(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、ｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
前記陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層との間に、第１の層と、第２の層とを有し、
前記第１の層は、前記ｍ＋１番目のＥＬ層と前記第２の層との間に接して設けられ、
前記第２の層は、前記第１の層と前記ｍ番目のＥＬ層との間に接して設けられ、
前記ｍ番目のＥＬ層は、少なくとも、発光層と、前記第２の層と接する電子輸送層とを有し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する第１の物質と、正孔輸送性を有する第１の物質に対するアクセプター性物質とを有し、
前記第２の層は、電子輸送性を有する第２の物質を有し、
前記電子輸送層は、電子輸送性を有する第３の物質と、アルカリ土類金属とを有し、
前記アルカリ土類金属は、前記電子輸送層において、前記第２の層と接する界面から前記陽極側に向かってその濃度が低くなる濃度勾配を有し、
前記第２の物質のＬＵＭＯ準位は、前記アクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、前記第３の物質のＬＵＭＯ準位との間に位置し、かつ、前記第３の物質のＬＵＭＯ準位より低い発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極との間に、ｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、
前記陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層との間に、第１の層と、第２の層とを有し、
前記第１の層は、前記ｍ＋１番目のＥＬ層と前記第２の層との間に接して設けられ、
前記第２の層は、前記第１の層と前記ｍ番目のＥＬ層との間に接して設けられ、
前記ｍ番目のＥＬ層は、少なくとも、発光層と、前記第２の層と接する電子輸送層とを有し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する第１の物質と、正孔輸送性を有する第１の物質に対するアクセプター性物質とを有し、
前記第２の層は、電子輸送性を有する第２の物質と、電子輸送性を有する第２の物質に対するドナー性物質とを有し、
前記電子輸送層は電子輸送性を有する第３の物質と、アルカリ土類金属とを有し、
前記アルカリ土類金属は、前記電子輸送層において、前記第２の層と接する界面から前記陽極側に向かってその濃度が低くなる濃度勾配を有し、
前記第２の物質のＬＵＭＯ準位は、前記アクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、前記第３の物質のＬＵＭＯ準位との間に位置し、かつ、前記第３の物質のＬＵＭＯ準位より低い発光素子。
【請求項３】
請求項２において、
前記ドナー性物質が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物または希土類金属の化合物である発光素子。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記第２の層の膜厚は、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である発光素子。
【請求項５】
請求項２又は請求項３において、
前記第２の層は前記第２の物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率で前記ドナー性物質が含まれている発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光素子において、
前記第２の物質のＬＵＭＯ準位が、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下である発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間に有機化合物を含む発光層を有する発光素子に関する。また、当該発光素子を用いた発光装置、並びに当該発光装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年モバイル機器の発展は目覚しく、小型の映像再生機や、携帯電話に付属のディスプレイなどにより、いつでもどこでも手軽に映像作品を楽しめるようになっている。また、ダウンロードや小型のメモリが映像の媒介手段となりつつあり、その需要はますます大きくなってゆくことが予想される。
【０００３】
携帯電話に付属されるディスプレイなどの小型のディスプレイで、高品質な映像を楽しむためには、当該ディスプレイが十分に高精細化されたディスプレイであることが要求される。
【０００４】
ところで、一対の電極間に有機化合物を含む発光層を有する発光素子（エレクトロルミネッセンス素子：ＥＬ素子ともいう）は、高速応答が可能であり、直流低電圧駆動、また、薄型、軽量に作製できることから、フラットパネルディスプレイ素子やモバイルディスプレイ用素子として実用化も進められている。
【０００５】
ＥＬ素子は一対の電極と、当該電極間に設けられた発光物質を含むＥＬ層とを有してなり、ＥＬ層に電流を流すことによって含まれる発光物質が励起され、発光する。そのため、このようなＥＬ素子において大きな発光強度を得るためには、相当する大きさの電流を当該発光層に流すこととなり、消費電力もそれに伴って大きくなる。また、流す電流が大きくなるほどＥＬ素子の劣化は促進される。
【０００６】
そこで、複数のＥＬ層を積層して、同じ電流密度の電流を流した際に、ＥＬ層が単層である発光素子より高輝度の発光を得ることか可能な発光素子が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１で開示されている発光素子は、複数の発光ユニット（ＥＬ層）が、電荷発生層により仕切られた構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高精細なディスプレイを作製する場合、照明用途や画素サイズの大きいディスプレイでは起きない問題が発生する場合がある。そのような問題の一つとして、近接する画素間での干渉現象、いわゆるクロストークと呼ばれる問題がある。
【０００９】
特許文献１のように、ＥＬ層が電荷発生層により仕切られて積層する構造を有する発光素子では、電荷発生層で発生した電子をＥＬ層へと注入しやすくし、駆動電圧の低減を図るために、電子注入バッファー層が電荷発生層と共に中間層として設けられる場合も多い。特に、単色のディスプレイや、カラーフィルタもしくは色変換層を用いてフルカラー化を実現したディスプレイにおいて、このような発光素子を用い高精細なディスプレイを作製すると、複数の発光素子において当該中間層を共有していることから、クロストークが起きやすいという問題があった。
【００１０】
図１を用いて詳しく説明する。図１では、２層のＥＬ層（第１のＥＬ層１２ａ、第２のＥＬ層１２ｂ）が中間層１３により仕切られて積層する素子を複数用いて作製された発光装置を例に、隣接する３画素（画素１、画素２、画素３）を抜き出して図示した。中間層１３は電荷発生層と電子注入バッファー層を少なくとも有する層である。各画素は、おのおの陽極１０（画素１の陽極１０−１、画素２の陽極１０−２、画素３の陽極１０−３）と陰極１１との間にこれらＥＬ層（第１のＥＬ層１２ａ、第２のＥＬ層１２ｂ）、中間層１３を有している。ＥＬ層（第１のＥＬ層１２ａ、第２のＥＬ層１２ｂ）、中間層１３及び陰極１１は複数の発光素子に共通して設けられている。画素２が選択された場合、陽極１０−２と陰極１１間に電圧が印加され、陽極１０−２と陰極１１との間に電流が流れ、画素２における第１のＥＬ層１２ａ−２及び第２のＥＬ層１２ｂ−２から発光が得られる。画素サイズの大きい発光装置であれば、たとえ中間層１３の導電率がある程度高くても、画素間の距離が大きいために横方向の電流は充分に減衰し、クロストークを起こす心配は少ない（図１（Ａ））。しかし、高精細な発光装置である場合、高精細化に伴って画素間距離も小さくなってゆくため、中間層を介して横方向に流れた電流が、選択された画素ではない画素１や画素３の第２のＥＬ層１２ｂ（第２のＥＬ層１２ｂ−１、第２のＥＬ層１２ｂ−３）を発光させ、クロストークが起きてしまう（図１（Ｂ））。
【００１１】
しかし、中間層１３を、高精細な発光装置のクロストークを抑制できるほどに導電率が低い材料で形成してしまうと、発光素子の駆動電圧が大きく上昇してしまう恐れがある。
【００１２】
そこで本発明の一態様では、ＥＬ層が電荷発生層により仕切られて積層する構造を有する発光素子において、高精細なディスプレイで使用した場合においても、駆動電圧の大きな上昇を伴わずに近接する画素間でのクロストークを抑制することが可能な発光素子を提供することを課題とする。なお、ＥＬ層が電荷発生層により仕切られて積層する構造を有する発光素子は、電流効率が高く高輝度発光が可能な発光素子である。
【００１３】
また、本発明の一態様では、駆動電圧の大きな上昇を伴わずに近接する画素間でのクロストークが抑制された、高精細な発光装置を提供することを課題とする。ひいては、消費電力が小さく、信頼性が高く且つ表示品質の高い発光装置またはディスプレイを提供することを課題とする。
【００１４】
また、本発明の一態様では、表示品質が高い発光装置を提供することを課題とする。また、表示品質の高いディスプレイを提供することを課題とする。また、表示品質の高いディスプレイ部を有する電子機器を提供することを課題とする。
【００１５】
本発明では上記課題の少なくとも一を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、複数のＥＬ層が電荷発生領域によって仕切られている発光素子において、電荷発生領域の陽極側に接して設けられた電子リレー層と、当該電子リレー層に接して設けられた電子輸送層とを有し、当該電子輸送層はアルカリ土類金属を含み、さらに電子輸送層に含まれるアルカリ土類金属が、電子輸送層と電子リレー層の界面から陽極側に向かってその濃度が低くなるような濃度勾配を有する構成を有する発光素子が上記課題を解決できることを見出した。
【００１７】
すなわち、本発明の一態様は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間に、第１の層及び第２の層を有し、第１の層は、ｍ＋１番目のＥＬ層と第２の層との間に接して設けられ、第２の層は、第１の層とｍ番目のＥＬ層との間に接して設けられ、ｍ番目のＥＬ層は、少なくとも、発光層と、第２の層と接する電子輸送層とを含み、第１の層は、正孔輸送性を有する第１の物質及び正孔輸送性を有する第１の物質に対するアクセプター性物質を含み、第２の層は、電子輸送性を有する第２の物質を含み、電子輸送層は電子輸送性を有する第３の物質及びアルカリ土類金属を含み、アルカリ土類金属は、電子輸送層において、第２の層と接する界面から陽極側に向かってその濃度が低くなる濃度勾配を有する発光素子である。
【００１８】
また、本発明の他の一態様は、陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層を有し、陽極からｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層とｍ＋１番目のＥＬ層の間に、第１の層及び第２の層を有し、第１の層は、ｍ＋１番目のＥＬ層と第２の層との間に接して設けられ、第２の層は、第１の層とｍ番目のＥＬ層との間に接して設けられ、ｍ番目のＥＬ層は、少なくとも、発光層と、第２の層と接する電子輸送層とを含み、第１の層は、正孔輸送性を有する第１の物質及び正孔輸送性を有する第１の物質に対するアクセプター性物質を含み、第２の層は、電子輸送性を有する第２の物質及び電子輸送性を有する第２の物質に対するドナー性物質を含み、電子輸送層は電子輸送性を有する第３の物質及びアルカリ土類金属を含み、アルカリ土類金属は、電子輸送層において、第２の層と接する界面から陽極側に向かってその濃度が低くなる濃度勾配を有する発光素子である。
【００１９】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、ドナー性物質が、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物または希土類金属化合物である発光素子である。また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の層の膜厚が、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする発光素子である。
【００２０】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の層は第２の物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質が含まれていることを特徴とする発光素子である。
【００２１】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の物質のＬＵＭＯ準位が、−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下である発光素子である。
【００２２】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の物質はペリレン誘導体または含窒素縮合芳香族化合物であることを特徴とする発光素子である。
【００２３】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の物質は、下記構造式で示されるフタロシアニン系材料のいずれかであることを特徴とする発光素子である。
【化１】
0005912309.tif 000002
