(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、蛍光発光材料と、ホスト材料と、を有し、
前記ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
前記第１の有機化合物、及び前記第２の有機化合物は、前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する機能を有し、
前記第１の有機化合物と、前記蛍光発光材料と、の重心間距離の最小値が０．７ｎｍ以上５ｎｍ以下であり、
前記重心間距離の最小値は、古典分子動力学法によって算出される、前記蛍光発光材料を中心とする、半径ｒの球内に存在する前記第１の有機化合物の個数が０を超えるときの半径ｒであり、
前記蛍光発光材料は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、有する、発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記励起錯体は、前記蛍光発光材料へ励起エネルギーを供与する機能を有する、発光素子。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記励起錯体が呈する発光は、前記蛍光発光材料の最も低いエネルギー側の吸収帯と重なる領域を有する、発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記励起錯体が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が１０％以上であり、
前記遅延蛍光成分は、蛍光寿命が１０ｎｓ以上５０μｓ以下の遅延蛍光成分を有する、発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物は、電子を輸送する機能を有し、
前記第２の有機化合物は、正孔を輸送する機能を有する、発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環骨格を有し、
前記第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格または芳香族アミン骨格を有する、発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、
カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置。
【請求項８】
請求項７に記載の表示装置と、
筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、
筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
【０００４】
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００５】
発光性の物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光性の物質を含むＥＬ層を設けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができる。
【０００６】
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３である。そのため、蛍光を発する化合物（蛍光性化合物）を用いた発光素子より、燐光を発する化合物（燐光性化合物）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態を発光に変換することが可能な燐光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００７】
燐光性化合物を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用化に至っていない。そのため、より安定な蛍光性化合物を用いた発光素子の開発が行われており、蛍光性化合物を用いた発光素子（蛍光発光素子）の発光効率を高める手法が探索されている。
【０００８】
三重項励起状態の一部を発光に変換することが可能な材料として、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ａｃｔｉｖａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）体が知られている。熱活性化遅延蛍光体では、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光に変換される。
【０００９】
熱活性化遅延蛍光体を用いた発光素子において、発光効率を高めるためには、熱活性化遅延蛍光体において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけでなく、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが重要となる。しかしながら、この２つを同時に満たす発光材料を設計することは困難である。
【００１０】
そこで、熱活性化遅延蛍光体と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、熱活性化遅延蛍光体の一重項励起エネルギーを、蛍光性化合物へと移動させ、蛍光性化合物から発光を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−４５１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
熱活性化遅延蛍光体と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、発光効率を高めるためには、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成することが好ましい。また、熱活性化遅延蛍光体の一重項励起状態から蛍光性化合物の一重項励起状態へ、効率よくエネルギーが移動することが好ましい。また、熱活性化遅延蛍光体の三重項励起状態から蛍光性化合物の三重項励起状態へのエネルギー移動を抑制することが好ましい。
【００１３】
したがって、本発明の一態様では、蛍光性化合物を有し、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１４】
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、発光素子がＥＬ層を有し、ＥＬ層が、励起錯体を形成する発光層を有することにより、三重項励起子を一重項励起子に変換し、一重項励起子から発光させることができる発光素子であり、該一重項励起子のエネルギー移動によって蛍光性化合物から発光させることができる発光素子である。
【００１６】
したがって、本発明の一態様は、蛍光発光材料と、ホスト材料と、を有し、ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物、及び第２の有機化合物は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する機能を有し、第１の有機化合物または第２の有機化合物の少なくとも一方と、蛍光発光材料と、の重心間距離の最小値が０．７ｎｍ以上５ｎｍ以下である発光素子である。
【００１７】
また、本発明の他の一態様は、蛍光発光材料と、ホスト材料と、を有し、蛍光発光材料は、７０％以上の蛍光量子収率を有し、ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物、及び第２の有機化合物は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する機能を有し、第１の有機化合物または第２の有機化合物の少なくとも一方と、蛍光発光材料と、の重心間距離の最小値が０．７ｎｍ以上５ｎｍ以下である発光素子である。
【００１８】
また、上記各構成において、第１の有機化合物と、蛍光発光材料と、の重心間距離の最小値、および第２の有機化合物と、蛍光発光材料と、の重心間距離の最小値、がそれぞれ０．７ｎｍ以上５ｎｍ以下であると好ましい。また、重心間距離の最小値は、古典分子動力学法によって算出される積算配位数が０より大きい距離であると好ましい。
【００１９】
また、上記各構成において、蛍光発光材料は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、蛍光発光材料は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、蛍光発光材料は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。
【００２０】
また、上記各構成において、蛍光発光材料は、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有すると好ましい。
【００２１】
また、上記各構成において、励起錯体は、蛍光発光材料へ励起エネルギーを供与する機能を有すると好ましい。
【００２２】
また、上記各構成において、励起錯体が呈する発光は、蛍光発光材料の最も低いエネルギー側の吸収帯と重なる領域を有すると好ましい。
【００２３】
また、上記各構成において、励起錯体が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が１０％以上であり、遅延蛍光成分は、蛍光寿命が１０ｎｓ以上５０μｓ以下の遅延蛍光成分を有すると好ましい。
【００２４】
また、上記各構成において、第１の有機化合物または第２の有機化合物の一方は、電子を輸送する機能を有し、第１の有機化合物または第２の有機化合物の他方は、正孔を輸送する機能を有すると好ましい。あるいは、第１の有機化合物または第２の有機化合物の一方は、π電子不足型複素芳香環骨格を有し、第１の有機化合物または第２の有機化合物の他方は、π電子過剰型複素芳香環骨格または芳香族アミン骨格を有すると好ましい。
【００２５】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示モジュールも発光装置を含む場合がある。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一態様により、蛍光性化合物を有し、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
【００２７】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。
【図２】ホスト材料とゲスト材料との位置関係を説明する図。
【図３】ゲスト材料に対するホスト材料の積算配位数を説明する図。
【図４】ホスト材料とゲスト材料との位置関係を説明する図。
【図５】ホスト材料とゲスト材料の三重項励起状態の最安定構造を説明する図。
【図６】本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。
【図７】本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。
【図８】本発明の一態様の発光素子の断面模式図。
【図９】本発明の一態様の発光素子の断面模式図。
【図１０】本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。
【図１１】本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。
【図１２】本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。
【図１３】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図１４】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図１５】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図１６】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図１７】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図１８】本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。
【図１９】本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。
【図２０】本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。
【図２１】本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。
【図２２】本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。
【図２３】本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。
【図２４】本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。
【図２５】本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。
【図２６】本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。
【図２７】本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。
【図２８】本発明の一態様の電子機器について説明する図。
【図２９】本発明の一態様の発光装置を説明する斜視図及び断面図。
【図３０】本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。
【図３１】本発明の一態様の照明装置及び電子機器を説明する図。
【図３２】本発明の一態様の照明装置について説明する図。
【図３３】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図３４】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図３５】実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。
【図３６】実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。
【図３７】実施例に係る、発光素子の蛍光寿命特性を説明する図。
【図３８】実施例に係る、発光素子の過渡電界発光スペクトルを説明する図。
【図３９】実施例に係る、発光素子の過渡電界発光スペクトルを説明する図。
【図４０】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図４１】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図４２】実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。
【図４３】実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。
【図４４】実施例に係る、発光素子の時間分解蛍光測定の結果を説明する図。
【図４５】実施例に係る、発光素子の過渡電界発光スペクトルを説明する図。
【図４６】実施例に係る、発光素子の過渡電界発光スペクトルを説明する図。
【図４７】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図４８】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図４９】実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。
【図５０】実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。
【図５１】実施例に係る、薄膜の時間分解蛍光測定の結果を説明する図。
【図５２】実施例に係る、薄膜の時間分解蛍光測定の結果を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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ない。
【００３０】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００３１】
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
【００３２】
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
【００３３】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００３４】
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。また、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位（Ｓ１準位）は、最も低い一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位（Ｔ１準位）は、最も低い三重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。
【００３５】
また、本明細書等において蛍光材料または蛍光性化合物とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料または化合物である。燐光材料または燐光性化合物とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料または化合物である。換言すると燐光材料または燐光性化合物とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料または化合物の一つである。
【００３６】
なお、本明細書等において、室温とは、０℃以上４０℃以下のいずれかの温度をいう。
【００３７】
また、本明細書等において、青色の波長領域とは、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の波長領域であり、青色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、緑色の波長領域とは、４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域であり、緑色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波長領域とは、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長領域であり、赤色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。
【００３８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１乃至図５を用いて以下説明する。
【００３９】
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて、以下説明する。
【００４０】
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子２５０の断面模式図である。
【００４１】
発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。
【００４２】
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９等の機能層を有する。
【００４３】
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明するが、発光素子２５０の構成としては、その限りではない。つまり、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１３０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番とすればよい。
【００４４】
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。あるいは、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
【００４５】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図１（Ｂ）に示す発光層１３０は、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、を有する。また、ホスト材料１３１は、有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２と、を有する。
【００４６】
なお、ゲスト材料１３２としては、発光性の有機化合物を用いればよく、該発光性の有機化合物としては、蛍光を発することができる物質（以下、蛍光性化合物ともいう）であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３２として、蛍光性化合物を用いる構成について説明する。なお、ゲスト材料１３２を蛍光材料または蛍光性化合物として読み替えてもよい。
【００４７】
本発明の一態様の発光素子２５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞれＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって、励起子が形成される。キャリア（電子および正孔）の再結合によって生じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比（以下、励起子生成確率）は、統計的確率により、１：３となる。そのため、蛍光発光材料を用いた発光素子において、発光に寄与する一重項励起子が生成する割合は２５％であり、発光に寄与しない三重項励起子が生成する割合は７５％となる。したがって、発光に寄与しない三重項励起子を、発光に寄与する一重項励起子へ変換することが、発光素子の発光効率を向上させるためには重要である。
【００４８】
＜発光素子の発光機構＞
次に、発光層１３０の発光機構について、以下説明を行う。
【００４９】
発光層１３０におけるホスト材料１３１が有する有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２は、励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する。
【００５０】
有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔を輸送する機能（正孔輸送性）を有する化合物であり、他方が電子を輸送する機能（電子輸送性）を有する化合物であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができる。また、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
【００５１】
また、効率よく励起錯体を形成するホスト材料の組み合わせとしては、有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２のうち一方の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位が他方のＨＯＭＯ準位より高く、一方の最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。例えば、一方の有機化合物が正孔輸送性を有し、他方の有機化合物が電子輸送性を有する場合、一方の有機化合物のＨＯＭＯ準位が他方の有機化合物のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、一方の有機化合物のＬＵＭＯ準位が他方の有機化合物のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。具体的には、一方の有機化合物のＨＯＭＯ準位と他方の有機化合物のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．０５ｅＶ以上であり、より好ましくは０．１ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上である。また、一方の有機化合物のＬＵＭＯ準位と他方の有機化合物のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．０５ｅＶ以上であり、より好ましくは０．１ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上である。
【００５２】
発光層１３０における有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２と、ゲスト材料１３２とのエネルギー準位の相関を図１（Ｃ）に示す。なお、図１（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１３１＿１）：有機化合物１３１＿１
・Ｈｏｓｔ（１３１＿２）：有機化合物１３１＿２
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（蛍光性化合物）
・ＳＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＳＧ：ゲスト材料１３２（蛍光性化合物）のＳ１準位
・ＴＧ：ゲスト材料１３２（蛍光性化合物）のＴ１準位
・ＳＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥ：励起錯体のＴ１準位
【００５３】
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２とが励起錯体を形成する。励起錯体の最も低い一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）と励起錯体の最も低い三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる（図１（Ｃ）  ルートＥ３参照）。
【００５４】
励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態であり、光励起の場合、励起状態となった一方の物質が基底状態である他方の物質と相互作用することによって形成される。そして、光を発することによって基底状態になると、励起錯体を形成していた２種類の物質は、また元の別々の物質として振る舞う。電気励起の場合は、一方が励起状態になると、速やかに他方と相互作用することで励起錯体を形成する。あるいは、一方が正孔を、他方が電子を受け取ることで速やかに励起錯体を形成することができる。この場合、いずれの物質においても励起状態を形成することなく励起錯体を形成することができるため、発光層１３０における励起子のほとんどが励起錯体として存在することが可能となる。励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＥまたはＴＥ）は、励起錯体を形成するホスト材料（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）の一重項励起エネルギー準位（ＳＨ）より低くなるため、より低い励起エネルギーでホスト材料１３１の励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子２５０の駆動電圧を低減することができる。
【００５５】
励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）と三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。すなわち、励起錯体は三重項励起エネルギーを逆項間交差（アップコンバージョン）によって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図１（Ｃ）  ルートＥ４参照）。したがって、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部は励起錯体により一重項励起エネルギーに変換される。そのためには、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）と三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）とのエネルギー差は０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であると好ましい。なお、逆項間交差を効率よく生じさせるためには、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）が、励起錯体を形成するホスト材料を構成している各有機化合物（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）の三重項励起エネルギー準位よりも低いことが好ましい。これにより、各有機化合物による励起錯体の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。
【００５６】
また、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）は、ゲスト材料１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）より高いことが好ましい。そうすることで、生成した励起錯体の一重項励起エネルギーは、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）からゲスト材料１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができ、ゲスト材料１３２が一重項励起状態となり、発光する（図１（Ｃ）  ルートＥ５参照）。
【００５７】
なお、ゲスト材料１３２の一重項励起状態から効率よく発光を得るためには、ゲスト材料１３２の蛍光量子収率は高いことが好ましく、具体的には、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
【００５８】
なお、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）から、ゲスト材料１３２の三重項励起エネルギー準位（ＴＧ）へのエネルギー移動は、ゲスト材料１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくい。
【００５９】
