層１１８に相当し、電子の注入障壁を低減させる機能を有する。電子リレー層はアルカリ
金属の膜と中間層との相互作用を防ぎ、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リ
レー層に含まれる電子輸送性の物質のＬＵＭＯ準位は、中間層１０９の複合材料に含まれ
るアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、上記陽極側の発光ユニットにおける電子注入バ
ッファ層と接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。具体的
なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質のＬＵＭＯ
準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
なお、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質としてはフタロシアニン系の材料又は金
属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。この場合、電子
注入バッファ層のアルカリ金属の膜が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を
担うため、当該発光ユニットには重ねて電子注入層を形成する必要はない。
【０２０１】
いずれにしても、第１の発光ユニット１０３ｂと第２の発光ユニット１０３ｃに挟まれ
る中間層１０９は、第１の電極１０２と第２の電極１０４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
。
【０２０２】
＜蛍光・りん光シングル素子について＞
続いて、一つの発光ユニットの中に蛍光発光層とりん光発光層を同時に有する蛍光・り
ん光シングル素子について図５（Ｂ）を用いて説明する。図５（Ｂ）に示した発光素子は
ＥＬ層１０３ｄの中に２つの発光層（第１の発光層１１６ｄ−１、第２の発光層１１６ｄ
−２）が近接して設けられた構造を有している。
【０２０３】
第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２はそのいずれか一方が青色の蛍光
を発し、他方が緑色又は黄色のりん光を発するものであるとする。ＥＬ層１０３ｄからは
青色の蛍光と緑色のりん光とが合成された発光又は青色の蛍光と黄色のりん光とが合成さ
れた発光が得られる。
【０２０４】
第１の発光層１１６ｄ−１と第２の発光層１１６ｄ−２のうち、りん光発光層である方
の層には、第１の有機化合物と、第２の有機化合物及びりん光発光物質が含まれており、
第１の有機化合物と、第２の有機化合物とが励起錯体を形成し、当該励起錯体からりん光
発光物質へエネルギー移動が行われる構成であることが好ましい。このような構成である
ことによって、蛍光発光層とりん光発光層が近接して形成されていてもりん光が消光され
ることなく、蛍光とりん光とを同時に効率良く得ることができる。
【０２０５】
通常、蛍光発光層とりん光発光層とを同じＥＬ層に導入して発光させると、りん光発光
層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。これは、蛍光発光層には、通常、ホスト材料として
三重項準位が低いアントラセンなどに代表される縮合芳香環（特に縮合芳香族炭化水素環
）骨格を有する物質が用いられているため、りん光発光層で生じた三重項励起エネルギー
が蛍光発光層のホスト材料へと移動し、無放射失活してしまうためである。現状、蛍光発
光層において、縮合芳香環骨格を有する物質を用いずに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同じＥＬ層に導入
した構成とすると、良好な特性を有する発光素子を得ることが難しい。
【０２０６】
また、三重項励起状態は、緩和時間が長いために励起子の拡散距離が長く、りん光発光
層内部で生成した励起子も、その多くが拡散により蛍光発光層に移動してしまい、無放射
失活することが事態を深刻にしている。
【０２０７】
ここで、りん光発光層においては第１の有機化合物と第２の有機化合物が励起錯体を形
成し、この励起錯体から、りん光発光物質へ三重項励起エネルギーが移動して発光が得ら
れる構成であることによって、上記問題を解決することができる。
【０２０８】
励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態である。そして、光を発することによって
基底状態となると、励起錯体を形成していた２種類の物質はまた元の別々の物質として振
舞う。すなわち、励起錯体には基底状態は存在せず、このことから、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にくい。
【０２０９】
りん光発光層における励起子はそのほとんどが励起錯体として存在する。また、励起錯
体の一重項励起エネルギーは第１の有機化合物及び第２の有機化合物のどちらの一重項励
起エネルギーよりも小さい値となる。さらに、励起錯体の三重項励起エネルギーが第１の
有機化合物又は第２の有機化合物よりも小さくなるように第１の有機化合物及び第２の有
機化合物を選択することによって励起錯体から第１の有機化合物及び第２の有機化合物へ
のエネルギー移動はほとんど起こらなくすることができる。また、前述のように、励起錯
体同士のエネルギー移動もほとんどないため、励起錯体の励起エネルギーはその殆ど全部
がりん光発光物質へ移動し、発光に変換される。そのため、りん光発光層内における励起
子の拡散はほとんど起こらない。結果として、蛍光発光とりん光発光とを両立することが
できる。
【０２１０】
ここで、蛍光発光層とりん光発光層とが接して形成されていると、その界面においては
、励起錯体から蛍光発光層のホスト材料へのエネルギー移動（特に三重項のエネルギー移
動）が起こりうる。しかし、上述のようにりん光発光層において励起子の拡散がほとんど
起こらないため、励起錯体から蛍光発光層のホスト材料へのエネルギー移動が起こる範囲
は極めて局所的な範囲（すなわち蛍光発光層とりん光発光層との界面）に留まり、励起エ
ネルギーの大きな損失にはならない。したがって、蛍光発光層とりん光発光層とは必ずし
も接している必要はないが、これらが接していたとしても、高い効率で蛍光発光とりん光
発光の両方を得られる。なお、蛍光発光層とりん光発光層との間に０ｎｍより厚く、２０
ｎｍ以下の分離層が設けられていても良い。分離層が設けられることで、蛍光発光層とり
ん光発光層との界面における励起エネルギーの移動も抑制することができ、より高い効率
で発光を得ることができる。分離層は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。ま
た、分離層は、りん光発光層における第１の有機化合物と第２の有機化合物とで構成され
ているとより励起エネルギーの移動抑制効果が高いため好ましい構成である。
【０２１１】
発光層１１６、第１の発光層１１６ｄ−１、第２の発光層１１６ｄ−２を構成する材料
について以下に説明する。
【０２１２】
蛍光発光物質としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェ
ニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、
４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ト
リフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’
−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰ
Ａ）、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’−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：１，６ＦＬＰ
ＡＰｒｎ）、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）などの青色の発光（発光波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍ）を
呈する物質が挙げられる。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。
【０２１３】
りん光発光物質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。
【０２１４】
主に緑色のりん光発光を示す化合物としては、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（ｔＢｕｐｐ
ｍ）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）］）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、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）］）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。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。
