(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフェニル基と第２のフェニル基で置換されたピリミジン環を配位子とするイリジウム錯体であり、
前記第１のフェニル基がイリジウムと結合し、
前記ピリミジン環が前記イリジウムと配位結合を形成し、
前記第１のフェニル基が前記ピリミジン環の２位に置換し、
前記第２のフェニル基が前記ピリミジン環の５位に置換し、
前記第１のフェニル基は置換基を有さず、
前記第２のフェニル基は置換基を有さない有機金属イリジウム錯体。
【請求項２】
式（Ｇ２）で表される有機金属イリジウム錯体。
【化１】
0006598513.tif 000032
（式（Ｇ２）中、Ｌは、モノアニオン性の配位子を表す。）
【請求項３】
請求項２において、
前記モノアニオン性の配位子は、２つの配位元素がいずれも酸素であるモノアニオン性の二座キレート配位子、又は２つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子である有機金属イリジウム錯体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルの第１のピーク波長を有し、かつ５７０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルの第２のピーク波長を有することを特徴とする有機金属イリジウム錯体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の有機金属イリジウム錯体を有する発光素子。
【請求項６】
一対の電極間に、発光層を有し、
前記発光層は、３種以上の有機化合物を有し、
前記３種以上の有機化合物のうちの一は、
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の有機金属イリジウム錯体である発光素子。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の発光素子と、
トランジスタ、または、基板と、
を有する発光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の発光装置と、
マイク、カメラ、操作用ボタン、外部接続部、または、スピーカと、
を有する電子機器。
【請求項９】
請求項７に記載の発光装置と、
筐体、カバー、または、支持台を有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、有機金属イリジウム錯体に関する。特に、三重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換できる有機金属イリジウム錯体に関する。また、有機金属イリジウム錯体を用いた発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物は、光を吸収することで励起状態となる。そして、この励起状態を経由することにより、種々の反応（光化学反応）を起こす場合や発光（ルミネッセンス）を生じる場合があり、様々な応用がなされている。
【０００３】
光化学反応の一例として、一重項酸素の不飽和有機分子との反応（酸素付加）がある。酸素分子は基底状態が三重項状態であるため、一重項状態の酸素（一重項酸素）は直接の光励起では生成しない。しかしながら、他の三重項励起分子の存在下においては一重項酸素が生成し、酸素付加反応に至ることができる。この時、三重項励起分子を形成できる化合物は、光増感剤と呼ばれる。
【０００４】
このように、一重項酸素を生成するためには、三重項励起分子を光励起により形成できる光増感剤が必要である。しかしながら、通常の有機化合物は基底状態が一重項状態であるため、三重項励起状態への光励起は禁制遷移となり、三重項励起分子は生じにくい。したがって、このような光増感剤としては、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を起こしやすい化合物（あるいは、直接三重項励起状態へ光励起されるという禁制遷移を許容する化合物）が求められている。言い換えれば、そのような化合物は光増感剤としての利用が可能であり、有益と言える。
【０００５】
また、そのような化合物は、しばしば燐光を放出することがある。燐光とは多重度の異なるエネルギー間の遷移によって生じる発光のことであり、通常の有機化合物では三重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際に生じる発光のことをさす（これに対し、一重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際の発光は、蛍光と呼ばれる）。燐光を放出できる化合物、すなわち三重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換できる化合物（以下、燐光性化合物と称す）の応用分野としては、有機化合物を発光物質とする発光素子が挙げられる。
【０００６】
この発光素子の構成は、電極間に発光物質である有機化合物を含む発光層を設けた単純な構造であり、薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、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、この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。
【０００７】
有機化合物を発光物質とする発光素子の発光機構は、キャリア注入型である。すなわち、電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。そして、励起状態の種類としては、先に述べた光励起の場合と同様、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）が可能である。また、発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。
【０００８】
一重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）は室温において、三重項励起状態からの発光（燐光）は観測されず、一重項励起状態からの発光（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、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であることを根拠に２５％とされている。
【０００９】
一方、上述した燐光性化合物を用いれば、内部量子効率は７５〜１００％にまで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べて３〜４倍の発光効率が可能となる。このような理由から、高効率な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。特に、燐光性化合物としては、その燐光量子収率の高さゆえに、イリジウム等を中心金属とする有機金属錯体が注目されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１３７８７２号公報
【特許文献２】特開２００８−０６９２２１号公報
【特許文献３】国際公開第２００８−０３５６６４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した特許文献１乃至特許文献３において報告されているように様々な発光色を示す燐光材料の開発が進んでいるが、より高効率な新規材料の開発が望まれている。
【００１２】
そこで、本発明の一態様では、新規な有機金属イリジウム錯体を提供する。また、新規物質として、発光効率が良く、長寿命であり、黄色発光を呈する有機金属イリジウム錯体を提供する。また、発光素子に用いることができる新規な有機金属イリジウム錯体を提供する。また、発光素子のＥＬ層に用いることができる、新規な有機金属イリジウム錯体を提供する。また、本発明の一態様である新規な有機金属イリジウム錯体を用いた発光素子を提供する。また、本発明の一態様である新規な有機金属イリジウム錯体を用いた発光効率の良い発光素子を適用した発光装置、電子機器、及び照明装置を提供する。または、本発明の一態様である新規な材料、新規な発光素子、新規な発光装置、新規な電子機器、もしくは、新規な照明装置を提供する。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、第１のフェニル基と第２のフェニル基で置換されたピリミジン環を有する配位子を含む有機金属イリジウム錯体である。従って、本発明の構成は、下記一般式（Ｇ１）で表される構造を含む有機金属イリジウム錯体である。
【００１４】
【化１】
0006598513.tif 000002
【００１５】
また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表される有機金属イリジウム錯体である。
【００１６】
【化２】
0006598513.tif 000003
【００１７】
但し、式中、Ｌは、モノアニオン性の配位子を表す。
【００１８】
また、上記構成において、前記モノアニオン性の配位子は、下記一般式（Ｌ１）または（Ｌ２）のいずれか一である。
【００１９】
【化３】
0006598513.tif 000004
【００２０】
但し、式中、Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルコキシ基、または置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルキルチオ基を表す。またＡ１〜Ａ３はそれぞれ独立に、窒素、水素と結合するｓｐ２混成炭素、または置換基を有するｓｐ２混成炭素を表し、該置換基は炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン基、炭素数１〜６のハロアルキル基、またはフェニル基を表す。
【００２１】
また、本発明の別の一態様は、下記構造式（１００）で表される有機金属イリジウム錯体である。
【００２２】
【化４】
0006598513.tif 000005
【００２３】
また、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、５６０ｎｍ付近（具体的には、５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲）に発光スペクトルのピーク波長を有する黄色発光を呈する材料である。さらに、発光スペクトルの形状がブロードであり、６００ｎｍ付近（具体的には、５７０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲）に赤色発光に由来するショルダーピークを有する。すなわち、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルの第１のピーク波長を有し、かつ５７０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルの第２のピーク波長を有することを特徴とする。なお、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体が示す発光スペクトルは、５００ｎｍ付近から立ち上がっており、緑色発光に由来している。また、５６０ｎｍ付近に発光極大があり、黄色発光を示す要因となっている。さらに、６００ｎｍ付近に赤色発光に由来するショルダーピークを有する特徴的な形状を有する。
【００２４】
また、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、第１のフェニル基と第２のフェニル基で置換されたピリミジン環を配位子とするイリジウム錯体であり、第１のフェニル基がイリジウムと結合し、ピリミジン環がイリジウムと配位結合を形成しており、安定構造におけるピリミジン環と第２のフェニル基との二面角が一重項基底状態（Ｓ０）の場合には、−２０°以上−６０°以下、最低励起三重項状態（Ｔ１）の場合には、−１０°以上−５０°以下の捩れ範囲であることを特徴とする。
【００２５】
また、上記構成において、第１のフェニル基はピリミジン環の２位に置換していることが好ましい。特に、第１のフェニル基がピリミジン環の２位に置換し、第２のフェニル基がピリミジン環の５位に置換すると、上述した二面角が好適な値となる。
【００２６】
また、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は燐光を発光することができる、すなわち三重項励起状態からの発光が得られ、かつ発光を呈することが可能であるため、発光素子に適用することにより高効率化が可能となり、非常に有効である。したがって本発明の別の一態様は、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体を用いた発光素子も含むものとする。
【００２７】
また、本発明の別の一態様は、上記各構成に示す発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
【００２８】
なお、本発明の別の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を適用した電子機器および照明装置も範疇に含めるものである。
【００２９】
従って、本発明の別の一態様は、上記各構成に示す発光装置と、マイク、カメラ、操作用ボタン、外部接続部、または、スピーカと、を有する電子機器である。さらに、本発明の別の一態様は、上記各構成に示す発光装置と、筐体、カバー、または、支持台を有する電子機器である。
【００３０】
なお、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ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）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、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様により、新規な有機金属イリジウム錯体を提供することができる。また、本発明の一態様により、発光効率が良く、長寿命であり、黄色発光を呈する有機金属イリジウム錯体を提供することができる。また、本発明の一態様により、第１のフェニル基と第２のフェニル基で置換されたピリミジン環を配位子とするイリジウム錯体であり、第１のフェニル基がイリジウムと結合し、ピリミジン環がイリジウムと配位結合を形成しており、安定構造におけるピリミジン環と第２のフェニル基との二面角が一重項基底状態（Ｓ０）で−２０°以上−６０°以下、最低励起三重項状態（Ｔ１）で−１０°以上−５０°以下のねじれ構造を有することで、黄色発光を呈する有機金属イリジウム錯体を提供することができる。また、本発明の一態様により、発光効率が良く、長寿命であり、発光スペクトルは、５００ｎｍ付近に緑色発光に由来する立ち上がりがあり、５６０ｎｍ付近に黄色発光に由来する発光極大があり、６００ｎｍ付近の赤色発光成分領域にショルダーピークを有する、ブロードな黄色発光を呈する有機金属イリジウム錯体を提供することができる。また、発光素子に用いることができる新規な有機金属イリジウム錯体を提供することができる。また、発光素子のＥＬ層に用いることができる、新規な有機金属イリジウム錯体を提供することができる。また、本発明の一態様である新規な有機金属イリジウム錯体を用いた発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様である新規な有機金属イリジウム錯体を用いた発光効率の良い発光素子を適用した発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することができる。また、本発明の一態様である新規な有機金属イリジウム錯体を用いた発光素子を適用した消費電力の低い発光装置、電子機器、または照明装置を提供することができる。または、本発明の一態様である新規な材料、新規な発光素子、新規な発光装置、新規な電子機器、もしくは、新規な照明装置を提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】発光素子の構造について説明する図。