【００２４】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の物質は、金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体であることを特徴とする発光素子である。
【００２５】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の物質は、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体であることを特徴とする発光素子である。
【００２６】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、金属錯体がフタロシアニン系材料である発光素子である。
【００２７】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、フタロシアニン系材料が下記構造式で示される物質のいずれかである発光素子である。
【化２】
0005912309.tif 000003
【００２８】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、電子輸送層に含まれるアルカリ土類金属が、カルシウム、ストロンチウム又はバリウムである発光素子である。
【００２９】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、電子輸送層に含まれるアルカリ土類金属が、カルシウムである発光素子である。
【００３０】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、アクセプター性物質は、遷移金属酸化物である発光素子である。
【００３１】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、アクセプター性物質は、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物である発光素子である。
【００３２】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、アクセプター性物質は、酸化モリブデンである発光素子である。
【００３３】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の層は、第１の物質を含む層と、アクセプター性物質を含む層とが積層されてなる構造を有する発光素子である。
【００３４】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子を複数用いて作製された発光装置である。
【００３５】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置において、発光素子がマトリクス状に配置されており、隣り合う発光素子における発光領域間の距離が３μｍ以上４０μｍ以下である発光装置である。
【００３６】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置において、発光素子はマトリクス状に配置されており、隣り合う発光素子における発光領域間の距離が５μｍ以上３０μｍ以下である発光装置である。
【００３７】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置を含むディスプレイである。
【００３８】
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置を含む電子機器である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の一態様では、高精細なディスプレイで使用した場合においても、駆動電圧の大きな上昇を伴わずに近接する画素間でのクロストークを抑制することが可能であり、且つ高輝度発光が可能な発光素子を提供することができる。
【００４０】
また、本発明の一態様では、駆動電圧の大きな上昇を伴わずに近接する画素間でのクロストークが抑制された、高精細な発光装置を提供することができる。
【００４１】
また、本発明の一態様では、表示品質の高い発光装置を提供することができる。また、表示品質の高いディスプレイを提供することができる。また、表示品質の高いディスプレイ部を有する電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】クロストーク発生の概念図。
【図２】本発明の一態様である発光素子の構造を説明する図。
【図３】本発明の一態様である発光装置を表す図。
【図４】本発明の一態様である発光装置を表す図。
【図５】本発明の一態様である発光装置を表す図。
【図６】本発明の一態様である発光装置を表す図。
【図７】本発明の一態様である電子機器の例示。
【図８】本発明の一態様である発光素子の構造を説明する図。
【図９】発光素子１及び発光素子２の電流密度−輝度特性を表す図。
【図１０】発光素子１及び発光素子２の電圧−輝度特性を表す図。
【図１１】発光素子１及び発光素子２の輝度−電流効率特性を表す図。
【図１２】発光素子１及び発光素子２の輝度−外部量子効率特性を表す図。
【図１３】発光素子１及び発光素子２の発光スペクトル。
【図１４】発光素子１を用いたディスプレイ（ディスプレイ１）の光学顕微鏡写真。
【図１５】発光素子２を用いたディスプレイ（ディスプレイ２）の光学顕微鏡写真。
【図１６】比較発光素子１を用いたディスプレイ（ディスプレイ３）の光学顕微鏡写真。
【図１７】ディスプレイ１（上段）、ディスプレイ２（中段）及びディスプレイ３（下段）の発光スペクトル。
【図１８】本発明の一態様である発光素子の構造を説明する図。
【図１９】発光素子３及び発光素子４の電圧−輝度特性を表す図。
【図２０】発光素子３及び発光素子４の電圧−電流特性を表す図。
【図２１】発光素子３及び発光素子４の電圧−電流密度特性を表す図。
【図２２】比較発光素子２を用いたディスプレイ（ディスプレイ４）の光学顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。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。
【００４４】
（実施の形態１）
図２に本発明の一態様である発光素子の概念図を示す。図２に示す発光素子は一対の電極（陽極１００、陰極１０１）間にｎ層のＥＬ層を有している。最も陽極１００側のＥＬ層を１番目のＥＬ層１０２ｋ、最も陰極１０１側のＥＬ層をｎ番目のＥＬ層１０２ｎとした。図２の発光素子にはＥＬ層（１番目のＥＬ層１０２ｋ・・・ｍ番目のＥＬ層１０２ｍ・・・ｎ番目のＥＬ層１０２ｎ）、中間層（１番目の中間層１０３ｋ・・・ｍ番目の中間層１０３ｍ・・・ｎ−１番目の中間層１０３ｎ−１）、第１の層（１番目の第１の層１０４ｋ・・・ｍ番目の第１の層１０４ｍ・・・ｎ−１番目の第１の層１０４ｎ−１）、第２の層（１番目の第２の層１０５ｋ・・・ｍ番目の第２の層１０５ｍ・・・ｎ−１番目の第２の層１０５ｎ−１）、電子輸送層（１番目の電子輸送層１０６ｋ・・・ｍ番目の電子輸送層１０６ｍ・・・ｎ−１番目の電子輸送層１０６ｎ−１、ｎ番目の電子輸送層１０６ｎ）などが含まれている。なお、複数のＥＬ層を総称してＥＬ層１０２、複数の中間層を総称して中間層１０３、複数の第１の層を総称して第１の層１０４、複数の第２の層を総称して第２の層１０５及び複数の電子輸送層を総称して電子輸送層１０６と呼ぶ場合もある。また、陽極１００と陰極１０１に挟まれたＥＬ層１０２とＥＬ層間に存在する各中間層を総称して有機化合物を含む層１１０とする。
【００４５】
ｍ番目のＥＬ層１０２ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）とｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１との間にはｍ番目の中間層１０３ｍが、ｍ番目のＥＬ層１０２ｍ、ｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１の両方と接して設けられている。ｍ番目の中間層１０３ｍはｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１と接するｍ番目の第１の層１０４ｍと、ｍ番目の第１の層１０４ｍとｍ番目のＥＬ層１０２ｍの両方に接するｍ番目の第２の層１０５ｍからなっている。ここで、中間層１０３は電源等と接続されていない、フローティング状態にある。また、第１の層１０４は電荷発生層として機能する層であり正孔輸送性の第１の物質と正孔輸送性を有する第１の物質に対するアクセプター性物質を含む。第２の層１０５は第１の層１０４で発生した電子を受け取り、ＥＬ層１０２の電子輸送層１０６へ電子を渡す機能を有する電子リレー層であり、少なくとも電子輸送性の第２の物質を含んでいる。
【００４６】
また、ＥＬ層１０２は有機化合物を含み、特定の機能を担う複数の層を有している。当該複数の層として、ＥＬ層１０２は少なくとも発光物質を有する発光層と、電子輸送性の第３の物質を含む電子輸送層１０６を有しており、ｍ番目のＥＬ層１０２ｍはｍ番目の電子輸送層１０６ｍを有している。なお、本実施の形態において、電子輸送層は、各ＥＬ層中最も陰極１０１側に設けられており、ｍ番目のＥＬ層１０２ｍが有するｍ番目の電子輸送層１０６ｍは、ｍ番目の中間層１０３ｍの第２の層１０５ｍと接して形成されている。電子輸送層１０６は電子輸送性の第３の物質とアルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムのいずれか）を含んでおり、当該アルカリ土類金属は、電子輸送層１０６内において第２の層１０５との界面から陽極１００側に向かってその濃度が低くなってゆく濃度勾配を有している。
【００４７】
なお、図２ではＥＬ層が多数設けられている図を例示して説明しているが、ｎ＝２や３であるような図示したよりも少ない数のＥＬ層を有する発光素子も、もちろん本発明の一態様である。例えば、ＥＬ層１０２が２層である場合は、ｎ＝２であり、ｍ番目のＥＬ層１０２ｍは１番目のＥＬ層１０２ｋに相当し、ｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１はｎ番目のＥＬ層１０２ｎに相当する。
【００４８】
第１の層１０４は上述のように、電荷発生層として機能する層であり、正孔輸送性の第１の物質とアクセプター性物質を含んでいる。第１の層１０４は、電極（陽極１００、陰極１０１）間に電圧を印加した際、含まれるアクセプター物質が正孔輸送性の第１の物質から電子を引き抜くことによって電子及び正孔が発生し、電荷発生層として機能する。ｍ番目の第１の層１０４ｍで発生した正孔はｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１に注入され、ｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１の発光に用いられる。また、同時にｍ番目の第１の層１０４ｍで発生した電子は、ｍ番目の第２の層１０５ｍを介してｍ番目のＥＬ層１０２ｍの電子輸送層（ｍ番目の電子輸送層１０６ｍ）に注入され、ｍ番目のＥＬ層１０２ｍの発光に用いられる。第１の層１０４は１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さで形成されることが好ましい。
【００４９】
第１の層１０４に含まれるアクセプター物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表第４族から第８族に属する金属の酸化物を用いることができる。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物質である。特に酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有するため、水分によって悪影響が及ぼされる恐れのあるＥＬ素子に用いるには、より好ましい材料である。
【００５０】
正孔輸送性の第１の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、様々な有機化合物を用いることができる。なお、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。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば用いることができる。
【００５１】
上記芳香族アミン化合物の具体例としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、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）、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）、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）等が挙げられる。
【００５２】
上記カルバゾール誘導体の具体例としては、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）等が挙げられる。その他、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）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、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が挙げられる。
【００５３】
上記芳香族炭化水素の具体例としては、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、当該芳香族炭化水素は、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。
【００５４】
上記高分子化合物の具体例としては、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等が挙げられる。
