(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は前記陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は第１の発光物質を含み、
前記第２の層は第２の発光物質を含み、
前記第３の層は第３の発光物質を含み、
前記第４の層は第４の発光物質を含み、
前記第１の発光物質及び前記第４の発光物質の発光ピーク波長は前記第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第３の発光物質の発光ピーク波長は前記第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層は各々正孔輸送性を有し、前記第４の層は電子輸送性を有する発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は前記陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は第１の有機化合物と第１の発光物質を含み、
前記第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、
前記第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、
前記第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、
前記第１の発光物質及び前記第４の発光物質の発光ピーク波長は前記第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第３の発光物質の発光ピーク波長は前記第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第１の層、前記第２の層及び前記第３の層は各々正孔輸送性を有し、前記第４の層は電子輸送性を有する発光素子。
【請求項３】
陽極と陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は前記陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は第１の発光物質を含み、
前記第２の層は第２の発光物質を含み、
前記第３の層は第３の発光物質を含み、
前記第４の層は第４の発光物質を含み、
前記第１の発光物質及び前記第４の発光物質の発光ピーク波長は前記第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第２の発光物質の発光ピーク波長は前記第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第１の層は正孔輸送性を有し、前記第２の層、前記第３の層及び前記第４の層は各々電子輸送性を有する発光素子。
【請求項４】
陽極と陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、
前記有機化合物を含む層は前記陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、
前記第１の層は第１の有機化合物と第１の発光物質を含み、
前記第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、
前記第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、
前記第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、
前記第１の発光物質及び前記第４の発光物質の発光ピーク波長は前記第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第２の発光物質の発光ピーク波長は前記第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、
前記第１の層は正孔輸送性を有し、前記第２の層、前記第３の層及び前記第４の層は各々電子輸送性を有する発光素子。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、
前記第１の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にあり、
前記第２の層が発する光のピーク波長が５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内にあり、
前記第３の層が発する光のピーク波長が４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲内にあり、
前記第４の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある発光素子。
【請求項６】
請求項３又は請求項４において、
前記第１の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にあり、
前記第２の層が発する光のピーク波長が４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲内にあり、
前記第３の層が発する光のピーク波長が５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内にあり、
前記第４の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子を用いた照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する手段を備えた発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発光装置を搭載した電子機器。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記発光素子が複数種あり、
発光層からの光が着色層を透過して外部へ出る発光素子と、
発光層からの光が着色層を透過せずに外部へ出る発光素子と、を有するディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部に有機化合物を用いた発光素子に関する。また、当該発光素子を備えた照明装置、発光装置、電子機器及びディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物を含む層を一対の電極間に有し、当該電極間に電流が流れることで発光を得ることができる発光素子を用いた発光装置の開発が進められている。このような発光装置は、現在薄型表示装置と呼ばれている表示装置と比較し、さらなる薄型軽量化が可能である。また、自発光であるため視認性も良く、応答速度も速い。そのため、次世代の表示装置として盛んに開発が進められ、現在、一部ではあるが実用化もなされている。
【０００３】
このような発光素子は、有機化合物を含む層に含まれる発光中心となる材料によって様々な発光色を提供することができる。また、異なる発光色を呈する発光中心材料を含む層を積層することによって発光を重ね合わせ、さらに多くの発光色のバリエーションを得ることもできる。特に、赤、緑、青の光を重ね合わせたり、互いに補色となる発光色を重ね合わせたりすることによって得られる白色光は、ディスプレイなどの用途の他、バックライトや照明などに好適であり重要視されている（例えば非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００４】
このように利点の多い前記発光素子を用いた発光装置が一部の実用化に留まっている大きな理由の一つに、発光素子の劣化の問題がある。発光素子は同じ電流量を流していたとしても、駆動時間の蓄積に伴いその輝度が低下してゆく劣化を起こす。この劣化の度合いが、実製品として許容されうる程度である発光素子を得ることが、当該発光装置が広く普及するためには必要不可欠であり、駆動回路面、封止面、素子構造面や材料面など多くの側面から研究がなされている。
【０００５】
また、当該発光素子の発光の効率も重要なファクターである。発光の効率が向上することによって、同じ色の光であれば所望の明るさを提供するための電力を低減することができる。すなわち、より小さいエネルギーで同じ明るさを得ることができれば、エネルギー問題が深刻化してきつつある今日、より付加価値の高い製品を提供することができる。さらに、発光の効率が向上すれば、同じ色の光であれば所望の明るさを得る為に発光素子に流す電流が少なくて済むことから、劣化の低減にも繋がる。異なる色間の比較は単純に比較することが出来ないが、量子効率が一つの目安となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】安達千波矢監修，「有機ＥＬのデバイス物理・材料化学・デバイス応用」，株式会社シーエムシー出版，２００７年１２月，ｐ．２５７−２６７
【非特許文献２】Ｙｉｎ−Ｊｕｉ  Ｌｕら，「Achiving Three-Peak White Organic Light-Emitting Devices Using Wavelength-Selective Mirror Electrodes」，SID07 Digest,2007年，p.1110-1113
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の一態様では発光の効率が向上した発光素子を提供する事を課題とする。
また、本発明の一態様では駆動時間に対する劣化の度合いが改善された発光素子又は照明装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また、本発明の一態様では表示部における信頼性の高い発光装置又は電子機器を提供することを課題とする。
【０００９】
また、本発明の一態様では発光色の調整が容易な発光素子又は照明装置を提供すること
を課題とする。
【００１０】
また、本発明の一態様では表示品質の高い発光装置又は電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質を含み、第２の層は第２の発光物質を含み、第３の層は第３の発光物質を含み、第４の層は第４の発光物質を含み、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第３の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層、第２の層及び第３の層は各々正孔輸送性を有し、第４の層は電子輸送性を有する発光素子である。
【００１２】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第３の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層、第２の層及び第３の層は各々正孔輸送性を有し、第４の層は電子輸送性を有する発光素子である。
【００１３】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第２の層における第２の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第３の層における第３の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第４の層における第４の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第３の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層、第２の層及び第３の層は各々正孔輸送性を有し、第４の層は電子輸送性を有する発光素子である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の有機化合物と第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第３の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層、第２の層及び第３の層は各々正孔輸送性を有し、第４の層は電子輸送性を有する発光素子である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の有機化合物と第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第１の層における第１の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第２の層における第２の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第３の層における第３の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第４の層における第４の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第３の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の有機化合物、第２の有機化合物及び前記第３の有機化合物は各々正孔輸送性を有し、第４の有機化合物は電子輸送性を有する発光素子である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記構成において第２の有機化合物及び第３の有機化合物がいずれも３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする発光素子である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、上記構成において第２の有機化合物及び第３の有機化合物がいずれもアントラセン誘導体であることを特徴とする発光素子である。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記構成において、第１の層からは青色の光が得られ、第２の層からは赤色の光が得られ、第３の層からは緑色の光が得られ、第４の層からは青色の光が得られる発光素子である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、上記構成において、第１の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にあり、第２の層が発する光のピーク波長が５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内にあり、第３の層が発する光のピーク波長が４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲内にあり、第４の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある発光素子である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質を含み、第２の層は第２の発光物質を含み、第３の層は第３の発光物質を含み、第４の層は第４の発光物質を含み、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第２の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層は正孔輸送性を有し、第２の層、第３の層及び第４の層は各々電子輸送性を有する発光素子である。
【００２１】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第２の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層は正孔輸送性を有し、第２の層、第３の層及び第４の層は各々電子輸送性を有する発光素子である。
【００２２】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第２の層における第２の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第３の層における第３の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第４の層における第４の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第２の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層は正孔輸送性を有し、第２の有機化合物、第３の有機化合物及び第４の有機化合物は各々電子輸送性を有する発光素子である。