【図２】発光素子の構造について説明する図。
【図３】発光装置について説明する図。
【図４】電子機器について説明する図。
【図５】電子機器について説明する図。
【図６】照明器具について説明する図。
【図７】発光素子の構造について説明する図。
【図８】発光装置の画素部の構成について説明する図。
【図９】構造式（１００）に示す有機金属イリジウム錯体の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図１０】構造式（１００）に示す有機金属イリジウム錯体の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【図１１】発光素子について説明する図。
【図１２】発光素子１の電圧−輝度特性を示す図。
【図１３】発光素子１の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１４】発光素子１の発光スペクトルを示す図。
【図１５】発光素子１の信頼性を示す図。
【図１６】発光素子について説明する図。
【図１７】発光素子３、発光素子４、発光素子５および発光素子６の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１８】発光素子３、発光素子４、発光素子５および発光素子６の色度特性を示す図。
【図１９】発光素子３、発光素子４、発光素子５および発光素子６の発光スペクトルを示す図。
【図２０】構造式（２００）に示す有機金属イリジウム錯体の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図２１】構造式（２００）に示す有機金属イリジウム錯体の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体について説明する。
【００３６】
本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、無置換のフェニル基がピリミジン環の２位および５位と結合した構造を有する配位子を含む有機金属イリジウム錯体である。なお、本実施の形態で説明する、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、下記一般式（Ｇ１）で表される構造を含む有機金属イリジウム錯体である。
【００３７】
【化５】
0006598513.tif 000006
【００３８】
さらに、本実施の形態で説明する、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、下記一般式（Ｇ２）で表される有機金属イリジウム錯体である。
【００３９】
【化６】
0006598513.tif 000007
一般式（Ｇ２）において、Ｌは、モノアニオン性の配位子を表す。
【００４０】
また、一般式（Ｇ２）におけるモノアニオン性の配位子Ｌは、２つの配位元素がいずれも酸素であるモノアニオン性の二座キレート配位子、又は２つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子であることが好ましい。２つの配位元素がいずれも酸素であるモノアニオン性の二座キレート配位子で特に、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子であると、ベータジケトン構造を有することで、有機金属錯体の有機溶媒への溶解性が高まり、精製が容易となり好ましい。また、ベータジケトン構造を有することで、発光効率の高い有機金属錯体を得ることができるため好ましい。また、ベータジケトン構造を有することで昇華性が高まり、蒸着性能に優れるという利点がある。
【００４１】
また、一般式（Ｇ２）におけるモノアニオン性の配位子Ｌは、下記一般式（Ｌ１）または（Ｌ２）のいずれか一であることが好ましい。これらの配位子は、配位能力が高く、また、安価に入手することができるため有効である。
【００４２】
【化７】
0006598513.tif 000008
【００４３】
一般式（Ｌ１）または（Ｌ２）において、Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン基、ビニル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜６のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルコキシ基、または置換もしくは無置換の炭素数１〜６のアルキルチオ基を表す。またＡ１〜Ａ３はそれぞれ独立に、窒素、水素と結合するｓｐ２混成炭素、または置換基を有するｓｐ２混成炭素を表し、該置換基は炭素数１〜６のアルキル基、ハロゲン基、炭素数１〜６のハロアルキル基、またはフェニル基を表す。
【００４４】
次に、上述した本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体の具体的な構造式を示す（下記構造式（１００）〜（１０９））。ただし、本発明はこれらに限定されることはない。
【００４５】
【化８】
0006598513.tif 000009
【００４６】
【化９】
0006598513.tif 000010
【００４７】
なお、上記構造式（１００）〜（１０９）で表される有機金属イリジウム錯体は、燐光を発光することが可能な新規物質である。なお、これらの物質は、配位子の種類によっては幾何異性体と立体異性体が存在しうるが、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体にはこれらの異性体も全て含まれる。
【００４８】
次に、上記一般式（Ｇ２）表される有機金属イリジウム錯体の合成方法の一例について説明する。
【００４９】
≪一般式（Ｇ２）で表される本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法≫
まず、下記合成スキーム（Ａ−１）に示すように、構造式（Ｇ０）で表されるピリミジン誘導体と、ハロゲンを含む金属化合物（塩化イリジウム、臭化イリジウム、ヨウ化イリジウムなど）とを無溶媒、またはアルコール系溶媒（グリセロール、エチレングリコール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノールなど）単独、あるいはアルコール系溶媒１種類以上と水との混合溶媒を用いて、不活性ガス雰囲気にて加熱することにより、ハロゲンで架橋された構造を有する有機金属錯体の一種であり、新規物質である複核錯体（Ｐ）を得ることができる。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
【００５０】
【化１０】
0006598513.tif 000011
【００５１】
なお、合成スキーム（Ａ−１）において、Ｘはハロゲンを表す。
【００５２】
さらに、下記合成スキーム（Ａ−２）に示すように、上述の合成スキーム（Ａ−１）で得られる複核錯体（Ｐ）と、モノアニオン性の配位子の原料ＨＬとを、不活性ガス雰囲気にて反応させることにより、ＨＬのプロトンが脱離してＬが中心金属イリジウムに配位し、一般式（Ｇ２）で表される本発明の一態様である有機金属錯体が得られる。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
【００５３】
【化１１】
0006598513.tif 000012
【００５４】
なお、合成スキーム（Ａ−２）において、Ｌはモノアニオン性の配位子を表し、Ｘはハロゲンを表す。
【００５５】
以上、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体の合成方法の一例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、他のどのような合成方法によって合成されても良い。
【００５６】
本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、５６０ｎｍ付近（具体的には、５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲）に発光スペクトルのピーク波長を有する黄色発光を呈する材料である。さらに、発光スペクトルの形状がブロードであり、６００ｎｍ付近（具体的には、５７０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲）に赤色発光に由来するショルダーピークを有する。すなわち、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルの第１のピーク波長を有し、かつ５７０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルの第２のピーク波長を有することを特徴とする。なお、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体が示す発光スペクトルは、５００ｎｍ付近から立ち上がっており、緑色発光に由来している。また、５６０ｎｍ付近に発光極大があり、黄色発光を示す要因となっている。さらに、６００ｎｍ付近に赤色発光に由来するショルダーピークを有する特徴的な形状を有する。
【００５７】
なお、上述した本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、燐光を発光することが可能であるため、発光材料や発光素子の発光物質として利用できる。
【００５８】
また、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体を用いることで、発光効率の高い発光素子、発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。また、消費電力が低い発光素子、発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。
【００５９】
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。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体をＥＬ材料として用いることができる発光素子の一態様について図１を用いて説明する。
【００６１】
本実施の形態に示す発光素子は、図１（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極（陽極）１０１と第２の電極（陰極）１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔（または、ホール）輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５などを含んで形成される。
【００６２】
このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第１の電極１０１側から注入された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合し、発光層１１３に含まれる発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質が基底状態に戻る際に発光する。なお、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、発光素子における発光物質として用いることができる。
【００６３】
なお、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、本実施の形態で説明するＥＬ層１０２のいずれか一層または複数層に用いることができるが、特に発光層１１３に用いるのがより好ましい。すなわち、以下に説明する発光素子の構成の一部に用いることとする。
【００６４】
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での好ましい具体例について説明する。
【００６５】
第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）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（ＩＴＯ：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（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、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、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、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（陽極）１０１および第２の電極（陰極）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。
【００６６】
正孔注入層１１１は、正孔輸送性の高い正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔を注入する層であり、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含むことで、アクセプター性物質により正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれて正孔（ホール）が発生し、正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。なお、正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を用いて形成される。
【００６７】
正孔注入層１１１および正孔輸送層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：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）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：ＰＣｚＰＣＮ１）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：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、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。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【００６８】
さらに、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：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００６９】
また、正孔注入層１１１に用いるアクセプター性物質としては、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。