【００５５】
ここで、第１の層１０４に用いる正孔輸送性の第１の物質としては、アミン骨格を含まない物質を用いることがより好ましい構成である。アミン骨格を含まない正孔輸送性の第１の物質とアクセプター性物質とを用いて第１の層１０４を構成した場合、アミン骨格を含む正孔輸送性の物質を用いた場合に比べ、電荷移動相互作用に基づく吸収が発生しにくくなる。しかも、電荷移動相互作用に基づく吸収が発生しなくても、電荷発生層として十分に機能する。このことにより、可視光領域に吸収ピークを有さない電荷発生層として機能する層を形成することができるため、光の吸収による発光効率の低下を防ぐことができる。
【００５６】
従来、電荷発生層として機能する層においては、酸化還元反応により電荷移動錯体が形成されることが重要であるとされていた。特許文献１では正孔輸送性物質として用いる有機化合物のイオン化ポテンシャルが５．７ｅＶ以上になると、アクセプター性物質との間で酸化還元反応が起こりにくくなるとされている。このことから、酸化還元反応を積極的に引き起こすために、電荷発生層の正孔輸送性物質として用いる有機化合物としてはイオン化ポテンシャルが５．７ｅＶ以下の物質、具体的にはアリールアミンのようなアミン骨格を有する電子供与性の高い物質が必要と考えられてきた。しかし、このようなアミン骨格を有する化合物とアクセプター性物質との間で酸化還元反応が起き、電荷移動錯体が形成されると、電荷移動相互作用に基づく吸収が可視光領域及び赤外光領域に発生してしまう。このような吸収、特に可視光領域の吸収は発光効率を低下させる要因となってしまうが、電荷発生層には電荷移動錯体の形成が不可欠であり、吸収はやむを得ないものとされていた。
【００５７】
しかし、アミン骨格を含まないイオン化ポテンシャルの高い正孔輸送性物質を第１の物質とし、アクセプター物質と共に第１の層１０４を形成することで、電荷移動相互作用に基づく吸収を示さないにもかかわらず電荷発生層として機能する層が得られる。この場合、従来の電荷発生層の概念とは異なり、電界印加によるアシストにより電荷が発生していると考えられる。実際、アミン骨格を含まない正孔輸送性物質であるカルバゾール誘導体、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）は、イオン化ポテンシャルが５．７ｅＶ（理研計器社製、ＡＣ−２で測定）であり、イオン化ポテンシャルの数値としてはかなり大きい物質である。そのためか、ＣｚＰＡとアクセプター性物質である酸化モリブデンとを混合しても電荷移動相互作用に基づく吸収は発生しない。しかし、ＣｚＰＡと酸化モリブデンとを混合した材料を用いて第１の層１０４を形成し、発光素子を作製すると第１の層１０４は電荷発生層として機能する。このように、本実施の形態における発光素子は電荷発生層を備えているが、アミン骨格を含まない正孔輸送性物質を電荷発生層における正孔輸送性の第１の物質として用いることによって、電荷移動相互作用に基づく可視光の吸収による発光効率の低下を防ぐことができる。この結果から、アミン骨格を含まない正孔輸送性物質のイオン化ポテンシャルは、５．７ｅＶ以上が好ましい。
【００５８】
なお、アミン骨格を含まない正孔輸送性物質としては、上述したＣＢＰ、ＴＣＰＢ、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡ、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のカルバゾール誘導体や、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＰＰＡ、ｔ−ＢｕＤＢＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈ、ｔ−ＢｕＡｎｔｈ、ＤＭＮＡ、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、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、ＤＰＶＢｉ、ＤＰＶＰＡ等の芳香族炭化水素が挙げられる。さらに、ＰＶＫのようなカルバゾール誘導体のポリマーを用いても良い。
【００５９】
なお、第１の層１０４においては、正孔輸送性の第１の物質に対して質量比で０．１以上４．０以下の比率でアクセプター物質を含む複合材料を用いることが好ましい。
【００６０】
第１の層１０４は１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚さを有するように形成することができる。第１の層１０４を、正孔輸送性の第１の物質とアクセプター物質との複合材料により形成した場合、厚さを大きくしても導電率の変化が小さいため、第１の層１０４を厚く形成したことによる発光素子の駆動電圧の上昇を抑えることができる。このような材料により第１の層１０４を形成することで、当該第１の層１０４の膜厚を調整することによって、駆動電圧の上昇を伴うことなく、発光素子の光学調整が可能となる。
【００６１】
第１の層１０４は同一膜中に正孔輸送性の第１の物質とアクセプター物質の両方を含有する場合だけではなく、正孔輸送性の第１の物質を含む層とアクセプター物質を含む層とが積層された構造とすることもできる。ただし、積層構造の場合にはｍ番目の第１の層１０４ｍにおける正孔輸送性の第１の物質を含む層がｍ＋１番目のＥＬ層１０２ｍ＋１と接し、アクセプター物質を含む層がｍ番目の第２の層１０５ｍに接するように形成する。
【００６２】
第２の層１０５は第１の層１０４で発生した電子を受け取り、ＥＬ層１０２の電子輸送層１０６へ電子を渡す機能を有する電子リレー層であり、少なくとも電子輸送性の第２の物質を含む。ｍ番目の中間層１０３ｍの第２の層（ｍ番目の第２の層１０５ｍ）は、ｍ番目の第１の層１０４ｍで発生した電子を受け取り、ｍ番目のＥＬ層１０２ｍの電子輸送層（ｍ番目の電子輸送層１０６ｍ）へ電子を渡す。
【００６３】
ここで、第２の層１０５における電子輸送性の第２の物質のＬＵＭＯ準位は、第１の層１０４におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１０６における電子輸送性の第３の物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。また、第２の層１０５が電子輸送性を有する第２の物質に対するドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準位も第１の層１０４におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１０６における電子輸送性の第３の物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエネルギー準位の数値としては、第２の層１０５における電子輸送性の第２の物質のＬＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
【００６４】
第１の層１０４、第２の層１０５及び電子輸送層１０６が、このようなエネルギー関係を有する本実施の形態の発光素子は、第２の層１０５が第１の層１０４で発生した電子を、ＥＬ層１０２に注入する際の電子の注入障壁を小さくする機能を有するため、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００６５】
なお、第２の層１０５における電子輸送性の第２の物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【００６６】
フタロシアニン系材料を第２の物質として使用する場合は、具体的には以下の構造式で示されるＣｕＰｃ（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、Ｈ２Ｐｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｔｉｎ（ＩＩ）  ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｚｉｎｃ  ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ，  β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ  ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のいずれかを用いることが好ましい。以下に示すフタロシアニン系材料は、中心金属がＣｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｖであるフタロシアニン、または中心金属を有さないフタロシアニンである。
【００６７】
【化３】
0005912309.tif 000004
【００６８】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を第２の物質として用いる場合は、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【００６９】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、以下の構造式で示されるＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｔｉｎ（ＩＶ）  ｏｘｉｄｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ）及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ  ｔｉｔａｎｉｕｍ  ｏｘｉｄｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。つまり、以下に示すフタロシアニン系材料は、中心金属（Ｖ、Ｓｎ又はＴｉ）が酸素原子と結合し、金属−酸素の二重結合を有しており、これにより電子の移動（授受）がより容易になり、発光素子を低電圧で駆動することが可能になる。
【００７０】
【化４】
0005912309.tif 000005
【００７１】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的には以下の構造式で示されるＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ  ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）（ＳＹＮＴＨＯＮ製）のような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【００７２】
【化５】
0005912309.tif 000006
【００７３】
第２の層１０５はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いることができる。第２の層１０５にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【００７４】
第２の層１０５にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の第２の物質としては上記のした材料の他、電荷発生層である第１の層に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲のＬＵＭＯ準位が好ましい。このような物質としては例えば、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。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定であるため、第２の層１０５を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。さらに、当該含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いる構成は、第２の層１０５において電子の受け取りが容易となるため、より好ましい構成である。
【００７５】
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシルー３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ  ＰＴＣ）等が挙げられる。
【００７６】
また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、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）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。
【００７７】
その他にも、７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８，−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、パーフルオロペンタセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル等を用いることができる。
【００７８】
なお、第２の層１０５にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の第２の物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって第２の層を形成すれば良い。なお、ドナー性物質を含ませる場合、第２の層１０５の膜厚を１ｎｍ乃至１０ｎｍとすることは、第２の層１０５起因のクロストークの発生を抑制することができるため好ましい構成である。なお、同じ理由により、第２の層１０５には第２の物質に対して質量比で０．００１以上０．１以下の比率で、上記ドナー性物質を含ませると良い。
【００７９】
