(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の発光物質がバランスよく発光する発光素子を提供する。発光効率が高い発光素子を提供する。信頼性の高い発光素子を提供する。【解決手段】第１の電極１０１と、第１の電極１０１上の、第１の燐光性化合物及び第１のホスト材料を含む第１の発光層と、第１の発光層上の、第２の燐光性化合物及び第２のホスト材料を含む第２の発光層と、第２の発光層上の、第３の燐光性化合物及び第３のホスト材料を含む第３の発光層と、第３の発光層上の第２の電極１０５と、を有し、第１の燐光性化合物、第２の燐光性化合物、第３の燐光性化合物のうち、第２の燐光性化合物の発光のピークが最も長波長側にあり、第３の燐光性化合物の発光のピークが最も短波長側にあり、第３のホスト材料の三重項励起エネルギーは、第１のホスト材料及び第２のホスト材料の三重項励起エネルギーより高い発光素子。【選択図】図１
2019192916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第１の発光層と、第２の発光層と、第３の発光層と、第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１のゲスト材料と、を有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、第２のゲスト材料と、を有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第３のゲスト材料と、を有し、
前記第３のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位は、前記第１のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位よりも高く、
前記第１のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位は、前記第２のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位よりも高く、
前記第３のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位は、前記第２の一重項励起エネルギーの準位よりも高い発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のゲスト材料、前記第２のゲスト材料、前記第３のゲスト材料のうち、前記第２のゲスト材料の発光のピークが最も長波長側にあり、前記第３のゲスト材料の発光のピークが最も短波長側にある発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１のゲスト材料は、緑色の発光を呈し、
前記第２のゲスト材料は、赤色の発光を呈し、
前記第３のゲスト材料は、青色の発光を呈する発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を有する発光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発光装置を表示部に有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、照明装置、発光装置、及び電子機器に関する。特に、エレクトロル
ミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬとも記す）現象を利
用した発光素子、照明装置、発光装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ現象を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。このような発光素子の基
本的な構成は、一対の電極間に、発光性の有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層とも記す）
を挟んだものである。ＥＬ現象を利用した発光素子は、薄型軽量化できる、入力信号に高
速に応答できる、直流低電圧駆動が可能である、などの特性から、次世代のフラットパネ
ルディスプレイ素子として注目されている。また、該発光素子を用いたディスプレイは、
コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、該発光素子
は面光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考
えられている。
【０００３】
発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間に該有機化合物を含む層を設けた発光素子の
場合、該素子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
それぞれ該有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、注入した電子及び正
孔が該有機化合物を励起状態に至らしめ、励起された該有機化合物から発光が得られる。
【０００４】
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能
であり、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。ここで、蛍光を発する化合物（以下、蛍光性化合物とも記す）は
室温において、通常、燐光は観測されず蛍光のみが観測される。したがって、蛍光性化合
物を用いた発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトン
の割合）の理論的限界は、上記の一重項励起状態と三重項励起状態の比率を根拠に２５％
とされている。
【０００５】
一方、燐光を発する化合物（以下、燐光性化合物とも記す）を用いれば、理論上、内部量
子効率は１００％にまで高めることが可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べて高い発
光効率を得ることが可能になる。このような理由から、発光効率の高い発光素子を実現す
るために、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。
【０００６】
特許文献１では、燐光発光材料を用いた青色光発光層及びオレンジ色光発光層を有する発
光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００７４６３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
理論的に内部量子効率を１００％とすることが可能な燐光性化合物ではあるが、素子構造
や、他の材料との組み合わせの最適化無しでは、高い効率を実現することは難しい。特に
、異なるバンド（発光色）の燐光性化合物を発光物質として複数種用いる発光素子におい
ては、エネルギー移動を考慮するのはもちろんのこと、当該エネルギー移動自体の効率を
最適化せずには高い効率の発光を得ることは困難である。
【０００９】
また、発光色の異なる発光物質を複数種用いた多色発光素子においては、発光効率を高め
るだけでなく、各発光色の発光物質がバランス良く発光することが必要である。高い発光
効率を達成しつつ、各発光物質の発光バランスをも保つのは、容易なことではない。
【００１０】
そこで、本発明の一態様は、複数種の発光物質がバランスよく発光する発光素子を提供す
ることを目的の一とする。また、本発明の一態様は、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。また、本発明の一態様は、信頼性の高い発光素子を提供すること
を目的の一とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減された発
光装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的の一とする。また、本発明の
一態様は、上述の発光素子を用いることにより、信頼性の高い発光装置、電子機器、及び
照明装置を各々提供することを目的の一とする。
【００１２】
なお、本発明の一態様は、上記の課題の全てを解決する必要はないものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上の、第１の燐光性化合物及び第１のホス
ト材料を含む第１の発光層と、第１の発光層上の、第２の燐光性化合物及び第２のホスト
材料を含む第２の発光層と、第２の発光層上の、第３の燐光性化合物及び第３のホスト材
料を含む第３の発光層と、第３の発光層上の第２の電極と、を有し、第１の燐光性化合物
、第２の燐光性化合物、第３の燐光性化合物のうち、第２の燐光性化合物の発光のピーク
が最も長波長側にあり、第３の燐光性化合物の発光のピークが最も短波長側にあり、第３
のホスト材料の三重項励起エネルギーは、第１のホスト材料及び第２のホスト材料の三重
項励起エネルギーより高い発光素子である。
【００１４】
上記構成において、第１の燐光性化合物は、緑色の発光を呈し、第２の燐光性化合物は、
赤色の発光を呈し、第３の燐光性化合物は、青色の発光を呈することが好ましい。
【００１５】
なお、本明細書中において、緑色の発光を呈する燐光性化合物は、５２０ｎｍ以上６００
ｎｍ未満に発光のピークを有し、赤色の発光を呈する燐光性化合物は、６００ｎｍ以上７
５０ｎｍ以下に発光のピークを有し、青色の発光を呈する燐光性化合物は、４４０ｎｍ以
上５２０ｎｍ未満に発光のピークを有する。
【００１６】
上記各構成において、第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び第３のホスト材料が電
子輸送性を有することが好ましい。または、第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び
第３のホスト材料が正孔輸送性を有することが好ましい。または、上記各構成において、
第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び第３のホスト材料が電子輸送性及び正孔輸送
性を有することが好ましい。
【００１７】
上記各構成において、第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び第３のホスト材料が正
孔輸送骨格及び電子輸送骨格を有することが好ましい。各ホスト材料が有する正孔輸送骨
格や電子輸送骨格は、それぞれ異なっていてもよいし、同一であってもよい。
【００１８】
上記各構成において、第１のホスト材料及び第２のホスト材料が同一であることが好まし
い。
【００１９】
上記各構成において、第１の発光層は、さらに第１のキャリア輸送性化合物を含み、第１
のホスト材料又は第１のキャリア輸送性化合物の一方は、正孔輸送性化合物であり、他方
は電子輸送性化合物であることが好ましい。
【００２０】
上記各構成において、第２の発光層は、さらに第２のキャリア輸送性化合物を含み、第２
のホスト材料又は第２のキャリア輸送性化合物の一方は、正孔輸送性化合物であり、他方
は電子輸送性化合物であることが好ましい。
【００２１】
上記各構成において、第３の発光層は、さらに第３のキャリア輸送性化合物を含み、第３
のホスト材料又は第３のキャリア輸送性化合物の一方は、正孔輸送性化合物であり、他方
は電子輸送性化合物であることが好ましい。
【００２２】
上記各構成において、第２の発光層の膜厚は、２ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎ
ｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
上記各構成において、第２の発光層は、第１の発光層及び第３の発光層と接することが好
ましい。具体的には、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上の、第１の燐光性
化合物及び第１のホスト材料を含む第１の発光層と、第１の発光層上に接する、第２の燐
光性化合物及び第２のホスト材料を含む第２の発光層と、第２の発光層上に接する、第３
の燐光性化合物及び第３のホスト材料を含む第３の発光層と、第３の発光層上の第２の電
極と、を有し、第１の燐光性化合物、第２の燐光性化合物、第３の燐光性化合物のうち、
第２の燐光性化合物の発光のピークが最も長波長側にあり、第３の燐光性化合物の発光の
ピークが最も短波長側にあり、第３のホスト材料の三重項励起エネルギーは、第１のホス
ト材料及び第２のホスト材料の三重項励起エネルギーより高い発光素子である。
【００２４】
上記各構成において、第１のキャリア輸送性化合物と第２のキャリア輸送性化合物は同一
の材料であってもよい。
【００２５】
なお、上記各構成の発光素子を用いた発光装置、照明装置、及び電子機器も本発明の一態
様である。
【００２６】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた表示装置を含む。また、発光
装置にコネクター、例えば異方導電性フィルム、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐ
ａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた
モジュール、又は発光装置にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  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。さらに、照明器
具等に用いられる発光装置も含むものとする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様では、複数種の発光物質がバランスよく発光する発光素子を提供できる。
また、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供できる。また、本発明の一態
様では、信頼性の高い発光素子を提供できる。
【００２８】
また、本発明の一態様では、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減された
発光装置、電子機器、又は照明装置を提供できる。また、本発明の一態様では、上述の発
光素子を用いることにより、信頼性の高い発光装置、電子機器、又は照明装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一態様の発光素子の一例を示す図。
【図２】比較例の発光素子の一例を示す図。
【図３】発光層のエネルギー移動を説明する図。
【図４】本発明の一態様の発光装置の一例を示す図。
【図５】本発明の一態様の発光装置の一例を示す図。
【図６】本発明の一態様の電子機器の一例を示す図。
【図７】本発明の一態様の照明装置の一例を示す図。
【図８】実施例の発光素子を示す図。
【図９】実施例１の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１０】実施例１の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１１】実施例１の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
【図１２】実施例１の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１３】実施例１の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【図１４】実施例２の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１５】実施例２の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１６】実施例２の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
【図１７】実施例２の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１８】実施例２の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【図１９】実施例２の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３１】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同
一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の
機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００３２】
また、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。
【００３３】
（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〜図３を用いて説明する。
【００３４】
本発明の一態様の主旨は、それぞれ発光のピーク波長が異なる３種類の燐光性化合物を用
い、これら３種類の燐光性化合物の全てを効率良く発光させることにより、多色発光素子
の発光効率の向上や、長寿命化を実現するというものである。
【００３５】
燐光性化合物を用いた多色発光素子を得る一般的な手法としては、何らかのホスト材料中
に、それぞれ発光のピーク波長が異なる複数の燐光性化合物を適当な比率で分散する手法
が挙げられる。しかしながらこのような手法の場合、最も長波長の発光を示す燐光性化合
物が発光しやすくなってしまうため、多色発光を得るための素子構造（特にホスト材料中
の各燐光性化合物の濃度）の設計・制御は非常に困難である。
【００３６】
多色発光素子を得る他の手法として、それぞれ発光のピーク波長が異なる発光素子を直列
に積層する、いわゆるタンデム構造が挙げられる。例えば、青色発光素子と、緑色発光素
子と、赤色発光素子の３つを直列に積層して同時に発光させれば、容易に多色光（この場
合白色光）が得られる。素子構造も、青色、緑色、赤色の各素子をそれぞれ最適化すれば
よいので、その設計・制御は比較的容易である。しかしながら、３つの素子を積層するた
め、層数は増大し、作製は煩雑となる。また、各素子の接続部（いわゆる中間層）での電
気的接触に問題が生じると、駆動電圧の増大、すなわち電力ロスを招いてしまう場合があ
る。
【００３７】
≪比較例の発光素子≫
図２（Ａ）に示す比較例の発光素子３００は、第１の電極３０１と、第１の電極３０１上
に設けられたＥＬ層３０３と、ＥＬ層３０３上に設けられた第２の電極３０５と、を有す
る。第１の電極３０１及び第２の電極３０５は、一方が陽極として機能し、他方が陰極と
