(57)【要約】【課題】駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極間に正孔輸送層と、正孔輸送層上に形成された発光層と、を有し、発光層は、電子輸送性を有する第１の有機化合物と、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性の第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、正孔輸送層は、少なくとも第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準位が高い第５の有機化合物を有する。【選択図】図１
2019208080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に、正孔輸送層と、発光層と、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、三重項励起エネルギーを発光に変える第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の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、
前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、
前記正孔輸送層は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも高いＨＯＭＯ準位を有する第４の有機化合物を有し、
前記励起錯体の発光スペクトルは、前記第３の有機化合物の吸収スペクトルと重なりを有する発光装置。
【請求項２】
一対の電極間に、正孔輸送層と、発光層と、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、三重項励起エネルギーを発光に変える第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の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、
前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、
前記正孔輸送層は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも高いＨＯＭＯ準位を有する第４の有機化合物を有し、
前記励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第３の有機化合物の吸収スペクトルの最も低エネルギー側に位置する吸収帯のピークのエネルギー値との差が０．３ｅＶ以内である発光装置。
【請求項３】
一対の電極間に、正孔輸送層と、発光層と、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、三重項励起エネルギーを発光に変える第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の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、
前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、
前記正孔輸送層は、前記第２の有機化合物のＴ１準位よりも高いＴ１準位を有する第４の有機化合物を有し、
前記励起錯体の発光スペクトルは、前記第３の有機化合物の吸収スペクトルと重なりを有する発光装置。
【請求項４】
一対の電極間に、正孔輸送層と、発光層と、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、三重項励起エネルギーを発光に変える第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の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、
前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、
前記正孔輸送層は、前記第２の有機化合物のＴ１準位よりも高いＴ１準位を有する第４の有機化合物を有し、
前記励起錯体の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、前記第３の有機化合物の吸収スペクトルの最も低エネルギー側に位置する吸収帯のピークのエネルギー値との差が０．３ｅＶ以内である発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる有機化合物を一対の電極間
に挟んでなる発光素子、また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照
明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として
用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特
に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視
野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光体を含む発光層を挟んで電圧を印加するこ
とにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で
再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを
放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起状態と三重項励起状態が知ら
れ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられており、一重項励起状態（Ｓ
＊）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ＊）からの発光が燐光と呼ばれている。
【０００４】
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる為に、素子構造の改良や材
料開発等が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８２６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１において報告されているように、素子構造の改良などは進んできてはいるも
のの、発光効率、信頼性、発光特性といった面での改善の余地が残されており、より優れ
た発光素子の開発が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明の一態様では、駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い発光素子を提供す
ることを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、一対の電極間に正孔輸送層と、正孔輸送層上に形成された発光層と
、を有し、発光層は、電子輸送性を有する第１の有機化合物と、正孔輸送性を有する第２
の有機化合物と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性の第３の有機化合物と、を
有し、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
正孔輸送層は、少なくとも第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、
第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準位が高い第５の有機化合物を有することを特徴とする
発光素子である。
【０００９】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極間に正孔注入層と、正孔注入層上に形成され
た正孔輸送層と、正孔輸送層上に形成された発光層と、発光層上に形成された電子輸送層
と、電子輸送層上に形成された電子注入層と、を有し、発光層は、電子輸送性を有する第
１の有機化合物と、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、三重項励起エネルギーを発
光に変える発光性の第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
は、励起錯体を形成する組み合わせであり、正孔輸送層は、少なくとも第２の有機化合物
のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準位が高い
第５の有機化合物を有することを特徴とする発光素子である。
【００１０】
なお、上記各構成において、第１の有機化合物をホスト材料として用い、第２の有機化
合物をアシスト材料として用い、第３の有機化合物をゲスト材料として用いると好ましい
。すなわち、発光層における第３の有機化合物の質量分率（または体積分率）が、第１の
有機化合物および第２の有機化合物のそれに比して少ないことが好ましい。
【００１１】
また、上記各構成において、第１の有機化合物（ホスト材料）と第２の有機化合物（ア
シスト材料）により形成された励起錯体の発光波長は、第１の有機化合物（ホスト材料）
と第２の有機化合物（アシスト材料）のそれぞれの発光波長（蛍光波長）に比べて、長波
長側に存在するため、第１の有機化合物（ホスト材料）の蛍光スペクトルや第２の有機化
合物（アシスト材料）の蛍光スペクトルを、より長波長側に位置する発光スペクトルに変
換することができる。
【００１２】
したがって、本発明の一態様である発光素子は、発光層において励起錯体を形成するこ
とにより、第１の有機化合物（ホスト材料）と第２の有機化合物（アシスト材料）それぞ
れの発光波長（蛍光波長）よりも長波長側に存在する励起錯体の発光スペクトルと、第３
の有機化合物（ゲスト材料）の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動を行
うことができ、エネルギー移動効率が高く、発光効率の高い発光素子を実現することがで
きる。
【００１３】
また、正孔輸送層において、該正孔輸送層は、少なくとも第２の有機化合物（アシスト
材料）のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、第２の有機化合物（アシスト材料）よ
りもＨＯＭＯ準位が高い第５の有機化合物を有する。正孔輸送層の第４の有機化合物から
、発光層の第２の有機化合物（アシスト材料）に正孔が注入されることによって、正孔が
発光層の内部へ入りやすくなり、発光効率を高めることができる。また、正孔輸送層の第
５の有機化合物は、第２の有機化合物（アシスト材料）よりもＨＯＭＯ準位が高いため、
発光層の駆動電圧（単に電圧ともいう）、とくに駆動開始電圧を低くすることができる。
この効果は、正孔輸送層が２種類以上の上記有機化合物を有し、且つ上記ＨＯＭＯ準位の
関係でのみ得られる効果である。
【００１４】
また、上記各構成において、第４の有機化合物は、第１の有機化合物及び第２の有機化
合物よりも最低三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）が高いと好ましい。このような構
成にすることで、発光層の三重項励起エネルギーが正孔輸送層にまで拡散するのを抑制す
ることができるため、素子の発光効率を高めることができる。なお、発光層の三重項励起
エネルギーが正孔輸送層にまで拡散することを防ぐためには、正孔輸送層における第４の
有機化合物の質量分率（または体積分率）は、２０％以上（１００％未満）であることが
好ましい。
【００１５】
また、上記各構成において、第１の有機化合物（ホスト材料）がπ不足型複素芳香族化
合物であり、第２の有機化合物（アシスト材料）がπ過剰型複素芳香族化合物または芳香
族アミン化合物であり、第３の有機化合物（ゲスト材料）が燐光性化合物であると好まし
い。
【００１６】
また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置、発光装置を有する電子機器、及
び照明装置も範疇に含めるものである。したがって、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、発光装置にコネクター
、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ
（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  
Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰ
の先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏ
ｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装
置に含むものとする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様である発光素子は、発光層において、励起錯体を形成することにより、
第１の有機化合物（ホスト材料）と第２の有機化合物（アシスト材料）それぞれの発光波
長（蛍光波長）よりも長波長側に存在する励起錯体の発光スペクトルと、第３の有機化合
物（ゲスト材料）の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動を行うことがで
きるため、エネルギー移動効率が高く、発光効率の高い発光素子を実現することができる
。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の一態様の概念を説明する図。
【図３】ＤＢｑ（略称）一分子、ＴＰＡ（略称）一分子、及びＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のエネルギー準位を説明する図。
【図４】ＤＢｑ（略称）一分子、ＴＰＡ（略称）一分子、及びＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの分布を説明する図。
【図５】本発明の一態様の正孔輸送層と発光層のエネルギー準位の概念を説明する図。
【図６】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図７】発光素子の構造について説明する図。
【図８】発光素子の構造について説明する図。
【図９】発光装置について説明する図。
【図１０】電子機器について説明する図。
【図１１】電子機器について説明する図。
【図１２】照明器具について説明する図。
【図１３】実施例における発光素子の構造について説明する図。
【図１４】実施例１に示す発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
【図１５】実施例１に示す発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１６】実施例１に示す発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１７】実施例１に示す発光素子の電圧−電流特性を示す図。
【図１８】実施例１に示す発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１９】実施例１に示す発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
【図２０】２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）の燐光発光スペクトルを示す図。
【図２１】ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）の燐光発光スペクトルを示す図。
【図２２】ＢＰＡＦＬＰ（略称）の燐光発光スペクトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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の記載内
容に限定して解釈されるものではない。
【００２０】
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。
【００２１】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の
混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を構成する上での概念および具体的
な発光素子の構成について説明する。まず、本発明の一態様である発光素子の素子構造に
ついて、図１を用いて説明する。
【００２３】
図１に示す素子構造は、一対の電極（第１の電極１０１、第２の電極１０３）間に正孔
輸送層１１２と、正孔輸送層１１２上に形成された発光層１１３と、を有し、発光層１１
３は、電子輸送性を有する第１の有機化合物１２０と、正孔輸送性を有する第２の有機化
合物１２２と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性の第３の有機化合物１２４と
、を有し、第１の有機化合物１２０と第２の有機化合物１２２は、励起錯体を形成する組
み合わせであり、正孔輸送層１１２は、少なくとも第２の有機化合物１２２のＨＯＭＯ準
位以下の第４の有機化合物１２６と、第２の有機化合物１２２よりもＨＯＭＯ準位が高い
第５の有機化合物１２８を有する。
【００２４】
なお、図１において、第１の電極１０１と正孔輸送層１１２の間に設けられた領域には
、正孔注入層や、正孔輸送層を必要に応じて形成することができる。また、図１において
、第２の電極１０３と発光層１１３の間に設けられた領域には、電子注入層や電子輸送層
を必要に応じて形成することができる。
【００２５】
