(57)【要約】【課題】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、色度の良い発光素子を提供することを課題とする。【解決手段】一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体を提供するものである。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、色純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。2006182775.tif 000034【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１】
2006182775.tif 000030
【請求項２】
一般式（２）で表される有機金属錯体。
【化２】
2006182775.tif 000031
（式中、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３】
前記Ｌは構造式（３）〜（９）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２に記載の有機金属錯体。
【化３】
2006182775.tif 000032
【請求項４】
構造式（１０）で表される有機金属錯体。
【化４】
2006182775.tif 000033
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の有機金属錯体を含むことを特徴とするフォトエレクトロニクスデバイス。
【請求項６】
一対の電極間に、請求項１乃至請求項４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７】
請求項１乃至請求項４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ることを特徴とする発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項４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９】
請求項６乃至請求項８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１０】
請求項６乃至請求項８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１１】
請求項９または請求項１０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、その物質を用いたフォトエレクトロニクスデバイス、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。発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層（発光層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光層に輸送され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子およびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。
【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１μ秒程度あるいはそれ以下で発光に至る。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（燐光を発光することのできる物質）である。非特許文献３に示されるとおり、燐光を発光することのできる物質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で開示されたＩｒ錯体は、緑色発光を呈するものだけしか開示されていない。したがって、現在、様々な色の燐光を発光することのできる物質の開発が望まれている。
【非特許文献１】Ｃ．Ｗ．タン、外１名、アプライド  フィジクス  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】
【００１０】
上記問題を鑑み、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、色純度の良い発光素子を提供することを課題とする。また、前記発光素子を用いた発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、下記一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体を提供するものである。
【００１２】
【化１】
2006182775.tif 000002
【００１３】
一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体としては、下記一般式（２）で表される有機金属錯体が挙げられる。
【００１４】
【化２】
2006182775.tif 000003
（式中、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。）
【００１５】
上記構成において、前記Ｌは構造式（３）〜（９）のいずれかで表される配位子であることが好ましい。
【００１６】
【化３】
2006182775.tif 000004
【００１７】
また、一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体としては、下記構造式（１０）で表される有機金属錯体が挙げられる。
【００１８】
【化４】
2006182775.tif 000005
【００１９】
また、本発明の一は、上記一般式（１）、（２）、構造式（１０）のいずれかで表される有機金属錯体を含むことを特徴とするフォトエレクトロニクスデバイスである。
【００２０】
また、本発明の一は、一対の電極間に、上記一般式（１）、（２）、構造式（１０）のいずれかで表される有機金属錯体を含む層を有することを特徴とする発光素子である。
【００２１】
また、本発明の一は、上記一般式（１）、（２）、構造式（１０）のいずれかで表される有機金属錯体を発光物質として用いていることを特徴とする発光素子である。
【００２２】
また、本発明の一は、上記一般式（１）、（２）、構造式（１０）のいずれかで表される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である。
【００２３】
また、本発明の一は、上記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である。
【００２４】
また、本発明の一は、上記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である。
【００２５】
また、本発明の一は、上記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である。
【発明の効果】
【００２６】
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。
【００２７】
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、色純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は電子吸引基であるトリフルオロメチル基を有しているため、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】
【００２８】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２９】
なお、本発明において発光素子の一対の電極のうち、一方の電極の方が高くなるように電圧をかけた際、発光が得られる他方の電極を陽極として機能する電極と言い、他方の電極を陰極として機能する電極と言う。
【００３０】
（実施の形態１）
【００３１】
本実施の形態では、本発明の有機金属錯体について説明する。
【００３２】
本発明の有機金属錯体は、下記一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体である。
【００３３】
【化５】
2006182775.tif 000006
【００３４】
一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体としては、下記一般式（２）で表される有機金属錯体が挙げられる。
【００３５】
【化６】
2006182775.tif 000007
（式中、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。）
【００３６】
上記構成において、前記Ｌは構造式（３）〜（９）のいずれかで表される配位子であることが好ましい。
【００３７】
【化７】
2006182775.tif 000008
【００３８】
