(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層の陽極側に接して設けられた第２の発光層とを有し、
前記第１の発光層は、陽極側に位置する層と、陰極側に位置する層と、からなり、
前記陽極側に位置する層は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、
前記陰極側に位置する層は、第２の有機化合物と前記第１の発光物質と同じ構造の発光物質とを含み、
前記第２の発光層は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含み、
前記第１の有機化合物は正孔輸送性を有し、
前記第２の有機化合物は電子輸送性を有し、
前記第３の有機化合物は正孔輸送性を有し、
前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物が、いずれも３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であり、
前記第１の発光物質からの発光と前記第２の発光物質からの発光が得られる発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記陽極側に位置する層における前記第１の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であり、
前記陰極側に位置する層における前記第２の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であり、
前記第２の発光層における前記第３の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物が、いずれもアントラセン誘導体であることを特徴とする発光素子。
【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、
前記第１の有機化合物と前記第３の有機化合物が同一の物質であることを特徴とする発光素子。
【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の発光物質の発光ピーク波長が、前記第２の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることを特徴とする発光素子。
【請求項６】
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の発光物質の発光色と、前記第２の発光物質の発光色が、互いに補色の関係にあることを特徴とする発光素子。
【請求項７】
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の発光物質の発光色は青色であり、前記第２の発光物質の発光色が黄色であることを特徴とする発光素子。
【請求項８】
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の発光物質の発光ピーク波長は４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の範囲にあり、
前記第２の発光物質の発光ピーク波長は５４０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にあることを特徴とする発光素子。
【請求項９】
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の発光物質の発光色は青緑色であり、前記第２の発光物質の発光色が赤色であることを特徴とする発光素子。
【請求項１０】
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の発光物質の発光ピーク波長は４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満の範囲にあり、
前記第２の発光物質の発光ピーク波長は６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にあることを特徴とする発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流励起型の発光素子に関する。また、前記発光素子を有する発光装置、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光物質が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって大きく分けられる。
【０００４】
発光物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光物質を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光物質が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０００５】
このように、有機化合物を発光物質として用いた電流励起型の発光素子は、薄型軽量に作製でき、かつ低電圧で駆動できるため、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つであり、ディスプレイに応用すれば高い画質が実現できるのも利点である。
【０００６】
さらに、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積な面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い「面光源」を容易に作製できることを意味する。したがって、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００７】
ところで、これらの発光素子は、発光物質の種類によって様々な発光色を提供することができるが、フラットパネルディスプレイや照明への応用を考慮すると、白色光を示す発光素子の開発は重要である。白色発光素子にカラーフィルターを組み合わせることで、フルカラーディスプレイが実現できるだけでなく、白色光は照明において最も需要の高い発光色だからである。
【０００８】
異なる発光色を示す有機化合物を複数種組み合わせることにより、ブロードなスペクトルを持つ発光、あるいは白色発光を得ることは可能である。しかしながら、上述したような発光素子における発光効率や寿命は大きな課題であり、白色発光素子においてもそれは同様である。
【０００９】
これらの問題点を克服するため、例えば特許文献１では、ある特定の物質を適用することにより白色発光素子の発光効率や寿命を改善している。しかしながら、実用化を考慮すると、未だ対策は不十分であると言える。
【特許文献１】特開２００７−２０１４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記問題に鑑み、本発明では、長寿命な発光素子を提供することを課題とする。特に、長寿命な白色の発光素子を提供することを課題とする。また本発明では、発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。特に、発光効率の高い白色の発光素子を提供することを課題とする。
【００１１】
さらに本発明では、本発明の発光素子を発光装置、あるいは電子機器に適用することにより、信頼性が高い発光装置、あるいは電子機器を提供することを課題とする。また、消費電力が低い発光装置、あるいは電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
陽極と陰極との間に、第１の発光物質を含む第１の発光層を設け、前記第１の発光層に接して第２の発光物質を含む第２の発光層をさらに設けることにより、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られる発光素子を作製することができる。
【００１３】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、上記素子構成において、第１の発光層を、陽極側に位置する層と陰極側に位置する層の二層に分割し、前記陽極側に位置する層には、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含有させ、前記陰極側に位置する層には、第１の有機化合物とは異なる第２の有機化合物と第１の発光物質とを含有させ、さらに第１の発光層に接して設けられている第２の発光層には、第２の発光物質だけでなく第３の有機化合物をも含有させることによって、課題を解決できることを見出した。
【００１４】
さらに、第１の発光層に接して設けられている第２の発光層は、第２の発光物質だけでなく第３の有機化合物をも含有させているため、キャリアの輸送性を制御できる。これにより、第２の発光層は、第１の発光層の陽極側に設けることもできるし、陰極側に設けることもできる。
【００１５】
したがって本発明の構成の一つは、陽極と陰極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層の陽極側に接して設けられた第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、陽極側に位置する層と、陰極側に位置する層と、からなり、前記陽極側に位置する層は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、前記陰極側に位置する層は、第２の有機化合物と前記第１の発光物質とを含み、前記第２の発光層は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含み、前記第１の発光物質からの発光と前記第２の発光物質からの発光が得られる発光素子である。
【００１６】
この場合、第１の発光層におけるキャリアの再結合領域は、第１の発光層の界面ではなく内部であることが好ましい。したがって、前記陽極側に位置する層は正孔輸送性であり、前記陰極側に位置する層は電子輸送性であることが好ましい。またこの場合、第２の発光層は、第１の発光層の陽極側に設けられているため、第１の発光層まで正孔を輸送する機能も担う。したがって、第２の発光層は正孔輸送性であることが好ましい。
【００１７】
ここで、上記構成において、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および第３の有機化合物は、各層におけるキャリアの輸送性を制御するため、いわゆるホスト材料であることが好ましい。したがって本発明の構成の一つは、陽極と陰極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層の陽極側に接して設けられた第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、陽極側に位置する層と、陰極側に位置する層と、からなり、前記陽極側に位置する層は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、前記陽極側に位置する層における前記第１の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であり、前記陰極側に位置する層は、第２の有機化合物と前記第１の発光物質とを含み、前記陰極側に位置する層における前記第２の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であり、前記第２の発光層は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含み、前記第２の発光層における前記第３の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下である発光素子である。
【００１８】
この場合、第１の発光層におけるキャリアの再結合領域は、第１の発光層の界面ではなく内部であることが好ましい。したがって、前記第１の有機化合物は正孔輸送性であり、前記第２の有機化合物は電子輸送性であることが好ましい。またこの場合、第２の発光層は、第１の発光層の陽極側に設けられているため、第１の発光層まで正孔を輸送する機能も担う。したがって、前記第３の有機化合物は正孔輸送性であることが好ましい。
【００１９】
ここで、上述した本発明の発光素子において、前記陽極側に位置する層と前記陰極側に位置する層との界面は、正孔と電子の両方の密度が高い領域である。したがって、前記陽極側に位置する層に含まれる第１の有機化合物や、前記陰極側に位置する層に含まれる第２の有機化合物は、酸化、還元の両方に対して安定であることが好ましいため、いずれも３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であることが好ましい。中でも特に、アントラセン誘導体は安定であり、好適である。