なお、第１の有機化合物１２０をホスト材料として用い、第２の有機化合物１２２をア
シスト材料として用い、第３の有機化合物１２４をゲスト材料として用いるとよい。すな
わち、発光層における第３の有機化合物の質量分率（または体積分率）が、第１の有機化
合物および第２の有機化合物のそれに比して少ないことが好ましい。以下の説明において
、第１の有機化合物１２０をホスト材料、第２の有機化合物１２２をアシスト材料、第３
の有機化合物１２４をゲスト材料として呼ぶ場合がある。
【００２６】
第１の有機化合物１２０（ホスト材料）は、例えば１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移
動度を有する電子輸送性材料を用いることができる。また、第２の有機化合物１２２（ア
シスト材料）は、例えば１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する正孔輸送性材料
を用いることができる。
【００２７】
なお、上記構成において、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）及び第２の有機化合
物１２２（アシスト材料）のそれぞれの最低三重項励起エネルギーの準位（Ｔ１準位）は
、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。第１の
有機化合物１２０（ホスト材料）及び第２の有機化合物１２２（アシスト材料）のＴ１準
位が、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与する
第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の三重項励起エネルギーを第１の有機化合物１２
０（ホスト材料）及び第２の有機化合物１２２（アシスト材料）が消光（クエンチ）して
しまい、発光効率の低下を招くためである。
【００２８】
また、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率を高めるため、分子間の移動
機構として知られているフェルスター機構（双極子−双極子相互作用）およびデクスター
機構（電子交換相互作用）を考慮した上で、ホスト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）とゲスト材料の吸収スペクトル（より詳細には、
最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯におけるスペクトル）との重なりが大きくなるこ
とが好ましい。
【００２９】
しかしながら、ゲスト材料として、例えば燐光性化合物を用いた場合、ホスト材料の蛍
光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペ
クトルと重ねることは困難である。なぜならば、そのようにしてしまうと、ホスト材料の
燐光スペクトルは蛍光スペクトルよりも長波長（低エネルギー）側に位置するため、ホス
ト材料のＴ１準位が燐光性化合物のＴ１準位を下回ってしまい、上述したクエンチの問題
が生じてしまうからである。一方、クエンチの問題を回避するため、ホスト材料のＴ１準
位がゲスト材料として用いた燐光性化合物のＴ１準位を上回るように設計すると、今度は
ホスト材料の蛍光スペクトルが短波長（高エネルギー）側にシフトするため、その蛍光ス
ペクトルはゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトル
と重ならなくなる。したがって、ホスト材料の蛍光スペクトルをゲスト材料の最も長波長
（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ね、ホスト材料の一重項励起状
態からのエネルギー移動を最大限に高めることは、通常困難である。
【００３０】
そこで本発明においては、第１の有機化合物１２０、および第２の有機化合物１２２は
、励起錯体（ｅｘｃｉｐｌｅｘ：エキサイプレックスとも言う）を形成する組み合わせで
ある。励起錯体について、図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）を用いて以下説明を行う。
【００３１】
図２（Ａ）は、励起錯体の概念を示す模式図であり、第１の有機化合物１２０（又は第
２の有機化合物１２２）の蛍光スペクトル、第１の有機化合物１２０（又は第２の有機化
合物１２２）の燐光スペクトル、第３の有機化合物１２４の吸収スペクトル、及び励起錯
体の発光スペクトルを表す。
【００３２】
例えば、発光層１１３において、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）の蛍光スペク
トル及び第２の有機化合物１２２（アシスト材料）の蛍光スペクトルは、より長波長側に
位置する励起錯体の発光スペクトルに変換される。そして、励起錯体の発光スペクトルと
第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の吸収スペクトルとの重なりが大きくなるように
、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）と第２の有機化合物１２２（アシスト材料）を
選択すれば、一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることができる（図２
（Ａ）参照）。
【００３３】
なお、三重項励起状態に関しても、ホスト材料ではなく励起錯体からのエネルギー移動
が生じると考えられる。
【００３４】
したがって、形成された励起錯体の発光波長は、第１の有機化合物１２０（ホスト材料
）と、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）のそれぞれの発光波長（蛍光波長）に比
べて、長波長側に存在することから、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）の蛍光スペ
クトルや第２の有機化合物１２２（アシスト材料）の蛍光スペクトルを、より長波長側に
位置する発光スペクトルとすることができる。
【００３５】
さらに、励起錯体は一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの差が極めて小さい
と考えられる。換言すれば、励起錯体の一重項状態からの発光スペクトルと三重項状態か
らの発光スペクトルは、極めて近接することになる。したがって、上述したように励起錯
体の発光スペクトル（一般には、励起錯体の一重項状態からの発光スペクトル）を、第３
の有機化合物１２４（ゲスト材料）の最も長波長側に位置する吸収帯に重ねるよう設計し
た場合、励起錯体の三重項状態からの発光スペクトル（常温では観測されず、低温でも観
測されない場合が多い）も、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の最も長波長側に位
置する吸収帯に重なることになる。つまり、一重項励起状態からのエネルギー移動だけで
なく、三重項励起状態からのエネルギー移動の効率も高まり、結果的に、一重項・三重項
の双方を効率よく発光させることができる。
【００３６】
このように、本発明の一態様である発光素子は、発光層１１３において形成された励起
錯体の発光スペクトルと、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の吸収スペクトルとの
重なりを利用して、エネルギー移動をするために、エネルギー移動効率が高い。
【００３７】
また、励起錯体は励起状態でのみ存在するため、エネルギーを吸収できる基底状態が存
在しない。したがって、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の一重項励起状態及び三
重項励起状態から励起錯体へのエネルギー移動により第３の有機化合物１２４（ゲスト材
料）が発光する前に失活する（すなわち発光効率を損なう）という現象は、原理的に生じ
ないと考えられる。
【００３８】
なお、上述した励起錯体は、励起状態における異種分子間の相互作用によって形成され
る。また、励起錯体は、比較的低いＬＵＭＯ（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐ
ｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、最低空分子軌道）準位をもつ材料と、高
いＨＯＭＯ（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｔｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏ
ｒｂｉｔａｌ、最高被占有軌道）準位をもつ材料との間で形成しやすいことが一般に知ら
れている。
【００３９】
ここで、第１の有機化合物１２０、第２の有機化合物１２２、及び励起錯体のエネルギ
ー準位の概念について、図２（Ｂ）を用いて説明を行う。なお、図２（Ｂ）は、第１の有
機化合物１２０、第２の有機化合物１２２、及び励起錯体のエネルギー準位を模式的に示
した図である。
【００４０】
第１の有機化合物１２０（ホスト材料）と、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）
のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位は、それぞれ異なる。具体的には、第１の有機化合物１
２０のＨＯＭＯ準位＜第２の有機化合物１２２のＨＯＭＯ準位＜第１の有機化合物１２０
のＬＵＭＯ準位＜第２の有機化合物１２２のＬＵＭＯ準位という順でエネルギー準位が異
なる。そして、この２つの有機化合物により励起錯体が形成された場合、励起錯体のＬＵ
ＭＯ準位は、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）に由来し、ＨＯＭＯ準位は、第２の
有機化合物１２２（アシスト材料）に由来する（図２（Ｂ）参照）。
【００４１】
また、励起錯体の発光波長は、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位間のエネルギー差に依存す
る。大まかな傾向として、エネルギー差が大きいと発光波長は短くなり、エネルギー差が
小さいと発光波長は長くなる。
【００４２】
したがって、励起錯体のエネルギー差は、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）のエ
ネルギー差、及び第２の有機化合物１２２（アシスト材料）のエネルギー差よりも小さく
なる。つまり、第１の有機化合物１２０と第２の有機化合物１２２のそれぞれの発光波長
に比べて、励起錯体の発光波長は長波長となる。
【００４３】
ここで、実際に励起錯体がこのような特性を有しているかどうかに関し、分子軌道計算
を用いて検証した。一般に、複素芳香族化合物と芳香族アミンとの組み合わせは、芳香族
アミンのＬＵＭＯ準位に比べて低い複素芳香族化合物のＬＵＭＯ準位（電子が入りやすい
性質）と、複素芳香族化合物のＨＯＭＯ準位に比べて高い芳香族アミンのＨＯＭＯ準位（
ホールが入りやすい性質）の影響で、励起錯体を形成することが多い。そこで、本発明の
一態様における第１の有機化合物１２０のモデルとして複素芳香族化合物のＬＵＭＯを構
成する代表的な骨格のジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＤＢｑ）を用い、本発明
の一態様における第２の有機化合物１２２のモデルとして芳香族アミンのＨＯＭＯを構成
する代表的な骨格のトリフェニルアミン（略称：ＴＰＡ）を用い、これらを組み合わせて
計算を行った。
【００４４】
まず、ＤＢｑ（略称）一分子とＴＰＡ（略称）一分子の最低励起一重項状態（Ｓ１）と
最低励起三重項状態（Ｔ１）における最適分子構造及び励起エネルギーを、時間依存密度
汎関数法（ＴＤ−ＤＦＴ）を用いて計算した。さらに、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）
の二量体についても励起エネルギーを計算した。
【００４５】
ＤＦＴ（密度汎関数法）の全エネルギーはポテンシャルエネルギー、電子間静電エネル
ギー、電子の運動エネルギー、及び、複雑な電子間の相互作用を全て含む交換相関エネル
ギーの和で表される。ＤＦＴでは、交換相関相互作用を電子密度で表現された一電子ポテ
ンシャルの汎関数（関数の関数の意）で近似しているため、計算は高速かつ高精度である
。ここでは、混合汎関数であるＢ３ＬＹＰを用いて、交換と相関エネルギーに係る各パラ
メータの重みを規定した。
【００４６】
また、基底関数として、６−３１１（それぞれの原子価軌道に三つの短縮関数を用いた
ｔｒｉｐｌｅ  ｓｐｌｉｔ  ｖａｌｅｎｃｅ基底系の基底関数）を全ての原子に適用した
。
【００４７】
上述の基底関数により、例えば、水素原子であれば、１ｓ〜３ｓの軌道が考慮され、ま
た、炭素原子であれば、１ｓ〜４ｓ、２ｐ〜４ｐの軌道が考慮されることになる。さらに
、計算精度向上のため、分極基底系として、水素原子にはｐ関数を、水素原子以外にはｄ
関数を加えた。
【００４８】
なお、量子化学計算プログラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ  ０９を使用した。計算は
、ハイパフォーマンスコンピュータ（ＳＧＩ社製、Ａｌｔｉｘ４７００）を用いて行った
。
【００４９】
まず、ＤＢｑ（略称）一分子、ＴＰＡ（略称）一分子、及びＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（
略称）の二量体に関し、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を算出した。ＨＯＭＯ準位及びＬ
ＵＭＯ準位を図３に示す。
【００５０】
図３に示すように、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体は、ＴＰＡ（略称）のＬ
ＵＭＯ準位に比べて低いＤＢｑ（略称）のＬＵＭＯ準位（−１．９９ｅＶ）と、ＤＢｑ（
略称）のＨＯＭＯ準位に比べて高いＴＰＡ（略称）のＨＯＭＯ準位（−５．２１ｅＶ）と
の影響で、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の励起錯体を形成することが示唆される。
【００５１】
次に、ＤＢｑ（略称）一分子、ＴＰＡ（略称）一分子、及びＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（
略称）の二量体のＨＯＭＯ及びＬＵＭＯの分布を図４に示す。
【００５２】
なお、図４（Ａ）はＤＢｑ（略称）一分子のＬＵＭＯの分布を示し、図４（Ｂ）はＤＢ
ｑ（略称）一分子のＨＯＭＯの分布を示し、図４（Ｃ）はＴＰＡ（略称）一分子のＬＵＭ
Ｏの分布を示し、図４（Ｄ）はＴＰＡ（略称）一分子のＨＯＭＯの分布を示し、図４（Ｅ
）はＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のＬＵＭＯの分布を示し、図４（Ｆ）はＤ
Ｂｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のＨＯＭＯの分布を、それぞれ示している。
【００５３】
図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）に示すように、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体の
ＬＵＭＯはＤＢｑ（略称）側に、ＨＯＭＯはＴＰＡ（略称）側に分布し、図３に示す結果
を示唆している。
【００５４】
また、本発明の一態様における励起錯体の形成過程には、以下の２つの過程が考えられ
る。
【００５５】
１つ目の励起錯体の形成過程は、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）及び第２の有
機化合物１２２（アシスト材料）がキャリアを持った状態（カチオンまたはアニオン）か
ら、励起錯体を形成する形成過程である。
【００５６】
一般的には、電子及び正孔がホスト材料中で再結合した場合、励起状態のホスト材料か
らゲスト材料に励起エネルギーが移動し、ゲスト材料が励起状態に至り、発光するが、ホ
スト材料からゲスト材料に励起エネルギーが移動する前に、ホスト材料自体が発光する、
または励起エネルギーが熱エネルギーとなることで、励起エネルギーの一部を失活してし
まう。
【００５７】
しかし、本発明の一態様においては、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）及び第２
の有機化合物１２２（アシスト材料）がキャリアを持った状態（カチオンまたはアニオン
）から励起錯体を形成するため、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）の一重項励起子
の形成を抑制することができる。つまり、一重項励起子を形成することなく、直接励起錯
体を形成する過程が存在しうる。これにより、上記一重項励起エネルギーの失活も抑制す
ることができる。したがって、寿命が長い発光素子を実現することができる。
【００５８】
例えば、第１の有機化合物１２０が、電子輸送性材料の中でも電子（キャリア）を捕獲
しやすい性質を有する（ＬＵＭＯ準位の低い）電子トラップ性の化合物であり、第２の有
機化合物１２２が、正孔輸送性の材料の中でも正孔（キャリア）を捕獲しやすい性質を有
する（ＨＯＭＯ準位の高い）正孔トラップ性の化合物である場合には、第１の有機化合物
１２０のアニオンと第２の有機化合物１２２のカチオンから、直接励起錯体が形成される
ことになる。このような過程で形成される励起錯体のことを特にエレクトロプレックス（
ｅｌｅｃｔｒｏｐｌｅｘ）と呼ぶこととする。
【００５９】
このようにして第１の有機化合物１２０（ホスト材料）の一重項励起状態の発生を抑制
し、エレクトロプレックスから第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）にエネルギー移動
を行うことにより、発光効率が高い発光素子が得られる。なお、この場合、第１の有機化