各ＥＬ層は機能分離した複数の層が積層されることで構成されており、少なくとも発光物質を含む発光層（図示せず）と電子輸送性の第３の物質を含む電子輸送層を有している。
【００８０】
電子輸送層１０６は第２の層１０５に接して設けられており、電子輸送性の第３の物質とアルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムのいずれか）を含んでいる。電子輸送層１０６内において、アルカリ土類金属は第２の層１０５との界面から陽極１００側に向かってその濃度が低くなってゆく濃度勾配を有している。なお、この濃度勾配は、電子輸送層１０６と第２の層１０５との間に当該アルカリ土類金属の極薄い膜を成膜することによって、拡散が起こり、形成することができる。
【００８１】
また、第２の層１０５と電子輸送層１０６との間に５ｎｍ以下の当該アルカリ土類金属の極薄い層が残っていても良い。なお、アルカリ土類金属の極薄い層としては、アルカリ土類金属が島状に存在している状態も含むものとする。この場合、電子輸送層１０６中のアルカリ土類金属の濃度は、アルカリ土類金属の極薄い層と電子輸送層１０６との界面から陽極１００方向に向かってその濃度が低くなって行く濃度勾配を有する。
【００８２】
なお、第２の層１０５にドナー性物質を含ませる場合、当該アルカリ土類金属は第２の層１０５にも拡散してゆくため、これをドナー性物質として利用しても良い。
【００８３】
ところで、第２の層１０５を設けずに、アクセプター性物質を含む第１の層１０４と接して、このような電子輸送層１０６（もしくはアルカリ土類金属の極薄い層）を形成すると、第１の層１０４に含まれるアクセプター性物質とアルカリ土類金属との相互作用から発光素子の駆動電圧が大きく上昇してしまう。そこで、第２の層１０５を第１の層１０４と電子輸送層１０６（もしくはアルカリ土類金属の極薄い層）の間に形成することによって、第１の層１０４で発生した電子が電子輸送層１０６へ注入される際の注入障壁が緩和され、且つ、アクセプター性物質とアルカリ土類金属との相互作用を防止できるため、駆動電圧の大きな上昇を避けることができる。すなわち、アルカリ土類金属を含む電子輸送層１０６（もしくはアルカリ土類金属の極薄い層）と、アクセプター性物質を含む第１の層１０４とを、単に積層するだけでは、クロストークを抑制することが可能となっても、駆動電圧が上昇してしまう。そのトレードオフを克服する手段が第２の層１０５の形成であると言える。
【００８４】
また、電子輸送層１０６に含まれる物質又は上記極薄い層を形成する物質がアルカリ土類金属であることによって、高精細なディスプレイであっても、隣接する画素への干渉を有効に低減させることができる。なお、電子輸送層１０６に含まれるアルカリ土類金属及び極薄い層を形成するアルカリ土類金属が、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムのいずれかである構成は、当該金属の電子注入性が高いことから好ましい構成である。
【００８５】
電子輸送性の第３の物質としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）などのキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、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）、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）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、電子輸送層１０６は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。またポリ［（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）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００８６】
なお、陰極に接するＥＬ層に関しては電子輸送層は形成されていなくても良く、形成されている場合においてもアルカリ土類金属を含まなくても良い。また、陰極と当該ＥＬ層との間には第２の層を形成する必要がないため、当該ＥＬ層に電子輸送層が形成されている場合においてもその電子輸送層が第２の層に接している必要は無い。
【００８７】
発光層は、発光物質を含む層である。当該発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物及びりん光性化合物を適用することが可能である。
【００８８】
蛍光性化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：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）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［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。
【００８９】
りん光性化合物としては、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）、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：ＦＩｒ（ａｃａｃ））、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））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、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））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−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））、（ジピバロイルメタナト）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（ｄｐｍ））、（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（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））、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））などが挙げられる。
【００９０】
なお、発光層はホスト材料にこれらの発光物質を分散させた構造とすることが好ましい。ホスト材料としては、例えば、ＮＰＢ、ＴＰＤ、ＴＣＴＡ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、ＣＢＰ、ＴＣＰＢ、ＣｚＰＡ等のカルバゾール誘導体などの正孔輸送性物質を用いることができる。
【００９１】
また、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を含む正孔輸送性物質を用いることができる。
【００９２】
また、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑなどの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、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、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、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＣＯ１１、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどの電子輸送性物質もホスト材料として用いることができる。
【００９３】
発光層は各ＥＬ層中に少なくとも１層あれば良く、異なる発光物質又は／及びホスト材料を有する発光層もしくは同じ発光物質及びホスト材料を有していてもその濃度が異なる発光層が各ＥＬ層中に複数層あっても良い。もちろん、各ＥＬ層における発光層の構成は同じであっても異なっていても良い。
【００９４】
各ＥＬ層を構成する電子輸送層及び発光層以外の層としては、正孔注入性物質を含み正孔注入性を有する層（正孔注入層）、正孔輸送性物質を含み正孔輸送性を有する層（正孔輸送層）、バイポーラ性（電子輸送性及び正孔輸送性を同時に有する性質）物質を含みバイポーラ性を有する層などが挙げられる。上記層及びその他公知の他の機能層を適宜組み合わせて各ＥＬ層を構成することができる。なお、陰極１０１に接するｎ番目のＥＬ層１０２ｎには、陰極１０１に最も近い層として電子注入性物質を含み電子注入性を有する層（電子注入層）がさらに設けられていても良い。また、１番目のＥＬ層１０２ｋと陽極１００との間及びｎ番目のＥＬ層１０２ｎと陰極１０１との間にはそれぞれ電荷発生層を設けることもできる。
【００９５】
以下に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層について述べる。
【００９６】
正孔注入層は正孔注入物質を含む層である。当該正孔注入物質としては、例えば、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガンなどの金属酸化物を用いることができる。また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。また、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（略称）等の高分子を用いることもできる。
【００９７】
正孔輸送層は、正孔輸送性物質を含む層である。正孔輸送層が有する正孔輸送性物質は、上述の第１の層１０４に含まれる正孔輸送性物質と同様の物質を適用することが可能である。そのため、ここでは前述の説明を援用する。なお、正孔輸送層は単層で構成されるものばかりではなく、上記物質からなる層が２層以上積層した構造であっても良い。
【００９８】
ｎ番目のＥＬ層１０２ｎに設けることができる電子注入層は、電子注入性物質を含む層である。電子注入性物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性物質中にアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はこれらの化合物を含有させたもの（例えば、Ａｌｑ（略称）中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等）を当該電子注入性物質として適用することも可能である。この様な構造とすることにより、陰極１０１からの電子注入効率をより高めることができる。
【００９９】
１番目のＥＬ層１０２ｋと陽極１００との間又はｎ番目のＥＬ層１０２ｎと陰極１０１との間には、電荷発生層を設けることもできる。１番目のＥＬ層１０２ｋと陽極１００との間又はｎ番目のＥＬ層１０２ｎと陰極１０１との間に電荷発生層を設ける場合、電荷発生層は、正孔輸送性物質とアクセプター物質とを含む複合材料により形成する。なお、電荷発生層は、同一膜中に正孔輸送性物質と、アクセプター性物質とを含有する場合だけでなく、正孔輸送性物質を含む層と、アクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。ただし、積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が、陽極１００又は陰極１０１と接する構造とする。
【０１００】
１番目のＥＬ層１０２ｋと陽極１００との間又はｎ番目のＥＬ層１０２ｎと陰極１０１との間に電荷発生層を設けることにより、電極を形成する物質の仕事関数を考慮せずに陽極１００又は陰極１０１を形成することが可能となる。なお、１番目のＥＬ層１０２ｋと陽極１００との間又はｎ番目のＥＬ層１０２ｎと陰極１０１との間に設けられる電荷発生層は、上述の第１の層１０４と同様の構成及び物質を適用することが可能である。そのため、前述の説明を援用する。
【０１０１】
なお、これら層を適宜組み合わせて積層することにより、各ＥＬ層を形成することができる。また、各ＥＬ層の形成方法としては、用いる材料によって種々の方法（例えば真空蒸着法などの乾式法、インクジェット法やスピンコート法などの湿式法等）を適用することができる。各層で異なる作製方法を適用しても良い。
【０１０２】
陽極１００としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物及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、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素または酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、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等が挙げられる。
【０１０３】
また、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）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン等）、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化チタン等を用いてもよい。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）等の導電性ポリマーを用いてもよい。但し、前述したように、陽極１００と接して電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ等様々な導電性材料を陽極１００に用いることができる。
【０１０４】
