(57)【要約】      （修正有）【課題】  電流励起により燐光を発光する新規物質およびその物質を用いた色度のよい発光素子の提供。【解決手段】  一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体。一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。Ａｒはアリール基または複素環基を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元元素を表す。2006151887.tif 000081【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体。
【化０１】
2006151887.tif 000072
（式中、Ｒ1〜Ｒ5は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。Ａｒはアリール基または複素環基を表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元元素を表す。）
【請求項２】
一般式（２）で表される構造を含む有機金属錯体。
【化０２】
2006151887.tif 000073
（式中、Ｒ11〜Ｒ15は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。Ｒ16〜Ｒ19は、それぞれ、水素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。）
【請求項３】
一般式（３）で表される有機金属錯体。
【化０３】
2006151887.tif 000074
（式中、Ｒ21〜Ｒ25は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。Ａｒはアリール基または複素環基を表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。Ｍが第９族元素のときはｎ＝２、Ｍが第１０族元素のときはｎ＝１である。Ｌは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
【請求項４】
一般式（４）で表される有機金属錯体。
【化０４】
2006151887.tif 000075
（式中、Ｒ31〜Ｒ35は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。Ｒ36〜Ｒ39は、それぞれ、水素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はｎ＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
【請求項５】
前記Ａｒは電子吸引性置換基を有することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の有機金属錯体。
【請求項６】
前記Ｒ16〜前記Ｒ19の少なくとも一は電子吸引性置換基であることを特徴とする請求項２に記載の有機金属錯体。
【請求項７】
前記Ｒ36〜前記Ｒ39の少なくとも一は電子吸引性置換基であることを特徴とする請求項４に記載の有機金属錯体。
【請求項８】
前記電子吸引性置換基は、ハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基のいずれかであることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体。
【請求項９】
一般式（１２）で表される構造を含む有機金属錯体。
【化０５】
2006151887.tif 000076
（式中、Ｒ42〜Ｒ54は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。）
【請求項１０】
一般式（１３）で表される構造を含む有機金属錯体。
【化０６】
2006151887.tif 000077
一般式（１３）において、Ｒ55、Ｒ56は、それぞれ、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。
【請求項１１】
一般式（１４）で表される有機金属錯体。
【化０７】
2006151887.tif 000078
（式中、Ｒ62〜Ｒ74は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、Ｍが第９族元素のときはｎ＝２、Ｍが第１０族元素のときはｎ＝１となる。Ｌは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
【請求項１２】
一般式（１５）で表される有機金属錯体。
【化０８】
2006151887.tif 000079
（式中、Ｒ75、Ｒ76は、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、Ｍが第９族元素のときはｎ＝２、Ｍが第１０族元素のときはｎ＝１となる。Ｌは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
【請求項１３】
前記Ｒ46〜前記Ｒ49の少なくとも一は、電子吸引性置換基であることを特徴とする請求項９に記載の有機金属錯体。
【請求項１４】
前記Ｒ56は電子吸引性置換基であることを特徴とする請求項１０に記載の有機金属錯体。
【請求項１５】
前記Ｒ66〜前記Ｒ69の少なくとも一は、電子吸引性置換基であることを特徴とする請求項１１に記載の有機金属錯体。
【請求項１６】
前記Ｒ56は電子吸引性置換基であることを特徴とする請求項１２に記載の有機金属錯体。
【請求項１７】
前記電子吸引性置換基は、ハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基のいずれかであることを特徴とする請求項９乃至請求項１６のいずれか一項に記載の有機金属錯体。
【請求項１８】
前記Ｌは構造式（５）〜（１１）のいずれかで表される配位子であることを特徴とする請求項３、請求項４、請求項１１、請求項１２のいずれか一項に記載の有機金属錯体。
【化０９】
2006151887.tif 000080
【請求項１９】
一対の電極間に、請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の有機金属錯体を含む層を有する発光素子。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の有機金属錯体を発光物質として用いている発光素子。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の有機金属錯体を蛍光性化合物の増感剤として用いていることを特徴とする発光素子。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の有機金属錯体および２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリンを含む層を有する発光素子。
【請求項２３】
請求項１９乃至請求項２２のいずれか一項に記載の発光素子が複数配置されていることを特徴とする発光装置。
【請求項２４】
請求項１９乃至請求項２２のいずれか一項に記載の発光素子を画素として用いていることを特徴とする発光装置。
【請求項２５】
請求項２２または請求項２４に記載の発光装置を表示部に用いていることを特徴とする電子機器。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電流励起によって発光することのできる物質に関する。また、その物質を用いた発光素子、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物を用いた発光素子は、電界を加えることで有機化合物を含む層（または有機化合物膜）が発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物膜を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入されたホールが有機化合物膜中で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
【０００３】
このような発光素子において、通常、有機化合物膜は１μｍを下回るほどの薄膜で形成される。また、このような発光素子は、有機化合物膜そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。従って、このような発光素子は極めて薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、例えば１００〜２００ｎｍ程度の有機化合物膜において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物膜のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。従って、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。さらに、このような発光素子はキャリア注入型の発光素子であるため、直流電圧での駆動が可能であり、ノイズが生じにくい。駆動電圧に関しては、まず有機化合物膜の厚みを１００ｎｍ程度の均一な超薄膜とし、また、有機化合物膜に対するキャリア注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらにはヘテロ構造（ここでは二層構造）を導入することによって、５．５Ｖで１００ｃｄ／ｍ2の十分な輝度が達成されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
こういった薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの素子特性に加え、有機化合物を用いた発光素子は、その発光色のバリエーションに富んでいることも大きな利点の一つと言える。その要因は、有機化合物自体の多様性である。すなわち、分子設計（例えば置換基の導入）等により様々な発光色の材料を開発できるという柔軟性が、色彩の豊かさを生んでいる。この色彩の豊かさを活かした発光素子の最も大きな応用分野は、フルカラーのフラットパネルディスプレイであると言える。なぜなら、赤色、緑色、青色という光の三原色を発光できる有機化合物は多数存在するため、それらをパターニングすることによって、容易にフルカラー化が達成できるからである。
【０００５】
前述したような、薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動といった素子特性も、フラットパネルディスプレイにふさわしい特性と言える。しかし、近年さらなる発光効率を上げる試みとして、蛍光材料ではなく燐光材料を用いることが挙げられている。有機化合物を用いた発光素子においては、分子励起子が基底状態に戻る際に発光するが、その発光には励起一重項状態（Ｓ*）からの発光（蛍光）と励起三重項状態（Ｔ*）からの発光（燐光）が可能であり、蛍光材料を用いた場合はＳ*からの発光（蛍光）のみが寄与する。
【０００６】
しかしながら、発光素子におけるＳ*とＴ*の統計的な生成比率は、Ｓ*：Ｔ*＝１：３であると考えられている（例えば、非特許文献２参照）。従って、蛍光材料を用いた発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ*：Ｔ*＝１：３であることを根拠に２５％とされている。言い換えれば、蛍光材料を用いた発光素子の場合、注入したキャリアのうち少なくとも７５％は無駄に浪費されるのである。
【０００７】
逆に言えば、Ｔ*からの発光、すなわち燐光を利用できれば発光効率は向上する（単純には３〜４倍）と考えられるが、一般的な有機化合物は室温において、Ｔ*からの発光（燐光）は観測されず、通常はＳ*からの発光（蛍光）のみが観測される。有機化合物の基底状態は通常、一重項基底状態（Ｓ0）であるため、Ｔ*→Ｓ0遷移は禁制遷移となり、Ｓ*→Ｓ0遷移は許容遷移となるからである。ところが近年、Ｔ*から基底状態に戻る際に放出されるエネルギー（以下、「三重項励起エネルギー」と言う）を発光に変換できる発光素子が相次いで発表され、その発光効率の高さが注目されている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００８】
非特許文献３ではイリジウムを中心金属とする金属錯体（以下、「イリジウム錯体」と記す。）を発光物質として用いており、第３遷移系列元素を中心金属として導入していることが特徴であると言える。これらは、室温で励起三重項状態を発光に変換できる材料（以下、「三重項発光材料」と言う。）である。非特許文献３に示されるとおり、三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機化合物を用いた発光素子は、従来よりも高い内部量子効率を達成できる。そして、内部量子効率が高くなれば、発光効率（〔ｌｍ／Ｗ〕）も向上する。
【０００９】
しかしながら、非特許文献３の報告によると、初期輝度を５００ｃｄ／ｍ2に設定した定電流駆動時の輝度の半減期は１７０時間程度であり、三重項発光材料を用いた発光素子は素子寿命に問題がある。一方、一重項発光材料を用いた発光素子の場合、初期輝度を５００ｃｄ／ｍ2に設定した定電流駆動時の輝度の半減期は数千時間から一万時間にも及び、素子寿命の点では実用的な域に達していると言ってもよい。
【００１０】
以上のことから、三重項発光材料を用いた発光素子においては、長時間駆動可能な素子が望まれている。それにより、発光効率が高い上に、素子寿命の長い発光素子が得られるためである。
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．タン、外１名、アプライド  フィジックス  レターズ、ｖｏｌ．５１、Ｎｏ．１２、９１３−９１５（１９８７）
【非特許文献２】筒井哲夫、「応用物理学会  有機分子・バイオエレクトロニクス分科会・第３回講習会テキスト」、Ｐ．３１（１９９３）
【非特許文献３】テツオ  ツツイ、外８名、ジャパニーズ  ジャーナル  オブ  アプライド  フィジックス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、燐光を発光することのできる物質を提供することを課題とする。また、本発明は、色度の良い発光素子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】
【００１２】
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、一般式（１）、（２）、（１２）、（１３）のいずれかで表される構造を含む有機金属錯体、または一般式（３）、（４）、（１４）、（１５）のいずれかで表される有機金属錯体が、燐光を発光できることを見出した。
【００１３】
本発明の一は、一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体である。
【００１４】
【化０１】
2006151887.tif 000002
【００１５】
一般式（１）において、Ｒ1〜Ｒ5は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。またＡｒはアリール基または複素環基を表し、特に電子吸引性置換基を有するアリール基または電子吸引性置換基を有する複素環基であることが好ましい。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。
【００１６】
Ａｒが電子吸引性置換基を有する基であることによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００１７】
本発明の一は、一般式（２）で表される構造を含む有機金属錯体である。
【００１８】
【化０２】
2006151887.tif 000003
【００１９】
一般式（２）において、Ｒ11〜Ｒ15は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。また、Ｒ16〜Ｒ19は、それぞれ、水素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表し、少なくとも一は電子吸引性置換基であることが好ましい。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。
【００２０】
Ｒ16〜Ｒ19のいづれかが電子吸引性置換基を有する基であることによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００２１】
本発明の一は、一般式（３）で表される有機金属錯体である。
【００２２】
【化０３】
2006151887.tif 000004
【００２３】
一般式（３）において、Ｒ21〜Ｒ25は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。またＡｒはアリール基または複素環基を表し、特に電子吸引性置換基を有するアリール基または電子吸引性置換基を有する複素環基であることが好ましい。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。Ｍが第９族元素のときはｎ＝２、Ｍが第１０族元素のときはｎ＝１である。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。
【００２４】
Ａｒが電子吸引性置換基を有する基であることによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００２５】
本発明の一は、一般式（４）で表される有機金属錯体である。
【００２６】
【化０４】
2006151887.tif 000005
【００２７】