【０２１５】
主に黄色のりん光発光を示す化合物としては、（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（ＩＩ
Ｉ）（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（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や、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ
２’）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（ａ
ｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナー
ト（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（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））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、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））などが挙げられる
。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。
【０２１６】
ホスト材料は、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア
輸送材料を用いることができる。りん光発光層のホスト材料は、第１の有機化合物と第２
の有機化合物の２種類の物質構成することが好ましい。また、第１の有機化合物と第２の
有機化合物は励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。さらに、第１の有機
化合物と第２の有機化合物は、その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、励起錯体を形成する際に有利であるため好ましい構成で
ある。
【０２１７】
また、当該励起錯体は、蛍光発光物質、りん光発光物質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
で、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、駆動
電圧も低下するため好ましい構成である。
【０２１８】
電子輸送性を有する材料としては、例えば、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−ｔ
ｅｒｔ−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：Ｔ
ＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１
Ｈ−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：
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−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：４，６ｍＰ
ｎＰ２Ｐｍ）、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：３５ＤＣ
ｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）−フェニル］ベンゼン（略称：Ｔ
ｍＰｙＰＢ）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。
【０２１９】
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：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）、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。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な
物質の中から正孔輸送材料を用いても良い。
【０２２０】
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料
を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合すること
が好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによっ
て、発光層１１６、第１の発光層１１６ｄ−１、第２の発光層１１６ｄ−２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乃至９：１とすればよい。
【０２２１】
蛍光発光層のホスト材料としては、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）等のアン
トラセン骨格を有する材料が特に好適である。アントラセン骨格を有する物質をホスト材
料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特
に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を
示すため、好ましい選択である。
【０２２２】
以上のような構成を有する発光層１１６、第１の発光層１１６ｄ−１、第２の発光層１
１６ｄ−２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。
【０２２３】
≪微小光共振器（マイクロキャビティ）構造≫
マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、上記一対の電極を、反射電極と半透過・
半反射電極とから構成することにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極は上述の
第１の電極と第２の電極に相当する。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくと
もＥＬ層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。
【０２２４】
なお、本構成は青色蛍光と黄色りん光を用いた発光装置において、緑の発光を得る際に
特に有効に用いることができる。
【０２２５】
本発明の一態様である青色蛍光と黄色りん光を用いた発光装置では、緑色の発光を得る
ために、青色蛍光を色変換層で緑色の発光に変換する必要がある。その際、黄色発光が混
じっていると緑色の色純度が低下してしまう場合がある。カラーフィルタを用いて黄色発
光をカットしても良いが、共振構造を用いて青色発光を増幅し、黄色発光を減衰させるこ
とがエネルギーのロスも比較的少なく好ましい構成である。
【０２２６】
ＥＬ層に含まれる発光層から全方向に射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電
極とによって反射され、共振する。なお、反射電極は、反射性を有する導電性材料により
形成し、その膜に対する可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１
００％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透
過・半反射電極は、反射性および光透過性を有する導電性材料により形成され、その膜に
対する可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつそ
の抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
【０２２７】
また、当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを
変え反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより
、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない
波長の光を減衰させることができる。
【０２２８】
なお、発光のうち、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発
光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすた
め、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数
、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節するこ
とにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅さ
せることができる。
【０２２９】
なお、上記構成においては、ＥＬ層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発