また、一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体としては、下記構造式（１０）で表される有機金属錯体が挙げられる。
【００３９】
【化８】
2006182775.tif 000009
【００４０】
より具体的には、一般式（１）で表される構造を含む有機金属錯体としては、下記構造式（１１）〜（１８）で表される有機金属錯体が挙げられる。
【００４１】
【化９】
2006182775.tif 000010
【００４２】
【化１０】
2006182775.tif 000011
【００４３】
【化１１】
2006182775.tif 000012
【００４４】
【化１２】
2006182775.tif 000013
【００４５】
【化１３】
2006182775.tif 000014
【００４６】
【化１４】
2006182775.tif 000015
【００４７】
【化１５】
2006182775.tif 000016
【００４８】
【化１６】
2006182775.tif 000017
【００４９】
構造式（１３）〜（１７）で表される有機金属錯体には、幾何異性体と立体異性体が存在しうるが、本発明の有機金属錯体にはこれらの異性体も含まれる。
【００５０】
また、構造式（１８）で示される有機金属錯体は、ｆａｃｉａｌ体とｍｅｒｉｄｉｏｎａｌ体の２つの幾何異性体が存在する。本発明の有機金属錯体にはこれらの異性体も含まれる。
【００５１】
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。
【００５２】
本発明の有機金属錯体は、三重項ＭＬＣＴ遷移に対応する吸収が大きく、可視光域全体にわたり比較的強い吸収を持っている。そのため、本発明の有機金属錯体を、色素増感太陽電池の色素として用いるなど、可視光の吸収を利用するデバイスに用いることで、変換効率の高いデバイスを得ることができる。
【００５３】
また、本発明の有機金属錯体は、三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  ｌｉｇａｎｄ  ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）吸収のピークと発光スペクトルのピークとの差、すなわちストークスシフトが小さい。このことから、励起状態の分子が安定であることが示唆される。つまり、本発明の有機金属錯体は、三重項ＭＬＣＴ励起状態の分子が安定であるため、色素増感太陽電池や発光素子などのフォトエレクトロニクスのデバイスに好適な材料である。なお、色素増感太陽電池とは、ｐ−ｎ接合の代わりに酸化物半導体と色素を用いて発電する太陽電池である。
【００５４】
また、本発明の有機金属錯体は、発光スペクトルの半値幅が比較的狭く、シャープなピークを示す。つまり、本発明の有機金属錯体は色純度の良い発光を与える。
【００５５】
以上のように、本発明の有機金属錯体は、発光素子に限らず、色素増感太陽電池など、様々なフォトエレクトニクスのデバイスに用いることができる。
【００５６】
（実施の形態２）
【００５７】
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、下記構造式（１９）で表される配位子を有する有機金属錯体は、下記構造式（１９）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、この構造式（１９）で表される配位子を用い、前記一般式（２）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。
【００５８】
【化０１】
2006182775.tif 000018
なお、上記構造式（１９）で表される配位子は、例えば、下記合成スキーム（Ａ−１）のようにして合成することができる。
【００５９】
【化１８】
2006182775.tif 000019
【００６０】
このようにして得られた構造式（１９）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。
【００６１】
本発明の有機金属錯体は、イリジウムを中心金属として用いている。そのため、本発明の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、前記構造式（１９）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（Ａ−２））。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、一般式（２）で表される本発明の有機金属錯体を得る（下記合成スキーム（Ａ−３））。ここで、配位子Ｌについて特に限定は無いが、構造式（３）〜（９）のいずれかで表される配位子が好ましい。
【００６２】
【化０２】
2006182775.tif 000020
【００６３】
【化２０】
2006182775.tif 000021
【００６４】
また、一般式（２）で表される有機金属錯体において、イリジウムに配位させたモノアニオン性の配位子Ｌを、さらに、構造式（１９）で表される配位子と置換させることにより、構造式（１０）で表されるような本発明の有機金属錯体を得ることもできる。
【００６５】
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。
【００６６】
（実施の形態３）
【００６７】
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。
【００６８】
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）、構造式（１０）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が含まれている。
【００６９】
このような発光素子において、第１の電極１５１側から注入された正孔と、第２の電極１５２側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。
【００７０】
ここで、発光層１６３には、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。
【００７１】
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。
【００７２】
なお、本発明の有機金属錯体は、電子吸引性置換基であるトリフルオロメチル基を有しているため、色純度及び量子効率のよい発光素子を得ることができる。
また、再結合効率の高い発光素子を得ることができる。
【００７３】
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、２〜２０ｗｔ％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。
【００７４】
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。  
【００７５】
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の電極のいずれか一または両方は、インジウムスズ酸化物等の可視光を透過する導電膜から成る電極、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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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；２，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）等を用いて形成されたものであってもよい。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
また、正孔注入層および正孔輸送層に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いてもよい。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、正孔が発生するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した正孔の輸送に優れた材料であることが好ましい。具体的には、上述した芳香族アミン系の有機化合物であることが好ましい。無機化合物としては、有機化合物に対し電子受容性を示す物質であればよく、具体的には、遷移金属の酸化物であることが好ましい。例えば、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、バナジウム酸化物（ＶＯｘ）、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、レニウム酸化物（ＲｅＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、クロム酸化物（ＣｒＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）、銀酸化物（ＡｇＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物を用いることができる。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