合物１２０（ホスト材料）の三重項励起状態の発生も同様に抑制され、直接励起錯体が形
成されるため、励起錯体から第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）にエネルギー移動す
ると考えられる。
【００６０】
２つ目の励起錯体の形成過程は、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）及び第２の有
機化合物１２２（アシスト材料）の一方が一重項励起子を形成した後、基底状態の他方と
相互作用して励起錯体を形成する素過程である。エレクトロプレックスとは異なり、この
場合は一旦、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）または第２の有機化合物１２２（ア
シスト材料）の一重項励起状態が生成してしまうが、これは速やかに励起錯体に変換され
るため、やはり一重項励起エネルギーの失活を抑制することができる。したがって、第１
の有機化合物１２０または第２の有機化合物１２２が励起エネルギーを失活することを抑
制することができる。なお、この場合、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）の三重項
励起状態も同様に、速やかに励起錯体に変換され、励起錯体から第３の有機化合物１２４
（ゲスト材料）にエネルギー移動すると考えられる。
【００６１】
なお、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）が電子トラップ性の化合物であり、一方
で第２の有機化合物１２２（アシスト材料）が正孔トラップ性の化合物であり、これら化
合物のＨＯＭＯ準位の差、及びＬＵＭＯ準位の差が大きい場合（具体的には差が０．３ｅ
Ｖ以上）、電子は選択的に第１の有機化合物１２０（ホスト材料）に入り、正孔は選択的
に第２の有機化合物１２２（アシスト材料）に入る。この場合、一重項励起子を経て励起
錯体が形成される過程よりも、エレクトロプレックスが形成される過程の方が優先される
と考えられる。
【００６２】
次に、励起エネルギーの計算結果を示す。ＤＢｑ（略称）一分子のＳ１の励起エネルギ
ーは、３．２９４ｅＶであり、蛍光波長は、３７６．４ｎｍであった。また、ＤＢｑ（略
称）一分子のＴ１の励起エネルギーは、２．４６０ｅＶであり、燐光波長は、５０４．１
ｎｍであった。一方、ＴＰＡ（略称）一分子のＳ１の励起エネルギーは、３．５０８ｅＶ
であり、蛍光波長は、３５３．４ｎｍであった。また、ＴＰＡ（略称）一分子のＴ１の励
起エネルギーは、２．６１０ｅＶであり、燐光波長は、４７４．７ｎｍであった。
【００６３】
ここで、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のＳ１とＴ１における最適分子構造
から得られた励起エネルギーを示す。ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のＳ１の
励起エネルギーは、２．０３６ｅＶであり、蛍光波長は、６０９．１ｎｍであった。また
、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体のＴ１の励起エネルギーは、２．０３０ｅＶ
であり、燐光波長は、６１０．０ｎｍであった。
【００６４】
以上のことから、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体の蛍光波長は、ＤＢｑ（略
称）一分子やＴＰＡ（略称）一分子の蛍光波長に比べ、より長波長側に存在することがわ
かる。そして、ＤＢｑ（略称）とＴＰＡ（略称）の二量体の蛍光波長と燐光波長の差はわ
ずか０．９ｎｍであり、ほぼ同じ波長であることがわかる。
【００６５】
この結果から、励起錯体は一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーをほぼ同じエ
ネルギーに集約することができると言える。したがって、上述したように、励起錯体はそ
の一重項状態、及び三重項状態の双方から、燐光性化合物に対して効率よくエネルギー移
動できることが示唆された。
【００６６】
このような効果は、励起錯体をエネルギー移動の媒体に用いることによる特異な効果で
ある。一般的には、ホスト材料の一重項励起状態あるいは三重項励起状態から、燐光性化
合物へのエネルギー移動が考慮されている。一方、本発明の一態様では、ホスト材料と他
の材料との励起錯体をまず形成させ、その励起錯体からのエネルギー移動を用いている点
で従来と大きく異なる。そして、この相違点により、従来にない高い発光効率が得られて
いるのである。
【００６７】
なお、一般に、励起錯体を発光素子の発光層に用いると、発光色を制御できるなどの利
用価値はあるものの、発光効率は大きく低下するのが常である。したがって、励起錯体を
用いた発光素子は、高効率な発光素子を得るには適さないと従来は考えられてきた。しか
しながら、本発明の一態様で示すように、励起錯体をエネルギー移動の媒体に用いること
で、逆に極限まで発光効率を高めることができることを本発明者等は見出した。これは、
従来の固定概念とは相反する技術思想である。
【００６８】
なお、励起錯体の発光スペクトルと第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の吸収スペ
クトルを十分に重ねるためには、発光スペクトルのピークのエネルギー値と、吸収スペク
トルの最も低エネルギー側の吸収帯のピークのエネルギー値との差が０．３ｅＶ以内であ
ることが好ましい。より好ましくは０．２ｅＶ以内であり、最も好ましいのは０．１ｅＶ
以内である。
【００６９】
また、本発明の一態様である発光素子において、励起錯体の励起エネルギーは第３の有
機化合物１２４（ゲスト材料）に十分にエネルギー移動し、励起錯体からの発光は実質的
に観察されないことが好ましい。したがって、励起錯体を介して第３の有機化合物１２４
（ゲスト材料）にエネルギーを移動して、第３の有機化合物１２４が、燐光を発すること
が好ましい。なお、第３の有機化合物１２４としては、三重項励起エネルギーを発光に変
える発光性の材料であればよく、特に燐光性化合物であることが好ましい。
【００７０】
次に、本発明の一態様である正孔輸送層１１２と発光層１１３のエネルギー準位の概念
について、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、及び図５（Ｃ）を用いて説明を行う。なお、図５（
Ａ）、図５（Ｂ）、及び図５（Ｃ）は、正孔輸送層１１２（正孔輸送層１１２ａ、１１２
ｂ、１１２ｃ）と発光層１１３のエネルギー準位を模式的に示した図である。
【００７１】
なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、及び図５（Ｃ）に示す発光層１１３は、上記説明した
励起錯体を形成する第１の有機化合物１２０と第２の有機化合物１２２との組み合わせで
ある。
【００７２】
図５（Ａ）に示す正孔輸送層１１２ａのエネルギー準位は、第２の有機化合物１２２（
アシスト材料）よりもＴ１準位が高く、且つ第２の有機化合物１２２（アシスト材料）よ
りもＨＯＭＯ準位が低い１種類の有機化合物により正孔輸送層１１２ａを形成する構成に
ついて、例示している。
【００７３】
図５（Ａ）に示す構成の場合、励起錯体を形成する発光層１１３のＨＯＭＯ準位よりも
正孔輸送層１１２ａのＨＯＭＯ準位が低いため、正孔輸送層１１２ａから発光層１１３の
より内部へ正孔が入りやすくなり、発光層１１３の発光効率を高めることができる。一方
、駆動開始電圧は、図５（Ａ）に示すＥ１（励起錯体を形成する発光層１１３のＬＵＭＯ
準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差）のエネルギーによって決定され、そのエネルギー
に相当する電圧よりも低くすることはできない。例えば、Ｅ１が２ｅＶであれば、駆動開
始電圧を２Ｖよりも低くすることはできない。図５（Ａ）に示す構成の場合、Ｅ１のエネ
ルギーに比べ、Ｅ２ａ（励起錯体を形成する発光層１１３のＬＵＭＯ準位と正孔輸送層１
１２ａのＨＯＭＯ準位とのエネルギー差）のエネルギーの方が大きいためである。
【００７４】
次に、図５（Ｂ）に示す正孔輸送層１１２ｂのエネルギー準位は、第２の有機化合物１
２２（アシスト材料）よりもＴ１準位が高く、且つ第２の有機化合物１２２（アシスト材
料）よりもＨＯＭＯ準位が高い一種類の有機化合物により正孔輸送層１１２ｂを形成する
構成について、例示している。
【００７５】
図５（Ｂ）に示す構成の場合、励起錯体を形成する発光層１１３のＨＯＭＯ準位よりも
正孔輸送層１１２ｂのＨＯＭＯ準位が高いため、駆動電圧（特に、駆動開始電圧）は、正
孔輸送層１１２ｂのＨＯＭＯ準位に影響される。具体的には、図５（Ｂ）に示すＥ２ｂ（
励起錯体を形成する発光層１１３のＬＵＭＯ準位と正孔輸送層１１２ｂのＨＯＭＯ準位と
のエネルギー差）のエネルギーによって、駆動開始電圧が決定される。したがって、図５
（Ｂ）に示す構成の場合、Ｅ１（励起錯体を形成する発光層１１３のＬＵＭＯ準位とＨＯ
ＭＯ準位とのエネルギー差）のエネルギーよりもＥ２ｂのエネルギーが小さいため、駆動
開始電圧を低くすることができる。しかしながら、正孔輸送層１１２ｂから発光層１１３
へ正孔が移動しづらく、特に高輝度（実用輝度）領域で発光効率が低下してしまう。
【００７６】
次に、図５（Ｃ）に示す正孔輸送層１１２ｃのエネルギー準位は、本発明の一態様の概
念を表しており、少なくとも第２の有機化合物１２２（アシスト材料）のＨＯＭＯ準位以
下の第４の有機化合物１２６と、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）よりもＨＯＭ
Ｏ準位が高い第５の有機化合物１２８を有する正孔輸送層１１２ｃを形成する構成につい
て、例示している。
【００７７】
図５（Ｃ）に示す構成の場合、正孔輸送層１１２ｃのＨＯＭＯ準位は、第４の有機化合
物１２６の影響により、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）のＨＯＭＯ準位以下と
することができる。したがって、正孔輸送層１１２ｃから発光層１１３のより内部へ正孔
が入りやすくなり、発光層１１３の発光効率を高めることができる。また、駆動電圧（特
に、駆動開始電圧）は、正孔輸送層１１２ｃのＨＯＭＯ準位に影響される。正孔輸送層１
１２ｃは、第５の有機化合物１２８の影響によりＨＯＭＯ準位が決定される。また、正孔
輸送層１１２ｃは、第４の有機化合物１２６の影響よりＬＵＭＯ準位が決定される。図５
（Ｃ）に示すＥ２ｃ（励起錯体を形成する発光層１１３のＬＵＭＯ準位と第５の有機化合
物１２８のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差）のエネルギーによって、駆動開始電圧が決定
される。したがって、図５（Ｃ）に示す構成の場合、Ｅ１（励起錯体を形成する発光層１
１３のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差）のエネルギーよりもＥ２ｃのエネ
ルギーが小さいため、駆動開始電圧を低くすることができる。
【００７８】
図５（Ｃ）に示す構成とすることで、発光層１１３の発光エネルギーよりも低い電気エ
ネルギーで再結合電流を流すことが可能となる。一般には、駆動開始電圧は発光層１１３
の発光エネルギーに相当する電圧となり、それ以下の電圧で動作を開始することはないと
考えられている。しかしながら本発明の一態様における駆動開始電圧は、正孔輸送層１１
２ｃに含まれる第５の有機化合物１２８により決定されるため、従来常識であった駆動開
始電圧よりも低くすることができる。また、駆動開始時には第５の有機化合物１２８が励
起エネルギー形成に寄与しているため、発光効率は低いと考えられるが、駆動開始時はほ
とんど視認できない輝度であるため、実用上問題はない。実際、実用輝度領域（具体的に
は１ｃｄ／ｍ２以上）では、第４の有機化合物１２６から発光層１１３への正孔注入が主
となり、第５の有機化合物１２８は発光層１１３への正孔注入や励起状態に関与しにくく
なるため、高い発光効率を得ることができる。
【００７９】
このように、本実施の形態に示す発光素子は、正孔輸送層１１２ｃにおいて、正孔輸送
層１１２ｃは、少なくとも第２の有機化合物１２２（アシスト材料）のＨＯＭＯ準位以下
の第４の有機化合物１２６と、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）よりもＨＯＭＯ
準位が高い第５の有機化合物１２８を有する。正孔輸送層１１２ｃの第４の有機化合物１
２６から、発光層１１３の第２の有機化合物１２２（アシスト材料）に正孔が注入される
ことによって、発光効率を高めることができる。また、正孔輸送層１１２ｃの第５の有機
化合物１２８は、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）よりもＨＯＭＯ準位が高いた
め、発光層の駆動電圧、とくに駆動開始電圧を低くすることができる。この効果は、正孔
輸送層が２種類以上の上記有機化合物を有し、且つ上記ＨＯＭＯ準位の関係でのみ得られ
る効果である。
【００８０】
また、本発明の一態様である発光素子において、第１の有機化合物１２０（ホスト材料
）に燐光性化合物を用いると、第１の有機化合物１２０自体が発光しやすくなり、第３の
有機化合物１２４（ゲスト材料）にエネルギー移動されにくくなる。この場合、第１の有
機化合物１２０が効率よく発光すればよいが、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）は
濃度消光の問題が発生するため、高い発光効率を達成するのは困難である。したがって、
第１の有機化合物１２０（ホスト材料）、及び第２の有機化合物１２２（アシスト材料）
の少なくとも一方が蛍光性化合物（すなわち、一重項励起状態から発光や熱失活が起こり
やすい化合物）である場合が有効となる。したがって、第１の有機化合物１２０および第
２の有機化合物１２２の少なくとも一方が蛍光性化合物であることが好ましい。
【００８１】
以上のように、本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルと第３の
有機化合物（ゲスト材料）の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により
、エネルギー移動効率を高めることができるため、発光効率の高い発光素子を実現するこ
とができる。
【００８２】
また、本実施の形態で示した発光素子は、発光層に用いる正孔輸送性を有する第２の有
機化合物のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準
位が高い第５の有機化合物を、正孔輸送層に有する構成である。このような構成とするこ
とで、発光素子の電流効率を高くし、且つ発光素子の電圧、特に駆動開始電圧を低くする
ことができる。
【００８３】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【００８４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に示す発光素子の変形例について、図６を用いて説明
する。なお、実施の形態１で示す発光素子と同様の機能を有する部分については、同様の
符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００８５】
本実施の形態に示す発光素子は、図６に示すように、一対の電極（第１の電極１０１、
第２の電極１０３）間に正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上に形成された正孔輸送
層１１２と、正孔輸送層１１２上に形成された発光層１１３と、発光層１１３上に形成さ
れた電子輸送層１１４と、電子輸送層１１４上に形成された電子注入層１１５と、を有し
、発光層１１３は、電子輸送性を有する第１の有機化合物１２０と、正孔輸送性を有する
第２の有機化合物１２２と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性の第３の有機化
合物１２４と、を有し、第１の有機化合物１２０と第２の有機化合物１２２は、励起錯体
を形成する組み合わせであり、正孔輸送層１１２は、少なくとも第２の有機化合物１２２
のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物１２６と、第２の有機化合物１２２よりもＨＯＭ
Ｏ準位が高い第５の有機化合物１２８を有する。
【００８６】
なお、発光層１１３において、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）を第１の有機化
合物１２０（ホスト材料）及び第２の有機化合物１２２（アシスト材料）に分散させた構
成とすることにより、発光層１１３の濃度が高いことによる濃度消光を抑制し、発光素子
の発光効率を高めることができる。
【００８７】
また、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）、及び第２の有機化合物１２２（アシス
ト材料）は、励起錯体を形成する組み合わせである。
【００８８】
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。
【００８９】
基板１００は発光素子の支持体として用いられる。基板１００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、ポリエーテルスルフォン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（ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ
塩化ビニル等からなる）、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。
【００９０】
第１の電極１０１及び第２の電極１０３には、金属、合金、電気伝導性化合物、および