式（４）において、Ｒ31〜Ｒ35は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基のいずれかを表す。またＲ36〜Ｒ39は、それぞれ、水素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表し、少なくとも一は電子吸引性置換基であることが好ましい。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、前記Ｍが第９族元素の場合はｎ＝２、第１０族元素の場合はｎ＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。
【００２８】
Ｒ36〜Ｒ39のいずれかが電子吸引性置換基を有する基であることによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００２９】
一般式（１）若しくは一般式（２）で表される構造を含む有機金属錯体、または一般式（３）若しくは一般式（４）で表される有機金属錯体において、電子吸引性置換基は、ハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基のいずれかであることが好ましい。これにより、有機金属錯体の色度及び量子効率が向上する。また、ハロゲン基の中でも特にフルオロ基が好ましく、ハロアルキル基の中でも特にトリフルオロメチル基が好ましい。これにより、電子をトラップする効率もよくなる。
【００３０】
一般式（３）若しくは一般式（４）で表される有機金属錯体において、中心金属Ｍは、重い金属が好ましく、特にイリジウム又は白金であることが好ましい。これによって、重原子効果を得ることができる。
【００３１】
一般式（３）若しくは一般式（４）で表される有機金属錯体において、Ｌは、構造式（５）〜（１１）で表されるモノアニオン性の配位子であることが特に好ましい。（５）〜（１１）で表されるモノアニオン性のキレート配位子は、配位能力が高く、また、安価に入手することができるため、有効である。
【００３２】
【化０５】
2006151887.tif 000006
【００３３】
本発明の一は、一般式（１２）で表される構造を含む有機金属錯体である。
【００３４】
【化０６】
2006151887.tif 000007
【００３５】
一般式（１２）において、Ｒ42〜Ｒ54は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。
【００３６】
Ｒ46〜Ｒ49の中で少なくとも一は、電子吸引性置換基であることが好ましい。これによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００３７】
本発明の一は、一般式（１３）で表される構造を含む有機金属錯体である。
【００３８】
【化０７】
2006151887.tif 000008
【００３９】
一般式（１３）において、Ｒ55、Ｒ56は、それぞれ、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表す。
【００４０】
ここで、Ｒ56は電子吸引性置換基であることが好ましい。これによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００４１】
本発明の一は、一般式（１４）で表される有機金属錯体である。
【００４２】
【化０８】
2006151887.tif 000009
【００４３】
一般式（１４）において、Ｒ62〜Ｒ74は、それぞれ、水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、Ｍが第９族元素のときはｎ＝２、Ｍが第１０族元素のときはｎ＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。
【００４４】
ここで、Ｒ66〜Ｒ69の少なくとも一は、電子吸引性置換基であることが好ましい。これによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００４５】
本発明の一は、一般式（１５）で表される有機金属錯体である。
【００４６】
【化０９】
2006151887.tif 000010
【００４７】
式（１５）において、Ｒ75、Ｒ76は、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。また、Ｍは第９族元素または第１０族元素を表し、Ｍが第９族元素のときはｎ＝２、Ｍが第１０族元素のときはｎ＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。
【００４８】
ここで、Ｒ76は電子吸引性置換基であることが好ましい。これによって、発光強度のより大きな燐光を発光する有機金属錯体を得ることができる。
【００４９】
一般式（１２）若しくは一般式（１３）で表される構造を含む有機金属錯体、または一般式（１４）若しくは一般式（１５）で表される有機金属錯体において、電子吸引性置換基は、ハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基のいずれかであることが好ましい。これにより、有機金属錯体の色度及び量子効率が向上する。また、ハロゲン基の中でも特にフルオロ基が好ましく、ハロアルキル基の中でも特にトリフルオロメチル基が好ましい。これにより、電子をトラップする効率もよくなる。
【００５０】
一般式（１４）若しくは一般式（１５）で表される有機金属錯体において、中心金属Ｍは、重い金属が好ましく、特にイリジウム又は白金であることが好ましい。これによって、重原子効果を得ることができる。
【００５１】
一般式（１４）若しくは一般式（１５）で表される有機金属錯体において、Ｌは、構造式（５）〜（１１）で表されるモノアニオン性の配位子であることが特に好ましい。（５）〜（１１）で表されるモノアニオン性のキレート配位子は、配位能力が高く、また、安価に入手することができるため、有効である。
【００５２】
【化１０】
2006151887.tif 000011
【００５３】
本発明の一は、一般式（１）、（２）、（１２）、（１３）のいずれかで表される構造を含む有機金属錯体、または一般式（３）、（４）、（１４）、（１５）のいずれかで表される有機金属錯体を含む発光素子である。
【００５４】
本発明の一は、一般式（１）、（２）、（１２）、（１３）のいずれかで表される構造を含む有機金属錯体、または一般式（３）、（４）、（１４）、（１５）のいずれかで表される有機金属錯体を含む発光素子を含む発光装置である。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によって、燐光を発光することができる有機金属錯体を得ることができる。また、本発明によって、発光物質または増感剤として用いることのできる有機金属錯体を得る
ことができる。
【００５６】
本発明の有機金属錯体を発光物質として用いることによって、色度の良い赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。また、本発明の有機金属錯体を増感剤として用いることによって、効率よく発光することのできる発光素子を得ることが出来る。また、本発明の有機金属錯体の中でも特に電子吸引性置換基を導入した有機金属錯体を用いることによって、再結合効率のよい発光素子を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明の一態様について説明する。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、本形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００５８】
（実施の形態１）
本発明の一態様としては、構造式（１６）〜構造式（５８）で表される有機金属錯体が挙げられる。但し、本発明は、ここに記載したものには限定されない。
【００５９】
【化１１】
2006151887.tif 000012
【化１２】
2006151887.tif 000013
【化１３】
2006151887.tif 000014
【化１４】
2006151887.tif 000015
【化１５】
2006151887.tif 000016
【化１６】
2006151887.tif 000017
【化１７】
2006151887.tif 000018
【化１８】
2006151887.tif 000019
【化１９】
2006151887.tif 000020
【化２０】
2006151887.tif 000021
【化２１】
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【化２２】
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【化２３】
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【化２４】
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【化２５】
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【化２６】
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【化２７】
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【化２８】
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【化２９】
2006151887.tif 000030
【化３０】
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【化３１】
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【化３２】
2006151887.tif 000033
【化３３】
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【化３４】
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【化３５】
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【化３６】
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【化３７】
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【化３８】
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【化３９】
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【化４０】
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【化４１】
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【化４２】
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【化４３】
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【化４４】
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【化４５】
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【化４６】
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【化４７】
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【化４８】
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【化４９】
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【化５０】
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【化５１】
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【化５２】
2006151887.tif 000053
【化５３】
2006151887.tif 000054
【００６０】
以上に述べた本発明の有機金属錯体は、燐光を発光することができる。また、本発明の有機金属錯体は、発光材料として発光素子に適用することができる。また、本発明の有機金属錯体は、光増感剤として発光素子に適用することができる。
【００６１】
（実施の形態２）
本発明の有機金属錯体は、配位子をオルトメタル化反応させることによって得ることができる。例えば、下記一般式（５９）で表される配位子を有する有機金属錯体は、下記一般式（５９）で表される配位子をオルトメタル化反応させることにより得られる。本形態では、この一般式（５９）で表される配位子を用い、前記一般式（１４）で表される有機金属錯体を合成する手法について説明する。
【００６２】
【化５４】
2006151887.tif 000055
【００６３】
一般式（５９）において、Ｒ82〜Ｒ94は水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。
【００６４】
なお、上記一般式（５９）で表される配位子は、例えば、下記合成スキーム（６０）のようにして合成することができる。また、本発明で用いる有機金属錯体における他の配位子についても、同様の手法で合成可能である。
【００６５】
【化５５】
2006151887.tif 000056
【００６６】
合成スキーム（６０）において、Ｒ82〜Ｒ94は水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。
【００６７】
このようにして得られた一般式（５９）の配位子を用いて、本発明の有機金属錯体を合成する。この時の反応（オルトメタル化反応）としては、以下に示すような合成方法を用いればよい。
【００６８】
イリジウムを中心金属として本発明で用いる有機金属錯体を合成する場合は、中心金属原料として塩化イリジウムの水和物と、前記一般式（５９）の配位子と混合して窒素雰囲気下にて還流することにより、まず塩素架橋の複核錯体を合成する（下記合成スキーム（６１））。次に、得られた前記複核錯体と配位子Ｌとを混合して窒素雰囲気下にて還流することにより、塩素架橋を配位子Ｌで切断し、本発明で用いる有機金属錯体を得る（下記合成スキーム（６２））。ここで、配位子Ｌについて特に限定は無いが、構造式（５）〜（１１）のいずれかで表される配位子が好ましい。
【００６９】
【化５６】
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合成スキーム（６１）において、Ｒ82〜Ｒ94は水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。
【００７０】
【化５７】
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合成スキーム（６２）において、Ｒ82〜Ｒ94は水素、ハロゲン元素、アシル基、アルキル基、アルコキシル基、アリール基、シアノ基、複素環基、電子吸引性置換基のいずれかを表す。またＬは、モノアニオン性の配位子を表す。
【００７１】
なお、本発明で用いる有機金属錯体の合成法は、上記に示す合成方法に限定されるものではない。
【００７２】
（実施の形態３）
本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子の態様について、図１を用いて説明する。
【００７３】
図１には、第１の電極１５１と第２の電極１５２との間に発光層１６３を有する発光素子が表されている。そして、発光層１６３には、一般式（１）、（２）、（１２）、（１３）のいずれかで表される構造を含む本発明の有機金属錯体、または一般式（３）、（４）、（１４）、（１５）のいずれかで表される本発明の有機金属錯体が含まれている。
【００７４】
このような発光素子において、第１の電極１５１から注入された正孔と、第２の電極１５２から注入された電子とは、発光層１６３において再結合し、有機金属錯体を励起状態にする。そして、励起状態の本発明の有機金属錯体は基底状態に戻るときに発光する。このように、本発明の有機金属錯体は発光物質として機能する。なお、本形態の発光素子において、第１の電極１５１は陽極として機能し、第２の電極１５２は陰極として機能する。
【００７５】
ここで、発光層１６３について特に限定はないが、本発明の有機金属錯体が、本発明の有機金属錯体の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して含まれた層であることが好ましい。これによって、本発明の有機金属錯体からの発光が、濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを言う。
【００７６】
本発明の有機金属錯体を分散状態にするために用いる物質について特に限定はないが、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、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：α−ＮＰＤ）のようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）等のカルバゾール誘導体や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ2）、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：ＺｎＢＯＸ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）等の金属錯体等が好ましい。
【００７７】