【００２３】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の有機化合物と第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第２の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の層は正孔輸送性を有し、第２の層、第３の層及び第４の層は各々電子輸送性を有する発光素子である。
【００２４】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極と、陽極及び陰極との間に位置する有機化合物を含む層とを有し、有機化合物を含む層は陽極側から順に第１の層、第２の層、第３の層及び第４の層が積層された発光を担う層を少なくとも有し、第１の層は第１の有機化合物と第１の発光物質を含み、第２の層は第２の有機化合物と第２の発光物質を含み、第３の層は第３の有機化合物と第３の発光物質を含み、第４の層は第４の有機化合物と第４の発光物質を含み、第１の層における第１の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第２の層における第２の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第３の層における第３の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第４の層における第４の発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、第１の発光物質及び第４の発光物質の発光ピーク波長は第２の発光物質の発光ピーク波長より短く、第２の発光物質の発光ピーク波長は第３の発光物質の発光ピーク波長より短く、第１の有機化合物は正孔輸送性を有し、第２の有機化合物、第３の有機化合物及び第４の有機化合物は各々電子輸送性を有する発光素子である。
【００２５】
また、本発明の一態様は、上記構成において第２の有機化合物及び第３の有機化合物がいずれも３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であることを特徴とする発光素子である。
【００２６】
また、本発明の一態様は、上記構成において第２の有機化合物及び第３の有機化合物がいずれもアントラセン誘導体であることを特徴とする発光素子である。
【００２７】
また、本発明の一態様は、上記構成において、第１の層からは青色の光が得られ、第２の層からは緑色の光が得られ、第３の層からは赤色の光が得られ、第４の層からは青色の光が得られる発光素子である。
【００２８】
また、本発明の一態様は、上記構成において、第１の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にあり、第２の層が発する光のピーク波長が４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲内にあり、第３の層が発する光のピーク波長が５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内にあり、第４の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある発光素子である。
【００２９】
また、本発明の一態様は、上記構成において、発光素子は複数の波長のスペクトルを発し、それらのスペクトルは、４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲、４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲及び５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲に各々少なくとも１つずつピークを有することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の一態様は、上記構成において発光素子の発する光が白色発光であることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の一態様は以上に記載の発光素子を用いた照明装置である。このような構成を有する照明装置は、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下の少ない、寿命の長い照明装置とすることができる。また、発光色の調整が容易であるため当該照明の用途に合わせた発光色を容易に提供することができる。また、発光の効率が向上した発光素子を用いているため、消費電力の低減された照明装置とすることができる。
【００３２】
また、本発明の一態様は、以上に記載の発光素子と発光素子の発光を制御する手段を備えた発光装置である。このような構成を有する発光装置は、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下の少ない、寿命の長い発光装置とすることができる。また、発光色の調整が容易であるため表示品質の高い発光装置とすることができる。また、発光の効率が向上した発光素子を用いているため、消費電力の低減された発光装置とすることができる。
【００３３】
また、本発明の一態様は、以上に記載の発光装置を表示部に搭載した電子機器である。このような構成を有する電子機器は、表示部の寿命が長い電子機器とすることができる。また、発光色の調整が容易であるため表示品質の高い表示部を有する電子機器とすることができる。また、発光の効率が向上した発光素子を用いているため、消費電力の低減された電子機器とすることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の一態様を実施することによって、発光の効率が向上した発光素子を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の一態様を実施することによって、駆動時間に対する劣化の度合いが改善された発光素子を提供することができる。
【００３６】
また、本発明の一態様を実施することによって、駆動時間に対する劣化の度合いが改善された照明装置を提供することができる。
【００３７】
また、本発明の一態様を実施することによって、表示部における信頼性の高い発光装置または電子機器を提供することができる。
【００３８】
また、本発明の一態様を実施することによって、発光色の調整が容易な発光素子又は照明装置を提供することができる。
さらに、表示品質の高い発光装置又は電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一態様に係る発光素子の概要を示す図。
【図２】従来の発光素子の概要を示す図。
【図３】本発明の一態様に係る発光装置を表す上面図及び断面図。
【図４】本発明の一態様に係る発光装置を表す斜視図及び断面図。
【図５】本発明の一態様に係る発光装置を表す断面図。
【図６】本発明の一態様に係る発光装置を表す発光装置の断面図。
【図７】本発明の一態様に係る電子機器を表す図。
【図８】本発明の一態様に係る電子機器を表す図。
【図９】本発明の一態様に係る照明装置を表す図。
【図１０】本発明の一態様に係る照明装置を表す図。
【図１１】発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の電流密度−輝度特性を表す図。
【図１２】発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の電圧−輝度特性を表す図。
【図１３】発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を表す図。
【図１４】発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の発光スペクトルを表す図。
【図１５】発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の輝度劣化曲線を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本実施の形態では、以下において、本発明について図面を参照しながら示す。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本発明は本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。
【００４１】
（実施の形態１）
本実施の形態１を開示するにあたり、本実施の形態と対比すべき従来の発光素子１１５について、その概要を図２に基づいてまず示す。発光素子１１５は、陽極１１０と陰極１１１との間に、有機化合物を含む層１１６が設けられた構成となっている。有機化合物を含む層１１６は、第１の層１１２、第２の層１１３、第３の層１１４を陽極１１０側から順に積層した発光を担う層を少なくとも有している。また、発光を担う層と陽極１１０との間に正孔輸送層や正孔注入層などの機能層１１８が、発光を担う層と陰極１１１との間に電子注入層や電子輸送層などの機能層１１９が適宜設けられていても良い。
【００４２】
第１の層１１２には発光中心となる第１の発光物質と第１の発光物質を分散するホスト材料としての第１の有機化合物が含まれ、第２の層１１３には、発光中心となる第２の発光物質と第２の発光物質を分散するホスト材料としての第２の有機化合物が含まれ、第３の層１１４には、発光中心となる第３の発光物質と、第３の発光物質を分散するホスト材料としての第３の有機化合物が含まれており、この３層が発光素子１１５における発光を担う層となっている。なお、前記した従来の発光素子では、第１の層１１２乃至第３の層１１４は全てホスト−ゲスト型の発光層としたが、もちろん、発光物質単独の膜からなる発光層であっても良い。
【００４３】
発光素子１１５は陽極１１０と陰極１１１の間に電圧をかけて電流を流すと、陰極１１１から電子が、陽極１１０からは正孔がそれぞれ有機化合物を含む層１１６に注入される。注入されたキャリアは第１の層１１２乃至第３の層１１４のいずれかの界面近傍でその大部分が再結合し、第１の発光物質乃至第３の発光物質が発光することで、これら３つの発光のスペクトルが重なり合わさった複数のピークを有する発光を得ることができる。
【００４４】
本発明者らは、このような従来の発光素子１１５と異なる、本実施の形態の発光素子の概要について図１（Ａ）に示す。本実施の形態の発光素子は、発光の効率が向上し、好ましいことを見いだした。また、本実施の形態の発光素子は、駆動時間に対する輝度劣化の少ない発光素子とする事もできる。また、本実施の形態の発光素子は色の調整が容易な発光素子である。本実施の形態１は、これらについて図１に基づいて示すものであり、それに関し以下において説明する。
【００４５】
本実施の形態の発光素子は、図１（Ａ）に記載するように、陽極１００と陰極１０１との間に、有機化合物を含む層１０７を有し、有機化合物を含む層１０７は、陽極１００側から第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４、第４の層１０５が順に積層された発光を担う層を少なくとも有している。また、発光を担う層と陽極１００との間に正孔輸送層や正孔注入層などの機能層１０８が、発光を担う層と陰極１０１との間に電子注入層や電子輸送層などの機能層１０９が適宜設けられていても良い。なお、有機化合物を含む層１０７は、第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４、及び第４の層１０５が順に積層された発光を担う層を少なくとも含めば良く、機能層１０８及び機能層１０９は、それぞれ必ずしも設ける必要はない。また、機能層１０８及び機能層１０９は単層であっても積層であっても良い。
また、第１の層１０２には第１の発光物質が、第２の層１０３には第２の発光物質が、第３の層１０４には第３の発光物質が、第４の層１０５には第４の発光物質が含まれており、第１の層１０２と第４の層１０５に含まれる発光物質は同一色の発光を呈する発光物質である。なお、第１の層１０２に含まれる第１の発光物質と、第４の層１０５に含まれる第４の発光物質とは、同一の発光物質であることが好ましい。ここで、第１の発光物質及び第４の発光物質の発する光のピーク位置は第３の発光物質の発する光のピーク位置より短い波長領域にあり、第３の発光物質の発する光のピーク位置は第２の発光物質の発する光ピーク位置より短い波長領域にある物質を用いる。
なお、第１の発光物質乃至第４の発光物質の発光物質の発光は、蛍光発光、燐光発光のいずれであってもよい。
【００４６】
第１の発光物質乃至第４の発光物質の発光物質が蛍光発光である場合は、最もエネルギーギャップの大きい物質を第１の発光物質及び第４の発光物質とし、最もエネルギーギャップの小さい物質を第２の発光物質とする。第１の発光物質乃至第４の発光物質が燐光発光である場合は、最も基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差（三重項エネルギー）が大きい物質を第１の発光物質及び第４の発光物質とし、最も三重項エネルギーの小さい物質を第２の発光物質とする。
なお、上述したように、第１の発光物質と第４の発光物質とは、同一色の発光を呈するため、第１の発光物質と第４の発光物質とは、同程度のエネルギーギャップ又は三重項エネルギーを有する。そのようなことから、第１の発光物質と第４の発光物質とが共に最もエネルギーギャップの大きい物質としたが、その場合には両発光物質のエネルギーギャップが厳格に同一である必要はなく、同程度であれば良いことは勿論であり、三重項エネルギーの場合についても同様である。
また、蛍光発光する物質と燐光発光する物質を第１の発光物質乃至第４の発光物質として混在する場合も考え方は同様であり、第２の層（長波長側）が燐光、第３の層（短波長側）が蛍光である場合、第３の層に含まれる第３の発光物質は第２の層に含まれる第２の発光物質の三重項エネルギーより大きい三重項エネルギーを有する物質を選択すればよい。
【００４７】
また、第１の層１０２乃至第３の層１０４は正孔輸送性を有する層とし、第４の層は電子輸送性を有する層とする。これにより、第３の層１０４と第４の層１０５との界面近傍で正孔と電子が再結合し、第４の層１０５に含まれる第４の発光物質及び第３の層１０４に含まれる第３の発光物質からの発光が得られる。第２の層１０３に含まれる第２の発光物質は主として第３の層１０４からのエネルギー移動によって発光する。この際、第３の層１０４と第４の層１０５の界面近傍において再結合に関与しなかった電子が第１の層１０２で捕獲され、第１の層１０２における第１の発光物質が発光することによって発光の効率が向上するという効果を奏する。そのため、発光素子１０６から得られる光は第１の発光物質、第２の発光物質、第３の発光物質及び第４の発光物質の各々から発する光のスペクトルが重なり合った光である。
【００４８】
また、図２の発光素子１１５においては、発光を担う層を突き抜けた電子が、発光を担う層と陽極１１０との間に形成された正孔輸送層に到達することで、駆動時間に伴う輝度劣化が起こっていたが、本実施の形態の発光素子１０６においては、発光物質を含む第１の層１０２が設けられることによって正孔輸送層に達する電子の数が減少し、当該劣化の度合いを低減させることができる。
【００４９】
さらに、発光物質の励起エネルギーは、エネルギーの高い方からエネルギーの低い方に移動する性質がある。その為、第３の層１０４と第４の層１０５の界面近傍に再結合領域を設けた場合、第４の層１０５に含まれる第４の発光物質の励起エネルギーが、第３の層１０４に含まれる第３の発光物質に移動してしまい発光色の調整、特に短波長の光を所望の強度に得ることが困難である場合がある。このような場合、本実施の形態の発光素子は第１の層１０２を有し当該第１の層１０２が第１の発光物質を含んでいることから、再結合に関与しなかった電子が第１の層１０２において再結合し、第１の発光物質からの発光を得ることができるため、短波長の光を得ることが容易となる。これにより、本実施の形態の発光素子の構造を実施することによって、所望の発光色を有する発光素子を容易に得ることができる。
【００５０】
なお、第１の層１０２乃至第４の層１０５は、層の輸送性さえ上述の通りであれば、発光物質を主な構成成分とする、いわゆる発光物質単膜による発光層であっても、発光物質よりエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）の大きなホスト材料中に発光物質を分散する、いわゆるホスト−ゲスト型の発光層のどちらであっても良い。また、第１の層１０２が発光物質単膜による発光層、第２の層乃至第４の層がホスト−ゲスト型の発光層などのように２種類の発光層の形態が第１の層１０２乃至第４の層１０５において混在していても良い。ホスト−ゲスト型の発光層である場合、その層の輸送層は通常最多成分であるホストの輸送性に依存する。なお、ホスト−ゲスト型の発光層とする場合、当該層における発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満とすることが好ましい。