これらの混合物などを用いることができる。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（Ｉ
ＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化イン
ジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有し
た酸化インジウム、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）
、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、
パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）の他、元素周期表の第１族または第２族に属する元
素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウ
ム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およ
びこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（
Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金、その他グラフェン等を用いることができ
る。なお、第１の電極１０１及び第２の電極１０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法
（真空蒸着法を含む）等により形成することができる。なお、本実施の形態においては、
第１の電極１０１を陽極として用い、第２の電極１０３を陰極として用いる。
【００９１】
正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２に用いる正孔輸送性の高い物質としては、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，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡ
ＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ
］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９
’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）な
どの芳香族アミン化合物、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：ＰＣｚＰＣＮ
１）等が挙げられる。その他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：Ｃ
ＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：Ｔ
ＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カル
バゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体、等を用いることができる。また、
後述する正孔輸送性材料を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ
２／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、これら以外のものを用いてもよい。
【００９２】
さらに、正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾー
ル）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、
ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−
フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ
’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐ
ｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００９３】
また、正孔注入層１１１に用いることができるアクセプター性物質としては、遷移金属
酸化物や元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができ
る。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。
【００９４】
また、正孔輸送層１１２は、上述した物質の中から、第２の有機化合物１２２（アシス
ト材料）のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物１２６と、第２の有機化合物１２２（ア
シスト材料）よりもＨＯＭＯ準位が高い第５の有機化合物１２８に用いる物質を選択すれ
ばよい。なお、第４の有機化合物１２６と第５の有機化合物１２８に用いる物質は、上述
した物質に限定されない。第２の有機化合物１２２（アシスト材料）に用いる物質により
、実施者が適宜選択することができる。
【００９５】
また、発光層１１３は、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）、第２の有機化合物１
２２（アシスト材料）、及び第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）を有している。
【００９６】
第１の有機化合物１２０（ホスト材料）としては、電子輸送性材料を用いることが好ま
しい。また、第２の有機化合物１２２（アシスト材料）としては、正孔輸送性材料を用い
ることが好ましい。また、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）としては、三重項励起
エネルギーを発光に変える発光性材料が好ましい。
【００９７】
上記電子輸送性材料としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ不足型複素芳香族化
合物が好ましく、例えば、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）、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）、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）、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：ｍＤＢＴＢ
Ｉｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物（オキサジアゾール誘導体、
イミダゾール誘導体、トリアゾール誘導体等）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）、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）などのジアジン骨格
を有する複素環化合物（ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピリダジン誘導体、キノキ
サリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体等）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（ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ジベンゾキノリン誘導体等）
が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有
する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラ
ジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
【００９８】
また、上記正孔輸送性材料としては、π過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール
誘導体やインドール誘導体）や芳香族アミン化合物が好ましく、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）、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’−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：ＢＰＡＦ
ＬＰ）、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）、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）、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−２−アミン（略称：ＰＣＢ
ＡＦ）、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）などの芳
香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：
ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）、３
，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾ
ール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）ト
リ（ジベンゾチオフェン）（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）などのチオ
フェン骨格を有する化合物や、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）、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：ｍｍＤＢ
ＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳
香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であ
り、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
【００９９】
なお、これらの電子輸送性材料および正孔輸送性材料は、青色の領域に吸収スペクトルを
有さないことが好ましい。具体的には、吸収スペクトルの吸収端が４４０ｎｍ以下である
ことが好ましい。
【０１００】
一方、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性材料としては、例えば、燐光性材料
や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。
【０１０１】
燐光性材料として、例えば４４０ｎｍ〜５２０ｎｍに発光のピークを有する燐光性材料
としては、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）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（ｉ
Ｐｒｐｍｉ）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，Ｃ
２’］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優れるため、特に好ましい。
【０１０２】
また、例えば５２０ｎｍ〜６００ｎｍに発光のピークを有する燐光性材料としては、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（ｍｐ
ｐｍ）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）（ｅｎｄｏ−，ｅｘｏ−混合物）（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）２ａ
ｃａｃ）、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（ａｃ
ａｃ））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、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。
【０１０３】
また、例えば６００ｎｍ〜７００ｎｍに発光のピークを有する燐光性材料としては、ビス
［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジイソブチリルメタナト）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（ｄ１
ｎｐｍ）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（ｄ
ｐｍ））、（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）２ａｃａｃ）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：Ｅ
ｕ（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（ＴＴ
Ａ）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。
【０１０４】
なお、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちなが
ら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０−６秒以上、好ましくは１０−３秒
以上である。ＴＡＤＦ材料として、具体的には、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（ＰｔＣｌ２（ＯＥＰ））等が挙げられる。さらに、２−ビフェニル−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）等のπ過剰型複素芳香環及びπ不足型複素芳香
環を有する複素環化合物を用いることもできる。なお、π過剰型複素芳香環とπ不足型複
素芳香環とが直接結合した物質は、π過剰型複素芳香環のドナー性とπ不足型複素芳香環
のアクセプター性が共に強くなり、Ｓ１とＴ１のエネルギー差が小さくなるため、特に好
ましい。
【０１０５】
ただし、上述した第１の有機化合物１２０（ホスト材料）、第２の有機化合物１２２（
アシスト材料）、及び第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）にそれぞれ用いることがで
きる材料は、これらに限定されることなく、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励
起錯体の発光スペクトルが、第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の吸収スペクトルと
重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが第３の有機化合物１２４（ゲスト材料）の
吸収スペクトルのピークよりも長波長なものであればよい。
【０１０６】
また、第１の有機化合物１２０（ホスト材料）に電子輸送性材料を用い、第２の有機化
合物１２２（アシスト材料）に正孔輸送性材料を用いる場合、その混合比によってキャリ
アバランスを制御することができる。具体的には、第１の有機化合物１２０：第２の有機
化合物１２２＝１：９〜９：１の範囲とするのが好ましい。
【０１０７】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層１１４には、
上述した電子輸送性材料の他、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ
３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビ
ス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ＢＡ
ｌｑ、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜
鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体を用いることができる。また、２−（４−
ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾー
ル（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，
４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾ
ール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェ
ニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ
）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、
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：ＢｚＯ
ｓ）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、上記以外の物質を電子輸送層１１４として用いて
もよい。
【０１０８】
また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が２層以上積
層したものとしてもよい。