【００７０】
発光層１１３は、発光物質を含む層である。なお、発光層１１３は、発光物質のみで構成されていても、ホスト材料中に発光中心物質（ゲスト材料）が分散された状態で構成されていても良い。なお、ホスト材料としては、上述した正孔輸送性の高い物質や、後述する電子輸送性の高い物質を用いることができ、三重項励起エネルギーの大きい物質を用いる構成がより好ましい。すなわち、実施の形態１で示した本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体を発光物質として用い、ホスト材料と組み合わせて用いることができる。
【００７１】
発光層１１３において、発光物質、および発光中心物質として用いることが可能な材料には、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体のみに限定されることは無く、一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質等を組み合わせて用いることができる。なお、上記発光物質および発光中心物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
【００７２】
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質が挙げられる。
【００７３】
蛍光を発する物質としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
【００７４】
三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質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。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。
【００７５】
燐光を発する物質としては、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：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、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））、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））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、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））、（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））、（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）］）、（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（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（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、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）、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト���（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００７６】
なお、上述した三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質を分散状態にするために用いる物質（すなわちホスト材料）としては、例えば、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、ＮＰＢのようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、ＣＢＰ、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）等のカルバゾール誘導体や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、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）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等の金属錯体が好ましい。また、ＰＶＫのような高分子化合物を用いることもできる。
【００７７】
また、ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ  ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ  ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ  ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ  ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。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（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とＴ１のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
【００７８】
なお、発光層１１３において、上述した一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質や三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質（ゲスト材料）とホスト材料とを一種または複数種含んで形成することにより、発光層１１３からは、発光効率の高い発光を得ることができる。さらに、ホスト材料を複数種用いる場合には、励起錯体（エキサイプレックスとも言う）を形成する組み合わせにするのが好ましい。
【００７９】
また、発光層１１３は、図１（Ｂ）に示すような積層構造を有していてもよい。但し、この場合には、積層された各層からそれぞれの発光が得られる構成とする。例えば、１層目の発光層１１３（ａ１）からは、蛍光発光が得られる構成とし、１層目に積層される２層目の発光層１１３（ａ２）からは燐光発光が得られる構成とすればよい。なお、積層順については、この逆であってもよい。また、燐光発光が得られる層においては、励起錯体からドーパントへのエネルギー移動による発光が得られる構成とするのが好ましい。また、発光色については、一方の層から青色発光が得られる構成とする場合、他方の層からは橙色発光または黄色発光などが得られる構成とすることができる。また、各層において、複数種のドーパントが含まれる構成としてもよい。
【００８０】
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、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、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）、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［２−（２−ヒドロキシ
フェニル）ベンズオキサゾラト］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：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層１１４として用いてもよい。
【００８１】
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。
【００８２】
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、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１５にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、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。
【００８３】
また、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。
【００８４】
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１１４、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。
【００８５】
上述した発光素子は、ＥＬ層１０２において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そして、この発光は、第１の電極１０１および第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。従って、第１の電極１０１および第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。
【００８６】
なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体をＥＬ材料として用いた発光素子の一例である。なお、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体は、発光効率が高く、信頼性にも優れていることから高効率で長寿命な発光素子を実現することができる。
【００８７】
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ものとする。
【００８８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、有機金属イリジウム錯体に加え、他の２種類以上の有機化合物を発光層に用いた発光素子について説明する。
【００８９】
本実施の形態に示す発光素子は、図２に示すように一対の電極（陽極２０１及び陰極２０２）間にＥＬ層２０３を有する構造である。なお、ＥＬ層２０３には、少なくとも発光層２０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などが含まれていても良い。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層には、実施の形態２に示した物質を用いることができる。
【００９０】
本実施の形態に示す発光層２０４には、実施の形態１に示した有機金属イリジウム錯体を用いた燐光性化合物２０５、第１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７が含まれている。なお、燐光性化合物２０５は、発光層２０４におけるゲスト材料である。また、第１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７のうち発光層２０４に含まれる割合の多い方を発光層２０４におけるホスト材料とする。
【００９１】
発光層２０４において、上記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。
【００９２】
なお、第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７のそれぞれの三重項励起エネルギーの準位（Ｔ１準位）は、燐光性化合物２０５のＴ１準位よりも高いことが好ましい。第１の有機化合物２０６（又は第２の有機化合物２０７）のＴ１準位が燐光性化合物２０５のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与する燐光性化合物２０５の三重項励起エネルギーを第１の有機化合物２０６（又は第２の有機化合物２０７）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。
【００９３】
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、分子間のエネルギー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。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。
【００９４】
そこで本実施の形態においては、第１の有機化合物２０６および第２の有機化合物２０７は、励起錯体（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ことが好ましい。この場合、発光層２０４におけるキャリア（電子及びホール）の再結合の際に第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７は、励起錯体を形成する。これにより、発光層２０４において、第１の有機化合物２０６の蛍光スペクトルおよび第２の有機化合物２０７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、第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７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。
【００９５】
燐光性化合物２０５としては、実施の形態１で示した有機金属イリジウム錯体を用いる。また、第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７としては、励起錯体を生じる組み合わせであればよいが、電子を受け取りやすい化合物（電子トラップ性化合物）と、ホールを受け取りやすい化合物（正孔トラップ性化合物）とを組み合わせることが好ましい。
【００９６】
電子を受け取りやすい化合物としては、例えば、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−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、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）が挙げられる。
【００９７】
ホールを受け取りやすい化合物としては、例えば、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）、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−Ｎ’，Ｎ’−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）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、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−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、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−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、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：ＰＣｚＴＰＮ２）、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）が挙げられる。
