(57)【要約】      （修正有）【課題】発光素子の発光効率を向上させる。【解決手段】第１の電極１００と第２の電極１０２との間に、複数の発光層を有し、複数の発光層は、第１の電極１００から順に、第１の発光層１２０、第２の発光層１２２、及び第３の発光層１３２を有し、第１の発光層１２０は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、第２の発光層１２２は、第２のホスト材料と、第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、第３の発光層１３２は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、第２の発光層と第３の発光層との間に、中間層１５０を有し、中間層１５０は、第２の発光層１２２側へ電子を注入し、且つ第３の発光層１３２側へ正孔を注入する機能を有し、第１の蛍光材料のＴ１準位は、第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、第１のホスト材料のＳ１準位は、第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高い発光素子。【選択図】図３
2020043351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、前記第１の電極から順に、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、前記第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に、中間層を有し、
前記中間層は、前記第２の発光層側へ電子を注入し、且つ前記第３の発光層側へ正孔を注入する機能を有し、
前記第１の蛍光材料のＴ１準位は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記第２のホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項２】
第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、前記第１の電極から順に、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、前記第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルのピークは、前記燐光材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重なり、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に、中間層を有し、
前記中間層は、前記第２の発光層側へ電子を注入し、且つ前記第３の発光層側へ正孔を注入する機能を有し
前記第１の蛍光材料のＴ１準位は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記第２のホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項３】
第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、前記第１の電極から順に、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、前記第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属又は第２族金属と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光材料のＴ１準位は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記第２のホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項４】
第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、前記第１の電極から順に、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、前記第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルのピークは、前記燐光材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重なり、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属又は第２族金属と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光材料のＴ１準位は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記第２のホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項５】
第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、前記第１の電極から順に、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、前記第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属の酸化物又は第２族金属の酸化物と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光材料のＴ１準位は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記第２のホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項６】
第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、前記第１の電極から順に、第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の蛍光材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、前記第２のホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第２の蛍光材料とを有し、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルのピークは、前記燐光材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重なり、
前記第２の発光層と前記第３の発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属の酸化物又は第２族金属の酸化物と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光材料のＴ１準位は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１のホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記第２のホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【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２の蛍光材料のＴ１準位は、前記第３のホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第３のホスト材料のＳ１準位は、前記第２の蛍光材料のＳ１準位よりも高い発光装置。
【請求項８】
陽極と陰極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、
最も前記陽極側にある第１の蛍光発光層と、
最も前記陰極側にある第２の蛍光発光層と、
前記第１の蛍光発光層と前記第２の蛍光発光層との間の、燐光発光層と、を有し、
前記燐光発光層は、ホスト材料と、前記ホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記燐光発光層と前記第２の蛍光発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属又は第２族金属と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＴ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記燐光発光層が有するホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項９】
陽極と陰極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、
最も前記陽極側にある第１の蛍光発光層と、
最も前記陰極側にある第２の蛍光発光層と、
前記第１の蛍光発光層と前記第２の蛍光発光層との間の、燐光発光層と、を有し、
前記燐光発光層は、ホスト材料と、前記ホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルのピークは、前記燐光材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重なり、
前記燐光発光層と前記第２の蛍光発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属又は第２族金属と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＴ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記燐光発光層が有するホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項１０】
陽極と陰極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、
最も前記陽極側にある第１の蛍光発光層と、
最も前記陰極側にある第２の蛍光発光層と、
前記第１の蛍光発光層と前記第２の蛍光発光層との間の、燐光発光層と、を有し、
前記燐光発光層は、ホスト材料と、前記ホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記燐光発光層と前記第２の蛍光発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属の酸化物又は第２族金属の酸化物と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＴ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記燐光発光層が有するホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項１１】
陽極と陰極との間に、複数の発光層を有し、
前記複数の発光層は、
最も前記陽極側にある第１の蛍光発光層と、
最も前記陰極側にある第２の蛍光発光層と、
前記第１の蛍光発光層と前記第２の蛍光発光層との間の、燐光発光層と、を有し、
前記燐光発光層は、ホスト材料と、前記ホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な材料と、燐光材料とを有し、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルのピークは、前記燐光材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重なり、
前記燐光発光層と前記第２の蛍光発光層との間に、電子輸送性材料と、第１族金属の酸化物又は第２族金属の酸化物と、正孔輸送性材料と、アクセプターとを有し、
