(57)【要約】      （修正有）【課題】発光効率が高い発光素子を提供する。【解決手段】第１乃至第３の有機化合物を有する発光素子１５０である。第１の有機化合物は三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。第２の有機化合物はＴＡＤＦ材料であると好ましい。第３の有機化合物は蛍光性化合物である。発光素子１５０が呈する発光は、第３の有機化合物から得られる。発光層中の三重項励起エネルギーは、第２の有機化合物による逆項間交差または、第１の有機化合物を介することで第３の有機化合物へ移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し
前記第２の有機化合物が有する一重項励起エネルギーと、前記第２の有機化合物が有する三重項励起エネルギーとの差は０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下であり、
前記第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、
前記発光層が呈する発光は、前記第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子。
【請求項２】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し
前記第２の有機化合物はπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有し、
前記第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、
前記発光層が呈する発光は、前記第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子。
【請求項３】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物と、は励起錯体を形成することができ、
前記第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、
前記第２の有機化合物が有する一重項励起エネルギー準位と、前記第２の有機化合物が有する三重項励起エネルギー準位との差は０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下であり、
前記第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、
前記発光層が呈する発光は、前記第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子。
【請求項４】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物と、は励起錯体を形成することができ、
前記第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、
前記第２の有機化合物はπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有し、
前記第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、
前記発光層が呈する発光は、前記第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、
前記第１の有機化合物は、前記第３の有機化合物へ励起エネルギーを供与する機能を有する、発光素子。
【請求項６】
請求項３または請求項４のいずれか一項において、
前記励起錯体は、前記第３の有機化合物へ励起エネルギーを供与する機能を有する、発光素子。
【請求項７】
請求項２、請求項４または請求項６のいずれか一項において、
前記π電子過剰骨格と前記π電子不足骨格とは直接結合している、発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７において、
前記第１の有機化合物が有する三重項励起エネルギー準位は前記第３の有機化合物が有する一重項励起エネルギー準位以上である、発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８において、
前記第１の有機化合物は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、またはＰｔを有する、発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９において、
前記第１の有機化合物は、燐光を呈する機能を有する、発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位は、前記第２の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位以下である、発光素子。
【請求項１２】
請求項２、請求項４または請求項６乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記励起錯体が呈する発光スペクトルは、前記第３の有機化合物の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる領域を有する、発光素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物は、室温で０％以上４０％以下の発光量子収率を有する、発光素子。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は蛍光を呈する、発光素子。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の発光素子と、
カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、
を有する表示装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の表示装置と、
筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、
を有する電子機器。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の発光素子と、
筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、
を有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００４】
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００５】
発光性の物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光性の有機化合物を含むＥＬ層を設けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができる。
【０００６】
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３である。そのため、蛍光を発する化合物（蛍光性化合物）を用いた発光素子より、燐光を発する化合物（燐光性化合物）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態のエネルギーを発光に変換することが可能な燐光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００７】
燐光性化合物を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用化に至っていない。そのため、より安定な蛍光性化合物を用いた発光素子の開発が行われており、蛍光性化合物を用いた発光素子（蛍光発光素子）の発光効率を高める手法が探索されている。
【０００８】
その一例として、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料を用いた発光素子が知られている。熱活性化遅延蛍光材料では、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光に変換される。
【０００９】
また、熱活性化遅延蛍光材料と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、熱活性化遅延蛍光材料の一重項励起エネルギーを、蛍光性化合物へと移動させ、蛍光性化合物から発光を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１４−４５１７９号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｔ．Ｓａｊｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．，２００９，１３１，９８１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
蛍光性材料は三重項励起エネルギーを発光に変換できない。そのため、蛍光発光素子は燐光発光素子よりも発光効率が低くなりやすい。また高い輝度を得るためには多くの電流が必要であるため、発熱や電流負荷が大きくなるため、良好な信頼性を得ることが困難である。
【００１３】
蛍光発光素子の発光効率を高めるためには、発光層中の三重項励起エネルギーが効率良く一重項励起エネルギーに変換できること、または、三重項励起エネルギーが蛍光発光材料へ効率良くエネルギー移動することが好ましい。そのため、三重項励起状態から一重項励起状態を効率よく生成させ、発光素子の発光効率をさらに向上させる手法及び材料の開発が求められている。また、発光層に用いる材料には、駆動電圧低減のため、キャリア輸送性が良好な材料が求められる。
【００１４】
したがって、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、駆動電圧が低い発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、信頼性が良好な発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、色純度が高い発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な電子機器を提供することを課題とする。
【００１５】
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述のように、蛍光を呈する発光素子において、三重項励起エネルギーを効率良く発光に変換する手法の開発が求められている。そのため、発光層に用いる材料間のエネルギー移動効率を高めることが求められる。
【００１７】
従って、本発明の一態様は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、第２の有機化合物が有する一重項励起エネルギーと、第２の有機化合物が有する三重項励起エネルギーとの差は０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下であり、第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、発光層が呈する発光は、第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子である。
【００１８】
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、第２の有機化合物はπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有し、第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、発光層が呈する発光は、第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子である。
【００１９】
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、は励起錯体を形成することができ、第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、第２の有機化合物が有する一重項励起エネルギー準位と、第２の有機化合物が有する三重項励起エネルギー準位との差は０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下であり、第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、発光層が呈する発光は、第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子である。
【００２０】
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、は励起錯体を形成することができ、第１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、第２の有機化合物はπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有し、第３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有し、発光層が呈する発光は、第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子である。
【００２１】
上記構成において、第１の有機化合物は、第３の有機化合物へ励起エネルギーを供与する機能を有すると好ましい。
【００２２】
また、上記構成において、励起錯体は、第３の有機化合物へ励起エネルギーを供与する機能を有すると好ましい。
【００２３】
また、上記構成において、π電子過剰骨格とπ電子不足骨格とは直接結合していると好ましい。
【００２４】
また、上記構成において、第１の有機化合物が有する三重項励起エネルギー準位は第３の有機化合物が有する一重項励起エネルギー準位以上であると好ましい。
【００２５】
また、上記構成において、第１の有機化合物は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、またはＰｔを有すると好ましい。
【００２６】
また、上記構成において、第１の有機化合物は、燐光を呈する機能を有すると好ましい。
【００２７】
また、上記構成において、第１の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位は、第２の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位以下であると好ましい。
【００２８】
また、上記構成において、励起錯体が呈する発光スペクトルは、第３の有機化合物の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる領域を有すると好ましい。
【００２９】
また、上記構成において、第１の有機化合物は、室温で０％以上４０％以下の発光量子収率を有すると好ましい。
【００３０】
また、上記構成において、第３の有機化合物は蛍光を呈すると好ましい。
【００３１】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光素子にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示モジュールも発光装置に含む場合がある。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一態様によって、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によって、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によって、信頼性が良好な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によって、消費電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によって、色純度が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によって、新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によって、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様によって、新規な電子機器を提供することができる。
【００３３】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一態様の発光素子の断面模式図及び発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子の発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。
【図３】本発明の一態様の発光素子の発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。
【図４】本発明の一態様の発光素子の発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。
【図５】本発明の一態様の発光素子の断面模式図。
【図６】本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。
【図７】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図８】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図９】本発明の一態様の電子機器について説明する図。
【図１０】本発明の一態様の電子機器について説明する図。
【図１１】本発明の一態様の電子機器について説明する図。
【図１２】本発明の一態様の照明装置について説明する図。
【図１３】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図１４】実施例に係る、発光素子の電流−電圧特性を説明する図。
【図１５】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図１６】実施例に係る、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
【図１７】実施例に係る、時間分解発光測定結果を説明する図。
【図１８】実施例に係る、発光スペクトルと吸収スペクトルの関係を説明する図。
【図１９】実施例に係る、過渡蛍光特性を説明する図。
【図２０】実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。
【図２１】実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。
【図２２】実施例に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。
【図２３】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図２４】実施例に係る、発光素子の電流−電圧特性を説明する図。
【図２５】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図２６】実施例に係る、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
【図２７】実施例に係る、時間分解発光測定結果を説明する図。
【図２８】実施例に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。
【図２９】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図３０】実施例に係る、発光素子の電流−電圧特性を説明する図。
【図３１】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図３２】実施例に係る、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
【図３３】実施例に係る、時間分解発光測定結果を説明する図。
【図３４】実施例に係る、時間分解発光測定結果を説明する図。
【図３５】実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。
【図３６】実施例に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。
【図３７】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図３８】実施例に係る、発光素子の電流−電圧特性を説明する図。
【図３９】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図４０】実施例に係る、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
【図４１】実施例に係る、時間分解発光測定結果を説明する図。
【図４２】実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。
【図４３】実施例に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。
【図４４】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図４５】実施例に係る、発光素子の電流−電圧特性を説明する図。
【図４６】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図４７】実施例に係る、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
【図４８】実施例に係る、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
【図４９】実施例に係る、時間分解発光測定結果を説明する図。
【図５０】実施例に係る、発光スペクトルと吸収スペクトルの関係を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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が可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されない。
【００３６】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３７】
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
【００３８】
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
【００３９】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００４０】
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。また、Ｓ１準位は一重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い一重項励起状態（Ｓ１状態）の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、Ｔ１準位は、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い三重項励起状態（Ｔ１状態）の励起エネルギー準位のことである。なお、本明細書等において、単に一重項励起状態および一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、Ｓ１状態およびＳ１準位を表す場合がある。また、三重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、Ｔ１状態およびＴ１準位を表す場合がある。
【００４１】
また、本明細書等において蛍光性化合物とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える化合物である。燐光性化合物とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える化合物である。換言すると燐光性化合物とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な化合物の一つである。
【００４２】
なお、本明細書等において、室温とは０℃以上４０℃以下の範囲の温度をいう。
【００４３】
また、本明細書等において、青色の波長領域は、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満であり、青色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、緑色の波長領域は、４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満であり、緑色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波長領域は、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下であり、赤色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。
【００４４】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１乃至図４を用いて以下説明する。
【００４５】
＜発光素子の構成例１＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１を用いて、以下説明する。
【００４６】
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の断面模式図である。
【００４７】
発光素子１５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。
【００４８】
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９等の機能層を有する。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明するが、発光素子１５０の構成としては、その限りではない。つまり、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１３０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番とすればよい。
【００５０】
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。あるいは、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
【００５１】
次に、発光層１３０について、以下説明を行う。
【００５２】
本発明の一態様においては、発光素子１５０は、発光層１３０に蛍光性化合物を有する、蛍光発光素子である。蛍光発光素子は信頼性が良好であり、さらに発光スペクトルが燐光発光素子と比較しシャープである傾向があるため、色純度が高い発光素子を得ることができる。しかし、有機ＥＬ素子の場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比（以下、励起子生成確率）は、統計的確率により、１：３となる。よって、一般に一重項励起子からの発光を用いた蛍光発光素子では生成する励起子の２５％しか発光に寄与することができない。そのため、蛍光発光素子の高効率化には、三重項励起子を発光に寄与させることが重要である。
【００５３】