【０１０９】
電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５には、
フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）
、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属の化合物
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、上述した電子輸送層１１４を構成する物質を用いることも
できる。
【０１１０】
あるいは、電子注入層１１５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１１４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。
【０１１１】
なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１
４、電子注入層１１５は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、
塗布法等の方法で形成することができる。
【０１１２】
また、上述した発光素子の発光層１１３で得られた発光は、第１の電極１０１及び第２
の電極１０３のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。したがって、本実
施の形態における第１の電極１０１及び第２の電極１０３のいずれか一方、または両方が
透光性を有する電極となる。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルと第３の
有機化合物（ゲスト材料）の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により
、エネルギー移動効率を高めることができるため、発光効率の高い発光素子を実現するこ
とができる。
【０１１４】
また、本実施の形態で示した発光素子は、発光層に用いる正孔輸送性を有する第２の有
機化合物のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準
位が高い第５の有機化合物を、正孔輸送層に有する構成である。このような構成とするこ
とで、発光素子の電流効率を高くし、且つ発光素子の電圧、特に駆動開始電圧を低くする
ことができる。
【０１１５】
また、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様であり、特に正孔輸送層及び
発光層の構成に特徴を有する。したがって、本実施の形態で示した構成を適用することで
、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置などを作製する
ことができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
【０１１６】
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、ＴＦＴの構造は、特に限定
されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＴＦＴを適宜用いることができる。また、Ｔ
ＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでも
よいし、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよ
い。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば
、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【０１１８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んで発光層を複数有する構
造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。
【０１１９】
本実施の形態に示す発光素子は、図７（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極３０
１及び第２の電極３０３）間に、複数の発光層（第１の発光層３１１、第２の発光層３１
２）を有するタンデム型発光素子である。
【０１２０】
本実施の形態において、第１の電極３０１は、陽極として機能する電極であり、第２の
電極３０３は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極３０１及び第２の電極３
０３は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数の発光層（第１の
発光層３１１、第２の発光層３１２）は、実施の形態１または実施の形態２で示した発光
層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第
１の発光層３１１と第２の発光層３１２は、同じ構成であっても異なる構成であってもよ
く、その構成は実施の形態１または実施の形態２と同様なものを適用することができる。
だだし、第１の発光層３１１または第２の発光層３１２のいずれか一方または両方が、実
施の形態１または実施の形態２で説明した正孔輸送層を有する構成である。
【０１２１】
また、複数の発光層（第１の発光層３１１、第２の発光層３１２）の間には、電荷発生
層３１３が設けられている。電荷発生層３１３は、第１の電極３０１と第２の電極３０３
に電圧を印加したときに、一方の発光層に電子を注入し、他方の発光層に正孔を注入する
機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極３０１に第２の電極３０３よりも電
位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層３１３から第１の発光層３１１に電子
が注入され、第２の発光層３１２に正孔が注入される。
【０１２２】
なお、電荷発生層３１３は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有す
る（具体的には、電荷発生層３１３に対する可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ま
しい。また、電荷発生層３１３は、第１の電極３０１や第２の電極３０３よりも低い導電
率であっても機能する。
【０１２３】
電荷発生層３１３は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添
加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）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。
【０１２４】
正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ
、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニル
アミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができ
る。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いて
も構わない。
【０１２５】
また、電子受容体としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラ
フルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。
また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族
に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ
、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化
レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安
定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１２６】
一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において
、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、Ｂ
Ａｌｑ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を用いることが
できる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２などのオキサゾール系、チ
アゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外に
も、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここ
に述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお
、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わな
い。
【０１２７】
また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属ま
たは元素周期表における第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることが
できる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カ
ルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸
セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物
を電子供与体として用いてもよい。
【０１２８】
なお、上述した材料を用いて電荷発生層３１３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。
【０１２９】
また、図７（Ａ）においては、発光層を２層有する発光素子について説明したが、図７
（Ｂ）に示すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）の発光層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。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の
電極間に複数の発光層を有する場合、発光層と発光層との間に電荷発生層３１３を配置す
ることで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低
く保てるため、長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の
抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電
圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１３０】
また、それぞれの発光層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所
望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光層を有する発光素子において、第
１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光
素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合す
ると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から
得られた光と混合すると、白色発光を得ることができる。
【０１３１】
また、３つの発光層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光層の
発光色が赤色であり、第２の発光層の発光色が緑色であり、第３の発光層の発光色が青色
である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【０１３２】
なお、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。
【０１３３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。
【０１３４】
本実施の形態に示す発光装置は、一対の電極間での光の共振効果を利用した微小光共振
器（マイクロキャビティー）構造を有しており、図８に示す様に一対の電極（反射電極４
５１及び半透過・半反射電極４５２）間に少なくともＥＬ層４５５を有する発光素子を、
複数有している。また、ＥＬ層４５５は、少なくとも正孔輸送層（図示しない）と、発光
層４５４（４５４Ｒ、４５４Ｇ、４５４Ｂ）を有し、その他、正孔注入層、電子輸送層、
電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。
【０１３５】
第１の発光素子４５０Ｒは、反射電極４５１上に第１の透明導電層４５３ａと、第１の
発光層４５４Ｂ、第２の発光層４５４Ｇ、第３の発光層４５４Ｒを一部に含むＥＬ層４５
５と、半透過・半反射電極４５２とが順次積層された構造を有する。また、第２の発光素
子４５０Ｇは、反射電極４５１上に第２の透明導電層４５３ｂと、ＥＬ層４５５と、半透
過・半反射電極４５２とが順次積層された構造を有する。また、第３の発光素子４５０Ｂ
は、反射電極４５１上にＥＬ層４５５と、半透過・半反射電極４５２とが順次積層された
構造を有する。
【０１３６】
なお、上記発光素子（第１の発光素子４５０Ｒ、第２の発光素子４５０Ｇ、第３の発光
素子４５０Ｂ）において、反射電極４５１、ＥＬ層４５５、半透過・半反射電極４５２は
共通である。また、第１の発光層４５４Ｂでは、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領
域にピークをもつ光（λＢ）を発光させ、第２の発光層４５４Ｇでは、５００ｎｍ以上５
５０ｎｍ以下の波長領域にピークを持つ光（λＧ）を発光させ、第３の発光層４５４Ｒで
は、６００ｎｍ以上７６０ｎｍ以下の波長領域にピークを持つ光（λＲ）を発光させる。
これにより、いずれの発光素子（第１の発光素子４５０Ｒ、第２の発光素子４５０Ｇ、第
３の発光素子４５０Ｂ）でも、第１の発光層４５４Ｂ、第２の発光層４５４Ｇ、及び第３
の発光層４５４Ｒからの発光が重ね合わされた、すなわち可視光領域に渡るブロードな光
を発光させることができる。なお、上記より、波長の長さは、λＢ＜λＧ＜λＲなる関係
であるとする。
【０１３７】
本実施の形態に示す各発光素子は、それぞれ反射電極４５１と半透過・半反射電極４５
２との間にＥＬ層４５５を挟んでなる構造を有しており、ＥＬ層４５５に含まれる各発光
層から全方向に射出される発光は、微小光共振器（マイクロキャビティー）としての機能
を有する反射電極４５１と半透過・半反射電極４５２とによって共振される。なお、反射
電極４５１は、反射性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射
率が４０％〜１００％、好ましくは７０％〜１００％であり、かつその抵抗率が１×１０
−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極４５２は、反射性を有する
導電性材料と光透過性を有する導電性材料とにより形成され、その膜に対する可視光の反
射率が２０％〜８０％、好ましくは４０％〜７０％であり、かつその抵抗率が１×１０−
２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
【０１３８】
また、本実施の形態では、各発光素子で、第１の発光素子４５０Ｒと第２の発光素子４
５０Ｇにそれぞれ設けられた透明導電層（第１の透明導電層４５３ａ、第２の透明導電層
４５３ｂ）の厚みを変えることにより、発光素子毎に反射電極４５１と半透過・半反射電
極４５２の間の光学距離を変えている。つまり、各発光素子の各発光層から発光するブロ
ードな光は、反射電極４５１と半透過・半反射電極４５２との間において、共振する波長
の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができるため、素子毎に反射電極４５
１と半透過・半反射電極４５２の間の光学距離を変えることにより、異なる波長の光を取
り出すことができる。
【０１３９】
なお、光学距離（光路長ともいう）とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本
実施の形態においては、実膜厚にｎ（屈折率）をかけたものを表している。すなわち、「
光学距離＝実膜厚×ｎ」である。
【０１４０】
また、第１の発光素子４５０Ｒでは、反射電極４５１から半透過・半反射電極４５２ま
での光学的距離をｍλＲ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）、第２の発光素子４５０Ｇ
では、反射電極４５１から半透過・半反射電極４５２までの光学的距離をｍλＧ／２（た
だし、ｍは１以上の自然数）、第３の発光素子４５０Ｂでは、反射電極４５１から半透過
・半反射電極４５２までの光学的距離をｍλＢ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）とし
ている。
【０１４１】
以上より、第１の発光素子４５０Ｒからは、主としてＥＬ層４５５に含まれる第３の発
光層４５４Ｒで発光した光（λＲ）が取り出され、第２の発光素子４５０Ｇからは、主と
してＥＬ層４５５に含まれる第２の発光層４５４Ｇで発光した光（λＧ）が取り出され、