【００２０】
なお、上記構成のように、第２の発光層が第１の発光層の陽極側に設けられている場合、第２の発光層から第１の発光層に正孔が注入される。したがって、その正孔注入性を潤滑にするため、第１の発光層の陽極側に位置する層に含まれる第１の有機化合物と、第２の発光層に含まれる第３の有機化合物は、同一の物質であることが好ましい。
【００２１】
以上では、第２の発光層が第１の発光層の陽極側に設けられている構成について説明した。しかしながら先に述べた通り、第２の発光層は、第１の発光層の陰極側に設けることもできる。
【００２２】
したがって本発明の構成の一つは、陽極と陰極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層の陰極側に接して設けられた第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、陽極側に位置する層と、陰極側に位置する層と、からなり、前記陽極側に位置する層は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、前記陰極側に位置する層は、第２の有機化合物と前記第１の発光物質とを含み、前記第２の発光層は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含み、前記第１の発光物質からの発光と前記第２の発光物質からの発光が得られる発光素子である。
【００２３】
この場合、第１の発光層におけるキャリアの再結合領域は、第１の発光層の界面ではなく内部であることが好ましい。したがって、前記陽極側に位置する層は正孔輸送性であり、前記陰極側に位置する層は電子輸送性であることが好ましい。またこの場合、第２の発光層は、第１の発光層の陰極側に設けられているため、第１の発光層まで電子を輸送する機能も担う。したがって、第２の発光層は電子輸送性であることが好ましい。
【００２４】
ここで、上記構成において、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および第３の有機化合物は、各層におけるキャリアの輸送性を制御するため、いわゆるホスト材料であることが好ましい。したがって本発明の構成の一つは、陽極と陰極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層の陰極側に接して設けられた第２の発光層とを有し、前記第１の発光層は、陽極側に位置する層と、陰極側に位置する層と、からなり、前記陽極側に位置する層は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、前記陽極側に位置する層における前記第１の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であり、前記陰極側に位置する層は、第２の有機化合物と前記第１の発光物質とを含み、前記陰極側に位置する層における前記第２の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下であり、前記第２の発光層は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含み、前記第２の発光層における前記第３の有機化合物の含有量は５０重量％以上９９．９重量％以下である発光素子である。
【００２５】
この場合、第１の発光層におけるキャリアの再結合領域は、第１の発光層の界面ではなく内部であることが好ましい。したがって、前記第１の有機化合物は正孔輸送性であり、前記第２の有機化合物は電子輸送性であることが好ましい。またこの場合、第２の発光層は、第１の発光層の陰極側に設けられているため、第１の発光層まで電子を輸送する機能も担う。したがって、前記第３の有機化合物は電子輸送性であることが好ましい。
【００２６】
ここで、第２の発光層が第１の発光層の陰極側に位置する構成においても、前記陽極側に位置する層と前記陰極側に位置する層との界面は、正孔と電子の両方の密度が高い領域である。したがって、前記陽極側に位置する層に含まれる第１の有機化合物や、前記陰極側に位置する層に含まれる第２の有機化合物は、酸化、還元の両方に対して安定であることが好ましいため、いずれも３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物であることが好ましい。中でも特に、アントラセン誘導体は安定であり、好適である。
【００２７】
なお、上記構成のように、第２の発光層が第１の発光層の陰極側に設けられている場合、第２の発光層から第１の発光層に電子が注入される。したがって、その電子注入性を潤滑にするため、第１の発光層の陰極側に位置する層に含まれる第２の有機化合物と、第２の発光層に含まれる第３の有機化合物は、同一の物質であることが好ましい。
【００２８】
以上で述べたような構成により本発明の発光素子は構成されるが、本発明の発光素子におけるキャリアの再結合領域は、第１の発光層内部が支配的になる場合が多い。したがって、エネルギー移動を考慮すると、第１の発光層における発光は、第２の発光層における発光よりも短波長の発光であることが好ましい。すなわち、本発明の発光素子においては、前記第１の発光物質の発光ピーク波長が、前記第２の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。
【００２９】
なお、本発明の発光素子の構成は、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られるため、ブロードなスペクトルを持つ発光素子に適しているが、特に白色発光素子に好適に用いることができる。したがって、以上で述べたような本発明の発光素子において、前記第１の発光物質の発光色と、前記第２の発光物質の発光色が、互いに補色の関係にある発光素子も本発明の一つである。
【００３０】
白色光を考慮すると、より具体的には、前記第１の発光物質の発光色は青色であり、前記第２の発光物質の発光色が黄色である構成が好ましい。あるいは、第１の発光物質の発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満の範囲にあり、第２の発光物質の発光ピーク波長が５４０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲にあることが好ましい。
【００３１】
また、白色光を考慮した他の構成として、第１の発光物質の発光色が青緑色であり、第２の発光物質の発光色が赤色であることが好ましい。あるいは、第１の発光物質の発光ピーク波長が４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満の範囲にあり、第２の発光物質の発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
なお、以上で述べたような本発明の発光素子は、様々な発光装置に適用することができる。したがって、上述した本発明の発光素子を有する発光装置も本発明に含むものとする。本明細書中における発光装置とは、画像表示装置、照明装置などを含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【００３３】
特に、本発明の発光素子は、ブロードなスペクトルを持つ発光素子、あるいは白色発光素子を作製するのに好適であるため、上記発光装置としては、照明装置が好ましい。
【００３４】
また、上述した本発明の発光装置は、特に電子機器の表示部として有用である。したがって、本発明の発光装置を備えた電子機器も、本発明に含むものとする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の発光素子を作製することにより、長寿命な発光素子を得ることができる。特に、長寿命な白色の発光素子を得ることができる。また本発明の発光素子を作製することにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。特に、発光効率の高い白色の発光素子を得ることができる。
【００３６】
さらに、本発明の発光素子を発光装置、あるいは電子機器に適用することにより、信頼性が高い発光装置、あるいは電子機器を得ることができる。また、消費電力が低い発光装置、あるいは電子機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態及び実施例について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本実施の形態及び実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施形態１）
【００３８】
本実施形態１では、本発明の概念について説明する。図１に本発明の発光素子の概念図を示す。
【００３９】
図１（Ａ）は、陽極１０１と陰極１０２との間に、第１の発光層１１１と、第１の発光層１１１の陽極側に接して設けられた第２の発光層１１２とを有し、第１の発光層１１１は、陽極側に位置する層１２１と、陰極側に位置する層１２２と、からなる本発明の発光素子の構成の一つを示したものである。陽極１０１と第２の発光層１１２との間には、正孔注入層や正孔輸送層が設けられていてもよいが、必ずしも必要ではないため、図１（Ａ）では省略している。また、陰極１０２と第１の発光層１１１との間には、電子注入層や電子輸送層が設けられていてもよいが、必ずしも必要ではないため、図１（Ａ）では省略している。
【００４０】
第１の発光層１１１において、陽極側に位置する層１２１は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、陰極側に位置する層１２２は、第１の有機化合物とは異なる第２の有機化合物と第１の発光物質とを含んでいる。すなわち、第１の発光層１１１からは、第１の発光物質からの発光が得られる。一方、第２の発光層１１２は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含んでいる。すなわち、第２の発光層１１２からは、第２の発光物質からの発光が得られる。この発光素子に電圧を印加することにより、陽極１０１から注入された正孔と陰極１０２から注入された電子が再結合し、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られるのが、本発明の発光素子である。
【００４１】
まず、本発明の発光素子において重要なことは、第１の発光層１１１が、陽極側に位置する層１２１と陰極側に位置する層１２２の二層に分割されており、かつ該二層がいずれも第１の発光物質を含んでいる点である。そして、陽極側に位置する層１２１には第１の有機化合物を、陰極側に位置する層１２２には第２の有機化合物を、それぞれさらに含有させることにより、第１の発光層１１１内部におけるキャリアの輸送性を調節し、陽極側に位置する層１２１と陰極側に位置する層１２２との界面近傍がキャリアの主たる再結合領域になるよう構成している点も重要である。このような構成とすることにより、キャリアの再結合は第１の発光層１１１の端部界面ではなく内部で起こるようになるため、第１の発光層１１１におけるキャリアバランスは経時的に変化しにくくなり、第１の発光層１１１は劣化しにくくなる。
【００４２】
以上の観点から、陽極側に位置する層１２１は、第１の有機化合物を含有させることにより正孔輸送性を調節することが好ましく、陰極側に位置する層１２２は、第２の有機化合物を含有させることにより電子輸送性を調節することが好ましい。
【００４３】
一方、第２の発光層１１２は、第２の発光物質を含んでおり、第１の発光層１１１からの発光（第１の発光物質からの発光）とは異なる色で発光する。そして、先にも述べたように、キャリアの主たる再結合領域は陽極側に位置する層１２１と陰極側に位置する層１２２との界面近傍であるため、第２の発光層１１２は、図１（Ａ）の場合、第１の発光層１１１まで正孔を輸送する機能も担う。したがって第２の発光層１１２は、第３の有機化合物をさらに含有させることにより、正孔輸送性を調節することが好ましい。
【００４４】
ここで、本発明の発光素子においては、第１の発光層１１１に含まれる第１の発光物質と、第２の発光層１１２に含まれる第２の発光物質の両方が発光する必要がある。第２の発光層１１２に含まれる第２の発光物質は、図１（Ａ）に示すように、キャリアの主たる再結合領域からは少し離れているが、陽極側に位置する層１２１の膜厚を調節することにより、一部の電子が第２の発光層１１２にまで到達する。したがって、第２の発光物質も発光することができる。
【００４５】