ここで本発明者らは、発光層に三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機化合物と、一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下である有機化合物と、蛍光発光を呈する有機化合物を用いることによって、効率良く三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができること、すなわち、高効率な蛍光素子が得られることを見出した。また、一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下である有機化合物は一分子中にπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格の双方を有する有機化合物であっても良い。
【００５４】
また、一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下である有機化合物としては、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能な熱活性化遅延蛍光材料としての機能を有する。
【００５５】
また、一分子中にπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有する有機化合物は、バイポーラ性を有し、キャリア（電子及び正孔）輸送性が良好であるため、発光素子に用いることによってキャリアバランスを向上させることができる。また、駆動電圧を低くすることができる。また、該構成の有機化合物はＴＡＤＦ性を有する場合がある。この場合、π電子過剰骨格及びπ電子不足骨格が直接結合すると好ましい。該構成とすることで逆項間交差の効率が高まるため、発光効率が良好なＴＡＤＦ材料を得ることができる。
【００５６】
また、ＴＡＤＦ材料は一分子中にπ電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有する有機化合物を有する。そのため、ＴＡＤＦ材料は上述のようにキャリア輸送性が良好であり、発光素子に用いることによって、キャリアバランスを向上させることができる。また、発光素子の駆動電圧を低くすることができる。
【００５７】
上述の三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する有機化合物として、燐光を発することができる化合物（以下、燐光性化合物ともいう）が挙げられる。本明細書等において、燐光性化合物とは、低温（例えば７７Ｋ）以上室温以下の温度範囲（すなわち、７７Ｋ以上３１３Ｋ以下）のいずれかにおいて、燐光を呈し、且つ蛍光を呈さない化合物のことをいう。燐光性化合物が、効率よく三重項励起エネルギーを発光に変換するためには、重原子を有すると好ましい。燐光性化合物が重原子を有する場合、スピン軌道相互作用（電子のスピン角運動量と軌道角運動量との相互作用）により、一重項基底状態と三重項励起状態との間の遷移が許容となる。よって、燐光性化合物の一重項基底状態と三重項励起状態との間の遷移確率が高まるため、当該遷移に係わる発光の効率および吸収の確率を高めることができる。また、該燐光性化合物が有する三重項励起エネルギー準位から蛍光性化合物が有する一重項励起エネルギー準位へのフェルスター機構によるエネルギー移動も許容になる。そのためには、燐光性化合物がスピン軌道相互作用の大きい金属元素を有すると好ましく、具体的には遷移金属元素が好ましく、特に白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、または白金（Ｐｔ））を有することが好ましく、中でもイリジウムを有することで、一重項基底状態と三重項励起状態との間の直接遷移に係わる遷移確率を高めることができ好ましい。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する材料としては、上述のＴＡＤＦ材料も挙げることができる。
【００５８】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図１（Ｂ）に示す発光層１３０は、化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３１は、三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する。また、化合物１３２はＴＡＤＦ材料であると好ましい。化合物１３３は、蛍光発光を呈するゲスト材料である。
【００５９】
＜発光層の構成例１＞
図１（Ｃ）は、本発明の一態様の発光素子中の発光層におけるエネルギー準位の相関の一例である。本構成例では化合物１３１に燐光性化合物を用いた場合について示している。
【００６０】
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、のエネルギー準位の相関を図１（Ｃ）に示す。なお、図１（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｃｏｍｐ（１３１）：化合物１３１
・Ｃｏｍｐ（１３２）：化合物１３２
・Ｇｕｅｓｔ（１３３）：化合物１３３
・ＴＣ１：化合物１３１のＴ１準位
・ＳＣ２：化合物１３２のＳ１準位
・ＴＣ２：化合物１３２のＴ１準位
・ＳＧ：化合物１３３のＳ１準位
・ＴＧ：化合物１３３のＴ１準位
【００６１】
図１（Ｃ）において、化合物１３１または化合物１３２がホールと電子を受け取ることで励起状態を形成する。ここで、化合物１３１は燐光性化合物であるため、一重項状態と三重項状態との間の項間交差が許容される。そのため、化合物１３２の一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの双方を速やかに化合物１３１へと移動することができる（図１（Ｃ）  ルートＡ１）。このとき、ＳＣ２≧ＴＣ１、ＴＣ２≧ＴＣ１であると好ましい。また、発光層１３０は化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３を混合して形成されるが、化合物１３１、化合物１３２の混合割合は化合物１３２が多いほうが好ましく、具体的には化合物１３１：化合物１３２＝１：９から３：７（重量比）であると好ましい。該構成とすることで、効率良く化合物１３１を励起させることができる。また、化合物１３１は燐光性化合物であるため、化合物１３１が有する三重項励起エネルギーを効率良く化合物１３３の一重項励起エネルギーへと変換することができる（図１（Ｃ）  ルートＡ２）。ここで、図１（Ｃ）に示すように、ＳＣ２≧ＴＣ１≧ＳＧであると、一重項励起エネルギーが効率良くゲスト材料である化合物１３３へ移動するため好ましい。また、ＴＣ２≧ＴＣ１≧ＳＧであると三重項励起エネルギーが効率良く一重項励起エネルギーに変換されゲスト材料である化合物１３３へ移動するため好ましい。
【００６２】
また、ＴＣ１からＴＧへ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図１（Ｃ）  ルートＡ３）。よって、ルートＡ３のエネルギー移動が少ない方が好ましい。ルートＡ３を抑制するためには、化合物１３１及び化合物１３２の総量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には化合物１３１及び化合物１３２の総量に対する化合物１３３の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【００６３】
なお、化合物１３３においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、化合物１３３において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ねてしまう。そのため、化合物１３３においてキャリアが直接再結合する過程よりも、ルートＡ２を経たエネルギー移動過程の割合が多い方が、化合物１３３の三重項励起状態の生成確率を低減することができ、熱失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、化合物１３１及び化合物１３２の総量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には化合物１３１及び化合物１３２の総量に対する化合物１３３の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【００６４】
また、本発明の一態様の発光素子では、化合物１３２は熱活性化遅延蛍光を呈する機能（ＴＡＤＦ性）を有する。すなわち、化合物１３２は三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図１（Ｃ）  ルートＡ４）。化合物１３２が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３３へ移動することができる（図１（Ｃ）  ルートＡ５）。このとき、ＳＣ２≧ＳＧであると好ましい。
【００６５】
なお、ルートＡ１はルートＡ４で表される逆項間交差が生じなくても起こり得る。すなわち、ルートＡ１で表されるエネルギー移動は、ルートＡ４で表される逆項間交差が生じても、生じなくても起こり得る。
【００６６】
上述のように本発明の一態様の発光素子では、図１（Ｃ）中のルートＡ１及びルートＡ２を経て、三重項励起エネルギーがゲスト材料である化合物１３３へ移動する経路と、図１（Ｃ）中のルートＡ４及びルートＡ５を経て化合物１３３へ移動する経路が存在する。三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が存在することで、蛍光発光素子の発光効率を高めることができる。また、三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が複数存在することで、さらに発光効率を高めることができる。
【００６７】
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０の蛍光性化合物からの発光を効率よく得ることができる。
【００６８】
また、ＴＧは２．０ｅＶ以下であると好ましい。該構成とすることで信頼性が良好な発光素子を得ることができる。
【００６９】
上記構成においては、燐光性化合物に発光量子収率が高い材料を用いる必要がないため、材料設計が容易となり、材料選択の幅が広がる。具体的には、該化合物の発光量子収率は、室温または常温において、０％以上５０％以下であってもよく、０％以上４０％以下であってもよく、０％以上２５％以下であってもよく、０％以上１０％以下であってもよく、さらには０％以上１％以下であってもよい。また、該化合物は重原子を有していることが好ましい。該重原子としては、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等が挙げられる。
【００７０】
＜発光層の構成例２＞
図２（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の発光層１３０におけるエネルギー準位の相関の一例である。本構成例では化合物１３１に燐光性化合物を用い、化合物１３１と化合物１３２が励起錯体を形成する場合について示している。
【００７１】
化合物１３１と化合物１３２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。また、化合物１３１と化合物１３２との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
【００７２】
なお、励起錯体の形成は、例えば化合物１３１の発光スペクトル、化合物１３２の発光スペクトル、およびこれら化合物を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各化合物の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、化合物１３１の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、化合物１３２の過渡ＰＬ、及びこれら化合物を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各化合物の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、化合物１３１の過渡ＥＬ、化合物１３２の過渡ＥＬ及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
【００７３】
また、効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、化合物１３１及び化合物１３２のうち一方のＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、最高被占軌道ともいう）準位が他方のＨＯＭＯ準位より高く、一方のＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、最低空軌道ともいう）準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。具体的には、化合物１３１のＨＯＭＯ準位と化合物１３２のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．１ｅＶ以上であり、より好ましくは０．２ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．３ｅＶ以上である。また、化合物１３１のＬＵＭＯ準位と化合物１３２のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．１ｅＶ以上であり、より好ましくは０．２ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．３ｅＶ以上である。このようなエネルギー準位の相関とすることで、一対の電極（電極１０１および電極１０２）から注入されたキャリアである正孔及び電子が、化合物１３１および化合物１３２に、それぞれ注入されやすくなり好適である。なお、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３２のＨＯＭＯ準位と同等、または化合物１３１のＬＵＭＯ準位が化合物１３２のＬＵＭＯ準位と同等であってもよい。
【００７４】
なお、化合物のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される化合物の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
【００７５】
例えば、化合物１３１が正孔輸送性を有し、化合物１３２が電子輸送性を有する場合、図２（Ａ）に示すエネルギーバンド図のように、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３２のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３１のＬＵＭＯ準位が化合物１３２のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。このようなエネルギー準位の相関とすることで、一対の電極（電極１０１および電極１０２）から注入されたキャリアである正孔及び電子が、化合物１３１および化合物１３２に、それぞれ注入されやすくなり好適である。
【００７６】
なお、図２（Ａ）において、Ｃｏｍｐ（１３１）は化合物１３１を表し、Ｃｏｍｐ（１３２）は化合物１３２を表し、ΔＥＣ１は化合物１３１のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差を表し、ΔＥＣ２は化合物１３２のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差を表し、ΔＥＥは化合物１３２のＬＵＭＯ準位と化合物１３１のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差を表す、表記及び符号である。
【００７７】
また、化合物１３１と化合物１３２とが形成する励起錯体は、化合物１３１にＨＯＭＯの分子軌道を有し、化合物１３２にＬＵＭＯの分子軌道を有する励起錯体となる。また、該励起錯体の励起エネルギーは、化合物１３２のＬＵＭＯ準位と化合物１３１のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（ΔＥＥ）に概ね相当し、化合物１３１のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（ΔＥＣ１）及び化合物１３２のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（ΔＥＣ２）より小さくなる。したがって、化合物１３１と化合物１３２とで励起錯体を形成することで、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。また、より低い励起エネルギーを有するため、該励起錯体は、安定な励起状態を形成することができる。
【００７８】
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、のエネルギー準位の相関を図２（Ｂ）に示す。なお、図２（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りであり、その他の表記及び符号は図１（Ｃ）に示す表記及び符号と同様である。
・ＳＣ１：化合物１３１のＳ１準位
・ＳＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥ：励起錯体のＴ１準位
【００７９】
本構成例に示す、本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３１と化合物１３２とで励起錯体を形成する。励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）と励起錯体のＴ１準位（ＴＥ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる（図２（Ｂ）  ルートＡ６参照）。
【００８０】
上記の過程によって生成した励起錯体は、光を発する、または励起エネルギーを他の材料へ供与する等、励起エネルギーを失うことによって基底状態になると、励起錯体を形成していた２種類の物質は、また元の別々の物質として振る舞う。
【００８１】
励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＥおよびＴＥ）は、励起錯体を形成する各物質（化合物１３１および化合物１３２）のＳ１準位（ＳＣ１およびＳＣ２）より低くなるため、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。
【００８２】
励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）とＴ１準位（ＴＥ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。すなわち、励起錯体は三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する。したがって、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部は励起錯体により一重項励起エネルギーに変換される。そのためには、励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）とＴ１準位（ＴＥ）とのエネルギー差は、好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。なお、逆項間交差を効率よく生じさせるためには、励起錯体のＴ１準位（ＴＥ）が、励起錯体を形成する各物質（化合物１３１および化合物１３２）のＴ１準位（ＴＣ１およびＴＣ２）よりも低いことが好ましい。これにより、化合物１３１及び化合物１３２による励起錯体の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、励起錯体によって効率よく三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへの逆項間交差が発生する。
【００８３】
また、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）は、発光材料である化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）より高いことが好ましい。このようなエネルギー準位の相関とすることで、生成した励起錯体の一重項励起エネルギーは、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）から化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。
【００８４】
このとき、化合物１３１と化合物１３２とのエネルギー準位の相関は、図２（Ｂ）に限定されない。すなわち、化合物１３１の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ１）は、化合物１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ２）より高くても低くてもよい。また、化合物１３１の三重項励起エネルギー準位（ＴＣ１）は、化合物１３２の三重項励起エネルギー準位（ＴＣ２）より高くても低くてもよい。
【００８５】
また、本発明の一態様においては、励起錯体を形成する一方の化合物に燐光性化合物を用いるため、一重項状態と三重項状態との間の項間交差が許容される。そのため、三重項励起状態から一重項基底状態への遷移が可能な励起錯体を形成することができる。この場合、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）は、発光材料である化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）より高いことが好ましい。このようなエネルギー準位の相関とすることで、生成した励起錯体の三重項励起エネルギーは、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）から化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。なお、励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）とＴ１準位（ＴＥ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、発光スペクトルにおいて、蛍光と燐光とを明確に区別することが困難な場合がある。その場合、発光寿命によって、蛍光または燐光を区別することが可能な場合がある。
【００８６】
上述のようなエネルギー移動過程を経て、化合物１３３が一重項励起状態となり、発光することができる（図２（Ｂ）  ルートＡ７参照）。
【００８７】
また、ＴＥからＴＧへ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図２（Ｂ）  ルートＡ８）。よって、ルートＡ８のエネルギー移動が少ない方が好ましい。ルートＡ８を抑制するためには、化合物１３１及び化合物１３２の総量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には化合物１３１及び化合物１３２の総量に対する化合物１３３の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【００８８】
なお、化合物１３３においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、化合物１３３において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ねてしまう。そのため、化合物１３３においてキャリアが直接再結合する過程よりも、励起錯体の生成過程を経たエネルギー移動過程（図２（Ｂ）  ルートＡ７）の割合が多い方が、化合物１３３の三重項励起状態の生成確率を低減することができ、熱失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、やはり化合物１３１及び化合物１３２の総量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には化合物１３１及び化合物１３２の総量に対する化合物１３３の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【００８９】
また、ＴＧは２．０ｅＶ以下であると好ましい。該構成とすることで信頼性が良好な発光素子を得ることができる。
【００９０】
なお、化合物１３１が電子輸送性を有し、化合物１３２が正孔輸送性を有する構成であってもよい。その場合、化合物１３２のＨＯＭＯ準位が化合物１３１のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３２のＬＵＭＯ準位が化合物１３１のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。
【００９１】
また、化合物１３１と化合物１３２との重量比は、化合物１３１の重量比が低いことが好ましく、具体的には化合物１３２に対する化合物１３１の重量比が、好ましくは０．０１以上０．５以下であり、より好ましくは０．０５以上０．３以下である。
【００９２】
以上のように、上述のルートＡ６及びＡ７のエネルギー移動過程が全て効率よく生じれば、発光層１３０で生成した一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率よく化合物１３３の一重項励起状態のエネルギーに変換されるため、発光素子１５０は高い発光効率で発光することが可能となる。
【００９３】
また、本発明の一態様における発光素子において、化合物１３２はπ電子不足骨格を有すると好ましい。該構成とすることで、化合物１３２のＬＵＭＯ準位が低くなり、励起錯体の形成に好適となる。
【００９４】
また、本発明の一態様における発光素子において、化合物１３２はπ電子過剰骨格を有すると好ましい。該構成とすることで、化合物１３２のＨＯＭＯ準位が高くなり、励起錯体の形成に好適となる。
【００９５】
また、本発明の一態様の発光素子では、化合物１３２は熱活性化遅延蛍光を呈する機能（ＴＡＤＦ性）を有する。そのため、励起錯体を形成していない化合物１３２においては、先の発光層の構成例で示したように、三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図２（Ｂ）  ルートＡ９）。化合物１３２が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３３へ移動することができる（図２（Ｂ）  ルートＡ１０）。このとき、ＳＣ２≧ＳＧであると好ましい。
【００９６】
上述のように本発明の一態様の発光素子では、図２（Ｂ）中のルートＡ６及びルートＡ７を経て、三重項励起エネルギーがゲスト材料である化合物１３３へ移動する経路と、図２（Ｂ）中のルートＡ９及びルートＡ１０を経て化合物１３３へ移動する経路が存在する。先の発光層の構成例と同様に、三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が存在することで、蛍光発光素子の発光効率を高めることができる。また、三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が複数存在することで、さらに発光効率を高めることができる。
【００９７】
上記に示すルートＡ６、及びＡ７の過程を、本明細書等において、ＥｘＳＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｓｉｎｇｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥＦ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合がある。別言すると、発光層１３０は、励起錯体から蛍光性化合物への励起エネルギーの供与がある。