また、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）からゲスト材料１３２の三重項励起エネルギー準位（ＴＧ）へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図１（Ｃ）  ルートＥ６参照）。そのため、ルートＥ６のエネルギー移動が少ない方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱失活を減少することができるため好ましい。そのためには、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重量比は、ゲスト材料１３２の重量比が低いことが好ましく、具体的にはホスト材料１３１に対するゲスト材料１３２の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【００６０】
なお、ゲスト材料１３２においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、発光層１３０において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ねてしまう。そのため、ゲスト材料１３２においてキャリアが直接再結合する過程よりも、励起錯体の生成過程を経たエネルギー移動過程（図１（Ｃ）  ルートＥ４及びＥ５）の割合が多い方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、やはりホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重量比は、ゲスト材料１３２の重量比が低いことが好ましく、具体的にはホスト材料１３１に対するゲスト材料１３２の重量比が、好ましくは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
【００６１】
以上のように、上述のルートＥ４及びＥ５のエネルギー移動過程が全て効率よく生じれば、ホスト材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率よくゲスト材料１３２の一重項励起状態のエネルギーに変換されるため、発光素子２５０は高い発光効率で発光することが可能となる。
【００６２】
上記に示すルートＥ３、Ｅ４、及びＥ５の過程を、本明細書等において、ＥｘＳＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｓｉｎｇｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥＦ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合がある。別言すると、発光層１３０は、励起錯体からゲスト材料１３２への励起エネルギーの供与がある。
【００６３】
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０のゲスト材料１３２からの発光を効率よく得ることができる。
【００６４】
＜エネルギー移動機構＞
次に、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２との分子間のエネルギー移動過程の支配因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構が提唱されている。ここでは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との分子間のエネルギー移動過程について説明するが、ホスト材料１３１が励起錯体の場合も同様である。
【００６５】
≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト材料１３１及びゲスト材料１３２間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる。双極子振動の共鳴現象によってホスト材料１３１がゲスト材料１３２にエネルギーを受け渡し、励起状態のホスト材料１３１が基底状態になり、基底状態のゲスト材料１３２が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す。
【００６６】
【数１】
0006803667.tif 000002
【００６７】
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１３１の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、εｇ（ν）は、ゲスト材料１３２のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎは、媒体の屈折率を表し、Ｒは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の分子間距離を表し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０から４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
【００６８】
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づき、励起状態のホスト材料１３１の電子と、基底状態のゲスト材料１３２との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
【００６９】
【数２】
0006803667.tif 000003
【００７０】
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１３１の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は、ゲスト材料１３２の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、Ｒは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の分子間距離を表す。
【００７１】
ここで、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのエネルギー移動効率φＥＴは、数式（３）で表される。ｋｒは、ホスト材料１３１の発光過程（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光）の速度定数を表し、ｋｎは、ホスト材料１３１の非発光過程（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料１３１の励起状態の寿命を表す。
【００７２】
【数３】
0006803667.tif 000004
【００７３】
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に小さくなれば良いことがわかる。
【００７４】
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（３）に数式（１）を代入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネルギー移動効率φＥＴは、ホスト材料１３１の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネルギー移動効率φＥＴは、発光量子収率φ（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じているので、蛍光量子収率）が高い方が良いと言える。一般的に、有機化合物の三重項励起状態からの発光量子収率は室温において非常に低い。そのため、ホスト材料１３１が三重項励起状態である場合、フェルスター機構によるエネルギー移動過程は無視でき、ホスト材料１３１が一重項励起状態である場合のみ考慮すればよい。
【００７５】
また、ホスト材料１３１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）とゲスト材料１３２の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、ゲスト材料１３２のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、ホスト材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。なお、ゲスト材料１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、ゲスト材料１３２において三重項励起状態が係わるモル吸光係数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構によるゲスト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、ゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。すなわち、フェルスター機構においては、ホスト材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動過程を考えればよい。
【００７６】
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくするにはホスト材料１３１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）とゲスト材料１３２の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、ホスト材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。
【００７７】
また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動効率φＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネルギー移動過程であるため、ホスト材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、ホスト材料１３１の三重項励起状態からゲスト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。
【００７８】
本発明の一態様の発光素子においては、ゲスト材料１３２は蛍光材料であるため、ゲスト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましく、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのフェルスター機構に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。
【００７９】
既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、ホスト材料１３１の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率は、ホスト材料１３１の励起寿命τに依存し、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、ホスト材料１３１の励起寿命τは短いことが好ましい。
【００８０】
また、フェルスター機構の速度定数は、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の距離の６乗に反比例し、デクスター機構の速度定数は、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の距離の指数関数に反比例する。そのため、二分子間の距離がおよそ１ｎｍ以下ではデクスター機構が優勢となり、およそ１ｎｍ以上ではフェルスター機構が優勢となる。したがって、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との距離を大きくすることが好ましく、具体的には、好ましくは０．７ｎｍ以上、より好ましくは０．９ｎｍ以上、さらに好ましくは１ｎｍ以上である。また、フェルスター機構が効率よく生じるためには、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との距離は、５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
＜ホスト材料とゲスト材料との距離について＞
ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との距離を大きくするため、より厳密には、ホスト材料１３１のうちエネルギー移動に係わる領域と、ゲスト材料１３２のうちエネルギー移動に係わる領域と、の距離を大きくするためには、ホスト材料１３１またはゲスト材料１３２の少なくとも一方が互いの近接を阻害する置換基を有することが好ましい。
【００８２】
なお、発光層１３０中では、ホスト材料１３１が最も多く存在し、ゲスト材料１３２は、ホスト材料１３１中に分散される。したがって、ゲスト材料１３２が、ホスト材料１３１との近接を阻害する置換基を有することが好ましい。
【００８３】
なお、該置換基はホスト材料１３１とゲスト材料１３２とのエネルギー移動に関わりが低いことが好ましい。すなわち、該置換基は、一重項励起状態および三重項励起状態において分子軌道の分布及びスピン密度が小さいことが好ましい。該置換基としては、脂肪族炭化水素が好ましく、より好ましくはアルキル基、さらに好ましくは分岐を有するアルキル基である。
【００８４】
したがって、本発明の一態様の発光素子において、ゲスト材料１３２は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。また、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有すると好ましい。
【００８５】
炭素数２以上のアルキル基としては、直鎖または分岐のいずれでもよく、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素数２以上１０以下のアルキル基が好ましい。アルキル基としては特に、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基が好ましく、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、イソヘキシル基、２−エチルヘキシル基、２−エチルオクチル基等が挙げられる。炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環式炭化水素基や、ノルボルニル基、ボルニル基、フェンキル基、ビシクロ［２．２．２］オクタニル基、ビシクロ［３．２．１］オクタニル基、アダマンチル基等の架橋環式炭化水素基が挙げられる。また、ゲスト材料で好ましい炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素としては、アントラセン、フェナントレン、フルオレン、インダセン、テトラセン、トリフェニレン、クリセン、ピレン、フルオランテン、ペンタセン、ペリレン、ルビセン、トリナフチレン、ジベンゾペリフランテン（またはジベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン）等の骨格が好ましく、特に炭素数３以上６以下の縮合芳香族炭化水素がより好ましい。
【００８６】
次に、本発明の一態様の発光素子に好適に用いることができるホスト材料およびゲスト材料について、古典分子動力学法を用いた計算によってホスト材料とゲスト材料との距離を算出した一例を示す。計算に用いた化合物の構造及び略称を以下に示す。また、計算条件を表１に示す。
【００８７】
【化１】
0006803667.tif 000005
【００８８】
【表１】
0006803667.tif 000006
【００８９】
計算方法に関しては、以下の通りである。古典分子動力学計算ソフトウェアとして、富士通株式会社製ＳＣＩＧＲＥＳＳ  ＭＥ２．０を用いた。また、ポテンシャルには、Ｌｅｎｎａｒｄ−Ｊｏｎｅｓ  ＶｄＷ  ＰｏｔｅｎｎｔｉａｌであるＤＲＥＩＤＩＮＧとＯＰＬＳを用いた。なお、計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ（ＳＧＩ社製、Ｃ２１１２）を用いて行った。
【００９０】
計算モデルとしては、ホスト材料として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）を９９個と、ゲスト材料として２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）またはＲｕｂｒｅｎｅ（ルブレンともいう）を１個と、有する基準セルを用いた。各材料における分子構造の初期構造は、第一原理計算から得られた最安定構造（一重項基底状態）を用いた。また、第一原理計算から得られた結果を基に静電ポテンシャル近似を行い各分子の電荷分布を算出し、「原子電荷」として設定した。
【００９１】
なお、上記第一原理計算としては、量子化学計算プログラムであるＧａｕｓｓｉａｎ０９を使用し、一重項基底状態における最安定構造を密度汎関数法（ＤＦＴ）で計算した。基底関数としては６−３１１Ｇ（ｄ，ｐ）を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。なお、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。
【００９２】
上記の初期構造について、分子振動を再現する刻み時間（０．２ｆｓ）に対して十分な緩和時間（１ｎｓ）で計算し、アモルファス構造を算出した。上記手法によって算出された、ホスト材料（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）とゲスト材料（Ｒｕｂｒｅｎｅ）とを有するアモルファス構造の基準セルの一部を抜粋した図を図２に示す。なお、図２においては明瞭化のため、ゲスト材料であるＲｕｂｒｅｎｅはスペースフィリング表示とし、ホスト材料である４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍはスティック表示とした。
【００９３】
図２に示すように、ゲスト材料分子の周辺には、ホスト材料分子が多数あることがわかる。
【００９４】
続いて、算出したアモルファス構造に対して、解析のため一定時間（１５０ｐｓ）における座標情報を積算した。該座標情報から分子の重心を基準として、ゲスト材料に対するホスト材料の積算配位数を算出した。
【００９５】
なお、積算配位数とは、ある原子種ｉを中心とする、半径ｒの球内に存在する原子種ｊの個数を表す。積算配位数Ｎｉｊ（ｒ）は二体相関関数ｇｉｊ（ｒ）を用いて表すことができる。
【００９６】
二体相関関数ｇｉｊ（ｒ）は、ある原子種ｉを中心とする、半径ｒの球内に存在する原子種ｊの単位体積当たりの平均原子数を表す。なお、二体相関関数ｇｉｊ（ｒ）は、平均密度Ｎｊ／Ｖ当たりの平均原子数として表す。系に含まれる原子種ｉの全原子数をＮｊとし、体積をＶとし、距離ｒの位置における厚さΔｒの球殻に含まれる原子種ｋの原子数をｎｉｋとすると、二体相関関数ｇｉｊ（ｒ）は数式（４）で表される。また、積算配位数Ｎｉｊ（ｒ）は数式（５）で表される。なお、原子種ｉと原子種ｊとが同種原子の場合、Ｎｊ＝Ｎｉ−１となる。
【００９７】
【数４】
0006803667.tif 000007
【００９８】
【数５】
0006803667.tif 000008
【００９９】
本実施の形態においては、複数の時系列データにおいて平均化、及び原子数による平均化を行って二体相関関数ｇｉｊ（ｒ）を算出した。また、積算配位数Ｎｉｊ（ｒ）の算出にあたり、ｎはｎ・Δｒがｒに達するまでの数とした。積算配位数Ｎｉｊ（ｒ）についても、複数の時系列データにおいて平均化、及び原子数による平均化を行った。
【０１００】
上記手法によって算出した積算配位数を図３に示す。図３において、縦軸はゲスト材料分子に対するホスト材料分子の積算配位数を示し、横軸はホスト材料分子とゲスト材料分子との重心間距離を示す。図３に示す積算配位数が０を超えるときの重心間距離から、ゲスト材料分子に対して最も近い距離にあるホスト材料分子との距離を求めることができる。ゲスト材料がＲｕｂｒｅｎｅのとき、Ｒｕｂｒｅｎｅ分子に対して最も近い距離にあるホスト材料（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）分子とＲｕｂｒｅｎｅ分子との重心間距離は０．５９ｎｍであった。一方、ゲスト材料がＴＢＲｂのとき、ＴＢＲｂ分子に対して最も近い距離にあるホスト材料（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）分子とＴＢＲｂ分子との重心間距離は０．９０ｎｍであり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料の場合よりも大きい結果となった。また、ゲスト材料分子から１ｎｍ以内に存在するホスト材料分子の数は、Ｒｕｂｒｅｎｅの場合は６個であるのに対して、ＴＢＲｂの場合は２個と、少ない結果となった。したがって、ＴＢＲｂをゲスト材料に用いることで、ホスト材料とゲスト材料との距離が大きくなり、ホスト材料とゲスト材料とのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率を低減させることができる。またこの結果から、ゲスト材料分子から１ｎｍ以内に存在するホスト材料分子の数は、好ましくは５個以下であり、より好ましくは４個以下であり、さらに好ましくは２個以下であるといえる。
【０１０１】
なお、ＴＢＲｂの１ｎｍ以下に近接する２個のホスト材料分子は、ＴＢＲｂの分子構造においてｔｅｒｔ−ブチル基のない場所（テトラセン骨格とフェニル基とを有する面に凡そ垂直な方向に位置する。）に近接しているホスト材料分子である。すなわち、ＴＢＲｂがｔｅｒｔ−ブチル基を有する場所においては、ホスト材料は１ｎｍより大きい距離にあり、ｔｅｒｔ−ブチル基によって、ゲスト材料とホスト材料との近接を阻害している。
【０１０２】
次に、算出した基準セルの中から、ゲスト材料分子（ＴＢＲｂまたはＲｕｂｒｅｎｅ）に対して最も近接する位置にあるホスト材料分子（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）と、ゲスト材料分子と、を抜粋した図を図４に示す。図４（Ａ）には、ゲスト材料分子がＴＢＲｂであり、ホスト材料分子として４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであるときの近接した二分子を示し、図４（Ｂ）には、ゲスト材料分子がＲｕｂｒｅｎｅであり、ホスト材料分子が４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍである時の近接した二分子を示す。
【０１０３】
図４（Ｂ）のように、ゲスト材料分子がＲｕｂｒｅｎｅであるときは、テトラセン骨格の末端が水素原子であるため、ホスト材料分子（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）との距離が小さい。一方、図４（Ａ）のように、ゲスト材料分子がＴＢＲｂのときは、テトラセン骨格の末端にｔｅｒｔ−ブチル基を有するため、ホスト材料分子（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）とＴＢＲｂが有するテトラセン骨格との距離が大きくなること分かる。
【０１０４】
また、ホスト材料（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、及びゲスト材料（ＴＢＲｂおよびＲｕｂｒｅｎｅ）の三重項励起状態における最安定構造とスピン密度分布を、第一原理計算を用いて算出した結果を図５に示す。なお、第一原理計算としては、量子化学計算プログラムであるＧａｕｓｓｉａｎ０９を使用し、三重項励起状態における最安定構造を密度汎関数法（ＤＦＴ）で計算した。基底関数としては６−３１１Ｇ（ｄ，ｐ）を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。なお、図５（Ａ）（Ｂ）、及び（Ｃ）にそれぞれ、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＴＢＲｂ、及びＲｕｂｒｅｎｅ、の三重項励起状態の最安定構造とスピン密度分布を示す。
【０１０５】
図５（Ｂ）（Ｃ）に示すように、ＴＢＲｂ及びＲｕｂｒｅｎｅのスピン密度分布は、テトラセン骨格に局在化しており、ＴＢＲｂが有するｔｅｒｔ−ブチル基は、スピン密度分布が小さい。そのため、ＴＢＲｂのｔｅｒｔ−ブチル基がホスト材料分子である４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと近接しても、ホスト材料とゲスト材料とのエネルギー移動に係わる確率は小さい。すなわち、ゲスト材料においてスピン密度分布が高い骨格（ここではテトラセン骨格）と、ホスト材料との距離が大きいことが重要となる。
【０１０６】
なお、ゲスト材料が、ホスト材料との近接を阻害する置換基を少なくとも２つ有することで、ゲスト材料とホスト材料との近接を効果的に阻害することができるため好ましい。
【０１０７】
したがって、本発明の一態様において、ゲスト材料１３２は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。さらに、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有すると好ましい。
【０１０８】
なお、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのエネルギー移動と同様に、励起錯体からゲスト材料１３２へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデクスター機構の双方の機構によるエネルギー移動が生じる。
【０１０９】
そこで、本発明の一態様は、ゲスト材料１３２に効率的にエネルギー移動が可能なエネルギードナーとしての機能を有する励起錯体、を形成する組み合わせの有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２をホスト材料１３１として有する発光素子を提供する。有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２が形成する励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準位とが近接しているという特徴を有する。そのため、発光層１３０において生成する三重項励起子から一重項励起子への遷移（逆項間交差）が起こりやすい。したがって、発光層１３０において一重項励起子の生成効率を高めることができる。さらに、励起錯体の一重項励起状態からエネルギーアクセプターとなるゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動を生じやすくするためには、励起錯体の発光スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側（低エネルギー側）に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。そうすることで、ゲスト材料１３２の一重項励起状態の生成効率を高めることができる。また、ゲスト材料１３２が、励起錯体との近接を阻害する置換基を少なくとも２つ以上有することで、励起錯体の三重項励起状態からゲスト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動効率を低下させることができ、一重項励起状態の生成効率を高めることができる。
【０１１０】
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分における蛍光寿命は短いことが好ましく、具体的には、好ましくは１０ｎｓ以上５０μｓ以下、より好ましくは１０ｎｓ以上２０μｓ以下、さらに好ましくは１０ｎｓ以上１０μｓ以下である。
【０１１１】
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は高いことが好ましい。具体的には、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は好ましくは１０％以上、より好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上である。
【０１１２】
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
【０１１３】
≪発光層≫
発光層１３０に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。
【０１１４】
発光層１３０中では、ホスト材料１３１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）は、ホスト材料１３１中に分散される。発光層１３０のホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２）のＳ１準位は、発光層１３０のゲスト材料１３２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高いことが好ましい。また、発光層１３０のホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２）のＴ１準位は、発光層１３０のゲスト材料１３２（蛍光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
【０１１５】
発光層１３０において、ゲスト材料１３２としては、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有する材料が好ましい。さらに、ゲスト材料１３２は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３２は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。
【０１１６】
ゲスト材料１３２が上記構造を有することで、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重心間距離の最小値を０．７ｎｍ以上５ｎｍ以下にすることができ、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのデクスター機構によるエネルギー移動を抑制することができる。そのため、ホスト材料１３１の三重項励起状態からゲスト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動効率を低減することができる。
【０１１７】