【００９８】
上述した第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７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、燐光性化合物２０５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、燐光性化合物２０５の吸収スペクトルのピークよりも長波長であればよい。
【００９９】
なお、電子を受け取りやすい化合物とホールを受け取りやすい化合物で第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７を構成する場合、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：第２の有機化合物＝１：９〜９：１の範囲が好ましい。
【０１００】
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。
【０１０１】
なお、本発明の一態様に含まれる別の構成として、燐光性化合物２０５（ゲスト材料）の他の２種類の有機化合物（第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７）として、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子を用いて発光層２０４を形成し、２種類のホスト分子中に存在するゲスト分子に正孔と電子を導いて、ゲスト分子を励起状態とする現象（すなわち、Ｇｕｅｓｔ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｈｏｓｔｓ：ＧＣＣＨ）が得られるように発光層２０４を形成する構成も可能である。
【０１０２】
この時、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子としては、それぞれ、上述した正孔を受け取りやすい化合物、および電子を受け取りやすい化合物を用いることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態で示した発光素子は、発光素子の構造の一例であるが、本発明の一態様である発光素子には、これらの構成に加えてマイクロキャビティー構造を有する発光素子とすることもできる。
【０１０４】
また、本実施の形態で説明した発光層の構成は、実施の形態２の図１（Ｂ）で示した積層構造を有する発光層のうち、燐光発光を示す方の層に適用することができる。
【０１０５】
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ものとする。
【０１０６】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体をＥＬ材料としてＥＬ層に用い、電荷発生層を挟んでＥＬ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。
【０１０７】
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５０１および第２の電極５０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層５０２（１）、第２のＥＬ層５０２（２））を有するタンデム型発光素子である。
【０１０８】
本実施の形態において、第１の電極５０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極５０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極５０１および第２の電極５０４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ＥＬ層（第１のＥＬ層５０２（１）、第２のＥＬ層５０２（２））は、実施の形態２で示したＥＬ層と両方とも同様な構成であっても良いが、いずれか一方が同様の構成であっても良い。すなわち、第１のＥＬ層５０２（１）と第２のＥＬ層５０２（２）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２と同様なものを適用することができる。
【０１０９】
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層５０２（１）、第２のＥＬ層５０２（２））の間には、電荷発生層５０５が設けられている。電荷発生層５０５は、第１の電極５０１と第２の電極５０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ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５０１に第２の電極５０４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５０５から第１のＥＬ層５０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層５０２（２）に正孔が注入される。
【０１１０】
なお、電荷発生層５０５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５０５の可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層５０５は、第１の電極５０１や第２の電極５０４よりも低い導電率であっても機能する。
【０１１１】
電荷発生層５０５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。
【０１１２】
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、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１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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、ＢＡｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等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１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い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。
【０１１５】
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２、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。
【０１１６】
なお、上述した材料を用いて電荷発生層５０５を形成することにより、ＥＬ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。
【０１１７】
本実施の形態では、ＥＬ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ＥＬ層（５０２（１）〜５０２（ｎ））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ＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間にそれぞれ電荷発生層（５０５（１）〜５０５（ｎ−１））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、大きな発光面を有する発光装置、電子機器、及び照明装置等に応用した場合は、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。
【０１１８】
また、それぞれのＥＬ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ＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ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の光を互いに混合すると、白色発光を得ることができる。具体的には、第１のＥＬ層から青色発光が得られ、第２のＥＬ層から黄色発光（または橙色発光）が得られる組み合わせが挙げられる。この場合、青色発光と黄色発光（または橙色発光）が両方とも同じ蛍光発光、または燐光発光である必要はなく、青色発光が蛍光発光であり、黄色発光（または橙色発光）が燐光発光である組み合わせや、その逆の組み合わせとしてもよい。さらに、発光素子における光路長の調整に適した積層構造（例えば、第１の発光層から黄色発光が得られ、第２の発光層から青色発光が得られる構成）とすることで、さらに素子特性を向上させることができるので好ましい。
【０１１９】
また、３つのＥＬ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ＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２や実施の形態３で説明した発光素子に着色層（カラーフィルタ等）を組み合わせる場合の発光装置の一態様について説明する。なお、本実施の形態では、発光装置の画素部の構成について図８を用いて説明する。
【０１２２】
図８では、基板８０１上に複数のＦＥＴ８０２が形成されており、各ＦＥＴ８０２は、各発光素子（８０７Ｒ、８０７Ｇ、８０７Ｂ、８０７Ｙ）と電気的に接続されている。具体的には、各ＦＥＴ８０２が発光素子の画素電極である第１の電極８０３と電気的に接続されている。また、隣り合う第１の電極８０３の端部を埋めるべく隔壁８０４が設けられている。
【０１２３】
なお、本実施の形態における第１の電極８０３は、反射電極としての機能を有する。また、第１の電極８０３上には、ＥＬ層８０５が形成されており、ＥＬ層８０５上には第２の電極８１０が形成されている。また、ＥＬ層８０５は、複数の単色光を呈する複数の発光層を有する構成であり、第２の電極８１０は、半透過・半反射電極として機能する電極である。
【０１２４】
各発光素子（８０７Ｒ、８０７Ｇ、８０７Ｂ、８０７Ｙ）からは、それぞれ異なる発光が得られる。具体的には、発光素子８０７Ｒは、赤色発光が得られるように光学調整されており、８０６Ｒで示される領域において着色層８０８Ｒを通って矢印の方向に赤色の光が射出される。また、発光素子８０７Ｇは、緑色発光が得られるように光学調整されており、８０６Ｇで示される領域において着色層８０８Ｇを通って矢印の方向に緑色の光が射出される。また、発光素子８０７Ｂは、青色発光が得られるように光学調整されており、８０６Ｂで示される領域において着色層８０８Ｂを通って矢印の方向に青色の光が射出される。また、発光素子８０７Ｙは、黄色発光が得られるように光学調整されており、８０６Ｙで示される領域において着色層８０８Ｙを通って矢印の方向に黄色の光が射出される。
【０１２５】
なお、各着色層（８０８Ｒ、８０８Ｇ、８０８Ｂ、８０８Ｙ）は、図８に示すように各発光素子（８０７Ｒ、８０７Ｇ、８０７Ｂ、８０７Ｙ）が設けられた基板８０１の上方に配置された透明な封止基板８１１に設けられている。なお、各着色層（８０８Ｒ、８０８Ｇ、８０８Ｂ、８０８Ｙ）は、それぞれの発光色を呈する各発光素子（８０７Ｒ、８０７Ｇ、８０７Ｂ、８０７Ｙ）と重なる位置にそれぞれ設けられている。
【０１２６】
また、隣り合う各着色層（８０８Ｒ、８０８Ｇ、８０８Ｂ、８０８Ｙ）の端部を埋めるべく黒色層（ブラックマトリックス）８０９を設けられている。なお、各着色層（８０８Ｒ、８０８Ｇ、８０８Ｂ、８０８Ｙ）と黒色層８０９は、透明な材料を用いたオーバーコート層で覆われていても良い。
【０１２７】
以上に説明した構成では、封止基板８１１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置となるが、ＦＥＴが形成されている基板８０１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としても良い。なお、本実施の形態で示したトップエミッション型の発光装置の場合には、基板８０１として遮光性の基板および透光性の基板を用いることができるが、ボトムエミッション型の発光装置の場合には、基板８０１として透光性の基板を用いる必要がある。
【０１２８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体をＥＬ層に用いた発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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３を用いて説明する。
【０１３１】
なお、図３（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’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３０１上に設けられた画素部３０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）３０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）３０４ａ及び３０４ｂと、を有する。画素部３０２、駆動回路部３０３、及び駆動回路部３０４ａ及び３０４ｂは、シール材３０５によって、素子基板３０１と封止基板３０６との間に封止されている。
【０１３２】
また、素子基板３０１上には、駆動回路部３０３、及び駆動回路部３０４ａ及び３０４ｂ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３０７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）３０８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。
【０１３３】
次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板３０１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３０３と、画素部３０２が示されている。
【０１３４】
駆動回路部３０３はＦＥＴ３０９とＦＥＴ３１０とを組み合わせた構成について例示している。なお、駆動回路部３０３は、単極性（Ｎ型またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、Ｎ型のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で形成されても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、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。
【０１３５】
また、画素部３０２はスイッチング用ＦＥＴ３１１と、電流制御用ＦＥＴ３１２と電流制御用ＦＥＴ３１２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（陽極）３１３とを含む複数の画素により形成される。また、本実施の形態においては、スイッチング用ＦＥＴ３１１と、電流制御用ＦＥＴ３１２との２つのＦＥＴにより画素部３０２を構成する例について示したが、これに限定されない。例えば、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部３０２としてもよい。