なお、有機金属錯体の中でも特にハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基等の電子吸引性置換基を有するものを発光物質として用いた発光素子とすることが好ましい。これによって色度及び量子効率のよい発光素子を得ることができる。
【００７８】
また、ハロゲン基の中でも特にフルオロ基、ハロアルキル基の中でも特にトリフルオロメチル基が好ましい。これらの置換基を有する有機金属錯体を発光物質として用いることによって、再結合効率の高い発光素子を得ることができる。
【００７９】
また、第１の電極１５１について特に限定はないが、本形態のように、陽極として機能するときは、仕事関数の大きい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、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）等を用いることができる。なお、第１の電極１５１は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
【００８０】
また、第２の電極１５２について特に限定はないが、本形態のように、陰極として機能するときは、仕事関数の小さい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属等を含んだアルミニウム等を用いることができる。なお、第２の電極１５２は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
【００８１】
なお、発光した光を外部に取り出すために、第１の電極１５１と第２の電極１５２のいずれか一または両方は、インジウムスズ酸化物等のから成る電極、または可視光を透過出来るように数〜数十ｎｍの厚さで形成された電極であることが好ましい。
【００８２】
また、第１の電極１５１と発光層１６３との間には、図１に示すように、正孔輸送層１６２を有していてもよい。ここで、正孔輸送層とは、第１の電極１５１から注入された正孔を発光層１６３へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層１６２を設け、第１の電極１５１と発光層１６３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
【００８３】
なお、正孔輸送層１６２について、特に限定はなく、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：α−ＮＰＤ）や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）や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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物等によって形成されたものを用いることができる。
【００８４】
また、正孔輸送層１６２は、以上に述べた物質から成る層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
【００８５】
また、第２の電極１５２と発光層１６３との間には、図１に示すように、電子輸送層１６４を有していてもよい。ここで、電子輸送層とは、第２の電極１５２から注入された電子を発光層１６３へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層１６４を設け、第２の電極１５２と発光層１６３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
【００８６】
なお、電子輸送層１６４について特に限定はなく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等によって形成されたものを用いることができる。この他、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等によって形成されたものであってもよい。また、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いて形成されたものであってもよい。
【００８７】
また、電子輸送層１６４は、以上に述べた物質から成る層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
【００８８】
さらに、第１の電極１５１と正孔輸送層１６２との間には、図１に示すように、正孔注入層１６１を有していてもよい。ここで、正孔注入層とは、陽極として機能する電極から正孔輸送層１６２へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。なお、正孔輸送層を特に設けない場合は、陽極として機能する電極と発光層との間に正孔注入層を設け、発光層への正孔の注入を補助してもよい。
【００８９】
正孔注入層１６１について特に限定はなく、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物によって形成されたものを用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１６１を形成することができる。
【００９０】
また、第２の電極１５２と電子輸送層１６４との間には、図１に示すように、電子注入層１６５を有していてもよい。ここで、電子注入層とは、陰極として機能する電極から電子輸送層１６４へ電子の注入を補助する機能を有する層である。なお、電子輸送層を特に設けない場合は、陰極として機能する電極と発光層との間に電子注入層を設け、発光層への電子の注入を補助してもよい。
【００９１】
電子注入層１６５について特に限定はなく、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いて形成されたものを用いることができる。この他、Ａｌｑ3または４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（ＢｚＯｓ）等のように電子輸送性の高い物質と、マグネシウムまたはリチウム等のようにアルカリ金属又はアルカリ土類金属とを混合したものも、電子注入層１６５として用いることができる。
【００９２】
以上に述べた本発明の発光素子において、正孔注入層１６１、正孔輸送層１６２、発光層１６３、電子輸送層１６４、電子注入層１６５は、それぞれ、蒸着法、またはインクジェット法、または塗布法等、いずれの方法で形成しても構わない。また、第１の電極１５１または第２の電極１５２についても、スパッタリング法または蒸着法等、いずれの方法を用いて形成しても構わない。
【００９３】
以上に述べたような本発明の発光素子は、本発明の有機金属錯体を用いているため、色度の良い赤色の発光を呈することができる。また、本発明の発光素子は、燐光を発光させることができるため、発光効率が良い。また、キノキサリン誘導体から成る層に本発明の有機金属錯体を分散させた層を含む発光素子は、特に効率良く発光する。
【００９４】
（実施の形態４）
本発明の発光素子は、複数の発光層を有するものであってもよい。複数の発光層を設け、それぞれの発光層からの発光を混合することで、例えば白色光の光を得ることができる。本形態では、複数の発光層を有する発光素子の態様について図２、３を用いて説明する。
【００９５】
図２において、第１の電極７５１と第２の電極７５２との間には、第１の発光層７６３と第２の発光層７６５とを有する。第１の発光層７６３と第２の発光層７６５との間には、隔壁層７６４を有することが好ましい。
【００９６】
第１の電極７５１の電位よりも第２の電極７５２の電位が高くなるように電圧を印加すると、第１の電極７５１と第２の電極７５２との間に電流が流れ、第１の発光層７６３または第２の発光層７６５または隔壁層７６４において正孔と電子とが再結合する。生じた励起エネルギーは、隔壁層７６４を介して第１の発光層７６３と第２の発光層７６５の両方に移り、第１の発光層７６３に含まれた第１の発光物質と第２の発光層７６５に含まれた発光物質を励起状態にする。そして。励起状態になった第１の発光物質と第２の発光物質とは、それぞれ基底状態に戻るときに発光する。
【００９７】
第１の発光層７６３には、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）、４，４’−ビス［２−ジフェニルビニル］ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−（Ｎ−エチルカルバゾール−３−イル）ビニル］ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、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（ＢＡｌｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−クロロガリウム（Ｇａｍｑ2Ｃｌ）などの蛍光物質や、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（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（ＦＩｒ（ａｃａｃ））、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（ＦＩｒ（ｐｉｃ））などの燐光物質に代表される発光物質が含まれており、４５０〜５１０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。また、第２の発光層７６５には、本発明の有機金属錯体が発光物質として機能するように含まれており、第２の発光層７６５からは、５８０〜６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。そして、第１の発光層７６３からの発光の発光色と第２の発光層７６５からの発光の発光色とは、第１の電極７５１と第２の電極７５２とのいずれか一若しくは両方を通って外部に射出する。外部に射出したそれぞれの発光は、視覚的に混合され、白色光として視認される。
【００９８】
第１の発光層７６３は、４５０〜５１０ｎｍの発光を呈することのできる発光物質が、該発光物質のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質（第１のホスト）から成る層中に分散した状態で含まれているか、または、４５０〜５１０ｎｍの発光を呈することのできる発光物質から成る層であることが好ましい。第１のホストとしては、先に述べたα−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、ＺｎＢＯＸの他、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等を用いることができる。また、第２の発光層７６５は、本発明の有機金属錯体が、本発明の有機金属錯体のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質（第２のホスト）から成る層中に、分散した状態で含まれた層であることが好ましい。第２のホストとしては、ＴＰＡＱｎ、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、ＺｎＢＯＸ、Ａｌｑ3等を用いることができる。また隔壁層７６４は、第１の発光層７６３または第２の発光層７６５または隔壁層７６４において発生したエネルギーが第１の発光層７６３と第２の発光層７６５の両方に移動でき、且つ第１の発光層７６３と第２の発光層７６５のいずれか一方のみにエネルギーが移動しないようにするための機能を有するように形成されていることが好ましい。具体的には、隔壁層７６４は、ＴＰＡＱｎ、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、ＺｎＢＯＸ等を用いて形成することができる。このように、隔壁層７６４を設けることで、第１の発光層７６３と第２の発光層７６５のいずれか一方のみの発光強度が強くなってしまい、白色発光が得られなくなるという不具合を防ぐことができる。
【００９９】
本形態では、第１の発光層７６３と第２の発光層７６５のいずれの層にどのような発光物質を含ませるかについて特に限定はないが、本形態のように、陰極として機能する電極（本形態では第２の電極７５２）に近い方の発光層（本形態では第２の発光層７６５）に、キャリアをトラップし易い発光物質が含まれるようにすることによって、より効率よく各々の層に含まれる発光物質を発光させることができる。
【０１００】
また、本形態では、図２のように二層の発光層が設けられた発光素子について記載しているが、発光層の層数は二層に限定されるものでは無く、例えば三層であってもよい。そして、それぞれの発光層からの発光を組み合わせて、白色として視認されるようにすればよい。
【０１０１】
また、第１の発光層７６３と第１の電極７５１との間には、図２に示すように電子輸送層７６２が設けられていてもよい。また、電子輸送層７６２の他、電子注入層７６１が電子輸送層７６２と第１の電極７５１との間に設けられていてもよい。また、第２の発光層７６５と第２の電極７５２との間には、図２に示すように正孔輸送層７６６が設けられていてもよい。また、正孔輸送層７６６と第２の電極７５２との間には正孔注入層７６７が設けられていてもよい。
【０１０２】
また、図２を用いて説明したような発光素子の他、図３に表されるような、発光素子であってもよい。
【０１０３】
図３の発光素子は、第１の電極７７１と第２の電極７７２との間には、第１の発光層７８３と第２の発光層７８８とを有する。第１の発光層７８３と第２の発光層７８８との間には、第１の層７８５と第２の層７８６とを有する。
【０１０４】
第１の層７８５は正孔を発生する層であり、第２の層７８６は電子を発生する層である。第１の電極７７１の電位よりも第２の電極７７２の電位の方が高くなるように電圧を印加したとき、第１の電極７７１から注入された電子と、第１の層７８５から注入された正孔とは、第１の発光層７８３において再結合し、第１の発光層７８３に含まれた発光物質が発光する。さらに、第２の電極から注入された正孔と第２の層７８６から注入された電子とは第２の発光層７８８において再結合し、第２の発光層７８８に含まれた発光物質が発光する。
【０１０５】
第１の発光層７８３には、本発明の有機金属錯体が発光物質として機能するように含まれており、第１の発光層７８３からは、５８０〜６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。また、第２の発光層７８８には、ペリレン、ＴＢＰ、ＤＰＶＢｉ、ＢＣｚＶＢｉ、ＢＡｌｑ、Ｇａｍｑ2Ｃｌなどの蛍光物質や、Ｉｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ）、ＦＩｒ（ａｃａｃ）、ＦＩｒ（ｐｉｃ）などの燐光物質に代表される発光物質が含まれており、４５０〜５１０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。第１の発光層７８３からの発光と、第２の発光層７８８からの発光とは、第１の電極７７１または第２の電極７７２とのいずれか一若しくは両方から射出する。そして、両発光層からの発光は視覚的に混合され、白色光として視認される。
【０１０６】
第１の発光層７８３において、本発明の有機金属錯体は、前述のように第１のホストに分散して含まれていることが好ましい。第２の発光層７８８についても、前述の第２の発光層７８８と同様にして形成されたものであることが好ましい。
【０１０７】
第１の層７８５は、電子よりも正孔の輸送性が高い物質の中に、その物質に対し電子受容性を示す物質とを含む層であることが好ましい。電子よりも正孔の輸送性が高い物質にとしては、正孔輸送層を形成するときに用いる物質と同様のものを用いればよい。また電子よりも正孔の輸送性が高い物質に対し電子受容性を示す物質としては、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）等を用いることができる。
【０１０８】
第２の層７８６は、正孔よりも電子の輸送性が高い物質の中に、その物質に対し電子供与性を示す物質とを含む層であることが好ましい。正孔よりも電子の輸送性が高い物質にとしては、電子輸送層を形成するときに用いる物質と同様のものを用いればよい。また正孔よりも電子の輸送性が高い物質に対し電子供与性を示す物質としては、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、エルビウム、イッテルビウム等の希土類金属等を用いることができる。
【０１０９】
また、第１の発光層７８３と第１の電極７７１との間には、図３に示すように、電子輸送層７８２が設けられていてもよい。また、電子輸送層７８２と第１の電極７７１との間には電子注入層７８１が設けられていてもよい。また、第１の発光層７８３と第１の層７８５との間には、正孔輸送層７８４が設けられていてもよい。また、第２の発光層７８８と第２の電極７７２との間には、正孔輸送層７８９が設けられていてもよい。また、正孔輸送層７８９と第２の電極７７２との間には正孔注入層７９０が設けられていてもよい。また、第２の発光層７８８と第２の層７８６との間には電子輸送層７８７が設けられていてもよい。
【０１１０】
また、本形態では、図３のように二層の発光層が設けられた発光素子について記載しているが、発光層の層数は二層に限定されるものでは無く、例えば三層であってもよい。そして、それぞれの発光層からの発光を組み合わせて、白色として視認されるようにすればよい。
【０１１１】
（実施の形態５）
本発明の有機金属錯体を増感剤として用いた発光素子の態様について、図４を用いて説明する。
【０１１２】
図４には、第１の電極１８１と第２の電極１８２との間に発光層１９３を有する発光素子が表されている。そして、発光層１９３には、一般式（１）、（２）、（１２）、（１３）のいずれかで表される構造を含む本発明の有機金属錯体、または一般式（３）、（４）、（１４）、（１５）のいずれかで表される本発明の有機金属錯体と、本発明の有機金属錯体よりも長波長の発光を呈することのできる蛍光性化合物とが含まれている。ここで、蛍光性化合物とは、励起状態から基底状態に戻るときに蛍光を発光する物質である。