上記構成を有するゲスト材料の一例としては、２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、クマリン６、クマリン３０、ナイルレッド、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｔＢｕ−ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−３，８−ジシクロヘキシルピレン−１，６−ジアミン（略称：ｃｈ−１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）などのテトラセン誘導体、ペリレン誘導体、ピレン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体、アントラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体等が挙げられる。
【０１１８】
有機化合物１３１＿１としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。
【０１１９】
また、以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。
【０１２０】
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
【０１２１】
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【０１２２】
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【０１２３】
また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、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）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【０１２４】
また、芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４以上炭素数４２以下である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【０１２５】
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【０１２６】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【０１２７】
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−���ミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）、４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
【０１２８】
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい材料（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。
【０１２９】
例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等である。また、この他ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）などの複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、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）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
【０１３０】
有機化合物１３１＿２としては、有機化合物１３１＿１と励起錯体を形成できる組み合わせが好ましい。具体的には、上記で示した正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。この場合、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２とで形成される励起錯体の発光ピークが、ゲスト材料１３２（蛍光材料）の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるように、有機化合物１３１＿１、有機化合物１３１＿２、およびゲスト材料１３２（蛍光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。
【０１３１】
発光層１３０が有するホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）としては、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する材料であればよい。該三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する材料としては、励起錯体の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、励起錯体と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換する機能を有する材料である。そのため、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈することができる。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
【０１３２】
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料であっても良い。熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、例えば以下の材料を用いることができる。
【０１３３】
まず、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ  ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ  ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ  ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ  ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
【０１３４】
また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光材料としては、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。具体的には、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）等が挙げられる。該複素環化合物は、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ため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。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、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
【０１３５】
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
【０１３６】
また、発光層１３０において、ホスト材料１３１およびゲスト材料１３２以外の材料を有していても良い。
【０１３７】
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム（Ａｌ）が典型例であり、その他、銀（Ａｇ）、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウム（Ｌｉ）やセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム（Ｍｇ）などの第２族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、タングステン及び亜鉛を含有したインジウム酸化物などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
【０１３８】
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
【０１３９】
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表される酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を含む層、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
【０１４０】
また、電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パルスレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いることができる。
【０１４１】
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
【０１４２】
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。また、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１４３】
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、発光層１３０に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
【０１４４】
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１のＨＯＭＯ準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
【０１４５】
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を用いることができる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
【０１４６】
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、発光層１３０に用いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
【０１４７】
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【０１４８】
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１９にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層１１９に、電子輸送層１１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
【０１４９】
また、電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層１１８を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
【０１５０】
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
【０１５１】
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用いてもよい。
【０１５２】
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。
【０１５３】
なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
【０１５４】
例えば、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
【０１５５】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【０１５６】
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
【０１５７】
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子２５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴ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表示装置を作製できる。
【０１５８】
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様では、発光素子が蛍光発光材料とホスト材料とを有し、蛍光発光材料とホスト材料との重心間距離の最小値が０．７ｎｍ以上５ｎｍ以下である場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、蛍光発光材料とホスト材料との重心間距離の最小値が０．７ｎｍ未満であってもよい。あるいは、蛍光発光材料とホスト材料との重心間距離の最小値が５ｎｍより大きくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ホスト材料が、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、ホスト材料が第１の有機化合物あるいは第２の有機化合物を有さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、蛍光発光材料が７０％以上の蛍光量子収率を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、蛍光発光材料が７０％未満の蛍光量子収率であってもよい。または、例えば、本発明の一態様では、励起錯体が１０ｎｓ以上５０μｓ以下の蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、励起錯体が１０ｎｓ未満の蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有してもよい。あるいは、例えば、励起錯体が５０μｓより大きい蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有してもよい。または、例えば、本発明の一態様では、蛍光発光材料は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有する場合の例、あるいは、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有する場合の例、あるいは、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を少なくとも２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を少なくとも２つ以上有する場合の例、また、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、蛍光発光材料は、炭素数２以上のアルキル基を２つ以上有さなくてもよい。または、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を２つ以上有さなくてもよい。または、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を２つ以上、または炭素数３以上１０以下の架橋環式炭化水素基を２つ以上有さなくてもよい。また、炭素数３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有さなくてもよい。
【０１５９】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６０】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図６及び図７を用いて、以下説明を行う。なお、図６及び図７において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
【０１６１】
＜発光素子の構成例１＞
図６（Ａ）は、発光素子２６０の断面模式図である。
【０１６２】
図６（Ａ）に示す発光素子２６０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（図６（Ａ）においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子２５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子２６０は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子２６０において、電極１０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子２６０の構成としては、逆であっても構わない。
【０１６３】
また、図６（Ａ）に示す発光素子２６０において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット１０８に、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００を用いると好ましい。
【０１６４】
また、発光素子２６０は、発光層１２０と、発光層１３０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１２０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。
【０１６５】
電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
【０１６６】
電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である物質を適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニット１０８のように、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けなくとも良い。
【０１６７】
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電性材料を含む層とを組み合わせて形成してもよい。
【０１６８】
なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電極１０１と電極１０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図６（Ａ）において、電極１０１の電位の方が電極１０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入する。
【０１６９】
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的には、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率であっても機能する。電荷発生層１１５の導電率が一対の電極と同程度に高い場合、電荷発生層１１５によって発生したキャリアが、膜面方向に流れることで、電極１０１と電極１０２とが重ならない領域で発光が生じてしまう場合がある。このような不良を抑制するためには、電荷発生層１１５は、一対の電極よりも導電率が低い材料で形成されると好ましい。
【０１７０】
上述した材料を用いて電荷発生層１１５を形成することにより、発光層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１７１】
また、図６（Ａ）においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。発光素子２６０に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
【０１７２】
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００の構成を適用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。
【０１７３】
また、発光ユニット１０８が有する発光層１３０は、実施の形態１で示した構成を有すると好ましい。そうすることで、発光素子２６０は、発光材料として蛍光材料を有し、且つ発光効率の高い発光素子となり好適である。
【０１７４】
また、発光ユニット１０８が有する発光層１２０は、図６（Ｂ）に示すように、ホスト材料１２１と、ゲスト材料１２２とを有する。なお、ゲスト材料１２２は蛍光材料として、以下説明する。
【０１７５】
≪発光層１２０の発光機構≫
発光層１２０の発光機構について、以下説明を行う。
【０１７６】
一対の電極（電極１０１及び電極１０２）あるいは電荷発生層から注入された電子および正孔が発光層１２０において再結合することにより、励起子が生成する。ゲスト材料１２２と比較してホスト材料１２１は大量に存在するので、励起子の生成により、ホスト材料１２１の励起状態が形成される。
【０１７７】
なお、励起子はキャリア（電子および正孔）対のことである。励起子はエネルギーを有するため、励起子が生成した材料は励起状態となる。
【０１７８】
形成されたホスト材料１２１の励起状態が一重項励起状態である場合、ホスト材料１２１のＳ１準位からゲスト材料１２２のＳ１準位へ一重項励起エネルギーがエネルギー移動し、ゲスト材料１２２の一重項励起状態が形成される。
【０１７９】
ゲスト材料１２２は蛍光材料であるため、ゲスト材料１２２において一重項励起状態が形成されると、ゲスト材料１２２は速やかに発光する。このとき、高い発光効率を得るためには、ゲスト材料１２２の蛍光量子収率は高いことが好ましい。なお、ゲスト材料１２２において、キャリアが再結合し、生成した励起状態が一重項励起状態である場合も同様である。
【０１８０】
次に、キャリアの再結合によってホスト材料１２１の三重項励起状態が形成される場合について説明する。この場合のホスト材料１２１およびゲスト材料１２２のエネルギー準位の相関を図６（Ｃ）に示す。また、図６（Ｃ）における表記および符号は、以下の通りである。なお、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２のＴ１準位より低いことが好ましいため、図６（Ｃ）では、この場合を図示するが、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２のＴ１準位よりも高くてもよい。
【０１８１】
・Ｈｏｓｔ（１２１）：ホスト材料１２１
・Ｇｕｅｓｔ（１２２）：ゲスト材料１２２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料１２１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１２１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位
【０１８２】
図６（Ｃ）に示すように、キャリアの再結合によって生成した三重項励起子同士が近接することにより、一方がホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）のエネルギーを有する一重項励起子に変換される反応、すなわち三重項−三重項消滅（ＴＴＡ：ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌｅｔ  ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）が生じる（図６（Ｃ）  ＴＴＡ参照）。ホスト材料１２１の一重項励起エネルギーは、ＳＦＨから、それよりもエネルギーの低いゲスト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）へエネルギー移動が生じ（図６（Ｃ）  ルートＥ１参照）、ゲスト材料１２２の一重項励起状態が形成され、ゲスト材料１２２が発光する。
【０１８３】
なお、発光層１２０における三重項励起子の密度が十分に高い場合（例えば１×１０−１２ｃｍ−３以上）では、三重項励起子単体の失活を無視し、２つの近接した三重項励起子による反応のみを考えることができる。
【０１８４】
また、ゲスト材料１２２においてキャリアが再結合し三重項励起状態が形成されるとき、ゲスト材料１２２の三重項励起状態は熱失活するため、発光に利用することが困難となる。しかしながら、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）がゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）より低い場合、ゲスト材料１２２の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）からホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）へエネルギー移動する（図６（Ｃ）  ルートＥ２参照）ことが可能であり、その後ＴＴＡに利用される。
【０１８５】
すなわち、ホスト材料１２１は、三重項励起エネルギーをＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層１２０で生成した三重項励起エネルギーの一部を、ホスト材料１２１におけるＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変換し、該一重項励起エネルギーをゲスト材料１２２に移動することで、蛍光発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）より高いことが好ましい。また、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）より低いことが好ましい。
【０１８６】
なお、特にゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）がホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）よりも低い場合においては、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２との重量比は、ゲスト材料１２２の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料１２１に対するゲスト材料１２２の重量比が、０より大きく０．０５以下が好ましい。そうすることで、ゲスト材料１２２でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）からゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）へのエネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。
【０１８７】
なお、ホスト材料１２１は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。
【０１８８】
なお、上記各構成において、発光ユニット１０６および発光ユニット１０８に用いるゲスト材料（蛍光材料）としては、同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで同じゲスト材料を有する場合、発光素子２６０は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで異なるゲスト材料を有する場合、発光素子２６０は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。特に、演色性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。
【０１８９】
＜発光素子の構成例２＞
図７（Ａ）は、発光素子２６２の断面模式図である。
【０１９０】
図７（Ａ）に示す発光素子２６２は、先に示した発光素子２６０と同様に、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（図７（Ａ）においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。
【０１９１】
また、図７（Ａ）に示す発光素子２６２において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１１５が設けられる。例えば、発光ユニット１０６に、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００を用いると好ましい。
【０１９２】
また、発光素子２６２は、発光層１３０と、発光層１４０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１４０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。
【０１９３】
また、発光ユニット１０８の発光層が燐光材料を有すると好適である。すなわち、発光ユニット１０６が有する発光層１３０は、実施の形態１で示した構成を有し、発光ユニット１０８が有する発光層１４０は、燐光材料を有すると好適である。この場合の発光素子２６２の構成例について、以下説明を行う。
【０１９４】
また、発光ユニット１０８が有する発光層１４０は、図７（Ｂ）で示すように、ホスト材料１４１と、ゲスト材料１４２とを有する。また、ホスト材料１４１は、有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２と、を有する。なお、発光層１４０が有するゲスト材料１４２が燐光材料として、以下説明する。
【０１９５】
≪発光層１４０の発光機構≫
次に、発光層１４０の発光機構について、以下説明を行う。
【０１９６】
発光層１４０が有する、有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２とは励起錯体を形成する。
【０１９７】
発光層１４０における励起錯体を形成する有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。
【０１９８】
発光層１４０における有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２と、ゲスト材料１４２とのエネルギー準位の相関を図７（Ｃ）に示す。なお、図７（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１４１＿１）：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）
・Ｈｏｓｔ（１４１＿２）：有機化合物１４１＿２（ホスト材料）