あるいは、第１の発光物質の発光波長を第２の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第１の発光物質の励起エネルギーの一部を第２の発光物質にエネルギー移動させ、第２の発光物質を発光させることもできる。エネルギー移動効率は物質間の距離の６乗に反比例することが知られているので、陽極側に位置する層１２１の膜厚を調節することで、第１の発光物質の発光と第２の発光物質の発光の割合を調節できる。
【００４６】
いずれのメカニズムにしても、陽極１０１から注入された正孔と陰極１０２から注入された電子は、第１の発光層１１１または第２の発光層１１２のいずれかにおける励起状態の形成に無駄なく分配され、発光に寄与することになる。したがって、本発明の発光素子は高い発光効率を達成できる。
【００４７】
一方、図１（Ｂ）は図１（Ａ）とは逆に、第２の発光層１１２が第１の発光層１１１の陰極側に接して設けられた構成であり、本発明の発光素子の構成の一つを示したものである。陽極１０１と第１の発光層１１１との間には、正孔注入層や正孔輸送層が設けられていてもよいが、必ずしも必要ではないため、図１（Ｂ）では省略している。また、陰極１０２と第２の発光層１１２との間には、電子注入層や電子輸送層が設けられていてもよいが、必ずしも必要ではないため、図１（Ｂ）では省略している。
【００４８】
第１の発光層１１１において、陽極側に位置する層１２１は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、陰極側に位置する層１２２は、第１の有機化合物とは異なる第２の有機化合物と第１の発光物質とを含んでいる。すなわち、第１の発光層１１１からは、第１の発光物質からの発光が得られる。一方、第２の発光層１１２は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含んでいる。すなわち、第２の発光層１１２からは、第２の発光物質からの発光が得られる。この発光素子に電圧を印加することにより、陽極１０１から注入された正孔と陰極１０２から注入された電子が再結合し、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光が得られるのが本発明の発光素子である。
【００４９】
第１の発光層１１１については図１（Ａ）の構成と同様であり、陽極側に位置する層１２１は、第１の有機化合物を含有させることにより正孔輸送性を調節することが好ましく、陰極側に位置する層１２２は、第２の有機化合物を含有させることにより電子輸送性を調節することが好ましい。
【００５０】
一方、第２の発光層１１２は、第２の発光物質を含んでおり、第１の発光層１１１からの発光（第１の発光物質からの発光）とは異なる色で発光する。そして、キャリアの主たる再結合領域は陽極側に位置する層１２１と陰極側に位置する層１２２との界面近傍であるため、第２の発光層１１２は、図１（Ｂ）の場合、第１の発光層１１１まで電子を輸送する機能も担う。したがって第２の発光層１１２は、第３の有機化合物をさらに含有させることにより、電子輸送性に調節することが好ましい。
【００５１】
ここで、本発明の発光素子においては、第１の発光層１１１に含まれる第１の発光物質と、第２の発光層１１２に含まれる第２の発光物質の両方が発光する必要がある。第２の発光層１１２に含まれる第２の発光物質は、図１（Ｂ）に示すように、キャリアの主たる再結合領域からは少し離れているが、陰極側に位置する層１２２の膜厚を調節することにより、一部の正孔が第２の発光層１１２にまで到達する。したがって、第２の発光物質も発光することができる。
【００５２】
あるいは、第１の発光物質の発光波長を第２の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第１の発光物質の励起エネルギーを一部、第２の発光物質にエネルギー移動させ、第２の発光物質を発光させることもできる。エネルギー移動効率は物質間の距離の６乗に反比例することが知られているので、陰極側に位置する層１２２の膜厚を調節することで、第１の発光物質の発光と第２の発光物質の発光の割合を調節できる。
【００５３】
いずれのメカニズムにしても、陽極１０１から注入された正孔と陰極１０２から注入された電子は、第１の発光層１１１または第２の発光層１１２のいずれかにおける励起状態の形成に無駄なく分配され、発光に寄与することになる。したがって、本発明の発光素子は高い発光効率を達成できる。
【００５４】
なお、本発明の発光素子は、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られることから、ブロードなスペクトルを持つ発光が得られる。したがって、白色発光を得ることもできる。
【００５５】
以上で述べたことから、本発明の構成を適用することにより、長寿命な発光素子を得ることができる。特に、長寿命な白色の発光素子を得ることができる。また本発明の発光素子を作製することにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。特に、発光効率の高い白色の発光素子を得ることができる。
【００５６】
以上のように本実施の形態では、本発明の発光素子の概念について説明した。次に、以下では、具体的な材料も列挙しつつ、本発明の発光素子の構成についてより詳細に述べる。
（実施形態２）
【００５７】
本実施形態２では、図１（Ａ）で説明した本発明の発光素子の具体的な構成について、図２（Ａ）を用いて説明する。
【００５８】
図２（Ａ）は、本発明の発光素子の素子構造を模式的に示したものであり、陽極２０１と陰極２０２との間に、発光物質を含む層２０３が設けられており、該発光物質を含む層２０３は、少なくとも第１の発光層２１１と、第１の発光層２１１の陽極側に接して設けられた第２の発光層２１２とを有している。第１の発光層２１１は、陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２から構成されている。
【００５９】
なお、本実施形態２の発光素子においては、陽極２０１と第２の発光層２１２との間に、正孔注入層２１３および正孔輸送層２１４が設けられている。また、陰極２０２と第１の発光層２１１との間に、電子輸送層２１５および電子注入層２１６が設けられている。ただし、正孔注入層２１３、正孔輸送層２１４、電子輸送層２１５、電子注入層２１６は、必ずしも必要ではない。また、これらの層は、複数の層から構成されていてもよい。
【００６０】
以下ではまず、第１の発光層２１１および第２の発光層２１２の構成について、具体的に説明する。
【００６１】
第１の発光層２１１において、陽極側に位置する層２２１は、第１の有機化合物と第１の発光物質とを含み、陰極側に位置する層２２２は、第１の有機化合物とは異なる第２の有機化合物と、第１の発光物質とを含んでいる。
【００６２】
実施形態１でも述べた通り、第１の有機化合物および第２の有機化合物は、第１の発光層２１１内部におけるキャリアの輸送性を調節し、陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２との界面近傍が、キャリアの主たる再結合領域になるよう構成する機能を持つ。このような構成により、第１の発光層２１１におけるキャリアバランスは経時的に変化しにくくなり、第１の発光層２１１が劣化しにくくなるためである。
【００６３】
キャリアの輸送性を調節するためには、第１の有機化合物および第２の有機化合物は、いずれもホスト材料となることが好ましい。つまり、より具体的には、陽極側に位置する層２２１における第１の有機化合物の含有量を、５０重量％以上９９．９重量％以下とすることが好ましい。また、陰極側に位置する層２２２における第２の有機化合物の含有量を、５０重量％以上９９．９重量％以下とすればよい。
【００６４】
また、実施形態１でも述べた通り、陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２との界面近傍がキャリアの主たる再結合領域になるためには、陽極側に位置する層２２１は正孔輸送性であることが好ましく、陰極側に位置する層２２２は電子輸送性であることが好ましい。このことを考慮すると、陽極側に位置する層２２１におけるホスト材料である第１の有機化合物は、正孔輸送性であることが好ましく、陰極側に位置する層２２２におけるホスト材料である第２の有機化合物は、電子輸送性であることが好ましい。
【００６５】
したがって、第１の有機化合物の具体例としては、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，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）、１，３，５−トリス［Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、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）、９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）、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−カルバゾール−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）のような正孔輸送性の化合物が好適である。また、陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２との界面は、正孔と電子の両方の密度が高い領域であるため、第１の有機化合物は、酸化、還元の両方に対して安定であることが好ましい。したがって、第１の有機化合物としてより好ましいのは、ＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＰＣＣＰＡ、ＤＰｈ���Ａ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡ、ＤＢＣ１に代表される３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物である。中でも特に、ＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＰＣＣＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡのようなアントラセン誘導体は安定であり、またエネルギーギャップも大きいため、ホスト材料である第１の有機化合物として好適である。
【００６６】
また、第２の有機化合物の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、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）、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：ＴＡＺ０１）、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）、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）、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）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）のような電子輸送性の化合物が好適である。また、陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２との界面は、正孔と電子の両方の密度が高い領域であるため、第２の有機化合物は、酸化、還元の両方に対して安定であることが好ましい。したがって、第２の有機化合物としてより好ましいのは、ＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴ、ＤＰＮＳ、ＤＰＮＳ２、ＴＰＢ３に代表される３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物である。中でも特に、ＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴのようなアントラセン誘導体は安定であり、またエネルギーギャップも大きいため、ホスト材料である第２の有機化合物として好適である。
【００６７】
なお、第１の発光層は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、第１の発光物質以外に、さらに他の物質を含んでいてもよい。
【００６８】