第３の発光素子４５０Ｂからは、主としてＥＬ層４５５に含まれる第１の発光層４５４Ｂ
で発光した光（λＢ）が取り出される。なお、各発光素子から取り出される光は、半透過
・半反射電極４５２側からそれぞれ射出される。
【０１４２】
また、上記構成において、反射電極４５１から半透過・半反射電極４５２までの光学的
距離は、厳密には反射電極４５１における反射領域から半透過・半反射電極４５２におけ
る反射領域までの距離である。しかし、反射電極４５１や半透過・半反射電極４５２にお
ける反射領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４５１と半透過・
半反射電極４５２の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ること
ができるものとする。
【０１４３】
次に、第１の発光素子４５０Ｒにおいて、第３の発光層４５４Ｒからの発光のうち、反
射電極４５１によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、第３の発光層４５４
Ｒから半透過・半反射電極４５２に直接入射する光（第１の入射光）と干渉を起こすため
、反射電極４５１と第３の発光層４５４Ｒの光学的距離を（２ｎＲ−１）λＲ／４（ただ
し、ｎＲは１以上の自然数）に調節する。光学的距離を調節することにより、第１の反射
光と第１の入射光との位相を合わせ、第３の発光層４５４Ｒからの発光を増幅させること
ができる。
【０１４４】
なお、反射電極４５１と第３の発光層４５４Ｒとの光学的距離とは、厳密には反射電極
４５１における反射領域と第３の発光層４５４Ｒにおける発光領域との光学的距離という
ことができる。しかし、反射電極４５１における反射領域や第３の発光層４５４Ｒにおけ
る発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４５１と第３の発光
層４５４Ｒの任意の位置を、それぞれ反射領域、発光領域と仮定することで充分に上述の
効果を得ることができるものとする。
【０１４５】
次に、第２の発光素子４５０Ｇにおいて、第２の発光層４５４Ｇからの発光のうち、反
射電極４５１によって反射されて戻ってきた光（第２の反射光）は、第２の発光層４５４
Ｇから半透過・半反射電極４５２に直接入射する光（第２の入射光）と干渉を起こすため
、反射電極４５１と第２の発光層４５４Ｇの光学的距離を（２ｎＧ−１）λＧ／４（ただ
し、ｎＧは１以上の自然数）に調節する。光学的距離を調節することにより、第２の反射
光と第２の入射光との位相を合わせ、第２の発光層４５４Ｇからの発光を増幅させること
ができる。
【０１４６】
なお、反射電極４５１と第２の発光層４５４Ｇとの光学的距離とは、厳密には反射電極
４５１における反射領域と第２の発光層４５４Ｇにおける発光領域との光学的距離という
ことができる。しかし、反射電極４５１における反射領域や第２の発光層４５４Ｇにおけ
る発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４５１と第２の発光
層４５４Ｇの任意の位置を、それぞれ反射領域、発光領域と仮定することで充分に上述の
効果を得ることができるものとする。
【０１４７】
次に、第３の発光素子４５０Ｂにおいて、第１の発光層４５４Ｂからの発光のうち、反
射電極４５１によって反射されて戻ってきた光（第３の反射光）は、第１の発光層４５４
Ｂから半透過・半反射電極４５２に直接入射する光（第３の入射光）と干渉を起こすため
、反射電極４５１と第１の発光層４５４Ｂの光学的距離を（２ｎＢ−１）λＢ／４（ただ
し、ｎＢは１以上の自然数）に調節する。光学的距離を調節することにより、第３の反射
光と第３の入射光との位相を合わせ、第１の発光層４５４Ｂからの発光を増幅させること
ができる。
【０１４８】
なお、反射電極４５１と第１の発光層４５４Ｂとの光学的距離とは、厳密には反射電極
４５１における反射領域と第１の発光層４５４Ｂにおける発光領域との光学的距離という
ことができる。しかし、反射電極４５１における反射領域や第１の発光層４５４Ｂにおけ
る発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４５１と第１の発光
層４５４Ｂの任意の位置を、それぞれ反射領域、発光領域と仮定することで充分に上述の
効果を得ることができるものとする。
【０１４９】
なお、上記構成において、いずれの発光素子もＥＬ層に複数の発光層を有する構造を有
しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、実施の形態３で説明したタン
デム型（積層型）発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで
複数の発光層を形成する構成としてもよい。
【０１５０】
本実施の形態で示した発光装置は、マイクロキャビティー構造を有しており、同じ構成
のＥＬ層を有していても発光素子毎に異なる波長の光を取り出すことができるためＲＧＢ
の塗り分けが不要となる。従って、高精細化を実現することが容易であるなどの理由から
フルカラー化を実現する上で有利である。また、特定波長の正面方向の発光強度を強める
ことが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。この構成は、３色以上の画素
を用いたカラーディスプレイ（画像表示装置）に適用する場合に、特に有用であるが、照
明などの用途に用いてもよい。
【０１５１】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【０１５２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を有する発光装置について説明する
。
【０１５３】
また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型
の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した
発光素子を適用することが可能である。
【０１５４】
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図９を用いて説明する
。
【０１５５】
なお、図９（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）を鎖線Ａ−
Ｂで切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、
素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０３
と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４（５０４ａ及び５０４ｂ）と、を有する。画
素部５０２、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４は、シール材５０５によって、素
子基板５０１と封止基板５０６との間に封止されている。
【０１５６】
また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４に外部からの
信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位
を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられる。ここでは、
外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を設ける例を示し
ている。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基
板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本
体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１５７】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。素子基板５０１上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３
と、画素部５０２が示されている。
【０１５８】
駆動回路部５０３はｎチャネル型ＴＦＴ５０９とｐチャネル型ＴＦＴ５１０とを組み合
わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、
種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実
施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要
はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１５９】
また、画素部５０２はスイッチング用ＴＦＴ５１１と、電流制御用ＴＦＴ５１２と電流
制御用ＴＦＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の
電極５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極５１３の端部を覆っ
て絶縁物５１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いること
により形成する。なお、本実施の形態においては、第１の電極５１３を陽極として用いる
。
【０１６０】
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物５１４の上端
部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにするのが好ましい。例えば、絶縁
物５１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物５１４の上端部
に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁
物５１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用するこ
とができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、
の両者を使用することができる。
【０１６１】
第１の電極５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６が積層形成されている。
ＥＬ層５１５は、少なくとも正孔輸送層、及び発光層が設けられている。正孔輸送層、及
び発光層は、実施の形態１または実施の形態２で示した構成を適用することができる。な
お、本実施の形態においては、第２の電極５１６を陰極として用いる。
【０１６２】
なお、第１の電極５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６との積層構造で、発光素
子５１７が形成されている。第１の電極５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６の用
いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示
しないが、第２の電極５１６は外部入力端子であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されてい
る。
【０１６３】
また、図９（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部
５０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部５
０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、
フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合
わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
【０１６４】
さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより
、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光
素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、不活性気体（窒素や
アルゴン等）が充填される場合の他、シール材５０５で充填される構成も含むものとする
。
【０１６５】
なお、シール材５０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料
はできるだけ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５０６
に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉ
ｎｆｏｒｃｅｄ  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。
【０１６６】
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
【０１６７】
なお、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を適宜組み合わせて用
いることができる。
【０１６８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態に示す本発明の一態様の発光装置をその一部に含む
電子機器について説明する。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメ
ラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ
、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュ
ータ、携帯電話、スマートフォン、携帯型ゲーム機、電子書籍、またはタブレット型端末
等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌ
ｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた
装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例について、図１０、及び図１１を用
いて説明する。
【０１６９】
図１０（Ａ）は、本発明の一態様に係るテレビ装置であり、筐体６１１、支持台６１２
、表示部６１３、スピーカー部６１４、ビデオ入力端子６１５等を含む。このテレビ装置
において、表示部６１３には、本発明の一態様の発光装置を適用することができる。本発
明の一態様の発光装置は、低駆動電圧で、高い電流効率が得られるため、本発明の一態様
の発光装置を適用することで、消費電力の低減されたテレビ装置を得ることができる。
【０１７０】
図１０（Ｂ）は、本発明の一態様に係るコンピュータであり、本体６２１、筐体６２２
、表示部６２３、キーボード６２４、外部接続ポート６２５、ポインティングデバイス６
２６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部６２３には、本発明の一態様の発光装
置を適用することができる。本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧で、高い電流効率
が得られるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の低減されたコ
ンピュータを得ることができる。
【０１７１】
図１０（Ｃ）は、本発明の一態様に係る携帯電話であり、本体６３１、筐体６３２、表
示部６３３、音声入力部６３４、音声出力部６３５、操作キー６３６、外部接続ポート６
３７、アンテナ６３８等を含む。この携帯電話において、表示部６３３には、本発明の一
態様の発光装置を適用することができる。本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧で、
高い電流効率が得られるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の
低減された携帯電話を得ることができる。
【０１７２】
図１０（Ｄ）は、本発明の一態様に係るカメラであり、本体６４１、表示部６４２、筐
体６４３、外部接続ポート６４４、リモコン受信部６４５、受像部６４６、バッテリー６
４７、音声入力部６４８、操作キー６４９、接眼部６５０等を含む。このカメラにおいて
、表示部６４２には、本発明の一態様の発光装置を適用することができる。本発明の一態
様の発光装置は、低駆動電圧で、高い電流効率が得られるため、本発明の一態様の発光装
置を適用することで、消費電力の低減されたカメラを得ることができる。
【０１７３】
図１１は、本発明の一態様に係る携帯型端末の一例であり、図１１（Ａ）、図１１（Ｂ
）、及び図１１（Ｃ）は、携帯型端末５０００を示し、図１１（Ｄ）は、携帯型端末６０
００を示している。
【０１７４】
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、及び図１１（Ｃ）に示す携帯型端末５０００において、
図１１（Ａ）は正面図を、図１１（Ｂ）は側面図を、図１１（Ｃ）は背面図を、それぞれ
示している。また、図１１（Ｄ）に示す携帯型端末６０００においては、正面図を示して
いる。
【０１７５】
携帯型端末５０００は、筐体５００１、表示部５００３、電源ボタン５００５、前面カ
メラ５００７、背面カメラ５００９、第１の外部接続端子５０１１、及び第２の外部接続
端子５０１３などにより構成されている。
【０１７６】
また、表示部５００３は、筐体５００１に組み込まれており、タッチパネルとしても用
いることができる。例えば、表示部５００３上にアイコン５０１５等を表示させて、メー