前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＴ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＴ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料のＳ１準位は、前記第１の蛍光発光層が有する発光材料のＳ１準位よりも高く、
前記第１の蛍光発光層が有するホスト材料は、アントラセン誘導体、またはテトラセン誘導体であり、
前記燐光発光層が有するホスト材料は、トリアゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体のいずれかである発光装置。
【請求項１２】
請求項３乃至６、８乃至１１のいずれか一において、
前記アクセプターは、有機アクセプターである発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、発光素子、発光素子を有する発光装置、表示装置、電子機器、およ
び照明装置に関する。また、本発明の一態様の技術分野として、発光素子を有する半導体
装置およびその製造方法が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
一対の電極間に有機化合物を含む層を設けた発光素子、およびそれを含む発光装置は、
それぞれ有機電界発光素子、有機電界発光装置と呼ばれる。有機電界発光装置は表示装置
や照明装置などへの応用が可能である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０２０５６３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一態様の課題の一つは、発光素子の発光効率を向上させることである。または
、本発明の一態様の課題の一つは、発光装置やそれを含む半導体装置などを提供すること
である。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本
発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以
外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明
細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、第１の電極と、前記第１の電極上の第２の電極、ならびに第１の発
光層と第２の発光層を有する発光素子である。前記第１の発光層と第２の発光層はともに
前記第１の電極と第２の電極の間に設けられ、かつ、互いに重なる領域を有する。前記第
１の発光層は第１のホスト材料と第１の発光材料を有し、前記第２の発光層は第２のホス
ト材料と第２の発光材料を有する。前記第１の発光材料は蛍光材料であり、前記第２の発
光材料は燐光材料である。前記第１の発光材料の三重項励起状態の最も低い準位（Ｔ１準
位）は、前記第１のホスト材料のＴ１準位よりも高い。
【０００６】
本発明の他の一態様は、第１の電極と、前記第１の電極上の第２の電極、ならびに第１
の発光ユニットと第２の発光ユニットを有する発光素子である。前記第１の発光ユニット
と第２の発光ユニットはともに前記第１の電極と第２の電極間に設けられ、かつ、互いに
重なる領域を有する。前記第１の発光ユニットと第２の発光ユニットの間には中間層が設
けられる。前記第１の発光ユニットは、互いに重なり合う第１の発光層と第２の発光層を
有し、前記第２の発光ユニットは第３の発光層を有する。前記第１の発光層は第１のホス
ト材料と第１の発光材料を有し、前記第２の発光層は第２のホスト材料と第２の発光材料
を有し、前記第３の発光層は第３のホスト材料と第３の発光材料を有する。前記第１の発
光材料は蛍光材料であり、前記第２の発光材料は燐光材料であり、前記第３の発光材料は
蛍光材料あるいは燐光材料のうちの一つである。前記第１の発光材料のＴ１準位は、前記
第１のホスト材料のＴ１準位よりも高い。
【０００７】
なお、本明細書および請求項において蛍光材料とは、一重項励起状態の最も低い準位（
Ｓ１準位）から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料である。燐光材料
とは、Ｔ１準位から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材
料である。換言すると燐光材料とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料で
ある。
【０００８】
前記第１の発光層、第２の発光層、第３の発光層の各層では、前記第１のホスト材料、
第２のホスト材料、第３のホスト材料が重量比で最も多く存在する。
【０００９】
前記第２のホスト材料は前記第１のホスト材料よりもＴ１準位が高いことが好ましい。
【００１０】
前記第１の発光層と第２の発光層とは、互いに接する領域を有していても良い。
【００１１】
前記第１の発光層と第２の発光層とは、互いに離れていても良い。その場合、正孔輸送
性材料と電子輸送性材料が混合された層、あるいはバイポーラー性材料を有する層が間に
設けられていても良い。前記正孔輸送性材料と電子輸送性材料のうちの一つは前記第２の
ホスト材料と同一でも良い。前記バイポーラー材料は前記第２のホスト材料と同一でも良
い。
【００１２】
前記第２の発光層は第１の発光層上に設けても良く、前記第１の発光層を第２の発光層
上に設けても良い。
【００１３】
前記第２の発光ユニットを第１の発光ユニット上に設けても良く、前記第１の発光ユニ
ットを第２の発光ユニット上に設けても良い。
【００１４】
本発明の一態様は、上記各構成の発光素子を複数有し、トランジスタまたは基板を有す
る発光装置である。
【００１５】
本発明の一態様は、上記各構成の発光装置を有する電子機器である。
【００１６】
本発明の一態様は、上記各構成の発光装置と、筐体または支持体と、を有する照明装置
である。
【００１７】
なお、本明細書および請求項において発光装置とは、画像表示デバイス、あるいは画像
表示デバイスに用いられる光源を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆ
ｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅ
ｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）などが取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が
設けられたモジュール、または発光装置に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まれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様により、高効率な発光素子、発光装置、電子機器、または照明装置を提
供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではな
い。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお
、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるもの
であり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様である発光素子の構成例。
【図２】本発明の一態様である発光素子の発光機構。
【図３】本発明の一態様である発光素子の構成例。
【図４】本発明の一態様である発光装置の構成例。
【図５】本発明の一態様である発光装置の構成例。
【図６】本発明の一態様である電子機器の例。
【図７】本発明の一態様である電子機器の例。
【図８】本発明の一態様である照明装置の例。
【図９】実施例１および２における、発光素子１および発光素子２の模式図。
【図１０】実施例１における、発光素子１の電圧−輝度曲線。
【図１１】実施例１における、発光素子１の輝度−電流効率曲線と輝度−外部量子効率曲線。
【図１２】実施例１における、発光素子１の輝度−パワー効率曲線。
【図１３】実施例１における、発光素子１の電界発光スペクトル。
【図１４】実施例２における、発光素子２の電圧−輝度曲線。
【図１５】実施例２における、発光素子２の輝度−電流効率曲線と輝度−外部量子効率曲線。
【図１６】実施例２における、発光素子２の輝度−パワー効率曲線。
【図１７】実施例２における、発光素子２の電界発光スペクトル。
【図１８】参考例１における、発光素子３乃至発光素子６の模式図。
【図１９】参考例１における、発光素子３乃至発光素子６の輝度−電流効率曲線。
【図２０】参考例１における、発光素子３乃至発光素子６の電圧−輝度曲線。
【図２１】参考例１における、発光素子３乃至発光素子６の輝度−外部量子効率曲線。
【図２２】参考例１における、発光素子３乃至発光素子６の電界発光スペクトル。
【図２３】参考例１における、発光素子３乃至発光素子６の信頼性試験結果。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および
詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記
載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
１．  発光素子の構成例
本発明の一態様である発光素子の構成例について、図１（Ａ）を用いて説明する。発光
素子は、第１の電極１００、第２の電極１０２、およびこれらの間に設けられた第１の発
光層１２０と第２の発光層１２２を有する。第１の発光層１２０と第２の発光層１２２は
互いに重なる。以下、第１の電極１００を陽極、第２の電極１０２を陰極として説明する
。
【００２２】
１−１．  電極
第１の電極１００と第２の電極１０２は、第１の発光層１２０と第２の発光層１２２へ
それぞれ正孔と電子を注入する機能を有する。これらの電極は金属、合金、導電性化合物
、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアル
ミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）が典型例であり、その他、タングステン、クロム、モリブ
デン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム（Ｌｉ）やセシウムなどのアルカリ金属、カ
ルシウム、マグネシウム（Ｍｇ）などの第２族金属を用いることができる。遷移金属とし
て希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ
、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、酸化インジウム
−酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物が挙げられる。導電
性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これ
らの材料の複数を積層することによって第１の電極１００、あるいは第２の電極１０２、
あるいはその両者を形成しても良い。
【００２３】
第１の発光層１２０と第２の発光層１２２から得られる発光は、第１の電極１００、第
２の電極１０２、あるいはこれらの両方を通して取り出される。従って、これらのうちの
少なくとも一つは可視光を透過する。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性
の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さで第１の電極１００あるい
は第２の電極１０２、あるいはこれらの一部を形成すればよい。この場合、具体的には１
ｎｍ以上１０ｎｍ以下の厚さで形成する。
【００２４】
１−２．  第１の発光層
第１の発光層１２０は第１のホスト材料と第１の発光材料を有し、第１の発光材料は蛍
光材料である。第１の発光層１２０中では、第１のホスト材料が重量比で最も多く存在し
、第１の発光材料は第１のホスト材料中に分散される。第１の発光材料のＴ１準位は第１
のホスト材料のＴ１準位よりも高い。第１のホスト材料のＳ１準位は第１の発光材料のＳ
１準位よりも高いことが好ましい。第１の発光層１２０の発光機構は後述する。
【００２５】