【００９８】
発光層１３０を上述の構成とすることで、蛍光性化合物からの発光を効率よく得ることができる。
【００９９】
＜発光層の構成例３＞
図３は、本発明の一態様の発光素子中の発光層におけるエネルギー準位の相関の一例である。本構成例では化合物１３１にＴＡＤＦ材料を用いた場合について示している。なお、図３における表記及び符号は、図１（Ｃ）に示す表記及び符号と同様である。
・ＳＣ１：化合物１３１のＳ１準位
【０１００】
図３において、化合物１３１または化合物１３２がホールと電子を受け取ることで励起状態を形成する。また、化合物１３２の励起エネルギーは速やかに化合物１３１へと移動することができる（図３  ルートＡ１１）。このとき、ＳＣ２≧ＳＣ１、ＴＣ２≧ＴＣ１であると好ましい。ここで、化合物１３１は熱活性型遅延蛍光材料であるため、化合物１３１が有する三重項励起エネルギーは室温程度の温度で一重項励起エネルギーへアップコンバージョンされる（図３  ルートＡ１２）。また、化合物１３１の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ１）から化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へのエネルギー移動（図３  ルートＡ１３）は許容であるため、ルートＡ１１乃至ルートＡ１３の過程を経ることによって、化合物１３１の三重項励起エネルギーを、化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。ここで、図３に示すように、ＴＣ２≧ＴＣ１≧ＳＧであると一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率良く化合物１３１及び化合物１３２からゲスト材料である化合物１３３へ移動するため好ましい。
【０１０１】
上述のアップコンバージョンを効率良く進行させるためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位（ＳＣ２）とＴ１準位（ＴＣ２）とのエネルギー差は、好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。
【０１０２】
また、ＴＣ１からＴＧへ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図３  ルートＡ１４）。よって、ルートＡ１４のエネルギー移動が少ない方が好ましい。ルートＡ１４のエネルギー移動を抑制するためには、ＴＣ１とＴＧとのエネルギー差が大きい方が好ましい。そのためには、ＴＧは２．０ｅＶ以下であると好ましい。該構成とすることで発光効率が良好で信頼性が良好な発光素子を得ることができる。
【０１０３】
また、先の発光層の構成例で示したように、化合物１３２はＴＡＤＦ材料であるため、三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図３  ルートＡ１５）。化合物１３２が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３３へ移動することができる（図３  ルートＡ１６）。このとき、ＳＣ２≧ＳＧであると好ましい。
【０１０４】
先の発光層の構成例と同様に、本発明の一態様の発光素子では、図３中のルートＡ１１乃至ルートＡ１３を経て、三重項励起エネルギーがゲスト材料である化合物１３３へ移動する経路と、図３中のルートＡ１５及びルートＡ１６を経て化合物１３３へ移動する経路が存在する。また、三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が存在することで、蛍光発光素子の発光効率を高めることができる。三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が複数存在することで、さらに発光効率を高めることができる。
【０１０５】
なお、ルートＡ１１はルートＡ１５で表される逆項間交差が生じなくても起こり得る。すなわち、ルートＡ１１で表されるエネルギー移動は、ルートＡ１５で表される逆項間交差が生じても、生じなくても起こり得る。
【０１０６】
＜発光層の構成例４＞
図４（Ａ）は発光層１３０に４種の材料を用いた場合について示している。図４（Ａ）において発光層１３０は化合物１３１、化合物１３２、化合物１３３、化合物１３４と、を有する。本発明の一態様において、化合物１３１は、三重項励起エネルギーを発光に変換できる機能を有する。また、化合物１３２はＴＡＤＦ材料であると好ましい。化合物１３３は、蛍光発光を呈するゲスト材料である。また、化合物１３４は化合物１３２と励起錯体を形成する有機化合物である。
【０１０７】
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、化合物１３４のエネルギー準位の相関を図４（Ｂ）に示す。なお、図４（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りであり、その他の表記及び符号は図２（Ｂ）に示す表記及び符号と同様である。
・ＳＣ３：化合物１３４のＳ１準位
・ＴＣ３：化合物１３４のＴ１準位
【０１０８】
本構成例に示す、本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３２と化合物１３４とで励起錯体を形成する。励起錯体のＳ１準位（ＳＥ）と励起錯体のＴ１準位（ＴＥ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる（図４（Ｂ）  ルートＡ１７参照）。
【０１０９】
上記の過程によって生成した励起錯体は、上述の通り、励起エネルギーを失うことによって励起錯体を形成していた２種類の物質は、また元の別々の物質として振る舞う。
【０１１０】
励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＥおよびＴＥ）は、励起錯体を形成する各物質（化合物１３２および化合物１３４）のＳ１準位（ＳＣ２およびＳＣ３）より低くなるため、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。
【０１１１】
ここで、化合物１３１は燐光性化合物であるため、一重項状態と三重項状態との間の項間交差が許容される。そのため、励起錯体が有する一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が速やかに化合物１３１へと移動する（ルートＡ１８）。このとき、ＴＥ≧ＴＣ１であると好ましい。また、化合物１３１が有する三重項励起エネルギーを効率良く化合物１３３の一重項励起エネルギーへと変換することができる（ルートＡ１９）。ここで、図４（Ｂ）に示すように、ＴＥ≧ＴＣ１≧ＳＧであると、化合物１３１の励起エネルギーが一重項励起エネルギーとして効率良くゲスト材料である化合物１３３へ移動するため好ましい。
【０１１２】
このとき、化合物１３２と化合物１３４との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。また、化合物１３２と化合物１３４との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
【０１１３】
また、効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、化合物１３２及び化合物１３４のうち一方のＨＯＭＯ準位が他方のＨＯＭＯ準位より高く、一方のＬＵＭＯ準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。具体的には、化合物１３２のＨＯＭＯ準位と化合物１３４のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．１ｅＶ以上であり、より好ましくは０．２ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．３ｅＶ以上である。また、化合物１３２のＬＵＭＯ準位と化合物１３４のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．１ｅＶ以上であり、より好ましくは０．２ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．３ｅＶ以上である。このようなエネルギー準位の相関とすることで、一対の電極（電極１０１および電極１０２）から注入されたキャリアである正孔及び電子が、化合物１３２および化合物１３４に、それぞれ注入されやすくなり好適である。なお、化合物１３２のＨＯＭＯ準位が化合物１３４のＨＯＭＯ準位と同等、または化合物１３２のＬＵＭＯ準位が化合物１３４のＬＵＭＯ準位と同等であってもよい。
【０１１４】
また、化合物１３２と化合物１３４とのエネルギー準位の相関は、図４（Ｂ）に限定されない。すなわち、化合物１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ２）は、化合物１３４の一重項励起エネルギー準位（ＳＣ３）より高くても低くてもよい。また、化合物１３２の三重項励起エネルギー準位（ＴＣ２）は、化合物１３４の三重項励起エネルギー準位（ＴＣ３）より高くても低くてもよい。
【０１１５】
また、本発明の一態様における発光素子において、化合物１３２はπ電子不足骨格を有すると好ましい。該構成とすることで、化合物１３２のＬＵＭＯ準位が低くなり、励起錯体の形成に好適となる。
【０１１６】
また、本発明の一態様における発光素子において、化合物１３２はπ電子過剰骨格を有すると好ましい。該構成とすることで、化合物１３２のＨＯＭＯ準位が高くなり、励起錯体の形成に好適となる。
【０１１７】
また、先の発光層の構成例で示したように、化合物１３２はＴＡＤＦ材料であるため、励起錯体を形成していない化合物１３２は、三重項励起エネルギーをアップコンバージョンによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図４（Ｂ）  ルートＡ２１）。化合物１３２が有する一重項励起エネルギーは、速やかに化合物１３３へ移動することができる（図４（Ｂ）  ルートＡ２２）。このとき、ＳＣ２≧ＳＧであると好ましい。
【０１１８】
先の発光層の構成例と同様に、本発明の一態様の発光素子では、図４（Ｂ）中のルートＡ１７乃至ルートＡ１９を経て、三重項励起エネルギーがゲスト材料である化合物１３３へ移動する経路と、図４（Ｂ）中のルートＡ２１及びルートＡ２２を経て化合物１３３へ移動する経路が存在する。また、三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が存在することで、蛍光発光素子の発光効率を高めることができる。三重項励起エネルギーが蛍光性化合物へ移動する経路が複数存在することで、さらに発光効率を高めることができる。
【０１１９】
また、ＴＣ１からＴＧへ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図４（Ｂ）  ルートＡ２０）。よって、ルートＡ２０のエネルギー移動が少ない方が好ましい。ルートＡ２０を抑制するためには、化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３４の総量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には化合物１３１、化合物１３２及び化合物１３４の総量に対する化合物１３３の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【０１２０】
また、ＴＧは２．０ｅＶ以下であると好ましい。該構成とすることで信頼性が良好な発光素子を得ることができる。
【０１２１】
＜エネルギー移動機構＞
ここで、分子間のエネルギー移動過程の支配因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構が提唱されている。ここでは、励起状態である第１の材料から基底状態である第２の材料への励起エネルギーの供与に関し、第１の材料と第２の材料との分子間のエネルギー移動過程について説明するが、どちらか一方が励起錯体の場合も同様である。
【０１２２】
≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、第１の材料及び第２の材料の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる。双極子振動の共鳴現象によって第１の材料が第２の材料にエネルギーを受け渡し、励起状態の第１の材料が基底状態になり、基底状態の第２の材料が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す。
【０１２３】
【数１】
2019087743.tif 000003
【０１２４】
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、第１の材料の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、εｇ（ν）は、第２の材料のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎは、媒体の屈折率を表し、Ｒは、第１の材料と第２の材料の分子間距離を表し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は、第１の材料と第２の材料の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０から４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
【０１２５】
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、第１の材料と第２の材料が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づき、励起状態の第１の材料の電子と、基底状態の第２の材料との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
【０１２６】
【数２】
2019087743.tif 000004
【０１２７】
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、第１の材料の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は、第２の材料の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、Ｒは、第１の材料と第２の材料の分子間距離を表す。
【０１２８】
ここで、第１の材料から第２の材料へのエネルギー移動効率φＥＴは、数式（３）で表される。ｋｒは、第１の材料の発光過程（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光）の速度定数を表し、ｋｎは、第２の材料の非発光過程（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測される第１の材料の励起状態の寿命を表す。
【０１２９】
【数３】
2019087743.tif 000005
【０１３０】
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に小さくなれば良いことがわかる。
【０１３１】
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（３）に数式（１）を代入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネルギー移動効率φＥＴは、第１の材料の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネルギー移動効率φＥＴは、発光量子収率φ（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）が高い方が良いと言える。
【０１３２】
また、第１の材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）と第２の材料の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、第２の材料のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、第１の材料の発光スペクトルと、第２の材料の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。なお、第２の材料における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、第２の材料において三重項励起状態が係わるモル吸光係数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構による第１の材料の励起状態から第２の材料への三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、第２の材料の一重項励起状態へのエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。
【０１３３】
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくするには第１の材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）と第２の材料の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、第１の材料の発光スペクトルと、第２の材料の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。
【０１３４】
また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動効率φＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネルギー移動過程であるため、第１の材料の一重項励起状態から第２の材料の一重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、第１の材料の三重項励起状態から第２の材料の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。
【０１３５】
なお、第１の材料から第２の材料へのエネルギー移動と同様に、励起錯体から蛍光性化合物へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデクスター機構の双方の機構によるエネルギー移動が生じる。
【０１３６】
本発明の一態様の発光素子においては、第２の材料は蛍光性化合物であるため、第２の材料の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち、第１の材料から第２の材料へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましく、第１の材料から第２の材料へのフェルスター機構に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。
【０１３７】
また、既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、第１の材料の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率は、第１の材料の励起寿命τに依存し、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、第１の材料の励起寿命τは短いことが好ましい。
【０１３８】
そこで、本発明の一態様は、第１の材料として励起錯体またはＴＡＤＦ材料を用い、該励起錯体を形成する一方の化合物が三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。本発明の一態様の構成により、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差を促進させ、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態の励起寿命τを短くすることができる。また、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態から一重項基底状態への遷移を促進させ、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態の励起寿命τを短くすることができる。その結果、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態から蛍光性化合物（第２の材料）への三重項励起状態へのデクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させることができるため、本発明の一態様では、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
【０１３９】
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分における蛍光寿命は短いことが好ましく、具体的には、好ましくは１０ｎｓ以上５０μｓ以下、より好ましくは１０ｎｓ以上２０μｓ以下、さらに好ましくは１０ｎｓ以上１０μｓ以下である。
【０１４０】
なお、フェルスター機構の速度定数は、第１の材料と第２の材料の距離の６乗に反比例し、デクスター機構の速度定数は、第１の材料と第２の材料の距離の指数関数に反比例する。そのため、二分子間の距離がおよそ１ｎｍ以下ではデクスター機構が優勢となり、およそ１ｎｍ以上ではフェルスター機構が優勢となる。したがって、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、第１の材料と第２の材料との距離を大きくすることが好ましく、具体的には、好ましくは０．７ｎｍ以上、より好ましくは０．９ｎｍ以上、さらに好ましくは１ｎｍ以上である。また、フェルスター機構が効率よく生じるためには、第１の材料と第２の材料との距離は、５ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１４１】
したがって、本発明の一態様において、蛍光性化合物である化合物１３３は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、化合物１３３は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、化合物１３３は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。さらに、化合物１３３は、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有すると好ましい。
【０１４２】
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
【０１４３】
≪発光層≫
発光層１３０に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。
【０１４４】
化合物１３２は、例えばＴＡＤＦ材料が挙げられる。化合物１３２のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は小さいことが好ましく、具体的には０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下である。
【０１４５】
化合物１３２は、正孔輸送性を有する骨格と、電子輸送性を有する骨格と、を有することが好ましい。あるいは、化合物１３２は、π電子過剰骨格または芳香族アミン骨格と、π電子不足骨格と、を有することが好ましい。そうすることで、分子内でドナー−アクセプター型の励起状態を形成しやすくなる。さらに、化合物１３２の分子内でドナー性とアクセプター性が共に強くなるよう、電子輸送性を有する骨格と、正孔輸送性を有する骨格と、が直接結合する構造を有することが好ましい。あるいは、π電子過剰骨格または芳香族アミン骨格と、π電子不足骨格と、が直接結合する構造を有すると好ましい。分子内でのドナー性とアクセプター性を共に強くすることで、化合物１３２のＨＯＭＯにおける分子軌道が分布する領域と、ＬＵＭＯにおける分子軌道が分布する領域との重なりを小さくすることができ、化合物１３２の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネルギー差を小さくすることが可能となる。また、化合物１３２の三重項励起エネルギー準位を高いエネルギーに保つことが可能となる。
【０１４６】
熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、例えば以下の材料を用いることができる。
【０１４７】
まず、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ  ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ  ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ  ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ  ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
【０１４８】
【化１】
2019087743.tif 000006
【０１４９】
また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光材料としては、π電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有する複素環化合物も用いることができる。具体的には、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）、４−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）、９−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２）等が挙げられる。該複素環化合物は、π電子過剰骨格及びπ電子不足骨格を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。中でも、π電子不足骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプター性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰骨格とπ電子不足骨格とが直接結合した物質は、π電子過剰骨格のドナー性とπ電子不足骨格のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位の差が小さくなるため、特に好ましい。なお、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環をπ電子不足骨格として用��ても良い。
【０１５０】
【化２】
2019087743.tif 000007
【０１５１】
次に、化合物１３１としては、上述の通り、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有すると好ましい。該機能を有する有機化合物としては、燐光性材料や熱活性型遅延蛍光材料が挙げられる。
【０１５２】