ルや、スケジュール管理といった作業を行うことができる。また、筐体５００１には、正
面側に前面カメラ５００７が組み込まれており、使用者側の映像を撮影することができる
。また、筐体５００１には、背面側に背面カメラ５００９が組み込まれており、使用者と
反対側の映像を撮影することができる。また、筐体５００１には、第１の外部接続端子５
０１１、及び第２の外部接続端子５０１３を備えており、例えば、第１の外部接続端子５
０１１により、イヤホン等に音声を出力し、第２の外部接続端子５０１３により、データ
の移動等を行うことができる。
【０１７７】
次に、図１１（Ｄ）に示す携帯型端末６０００は、第１の筐体６００１、第２の筐体６
００３、ヒンジ部６００５、第１の表示部６００７、第２の表示部６００９、電源ボタン
６０１１、第１のカメラ６０１３、第２のカメラ６０１５などにより構成されている。
【０１７８】
また、第１の表示部６００７は、第１の筐体６００１に組み込まれており、第２の表示
部６００９は、第２の筐体６００３に組み込まれている。第１の表示部６００７、及び第
２の表示部６００９は、例えば、第１の表示部６００７を表示用パネルとして使用し、第
２の表示部６００９をタッチパネルとする。第１の表示部６００７に表示されたテキスト
アイコン６０１７を確認し、第２の表示部６００９に表示させたアイコン６０１９、また
はキーボード６０２１（第２の表示部６００９に表示されたキーボード画像）を用いて、
画像の選択、または文字の入力等を行うことができる。もちろん、第１の表示部６００７
がタッチパネルであり、第２の表示部６００９が表示用パネルといった構成や、第１の表
示部６００７、及び第２の表示部６００９ともにタッチパネルといった構成としてもよい
。
【０１７９】
また、第１の筐体６００１と、第２の筐体６００３は、ヒンジ部６００５により接続さ
れており、第１の筐体６００１と、第２の筐体６００３と、を開閉することができる。こ
のような構成とすることにより、携帯型端末６０００を持ち運ぶ際に、第１の筐体６００
１に組み込まれた第１の表示部６００７と、第２の筐体６００３に組み込まれた第２の表
示部６００９と、を合わせることで、第１の表示部６００７、及び第２の表示部６００９
の表面（例えば、プラスチック基板等）を保護することができるので好適である。
【０１８０】
また、第１の筐体６００１と第２の筐体６００３は、ヒンジ部６００５により、分離で
きる構成としても良い（所謂コンバーチブル型）。このような構成とすることで、例えば
、第１の筐体６００１を縦置きとし、第２の筐体６００３を横置きとして使用するといっ
たように、使用範囲が広がるので好適である。
【０１８１】
また、第１のカメラ６０１３、及び第２のカメラ６０１５により、３Ｄ画像の撮影を行
うこともできる。
【０１８２】
また、携帯型端末５０００、及び携帯型端末６０００は、無線で情報を送受信できる構
成としてもよい。例えば、無線により、インターネット等に接続し、所望の情報を購入し
、ダウンロードする構成とすることも可能である。
【０１８３】
また、携帯型端末５０００、及び携帯型端末６０００は、様々な情報（静止画、動画、
テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する
機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフ
トウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。また、
外光の光量に応じて表示の輝度を最適にすることができる光センサや、ジャイロ、加速度
センサの傾きを検出するセンサなどといった検出装置を内蔵させてもよい。
【０１８４】
携帯型端末５０００の表示部５００３、並びに携帯型端末６０００の第１の表示部６０
０７、または／および第２の表示部６００９において、本発明の一態様の発光装置を適用
することができる。本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧で、高い電流効率が得られ
るため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の低減された携帯型端末
を得ることができる。
【０１８５】
以上のように、本発明の一態様の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあ
らゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の一態様の発光装置を用いる
ことにより、消費電力の低減された電子機器を得ることができる。
【０１８６】
また、本発明の一態様の発光装置は、照明装置として用いることもできる。照明装置の
具体例について、図１２を用いて説明する。
【０１８７】
図１２（Ａ）は、本発明の一態様の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置
の一例である。図１２（Ａ）に示した液晶表示装置は、筐体７０１、液晶パネル７０２、
バックライト７０３、筐体７０４を有し、液晶パネル７０２は、ドライバＩＣ７０５と接
続されている。また、バックライト７０３は、本発明の一態様の発光装置が用いられおり
、端子７０６により、電流が供給されている。このように本発明の一態様の発光装置を液
晶表示装置のバックライトとして用いることにより、低消費電力のバックライトが得られ
る。また、本発明の一態様の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能である
ため、バックライトの大面積化も可能である。従って、低消費電力であり、大面積化され
た液晶表示装置を得ることができる。
【０１８８】
図１２（Ｂ）は、本発明の一態様の発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用
いた例である。図１２（Ｂ）に示す電気スタンドは、筐体８０１と、光源８０２を有し、
光源８０２として、本発明の一態様の発光装置が用いられている。低駆動電圧で、高い電
流効率が得られるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、低消費電力の電気
スタンドを得ることが可能となる。
【０１８９】
図１２（Ｃ）は、本発明の一態様の発光装置を、室内の照明装置９０１として用いた例
である。本発明の一態様の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置とし
て用いることができる。また、本発明の一態様の発光装置は、低駆動電圧で、高い電流効
率が得られるため、本発明の一態様の発光装置を適用することで、低消費電力の照明装置
を得ることが可能となる。このように、本発明の一態様の発光装置を、室内の照明装置９
０１として用いた部屋に、図１０（Ａ）で説明したような、本発明の一態様のテレビ装置
９０２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。
【０１９０】
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。
【実施例１】
【０１９１】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１）、及び比較用の発光素子（比
較発光素子２）について、図１３を用いて説明する。また、本実施例で用いる材料の化学
式を以下に示す。
【０１９２】
【化１】
2019208080.tif 000003
【０１９３】
【化２】
2019208080.tif 000004
【０１９４】
以下に、本実施例の発光素子１、及び比較発光素子２の作製方法を示す。
【０１９５】
（発光素子１）
まず、基板１１００上に、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ
化合物（ＩＴＯ−ＳｉＯ２、以下ＩＴＳＯと略記する。）をスパッタリング法にて成膜し
、第１の電極１１０１を形成した。なお、用いたターゲットの組成は、Ｉｎ２Ｏ３：Ｓｎ
Ｏ２：ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］とした。また、第１の電極１１０１の膜厚は
、１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１１０１は、
発光素子の陽極として機能する電極である。
【０１９６】
次に、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄
し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１９７】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を
３０分程度放冷した。
【０１９８】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が
形成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４
Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、４
，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略
称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形
成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ（略称）と酸化モリブデンの比率
は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０１９９】
次に、正孔注入層１１１１上に、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９
−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）と、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：ＰＣ
ｚＰＣＡ１）と、を共蒸着することで、正孔輸送層１１１２を形成した。その膜厚は、２
０ｎｍとし、ＢＰＡＦＬＰ（略称）とＰＣｚＰＣＡ１（略称）の比率は、重量比で０．５
：０．５（＝ＢＰＡＦＬＰ：ＰＣｚＰＣＡ１）となるように調節した。
【０２００】
なお、正孔輸送層１１１２において、ＢＰＡＦＬＰ（略称）は、第４の有機化合物であ
り、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）は、第５の有機化合物である。
【０２０１】
次に、正孔輸送層１１１２上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、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）と、（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）
］）と、を共蒸着し、第１の発光層１１１３ａを形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ
−ＩＩ（略称）、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）、及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）
］（略称）の重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣ
ＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように調節した。また、
第１の発光層１１１３ａの膜厚は２０ｎｍとした。
【０２０２】
なお、第１の発光層１１１３ａにおいて、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）は、第１
の有機化合物（ホスト材料）であり、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）は、第２の有機化合物（ア
シスト材料）であり、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）は、第３の有機
化合物（ゲスト材料）である。
【０２０３】
次に、第１の発光層１１１３ａ上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）と、ＰＣＢＡ
１ＢＰ（略称）と、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）と、を共蒸着し、
第２の発光層１１１３ｂを形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）、ＰＣ
ＢＡ１ＢＰ（略称）、及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）の重量比は
、０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（
ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように調節した。また、第２の発光層１１１３
ｂの膜厚は２０ｎｍとした。
【０２０４】
なお、第２の発光層１１１３ｂにおいて、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）は、第１
の有機化合物（ホスト材料）であり、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）は、第２の有機化合物（ア
シスト材料）であり、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）は、第３の有機
化合物（ゲスト材料）である。
【０２０５】
次に、第２の発光層１１１３ｂ上に２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）を膜厚１０ｎｍ
となるように成膜し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
【０２０６】
次に、第１の電子輸送層１１１４ａ上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を
膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
【０２０７】
次に、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で
蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。
【０２０８】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウム（Ａｌ）を２０
０ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０２０９】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２１０】
（比較発光素子２）
比較発光素子２は、発光素子１と正孔輸送層１１１２の構成が異なり、それ以外の構成
は同じである。異なる構成のみ以下記載する。
【０２１１】
正孔注入層１１１１上に、ＢＰＡＦＬＰ（略称）を蒸着することで、正孔輸送層１１１
２を形成した。その膜厚は、２０ｎｍとした。
【０２１２】
以上により得られた発光素子１、及び比較発光素子２の素子構造を表１に示す。
【０２１３】
【表１】
2019208080.tif 000005
【０２１４】
次に、本実施例の発光素子１、及び比較発光素子２で用いた正孔輸送層、第１の発光層
及び第２の発光層で用いたＢＰＡＦＬＰ（略称）、ＰＣｚＰＣＡ１（略称）、及びＰＣＢ
Ａ１ＢＰ（略称）の各薄膜での電気化学的特性（ＨＯＭＯ準位、及びＬＵＭＯ準位）を測
定した（測定機器：理研計器社製、ＡＣ−２）。なお、各薄膜での電気化学的特性の測定
は以下のように行った。
【０２１５】
ＨＯＭＯ準位の値は、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定したイ
オン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値
は、各薄膜の吸収スペクトルのデータを測定し、該吸収スペクトルのデータを用い直接遷
移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャッ
プとしてＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。
【０２１６】
各薄膜での電気化学的特性の測定結果を表２に示す。
【０２１７】
【表２】
2019208080.tif 000006
【０２１８】
表２より、ＢＰＡＦＬＰ（略称）のＨＯＭＯ準位が−５．６３ｅＶ、ＬＵＭＯ準位が−
２．２９ｅＶ、及びバンドギャップ（Ｂｇ）が３．３４ｅＶであった。また、ＰＣｚＰＣ
Ａ１（略称）のＨＯＭＯ準位が−５．１７ｅＶ、ＬＵＭＯ準位が−２．２６ｅＶ、及びバ
ンドギャップ（Ｂｇ）が２．９１ｅＶであった。また、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）のＨＯＭ
Ｏ準位が−５．４２ｅＶ、ＬＵＭＯ準位が−２．２１ｅＶ、及びバンドギャップ（Ｂｇ）
が３．２１ｅＶであった。
【０２１９】
また、表１及び表２より、本実施例の発光素子１、及び比較発光素子２の正孔輸送層、
発光層（第２の有機化合物）の材料及びＨＯＭＯ準位を表３に示す。
【０２２０】
【表３】
2019208080.tif 000007
【０２２１】
表３に示すように、本実施例の発光素子１の正孔輸送層は、第２の有機化合物（アシス
ト材料）であるＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物としてＢ