・Ｇｕｅｓｔ（１４２）：ゲスト材料１４２（燐光材料）
・ＳＰＨ：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１４２（燐光材料）のＴ１準位
・ＳＰＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＰＥ：励起錯体のＴ１準位
【０１９９】
有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とにより形成される、励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＰＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＰＥ）とは互いに隣接することになる（図７（Ｃ）Ｒｏｕｔｅ  Ｃ参照）。
【０２００】
そして、励起錯体の（ＳＰＥ）と（ＴＰＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料１４２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位へ移動させて発光が得られる（図７（Ｃ）Ｒｏｕｔｅ  Ｄ参照）。
【０２０１】
なお、上記に示すＲｏｕｔｅ  Ｃ及びＲｏｕｔｅ  Ｄの過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称する場合がある。
【０２０２】
また、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２は、一方がホールを、他方が電子を受け取ることで励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層１４０における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。そのため、励起錯体が形成されることにより、発光素子の駆動電圧を下げることができる。
【０２０３】
発光層１４０を上述の構成とすることで、発光層１４０のゲスト材料１４２（燐光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
【０２０４】
なお、発光層１３０からの発光が、発光層１４０からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
【０２０５】
また、発光層１３０と発光層１４０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
【０２０６】
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層１３０と発光層１４０との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
【０２０７】
また、発光層１３０及び発光層１４０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層１３０及び発光層１４０のいずれか一方または双方を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。
【０２０８】
＜発光層に用いることができる材料の例＞
次に、発光層１２０、発光層１３０及び発光層１４０に用いることのできる材料について、以下説明する。
【０２０９】
≪発光層１３０に用いることのできる材料≫
発光層１３０に用いることのできる材料としては、先の実施の形態１に示す発光層１３０に用いることのできる材料を援用すればよい。そうすることで、一重項励起状態の生成効率が高く、発光効率の高い発光素子を作製することができる。
【０２１０】
≪発光層１２０に用いることのできる材料≫
発光層１２０中では、ホスト材料１２１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１２２（蛍光材料）は、ホスト材料１２１中に分散される。ホスト材料１２１のＳ１準位は、ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料１２１のＴ１準位は、ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
【０２１１】
発光層１２０において、ゲスト材料１２２としては、例えば以下の材料を用いることができる。
【０２１２】
５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、５，１０，１５，２０−テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
【０２１３】
なお、発光層１２０において、ホスト材料１２１に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、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）、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−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、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）などの複素環化合物、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−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−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾ���ル−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、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）、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）、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：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、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）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。また、これら及び公知の物質の中から、上記ゲスト材料１２２のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
【０２１４】
なお、発光層１２０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１２０とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
【０２１５】
また、発光層１２０において、ホスト材料１２１は、一種の化合物から構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。あるいは、発光層１２０において、ホスト材料１２１およびゲスト材料１２２以外の材料を有していても良い。
【０２１６】
≪発光層１４０に用いることのできる材料≫
発光層１４０中では、ホスト材料１４１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１４２（燐光材料）は、ホスト材料１４１中に分散される。発光層１４０のホスト材料１４１（有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２）のＴ１準位は、発光層１４０のゲスト材料（ゲスト材料１４２）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
【０２１７】
有機化合物１４１＿１としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。具体的には、実施の形態１で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。
【０２１８】
有機化合物１４１＿２としては、有機化合物１４１＿１と励起錯体を形成できる組み合わせとする。具体的には、実施の形態１で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。この場合、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とで形成される励起錯体の発光ピークが、ゲスト材料１４２（燐光材料）の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  Ｌｉｇａｎｄ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように、有機化合物１４１＿１、有機化合物１４１＿２、およびゲスト材料１４２（燐光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。
【０２１９】
ゲスト材料１４２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
【０２２０】
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率に優れるため、特に好ましい。
【０２２１】
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［４−（２−ノルボルニル）−６−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））など有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン��テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率に際だって優れるため、特に好ましい。
【０２２２】
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率に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。
【０２２３】
発光層１４０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換する機能を有する材料である。そのため、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈することができる。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
【０２２４】
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体（エキサイプレックス、またはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する複数の材料から構成されても良い。
【０２２５】
熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、具体的には、実施の形態１で示した熱活性化遅延蛍光材料を用いることができる。
【０２２６】
また、熱活性化遅延蛍光材料をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する２種類の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形成する組み合わせである電子を受け取りやすい化合物と、正孔を受け取りやすい化合物とを用いることが特に好ましい。
【０２２７】
また、発光層１２０、発光層１３０、及び発光層１４０に含まれる発光材料の発光色に限定は無く、それぞれ同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層１２０に含まれる発光材料の発光ピーク波長は発光層１４０に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ましい。
【０２２８】
なお、発光ユニット１０６、発光ユニット１０８、及び電荷発生層１１５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
【０２２９】
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。
【０２３０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に示す構成と異なる構成の発光素子の例について、図８乃至図１１を用いて以下に説明する。
【０２３１】
＜発光素子の構成例１＞
図８（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図８（Ａ）（Ｂ）において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
【０２３２】
図８（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂは、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子であってもよく、基板２００と反対方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子であってもよい。なお、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型の発光素子であっても良い。
【０２３３】
発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂが、ボトムエミッション型である場合、電極１０１は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。あるいは、発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂが、トップエミッション型である場合、電極１０１は、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能を有することが好ましい。
【０２３４】
発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒと、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
【０２３５】
また、発光素子２７０ｂは、電極１０１の構成の一部として、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上の導電層１０１ｂと、導電層１０１ａ下の導電層１０１ｃとを有する。すなわち、発光素子２７０ｂは、導電層１０１ａが、導電層１０１ｂと、導電層１０１ｃとで挟持された電極１０１の構成を有する。
【０２３６】
発光素子２７０ｂにおいて、導電層１０１ｂと、導電層１０１ｃとは、異なる材料で形成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。電極１０１が、同じ導電性材料で挟持される構成を有する場合、エッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。
【０２３７】
なお、発光素子２７０ｂにおいて、導電層１０１ｂまたは導電層１０１ｃにおいて、いずれか一方のみを有する構成としてもよい。
【０２３８】
なお、電極１０１が有する導電層１０１ａ、１０１ｂ、導電層１０１ｃは、それぞれ実施の形態１で示した電極１０１または電極１０２と同様の構成および材料を用いることができる。
【０２３９】
図８（Ａ）（Ｂ）においては、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｒ、の間に隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の電極１０１を、それぞれ島状に分離することが可能となる。
【０２４０】
なお、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１２３Ｒと、発光層１２３Ｂとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。
【０２４１】
隔壁１４５としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
【０２４２】
また、発光層１２３Ｒ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｂは、それぞれ異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｒが赤色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｒは赤色の発光を呈し、発光層１２３Ｇが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｇは緑色の発光を呈し、発光層１２３Ｂが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｂは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂを、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
【０２４３】
また、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の発光層は、実施の形態１で示した発光層１３０を有することが好ましい。そうすることで、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。
【０２４４】
なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。
【０２４５】
以上のように、少なくとも一つの発光層が実施の形態１で示した発光層を有し、該発光層を有する発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂを、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
【０２４６】
なお、光を取り出す電極上に、カラーフィルタを設けることで、発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂの色純度を向上させることができる。そのため、発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂを有する表示装置の色純度を高めることができる。
【０２４７】
また、光を取り出す電極上に、偏光板を設けることで、発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂの外光反射を低減することができる。そのため、発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂを有する表示装置のコントラスト比を高めることができる。
【０２４８】
なお、発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂにおける他の構成については、実施の形態１における発光素子の構成を参酌すればよい。
【０２４９】
＜発光素子の構成例２＞
次に、図８に示す発光素子と異なる構成例について、図９（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
【０２５０】
図９（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図９（Ａ）（Ｂ）において、図８に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
【０２５１】
図９（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、発光層を有する発光素子の構成例である。図９（Ａ）に示す発光素子２７２ａは、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、図９（Ｂ）に示す発光素子２７２ｂは、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
【０２５２】
発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、少なくとも発光層１３０と、電荷発生層１１５とを有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１５０と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
【０２５３】
また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導電層１０４ｂと、を有する。
【０２５４】
図９（Ａ）に示す発光素子２７２ａ、及び図９（Ｂ）に示す発光素子２７２ｂは、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持された領域２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の該電極を、それぞれ島状に分離することが可能となる。
【０２５５】
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂは、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈される光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出される。
【０２５６】
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
【０２５７】
光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂには、例えば、着色層（カラーフィルタともいう）、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。また、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドットを用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性を高めることができる。
【０２５８】
なお、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ上に複数の光学素子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板や反射防止膜などを設けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出される側に設けると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出される現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射される外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる。
【０２５９】
なお、図９（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。
【０２６０】
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域から発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良い。
【０２６１】
遮光層２２３としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層２２３としては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層２２３としては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
【０２６２】
なお、基板２００、及び光学素子を有する基板２２０としては、実施の形態１を参酌すればよい。
【０２６３】
さらに、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂは、マイクロキャビティ構造を有する。
【０２６４】
発光層１３０、及び発光層１５０から射出される光は、一対の電極（例えば、電極１０１と電極１０２）の間で共振される。また、発光層１３０及び発光層１５０は、射出される光のうち所望の波長の光が強まる位置に形成される。例えば、電極１０１の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１３０から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。また、電極１０１の反射領域から発光層１５０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１５０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１５０から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。すなわち、複数の発光層（ここでは、発光層１３０及び発光層１５０）を積層する発光素子の場合、発光層１３０及び発光層１５０のそれぞれの光学距離を最適化すると好ましい。
【０２６５】
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおいては、各領域で導電層（導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１３０及び発光層１５０から呈される光のうち所望の波長の光を強めることができる。なお、各領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせることで、発光層１３０及び発光層１５０から呈される光を強めても良い。
【０２６６】
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈折率が、発光層１３０または発光層１５０の屈折率よりも小さい場合においては、電極１０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と電極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自然数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
【０２６７】
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
【０２６８】
なお、図９（Ａ）に示す発光素子２７２ａは、上面射出型の発光素子であるため、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ましい。
【０２６９】
また、図９（Ｂ）に示す発光素子２７２ｂは、下面射出型の発光素子であるため、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
【０２７０】
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおいて、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、または導電層１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂの製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
【０２７１】
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおける発光層１３０は、実施の形態１で示した構成を有することが好ましい。そうすることで、高い発光効率を示す発光素子を作製することができる。
【０２７２】
また、発光層１３０及び発光層１５０は、例えば発光層１５０ａ及び発光層１５０ｂのように、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、第１の発光材料及び第２の発光材料という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の色を含む発光を得ることができる。特に発光層１３０と、発光層１５０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。
【０２７３】
また、発光層１３０または発光層１５０は、一方または双方で３層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
【０２７４】
以上のように、実施の形態１で示した発光層の構成を有する発光素子２７２ａまたは発光素子２７２ｂを、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２７２ａまたは発光素子２７２ｂを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
【０２７５】
なお、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおける他の構成については、発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂ、あるいは実施の形態１及び実施の形態２で示した発光素子の構成を参酌すればよい。
【０２７６】
＜発光素子の作製方法＞
次に、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、図１０及び図１１を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図９（Ａ）に示す発光素子２７２ａの作製方法について説明する。
【０２７７】
図１０及び図１１は、本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明するための断面図である。
【０２７８】
以下で説明する発光素子２７２ａの作製方法は、第１乃至第７の７つのステップを有する。
【０２７９】
≪第１のステップ≫
第１のステップは、発光素子の電極（具体的には、電極１０１を構成する導電層１０１ａ、電極１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電層１０４ａ）を、基板２００上に形成する工程である（図１０（Ａ）参照）。
【０２８０】