して機能する。本実施の形態では、第１の電極３０１が陽極として機能し、第２の電極３
０５が陰極として機能する。
【００３８】
第１の電極３０１と第２の電極３０５の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加す
ると、ＥＬ層３０３に第１の電極３０１側から正孔が注入され、第２の電極３０５側から
電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層３０３において再結合し、ＥＬ層３０
３に含まれる発光物質が発光する。
【００３９】
図２（Ｂ）に示すように、ＥＬ層３０３は、第１の電極３０１側から、赤色の発光を呈す
る燐光性化合物３１１Ｒｄ及びホスト材料３１１Ｒｈを含む赤色発光層３１１Ｒ、緑色の
発光を呈する燐光性化合物３１１Ｇｄ及びホスト材料３１１Ｇｈを含む緑色発光層３１１
Ｇ、青色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｂｄ及びホスト材料３１１Ｂｈを含む青色発
光層３１１Ｂを有する。各発光層に含まれる燐光性化合物は、それぞれホスト材料に分散
されており、各燐光性化合物は、各ホスト材料によって互いに隔離されている。
【００４０】
この場合、各燐光性化合物間において、電子交換相互作用（いわゆるデクスター機構）に
よるエネルギー移動は抑制される。すなわち、青色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｂ
ｄが励起された後、その励起エネルギーがデクスター機構により緑色の発光を呈する燐光
性化合物３１１Ｇｄや赤色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｒｄへ移動する現象は生じ
にくい。また、緑色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｇｄが励起された後、その励起エ
ネルギーがデクスター機構により赤色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｒｄへ移動する
現象も生じにくい。したがって、最も長波長の発光を示す燐光性化合物３１１Ｒｄが主と
して発光してしまう現象が抑制される。また、発光素子３００におけるキャリアの再結合
領域３１１ｅｘは、青色発光層３１１Ｂ内、あるいは青色発光層３１１Ｂと緑色発光層３
１１Ｇとの界面近傍とする（すなわち、青色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｂｄを主
として励起する）。これにより、赤色発光層３１１Ｒにて直接励起子が生成することで、
赤色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｒｄが主として発光することが抑制される。
【００４１】
ただし、青色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｂｄからのエネルギー移動が完全に抑制
されてしまうと、今度は赤色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｒｄの発光が得られない
ことになる。そこで、発光素子３００では、青色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｂｄ
の励起エネルギーが、部分的に緑色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｇｄへ移動し、さ
らには、緑色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｇｄの励起エネルギーが、部分的に赤色
の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｒｄへ移動するような素子設計がされている。このよ
うな隔離された分子間でのエネルギー移動は、双極子−双極子相互作用（フェルスター機
構）を利用することによって可能となる。
【００４２】
ここで、上述の通り、各燐光性化合物は各ホスト材料中に分散されており、各燐光性化合
物は各ホスト材料によって互いに隔離されているため、青色の発光を呈する燐光性化合物
３１１Ｂｄで生じた励起エネルギーの全てが、フェルスター機構によって緑色の発光を呈
する燐光性化合物３１１Ｇｄ及び赤色の発光を呈する燐光性化合物３１１Ｒｄにエネルギ
ー移動してしまうことはない。例えば図２（Ｂ）における緑色発光層３１１Ｇの膜厚を２
０ｎｍ以下とすることで、部分的なエネルギー移動が発生し、燐光性化合物３１１Ｂｄ、
燐光性化合物３１１Ｇｄ、燐光性化合物３１１Ｒｄの全てを発光させることができる。
【００４３】
発光素子３００における各燐光性化合物間でのフェルスター機構によるエネルギー移動の
模式図を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）に示すように、まず燐光性化合物３１１Ｂｄで生
じた一重項励起状態（ＳＢ）は、項間交差により三重項励起状態（ＴＢ）に変換される。
すなわち、青色発光層３１１Ｂにおける励起子は、基本的にＴＢに集約される。
【００４４】
次に、このＴＢの励起子のエネルギーは、一部はそのまま発光して青色発光に変換される
が、フェルスター機構を利用することにより、一部は燐光性化合物３１１Ｇｄの三重項励
起状態（ＴＧ）に移動することができる。これは、燐光性化合物３１１Ｂｄが発光性であ
る（燐光量子収率φが高い）ことと、燐光性化合物３１１Ｇｄが一重項基底状態から三重
項励起状態への電子遷移に相当する直接吸収を有している（三重項励起状態の吸収スペク
トルが存在する）ことに起因している。これらの条件を満たせば、フェルスター機構によ
るＴＢからＴＧへの三重項−三重項エネルギー移動が可能となる。また、ＴＢから燐光性
化合物３１１Ｒｄの一重項励起状態（ＳＲ）へのエネルギー移動も、寄与は小さいものの
、フェルスター機構の条件を満たせば発生し得る。ＳＲは項間交差により、燐光性化合物
３１１Ｒｄの三重項励起状態（ＴＲ）に変換されるため、燐光性化合物３１１Ｒｄの発光
に寄与する。
【００４５】
なお、燐光性化合物３１１Ｇｄの一重項励起状態（ＳＧ）は、燐光性化合物３１１Ｂｄの
三重項励起状態（ＴＢ）よりもエネルギーが高い場合が多いため、上述したエネルギー移
動にあまり寄与しない場合が多い。したがってここでは割愛している。
【００４６】
さらに、燐光性化合物３１１ＧｄのＴＧの励起子のエネルギーは、一部はそのまま発光し
て緑色発光に変換されるが、フェルスター機構を利用することにより、一部は燐光性化合
物３１１Ｒｄの三重項励起状態（ＴＲ）に移動することができる。これは、燐光性化合物
３１１Ｇｄが発光性である（燐光量子収率φが高い）ことと、燐光性化合物３１１Ｒｄが
一重項基底状態から三重項励起状態への電子遷移に相当する直接吸収を有している（三重
項励起状態の吸収スペクトルが存在する）ことに起因している。これらの条件を満たせば
、フェルスター機構によるＴＧからＴＲへの三重項−三重項エネルギー移動が可能となる
。以上で述べたようなエネルギー移動により生成したＴＲは、燐光性化合物３１１Ｒｄの
赤色発光に変換される。このようにして、燐光性化合物の各々から発光を得ることができ
る。
【００４７】
なお、フェルスター機構におけるエネルギードナー（発光素子３００では、燐光性化合物
３１１Ｂｄ及び燐光性化合物３１１Ｇｄ）は発光性である必要があるため、燐光性化合物
３１１Ｂｄ及び燐光性化合物３１１Ｇｄの燐光量子収率は、それぞれ０．１以上であるこ
とが好ましい。
【００４８】
以上で述べたように、比較例の発光素子３００は、各燐光性化合物をホスト材料及び積層
構造を用いて隔離しつつ、最も短波長の発光を示す燐光性化合物を主として励起する素子
構造である。このような素子構造においては、ある程度の距離以内（例えば２０ｎｍ以内
）であればフェルスター機構を利用したエネルギー移動が一部で生じるため、青色の発光
を呈する燐光性化合物の励起エネルギーが、部分的に緑色の発光を呈する燐光性化合物へ
移動し、さらには、緑色の発光を呈する燐光性化合物の励起エネルギーが、部分的に赤色
の発光を呈する燐光性化合物へ移動し、各燐光性化合物から発光を得ることができる。
【００４９】
しかし、駆動中に青色発光層３１１Ｂが劣化すると、励起子のエネルギーの一部が劣化物
によってクエンチ（消光）されてしまう。つまり、図３（Ａ）のＱで示す位置に、クエン
チャ（消光剤）のエネルギー準位が生成されると考えられる。図３（Ａ）に示すように、
クエンチャのエネルギーは、燐光性化合物３１１ＧｄのＴＧの励起子のエネルギーより低
いと考えられる。したがって、燐光性化合物３１１ＢｄのＴＢの励起子のエネルギーの一
部がクエンチャへ移動すると、その後、クエンチャ上の励起子のエネルギーが燐光性化合
物３１１ＧｄのＴＧ、さらには燐光性化合物３１１ＲｄのＴＲに移動することは難しい。
つまり、燐光性化合物３１１ＧｄのＴＧ、さらには燐光性化合物３１１ＲｄのＴＲの生成
が妨げられてしまう。これは、発光素子３００の寿命の低下、信頼性の低下の原因の一つ
であると考えられる。
【００５０】
≪本発明の一態様の発光素子≫
一方、本発明の一態様の発光素子では、３つの発光層のうち、最も短波長の発光を呈する
燐光性化合物を含む発光層と、最も長波長の発光を呈する燐光性化合物を含む発光層とが
隣り合うように積層する。また、本発明の一態様の発光素子では、３つの発光層それぞれ
で、キャリアの再結合が行われる。
【００５１】
図１（Ａ）に示す本発明の一態様の発光素子は、第１の電極１０１と、第１の電極１０１
上に設けられたＥＬ層１０３と、ＥＬ層１０３上に設けられた第２の電極１０５と、を有
する。第１の電極１０１及び第２の電極１０５は、一方が陽極として機能し、他方が陰極
として機能する。本実施の形態では、第１の電極１０１が陽極として機能し、第２の電極
１０５が陰極として機能する。
【００５２】
第１の電極１０１と第２の電極１０５の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加す
ると、ＥＬ層１０３に第１の電極１０１側から正孔が注入され、第２の電極１０５側から
電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層１０３において再結合し、ＥＬ層１０
３に含まれる発光物質が発光する。
【００５３】
ＥＬ層１０３は、発光層２０３を少なくとも有する。ＥＬ層１０３は、発光層以外の層と
して、正孔注入性もしくは電子注入性の物質、正孔輸送性もしくは電子輸送性の物質、又
はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有し
ていてもよい。ＥＬ層１０３には、低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いる
こともでき、無機化合物を含んでいてもよい。
【００５４】
図１（Ａ）に示すように、本発明の一態様の発光素子は、発光層２０３として、第１の電
極１０１上の第１の発光層２０３ｘと、第１の発光層２０３ｘ上の第２の発光層２０３ｙ
と、第２の発光層２０３ｙ上の第３の発光層２０３ｚと、を有する。このとき、第１〜第
３の各発光層は、タンデム構造とは異なり、互いに接して設けることが好ましい。このよ
うな構成であれば、各色の発光層間のキャリアの再結合分布を調節できるので、最終的に
各色の発光層から均等な発光を得ることができる。
【００５５】
第１の発光層２０３ｘは、第１の燐光性化合物及び第１のホスト材料を含む。第２の発光
層２０３ｙは、第２の燐光性化合物及び第２のホスト材料を含む。第３の発光層２０３ｚ
は、第３の燐光性化合物及び第３のホスト材料を含む。ここで、第１の燐光性化合物、第
２の燐光性化合物、第３の燐光性化合物のうち、第２の燐光性化合物の発光のピークが最
も長波長側にあり、第３の燐光性化合物の発光のピークが最も短波長側にある。また、第
３のホスト材料の三重項励起エネルギーは、第１のホスト材料及び第２のホスト材料の三
重項励起エネルギーより高い。
【００５６】
本発明の一態様の発光素子では、第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び第３のホス
ト材料が電子輸送性を有する。または、本発明の一態様の発光素子では、第１のホスト材
料、第２のホスト材料、及び第３のホスト材料が正孔輸送性を有する。または、本発明の
一態様の発光素子では、第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び第３のホスト材料が
電子輸送性及び正孔輸送性を有する。これらの構成のいずれかが適用された発光素子にお
けるキャリアの再結合領域は、第１の発光層から第３の発光層にかけて広く存在する。し
たがって、各発光層にて、含まれる発光物質が効率良く発光し、高効率な多色発光素子を
得ることができる。
【００５７】
例えば、陽極側に第３の発光層（発光のピークが最も短波長である燐光性化合物を含む発
光層）を有する場合、各発光層のホスト材料は正孔輸送性を有することが好ましい。また
、本実施の形態のように、陰極側に第３の発光層を有する場合、各発光層のホスト材料は
電子輸送性を有することが好ましい。
【００５８】
また、第１のホスト材料、第２のホスト材料、及び第３のホスト材料がそれぞれ正孔輸送
骨格及び電子輸送骨格を有することが好ましい。
【００５９】
正孔輸送骨格としては、芳香族アミン、π電子過剰型複素芳香環等が挙げられる。特に、
π電子過剰型複素芳香環は化学的安定性及び熱的安定性が高いため好ましい。π電子過剰
型複素芳香環としては、ピロール骨格を含む複素芳香環、フラン骨格を含む複素芳香環、
チオフェン骨格を含む複素芳香環等が挙げられる。具体的には、例えば、カルバゾール、
ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン等の骨格が挙げ
られる。
【００６０】
電子輸送骨格としては、π電子不足型複素芳香環が電子輸送性に優れているため好ましい
。π電子不足型複素芳香環としては、ピリジン骨格を含む複素芳香環、フタラジン骨格を
含む複素芳香環、ピリミジン骨格を含む複素芳香環、ピラジン骨格を含む複素芳香環、ト
リアジン骨格を含む複素芳香環、イミダゾール骨格を含む複素芳香環、オキサゾール骨格
を含む複素芳香環、チアゾール骨格を含む複素芳香環、トリアゾール骨格を含む複素芳香
環等が挙げられる。具体的には、例えば、ピリジン、ピリミジン、キノキサリン、ジベン
ゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、ベンゾイミダゾール等の骨格が挙げられる。
【００６１】
各ホスト材料が有する正孔輸送骨格及び電子輸送骨格は、それぞれ異なっていてもよいし
、同一であってもよい。
【００６２】
ただし、第３のホスト材料の三重項励起エネルギーは、第１のホスト材料及び第２のホス
ト材料の三重項励起エネルギーより高いため、第３のホスト材料が有する正孔輸送骨格や
電子輸送骨格は、第１のホスト材料や第２のホスト材料が有する正孔輸送骨格や電子輸送
骨格と異なることが好ましい。また、第３のホスト材料が有する電子輸送骨格の三重項励
起エネルギーは、第１のホスト材料や第２のホスト材料が有する電子輸送骨格の三重項励
起エネルギーより高いことが好ましい。
【００６３】
一方、第１のホスト材料と第２のホスト材料が有する正孔輸送骨格や電子輸送骨格は、同
一であることが好ましく、特に電子輸送骨格が同一であることが好ましい。第１の発光層
と第２の発光層の双方でキャリアの再結合を引き起こすためには、第１の発光層と第２の
発光層の間のキャリア移動が潤滑である必要があるためである。したがって、第１のホス
ト材料と第２のホスト材料が同一であることがさらに好ましい。
【００６４】
また、本発明の一態様の発光素子において、第１の発光層は、第１のキャリア輸送性化合
物を含んでいてもよい。このとき、第１のホスト材料又は第１のキャリア輸送性化合物の
一方は、正孔輸送性化合物であり、他方は電子輸送性化合物である。特に第１のホスト材
料及び第１のキャリア輸送性化合物が励起錯体を形成する組み合わせであることが好まし
い。
【００６５】
同様に、本発明の一態様の発光素子において、第２の発光層は、第２のキャリア輸送性化
合物を含んでいてもよい。このとき、第２のホスト材料又は第２のキャリア輸送性化合物
の一方は、正孔輸送性化合物であり、他方は電子輸送性化合物である。特に第２のホスト
材料及び第２のキャリア輸送性化合物が励起錯体を形成する組み合わせであることが好ま
しい。
【００６６】
同様に、本発明の一態様の発光素子において、第３の発光層は、第３のキャリア輸送性化
合物を含んでいてもよい。このとき、第３のホスト材料又は第３のキャリア輸送性化合物
の一方は、正孔輸送性化合物であり、他方は電子輸送性化合物である。特に第３のホスト
材料及び第３のキャリア輸送性化合物が励起錯体を形成する組み合わせであることが好ま
しい。
【００６７】
キャリア輸送性化合物を有する発光層の輸送性は、ホスト材料とキャリア輸送性化合物（
すなわち電子輸送性化合物と正孔輸送性化合物）との混合比を変えることによって調整す
ることができる。
【００６８】
発光層２０３のより詳細な例を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）に示す発光層２０３は、第
１の電極１０１側から、緑色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｇｄ及びホスト材料２０
３Ｇｈを含む緑色発光層２０３Ｇ、赤色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｒｄ及びホス
ト材料２０３Ｒｈを含む赤色発光層２０３Ｒ、青色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｂ
ｄ及びホスト材料２０３Ｂｈを含む青色発光層２０３Ｂを有する。各発光層に含まれる燐
光性化合物は、それぞれホスト材料に分散されており、各燐光性化合物は、各ホスト材料
によって互いに隔離されている。
【００６９】
この場合、各燐光性化合物間において、電子交換相互作用（いわゆるデクスター機構）に
よるエネルギー移動は抑制される。すなわち、青色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｂ
ｄが励起された後、その励起エネルギーがデクスター機構により緑色の発光を呈する燐光
性化合物２０３Ｇｄや赤色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｒｄへ移動する現象は生じ
にくい。また、緑色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｇｄが励起された後、その励起エ