【０１１３】
このような発光素子において、第１の電極１８１から注入された正孔と、第２の電極１８２から注入された電子とは、発光層１９３において再結合し、蛍光性化合物を励起状態にする。そして、励起状態の蛍光性化合物は基底状態に戻るときに発光する。この時、本発明の有機金属錯体は、蛍光性化合物に対し増感剤として作用し、蛍光性化合物の一重項励起状態の数を増幅する。このように、本発明の有機金属錯体を増感剤として用いることによって発光効率の良い発光素子を得ることができる。なお、本形態の発光素子において、第１の電極１８１は陽極として機能し、第２の電極１８２は陰極として機能する。
【０１１４】
ここで、発光層１９３について特に限定はないが、本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物とが、本発明の有機金属錯体の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して含まれた層であることが好ましい。これによって、本発明の有機金属錯体からの発光が、濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを言う。
【０１１５】
ここで、蛍光性化合物について特に限定はなく、マグネシウムフタロシアニン、フタロシアニン等の赤色〜赤外の発光を示す化合物が好ましい。
【０１１６】
また、本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物とを分散状態にするために用いる物質について特に限定はなく、実施の形態３において記載した、本発明の有機金属錯体を分散状態にするために用いることの出来る物質等を用いることができる。
【０１１７】
また、第１の電極と第２の電極とについても特に限定はなく、実施の形態３に記載の第１の電極１８１、第２の電極１８２と同様のものを用いることができる。
【０１１８】
また、第１の電極１８１と発光層１９３との間には、図４に表されるように、正孔輸送層１９１、正孔注入層１９２等を設けてもよい。また、第２の電極１８２と発光層１９３との間にも、電子輸送層１９４、電子注入層１９５等を設けてもよい。
【０１１９】
正孔輸送層１９１、正孔注入層１９２、電子輸送層１９４、電子注入層１９５は、それぞれ、実施の形態３に記載の正孔輸送層１６２、正孔注入層１６１、電子輸送層１６４、電子注入層１６５と同様のものを用いることができる。また、正孔輸送層１９１、正孔注入層１９２、電子輸送層１９４、電子注入層１９５と異なった機能を有する他の機能層等を設けてもよい。
【０１２０】
以上に述べた発光素子は、本発明の有機金属錯体を増感剤として用いることによって得られるものである。
【０１２１】
（実施の形態６）
本発明の有機金属錯体を含む本発明の発光素子は、良好な発光色を呈するため、本発明の発光素子を画素として用いることによって、色彩の良好な画像を映す機能を有する発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子は効率よく発光することができるため、本発明の発光素子を画素などに用いることによって、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
【０１２２】
本形態では、表示機能を有する発光装置の回路構成および駆動方法について図５〜８を用いて説明する。
【０１２３】
図５は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図５において、基板６５００上には、画素部６５１１と、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とが設けられている。ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６５０３と接続している。そして、ソース信号線駆動回路６５１２と、書込用ゲート信号線駆動回路６５１３と、消去用ゲート信号線駆動回路６５１４とは、それぞれ、ＦＰＣ６５０３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。またＦＰＣ６５０３にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）６５０４が取り付けられている。なお、駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部６５１１と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。
【０１２４】
画素部６５１１には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部６５１１には、行方向に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部６５１１には、発光素子を含む一組の回路が複数配列している。
【０１２５】
図６は、一画素を動作するための回路を表した図である。図６に示す回路には、第１のトランジスタ９０１と第２のトランジスタ９０２と発光素子９０３とが含まれている。
【０１２６】
第１のトランジスタ９０１と、第２のトランジスタ９０２とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む三端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして機能する領域を、それぞれ第１電極、第２電極と表記する。
【０１２７】
ゲート信号線９１１と、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とはスイッチ９１８によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線９１１と、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とはスイッチ９１９によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線９１２は、スイッチ９２０によってソース信号線駆動回路９１５または電源９１６のいずれかに電気的に接続するように設けられている。そして、第１のトランジスタ９０１のゲートはゲート信号線９１１に電気的に接続している。また、第１のトランジスタの第１電極はソース信号線９１２に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ９０２のゲート電極と電気的に接続している。第２のトランジスタ９０２の第１電極は電流供給線９１７と電気的に接続し、第２電極は発光素子９０３に含まれる一の電極と電気的に接続している。なお、スイッチ９１８は、書込用ゲート信号線駆動回路９１３に含まれていてもよい。またスイッチ９１９についても消去用ゲート信号線駆動回路９１４の中に含まれていてもよい。また、スイッチ９２０についてもソース信号線駆動回路９１５の中に含まれていてもよい。
【０１２８】
また画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば図７の上面図に表すように配置することができる。図７において、第１のトランジスタ１００１の第１電極はソース信号線１００４に接続し、第２の電極は第２のトランジスタ１００２のゲート電極に接続している。また第２トランジスタの第１電極は電流供給線１００５に接続し、第２電極は発光素子の電極１００６に接続している。ゲート信号線１００３の一部は第１のトランジスタ１００１のゲート電極として機能する。
【０１２９】
次に、駆動方法について説明する。図８は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図８において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走査段数を表している。
【０１３０】
本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。ここで、一画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を１フレーム期間という。
【０１３１】
１フレームは、図８に示すように、書き込み期間５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ、５０４ａと保持期間５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ、５０４ｂとを含む４つのサブフレーム５０１、５０２、５０３、５０４に時分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第１のサブフレーム５０１：第２のサブフレーム５０２：第３のサブフレーム５０３：第４のサブフレーム５０４＝２3：２2：２1：２0＝８：４：２：１となっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数及び階調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行えるようにしてもよい。
【０１３２】
１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム５０１において、１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時間が異なる。書き込み期間５０１ａが終了した行から順に保持期間５０１ｂへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間５０１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム５０２へ移り、サブフレーム５０１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以上のような動作を繰り返し、サブフレーム５０４の保持期間５０４ｂ迄終了する。サブフレーム５０４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間を発光素子ごとに変えて一画素内で様々に組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。
【０１３３】
サブフレーム５０４のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間５０４ｂの後に消去期間５０４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ（この期間を非発光期間５０４ｄとする。）。そして、最終行目の書込期間が終了したら直ちに、一行目から順に次の（またはフレーム）の書込期間に移行する。これによって、サブフレーム５０４の書き込み期間と、その次のサブフレームの書き込み期間とが重畳することを防ぐことができる。
【０１３４】
なお、本形態では、サブフレーム５０１乃至５０４は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施例のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。
【０１３５】
ここで、書込期間および消去期間における、図６で示す回路の動作について説明する。
【０１３６】
まず書込期間における動作について説明する。書込期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１８を介して書込用ゲート信号線駆動回路９１３と電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介してソース信号線駆動回路と電気的に接続している。ここで、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線９１２から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線９１２から入力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３へ供給される電流値が決まる。そして、その電流値に依存して発光素子９０３は発光または非発光が決まる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。
【０１３７】
次に消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１９を介して消去用ゲート信号線駆動回路９１４と電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介して電源９１６と電気的に接続している。ここで、ｎ行目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線９１２から入力された消去信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３への電流の供給が阻止される。そして、発光素子９０３は強制的に非発光となる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ  Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。
【０１３８】
なお、消去期間では、ｎ行目（ｎは自然数）については、以上に説明したような動作によって消去する為の信号を入力する。しかし、前述のように、ｎ行目が消去期間であると共に、他の行（ｍ行目（ｍは自然数）とする。）については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線を利用してｎ行目には消去の為の信号を、ｍ行目には書込の為の信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。
【０１３９】
先に説明した消去期間における動作によって、ｎ行目の発光素子９０３が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線と消去用ゲート信号線駆動回路９１４とを非接続の状態とすると共に、スイッチ９１８を切り替えてソース信号線とソース信号線駆動回路９１５と接続させる。そして、ソース信号線とソース信号線駆動回路９１５とを接続させる共に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路９１３からｍ行目の信号線に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタがオンすると共に、ソース信号線駆動回路９１５からは、１列目から最終列目迄のソース信号線に書込の為の信号が入力される。この信号によって、ｍ行目の発光素子は、発光または非発光となる。
【０１４０】
以上のようにしてｍ行目について書込期間を終えたら、直ちに、ｎ＋１行目の消去期間に移行する。その為に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、スイッチ９１８を切り替えてソース信号線を電源９１６と接続する。また、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、ゲート信号線については、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路９１４からｎ＋１行目のゲート信号線に選択的に信号を入力して第１のトランジスタに信号をオンする共に、電源９１６から消去信号が入力される。このようにして、ｎ＋１行目の消去期間を終えたら、直ちに、ｍ行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。
【０１４１】
なお、本形態では、ｎ行目の消去期間とｎ＋１行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設ける態様について説明したが、これに限らず、ｎ−１行目の消去期間とｎ行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設けてもよい。
【０１４２】
また、本形態では、サブフレーム５０４のように非発光期間５０４ｄを設けるときおいて、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と或る一のゲート信号線とを非接続状態にすると共に、書込用ゲート信号線駆動回路９１３と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行っても構わない。
【０１４３】
（実施の形態７）
本発明の発光素子を含む発光装置の断面図の一態様について、図９を用いて説明する。
【０１４４】
図９において、点線で囲まれているのは、本発明の発光素子１２を駆動するために設けられているトランジスタ１１である。発光素子１２は、第１の電極１３と第２の電極１４との間に正孔を発生する層と電子を発生する層と発光物質を含む層とが積層された層１５を有する本発明の発光素子である。トランジスタ１１のドレインと第１の電極１３とは、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）を貫通している配線１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２は、隔壁層１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本形態において、基板１０上に設けられている。
【０１４５】
なお、図９に示されたトランジスタ１１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。但し、トランジスタ１１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、或い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。なお、２１はゲート電極、２２はゲート絶縁膜、２３は半導体層、２４はｎ型の半導体層、２５は電極、２６は保護膜である。