本実施の形態においては、基板２００上に、光を反射する機能を有する導電層を形成し、該導電層を所望の形状に加工することで、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを形成する。上記光を反射する機能を有する導電層としては、銀とパラジウムと銅の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜、ＡＰＣともいう）を用いる。このように、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを、同一の導電層を加工する工程を経て形成することで、製造コストを安くすることができるため好適である。
【０２８１】
なお、第１のステップの前に、基板２００上に複数のトランジスタを形成してもよい。また、上記複数のトランジスタと、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａとを、それぞれ電気的に接続させてもよい。
【０２８２】
≪第２のステップ≫
第２のステップは、電極１０１を構成する導電層１０１ａ上に光を透過する機能を有する導電層１０１ｂを、電極１０３を構成する導電層１０３ａ上に光を透過する機能を有する導電層１０３ｂを、電極１０４を構成する導電層１０４ａ上に光を透過する機能を有する導電層１０４ｂを、形成する工程である（図１０（Ｂ）参照）。
【０２８３】
本実施の形態においては、光を反射する機能を有する導電層１０１ａ、１０３ａ、及び１０４ａ、の上にそれぞれ、光を透過する機能を有する導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂを形成することで、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。上記の導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂとしては、ＩＴＳＯ膜を用いる。
【０２８４】
なお、光を透過する機能を有する導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂは、複数回に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で、導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂを形成することができる。
【０２８５】
≪第３のステップ≫
第３のステップは、発光素子の各電極の端部を覆う隔壁１４５を形成する工程である（図１０（Ｃ）参照）。
【０２８６】
隔壁１４５は、電極と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導電膜が発光素子の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁１４５として、ポリイミド樹脂を用いる。
【０２８７】
なお、第１乃至第３のステップにおいては、ＥＬ層（有機化合物を含む層）を損傷するおそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態では、スパッタリング法を用いて反射性の導電層を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導電層をパターン形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用いて、該導電層を島状に加工することで、電極１０１を構成する導電層１０１ａ、電極１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電層１０４ａ、を形成する。その後、スパッタリング法を用いて透明性を有する導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該透明性を有する導電膜にパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて、該透明性を有する導電膜を島状に加工して、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。
【０２８８】
≪第４のステップ≫
第４のステップは、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１５０、電子輸送層１１３、電子注入層１１４、及び電荷発生層１１５を形成する工程である（図１１（Ａ）参照）。
【０２８９】
正孔注入層１１１としては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料とを共蒸着することで形成することができる。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。また、正孔輸送層１１２としては、正孔輸送性材料を蒸着することで形成することができる。
【０２９０】
発光層１５０としては、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈するゲスト材料を蒸着することで形成することができる。ゲスト材料としては、蛍光または燐光を呈する発光性の有機化合物を用いることができる。また、実施の形態１および実施の形態２で示した発光層の構成を用いることが好ましい。また、発光層１５０として、２層の構成としてもよい。その場合、２層の発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光性の物質を有することが好ましい。
【０２９１】
電子輸送層１１３としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することができる。また、電子注入層１１４としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成することができる。
【０２９２】
電荷発生層１１５としては、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された材料、または電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された材料を蒸着することで形成することができる。
【０２９３】
≪第５のステップ≫
第５のステップは、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、発光層１３０、電子輸送層１１８、電子注入層１１９、及び電極１０２を形成する工程である（図１１（Ｂ）参照）。
【０２９４】
正孔注入層１１６としては、先に示す正孔注入層１１１と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。また、正孔輸送層１１７としては、先に示す正孔輸送層１１２と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【０２９５】
発光層１３０としては、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈するゲスト材料を蒸着することで形成することができる。ゲスト材料としては、蛍光性の有機化合物を用いることができる。また、該蛍光性の有機化合物は、単独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。また、蛍光性の有機化合物をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該ゲスト材料を分散して蒸着してもよい。
【０２９６】
電子輸送層１１８としては、先に示す電子輸送層１１３と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。また、電子注入層１１９としては、先に示す電子注入層１１４と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
【０２９７】
電極１０２としては、反射性を有する導電膜と、透光性を有する導電膜を積層することで形成することができる。また、電極１０２としては、単層構造、または積層構造としてもよい。
【０２９８】
上記工程を経て、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４上に、それぞれ領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒを有する発光素子が基板２００上に形成される。
【０２９９】
≪第６のステップ≫
第６のステップは、基板２２０上に遮光層２２３、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを形成する工程である（図１１（Ｃ）参照）。
【０３００】
遮光層２２３としては、黒色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。その後、基板２２０及び遮光層２２３上に、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを形成する。光学素子２２４Ｂとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子２２４Ｇとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子２２４Ｒとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。
【０３０１】
≪第７のステップ≫
第７のステップは、基板２００上に形成された発光素子と、基板２２０上に形成された遮光層２２３、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒと、を貼り合わせ、シール材を用いて封止する工程である（図示しない）。
【０３０２】
以上の工程により、図９（Ａ）に示す発光素子２７２ａを形成することができる。
【０３０３】
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。
【０３０４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図１２乃至図１８を用いて説明する。
【０３０５】
＜表示装置の構成例１＞
図１２（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ｂ、及び一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図である。表示装置６００は、駆動回路部（信号線駆動回路部６０１、及び走査線駆動回路部６０３）、並びに画素部６０２を有する。なお、信号線駆動回路部６０１、走査線駆動回路部６０３、及び画素部６０２は、発光素子の発光を制御する機能を有する。
【０３０６】
また、表示装置６００は、素子基板６１０と、封止基板６０４と、シール材６０５と、シール材６０５で囲まれた領域６０７と、引き回し配線６０８と、ＦＰＣ６０９と、を有する。
【０３０７】
なお、引き回し配線６０８は、信号線駆動回路部６０１及び走査線駆動回路部６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣ６０９しか図示されていないが、ＦＰＣ６０９にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。
【０３０８】
また、信号線駆動回路部６０１は、Ｎチャネル型のトランジスタ６２３とＰチャネル型のトランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、信号線駆動回路部６０１または走査線駆動回路部６０３は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、またはＮＭＯＳ回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０３０９】
また、画素部６０２は、スイッチング用のトランジスタ６１１と、電流制御用のトランジスタ６１２と、電流制御用のトランジスタ６１２のドレインに電気的に接続された下部電極６１３と、を有する。なお、下部電極６１３の端部を覆って隔壁６１４が形成されている。隔壁６１４としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
【０３１０】
また、被覆性を良好にするため、隔壁６１４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。例えば、隔壁６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、隔壁６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁６１４として、ネガ型の感光性樹脂、またはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
【０３１１】
なお、トランジスタ（トランジスタ６１１、６１２、６２３、６２４）の構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの極性についても特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、及びＮチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、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ため好ましい。該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、またはネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
【０３１２】
下部電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および上部電極６１７がそれぞれ形成されている。なお、下部電極６１３は、陽極として機能し、上部電極６１７は、陰極として機能する。
【０３１３】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
【０３１４】
なお、下部電極６１３、ＥＬ層６１６、及び上部電極６１７により、発光素子６１８が形成される。発光素子６１８は、実施の形態１乃至実施の形態３の構成を有する発光素子である。なお、画素部は複数の発光素子が形成される場合、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
【０３１５】
また、シール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた領域６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、領域６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５に用いることができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂を用いることができる。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥剤を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
【０３１６】
また、発光素子６１８と互いに重なるように、光学素子６２１が封止基板６０４の下方に設けられる。また、封止基板６０４の下方には、遮光層６２２が設けられる。光学素子６２１及び遮光層６２２としては、それぞれ、実施の形態３に示す光学素子、及び遮光層と同様の構成とすればよい。
【０３１７】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しにくい材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０３１８】
以上のようにして、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子及び光学素子を有する表示装置を得ることができる。
【０３１９】
＜表示装置の構成例２＞
次に、表示装置の別の一例について、図１３（Ａ）（Ｂ）及び図１４を用いて説明を行う。なお、図１３（Ａ）（Ｂ）及び図１４は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
【０３２０】
図１３（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の上部電極１０２６、封止層１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
【０３２１】
また、図１３（Ａ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けている。また、遮光層１０３５をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び遮光層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図１３（Ａ）においては、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、３色の画素で映像を表現することができる。
【０３２２】
図１３（Ｂ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
【０３２３】
図１４では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
【０３２４】
また、以上に説明した表示装置では、トランジスタが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置としても良い。
【０３２５】
＜表示装置の構成例３＞
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図１５（Ａ）（Ｂ）に示す。図１５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図１３（Ａ）（Ｂ）及び図１４に示す駆動回路部１０４１、周辺部１０４２等を省略して例示している。
【０３２６】
この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。トランジスタと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の表示装置と同様に形成する。その後、電極１０２２を覆うように、第３の層間絶縁膜１０３７を形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
【０３２７】
発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図１５（Ａ）（Ｂ）のようなトップエミッション型の表示装置である場合、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは光を反射する機能を有することが好ましい。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電極１０２６は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させると好ましい。
【０３２８】
図１５（Ａ）のようなトップエミッションの構造では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように遮光層１０３５を設けても良い。なお、封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いると好適である。
【０３２９】
また、図１５（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１５（Ｂ）に示すように、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１５（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１５（Ｂ）に示すように、発光素子と、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
【０３３０】
＜表示装置の構成例４＞
以上に示す表示装置は、３色（赤色、緑色、及び青色）の副画素を有する構成を示したが、４色（赤色、緑色、青色、及び黄色、あるいは赤色、緑色、青色、及び白色）の副画素を有する構成としてもよい。図１６乃至図１８は、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、及び１０２４Ｙを有する表示装置の構成である。図１６（Ａ）（Ｂ）及び図１７は、トランジスタが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置であり、図１８（Ａ）（Ｂ）は、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置である。
【０３３１】
図１６（Ａ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）を透明な基材１０３３に設ける表示装置の例である。また、図１６（Ｂ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する表示装置の例である。また、図１７は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成する表示装置の例である。
【０３３２】
着色層１０３４Ｒは赤色の光を透過し、着色層１０３４Ｇは緑色の光を透過し、着色層１０３４Ｂは青色の光を透過する機能を有する。また、着色層１０３４Ｙは黄色の光を透過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する。着色層１０３４Ｙが青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有するとき、着色層１０３４Ｙを透過した光は白色であってもよい。黄色あるいは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、着色層１０３４Ｙを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
【０３３３】
また、図１８に示すトップエミッション型の表示装置においては、下部電極１０２４Ｙを有する発光素子においても、図１５（Ａ）の表示装置と同様に、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、１０２４Ｙと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を有する構成が好ましい。また、図１８（Ａ）の表示装置では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ、及び黄色の着色層１０３４Ｙ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。
【０３３４】
マイクロキャビティ、及び黄色の着色層１０３４Ｙを介して呈される発光は、黄色の領域に発光スペクトルを有する発光となる。黄色は視感度が高い色であるため、黄色の発光を呈する発光素子は発光効率が高い。すなわち、図１８（Ａ）の構成を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
【０３３５】
また、図１８（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１８（Ｂ）に示すように、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青、黄の４色、または赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１８（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１８（Ｂ）に示すように、発光素子と、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、黄色または白色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
【０３３６】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせることが可能である。
【０３３７】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図１９乃至図２１を用いて説明を行う。
【０３３８】
なお、図１９（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図１９（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
【０３３９】
＜表示装置に関する説明＞
図１９（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２という）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以下、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０６という）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成としてもよい。
【０３４０】
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４の一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
【０３４１】
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置された複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回路部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路８０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するための回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
【０３４２】
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線駆動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０４ａは、別の信号を供給することも可能である。
【０３４３】
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路８０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与えられる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有する。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも可能である。
【０３４４】
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを用いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
【０３４５】
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路８０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列目の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路８０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（ｎはＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
【０３４６】
図１９（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８０１の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保護回路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することができる。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配線に接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
【０３４７】
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
【０３４８】
図１９（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０６を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。ただし、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに保護回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。
【０３４９】
また、図１９（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂによって駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する構成としても良い。
【０３５０】
＜画素回路の構成例＞
図１９（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図１９（Ｂ）に示す構成とすることができる。
【０３５１】
図１９（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６２と、発光素子８７２と、を有する。
【０３５２】
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配線（データ線ＤＬ＿ｎ）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（走査線ＧＬ＿ｍ）に電気的に接続される。
【０３５３】
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【０３５４】
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０３５５】
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
【０３５６】
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０３５７】