ネルギーがデクスター機構により赤色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｒｄへ移動する
現象も生じにくい。したがって、最も長波長の発光を示す燐光性化合物２０３Ｒｄが主と
して発光してしまう現象が抑制される。
【００７０】
図１（Ｂ）に示す発光層２０３の構成が適用された発光素子におけるキャリアの再結合領
域は、青色発光層２０３Ｂから緑色発光層２０３Ｇにかけて広く存在する。つまり、青色
発光層２０３Ｂ内、赤色発光層２０３Ｒ内、及び緑色発光層２０３Ｇ内に該キャリアの再
結合領域は存在する。
【００７１】
本発明の一態様の発光素子では、発光層２０３を構成する各層でキャリアの再結合が行わ
れる。ここで、青色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｂｄで生じた一重項励起状態（Ｓ
Ｂ）は、項間交差により三重項励起状態（ＴＢ）に変換される。すなわち、青色発光層２
０３Ｂにおける励起子は、基本的にＴＢに集約される。このＴＢの励起子のエネルギーは
、そのまま発光して青色発光に変換される。同様に、赤色の発光を呈する燐光性化合物２
０３Ｒｄで生じた一重項励起状態（ＳＲ）は、項間交差により三重項励起状態（ＴＲ）に
変換される。すなわち、赤色発光層２０３Ｒにおける励起子は、基本的にＴＲに集約され
る。このＴＲの励起子のエネルギーは、そのまま発光して赤色発光に変換される。また、
緑色の発光を呈する燐光性化合物２０３Ｇｄで生じた一重項励起状態（ＳＧ）は、項間交
差により三重項励起状態（ＴＧ）に変換される。すなわち、緑色発光層２０３Ｇにおける
励起子は、基本的にＴＧに集約される。このＴＧの励起子のエネルギーは、そのまま発光
して緑色発光に変換される。
【００７２】
このように、発光素子におけるキャリアの再結合領域が、各発光層に含まれるようにする
ことで、各発光層においてキャリアの再結合が行われ、各発光層に含まれる燐光性化合物
の各々から発光を得ることができる。
【００７３】
ここで、本発明の一態様の発光素子では、ＴＢの励起子のエネルギーが、部分的に燐光性
化合物２０３Ｒｄや燐光性化合物２０３Ｇｄへ移動するような素子設計がされている。こ
のような隔離された分子間でのエネルギー移動は、双極子−双極子相互作用（フェルスタ
ー機構）を利用することによって可能となる。
【００７４】
ここで、上述の通り、各燐光性化合物は各ホスト材料中に分散されており、各燐光性化合
物は各ホスト材料によって互いに隔離されているため、燐光性化合物２０３Ｂｄで生じた
励起エネルギーの全てが、フェルスター機構によって燐光性化合物２０３Ｒｄや燐光性化
合物２０３Ｇｄにエネルギー移動してしまうことはない。例えば、図１（Ｂ）における赤
色発光層２０３Ｒの膜厚を２ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることで、部分的なエネルギー移
動が発生し、燐光性化合物２０３Ｂｄ、燐光性化合物２０３Ｒｄ及び燐光性化合物２０３
Ｇｄを発光させることができる。
【００７５】
本発明の一態様の発光素子における各燐光性化合物間でのフェルスター機構によるエネル
ギー移動の模式図を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）に示すように、まず燐光性化合物２０
３Ｂｄで生じた一重項励起状態（ＳＢ）は、項間交差により三重項励起状態（ＴＢ）に変
換される。すなわち、青色発光層２０３Ｂにおける励起子は、基本的にＴＢに集約される
。
【００７６】
次に、このＴＢの励起子のエネルギーは、一部はそのまま発光して青色発光に変換される
が、フェルスター機構を利用することにより、一部は燐光性化合物２０３Ｇｄの三重項励
起状態（ＴＧ）に移動することができる。これは、燐光性化合物２０３Ｂｄが発光性であ
る（燐光量子収率φが高い）ことと、燐光性化合物２０３Ｇｄが一重項基底状態から三重
項励起状態への電子遷移に相当する直接吸収を有している（三重項励起状態の吸収スペク
トルが存在する）ことに起因している。これらの条件を満たせば、フェルスター機構によ
るＴＢからＴＧへの三重項−三重項エネルギー移動が可能となる。また、ＴＢから燐光性
化合物２０３Ｇｄの三重項励起状態（ＴＧ）へのエネルギー移動も、寄与は小さいものの
、フェルスター機構の条件を満たせば発生し得る。ＴＧは燐光性化合物２０３Ｇｄの発光
に寄与する。なお、フェルスター機構におけるエネルギードナー（ここでは燐光性化合物
２０３Ｂｄ）は発光性である必要があるため、燐光性化合物２０３Ｂｄの燐光量子収率は
、０．１以上であることが好ましい。
【００７７】
本発明の一態様の発光素子においても、駆動中に青色発光層２０３Ｂが劣化すると、励起
子のエネルギーの一部が劣化物によってクエンチ（消光）されてしまう。つまり、図３（
Ｂ）のＱで示す位置に、クエンチャ（消光剤）のエネルギー準位が生成されると考えられ
る。しかし、図３（Ｂ）に示すように、クエンチャのエネルギーは、燐光性化合物３１１
ＲｄのＴＲの励起子のエネルギーよりも高いと考えられるため、燐光性化合物３１１Ｂｄ
のＴＢの励起子のエネルギーの一部がクエンチャへ移動すると、その後、クエンチャ上の
励起子のエネルギーは燐光性化合物３１１ＲｄのＴＲに移動することができる。したがっ
て、比較例の発光素子３００に比べて、本発明の一態様の発光素子では、クエンチャによ
る燐光性化合物３１１ＧｄのＴＧや燐光性化合物３１１ＲｄのＴＲの生成の妨げが生じに
くい。したがって、本発明の一態様を適用することで、比較例の発光素子３００に比べて
、寿命が長く、信頼性が高い発光素子を実現できる。
【００７８】
つまり、クエンチャが生成される発光層と隣接する発光層が、クエンチャのエネルギーよ
りも三重項励起状態のエネルギーが低い燐光性化合物を含む構成とすることで、クエンチ
ャの生成による発光素子の寿命の低下や信頼性の低下を抑制することができる。
【００７９】
なお、ホスト材料２０３Ｒｈ及びホスト材料２０３Ｇｈが同一であると、緑色発光層２０
３Ｇにキャリアが到達しやすい、ＴＢからＴＧへのエネルギー移動が生じやすい等の利点
があり、好ましい。
【００８０】
以上のように、本発明の一態様の発光素子では、各発光層にてキャリアの再結合が行われ
るため、各発光層に含まれる燐光性化合物の各々から発光を得ることができる。また、フ
ェルスター機構を利用した発光層間のエネルギー移動において、クエンチャによる三重項
励起状態の生成の妨げが抑制されている。したがって、複数の発光物質がバランスよく発
光する発光素子を提供できる。また、発光効率が高い発光素子を提供できる。また、信頼
性の高い発光素子を提供できる。
【００８１】
以下に本発明の一態様の発光素子の別の例を示す。
【００８２】
図１（Ｃ）に示す発光素子は、第１の電極１０１と第１の発光層２０３ｘとの間に、第１
の電極１０１上に設けられた正孔注入層２０１と、正孔注入層２０１上に設けられた正孔
輸送層２０２と、を有する。また、第３の発光層２０３ｚと第２の電極１０５との間に、
第３の発光層２０３ｚ上に設けられた電子輸送層２０４と、電子輸送層２０４上に設けら
れた電子注入層２０５と、を有する。なお、第１の発光層２０３ｘ、第２の発光層２０３
ｙ、及び第３の発光層２０３ｚは、図１（Ｂ）と同様の構成を適用してもよい。
【００８３】
図１（Ｄ）に示す発光素子は、第１の電極１０１と、第１の電極１０１上に設けられたＥ
Ｌ層１０３と、ＥＬ層１０３上に設けられた電荷発生領域１０７と、電荷発生領域１０７
上に設けられた第２の電極１０５と、を有する。ＥＬ層１０３は、図１（Ａ）と同様の構
成である。
【００８４】
図１（Ｅ）に示す発光素子のように、第１の電極１０１及び第２の電極１０５の間に複数
のＥＬ層が積層されていてもよい。この場合、積層されたＥＬ層の間には、電荷発生領域
１０７を設けることが好ましい。
【００８５】
図１（Ｅ）に示す発光素子は、第１の電極１０１と、第１の電極１０１上に設けられたＥ
Ｌ層１０３ａと、ＥＬ層１０３ａ上に設けられた電荷発生領域１０７と、電荷発生領域１
０７上に設けられたＥＬ層１０３ｂと、ＥＬ層１０３ｂ上に設けられた第２の電極１０５
と、を有する。ＥＬ層１０３ａ又はＥＬ層１０３ｂの少なくとも一方は、図１（Ａ）と同
様の構成である。
【００８６】
ＥＬ層１０３ａとＥＬ層１０３ｂの間に設けられた電荷発生領域１０７における電子と正
孔の挙動について説明する。第１の電極１０１と第２の電極１０５の間に、発光素子の閾
値電圧より高い電圧を印加すると、電荷発生領域１０７において正孔と電子が発生し、正
孔は第２の電極１０５側に設けられたＥＬ層１０３ｂへ移動し、電子は第１の電極１０１
側に設けられたＥＬ層１０３ａへ移動する。ＥＬ層１０３ｂに注入された正孔は、第２の
電極１０５側から注入された電子と再結合し、当該ＥＬ層１０３ｂに含まれる発光物質が
発光する。また、ＥＬ層１０３ａに注入された電子は、第１の電極１０１側から注入され
た正孔と再結合し、当該ＥＬ層１０３ａに含まれる発光物質が発光する。よって、電荷発
生領域１０７において発生した正孔と電子は、それぞれ異なるＥＬ層において発光に至る
。
【００８７】
なお、ＥＬ層同士を接して設けることで、両者の間に電荷発生領域と同じ構成が形成され
る場合は、電荷発生領域１０７を介さずにＥＬ層同士を接して設けることができる。例え
ば、ＥＬ層の一方の面に電荷発生領域が形成されている場合、その面に接してＥＬ層を設
けることができる。
【００８８】
なお、第１の電極１０１と第２の電極１０５との間に設けられる層の構成は、上記のもの
には限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接
することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１及び第２の電極１０
５から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
【００８９】
また、発光層２０３に接する正孔輸送層や電子輸送層は、発光層で生成した励起子からの
エネルギー移動を抑制するため、その三重項励起エネルギーが発光層を構成する物質が有
する三重項励起エネルギーより高い物質で構成することが好ましい。
【００９０】
≪発光素子の材料≫
以下に、それぞれの層に用いることができる材料を例示する。なお、発光層以外の各層は
、単層構造であっても、二層以上の積層構造であってもよい。
【００９１】
〈陽極〉
陽極として機能する電極は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物等を１種又は複数
種用いて形成することができる。特に、仕事関数の大きい（４．０ｅＶ以上）材料を用い
ることが好ましい。例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏ
ｘｉｄｅ）、珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、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、グラフェン、金、白金
、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタ
ン、又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。また、銀、銅、アル
ミニウム、チタン等をナノワイヤ状（もしくは線状、細線状）に形成し、その上に導電性
物質（導電性有機材料やグラフェンなど）を、塗布法又は印刷法等によって形成すること
で電極を形成してもよい。
【００９２】
なお、陽極が電荷発生領域と接する場合は、仕事関数の大きさを考慮せずに、様々な導電
性材料を用いることができ、例えば、アルミニウム、銀、アルミニウムを含む合金等も用
いることができる。
【００９３】
〈陰極〉
陰極として機能する電極は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを１種又は複
数種用いて形成することができる。特に、仕事関数が小さい（３．８ｅＶ以下）材料を用
いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素（例えば、リ
チウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属
、マグネシウム等）、これら元素を含む合金（例えば、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユー
ロピウム、イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム
、銀等を用いることができる。
【００９４】
なお、陰極が電荷発生領域と接する場合は、仕事関数の大きさを考慮せずに、様々な導電
性材料を用いることができる。例えば、ＩＴＯ、珪素又は酸化珪素を含有したインジウム
スズ酸化物等も用いることができる。
【００９５】
電極は、それぞれ、真空蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すればよい。また、銀ペ
ースト等を用いる場合には、塗布法やインクジェット法を用いればよい。
【００９６】
発光は、第１の電極１０１又は第２の電極１０５のいずれか一方又は両方を通って外部に
取り出される。従って、第１の電極１０１又は第２の電極１０５のいずれか一方又は両方
は、透光性を有する。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極である場合、発光は第
１の電極１０１を通って取り出される。また、第２の電極１０５のみが透光性を有する電
極である場合、発光は第２の電極１０５を通って取り出される。第１の電極１０１及び第
２の電極１０５がいずれも透光性を有する電極である場合、発光は第１の電極１０１及び
第２の電極１０５を通って、両方から取り出される。なお、光を取り出さない側の電極に
は光を反射する材料を用いることが好ましい。
【００９７】
また、陰極（もしくは上部電極）上に有機膜、透明半導体膜、窒化珪素膜などの絶縁膜、
などを設けてもよい。これらの膜はパッシベーション膜としての役割を果たし、発光素子
への不純物や水分の侵入を抑制することができる。または、陰極における表面プラズモン
による光エネルギーの損失を低減することができる。
【００９８】
〈発光層〉
上記の通り、本実施の形態の発光素子は、３種類の発光層を有し、各発光層は、燐光性化
合物とホスト材料を含む。
【００９９】
燐光性化合物は、各発光層におけるゲスト材料といえる。該燐光性化合物を分散する化合
物は、ホスト材料といえる。また、各発光層は、ゲスト材料やホスト材料以外の材料をさ
らに含んでいてもよい。本明細書中では、発光層に含まれる割合が最も多い化合物を、そ
の発光層におけるホスト材料とする。
【０１００】
発光層において、ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層の
結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料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くすることができる。ホスト材料としては、後述の電子輸
送性化合物や正孔輸送性化合物を用いることができる。
【０１０１】
なお、ホスト材料（もしくは、発光層に含まれるゲスト材料以外の材料）のＴ１準位（三
重項励起エネルギーの準位）は、ゲスト材料のＴ１準位よりも高いことが好ましい。ホス
ト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与するゲスト材料の三
重項励起エネルギーをホスト材料が消光（クエンチ）してしまい、発光効率の低下を招く
ためである。
【０１０２】
青色の発光を呈する燐光性化合物としては、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを
有する化合物が挙げられる。具体的には、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−κＮ
２］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（Ｍｐｔｚ
１−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（Ｉ
ＩＩ）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：Ｆ
Ｉｒａｃａｃ）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。
【０１０３】
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
発光効率が優れるため、特に好ましい。
【０１０４】
４Ｈ−トリアゾール骨格、１Ｈ−トリアゾール骨格、イミダゾール骨格のようなポリアゾ
ール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、正孔トラップ性が高い。したがって、これ
らの化合物を本発明の一態様の発光素子における青色の発光を呈する燐光性化合物として
用い、且つ青色発光層が赤色発光層及び緑色発光層よりも陰極側に設けられている場合、
正孔が青色発光層を抜けて発光効率が低下する（又は経時的に発光効率が低下する）こと
を抑制できるため好ましい。
【０１０５】
緑色の発光を呈する燐光性化合物としては、５２０ｎｍから６００ｎｍに発光のピークを
有する化合物が挙げられる。具体的には、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（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）（ｅｎｄｏ−，ｅ
ｘｏ−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）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。
【０１０６】
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
が際だって優れるため、特に好ましい。
【０１０７】
上述した中でも、ピリミジン骨格、ピラジン骨格のようなジアジン骨格を有する有機金属
イリジウム錯体は、正孔トラップ性が弱く、電子トラップ性が高い。したがって、これら
の化合物を本発明の一態様の発光素子における緑色の発光を呈する燐光性化合物として用
い、且つ緑色発光層が赤色発光層及び青色発光層よりも陽極側に設けられている場合、正
孔を赤色発光層及び青色発光層に輸送しやすくなる上に、電子が緑色発光層を抜けて発光
効率が低下する（又は経時的に発光効率が低下する）ことを抑制できるため好ましい。
【０１０８】
赤色の発光を呈する燐光性化合物としては、６００ｎｍから７５０ｎｍに発光のピークを