光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わ
せて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単
数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
【０２３０】
マイクロキャビティ構造を有することで、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。特に、上述の１，６−ビス（ジフ
ェニルアミノ）ピレン誘導体を発光中心物質として用いた発光素子は、当該誘導体からの
発光スペクトルの半値幅が狭く、シャープなスペクトル形状をしていることから、マイク
ロキャビティ構造を利用することによる発光の増幅効果が大きく、発光効率の非常に良好
な発光素子を得ることができる。
【０２３１】
≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図６を用いて説明する。なお、図６（Ａ）は、発光
装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
次に、断面構造について図６（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。
【０２３４】
なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＦＥＴ６２３とｐチャネル型ＦＥＴ６２
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。
【０２３５】
また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２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てい
るが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部として
もよい。
【０２３６】
ＦＥＴに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、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。ＦＥＴに用いる半導体の例としては、第１
３族（ガリウム等）半導体、第１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体、酸化物半導体
、有機半導体材料を用いることができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該
酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ
、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）等が挙げられる。なお、エネルギーギャッ
プが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導
体材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい
構成である。
【０２３７】
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ことができる。
【０２３８】
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乃至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。
【０２３９】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６及び第２の電極６１７がそれぞれ形成されてい
る。これらはそれぞれ図５（Ａ）乃至（Ｃ）で説明した第１の電極１０２、ＥＬ層１０３
（又はＥＬ層１０３ｄ若しくはＥＬ層１０３ａ）及び第２の電極１０４に相当する。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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、素子
基板６１０及び封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（
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。
【０２４２】
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成す
ることが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例と
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ある。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ある。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、以下のものがあげられる。例えば、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
るプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。また
は、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビ
ニルなどがある。または、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、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用い
てトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少な
く、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このような
トランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図
ることができる。
【０２４３】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子
を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を
設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板よ
り分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱
性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、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構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機
樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【０２４４】
つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトラ
ンジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。
トランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述した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、石材基板、木材基板、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ある。これら
の基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジ
スタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることがで
きる。
【０２４５】
図７には本実施の形態の発光装置の例を示す。図７（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１０２４Ｙ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２
４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３
１、シール材１０３２などが図示されている。なお、ＥＬ層は青蛍光と緑色りん光が合成
された光又は青色蛍光と黄色りん光が合成された光が出る構成を仮定しているが、これに
限られない。
【０２４６】
また、図７（Ａ）では赤色の色変換層１０３４Ｒ、緑色の色変換層１０３４Ｇ、青色の
カラーフィルタ層１０３４Ｂ、黄色の色変換層（青蛍光と緑りん光の場合）又は黄色のカ
ラーフィルタ層（青蛍光と黄色りん光の場合）１０３４Ｙ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。カラーフ