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０３５８】
発光素子８７２としては、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発光素子を用いることができる。
【０３５９】
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
【０３６０】
図１９（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図１９（Ａ）に示す走査線駆動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
【０３６１】
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
【０３６２】
また、画素回路に、トランジスタのしきい値電圧等の変動の影響を補正する機能を持たせてもよい。図２０（Ａ）（Ｂ）及び図２１（Ａ）（Ｂ）に画素回路の一例を示す。
【０３６３】
図２０（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図２０（Ａ）に示す画素回路には、配線３０１＿１乃至３０１＿５、並びに配線３０２＿１及び配線３０２＿２が電気的に接続されている。なお、トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
【０３６４】
図２０（Ｂ）に示す画素回路は、図２０（Ａ）に示す画素回路に、トランジスタ３０３＿７を追加した構成である。また、図２０（Ｂ）に示す画素回路には、配線３０１＿６及び配線３０１＿７が電気的に接続されている。ここで、配線３０１＿５と配線３０１＿６とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０３＿７については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
【０３６５】
図２１（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図２１（Ａ）に示す画素回路には、配線３０６＿１乃至３０６＿３、並びに配線３０７＿１乃至３０７＿３が電気的に接続されている。ここで配線３０６＿１と配線３０６＿３とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
【０３６６】
図２１（Ｂ）に示す画素回路は、２つのトランジスタ（トランジスタ３０９＿１及びトランジスタ３０９＿２）と、２つの容量素子（容量素子３０４＿１及び容量素子３０４＿２）と、発光素子３０５と、を有する。また、図２１（Ｂ）に示す画素回路には、配線３１１＿１乃至配線３１１＿３、配線３１２＿１、及び配線３１２＿２が電気的に接続されている。また、図２１（Ｂ）に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力−電流駆動方式（ＣＶＣＣ方式ともいう）とすることができる。なお、トランジスタ３０９＿１及び３０９＿２については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
【０３６７】
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式のそれぞれの方式に適用することができる。
【０３６８】
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
【０３６９】
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。
【０３７０】
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。
【０３７１】
（実施の形態６）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図２２乃至図２６を用いて説明を行う。
【０３７２】
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合について説明する。
【０３７３】
図２２（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図２２（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
【０３７４】
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図２２（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも可撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
【０３７５】
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。また、複数の配線２５１１は、信号線駆動回路２５０３ｓ（１）からの信号を複数の画素に供給することができる。
【０３７６】
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図２２（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
【０３７７】
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
【０３７８】
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
【０３７９】
なお、図２２（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。
【０３８０】
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
【０３８１】
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
【０３８２】
電極２５９２は、図２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。
【０３８３】
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。
【０３８４】
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
【０３８５】
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
【０３８６】
＜表示装置に関する説明＞
次に、図２３（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図２３（Ａ）は、図２２（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
【０３８７】
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
【０３８８】
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
【０３８９】
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下、好ましくは１×１０−６ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基板２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−５／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
【０３９０】
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性基板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２５１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板２５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
【０３９１】
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
【０３９２】
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図２３（Ａ）に示すように、封止層２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることができる。
【０３９３】
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いることにより、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域に発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、不活性気体（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥剤を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例えば、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、シール材に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
【０３９４】
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モジュール２５８０Ｒを有する。
【０３９５】
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回路の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、着色層２５６７Ｒとを有する。
【０３９６】
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層とを有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発光素子を適用することができる。
【０３９７】
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させてもよい。
【０３９８】
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
【０３９９】
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
【０４００】
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。遮光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
【０４０１】
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長領域の光を透過する機能を有していればよく、例えば、赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長領域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで形成することができる。
【０４０２】
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトランジスタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を抑制できる。
【０４０３】
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２５５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。なお、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に形成してもよい。
【０４０４】
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
【０４０５】
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。また、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰＣ２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
【０４０６】
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図２３（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示しているが、これに限定されず、例えば、図２３（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジスタを表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
【０４０７】
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、Ｎチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタ２５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族の半導体（例えば、ケイ素を有する半導体）、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔのいずれか一方または双方に、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ため好ましい。当該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、またはＮｄを表す）等が挙げられる。
【０４０８】
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図２３（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図２３（Ｃ）は、図２２（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。
【０４０９】
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
【０４１０】
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
【０４１１】
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して、電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
【０４１２】
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
【０４１３】
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１及び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適に用いることができる。
【０４１４】
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
【０４１５】
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一対の電極２５９１を電気的に接続している。
【０４１６】
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、０度より大きく９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
【０４１７】
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
【０４１８】
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を保護してもよい。
【０４１９】
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。
【０４２０】
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０４２１】
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図２４（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図２４（Ａ）は、図２２（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
【０４２２】
図２４（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２３（Ａ）で説明した表示装置２５０１と、図２３（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
【０４２３】
また、図２４（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｃ）で説明した構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
【０４２４】
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチセンサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
【０４２５】
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとして、例えば円偏光板を用いることができる。
【０４２６】
次に、図２４（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図２４（Ｂ）を用いて説明する。
【０４２７】
図２４（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図２４（Ｂ）に示すタッチパネル２００１は、図２４（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対するタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
【０４２８】
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図２４（Ｂ）に示す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
【０４２９】
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている。
【０４３０】
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５を貼り合わせる。
【０４３１】
図２４（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板２５１０の上側及び下側のいずれか一方または双方に射出されればよい。
【０４３２】
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図２５（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行う。
【０４３３】
図２５（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図２５（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図２５（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図２５（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
【０４３４】
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
【０４３５】
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
【０４３６】
次に、図２５（Ｂ）には、図２５（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図２５（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行う。また図２５（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なお、図２５（Ｂ）では、Ｙ１−Ｙ６の配線で検出される電流値に対応する電圧値の波形を示している。
【０４３７】
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。
【０４３８】
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
【０４３９】
＜センサ回路に関する説明＞
また、図２５（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図２６に示す。
【０４４０】
図２６に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
【０４４１】
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
【０４４２】
次に、図２６に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。
【０４４３】
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
【０４４４】
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
【０４４５】
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
【０４４６】
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。
【０４４７】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器について、図２７及び図２８を用いて説明を行う。
【０４４８】
＜表示モジュールに関する説明＞
図２７に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。
【０４４９】
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
【０４５０】
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０４５１】
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８００６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
【０４５２】
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０４５３】
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０４５４】
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
【０４５５】
＜電子機器に関する説明＞
図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（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９００８、等を有することができる。
【０４５６】
図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器は、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、タッチセンサ機能、カレンダー、日付また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または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまた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。なお、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。また、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
【０４５７】
図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
【０４５８】
図２８（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が有する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に沿って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０４５９】
図２８（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが、図２８（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
【０４６０】
図２８（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
【０４６１】
図２８（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０４６２】
図２８（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図２８（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図２８（Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図２８（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳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。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０１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。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
【０４６３】
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構成としてもよい。
【０４６４】
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。
【０４６５】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について、図２９及び図３０を用いて説明する。
【０４６６】
本実施の形態で示す、発光装置３０００の斜視図を図２９（Ａ）に、図２９（Ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｆ間に相当する断面図を図２９（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図２９（Ａ）において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
【０４６７】
図２９（Ａ）（Ｂ）に示す発光装置３０００は、基板３００１と、基板３００１上の発光素子３００５と、発光素子３００５の外周に設けられた第１の封止領域３００７と、第１の封止領域３００７の外周に設けられた第２の封止領域３００９と、を有する。
【０４６８】
また、発光素子３００５からの発光は、基板３００１及び基板３００３のいずれか一方または双方から射出される。図２９（Ａ）（Ｂ）においては、発光素子３００５からの発光が下方側（基板３００１側）に射出される構成について説明する。
【０４６９】
また、図２９（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置３０００は、発光素子３００５が第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とに、囲まれて配置される二重封止構造である。二重封止構造とすることで、発光素子３００５側に入り込む外部の不純物（例えば、水、酸素など）を、好適に抑制することができる。ただし、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第１封止領域３００７のみの構成としてもよい。
【０４７０】
なお、図２９（Ｂ）において、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９は、基板３００１及び基板３００３と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例えば、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００１の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。または、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００３の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
【０４７１】
基板３００１及び基板３００３としては、それぞれ先の実施の形態３に記載の基板２００と、基板２２０と同様の構成とすればよい。発光素子３００５としては、先の実施の形態に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
【０４７２】
第１の封止領域３００７としては、ガラスを含む材料（例えば、ガラスフリット、ガラスリボン等）を用いればよい。また、第２の封止領域３００９としては、樹脂を含む材料を用いればよい。第１の封止領域３００７として、ガラスを含む材料を用いることで、生産性や封止性を高めることができる。また、第２の封止領域３００９として、樹脂を含む材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とは、これに限定されず、第１の封止領域３００７が樹脂を含む材料で形成され、第２の封止領域３００９がガラスを含む材料で形成されてもよい。