陽極１００は、通常、スパッタリング法などにより成膜すれば良い。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）膜は、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膜は、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。また、陽極１００はゾル−ゲル法などを用いて作製することも可能である。
【０１０５】
陰極１０１としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下であることが好ましい）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。例えば元素周期表の第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を用いることができる。なお、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の膜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。
【０１０６】
この他、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属化合物（例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）など）の膜と、アルミニウム等の金属膜とを積層することによって、陰極１０１を形成することも可能である。但し、前述したように、陰極１０１と接して電荷発生層を設ける場合には、仕事関数の大小に関わらず導電性材料を陰極１０１に用いることができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態に示す発光素子においては、陽極１００および陰極１０１のうち、少なくとも一方が可視光に対する透光性を有すればよい。透光性は、ＩＴＯのような透明電極を用いるか、あるいは電極の膜厚を薄くすることにより確保できる。また、薄く形成した材料と透明電極との積層構造を有していても良い。
【０１０８】
本実施の形態における発光素子は複数のＥＬ層を有するため、各々のＥＬ層における発光が合わさった発光を得ることができる。すなわち、同じ発光物質を含む発光層を有するＥＬ層が複数積層されている場合は、当該ＥＬ層が一層で構成されている発光素子と比較して同じ電流密度であっても、大きな輝度を得ることができる。また、異なる発光色を呈する発光物質を含むＥＬ層を積層して本実施の形態における発光素子を作製した場合は、ブロードなスペクトルを有する発光素子や、白色発光を呈する発光素子を得ることができる。白色発光を呈する発光素子とカラーフィルタを用いた構成を有するディスプレイは高精細化にも有利である。
【０１０９】
以上のような構成を有する本実施の形態における発光素子は、電子輸送層１０６と第２の層１０５が接して形成され、且つ電子輸送層１０６はアルカリ土類金属を含んでおり、当該アルカリ土類金属が電子輸送層１０６と第２の層１０５との界面から陽極側に向かってその濃度が低くなってゆく濃度勾配を有している。これにより、複数のＥＬ層が電荷発生層により仕切られた発光素子を、高精細な（例えば隣り合う発光素子における発光領域間距離が４０μｍ以下。）ディスプレイに適用したとしても、隣接する発光素子への干渉現象を駆動電圧の大きな上昇なく、有効に低減し、高品質な画像を提供することができるディスプレイを作製することができるようになる。なお、複数のＥＬ層が電荷発生層により仕切られた発光素子は高い電流効率やブロードな発光スペクトルもしくは白色発光の実現を容易に可能とする発光素子である。
【０１１０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１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説明する。なお、本発明の一態様である発光装置は以下に説明する構成を有する発光装置のみに限定されず、その表示を担う部分（本実施の形態では画素部６０２）に実施の形態１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。
【０１１１】
本実施の形態では、実施の形態１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（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。封止基板６０４には乾燥材６２５が設けられていても良い。
【０１１２】
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１３】
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線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１１４】
なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型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。
【０１１５】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２と、そのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３と、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複数の画素により形成される。
【０１１６】
図３に示したＴＦＴは、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものであるが、ＴＦＴの構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。また、ボトムゲート型の場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、又はチャネルを形成する半導体層の一部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。
【０１１７】
また、ＴＦＴを構成する半導体層の材料としては、シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）等の元素周期表における第１４族元素、ガリウムヒ素及びインジウムリン等の化合物、並びに酸化亜鉛及び酸化スズ等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。加えて、当該半導体層は、結晶質構造、非晶質構造のどちらの構造であってもよい。
【０１１８】
さらに、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んだ元素の複合酸化物を用いることができる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、並びに酸化インジウム、酸化ガリウム、及び酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）をその例に挙げることができる。また、結晶質構造の半導体層の具体例としては、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。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
【０１１９】
なお、本明細書において微結晶半導体とは、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体層が得られる。
【０１２０】
なお、半導体層が非晶質構造の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタは全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。当該発光装置の作製工程が簡略化されるためである。また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ）、酸化インジウムと酸化ガリウムと酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ）などはＮ型の半導体である。そのため、これらの酸化物を半導体層に適用したトランジスタはＮチャネル型となる。なお、当該発光装置は、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか一のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。
【０１２１】
第１の電極６１３の端部は、絶縁物６１４により覆われている。第１の電極６１３と絶縁物６１４を覆って形成される有機化合物を含む層６１６の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とよい。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、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できる。絶縁物６１４の材料としては、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。
【０１２２】
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、第１の電極６１３は陽極として機能し、第２の電極６１７は陰極として機能する。また、有機化合物を含む層６１６は、実施の形態１に記載した有機化合物を含む層１１０と同様の構成を有している。
【０１２３】
図３においてはひとつの発光素子のみ図示しているが、発光素子を用いたディスプレイは、複数の発光素子を同様に形成しマトリクス状に配置することによって作製される。本発明の一態様である本実施の形態における発光装置は、隣接する画素における発光領域間が非常に狭い高精細なディスプレイであっても、隣接画素へのクロストークを有効に抑制した表示品質の高いディスプレイとすることができる。なお、このクロストークの抑制は、実用化の妨げとなるほどの駆動電圧の上昇を伴わないことも特徴である。
【０１２４】
ここで、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において説明したため、繰り返しとなる説明を省略する。実施の形態１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１１０、陰極１０１に相当する。
【０１２５】
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で示した発光素子が備えられた構造の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。
【０１２６】
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や水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。
【０１２７】
以上のようにして、実施の形態１に示した発光素子を用いて作製された、本発明の一態様である発光装置を得ることができる。
【０１２８】
本実施の形態における発光装置は、実施の形態１に示した発光素子を用いており、高精細で表示品質の高い発光装置の実現が可能である。また、実施の形態１に示した発光素子は電流効率が高くまた高輝度発光が可能であること及びクロストークの抑制を大きな駆動電圧の上昇なく実現可能であることから、本実施の形態における発光装置は駆動電圧の小さい発光装置とすることができる。また、駆動時間に対する劣化の度合いが小さい、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【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の一例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に示した発光素子を用いて作製したパッシブマトリクス型の発光装置の一例を示す。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、電極９５２と電極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。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、台形状である。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に示した発光素子を用いており、高精細で表示品質の高い発光装置の実現が可能である。また、実施の形態１に示した発光素子は電流効率が高くまた高輝度発光が可能であること及びクロストークの抑制を大きな駆動電圧の上昇なく実現可能であることから、本実施の形態における発光装置は駆動電圧の小さい発光装置とすることができる。また、駆動時間に対する劣化の度合いが小さい、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【０１３０】