ィルタ層、色変換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、カラーフィルタ層、色変換層及び黒色層は、オーバーコート
層１０３６で覆われていても良い。
【０２４７】
図７（Ｂ）ではカラーフィルタ層及び色変換層をゲート絶縁膜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、カラーフィルタ層及び色変換層
は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
【０２４８】
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴ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８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。ＦＥＴ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、他の様々な材料を用いて形成する
ことができる。
【０２４９】
発光素子の第１の電極１０２４Ｙ、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８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
、図５（Ａ）乃至（Ｃ）のＥＬ層１０３、ＥＬ層１０３ｄ及びＥＬ層１０３ａ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。
【０２５０】
図８のようなトップエミッションの構造では色変換層やカラーフィルタ層を設けた封止
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。カラーフィルタ層
、色変換層及び黒色層（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。
【０２５１】
また、ここでは赤、緑、青、黄の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色や赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行ってもよい。
【０２５２】
図９には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図９（
Ａ）は、発光装置を示す図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。
図９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。
【０２５３】
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、画素
部に形成されたＦＥＴで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。
【０２５４】
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。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
。
【０２５５】
図１０（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７
１０１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、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
【０２５６】
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７１０
９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７１１
０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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
図１０（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、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１０（Ｂ１）のコンピュータは、図１０（Ｂ２）のよう
な形態であっても良い。図１０（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。
【０２５９】
図１０（Ｃ）（Ｄ）は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体７４
０１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７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯情報端末は、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。
【０２６０】
図１０（Ｃ）（Ｄ）に示す携帯情報端末は、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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
また、携帯情報端末内部に、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、携帯情報端末の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０
２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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７
４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。
また、表示部に近赤外光を発光するバックライト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。
【０２６７】
なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができ
る。
【０２６８】
また、表示部に本発明の一態様の有機化合物を含む発光素子を用いることが好ましい。
当該発光素子は発光効率が良好な発光素子とすることが可能であるため、消費電力の小さ
い電子機器を得ることができる。また、耐熱性の高い発光素子とすることが容易である。
【０２６９】
本発明の一態様である自動車を図１１に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュ
ボードに発光素子が搭載されている。表示領域５０００乃至表示領域５００５は発光素子
を用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の有機化合物を用いることが好まし
く、当該有機化合物を用いることによって消費電力の小さい発光素子とすることができる
。また、これにより表示領域５０００乃至表示領域５００５は消費電力を抑えられるため
、車載に好適である。
【０２７０】
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、発光
素子を用いる表示装置である。この発光素子を、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。
【０２７１】
表示領域５００２はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。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。
【０２７２】
表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距
離、給油量、ギア状態、空調の設定など、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。
【０２７３】
また、図１２（Ａ）〜（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１
２（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１２（Ｂ）に展開した状態又
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
。図１２（Ｃ）に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９３１
０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。
【０２７４】
表示パネル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。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パネル９３１１に用いることができる。表示パネル