【０１４６】
また、トランジスタ１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。
【０１４７】
なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、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結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として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。所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも言われている。珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることが可。この珪化物気体をＨ2、又は、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈しても良い。希釈率は２〜１０００倍の範囲。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19／ｃｍ3以下とする。なお、セミアモルファスなものを有する半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ2／Ｖｓｅｃとなる。
【０１４８】
また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。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。
【０１４９】
なお、半導体層が非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１１およびその他のトランジスタ（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。それ以外については、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。
【０１５０】
さらに、第１層間絶縁膜１６は、図９（Ａ）、（Ｃ）に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１６ｂはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１６は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。
【０１５１】
隔壁層１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また隔壁層１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層１８は、無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。
【０１５２】
なお、図９（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６のみがトランジスタ１１と発光素子１２の間に設けられた構成であるが、図９（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１６（１６ａ、１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１９（１９ａ、１９ｂ）が設けられた構成のものであってもよい。図９（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１３は第２層間絶縁膜１９を貫通し、配線１７と接続している。
【０１５３】
第２層間絶縁膜１９は、第１層間絶縁膜１６と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。１９ａはアクリルやシロキサン（シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む物質）、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質から成る。さらに、１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１９は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか一で形成されたものでもよい。
【０１５４】
発光素子１２において、第１の電極および第２の電極がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図９（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側と第２の電極１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図９（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１３は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図９（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１４は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１４の上方に設けられていることが好ましい。
【０１５５】
また、発光素子１２は、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよいし、或いは、第１の電極１３の電位よりも第２の電極１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように層１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、トランジスタ１１はＮチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１１はＰチャネル型トランジスタである。
【０１５６】
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型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
【０１５７】
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないことはもちろんである。まず、有機金属錯体の合成例を記載し、次いで本発明の発光素子の素子構造、その作製方法および発光装置の実施例を記載している。
【０１５８】
（実施の形態８）
本発明の発光素子を含む発光装置は良好な画像を表示することができるため、本発明の発光装置を電子機器の表示部に適用することによって、優れた映像を提供できる電子機器を得ることができる。また、本発明の発光素子を含む発光装置は低消費電力で駆動するため、本発明の発光装置を電子機器の表示部に適用することによって、消費電力の少ない電子機器を得ることができ、例えば、待受時間等の長い電話機等を得ることができる。
【０１５９】
本発明を適用した発光装置を実装した電子機器の一実施例を図１０に示す。
【０１６０】
図１０（Ａ）は、本発明を適用して作製したノート型のパーソナルコンピュータであり、本体５５２１、筐体５５２２、表示部５５２３、キーボード５５２４などによって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことでパーソナルコンピュータを完成できる。
【０１６１】
図１０（Ｂ）は、本発明を適用して作製した電話機であり、本体５５５２には表示部５５５１と、音声出力部５５５４、音声入力部５５５５、操作スイッチ５５５６、５５５７、アンテナ５５５３等によって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことで電話機を完成できる。
【０１６２】
図１０（Ｃ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部５５３１、筐体５５３２、スピーカー５５３３などによって構成されている。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことでテレビ受像機を完成できる。
【０１６３】
以上のように本発明の発光装置は、各種電子機器の表示部として用いるのに非常に適している。
【０１６４】
なお、本形態では、パーソナルコンピュータについて述べているが、この他に電話機、ナビゲイション装置、或いは照明機器等に本発明の発光素子を有する発光装置を実装しても構わない。
【実施例１】
【０１６５】
以下、本発明の有機金属錯体の合成例について説明する。但し、本発明は、以下に示す合成例の有機金属錯体に限定されるものではない。
【０１６６】
《合成例１》
本合成例は、構造式（１６）で表されるビス｛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）アセチルアセトネート〔略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成例である。
【０１６７】
〈ステップ１：配位子（ＨＦｄｐｑ）の合成〉
まず、４，４’−ジフルオロベンジル３．７１ｇとｏ−フェニレンジアミン１．７１ｇを溶媒クロロホルム２００ｍＬ中で６時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻し、１Ｎ
ＨＣｌと飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去することにより、配位子ＨＦｄｐｑ〔２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン〕を得た（淡黄色粉末、収率９９％）。合成スキームおよび配位子ＨＦｄｐｑの構造式を下記式（６３）に示す。
【０１６８】
【化５８】
2006151887.tif 000059
【０１６９】
〈ステップ２：複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の合成〉
まず、２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、配位子ＨＦｄｐｑ（２，３−ビス−（４−フルオロフェニル）キノキサリン）を３．６１ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）を１．３５ｇ混合し、窒素雰囲気下１７時間還流することにより、複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2  を得た（褐色粉末、収率９９％）。合成スキームおよび複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の構造式を下記式（６４）に示す。
【０１７０】
【化５９】
2006151887.tif 000060
【０１７１】
〈ステップ３：本発明の発光素子で用いる有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の合成〉
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記ステップ２で得られた複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2  を２．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．４４ｍｌ、炭酸ナトリウムを１．２３ｇ混合し、窒素雰囲気下にて２０時間還流することにより、前記構造式（２０）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（赤色粉末、収率４４％）。合成スキームを下記式（６５）に示す。本有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記のとおりであった。
【０１７２】
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ3）：８．２０（ｄ，２Ｈ），８．１１（ｄ，２Ｈ），８．０１（ｂｒｓ，４Ｈ），７．６８（ｔ，２Ｈ），７．５２（ｔ，２Ｈ），７．３２（ｂｒｍ，４Ｈ），７．０８（ｍ，２Ｈ），６．３９（ｔｄ，２Ｈ），６．０５（ｄｄ，２Ｈ），４．７１（ｓ，１Ｈ），１．６２（ｓ，６Ｈ）
【０１７３】
【化６０】
2006151887.tif 000061
【０１７４】
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の分解温度Ｔdを示唆熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）により測定したところ、Ｔd＝３６５℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
【０１７５】
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（Ｐｈｏｔｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を図１１に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６９ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１１において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度〔任意単位（ａ．ｕ．）〕を表す。図１１からも分かるように、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は２３２ｎｍ、２８４ｎｍ、３７１ｎｍおよび４７２ｎｍに吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６４４ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、赤色と視認された。
【０１７６】
なお、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は長波長側にいくつもの吸収ピークが観測される。これは、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、一重項ＭＬＣＴ遷移、三重項π−π*遷移、三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  ｌｉｇａｎｄ  ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移などに対応すると類推される。特に、最も長波長側の吸収ピークが可視領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
【０１７７】
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液に酸素を含む気体を注入し、酸素を溶存させた状態でＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液にアルゴンを注入し、アルゴンを溶存させた状態でＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は酸素を溶存させた状態における発光強度よりもアルゴンを溶存させた状態における発光強度の方が強いという、燐光を発光する物質と同様の傾向を示すことが分かった。このことから、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は燐光であると考えられる。
【０１７８】
また、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の酸化・還元反応特性について調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０１７９】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象であるＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、基準電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。
【０１８０】
酸化反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電極の電位を−０．４から１．２Ｖまで変化させた後、１．２Ｖから−０．４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０１８１】
還元反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電極の電位を−０．４から−２．４Ｖまで変化させた後、−２．４Ｖから−０．４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０１８２】
Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の酸化反応特性について調べた結果を図１９（Ａ）に示す。また、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の還元反応特性について調べた結果を図１９（Ｂ）に示す。図１９（Ａ）、（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（１×１０−５Ａ）を表す。
【０１８３】