第１のホスト材料として、アントラセン誘導体、あるいはテトラセン誘導体が好ましい
。これらの誘導体はＳ１準位が高く、Ｔ１準位が低いからである。具体的には、９−フェ
ニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール
（ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾール（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（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（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（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（ＦＬＰＰＡ）などが挙げ
られる。あるいは、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２
−イル）テトラセンなどが挙げられる。
【００２６】
第１の発光材料としては、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体
、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン
誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジ
ン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導
体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ビス
（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９
−イル）フェニル〕ピレン−１，６−ジアミン（１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、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（１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジ
ベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（１，６Ｆ
ｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニ
ルピレン−１，６−ジアミン（１，６ＴｈＡＰｒｎ）などが挙げられる。
【００２７】
１−３．  第２の発光層
第２の発光層１２２は第２のホスト材料と第２の発光材料を有し、第２の発光材料は燐
光材料である。第２の発光層１２２中では、第２のホスト材料が重量比で最も多く存在し
、第２の発光材料は第２のホスト材料中に分散される。第２のホスト材料のＴ１準位は第
２の発光材料のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
【００２８】
第２の発光材料としては、イリジウム、ロジウム、あるいは白金系の有機金属錯体、あ
るいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタ
ル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ
−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラ
ジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフ
ィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
【００２９】
第２のホスト材料としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘
導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾ
キノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘
導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体
などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられ
る。
【００３０】
第２の発光層１２２には、第２のホスト材料とエキサイプレックス（すなわち、ヘテロ
エキシマー）を形成可能な添加剤がさらに含まれていても良い。この場合、エキサイプレ
ックスの発光ピークが第２の発光材料の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  Ｌｉｇａｎ
ｄ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の
吸収帯と重なるように第２のホスト材料、添加剤、および第２の発光材料を選択すること
が好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子を与えることができる。
【００３１】
第１の発光材料と第２の発光材料の発光色に限定は無く、同じでも異なっていても良い
。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が
互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与えることができる。発光素子の信
頼性を考慮すると、第１の発光材料の発光ピーク波長は第２の発光材料のそれよりも短い
ことが好ましい。例えば、第１の発光材料が青色に発光し、第２の発光材料が緑色、黄色
、あるいは赤色に発光することが好ましい。
【００３２】
第２の発光層１２２は、複数の層が積層された構造を有していても良い。この場合、複
数の層において互いに異なる構造や材料を採用しても良い。
【００３３】
なお、第１の発光層１２０、及び第２の発光層１２２は、蒸着法（真空蒸着法を含む）
、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
【００３４】
１−４．  その他の層
図１（Ａ）に示すように、本発明の一形態の発光素子は上述した第１の発光層１２０と
第２の発光層１２２以外の層を有していても良い。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電
子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層などを有していても良い。また、これら
の各層は複数の層から形成されていても良い。これらの層はキャリア注入障壁を低減する
、キャリア輸送性を向上する、あるいは電極による消光現象を抑制することができ、発光
効率の向上や駆動電圧の低減に寄与する。図１（Ａ）は、第１の発光層１２０と第２の発
光層１２２以外に正孔注入層１２４、正孔輸送層１２６、電子輸送層１２８、電子注入層
１３０を有する発光素子を示している。なお本明細書および請求項において、第１の電極
１００と第２の電極１０２の間に設けられた複数の層全体をＥＬ層と定義する。例えば図
１（Ａ）では、正孔注入層１２４、正孔輸送層１２６、第１の発光層１２０、第２の発光
層１２２、電子輸送層１２８、ならびに電子注入層１３０を含む積層体がＥＬ層である。
【００３５】
１−４−１．  正孔注入層
正孔注入層１２４は、第１の電極１００からのホール注入障壁を低減することでホール
注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳
香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナ
ジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられ
る。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げら
れる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げら
れる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えばド
ープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレン
スルホン酸）などがその代表例である。
【００３６】
正孔注入層１２４として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の混
合層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料
を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では電界の存在下、あるいは非存在下に
おいて電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体や
クロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げるこ
とができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフル
オロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１
−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ
−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する材料である。また、遷移金属
酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化
バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステ
ン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも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。
【００３７】
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１
×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用い
ることができる。また、前記正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
【００３８】
１−４−２．  正孔輸送層
正孔輸送層１２６は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１２４の材料として例
示した材料を使用することができる。正孔輸送層１２６は正孔注入層１２４に注入された
正孔を第１の発光層１２０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１２４の最高被占軌
道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａ
ｌ）準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
【００３９】
１−４−３．  電子注入層
電子注入層１３０は第２の電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を
促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、電子輸送性材料（後述）と、これに対
して電子供与性を示す材料の混合層を用いることもできる。電子供与性を示す材料として
は、第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。
【００４０】
１−４−４．  電子輸送層
電子輸送層１２８は、電子注入層１３０を経て第２の電極１０２から注入された電子を