また、フルカラー表示とするためには、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もしくは色変換層を設ければ良い。着色層を設けることによってフルカラー化を実現した発光装置の例を図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図５（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６〜１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、有機化合物を含む層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。また、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設ける。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定される。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。
【０１３１】
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を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この第３の層間絶縁膜１０３７は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
【０１３２】
発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図６のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。有機化合物を含む層１０２８の構成は、実施の形態１で説明したような構成とし、白色の発光が得られるような素子構造とする。白色の発光が得られる構成としては、ＥＬ層を２層用いた場合には一方のＥＬ層における発光層から青色の光が、もう一方のＥＬ層における発光層から橙色の光が得られるような構成や、一方のＥＬ層における発光層から青色の光が、もう一方のＥＬ層における発光層からは赤色と緑色の光が得られるような構成などが考えられる。また、ＥＬ層を３層用いた場合には、それぞれの発光層から、赤色、緑色、青色の発光が得られるようにすることで白色発光を呈する発光素子を得ることができる。なお、実施の形態１で示した構成を適用しているのであれば、白色発光をえる構成はこれに限らないことはもちろんである。
【０１３３】
着色層は、発光素子からの光が外部へとでる光路上に設ける。図５（Ａ）のようなボトムエミッション型の発光装置の場合、透明な基材１０３３に着色層１０３４Ｒ、１０３４Ｇ、１０３４Ｂを設けて基板１００１に固定することによって設けることができる。また、図５（Ｂ）のように着色層をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に設ける構成としても良い。図６のようなトップエミッションの構造であれば着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うこともできる。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１０３６によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。
【０１３４】
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。本実施の形態の発光装置は実施の形態１に記載の発光素子を用いていることから、高精細で表示品質の高い発光装置の実現が可能である。また、実施の形態１に示した発光素子は電流効率が高くまた高輝度発光が可能であること及びクロストークの抑制を大きな駆動電圧の上昇なく実現可能であることから、本実施の形態における発光装置は駆動電圧の小さい発光装置とすることができる。また、駆動時間に対する劣化の度合いが小さい、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【０１３５】
また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
【０１３６】
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【０１３７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で説明したような本発明を適用した一態様である発光装置を用いて完成させた様々な電子機器および照明器具の例について、図７を用いて説明する。
【０１３８】
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
【０１３９】
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、実施の形態２で説明したような本発明の一態様である発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。このような表示部７１０３を有するテレビジョン装置は、表示部７１０３の表示品質が高いことから高いことから、高画質なテレビジョン装置とすることができる。また、表示部７１０３の消費電力を低くすることができることから、消費電力の低いテレビジョン装置とすることができる。
【０１４０】
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
【０１４１】
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１４２】
図７（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、実施の形態２で説明したような本発明の一態様である発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。このような表示部７２０３を有するコンピュータは、表示部７２０３の表示品質が高いことから高いことから、高画質な表示画面を有するコンピュータとすることができる。また、表示部７２０３の消費電力を低くすることができることから、消費電力の低いコンピュータとすることができる。
【０１４３】
図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施の形態２で説明したような本発明の一態様である発光装置を用いた表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。上述のような表示部７３０４を有する携帯型遊技機は、表示部７３０４の表示品質が高いことから高いことから、高画質な携帯型遊技機とすることができる。また、表示部７３０４の消費電力を低くすることができることから、消費電力の低い携帯型遊技機とすることができる。
【０１４４】
図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態２で説明したような本発明の一態様である発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。このような表示部７４０２を有する携帯電話機は、表示部７４０２の表示品質が高いことから高いことから、高画質な画面を有する携帯電話機とすることができる。また、表示部７４０２の消費電力を低くすることができることから、消費電力の低い携帯電話機とすることができる。
【０１４５】
図７（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１４６】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１４７】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１４８】
また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１４９】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１５０】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０１５１】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０１５２】
以上のように、実施の形態２に記載の発光装置を適用して電子機器を得ることができる。このように、実施の形態２に記載の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。
【０１５３】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態２に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０１５４】
（発光素子）
本実施例では実施の形態１で示した本発明の一態様である発光素子について、図８を参照しながら説明する。また、本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
【０１５５】
【化６】
0005912309.tif 000007
【０１５６】
以下に、本実施例の発光素子１の作製方法を示す。
【０１５７】
まず、ガラス基板８００上に膜厚１１０ｎｍのケイ素若しくは酸化ケイ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、その表面を、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、第１の電極８０１を形成した。電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１５８】
この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０１５９】
次に、第１の電極８０１が形成された面が下方となるように、第１の電極８０１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、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第１の電荷発生層８０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で２：１（＝ＰＣｚＰＡ：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。
【０１６０】
続いて、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＰＣｚＰＡを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の正孔輸送層８０３を形成した。
【０１６１】
この後、ＰＣｚＰＡとＳＤ１（商品名；ＳＦＣ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ製）とを共蒸着することにより、１０ｎｍの膜厚の第１の発光層８０４を形成した。ここで、ＰＣｚＰＡとＳＤ１との比率は重量比で１：０．０５（＝ＰＣｚＰＡ：ＳＤ１）となるように調節した。続いて、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ＳＤ１を共蒸着することによって２５ｎｍの膜厚の第２の発光層８０５を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＳＤ１との比率は重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＳＤ１）となるように調節した。第１の発光層８０４と第２の発光層８０５は共に青色の蛍光物質であるＳＤ１を含み、青色の発光を呈する。
【０１６２】
第２の発光層８０５を形成したら、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）を１０ｎｍ成膜することによって第１の電子輸送層８０６を、続いてバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍを成膜することによって第２の電子輸送層８０７を形成した。
【０１６３】
この後、カルシウムを１ｎｍ形成した。
【０１６４】
続いて、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成して電子リレー層である第２の層８０８を形成し、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）と酸化モリブデンとを共蒸着することで、第２の電荷発生層である第１の層８０９を形成して、中間層８１０とした。第１の層８０９の膜厚は５０ｎｍとなるように形成し、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で２：１（＝ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０１６５】
なお、カルシウムは有機化合物中に分散してゆくため、第２の電子輸送層８０７中に分散し、第２の電子輸送層８０７中において第２の層８０８と第２の電子輸送層８０７との界面から第１の電極８０１側に向かってその濃度が減少してゆく濃度勾配を作る。
【０１６６】
中間層８１０を形成した後、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）を１０ｎｍ蒸着することによって、第２の正孔輸送層８１１を形成した。
【０１６７】