【００５１】
ここで、第１の層１０２が第１の発光物質の単膜による発光層、第２の層が第２の発光物質を第２の有機化合物に分散した発光層、第３の層が第３の発光物質を第３の有機化合物に分散した発光層、第４の層が第４の発光物質を第４の有機化合物に分散した発光層である場合、本実施の形態の発光素子１０６は第１の層１０２乃至第３の層１０４が正孔輸送性を、第４の層が電子輸送性を有することから、第１の発光物質、第２の有機化合物、第３の有機化合物が正孔輸送性を、第４の有機化合物が電子輸送性を有していればよい。第２の層乃至第４の層を抜けてきた電子を発光に寄与させるためには、第１の層は電子が抜けてしまわないよう、ホール輸送性が高いことが重要である。ドーピングを行うと、少なからずトラップ準位が出来てしまいホール輸送性が低下するため、第１の層は単膜の層であることが好ましい。この発光素子の構成に代えて第１の層１０２も第１の発光物質を第１の有機化合物に分散したホスト−ゲスト型の発光層とした場合は、第１の有機化合物乃至第３の有機化合物が正孔輸送性を、第４の有機化合物が電子輸送性を有していれば良い。
【００５２】
ところで、発光物質を分散するホスト材料として好適な物質として、アントラセン誘導体に代表される縮合多環芳香族化合物などの縮合多環系の材料がある。これらの材料は、バンドギャップが広いことから、発光物質から励起エネルギーの移動が起こりにくく、発光効率の低下や色純度の悪化を招きにくい。また、置換基によっては電子輸送性にも正孔輸送性にもなり、様々な構成の発光素子に適用が可能である。しかし、縮合多環系の材料は正孔輸送性の高い材料であっても、ある程度電子を輸送する能力も保持しており、電子の突き抜けによる劣化の影響が条件によっては大きくなってしまうことがあった。このような場合に、本実施の形態の発光素子である発光素子１０６の構成を用いると、有効に劣化を抑制することができる。なお、ホスト材料として用いる縮合多環系の材料としては、３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物が特に有用である。
【００５３】
なお、以上に説明してきたような本実施の形態における発光素子１０６の構成は、白色発光を得る際にも非常に有用である。本実施の形態における発光素子１０６の構成を用いることによって、所望のホワイトバランスを実現し、且つ駆動時間に対する劣化の度合いが改善された白色発光素子とすることができる。
【００５４】
本実施の形態における発光素子１０６の構成を用いて白色発光素子を作製する場合、第１の層からは青、第２の層からは赤、第３の層からは緑、第４の層からは青の光が得られれば良い。換言すると、第１の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内であり、第２の層が発する光のピーク波長が５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内にあり、第３の層が発する光のピーク波長が４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲内にあり、第４の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にあれば良い。発光素子１０６の発光スペクトルは各色の波長領域に少なくとも１つずつピークが観測できるようなスペクトルとなる。
【００５５】
なお、本実施の形態における発光素子１０６の構成は、陰極１０１を反射電極とし、陽極１００から光を取り出す構造である場合に非常に有効な構造である。これは、波長の長い光を発する層（第２の層１０３）をなるべく反射電極から離し、反射による増幅もしくは色度向上効果を有効に得ることができるためである。第２の層１０３より反射電極側に第３の層１０４が、第３の層１０４より反射電極側に第４の層１０５が形成されているのも同様の理由からである。
【００５６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１と異なる構成を有する発光素子について図１（Ｂ）に示す。陽極１３０と陰極１３１との間に、有機化合物を含む層１３７を有し、有機化合物を含む層１３７は陽極１３０側から第１の層１３２、第２の層１３３、第３の層１３４、第４の層１３５が順に積層された発光を担う層を少なくとも有している。また、発光を担う層と陽極１３０との間に正孔輸送層や正孔注入層などの機能層１３８、発光を担う層と陰極１３１との間に電子注入層や電子輸送層などの機能層１３９が適宜設けられていても良い。なお、有機化合物を含む層１３７は、第１の層１３２、第２の層１３３、第３の層１３４、及び第４の層１３５が順に積層された発光を担う層を少なくとも含めば良く、機能層１３８及び機能層１３９はそれぞれ必ずしも設ける必要はない。また機能層１３８及び機能層１３９は単層であっても積層であっても良い。
また、第１の層１３２には第１の発光物質が、第２の層１３３には第２の発光物質が、第３の層１３４には第３の発光物質が、第４の層１３５には第４の発光物質が含まれており、第１の層１３２と第４の層１３５に含まれる発光物質は同一色の発光を呈する発光物質である。なお、第１の層１３２に含まれる第１の発光物質と、第４の層１３５に含まれる第４の発光物質とは、同一の発光物質であることが好ましい。
【００５７】
ここで、第１の発光物質及び第４の発光物質の発する光のピーク位置は第２の発光物質の発する光のピーク位置より短い波長領域にあり、第２の発光物質の発する光のピーク位置は第３の発光物質の発する光ピーク位置より短い波長領域にある物質を用いる。第１の発光物質乃至第４の発光物質が蛍光発光である場合は、最もエネルギーギャップの大きい物質を第１の発光物質及び第４の発光物質とし、最もエネルギーギャップの小さい物質を第３の発光物質とする。第１の発光物質乃至第４の発光物質が燐光発光である場合は、最も基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差（三重項エネルギー）が大きい物質を第１の発光物質及び第４の発光物質とし、最も三重項エネルギーの小さい物質を第３の発光物質とする。
なお、上述したように、第１の発光物質と第４の発光物質とは、同一色の発光を呈するため、第１の発光物質と第４の発光物質とは、同程度のエネルギーギャップ又は三重項エネルギーを有する。そのようなことから、第１の発光物質と第４の発光物質とが共に最もエネルギーギャップの大きい物質としたが、その場合には両発光物質のエネルギーギャップが厳格に同一である必要はなく、同程度であれば良いことは勿論であり、三重項エネルギーの場合についても同様である。蛍光発光する物質と燐光発光する物質を第１の発光物質乃至第４の発光物質として混在する場合も考え方は同様である。
【００５８】
また、第１の層１３２は正孔輸送性を有する層とし、第２の層１３３乃至第４の層１３５は電子輸送性を有する層とする。これにより、第１の層１３２と第２の層１３３との界面近傍で正孔と電子が再結合し、第１の層１３２に含まれる第１の発光物質及び第２の層１３３に含まれる第２の発光物質からの発光が得られる。第３の層１３４に含まれる第３の発光物質は第２の層１３３からのエネルギー移動によって発光する。この際、第１の層１０２と第２の層１０３の界面近傍において再結合に関与しなかった正孔が第４の層１０５で捕獲され、第４の層１０５における第４の発光物質が発光することによって発光の効率が向上するという効果を奏する。そのため、発光素子１３６から得られる光は第１の発光物質、第２の発光物質、第３の発光物質及び第４の発光物質の各々から発する光のスペクトルが重なり合った光である。
【００５９】
また、発光を担う層を突き抜けた正孔が、発光を担う層と陰極１３１との間に形成された電子輸送層に到達してしまうと駆動時間に伴う輝度劣化が引き起こされてしまうが、本実施の形態の発光素子１３６においては第４の層１３５が設けられることによって電子輸送層に達する正孔の数が減少し、当該劣化の度合いを低減させることができる。
【００６０】
さらに、発光物質の励起エネルギーは、エネルギーの高い方からエネルギーの低い方に移動する性質がある。その為、第１の層１３２と第２の層１３３の界面近傍に再結合領域を設けた場合、第１の層１３２に含まれる第１の発光物質の励起エネルギーが、第２の層１３３に含まれる第２の発光物質に移動してしまい発光色の調整、特に短波長の光を所望の強度に得ることが困難である場合がある。このような場合、本実施の形態の発光素子は第４の層１３５を有し当該第４の層１３５が第４の発光物質を含んでいることから、再結合に関与しなかった正孔が第４の層１３５において再結合した際、第４の発光物質からの発光を得ることができるため、短波長の光を得ることが容易となる。これにより、本実施の形態の発光素子の構造を実施することによって、所望の発光色を有する発光素子を容易に得ることができる。
【００６１】
なお、第１の層１３２乃至第４の層１３５は、層の輸送性さえ上述の通りであれば、発光物質を主な構成成分とする、いわゆる発光物質単膜による発光層であっても、発光物質よりエネルギーギャップ（三重項エネルギー）の大きなホスト材料中に発光物質を分散する、いわゆるホスト−ゲスト型の発光層のどちらであっても良い。また、第１の層１３２が発光物質単膜による発光層、第２の層１３３乃至第４の層１３５がホスト−ゲスト型の発光層など、２種類の発光層の形態が第１の層１３２乃至第４の層１３５のいずれかにおいて混在していても良い。ホスト−ゲスト型の発光層である場合、層の輸送層は通常最多成分であるホストの輸送性に依存する。なお、ホスト−ゲスト型の発光層とする場合、当該層における発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満とすることが好ましい。
【００６２】
ここで、第１の層１３２が第１の発光物質の単膜による発光層、第２の層１３３が第２の発光物質を第２の有機化合物に分散した発光層、第３の層１３４が第３の発光物質を第３の有機化合物に分散した発光層、第４の層１３５が第４の発光物質を第４の有機化合物に分散した発光層である場合、本実施の形態の発光素子１３６は第１の層１３２が正孔輸送性を、第２の層１３３乃至第４の層１３５が電子輸送性を有することから、第１の発光物質が正孔輸送性を、第２の有機化合物、第３の有機化合物及び第４の有機化合物が電子輸送性を有していればよい。この発光素子の構成に代えて第１の層１３２も第１の発光物質を第１の有機化合物に分散したホスト−ゲスト型の発光層とした場合は、第１の有機化合物が正孔輸送性を、第２の有機化合物乃至第４の有機化合物が電子輸送性を有していれば良い。
【００６３】
ところで、発光物質を分散するホスト材料として好適な物質として、アントラセン誘導体に代表される縮合多環芳香族化合物などの縮合多環系の材料がある。これらの材料は、バンドギャップが広いことから、発光物質から励起エネルギーの移動が起こりにくく、発光効率の低下や色純度の悪化を招きにくい。また、置換基によっては電子輸送性にも正孔輸送性にもなり、様々な構成の発光素子に適用が可能である。しかし、縮合多環系の材料は電子輸送性の高い材料であっても、ある程度正孔を輸送する能力も保持しており、正孔の突き抜けによる劣化の影響が条件によっては大きくなってしまうことがあった。このような場合に、本実施の形態の発光素子である発光素子１０６の構成を用いると、有効に劣化を抑制することができる。なお、ホスト材料として用いる縮合多環系の材料としては、３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物が特に有用である。
【００６４】
なお、以上に説明してきたような本実施の形態における発光素子１３６の構成は、白色発光を得る際にも非常に有用である。本実施の形態における発光素子１３６の構成を用いることによって、所望のホワイトバランスを実現し、且つ駆動時間に対する劣化の度合いが改善された白色発光素子とすることができる。
【００６５】
本実施の形態における発光素子１３６の構成を用いて白色発光素子を作製する場合、第１の層からは青、第２の層からは緑、第３の層からは赤、第４の層からは青の光が得られれば良い。換言すると、第１の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内であり、第２の層が発する光のピーク波長が４９０ｎｍから５６０ｎｍの範囲内にあり、第３の層が発する光のピーク波長が５８０ｎｍから７００ｎｍの範囲内にあり、第４の層が発する光のピーク波長が４００ｎｍから４８０ｎｍの範囲内あれば良い。発光素子１３６の発光スペクトルは各色の波長領域に少なくとも１つずつピークが観測できるようなスペクトルとなる。
【００６６】
なお、本実施の形態における発光素子１３６の構成は、陽極１３０を反射電極とし、陰極１３１から光を取り出す構造である場合に非常に有効な構造である。これは、波長の長い光を発する層（第３の層１３４）をなるべく反射電極から離すことで、反射による増幅もしくは色度向上効果を有効に得ることができるためである。第３の層１３４より反射電極側に第２の層１３３が、第２の層１３３より反射電極側に第１の層１３２が形成されているのも同様の理由からである。
【００６７】
（実施の形態３）
続いて、本実施の形態３を示す。その際には実施の形態１乃至実施の形態２に記載の発光素子をより具体的に作製する方法を交えながら説明する。なお、ここで説明する素子構成や作製方法はあくまで例示であり、本発明の趣旨を損なわない範囲においてその他公知の構成、材料、作製方法を適用することができる。また、本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光素子を例に説明を行うが、本実施の形態における記載は同様に実施の形態２に記載の発光素子にも適用することができる。
【００６８】
図１に、本実施の形態における発光素子の素子構成の一例を模式的に示す。図１に示す発光素子は、陽極１００と陰極１０１との間に有機化合物を含む層１０７を有する構成となっている。有機化合物を含む層１０７は、少なくとも、陽極１００側から第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４及び第４の層１０５を順に積層した積層体からなる発光を担う層を有している。発光を担う層と陽極１００との間に正孔輸送層や正孔注入層などの機能層１０８、発光を担う層と陰極１０１との間に電子注入層や電子輸送層などの機能層１０９が適宜設けられていても良い。なお、本明細書中において陽極とは、正孔を有機化合物が含まれる層に注入する電極のことを示し、陰極とは、電子を有機化合物が含まれる層に注入する電極のことを示す。
【００６９】
まず、絶縁表面上に陽極を形成する。陽極としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ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ることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、または珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム、酸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。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウムは、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。その他、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）等を用いることも可能である。
【００７０】
続いて、有機化合物を含む層を形成する。有機化合物を含む層１０７には、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、有機化合物を含む層１０７を構成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。また、有機化合物を含む層１０７は、通常、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層）、発光層、電子輸送層、電子注入層等、各々の機能を有する機能層を適宜組み合わせて構成される。それぞれの層の有する機能を２つ以上同時に有する層を含んでいる層が形成されていても良く、また、上記したいずれかの層が形成されていなくとも良い。もちろん、上記した機能層以外の層が設けられていても良い。本実施の形態では有機化合物を含む層１０７として、陽極側から順に正孔注入層、正孔輸送層、発光を担う層（第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４及び第４の層１０５からなる積層体）、電子輸送層、電子注入層の積層構造を有する発光素子を例示して説明を行うこととする。