【０１３６】
ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２としては、例えば、スタガ型や逆スタガ型のトランジスタを適用することができる。ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２に用いることのできる半導体材料としては、例えば、第１３族（ガリウム等）半導体、第１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体を用いることができる。また、該半導体材料の結晶性については、特に限定されず、例えば、非晶質半導体、または結晶性半導体を用いることができる。特に、ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２としては、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）等が挙げられる。ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２として、例えば、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１３７】
また、第１の電極３１３の端部を覆って絶縁物３１４が形成されている。ここでは、絶縁物３１４として、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。また、本実施の形態においては、第１の電極３１３を陽極として用いる。
【０１３８】
また、絶縁物３１４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。絶縁物３１４の形状を上記のように形成することで、絶縁物３１４の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。例えば、絶縁物３１４の材料として、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かを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、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等を使用することができる。
【０１３９】
第１の電極（陽極）３１３上には、ＥＬ層３１５及び第２の電極（陰極）３１６が積層形成されている。ＥＬ層３１５は、少なくとも発光層が設けられている。また、ＥＬ層３１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。
【０１４０】
なお、第１の電極（陽極）３１３、ＥＬ層３１５及び第２の電極（陰極）３１６との積層構造で、発光素子３１７が形成されている。第１の電極（陽極）３１３、ＥＬ層３１５及び第２の電極（陰極）３１６に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（陰極）３１６は外部入力端子であるＦＰＣ３０８に電気的に接続されている。
【０１４１】
また、図３（Ｂ）に示す断面図では発光素子３１７を１つのみ図示しているが、画素部３０２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３０２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、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子の他に、例えば、ホワイト（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）等の発光が得られる発光素子を形成してもよい。例えば、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子に上述の数種類の発光が得られる発光素子を追加することにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。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。さらに、量子ドットとの組み合わせにより発光効率を向上させ、消費電力を低減させた発光装置としてもよい。
【０１４２】
さらに、シール材３０５で封止基板３０６を素子基板３０１と貼り合わせることにより、素子基板３０１、封止基板３０６、およびシール材３０５で囲まれた空間３１８に発光素子３１７が備えられた構造になっている。なお、空間３１８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３０５で充填される構成も含むものとする。
【０１４３】
なお、シール材３０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板３０６に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から素子基板３０１及び封止基板３０６はガラス基板であることが好ましい。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用して完成させた様々な電子機器の一例について、図４、図５を用いて説明する。
【０１４７】
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。これらの電子機器の具体例を図４に示す。
【０１４８】
図４（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７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。なお、本発明の一態様である発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。
【０１４９】
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９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７１０３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７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
【０１５０】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。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。
【０１５１】
図４（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、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、本発明の一態様である発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製することができる。また、表示部７２０３は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
【０１５２】
図４（Ｃ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。
【０１５３】
ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。また、表示部７３０４は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
【０１５４】
なお、図４（Ｃ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、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、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、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、等を有することができる。
【０１５５】
また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光装置をその表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。
【０１５６】
図４（Ｄ）は、携帯電話機（スマートフォンを含む）の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に、表示部７４０２、マイク７４０６、スピーカ７４０５、カメラ７４０７、外部接続部７４０４、操作用ボタン７４０３などを備えている。また、本発明の一態様に係る発光素子を、可撓性を有する基板に形成して発光装置を作製した場合、図４（Ｄ）に示すような曲面を有する表示部７４０２に適用することが可能である。
【０１５７】
図４（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。
【０１５８】
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２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１５９】
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文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１６０】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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７４０２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。
【０１６４】
さらに、携帯電話機（スマートフォンを含む）の別の構成として、図４（Ｄ’−１）や図４（Ｄ’−２）のような構造を有する携帯電話機に適用することもできる。
【０１６５】
なお、図４（Ｄ’−１）や図４（Ｄ’−２）のような構造を有する場合には、文字情報や画像情報などを筐体７５００（１）、７５００（２）の第１面７５０１（１）、７５０１（２）だけでなく、第２面７５０２（１）、７５０２（２）に表示させることができる。このような構造を有することにより、携帯電話機を胸ポケットに収納したままの状態で、第２面７５０２（１）、７５０２（２）などに表示された文字情報や画像情報などを使用者が容易に確認することができる。
【０１６６】
また、図５（Ａ）〜（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図５（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図５（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図５（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
【０１６７】
表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。表示パネル９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
【０１６８】
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることができる。なお、適用できる電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用した照明装置の一例について、図６を用いて説明する。
【０１７１】
図６は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、筐体、カバー、または支持台を有し、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８００３を備えても良い。
【０１７２】
また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８００４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
【０１７３】
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
【０１７４】
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０１７５】
≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１の構造式（１００）で表される本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体、ビス［２−（５−フェニル−２−ピリミジニル−κＮ）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］）の合成方法について説明する。なお、［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］の構造を以下に示す。
【０１７６】
【化１２】
0006598513.tif 000013
【０１７７】
＜ステップ１：２，５−ジフェニルピリミジンの合成＞
まず、５−ブロモ−２−クロロピリミジン５．０ｇ（２６ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸７．０ｇ（５７ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム１２ｇ（５７ｍｍｏｌ）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル（Ｓ−Ｐｈｏｓ）０．７９ｇ（１．９ｍｍｏｌ）、トルエン２５０ｍＬを５００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）１７４ｍｇ（０．７７ｍｍｏｌ）加え、８０℃で１１時間、１００℃で８時間撹拌した。所定時間経過後、この混合溶液に酢酸パラジウム（ＩＩ）３１９ｍｇ（１．４２ｍｍｏｌ）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル（Ｓ−Ｐｈｏｓ）１．２ｇ（２．８ｍｍｏｌ）をさらに加え、１００℃で８時間加熱撹拌した。得られた反応混合物に水を加え、水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。この混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮して固体を得た。この固体をトルエンに溶解し、ろ紙上にセライト・アルミナ・フロリジールの順に積層してろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、トルエンにて再結晶して２，５−ジフェニルピリミジンを得た（白色固体、収率５０％）。ステップ１の合成スキームを下記（ａ−１）に示す。
【０１７８】
【化１３】
0006598513.tif 000014
【０１７９】