【０４７３】
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
【０４７４】
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリットと、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。また、ガラスフリットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
【０４７５】
また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
【０４７６】
なお、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９のいずれか一方または双方にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板３００１との熱膨張率が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基板３００１にクラックが入るのを抑制することができる。
【０４７７】
例えば、第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用い、第２の封止領域３００９に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
【０４７８】
第２の封止領域３００９は、第１の封止領域３００７よりも、発光装置３０００の外周部に近い側に設けられる。発光装置３０００は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置３０００の外周部側、すなわち第２の封止領域３００９に、樹脂を含む材料によって封止し、第２の封止領域３００９よりも内側に設けられる第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用いて封止することで、外力等の歪みが生じても発光装置３０００が壊れにくくなる。
【０４７９】
また、図２９（Ｂ）に示すように、基板３００１、基板３００３、第１の封止領域３００７、及び第２の封止領域３００９に囲まれた領域には、第１の領域３０１１が形成される。また、基板３００１、基板３００３、発光素子３００５、及び第１の封止領域３００７に囲まれた領域には、第２の領域３０１３が形成される。
【０４８０】
第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス等の不活性ガスが充填されていると好ましい。なお、第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
【０４８１】
また、図２９（Ｂ）に示す構成の変形例を図２９（Ｃ）に示す。図２９（Ｃ）は、発光装置３０００の変形例を示す断面図である。
【０４８２】
図２９（Ｃ）は、基板３００３の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤３０１８を設ける構成である。それ以外の構成については、図２９（Ｂ）に示す構成と同じである。
【０４８３】
乾燥剤３０１８としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着によって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤３０１８として用いることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。
【０４８４】
次に、図２９（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例について、図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を用いて説明する。なお、図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、図２９（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例を説明する断面図である。
【０４８５】
図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、第２の封止領域３００９を設けずに、第１の封止領域３００７とした構成である。また、図３０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、図２９（Ｂ）に示す第２の領域３０１３の代わりに領域３０１４を有する。
【０４８６】
領域３０１４としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
【０４８７】
領域３０１４として、上述の材料を用いることで、いわゆる固体封止の発光装置とすることができる。
【０４８８】
また、図３０（Ｂ）に示す発光装置は、図３０（Ａ）に示す発光装置の基板３００１側に、基板３０１５を設ける構成である。
【０４８９】
基板３０１５は、図３０（Ｂ）に示すように凹凸を有する。凹凸を有する基板３０１５を、発光素子３００５の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子３００５からの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図３０（Ｂ）に示すような凹凸を有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。
【０４９０】
また、図３０（Ｃ）に示す発光装置は、図３０（Ａ）に示す発光装置が基板３００１側から光を取り出す構造であったのに対し、基板３００３側から光を取り出す構造である。
【０４９１】
図３０（Ｃ）に示す発光装置は、基板３００３側に基板３０１５を有する。それ以外の構成は、図３０（Ｂ）に示す発光装置と同様である。
【０４９２】
また、図３０（Ｄ）に示す発光装置は、図３０（Ｃ）に示す発光装置の基板３００３、３０１５を設けずに、基板３０１６を設ける構成である。
【０４９３】
基板３０１６は、発光素子３００５の近い側に位置する第１の凹凸と、発光素子３００５の遠い側に位置する第２の凹凸と、を有する。図３０（Ｄ）に示す構成とすることで、発光素子３００５からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。
【０４９４】
したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の形態に示す構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することができる。
【０４９５】
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ることができる。
【０４９６】
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置及び電子機器に適用する一例について、図３１及び図３２を用いて説明する。
【０４９７】
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
【０４９８】
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
【０４９９】
図３１（Ａ）は、多機能端末３５００の一方の面の斜視図を示し、図３１（Ｂ）は、多機能端末３５００の他方の面の斜視図を示している。多機能端末３５００は、筐体３５０２に表示部３５０４、カメラ３５０６、照明３５０８等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３５０８に用いることができる。
【０５００】
照明３５０８は、本発明の一態様の発光装置を用いることで、面光源として機能する。したがって、ＬＥＤに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例えば、照明３５０８とカメラ３５０６とを組み合わせて用いる場合、照明３５０８を点灯または点滅させて、カメラ３５０６により撮像することができる。照明３５０８としては、面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することができる。
【０５０１】
なお、図３１（Ａ）、（Ｂ）に示す多機能端末３５００は、図２８（Ａ）乃至図２８（Ｇ）に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。
【０５０２】
また、筐体３５０２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。また、多機能端末３５００の内部に、ジャイロ、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、多機能端末３５００の向き（縦か横か）を判断して、表示部３５０４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。
【０５０３】
表示部３５０４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３５０４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３５０４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。なお、表示部３５０４に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。
【０５０４】
図３１（Ｃ）は、防犯用のライト３６００の斜視図を示している。ライト３６００は、筐体３６０２の外側に照明３６０８を有し、筐体３６０２には、スピーカ３６１０等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３６０８に用いることができる。
【０５０５】
ライト３６００としては、例えば、照明３６０８を握持する、掴持する、または保持することで発光することができる。また、筐体３６０２の内部には、ライト３６００からの発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、１回または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御することで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明３６０８の発光と同時に、スピーカ３６１０から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよい。
【０５０６】
ライト３６００としては、あらゆる方向に発光することが可能なため、例えば、暴漢等に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト３６００にデジタルスチルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。
【０５０７】
図３２は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
【０５０８】
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
【０５０９】
以上のようにして、本発明の一態様の発光装置を適用して照明装置及び電子機器を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の照明装置及び電子機器に適用することが可能である。
【０５１０】
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】
【０５１１】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子１、及び発光素子２の作製例を示す。また、比較発光素子１、及び比較発光素子２の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は、図１（Ａ）に示す発光素子２５０と同様である。素子構造の詳細を表２に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、その他の化合物については、先の実施の形態１を参酌すればよい。
【０５１２】
【化２】
0006803667.tif 000009
【０５１３】
【表２】
0006803667.tif 000010
【０５１４】
＜発光素子１の作製＞
基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を、厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０５１５】
次に、電極１０１上にＥＬ層１００を形成した。正孔注入層１１１としては、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（ＭｏＯ３）とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが６０ｎｍになるように共蒸着した。また、正孔輸送層１１２としては、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）を厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
【０５１６】
次に、発光層１３０としては、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）、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）および２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣｚＰＣＡ１：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣｚＰＣＡ１がホスト材料１３１であり、ＴＢＲｂがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５１７】
また、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＢＰｈｅｎを厚さが１０ｎｍになるよう順次蒸着した。次に、電子注入層１１９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０５１８】
また、電極１０２としては、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０５１９】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて、ＥＬ層１００を形成した基板に封止基板を固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、基板に形成したＥＬ層１００の周囲にシール材を塗布し、該基板と封止基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１を得た。
【０５２０】
＜発光素子２の作製＞
発光素子２は、先に示す発光素子１の作製と、発光層１３０のホスト材料と電子輸送層１１８の材料のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
【０５２１】
発光素子２の発光層１３０としては、４−｛３−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）］ビフェニル−３−イル｝ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ）、ＰＣｚＰＣＡ１およびＴＢＲｂを重量比（４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣｚＰＣＡ１：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍおよびＰＣｚＰＣＡ１がホスト材料１３１であり、ＴＢＲｂがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５２２】
また、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍを厚さが２０ｎｍになるよう、及びＢＰｈｅｎを厚さが１０ｎｍになるよう順次蒸着した。
【０５２３】
＜比較発光素子１の作製＞
比較発光素子１は、先に示す発光素子１の作製と、電極１０１及び正孔注入層１１１の膜厚、及び発光層１３０のゲスト材料が異なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
【０５２４】
比較発光素子１の電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を、厚さが１１０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０５２５】
次に、電極１０１上の正孔注入層１１１としては、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩとＭｏＯ３とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。
【０５２６】
比較発光素子１の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣｚＰＣＡ１およびＲｕｂｒｅｎｅ（ルブレンともいう）を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣｚＰＣＡ１：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣｚＰＣＡ１がホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５２７】
＜比較発光素子２の作製＞
比較発光素子２は、先に示す発光素子２の作製と、発光層１３０のゲスト材料のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子２と同様の作製方法とした。
【０５２８】
比較発光素子２の発光層１３０としては、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、ＰＣｚＰＣＡ１およびＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣｚＰＣＡ１：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍおよびＰＣｚＰＣＡ１がホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５２９】
＜発光素子の動作特性＞
次に、作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０５３０】
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表３に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図３３に、外部量子効率−輝度特性を図３４に、輝度−電圧特性を図３５に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図３６に示す。
【０５３１】
【表３】
0006803667.tif 000011
【０５３２】
図３６に示すように、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２の電界発光スペクトルピークからは、蛍光材料であるＴＢＲｂ、及びＲｕｂｒｅｎｅが呈する黄色発光のみを観測した。
【０５３３】
また、図３３、図３４、及び表３に示すように、発光素子１及び発光素子２は高い電流効率、及び外部量子効率を示す結果が得られた。なお、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成する一重項励起子の生成確率が最大で２５％であるため、外部への光取り出し効率を３０％とした場合の外部量子効率は、最大で７．５％となる。発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子２においては、外部量子効率が７．５％より高い効率が得られている。これは、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２においては、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、ＥｘＥＦによって、三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が得られているためである。
【０５３４】
また、特に発光素子１及び発光素子２は、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、外部量子効率が１５％以上の高い効率を示す結果が得られた。なお、絶対蛍光量子収率測定によって求められたＲｕｂｒｅｎｅの蛍光量子収率は６１％であり、ＴＢＲｂの蛍光量子収率は９０％であることから、ＴＢＲｂはＲｕｂｒｅｎｅの１．５倍ほど高い蛍光量子収率を有する。一方、ＴＢＲｂをゲスト材料として有する発光素子１及び発光素子２は、Ｒｕｂｒｅｎｅをゲスト材料として有する比較発光素子１及び比較発光素子２と比較して、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、それぞれ１．７倍、及び１．９倍の外部量子効率を示している。すなわち、発光素子１及び発光素子２は、ゲスト材料の蛍光量子収率の差より大きく外部量子効率が向上する結果となっている。
【０５３５】
先の実施の形態１で示したように、発光素子１及び発光素子２にゲスト材料として用いたＴＢＲｂは、ｔｅｒｔ−ブチル基を２つ以上有するため、Ｒｕｂｒｅｎｅよりもゲスト材料とホスト材料との重心間距離の最小値が大きい。そのため、デクスター機構に基づくホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が抑制される。したがって、ホスト材料の三重項励起状態からゲスト材料の三重項励起状態へのエネルギー移動効率が低減し、発光層１３０において、一重項励起状態の生成効率が向上したため、発光素子１及び発光素子２は高い発光効率を示したと結論づけられる。
【０５３６】
また、発光素子１と発光素子２とで、同程度の高い発光効率を示していることから、ホスト材料が異なっていても、先の実施の形態１で示したゲスト材料を有することで、高い発光効率を呈する発光素子を作製できることが分かった。
【０５３７】
また、図３５及び表３に示すように、発光素子１及び発光素子２は低い電圧で駆動している。すなわち、ＥｘＥＦを用いた発光層を有することで、低い電圧で駆動する発光素子を作製することができる結果が得られた。また、消費電力の低減された発光素子を作製することができる結果が得られた。
【０５３８】
＜発光素子の時間分解蛍光測定＞
次に、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２がＥｘＥＦにより発光しているか調査するため、時間分解蛍光測定により蛍光寿命の算出を行った。
【０５３９】
測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子における蛍光発光の寿命を測定するため、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は１０Ｈｚの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（３００Ｋ）で、発光素子の輝度が１０００ｃｄ／ｍ２付近になるよう印加パルス電圧を３Ｖから４Ｖ付近で印加し、印加パルス時間幅が１００μｓｅｃ、負バイアス電圧が−５Ｖ（素子駆動のＯＦＦ時）、測定時間範囲が５０μｓｅｃの条件で行った。測定結果を図３７に示す。なお、図３７において、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態（パルス電圧のＯＮ時）における発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間を示す。
【０５４０】
また、図３７に示す減衰曲線について、以下の数式（６）を用いてフィッティングを行った。
【０５４１】
【数６】
0006803667.tif 000012
【０５４２】
数式（６）において、Ｌは規格化した発光強度を表し、ｔは経過時間を表す。減衰曲線のフィッティングを行った結果、ｎが１乃至３でフィッティングを行うことができた。減衰曲線のフィッティング結果から、蛍光の初期成分の割合及びその蛍光寿命をそれぞれＡ１、ａ１とし、遅延蛍光成分のうち最も寿命が短い成分の割合及びその蛍光寿命をそれぞれＡ２、ａ２としたところ、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２の発光成分には、それぞれ蛍光寿命が０．３μｓの初期蛍光成分（ｐｒｏｍｐｔ成分ともいう）と、３．０μｓの遅延蛍光成分（ｄｅｌａｙｅｄ成分ともいう）が含まれていることが分かった。また、該遅延蛍光成分が発光に占める割合は、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２でそれぞれ、１９％、１３％、１８％、及び１０％と算出された。したがって、発光素子１は比較発光素子１より高い割合で遅延蛍光成分を有し、発光素子２は比較発光素子２より高い割合で遅延蛍光成分を有することが分かった。
【０５４３】
すなわち、ゲスト材料にＴＢＲｂを用いることで、高い割合で遅延蛍光成分を有する発光素子を作製することができ、高い発光効率を有する発光素子を作製することができる結果が得られた。
【０５４４】
また、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２の時間分解蛍光測定によって得られた過渡電界発光スペクトルの初期蛍光成分及び遅延蛍光成分を、図３８（Ａ）（Ｂ）、図３９（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ示す。図３８及び図３９に示すように、初期蛍光成分と遅延蛍光成分とで、ゲスト材料（ＴＢＲｂ及びＲｕｂｒｅｎｅ）の発光スペクトルは概ね一致していた。したがって、一対の電極から注入されたキャリアが再結合して生成した一重項励起子と、励起錯体において逆項間交差により生成した一重項励起子と、の双方の一重項励起エネルギーがゲスト材料（ＴＢＲｂ及びＲｕｂｒｅｎｅ）の一重項励起エネルギー準位に移動していると示唆された。
【０５４５】
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態及び他の実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例２】
【０５４６】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子３、及び発光素子４の作製例を示す。また、比較発光素子３、及び比較発光素子４の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は、図１（Ａ）に示す発光素子２５０と同様である。素子構造の詳細を表４に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、その他の化合物については、先の実施の形態１及び実施例１を参酌すればよい。
【０５４７】
【化３】
0006803667.tif 000013
【０５４８】
【表４】
0006803667.tif 000014
【０５４９】
＜発光素子３の作製＞
発光素子３は、先に示す発光素子１の作製と、発光層１３０のホスト材料のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
【０５５０】
発光素子３の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）およびＴＢＲｂを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢｉＦ：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢｉＦがホスト材料１３１であり、ＴＢＲｂがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５５１】
＜発光素子４の作製＞
発光素子４は、先に示す発光素子１の作製と、発光層１３０のホスト材料のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
【０５５２】
発光素子４の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、Ｎ−（３−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ｍＰＣＢｉＦ）およびＴＢＲｂを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ｍＰＣＢｉＦ：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびｍＰＣＢｉＦがホスト材料１３１であり、ＴＢＲｂがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５５３】
＜比較発光素子３の作製＞
比較発光素子３は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１３０のホスト材料のみ異なり、それ以外の工程は、比較発光素子１と同様の作製方法とした。
【０５５４】
比較発光素子３の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣＢｉＦおよびＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢｉＦがホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５５５】
＜比較発光素子４の作製＞
比較発光素子４は、先に示す比較発光素子３の作製と、発光層１３０の構成のみ異なり、それ以外の工程は、比較発光素子３と同様の作製方法とした。なお、比較発光素子４の発光層１３０は、発光素子４の発光層１３０とゲスト材料のみ異なる構成である。
【０５５６】
比較発光素子４の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ｍＰＣＢｉＦおよびＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ｍＰＣＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびｍＰＣＢｉＦがホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５５７】