該燐光性化合物としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられる。また、ポルフィリン配位子を有する白金錯体や有機イリジウム錯体が挙げられ、中でも例えば、イリジウム系オルトメタル錯体等の有機イリジウム錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。この場合、化合物１３１（燐光性化合物）は三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  Ｌｉｇａｎｄ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯を有する。
【０１５３】
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格およびイミダゾール骨格のような含窒素五員複素環骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、高い三重項励起エネルギーを有し、信頼性や発光効率にも優れるため、特に好ましい。
【０１５４】
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［４−（２−ノルボルニル）−６−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））など有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン��テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
【０１５５】
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
【０１５６】
また、化合物１３１として用いることができる材料としては、上述の、熱活性化遅延蛍光材料が挙げられる。
【０１５７】
また、発光層１３０において化合物１３３としては、蛍光性化合物が好ましい。蛍光性化合物としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン（ｃｏｕｍａｒｉｎ）誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましい。
【０１５８】
具体的には、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｔＢｕ−ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−３，８−ジシクロヘキシルピレン−１，６−ジアミン（略称：ｃｈ−１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）、ナイルレッド、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、５，１０，１５，２０−テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
【０１５９】
また、化合物１３１と化合物１３２とで励起錯体を形成する場合、形成される励起錯体の発光ピークが、発光材料である化合物１３３の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるように、化合物１３１、化合物１３２、及び化合物１３３を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。
【０１６０】
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
【０１６１】
また、図４に示すように、発光層１３０において、化合物１３１、化合物１３２、及び化合物１３３以外の材料（化合物１３４）を有していても良い。その場合、化合物１３２と化合物１３４で励起錯体を形成すると好ましい。該構成とするためには、化合物１３２及び化合物１３４のうち一方のＨＯＭＯ準位が発光層１３０中の材料のうち最も高いＨＯＭＯ準位を有し、他方のＬＵＭＯ準位が発光層１３０中の材料うち最も低いＬＵＭＯ準位を有すると好ましい。すなわち、化合物１３２及び化合物１３４のうち一方のＨＯＭＯ準位が他方のＨＯＭＯ準位および化合物１３１のＨＯＭＯ準位より高く、他方のＬＵＭＯ準位が一方のＬＵＭＯ準位および化合物１３１のＬＵＭＯ準位より低いことが好ましい。該構成とすることで、化合物１３２と化合物１３１とで励起錯体を形成する反応を抑制することができる。
【０１６２】
化合物１３４としては、例えば以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。
【０１６３】
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン、カルバゾール誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
【０１６４】
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【０１６５】
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【０１６６】
また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【０１６７】
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、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：ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−���−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）、４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
【０１６８】
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体例としては、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ベンゾフロピリミジン誘導体またはベンゾチエノピリミジン誘導体などが挙げられる。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。
【０１６９】
電子輸送性材料の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）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である。また、この他ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、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−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）などの複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、ＰＣＣｚＰＴｚｎなどのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
【０１７０】
また、化合物１３４と化合物１３２とで励起錯体を形成する場合、形成される励起錯体の発光ピークが、化合物１３１の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるように、化合物１３１、化合物１３２、及び化合物１３４を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。
【０１７１】
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム（Ａｌ）が典型例であり、その他、銀（Ａｇ）、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム（Ｌｉ）やセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム（Ｍｇ）などの第２族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、タングステン及び亜鉛を含有したインジウム酸化物などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
【０１７２】
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
【０１７３】
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表される酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を含む層、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
【０１７４】
また、電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パルスレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いることができる。
【０１７５】
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
【０１７６】
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）等の電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。また、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１７７】
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、発光層１３０に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミンおよびカルバゾール誘導体を用いることができる。また、芳香族炭化水素およびスチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
【０１７８】
芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４以上炭素数４２以下である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【０１７９】
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【０１８０】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【０１８１】
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１のＨＯＭＯ準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
【０１８２】
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１、化合物１３４の材料として例示した材料を用いることができる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
【０１８３】
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
【０１８４】
上記電子輸送性材料として、化合物１３４の材料として例示した材料を用いることができる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、電子輸送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
【０１８５】
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。電子キャリアの移動を制御する層は、上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であり、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【０１８６】
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１９にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層１１９に、電子輸送層１１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
【０１８７】
また、電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および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く、具体的には、例えば上述した電子輸送層１１８を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
【０１８８】
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、ノズルプリント法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
【０１８９】
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用いてもよい。
【０１９０】
ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることができる。
【０１９１】
また、発光層に用いることができる高分子化合物としては、例えば、ポリ［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジオクチル−１，４−フェニレンビニレン）等のポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）（略称：ＰＦ８）、ポリ［（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，８−ジイル）］（略称：Ｆ８ＢＴ）、ポリ［（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレニル−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（２，２’−ビチオフェン−５，５’−ジイル）］（略称：Ｆ８Ｔ２）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−（９，１０−アントラセン）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−（２，５−ジメチル−１，４−フェニレン）］等のポリフルオレン誘導体、ポリ（３−ヘキシルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｐ３ＨＴ）等のポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）誘導体、ポリフェニレン誘導体等が挙げられる。また、これらの高分子化合物や、ＰＶＫ、ポリ（２−ビニルナフタレン）、ポリ［ビス（４−フェニル）（２，４，６−トリメチルフェニル）アミン］（略称：ＰＴＡＡ）等の高分子化合物に、発光性の化合物をドープして発光層に用いてもよい。発光性の化合物としては、先に挙げた発光性の化合物を用いることができる。
【０１９２】
本発明の一態様としては、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格を有する有機化合物と、三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機化合物と、蛍光発光を呈する有機化合物の３種を発光層１３０に混合して用いているが、上記骨格または機能を有する高分子化合物を用いることもできる。例えば、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格と、三重項励起エネルギーを発光に変換できる置換基と、蛍光発光を呈する置換基と、を有する高分子化合物を発光層１３０として用いても構わない。また、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格と、三重項励起エネルギーを発光に変換できる置換基とを有する高分子化合物と、蛍光発光を呈する低分子を混合し、発光層１３０を作製しても構わない。該高分子化合物を用いることで、材料の利用効率を向上させることができ、作製コストを低減することができる。
【０１９３】
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。
【０１９４】
なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光素子を保護する機能を有するものであればよい。
【０１９５】
例えば、本明細書等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含むセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）や紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
【０１９６】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【０１９７】
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
【０１９８】
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによって発光素子１５０の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
【０１９９】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２００】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１に示す発光素子の構成と異なる構成の発光素子について、図５を用いて、以下説明を行う。なお、図５において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
【０２０１】
＜発光素子の構成例２＞
図５は、発光素子２５０の断面模式図である。
【０２０２】
図５に示す発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。複数の発光ユニットのうちいずれか一つの発光ユニットは、図１（Ａ）に示した、ＥＬ層１００と同様な構成を有すると好ましい。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子１５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子２５０は、複数の発光ユニットを有すると好ましい。なお、発光素子２５０において、電極１０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子２５０の構成としては、逆であっても構わない。
【０２０３】
また、図５に示す発光素子２５０において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット１０８に、ＥＬ層１００と同様な構成を用いると好ましい。
【０２０４】
また、発光素子２５０は、発光層１２０と、発光層１７０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１２０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１７０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。
【０２０５】
発光素子２５０は発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８が有するいずれかの層に本発明の一態様に係る有機化合物が含まれていればよい。なお、該有機化合物が含まれる層として好ましくは電子輸送層１１３または電子輸送層１１８であり、さらに好ましくは発光層１２０または発光層１７０である。
【０２０６】
電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
【０２０７】
電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が該発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けない構成であっても良い。あるいは、発光ユニットの陰極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が該発光ユニットの電子注入層または電子輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには電子注入層または電子輸送層を設けない構成であっても良い。
【０２０８】
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わせて形成してもよい。
【０２０９】
なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電極１０１と電極１０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図５において、電極１０１の電位の方が電極１０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入する。
【０２１０】
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的には、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率であっても機能する。
【０２１１】
上述した材料を用いて電荷発生層１１５を形成することにより、発光層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０２１２】
また、図５においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。発光素子２５０に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
【０２１３】
なお、上記各構成において、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、に用いるゲスト材料が呈する発光色としては、互いに同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、で互いに同じ色の発光を呈する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子２５０は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、で互いに異なる色の発光を呈する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子２５０は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。この場合、発光層１２０及び発光層１７０のいずれか一方もしくは双方、に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、発光素子２５０が呈する発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
【０２１４】
上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層１２０及び発光層１７０、の光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。特に、演色性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。
【０２１５】
発光層１２０及び発光層１７０の一方または両方に実施の形態１で示した発光層１３０の構成を用いると好ましい。該構成にすることによって、発光効率及び信頼性が良好な発光素子を得ることができる。発光層１３０に含まれるゲスト材料は蛍光発光材料である。そのため、発光層１２０及び発光層１７０の一方または両方に実施の形態１で示した発光層１３０の構成を用いることで、発光スペクトルがシャープな、色純度が高い発光素子を得ることができる。
【０２１６】
また、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子の場合、それぞれの発光ユニットに用いるゲスト材料が呈する発光色は、互いに同じであっても異なっていてもよい。同色の発光を呈する発光ユニットを複数有する場合、この複数の発光ユニットが呈する発光色は、その他の色と比較して、少ない電流値で高い発光輝度を得ることができる。このような構成は、発光色の調整に好適に用いることができる。特に、発光効率が異なり且つ、異なる発光色を呈するゲスト材料を用いる場合に好適である。例えば、３層の発光ユニットを有する場合、同色の蛍光材料を有する発光ユニットを２層、該蛍光材料とは異なる発光色を呈する燐光材料を有する発光ユニットを１層とすることで、蛍光発光と燐光発光の発光強度を調整することができる。すなわち、発光ユニットの数によって各色の発光強度を調整可能である。
【０２１７】
このような蛍光発光ユニットを２層、燐光発光ユニットを１層有する発光素子の場合、青色蛍光材料を含む発光ユニットを２層及び黄色燐光材料を含む発光ユニットを１層含有する発光素子、青色蛍光材料を含む発光ユニットを２層及び、赤燐光材料及び緑燐光材料を含む発光ユニットを１層有する発光素子または、青色蛍光材料を含む発光ユニットを２層及び赤燐光材料、黄色燐光材料及び緑燐光材料を含む発光ユニットを１層有する発光素子、であると効率良く白色発光が得られるため好ましい。
【０２１８】
また、発光層１２０または発光層１７０の少なくとも一つを層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。すなわち、発光層１２０、または発光層１７０の少なくとも一つが２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する材料を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する材料を用いる構成などがある。この場合、第１の発光層と第２の発光層とが有する発光材料は、同じ材料であっても異なる材料であってもよく、同じ色の発光を呈する機能を有する材料であっても、異なる色の発光を呈する機能を有する材料であってもよい。互いに異なる色の発光を呈する機能を有する複数の発光材料を有する構成により、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。
【０２１９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０２２０】
（実施の形態３）
本実施の形態では実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた発光装置について、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を用いて説明する。
【０２２１】
図６（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６２５は乾燥材、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０２２２】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態を含むものとする。
【０２２３】