図１９（Ａ）から酸化電位は０．８８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かった。また、図１９（Ｂ）から還元電位は−１．５８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応と還元反応のいずれについてもＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明の有機金属錯体は酸化・還元反応に対して極めて安定であることが分かった。
【０１８４】
《合成例２》
本合成例は、構造式（１７）で表されるビス（２，３−ジフェニルキノキサリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート〔略称：Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成例である。
【０１８５】
〈ステップ１：複核錯体〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の合成〉
まず、２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、配位子Ｈｄｐｑ（２，３−ジフェニルキノキサリン）の２．３６ｇと、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）の１．００ｇを混合し、窒素雰囲気下１５時間還流することにより、複核錯体〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2  を得た（暗い褐色粉末、収率９１％）。合成スキームおよび複核錯体〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の構造式は下記式（６６）に示す。
【０１８６】
【化６１】
2006151887.tif 000062
【０１８７】
〈ステップ２：本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の合成〉
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記ステップ１で得られた〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2  を１．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．２０ｍｌ、炭酸ナトリウムを０．６７ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１５時間還流した。これを濾過して得られた溶液を、ジクロロメタン溶媒にてカラム精製した。ジクロロメタン／メタノール溶媒より再結晶を行い、本発明で用いる有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（赤褐色粉末、収率４０％）。合成スキームを下記式（６７）に示す。本有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りであった。
【０１８８】
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ3）：８．１５（ｔ，４Ｈ），７．８９（ｂｒｓ，４Ｈ），７．７９（ｔ，２Ｈ），７．６９（ｍ，８Ｈ），６．９４（ｄ，２Ｈ），６．５７（ｔ，２Ｈ），６．４８（ｔ，２Ｈ），６．３３（ｄ，２Ｈ），４．８１（ｓ，１Ｈ），１．６４（ｓ，６Ｈ）
【０１８９】
【化６２】
2006151887.tif 000063
【０１９０】
また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の分解温度Ｔd  を示唆熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）により測定したところ、Ｔd  ＝３４０℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
【０１９１】
また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１２に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６９ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１２において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１２からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は２４８ｎｍ、２８３ｎｍ、３７８ｎｍおよび４７９ｎｍに吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６８７ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、深い赤色と視認された。
【０１９２】
なお、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は、長波長側にいくつもの吸収ピークが観測される。これは、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、一重項ＭＬＣＴ遷移、三重項π−π*遷移、三重項ＭＬＣＴ遷移などに対応すると類推される。特に、最も長波長側の吸収ピークが可視領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
【０１９３】
また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液に酸素を含む気体を注入し、酸素を溶存させた状態でＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液にアルゴンを注入し、アルゴンを溶存させた状態でＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は酸素を溶存させた状態における発光強度よりもアルゴンを溶存させた状態における発光強度の方が強いという、燐光を発光する物質と同様の傾向を示すことが分かった。このことから、Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は燐光であると考えられる。
【０１９４】
Ｉｒ（ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）についても、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）と同様にサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、酸化・還元反応特性について調べた。なお、測定に用いた装置、測定方法は、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）と同じであるため、説明を省略する。
【０１９５】
Ｉｒ（ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の酸化反応特性について調べた結果を図２０（Ａ）に示す。また、Ｉｒ（ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の還元反応特性について調べた結果を図２０（Ｂ）に示す。図２０（Ａ）、（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（１×１０−５Ａ）を表す。
【０１９６】
図２０（Ａ）から酸化電位は０．７２Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かった。また、図２０（Ｂ）から還元電位は−１．８３Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応と還元反応のいずれについても図２０のＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明の有機金属錯体は酸化・還元反応に対して極めて安定であることが分かった。
【０１９７】
《合成例３》
本合成例では、構造式（５６）で表されるビス｛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）ピコリネート〔略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）〕の合成について説明する。
【０１９８】
まず、原料としては、合成例１のステップ２で得られた複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2を用いた。ジクロロメタン３０ｍｌを溶媒として、〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2  を２．８７ｇ、ピコリン酸（Ｈｐｉｃ）を１．６７ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１６時間還流した。これを濾過して、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）を得た（赤色粉末、収率５６％）。合成スキームを下記式（６８）に示す。本有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りであった。
【０１９９】
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ3）：８．６６（ｄ，１Ｈ），８．４５（ｄ，１Ｈ），８．０４（ｍ，４Ｈ），７．９５（ｄ，１Ｈ），７．８１（ｍ，３Ｈ），７．６９（ｍ，２Ｈ），７．５９（ｔ，１Ｈ），７．５３（ｔ，１Ｈ），７．３３（ｍ，５Ｈ），７．１８（ｔ，１Ｈ），７．０７（ｔ，２Ｈ），６．５１（ｔｄ，１Ｈ），６．３８（ｍ，２Ｈ），５．７８（ｄｄ，１Ｈ）
【０２００】
【化６３】
2006151887.tif 000064
【０２０１】
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の分解温度Ｔd  を示唆熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）により測定したところ、Ｔd  ＝３４７℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
【０２０２】
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１３に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１３において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１３からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は複数の吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６２５ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、赤色と視認された。
【０２０３】
長波長側の吸収ピークが可視光領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
【０２０４】
Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ｐｉｃ）についても、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）と同様にサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、酸化・還元反応特性について調べた。なお、測定に用いた装置、測定方法は、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）と同じであるため、説明を省略する。
【０２０５】
Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ｐｉｃ）の酸化反応特性について調べた結果を図２１（Ａ）に示す。また、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ｐｉｃ）の還元反応特性について調べた結果を図２１（Ｂ）に示す。図２１（Ａ）、（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（１×１０−５Ａ）を表す。
【０２０６】
図２１（Ａ）から酸化電位は１．０２Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かった。また、図２１（Ｂ）から還元電位は−１．５１Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応と還元反応のいずれについても図２１のＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明の有機金属錯体は酸化・還元反応に対して極めて安定であることが分かった。
【０２０７】
《合成例４》
本合成例では、構造式（５７）で表されるビス｛２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリナト｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート〔略称：Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成について説明する。
【０２０８】
〈ステップ１：３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジルの合成〉
配位子の原料である３，３’，５，５’―テトラフルオロベンジルを、以下の要領にて合成する。まず、マグネシウム３．１６ｇとテトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）３ｍｌを懸濁させ、少量の１，２−ジブロモエタンを加えた。これに対し、１−ブロモ−３，５−ジフルオロベンゼン２５．００ｇにＴＨＦ１３０ｍｌを加えた溶液を滴下し、加熱還流下１時間半撹拌した。次に、室温に冷却した溶液に１，４−ジメチルピペラジン−２，３−ジオン９．２４ｇを添加し、加熱還流下１３時間撹拌した。さらに、室温に冷却した溶液に１０％塩酸２００ｍｌを加え、有機層をクロロホルムにて分取した。硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を濃縮した。最後にカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／ジクロロメタン系）で精製することにより、３，３’，５，５’―テトラフルオロベンジルを得た（黄色粉末、収率４６％）。
【０２０９】
【化６４】
2006151887.tif 000065
【０２１０】
〈ステップ２：配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）の合成〉
ステップ１にて合成した３，３’，５，５’―テトラフルオロベンジル８．３２ｇと１，２−フェニレンジアミン３．１９ｇに、クロロホルム３００ｍｌを加え、加熱還流下１０時間撹拌した。室温に冷却した溶液を１ｍｏｌ／ｌ塩酸、次いで飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を濃縮し、２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリン（配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ））を得た（白色粉末、収率９８％）。合成スキームおよび配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）の構造式を下記式（７０）に示す。
【０２１１】
【化６５】
2006151887.tif 000066
【０２１２】
〈ステップ３：複核錯体〔Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の合成〉
２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、ステップ２により合成した配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）を２．４６ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）を０．８３ｇ混合し、窒素雰囲気下１７時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ］2  を得た（赤褐色粉末、収率７８％）。合成スキームおよび複核錯体〔Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の構造式を下記式（７１）に示す。
【０２１３】
【化６６】
2006151887.tif 000067
【０２１４】
〈ステップ３：有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の合成〉
２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記ステップ３で得られた複核錯体［Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ］2  を２．３４ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．３９ｍｌ、炭酸ナトリウムを１．３２ｇ混合し、窒素雰囲気下にて２０時間還流することにより、上記構造式（６７）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（暗赤色粉末、収率２２％）。合成スキームを下記式（７０）に示す。本有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記のとおりであった。