第２の発光層１２２へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子
の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を
有する材料であることが好ましい。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子
、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール
誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘
導体などが挙げられる。
【００４１】
なお、上述した正孔注入層１２４、正孔輸送層１２６、電子注入層１３０、及び電子輸
送層１２８は、それぞれ蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラ
ビア印刷法等の方法で形成することができる。
【００４２】
また、正孔注入層１２４、正孔輸送層１２６、電子注入層１３０、及び電子輸送層１２
８には、上述した材料の他、無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー
、ポリマー等）を用いてもよい。
【００４３】
２．  発光素子の他の構成例
図１（Ａ）に示した発光素子では、第２の発光層１２２が第１の発光層１２０の上に設
置されているが、本発明の一態様はこの構造に限られず、図１（Ｂ）に示すように、第１
の発光層１２０が第２の発光層１２２の上に位置しても良い。
【００４４】
３．  第１の発光層１２０の発光機構
第１のホスト材料と第１の発光材料のエネルギー準位の相関を図２に示す。図２におけ
る符号は以下のとおりである。
Ｓ０（ｈ）：第１のホスト材料の基底状態の準位
Ｓ０（ｇ）：第１の発光材料の基底状態の準位
Ｓ１（ｈ）：第１のホスト材料の一重項励起状態の最も低い準位
Ｓ１（ｇ）：第１の発光材料の一重項励起状態の最も低い準位
Ｔ１（ｈ）：第１のホスト材料の三重項励起状態の最も低い準位
Ｔ１（ｇ）：  第１の発光材料の三重項励起状態の最も低い準位
【００４５】
上述したように、第１の発光層１２０は第１のホスト材料と、これよりもＴ１準位の高
い第１の発光材料を有する。従って、Ｔ１（ｇ）はＴ１（ｈ）よりも高い。また、第１の
発光層１２０中では、第１の発光材料と比較して第１のホスト材料は大量に存在する。図
２では、２分子の第１のホスト材料と１分子の第１の発光材料のエネルギー準位が示され
ている。
【００４６】
キャリアの再結合により、第１の発光層１２０で励起状態が形成される。第１の発光材
料と比較して第１のホスト材料は大量に存在するので、励起状態はほぼ第１のホスト材料
の励起状態として存在する。ここで、キャリア再結合によって生じる一重項励起状態と三
重項励起状態の比（以下、励起子生成確率）は約１：３となる。すなわち、Ｓ１（ｈ）を
有する一重項励起状態が約１、Ｔ１（ｈ）を有する三重項励起状態が約３の割合で生成す
る。
【００４７】
Ｓ１（ｇ）がＳ１（ｈ）よりも低い場合、第１のホスト材料の一重項励起状態から第１
の発光材料に速やかにエネルギーが移動（一重項エネルギー移動。過程（ａ））して第１
の発光材料の一重項励起状態が生じ、それが輻射過程によって基底状態に緩和（過程（ｂ
））することにより発光を得ることができる。このとき、Ｔ１（ｈ）がＴ１（ｇ）よりも
高い場合、第１のホスト材料の三重項励起状態から第１の発光材料に速やかにエネルギー
移動（三重項エネルギー移動）が生じ、第１の発光材料の三重項励起状態が形成される。
しかしながら第１の発光材料は蛍光材料であるため、三重項励起状態は可視光領域に発光
を与えない。従って、第１のホスト材料の三重項励起状態を発光として利用することがで
きない。従ってＴ１（ｈ）がＴ１（ｇ）よりも高い場合には、過程（ａ）による発光しか
利用できないことになり、その結果、注入したキャリアのうち、最大でも約２５％しか発
光に利用することができない。
【００４８】
一方、図２に示すように、本発明の一態様の発光素子ではＴ１（ｇ）はＴ１（ｈ）より
も高い。従って、第１のホスト材料から第１の発光材料への三重項エネルギー移動（過程
（ｃ））は生じない、あるいは無視できる程度である。この場合、第１のホスト材料の三
重項状態は、無輻射過程によって基底状態へ緩和する過程（過程（ｄ））と、三重項−三
重項消滅（ＴＴＡ：Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）によ
って第１のホスト材料の一重項励起状態を生成する過程が競争する。ＴＴＡによって生成
した第１のホスト材料の一重項励起状態からは、それよりも準位の低いＳ１（ｇ）へエネ
ルギー移動（過程（ｅ））が起こるので、第１の発光材料の一重項励起状態を与えること
ができる。
【００４９】
すなわち第１の発光層１２０では、（１）キャリア再結合によって直接生成する第１の
ホスト材料の一重項励起状態からのエネルギー移動過程（ａ）、および（２）ＴＴＡを経
て生成される第１のホスト材料の一重項励起状態からのエネルギー移動過程（ｅ）、とい
う２つの過程を経て第１の発光材料の一重項励起状態が形成される。上述したように、Ｔ
１（ｇ）がＴ１（ｈ）よりも低い場合には前者の過程しか利用することができないため、
発光素子の効率は励起子生成確率に支配される。これに対し、本発明の一形態の発光素子
のようにＴ１（ｇ）がＴ１（ｈ）よりも高い場合には、両者の過程を利用することができ
るため、励起子生成確率を超える発光効率を得ることができ、高効率の発光素子を与える
ことができる。
【００５０】
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。
【００５１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について図１（Ｃ）を用いて説明す
る。本実施の形態の発光素子は、第１の発光層１２０と第２の発光層１２２の間に分離層
１３５を有する点で実施の形態１の発光素子と異なっている。分離層１３５は第１の発光
層１２０と第２の発光層１２２に接している。他の層の構造は実施の形態１のそれと同様
であるので、説明は省略する。
【００５２】
分離層１３５は、第２の発光層１２２中で生成する第２のホスト材料の励起状態や第２
の発光材料の励起状態から第１の発光層１２０中の第１のホスト材料や第１の発光材料へ
のデクスター機構によるエネルギー移動（特に三重項エネルギー移動）を防ぐために設け
られる。従って、分離層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。具体的には、０．１ｎｍ以上
２０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、あるいは１ｎｍ以上５ｎｍ以下である
。
【００５３】
分離層１３５は単一の材料で構成されていても良いが、正孔輸送性材料と電子輸送性材
料の両者が含まれていても良い。単一の材料で構成する場合、バイポーラー性材料を用い
ても良い。ここでバイポーラー性材料とは、電子と正孔の移動度の比が１００以下である
材料を指す。分離層１３５に含まれる材料は、実施の形態１で例示した正孔輸送性材料ま
たは電子輸送性材料などを使用することができる。また、分離層１３５に含まれる材料、
もしくはそのうちの少なくとも一つは、前記第２のホスト材料と同一の材料で形成しても
良い。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。
【００５４】
あるいは、分離層１３５に含まれる材料、もしくはそのうちの少なくとも一つは、第２
のホスト材料よりもＴ１準位が高くても良い。
【００５５】
正孔輸送性材料と電子輸送性材料の分離層１３５中の混合比を調整することによって再
結合領域を調整することができ、これにより発光色の制御を行うことができる。例えば、
第１の電極１００と第２の電極１０２がそれぞれ陽極と陰極である場合、分離層１３５の
正孔輸送性材料の割合を増やすことで再結合領域を第１の電極１００側から第２の電極１
０２側へシフトすることができる。これにより、第２の発光層１２２からの発光の寄与を
増大させることができる。逆に、分離層１３５の電子輸送性材料の割合を増やすことで再
結合領域を第２の電極１０２側から第１の電極１００側へシフトすることができ、第１の
発光層１２０からの発光の寄与を増大させることができる。第１の発光層１２０と第２の
発光層１２２からの発光色が異なる場合には、再結合領域を調整することで発光素子全体
の発光色を変化させることができる。
【００５６】
前記正孔輸送性材料と電子輸送性材料は分離層１３５内でエキサイプレックスを形成し
ても良く、これによって励起子の拡散を効果的に防ぐことができる。具体的には、第２の
ホスト材料の励起状態あるいは第２の発光材料の励起状態から、第１のホスト材料あるい
は第１の発光材料へのエネルギー移動を防ぐことができる。
【００５７】
実施の形態１で示した発光素子と同様、図１（Ｄ）に示すように、第１の発光層１２０
が第２の発光層１２２の上に位置しても良い。この場合、正孔輸送層１２６上に第２の発
光層１２２が設けられ、その上に分離層１３５を介して第１の発光層１２０が設けられる
。
【００５８】
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。
【００５９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について図３（Ａ）を用いて説明す
る。
【００６０】
１．  発光素子の構成例
本実施の形態に示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように、第１の電極１００、第２の
電極１０２、およびこれらの間に設けられた第１の発光ユニット１４０−１、第２の発光
ユニット１４０−２を有する。第１の発光ユニット１４０−１と第２の発光ユニット１４
０−２は互いに重なっており、その間には中間層１５０が設けられる。以下、第１の電極
１００を陽極、第２の電極１０２を陰極として説明する。第１の電極１００や第２の電極
１０２など、実施の形態１および２と同じ符号、あるいは名称を付与した構成要素は実施
の形態１や２のそれと同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００６１】
１−１．  第１の発光ユニット
第１の発光ユニット１４０−１は、第１の発光層１２０と第２の発光層１２２を有する
。これらの層の構成や材料は実施の形態１で示したものと同様である。従って、図３（Ａ
）に示した発光素子では第２の発光層１２２が第１の発光層１２０の上に設置されている
が、第１の発光層１２０を第２の発光層１２２の上に設けても構わない。また、図３（Ａ
）に示すように、正孔注入層１２４や正孔輸送層１２６−１、電子輸送層１２８−１を設
けても良い。これらの層としては、実施の形態１に示した正孔注入層１２４や正孔輸送層
１２６、電子輸送層１２８と同様のものを使用することができる。なお、図示しないが、
実施の形態２で示したように、第１の発光層１２０と第２の発光層１２２の間に分離層１
３５を設けても良い。
【００６２】
１−２．  中間層
中間層１５０は第１の電極１００と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、第１の
発光ユニット１４０−１に電子を注入し、第２の発光ユニット１４０−２に正孔を注入す
る機能を有する。また、可視光を透過することができ、４０％以上の透過率を有すること
が好ましい。ここでは、中間層１５０は第１の層１５０−１と第２の層１５０−２で構成
される。第１の層１５０−１は第１の発光ユニット１４０−１側に設けられ、第２の層１
５０−２は第２の発光ユニット１４０−２側に設けられる。
【００６３】
第１の層１５０−１は、例えば第１族金属や第２族金属、あるいはこれらの化合物（酸
化物やハロゲン化物、炭酸塩など）を用いることができる。あるいは、実施の形態１で示
した電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の混合層を用いることもでき
る。
【００６４】
第２の層１５０−２は、実施の形態１で示した遷移金属酸化物を有する層を用いること
ができる。あるいは、正孔輸送性材料とこれに対して電子受容性を示す材料の混合層、も