有する化合物が挙げられる。具体的には、（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（５ｍｄ
ｐｐｍ）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：［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（
ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
【０１０９】
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
が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ため、白色発光素子に適用すると演色性を高める
ことができる。
【０１１０】
上述した中でも、ピリミジン骨格、ピラジン骨格のようなジアジン骨格を有する有機金属
イリジウム錯体は、正孔トラップ性が弱く、電子トラップ性が高い。したがって、ジアジ
ン骨格を有する有機金属イリジウム錯体を赤色の発光を呈する燐光性化合物として用い、
且つ赤色発光層が青色発光層よりも陽極側に設けられている場合、正孔を青色発光層に輸
送しやすくなる上に、電子が赤色発光層を抜けて発光効率が低下する（又は経時的に発光
効率が低下する）ことを抑制できるため好ましい。
【０１１１】
なお、燐光性化合物に換えて、熱活性化遅延蛍光を示す材料、すなわち熱活性化遅延蛍光
（ＴＡＤＦ）材料を用いても良い。ここで、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。熱活性化遅延蛍光材料として、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（
略称：ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ  ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：Ｓ
ｎＦ２（Ｍｅｓｏ  ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：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（
略称：ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ  ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化
スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：
ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（略称：ＰｔＣ
ｌ２（ＯＥＰ））等が挙げられる。さらに、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）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素
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電子過剰型複素芳香環とπ
電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ
電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、Ｓ１準位（一重項励起エネルギ
ーの準位）とＴ１準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
【０１１２】
電子輸送性化合物としては、例えば、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素
芳香族化合物や、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール
系配位子又はチアゾール系配位子を有する金属錯体などが挙げられる。
【０１１３】
具体的には、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略
称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）
アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ
ｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（
ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：
Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体、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：
ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物、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：２ｍ
ＤＢＴＰＤＢｑ−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
−［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：７ｍＤＢＴＰＤＢ
ｑ−ＩＩ）、及び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）、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：２
ｍＣｚＢＰＤＢｑ）などのキノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素
環化合物、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−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フ
ェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、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（ピリミジン骨格やピラジン骨格）を有する複素環化合物、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：３，５ＤＣｚＰＰｙ）、
１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、
３，３’，５，５’−テトラ［（ｍ−ピリジル）−フェン−３−イル］ビフェニル（略称
：ＢＰ４ｍＰｙ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中で
も、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、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、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。
【０１１４】
さらに、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチ
ル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）などのキノリン骨格又はベン
ゾキノリン骨格を有する金属錯体や、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソ
キュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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−Ｅ
ｔＴＡＺ）、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）等の複素芳香族化合物が挙げられる。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）等の高分子化合物が挙げられる。
【０１１５】
また、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）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル
）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［
４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰ
ＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰ
ＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−
ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）など電子
輸送性である一方で正孔を受け取りやすい化合物も好適に用いることができる。本発明の
一態様の発光素子において、青色の発光を示す正孔トラップ性の蛍光性化合物を分散する
電子輸送性化合物は、アントラセン骨格を有すると、電子輸送性を有するだけでなく正孔
も受け取りやすいため好ましい。
【０１１６】
正孔輸送性化合物としては、例えば、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨
格を有する化合物、チオフェン骨格を有する化合物、又はフラン骨格を有する化合物等が
挙げられ、特に、π電子過剰型複素芳香族化合物が好ましい。また、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。
【０１１７】
具体的には、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：ＰＣＢＮＢ
Ｂ）、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：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）、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）、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）、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，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−（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）、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
）、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−［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）
、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）、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−（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−（９，９−ジメチル−９
Ｈ−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）、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：ＰＣｚＰＣ
Ａ１）、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−（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：ＰＣ
ｚＤＰＡ１）、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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛
４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−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：ＤＮＴＰＤ）、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：ＰＣ
ｚＴＰＮ２）等が挙げられる。
【０１１８】
さらに、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又はα−ＮＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）
トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチ
ルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、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）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリ
フェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、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）、４，４’
−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェ
ニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）などの芳香族アミン化合物や、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）、ＣｚＰＡ、ＰＣｚＰＡなどのカルバゾール誘導体が挙げられる。また、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：ＰＴＰ
ＤＭＡ）、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）等の高分子化合物が挙げられる。
【０１１９】
また、４，４’，４’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）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’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）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：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などの
フラン骨格を有する化合物が挙げられる。
【０１２０】
ここで、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）及びデクスター機
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。
【０１２１】
しかしながら通常、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準位がゲスト材料の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。
【０１２２】
そこで本発明の一態様の発光素子が有する発光層は、燐光性化合物とホスト材料の他に、
キャリア輸送性化合物を含み、ホスト材料とキャリア輸送性化合物は励起錯体（エキサイ
プレックスともいう）を形成する組み合わせであることが好ましい。この場合、発光層に
おけるキャリア（電子及び正孔）の再結合の際にホスト材料とキャリア輸送性化合物は、
励起錯体を形成する。これにより、発光層において、ホスト材料の蛍光スペクトル及びキ
ャリア輸送性化合物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、ホスト材料とキャリア輸送性化合物を選択すれば、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。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。こ
のような構成を適用した本発明の一態様では、励起錯体の発光スペクトルと燐光性化合物
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、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。
【０１２３】
ホスト材料とキャリア輸送性化合物としては、励起錯体を生じる組み合わせであればよく
、例えば、ホスト材料又はキャリア輸送性化合物のいずれか一方が電子輸送性化合物であ
り、他方が正孔輸送性化合物であればよい。電子輸送性化合物及び正孔輸送性化合物とし
ては、例えば上述の材料が挙げられる。ホスト材料やキャリア輸送性化合物に用いること
ができる材料は、上述した材料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、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、ゲスト材料の吸収スペクトルのピークよりも長波長であれ
ばよい。
【０１２４】
なお、ホスト材料とキャリア輸送性化合物の混合比によってキャリアバランスを制御して
もよく、具体的には、ホスト材料：キャリア輸送性化合物＝１：９〜９：１の範囲が好ま
しい。
【０１２５】
また、励起錯体は、二層の界面において形成されていてもよい。例えば、電子輸送性化合
物を含む層と正孔輸送性化合物を含む層を積層すれば、その界面近傍では励起錯体が形成
されるが、この二層をもって本発明の一態様の発光素子における発光層としてもよい。こ
の場合、燐光性化合物は、該界面近傍に添加されていればよい。また、二層のうち、少な
くともいずれか一方、又は双方に添加されていればよい。
【０１２６】