＜発光素子の動作特性＞
次に、作製した発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０５５８】
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表５に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図４０に、外部量子効率−輝度特性を図４１に、輝度−電圧特性を図４２に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図４３に示す。
【０５５９】
【表５】
0006803667.tif 000015
【０５６０】
図４３に示すように、発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４の電界発光スペクトルピークからは、蛍光材料であるＴＢＲｂ、及びＲｕｂｒｅｎｅが呈する黄色発光のみを観測した。
【０５６１】
また、図４０、図４１、及び表５に示すように、発光素子３及び発光素子４は高い電流効率、及び外部量子効率を示す結果が得られた。発光素子３、発光素子４、比較発光素子３及び比較発光素子４においては、外部量子効率が７．５％より高い効率が得られている。これは、発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４においては、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、ＥｘＥＦによって、三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が得られているためである。
【０５６２】
また、特に発光素子３及び発光素子４は、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、外部量子効率が１４％以上の高い効率を示す結果が得られた。また、発光素子３及び発光素子４は、比較発光素子３及び比較発光素子４と比較して、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、それぞれ１．６倍、及び１．７倍の外部量子効率を示している。すなわち、発光素子３及び発光素子４は、先の実施例１で示したゲスト材料の蛍光量子収率の差より大きく外部量子効率が向上する結果となっている。
【０５６３】
先の実施の形態１で示したように、発光素子３及び発光素子４が有するゲスト材料であるＴＢＲｂは、ｔｅｒｔ−ブチル基を２つ以上有するため、Ｒｕｂｒｅｎｅよりもゲスト材料とホスト材料との重心間距離の最小値が大きい。そのため、発光層１３０において、一重項励起状態の生成効率が向上し、発光素子３及び発光素子４は高い発光効率を示したと結論づけられる。
【０５６４】
また、発光素子３と発光素子４とで、同程度の高い発光効率を示していることから、ホスト材料が異なっていても、先の実施の形態１で示したゲスト材料を有することで、高い発光効率を呈する発光素子を作製できることが分かった。
【０５６５】
また、図４２及び表５に示すように、発光素子３及び発光素子４は低い電圧で駆動している。すなわち、ＥｘＥＦを用いた発光層を有することで、低い電圧で駆動する発光素子を作製することができる結果が得られた。あるいは消費電力の低減された発光素子を作製することができる結果が得られた。
【０５６６】
＜発光素子の時間分解蛍光測定＞
次に、発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４がＥｘＥＦにより発光しているか調査するため、時間分解蛍光測定により蛍光寿命の算出を行った。
【０５６７】
測定方法は、先の実施例１を参酌すればよい。測定結果を図４４に示す。また、図４４に示す減衰曲線について、数式（６）を用いてフィッティングを行った結果、ｎが１乃至３でフィッティングを行うことができた。
【０５６８】
減衰曲線のフィッティングを行った結果から、蛍光の初期成分の割合及びその蛍光寿命をそれぞれＡ１、ａ１とし、遅延蛍光成分のうち最も寿命が短い成分の割合及びその蛍光寿命をそれぞれＡ２、ａ２としたところ、発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４の発光成分には、それぞれ蛍光寿命が０．３μｓの初期蛍光成分（ｐｒｏｍｐｔ成分ともいう）と、３．０μｓの遅延蛍光成分（ｄｅｌａｙｅｄ成分ともいう）が含まれていることが分かった。また、該遅延蛍光成分が発光に占める割合は、発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４でそれぞれ、３８％、３８％、２８％、２８％と算出された。したがって、発光素子３は比較発光素子３より高い割合で遅延蛍光成分を有し、発光素子４は比較発光素子４より高い割合で遅延蛍光成分を有することが分かった。
【０５６９】
すなわち、ゲスト材料にＴＢＲｂを用いることで、高い割合で遅延蛍光成分を有する発光素子を作製することができ、高い発光効率を有する発光素子を作製することができる結果が得られた。
【０５７０】
また、発光素子３、発光素子４、比較発光素子３、及び比較発光素子４の時間分解蛍光測定によって得られた過渡電界発光スペクトルの初期蛍光成分及び遅延蛍光成分を、図４５（Ａ）（Ｂ）、図４６（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ示す。図４５及び図４６に示すように、初期蛍光成分と遅延蛍光成分とで、ゲスト材料（ＴＢＲｂ及びＲｕｂｒｅｎｅ）の発光スペクトルは概ね一致していた。したがって、一対の電極から注入されたキャリアが再結合して生成した一重項励起子と、励起錯体において逆項間交差により生成した一重項励起子と、の双方の一重項励起エネルギーがゲスト材料（ＴＢＲｂ及びＲｕｂｒｅｎｅ）の一重項励起エネルギー準位に移動していると示唆された。
【０５７１】
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態及び他の実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例３】
【０５７２】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子５の作製例と、比較発光素子５の作製例を示す。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は、図１（Ａ）に示す発光素子２５０と同様である。素子構造の詳細を表６に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、その他の化合物については、先の実施の形態１及び実施例１を参酌すればよい。
【０５７３】
【化４】
0006803667.tif 000016
【０５７４】
【表６】
0006803667.tif 000017
【０５７５】
＜発光素子５の作製＞
発光素子５は、先に示す発光素子２の作製と、発光層１３０のホスト材料のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子２と同様の作製方法とした。
【０５７６】
発光素子５の発光層１３０としては、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、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）およびＴＢＲｂを重量比（４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣＡＳＦ：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍおよびＰＣＡＳＦがホスト材料１３１であり、ＴＢＲｂがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５７７】
＜比較発光素子５の作製＞
比較発光素子５は、先に示す発光素子５の作製と、発光層１３０のゲスト材料のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子５と同様の作製方法とした。
【０５７８】
比較発光素子５の発光層１３０としては、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、ＰＣＡＳＦおよびＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣＡＳＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍおよびＰＣＡＳＦがホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５７９】
＜発光素子の動作特性＞
次に、作製した発光素子５、及び比較発光素子５の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０５８０】
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表７に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図４７に、外部量子効率−輝度特性を図４８に、輝度−電圧特性を図４９に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流したときの電界発光スペクトルを図５０に示す。
【０５８１】
【表７】
0006803667.tif 000018
【０５８２】
図５０に示すように、発光素子５、及び比較発光素子５の電界発光スペクトルピークからは、蛍光材料であるＴＢＲｂ、及びＲｕｂｒｅｎｅが呈する黄色発光のみを観測した。
【０５８３】
また、図４７、図４８、及び表７に示すように、発光素子５は高い電流効率、及び外部量子効率を示す結果が得られた。発光素子５、及び比較発光素子５においては、外部量子効率が７．５％より高い効率が得られている。これは、発光素子５、及び比較発光素子５においては、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、ＥｘＥＦによって、三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が得られているためである。
【０５８４】
また、特に発光素子５は、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、外部量子効率が１６％と高い効率を示す結果が得られた。また、発光素子５は、比較発光素子５と比較して、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、１．７倍の外部量子効率を示している。すなわち、発光素子５は、実施例１で示したゲスト材料の蛍光量子収率の差より大きく効率が向上する結果となっている。
【０５８５】
先の実施の形態１で示したように、発光素子５が有するゲスト材料であるＴＢＲｂは、ｔｅｒｔ−ブチル基を２つ以上有するため、Ｒｕｂｒｅｎｅよりもゲスト材料とホスト材料との重心間距離の最小値が大きい。そのため、発光層１３０において、一重項励起状態の生成効率が向上し、発光素子５は高い発光効率を示したと結論づけられる。
【０５８６】
また、図４９及び表７に示すように、発光素子５は低い電圧で駆動している。すなわち、ＥｘＥＦを用いた発光層を有することで、低い電圧で駆動する発光素子を作製することができる結果が得られた。あるいは消費電力の低減された発光素子を作製することができる結果が得られた。
【０５８７】
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態及び他の実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例４】
【０５８８】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子の発光層の時間分解蛍光測定を行った結果を示す。本実施例で用いた化合物の構造と略称を以下に示す。なお、その他の化合物については、実施の形態１を参酌すればよい。
【０５８９】
【化５】
0006803667.tif 000019
【０５９０】
＜薄膜サンプルの作製＞
発光素子の発光層の時間分解蛍光測定を行うため、石英基板上に真空蒸着法により薄膜サンプルを作製した。
【０５９１】
薄膜１としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、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）、及びＴＢＲｂを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：ＴＢＲｂ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共蒸着した。なお、薄膜１において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料１３１であり、ＴＢＲｂがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５９２】
薄膜２としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣＢＢｉＦ、及びＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共蒸着した。なお、薄膜２において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
【０５９３】
薄膜３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共蒸着した。なお、薄膜３において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）を有さない薄膜である。
【０５９４】
薄膜４としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＡＳＦを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＡＳＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共蒸着した。なお、薄膜４において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＡＳＦがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）を有さない薄膜である。
【０５９５】
薄膜５としては、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦを重量比（４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共蒸着した。なお、薄膜５において、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）を有さない薄膜である。
【０５９６】
薄膜６としては、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、及びＰＣＡＳＦを重量比（４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣＡＳＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共蒸着した。なお、薄膜６において、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍおよびＰＣＡＳＦがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）を有さない薄膜である。
【０５９７】
また、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて、薄膜サンプルを成膜した石英基板上に封止基板を固定することで、薄膜１乃至薄膜６をそれぞれ封止した。具体的には、石英基板に形成した薄膜の周囲にシール材を塗布し、該石英基板と封止基板とを貼り合せ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。
【０５９８】
＜薄膜サンプルの時間分解蛍光測定＞
測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、薄膜が呈する蛍光発光の寿命を測定するため、薄膜にパルスレーザを照射し、レーザ照射後から減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルスレーザには波長が３３７ｎｍの窒素ガスレーザーを用い、５００ｐｓのパルスレーザを１０Ｈｚの周期で薄膜に照射し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。また、測定範囲は、１ｍｓとした。
【０５９９】
薄膜１および薄膜２からは、それぞれゲスト材料であるＴＢＲｂおよびＲｕｂｒｅｎｅが呈する黄色発光を観測した。また、薄膜３からは、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦが形成する励起錯体が呈する、５１０ｎｍ付近を最大値とする発光スペクトルが得られ、薄膜４からは、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＡＳＦが形成する励起錯体が呈する、５４５ｎｍ付近を最大値とする発光スペクトルが得られ、薄膜５からは、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦが形成する励起錯体が呈する、５４９ｎｍ付近を最大値とする発光スペクトルが得られ、薄膜６からは、４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ、及びＰＣＡＳＦが形成する励起錯体が呈する、５５１ｎｍ付近を最大値とする発光スペクトルが得られた。測定によって得られた減衰曲線を図５１、及び図５２に示す。
【０６００】
図５１に示すように、薄膜１および薄膜２の減衰曲線は、概ね一致する結果が得られた。本実施例においては、光励起によってホスト材料を励起し、薄膜１および薄膜２が有するゲスト材料からの発光を観測している。すなわち、薄膜１および薄膜２で一重項励起状態のみ生成する条件である。薄膜１と薄膜２とで、蛍光寿命が概ね一致していることから、ゲスト材料が異なっていても、ホスト材料の一重項励起状態からゲスト材料の一重項励起状態へのエネルギー移動については、概ね変化がないと示唆される。
【０６０１】
したがって、先の実施例１乃至実施例３で示した発光素子において、実施の形態１で示したゲスト材料を用いることで、遅延蛍光成分の割合が増加し、発光効率が向上する結果が得られた原因は、ホスト材料の三重項励起状態からゲスト材料の三重項励起状態へのエネルギー移動が抑制され、励起錯体における逆項間交差によって一重項励起子の生成効率が向上したためであると結論づけられる。
【０６０２】
また、図５２に示す薄膜３乃至薄膜６の減衰曲線について、数式（６）を用いてフィッティングを行った結果、ｎが１から３でフィッティングを行うことができた。フィッティングの結果、薄膜３、薄膜４、薄膜５、及び薄膜６の発光成分には、蛍光寿命が３．９μｓの早い蛍光成分に加えて、それぞれ５８μｓ、３０μｓ、２７μｓ、及び１６μｓの遅延蛍光成分が含まれていることが分かった。また、該遅延蛍光成分が発光に占める割合は、それぞれ１０％、２４％、３３％、及び３１％と算出された。
【０６０３】
励起錯体は、一重項励起状態のエネルギー準位と三重項励起状態のエネルギー準位が近接する性質を有する。したがって、薄膜３乃至薄膜６が示した遅延蛍光成分は、該励起錯体の一重項励起状態および三重項励起状態間の項間交差および逆項間交差に由来する熱活性化遅延蛍光である。したがって、薄膜３乃至薄膜６はいずれも本発明の一態様に好適な励起錯体である。また、薄膜４乃至薄膜６の遅延蛍光は、５０μｓ以下の比較的早い遅延蛍光成分を有していることから、これらの励起錯体における逆項間交差の速度定数は比較的早いことが示唆される。そのため、薄膜４乃至薄膜６の励起錯体は、ゲスト材料へのエネルギー移動の媒体として、さらに好適なホスト材料であると言える。
【０６０４】
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態及び他の実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０６０５】
１００    ＥＬ層
１０１    電極
１０１ａ    導電層
１０１ｂ    導電層
１０１ｃ    導電層
１０２    電極
１０３    電極
１０３ａ    導電層
１０３ｂ    導電層
１０４    電極
１０４ａ    導電層
１０４ｂ    導電層
１０６    発光ユニット
１０８    発光ユニット
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    電子輸送層
１１４    電子注入層
１１５    電荷発生層
１１６    正孔注入層
１１７    正孔輸送層
１１８    電子輸送層
１１９    電子注入層
１２０    発光層
１２１    ホスト材料
１２２    ゲスト材料
１２３Ｂ    発光層
１２３Ｇ    発光層
１２３Ｒ    発光層
１３０    発光層
１３１    ホスト材料
１３１＿１    有機化合物
１３１＿２    有機化合物
１３２    ゲスト材料
１４０    発光層
１４１    ホスト材料
１４１＿１    有機化合物
１４１＿２    有機化合物
１４２    ゲスト材料
１４５    隔壁
１５０    発光層
１５０ａ    発光層
１５０ｂ    発光層
２００    基板
２２０    基板
２２１Ｂ    領域
２２１Ｇ    領域
２２１Ｒ    領域
２２２Ｂ    領域
２２２Ｇ    領域
２２２Ｒ    領域
２２３    遮光層
２２４Ｂ    光学素子
２２４Ｇ    光学素子
２２４Ｒ    光学素子
２５０    発光素子
２６０    発光素子
２６２    発光素子
２７０ａ    発光素子
２７０ｂ    発光素子
２７２ａ    発光素子
２７２ｂ    発光素子
３０１＿１    配線
３０１＿５    配線
３０１＿６    配線
３０１＿７    配線
３０２＿１    配線
３０２＿２    配線
３０３＿１    トランジスタ
３０３＿６    トランジスタ
３０３＿７    トランジスタ
３０４    容量素子
３０４＿１    容量素子
３０４＿２    容量素子
３０５    発光素子
３０６＿１    配線
３０６＿３    配線
３０７＿１    配線
３０７＿３    配線
３０８＿１    トランジスタ
３０８＿６    トランジスタ
３０９＿１    トランジスタ
３０９＿２    トランジスタ
３１１＿１    配線
３１１＿３    配線
３１２＿１    配線
３１２＿２    配線
６００    表示装置
６０１    信号線駆動回路部
６０２    画素部
６０３    走査線駆動回路部
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    領域
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ
６１０    素子基板
６１１    トランジスタ
６１２    トランジスタ
６１３    下部電極
６１４    隔壁
６１６    ＥＬ層
６１７    上部電極
６１８    発光素子
６２１    光学素子
６２２    遮光層
６２３    トランジスタ
６２４    トランジスタ
８０１    画素回路
８０２    画素部
８０４    駆動回路部
８０４ａ    走査線駆動回路
８０４ｂ    信号線駆動回路
８０６    保護回路
８０７    端子部
８５２    トランジスタ
８５４    トランジスタ
８６２    容量素子
８７２    発光素子
１００１    基板
１００２    下地絶縁膜
１００３    ゲート絶縁膜
１００６    ゲート電極
１００７    ゲート電極
１００８    ゲート電極
１０２０    層間絶縁膜
１０２１    層間絶縁膜
１０２２    電極
１０２４Ｂ    下部電極
１０２４Ｇ    下部電極
１０２４Ｒ    下部電極
１０２４Ｙ    下部電極
１０２５    隔壁
１０２６    上部電極
１０２８    ＥＬ層
１０２９    封止層
１０３１    封止基板
１０３２    シール材
１０３３    基材
１０３４Ｂ    着色層
１０３４Ｇ    着色層
１０３４Ｒ    着色層
１０３４Ｙ    着色層
１０３５    遮光層
１０３６    オーバーコート層
１０３７    層間絶縁膜
１０４０    画素部
１０４１    駆動回路部
１０４２    周辺部
２０００    タッチパネル
２００１    タッチパネル
２５０１    表示装置
２５０２Ｒ    画素
２５０２ｔ    トランジスタ
２５０３ｃ    容量素子
２５０３ｇ    走査線駆動回路
２５０３ｓ    信号線駆動回路
２５０３ｔ    トランジスタ
２５０９    ＦＰＣ
２５１０    基板
２５１０ａ    絶縁層
２５１０ｂ    可撓性基板
２５１０ｃ    接着層
２５１１    配線
２５１９    端子
２５２１    絶縁層
２５２８    隔壁
２５５０Ｒ    発光素子
２５６０    封止層
２５６７ＢＭ    遮光層
２５６７ｐ    反射防止層
２５６７Ｒ    着色層
２５７０    基板
２５７０ａ    絶縁層
２５７０ｂ    可撓性基板
２５７０ｃ    接着層
２５８０Ｒ    発光モジュール
２５９０    基板
２５９１    電極
２５９２    電極
２５９３    絶縁層
２５９４    配線
２５９５    タッチセンサ
２５９７    接着層
２５９８    配線
２５９９    接続層
２６０１    パルス電圧出力回路
２６０２    電流検出回路
２６０３    容量
２６１１    トランジスタ
２６１２    トランジスタ
２６１３    トランジスタ
２６２１    電極
２６２２    電極
３０００    発光装置
３００１    基板
３００３    基板
３００５    発光素子
３００７    封止領域
３００９    封止領域
３０１１    領域
３０１３    領域
３０１４    領域
３０１５    基板
３０１６    基板
３０１８    乾燥剤
３５００    多機能端末
３５０２    筐体
３５０４    表示部
３５０６    カメラ
３５０８    照明
３６００    ライト
３６０２    筐体
３６０８    照明
３６１０    スピーカ
８０００    表示モジュール
８００１    上部カバー
８００２    下部カバー
８００３    ＦＰＣ
８００４    タッチセンサ
８００５    ＦＰＣ
８００６    表示装置
８００９    フレーム
８０１０    プリント基板
８０１１    バッテリ
８５０１    照明装置
８５０２    照明装置
８５０３    照明装置
８５０４    照明装置
９０００    筐体
９００１    表示部
９００３    スピーカ
９００５    操作キー
９００６    接続端子
９００７    センサ
９００８    マイクロフォン
９０５０    操作ボタン
９０５１    情報
９０５２    情報
９０５３    情報
９０５４    情報
９０５５    ヒンジ
９１００    携帯情報端末
９１０１    携帯情報端末
９１０２    携帯情報端末
９２００    携帯情報端末
９２０１    携帯情報端末
【図１】
0006803667.tif 000020
【図２】
0006803667.tif 000021
【図３】
0006803667.tif 000022
【図４】
0006803667.tif 000023
【図５】
0006803667.tif 000024
【図６】
0006803667.tif 000025
【図７】
0006803667.tif 000026
【図８】
0006803667.tif 000027
【図９】
0006803667.tif 000028
【図１０】
0006803667.tif 000029
【図１１】
0006803667.tif 000030
【図１２】
0006803667.tif 000031
【図１３】
0006803667.tif 000032
【図１４】
0006803667.tif 000033
【図１５】
0006803667.tif 000034
【図１６】
0006803667.tif 000035
【図１７】
0006803667.tif 000036
【図１８】
0006803667.tif 000037
【図１９】
0006803667.tif 000038
【図２０】
0006803667.tif 000039
【図２１】
0006803667.tif 000040
【図２２】
0006803667.tif 000041
【図２３】
0006803667.tif 000042
【図２４】
0006803667.tif 000043
【図２５】
0006803667.tif 000044
【図２６】
0006803667.tif 000045
【図２７】
0006803667.tif 000046
【図２８】
0006803667.tif 000047
【図２９】
0006803667.tif 000048
【図３０】
0006803667.tif 000049
【図３１】
0006803667.tif 000050
【図３２】
0006803667.tif 000051
【図３３】
0006803667.tif 000052
【図３４】
0006803667.tif 000053
【図３５】
0006803667.tif 000054
【図３６】
0006803667.tif 000055
【図３７】
0006803667.tif 000056
【図３８】
0006803667.tif 000057
【図３９】
0006803667.tif 000058
【図４０】
0006803667.tif 000059
【図４１】
0006803667.tif 000060
【図４２】
0006803667.tif 000061
【図４３】
0006803667.tif 000062
【図４４】
0006803667.tif 000063
【図４５】
0006803667.tif 000064
【図４６】
0006803667.tif 000065
【図４７】
0006803667.tif 000066
【図４８】
0006803667.tif 000067
【図４９】
0006803667.tif 000068
【図５０】
0006803667.tif 000069
【図５１】
0006803667.tif 000070
【図５２】
0006803667.tif 000071