一方、第２の発光層２１２は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含んでいる。実施形態１でも述べたように、キャリアの主たる再結合領域は陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２との界面近傍であるため、第２の発光層２１２は、図２（Ａ）の構成において、第１の発光層２１１まで正孔を輸送する機能も担う。この機能を容易に実現させるため、第３の有機化合物は、第１の有機化合物や第２の有機化合物と同様、第２の発光層２１２におけるホスト材料となることが好ましい。つまり、より具体的には、第２の発光層２１２における第３の有機化合物の含有量を、５０重量％以上９９．９重量％以下とすればよい。
【００６９】
また、第２の発光層２１２が正孔を輸送する機能も担うことを考慮すると、第２の発光層２１２におけるホスト材料である第３の有機化合物は、正孔輸送性であることが好ましい。
【００７０】
したがって、第３の有機化合物の具体例としては、第１の有機化合物と同じく、ＮＰＢ（またはα―ＮＰＤ）、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＤＴＤＰＰＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＢＳＰＢ、ＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＴＣＴＡ、ＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＰＣＣＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡ、ＤＢＣ１のような正孔輸送性の化合物が好適である。特に、ＤＰＡｎｔｈ、ＣｚＡ１ＰＡ、ＰＣＣＰＡ、ＤＰｈＰＡ、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ＰＣＡＰＢＡ、２ＰＣＡＰＡのようなアントラセン誘導体は安定であり、またエネルギーギャップも大きいため、ホスト材料である第３の有機化合物として好適である。
【００７１】
なお、第２の発光層は、第３の有機化合物、第２の発光物質以外に、さらに他の物質を含んでいてもよい。
【００７２】
さらに、第２の発光層２１２から第１の発光層２１１への正孔注入障壁を低減するため、第１の発光層２１１の陽極側に位置する層２２１に含まれる第１の有機化合物と、第２の発光層２１２に含まれる第３の有機化合物は、同一の物質であることが好ましい。
【００７３】
次に、発光物質について説明する。第１の発光層２１１は第１の発光物質を含み、第２の発光層２１２は第２の発光物質を含んでいるが、ブロードなスペクトルを持つ発光、あるいは白色発光を得るため、第１の発光物質と第２の発光物質とは異なる物質を用いる。
【００７４】
第１の発光物質および第２の発光物質は、それぞれ異なる物質であれば特に限定はなく、例えば以下に列挙する材料から適宜選択すればよい。青色の発光を呈する物質としては、例えば発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満に位置する物質を用いればよく、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）、２−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（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）などが挙げられる。また、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）のような燐光を発する材料も用いることができる。青緑色の発光を呈する物質としては、例えば発光ピーク波長が４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満に位置する物質を用いればよく、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などが挙げられる。また、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような燐光を発する材料も用いることができる。黄色の発光を呈する物質としては、例えば発光ピーク波長が５４０ｎｍ以上６００ｎｍ未満に位置する物質を用いればよく、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）などが挙げられる。また、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］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））のような燐光を発する材料も用いることができる。赤色の発光を呈する物質としては、例えば発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満に位置する物質を用いればよく、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）、７，１３−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）などが挙げられる。また、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１���（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）のような燐光を発する材料も用いることができる。なお、５２０ｎｍ〜５４０ｎｍの範囲においては材料を列挙していないが、もちろんこの範囲の発光波長を有する発光材料（燐光を発する材料も含む）も用いることが可能である。例えば、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）などが挙げられる。これらの中から異なる発光波長を有する物質を、発光素子から所望の発光色が得られるようにそれぞれ選択して用いることができる。
【００７５】
ここで、本発明の発光素子においては、第１の発光層２１１に含まれる第１の発光物質と、第２の発光層２１２に含まれる第２の発光物質の両方が発光する必要がある。第２の発光層２１２に含まれる第２の発光物質は、キャリアの主たる再結合領域からは少し離れているが、陽極側に位置する層２２１の膜厚を調節することにより、一部の電子が第２の発光層２１２にまで到達する。したがって、第２の発光物質も発光することができる。このため、陽極側に位置する層２２１の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。
【００７６】
また、第１の発光物質の発光波長を第２の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第１の発光物質の励起エネルギーの一部を第２の発光物質にエネルギー移動させ、第２の発光物質を発光させることができる。したがって、本発明の発光素子においては、第１の発光物質の発光ピーク波長が、第２の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。なお、エネルギー移動効率は物質間の距離の６乗に反比例することが知られているので、陽極側に位置する層２２１の膜厚を調節することで、第１の発光物質の発光と第２の発光物質の発光の割合を調節できる。この観点からも、陽極側に位置する層２２１の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。
【００７７】
なお、本発明の発光素子の構成は、第１の発光物質からの発光と第２の発光物質からの発光の両方が得られるため、ブロードなスペクトルを持つ発光素子に適しているが、特に白色発光素子に好適に用いることができる。したがって、以上で述べたような本発明の発光素子において、第１の発光物質の発光色と、第２の発光物質の発光色が、互いに補色の関係にある発光素子も本発明の一つである。補色の関係としては、青色と黄色、あるいは青緑色と赤色などが挙げられる。青色、黄色、青緑色、赤色に発光する物質としては、例えば、先に列挙した発光物質の中から適宜選択すればよい。
【００７８】
組み合わせの例としては、第１の発光物質として青色発光を示すＰＣＢＡＰＡを、第２の発光物質として黄色発光を示すルブレンを用いると、白色が得られる。また例えば、第１の発光物質として青緑色発光を示す２ＰＣＡＰＰＡを、第２の発光物質として赤色発光を示すＢｉｓＤＣＭを用いても、白色が得られる。なお、白色光以外の発光色としては、例えば第１の発光物質として青色発光を示す２ＹＧＡＰＰＡを、第２の発光物質として赤色発光を示すＢｉｓＤＣＭを用いれば、紫色のような中間色が得られる。
【００７９】
ここで、上述したように、第１の発光物質から第２の発光物質へのエネルギー移動を利用することを考慮すると、第１の発光物質の発光ピーク波長は、第２の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。
【００８０】
したがって例えば、第１の発光物質の発光色が青色（発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４８０ｎｍ未満）であり、第２の発光物質の発光色が黄色（発光ピーク波長が５４０ｎｍ以上６００ｎｍ未満）である構成が好ましい。このことを考慮すると、第１の発光物質としては上述のＹＧＡ２Ｓ、ＹＧＡＰＡ、２ＹＧＡＰＰＡ、ＰＣＡＰＡ、ペリレン、ＴＢＰ、ＰＣＢＡＰＡ、ＦＩｒ６、ＦＩｒｐｉｃ等が好適であり、第２の発光物質としてはルブレン、ＢＰＴ、ＤＣＭ１、ＤＣＭ２、Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）等が好適である。
【００８１】
また例えば、第１の発光物質の発光色が青緑色（発光ピーク波長が４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ未満）であり、第２の発光物質の発光色が赤色（発光ピーク波長が６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満）である構成が好ましい。このことを考慮すると、第１の発光物質としては上述のＤＰＡＢＰＡ、２ＰＣＡＰＰＡ、２ＤＰＡＰＰＡ、ＤＢＣ１、クマリン３０、Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）、ＦＩｒａｃａｃ等が好適であり、第２の発光物質としてはｐ−ｍＰｈＴＤ、ｐ−ｍＰｈＡＦＤ、ＤＣＪＴＩ、ＤＣＪＴＢ、ＢｉｓＤＣＭ、ＢｉｓＤＣＪＴＭ、Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）、ＰｔＯＥＰ、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）等が好適である。
【００８２】
以上で述べたような第１の発光層２１１および第２の発光層２１２の構成を適用することにより、陽極２０１から注入された正孔と陰極２０２から注入された電子は、第１の発光層２１１または第２の発光層２１２のいずれかにおける励起状態の形成に無駄なく分配され、発光に寄与することになる。したがって、本発明の発光素子は高い発光効率を達成できる。
【００８３】
次に、以下では、陽極２０１、正孔注入層２１３、正孔輸送層２１４、電子輸送層２１５、電子注入層２１６、陰極２０２に好適に用いることができる材料を、具体的に列挙する。
【００８４】
陽極２０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化珪素および酸化スズを含有した酸化インジウム（ＩＴＳＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの電気伝導性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して、インクジェット法、スピンコート法などにより作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００８５】
また、陽極２０１と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には、陽極２０１として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（例えばＡｌＳｉ、ＡｌＴｉ、ＡｌＮｄ等）などを用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。上記金属や合金は、真空蒸着法あるいはスパッタリング法により形成することが可能である。また、ペースト（銀ペースト等）をインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００８６】