この後、ＰＣＢＡ１ＢＰと、（ジピバロイルメタナト）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（ｄｐｍ））とを共蒸着することにより、１０ｎｍの膜厚の第３の発光層８１２を形成した。ここで、ＰＣＢＡ１ＢＰとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）との比率は重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＡ１ＢＰ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））となるように調節した。続いて、２−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）とＰＣＢＡ１ＢＰ及びトリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を共蒸着することによって３０ｎｍの膜厚の第４の発光層８１３を形成した。ここで、ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰ、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の比率は重量比で１：０．１：０．０８（＝ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）となるように調節した。ここで、第３の発光層８１２は赤色りん光物質であるＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）を含み、赤色の発光を呈する。また、第４の発光層８１３は緑色りん光物質であるＩｒ（ｐｐｙ）３を含み、緑色の発光を呈する。
【０１６８】
第４の発光層８１３を形成したら、ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩを１５ｎｍ、続いてＢＰｈｅｎを１５ｎｍ蒸着し、第３の電子輸送層８１４及び第４の電子輸送層８１５を形成し、この後、電子注入層８１６としてフッ化リチウムを１ｎｍした。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第２の電極８１７を形成し、発光素子１を作製した。
【０１６９】
発光素子２は、発光素子１における第１の電子輸送層８０６をＡｌｑ３に代えてＣｚＰＡを用いて形成することによって作製した。
【０１７０】
以上により得られた発光素子１及び発光素子２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。
【０１７１】
発光素子１及び発光素子２の電流密度−輝度特性を図９に、電圧−輝度特性を図１０に、輝度−電流効率特性を図１１に、輝度―外部量子効率特性を図１２に示す。また、発光素子１及び発光素子２に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１３に示す。
【０１７２】
図１１及び図１２から、発光素子１は１０００ｃｄ／ｍ２付近における電流効率が５８．８ｃｄ／Ａ、外部量子効率が２５．０％、発光素子２は同様に電流効率が６１．４ｃｄ／Ａ、外部量子効率が２６．３％と非常に高い効率を示した。このように、実施の形態１に記載の構成を有する発光素子１及び発光素子２は非常に高い発光効率で発光を提供することができる発光素子であることがわかる。また、図９から、１０００ｃｄ／ｍ２前後の輝度を得るための電流密度が発光素子１では１．７５ｍＡ／ｃｍ２、発光素子２では１．６１ｍＡ／ｃｍ２と非常に小さい電流密度で大きな輝度が得られていることがわかる。
【０１７３】
さらに、図１０から、発光素子１及び発光素子２は１０００ｃｄ／ｍ２付近の輝度を得るために、６Ｖ乃至７Ｖで駆動ができており、特許文献１における発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近の駆動電圧が１２Ｖ程度であることをかんがみても低電圧で駆動が可能な発光素子であることがわかる。
【０１７４】
また、図１３より、発光素子１及び発光素子２は赤、緑、青の発光ピークがバランスよく表れており、カラーフィルタを用いることでディスプレイ用途に好適に用いることができることがわかる。
【０１７５】
（クロストークの検証）
続いて、発光素子１及び発光素子２と同様の構成を有する発光素子を複数用いて各画素における異なる色の画素間における発光領域間の距離が約８μｍである高精細なディスプレイを作製し、クロストークの有無を検証した結果を示す。
【０１７６】
図１４は発光素子１と同様の構成を有する発光素子を用いたディスプレイ（ディスプレイ１）の光学顕微鏡写真である。図１４（Ｗ）がすべての画素を点灯させた際の写真であり、隣り合う異なる色を表現する画素間における発光領域間の距離は約４μｍである。図１４（Ｒ）、図１４（Ｇ）、図１４（Ｂ）はそれぞれ赤、緑、青の素子のみを点灯させた結果である。図１５は発光素子２と同様の構成を有する発光素子を用いたディスプレイ（ディスプレイ２）の光学顕微鏡写真である。図１５（Ｗ）がすべての画素を点灯させた際の写真であり、隣り合う異なる色を表現する画素間における発光領域間の距離は約４μｍである。図１５（Ｒ）、図１５（Ｇ）、図１５（Ｂ）はそれぞれ赤、緑、青の素子のみを点灯させた結果である。なお、当該二つのディスプレイも本発明の一態様である。
【０１７７】
図１６は発光素子１とほぼ同じ構成を有する比較発光素子１を複数用いて作製したディスプレイ（ディスプレイ３）の光学顕微鏡写真である。比較発光素子１は発光素子１の作製方法において、カルシウムを１ｎｍ成膜する工程を、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍ成膜する工程に代えて作製した発光素子である。図１６（Ｗ）がすべての画素を点灯させた際の写真であり、図１６（Ｒ）、図１６（Ｇ）、図１６（Ｂ）はそれぞれ赤、緑、青の画素のみを点灯させた結果である。なお、ディスプレイの構成は同様の構成である。
【０１７８】
図２２は発光素子１とほぼ同じ構成を有する比較発光素子２を複数用いて作製したディスプレイ（ディスプレイ４）の光学顕微鏡写真である。比較発光素子２は発光素子１の作製方法において、第１の電子輸送層８０６から電子リレー層である第２の層８０８を形成する工程を、第１の電子輸送層８０６としてＢＰｈｅｎを１０ｎｍ、第２の電子輸送層８０７として、ＢＰｈｅｎとＬｉの共蒸着膜（組成は重量比でＢＰｈｅｎ：Ｌｉ＝１：０．０２）を２０ｎｍ形成する工程に替えて作製した発光素子である。図２２（Ａ）は写真左半分が青の画素のみを点灯した青色表示領域、右半分がどの画素も点灯させていない非表示領域である。非表示領域と青色表示領域との境界は図中に示した位置である。図２２（Ｂ）は写真左半分がどの画素も点灯させていない非表示領域、右半分が赤の画素のみを点灯した赤色表示領域であり、非表示領域と赤色表示領域との境界は図中に示した位置である。
【０１７９】
図１６より、アルカリ土類金属であるカルシウムの代わりにアルカリ金属の酸化物である酸化リチウムを用いた比較発光素子１を用いたディスプレイ（ディスプレイ３）においては、選択したラインに隣接する異なる色の素子まで発光してしまっていることがわかる。特に青の画素のみ点灯させた図１６（Ｂ）を見ると、暗いながらも赤の画素が全ての発光領域において点灯してしまっている。当該ディスプレイの短辺方向の画素ピッチ（隣り合う画素の同じ辺から辺までの距離）が２６μｍであり、発光領域間の距離が８μｍであることから、ディスプレイ３では、少なくとも８μｍ＋２６μｍ＋αμｍクロストークしているということができ、発光領域間の距離が４０μｍ程度あってもクロストークの心配があると言うことができる。ましてや、発光領域の距離が３０μｍではクロストークの発生は確実である。
【０１８０】
また、図２２より、アルカリ土類金属であるカルシウムの代わりにアルカリ金属であるリチウムをＢＰｈｅｎにドープした膜を用いた比較発光素子を使用するディスプレイ（ディスプレイ４）では、青色のみ表示されている領域であるにもかかわらず赤、緑のラインも同程度に発光してしまっていたり、赤色表示領域であるにもかかわらず緑のラインも同程度に発光してしまっていたり、非表示領域であるにもかかわらず発光する素子が存在したりしてしまっている。特にディスプレイ４においては、選択された画素の隣の画素のみならず、そのまた隣やそれ以上乖離した画素においても発光が確認されている。
【０１８１】
図１４及び図１５より、本発明の一態様であるディスプレイ１及びディスプレイ２では、このようなクロストークが有効に低減されていることもわかる。発光領域間の距離が８μｍであること及び画素の輪郭がはっきりしていることから、発光領域間の距離が３μｍ、余裕を持って見積もって５μｍであれば、本発明を適用したディスプレイではクロストークの発生を抑制できる。
【０１８２】
続いて、図１７に、ディスプレイ１乃至ディスプレイ３において、赤のラインの発光素子のみ駆動、緑のラインの発光素子のみ駆動及び青のラインの発光素子のみ駆動した場合の発光スペクトルを示した。図中、上段がディスプレイ１、中段がディスプレイ２、下段がディスプレイ３である。図１７からわかるように、比較発光素子１を用いた比較例であるディスプレイ３のみ、選択されたライン以外の色のピークが明瞭に観察されており、クロストークが起きていることがわかる。
【０１８３】
このように、本発明の一形態である発光素子１及び発光素子２を用いたディスプレイは、発光領域間の距離が約４μｍと非常に小さくても、隣接する画素に対するクロストークが抑制されており、発光素子１及び発光素子２は高品質な画像を提供することができる発光素子であることがわかる。
【０１８４】
以上、本発明の一形態である発光素子１及び発光素子２は、複数のＥＬ層間が電荷発生層で仕切られている構成を有する発光素子であるが、駆動電圧が大きく上昇することなく、高精細なディスプレイにおいてもクロストークを抑制することができる発光素子である。また、当該発光素子は電流効率が高く、高輝度発光が可能である。
【０１８５】
また、本発明の一態様であるディスプレイ１及びディスプレイ２は、駆動電圧の大きな上昇を伴わずに近接する画素間でのクロストークが抑制された、高精細なディスプレイであることがわかる。このような特徴を有するディスプレイ１及びディスプレイ２は、表示品質の高いディスプレイとすることが可能である。
【０１８６】
（参考例１）
参考例として、電子リレー層の有無に対する発光素子の特性変化を検証した結果を示す。当該検証結果を参考例とした理由は、本発明の構成をすべて満たす発光素子における検証ではないためである。しかし、当該検証結果は本発明の構成を有する発光素子においても十分に適用できる結果であることは、当業者であれば充分に理解できることである。
【０１８７】
本参考例では、図１８で示すような構造を有する発光素子において、電子リレー層の有無の効果について説明する。本参考例で使用した材料の化学式を以下に示す。
【化７】
0005912309.tif 000008
【０１８８】
以下に本参考例の発光素子３及び発光素子４の作製方法を示す。
【０１８９】
まず、ガラス基板９００上に膜厚１１０ｎｍのケイ素若しくは酸化ケイ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、その表面を、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、第１の電極９０１を形成した。電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１９０】
この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０１９１】
次に、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、第１の電極９０１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、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、第１の電荷発生層９０２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。
【０１９２】
続いて、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層９０３を形成した。
【０１９３】
この後、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）とを共蒸着することにより、３０ｎｍの膜厚の発光層９０４を形成した。ここで、ＣｚＰＡと２ＰＣＡＰＡとの比率は重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。
【０１９４】
発光層９０４を形成したら、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）を１０ｎｍ成膜することによって第１の電子輸送層９０５を、続いてバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍを成膜することによって第２の電子輸送層９０６を形成した。
【０１９５】
この後、カルシウムを１ｎｍ成膜した。
【０１９６】
続いて、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成して電子リレー層である第２の層９０７を形成し、ＮＰＢと酸化モリブデンとを共蒸着することで、第２の電荷発生層である第１の層９０８を形成した。第１の層９０８の膜厚は２０ｎｍ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。
【０１９７】
なお、カルシウムは有機化合物中に分散してゆくため、第２の電子輸送層９０６中に分散し、第２の電子輸送層９０６中において第２の層９０７と第２の電子輸送層９０６との界面から第１の電極９０１側に向かってその濃度が減少してゆく濃度勾配を作る。
【０１９８】
そして、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第２の電極９０９を形成し、発光素子３を作製した。
【０１９９】
発光素子４は、発光素子３とほぼ同様の構成を有するが、電子リレー層である第２の層を形成せずに作製した発光素子である。
【０２００】
図１９に電圧−輝度特性を表す図を、図２０に電圧−電流密度特性を表す図を、図２１に電圧−電流密度特性を表す図をそれぞれ示す。これらの図より、電子リレー層である第２の層９０７を形成した発光素子３が、電子リレー層を備えていない発光素子４より大きく低電圧化されていることがわかる。
【０２０１】