〈正孔輸送層〉
正孔輸送層２０２は、正孔輸送性の物質を含む層である。
【０１２７】
正孔輸送性の物質としては、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に、１
０−６ｃｍ２／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。
【０１２８】
正孔輸送層２０２には、発光層に用いることができる物質として例示した正孔輸送性化合
物を適用することができる。
【０１２９】
また、ＣｚＰＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＤＮＡ、ＤＰＡｎｔｈ等の芳香族炭化水素化合物も用
いることができる。
【０１３０】
〈電子輸送層〉
電子輸送層２０４は、電子輸送性の物質を含む層である。
【０１３１】
電子輸送性の物質としては、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に、１
０−６ｃｍ２／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。
【０１３２】
電子輸送層２０４には、例えば、発光層に用いることができる物質として例示した電子輸
送性化合物を適用することができる。
【０１３３】
また、電子輸送層は、陽極側の第１の電子輸送層と、陰極側の第２の電子輸送層と、の積
層構造であってもよい。このとき、最も陰極側に位置する発光層と接する第１の電子輸送
層にアントラセン骨格を有する物質やアントラセン骨格及びカルバゾール骨格を有する物
質を用いることが好ましい。このような構成とすることで、劣化が遅く、駆動に伴う電圧
上昇が小さい（駆動に伴う内部抵抗の上昇が少ないともいえる）発光素子を実現できる。
【０１３４】
一般に、陰極から発光層への電子の注入をスムーズにし、高い障壁を超えて電子が注入さ
れることによる劣化を抑制するためや、駆動電圧を低くするために、電子注入層の材料、
電子輸送層の材料、ホスト材料のＬＵＭＯ準位は段階的に浅くなっていくように設計され
る。しかし、本発明の一態様の発光素子においては、電子輸送層に用いられるアントラセ
ン骨格を有する物質のＬＵＭＯ準位が最も深くなっていても、劣化が抑制されることが大
きな特徴である。もちろん、当該アントラセン骨格を有する物質のＬＵＭＯ準位がホスト
材料や電子注入層の材料と同等、又は上述のように電子注入層の材料とホスト材料の間の
ＬＵＭＯ準位であっても劣化を抑制することができる。
【０１３５】
アントラセン骨格を有する物質としては、例えば、ＣｚＰＡ、７−［４−（１０−フェニ
ル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇ
ＤＢＣｚＰＡ）、４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベ
ンゾフラン（略称：２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２
−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎ
ｆＰＰＡ）等を好適に用いることができる。
【０１３６】
第１の電子輸送層にアントラセン骨格を有する物質を用いる際、第２の電子輸送層は有機
化合物を含んで構成される。当該有機化合物は、電子輸送性の物質を用いることができる
。また、第２の電子輸送層に含まれる有機化合物のＬＵＭＯ準位は、ホスト材料として用
いた物質のＬＵＭＯ準位よりも深い位置にあることが駆動電圧の観点から好ましい構成で
ある。なお、ヘテロ環を含まない、芳香族縮合環のみで構成されるいわゆる芳香族炭化水
素は、電子輸送層の主材料として用いると、発光素子としての機能が得られない。つまり
、陰極もしくは電子注入層と接する単層構造の電子輸送層にアントラセン骨格を有する物
質を用いると、アントラセンは芳香族炭化水素であるため、陰極から電子輸送層に電子が
注入されにくい。したがって、第１の電子輸送層にアントラセン骨格を有する物質を用い
る際には、第１の電子輸送層の陰極側に第２の電子輸送層が必要となる。第２の電子輸送
層に用いる有機化合物には、陰極から電子を受け取りやすく、アントラセン骨格を有する
物質で構成されている第１の電子輸送層に対する電子注入障壁が小さい性質が求められる
。陰極から電子を受け取りやすくするためには、π電子不足型複素芳香族化合物が好まし
く、ピリジン骨格を含む複素芳香環、フタラジン骨格を含む複素芳香環、ピリミジン骨格
を含む複素芳香環、ピラジン骨格を含む複素芳香環、トリアジン骨格を含む複素芳香環な
どを有する複素芳香族化合物が挙げられる。これらの複素芳香環としては、具体的には、
例えば、ピリジン、ピリミジン、キノリン、キノキサリン、ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサ
リン等の骨格が挙げられるが、特に有用なのはビピリジン骨格である。ビピリジン骨格と
しては、２，２’−ビピリジンやフェナントロリンが好ましい。また、第１の電子輸送層
に対する電子注入障壁を小さくするには、第２の電子輸送層に用いる有機化合物のＬＵＭ
Ｏ準位を、第１の電子輸送層に用いられるアントラセン骨格を有する物質と同等又はより
浅くすることが好ましい。ただし、上述した通り、ホスト材料よりは深いことが好ましい
。
【０１３７】
第２の電子輸送層に用いることができる有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、ＢＡｌｑ
、ＢＣＰ、ＢＰｈｅｎ、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）、ＢＰ４ｍＰｙ、２，２’−［２，
２’−ビピリジン−５，６−ジイルビス（ビフェニル−４，４’−ジイル）］ビスベンゾ
オキサゾール（略称：ＢＯｘＰ２ＢＰｙ）等を好適に用いることができる。
【０１３８】
〈正孔注入層〉
正孔注入層２０１は、正孔注入性の物質を含む層である。
【０１３９】
正孔注入性の物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化
物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウ
ム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸
化物等を用いることができる。
【０１４０】
また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ
）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【０１４１】
また、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、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）
、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１等の芳香族アミン化合物を用いるこ
とができる。
【０１４２】
また、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物、ポリ（
３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加
した高分子化合物を用いることができる。
【０１４３】
また、正孔注入層２０１を、電荷発生領域としてもよい。陽極と接する正孔注入層２０１
が電荷発生領域であると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を該陽極に用いること
ができる。電荷発生領域を構成する材料については後述する。
【０１４４】
〈電子注入層〉
電子注入層２０５は、電子注入性の物質を含む層である。
【０１４５】
電子注入性の物質としては、例えば、リチウム、セシウム、カルシウム、酸化リチウム、
炭酸リチウム、炭酸セシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、フ
ッ化エルビウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属又はこれらの化
合物（酸化物、炭酸塩、ハロゲン化物など）を用いることができる。
【０１４６】
また、電子注入層２０５を、電荷発生領域としてもよい。陰極と接する電子注入層２０５
が電荷発生領域であると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を該陰極に用いること
ができる。電荷発生領域を構成する材料については後述する。
【０１４７】
〈電荷発生領域〉
正孔注入層もしくは電子注入層を構成する電荷発生領域や、電荷発生領域１０７は、正孔
輸送性の物質に電子受容体（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
物質に電子供与体（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よい。
【０１４８】
正孔輸送性の物質や電子輸送性の物質としては、発光層に用いることができる物質として
例示した正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が挙げられる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
また、電子供与体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、又は元素周
期表における第１３族に属する金属及びその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体
的には、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、インジウム
、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。
【０１５１】
なお、上述したＥＬ層１０３及び電荷発生領域１０７を構成する層は、それぞれ、蒸着法
（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、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。
【０１５２】
本実施の形態における発光素子は、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、第１の電極１０１側から順に積層しても、第２
の電極１０５側から順に積層しても良い。発光装置は一基板上に一つの発光素子を形成し
たものでも良いが、複数の発光素子を形成しても良い。一基板上にこのような発光素子を
複数作製することで、素子分割された照明装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作製
することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製して
もよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型
の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴ
でもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性について
も特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。また
、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型及びＰ型のＴＦＴからなるもので
もよいし、若しくはＮ型のＴＦＴ又はＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるものであ
ってもよい。
【０１５３】
本実施の形態で示した発光素子を用いて、パッシブマトリクス型の発光装置や、トランジ
スタによって発光素子の駆動が制御されたアクティブマトリクス型の発光装置を作製する
ことができる。また、該発光装置を電子機器又は照明装置等に適用することができる。
【０１５４】
以上、本発明の一態様の発光素子は、発光効率が良好である。また、本発明の一態様の発
光素子は、寿命が長く信頼性が高い。また、本発明の一態様の発光素子は、複数の発光物
質からの発光を得ることが可能である。また本発明の一態様の発光素子は、タンデム型と
は異なるため、製造工程も煩雑化せず、また、中間層による電力のロスも小さい。また、
白色発光素子としての利用価値も高い。
【０１５５】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１５６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について図４及び図５を用いて説明する。
本実施の形態の発光装置は、本発明の一態様の発光素子を有する。該発光素子の寿命は長
いため、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１５７】
図４（Ａ）は、本発明の一態様の発光装置を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ
）を一点鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図である。
【０１５８】
本実施の形態の発光装置は、支持基板４０１、封止基板４０５及び封止材４０７に囲まれ
た空間４１５内に、発光素子４０３を有する。発光素子４０３は、ボトムエミッション構
造の発光素子であり、具体的には、支持基板４０１上に可視光を透過する第１の電極４２
１を有し、第１の電極４２１上にＥＬ層４２３を有し、ＥＬ層４２３上に第２の電極４２
５を有する。発光素子４０３は実施の形態１で示した本発明の一態様が適用された発光素
子である。封止基板４０５は発光素子４０３側に乾燥剤４１８を有する。
【０１５９】
第１の端子４０９ａは、補助配線４１７及び第１の電極４２１と電気的に接続する。第１
の電極４２１上には、補助配線４１７と重なる領域に、絶縁層４１９が設けられている。
第１の端子４０９ａと第２の電極４２５は、絶縁層４１９によって電気的に絶縁されてい
る。第２の端子４０９ｂは、第２の電極４２５と電気的に接続する。なお、本実施の形態
では、補助配線４１７上に第１の電極４２１が形成されている構成を示すが、第１の電極
４２１上に補助配線４１７を形成してもよい。
【０１６０】
支持基板４０１と大気との界面に光取り出し構造４１１ａを有することが好ましい。大気
と支持基板４０１の界面に光取り出し構造４１１ａを設けることで、全反射の影響で大気
に取り出せない光を低減し、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１６１】
また、発光素子４０３と支持基板４０１との界面に光取り出し構造４１１ｂを有すること
が好ましい。光取り出し構造４１１ｂが凹凸を有する場合、光取り出し構造４１１ｂと第
１の電極４２１の間に、平坦化層４１３を設けることが好ましい。これによって、第１の
電極４２１を平坦な膜とすることができ、ＥＬ層４２３における第１の電極４２１の凹凸
に起因するリーク電流の発生を抑制することができる。また、平坦化層４１３と支持基板
４０１との界面に、光取り出し構造４１１ｂを有するため、全反射の影響で大気に取り出
せない光を低減し、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１６２】
平坦化層４１３は、光取り出し構造４１１ｂと接する面よりも、第１の電極４２１と接す
る面のほうが平坦である。平坦化層４１３の材料としては、透光性を有し、高屈折率であ
るガラス、樹脂等を用いることができる。
【０１６３】
図５（Ａ）は、本発明の一態様の発光装置を示す平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ
）を一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図である。
【０１６４】
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、支持基板５０１上に、発光部
５５１、駆動回路部５５２（ゲート側駆動回路部）、駆動回路部５５３（ソース側駆動回
路部）及び封止材５０７を有する。発光部５５１及び駆動回路部５５２、５５３は、支持
基板５０１、封止基板５０５及び封止材５０７で形成された空間５１５に封止されている
。
【０１６５】
図５（Ｂ）にはカラーフィルタ方式を適用して作製した場合の発光部５５１を示す。
【０１６６】
発光部５５１は、スイッチング用のトランジスタ５４１ａと、電流制御用のトランジスタ
５４１ｂと、トランジスタ５４１ｂ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５２１とを含む複数の発光ユニットにより形成されている。
【０１６７】
発光部５５１が有する発光素子５０３は、トップエミッション構造であり、第１の電極５
２１と、ＥＬ層５２３と、可視光を透過する第２の電極５２５とで構成されている。また
、第１の電極５２１の端部を覆って隔壁５１９が形成されている。
【０１６８】
支持基板５０１上には、駆動回路部５５２、５５３に外部からの信号（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
るための引き出し配線５１７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ５０９
（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を設ける例を示している。
【０１６９】
駆動回路部５５２、５５３は、トランジスタを複数有する。図５（Ｂ）では、駆動回路部
５５２が有するトランジスタのうち、２つのトランジスタ（トランジスタ５４２及びトラ
ンジスタ５４３）を示している。
【０１７０】
工程数の増加を防ぐため、引き出し配線５１７は、発光部や駆動回路部に用いる電極や配
線と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。本実施の形態では、引き出し配
線５１７を、発光部５５１及び駆動回路部５５２に含まれるトランジスタのソース電極及
びドレイン電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
【０１７１】
図５（Ｂ）において、封止材５０７は、引き出し配線５１７上の第１の絶縁層５１１と接
している。封止材５０７は金属との密着性が低い場合がある。したがって、封止材５０７