また、電子注入層および電子輸送層に、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いてもよい。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子供与性を示す無機化合物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、電子が発生するため、電子注入性、電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましい。具体的には、上述した電子輸送層に用いることができる材料であることが好ましい。無機化合物としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよく、具体的には、アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類の酸化物であることが好ましい。例えば、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等を用いることができる。
【００８８】
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。
【００８９】
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、色純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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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、間隔層７６４を有することが好ましい。
【００９２】
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または間隔層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、間隔層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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。また間隔層７６４は、第１の発光層７６３または第２の発光層７６５または間隔層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、間隔層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、間隔層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。
【００９５】
なお、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く、どちらの発光層に本発明の有機金属錯体を用いても良い。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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側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の電極側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含まれた発光物質が発光する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
第１の発光層７８３において、本発明の有機金属錯体は、実施の形態４のように第２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、実施の形態４の第１の発光層７６３と同様にして形成されたものであることが好ましい。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
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）、構造式（１０）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。
【０１０９】
このような発光素子において、第１の電極１８１側から注入された正孔と、第２の電極１８２側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。
【０１１０】
ここで、発光層１９３は、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励起子が、濃度に起因して失活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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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１５１、第２の電極１５２と同様のものを用いることがきる。
【０１１４】
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、正孔注入層１９１、正孔輸送層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。
【０１１５】
正孔注入層１９１、正孔輸送層１９２、電子輸送層１９４、電子注入層１９５は、それぞれ、実施の形態３に記載の正孔注入層１６１、正孔輸送層１６２、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、正孔注入層１９１、正孔輸送層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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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板（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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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につながる電極を、それぞれ第１電極、第２電極と表記する。
【０１２３】
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のゲート電極はゲート信号線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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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９１５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のゲート電極に信号が入力され、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と発光素子９０３との導通又は非導通が決まり、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。
【０１３３】
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。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と発光素子９０３とが非導通状態になる。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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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９２０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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
（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。
【０１４０】