正孔注入層２１３は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、酸化モリブデンや酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸化マンガン等を用いることができる。この他、低分子の有機化合物としては、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）のようなフタロシアニン系化合物の他、ＮＰＢ（またはα―ＮＰＤ）、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＤＴＤＰＰＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＢＳＰＢ、ＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、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）等の芳香族アミン化合物が挙げられる。
【００８７】
また、正孔注入層２１３として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極２０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。
【００８８】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、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。具体的には、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、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる正孔輸送性の高い物質を具体的に列挙する。
【００８９】
正孔輸送性の高い物質に用いることのできる有機化合物としては、例えば上述のＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＤＴＤＰＰＡ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＢＳＰＢ、ＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＢ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、ＴＣＴＡ等の芳香族アミン化合物や、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−アントリル）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のカルバゾール誘導体や、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴ、ＤＰＡｎｔｈ、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）、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）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−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、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、ペンタセン、コロネン、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）等の芳香族炭化水素化合物を挙げることができる。
【００９０】
また、アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００９１】
また、正孔注入層２１３としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００９２】
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層２１３として用いてもよい。
【００９３】
正孔輸送層２１４は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、低分子の有機化合物としては、上述のＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢ、ＴＰＤ、ＴＣＴＡなどの芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【００９４】
また、正孔輸送層２１４として、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００９５】
電子輸送層２１５は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、低分子の有機化合物として、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎｑ、ＺｎＰＢＯ、ＺｎＢＴＺのような金属錯体や、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ０１、ＴＰＢＩ、ＢＣＰ、ＢＰｈｅｎ、ＣＯ１１のような複素環化合物を用いることができる。また、ＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＴＰＢ３のような縮合多環芳香族化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。
【００９６】
また、電子輸送層２１５として、高分子化合物を用いることができる。例えば、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）などを用いることができる。
【００９７】
電子注入層２１６は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、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）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。あるいは、電子輸送性を有する物質からなる層中に、ドナー性の物質を含有させたものを用いることができる。電子輸送性を有する物質としては、上述の電子輸送層２１５で用いることのできる物質を用いればよい。一方、ドナー性の物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、あるいはそれらの化合物を用いることができる。あるいは、ドナー性の物質としては、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、デカメチルニッケロセン（略称：ＤＭＮ）のような有機化合物を用いてもよい。ドナー性の物質は、共蒸着により電子注入層２１６中に含有させることができる。
【００９８】
陰極２０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下が好ましい。）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。また、アルミニウム（Ａｌ）やインジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）あるいはそれらの合金を用いることができる。上記の金属、合金は、真空蒸着法やスパッタリング法により形成することも可能である。また、ペースト（銀ペースト等）をインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００９９】
また、電子注入層２１６として、先に述べたような電子輸送性を有する物質からなる層中にドナー性の物質を含有させたものを適用することにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な電気伝導性化合物を陰極２０２として用いることができる。これら電気伝導性化合物は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【０１００】
なお、陽極２０１または陰極２０２として導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、陽極又は陰極として形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０１０１】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【０１０２】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロール、ポリ（３−メチルピロール）、ポリ（３−ブチルピロール）、ポリ（３−オクチルピロール）、ポリ（３−デシルピロール）、ポリ（３，４−ジメチルピロール）、ポリ（３，４−ジブチルピロール）、ポリ（３−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メトキシピロール）、ポリ（３−エトキシピロール）、ポリ（３−オクトキシピロール）、ポリ（３−カルボキシルピロ−ル）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロール）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【０１０３】
上記導電性高分子は、単独で陽極又は陰極に使用してもよいし、膜特性を調整するために有機樹脂を添加して導電性組成物として使用することができる。
【０１０４】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、光硬化性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【０１０５】
さらに、上記導電性高分子又は導電性組成物の電気伝導度を調整するために、アクセプター性またはドナー性ドーパントをドーピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【０１０６】
アクセプター性ドーパントとしては、ハロゲン化合物、ルイス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。ルイス酸としては五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等が挙げられる。プロトン酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸と、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸を挙げることができる。有機カルボン酸及び有機スルホン酸としては、前記カルボン酸化合物及びスルホン酸化合物を使用することができる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。
【０１０７】
ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、４級アミン化合物等を挙げることができる。
【０１０８】
上記導電性高分子又は導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により陽極又は陰極となる薄膜を形成することができる。
【０１０９】
上記導電性高分子又は導電性組成物を溶解する溶媒としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子及び有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよい。例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【０１１０】
導電性高分子又は導電性組成物を溶媒に溶解した溶液の成膜は、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて成膜することができる。溶媒の乾燥は、熱処理を行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【０１１１】