しくは電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いることがで
きる。具体的には、実施の形態１で示した正孔注入層１２４として用いることが可能な混
合層や積層を用いることができる。
【００６５】
なお、図示しないが、第１の層１５０−１と第２の層１５０−２の間にバッファー層を
設けても良い。これにより、第１の層１５０−１と第２の層１５０−２を構成する材料同
士が界面で反応することを防ぐことができる。バッファー層は電子輸送性材料を含む層で
あり、電子輸送性材料としては、例えばペリレン誘導体や含窒素縮合芳香族化合物などが
挙げられる。
【００６６】
中間層１５０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア
印刷法等の方法で形成することができる。
【００６７】
１−３．  第２の発光ユニット
第２の発光ユニット１４０−２は第３の発光層１３２を有する。第３の発光層１３２は
第３のホスト材料と第３の発光材料を有し、第３の発光材料は蛍光材料、もしくは燐光材
料である。第３の発光層１３２中では第３のホスト材料が重量比で最も多く存在し、第３
の発光材料は第３のホスト材料中に分散される。第３のホスト材料は、実施の形態１で示
した第１のホスト材料や第２のホスト材料と同様のものを用いることができる。また、第
３のホスト材料は第１のホスト材料や第２のホスト材料と同じでも良く、異なっていても
良い。第３の発光材料として蛍光材料を用いる場合には、第３のホスト材料のＳ１準位は
第３の発光材料のそれよりも高いことが好ましい。一方、第３の発光材料として燐光材料
を用いる場合には、第３のホスト材料のＴ１準位は第３の発光材料のそれよりも高いこと
が好ましい。第３の発光材料としては、実施の形態１で示した第１の発光材料や第２の発
光材料と同様の材料を使用することができる。
【００６８】
第３の発光材料は、第１の発光材料や第２の発光材料と同じでも良く、異なっていても
良い。例えばこれら第１の発光材料と第２の発光材料、および第３の発光材料を用いて赤
、青、緑の三原色の発光を与えるようにすることで、発光素子から演色性の高い白色光を
取り出すことができる。
【００６９】
図３（Ａ）に示した発光素子では、第２の発光ユニット１４０−２は、さらに正孔輸送
層１２６−２、電子輸送層１２８−２、及び電子注入層１３０を有する。これらの層も実
施の形態１に示したものと同様のものを用いることができる。
【００７０】
実施の形態１や２で示した発光素子と比較すると、本実施の形態で示した発光素子の駆
動電圧は上昇するものの、同程度の電流密度において２倍あるいはそれ以上の電流効率を
得ることが可能であり、高い効率の発光素子を実現することができる。
【００７１】
２．  発光素子の他の構成例
図３（Ａ）で示した発光素子では、第１の発光層１２０と第２の発光層１２２を有する
発光ユニット（第１の発光ユニット１４０−１）が第１の電極１００側に形成されている
が、図３（Ｂ）に示すように、第２の電極１０２側に形成されていても良い。またこの場
合、実施の形態２と同様に、第１の発光層１２０と第２の発光層１２２の間に分離層１３
５を設けても良い。
【００７２】
ここでは２つの発光ユニットを有する発光素子について、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて説
明を行ったが、図３（Ｃ）に示すように、ｎ個（ｎは３以上の整数）の発光ユニット（１
４０−１〜１４０−ｎ）を積層した発光素子も本発明の実施態様に含まれる。この場合、
隣接する発光ユニット間に中間層（１５０（１）〜１５０（ｎ−１））が設けられる。ま
た、ｎ個の発光ユニットのうち少なくとも１つが前記第１の発光ユニットと同様の構成を
有し、少なくとも他の１つが前記第２の発光ユニットと同様の構成を有していれば良い。
【００７３】
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。
【００７４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置の一例として、アクテ
ィブマトリクス型発光装置について、図４を用いて説明する。図４（Ａ）は発光装置の上
面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
【００７５】
図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置は素子基板４０１上にソース側駆動回路４０
３、画素部４０２、ゲート側駆動回路４０４ａ、４０４ｂを有する。４０６は封止基板、
４０５はシール材であり、シール材４０５で囲まれた内側は領域４１８になっている。素
子基板４０１や封止基板４０６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などからなる可撓性基板を用いることができる。配線４０７は引
き回し配線であり、ＦＰＣ４０８から種々の信号を受け取り、ソース側駆動回路４０３及
びゲート側駆動回路４０４ａ、４０４ｂに伝送する。ＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷ
Ｂ）が取り付けられていても良い。
【００７６】
図４（Ｂ）では簡素化のため、ソース側駆動回路４０３の一部と画素部４０２中の一つ
の画素が示されている。図４（Ｂ）に示すように、ソース側駆動回路４０３にはｎチャネ
ル型トランジスタ４０９とｐチャネル型トランジスタ４１０とを組み合わせたＣＭＯＳ回
路が形成されるが、これ以外の回路、例えばＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路が形成さ
れても良い。また、ソース側駆動回路４０３やゲート側駆動回路４０４ａ、４０４ｂの全
て、あるいは一部を基板上ではなく、基板の外部に形成することもできる。前記トランジ
スタはスタガ型でも良く、逆スタガ型でも良い。トランジスタを構成する半導体層の材料
としては、シリコン及びゲルマニウムなどの第１４族元素、ガリウムヒ素やインジウムリ
ンなどの化合物、あるいは酸化亜鉛や酸化スズなどの酸化物など、半導体特性を示す物質
であればどのような材料を用いてもよい。半導体特性を示す酸化物（酸化物半導体）とし
ては、インジウム、ガリウム、アルミニウム、亜鉛及びスズから選ばれる元素の複合酸化
物などを用いることができる。半導体層は結晶、非晶質のどちらであってもよい。結晶性
半導体の具体例としては、単結晶半導体、多結晶半導体、若しくは微結晶半導体が挙げら
れる。
【００７７】
画素部４０２はスイッチング用トランジスタ４１１と、電流制御用トランジスタ４１２
、および電流制御用トランジスタ４１２に電気的に接続された第１の電極４１３を含む複
数の画素により形成される。第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されて
いる。
【００７８】
絶縁物４１４の開口部に実施の形態１、２、あるいは３で示した発光素子の構成を適用
した発光素子４１７が設けられる。すなわち発光素子４１７は、第１の電極４１３、ＥＬ
層４１５、および第２の電極４１６を有しており、ＥＬ層４１５には少なくとも第１の発
光層と第２の発光層が含まれており、第３の発光層がさらに含まれていても良い。なお、
画素部４０２には複数の発光素子が形成されるが、その一部に本実施の形態１から３で説
明した発光素子とは異なる構成を有する発光素子が含まれていても良い。
【００７９】
シール材４０５によって封止基板４０６と素子基板４０１が貼り合わされており、領域
４１８に発光素子４１７が配置される。領域４１８は不活性ガス、あるいは樹脂や乾燥剤
、又はその両方で充填される。シール材４０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用
いるのが好ましい。
【００８０】
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。
【００８１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置の一例として、パッシ
ブマトリクス型発光装置について、図５を用いて説明する。図５（Ａ）は発光装置を示す
斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＸ−Ｙ断面図である。
【００８２】
発光装置は基板５５１、第１の電極５５２、第２の電極５５６、およびＥＬ層５５５を
有し、ＥＬ層５５５は実施の形態１、２、あるいは３で示した第１の発光層１２０と第２
の発光層１２２を有する。第１の電極５５２の一部は絶縁層５５３で覆われており、絶縁
層５５３上には隔壁層５５４が設けられている。隔壁層５５４は、基板５５１から離れる
につれてその幅が大きくなる。つまり、隔壁層５５４の短辺方向の断面は台形であり、絶
縁層５５３に接する底辺が上辺よりも短い。これにより、クロストークに起因した発光素
子の不良を防ぐことが出来る。
【００８３】
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。
【００８４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を有する発光装置を含む電子機器の
一例について、図６、図７を用いて説明する。
【００８５】
電子機器として、例えば、テレビジョン装置、コンピュータ、カメラ（デジタルカメラ
や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、携帯情報端末、ゲー
ム機、音響再生装置などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
【００８６】
図６（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６１００は筐体
６１０１に表示部６１０３が組み込まれている。表示部６１０３には、実施の形態１、２
、あるいは３に示した発光素子を含む発光装置が設けられている。
【００８７】
図６（Ｂ）はコンピュータの一例を示している。コンピュータは本体６２０１、筐体６
２０２、表示部６２０３、キーボード６２０４、外部接続ポート６２０５、ポインティン
グデバイス６２０６などを含む。表示部６２０３には、実施の形態１、２、あるいは３に
示した発光素子を含む発光装置が設けられている。
【００８８】
図６（Ｃ）はスマートウオッチの一例を示している。スマートウオッチは筐体６３０２
、表示パネル６３０４、操作ボタン６３１１、６３１２、接続端子６３１３、バンド６３
２１、留め金６３２２などを有する。表示パネル６３０４には実施の形態１、２、あるい
は３に示した発光素子を含む発光装置が設けられている。また、表示パネル６３０４は非
矩形状の表示領域を有しており、時刻を表すアイコン６３０５、その他のアイコン６３０
６などを表示することができる。
【００８９】
図６（Ｄ）は携帯電話機の一例を示している。携帯電話機６４００は、筐体６４０１に
組み込まれた表示部６４０２の他、操作ボタン６４０３、外部接続ポート６４０４、スピ
ーカ６４０５、マイク６４０６などを備えている。表示部６４０２には、実施の形態１、
２、あるいは３に示した発光素子を含む発光装置が設けられている。また、図示しないが
、表示部６４０２にはタッチパネルが設けられており、表示部６４０２を指などで触れる
ことで、携帯電話機６４００を操作、または携帯電話機６４００へ情報を入力することが
できる。また、表示部６４０２にイメージセンサを搭載して撮像機能を付与しても良い。
【００９０】
図７は２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示している。図７（Ａ）には開いた状
態が示されている。タブレット型端末は、筐体７３０、表示部７３１ａ、表示部７３１ｂ
、表示モード切り替えスイッチ７３４、電源スイッチ７３５、省電力モード切り替えスイ
ッチ７３６、留め具７３３、操作スイッチ７３８などを有する。表示部７３１ａと表示部
７３１ｂの一方、あるいは両方には、実施の形態１、２、あるいは３に示した発光素子を
含む発光装置が設けられている。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７３０を閉じることによって表示部７３１ａ、表示部７３１ｂを保護することができる