【０２１５】
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：８．１０（ｔ，４Ｈ），７．７５（ｔ，２Ｈ），７．６１（ｍ，４Ｈ），７．３０（ｍ，２Ｈ），７．０９（ｔｔ，２Ｈ），６．７７（ｄｄ，２Ｈ），６．２０（ｔｄ，２Ｈ），４．６７（ｓ，１Ｈ），１．６１（ｓ，６Ｈ）
【０２１６】
【化６７】
2006151887.tif 000068
【０２１７】
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の分解温度Ｔd  を示唆熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）により測定したところ、Ｔd  ＝３４２℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
【０２１８】
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１４に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１４において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１４からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は複数の吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６６６ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、深い赤色と視認された。
【０２１９】
長波長側の吸収ピークが可視光領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
【０２２０】
《合成例５》
本合成例では、構造式（５８）で表されるビス｛２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリナト｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリネート〔略称：Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）〕の合成について説明する。
【０２２１】
ジクロロメタン３０ｍｌを溶媒として、合成例４ステップ３により合成した複核錯体〔Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2を２．５４ｇ、ピコリン酸（Ｈｐｉｃ）を１．３４ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１６時間還流した。これを濾過して、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）を得た（赤色粉末、収率１４％）。合成スキームを下記式（７３）に示す。本有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りであった。
【０２２２】
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：８．６５（ｄ，１Ｈ），８．５４（ｄ，１Ｈ），８．０６（ｍ，２Ｈ），７．８７−７．５４（ｍ，８Ｈ），７．３２（ｍ，３Ｈ），７．１２（ｍ，３Ｈ），６．８５（ｄ，１Ｈ），６．７４（ｄ，１Ｈ），６．３７（ｔ，１Ｈ），６．１７（ｔ，１Ｈ）
【０２２３】
【化６８】
2006151887.tif 000069
【０２２４】
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の分解温度Ｔd  を示唆熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）により測定したところ、Ｔd  ＝３４７℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
【０２２５】
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１５に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１５において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１５からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は複数の吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６４５ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、赤色と視認された。
【０２２６】
長波長側の吸収ピークが可視光領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
【０２２７】
合成例１〜合成例５に記載の本発明の有機金属錯体は、発光材料、または光増感剤として用いることができる。
【実施例２】
【０２２８】
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその製造方法について図１６を用いて説明する。
【０２２９】
基板８５０上に、インジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極８５１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
【０２３０】
次に、第１の電極８５１が形成された基板８５０を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極８５１が形成された面を下方となるように固定した。
【０２３１】
次に、第１の電極８５１上に、銅フタロシアニンを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層８５２を形成した。
【０２３２】
次に、正孔注入層８５２上に、α−ＮＰＤを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、４０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層８５３を形成した。
【０２３３】
次に、正孔輸送層８５３上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＴＰＡＱｎとを共蒸着によって、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層８５４を形成した。ここで、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＴＰＡＱｎとは、ＴＰＡＱｎから成る層中に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）が８質量％の割合で含まれるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はＴＰＡＱｎから成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２３４】
次に、発光層８５４上に、Ａｌｑ3を、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層８５５を形成した。
【０２３５】
次に、電子輸送層８５５上に、弗化カルシウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、２ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層８５６を形成した。
【０２３６】
次に、電子注入層８５６上に、アルミニウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極８５７を形成した。
【０２３７】
以上のようにして作製した発光素子に、第２の電極８５７の電位よりも第１の電極８５１の電位の方が高くなるように電圧を印加した。そして、７．６Ｖの電圧を印加したとき、４６６ｃｄ／ｍ2の輝度で発光した。このときの電流効率は１．５６ｃｄ／Ａであった。また、発光スペクトルは、６５２ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを図１７に示す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６５，０．３３）であった。
【０２３８】
図２２〜図２４は、それぞれ、本実施例で作製した発光素子の動作特性について調べた結果を示す図である。図２２は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図２３は、電圧−輝度特性について調べた結果であり、図２４は輝度−電流効率特性について調べた結果である。図２２において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。図２３において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。図２４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光スペクトルを図２５に示す。なお、図２５において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は強度（任意単位）を表す。
【０２３９】
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度が良く、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。また、本実施例の発光素子のように本発明の有機金属錯体とキノキサリン誘導体とを組み合わせて発光層を形成することで、本発明の有機金属錯体をより効率良く発光させることができる。
【０２４０】
なお、本発明の有機金属錯体として用いた本発明の発光素子を作製するために用いる物質は、上記に記載したものに限定されるものではなく、本実施例に記載した物質の他、実施の形態３に記載した物質、その他の公知物質等を用いてもよい。また、発光素子の層構造についても、本実施例に記載したものには限定されず、適宜変更して構わない。また、発光素子の製造方法についても特に限定はなく、本実施例のように、陽極として機能する電極から順に作製する他、陰極として機能する電極から順に作製してもよい。
【実施例３】
【０２４１】
実施例２で用いたＴＰＡＱｎは新規な物質である。本実施例では構造式（７４）で表されるキノキサリン誘導体の製造方法について説明する。
【０２４２】
【化６９】
2006151887.tif 000070
【０２４３】
［２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成］
まず、１０ｇ（２７．４ｍｍｏｌ）の４，４’−ジブロモベンジルと３．５ｇ（３３．５ｍｍｏｌ）のｏ−フェニレンジアミンを５００ｍｌのナス型フラスコに入れ、クロロホルム中にて８時間撹拌・還流を行った。次に、室温まで冷却後、カラムクロマトグラフィーにより残留したｏ−フェニレンジアミンを除去し、２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを得た。
【０２４４】
［ＴＰＡＱｎの合成］
さらに、上記で得られた２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを４．４０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）秤量して三つ口フラスコに入れ、窒素気流下にて７５ｍｌのトルエンに溶解させた。次に、０．２２ｇ（０．２ｍｍｏｌ）のＰｄ（ｄｂａ）2、２．８８ｇ（３０ｍｍｏｌ）のＮａＯ−ｔ−Ｂｕ、３．４６ｇ（２０．４ｍｍｏｌ）のジフェニルアミンを加え、さらにトリ（ｔ−ブチルホスフィン）の１０ｗｔ％ヘキサン溶液を１．８ｍｌ加え、８０℃にて８時間加熱撹拌した。
【０２４５】
次に、室温まで冷却後、水を加えて反応を終了させ、クロロホルムで抽出を行った。さらに飽和食塩水で洗浄後、ＭｇＳＯ4で乾燥させた。その後、クロロホルムから再結晶を行い、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）を得た（黄緑色結晶、収量２．７ｇ（収率：４４％））。
【０２４６】
以上に説明した合成の合成スキーム（７５）を次に示す。
【０２４７】
【化７０】
2006151887.tif 000071
【０２４８】
図１８に、合成によって得られたＴＰＡＱｎの1Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。
【０２４９】
なお、得られたＴＰＡＱｎの分解温度は４１１℃であった。なお、測定は示唆熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）を用いて行った。
【実施例４】
【０２５０】
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその製造方法について図２６を用いて説明する。
【０２５１】
基板８７０上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極８７１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
【０２５２】
次に、第１の電極８７１が形成された基板８７０を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極８７１が形成された面を下方となるように固定した。
【０２５３】
次に、第１の電極８７１上に、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）を、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層８７２を形成した。
【０２５４】
次に、正孔注入層８７２上に、α−ＮＰＤを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層８７３を形成した。
【０２５５】
次に、正孔輸送層８７３上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）とＴＰＡＱｎとを共蒸着によって、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層８７４を形成した。ここで、ＴＰＡＱｎとＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）との質量比は、１：０．０５（＝ＴＰＡＱｎ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）はＴＰＡＱｎから成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸着源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２５６】
次に、発光層８７４上に、ＢＡｌｑを抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔阻止層８７５を形成した。
【０２５７】
次に、正孔阻止層８７５上に、Ａｌｑ3を、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層８７６を形成した。
【０２５８】
次に、電子輸送層８７６上に、弗化カルシウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層８７７を形成した。
【０２５９】
次に、電子注入層８７７上に、アルミニウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極８７８を形成した。
【０２６０】
以上のようにして作製した発光素子に、第２の電極８７８の電位よりも第１の電極８７１の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べた。結果を、図２７〜図２９に示す。図２７は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図２８は、電圧−輝度特性について調べた結果であり、図２９は輝度−電流効率特性について調べた結果である。図２７において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。図２８において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。図２９において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。これらの結果から１１．０Ｖの電圧を印加したとき、４６０ｃｄ／ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．２ｃｄ／Ａであった。また、発光スペクトルは、６２２ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを図３０に示す。なお、図３０において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は強度（任意単位）を表す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６８，０．３２）であった。
【０２６１】