＜ステップ２：ジ−μ−クロロ−テトラキス［２−（５−フェニル−２−ピリミジニル−κＮ）フェニル−κＣ］ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、上記ステップ１で得られた配位子Ｈ５ｄｐｐｍ２  １．８ｇ（８．１ｍｍｏｌ）、塩化イリジウム（ＩＩＩ）水和物１．２ｇ（３．８ｍｍｏｌ）、２−エトキシエタノール１５ｍＬ、水５ｍＬを５０ｍＬナス型フラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。この反応容器にマイクロ波を、１００℃、１００Ｗの条件で１時間照射させることによって加熱し、反応させた。所定時間経過後、得られた反応溶液を濃縮し、残渣をエタノールで洗浄して複核錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２Ｃｌ］２を得た（橙色粉末、収率９７％）。ステップ２の合成スキームを下記（ａ−２）に示す。
【０１８０】
【化１４】
0006598513.tif 000015
【０１８１】
＜ステップ３：ビス［２−５−フェニル−２−ピリミジニル−κＮ）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］）の合成＞
次に、上記ステップ２で得られた複核錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２Ｃｌ］２２．５ｇ（１．８ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム１．９ｇ（１８ｍｍｏｌ）、アセチルアセトン０．５５ｇ（５．５ｍｍｏｌ）、２−エトキシエタノール４０ｍＬを１００ｍＬ丸底フラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。この反応容器に、１１０℃、１２０Ｗの条件で１時間マイクロ波を照射することによって反応させた。所定時間経過後、得られた反応混合物に水を加え、水層をジクロロメタンで抽出した。得られた抽出溶液を飽和食塩水で洗浄し、有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。得られた混合物を自然ろ過してろ液を得た。このろ液を濃縮して得た固体を、ジクロロメタンに溶解し、アルミナを通してろ過した。得られたろ液を濃縮して、残渣をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶して、本発明の一様態である有機金属錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］を得た（橙色粉末、収率３０％）。ステップ３の合成スキームを下記（ａ−３）に示す。
【０１８２】
【化１５】
0006598513.tif 000016
【０１８３】
なお、上記ステップ３で得られた橙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。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図９に示す。この結果から、本合成例１において、上述の構造式（１００）で表される本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］が得られたことがわかった。
【０１８４】
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．８２（ｓ，６Ｈ），５．２３（ｓ，１Ｈ），６．４０（ｄ，２Ｈ），６．８９（ｔ，２Ｈ），６．９３（ｔ，２Ｈ），７．４５−７．６５（ｍ，１０Ｈ），８．００（ｄｄ，２Ｈ），８．９０（ｄ，２Ｈ），９．０１（ｄ，２Ｈ）．
【０１８５】
次に、［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製  Ｖ５５０型）を用い、ジクロロメタン溶液（０．０９２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製  ＦＳ９２０）を用い、脱気したジクロロメタン溶液（０．０９２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１０に示す。横軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。また、図１０において２本の実線が示されているが、細い実線は吸収スペクトルを示し、太い実線は発光スペクトルを示している。図１０に示す吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液（０．０９２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
【０１８６】
図１０に示す通り、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］は、５４９ｎｍに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは黄色の発光が観測された。
【実施例２】
【０１８７】
本実施例では、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］（構造式（１００））を発光層に用いた発光素子１、および有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］を発光層に用いた比較発光素子２をそれぞれ作製し、発光スペクトルの測定を行った。なお、発光素子１および比較発光素子２の作製については、図１１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。
【０１８８】
【化１６】
0006598513.tif 000017
【０１８９】
【化１７】
0006598513.tif 000018
【０１９０】
≪発光素子１および比較発光素子２の作製≫
まず、ガラス製の基板９００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極９０１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。
【０１９１】
次に、基板９００上に発光素子１および発光素子２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。
【０１９２】
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９００を３０分程度放冷した。
【０１９３】
次に、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、基板９００を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層９０２を構成する正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子注入層９１５が順次形成される場合について説明する。
【０１９４】
真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンとを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝４：２（質量比）となるように共蒸着することにより、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。膜厚は２０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０１９５】
次に、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）を２０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層９１２を形成した。
【０１９６】
次に、正孔輸送層９１２上に発光層９１３を形成した。発光素子１の場合には、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）、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）、ビス［２−（５−フェニル−２−ピリミジニル−κＮ）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］）を、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］＝０．８：０．２：０．０２５（質量比）となるように共蒸着した。なお、膜厚は、４０ｎｍの膜厚とした。
【０１９７】
また、比較発光素子２の場合には、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）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、ビス｛２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−２−ピリミジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）を、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］＝０．８：０．２：０．０２５（質量比）となるように共蒸着した。また、膜厚は、４０ｎｍの膜厚とした。
【０１９８】
次に、発光層９１３上に発光素子１の場合には、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを１０ｎｍ蒸着した後、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層９１４を形成した。また、比較発光素子２の場合には、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを１０ｎｍ蒸着した後、Ｂｐｈｅｎを１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層９１４を形成した。さらに電子輸送層９１４上に、フッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することにより、電子注入層９１５を形成した。
【０１９９】
最後に、電子注入層９１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し、陰極となる第２の電極９０３形成し、発光素子１および比較発光素子２を得た。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。
【０２００】
以上により得られた発光素子１および比較発光素子２の素子構造を表１に示す。
【０２０１】
【表１】
0006598513.tif 000019
【０２０２】
また、作製した発光素子１および比較発光素子２は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（具体的には、素子の周囲へのシール材塗布、ＵＶ処理、及び８０℃にて１時間の熱処理を行った）。
【０２０３】
≪発光素子１および比較発光素子２の動作特性≫
作製した発光素子１および比較発光素子２の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２０４】
まず、発光素子１の電圧−輝度特性を図１２に示す。なお、図１２において、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸は、電圧（Ｖ）を示す。また、発光素子１の輝度−電流効率特性を図１３に示す。なお、図１３において、縦軸は、電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸は、輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図１３より、本発明の一態様である発光素子１は、高効率な素子であることがわかる。
【０２０５】
次に、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子１および比較発光素子２の主な初期特性値を以下の表２に示す。
【０２０６】
【表２】
0006598513.tif 000020
【０２０７】
上記結果から、本実施例で作製した発光素子１は、高輝度であり、良好な電流効率を示していることが分かる。さらに、色純度に関しては、純度の良い黄色発光を示すことが分かる。
【０２０８】
また、発光素子１および比較発光素子２に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図１４に示す。図１４に示す通り、発光素子１の発光スペクトルは５４８ｎｍ付近にピークを有しており、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］の発光に由来していることが示唆される。また、比較発光素子２の発光スペクトルは５３４ｎｍ付近にピークを有しており、有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の発光に由来していることが示唆される。なお、図１４に示す各発光素子の発光スペクトルの形状から、本発明の一態様である［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］は、比較発光素子２に用いた［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の緑色発光に比べて長波長な黄色発光領域に発光スペクトルのピークを有し、かつ、ブロードな（半値幅の広い）スペクトル形状と６００ｎｍ付近に赤色発光に由来するショルダーピークを有するという特徴を示す。なお、このようなスペクトル形状の違いは、［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］と［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の分子構造に含まれるピリミジン環とピリミジン環の５位に置換するフェニル基との二面角の捩れ度合いに起因する。すなわち、安定構造におけるピリミジン環とフェニル基との二面角の捩れ範囲を、一重項基底状態（Ｓ０）の場合に−２０°以上−６０°以下とし、最低励起三重項状態（Ｔ１）の場合に−１０°以上−５０°以下とすることで本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体に特徴的なスペクトル形状を得ることができる。
【０２０９】
また、発光素子１についての信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１５に示す。図１５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。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子１を駆動させた。その結果、発光素子１の１００時間後の輝度は、初期輝度のおよそ８５％を保っていた。
【０２１０】
したがって、発光素子１は、高い信頼性を示すことがわかった。また、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体を発光素子に用いることにより、長寿命の発光素子が得られることがわかった。
【実施例３】
【０２１１】