ＰＡＦＬＰ（略称）を用い、第２の有機化合物（アシスト材料）であるＰＣＢＡ１ＢＰ（
略称）よりもＨＯＭＯ準位が高い第５の有機化合物としてＰＣｚＰＣＡ１（略称）を用い
た構成である。一方、比較発光素子２は、第２の有機化合物（アシスト材料）であるＰＣ
ＢＡ１ＢＰ（略称）よりもＨＯＭＯ準位が低い１種類の有機化合物（ＢＰＡＦＬＰ（略称
））を用いた構成である。
【０２２２】
次に、発光素子１、及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において
、各発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子
の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）を行った。その後、これらの発光素
子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行
った。
【０２２３】
発光素子１、及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図１４に示す。図１４におい
て、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、発光
素子１、及び比較発光素子２の電圧−輝度特性を図１５に示す。図１５において、横軸は
電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、発光素子１、及び比較発光素子
２の輝度−電流効率特性を図１６に示す。図１６において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、
縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子１、及び比較発光素子２の電圧−電
流特性を図１７に示す。図１７において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流（ｍＡ）を表
す。また、発光素子１、及び比較発光素子２の発光スペクトルを図１８に示す。図１８に
おいて、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。なお、図１８におい
て、各発光素子のデータが概略重なって示されている。また、発光素子１、及び比較発光
素子２の輝度−パワー効率特性（ｌｍ／Ｗ）を図１９に示す。
【０２２４】
図１９に示すように、発光素子１の１０００ｃｄ／ｍ２付近のパワー効率は１０５（ｌ
ｍ／Ｗ）であり、比較発光素子２の１０００ｃｄ／ｍ２付近のパワー効率は９３（ｌｍ／
Ｗ）であった。このように、本発明の一態様の発光素子は、比較発光素子２と比べ、１２
（ｌｍ／Ｗ）高い素子であることが確認された。
【０２２５】
また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度
（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（
％）を表４に示す。
【０２２６】
【表４】
2019208080.tif 000008
【０２２７】
表４に示す通り、輝度１１１２ｃｄ／ｍ２の発光素子１のＣＩＥ色度座標は、（ｘ，ｙ
）＝（０．４３，０．５６）であった。また、輝度１０３７ｃｄ／ｍ２の比較発光素子２
のＣＩＥ色度座標は、（ｘ，ｙ）＝（０．４３，０．５６）であった。
【０２２８】
また、輝度１１１２ｃｄ／ｍ２の発光素子１の電圧は２．６Ｖであり、電流効率は８７
ｃｄ／Ａであった。また、輝度１０３７ｃｄ／ｍ２の比較発光素子２の電圧は２．９Ｖで
あり、電流効率は８５ｃｄ／Ａであった。
【０２２９】
したがって、本発明の一態様である発光素子１は、比較発光素子２と比べると、電圧を
０．３Ｖ低くすることができ、且つ電流効率も同等以上であることが確認された。また、
図１７に示すように、発光素子１は、比較発光素子２と比べると駆動開始電圧を低くでき
ることが確認された。
【０２３０】
以上のように、本発明の一態様である発光素子は、発光層に用いる正孔輸送性を有する
第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位以下の第４の有機化合物と、第２の有機化合物よりもＨ
ＯＭＯ準位が高い第５の有機化合物を、正孔輸送層に有する構成である。このような構成
とすることで、発光素子の駆動電圧を低くし、且つ電流効率を高くすることができる。
【０２３１】
なお、本実施例（発光素子１）の発光層に用いた第１の有機化合物（２ｍＤＢＴＰＤＢ
ｑ−ＩＩ）の薄膜のＰＬピーク波長は４２６ｎｍ、第２の有機化合物（ＰＣＢＡ１ＢＰ）
のＰＬピーク波長は４１６ｎｍであるが、これらの混合膜のＰＬピーク波長は５１９ｎｍ
であり、長波長シフトしていることがわかった。したがって、これら２種類の有機化合物
は、励起錯体を形成する組み合わせである。
【０２３２】
このように、発光素子１においては、発光層にて励起錯体の形成に寄与している第２の
有機化合物（ＰＣＢＡ１ＢＰ）よりもＨＯＭＯ準位の高い第５の有機化合物（ＰＣｚＰＣ
Ａ１）が正孔輸送層に添加されているため、それが添加されていない比較発光素子２より
も駆動開始電圧を低くすることができる。
【０２３３】
なお、第２の有機化合物として、ＰＣＢＡ１ＢＰに換えてＰＣｚＰＣＡ１を発光層に添
加すると、駆動開始電圧は発光素子１と同様に低くすることができる。しかしながら、Ｐ
ＣｚＰＣＡ１はＰＣＢＡ１ＢＰよりもＨＯＭＯ準位が高いため、第１の有機化合物（２ｍ
ＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）とＰＣｚＰＣＡ１とで形成される励起錯体の発光波長は５７１ｎ
ｍとなり、ＰＣＢＡ１ＢＰの場合（５１９ｎｍ）に比べて長波長シフトする。したがって
、本実施例のように緑色燐光材料を発光層に用いる場合には、緑色燐光材料を励起しにく
くなり、発光効率（外部量子効率）が低下してしまう。一方、本発明（発光素子１）にお
いては、そのような問題はない。つまり、本発明の一態様の構成は、エネルギーギャップ
の大きい（つまり駆動開始電圧が原理的に高い）緑色や青色の発光素子において、発光効
率を損なうことなく低電圧化させるのに、特に有効な手段であるとも言える。
【０２３４】
（参考例１）
上記実施例で用いた（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）
］）の合成例を具体的に例示する。なお、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の構
造を以下に示す。
【０２３５】
【化３】
2019208080.tif 000009
【０２３６】
＜ステップ１；４−ｔｅｒｔ−ブチル−６−フェニルピリミジン（略称：ＨｔＢｕｐｐｍ
）の合成法＞
まず、４，４−ジメチル−１−フェニルペンタン−１，３−ジオン２２．５ｇとホルム
アミド５０ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部を窒素置換した。この反応容
器を加熱することで反応溶液を５時間還流させた。その後、この溶液を水酸化ナトリウム
水溶液に注ぎ、ジクロロメタンにて有機層を抽出した。得られた有機層を水、飽和食塩水
で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。乾燥した後の溶液を濾過した。この溶液の
溶媒を留去した後、得られた残渣を、ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１（体積比）を展開
溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、ピリミジン誘導体ＨｔＢｕｐ
ｐｍを得た（無色油状物、収率１４％）。ステップ１の合成スキームを下記（ａ−１）に
示す。
【０２３７】
【化４】
2019208080.tif 000010
【０２３８】
＜ステップ２；ジ−μ−クロロ−ビス［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）２Ｃｌ］２）の合成
法＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｔＢｕｐ
ｐｍ１．４９ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）１．０４ｇを、還流管を
付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．
４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を１時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣
をエタノールで吸引濾過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２を得た（
黄緑色粉末、収率７３％）。ステップ２の合成スキームを下記（ａ−２）に示す。
【０２３９】
【化５】
2019208080.tif 000011
【０２４０】
＜ステップ３；（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）］の合
成法＞
さらに、２−エトキシエタノール４０ｍＬ、上記ステップ２で得た複核錯体［Ｉｒ（ｔ
Ｂｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２  １．６１ｇ、アセチルアセトン０．３６ｇ、炭酸ナトリウム１
．２７ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その
後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を６０分間照射し、反応させた。溶媒を留
去し、得られた残渣をエタノールで吸引濾過し、水、エタノールで洗浄した。この固体を
ジクロロメタンに溶解させ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−
１６８５５）、アルミナ、セライトの順で積層した濾過補助剤を通して濾過した。溶媒を
留去して得られた固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶することにより
、目的物を黄色粉末として得た（収率６８％）。ステップ３の合成スキームを下記（ａ−
３）に示す。
【０２４１】
【化６】
2019208080.tif 000012
【０２４２】
なお、上記合成方法により得られた化合物を核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）により
測定した。測定結果から、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］（略称）が得られた
ことがわかった。
【０２４３】
得られた物質の１Ｈ−ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．５０（ｓ，１８Ｈ），１．７９（ｓ，６Ｈ），
５．２６（ｓ，１Ｈ），６．３３（ｄ，２Ｈ），６．７７（ｔ，２Ｈ），６．８５（ｔ，
２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），７．７６（ｓ，２Ｈ），９．０２（ｓ，２Ｈ）．
【０２４４】
（参考例２）
上述した実施例において発光素子に用いた２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）、ＰＣＢ
Ａ１ＢＰ（略称）、およびＢＰＡＦＬＰ（略称）のＴ１準位について測定した。なお、Ｔ
１準位の測定は、各物質の燐光発光を測定し、燐光発光波長をエレクトロンボルトに換算
することにより求めた。測定条件としては、３２５ｎｍの励起光を各物質に照射し、測定
温度１０Ｋで測定した。なお、エネルギー準位の測定は、発光波長より吸収波長から算出
した方が精度は高い。しかしながら、Ｔ１準位の吸収は極めて微弱であり、測定が困難で
あることから、ここでは、燐光スペクトルの最も短波長側に位置するピーク波長を測定す
ることによりＴ１準位を求めた。したがって、測定値に多少の誤差を含むものとする。
【０２４５】
２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）の測定した燐光発光を図２０に、ＰＣＢＡ１ＢＰ（
略称）の測定した燐光発光を図２１に、ＢＰＡＦＬＰ（略称）の測定した燐光発光を図２
２にそれぞれ示す。また、測定結果を表５にまとめた。この結果からわかるように、上述
した実施例において第１の有機化合物として用いた２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ（略称）や
、第２の有機化合物として用いたＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）に比べ、正孔輸送層に用いた第
４の有機化合物に相当するＢＰＡＦＬＰ（略称）は、Ｔ１準位が高いことがわかる。
【０２４６】
【表５】
2019208080.tif 000013
【符号の説明】
【０２４７】
１００    基板
１０１    第１の電極
１０３    第２の電極
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１２ａ    正孔輸送層
１１２ｂ    正孔輸送層
１１２ｃ    正孔輸送層
１１３    発光層
１１４    電子輸送層
１１５    電子注入層
１２０    第１の有機化合物
１２２    第２の有機化合物
１２４    第３の有機化合物
１２６    第４の有機化合物
１２８    第５の有機化合物
３０１    第１の電極
３０３    第２の電極
３１１    第１の発光層
３１２    第２の発光層
３１３    電荷発生層
４５０Ｒ    第１の発光素子
４５０Ｇ    第２の発光素子
４５０Ｂ    第３の発光素子
４５１    反射電極
４５２    半透過・半反射電極
４５３ａ    第１の透明導電層
４５３ｂ    第２の透明導電層
４５４    発光層
４５４Ｂ    第１の発光層
４５４Ｇ    第２の発光層
４５４Ｒ    第３の発光層
４５５    ＥＬ層
５０１    素子基板
５０２    画素部
５０３    駆動回路部
５０４    駆動回路部
５０５    シール材
５０６    封止基板
５０７    配線
５０８    ＦＰＣ
５０９    ｎチャネル型ＴＦＴ
５１０    ｐチャネル型ＴＦＴ
５１１    スイッチング用ＴＦＴ
５１２    電流制御用ＴＦＴ
５１３    第１の電極
５１４    絶縁物
５１５    ＥＬ層
５１６    第２の電極
５１７    発光素子
５１８    空間
６１１    筐体
６１２    支持台
６１３    表示部
６１４    スピーカー部
６１５    ビデオ入力端子
６２１    本体
６２２    筐体
６２３    表示部
６２４    キーボード
６２５    外部接続ポート
６２６    ポインティングデバイス
６３１    本体
６３２    筐体
６３３    表示部
６３４    音声入力部
６３５    音声出力部
６３６    操作キー
６３７    外部接続ポート
６３８    アンテナ
６４１    本体
６４２    表示部
６４３    筐体
６４４    外部接続ポート
６４５    リモコン受信部
６４６    受像部
６４７    バッテリー
６４８    音声入力部
６４９    操作キー
６５０    接眼部
７０１    筐体
７０２    液晶パネル
７０３    バックライト
７０４    筐体
７０５    ドライバＩＣ
７０６    端子
８０１    筐体
８０２    光源
９０１    照明装置
９０２    テレビ装置
１１００    基板
１１０１    第１の電極
１１０３    第２の電極
１１１１    正孔注入層
１１１２    正孔輸送層
１１１３ａ    第１の発光層
１１１３ｂ    第２の発光層
１１１４ａ    第１の電子輸送層
１１１４ｂ    第２の電子輸送層
１１１５    電子注入層
５０００    携帯型端末
５００１    筐体
５００３    表示部
５００５    電源ボタン
５００７    前面カメラ
５００９    背面カメラ
５０１１    外部接続端子
５０１３    外部接続端子
５０１５    アイコン
６０００    携帯型端末
６００１    筐体
６００３    筐体
６００５    ヒンジ部
６００７    表示部
６００９    表示部
６０１１    電源ボタン
６０１３    カメラ
６０１５    カメラ
６０１７    テキストアイコン
６０１９    アイコン
６０２１    キーボード
【図１】
2019208080.tif 000014
【図２】
2019208080.tif 000015
【図３】
2019208080.tif 000016
【図４】
2019208080.tif 000017
【図５】
2019208080.tif 000018
【図６】
2019208080.tif 000019
【図７】
2019208080.tif 000020
【図８】
2019208080.tif 000021
【図９】
2019208080.tif 000022
【図１０】
2019208080.tif 000023
【図１１】
2019208080.tif 000024
【図１２】
2019208080.tif 000025
【図１３】
2019208080.tif 000026
【図１４】
2019208080.tif 000027
【図１５】
2019208080.tif 000028
【図１６】
2019208080.tif 000029
【図１７】
2019208080.tif 000030
【図１８】
2019208080.tif 000031
【図１９】
2019208080.tif 000032
【図２０】
2019208080.tif 000033
【図２１】
2019208080.tif 000034
【図２２】
2019208080.tif 000035