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度が良く、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。
【０２６２】
なお、本実施例の発光素子では、発光層８７４と電子輸送層８７６との間に正孔阻止層８７５が設けられている。正孔阻止層８７５は、電子輸送性が良好であると共に、発光層８７４において励起したＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の励起エネルギーが電子輸送層８７６へ移動することを防ぐことができ、また発光層８７４から電子輸送層８７６へ正孔が移動するのを阻止するという機能を有する。その為、正孔阻止層を設けることによって、発光効率が良くなる。正孔阻止層は、電子輸送層を形成するのに用いることができる物質の中でも特にＢＡｌｑようなエネルギーギャップおよびイオン化ポテンシャルの大きい物質を用いることによって形成できる。このように、発光層と電極との間には、電子輸送層、正孔輸送層の他、様々な機能を有する層を設けてもよい。
【実施例５】
【０２６３】
本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその製造方法について図３１を用いて説明する。
【０２６４】
基板３００１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極３００２を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
【０２６５】
次に、第１の電極３００２が形成された基板３００１を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極３００２が形成された面を下方となるように固定した。
【０２６６】
次に、第１の電極３００２上に、ＣｕＰｃを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層３００３を形成した。
【０２６７】
次に、正孔注入層３００３上に、α−ＮＰＤを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、４０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層３００４を形成した。
【０２６８】
次に、正孔輸送層３００４上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＡｌｑ３とを共蒸着によって、４０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層３００５を形成した。ここで、Ａｌｑ３とＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）との質量比は、１：０．０８（＝Ａｌｑ３：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はＡｌｑ３から成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸着源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２６９】
次に、発光層３００５上に、Ａｌｑ３を抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、６０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層３００６を形成した。
【０２７０】
次に、電子輸送層３００６上に、弗化カルシウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層３００７を形成した。
【０２７１】
次に、電子注入層３００７上に、アルミニウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極３００８を形成した。
【０２７２】
以上のようにして作製した発光素子を窒素雰囲下で封止した。その後、第２の電極３００８の電位よりも第１の電極３００２の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べた。なお、測定は室温（２５℃）になるように保った状態でおこなった。結果を、図３２〜図３５に示す。図３２は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図３３は、電圧−輝度特性について調べた結果であり、図３４は輝度−電流効率特性について調べた結果であり、図３５は電流密度−電流効率特性について調べた図である。図３２において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。図３３において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。図３４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。図３５において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。これらの結果から１３．４Ｖの電圧を印加したとき、１６．２ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流が流れ、５１０ｃｄ／ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．１ｃｄ／Ａであった。また、発光スペクトルは、６６０ｎｍにピークを有するものであった。発光スペクトルを図３６に示す。図３６において横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は強度（任意単位）を表す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６５，０．３３）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
【０２７３】
次に、連続点灯試験によって輝度の経時変化について調べた。連続点灯試験は、初期状態において５１０ｃｄ／ｍ２の輝度で発光するのに必要な電流密度（本実施例の発光素子においては１６．２ｍＡ／ｃｍ２）の電流を一定時間流し続け、各経過時間における輝度を測定することによって行った。なお、試験は室温（２５℃）になるように保った状態でおこなった。連続点灯試験の結果を図３７に示す。図３７において横軸は測定開始からの経過時間（ｈｏｕｒ）を表し、縦軸は初期輝度に対する各時間における輝度の相対値（単位無し）を表す。なお、輝度の相対値は初期輝度を１００として求めた値である。図３７から、１７００時間経過時における輝度の相対値は８６であり、初期輝度からの劣化率は１４％であり、半減値には至っていないことが分かった。つまり、本発明の発光素子は素子寿命が良好な素子であることが分かった。なお、図３７に示した結果を基にして外挿法によって輝度半減時間を予測したところ、３７０００時間であった。
【実施例６】
【０２７４】
本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその製造方法について図３８を用いて説明する。
【０２７５】
基板３１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極３１０２を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
【０２７６】
次に、第１の電極３１０２が形成された基板３１０１を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極３１０２が形成された面を下方となるように固定した。
【０２７７】
次に、第１の電極３１０２上に、ＣｕＰｃを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層３１０３を形成した。
【０２７８】
次に、正孔注入層３１０３上に、α−ＮＰＤを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、４０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層３１０４を形成した。
【０２７９】
次に、正孔輸送層３１０４上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＡｌｑ３とを共蒸着によって、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層３１０５を形成した。ここで、Ａｌｑ３とＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）との質量比は、１：０．０８（＝Ａｌｑ３：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はＡｌｑ３から成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸着源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２８０】
次に、発光層３１０５上に、Ａｌｑ３を抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層３１０６を形成した。
【０２８１】
次に、電子輸送層３１０６上に、弗化カルシウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層３１０７を形成した。
【０２８２】
次に、電子注入層３１０７上に、アルミニウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極３１０８を形成した。
【０２８３】
以上のようにして作製した発光素子を窒素雰囲下で封止した。その後、第２の電極３１０８の電位よりも第１の電極３１０２の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べたところ、１３．２Ｖの電圧を印加したとき、５４０ｃｄ／ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流密度は６８ｍＡ／ｃｍ２であった。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６４，０．３４）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
【０２８４】
次に、連続点灯試験によって輝度の経時変化について調べた。連続点灯試験は、５４０ｃｄ／ｍ２の輝度で発光するのに必要な電流密度（本実施例の発光素子においては６８ｍＡ／ｃｍ２）の電流を一定時間流し続け、各経過時間における輝度を測定することによって行った。なお、試験は室温（２５℃）になるように保った状態でおこなった。連続点灯試験の結果を図３９に示す。図３９において横軸は測定開始からの経過時間（ｈｏｕｒ）を表し、縦軸は初期輝度に対する各時間における輝度の相対値（単位無し）を表す。なお、輝度の相対値は初期輝度を１００として求めた値である。図３９から、７１００時間経過時における輝度の相対値は８４であり、初期輝度からの劣化率は１６％であり、半減値には至っていないことが分かった。つまり、本発明の発光素子は素子寿命が良好な素子であることが分かった。なお、図３９に示した結果を基にして外挿法によって輝度半減時間を予測したところ、７２０００時間であった。
【図面の簡単な説明】
【０２８５】
【図１】本発明の発光素子について説明する図。
【図２】本発明の発光素子について説明する図。
【図３】本発明の発光素子について説明する図。
【図４】本発明の発光素子について説明する図。
【図５】本発明を適用した発光装置について説明する図。
【図６】本発明を適用した発光装置に含まれる回路について説明する図。
【図７】本発明を適用した発光装置の上面図。
【図８】本発明を適用した発光装置のフレーム動作について説明する図。
【図９】本発明を適用した発光装置の断面図。
【図１０】本発明を適用した電子機器の図。
【図１１】本発明の有機金属錯体の発光スペクトル、吸収スペクトルを示す図。
【図１２】本発明の有機金属錯体の発光スペクトル、吸収スペクトルを示す図。
【図１３】本発明の有機金属錯体の発光スペクトル、吸収スペクトルを示す図。
【図１４】本発明の有機金属錯体の発光スペクトル、吸収スペクトルを示す図。
【図１５】本発明の有機金属錯体の発光スペクトル、吸収スペクトルを示す図。
【図１６】本発明の発光素子について説明する図。
【図１７】本発明の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１８】ＴＰＡＱｎの1Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図１９】本発明の有機金属錯体のＣＶ特性を示す図。
【図２０】本発明の有機金属錯体のＣＶ特性を示す図。
【図２１】本発明の有機金属錯体のＣＶ特性を示す図。
【図２２】本発明の発光素子における電流密度−輝度特性を示す図。
【図２３】本発明の発光素子における電圧−輝度特性を示す図。
【図２４】本発明の発光素子における輝度−電流効率特性を示す図。
【図２５】本発明の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２６】本発明の発光素子について説明する図。
【図２７】本発明の発光素子における電流密度−輝度特性を示す図。
【図２８】本発明の発光素子における電圧−輝度特性を示す図。
【図２９】本発明の発光素子における輝度−電流効率特性を示す図。
【図３０】本発明の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図３１】本発明の発光素子について説明する図。
【図３２】本発明の発光素子における電流密度−輝度特性を示す図。
【図３３】本発明の発光素子における電圧−輝度特性を示す図。
【図３４】本発明の発光素子における輝度−電流効率特性を示す図。
【図３５】本発明の発光素子における電流密度−電流効率特性を示す図。
【図３６】本発明の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図３７】本発明の発光素子における連続点灯試験の結果を示す図。
【図３８】本発明の発光素子について説明する図。
【図３９】本発明の発光素子における連続点灯試験の結果を示す図。
【符号の説明】
【０２８６】
１５１    第１の電極
１５２    第２の電極
１６１    正孔注入層
１６２    正孔輸送層
１６３    発光層
１６４    電子輸送層
１６５    電子注入層
７５１    第１の電極
７５２    第２の電極
７６１    電子注入層
７６２    電子輸送層
７６３    第１の発光層
７６４    隔壁層
７６５    第２の発光層
７６６    正孔輸送層
７６７    正孔注入層
７７１    第１の電極
７７２    第２の電極
７８１    電子注入層
７８２    電子輸送層
７８３    第１の発光層
７８４    正孔輸送層
７８５    第１の層
７８６    第２の層
７８７    電子輸送層
７８８    第２の発光層
７８９    正孔輸送層
７９０    正孔注入層
１８１    第１の電極
１８２    第２の電極
１９１    正孔輸送層
１９２    正孔注入層
１９３    発光層
１９４    電子輸送層
１９５    電子注入層
６５００    基板
６５０３    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６５０４    プリント配線基盤（ＰＷＢ）
６５１１    画素部
６５１２    ソース信号線駆動回路
６５１３    書込用ゲート信号線駆動回路
６５１４    消去用ゲート信号線駆動回路
９０１    第１のトランジスタ
９０２    第２のトランジスタ
９０３    発光素子
９１１    ゲート信号線
９１２    ソース信号線
９１３    書込用ゲート信号線駆動回路
９１４    消去用ゲート信号線駆動回路
９１５    ソース信号線駆動回路
９１６    電源
９１７    電流供給線
９１８    スイッチ
９１９    スイッチ
９２０    スイッチ
１００１    第１のトランジスタ
１００２    第２のトランジスタ
１００３    ゲート信号線
１００４    ソース信号線
１００５    電流供給線
１００６    電極
５０１    サブフレーム
５０２    サブフレーム
５０３    サブフレーム
５０４    サブフレーム
５０１ａ    書込期間
５０１ｂ    保持期間
５０２ａ    書込期間
５０２ｂ    保持期間
５０３ａ    書込期間
５０３ｂ    保持期間
５０４ａ    書込期間
５０４ｂ    保持期間
５０４ｃ    消去期間
５０４ｄ    非発光期間
１０    基板
１１    トランジスタ
１２    発光素子
１３    第１の電極
１４    第２の電極
１５    層
１６    層間絶縁膜
１７    配線
１８    隔壁層
１９    層間絶縁膜
５５２１    本体
５５２２    筐体
５５２３    表示部
５５２４    キーボード
５５５１    表示部
５５５２    本体
５５５３    アンテナ
５５５４    音声出力部
５５５５    音声入力部
５５５６    操作スイッチ
５５３１    表示部
５５３２    筐体
５５３３    スピーカー
８５０    基板
８５１    第１の電極
８５２    正孔注入層
８５３    正孔輸送層
８５４    発光層
８５５    電子輸送層
８５６    電子注入層
８５７    第２の電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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