次に、上記発光装置の断面構造について図６（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上に駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０２２４】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、ＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく、外部に形成することもできる。
【０２２５】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆うように絶縁物６１４が形成されている。絶縁物６１４は、ポジ型の感光性樹脂膜を用いることにより形成することができる。
【０２２６】
また、絶縁物６１４上に形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料として感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲面をもたせることが好ましい。該曲面の曲率半径は０．２μｍ以上０．３μｍ以下が好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型、ポジ型、いずれの感光材料も使用することができる。
【０２２７】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０２２８】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６を構成する材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
【０２２９】
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０２３０】
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７により、発光素子６１８が形成されている。発光素子６１８は実施の形態１及び実施の形態２の構成を有する発光素子であると好ましい。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１及び実施の形態２で説明した構成を有する発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
【０２３１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、樹脂若しくは乾燥材又はその両方で充填される場合もある。
【０２３２】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０２３３】
以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた発光装置を得ることができる。
【０２３４】
＜発光装置の構成例１＞
図７には発光装置の一例として、白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）を形成した発光装置の例を示す。
【０２３５】
図７（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２６、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２、赤色画素１０４４Ｒ、緑色画素１０４４Ｇ、青色画素１０４４Ｂ、白色画素１０４４Ｗ、などが図示されている。
【０２３６】
また、図７（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図７（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
【０２３７】
図７（Ｂ）では赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂをゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。図７（Ｂ）に示すように着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられても良い。
【０２３８】
また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。
【０２３９】
＜発光装置の構成例２＞
トップエミッション型の発光装置の断面図を図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜１０２１と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
【０２４０】
発光素子の下部電極１０２５Ｗ、下部電極１０２５Ｒ、下部電極１０２５Ｇ、下部電極１０２５Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図８（Ａ）及び（Ｂ）のようなトップエミッション型の発光装置である場合、下部電極１０２５Ｗ、下部電極１０２５Ｒ、下部電極１０２５Ｇ、下部電極１０２５Ｂは反射電極とすることが好ましい。なお、第２の電極１０２９は光を反射する機能と、光を透過する機能を有すると好ましい。また、第２の電極１０２９と下部電極１０２５Ｗ、下部電極１０２５Ｒ、下部電極１０２５Ｇ、下部電極１０２５Ｂとの間でマイクロキャビティ構造を適用し特定波長の光を増幅する機能を有すると好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態１及び実施の形態２で説明したような構成とし、白色の発光が得られるような素子構造とする。
【０２４１】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８（Ａ）及び（Ｂ）において、白色の発光が得られるＥＬ層の構成としては、発光層を複数層用いること、複数の発光ユニットを用いることなどにより実現すればよい。なお、白色発光を得る構成はこれらに限られない。
【０２４２】
図８（Ａ）及び（Ｂ）のようなトップエミッション構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いる。
【０２４３】
また、図８（Ａ）では赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成を示したが、図８（Ｂ）に示すように、赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行っても構わない。また、フルカラー表示を行う構成はこれらに限定されない。例えば、また、赤、緑、青、黄の４色でフルカラー表示を行ってもよい。
【０２４４】
本発明の一態様に係る発光素子は、ゲスト材料として蛍光材料を用いる。蛍光材料は燐光材料と比較し、スペクトルがシャープであるため、色純度が高い発光を得ることができる。そのため、本実施の形態に示す発光装置に該発光素子を用いることによって、色再現性が高い発光装置を得ることができる。
【０２４５】
以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた発光装置を得ることができる。
【０２４６】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０２４７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器及び表示装置について説明する。
【０２４８】
本発明の一態様によって、平面を有し、発光効率が良好な、信頼性の高い電子機器及び表示装置を作製できる。また、本発明の一態様により、曲面を有し、発光効率が良好な、信頼性の高い電子機器及び表示装置を作製できる。本発明の一態様の発光素子は色純度が高い発光を得ることができる。そのため、本実施の形態に示す発光装置に該発光素子を用いることによって、色再現性が高い電子機器及び表示装置を得ることができる。
【０２４９】
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２５０】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示す携帯情報端末９００は、筐体９０１、筐体９０２、表示部９０３、及びヒンジ部９０５等を有する。
【０２５１】
筐体９０１と筐体９０２は、ヒンジ部９０５で連結されている。携帯情報端末９００は、折り畳んだ状態（図９（Ａ））から、図９（Ｂ）に示すように展開させることができる。これにより、持ち運ぶ際には可搬性に優れ、使用するときには大きな表示領域により、視認性に優れる。
【０２５２】
携帯情報端末９００には、ヒンジ部９０５により連結された筐体９０１と筐体９０２に亘って、フレキシブルな表示部９０３が設けられている。
【０２５３】
本発明の一態様を用いて作製された発光装置を、表示部９０３に用いることができる。これにより、高信頼性を有する携帯情報端末を作製することができる。
【０２５４】
表示部９０３は、文書情報、静止画像、及び動画像等のうち少なくとも一つを表示することができる。表示部に文書情報を表示させる場合、携帯情報端末９００を電子書籍端末として用いることができる。
【０２５５】
携帯情報端末９００を展開すると、表示部９０３が緩やかに湾曲した形態で保持される。例えば、曲率半径１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に湾曲した部分を含んで、表示部９０３が保持される。表示部９０３の一部は、筐体９０１から筐体９０２にかけて、連続的に画素が配置され、曲面状の表示を行うことができる。
【０２５６】
表示部９０３は、タッチパネルとして機能し、指やスタイラスなどにより操作することができる。
【０２５７】
表示部９０３は、一つのフレキシブルディスプレイで構成されていることが好ましい。これにより、筐体９０１と筐体９０２の間で途切れることのない連続した表示を行うことができる。なお、筐体９０１と筐体９０２のそれぞれに、ディスプレイが設けられる構成としてもよい。
【０２５８】
ヒンジ部９０５は、携帯情報端末９００を展開したときに、筐体９０１と筐体９０２との角度が所定の角度よりも大きい角度にならないように、ロック機構を有することが好ましい。例えば、ロックがかかる（それ以上に開かない）角度は、９０度以上１８０度未満であることが好ましく、代表的には、９０度、１２０度、１３５度、１５０度、または１７５度などとすることができる。これにより、携帯情報端末９００の利便性、安全性、及び信頼性を高めることができる。
【０２５９】
ヒンジ部９０５がロック機構を有すると、表示部９０３に無理な力がかかることなく、表示部９０３が破損することを防ぐことができる。そのため、信頼性の高い携帯情報端末を実現できる。
【０２６０】
筐体９０１及び筐体９０２は、電源ボタン、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク等を有していてもよい。
【０２６１】
筐体９０１または筐体９０２のいずれか一方には、無線通信モジュールが設けられ、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などのコンピュータネットワークを介して、データを送受信することが可能である。
【０２６２】
図９（Ｃ）に示す携帯情報端末９１０は、筐体９１１、表示部９１２、操作ボタン９１３、外部接続ポート９１４、スピーカ９１５、マイク９１６、カメラ９１７等を有する。
【０２６３】
本発明の一態様を用いて作製された発光装置を、表示部９１２に用いることができる。これにより、高い歩留まりで携帯情報端末を作製することができる。
【０２６４】
携帯情報端末９１０は、表示部９１２にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部９１２に触れることで行うことができる。
【０２６５】
また、操作ボタン９１３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部９１２に表示される画像の種類の切り替えを行うことができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
【０２６６】
また、携帯情報端末９１０の内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯情報端末９１０の向き（縦か横か）を判断して、表示部９１２の画面表示の向きを自動的に切り替えることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部９１２に触れること、操作ボタン９１３の操作、またはマイク９１６を用いた音声入力等により行うこともできる。
【０２６７】
携帯情報端末９１０は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。携帯情報端末９１０は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、動画再生、インターネット通信、ゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０２６８】
図９（Ｄ）に示すカメラ９２０は、筐体９２１、表示部９２２、操作ボタン９２３、シャッターボタン９２４等を有する。またカメラ９２０には、着脱可能なレンズ９２６が取り付けられている。
【０２６９】
本発明の一態様を用いて作製された発光装置を、表示部９２２に用いることができる。これにより、高信頼性を有するカメラを作製することができる。
【０２７０】
ここではカメラ９２０を、レンズ９２６を筐体９２１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ９２６と筐体９２１とが一体となっていてもよい。
【０２７１】
カメラ９２０は、シャッターボタン９２４を押すことにより、静止画または動画を撮像することができる。また、表示部９２２はタッチパネルとしての機能を有し、表示部９２２をタッチすることにより撮像することも可能である。
【０２７２】
なお、カメラ９２０は、ストロボ装置や、ビューファインダーなどを別途装着することができる。または、これらが筐体９２１に組み込まれていてもよい。
【０２７３】
図１０（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
【０２７４】
掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。
【０２７５】
掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
【０２７６】
また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。
【０２７７】
ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。
【０２７８】
掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器５１４０で確認することもできる。
【０２７９】
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。
【０２８０】
図１０（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６、障害物センサ２１０７、および移動機構２１０８を備える。
【０２８１】
マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
【０２８２】
ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
【０２８３】
上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。
【０２８４】
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。
【０２８５】
図１０（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、第２の表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。
【０２８６】
本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることができる。
【０２８７】
また、図１１（Ａ）、（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１１（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１１（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末５１５０を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。
【０２８８】
表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能な部材が伸びて、屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上の曲率半径を有して折りたたまれる。
【０２８９】
なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。
【０２９０】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【０２９１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置に適用する一例について、図１２を用いて説明する。本発明の一態様である発光素子を用いることで、発光効率が良好な、信頼性の高い照明装置を作製できる。
【０２９２】
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
【０２９３】
また、本発明の一態様の発光素子を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、例えば、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
【０２９４】
図１２は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
【０２９５】
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
【０２９６】
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を適用して照明装置及び電子機器を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の照明装置及び電子機器に適用することが可能である。
【０２９７】
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０２９８】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子の作製例を説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表１に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。他の化合物の構造及び略称は先の実施の形態を参酌すれば良い。
【０２９９】
【化３】
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【０３００】
【表１】
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【０３０１】
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
【０３０２】
≪発光素子１の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０３０３】
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
【０３０４】
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、９−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＣｚＦＬＰ）を厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０３０５】
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、トリス［２−（１Ｈ−ピラゾール−１−イル−κＮ２）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｚ）３）と、１０−（２−ベンゾチアゾリル）−２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［１］ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］キノリジン−１１−オン（略称：ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔ）と、を重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３：ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔ）が０．８：０．２：０．００５になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔが蛍光性化合物であり、Ｉｒ（ｐｐｚ）３が燐光性化合物である。
【０３０６】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０３０７】
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０３０８】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１を得た。
【０３０９】
≪比較発光素子２の作製≫
比較発光素子２は、先に示す発光素子１と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
【０３１０】
比較発光素子２の発光層１３０として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と、を重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。比較発光素子２と発光素子１との差異は蛍光性化合物の有無であり、それ以外の構造は同様である。
【０３１１】
≪発光素子３の作製≫
発光素子３は、先に示す発光素子１と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
【０３１２】
発光素子３の発光層１３０として、４−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）と、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と、ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔと、を重量比（４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３：ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔ）が０．８：０．２：０．００５になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。
【０３１３】
≪比較発光素子４の作製≫
比較発光素子４は、先に示す発光素子３と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子３と同様の作製方法とした。
【０３１４】
比較発光素子４の発光層１３０として、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍと、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と、を重量比（４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。比較発光素子４と発光素子３との差異は蛍光性化合物の有無であり、それ以外の構造は同様である。
【０３１５】
≪比較発光素子５の作製≫
比較発光素子５は、先に示す発光素子１と、発光層１３０の形成工程と電子輸送層１１８の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
【０３１６】
比較発光素子５の発光層１３０として、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）と、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と、ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔと、を重量比（ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３：ｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔ）が０．８：０．２：０．００５になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。比較発光素子５と発光素子１との差異はホスト材料であり、比較発光素子５ではＴＡＤＦ材料ではないＣＢＰをホスト材料として使用している。
【０３１７】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）を厚さが１０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１５ｎｍになるよう、順次蒸着した。
【０３１８】
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１、３及び比較発光素子２、４、５の特性を測定した。輝度およびＣＩＥ色度の測定には色彩輝度計（トプコン社製、ＢＭ−５Ａ）を用い、電界発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス社製、ＰＭＡ−１１）を用いた。
【０３１９】
発光素子１、発光素子３、比較発光素子２、比較発光素子４及び比較発光素子５の電流効率−輝度特性を図１３に、電流−電圧特性を図１４に、外部量子効率−輝度特性を図１５に、それぞれ示す。また、発光素子１、発光素子３、比較発光素子２、比較発光素子４及び比較発光素子５に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図１６に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３２０】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１、発光素子３、比較発光素子２、比較発光素子４及び比較発光素子５の素子特性を表２に示す。
【０３２１】
【表２】
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【０３２２】
図１６より、発光素子１、発光素子３、比較発光素子５の電界発光スペクトルはそれぞれ、ピーク波長が５０９ｎｍであり、蛍光性化合物であるｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔに由来する緑色の発光を示した。このように、本発明の一態様である発光素子１及び発光素子３は、比較発光素子２及び比較発光素子４より電界発光スペクトルのピーク波長が短波長で半値全幅が小さく、色純度が高い発光を呈することができる。そのため、本発明の一態様の発光素子は、表示装置に好適である。