は、引き出し配線５１７上に設けられた無機絶縁膜と接することが好ましい。このような
構成とすることで、封止性及び密着性が高く、信頼性の高い発光装置を実現することがで
きる。無機絶縁膜としては、金属や半導体の酸化物膜、金属や半導体の窒化物膜、金属や
半導体の酸窒化物膜が挙げられ、具体的には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒
化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化チタン膜等が挙げられる
。
【０１７２】
また、第１の絶縁層５１１は、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制す
る効果を奏する。また、第２の絶縁層５１３は、トランジスタ起因の表面凹凸を低減する
ために平坦化機能を有する絶縁膜を選択することが好適である。
【０１７３】
図５（Ｂ）に示す封止基板５０５には、発光素子５０３（の発光領域）と重なる位置に、
着色層であるカラーフィルタ５３３が設けられており、隔壁５１９と重なる位置に、ブラ
ックマトリクス５３１が設けられている。さらに、カラーフィルタ５３３及びブラックマ
トリクス５３１を覆うオーバーコート層５３５が設けられている。
【０１７４】
本発明の一態様の発光装置に用いることができる材料の一例を記す。
【０１７５】
［基板］
発光素子からの光を取り出す側の基板には該光を透過する材料を用いる。例えば、ガラス
、石英、セラミック、サファイア、有機樹脂などの材料を用いることができる。また、フ
レキシブルな発光装置の基板には可撓性を有する材料を用いる。
【０１７６】
ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウ
ケイ酸ガラス等を用いることができる。
【０１７７】
可撓性及び可視光に対する透過性を有する材料としては、例えば、可撓性を有する程度の
厚さのガラスや、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）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチ
ルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ
）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド
樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張係数の低い材料を用いることが
好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いるこ
とができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有機樹脂に
混ぜて熱膨張係数を下げた基板を使用することもできる。このような材料を用いた基板は
、重量が軽いため、該基板を用いた発光装置も軽量にすることができる。
【０１７８】
また、発光を取り出さない側の基板は、透光性を有していなくてもよいため、上記に挙げ
た基板の他に、金属材料や合金材料を用いた金属基板等を用いることもできる。金属材料
や合金材料は熱伝導性が高く、封止基板全体に熱を容易に伝導できるため、発光装置の局
所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。可撓性や曲げ性を得るためには、金属
基板の厚さは、１０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上５０μｍ以下であ
ることがより好ましい。
【０１７９】
金属基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニウム、銅、ニッ
ケル、又はアルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金などを好適に用いること
ができる。
【０１８０】
また、導電性の基板の表面を酸化する、又は表面に絶縁膜を形成するなどにより、絶縁処
理が施された基板を用いてもよい。例えば、スピンコート法やディップ法などの塗布法、
電着法、蒸着法、又はスパッタリング法などを用いて絶縁膜を形成してもよいし、酸素雰
囲気で放置する又は加熱するほか、陽極酸化法などによって、基板の表面に酸化膜を形成
してもよい。
【０１８１】
可撓性の基板としては、上記材料を用いた層が、発光装置の表面を傷などから保護するハ
ードコート層（例えば、窒化シリコン層など）や、押圧を分散可能な材質の層（例えば、
アラミド樹脂層など）等と積層されて構成されていてもよい。また、水分等による発光素
子の寿命の低下等を抑制するために、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜等の窒素と珪
素を含む膜や、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等の透水性の低い絶
縁膜を有していてもよい。
【０１８２】
基板は、複数の層を積層して用いることもできる。特に、ガラス層を有する構成とすると
、水や酸素に対するバリア性を向上させ、信頼性の高い発光装置とすることができる。
【０１８３】
例えば、発光素子に近い側からガラス層、接着層、及び有機樹脂層を積層した基板を用い
ることができる。当該ガラス層の厚さとしては２０μｍ以上２００μｍ以下、好ましくは
２５μｍ以上１００μｍ以下とする。このような厚さのガラス層は、水や酸素に対する高
いバリア性と可撓性を同時に実現できる。また、有機樹脂層の厚さとしては、１０μｍ以
上２００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下とする。このような有機樹脂層
をガラス層よりも外側に設けることにより、ガラス層の割れやクラックを抑制し、機械的
強度を向上させることができる。このようなガラス材料と有機樹脂の複合材料を基板に適
用することにより、極めて信頼性が高いフレキシブルな発光装置とすることができる。
【０１８４】
［絶縁膜］
支持基板と発光素子の間や支持基板とトランジスタの間に、絶縁膜を形成してもよい。絶
縁膜は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどの無機
絶縁材料を用いて形成できる。特に、トランジスタや発光素子への水分等の侵入を抑制す
るため、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等の透水性の低い絶縁膜
を用いることが好ましい。同様の目的や材料で、トランジスタや発光素子を覆う絶縁膜を
設けてもよい。
【０１８５】
［発光素子］
本発明の一態様の発光装置は、実施の形態１に示した発光素子を１以上有する。
【０１８６】
［隔壁］
隔壁には、有機樹脂又は無機絶縁材料を用いることができる。有機樹脂としては、例えば
、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、又
はフェノール樹脂等を用いることができる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、酸化
窒化シリコン等を用いることができる。隔壁の作製が容易となるため、特に感光性の樹脂
を用いることが好ましい。
【０１８７】
隔壁の形成方法は、特に限定されず、例えば、フォトリソグラフィ法、スパッタ法、蒸着
法、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）
等を用いればよい。
【０１８８】
［補助配線］
補助配線は必ずしも設ける必要は無いが、電極の抵抗に起因する電圧降下を抑制できるた
め、設けることが好ましい。
【０１８９】
補助配線の材料は、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ
）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、
ニッケル（Ｎｉ）、から選ばれた材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層
で又は積層して形成する。また、補助配線の材料としてアルミニウムを用いることもでき
る。アルミニウムを用いる場合には、透明酸化物導電材料を直接接して設けると腐食する
恐れがある。そのため、腐食が生じないように補助配線を積層構造とし、ＩＴＯなどと接
しない層にアルミニウムを用いることが好ましい。補助配線の膜厚は、０．１μｍ以上３
μｍ以下とすることができ、好ましくは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。
【０１９０】
補助配線の材料にペースト（銀ペーストなど）を用いると、補助配線を構成する金属が粒
状になって凝集する。そのため、補助配線の表面が粗く隙間の多い構成となり、例えば絶
縁層４１９上に補助配線を設けても、ＥＬ層が補助配線を完全に覆うことが難しく、上部
電極と補助配線との電気的な接続をとることが容易になり好ましい。
【０１９１】
［封止材］
発光装置の封止方法は限定されず、例えば、固体封止であっても中空封止であってもよい
。例えば、ガラスフリットなどのガラス材料や、二液混合型の樹脂などの常温で硬化する
硬化樹脂、光硬化性の樹脂、熱硬化性の樹脂などの樹脂材料を用いることができる。発光
装置は、窒素やアルゴンなどの不活性な気体で充填されていてもよく、ＰＶＣ（ポリビニ
ルクロライド）樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、
ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等の樹脂
で充填されていてもよい。また、樹脂内に乾燥剤が含まれていてもよい。
【０１９２】
［光取り出し構造］
光取り出し構造としては、半球レンズ、マイクロレンズアレイ、凹凸構造が施されたフィ
ルム、光拡散フィルム等を用いることができる。例えば、基板上に上記レンズやフィルム
を、該基板又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接
着することで、光取り出し構造を形成することができる。
【０１９３】
［トランジスタ］
本発明の一態様の発光装置はトランジスタを有していてもよい。トランジスタの構造は限
定されず、トップゲート型のトランジスタを用いてもよいし、逆スタガ型などのボトムゲ
ート型のトランジスタを用いてもよい。また、ｎチャネル型トランジスタを用いても、ｐ
チャネル型トランジスタを用いてもよい。また、トランジスタに用いる材料についても特
に限定されない。例えば、シリコンやＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物等の酸化物半導体を
チャネル形成領域に用いたトランジスタを適用することができる。
【０１９４】
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。
【０１９５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用した発光装置を用いた電子機器及び照明装置の
一例について、図６及び図７を用いて説明する。
【０１９６】
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の発光装置を有する。また、本実施
の形態の照明装置は、発光部（照明部）に本発明の一態様の発光装置を有する。本発明の
一態様の発光装置を適用することで、信頼性の高い電子機器や照明装置を実現できる。
【０１９７】
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジ
ョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオ
カメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携
帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げ
られる。これらの電子機器及び照明装置の具体例を図６及び図７に示す。
【０１９８】
図６（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐
体７１０１に表示部７１０２が組み込まれている。表示部７１０２では、映像を表示する
ことが可能である。本発明の一態様を適用した発光装置は、表示部７１０２に用いること
ができる。また、ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示し
ている。
【０１９９】
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が有する操作スイッチや、別体のリモ
コン操作機７１１１により行うことができる。リモコン操作機７１１１が有する操作キー
により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０２に表示される映像を
操作することができる。また、リモコン操作機７１１１に、当該リモコン操作機７１１１
から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０２００】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを有する構成とする。受信機に
より一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線によ
る通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送
信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２０１】
図６（Ｂ）は、コンピュータの一例を示している。コンピュータ７２００は、本体７２０
１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポ
インティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、本発明の一態様の発光
装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。
【０２０２】
図６（Ｃ）は、携帯型ゲーム機の一例を示している。携帯型ゲーム機７３００は、筐体７
３０１ａ及び筐体７３０１ｂの二つの筐体で構成されており、連結部７３０２により、開
閉可能に連結されている。筐体７３０１ａには表示部７３０３ａが組み込まれ、筐体７３
０１ｂには表示部７３０３ｂが組み込まれている。また、図６（Ｃ）に示す携帯型ゲーム
機は、スピーカ部７３０４、記録媒体挿入部７３０５、操作キー７３０６、接続端子７３
０７、センサ７３０８（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）、ＬＥＤランプ、マイ
クロフォン等を有している。もちろん、携帯型ゲーム機の構成は上述のものに限定されず
、少なくとも表示部７３０３ａ、表示部７３０３ｂの両方、又は一方に本発明の一態様の
発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる
。図６（Ｃ）に示す携帯型ゲーム機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータ
を読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型ゲーム機と無線通信を行って情報を共
有する機能を有する。なお、図６（Ｃ）に示す携帯型ゲーム機が有する機能はこれに限定
されず、様々な機能を有することができる。
【０２０３】
図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に
組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピ
ーカ７４０５、マイク７４０６などを有している。なお、携帯電話機７４００は、本発明
の一態様の発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
【０２０４】
図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報
を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、
表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０２０５】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの二つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０２０６】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を
主とする入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。
【０２０７】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサ、加速度センサ等の傾きを検出するセ
ンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断し
て、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０２０８】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作
ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０２０９】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０２１０】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４
０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源
を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０２１１】
図６（Ｅ）は、二つ折り可能なタブレット型端末（開いた状態）の一例を示している。タ
ブレット型端末７５００は、筐体７５０１ａ、筐体７５０１ｂ、表示部７５０２ａ、表示
部７５０２ｂを有する。筐体７５０１ａと筐体７５０１ｂは、軸部７５０３により接続さ
れており、該軸部７５０３を軸として開閉動作を行うことができる。また、筐体７５０１