。
【００９１】
表示部７３１ａと表示部７３１ｂの一部あるいは全部をタッチパネル領域７３２ａ、７
３２ｂとすることができ、表示された操作キー７３７や操作スイッチ７３９に触れること
でデータ入力などの各種操作を行うようにしても良い。
【００９２】
表示モード切り替えスイッチ７３４によって、縦表示または横表示などの表示方向の切
り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどが選択できる。省電力モード切り替えスイ
ッチ７３６により、タブレット型端末に内蔵される光センサで検出される外光量に応じて
表示の輝度を最適化することができる。
【００９３】
図７（Ａ）は表示部７３１ａと表示部７３１ｂの表示面積が同じ例を示しているが、面
積が互いに異なっていてもよく、表示の仕様が異なっていてもよい。例えば一方が他方よ
りも高精細であっても良い。
【００９４】
図７（Ｂ）はタブレット型端末が閉じた状態を示しており、太陽電池７５０、充放電制
御回路７５２、バッテリー７５４、ＤＣＤＣコンバータ７５６などが図示されている。太
陽電池７５０によって電力をタブレット型端末に供給することができる。なお、太陽電池
７５０は筐体７３０の片面または両面のいずれに設けても良い。
【００９５】
以上のように、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
。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。
【００９６】
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。
【００９７】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を有する発光装置を含む照明装置の
一例について、図８を用いて説明する。
【００９８】
図８は、天井に設置された照明装置８０１、壁面に設置された照明装置８０３、曲面上
に設置された照明装置８０２、テーブルなどの家具に設置された照明装置８０４を示して
いる。照明装置８０１は、筐体８２１と、筐体８２１内に設置された発光装置８１１と、
を有する。また、照明装置８０２は、支持体８２２と、支持体８２２上の発光装置８１２
と、を有する。また、照明装置８０３は、壁面に発光装置８１３が設置される。また、照
明装置８０４は、支持体８２４と、支持体８２４上の発光装置８１４と、を有する。これ
らの照明装置が有する発光装置に実施の形態１、２、あるいは３に示した発光素子を適用
することができる。
【００９９】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いるこ
とができる。
【実施例１】
【０１００】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子の作製例を示す。本実施例で作製する発
光素子（発光素子１）の模式図を図９（Ａ）に、素子構造の詳細を表１に、使用した化合
物の構造と略称を以下に示す。
【化１】
2020043351.tif 000003
【化２】
2020043351.tif 000004
【表１】
2020043351.tif 000005
【０１０１】
１．  発光素子１の作製
ガラス基板上に形成された酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ（Ｉｎｄｉｕ
ｍ  Ｔｉｎ  ＳｉＯ２  Ｄｏｐｅｄ  Ｏｘｉｄｅ）、膜厚１１０ｎｍ、面積４ｍｍ２（２
ｍｍ×２ｍｍ））を第１の電極１００とし、この上に１，３，５−トリ（ジベンゾチオフ
ェン−４−イル）ベンゼン（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンを重量比（ＤＢＴ３Ｐ
−ＩＩ：ＭｏＯ３）が２：１、膜厚が３０ｎｍになるように共蒸着して正孔注入層１２４
を形成した。
【０１０２】
正孔注入層１２４上に３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル
−９Ｈ−カルバゾール（ＰＣＰＰｎ）を膜厚が２０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層
１２６を形成した。
【０１０３】
正孔輸送層１２６上に７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７
Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、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（ＰＣｚＰＡ）、
および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（１，６ｍＭｅｍＦ
ＬＰＡＰｒｎ）を重量比（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：ＰＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎ）が０．３：０．７：０．０５、膜厚が２０ｎｍになるように共蒸着して第１の発光層
１２０を形成した。
【０１０４】
第１の発光層１２０上に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（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、Ｎ−（１
，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ
−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（ＰＣＢＢｉＦ
）、およびビス（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）（Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））を重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−
ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））が０．５：０．５：０．０５、膜
厚が１０ｎｍになるように共蒸着して第２の発光層１２２の一層目１２２（１）を形成し
た。
【０１０５】
この上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、およびビス［２−（６−ｔｅｒ
ｔ−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）（Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））を重量
比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）
）が０．７：０．３：０．０５、膜厚が２０ｎｍになるように共蒸着して第２の発光層１
２２の二層目１２２（２）を形成した。
【０１０６】
この上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、バソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）をそれぞ
れ膜厚が１０ｎｍ、１５ｎｍになるように順次蒸着し、電子輸送層（１２８（１）、１２
８（２））を形成した。電子輸送層（１２８（１）、１２８（２））上にフッ化リチウム
（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚になるように蒸着して電子注入層１３０を形成し、さらにアル
ミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍの膜厚になるように蒸着して第２の電極１０２を形成した
。窒素雰囲気下、シール材を用いて対向ガラス基板をガラス基板上に固定することで封止
を行い、発光素子１を得た。
【０１０７】
２．  発光素子１の特性
発光素子１の初期特性を図１０から図１３に示す。図１０に示すように、発光素子１は
２．４Ｖ付近から発光が始まり、５．０Ｖの電圧で８０００ｃｄ／ｍ２を超える輝度を示
すことから、低電圧で駆動できることが分かる。また、１０００ｃｄ／ｍ２において電流
効率、外部量子効率はそれぞれ２０．４ｃｄ／Ａ、１０．７％（図１１参照）、パワー効
率は１６．９ｌｍ／Ｗ（図１２参照）であり、このことから高い効率を有することが確認
できる。この発光素子１は、青色発光蛍光材料（１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を第１
の発光層１２０に、赤色発光燐光材料（Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））を第２の発光層
１２２のうちの一層目１２２（１）に、緑色発光燐光材料（Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａ
ｃａｃ））を第２の発光層１２２のうちの二層目１２２（２）に有している。図１３に発
光素子の５００ｃｄ／ｍ２における電界発光スペクトルを示す。赤、青、緑の波長領域に
ピークがそれぞれ観測されることから、これらの３つの発光材料から同時に発光が得られ
ていることが分かる。実際、１０００ｃｄ／ｍ２における発光の色度は（ｘ、ｙ）＝（０
．３８、０．３６）であり、白色発光が得られていることが分かる。
【実施例２】
【０１０８】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子の作製例を示す。本実施例で作製する発
光素子（発光素子２）の模式図を図９（Ｂ）に、素子構造の詳細を表２に、使用した化合
物の構造と略称を以下に示す。なお、実施例１に記載の発光素子１で使用した化合物の構
造と略称は省略する。
【化３】
2020043351.tif 000006
【表２】
2020043351.tif 000007
【０１０９】
１．  発光素子２の作製
発光素子１と同様に第１の電極１００上に正孔注入層１２４と正孔輸送層１２６を形成
した後、ＰＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを重量比（ＰＣｚＰＡ：１，６ｍＭ
ｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０５、膜厚が１０ｎｍになるように共蒸着して第１の発
光層１２０を形成した。
【０１１０】
第１の発光層１２０上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦを重量比（２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．６：０．４、膜厚が２ｎｍになるように共
蒸着して分離層１３５を形成した。
【０１１１】
この上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、およびビス｛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｝（２，４−ペン
タンジオナト−κＯ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａ
ｃ））を重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）
２（ａｃａｃ））が０．８：０．２：０．０５、膜厚が２０ｎｍになるように共蒸着して
第２の発光層１２２を形成した。
【０１１２】
この上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、Ｂｐｈｅｎをそれぞれ膜厚が１０ｎｍ、１５ｎ
ｍになるように順次蒸着し、電子輸送層（１２８（１）、１２８（２））を形成した。電
子輸送層（１２８（１）、１２８（２））上にフッ化リチウムを１ｎｍの膜厚になるよう
に蒸着して電子注入層１３０を形成した。さらに銀とマグネシウムとの合金を体積比（Ａ