【００７１】
正孔注入層を用いる場合、正孔注入層として機能する材料としては、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物等が挙げられる。あるいは、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等を用いることができる。また、正孔注入層としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。正孔注入層は陽極に接して形成され、正孔注入層を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光を担う層に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。
【００７２】
また、正孔注入層として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた材料（以下、複合材料という）を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極とのオーム接触が可能となり、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、陽極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を用いることができる。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−ＴＣＮＱ）、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。
【００７３】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００７４】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、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、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００７５】
例えば、複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００７６】
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。
【００７７】
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、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。
【００７８】
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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。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、１×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００７９】
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。
【００８０】
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層として用いてもよい。
【００８１】
このような、複合材料を正孔注入層として用いた場合、陽極には仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、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。そのため、陽極としては前述した材料の他、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（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）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（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を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００８２】
正孔輸送層は、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（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−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等の適当な材料を用いることができる。正孔輸送層としては１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いることが好ましいが、電子より正孔の輸送性の高い物質であれば正孔輸送層として用いることができる。また、正孔輸送層は単層構造のものだけではなく、上述した条件に当てはまる物質から成る層を二層以上組み合わせた多層構造の層であってもよい。正孔輸送層は真空蒸着法等を用いて形成することができる。
【００８３】
また、正孔輸送層として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。この場合は、インクジェット法やスピンコートなど溶液プロセスを使用することができる。
【００８４】
なお、発光を担う層と接する正孔輸送層には、第１の層１０２の発光中心物質である第１の発光物質の励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーを有する物質を用いることが好ましい。このような構成にすることにより、発光層から正孔輸送層へのエネルギー移動を抑制することができ、発光効率の低下を抑制することができる。
【００８５】
発光を担う層は、第１の層１０２、第２の層１０３、第３の層１０４及び第４の層１０５が陽極１００側から積層されてなっている。第１の層１０２乃至第３の層１０４は正孔輸送性を有する層とし、第４の層は電子輸送性を有する層である。本実施の形態では、第１の層を第１の発光物質の単膜からなる発光層、第２の層１０３乃至第４の層は発光物質とそれを分散するホスト材料からなるホスト−ゲスト型の発光層である場合を説明する。もちろん、本実施の形態の発光素子における構成はこの構成に限られることはなく、第１の層１０２乃至第４の層１０５の全てがホスト−ゲスト型の発光層、若しくは単膜からなる発光層である場合や、単膜の発光層とホスト−ゲスト型の発光層が第１の層１０２乃至第４の層１０５のいずれかにおいて混在している場合も含む。
【００８６】
なお、単膜の発光層については、発光物質のみの膜だと膜の状態が不安定である場合、膜質を安定化させる添加物を含む場合がある。膜質安定化材の定義としては、層中における割合（ｗｔ％）が発光物質より少ないこと、発光物質よりエネルギーギャップ（発光物質の発光が燐光の場合は三重項エネルギー）が大きいことが挙げられる。層中に発光物質の他にこのような条件に当てはまる物質が含まれている場合も、本実施の形態においては単膜の発光層とみなすこととする。
【００８７】
本実施の形態で説明する発光素子は、上述のとおり、第１の層は第１の発光物質からなり、第２の層は第２の発光物質と第２の発光物質を分散するホスト材料である第２の有機化合物からなり、第３の層は第３の発光物質と第３の発光物質を分散する第３の有機化合物からなり、第４の層は第４の発光物質と第４の有機化合物からなる。ホスト−ゲスト型の発光層において発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満とすればよい。発光層は真空蒸着法を用いて作製することができ、異なる材料を同時に蒸着する共蒸着法によって作製することができる。
【００８８】
第１の発光物質乃至第４の発光物質は発光中心となる物質であり、実施の形態１に記載の発光素子を作製する場合には、第１の発光物質及び第４の発光物質の発する光のピーク波長が第３の発光物質の発する光のピーク波長より短く、且つ第３の発光物質の発する光のピーク波長が第２の発光物質の発する光のピーク波長より短くなるように選択する。また、実施の形態２に記載の発光素子を作製する場合には、第１の発光物質及び第４の発光物質の発する光のピーク波長が第２の発光物質の発する光のピーク波長より短く、且つ第２の発光物質の発する光のピーク波長が第３の発光物質の発する光のピーク波長より短くなるように選択する。
【００８９】
第１の層は正孔輸送性を有する層とするため、第１の発光物質としては正孔輸送性を有する物質を選択する。なお、第１の層をホスト−ゲスト型の発光層とする場合には、第１の発光物質の選択において輸送性を考慮する必要は無い。同様に、第２の層乃至第４の層のいずれか若しくは全てにおいて単膜の発光層を適用する場合には、発光の波長の関係の他、各々の層に合致した輸送性を有する発光物質を選択することが肝要である。
【００９０】
第１の発光物質乃至第４の発光物質として用いることが可能な物質としては以下のような物質が挙げられるが、もちろんこれに限られない。蛍光発光性材料としては、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）等の他、発光波長が４５０ｎｍ以上の４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１３−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。燐光発光性材料としては、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）の他、発光波長が４７０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲にある、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、発光波長が５００ｎｍ（緑色発光）以上のトリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）3）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）2（ａｃａｃ））、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））、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−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ2'）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）2（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）2（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ2'）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）2（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリ���ナト−Ｎ，Ｃ3'］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）2（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ2'）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）2（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）2（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）3（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）3（Ｐｈｅｎ））等が挙げられる。以上のような材料又は他の公知の材料の中から、各々の発光層における発光色（もしくは発光のピーク波長）の関係を考慮し、単膜の発光層の場合はさらに輸送性を加味した上で第１の発光物質乃至第４の発光物質を選択すれば良い。
【００９１】
第２の層１０２乃至第４の層１０５において、発光物質を分散するホスト材料である第２の有機化合物乃至第４の有機化合物として用いることができる有機化合物としては、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジ��ェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。これら及び公知の物質の中から、各々が分散する発光中心物質のエネルギーギャップ（燐光発光の場合は三重項エネルギー）より大きなエネルギーギャップ（三重項エネルギー）を有し、且つ各々の層が有すべき輸送性に合致した輸送性を示す物質を選択すればよい。
【００９２】
なお、実施の形態１に記載の発光素子の場合は、第２の有機化合物及び第３の有機化合物として正孔輸送性を有する材料を選択し、第４の有機化合物として電子輸送性を有する材料を選択する。又、実施の形態２に記載の発光素子においては第２の有機化合物乃至第４の有機化合物としては電子輸送性を有する材料を選択する。第１の層を、第１の発光物質を第１の有機化合物に分散したホスト−ゲスト型の発光層とした場合における第１の有機化合物も同様に選択することができる。第１の層は実施の形態１の発光素子でも実施の形態２の発光素子でも正孔輸送性を有するため、第１の有機化合物は上記列挙した物質及びその他公知の物質の中から正孔輸送性を有する物質を選択すればよい。
【００９３】
なお、正孔輸送性の材料としては、上述の芳香族アミン化合物、及びＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡ、ＤＢＣ１などの縮合多環芳香族化合物が挙げられる。電子輸送性の材料としては、上述の複素環化合物、及びＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴ、ＤＰＮＳ、ＤＰＮＳ２、ＴＰＢ３などの縮合多環芳香族化合物が挙げられる。
【００９４】
上述した中でも特に、縮合多環芳香族化合物はバンドギャップが広く、発光中心物質を分散するためのホスト材料として好適に用いることができるが、正孔輸送性の材料であっても、ある程度の電子を輸送する能力も保持しており、電子が発光を担う層と陽極との間に配置される正孔輸送層まで突き抜けてしまい劣化を増長させてしまうことがあった。その為、第１の有機化合物、第２の有機化合物及び第３の有機化合物として、正孔輸送性の縮合多環芳香族化合物であるＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡ、ＤＢＣ１などを用いた場合、本実施の形態のような発光素子の構成を用いることによって、非常に有効に劣化を抑制することができる。
【００９５】
発光を担う層と陰極との間に電子輸送層を用いる場合、発光層と電子注入層との間に設置される。相応しい材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシ−ビフェニリル）−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体などを用いることができる。また、この他に、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）2）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。電子輸送層としては１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いることが好ましいが、正孔より電子の輸送性の高い物質であれば電子輸送層として用いることができる。また、電子輸送層は単層構造のものだけではなく、上述した条件に当てはまる物質から成る層を二層以上組み合わせた多層構造の層であってもよい。電子輸送層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。
【００９６】