ａは、電源７５０４、操作キー７５０５、スピーカ７５０６等を有している。なお、タブ
レット型端末７５００は、本発明の一態様の発光装置を表示部７５０２ａ、表示部７５０
２ｂの両方、又は一方に用いることにより作製される。
【０２１２】
表示部７５０２ａや表示部７５０２ｂは、少なくとも一部をタッチパネルの領域とするこ
とができ、表示された操作キーに触れることでデータ入力をすることができる。例えば、
表示部７５０２ａの全面にキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部７５
０２ｂを表示画面として用いることができる。
【０２１３】
図７（Ａ）に示す室内の照明装置７６０１、ロール型の照明装置７６０２、卓上照明装置
７６０３、及び面状照明装置７６０４は、それぞれ本発明の一態様の発光装置を用いた照
明装置の一例である。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、厚みが薄いため、壁に取り付けて使用するこ
とができる。
【０２１４】
図７（Ｂ）に示す卓上照明装置は、照明部７７０１、支柱７７０３、支持台７７０５等を
有する。照明部７７０１には、本発明の一態様の発光装置が用いられている。本発明の一
態様では、発光部が曲面を有する照明装置、又はフレキシブルに曲がる照明部を有する照
明装置を実現することができる。このように、フレキシブルな発光装置を照明装置に用い
ることで、照明装置のデザインの自由度が向上するのみでなく、例えば、自動車の天井、
ダッシュボード等の曲面を有する場所にも照明装置を設置することが可能となる。
【０２１５】
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。
【実施例１】
【０２１６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について図８を用いて説明する。本実施例で用
いる材料の化学式を以下に示す。
【０２１７】
【化１】
2019192916.tif 000003
【０２１８】
本実施例の発光素子は、３つの発光層を有する。発光素子１では、陽極側から、緑色発光
層、赤色発光層、青色発光層が積層されている。比較発光素子２では、陽極側から、赤色
発光層、緑色発光層、青色発光層が積層されている。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。
【０２１９】
（発光素子１）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）膜をスパッタリ
ング法にて成膜し、第１の電極１１０１を形成した。なお、その膜厚は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。
【０２２０】
次に、ガラス基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、
２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０２２１】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置にガラス基板を導入し、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、ガラス基板
を３０分程度放冷した。
【０２２２】
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
成されたガラス基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ
程度まで減圧した後、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’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：Ｄ
ＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）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と酸化モリブデンの比率は、重
量比で２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共
蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２２３】
次に、正孔注入層１１１１上に、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）を２０
ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０２２４】
さらに、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）、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）及び（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）］）を共蒸着することで、正孔輸送層１１１２上に緑色発光層である第１の発
光層１１１３ａを形成した。その膜厚は２０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、Ｐ
ＣＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の重量比は、０．７：０．３：
０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（
ａｃａｃ）］）となるように調節した。
【０２２５】
次に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ及びビス（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）］）を共蒸着することで、第１の発光層１１１３ａ上に赤色発光層である
第２の発光層１１１３ｂを形成した。その膜厚は５ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−Ｉ
Ｉ、ＰＣＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］の重量比は、０．８：０．２：
０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐ
ｍ）］）となるように調節した。
【０２２６】
次に、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
：３，５ＤＣｚＰＰｙ）、９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾー
ル−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）及びトリス｛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−ｄ
ｍｐ）３］）を共蒸着することで、第２の発光層１１１３ｂ上に青色発光層である第３の
発光層１１１３ｃを形成した。その膜厚は３０ｎｍとし、３，５ＤＣｚＰＰｙ、ＰＣＣＰ
及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］の重量比は、０．３：０．７：０．０６（＝３，
５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）となるように調節した
。
【０２２７】
次に、３，５ＤＣｚＰＰｙを膜厚１０ｎｍとなるように蒸着し、さらにバソフェナントロ
リン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚２０ｎｍとなるように蒸着することで、第３の発光層１
１１３ｃ上に電子輸送層１１１４を形成した。
【０２２８】
さらに、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着することで、電子輸送
層１１１４上に電子注入層１１１５を形成した。
【０２２９】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを膜厚２００ｎｍ
となるように蒸着した。
【０２３０】
（比較発光素子２）
比較発光素子２は、発光層（第１の発光層１１１３ａ、第２の発光層１１１３ｂ、及び第
３の発光層１１１３ｃ）以外は発光素子１と同様に作製した。以下では比較発光素子２の
発光層の作製方法を説明する。
【０２３１】
まず、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）
］を共蒸着することで、正孔輸送層１１１２上に赤色発光層である第１の発光層１１１３
ａを形成した。その膜厚は１０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ及
び［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］の重量比は、０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるよう
に調節した。
【０２３２】
次に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃ
ａｃ）］を共蒸着することで、第１の発光層１１１３ａ上に緑色発光層である第２の発光
層１１１３ｂを形成した。その膜厚は１０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣ
ＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の重量比は、０．５：０．５：０
．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａ
ｃａｃ）］）となるように調節した。
【０２３３】
そして、３，５ＤＣｚＰＰｙ、ＰＣＣＰ及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］を共蒸着
することで、第２の発光層１１１３ｂ上に青色発光層である第３の発光層１１１３ｃを形
成した。その膜厚は３０ｎｍとし、３，５ＤＣｚＰＰｙ、ＰＣＣＰ及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔ
ｚ−ｄｍｐ）３］の重量比は、０．５：０．５：０．０６（＝３，５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣ
ＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）となるように調節した。
【０２３４】
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。
【０２３５】
以上により得られた本実施例の発光素子の素子構造を表１に示す。
【０２３６】
【表１】
2019192916.tif 000004
【０２３７】
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、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を行った後、本実施例の発光素
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。
【０２３８】
本実施例の発光素子の輝度−電流効率特性を図９に示す。図９において、横軸は輝度（ｃ
ｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、電圧−輝度特性を図１０に示
す。図１０において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝
度−外部量子効率特性を図１１に示す。図１１において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、
縦軸は外部量子効率（％）を表す。また、本実施例の発光素子における輝度１０００ｃｄ
／ｍ２の時の電圧（Ｖ）、電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流
効率（ｃｄ／Ａ）、パワー効率（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率（％）を表２に示す。
【０２３９】
【表２】
2019192916.tif 000005
【０２４０】
以上のように、発光素子１及び比較発光素子２は良好な素子特性を示すことがわかった。
【０２４１】
また、本実施例の発光素子の発光スペクトルを、図１２に示す。図１２において、横軸は
波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。輝度１０００ｃｄ／ｍ２の時の発光
素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４６，０．４６）であった。輝度１０００
ｃｄ／ｍ２の時の比較発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４４，０．４４
）であった。図１２及び表２に示す通り、本実施例の発光素子は、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２
（ｄｐｍ）］由来の赤色の光、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］由来の緑色の光
、及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］由来の青色の光がいずれも含まれる発光スペク
トルを示すことがわかった。
【０２４２】
次に、発光素子１及び比較発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１３
に示す。図１３において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し
、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。信頼性試験は、室温で行い、初期輝度を３０００
ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例の発光素子を駆動した。図１３から
、発光素子１は、各発光層から得られる発光が全て燐光であるにも関わらず、１０００時
間経過後も初期輝度の５１％を保っており、耐久性の高い素子であることがわかった。一
方、比較発光素子２は３７０時間後の輝度が初期輝度の５０％未満であった。この信頼性
試験の結果から、発光素子１は、比較発光素子２に比べて長寿命であることが明らかとな
った。
【０２４３】
比較発光素子２では、青色発光層と緑色発光層が接するため、青色発光層に含まれる［Ｉ
ｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］の三重項励起状態の励起子のエネルギーの一部が青色発光
層で生成されたクエンチャに移動した後、そのエネルギーが緑色発光層に含まれる［Ｉｒ
（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の三重項励起状態に移動することは難しい。一方、発
光素子１では、青色発光層と赤色発光層が接するため、励起子のエネルギーの一部が、青
色発光層で生成されたクエンチャに移動した後、そのエネルギーが赤色発光層に含まれる
［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］の三重項励起状態に移動することができる。また、発
光素子１では、各発光層にてキャリアの再結合が行われるため、各発光層に含まれる燐光
性化合物の各々から発光を得ることができる。したがって、発光素子１は、比較発光素子
２に比べて寿命が長いと考えられる。
【０２４４】
本実施例の結果から、本発明の一態様である発光素子１は、良好な素子特性を有し、寿命
が長く、３種類のゲスト材料からの光がバランスよく得られる発光素子であることがわか
った。
【実施例２】
【０２４５】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について図８を用いて説明する。本実施例で用
いる材料の化学式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２４６】
【化２】
2019192916.tif 000006
【０２４７】
以下に本実施例の発光素子３の作製方法を示す。
【０２４８】
（発光素子３）
まず、発光素子１と同様に、ガラス基板上に、第１の電極１１０１、正孔注入層１１１１
、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０２４９】
次に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃ
ａｃ）］を共蒸着することで、正孔輸送層１１１２上に緑色発光層である第１の発光層１
１１３ａを形成した。その膜厚は２０ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮ
ＢＢ及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の重量比は、０．８：０．２：０．０
５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａ
ｃ）］）となるように調節した。
【０２５０】
次に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ及び［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）
］を共蒸着することで、第１の発光層１１１３ａ上に赤色発光層である第２の発光層１１
１３ｂを形成した。その膜厚は５ｎｍとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ
及び［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］の重量比は、０．８：０．２：０．０５（＝２ｍ
ＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるよ
うに調節した。
【０２５１】
次に、３，５ＤＣｚＰＰｙ、ＰＣＣＰ及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］を共蒸着す
ることで、第２の発光層１１１３ｂ上に青色発光層である第３の発光層１１１３ｃを形成