ｇ：Ｍｇ）が０．６：０．２、膜厚が１ｎｍになるよう共蒸着し、その上に銀を２００ｎ
ｍの膜厚になるように蒸着して第２の電極１０２を形成した。最後に発光素子１と同様に
封止を行うことで、発光素子２を得た。
【０１１３】
２．  発光素子２の特性
発光素子２の初期特性を図１４から図１７に示す。図１４に示すように、発光素子２は
２．６Ｖ付近から発光が始まり、４．３Ｖの電圧で１００００ｃｄ／ｍ２を超える輝度を
示すことから、低電圧で駆動できることが分かる。また、１０００ｃｄ／ｍ２において電
流効率、外部量子効率はそれぞれ５５．３ｃｄ／Ａ、１７．２％（図１５参照）、パワー
効率は５２．６ｌｍ／Ｗ（図１６参照）であり、高い効率を有することが確認できる。こ
の発光素子２は、青色発光蛍光材料（１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を第１の発光層１
２０に、黄色発光燐光材料（Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））を第２の発光層１
２２に有している。図１７に１０００ｃｄ／ｍ２における発光素子２の電界発光スペクト
ルを示す。青および黄色の波長領域にピークがそれぞれ観測されることから、これらの２
つの発光材料から同時に発光が得られていることが分かる。１０００ｃｄ／ｍ２における
発光の色度は（ｘ、ｙ）＝（０．４１、０．４９）であった。
【０１１４】
以上のように、本実施例の発光素子は高い電流効率を示し、低い駆動電圧で駆動するこ
とができる。本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用い
る事ができる。
（参考例１）
【０１１５】
実施の形態１で述べたように、第２の発光層１２２に添加剤を加えてエキサイプレック
スを形成することで発光効率を大幅に増大させることができる。このような例を以下の発
光素子３から６で示す。素子構造の詳細を表３に示す。また、使用した化合物の構造と略
称を以下に示す。図１８（Ａ）は発光素子３および発光素子５の断面模式図、図１８（Ｂ
）は発光素子４および発光素子６の断面模式図である。
【０１１６】
【化４】
2020043351.tif 000008
【０１１７】
【表３】
2020043351.tif 000009
【０１１８】
１．  発光素子３の作製
第１の電極１１００として、ガラス基板上にＩＴＳＯ膜を、厚さ１１０ｎｍになるよう
形成した。なお、第１の電極１１００の電極面積としては、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）
とした。
【０１１９】
次に、第１の電極１１００上に正孔注入層１１２４として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、Ｍｏ
Ｏ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが５０ｎｍになるよ
う共蒸着した。
【０１２０】
次に、正孔注入層１１２４上に正孔輸送層１１２６として、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）が厚さ２
０ｎｍになるよう蒸着した。
【０１２１】
次に、正孔輸送層１１２６上に発光層１１２２（１）、１１２２（２）として、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、
重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａ
ｃ））が０．７：０．３：０．０５、厚さが２０ｎｍになるように共蒸着し、さらに、重
量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ
））が０．８：０．２：０．０５、厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光
層１１２２において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩがホスト材料であり、ＰＣＢＢｉＦが
ホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な添加剤であり、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（
ａｃａｃ）が発光材料である。
【０１２２】
次に、発光層１１２２（２）上に電子輸送層１１２８（１）、１１２８（２）、及び電
子注入層１１３０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、Ｂｐｈｅｎと、ＬｉＦとを、
それぞれ厚さが、２０ｎｍ、１０ｎｍ、１ｎｍになるよう順次蒸着した。
【０１２３】
次に電子注入層１１３０上に第２の電極１１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さ
が２００ｎｍになるよう形成した。
【０１２４】
以上の工程により、ガラス基板上に形成される発光素子３を作製した。なお、上述した
成膜過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１２５】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用封止材を用いて封止基板
をガラス基板上に固定することで、発光素子３を封止した。具体的には、封止材を発光素
子の周囲に塗布し、ガラス基板と封止基板とを張り合わせ、３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／
ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子３を得た。
【０１２６】
２．  発光素子４の作製
発光素子４は、先に示す発光素子３の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程
は発光素子３と同様の作製方法とした。
【０１２７】
第１の電極１１００上の正孔注入層１１２４として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３と
を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが１０ｎｍになるよう共蒸
着した。
【０１２８】
正孔輸送層１１２６上に発光層１１２２として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣ
ＢＢｉＦと、ビス｛２−［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−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）（Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ
−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．８：０．２：０．
０６、厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１１２２において、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩがホスト材料であり、ＰＣＢＢｉＦがホスト材料とエキサイプレッ
クスを形成可能な添加剤であり、Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）が発光材料である
。
【０１２９】
次に、発光層１１２２上に電子輸送層１１２８（１）、１１２８（２）として、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、Ｂｐｈｅｎとを、それぞれ厚さが、１５ｎｍ、２０ｎｍになる
よう順次蒸着した。
【０１３０】
３．  発光素子５の作製
発光素子５は、先に示す発光素子３の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程
は発光素子３と同様の作製方法とした。
【０１３１】
第１の電極１１００上の正孔注入層１１２４として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３と
を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが２０ｎｍになるよう共蒸
着した。
【０１３２】
正孔輸送層１１２６上に発光層１１２２（１）、１１２２（２）として、２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニル
ピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））とを、
重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）
）が０．７：０．３：０．０５、厚さが２０ｎｍになるように共蒸着し、さらに、重量比
（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０
．８：０．２：０．０５、厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１１２
２において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩがホスト材料であり、ＰＣＢＢｉＦがホスト材
料とエキサイプレックスを形成可能な添加剤であり、Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）が
発光材料である。
【０１３３】
次に、発光層１１２２（２）上に電子輸送層１１２８（１）、１１２８（２）として、
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、Ｂｐｈｅｎとを、それぞれ厚さが２０ｎｍになるよう順
次蒸着した。
【０１３４】
４．  発光素子６の作製
発光素子６は、先に示す発光素子３の作製と、以下の工程のみ異なり、それ以外の工程
は発光素子３と同様の作製方法とした。
【０１３５】
第１の電極１１００として、ガラス基板上にＩＴＳＯ膜を、厚さ７０ｎｍになるよう形
成した。
【０１３６】
次に、第１の電極１１００上の正孔注入層１１２４として、ＢＰＡＦＬＰと、ＭｏＯ３
とを重量比（ＢＰＡＦＬＰ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが６０ｎｍになるよう共蒸着
した。
【０１３７】
正孔輸送層１１２６上に発光層１１２２として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣ
ＢＢｉＦと、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ
：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））が０．８：０．２：０．０５、厚さが
４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１１２２において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢ
ｑ−ＩＩがホスト材料であり、ＰＣＢＢｉＦがホスト材料とエキサイプレックスを形成可
能な添加剤であり、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）が発光材料である。
【０１３８】
次に、発光層１１２２上に電子輸送層１１２８（１）、１１２８（２）として、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、Ｂｐｈｅｎとを、それぞれ厚さが、２０ｎｍ、１５ｎｍになる
よう順次蒸着した。
【０１３９】
５．  発光素子３乃至発光素子６の特性
次に、上記作製した発光素子３乃至発光素子６の輝度−電流効率曲線を図１９に示す。
また、電圧−輝度曲線を図２０に示す。また、輝度−外部量子効率曲線を図２１に示す。
なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１４０】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子３乃至発光素子６の素子特性を表４
に示す。なお、図２１及び表４中の外部量子効率は、発光の配光特性を考慮し算出した値
である。
【０１４１】
【表４】
2020043351.tif 000010
【０１４２】
また、発光素子３乃至発光素子６に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の
電界発光スペクトルを図２２に示す。発光素子３は緑色の発光を呈し、発光素子４は黄色
の発光を呈し、発光素子５は橙色の発光を呈し、発光素子６は赤色の発光を呈している。
【０１４３】
また、図１９乃至図２２、及び表４で示すように、発光素子３乃至発光素子６からは高
い電流効率、及び高い外部量子効率で、且つ低い駆動電圧で発光が得られた。また、発光
素子３乃至発光素子６は、高い輝度領域においても効率の低下が少なく、高い発光効率を
保っている。
【０１４４】
次に、発光素子３乃至発光素子６の信頼性試験の測定結果を図２３に示す。なお、信頼
性試験は、発光素子の初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発
光素子３乃至発光素子６を駆動させた。
【０１４５】
その結果、発光素子３乃至発光素子６が初期輝度の９０％に劣化した時間（ＬＴ９０）
は、それぞれ、発光素子３が１０００時間、発光素子４が１３００時間、発光素子５が２
８００時間、発光素子６が５６０時間と見積もられ、優れた信頼性を示す結果となった。
【０１４６】
したがって、ホスト材料とエキサイプレックスを形成可能な添加剤が発光層１１２２に
含まれ、該エキサイプレックスをエネルギー移動の媒体に利用することで、緑色から赤色
に至るまで発光色に依らず、高い電流効率、及び高い外部量子効率で、且つ低い駆動電圧
で発光する発光素子を得ることが出来る。また、優れた信頼性を示す発光素子を得ること
ができる。
【０１４７】
（参考例２）
実施例２で用いたＩｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）の合成方法を記す。合成スキ
ームは以下のとおりである。
【化５】
2020043351.tif 000011
【０１４８】
１．４−クロロ−６−フェニルピリミジンの合成
４，６−ジクロロピリミジン５．０ｇ、フェニルボロン酸４．９ｇ、炭酸ナトリウム７
．１ｇ、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（ＰｄＣｌ２（
ＰＰｈ３）２）０．３４ｇ、アセトニトリル２０ｍＬ、水２０ｍＬの混合物に対し、アル
ゴン気流下、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を１時間照射して加熱還流した。
得られた混合物をジクロロメタンで抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ（展開溶
媒：ジクロロメタン）により精製することで、４−クロロ−６−フェニルピリミジンを１
．６ｇ（収率：２３％，淡い黄色の固体）で得た。なお本参考例では、マイクロ波の照射
はマイクロ波合成装置（ＣＥＭ社製  Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）を用いた。
【０１４９】
２．４−フェニル−６−（２，６−ジメチルフェニル）ピリミジン（Ｈｐｐｍ−ｄｍｐ
）の合成
４−クロロ−６−フェニルピリミジン１．６ｇ、２，６−ジメチルフェニルボロン酸１
．５ｇ、炭酸ナトリウム１．８ｇ、ＰｄＣｌ２（ＰＰｈ３）２５９ｍｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド２０ｍＬ、水２０ｍＬの混合物に対し、アルゴン気流下、マイクロ波（２
．４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を２時間照射することで加熱還流した。得られた混合物をジク
ロロメタンで抽出し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル：ヘ
キサン＝１：５）により精製し、Ｈｐｐｍ−ｄｍｐを０．５０ｇ得た（収率：２３％、淡
い黄色の油状物）。
【０１５０】
３．ジ−μ−クロロ−テトラキス｛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｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（［Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍ
ｐ）２Ｃｌ］２）の合成
Ｈｐｐｍ−ｄｍｐ１．０ｇ、塩化イリジウム（ＩＩＩ）水和物０．５７ｇ、２−エトキ
シエタノール２０ｍＬ、水２０ｍＬの混合物に対し、アルゴン気流下、マイクロ波（２．
４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を３時間照射することで加熱還流した。得られた混合物をろ過し
、固体をメタノールで洗浄することで、［Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２Ｃｌ］２を１．１ｇ
得た（収率：７４％、橙色の固体）。
【０１５１】
４．Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）の合成
［Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２Ｃｌ］２１．１ｇ、炭酸ナトリウム０．７７ｇ、アセチル
アセトン（Ｈａｃａｃ）０．２３ｇ、２−エトキシエタノール３０ｍＬの混合物に対し、
アルゴン気流下、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ  １２０Ｗ）を２時間照射することで加熱
還流した。得られた混合物をろ過し、不溶部をメタノールで洗浄した。得られたろ液を濃
縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：酢酸エチル：ヘキサン＝
１：５）で精製し、得られた固体をヘキサンで再結晶をすることにより、Ｉｒ（ｐｐｍ−
ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）を得た（収率：５９％、橙色粉末固体）。得られた橙色粉末固体
０．２１ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製し、目的物の橙色固体を収率
４８％で回収した。昇華精製条件は、圧力２．７Ｐａ、アルゴンガス流量５．０ｍＬ／ｍ
ｉｎ、２４０℃であった。得られたＩｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）の１Ｈ−ＮＭ
Ｒ（核磁気共鳴）スペクトルデータを以下に示す。
【０１５２】
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．８５（ｓ，６Ｈ），２．２６（ｓ，１２Ｈ），
５．３５（ｓ，１Ｈ），６．４６−６．４８（ｄｄ，２Ｈ），６．８３−６．９０（ｄｍ
，４Ｈ），７．２０−７．２２（ｄ，４Ｈ），７．２９−７．３２（ｔ，２Ｈ），７．６
３−７．６５（ｄｄ，２Ｈ），７．７２（ｄｓ，２Ｈ），９．２４（ｄｓ，２Ｈ）。
【符号の説明】
【０１５３】
１００    第１の電極
１０２    第２の電極
１２０    第１の発光層
１２２    第２の発光層
１２２（１）    第２の発光層１２２の一層目
１２２（２）    第２の発光層１２２の二層目
１２４    正孔注入層
１２６    正孔輸送層
１２６−１    正孔輸送層
１２６−２    正孔輸送層
１２８    電子輸送層
１２８−１    電子輸送層
１２８−２    電子輸送層
１２８（１）    電子輸送層
１２８（２）    電子輸送層
１３０    電子注入層
１３２    発光層
１３５    分離層
１４０−１    第１の発光ユニット
１４０−２    第２の発光ユニット
１５０    中間層
４０１    素子基板
４０２    画素部
４０３    ソース側駆動回路
４０４ａ    ゲート側駆動回路
４０４ｂ    ゲート側駆動回路
４０５    シール材
４０６    封止基板
４０７    配線
４０８    ＦＰＣ
４０９    ｎチャネル型トランジスタ
４１０    ｐチャネル型トランジスタ
４１１    スイッチング用トランジスタ
４１２    電流制御用トランジスタ
４１３    第１の電極
４１４    絶縁物
４１５    ＥＬ層
４１６    第２の電極
４１７    発光素子
４１８    領域
５５１    基板
５５２    第１の電極
５５３    絶縁層
５５４    隔壁層
５５５    ＥＬ層
５５６    第２の電極
７３０    筐体
７３１ａ    表示部
７３１ｂ    表示部
７３２ａ    タッチパネル領域
７３２ｂ    タッチパネル領域
７３３    留め具
７３４    表示モード切り替えスイッチ
７３５    電源スイッチ
７３６    省電力モード切り替えスイッチ
７３７    操作キー
７３８    操作スイッチ
７３９    操作スイッチ
７５０    太陽電池
７５２    充放電制御回路
７５４    バッテリー
７５６    ＤＣＤＣコンバータ
８０１    照明装置
８０２    照明装置
８０３    照明装置
８０４    照明装置
８１１    発光装置
８１２    発光装置
８１３    発光装置
８１４    発光装置
８２１    筐体
８２２    支持体
８２４    支持体
１１００    第１の電極
１１０２    第２の電極
１１２２    発光層
１１２２（１）    発光層
１１２２（２）    発光層
１１２４    正孔注入層
１１２６    正孔輸送層
１１２８（１）    電子輸送層
１１２８（２）    電子輸送層
１１３０    電子注入層
６１００    テレビジョン装置
６１０１    筐体
６１０３    表示部
６２０１    本体
６２０２    筐体
６２０３    表示部
６２０４    キーボード
６２０５    外部接続ポート
６２０６    ポインティングデバイス
６３０２    筐体
６３０４    表示パネル
６３０５    アイコン
６３０６    アイコン
６３１１    操作ボタン
６３１２    操作ボタン
６３１３    接続端子
６３２１    バンド
６３２２    留め金
６４００    携帯電話機
６４０１    筐体
６４０２    表示部
６４０３    操作ボタン
６４０４    外部接続ポート
６４０５    スピーカ
６４０６    マイク
【図１】
2020043351.tif 000012
【図２】
2020043351.tif 000013
【図３】
2020043351.tif 000014
【図４】
2020043351.tif 000015
【図５】
2020043351.tif 000016
【図６】
2020043351.tif 000017
【図７】
2020043351.tif 000018
【図８】
2020043351.tif 000019
【図９】
2020043351.tif 000020
【図１０】
2020043351.tif 000021
【図１１】
2020043351.tif 000022
【図１２】
2020043351.tif 000023
【図１３】
2020043351.tif 000024
【図１４】
2020043351.tif 000025
【図１５】
2020043351.tif 000026
【図１６】
2020043351.tif 000027
【図１７】
2020043351.tif 000028
【図１８】
2020043351.tif 000029
【図１９】
2020043351.tif 000030
【図２０】
2020043351.tif 000031
【図２１】
2020043351.tif 000032
【図２２】
2020043351.tif 000033
【図２３】
2020043351.tif 000034