また、電子輸送層として、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。この場合、インクジェット法やスピンコートなどの溶液プロセスを適用することができる。
【００９７】
なお、発光を担う層と接する電子輸送層には、第４の層１０５の発光中心物質である第４の発光物質よりも大きい励起エネルギーを有する物質を用いることが好ましい。このような構成にすることにより、発光層から電子輸送層へのエネルギー移動を抑制することができ、高い発光効率を実現することができる。
【００９８】
電子注入層用いる場合、電子注入層を構成する電子注入性材料としては、特に限定は無く、具体的には、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、酸化リチウムや塩化リチウムなどのアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などが好適である。あるいは、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）やバソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの、いわゆる電子輸送性の材料にリチウムやマグネシウムなどアルカリ金属またはアルカリ土類金属を組み合わせた層も使用できる。電子注入層は陰極に接して形成され、電子注入層を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光を担う層に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、陰極からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい構成である。電子注入層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。
【００９９】
なお、有機化合物を含む層１０７の形成には、上述した作製方法の他に蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法など、湿式、乾式を問わず、用いることができる。
【０１００】
また、陰極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、珪素若しくは酸化珪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用いることができる。
【０１０１】
この後、陰極を形成して発光素子が完成する。陰極としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、元素周期表の１族または２族に属する金属、すなわちリチウム（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）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなど）、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。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【０１０２】
なお、陽極または陰極として導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、陽極又は陰極として形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１０３】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０１０４】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロ−ル）、ポリ（３−ブチルピロ−ル）、ポリ（３−オクチルピロ−ル）、ポリ（３−デシルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジメチルピロ−ル）、ポリ（３，４−ジブチルピロ−ル）、ポリ（３−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロ−ル）、ポリ（３−メトキシピロ−ル）、ポリ（３−エトキシピロ−ル）、ポリ（３−オクトキシピロ−ル）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロ−ル）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１０５】
上記導電性高分子は、単独で陽極又は陰極に使用してもよいし、膜特性を調整するために有機樹脂を添加して導電性組成物として使用することができる。
【０１０６】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、光硬化性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマ−、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルエ−テル、ポリビニルブチラ−ル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノ−ル系樹脂、ポリエ−テル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【０１０７】
さらに、上記導電性高分子又は導電性組成物の電気伝導度を調整するために、アクセプタ性またはドナ−性ド−パントをド−ピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【０１０８】
アクセプタ性ドーパントとしては、ハロゲン化合物、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。また、アクセプタ性ドーパントとしては、その他にも、五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等や、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸も用いることができる。有機カルボン酸及び有機スルホン酸としては、前記カルボン酸化合物及びスルホン酸化合物を使用することができる。
【０１０９】
また、ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、４級アミン化合物等を挙げることができる。
【０１１０】
上記導電性高分子又は導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により陽極又は陰極となる薄膜を形成することができる。
【０１１１】
上記導電性高分子又は導電性組成物を溶解する溶媒としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子及び有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよい。例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【０１１２】
導電性組成物の成膜は上述のように溶媒に溶解した後、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて成膜することができる。溶媒の乾燥は、熱処理を行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【０１１３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて作製された発光装置の一例について示す。なお、本発明の発光装置は以下に示すもののみに限定されず、その表示を担う部分（本実施の形態では図３における画素部６０２が該当する）に実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子が含まれているもの全てを含むものとする。
【０１１４】
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて作製された発光装置の一例について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’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（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）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。
【０１１５】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路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。
【０１１６】
次に、断面構造について図３（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側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１１７】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４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。
【０１１８】
また、画素部６０２は複数の画素により形成され、各画素は、スイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２と、そのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３と、当該第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７よりなる発光素子とを含む。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。
【０１１９】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１２０】
第１の電極６１３上には、有機化合物を含む層６１６、および第２の電極６１７が積層され、発光素子が構成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ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ることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、または珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム、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）、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）の単層膜の他、積層構造も適用でき、例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれる。
【０１２１】
有機化合物を含む層６１６は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載した有機化合物を含む層１０７と同様の構成を有している。また、有機化合物を含む層６１６を構成する材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）のいずれを用いてもよい。また、有機化合物を含む層６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物をその一部に用いてもよい。有機化合物を含む層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。
【０１２２】
さらに、有機化合物を含む層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ2等）を用いることが好ましい。なお、有機化合物を含む層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１２３】
ここで、第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７によって発光素子が構成されるが、発光素子の詳しい構造及び材料については実施の形態１乃至実施の形態３において既に説明したため、繰り返しとなるので、これ以上の説明を省略する。実施の形態１乃至実施の形態３を参照されたい。なお、本実施の形態における第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７はそれぞれ実施の形態１における陽極１００、有機化合物を含む層１０７、陰極１０１に相当する。
【０１２４】
上述してきた駆動回路、画素部のＴＦＴ及び発光素子が形成された素子基板６１０と、封止基板６０４とをシール材６０５によって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、実施の形態１乃至３で示した構造を持つ発光素子６１８が備えられた発光装置が提供される。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。
【０１２５】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−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。
【０１２６】
以上のようにして、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて作製された本実施の形態の発光装置を得ることができる。
【０１２７】
本実施の形態の発光装置は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いており、当該発光素子が駆動時間の蓄積に対して劣化の度合いが低減された発光素子であることから、信頼性の高い発光装置を得ることができる。また、当該発光素子が設計者の意図する発光色を容易に実現するところから、表示品質の優れた発光装置とすることができる。
【０１２８】
また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子は、白色発光素子として好適な構成であることから、照明用途として好適に用いることが可能である。
【０１２９】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図４には実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図４において、基板９５１上には、ストライプ状の電極９５２が複数設けられており、電極９５２電極９５６との間には有機化合物を含む層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。また、絶縁層９５３は、各画素に対応する開口部を有している。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。パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１に記載の発光素子又は実施の形態２に記載の発光素子を用いることによって、発光装置を作製することができる。また、発光の効率が向上した当該発光素子を用いて作製された発光装置は、消費電力の低減された発光装置とすることが可能となる。また、実施の形態１に記載の発光素子又は実施の形態２に記載の発光素子は、駆動時間に伴う輝度劣化の低減された発光素子であることから、当該発光素子を用いて作製された発光装置は、信頼性の向上した発光装置とすることが可能となる。また、実施の形態１に記載の発光素子又は実施の形態２に記載の発光素子は、色のバランスの調整が容易な発光素子であることから、当該発光素子を用いて作製された発光装置は、表示品質の高い発光装置とすることが可能となる。
【０１３０】
（実施の形態５）
ここでは、アクティブ型の表示装置の作製工程の一例を図５を用いて示す。
【０１３１】
まず、基板１００１上に下地絶縁膜１００２を形成する。ここでは基板１００１側を表示面として発光を取り出す場合の例を説明するため、基板１００１としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板を用いればよい。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有する光透過性のプラスチック基板を用いてもよい。