図９において、四角の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のドレイン領域と第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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。Ｌ−Ｏフォノンに由来す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）を終端させるため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％含んでいる。いわゆる微結晶半導体（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できる。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である。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃である。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１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／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１〜１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃとなる。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
さらに、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃ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有機基）、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１６ａ〜１６ｃ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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
なお、図９（Ａ）、（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１６ａ〜１６ｃ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。
【０１４９】
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有機基）、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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
（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発光効率が良いために低消費電力で駆動できるため、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、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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
図１０（Ａ）は、本発明を適用して作製した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コンピュータを完成できる。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
なお、本形態では、コンピュータ等について述べているが、この他に、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】
【０１６０】
本実施例では、構造式（１９）で示される２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリン（略称：ＣＦ３ＤＰＱ）の合成方法について説明する。
【０１６１】
【化２１】
2006182775.tif 000022
【０１６２】
〔ステップ１：中間体ａの合成〕
【０１６３】
【化２２】
2006182775.tif 000023
【０１６４】
上記スキーム（Ａ−４）にしたがって、マグネシウム２．６７ｇとＴＨＦ（Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｒａｎ）３ｍｌを懸濁させ、少量の１，２−ジブロモエタンを加えた。４−ブロモベンゾトリフルオリド２５．００ｇにＴＨＦ１１０ｍｌを加えた溶液を滴下し、加熱還流下２時間撹拌した。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７．８２ｇを添加し、加熱還流下６時間撹拌した。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。カラムクロマトグラフィー（ヘキサン／ジクロロメタン系）で精製し、中間体ａを得た（黄色粉末、収率３０％）。
【０１６５】
〔ステップ２：本発明の配位子２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリン（略称：ＣＦ３ＤＰＱ）の合成〕
【０１６６】
【化２３】
2006182775.tif 000024
【０１６７】
上記スキーム（Ａ−５）にしたがって、得られた中間体ａ２．３６ｇと１，２−フェニレンジアミン０．７４ｇにクロロホルム１００ｍｌを加え、加熱還流下８時間撹拌した。室温に冷却した溶液を１０％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、本発明の配位子２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリン（略称：ＣＦ３ＤＰＱ）を得た（淡黄色粉末、収率９１％）。
【実施例２】
【０１６８】
本実施例では、実施例１で合成したＣＦ３ＤＰＱを用いて、構造式（１１）で示される本発明の有機金属錯体（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）の合成方法について説明する。
【０１６９】
【化２４】
2006182775.tif 000025
【０１７０】
〔ステップ１：複核錯体（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２Ｃｌ］２）の合成〕
【化２５】
2006182775.tif 000026
【０１７１】
上記スキーム（Ａ−６）にしたがって、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ＣＦ３ＤＰＱを２．５９ｇ、塩化イリジウム塩酸塩一水和物（ＩｒＣｌ３・ＨＣｌ・Ｈ２Ｏ）を０．７４ｇ混合し、窒素雰囲気下で１５時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２Ｃｌ］２  を得た（褐色粉末、収率４８％）。
【０１７２】
〔ステップ２：本発明の有機金属化合物（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）の合成〕
【０１７３】
【化２６】
2006182775.tif 000027
【０１７４】
上記スキーム（Ａ−７）にしたがって、２−エトキシエタノール１５ｍｌを溶媒として、上記で得られた［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２Ｃｌ］２  を１．２４ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．１８ｍｌ、炭酸ナトリウムを０．６１ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１６時間還流することにより、本発明の有機金属化合物（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ））を得た（暗い赤色粉末、収率３％）。ＮＭＲのデータを以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：８．１７（ｍ，８Ｈ），７．９５（ｂｒｍ，４Ｈ），７．７６（ｔｄ，２Ｈ），７．５６（ｔｄ，２Ｈ），７．１７（ｄ，２Ｈ），６．９４（ｄｄ，２Ｈ），６．６７（ｓ，２Ｈ），５．３０（ｓ，１Ｈ），１．６３（ｓ，６Ｈ）
【０１７５】
得られたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）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を図１１に示す。図１１において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。本発明の有機金属化合物Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）は３７０ｎｍ、４８２ｎｍ、５７０ｎｍ（ショルダー）、および６２０ｎｍに吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６６５ｎｍに発光ピークを有する赤色発光であった。また、発光スペクトルの半値幅が比較的狭く、シャープなピークを示しており、色純度の良い発光であった。