次に、発光素子の作製方法について述べる。発光物質を含む層２０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。また各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
【０１１２】
例えば、上述した材料のうち、高分子化合物はインクジェット法やスピンコート法などの湿式法で形成することができる。また、低分子の有機化合物は湿式法で形成することもできるし、真空蒸着法などの乾式法を用いて形成することもできる。
【０１１３】
以上で述べたように、本発明の発光素子は、キャリアバランスが経時的に変化しにくく長寿命を達成できる。また、正孔と電子を無駄なく励起状態の形成に利用することができるため、発光効率が高い。また、第１の発光物質と第２の発光物質の両方を発光させることができるため、ブロードなスペクトルを持つ発光、あるいは白色発光を得ることができる。
【０１１４】
したがって、本発明の発光素子を作製することにより、長寿命な発光素子を得ることができる。特に、長寿命な白色の発光素子を得ることができる。また本発明の発光素子を作製することにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。特に、発光効率の高い白色の発光素子を得ることができる。
（実施形態３）
【０１１５】
本実施形態３では、図１（Ｂ）で説明した本発明の発光素子の具体的な構成について、図２（Ｂ）を用いて説明する。
【０１１６】
図２（Ｂ）は、本発明の発光素子の素子構造を模式的に示したものであり、陽極２０１と陰極２０２との間に、発光物質を含む層２０３が設けられており、該発光物質を含む層２０３は、少なくとも第１の発光層２１１と、第１の発光層２１１の陰極側に接して設けられた第２の発光層２１２とを有している。第１の発光層２１１は、陽極側に位置する層２２１と陰極側に位置する層２２２から構成されている。
【０１１７】
なお、本実施形態３の発光素子においては、陽極２０１と第１の発光層２１１との間に、正孔注入層２１３および正孔輸送層２１４が設けられている。また、陰極２０２と第２の発光層２１２との間に、電子輸送層２１５および電子注入層２１６が設けられている。ただし、正孔注入層２１３、正孔輸送層２１４、電子輸送層２１５、電子注入層２１６は、必ずしも必要ではない。また、これらの層は、複数の層から構成されていてもよい。
【０１１８】
図２（Ｂ）に示す本実施形態３の発光素子において、陽極２０１、正孔注入層２１３、正孔輸送層２１４、電子輸送層２１５、電子注入層２１６、陰極２０２、第１の発光層２１１の構成は、実施形態２で述べた発光素子と同様のものを適用することができる。一方、第２の発光層２１２の構成は、実施形態２で述べた発光素子とは異なることが好ましい。
【０１１９】
すなわち、第２の発光層２１２は、第３の有機化合物と第２の発光物質とを含む点は実施形態２と同様であるが、異なるのは、第１の発光層２１１まで正孔ではなく電子を輸送する機能を担っている点である。この機能を容易に実現させるため、第３の有機化合物は、第１の有機化合物や第２の有機化合物と同様、第２の発光層２１２におけるホスト材料となることが好ましい。つまり、より具体的には、第２の発光層２１２における第３の有機化合物の含有量を、５０重量％以上９９．９重量％以下とすればよい。また、第２の発光層２１２が電子を輸送する機能を担うことを考慮すると、第２の発光層２１２におけるホスト材料である第３の有機化合物は、電子輸送性であることが好ましい。
【０１２０】
したがって、本実施形態３における第３の有機化合物の具体例としては、第１の発光層２１１における陰極側に位置する層２２２に含まれる第２の有機化合物と同じく、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、Ｚｎｑ、ＺｎＰＢＯ、ＺｎＢＴＺ、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ０１、ＴＰＢＩ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰ、ＣＯ１１、ＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴ、ＤＰＮＳ、ＤＰＮＳ２、ＴＰＢ３のような電子輸送性の化合物が好適である。特に、ＣｚＰＡ、ＤＰＣｚＰＡ、ＤＰＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、ＢＡＮＴのようなアントラセン誘導体は安定であり、またエネルギーギャップも大きいため、ホスト材料である第３の有機化合物として好適である。
【０１２１】
さらに、第２の発光層２１２から第１の発光層２１１への正孔注入障壁を低減するため、第１の発光層２１１の陰極側に位置する層２２２に含まれる第２の有機化合物と、第２の発光層２１２に含まれる第３の有機化合物は、同一の物質であることが好ましい。
【０１２２】
なお、第２の発光物質としては、実施形態２で述べたものと同様のものを用いることができる。
【０１２３】
また、第２の発光層は、第３の有機化合物、第２の発光物質以外に、さらに他の物質を含んでいてもよい。
【０１２４】
なお、本発明の発光素子においては、第１の発光層２１１に含まれる第１の発光物質と、第２の発光層２１２に含まれる第２の発光物質の両方が発光する必要がある。第２の発光層２１２に含まれる第２の発光物質は、キャリアの主たる再結合領域からは少し離れているが、本実施形態３においては陰極側に位置する層２２２の膜厚を調節することにより、一部の正孔が第２の発光層２１２にまで到達する。したがって、第２の発光物質も発光することができる。このため、陰極側に位置する層２２２の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。
【０１２５】
また、第１の発光物質の発光波長を第２の発光物質の発光波長よりも短波長とすることで、第１の発光物質の励起エネルギーの一部を第２の発光物質にエネルギー移動させ、第２の発光物質を発光させることができる。したがって、本発明の発光素子においては、第１の発光物質の発光ピーク波長が、第２の発光物質の発光ピーク波長よりも短波長であることが好ましい。なお、エネルギー移動効率は物質間の距離の６乗に反比例することが知られているので、陰極側に位置する層２２２の膜厚を調節することで、第１の発光物質の発光と第２の発光物質の発光の割合を調節できる。この観点からも、陰極側に位置する層２２２の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましい。
【０１２６】
本実施形態３の発光素子も、実施形態２の発光素子と同様、キャリアバランスが経時的に変化しにくく長寿命を達成できる。また、正孔と電子を無駄なく励起状態の形成に利用することができるため、発光効率が高い。また、第１の発光物質と第２の発光物質の両方を発光させることができるため、ブロードなスペクトルを持つ発光、あるいは白色発光を得ることができる。
（実施形態４）
【０１２７】
本実施形態４では、実施形態２や実施形態３で述べた本発明の発光素子を基板上に形成した場合の積層順と発光方向について、図３および図４を用いて説明する。
【０１２８】
図３および図４は、陽極３０１、陰極３０２、および発光物質を含む層３０３で構成される本発明の発光素子を、基板３００上に形成した場合の模式図である。図３は基板３００上に陽極３０１が、図４は基板３００上に陰極３０２が、それぞれ形成された場合の図である。なお、陽極３０１、陰極３０２、および発光物質を含む層３０３は、実施形態２や実施形態３で述べた構成を適用すればよい。
【０１２９】
発光は、陽極３０１または陰極３０２のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。したがって、陽極３０１または陰極３０２のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。透光性を有する電極としては、実施形態２で記載したＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＳＯ、ＩＷＺＯや、導電性高分子を含む導電性組成物などが該当する。また、金属や合金を、透光性を有する程度に薄膜化して形成してもよい。
【０１３０】
まず、陽極３０１が基板３００上に形成されている場合（図３）を説明する。陽極３０１および基板３００が透光性を有し、陰極３０２が遮光性である場合、図３（Ａ）に示すように、発光は基板３００側から取り出される。また、陽極３０１または基板３００の少なくとも一方が遮光性であり、陰極３０２のみが透光性を有する場合、図３（Ｂ）に示すように、発光は基板３００と逆側から取り出される。陽極３０１、陰極３０２、基板３００のいずれもが透光性を有する場合、図３（Ｃ）に示すように、発光は基板３００側および基板３００と逆側の両方から取り出される。
【０１３１】
次に、陰極３０２が基板３００上に形成されている場合（図４）を説明する。陰極３０２および基板３００が透光性を有し、陽極３０１が遮光性である場合、図４（Ａ）に示すように、発光は基板３００側から取り出される。また、陰極３０２または基板３００の少なくとも一方が遮光性であり、陽極３０１のみが透光性を有する場合、図４（Ｂ）に示すように、発光は基板３００と逆側から取り出される。陽極３０１、陰極３０２、基板３００のいずれもが透光性を有する場合、図４（Ｃ）に示すように、発光は基板３００側および基板３００と逆側の両方から取り出される。
【０１３２】
なお、基板３００は発光素子の支持体として用いられる。基板３００としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。透光性が必要ない場合（図３（Ｂ）や図４（Ｂ）の場合）は、シリコン基板や金属フォイルの基板等を用いることもできる。なお、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【０１３３】
なお、本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。
（実施形態５）
【０１３４】
本実施の形態５は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型発光素子という）の態様について、図５を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各発光ユニットの構成としては、図２（実施形態２〜３）で示した発光物質を含む層２０３と同様な構成を用いることができる。つまり、実施形態２〜３で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明するものである。
【０１３５】
図５において、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２が積層されている。陽極５０１と陰極５０２としては、実施形態２で述べたものと同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施形態２〜３で示した発光物質を含む層２０３と同様である。
【０１３６】
第１の発光ユニット５０３−１と第２の発光ユニット５０３−２に挟まれる電荷発生層５０４は、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加した際に、第１の発光ユニット５０３−１に電子を注入し、第２の発光ユニット５０３−２に正孔を注入するものであれば、どのような構成であってもよい。ただし、電荷発生層５０４の好ましい例は、電子を注入できる層と正孔を注入できる層の少なくとも二層を有し、該電子を注入できる層が第１の発光ユニット５０３−１に、該正孔を注入できる層が第２の発光ユニット５０３−２に、それぞれ接している構成である。
【０１３７】
該電子を注入できる層としては、実施形態２で述べた陰極や電子注入層の構成と同様のものを用いることができる。特に、実施形態２で述べたような、電子輸送性を有する物質からなる層中にドナー性の物質を含有させた複合材料が好適である。
【０１３８】
一方、該正孔を注入できる層としては、実施形態２で述べた陽極や正孔注入層の構成と同様のものを用いることができる。特に、実施形態２で述べたような、正孔輸送性を有する物質からなる層中にアクセプター性の物質を含有させた複合材料が好適である。
【０１３９】
したがって、電荷発生層５０４の具体的な一例としては例えば、電子輸送性を有する物質であるＢＰｈｅｎにリチウムを添加した層と、正孔輸送性を有する物質であるＮＰＢに酸化モリブデンを添加した層とを、陽極５０１側から順に積層した構成が挙げられる。
【０１４０】