【０３２３】
また、図１３、図１５及び表２で示すように、発光素子１及び発光素子３は高い発光効率（電流効率、電力効率、及び外部量子効率）を示している。ここで、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成する一重項励起子の生成確率が最大で２５％であるため、外部への光取り出し効率を２５％とした場合の外部量子効率は、最大で６．２５％となる。発光素子１及び発光素子３においては、蛍光発光素子であるにも関わらず、外部量子効率が６．２５％より高い効率が得られている。これは、本発明の一態様に係る発光素子１及び発光素子３において、一重項励起子に由来する発光に加えて、燐光性化合物であるＩｒ（ｐｐｚ）３に由来する重原子効果及びＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差によって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるためである。
【０３２４】
また、発光素子１及び発光素子３の発光効率は比較発光素子５よりも高い。上述のように比較発光素子５の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料ではない、ＣＢＰを用いている。そのため、比較発光素子５はＴＡＤＦ材料による逆項間交差による三重項励起子を一重項励起子に変換する機能を有さない。一方、本発明の一態様である発光素子１及び発光素子３は発光層１３０にＴＡＤＦ材料を有する。そのため、発光素子１及び発光素子３は逆項間交差により三重項励起子を一重項励起子に変換することができ、高い発光効率を実現することができる。
【０３２５】
＜時間分解発光測定＞
次に、発光素子１、発光素子３、比較発光素子２及び比較発光素子４の時間分解発光測定を行った。
【０３２６】
測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子における蛍光発光の寿命を測定するため、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は１０Ｈｚの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（３００Ｋ）で、発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近になるよう印加パルス電圧を３Ｖから４Ｖ付近で印加し、印加パルス時間幅が１００μｓｅｃ、負バイアス電圧が−５Ｖ（素子駆動のＯＦＦ時）、測定時間範囲が２０μｓｅｃの条件で行った。測定結果を図１７に示す。なお、図１７において、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態（パルス電圧のＯＮ時）における発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間を示す。
【０３２７】
図１７に示すように、発光素子１及び発光素子３の方が比較発光素子２及び比較発光素子４と比較し、発光の減衰時速度が速い。これは励起エネルギーが速やかに発光に変換されていることを意味している。よって、発光層中において、励起子密度が高い状態（多量の電流を流している状態）であっても効率良く発光を取り出すことができる。そのため、図１３及び図１５に示すように、発光素子１及び発光素子３は、ロールオフが少ない。また、高輝度領域である１５０００ｃｄ／ｍ２付近の外部量子効率は、発光素子１では８．０％、比較発光素子２では７．３％、発光素子３では４．８％、比較発光素子４では４．２％であった。すなわち発光素子１は比較発光素子２より高い効率であり、発光素子３は比較発光素子４より高い効率が得られた。このように、ロールオフが少ない点が本発明の一態様の発光素子の特徴の一つである。
【０３２８】
＜ＣＶ測定結果＞
次に、上述の発光素子の発光層に用いた材料の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。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または６００Ｃ）を用い、各材料をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）に溶解させた溶液を測定した。測定では、参照電極に対する作用電極の電位を適切な範囲で変化させて各々酸化ピーク電位、及び還元ピーク電位を得た。また、参照電極のレドックスポテンシャルが−４．９４ｅＶであることが見積もられているため、この数値と得られたピーク電位から、各化合物のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を算出した。
【０３２９】
ＣＶ測定より算出したＩｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位は−５．３９ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−１．７７ｅＶであった。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．７０ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．８４ｅＶであった。また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．６４ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−３．０１ｅＶであった。
【０３３０】
以上のように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＬＵＭＯ準位は、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＬＵＭＯ準位より低く、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位は、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位より高い。そのため、発光素子１及び発光素子３のように、発光層に当該化合物を用いた場合、一対の電極から注入されたキャリアである電子および正孔が、効率よく４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３にそれぞれ注入され、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍはＩｒ（ｐｐｚ）３と励起錯体を形成することができる。そのため、発光素子１及び発光素子３はＥｘＥＦを利用した発光素子と言える。
【０３３１】
また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体は、４ＰＣＣｚＢｆｐｍにＬＵＭＯ準位を有し、Ｉｒ（ｐｐｚ）３にＨＯＭＯ準位を有する励起錯体となる。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＬＵＭＯ準位とＩｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、２．５５ｅＶである。この値は、図１６で示した比較発光素子２の発光スペクトルのピーク波長から算出される発光エネルギー（２．４２ｅＶ）と概ね一致している。このことから、比較発光素子２の発光スペクトルは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及びＩｒ（ｐｐｚ）３で形成する励起錯体に基づく発光であるといえる。なお、励起錯体は、Ｓ１準位とＴ１準位の差が小さいため、当該発光エネルギーが励起錯体のＳ１準位及びＴ１準位のエネルギー（２．４２ｅＶ）と見なすことができる。
【０３３２】
同様に、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体は、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍにＬＵＭＯ準位を有し、Ｉｒ（ｐｐｚ）３にＨＯＭＯ準位を有する励起錯体となる。また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＬＵＭＯ準位とＩｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、２．３８ｅＶである。この値は、図１６で示した比較発光素子４の発光スペクトルのピーク波長から算出される発光エネルギー（２．３０ｅＶ）と概ね一致している。このことから、比較発光素子４の発光スペクトルは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及びＩｒ（ｐｐｚ）３で形成する励起錯体に基づく発光であるといえる。なお、励起錯体は、Ｓ１準位とＴ１準位の差が小さいため、当該発光エネルギーが励起錯体のＳ１準位及びＴ１準位のエネルギー（２．３０ｅＶ）と見なすことができる。
【０３３３】
＜励起錯体の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルの関係＞
また、図１８にｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔのトルエン溶液における吸収スペクトルを測定した結果を示す。また、図１８に合わせて、比較発光素子２及び比較発光素子４が呈する励起錯体の発光スペクトルを示す。なお、吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用い、室温（２３℃に保たれた雰囲気）で測定を行った。
【０３３４】
図１８に示すようにｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔの吸収スペクトルと、比較発光素子２及び比較発光素子４が呈する励起錯体の発光スペクトルが重なる領域を有する。そのため、４ＰＣＣｚＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体から、蛍光性化合物であるｃｏｕｍａｒｉｎ５４５Ｔへ効率よく励起エネルギーを供与することが可能である。また、これにより、図１６に示す発光素子１及び発光素子３の電界発光スペクトルのように、励起錯体の電界発光スペクトルのピーク波長より短波長なピーク波長を有する発光を呈する発光素子を提供することができる。
【０３３５】
＜Ｔ１準位の測定＞
次に、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＴ１準位を求めた。測定方法は後述する。その結果、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＴ１準位は２．５８ｅＶ、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＴ１準位は２．４６ｅＶ、と算出された。
【０３３６】
また、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＴ１準位を推定するために、吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。Ｉｒ（ｐｐｚ）３を溶解させたジクロロメタン溶液を作製し、石英セルを用いて吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。測定したサンプルのスペクトルから石英セル及び溶媒の吸収スペクトルを差し引いた。測定は、室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３３７】
上述の吸収スペクトルのデータより、吸収端を求め、直接遷移を仮定した遷移エネルギーを見積もった結果、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の遷移エネルギーは３．２７ｅＶと算出された。Ｉｒ（ｐｐｚ）３は燐光性化合物であるため、最も低エネルギー側の吸収端は、三重項励起状態からの遷移に基づく吸収帯である。したがって、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＴ１準位は、該吸収端より３．２７ｅＶと算出される。
【０３３８】
以上の測定結果から、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＴ１準位（２．５８ｅＶ）及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＴ１準位（２．４６ｅＶ）は、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＴ１準位（３．２７ｅＶ）より低く、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＴ１準位（２．５８ｅＶ）及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＴ１準位（２．４６ｅＶ）は、４ＰＣＣｚＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体のＴ１準位（２．４２ｅＶ）及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体のＴ１準位（２．３０ｅＶ）より高い。そのため、４ＰＣＣｚＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体の三重項励起エネルギーは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍおよびＩｒ（ｐｐｚ）３それぞれによって失活することはない。したがって、該励起錯体の三重項励起エネルギーは、発光に変換される、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換される、または蛍光性化合物へエネルギー移動することができる。
【０３３９】
また、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の発光スペクトルの測定を室温で試みたところ、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の発光は観測されなかった。非特許文献１には、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の発光量子収率が室温で１％未満であることが記載されている。このことから、Ｉｒ（ｐｐｚ）３は室温で発光しない材料であることが分かる。すなわち、発光量子収率が１％未満と低い化合物を用いる場合であっても、高い発光効率を有する発光素子を得ることができる。
【０３４０】
＜ホスト材料の過渡蛍光特性＞
ここで、発光素子１及び発光素子３に用いた４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍがＴＡＤＦ材料であることを確認するため、時間分解発光測定による過渡蛍光特性の測定を行った。
【０３４１】
時間分解発光測定は、石英基板上に、ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキサイド（略称：ＤＰＥＰＯ）と４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとの重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるよう共蒸着した薄膜サンプル、及びＤＰＥＰＯと４ＰＣＣｚＢｆｐｍとの重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるよう共蒸着した薄膜サンプル、を用いて測定を行った。
【０３４２】
測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、薄膜が呈する蛍光発光の寿命を測定するため、薄膜にパルスレーザを照射し、レーザ照射後から減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルスレーザには波長が３３７ｎｍの窒素ガスレーザを用い、５００ｐｓのパルスレーザを１０Ｈｚの周期で薄膜に照射し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３４３】
測定によって得られた４ＰＣＣｚＢｆｐｍの過渡蛍光特性を図１９（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図１９（Ａ）は、発光寿命の短い発光成分の測定結果であり、図１９（Ｂ）は、発光寿命の長い発光成分の測定結果である。４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの過渡蛍光特性は特に図示しないが、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと同様に測定及び以下の算出を行った。
【０３４４】
また、図１９（Ａ）（Ｂ）に示す減衰曲線について、以下の数式（４）を用いてフィッティングを行った。
【０３４５】
【数４】
2019087743.tif 000011
【０３４６】
数式（４）において、Ｌは、規格化した発光強度を表し、ｔは、経過時間を表す。減衰曲線のフィッティングを行った結果、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの薄膜サンプルが呈する発光には、異なる蛍光寿命を有する複数の発光成分が含まれていることが分かった。４ＰＣＣｚＢｆｐｍの薄膜サンプルの発光成分には、蛍光寿命が１１．７ｎｓの初期蛍光成分と、２１７μｓの最も寿命が長い遅延蛍光成分とが少なくとも含まれており、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの薄膜サンプルの発光成分には、１１．０ｎｓの初期蛍光成分と、３０１μｓの最も寿命が長い遅延蛍光成分が少なくとも含まれていることが分かった。すなわち、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍは、室温で遅延蛍光を示す、熱活性化遅延蛍光材料であるといえる。
【０３４７】
＜Ｓ１準位及びＴ１準位の測定＞
なお、逆項間交差が効率よく生じ、熱活性化遅延蛍光を示すためには、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であり、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下である。そこで次に、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＳ１準位及びＴ１準位を算出する測定を行った。
【０３４８】
Ｓ１準位及びＴ１準位を算出するために、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルを測定した。４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルの測定結果を図２０に、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの測定結果を図２１に、それぞれ示す。
【０３４９】
該発光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置  ＬａｂＲＡＭ  ＨＲ−ＰＬ  （（株）堀場製作所）を用い、測定温度は１０Ｋ、励起光としてＨｅ−Ｃｄレーザ（３２５ｎｍ）を用い、検出器にはＣＣＤ検出器を用いた。なお、測定のための薄膜は、石英基板上に厚さ５０ｎｍで成膜し、その石英基板に対して、窒素雰囲気中で蒸着面側から別の石英基板を貼り付けた後、測定に用いた。
【０３５０】
なお、該発光スペクトルの測定は、通常の発光スペクトルの測定に加えて、発光寿命が長い発光に着目した時間分解発光スペクトルの測定も行った。本発光スペクトルの測定は、低温（１０Ｋ）で行ったため、通常の発光スペクトルの測定では、主な発光成分である蛍光に加えて、一部燐光も観測された。また、発光寿命が長い発光に着目した時間分解発光スペクトルの測定では、主に燐光が観測された。
【０３５１】
上記測定した発光スペクトルの結果より、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は、それぞれ４５５ｎｍ及び４８０ｎｍであった。また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は、それぞれ４８０ｎｍ及び５０５ｎｍであった。
【０３５２】
したがって、上記ピーク（ショルダーを含む）の波長より算出した４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位は２．７２ｅＶ、Ｔ１準位は２．５８ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１４ｅＶと算出された。また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＳ１準位は２．５８ｅＶ、Ｔ１準位は２．４６ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１２ｅＶと算出された。
【０３５３】
また、上記測定した発光スペクトルの結果より、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の短波長側の立ち上がりの波長は、それぞれ４３５ｎｍ及び４６４ｎｍであった。また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の短波長側の立ち上がりの波長は、それぞれ４５８ｎｍ及び４９１ｎｍであった。なお、発光スペクトルの短波長側の立ち上がりの波長としては、当該スペクトルにおける接線の傾きが極大値を有する波長において接線を引き、該接線と横軸との交点の波長とした。
【０３５４】
上記のように立ち上がりの波長より算出した４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位は２．８５ｅＶ、Ｔ１準位は２．６７ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１８ｅＶと算出された。また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＳ１準位は２．７１ｅＶ、Ｔ１準位は２．５３ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１８ｅＶと算出された。
【０３５５】
以上のように、発光スペクトルの最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長と短波長側の立ち上がりの波長で算出した４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、いずれも０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり非常に小さい値であった。したがって、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、いずれも逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有し、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
【０３５６】
＜発光素子の信頼性＞
図２２に発光素子１、比較発光素子２、発光素子３、比較発光素子４及び比較発光素子５の０．５ｍＡにおける定電流駆動試験結果を示す。図２２から、発光素子１は比較発光素子２よりも良好な信頼性を有し、発光素子３は比較発光素子４よりも良好な信頼性を有することが分かった。発光素子１及び比較発光素子２の差異と、発光素子３及び比較発光素子４の差異は、それぞれ蛍光性化合物の有無である。上述のように、発光素子１及び発光素子３からは蛍光性化合物からの発光、比較発光素子２及び比較発光素子４からは励起錯体からの発光が得られている。よって、本発明の一態様の発光素子のように、蛍光性化合物から発光を得るほうが信頼性が良好であることが分かった。また、発光素子１及び発光素子３は、比較発光素子５よりも良好な信頼性を有していることが分かった。ホスト材料にＴＡＤＦ性を有するホスト材料を用いることによって、高い信頼性を有する発光素子を得ることができる。
【実施例２】
【０３５７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例を説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表３に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物の構造と略称は、実施例１及び先の実施の形態を参酌すればよい。
【０３５８】
【化４】
2019087743.tif 000012
【０３５９】
【表３】
2019087743.tif 000013
【０３６０】
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
【０３６１】
≪発光素子６の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０３６２】
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４５ｎｍになるように共蒸着した。
【０３６３】
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＢＢｉ１ＢＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０３６４】
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、ＧＤ２７０（吉林ＯＬＥＤ社製）と、２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）と、を重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：ＧＤ２７０：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、ＧＤ２７０が燐光性化合物であり、ＴＢＲｂが蛍光性化合物である。
【０３６５】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０３６６】
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０３６７】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、発光素子６を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子６を得た。
【０３６８】
≪比較発光素子７の作製≫
比較発光素子７は、先に示す発光素子６と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子６と同様の作製方法とした。
【０３６９】
比較発光素子７の発光層１３０として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、ＧＤ２７０と、を重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：ＧＤ２７０）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子６の発光層１３０と比較すると、比較発光素子７の発光層１３０には蛍光性化合物であるＴＢＲｂが含まれていない。
【０３７０】
≪比較発光素子８の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０３７１】
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４５ｎｍになるように共蒸着した。
【０３７２】