【０１３２】
下地絶縁膜１００２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として２層構造を用いた例を示すが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
【０１３３】
次いで、下地絶縁膜上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を第１のフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。この半導体層は２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料については特に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【０１３４】
また、非晶質構造を有する半導体膜の結晶化処理として連続発振のレーザーを用いることができ、非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０１３５】
また、パルス発振のレーザ光の発振周波数を０．５ＭＨｚ以上とし、通常用いられている数十Ｈｚ〜数百Ｈｚの周波数帯よりも著しく高い周波数帯を用いてレーザ結晶化を行うことができる。パルス発振でレーザ光を半導体膜に照射して半導体膜が溶融してから完全に固化するまでの時間は数十ｎｓｅｃ〜数百ｎｓｅｃであり、上記周波数帯を用いることで、半導体膜がレーザ光によって溶融してから固化するまでに、次のパルスのレーザ光を照射できる。したがって、半導体膜中において固液界面を連続的に移動させることができるので、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を有する半導体膜が形成される。具体的には、含まれる結晶粒の走査方向における幅が１０〜３０μｍ、走査方向に対して垂直な方向における幅が１〜５μｍ程度の結晶粒の集合を形成することができる。該走査方向に沿って長く延びた単結晶の結晶粒を形成することで、少なくとも薄膜トランジスタのチャネル方向には結晶粒界のほとんど存在しない半導体膜の形成が可能となる。
【０１３６】
非晶質半導体膜の結晶化は、熱処理とレーザ光照射による結晶化を組み合わせてもよく、熱処理やレーザ光照射を単独で、複数回行っても良い。
【０１３７】
次いで、レジストマスクを除去した後、半導体層を覆うゲート絶縁膜１００３を形成する。ゲート絶縁膜１００３はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１〜２００ｎｍとする。
【０１３８】
次いで、ゲート絶縁膜１００３上に膜厚１００〜６００ｎｍの導電膜を形成する。ここでは、スパッタ法を用い、窒化チタン膜とタングステン膜とを積層する導電膜を形成する。なお、ここでは導電膜を窒化チタン膜とタングステン膜とを積層する例を示したが、特に限定されず、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料の単層、またはこれらの積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。
【０１３９】
次いで、第２のフォトマスクを用いてレジストマスクを形成し、ドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いてエッチングを行う。このエッチング工程によって、導電膜をエッチングして、導電層１００６〜１００８を得る。なお、この導電層はＴＦＴのゲート電極となる。
【０１４０】
次いで、レジストマスクを除去した後、第３のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を低濃度にドープするための第１のドーピング工程を行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第１のドーピング工程によってゲート絶縁膜１００３を介してドープを行い、低濃度不純物領域１００９を形成する。一つの発光素子は、複数のＴＦＴを用いて駆動させるが、ｐチャネル型ＴＦＴのみで駆動させる場合や、画素と駆動回路を同一基板上に形成しない場合には、上記ドーピング工程は特に必要ない。
【０１４１】
次いで、レジストマスクを除去した後、第４のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、半導体にｐ型を付与する不純物元素（代表的にはボロン）を高濃度にドープするための第２のドーピング工程を行う。この第２のドーピング工程によってゲート絶縁膜１００３を介してドープを行い、ｐ型の高濃度不純物領域１０１４、１０１５を形成する。
【０１４２】
次いで、第５のフォトマスクを用いてレジストマスクを新たに形成し、駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴを形成するため、半導体にｎ型を付与する不純物元素（代表的にはリン、またはＡｓ）を高濃度にドープするための第３のドーピング工程を行う。第３のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０15／ｃｍ2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。レジストマスクは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域と、導電層の近傍とを覆う。この第３のドーピング工程によってゲート絶縁膜
１００３を介してドープを行い、ｎ型の高濃度不純物領域１０１８を形成する。
【０１４３】
この後、レジストマスクを除去し、水素を含む第１の層間絶縁膜１０２０を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。水素を含む第１の層間絶縁膜１０２０は、ＰＣＶＤ法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。加えて、前記した結晶化においては、それを助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体膜を結晶化させることができ、その場合には、合わせて活性化とチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことができる。
【０１４４】
次いで、平坦化のための第２の層間絶縁膜１０２１を形成する。第２の層間絶縁膜１０２１としては、塗布法によって得られるシリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される絶縁膜を用いる。また、第２の層間絶縁膜１０２１としては、透光性を有する有機樹脂膜を用いることができる。第２の層間絶縁膜としてはその他有機材料や無機材料などによる絶縁膜を用いても良い。
【０１４５】
次いで、第６のマスクを用いてエッチングを行い、第２の層間絶縁膜１０２１にコンタクトホールを形成すると同時に周縁部１０４２の第２の層間絶縁膜１０２１を除去する。
【０１４６】
次いで、第６のマスクをそのままマスクとしてエッチングを行い、露呈しているゲート絶縁膜１００３、および第１の層間絶縁膜１０２０を選択的に除去する。
【０１４７】
次いで、第６のマスクを除去した後、コンタクトホールで半導体層と接する３層構造からなる導電膜を形成する。なお、各層の表面を酸化させないように、これら３層を同じスパッタ装置で連続して形成することが好ましい。ただし、導電膜は、３層構造に限定されず、２層でも単層でもよく、その材料は、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料を用いればよい。
【０１４８】
次いで、第７のマスクを用いて導電膜のエッチングを行い、配線または電極を形成する。これらの配線または電極のうち、画素部１０４０においては、ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極１０２２を図示し、駆動回路部１０４１においては、ｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを電気的に接続する接続電極１０２３を図示する。
【０１４９】
次いで、上記三層構造を有する配線または電極に接して透明導電膜を形成する。そして、第８のマスクを用いて透明導電膜のエッチングを行い、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、即ち、発光素子の陽極を形成する。
【０１５０】
発光素子の陽極の材料は、実施の形態３で詳述したが、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、またはＩＴＳＯ（ＩＴＯに酸化珪素が２〜１０重量％含まれたターゲットを用いてスパッタリング法で得られる酸化珪素を含む酸化インジウムスズ）を用いる。ＩＴＳＯの他、酸化珪素を含み酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した透光性酸化物導電膜（ＩＺＯ）などの透明導電膜を用いても良い。また、ＡＴＯ（アンチモン・チン・オキサイド）の透明導電膜を用いても良い。
【０１５１】
なお、第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４ＢとしてＩＴＯを用いる場合は、電気抵抗値を下げるために結晶化させるベークを行う。なお、それに対して、ＩＴＳＯやＩＺＯは、ベークを行ってもＩＴＯのように結晶化せず、アモルファス状態のままである。
【０１５２】
次いで、第８のマスクを用いて第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂの端部を覆う絶縁物１０２５（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を選択的に形成する。絶縁物１０２５としては、スパッタ法により得られる酸化タンタル膜、酸化チタン（ＴｉＯ2）膜や、塗布法により得られる有機樹脂膜を膜厚０．８μｍ〜１μｍの範囲で用いる。
【０１５３】
次いで、第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ及び絶縁物１０２５上に有機化合物を含む層１０２８を形成する。有機化合物を含む層１０２８は実施の形態１乃至実施の形態３で説明したような構成及び作製方法にて形成することができる。なお、有機発光素子の信頼性を向上させるため、有機化合物を含む層１０２８の形成前に真空加熱を行って脱気を行うことが好ましい。例えば、有機化合物材料の蒸着を行う前に、基板に含まれるガスを除去するために減圧雰囲気や不活性雰囲気で２００℃〜３００℃の加熱処理を行うことが望ましい。本実施の形態では、有機化合物を含む層１０２８における発光を担う層（第１の層乃至第４の層）には赤、緑、青の発光を呈する発光物質を用い、白色の発光が得られるように有機化合物を含む層１０２８を形成する。
【０１５４】
次いで、画素部の全面に発光素子の第２の電極１０２９を形成する。第２の電極１０２９は陰極として機能する。発光素子の陰極に用いることができる物質は実施の形態３で詳述したが、ここでは、第２の電極１０２９としてアルミニウムを真空蒸着法により２００ｎｍの膜厚で形成する。本実施の形態では、基板１００１側から発光を取り出すため、発光素子の陰極である第２の電極１０２９が反射電極となっている。その為、有機化合物を含む層１０２８における第１の層乃至第４の層の構成としては、実施の形態１に記載の構成を用いることが好ましい。なお、発光素子の一対の電極のうち、本実施の形態では薄膜トランジスタ側の電極を陽極としたが、薄膜トランジスタ側の電極を陰極として発光素子を形成しても良い。この場合、陽極が反射電極となるのが普通であり、有機化合物を含む層１０２８の第１の層乃至第４の層の構成としては実施の形態２に記載の構成を用いることが好ましい。発光素子の一対の電極のうち、ＴＦＴ側の電極を陰極とする場合は、当該発光素子に直接接続するＴＦＴはｎチャネル型ＴＦＴとして作製する。
【０１５５】
次いで、封止を行うため、封止基板１０３１を用いる。封止基板１０３１の材料は、金属材料やセラミック材料やガラス基板などを用いることができる。封止基板１０３１はシール材１０３２で基板１００１の周縁部１０４２で接着させる。なお、基板間隔を一定に保持するためにスペーサ材やフィラーを用いてもよい。また、一対の基板の間の間隙１０３０は、不活性なガスで充填することが好ましい。
【０１５６】
また、フルカラー表示とするため、発光素子からの光が発光装置の外部に出る為の光路上に着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設ける。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、本実施の形態においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
【０１５７】
また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図６に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極１０２２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を接続電極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の層間絶縁膜は第２の層間絶縁膜１０２１と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
【０１５８】
つづいて、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂを形成する。第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、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のが好ましい。これらを踏まえ、第１の電極が反射電極且つ陽極である場合は、有機化合物を含む層１０２８の構成としては、実施の形態２に記載の構成を用いることが好ましい。逆に、第１の電極が反射電極且つ陰極である場合は、有機化合物を含む層１０２８の構成としては実施の形態１に記載の構成を用いることが好ましい。
【０１５９】
その後、第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ及び第３の層間絶縁膜の露出している部分を覆って有機化合物を含む層１０２８を形成する。有機化合物を含む層１０２８の構成は、実施の形態２で説明したような構成で形成する。つづいて、発光素子の第２の電極１０２９を発光素子からの光を透過するように形成する。
【０１６０】
この後、発光素子からの光が外部へとでる光路上に着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行ってトップエミッション型の発光装置を形成することができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）１０３５はオーバーコート層（図示せず）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もちいることとする。
【０１６１】
こうして得られた有機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると白色の発光領域１０４４Ｗが得られる。また、着色層と組み合わせることで、赤色の発光領域１０４４Ｒと、青色の発光領域１０４４Ｂと、緑色の発光領域１０４４Ｇとが得られる。本実施の形態では実施の形態１又は２に記載の発光素子を用いていることから、各画素の発光色によって塗り分けをする必要がなく、安価且つ簡便にフルカラーの発光装置を得ることができる。また、着色層は色や材質によってその透過率が異なる上、色によって人間の視感度も異なることから、各々の波長成分において所望の輝度を有することが望ましい。この点において、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子はカラーバランスを調節することが容易であるために、本実施の形態に記載の発光装置は色再現性のよい高品質な表示を提供することができる。
【０１６２】
また、ここではトップゲート型の構造とし、ポリシリコンを活性層とするＴＦＴを用いたがスイッチング素子として機能し得るものであれば、特に限定されず、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや、順スタガ型ＴＦＴを用いることが可能である。また、アモルファスシリコン膜やＺｎＯ膜を活性層とするＴＦＴを用いてもよい。また、シングルゲート構造やダブルゲート構造のＴＦＴに限定されず、３つ以上の複数のチャネル形成領域を有するマルチゲート型ＴＦＴとしてもよい。