【０１７６】
なお、得られたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）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（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  ｌｉｇａｎｄ  ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ））由来の発光は燐光であると考えられる。
【０１７８】
本実施例で合成したＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）は、図１１で示したように、三重項ＭＬＣＴ遷移に対応する吸収が大きく、可視光域全体にわたり比較的強い吸収を持っている。そのため、本発明の有機金属錯体を、色素増感太陽電池の色素として用いるなど、可視光の吸収を利用するデバイスに用いることで、変換効率の高いデバイスを得ることができる。
【０１７９】
また、本実施例で合成したＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）は、三重項ＭＬＣＴ吸収のピーク（６２０ｎｍ）と発光スペクトルのピーク（６６５ｎｍ）との差、すなわちストークスシフトが小さい。このことから、励起状態の分子が安定であることが示唆される。つまり、本発明の有機金属錯体は、三重項ＭＬＣＴ励起状態の分子が安定であるため、色素増感太陽電池や発光素子などのフォトエレクトロニクスのデバイスに好適な材料である。
【０１８０】
また、本実施例で合成したＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）は、溶媒と混ぜてペースト状にすることができるので、ペースト状にして塗布することもできる。
【実施例３】
【０１８１】
本実施例では、構造式（１３）で示される本発明の有機金属化合物ビス［２，３−ビス（４−トリフルオロメチルフェニル）キノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］（ピコリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ））の合成方法について説明する。Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）の合成スキームを（Ａ−８）に示す。
【０１８２】
【化２７】
2006182775.tif 000028
【０１８３】
【化２８】
2006182775.tif 000029
【０１８４】
原料として、実施例２のステップ１で得られた複核錯体（［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２Ｃｌ］２）を用いる。まず、ジクロロメタン３０ｍｌを溶媒として、［Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２Ｃｌ］２を１．７７ｇ、ピコリン酸（Ｈｐｉｃ）を０．８２ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１４時間還流した。次に、得られた反応溶液をエバポレーターにて濃縮乾固し、メタノール溶媒にて再結晶を行った。得られた粉末をメタノール、次いでヘキサンにて洗浄し、本発明の有機金属化合物Ｉｒ（ｃｆ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）を得た（茶色粉末、収率８０％）。
【０１８５】
また、得られた化合物の１Ｈ−ＮＭＲのデータを以下に示す。１Ｈ−ＮＭＲ  δ（ＣＤＣｌ３）：８．６５（ｍ，１Ｈ），８．３７（ｄ，１Ｈ），８．１９（ｍ，３Ｈ），８．０８（ｍ，１Ｈ），７．９０（ｍ，４Ｈ），７．８３（ｍ，１Ｈ），７．７６（ｍ，１Ｈ），７．６２（ｍ，２Ｈ），７．３９（ｄ，１Ｈ），７．３０（ｍ，２Ｈ），７．２１（ｍ，２Ｈ），７．１５（ｍ，２Ｈ），７．０６（ｄｄ，１Ｈ），６．９９（ｓ，１Ｈ），６．９３（ｍ，１Ｈ），６．３４（ｓ，１Ｈ）。
【０１８６】
得られた本発明の有機金属化合物Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）の分解温度Ｔｄ  をＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔｄ  ＝３５０℃であり、良好な耐熱性を示すことがわかった。
【０１８７】
また、得られたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）のジクロロメタン中における室温での吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図１２に示す。図１２において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度（任意単位）および発光強度（任意単位）を表す。本発明の有機金属化合物Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）は３７４ｎｍ、４４１ｎｍ、４８６ｎｍ、５５３ｎｍ（ショルダ）、６０６ｎｍに吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６３７ｎｍに発光ピークを有する赤色発光であった。また、発光スペクトルの半値幅は５０ｎｍと非常に狭く、シャープなスペクトルを示しており、色純度の良い発光であった。
【０１８８】
なお、得られたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）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（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  ｌｉｇａｎｄ  ｃｈａｒｇｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）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。すなわち、Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）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。
【０１８９】
また、得られたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。また、得られたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）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（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）由来の発光は燐光であると考えられる。
【０１９０】
本実施例で合成したＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）は、図１２で示したように、三重項ＭＬＣＴ遷移に対応する吸収が大きく、可視光域全体にわたり比較的強い吸収を持っている。そのため、本発明の有機金属錯体を、色素増感太陽電池の色素として用いるなど、可視光の吸収を利用するデバイスに用いることで、変換効率の高いデバイスを得ることができる。
【０１９１】
また、本実施例で合成したＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）は、三重項ＭＬＣＴ吸収のピーク（６０６ｎｍ）と発光スペクトルのピーク（６３７ｎｍ）との差、すなわちストークスシフトが小さい。このことから、励起状態の分子が安定であることが示唆される。つまり、本発明の有機金属錯体は、三重項ＭＬＣＴ励起状態の分子が安定であるため、色素増感太陽電池や発光素子などのフォトエレクトロニクスのデバイスに好適な材料である。
【実施例４】
【０１９２】
本実施例では、実施例３で合成した本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）を発光物質として用いた発光素子について、具体的に例示する。なお、本実施例では、図１の符号を引用して説明する。
【０１９３】
まず、ガラス基板上に、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によって成膜し、第１の電極１５１を形成した。第１の電極１５１の厚さは１１０ｎｍとなるようにし、大きさは２ｍｍ角となるようにした。
【０１９４】
次に、第１の電極１５１が形成された面が下方となるように、第１の電極１５１が形成されたガラス基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０１９５】