本実施形態５では、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、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子も作製することが可能である。本実施形態５に係る発光素子のように、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、高輝度領域での発光が可能であり、そのため長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１４１】
なお、本実施形態５は、他の実施形態と適宜組み合わせることが可能である。例えば、実施形態４で述べたような基板、積層順や発光方向を適宜選択し、組み合わせることができる。
（実施形態６）
【０１４２】
本実施形態６では、本発明の発光素子を有する発光装置について、図６を用いて説明する。なお、図６（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０１４３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１４４】
次に、断面構造について図６（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１４５】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１４６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された陽極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、陽極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１４７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１４８】
陽極６１３上には、発光物質を含む層６１６、および陰極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、または珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１４９】
また、発光物質を含む層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。発光物質を含む層６１６は、実施形態２〜５で示したような本発明の発光素子の構成を有している。
【０１５０】
さらに、発光物質を含む層６１６上に形成された陰極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）を用いることが好ましい。なお、発光物質を含む層６１６で生じた光が陰極６１７を透過させる場合には、陰極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１５１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に、実施形態２〜３で示した本発明の発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
【０１５２】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−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。
【０１５３】
以上のようにして、本発明の発光素子と、その発光素子を制御する手段であるＴＦＴとを有する本発明の発光装置を得ることができる。本実施形態６の発光装置は、画像表示装置として利用することができる。
【０１５４】
本発明の発光装置は、長寿命な本発明の発光素子を用いているため、信頼性が高い。また、発光効率の高い本発明の発光素子を用いているため、消費電力が低い。
【０１５５】
また、本発明の発光素子は、白色光を呈することができる。したがって、本発明の白色発光素子を本実施形態６の発光素子として適用することで、白色の画像表示装置を作製することができる。また、封止基板６０４または素子基板６１０に、赤・青・緑のカラーフィルターを設け、本発明の発光素子の白色光を透過させることによって、光の三原色である赤・青・緑の画素が得られる。したがって、本発明の発光装置は、フルカラーの画像表示装置として運用することもできる。また、カラーフィルターを一部の画素にのみ設置し、他の画素にはカラーフィルターを設けない構成とすることで、赤・青・緑・白の４種の画素を形成し、フルカラーの映像を出すこともできる。このような４種の画素を用いる方式は、消費電力低減に有効である。
【０１５６】
以上のように本実施の形態では、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図７には本発明の発光素子を有するパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図７（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図７において、基板７５１上には、電極７５２と電極７５６との間には発光物質を含む層７５５が設けられている。発光物質を含む層は、上述の実施形態２で述べたような構成を適用すればよい。電極７５２の端部は絶縁層７５３で覆われている。そして、絶縁層７５３上には隔壁層７５４が設けられている。隔壁層７５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層７５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層７５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層７５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層７５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層７５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層７５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、本発明の発光素子を含むことによって、信頼性が高い発光装置を得ることができる。また、消費電力が低い発光装置を得ることができる。
（実施形態７）
【０１５７】
本実施形態７では、本発明の発光素子を有する発光装置の一例として、本発明の発光素子をバックライトとして用いた液晶表示装置を例示する。
【０１５８】
図８は、本発明の発光素子をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例を示したものである。図８に示した液晶表示装置は、筐体８０１、液晶層８０２、バックライト８０３、筐体８０４を有し、液晶層８０２は、ドライバＩＣ８０５と接続されている。また、バックライト８０３は、実施形態２〜５で示したような本発明の発光素子が用いられおり、端子８０６により、電流が供給されている。
【０１５９】
本発明の発光素子を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、長寿命なバックライトが得られるため、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。また、本発明の発光素子は薄型で低消費電力であるため、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。さらに、本発明の発光素子は、面発光の発光素子であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。
（実施形態８）
【０１６０】
本実施形態８では、本発明の発光素子を有する発光装置の一例として、照明装置について説明する。
【０１６１】
図９（Ａ）は、本発明の発光素子を有する発光装置を、照明装置である電気スタンドに適用した例である。図９（Ａ）に示す電気スタンドは、筐体９０１と、光源９０２を有し、光源９０２として、実施形態２〜５で示したような本発明の発光素子が用いられている。本発明の発光装置（照明装置）は、高輝度の発光が可能であるため、細かい作業をする場合など、手元を明るく照らすことが可能である。
【０１６２】
図９（Ｂ）は、実施形態２〜５で示したような本発明の発光素子を有する発光装置を、室内の照明装置９１１に適用した例である。本発明の発光素子は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置に用いることができる。また、本発明の発光素子は、薄型で低消費電力であるため、薄型で低消費電力な照明装置に用いることが可能となる。このように、本発明の発光素子を室内の照明装置９１１に用いた部屋に、図６、図７あるいは図８で説明したような本発明の発光装置を画像表示装置として用いたテレビ装置９１２（詳細は実施形態９で後述）を設置して、公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
（実施形態９）
【０１６３】
本実施形態９では、本発明の発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。特に、本発明の発光装置を表示部として含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施形態６〜８で示したような本発明の発光装置を含むため、信頼性の高い表示部を有する。また、消費電力の低い表示部を有する。
【０１６４】
本発明の発光装置を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図１０に示す。
【０１６５】
図１０（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体１００１、支持台１００２、表示部１００３、スピーカー部１００４、ビデオ入力端子１００５等を含む。このテレビ装置において、表示部１００３は、実施形態６〜７で示したような本発明の発光装置で構成されている。したがって、表示部１００３は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体１００１や支持台１００２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、高信頼性、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
【０１６６】
図１０（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体１１０１、筐体１１０２、表示部１１０３、キーボード１１０４、外部接続ポート１１０５、ポインティングデバイス１１０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部１１０３は、実施形態６〜７で示したような本発明の発光装置で構成されている。したがって、表示部１１０３は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体１１０１や筐体１１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、高信頼性、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。
【０１６７】
図１０（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体１２０１、筐体１２０２、表示部１２０３、音声入力部１２０４、音声出力部１２０５、操作キー１２０６、外部接続ポート１２０７、アンテナ１２０８等を含む。この携帯電話において、表示部１２０３は、実施形態６〜７で示したような本発明の発光装置で構成されている。したがって、表示部１２０３は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体１２０１や筐体１２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、高信頼性、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１６８】