【０１６３】
また、ここでは赤、緑、青、白の４色駆動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色駆動でフルカラー表示を行ってもよい。
【０１６４】
また、本実施の形態は実施の形態１乃至３の発光素子及び実施の形態４の発光装置のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【０１６５】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態４に示す発光装置を一部に含む電子機器について示す。これら電子機器は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を含んだ表示部を有する。
【０１６６】
実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（ＤＶＤ））等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図７に示す。
【０１６７】
図７（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置は、表示部９１０３に、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製される。また、駆動時間の蓄積に対する劣化の度合いが低減された当該発光素子を用いて作製されたテレビ装置は表示部９１０３の信頼性が高く、この表示部９１０３を備えた当該テレビ装置は信頼性の高いテレビ装置となっている。当該発光素子は劣化が低減されたことから、テレビ装置に搭載される劣化補償機能回路を大幅に削減もしくは縮小することができる。また、発光の効率が向上した当該発光素子を用いて作製されたテレビ装置は、消費電力の低減されたものとすることが可能となる。また、色のバランスの調整が容易な当該発光素子を用いて作製されたテレビ装置は、表示品質の高いものとすることが可能となる。
【０１６８】
図７（Ｂ）は本実施の形態に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータは、表示部９２０３は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製される。また、駆動時間の蓄積に対する劣化の度合いが低減された当該発光素子を用いて作製されたコンピュータは表示部９２０３の信頼性が高く、この表示部９２０３を備えた当該コンピュータは信頼性の高いものとなっている。当該発光素子は劣化が低減されたことから、このコンピュータに搭載される劣化補償機能回路を大幅に削減もしくは縮小することができ、コンピュータの小型軽量化を図ることができる。また、発光の効率が向上した当該発光素子を用いて作製されたコンピュータは、消費電力の低減されたものとすることが可能となる。また、色のバランスの調整が容易な当該発光素子を用いて作製されたコンピュータは、表示品質の高いものとすることが可能となる。
【０１６９】
図７（Ｃ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話は、表示部９４０３は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製されている。また、駆動時間の蓄積に対する劣化の度合いが低減された当該発光素子を用いて作製された携帯電話では、表示部９４０３の信頼性が高く、この表示部９４０３を備えた当該携帯電話は信頼性の高いものとなっている。当該発光素子は劣化が低減されたものであることから、この携帯電話に搭載される劣化補償機能回路を大幅に削減もしくは縮小することができ、携帯電話のさらなる小型軽量化を図ることができる。小型軽量化が図られた本実施の形態の携帯電話は、様々な付加価値を備えた構造として携帯に適したサイズ、重量に止めることができ、高機能な携帯電話としても適した構成となっている。また、発光の効率が向上した当該発光素子を用いて作製された携帯電話は、消費電力の低減されたものとすることが可能となる。また、色のバランスの調整が容易な当該発光素子を用いて作製された携帯電話は、表示品質の高いものとすることが可能となる。
【０１７０】
図７（Ｄ）は本実施の形態に係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラは、表示部９５０２に実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を表示素子として用いることによって作製されている。また、駆動時間の蓄積に対する劣化の度合いが低減された当該発光素子を用いて作製されたカメラでは表示部９５０２の信頼性が高く、この表示部９５０２を備えた当該カメラは信頼性の高いものとなっている。当該発光素子は劣化が低減されたことから、このカメラに搭載される劣化補償機能回路を大幅に削減もしくは縮小することができ、カメラの小型軽量化を図ることができる。また、発光の効率が向上した当該発光素子を用いて作製されたカメラは、消費電力の低減されたものとすることが可能となる。また、色のバランスの調整が容易な当該発光素子を用いて作製されたカメラは、表示品質の高いものとすることが可能となる。
【０１７１】
以上の様に、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、駆動時間の蓄積に対する劣化の度合いが低減された当該発光素子を用いて作製された表示部は信頼性が高く、当該表示部を有する電子機器は信頼性の高いものとすることができる。また、発光の効率が向上した当該発光素子を用いて作製された表示部は低消費電力化されており、当該表示部を有する電子機器は消費電力の小さいものとすることができる。また、また、色のバランスの調整が容易な当該発光素子を用いて作製された表示部は表示品質が高く、当該表示部を有する電子機器は表示品質の高いものとすることができる。
【０１７２】
また、本実施の形態の発光装置として、照明装置を挙げることもできる。実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を照明装置に適用する一態様を、図８を用いて説明する。
【０１７３】
図８は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子をバックライトとして適用した液晶表示装置の一例である。図８に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライトユニット９０３は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて形成されており、端子９０６により、電流が供給されている。
【０１７４】
ここで、液晶のバックライトユニット９０３は、各画素に設けられたカラーフィルタを透過して実際に液晶表示装置を視聴する人の目に触れる際に、最適な光となるような発光色を呈していることが望ましい。すなわち、カラーフィルタとしては、通常画素ごとに赤、青又は緑の光を透過する膜が設けられるが、カラーフィルタの材料によって光の透過率も異なる上、色によって人間の視感度も異なることから、バックライトは赤、青及び緑各々の波長成分において所望の輝度を有することが望ましい。この点において、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子はカラーバランスを調節することが容易であるために、液晶のバックライトユニット９０３として非常に好適に用いることができる。
【０１７５】
なお、バックライトユニット９０３は実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を１つのみ用いていても良いし、当該発光素子を複数用いていても良い。
【０１７６】
このように、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することができる。当該バックライトは大面積化も可能であるため、液晶表示装置の大面積化も可能になる。また、駆動時間の蓄積に伴う劣化の度合いが小さい当該発光素子を用いて作製することにより、信頼性の高いバックライトが得られる。さらに、当該バックライトは薄型で所望の発光色を容易に得ることができるため、液晶表示装置の薄型化、映像の高品質化も可能となる。また、当該バックライトは低消費電力化されたものであるため、液晶表示装置の消費電力の低減も実現する。
【０１７７】
図９は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子が形成されている。光源２００２は当該発光素子１つで構成されていても良いし、複数の当該発光素子によって構成されていても良い。また、異なる発光色を呈する複数種の発光素子によって構成されていても良い。このように、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて光源２００２を作製することができる。駆動時間の蓄積に伴う劣化の度合いが小さい当該発光素子を用いて作製された光源２００２は、信頼性が高いため、これが備えられた電気スタンドも信頼性の高い電気スタンドとすることができる。また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子はカラーバランスの調整が容易であることから、目に優しい発光色を呈するなど、用途に合わせた発光色を有する電気スタンドを容易に提供することができる。また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子は発光の効率が向上したことから、消費電力の低減した電気スタンドとすることができる。
【０１７８】
図１０は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を、室内の照明装置３００１に適用した例である。照明装置３００１は当該発光素子１つで構成されていても良いし、複数の当該発光素子によって構成されていても良い。また、異なる発光色を呈する複数種の発光素子によって構成されていても良い。このように、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子を用いて照明装置３００１を作製することができる。当該発光素子を適用して作製された照明装置３００１は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、発光効率の良好な当該発光素子を用いて作製された照明装置３００１は、薄型で低消費電力な照明装置とすることができる。
また、駆動時間の蓄積に伴う劣化の度合いが小さい当該発光素子を用いて作製された照明装置３００１は信頼性の高いものとすることができる。また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子はカラーバランスの調整が容易であることから、暖色系の発光色から寒色系の発光色まで様々な色の発光を容易に提供することが可能である。また、実施の形態１乃至実施の形態３に示した発光素子は発光の効率が向上したことから、消費電力の低減した照明装置とすることができる。
【実施例１】
【０１７９】
本実施例では本実施の形態１の発光素子及び比較発光素子をそれぞれ作製し、合わせてそれらの素子特性を測定した。その製造方法及び素子特性を以下に示す。本実施例では、白色発光を提供する発光素子を得ることを目的に、発光物質として赤、青、緑の発光を呈する物質を用いて実験を行った。なお、発光素子１、発光素子２及び比較発光素子で使用した有機化合物の構造を以下に示す。
【０１８０】
【化１】
0005404170.tif 000002
（発光素子１の作製）
【０１８１】
まず、ガラス基板上に膜厚１１０ｎｍの珪素若しくは酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法で成膜し、陽極を形成した（電極面積２ｍｍ×２ｍｍ）。
【０１８２】
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０-4Ｐａ程度まで減圧した後、上記構造式（ｉ）で表される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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１８３】
続いて、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
【０１８４】
この後、第１の層として上記構造式（ｉｉ）で表される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）を１０ｎｍ成膜した。ＰＣＢＡＰＡは正孔輸送性を有し、青色の発光を呈する物質である。
【０１８５】
つづいて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表される２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）をＰＣＣＰＡ：ＢｉｓＤＣＪＴＭ＝１：０．００５の割合となるように共蒸着して第２の層を形成した。ＰＣＣＰＡは正孔輸送性を有する物質であり、ＢｉｓＤＣＪＴＭは赤色発光を呈する物質である。膜厚は１０ｎｍとした。
【０１８６】
次に、ＰＣＣＰＡと上記構造式（ｖ）で表されるＮ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）をＰＣＣＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．０２となるように共蒸着して第３の層を形成した。ＰＣＣＰＡは正孔輸送性を有する物質であり、２ＰＣＡＰＡは緑色の発光を呈する物質である。膜厚は１０ｎｍとした。
【０１８７】
この後、上記構造式（ｖｉ）であらわされる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）と、第１の層の形成に用いたＰＣＢＡＰＡとをＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１となるように共蒸着して第４の層を形成した。ＣｚＰＡは電子輸送性を有する物質である。膜厚は３０ｎｍとした。
【０１８８】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、上記構造式（ｖｉｉ）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いて同じく抵抗加熱による蒸着法を用いて上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜して電子輸送層を形成した。
【０１８９】
それから、同様に抵抗加熱による蒸着法を用いて、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ程度形成し、電子注入層を形成し、最後にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することによって陰極を形成し、発光素子１を作製した。
【０１９０】
（発光素子２の作製）
正孔輸送層を形成するまでは、発光素子１と同様に作製し、その後、第１の層として、ＰＣＢＡＰＡを３０ｎｍ成膜した。
【０１９１】
続いて、第２の層、第３の層、第４の層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を発光素子１と同様に形成し、発光素子２を作製した。
【０１９２】
（比較発光素子の作製）
正孔輸送層を形成する迄は発光素子１及び発光素子２と同様に作製した。その後、第１の層を形成せず、第２の層、第３の層、第４の層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を発光素子１及び発光素子２と同様に形成し、比較発光素子を作製した。
【０１９３】
以下の表１に、前記のとおりに作製した発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の各層の構成を示す。
【０１９４】
【表１】
0005404170.tif 000003
【０１９５】
以上により得られた発光素子１、発光素子２及び比較発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１９６】
発光素子１、発光素子２及び比較発光素子の電流密度−輝度特性を図１１に示す。また、電圧−輝度特性を図１２に示す。また、輝度−電流効率特性を図１３に示す。また、発光素子１に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１４に示す。