した。その膜厚は３０ｎｍとし、３，５ＤＣｚＰＰｙ、ＰＣＣＰ及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ
−ｄｍｐ）３］の重量比は、０．７：０．３：０．０６（＝３，５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣ
Ｐ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）となるように調節した。
【０２５２】
次に、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール
（略称：ＣｚＰＡ）を膜厚１０ｎｍとなるように蒸着し、さらにＢＰｈｅｎを膜厚１５ｎ
ｍとなるように蒸着することで、第３の発光層１１１３ｃ上に電子輸送層１１１４を形成
した。
【０２５３】
さらに、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着することで、電子輸送
層１１１４上に電子注入層１１１５を形成した。
【０２５４】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを膜厚２００ｎｍ
となるように蒸着した。
【０２５５】
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。
【０２５６】
以上により得られた本実施例の発光素子の素子構造を表３に示す。
【０２５７】
【表３】
2019192916.tif 000007
【０２５８】
発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ようにガラス基板により封止する作業を行った後、本実施例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。
【０２５９】
本実施例の発光素子の輝度−電流効率特性を図１４に示す。図１４において、横軸は輝度
（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、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
、輝度−外部量子効率特性を図１６に示す。図１６において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）
を、縦軸は外部量子効率（％）を表す。また、発光素子３における輝度１０００ｃｄ／ｍ
２の時の電圧（Ｖ）、電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率
（ｃｄ／Ａ）、パワー効率（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率（％）を表４に示す。
【０２６０】
【表４】
2019192916.tif 000008
【０２６１】
以上のように、発光素子３は良好な素子特性を示すことがわかった。
【０２６２】
また、本実施例の発光素子の発光スペクトルを、図１７に示す。図１７において、横軸は
波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。輝度１０００ｃｄ／ｍ２の時の発光
素子３のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４６，０．４７）であった。図１７及び表
４に示す通り、本実施例の発光素子は、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］由来の赤色の
光、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］由来の緑色の光、及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ
−ｄｍｐ）３］由来の青色の光がいずれも含まれる発光スペクトルを示すことがわかった
。
【０２６３】
次に、発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１８及び図１９に示す。
図１８において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は
素子の駆動時間（ｈ）を示す。図１９において、縦軸は初期電圧を０Ｖとしたときの規格
化電圧を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。信頼性試験は、室温で行い、初期輝
度を３０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例の発光素子を駆動した
。図１８から、発光素子３は、各発光層から得られる発光が全て燐光であるにも関わらず
、１１００時間経過後も初期輝度の７２％を保っていた。この信頼性試験の結果から、発
光素子３は、長寿命であることが明らかとなった。また、図１９から、発光素子３は、駆
動時間に伴う電圧上昇の小さい良好な信頼性を有する発光素子であることがわかった。
【０２６４】
発光素子３の電子輸送層では、陽極側の層に、アントラセン骨格を有する物質であるＣｚ
ＰＡを用い、陰極側の層に、π電子不足型複素芳香族化合物であるＢＰｈｅｎを用いた。
これにより、発光素子３では、駆動に伴う電圧上昇が小さかったと考えられる。
【０２６５】
本実施例の結果から、本発明の一態様である発光素子３は、良好な素子特性を有し、寿命
が長く、３種類のゲスト材料からの光がバランスよく得られる発光素子であることがわか
った。
【０２６６】
（参考例）
上記実施例で用いたトリス｛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］）の合成方法について
説明する。
【０２６７】
【化３】
2019192916.tif 000009
【０２６８】
＜ステップ１；Ｎ−ベンゾイル−Ｎ’−２−メチルベンゾイルヒドラジドの合成＞
まず、ベンゾイルヒドラジン１５．０ｇ（１１０．０ｍｍｏｌ）、Ｎ−メチル−２−ピロ
リジノン（ＮＭＰ）７５ｍｌを３００ｍｌ三口フラスコに入れ、氷冷下で攪拌した。この
混合溶液にｏ−トルイル酸クロリド１７．０ｇ（１１０．０ｍｍｏｌ）とＮＭＰ１５ｍｌ
の混合溶液をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２４時間攪拌した。所定時間反応後、こ
の反応溶液を水５００ｍｌにゆっくり加えると、白色固体が析出した。析出した固体を水
と１Ｍ塩酸で交互に超音波洗浄した。その後、ヘキサンで超音波洗浄を行い、Ｎ−ベンゾ
イル−Ｎ’−２−メチルベンゾイルヒドラジドの白色固体を１９．５ｇ、収率７０％で得
た。ステップ１の合成スキームを下記（ａ−１）に示す。
【０２６９】
【化４】
2019192916.tif 000010
【０２７０】
＜ステップ２；［クロロ（２−メチルフェニル）メタノン］［クロロ（フェニル）メチリ
デン］ヒドラゾンの合成＞
次に、上記ステップ１で得たＮ−ベンゾイル−Ｎ’−２−メチルベンゾイルヒドラジド１
２．０ｇ（４７．２ｍｍｏｌ）、トルエン２００ｍｌを５００ｍｌ三口フラスコに入れた
。この混合溶液に五塩化リン１９．４ｇ（９４．４ｍｍｏｌ）を加え、１２０℃で６時間
加熱攪拌した。所定時間反応後、反応溶液を水２００ｍｌにゆっくりと注ぎ、１時間攪拌
した。攪拌後、有機層と水層を分離し、有機層を水及び飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で
洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。この混合物から自然ろ
過により硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮することで、［クロロ（２−メチルフェ
ニル）メタノン］［クロロ（フェニル）メチリデン］ヒドラゾンの褐色液体を１２．６ｇ
、収率９２％で得た。ステップ２の合成スキームを下記（ａ−２）に示す。
【０２７１】
【化５】
2019192916.tif 000011
【０２７２】
＜ステップ３；３−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−５−
フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール（略称：Ｈｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）の合成＞
次に、上記ステップ２で得た［クロロ（２−メチルフェニル）メタノン］［クロロ（フェ
ニル）メチリデン］ヒドラゾン１２．６ｇ（４３．３ｍｍｏｌ）、２，６−ジメチルアニ
リン１５．７ｇ（１３４．５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン１００ｍｌを５００
ｍｌナスフラスコに入れ、１２０℃で２０時間加熱攪拌した。所定時間反応後、この反応
溶液を１Ｎ塩酸２００ｍｌにゆっくり加えた。この溶液にジクロロメタンを加え有機層に
目的物を抽出した。得られた有機層を水、炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグ
ネシウムで乾燥させた。自然ろ過により硫酸マグネシウムを除去し、得られたろ液を濃縮
し、黒色の液体を得た。この液体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した
。展開溶媒は酢酸エチル：ヘキサン＝１：５とした。得られたフラクションを濃縮し、白
色固体を得た。この固体を酢酸エチルにより再結晶を行い、Ｈｍｐｐｔｚ−ｄｍｐの白色
固体を４．５ｇ、収率３１％で得た。ステップ３の合成スキームを下記（ａ−３）に示す
。
【０２７３】
【化６】
2019192916.tif 000012
【０２７４】
＜ステップ４；［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］の合成＞
次に、上記ステップ３で得たＨｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ２．５ｇ（７．４ｍｍｏｌ）、トリス
（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．７ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を高温加熱容
器に入れ、脱気した。この反応容器内を、内部をＡｒフローしながら２５０℃で４８時間
加熱攪拌した。所定時間反応後、得られた固体をジクロロメタンで洗浄し、不溶物の緑色
固体を吸引ろ過により得た。この固体をトルエンに溶解させ、アルミナとセライト（和光
純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）の積層を通してろ過した。得ら
れたフラクションを濃縮し、緑色固体を得た。この固体をトルエンで再結晶を行い、緑色
粉末を０．８ｇ、収率４５％で得た。ステップ４の合成スキームを下記（ａ−４）に示す
。
【０２７５】
【化７】
2019192916.tif 000013
【０２７６】
上記ステップ４で得られた緑色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果
を下記に示す。この結果から、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］が得られたことがわか
った。
【０２７７】
１Ｈ  ＮＭＲ．δ（ｔｏｌｕｅｎｅ−ｄ８）：１．８２（ｓ，３Ｈ），１．９０（ｓ，
３Ｈ），２．６４（ｓ，３Ｈ），６．５６−６．６２（ｍ，３Ｈ），６．６７−６．７５
（ｍ，３Ｈ），６．８２−６．８８（ｍ，１Ｈ），６．９１−６．９７（ｔ，１Ｈ），７
．００−７．１２（ｍ，２Ｈ），７．６３−７．６７（ｄ，１Ｈ）．
【符号の説明】
【０２７８】
１０１    第１の電極
１０３    ＥＬ層
１０３ａ    ＥＬ層
１０３ｂ    ＥＬ層
１０５    第２の電極
１０７    電荷発生領域
２０１    正孔注入層
２０２    正孔輸送層
２０３    発光層
２０３ｘ    第１の発光層
２０３ｙ    第２の発光層
２０３ｚ    第３の発光層
２０３Ｂ    青色発光層
２０３Ｂｄ    燐光性化合物
２０３Ｂｈ    ホスト材料
２０３Ｇ    緑色発光層
２０３Ｇｄ    燐光性化合物
２０３Ｇｈ    ホスト材料
２０３Ｒ    赤色発光層
２０３Ｒｄ    燐光性化合物
２０３Ｒｈ    ホスト材料
２０４    電子輸送層
２０５    電子注入層
３００    発光素子
３０１    第１の電極
３０３    ＥＬ層
３０５    第２の電極
３１１Ｂ    青色発光層
３１１Ｂｄ    燐光性化合物
３１１Ｂｈ    ホスト材料
３１１ｅｘ    再結合領域
３１１Ｇ    緑色発光層
３１１Ｇｄ    燐光性化合物
３１１Ｇｈ    ホスト材料
３１１Ｒ    赤色発光層
３１１Ｒｄ    燐光性化合物
３１１Ｒｈ    ホスト材料
４０１    支持基板
４０３    発光素子
４０５    封止基板
４０７    封止材
４０９ａ    第１の端子
４０９ｂ    第２の端子
４１１ａ    光取り出し構造
４１１ｂ    光取り出し構造
４１３    平坦化層
４１５    空間
４１７    補助配線
４１８    乾燥剤
４１９    絶縁層
４２１    第１の電極
４２３    ＥＬ層
４２５    第２の電極
５０１    支持基板
５０３    発光素子
５０５    封止基板
５０７    封止材
５０９    ＦＰＣ
５１１    絶縁層
５１３    絶縁層
５１５    空間
５１７    配線
５１９    隔壁
５２１    第１の電極
５２３    ＥＬ層
５２５    第２の電極
５４１ａ    トランジスタ
５４１ｂ    トランジスタ
５４２    トランジスタ
５４３    トランジスタ
５５１    発光部
５５２    駆動回路部
５５３    駆動回路部
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
１１１３ｃ    第３の発光層
１１１４    電子輸送層
１１１５    電子注入層
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    スタンド
７１１１    リモコン操作機
７２００    コンピュータ
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７３００    携帯型ゲーム機
７３０１ａ    筐体
７３０１ｂ    筐体
７３０２    連結部
７３０３ａ    表示部
７３０３ｂ    表示部
７３０４    スピーカ部
７３０５    記録媒体挿入部
７３０６    操作キー
７３０７    接続端子
７３０８    センサ
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７５００    タブレット型端末
７５０１ａ    筐体
７５０１ｂ    筐体
７５０２ａ    表示部
７５０２ｂ    表示部
７５０３    軸部
７５０４    電源
７５０５    操作キー
７５０６    スピーカ
７６０１    照明装置
７６０２    照明装置
７６０３    卓上照明装置
７６０４    面状照明装置
７７０１    照明部
７７０３    支柱
７７０５    支持台
【図１】
2019192916.tif 000014
【図２】
2019192916.tif 000015
【図３】
2019192916.tif 000016
【図４】
2019192916.tif 000017
【図５】
2019192916.tif 000018
【図６】
2019192916.tif 000019
【図７】
2019192916.tif 000020
【図８】
2019192916.tif 000021
【図９】
2019192916.tif 000022
【図１０】
2019192916.tif 000023
【図１１】
2019192916.tif 000024
【図１２】
2019192916.tif 000025
【図１３】
2019192916.tif 000026
【図１４】
2019192916.tif 000027
【図１５】
2019192916.tif 000028
【図１６】
2019192916.tif 000029
【図１７】
2019192916.tif 000030
【図１８】
2019192916.tif 000031
【図１９】
2019192916.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月31日(2019.5.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第１の発光層と、第２の発光層と、第３の発光層と、第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１のゲスト材料と、を有し、
前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、第２のゲスト材料と、を有し、
前記第３の発光層は、第３のホスト材料と、第３のゲスト材料と、を有し、
前記第３のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位は、前記第１のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位よりも高く、
前記第１のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位は、前記第２のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位よりも高く、
前記第３のゲスト材料の三重項励起エネルギーの準位は、前記第２のゲスト材料の一重項励起エネルギーの準位よりも高い発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１のゲスト材料、前記第２のゲスト材料、前記第３のゲスト材料のうち、前記第２のゲスト材料の発光のピークが最も長波長側にあり、前記第３のゲスト材料の発光のピークが最も短波長側にある発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１のゲスト材料は、緑色の発光を呈し、
前記第２のゲスト材料は、赤色の発光を呈し、
前記第３のゲスト材料は、青色の発光を呈する発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を有する発光装置。
【請求項６】
請求項５に記載の発光装置を表示部に有する電子機器。