本実施例では、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体を用いた発光素子３〜６を作製した。なお、素子構造の詳細について、図１６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。
【０２１２】
【化１８】
0006598513.tif 000021
【０２１３】
【化１９】
0006598513.tif 000022
【０２１４】
≪発光素子３、発光素子４、発光素子５および発光素子６の作製≫
図１６は、本実施例で説明する発光素子３〜６の積層構造を示すものであるが、発光素子３は赤色発光を示し、発光素子４は緑色発光を示し、発光素子５は青色発光を示し、発光素子６が黄色発光を示すという構成であるため、それぞれの発光色が得られるように光学調整がなされている。具体的には、第１の電極４００１と第１の正孔注入層４０１１ａの膜厚を発光素子ごとに変えることにより光学調整がなされている。また、これらの発光素子は、いずれも第２の電極４００３側から光が出る構造を有する。なお、図１６には示していないが、発光素子３と重なる第２の電極４００３側（図１６における第２の電極４００３の上方）には、赤色の発光を取り出すためのカラーフィルタが備えられており、発光素子４と重なる第２の電極４００３側には、緑色の発光を取り出すためのカラーフィルタが備えられており、発光素子５と重なる第２の電極４００３側には、青色の発光を取り出すためのカラーフィルタが備えられており、発光素子６と重なる第２の電極４００３側には、黄色の発光を取り出すためのカラーフィルタが備えられており、それぞれの発光色に応じた色純度の高い発光が得られる。
【０２１５】
第１の電極４００１は、陽極として機能する電極であり、ガラス製の基板４０００上にアルミニウム（Ａｌ）とニッケル（Ｎｉ）とランタン（Ｌａ）の合金膜（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）をスパッタリング法により、２００ｎｍの膜厚で成膜した後、チタン（Ｔｉ）をスパッタリング法により６ｎｍの膜厚で成膜し、さらに酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により成膜して形成した。なお、発光素子３の場合は、ＩＴＳＯの膜厚を７５ｎｍとし、発光素子４の場合は、４０ｎｍとし、発光素子５の場合は、膜厚を４０ｎｍとし、発光素子６の場合は、１０ｎｍとした。また、成膜したＴｉは一部または全部が酸化されており、酸化チタンを含んでいる。電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０２１６】
ここで、前処理として、基板４０００の表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。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６０分間の真空焼成を行った後、基板４０００を３０分程度放冷した。
【０２１７】
第１の電極４００１上には、第１のＥＬ層４００２ａ、電荷発生層４００４、第２のＥＬ層４００２ｂ、第２の電極４００３が順次、形成される。なお、第１のＥＬ層４００２ａには、第１の正孔注入層４０１１ａ、第１の正孔輸送層４０１２ａ、発光層（Ａ）４０１３ａ、第１の電子輸送層４０１４ａ、第１の電子注入層４０１５ａが含まれ、第２のＥＬ層４００２ｂには、第２の正孔注入層４０１１ｂ、第２の正孔輸送層４０１２ｂ、発光層（Ｂ）４０１３ｂ、第２の電子輸送層４０１４ｂ、第２の電子注入層４０１５ｂが含まれる。
【０２１８】
第１の正孔注入層４０１１ａは、真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、９−［４−（９−Ｈ−９−フェニルカルバゾール−３−イル）−フェニル］−フェナントレン（略称：ＰＣＰＰｎ）と酸化モリブデンを、ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン＝１：０．５（質量比）となるように共蒸着して第１の電極４００１上に形成した。共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。なお、発光素子３の場合は、第１の正孔注入層４０１１ａの膜厚を２０ｎｍとし、発光素子４の場合は、１０ｎｍとし、発光素子５の場合は、１０ｎｍとし、発光素子６の場合は、２５ｎｍとした。
【０２１９】
第１の正孔輸送層４０１２ａは、第１の正孔注入層４０１１ａ上にＰＣＰＰｎを蒸着して形成した。なお、発光素子３の場合は、膜厚を１０ｎｍとし、発光素子４の場合は、１０ｎｍとし、発光素子５の場合は、膜厚を１０ｎｍとし、発光素子６の場合は、１０ｎｍとした。
【０２２０】
発光層（Ａ）４０１３ａは、第１の正孔輸送層４０１２ａ上に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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を、ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝１：０．０５（質量比）となるように共蒸着して形成した。なお、発光素子３、発光素子４、発光素子５、および発光素子６のいずれの場合も膜厚を２５ｎｍとした。
【０２２１】
第１の電子輸送層４０１４ａは、発光層（Ａ）４０１３ａ上にＣｚＰＡを５ｎｍの膜厚で蒸着した後、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着して形成した。
【０２２２】
第１の電子注入層４０１５ａは、第１の電子輸送層４０１４ａ上に酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜厚で蒸着して形成した。
【０２２３】
電荷発生層４００４は、第１の電子注入層４０１５ａ上に、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚で蒸着して形成した。
【０２２４】
第２の正孔注入層４０１１ｂは、電荷発生層４００４上に、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンとを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝１：０．５（質量比）となるように共蒸着して形成した。膜厚は１２．５ｎｍとした。
【０２２５】
第２の正孔輸送層４０１２ｂは、第２の正孔注入層４０１１ｂ上にＢＰＡＦＬＰを２０ｎｍの膜厚で蒸着して形成した。
【０２２６】
発光層（Ｂ）４０１３ｂは、第１の発光層４０１３（ｂ１）と第２の発光層４０１３（ｂ２）の２層からなる積層構造を有する。
【０２２７】
第１の発光層４０１３（ｂ１）は、第２の正孔輸送層４０１２ｂ上に、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）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、ビス［２−（５−フェニル−２−ピリミジニル−κＮ）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］）を、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］＝０．７：０．３：０．０６（質量比）となるよう共蒸着して形成した。膜厚は、２０ｎｍとした。
【０２２８】
第２の発光層４０１３（ｂ２）は、第１の発光層４０１３（ｂ１）上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］を、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］＝１：０．０６（質量比）となるよう共蒸着して形成した。膜厚は、２０ｎｍとした。
【０２２９】
第２の電子輸送層４０１４ｂは、第２の発光層４０１３（ｂ２）上に２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを２０ｎｍ蒸着した後、Ｂｐｈｅｎを２０ｎｍ蒸着して形成した。
【０２３０】
第２の電子注入層４０１５ｂは、第２の電子輸送層４０１４ｂ上にフッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ蒸着して形成した。
【０２３１】
第２の電極４００３は、陰極として機能する電極であり、第２の電子注入層４０１５ｂ上に銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを１：０．１で共蒸着して１５ｎｍの膜厚で形成した後、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により７０ｎｍの膜厚で成膜して形成した。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。
【０２３２】
なお、図１６には示さないが、発光素子３、発光素子４、発光素子５および発光素子６にそれぞれ設けられるカラーフィルタ（着色層）は、いずれも対向基板に形成されており、基板４０００上に形成された各発光素子とカラーフィルタの位置とが重なるように配置した後、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内においてこれらの対向基板と張り合わせることにより封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した）。
【０２３３】
以上により得られた発光素子３、発光素子４、発光素子５、および発光素子６の素子構造を表３に示す。
【０２３４】
【表３】
0006598513.tif 000023
【０２３５】
≪発光素子３、発光素子４、発光素子５、および発光素子６の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、結果を図１７〜図１９に示す。
【０２３６】
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子３、発光素子４、発光素子５および発光素子６の主な初期特性値を以下の表４に示す。
【０２３７】
【表４】
0006598513.tif 000024
【０２３８】
上記結果から、本実施例で作製した発光素子３は、電流効率が良く、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）で定められた赤色の色度付近の色純度の良い赤色発光を得ることができる。発光素子４は、電流効率が良く、ＮＴＳＣで定められた緑色の色度付近の色純度の良い緑色発光を示し、発光素子５は、電流効率が良く、ＮＴＳＣで定められた青色の色度付近の色純度の良い青色発光を示し、発光素子６は、電流効率が良く、ＮＴＳＣで定められた黄色の色度付近の色純度の良い黄色発光を示すという結果が得られた。
【０２３９】
また、発光素子３、発光素子４、発光素子５、および発光素子６に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図１９に示す。図１９に示す通り、赤色発光を示す発光素子３の発光スペクトルは６０６ｎｍ付近、緑色発光を示す発光素子４の発光スペクトルは５４２ｎｍ付近、青色発光を示す発光素子５の発光スペクトルは４６０ｎｍ付近にそれぞれピークを有しており、いずれも狭線化されたスペクトル形状を示す。これに対して、黄色発光を示す発光素子６の発光スペクトルは５５３ｎｍ付近にピークを有するブロードなスペクトル形状を示す。
【０２４０】
本実施例に示す発光素子３、発光素子４、発光素子５、および発光素子６は、同一基板上に形成された発光素子であり、第２の電極から、発光層（Ｂ）における第１の発光層４０１３（ｂ１）と第２の発光層４０１３（ｂ２）との界面までの光学距離をλ／４未満となるように光学調整されて構造を有する。上記結果は、このような素子構造とすることにより、同一基板上において、ＮＴＳＣに定める色純度の良い、赤色発光を示す発光素子３、緑色発光を示す発光素子４、青色発光を示す発光素子５、および黄色発光を示す発光素子６が形成することが示された。
【実施例４】
【０２４１】
本実施例では、下記構造式に示す本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］（構造式（１００））と、比較として用いた［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］（構造式（２００））について、ピリミジン環（Ｐｍ）と、５位のフェニル基（Ｐｈ）の二面角をそれぞれ計算した。二面角は、構造式に示す四つの原子１，２，３，４がこの順で結合している時、原子１，２，３が作る平面と原子２，３，４が作る平面のなす角度であり、原子２、３の結合軸周りの回転する角度を表す。
【０２４２】
【化２０】
0006598513.tif 000025
【０２４３】
まず、［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］、［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の一重項基底状態（Ｓ０）と最低励起三重項状態（Ｔ１）における最安定構造を、密度汎関数法（ＤＦＴ）を用いて計算した。なお、ＤＦＴ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と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。また、ＤＦＴ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、計算は高速である。ここでは、混合汎関数であるＢ３ＰＷ９１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。
【０２４４】
また、基底関数として、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ原子には６−３１１Ｇ（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、Ｉｒ原子にはＬａｎＬ２ＤＺを用いた。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。なお、計算に溶媒効果を取り入れるため、Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｅｑｕａｔｉｏｎ  Ｆｏｒｍａｌｉｓｍ  Ｐｏｌａｒｉｚａｂｌｅ  Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  Ｍｏｄｅｌ  （ＩＥＦ−ＰＣＭ）を用いた。溶媒にはジクロロメタンを指定した。
【０２４５】
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、ＩＣＥ  Ｘ）を用いて行った。
【０２４６】
［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］と［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］のＳ０とＴ１における最安定構造において、各構造式に含まれるピリミジン環（Ｐｍ）と、５位のフェニル基（Ｐｈ）との二面角の計算結果を以下の表５に示す。
【０２４７】
【表５】
0006598513.tif 000026
【０２４８】
表５より、Ｓ０とＴ１における［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］のピリミジン環と５位のフェニル基との二面角は、［Ｉｒ（５ｄｐｐｍ２）２（ａｃａｃ）］のピリミジン環と５位のフェニル基との二面角よりも大きい。これは、メチル基を導入することにより、ピリミジン環と５位のフェニル基の間に立体障害が生じることに起因する。このようにピリミジン環と５位のフェニル基が大きく捩れることで、π共役の広がりが抑制されるため、捩れた構造を有する有機金属イリジウム錯体の発光スペクトルのピーク波長は、短波長化してしまう。