真空装置内を１×１０−４Ｐａとなるように減圧した後、第１の電極１５１上に、α−ＮＰＤ（４，４’−Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ）と三酸化モリブデンとを共蒸着することによって正孔注入層１６１を形成した。正孔注入層１６１の厚さは５０ｎｍとした。なお、ＮＰＢと三酸化モリブデンとの比率は、質量比で４：１（＝ＮＰＢ：三酸化モリブデン）となるように調節した。
【０１９６】
次に、正孔注入層１６１の上に、ＮＰＢを１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１６２を形成した。
【０１９７】
さらに、正孔輸送層１６２の上に、ＣＢＰ  （４，４’−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）とＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）とを含む発光層１６３を、共蒸着法によって形成した。発光層１６３の厚さは３０ｎｍとなるようにし、ＣＢＰとＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）との質量比は１：０．０２５（＝ＣＢＰ：Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）はＣＢＰを基質（マトリックス）とした層の中に含まれた状態となる。このような場合、Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）はゲスト、ＣＢＰはホストと、称される。
【０１９８】
次に、発光層１６３上に、ＢＣＰ（Ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ；  ２，９−Ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）を１０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１６４を形成した。なお、本実施例のように、ホストよりもイオン化ポテンシャルが大きく、発光層として機能する層（本実施例では発光層１６３）から陰極として機能する電極（本実施例では第２の電極１５２）へ正孔が突き抜けてしまうことを防ぐ作用が大きい場合の電子輸送層のことを、特に正孔阻止層と呼ぶことがある。
【０１９９】
さらに、電子輸送層１６４上に、Ａｌｑ３とＬｉとを含む電子注入層１６５を共蒸着法によって形成した。電子注入層１６５の厚さは５０ｎｍとなるようにした。また、Ａｌｑ３とＬｉとの質量比は１：０．０１（＝Ａｌｑ３：Ｌｉ）となるようにした。
【０２００】
最後に、電子注入層１６５の上に、アルミニウムから成る第２の電極１５２を形成した。第２の電極１５２の厚さは２００ｎｍとなるようにした。
【０２０１】
以上のようにして作製した発光素子は、第１の電極１５１の電位が第２の電極１５２の電位よりも高くなるように電圧を印加したときに電流が流れ、発光層１６３において電子と正孔とが再結合して励起エネルギーが生成され、励起されたＩｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）が基底状態に戻るときに発光するものである。
【０２０２】
この発光素子を、グローブボックス内において、窒素雰囲気下で、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、発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２０３】
測定結果を図１３〜１５に示す。図１３は電流密度−輝度特性について、図１４は電圧−輝度特性について、図１５は輝度−電流効率特性について、それぞれ調べた結果である。図１３において横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、図１４において横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、図１５において横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。これらの結果から、本実施例の発光素子は、７．６Ｖの電圧を印加した時に、２５．４ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流が流れ、１０２０ｃｄ／ｍ２の輝度で発光することが分かった。この時の電流効率は４．０３ｃｄ／Ａであった。また、この時のＣＩＥ表色系における色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．６８，０．３０）であり、本実施例の発光素子は色純度の良い赤色を呈することが分かった。
【０２０４】
なお、本実施例で作製した発光素子に対し、２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図１６に示す。図１６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１６より、本実施例の発光素子は６２９ｎｍに発光スペクトルのピークを有し、Ｉｒ（ＣＦ３ｄｐｑ）２（ｐｉｃ）に由来した発光を呈していることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【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吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図１２】本発明の化合物のスペクトルを示す図。
【図１３】本発明の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
【図１４】本発明の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１５】本発明の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１６】本発明発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
【符号の説明】
【０２０６】
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    第１層間絶縁膜
１７    配線
１８    隔壁層
１９    第２層間絶縁膜
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
１８１    第１の電極
１８２    第２の電極
１９１    正孔注入層
１９２    正孔輸送層
１９３    発光層
１９４    電子輸送層
１９５    電子注入層
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
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    発光層
７６４    間隔層
７６５    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    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    発光層
７８９    正孔輸送層
７９０    正孔注入層
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
５０１ａ    書き込み期間
５０１ｂ    保持期間
５０４ｂ    保持期間
５０４ｃ    消去期間
５０４ｄ    非発光期間
５５２１    本体
５５２２    筐体
５５２３    表示部
５５２４    キーボード
５５３１    表示部
５５３２    筐体
５５３３    スピーカー
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
６５００    基板
６５０３    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６５０４    プリント配線基板（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
【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】
2006182775.tif 000045
【図１２】
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【図１３】
2006182775.tif 000047
【図１４】
2006182775.tif 000048
【図１５】
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【図１６】
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