発光素子３における第２の層９０７及び第１の層９０８の構成は、発光素子１及び発光素子２における中間層８１０（第２の層８０８及び第１の層８０９）の構成と同様の構成であり、発光素子３におけるＥＬ層９１０、第２の層９０７及び第１の層９０８の３層の積層構造は、実施例の発光素子１及び発光素子２におけるＥＬ層８１８、第２の層８０８及び第１の層８０９の積層構造と同様であることから、電子リレー層である第２の層８０８を形成することによる低電圧化効果は発光素子１及び発光素子２においても現れているであろうことは容易に理解できる。
【０２０２】
以上のように、実施例である発光素子１及び発光素子２が電圧の大きな上昇なく、クロストークを抑制することが可能な発光素子であることにおいて、第２の層を形成することは非常に好ましい構成であることがわかった。
【０２０３】
（参考例２）
上記実施例１で用いた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）の合成方法について具体的に説明する。ＢＰＡＦＬＰの構造を以下に示す。
【０２０４】
【化８】
0005912309.tif 000009
【０２０５】
［ステップ１：９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンの合成法］
１００ｍＬ三口フラスコにて、マグネシウムを１．２ｇ（５０ｍｍｏｌ）減圧下で３０分加熱撹拌し、マグネシウムを活性化させた。これを室温に冷まして窒素雰囲気にした後、ジブロモエタン数滴を加えて発泡、発熱するのを確認した。ここにジエチルエーテル１０ｍＬ中に溶かした２−ブロモビフェニル１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）をゆっくり滴下した後、２．５時間加熱還流撹拌してグリニヤール試薬とした。
【０２０６】
４−ブロモベンゾフェノンを１０ｇ（４０ｍｍｏｌ）、ジエチルエーテルを１００ｍＬ、を５００ｍＬ三口フラスコに入れた。ここに先に合成したグリニヤール試薬をゆっくり滴下した後、９時間加熱還流撹拌した。
【０２０７】
反応後、この混合液をろ過して濾物を得た。得られた濾物を酢酸エチル１５０ｍＬに溶かし、ここに１Ｎ−塩酸を酸性になるまで加えて２時間撹拌した。この液体の有機層の部分を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をろ過し、得られたろ液を濃縮し粘度の高い物質を得た。
【０２０８】
５００ｍＬなすフラスコに、このアメ状物質と、氷酢酸５０ｍＬと、塩酸１．０ｍＬとを入れ、窒素雰囲気下、１３０℃で１．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２０９】
反応後、この反応混合液をろ過して濾物を得た。得られた濾物を水、水酸化ナトリウム水、水、メタノールの順で洗浄したのち乾燥させ、目的物の白色粉末を収量１１ｇ、収率６９％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記式に示す。
【０２１０】
【化９】
0005912309.tif 000010
【０２１１】
［ステップ２：４−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）の合成法］
１００ｍＬ三口フラスコへ、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンを３．２ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを２．０ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．２ｍＬ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１１０℃で２時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２１２】
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過した。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  トルエン：ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量４．１ｇ、収率９２％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記式に示す。
【０２１３】
【化１０】
0005912309.tif 000011
【０２１４】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒  酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．４１、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンは０．５１、４−フェニル−ジフェニルアミンは０．２７だった。
【０２１５】
上記ステップ２で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを示す。測定結果から、フルオレン誘導体であるＢＰＡＦＬＰ（略称）が得られたことがわかった。
【０２１６】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝６．６３−７．０２（ｍ，３Ｈ），７．０６−７．１１（ｍ，６Ｈ），７．１９−７．４５（ｍ，１８Ｈ），７．５３−７．５５（ｍ，２Ｈ），７．７５（ｄ、Ｊ＝６．９，２Ｈ）
【０２１７】
（参考例３）
本参考例では、実施例１で使用した２−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）の合成方法について説明する。ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩの構造式を以下に示す。
【０２１８】
【化１１】
0005912309.tif 000012
【０２１９】
２−（４−ブロモフェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール５．１ｇ（１５ｍｍｏｌ）と、ジベンゾチオフェン−４−ボロン酸３．７ｇ（１６ｍｍｏｌ）と、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．２ｇ（０．７ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に２．０ｍｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液１６ｍＬと、トルエン５５ｍＬと、エタノール１８ｍＬを加え、減圧下で攪拌することにより脱気した。この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）３３ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で６時間攪拌した。
【０２２０】
所定時間経過後、得られた混合物に水を加え、水層をクロロホルムで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過した。得られた濾液を濃縮して油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。クロマトグラフィーは、トルエンを展開溶媒に用いて行った。得られたフラクションを濃縮して固体を得た。この固体にヘキサンを加えて超音波を照射し、固体を吸引濾過したところ、目的物である白色粉末を収量５．８ｇ、収率８８％で得た。
【０２２１】
得られた白色粉末２．８ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．４Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色粉末を２３５℃で加熱して行った。昇華精製後、淡黄色ガラス状固体を収量２．２ｇ、収率７９％で得た。
【０２２２】
上記合成方法の合成スキームを以下に示す。
【０２２３】
【化１２】
0005912309.tif 000013
【０２２４】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、得られた物質を測定した。測定データを以下に示す。測定結果より、得られた淡黄色ガラス状固体が、目的物である２−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］―１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）であることを確認した。
【０２２５】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．２７−７．３０（ｍ，２Ｈ）、７．３２−７．６０（ｍ，１０Ｈ）、７．６７−７．７５（ｍ，４Ｈ）、７．８２−７．８５（ｍ，１Ｈ）、７．８３（ｄｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１．５Ｈｚ，１Ｈ）、８．１３−８．１９（ｍ，２Ｈ）。
【符号の説明】
【０２２６】
１  画素
２  画素
３  画素
１０  陽極
１０−１  画素１の陽極
１０−２  画素２の陽極
１０−３  画素３の陽極
１１  陰極
１２ａ  第１のＥＬ層
１２ａ−２  第１のＥＬ層
１２ｂ  第２のＥＬ層
１２ｂ−１  第２のＥＬ層
１２ｂ−２  第２のＥＬ層
１２ｂ−３  第２のＥＬ層
１３  中間層
１００  陽極
１０１  陰極
１０２  ＥＬ層
１０２ｋ  １番目のＥＬ層
１０２ｍ  ｍ番目のＥＬ層
１０２ｍ＋１  ｍ＋１番目のＥＬ層
１０２ｎ  ｎ番目のＥＬ層
１０３  中間層
１０３ｋ  １番目の中間層
１０３ｍ  ｍ番目の中間層
１０３ｎ−１  ｎ−１番目の中間層
１０４  第１の層
１０４ｋ  １番目の第１の層
１０４ｍ  ｍ番目の第１の層
１０４ｎ−１  ｎ−１番目の第１の層
１０５  第２の層
１０５ｋ  １番目の第２の層
１０５ｍ  ｍ番目の第２の層
１０５ｎ−１  ｎ−１番目の第２の層
１０６  電子輸送層
１０６ｋ  １番目の電子輸送層
１０６ｍ  ｍ番目の電子輸送層
１０６ｎ−１  ｎ−１番目の電子輸送層
１０６ｎ  ｎ番目の電子輸送層
１１０  有機化合物を含む層
６０１    駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２    画素部
６０３    駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    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
６２５    乾燥材
８００  ガラス基板
８０１  第１の電極
８０２  第１の電荷発生層
８０３  第１の正孔輸送層
８０４  第１の発光層
８０５  第２の発光層
８０６  第１の電子輸送層
８０７  第２の電子輸送層
８０８  第２の層（電子リレー層）
８０９  第１の層（第２の電荷発生層）
８１０  中間層
８１１  第２の正孔輸送層
８１２  第３の発光層
８１３  第４の発光層
８１４  第３の電子輸送層
８１５  第４の電子輸送層
８１６  電子注入層
８１７  第２の電極
８１８  ＥＬ層
９００  ガラス基板
９０１  第１の電極
９０２  第１の電荷発生層
９０３  正孔輸送層
９０４  発光層
９０５  第１の電子輸送層
９０６  第２の電子輸送層
９０７  第２の層（電子リレー層）
９０８  第１の層（第２の電荷発生層）
９０９  第２の電極
９１０  ＥＬ層
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
１００６  ゲート電極
１００７  ゲート電極
１００８  ゲート電極
１０２０  第１の層間絶縁膜
１０２１  第２の層間絶縁膜
１０２２  電極
１０２４Ｗ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ  発光素子の第１の電極
１０２５  隔壁
１０２８  有機化合物を含む層
１０２９  発光素子の第２の電極
１０３１  封止基板
１０３２  シール材
１０３３  透明な基材
１０３４Ｒ  赤色の着色層
１０３４Ｇ  緑色の着色層
１０３４Ｂ  青色の着色層
１０３５  黒色層（ブラックマトリックス）
１０３６  オーバーコート層
１０３７  第３の層間絶縁膜
１０４０  画素部
１０４１  駆動回路部
１０４２  周辺部
１０４４Ｗ  白色の発光領域
１０４４Ｒ  赤色の発光領域
１０４４Ｂ  青色の発光領域
１０４４Ｇ  緑色の発光領域
７１０１    筐体
７１０３    表示部
７１０５    スタンド
７１０７    表示部
７１０９    操作キー
７１１０    リモコン操作機
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７３０１    筐体
７３０２    筐体
７３０３    連結部
７３０４    表示部
７３０５    表示部
７３０６    スピーカ部
７３０７    記録媒体挿入部
７３０８    ＬＥＤランプ
７３０９    操作キー
７３１０    接続端子
７３１１    センサ
７３１２    マイクロフォン
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
【図１】
0005912309.tif 000014
【図２】
0005912309.tif 000015
【図３】
0005912309.tif 000016
【図４】
0005912309.tif 000017
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２２】
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