【０２４９】
従って、第１のフェニル基と第２のフェニル基で置換されたピリミジン環を配位子とし、第１のフェニル基がイリジウムと結合し、ピリミジン環がイリジウムと配位結合を形成しているイリジウム錯体においては、ピリミジン環と第２のフェニル基との二面角を、一重項基底状態（Ｓ０）の場合には、−２０°以上−６０°以下、最低励起三重項状態（Ｔ１）の場合には、−１０°以上−５０°以下の捩れ範囲に抑えることで５６０ｎｍ付近（具体的には、５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の範囲）に発光スペクトルのピーク波長を有する黄色発光を得ることができる。また、本発明の一態様である有機金属イリジウム錯体のように二面角がこのような捩れ範囲にある場合の特徴としては、発光スペクトルの形状がブロードであり、さらに、６００ｎｍ付近（具体的には５７０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の範囲）に赤色発光に由来するショルダーピークを有する。
【実施例５】
【０２５０】
≪合成例２≫
本実施例では、実施例２の構造式（２００）で表される有機金属イリジウム錯体、ビス｛２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−２−ピリミジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の合成方法について説明する。なお、［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の構造を以下に示す。
【０２５１】
【化２１】
0006598513.tif 000027
【０２５２】
＜ステップ１：５−ブロモ−２−フェニルピリミジンの合成＞
まず、５−ブロモ−２−ヨードピリミジン１．９７ｇとフェニルボロン酸０．８５ｇ、２Ｍ炭酸ナトリウム水溶液７．０ｍＬ、トルエン１８ｍＬを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。減圧下で撹拌することで脱気した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（略称：Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）０．０８１ｇを加え、８時間還流した。ここで、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４０．０４０ｇを加え、８時間還流した後、更にＰｄ（ＰＰｈ３）４０．０４０ｇを加え、８時間還流することで反応させた。反応溶液に水を加え、ジクロロメタンにて有機層を抽出した。得られた抽出液を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した後の溶液をろ過した。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＝５：１を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピリミジン誘導体を得た（白色粉末、収率５９％）。ステップ１の合成スキームを下記（ｂ−１）に示す。
【０２５３】
【化２２】
0006598513.tif 000028
【０２５４】
＜ステップ２：５−（２，６−ジメチルフェニル）−２−フェニルピリミジン（略称：Ｈｐｐｍ２−ｄｍｐ）の合成＞
次に、上記ステップ１で得た５−ブロモ−２−フェニルピリミジン０．９６ｇと２，６−ジメチルフェニルボロン酸１．２１ｇ、炭酸ナトリウム０．８７ｇ、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（略称：Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２）０．０３５ｇ、水１５ｍＬ、アセトニトリル１５ｍＬを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、１５分間アルゴンバブリングした。この反応容器にマイクロ波（２．４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を３時間照射することで加熱した。ここで更に２，６−ジメチルフェニルボロン酸１．２１ｇ、炭酸ナトリウム０．８７ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２  ０．０３５ｇをフラスコに入れ、１５分間アルゴンバブリングした。この反応容器に再度マイクロ波（２．４５ＧＨｚ  １００Ｗ）を３時間照射することで加熱した。その後、得られた混合物を水で吸引ろ過した。得られた固体を、トルエンを展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピリミジン誘導体Ｈｐｐｍ２−ｄｍｐを得た（白色粉末、収率６４％）。なお、マイクロ波の照射はマイクロ波合成装置（ＣＥＭ社製  Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）を用いた。ステップ２の合成スキームを下記（ｂ−２）に示す。
【０２５５】
【化２３】
0006598513.tif 000029
【０２５６】
＜ステップ３：ジ−μ−クロロ−テトラキス｛２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−２−ピリミジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ２で得たＨｐｐｍ２−ｄｍｐ０．６８ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製）０．３６ｇ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、得られた残渣をヘキサンで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２Ｃｌ］２を得た（黄褐色粉末、収率５３％）。ステップ３の合成スキームを下記（ｂ−３）に示す。
【０２５７】
【化２４】
0006598513.tif 000030
【０２５８】
＜ステップ４：ビス｛２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−２−ピリミジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］の合成＞
さらに、２−エトキシエタノール２０ｍＬ、上記ステップ３で得た複核錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２Ｃｌ］２０．４８ｇ、アセチルアセトン（略称：Ｈａｃａｃ）０．０９４ｇ、炭酸ナトリウム０．３４ｇ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  １２０Ｗ）を６０分間照射した。ここで更にＨａｃａｃ０．０９４ｇを加え、再度マイクロ波（２．４５ＧＨｚ  ２００Ｗ）を６０分間照射することで加熱した。溶媒を留去し、得られた残渣をヘキサンで吸引ろ過した。得られた固体を水、ヘキサンで順次洗浄した。得られた固体を、ヘキサン：酢酸エチル＝５：１を展開溶媒とするフラッシュカラムクロマトグラフィーにより精製した後、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、有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］を黄色粉末として得た（収率５８％）。ステップ４の合成スキームを下記（ｂ−４）に示す。
【０２５９】
【化２５】
0006598513.tif 000031
【０２６０】
なお、上記ステップ４で得られた黄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。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２０に示す。この結果から、本合成例２において、上述の構造式（２００）で表される有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］が得られたことがわかった。
【０２６１】
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＤＭＳＯ−ｄ６）：１．６４（ｓ，６Ｈ），２．０７（ｓ，６Ｈ），２．２５（ｓ，６Ｈ），５．３０（ｓ，１Ｈ），６．３９（ｄ，２Ｈ），６．８３（ｔ，２Ｈ），６．９１（ｔ，２Ｈ），７．２４−７．２７（ｍ，４Ｈ），７．３１（ｔ，２Ｈ），７．９０（ｄ，２Ｈ），８．３８（ｄ，２Ｈ），８．９１（ｄ，２Ｈ）．
【０２６２】
次に、［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製  Ｖ５５０型）を用い、ジクロロメタン溶液（０．０８６ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製  ＦＳ９２０）を用い、脱気したジクロロメタン溶液（０．０８６ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図２１に示す。横軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。また、図２１において２本の実線が示されているが、細い実線は吸収スペクトルを示し、太い実線は発光スペクトルを示している。図２１に示す吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液（０．０８６ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
【０２６３】
図２１に示す通り、有機金属イリジウム錯体［Ｉｒ（ｐｐｍ２−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］は、５３１ｎｍに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは緑色の発光が観測された。
【符号の説明】
【０２６４】
１０１    第１の電極
１０２    ＥＬ層
１０３    第２の電極
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１４    電子輸送層
１１５    電子注入層
２０１    陽極
２０２    陰極
２０３    ＥＬ層
２０４    発光層
２０５    燐光性化合物
２０６    第１の有機化合物
２０７    第２の有機化合物
５０１    第１の電極
５０２（１）    第１のＥＬ層
５０２（２）    第２のＥＬ層
５０２（ｎ−１）    第（ｎ−１）のＥＬ層
５０２（ｎ）    第（ｎ）のＥＬ層
５０４    第２の電極
５０５    電荷発生層
５０５（１）    第１の電荷発生層
５０５（２）    第２の電荷発生層
５０５（ｎ−２）    第（ｎ−２）の電荷発生層
５０５（ｎ−１）    第（ｎ−１）の電荷発生層
３０１    素子基板
３０２    画素部
３０３    駆動回路部（ソース線駆動回路）
３０４ａ、３０４ｂ    駆動回路部（ゲート線駆動回路）
３０５    シール材
３０６    封止基板
３０７    配線
３０８    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
３０９    ＦＥＴ
３１０    ＦＥＴ
３１１    スイッチング用ＦＥＴ
３１２    電流制御用ＦＥＴ
３１３    第１の電極（陽極）
３１４    絶縁物
３１５    ＥＬ層
３１６    第２の電極（陰極）
３１７    発光素子
３１８    空間
８０１    基板
８０２    ＦＥＴ
８０３    第１の電極
８０４    隔壁
８０５    ＥＬ層
８０６Ｒ、８０６Ｇ、８０６Ｂ、８０６Ｙ    発光領域
８０７Ｒ、８０７Ｇ、８０７Ｂ、８０７Ｙ    発光素子
８０８Ｒ、８０８Ｇ、８０８Ｂ、８０８Ｙ    着色層
８０９    黒色層（ブラックマトリクス）
８１０    第２の電極
８１１    封止基板
９００    基板
９０１    第１の電極
９０２    ＥＬ層
９０３    第２の電極
９１１    正孔注入層
９１２    正孔輸送層
９１３    発光層
９１４    電子輸送層
９１５    電子注入層
４０００    基板
４００１    第１の電極
４００２ａ、４００２ｂ    ＥＬ層
４００３    第２の電極
４００４    電荷発生層
４０１１ａ、４０１１ｂ    正孔注入層
４０１２ａ、４０１２ｂ    正孔輸送層
４０１３ａ、４０１３ｂ    発光層
４０１３（ｂ１）、４０１３（ｂ２）    発光層
４０１４ａ、４０１４ｂ    電子輸送層
４０１５ａ、４０１５ｂ    電子注入層
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０３    表示部
７１０５    スタンド
７１０７    表示部
７１０９    操作キー
７１１０    リモコン操作機
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
７３０２    筐体
７３０４    表示パネル
７３０５    時刻を表すアイコン
７３０６    その他のアイコン
７３１１    操作ボタン
７３１２    操作ボタン
７３１３    接続端子
７３２１    バンド
７３２２    留め金
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作用ボタン
７４０４    外部接続部
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４０７    カメラ
８００１    照明装置
８００２    照明装置
８００３    照明装置
８００４    照明装置
９３１０    携帯情報端末
９３１１    表示パネル
９３１２    表示領域
９３１３    ヒンジ
９３１５    筐体
【図１】
0006598513.tif 000033
【図２】
0006598513.tif 000034
【図３】
0006598513.tif 000035
【図４】
0006598513.tif 000036
【図５】
0006598513.tif 000037
【図６】
0006598513.tif 000038
【図７】
0006598513.tif 000039
【図８】
0006598513.tif 000040
【図９】
0006598513.tif 000041
【図１０】
0006598513.tif 000042
【図１１】
0006598513.tif 000043
【図１２】
0006598513.tif 000044
【図１３】
0006598513.tif 000045
【図１４】
0006598513.tif 000046
【図１５】
0006598513.tif 000047
【図１６】
0006598513.tif 000048
【図１７】
0006598513.tif 000049
【図１８】
0006598513.tif 000050
【図１９】
0006598513.tif 000051
【図２０】
0006598513.tif 000052
【図２１】
0006598513.tif 000053