【０１９７】
また、１０００ｃｄ／ｍ2付近における各素子の主な初期特性値を以下の表にまとめた。    
【０１９８】
【表２】
0005404170.tif 000004
【０１９９】
図１１及び図１２からは、電流密度−輝度特性、電圧−輝度特性は比較発光素子、発光素子１及び発光素子２のいずれも大きな変化が無いように見られるが、図１３からは、輝度−電流効率特性は、比較発光素子と比較して、発光素子１、発光素子２は良好な結果を示している。さらに、図１４の発光スペクトルを見てみると、比較発光素子、発光素子１、発光素子２ではスペクトルの各ピーク強度に大きな違いがあることがわかる。実際に、表２より色度（ＣＩＥ色度座標）を参照すると、色度座標にも大きな変化が見られる。すなわち、発光の色味が変化しており、輝度や電流効率での比較は適当ではない。そこで、外部量子効率を参照すると、比較発光素子と比較して、発光素子１及び発光素子２は１割以上の外部量子効率の上昇をみており、第１の層が第３の層と第４の層との界面近傍で再結合に関与しなかった電子を捕獲して発光に変換することによって、発光の効率が向上していることがわかる。また、これにより、青の色味が増し、白としての色度が向上している。特に発光素子１は６％近い外部量子効率を実現しており、非常に良好な結果を示した。
【０２００】
発光素子１、発光素子２及び比較発光素子において、第１の層又は第４の層の発光物質であるＰＣＢＡＰＡ青色の発光を、第２の層の発光物質であるＢｉｓＤＣＪＴＭは赤色の光を、第３の層の発光物質である２ＰＣＡＰＡは緑色の発光を呈する物質である。すなわち、図１４における発光スペクトルにおいて、４６６ｎｍ付近のピークはＰＣＢＡＰＡの、６２０ｎｍ付近のピークはＢｉｓＤＣＪＴＭの、５０５ｎｍ付近のピークは２ＰＣＡＰＡのそれぞれ発光であることがわかる。
【０２０１】
ここで、比較発光素子のスペクトルにおいては、一番波長の長い６２０ｎｍ付近の発光が最も大きく、波長が短い光のピーク強度ほど小さくなっていることがわかる。一方、発光素子１及び発光素子２は緑又は青の波長範囲にあるピーク強度もバランス良く出現している。表２に示した色度座標からも発光素子１及び発光素子２は比較発光素子よりも良好な白色発光を呈していることがわかった。この結果から、本実施例の発光素子は色の調整が容易な発光素子であることがわかる。
【０２０２】
続いて、信頼性に関する評価を行った結果を示す。図１５に、発光素子１、発光素子２及び比較発光素子を初期輝度１０００ｃｄ／ｍ2とし、電流密度一定の条件で駆動した際の規格化輝度時間変化を示した。その図から、比較発光素子より、発光素子１及び発光素子２の方が輝度の低下が明確に抑制されていることが分かる。これは、正孔輸送層へ達する電子の抜けを第１の層が抑制したことによって劣化が小さくなったことが要因と考えられる。このことから、本実施例の発光素子は、従来の発光素子と比較して時間の経過に伴う輝度劣化を抑制した発光素子であることがわかる。
【０２０３】
（参考例）
実施例１で用いた構造式（ｉｉ）で表されるＰＣＢＡＰＡ、実施例２で用いた構造式（ｉｉｉ）で表されるＰＣＣＰＡは既知の物質ではないため、合成方法について以下に示す。
【０２０４】
≪ＰＣＢＡＰＡの合成方法≫
［ステップ１：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。置換後溶媒のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、更に１時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ収率８６％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（ａ−１）に示す。
【０２０５】
【化２】
0005404170.tif 000005
【０２０６】
［ステップ２：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、ステップ１で合成した９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（０．２ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃１０時間還流した。還流後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製した。精製後濃縮して得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物の白色固体を４．９ｇ収率４５％で得た。ステップ２の合成スキームを下記（ａ−２）に示す。
【０２０７】
【化３】
0005404170.tif 000006
【０２０８】
なお、上記ステップ２で得られた白色固体を核磁気共鳴分光法により、1Ｈ  ＮＭＲを測定した。以下にその測定データを示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡを合成するための原料であるＰＣＢＡが得られたことがわかった。
【０２０９】
1Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，３００ＭＨｚ）：δ＝６．８１−６．８６（ｍ，１Ｈ），７．１２（ｄｄ，Ｊ1＝０．９Ｈｚ，Ｊ2＝８．７Ｈｚ、２Ｈ），７．１９（ｄ、Ｊ＝８．７Ｈｚ，２Ｈ）、７．２３−７．３２（ｍ、３Ｈ）、７．３７−７．４７（ｍ、３Ｈ）、７．５１−７．５７（ｍ，１Ｈ）、７．６１−７．７３（ｍ、７Ｈ）８．２８（ｓ，１Ｈ）、８．３３（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ）、８．５０（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【０２１０】
［ステップ３：ＰＣＢＡＰＡの合成］
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＡ４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物のＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体６．６ｇ収率７５％で得た。得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ、回収率９０％で得た。また、ステップ３の合成スキームを下記（ａ−３）に示す。
【０２１１】
【化４】
0005404170.tif 000007
【０２１２】
なお、上記ステップ３で得られた固体の1Ｈ  ＮＭＲを測定した。以下に測定データを示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。
【０２１３】
1Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ、２Ｈ），８．１９（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【０２１４】
続いて、ＰＣＣＰＡの合成方法について以下に示す。
【０２１５】
［ステップ１：９−フェニル−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ）の合成］
３−ブロモカルバゾール２．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｎ−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸２．９ｇ（１０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン１５２ｍｇ（０．５０ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れた。フラスコ内を窒素で置換し、この混合物へジメトキシエタノール（ＤＭＥ）５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）１０ｍＬを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し、脱気後、酢酸パラジウム５０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素気流下で８０℃３時間攪拌した。攪拌後、この混合物にトルエン約５０ｍＬを加え、３０分ほど攪拌し、この混合物を水、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ油状物質を得た。得られた油状物質をトルエンに溶かし、この溶液をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、目的物の白色固体を、３．３ｇ収率８０％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（ｂ−１）に示す。
【０２１６】
【化５】
0005404170.tif 000008
【０２１７】
なお、上記ステップ１で得られた固体を核磁気共鳴分光法により、1Ｈ  ＮＭＲを測定した。
以下にその測定データを示す。
【０２１８】
1Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ6，３００ＭＨｚ）：δ＝７．１６−７．２１（ｍ，１Ｈ），７．２９−７．６０（ｍ，８Ｈ），７．６７−７．７４（ｍ，４Ｈ），７．８１−７．８７（ｍ、２Ｈ），８．２４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ），８．８３（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．５４（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ），８．６５（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）、１１．３０（ｓ、１Ｈ）
【０２１９】
［ステップ２：ＰＣＣＰＡの合成］
９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アントラセン１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）と、ＰＣＣ１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ＢｕＯＮａ１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコへ入れた。フラスコ内を窒素にて置換し、この混合物へトルエン２０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気をした。脱気後、この混合物へ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）９６ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下で、１１０℃８時間還流した。還流後、この混合物にトルエン約５０ｍＬを加え、３０分ほど攪拌し、この混合物を水、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、油状物質を得た。得られた油状物質を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン：トルエン＝１：１）により精製した。精製後濃縮して得られた淡黄色固体をクロロホルム／ヘキサンにより再結晶すると、目的物であるＰＣＣＰＡの淡黄色粉末状固体を１．２ｇ収率５４％で得た。得られた淡黄色粉末状固体２．４ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３５０℃でＰＣＣＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＣＰＡの淡黄色固体を２．２ｇ回収率９４％で得た。また、ステップ２の合成スキームを下記（ｂ−２）に示す。
【０２２０】
【化６】
0005404170.tif 000009
【０２２１】
なお、上記ステップ２で得られた固体の1Ｈ  ＮＭＲを測定した。以下にその測定データを示す。これより、上述の構造式（２）で表されるＰＣＣＰＡが得られたことがわかった。
【０２２２】
1Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３４−７．９１（ｍ，３２Ｈ），８．２７（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ），８．３１（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ）、８．５２（ｄｄ，Ｊ1＝１．５Ｈｚ，Ｊ2＝５．４Ｈｚ、２Ｈ）
【符号の説明】
【０２２３】
１００    陽極
１０１    陰極
１０２    第１の層
１０３    第２の層
１０４    第３の層
１０５    第４の層
１０６    発光素子
１０７    有機化合物を含む層
１１０    陽極
１１１    陰極
１１２    第１の層
１１３    第２の層
１１４    第３の層
１１５    発光素子
１１６    有機化合物を含む層
１００    陽極
１３１    陰極
１３２    第１の層
１３３    第２の層
１３４    第３の層
１３５    第４の層
１３６    発光素子
１３７    有機化合物を含む層
６０１    駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２    画素部
６０３    駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    有機化合物を含む層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライトユニット
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    有機化合物を含む層
９５６    電極
１００１    基板
１００２    下地絶縁膜
１００３    ゲート絶縁膜
１００４    導電層
１００６    導電層
１００９    低濃度不純物領域
１０１４    高濃度不純物領域
１０１５    高濃度不純物領域
１０１８    高濃度不純物領域
１０２０    層間絶縁膜
１０２１    層間絶縁膜
１０２２    電極
１０２３    電極
１０２４Ｗ    電極
１０２４Ｒ    電極
１０２４Ｇ    電極
１０２４Ｂ    電極
１０２５    絶縁物
１０２７    絶縁層
１０２８    有機化合物を含む層
１０２９    電極
１０３０    間隙
１０３１    封止基板
１０３２    シール材
１０３３    基材
１０３４Ｒ    着色層
１０３４Ｂ    着色層
１０３４Ｇ    着色層
１０３５    黒色膜
１０３６    オーバーコート層
１０４０    画素部
１０４１    駆動回路部
１０４２    周縁部
１０４４Ｂ    発光領域
１０４４Ｇ    発光領域
１０４４Ｒ    発光領域
１０４４Ｗ    発光領域
２００１    筐体
２００２    光源
３００１    照明装置
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングデバイス
９４０１    本体
９４０２    筐体
９４０３    表示部
９４０４    音声入力部
９４０５    音声出力部
９４０６    操作キー
９４０７    外部接続ポート
９４０８    アンテナ
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
【図１】
0005404170.tif 000010
【図２】
0005404170.tif 000011
【図３】
0005404170.tif 000012
【図４】
0005404170.tif 000013
【図５】
0005404170.tif 000014
【図６】
0005404170.tif 000015
【図７】
0005404170.tif 000016
【図８】
0005404170.tif 000017
【図９】
0005404170.tif 000018
【図１０】
0005404170.tif 000019
【図１１】
0005404170.tif 000020
【図１２】
0005404170.tif 000021
【図１３】
0005404170.tif 000022
【図１４】
0005404170.tif 000023
【図１５】
0005404170.tif 000024