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。
【０２７５】
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を得ることがで
きる。なお、適用できる電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野
の電子機器に適用することが可能である。
【０２７６】
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。
【符号の説明】
【０２７７】
１００    基板
１０１    封止基板
１０２    第１の電極
１０２Ｒ    第１の電極
１０２Ｇ    第１の電極
１０２Ｂ    第１の電極
１０２Ｙ    第１の電極
１０２Ｒｔ    透明導電膜
１０２Ｇｔ    透明導電膜
１０２Ｂｔ    透明導電膜
１０２Ｙｔ    透明導電膜
１０３    ＥＬ層
１０３ａ    ＥＬ層
１０３ｂ    第１の発光ユニット
１０３ｃ    第２の発光ユニット
１０３ｄ    ＥＬ層
１０３ｅ    第１のＥＬ層
１０３ｆ    第２のＥＬ層
１０３ｇ    第３のＥＬ層
１０３ｈ    第４のＥＬ層
１０３ｉ    第１のＥＬ層
１０３ｊ    第２のＥＬ層
１０３ｋ    第３のＥＬ層
１０３ｍ    第４のＥＬ層
１０４    第２の電極
１０５    ブラックマトリクス
１０６Ｒ    色変換層
１０６Ｇ    色変換層
１０６Ｙ    色変換層
１０７Ｇ    カラーフィルタ
１０７Ｂ    カラーフィルタ
１０７Ｙ    カラーフィルタ
１０９    中間層
１１４    正孔注入層
１１５    正孔輸送層
１１６    発光層
１１６ｄ−１    第１の発光層
１１６ｄ−２    第２の発光層
１１７    電子輸送層
１１８    電子注入層
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ＦＥＴ
６１２    電流制御用ＦＥＴ
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ＦＥＴ
６２４    ｐチャネル型ＦＥＴ
６２５    乾燥材
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
１０２４Ｙ  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  赤色の色変換層
１０３４Ｇ  緑色の色変換層
１０３４Ｂ  青色のカラーフィルタ層
１０３４Ｙ  黄色の色変換層
１０３５  黒色層（ブラックマトリックス）
１０３７  第３の層間絶縁膜
１０４０  画素部
１０４１  駆動回路部
１０４２  周辺部
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
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
９３１０    携帯情報端末
９３１１    表示パネル
９３１２    表示領域
９３１３    ヒンジ
９３１５    筐体
【図１】
2020047602.tif 000003
【図２】
2020047602.tif 000004
【図３】
2020047602.tif 000005
【図４】
2020047602.tif 000006
【図５】
2020047602.tif 000007
【図６】
2020047602.tif 000008
【図７】
2020047602.tif 000009
【図８】
2020047602.tif 000010
【図９】
2020047602.tif 000011
【図１０】
2020047602.tif 000012
【図１１】
2020047602.tif 000013
【図１２】
2020047602.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月16日(2020.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、それぞれ有機化合物を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子から発する光は、第１の色変換層には入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第２の発光素子から発する光は、第２の色変換層に入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第３の発光素子が発する光は、色変換層には入射されず、且つ第１のカラーフィルタを介して射出される発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の色変換層は、緑色の発光を呈する色変換物質を含み、
前記第２の色変換層は、赤色の発光を呈する色変換物質を含み、
前記第１のカラーフィルタは、青色の光を透過する発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の発光素子乃至前記第３の発光素子はタンデム型の発光素子である発光装置。
【請求項４】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、それぞれ有機化合物を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子及び前記第３の発光素子は、青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第２の発光素子は、前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有さず、
前記第１の発光素子から発する光は、第１の色変換層には入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第２の発光素子から発する光は、第２の色変換層に入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第３の発光素子が発する光は、色変換層及びカラーフィルタを介さずに射出される発光装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陽極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きい発光装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陰極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きい発光装置。
【請求項７】
第１の発光素子と、第２の発光素子と、第３の発光素子とを有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、それぞれ有機化合物を有し、
前記第１の発光素子、前記第２の発光素子及び前記第３の発光素子は、共通の青色の蛍光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第２の発光素子は、黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有し、
前記第１の発光素子及び前記第３の発光素子は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層を有さず、
前記第１の発光素子から発する光は、第１の色変換層には入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第２の発光素子から発する光は、第２の色変換層に入射され、且つカラーフィルタに入射されず、
前記第３の発光素子が発する光は、色変換層及びカラーフィルタを介さずに射出される発光装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陽極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に電子輸送性よりも正孔輸送性が大きい発光装置。
【請求項９】
請求項７において、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層は、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層よりも陰極側に位置し、
前記青色の蛍光を呈する発光材料を含む層と、前記黄色のりん光を呈する発光材料を含む層は、共に正孔輸送性よりも電子輸送性が大きい発光装置。
【請求項１０】
請求項４乃至請求項９のいずれか一項において、
前記第２の色変換層のＰＬ量子収率が５０％以上である発光装置。
【請求項１１】
請求項４乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の色変換層が発する光は、緑色の光であり、
前記第２の色変換層が発する光は、赤色の光である発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第１の色変換層及び前記第２の色変換層は、それぞれ量子ドットを用いた色変換層である発光装置。