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ｍＣｚＦＬＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０３７３】
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、ＣＢＰと、ＧＤ２７０と、ＴＢＲｂと、を重量比（ＣＢＰ：ＧＤ２７０：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子６と比較発光素子８の発光層１３０の違いは、ホスト材料である。発光素子６にはＴＡＤＦ材料を用いており、比較発光素子８にはＴＡＤＦ材料ではないＣＢＰを用いている。
【０３７４】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）を厚さが１０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１５ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０３７５】
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０３７６】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、比較発光素子８を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により比較発光素子８を得た。
【０３７７】
≪比較発光素子９の作製≫
比較発光素子９は、先に示す比較発光素子８と、発光層１３０、電子輸送層１１８の形成過程のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子８と同様の作製方法とした。
【０３７８】
比較発光素子９の発光層１３０として、ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキサイド（略称：ＤＰＥＰＯ）と、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、ＴＢＲｂと、を重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子６の発光層１３０と比較発光素子９の発光層１３０を比較すると、比較発光素子９の発光層１３０には燐光性化合物が含まれていない。
【０３７９】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、ＤＰＥＰＯを厚さが５ｎｍとなるよう、及び１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）を厚さが２０ｎｍになるよう、順次蒸着した。
【０３８０】
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子６及び比較発光素子７乃至比較発光素子９の特性を測定した。なお、測定方法は実施例１と同様である。
【０３８１】
発光素子６及び比較発光素子７乃至比較発光素子９の電流効率−輝度特性を図２３に、電流−電圧特性を図２４に、外部量子効率−輝度特性を図２５に、それぞれ示す。また、発光素子６及び比較発光素子７乃至比較発光素子９に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図２６に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３８２】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子６及び比較発光素子７乃至比較発光素子９の素子特性を表４に示す。
【０３８３】
【表４】
2019087743.tif 000014
【０３８４】
図２６に示すように、発光素子６、比較発光素子８及び比較発光素子９の発光スペクトルは、ピーク波長がそれぞれ５６５ｎｍ、５６２ｎｍ、５６１ｎｍであり、半値全幅がそれぞれ７２ｎｍ、６７ｎｍ、６９ｎｍ程度の黄色発光を示した。よって発光素子６、比較発光素子８及び比較発光素子９が呈する発光は、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに由来する発光である。なお、比較発光素子７の発光スペクトルはピーク波長が５２８ｎｍであり、半値全幅が７６ｎｍであるの緑色発光を示した。よって、比較発光素子７が呈する発光はＧＤ２７０に由来する発光である。このように、本発明の一態様である発光素子６は、比較発光素子７より発光スペクトルのピーク波長の半値全幅が小さく、色純度が高い発光を呈することができる。そのため、本発明の一態様の発光素子は、表示装置に好適である。
【０３８５】
また、図２３及び図２５、及び表４で示すように、発光素子６の外部量子効率は蛍光発光素子であるにも関わらず、蛍光発光素子の外部量子効率の最大値である６．２５％より高い効率が得られている。これは、本発明の一態様に係る発光素子６において、一重項励起子に由来する発光に加えて、燐光性化合物であるＧＤ２７０を経由することによって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるためである。加えて、上述のように、発光素子６に含まれる４ＰＣＣｚＢｆｐｍはＴＡＤＦ材料である。よってＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差によって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるため発光効率を向上させることができるためである。
【０３８６】
また、発光素子６の発光効率は比較発光素子８よりも高い。上述のように比較発光素子８の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料ではない、ＣＢＰを用いている。そのため、比較発光素子８はＴＡＤＦ材料による逆項間交差による三重項励起子を一重項励起子に変換する機能を有さない。一方、本発明の一態様である発光素子６は発光層１３０にＴＡＤＦ材料を有する。そのため、発光素子６はＴＡＤＦ材料による逆項間交差を利用することによって三重項励起子を一重項励起子に変換することができ、比較発光素子８よりも高い発光効率を実現することができる。
【０３８７】
また、発光素子６の発光効率は比較発光素子９よりも高い。上述のように比較発光素子９の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料は含まれているが、燐光性化合物が含まれていない。そのため、比較発光素子９は燐光性化合物を介して三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができない。一方、本発明の一態様である発光素子６は発光層１３０にはＴＡＤＦ材料に加えて燐光性化合物が含まれる。そのため、発光素子６はＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差による高効率化効果に加えて燐光性化合物を介して三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができ、比較発光素子９よりも高い発光効率を実現することができる。
【０３８８】
＜時間分解発光測定＞
次に、発光素子６及び比較発光素子７の時間分解発光測定を行った。その結果を図２７に示す。測定方法は実施例１に示す方法と同様である。
【０３８９】
図２７に示すように、発光素子６の方が比較発光素子７と比較し、発光の減衰速度が速い。これは励起エネルギーが速やかに発光に変換されていることを意味している。よって、発光層中において、励起子密度が高い状態（多量の電流を流している状態）であっても効率良く発光を取り出すことができる。そのため、図２３及び図２５に示すように、発光素子６は、ロールオフが少ない。また、発光素子６は比較発光素子７よりも発光効率が高い。発光素子６の発光層１３０は比較発光素子７の発光層に蛍光性化合物であるＴＢＲｂを添加した構成になっている。図２７より蛍光性化合物を添加することによって、発光の減衰速度が向上していることが分かる。そのため、励起子の失活が抑制され、発光素子６は比較発光素子７よりも発光効率が向上したと言える。
【０３９０】
＜発光素子の信頼性＞
図２８に発光素子６、比較発光素子７及び比較発光素子８の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験結果を示す。図２８から、発光素子６は比較発光素子７よりも良好な信頼性を有することが分かった。発光素子６及び比較発光素子７の差異は蛍光性化合物の有無である。上述のように、発光素子６は蛍光性化合物からの発光、比較発光素子７からは燐光性化合物からの発光が得られている。よって、本発明の一態様の発光素子のように、蛍光性化合物から発光を得るほうが信頼性が良好であることが分かった。また、発光素子６は、比較発光素子８よりも良好な信頼性を有していることが分かった。ホスト材料にＴＡＤＦ性を有するホスト材料を用いることによって、高い信頼性を有する発光素子を得ることができる。
【実施例３】
【０３９１】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例を説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表５に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物の構造と略称は、先の実施例及び実施の形態を参酌すればよい。
【０３９２】
【化５】
2019087743.tif 000015
【０３９３】
【表５】
2019087743.tif 000016
【０３９４】
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
【０３９５】
≪発光素子１０の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０３９６】
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４５ｎｍになるように共蒸着した。
【０３９７】
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＢＢｉ１ＢＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０３９８】
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、ＰＣＣｚＰＴｚｎと、ＧＤ２７０（吉林ＯＬＥＤ社製）と、ＴＢＲｂと、を重量比（ＰＣＣｚＰＴｚｎ：ＧＤ２７０：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、ＧＤ２７０が燐光性化合物であり、ＴＢＲｂが蛍光性化合物である。
【０３９９】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、ＰＣＣｚＰＴｚｎを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０４００】
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０４０１】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、発光素子１０を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１０を得た。
【０４０２】
≪比較発光素子１１の作製≫
比較発光素子１１は、先に示す発光素子１０と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１０と同様の作製方法とした。
【０４０３】
比較発光素子１１の発光層１３０として、ＰＣＣｚＰＴｚｎと、ＧＤ２７０と、を重量比（ＰＣＣｚＰＴｚｎ：ＧＤ２７０）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子１０の発光層１３０と比較すると、比較発光素子１１の発光層１３０には蛍光性化合物であるＴＢＲｂが含まれていない。
【０４０４】
≪比較発光素子１２の作製≫
比較発光素子１２は、先に示す発光素子１０と、正孔輸送層１１２及び発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１０と同様の作製方法とした。
【０４０５】
比較発光素子１２の正孔輸送層１１２として、正孔注入層１１１上にＰＣＣＰを厚さが２０ｎｍとなるように蒸着した。
【０４０６】
次に、発光層１３０として、ＰＣＣｚＰＴｚｎと、ＴＢＲｂと、を重量比（ＰＣＣｚＰＴｚｎ：ＴＢＲｂ）が１：０．０１になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子１０の発光層１３０と比較すると、比較発光素子１２の発光層１３０には燐光性化合物であるＧＤ２７０が含まれていない。
【０４０７】
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１０、比較発光素子１１、比較発光素子１２及び前述の比較発光素子８の特性を測定した。なお、測定方法は実施例１と同様である。
【０４０８】
発光素子１０、比較発光素子１１、比較発光素子１２及び比較発光素子８の電流効率−輝度特性を図２９に、電流−電圧特性を図３０に、外部量子効率−輝度特性を図３１に、それぞれ示す。また、発光素子１０、比較発光素子１１、比較発光素子１２及び比較発光素子８に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図３２に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０４０９】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１０、比較発光素子１１及び比較発光素子１２の素子特性を表６に示す。
【０４１０】
【表６】
2019087743.tif 000017
【０４１１】
図３２に示すように、発光素子１０、比較発光素子８及び比較発光素子１２の発光スペクトルは、ピーク波長がそれぞれ５６６ｎｍ、５６２ｎｍ、５６０ｎｍであり、半値全幅がそれぞれ７４ｎｍ、６７ｎｍ、６９ｎｍ程度の黄色発光を示した。よって発光素子１０、比較発光素子８及び比較発光素子１２呈する発光は、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに由来する発光である。なお、比較発光素子１１の発光スペクトルはピーク波長が５３３ｎｍであり、半値全幅が７８ｎｍであるの緑色発光を示した。よって、比較発光素子１１が呈する発光はＧＤ２７０に由来する発光である。このように、本発明の一態様である発光素子１０は、比較発光素子１１より発光スペクトルのピーク波長の半値全幅が小さく、色純度が高い発光を呈することができる。そのため、本発明の一態様の発光素子は、表示装置に好適である。
【０４１２】
また、図２９及び図３１、及び表６で示すように、発光素子１０は蛍光発光素子であるにも関わらず、外部量子効率が６．２５％より高い効率が得られている。これは、本発明の一態様に係る発光素子１０において、一重項励起子に由来する発光に加えて、燐光性化合物であるＧＤ２７０を経由することによって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるためである。加えて、後述するように、発光素子１０に含まれるＰＣＣｚＰＴｚｎはＴＡＤＦ材料である。よってＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差によって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるため発光効率を向上させることができる。
【０４１３】
また、発光素子１０の発光効率は比較発光素子８よりも高い。上述のように比較発光素子８の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料ではない、ＣＢＰを用いている。そのため、比較発光素子８はＴＡＤＦ材料による逆項間交差による三重項励起子を一重項励起子に変換する機能を有さない。一方、本発明の一態様である発光素子１０は発光層１３０にＴＡＤＦ材料を有する。そのため、発光素子１０はＴＡＤＦ材料による逆項間交差を利用することによって三重項励起子を一重項励起子に変換することができ、比較発光素子８よりも高い発光効率を実現することができる。
【０４１４】
また、発光素子１０の発光効率は比較発光素子１２よりも高い。上述のように比較発光素子１２の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料は含まれているが、燐光性化合物が含まれていない。そのため、比較発光素子１２は燐光性化合物を介して三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができない。一方、本発明の一態様である発光素子１０は発光層１３０にはＴＡＤＦ材料に加えて燐光性化合物が含まれる。そのため、発光素子１０はＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差による高効率化効果に加えて燐光性化合物を介して三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができ、比較発光素子１２よりも高い発光効率を実現することができる。
【０４１５】
＜時間分解発光測定＞
次に、発光素子１０及び比較発光素子１１の時間分解発光測定を行った。その結果を図３３に示す。測定方法は先の実施例に示す方法と同様である。
【０４１６】
図３３に示すように、発光素子１０の方が比較発光素子１１と比較し、発光の減衰速度が速い。これは励起エネルギーが速やかに発光に変換されていることを意味している。よって、発光層中において、励起子密度が高い状態（多量の電流を流している状態）であっても効率良く発光を取り出すことができる。そのため、図２９及び図３１に示すように、発光素子１０は、ロールオフが少ない。また、発光素子１０は比較発光素子１１よりも発光効率が高い。発光素子１０の発光層１３０は比較発光素子１１の発光層１３０に蛍光性化合物であるＴＢＲｂを添加した構成になっている。図３３より蛍光性化合物を添加することによって、発光の減衰速度が向上していることが分かる。そのため、励起子の失活が抑制され、発光素子１０は比較発光素子１１よりも発光効率が向上したと言える。
【０４１７】
＜ホスト材料の過渡蛍光特性＞
ここで、発光素子１０に用いたＰＣＣｚＰＴｚｎがＴＡＤＦ材料であることを確認するため、時間分解発光測定による過渡蛍光特性の測定を行った。時間分解発光測定は、実施例１に示す方法と同様に行った。また、測定したサンプルは石英基板上に、ＰＣＣｚＰＴｚｎを５０ｎｍになるように蒸着した薄膜を用いた。
【０４１８】
測定によって得られたＰＣＣｚＰＴｚｎの過渡蛍光特性を図３４に示す。
【０４１９】
また、図３４に示す減衰曲線について、数式（４）を用いてフィッティングを行った。その結果、ＰＣＣｚＰＴｚｎの薄膜サンプルが呈する発光には、異なる蛍光寿命を有する複数の発光成分が含まれていることが分かった。ＰＣＣｚＰＴｚｎの薄膜サンプルの発光成分には、蛍光寿命が１５．０ｎｓの初期蛍光成分と、１．５μｓの最も寿命が長い遅延蛍光成分とが少なくとも含まれていることが分かった。すなわち、ＰＣＣｚＰＴｚｎは、室温で遅延蛍光を示す、熱活性化遅延蛍光材料であるといえる。
【０４２０】
＜Ｓ１準位及びＴ１準位の測定＞
次に、ＰＣＣｚＰＴｚｎのＳ１準位及びＴ１準位を算出するために、低温（１０Ｋ）におけるＰＣＣｚＰＴｚｎの発光スペクトルを測定した。測定方法は実施例１に示す方法と同様である。測定結果を図３５に示す。
【０４２１】
図３５より、ＰＣＣｚＰＴｚｎの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は、それぞれ４７２ｎｍ及び４９１ｎｍであった。
【０４２２】
したがって、上記ピーク（ショルダーを含む）の波長より算出したＰＣＣｚＰＴｚｎのＳ１準位は２．６３ｅＶ、Ｔ１準位は２．５３ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１０ｅＶと算出された。
【０４２３】
また、図３５より、ＰＣＣｚＰＴｚｎの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の短波長側の立ち上がりの波長は、それぞれ４５０ｎｍ及び４７７ｎｍであった。なお、発光スペクトルの短波長側の立ち上がりの波長としては、当該スペクトルにおける接線の傾きが極大値を有する波長において接線を引き、該接線と横軸との交点の波長とした。
【０４２４】
上記のように立ち上がりの波長より算出したＰＣＣｚＰＴｚｎのＳ１準位は２．７６ｅＶ、Ｔ１準位は２．６０ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１６ｅＶと算出された。
【０４２５】
以上のように、発光スペクトルの最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長と短波長側の立ち上がりの波長で算出したＰＣＣｚＰＴｚｎのＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、いずれも０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり非常に小さい値であった。したがって、ＰＣＣｚＰＴｚｎは、逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有し、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
【０４２６】
＜発光素子の信頼性＞
図３６に発光素子１０、比較発光素子１１、比較発光素子１２及び比較発光素子８の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験結果を示す。図３６から、発光素子１０は比較発光素子１１よりも良好な信頼性を有することが分かった。上述のように、発光素子１０は蛍光性化合物からの発光、比較発光素子１１からは燐光性化合物からの発光が得られている。よって、本発明の一態様の発光素子のように、蛍光性化合物から発光を得るほうが信頼性が良好であることが分かった。また、発光素子１０は、比較発光素子１２よりも良好な信頼性を有することが分かった。上述のように、発光素子１０はＴＡＤＦ材料及び燐光性化合物を介して蛍光性化合物へ三重項励起エネルギーを移動させることができる。一方、比較発光素子１２はＴＡＤＦ材料を介することでのみ三重項励起エネルギーを蛍光性化合物へ移動させることができる。よって、本発明の一態様の発光素子のように、蛍光性化合物へ三重項励起エネルギーを移動させる経路は複数ある方が信頼性が良好であることが分かった。また、発光素子１０は比較発光素子８よりも良好な信頼性を有していることが分かった。ホスト材料にＴＡＤＦ性を有するホスト材料を用いることによって、高い信頼性を有する発光素子を得ることができる。
【０４２７】
以上、本発明の一態様により、発光効率が高く、信頼性の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様により、駆動電圧が低く消費電力が低い発光素子を提供することができる。
【実施例４】
【０４２８】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例を説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表７に示す。また、使用した化合物の構造と略称は、先の実施例及び実施の形態を参酌すればよい。
【０４２９】
【表７】
2019087743.tif 000018
【０４３０】
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
【０４３１】
≪発光素子１３の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０４３２】
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４５ｎｍになるように共蒸着した。
【０４３３】
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ｍＣｚＦＬＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０４３４】
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２と、ＧＤ２７０（吉林ＯＬＥＤ社製）と、ＴＢＲｂと、を重量比（ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２：ＧＤ２７０：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、ＧＤ２７０が燐光性化合物であり、ＴＢＲｂが蛍光性化合物である。
【０４３５】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２を厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０４３６】
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０４３７】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、発光素子１３を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１３を得た。
【０４３８】
≪比較発光素子１４の作製≫
比較発光素子１４は、先に示す発光素子１３と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１３と同様の作製方法とした。
【０４３９】
比較発光素子１４の発光層１３０として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２と、ＧＤ２７０と、を重量比（ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２：ＧＤ２７０）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子１３の発光層１３０と比較すると、比較発光素子１４の発光層１３０には蛍光性化合物であるＴＢＲｂが含まれていない。
【０４４０】
≪比較発光素子１５の作製≫
比較発光素子１５は、先に示す発光素子１３と、正孔輸送層１１２及び発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１３と同様の作製方法とした。
【０４４１】
比較発光素子１５の正孔輸送層１１２として、正孔注入層１１１上にＰＣＣＰを厚さが２０ｎｍとなるように蒸着した。
【０４４２】
次に、発光層１３０として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２と、ＴＢＲｂと、を重量比（ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２：ＴＢＲｂ）が１：０．０１になるように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子１３の発光層１３０と比較すると、比較発光素子１５の発光層１３０には燐光性化合物であるＧＤ２７０が含まれていない。
【０４４３】
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１３、比較発光素子１４、比較発光素子１５及び前述の比較発光素子８の特性を測定した。なお、測定方法は実施例１と同様である。
【０４４４】
発光素子１３、比較発光素子１４、比較発光素子１５及び前述の比較発光素子８の電流効率−輝度特性を図３７に、電流−電圧特性を図３８に、外部量子効率−輝度特性を図３９に、それぞれ示す。また、発光素子１３、比較発光素子１４、比較発光素子１５及び前述の比較発光素子８に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図４０に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０４４５】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１３、比較発光素子１４及び比較発光素子１５の素子特性を表８に示す。
【０４４６】
【表８】
2019087743.tif 000019
【０４４７】
図４０に示すように、発光素子１３、比較発光素子８及び比較発光素子１５の発光スペクトルは、ピーク波長がそれぞれ５６４ｎｍ、５６２ｎｍ、５６２ｎｍであり、半値全幅がそれぞれ７２ｎｍ、６７ｎｍ、６９ｎｍ程度の黄色発光を示した。よって発光素子１３、比較発光素子８及び比較発光素子１５が呈する発光は、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに由来する発光である。なお、比較発光素子１４の発光スペクトルはピーク波長が５２７ｎｍであり、半値全幅が７３ｎｍであるの緑色発光を示した。よって、比較発光素子１４が呈する発光はＧＤ２７０に由来する発光である。このように、本発明の一態様である発光素子１３は、比較発光素子１４より発光スペクトルのピーク波長の半値全幅が小さく、色純度が高い発光を呈することができる。そのため、本発明の一態様の発光素子は、表示装置に好適である。
【０４４８】
また、図３７及び図３９、及び表８で示すように、発光素子１３は蛍光発光素子であるにも関わらず、外部量子効率が６．２５％より高い効率が得られている。これは、本発明の一態様に係る発光素子１３において、一重項励起子に由来する発光に加えて、燐光性化合物であるＧＤ２７０を経由することによって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるためである。加えて、後述するように、発光素子１３に含まれるｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２はＴＡＤＦ材料である。よってＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差によって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるため発光効率を向上させることができる。
【０４４９】
また、発光素子１３の発光効率は比較発光素子８よりも高い。上述のように比較発光素子８の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料ではない、ＣＢＰを用いている。そのため、比較発光素子８はＴＡＤＦ材料による逆項間交差による三重項励起子を一重項励起子に変換する機能を有さない。一方、本発明の一態様である発光素子１３は発光層１３０にＴＡＤＦ材料を有する。そのため、発光素子１３はＴＡＤＦ材料による逆項間交差を利用することによって三重項励起子を一重項励起子に変換することができ、比較発光素子８よりも高い発光効率を実現することができる。
【０４５０】
また、発光素子１３の発光効率は比較発光素子１５よりも高い。上述のように比較発光素子１５の発光層１３０にはＴＡＤＦ材料は含まれているが、燐光性化合物が含まれていない。そのため、比較発光素子１５は燐光性化合物を介して三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができない。一方、本発明の一態様である発光素子１３はＴＡＤＦ材料に加えて燐光性化合物が含まれる。そのため、燐光性化合物を介して三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができ、比較発光素子１５よりも高い発光効率を実現することができる。
【０４５１】
＜時間分解発光測定＞
次に、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２がＴＡＤＦ材料であることを調べるために、時間分解発光測定を行った。その結果を図４１に示す。測定方法は先の実施例に示す方法と同様に行った。また、測定には以下の表９に示す素子構造を有する発光素子１６を用いた。
【０４５２】
【表９】
2019087743.tif 000020
【０４５３】
図４１に示すように、発光素子１６から異なる蛍光寿命を有する複数の発光成分が観測され、発光寿命の短い初期蛍光成分に加えて、発光寿命が長い遅延蛍光成分が観測された。よって、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２はＴＡＤＦ材料であると言える。一方、図４１より全発光成分（速い発光成分＋遅延蛍光成分）に対する遅延蛍光成分の割合は１０％程であり、三重項励起子が一重項励起子に変換された後、発光に変換される割合は４％程度であることが算出される。よって、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２はＴＡＤＦ性を有するが、その発光効率は高いとは言えない。しかし、上述の通り、発光素子１３では外部量子効率が２７％を超える非常に高い効率が得られている。よって、本発明の一態様の発光素子に用いるＴＡＤＦ材料はＴＡＤＦ性を有していれば良く、ＴＡＤＦ材料の発光効率は低くても構わない。
【０４５４】
＜Ｓ１準位及びＴ１準位の測定＞
次に、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２のＳ１準位及びＴ１準位を算出するために、低温（１０Ｋ）におけるｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２の発光スペクトルを測定した。測定方法は実施例１に示す方法と同様である。測定結果を図４２に示す。
【０４５５】
図４２より、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２の発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は、それぞれ４７１ｎｍ及び４９６ｎｍであった。
【０４５６】
したがって、上記ピーク（ショルダーを含む）の波長より算出したｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２のＳ１準位は２．６３ｅＶ、Ｔ１準位は２．５０ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１３ｅＶと算出された。
【０４５７】
以上のように、発光スペクトルの最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長で算出したｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、いずれも０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり非常に小さい値であった。したがって、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２は逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有し、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
【０４５８】
＜発光素子の信頼性＞
図４３に発光素子１３、比較発光素子１４、比較発光素子１５及び比較発光素子８の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験結果を示す。図４３から、発光素子１３は比較発光素子１４よりも良好な信頼性を有することが分かった。上述のように、発光素子１３は蛍光性化合物からの発光、比較発光素子１４からは燐光性化合物からの発光が得られている。よって、本発明の一態様の発光素子のように、蛍光性化合物から発光を得るほうが信頼性が良好であることが分かった。また、発光素子１３は、比較発光素子１５よりも良好な信頼性を有することが分かった。上述のように、発光素子１３はＴＡＤＦ材料及び燐光性化合物を介して蛍光性化合物へ三重項励起エネルギーを移動させることができる。一方、比較発光素子１５はＴＡＤＦ材料を介することでのみしか三重項励起エネルギーを蛍光性化合物へ移動させることができない。よって、本発明の一態様の発光素子のように、蛍光性化合物へ三重項励起エネルギーを移動させる経路は複数ある方が信頼性が良好であることが分かった。また、発光素子１３は比較発光素子８よりも良好な信頼性を有していることが分かった。ホスト材料にＴＡＤＦ性を有するホスト材料を用いることによって、高い信頼性を有する発光素子を得ることができる。
【０４５９】
以上、本発明の一態様により、発光効率が高く、信頼性の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様により、駆動電圧が低く消費電力が低い発光素子を提供することができる。
【実施例５】
【０４６０】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例を説明する。本実施例で作製した発光素子の構成は図１（Ａ）と同様である。素子構造の詳細を表１０に示す。また、使用した化合物の構造と略称は、先の実施例及び実施の形態を参酌すればよい。
【０４６１】
【表１０】
2019087743.tif 000021
【０４６２】
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
【０４６３】
≪発光素子１７の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０４６４】
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが４５ｎｍになるように共蒸着した。
【０４６５】
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ｍＣｚＦＬＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０４６６】
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２と、ＰＣＣＰと、ＧＤ２７０と、ＴＢＲｂと、を重量比（ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２：ＰＣＣＰ：ＧＤ２７０：ＴＢＲｂ）が０．５：０．５：０．１：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、ＴＢＲｂが蛍光性化合物である。
【０４６７】
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２を厚さが２０ｎｍになるよう、及びＮＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０４６８】
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０４６９】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、発光素子１７を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１７を得た。
【０４７０】
≪比較発光素子１８の作製≫
比較発光素子１８は、先に示す発光素子１７と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１７と同様の作製方法とした。
【０４７１】
比較発光素子１８の発光層１３０として、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２と、ＰＣＣＰと、ＧＤ２７０を重量比（ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２：ＰＣＣＰ：ＧＤ２７０）が０．５：０．５：０．１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光素子１７の発光層１３０と比較すると、比較発光素子１８の発光層１３０には蛍光性化合物であるＴＢＲｂが含まれていない。
【０４７２】
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１７、比較発光素子１８及び発光素子１３の特性を測定した。なお、測定方法は実施例１と同様である。
【０４７３】
発光素子１７、比較発光素子１８及び発光素子１３の電流効率−輝度特性を図４４に、電流−電圧特性を図４５に、外部量子効率−輝度特性を図４６に、それぞれ示す。また、発光素子１７、比較発光素子１８及び発光素子１３に、それぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図４７に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０４７４】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１７、比較発光素子１８の素子特性を表１１に示す。
【０４７５】
【表１１】
2019087743.tif 000022
【０４７６】
図４７に示すように、発光素子１７及び発光素子１３の電界発光スペクトルは、ピーク波長はそれぞれ５５９ｎｍ、５６４ｎｍであり半値全幅がそれぞれ７１ｎｍ、７２ｎｍ程度の黄色発光を示した。よって発光素子１７及び発光素子１３が呈する発光は、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに由来する発光である。また、比較発光素子１８の電界発光スペクトルは、ピーク波長は５２４ｎｍであり半値全幅が７２ｎｍの緑色発光を示した。よって比較発光素子１８が呈する発光は、燐光性化合物であるＧＤ２７０に由来する発光である。
【０４７７】
また、図４４及び図４６及び表１１で示すように、発光素子１７、比較発光素子１８及び発光素子１３は非常に高い発光効率（電流効率、電力効率、及び外部量子効率）を示している。また、発光素子１７は蛍光発光素子であるにも関わらず、外部量子効率が６．２５％をはるかに超える高い効率が得られている。これはキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、三重項励起子に由来する発光であり、燐光性化合物であるＧＤ２７０を介して、蛍光性化合物であるＴＢＲｂへ励起エネルギーが移動していることを示している。加えて、上述のように、発光素子１７に含まれるｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２はＴＡＤＦ材料である。よってＴＡＤＦ材料に由来する逆項間交差によって三重項励起子を蛍光発光に寄与させることができるため発光効率を向上させることができるためである。
【０４７８】
＜ＣＶ測定結果＞
次に、上記の化合物の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によってＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を算出した。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
【０４７９】
ＣＶ測定より、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２のＨＯＭＯ準位は−５．６９ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−３．００ｅＶ、ＰＣＣＰのＨＯＭＯ準位は−５．６３ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−１．９６ｅＶであった。
【０４８０】
よって、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２はＰＣＣＰよりも高いＨＯＭＯ準位と低いＬＵＭＯ準位を有している。よってｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰは発光層中において、励起錯体を形成する組み合わせである。
【０４８１】
また、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰから形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長から算出したＳ１準位及びＴ１準位は２．４５ｅＶである。ここでＧＤ２７０のＴ１準位は２．４４ｅＶ（クロロホルム溶液の吸収端から算出）であるため、励起錯体の有する励起エネルギーはＧＤ２７０へ移動することができる。
【０４８２】
＜励起錯体形成の調査＞
ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰが励起錯体を形成しているかを調査するために、表１２に示す発光素子１９及び上述の発光素子１６を作製した。なお、励起錯体の形成の有無は、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２の発光スペクトルとｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰの混合膜の発光スペクトルを比較することにより行った。
【０４８３】
【表１２】
2019087743.tif 000023
【０４８４】
≪ＥＬスペクトル≫
発光素子１６及び発光素子１９に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流を流した時に得られるＥＬスペクトルを図４８に示す。図４８より、発光素子１６からはｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２が呈する発光が得られている。ここで、発光素子１９からは発光素子１６が呈する発光より長波長側にピークを有する発光が得られている。また、発光素子１９の発光スペクトルのピーク波長から算出される発光エネルギー（２．４５ｅＶ）は、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２のＬＵＭＯ準位とＰＣＣＰのＨＯＭＯ準位との差（２．６３ｅＶ）と概ね一致している。よって、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰは励起錯体を形成しているといえる。
【０４８５】
≪時間分解発光測定≫
また、発光素子１６及び発光素子１９の時間分解発光測定を行った。その結果を図４９に示す。図４９より、発光素子１９の方が発光素子１６よりも、遅延蛍光成分の割合が大きいことが分かる。また、発光素子１９には発光素子１６よりも長寿命な発光成分が含まれていることが分かる。すなわち、発光素子１６と発光素子１９の過渡応答特性は異なっている。よって、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰは励起錯体を形成しているといえる。
【０４８６】
＜励起錯体の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルの関係＞
また、図５０にＴＢＲｂのトルエン溶液における吸収スペクトルを測定した結果を示す。また、図５０に合わせて、比較発光素子１８が呈する発光スペクトルを示す。測定は先に示す実施例と同様に行った。
【０４８７】
図５０に示すようにＴＢＲｂの吸収スペクトルと、比較発光素子１８が呈する発光スペクトルが重なる領域を有する。そのため、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２とＰＣＣＰとで形成する励起錯体からＧＤ２７０を介して、蛍光性化合物であるＴＢＲｂへ効率よく励起エネルギーを供与することが可能である。燐光性化合物であるＧＤ２７０を介してＴＢＲｂへエネルギー移動が生じることによって三重項励起エネルギーを蛍光発光に寄与させることができる。また、励起錯体を形成していないｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２が励起された場合、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２はＴＡＤＦ性を有するため、逆項間交差により三重項励起子から一重項励起子が生成される。発光層１３０において、上記ＴＡＤＦ材料による一重項励起子の生成及び燐光性化合物であるＧＤ２７０を介して蛍光性化合物であるＴＢＲｂへの三重項励起エネルギー移動が生じることにより、発光素子１７は非常に高い発光効率を得ることができる。
【０４８８】
＜発光素子の信頼性＞
発光素子１７、比較発光素子１８及び発光素子１３の２．０ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。該駆動試験における輝度４０％減少時間（ＬＴ６０）を表１３に示す。
【０４８９】
【表１３】
2019087743.tif 000024
【０４９０】
表１３より、発光素子１７、比較発光素子１８及び発光素子１３は良好な信頼性を有することが分かった。また、発光素子１７は比較発光素子１８よりも良好な信頼性を有することが分かった。また、発光素子１７の方が発光素子１３よりもＬＴ６０が良好であった。よって、ホスト材料にＴＡＤＦ材料を用い、励起錯体を利用することで、信頼性が良好な発光素子を得ることができる。
【符号の説明】
【０４９１】
１００    ＥＬ層
１０１    電極
１０２    電極
１０６    発光ユニット
１０８    発光ユニット
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    電子輸送層
１１４    電子注入層
１１５    電荷発生層
１１６    正孔注入層
１１７    正孔輸送層
１１８    電子輸送層
１１９    電子注入層
１２０    発光層
１３０    発光層
１３１    化合物
１３２    化合物
１３３    化合物
１３４    化合物
１５０    発光素子
１７０    発光層
２５０    発光素子
６０１    ソース側駆動回路
６０２    画素部
６０３    ゲート側駆動回路
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    電極
６１４    絶縁物
６１６    ＥＬ層
６１７    電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
６２５    乾燥材
９００    携帯情報端末
９０１    筐体
９０２    筐体
９０３    表示部
９０５    ヒンジ部
９１０    携帯情報端末
９１１    筐体
９１２    表示部
９１３    操作ボタン
９１４    外部接続ポート
９１５    スピーカ
９１６    マイク
９１７    カメラ
９２０    カメラ
９２１    筐体
９２２    表示部
９２３    操作ボタン
９２４    シャッターボタン
９２６    レンズ
１００１    基板
１００２    下地絶縁膜
１００３    ゲート絶縁膜
１００６    ゲート電極
１００７    ゲート電極
１００８    ゲート電極
１０２０    層間絶縁膜
１０２１    層間絶縁膜
１０２２    電極
１０２４Ｂ    電極
１０２４Ｇ    電極
１０２４Ｒ    電極
１０２４Ｗ    電極
１０２５Ｂ    下部電極
１０２５Ｇ    下部電極
１０２５Ｒ    下部電極
１０２５Ｗ    下部電極
１０２６    隔壁
１０２８    ＥＬ層
１０２９    電極
１０３１    封止基板
１０３２    シール材
１０３３    基材
１０３４Ｂ    着色層
１０３４Ｇ    着色層
１０３４Ｒ    着色層
１０３５    黒色層１０３６    オーバーコート層
１０３７    層間絶縁膜
１０４０    画素部
１０４１    駆動回路部
１０４２    周辺部
１０４４Ｂ    青色画素
１０４４Ｇ    緑色画素
１０４４Ｒ    赤色画素
１０４４Ｗ    白色画素
２１００    ロボット
２１０１    照度センサ
２１０２    マイクロフォン
２１０３    上部カメラ
２１０４    スピーカ
２１０５    ディスプレイ
２１０６    下部カメラ
２１０７    障害物センサ
２１０８    移動機構
２１１０    演算装置
５０００    筐体
５００１    表示部
５００２    表示部
５００３    スピーカ
５００４    ＬＥＤランプ
５００５    操作キー
５００６    接続端子
５００７    センサ
５００８    マイクロフォン
５０１２    支持部
５０１３    イヤホン
５１００    掃除ロボット
５１０１    ディスプレイ
５１０２    カメラ
５１０３    ブラシ
５１０４    操作ボタン
５１２０    ゴミ
５１４０    携帯電子機器
５１５０    携帯情報端末
５１５１    筐体
５１５２    表示領域
５１５３    屈曲部
８５０１    照明装置
８５０２    照明装置
８５０３    照明装置
８５０４    照明装置
【図１】
2019087743.tif 000025
【図２】
2019087743.tif 000026
【図３】
2019087743.tif 000027
【図４】
2019087743.tif 000028
【図５】
2019087743.tif 000029
【図６】
2019087743.tif 000030
【図７】
2019087743.tif 000031
【図８】
2019087743.tif 000032
【図９】
2019087743.tif 000033
【図１０】
2019087743.tif 000034
【図１１】
2019087743.tif 000035
【図１２】
2019087743.tif 000036
【図１３】
2019087743.tif 000037
【図１４】
2019087743.tif 000038
【図１５】
2019087743.tif 000039
【図１６】
2019087743.tif 000040
【図１７】
2019087743.tif 000041
【図１８】
2019087743.tif 000042
【図１９】
2019087743.tif 000043
【図２０】
2019087743.tif 000044
【図２１】
2019087743.tif 000045
【図２２】
2019087743.tif 000046
【図２３】
2019087743.tif 000047
【図２４】
2019087743.tif 000048
【図２５】
2019087743.tif 000049
【図２６】
2019087743.tif 000050
【図２７】
2019087743.tif 000051
【図２８】
2019087743.tif 000052
【図２９】
2019087743.tif 000053
【図３０】
2019087743.tif 000054
【図３１】
2019087743.tif 000055
【図３２】
2019087743.tif 000056
【図３３】
2019087743.tif 000057
【図３４】
2019087743.tif 000058
【図３５】
2019087743.tif 000059
【図３６】
2019087743.tif 000060
【図３７】
2019087743.tif 000061
【図３８】
2019087743.tif 000062
【図３９】
2019087743.tif 000063
【図４０】
2019087743.tif 000064
【図４１】
2019087743.tif 000065
【図４２】
2019087743.tif 000066
【図４３】
2019087743.tif 000067
【図４４】
2019087743.tif 000068
【図４５】
2019087743.tif 000069
【図４６】
2019087743.tif 000070
【図４７】
2019087743.tif 000071
【図４８】
2019087743.tif 000072
【図４９】
2019087743.tif 000073
【図５０】
2019087743.tif 000074