図１０（Ｄ）は本発明の係るカメラであり、本体１３０１、表示部１３０２、筐体１３０３、外部接続ポート１３０４、リモコン受信部１３０５、受像部１３０６、バッテリー１３０７、音声入力部１３０８、操作キー１３０９、接眼部１３１０等を含む。このカメラにおいて、表示部１３０２は、実施形態６〜７で示したような本発明の発光装置で構成されている。したがって、表示部１３０２は劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体１３０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、高信頼性、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１６９】
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。そして、本発明の発光装置を電子機器に適用することで、信頼性の高い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。また、低消費電力な表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【実施例１】
【０１７０】
本実施例１では、本発明の発光素子の作製例について、図１１を用いて説明する。なお、本実施例で用いた物質の構造式を以下に示す。
【０１７１】
【化１】
0005300405.tif 000002
【０１７２】
（発光素子１の作製）
発光素子１の作製例を、図１１（Ａ）を用いながら説明する。まず、陽極２００１として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板２０００を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０１７３】
次に、陽極２００１が形成された面を下方となるように、陽極２００１が形成されたガラス基板２０００を真空蒸着装置内の成膜室に設けられた基板ホルダーに固定した。そして、まず陽極２００１上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料からなる正孔注入層２０１３を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。また、正孔注入層２０１３の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１７４】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２０１４を形成した。
【０１７５】
さらに、正孔輸送層２０１４上に、抵抗加熱を用いて９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）とルブレンとを共蒸着することで、第２の発光層２０１２を形成した。ＰＣＣＰＡとルブレンとの比率は、重量比で１：０．０１（ＰＣＣＰＡ：ルブレン）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は１０ｎｍとした。この第２の発光層２０１２においてはルブレンが発光物質となるため、黄色発光を示す発光層となる。
【０１７６】
この第２の発光層２０１２上に、第１の発光層２０１１を形成した。まず、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡと２−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）とを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陽極側に位置する層２０２１を形成した。ＰＣＣＰＡと２ＹＧＡＰＰＡとの比率は、重量比で１：０．０５（ＰＣＣＰＡ：２ＹＧＡＰＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陽極側に位置する層２０２１の膜厚は１０ｎｍとした。次いで、抵抗加熱を用いて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）と２ＹＧＡＰＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陰極側に位置する層２０２２を形成した。ＣｚＰＡと２ＹＧＡＰＰＡとの比率は、重量比で１：０．０５（ＣｚＰＡ：２ＹＧＡＰＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陰極側に位置する層２０２２の膜厚は２０ｎｍとした。以上のようにして形成された第１の発光層２０１１においては２ＹＧＡＰＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。
【０１７７】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ成膜し、次いでバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ成膜することで、電子輸送層２０１５を形成した。
【０１７８】
さらに抵抗加熱による蒸着法を用いて電子輸送層２０１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２０１６を形成した。
【０１７９】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、陰極２００２を形成し、本発明の発光素子１を作製した。
【０１８０】
（発光素子２の作製）
第１の発光層２０１１における陽極側に位置する層２０２１の膜厚を２０ｎｍとした以外は、発光素子１と同様に成膜することで、本発明の発光素子２を作製した。
【０１８１】
（比較発光素子３の作製）
比較のため、第１の発光層２０１１における陽極側に位置する層２０２１を設けない比較発光素子３を作製した。その素子構造を図１１（Ｂ）に示す。図１１（Ｂ）に示す通り、比較発光素子３における第１の発光層２０１１は、発光素子１における陰極側に位置する層２０２２のみで構成されている。
【０１８２】
まず、比較発光素子３における陽極２００１、正孔注入層２０１３、正孔輸送層２０１４、電子輸送層２０１５、電子注入層２０１６、陰極２００２は、発光素子１や発光素子２と同一の構成とした。
【０１８３】
一方、比較発光素子３における第２の発光層２０１２は、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとルブレンとを共蒸着することにより形成した。ＰＣＣＰＡとルブレンとの比率は、重量比で１：０．００２５（ＰＣＣＰＡ：ルブレン）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は発光素子１と同様、１０ｎｍとした。この第２の発光層２０１２においてはルブレンが発光物質となるため、黄色発光を示す発光層となる。なお、比較発光素子３におけるルブレンの比率（１：０．００２５）が発光素子１のそれ（１：０．０１）に比べて少なくなっているのは、比較発光素子３のような構成では、ルブレンの添加濃度を低くしないと黄色が強くなってしまい、白色とならないためである。
【０１８４】
また、比較発光素子３における第１の発光層２０１１は、抵抗加熱を用いてＣｚＰＡと２ＹＧＡＰＰＡとを共蒸着することにより形成した。ＣｚＰＡと２ＹＧＡＰＰＡとの比率は、重量比で１：０．０５（ＣｚＰＡ：２ＹＧＡＰＰＡ）となるように蒸着レートを調節し、膜厚は２０ｎｍとした。したがって、比較発光素子３における第１の発光層２０１１は、発光素子１における陰極側に位置する層２０２２と全く同一の構成である。以上のようにして形成された第１の発光層２０１１においては２ＹＧＡＰＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。
【０１８５】
（発光素子１、発光素子２、比較発光素子３の特性比較）
以上により得られた本発明の発光素子１、本発明の発光素子２、比較発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１８６】
発光素子１、発光素子２、比較発光素子３の電流密度―輝度特性を図１２（Ａ）に示す。また、電圧―輝度特性を図１２（Ｂ）に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図１３に示す。
【０１８７】
発光素子１は、３．８［Ｖ］の電圧を印加することにより、９．０１［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、８７０［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は９．７［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は８．０［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は４．０［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３０、ｙ＝０．３５）であり、白色の発光を示した。さらに、図１３の発光スペクトルからもわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５５０ｎｍ付近の黄色発光が共にバランスよく得られており、発光素子１はブロードな発光スペクトルを示している。
【０１８８】
また、発光素子２は、４．０［Ｖ］の電圧を印加することにより、９．１７［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、８５０［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は９．３［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は７．３［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は４．１［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３０、ｙ＝０．３３）であり、白色の発光を示した。さらに、図１３の発光スペクトルからもわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５５０ｎｍ付近の黄色発光が共にバランスよく得られており、発光素子２はブロードな発光スペクトルを示している。
【０１８９】
また、比較発光素子３は、３．４［Ｖ］の電圧を印加することにより、２４．５［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、１５００［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は６．２［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は５．７［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は２．４［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２８、ｙ＝０．３６）であり、黄白色の発光を示した。図１３の発光スペクトルからもわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光に比べ、５５０ｎｍ付近の黄色発光がやや強くなっている。このように、比較発光素子３のような素子構造では、黄色発光物質であるルブレンの濃度を極限まで低くしても、黄色がやや強い。一方、発光素子１や発光素子２は、ルブレンの濃度がある程度高くても、白色発光が得られるという大きな特徴がある。このことは、後述の発光効率の違いや寿命の違いの一因とも考えられる。
【０１９０】
発光素子１〜３の発光効率をグラフ上で比較するため、輝度−電流効率特性を図１４（Ａ）に、輝度−パワー効率特性を図１４（Ｂ）に、それぞれ示した。図１４（Ａ）に示す通り、本発明の発光素子１および２は、比較発光素子３に比べて電流効率が高い。また、発光素子１および２は、駆動電圧は比較発光素子３に比べて若干高いにもかかわらず（図１２（Ｂ）参照）、図１４（Ｂ）に示す通りパワー効率では勝っており、低消費電力である。これは電流効率が高いためである。このように、本発明の発光素子は発光効率が高いことが明らかとなった。
【０１９１】
次に、発光素子１、発光素子２、比較発光素子３に関し、初期輝度を１０００［ｃｄ／ｍ２］として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図１５に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％とした時の規格化輝度である）。
【０１９２】
図１５の結果から、発光素子１は１０００時間後でも初期輝度の７５％の輝度を保っており、長寿命な発光素子であることがわかった。また、発光素子２は１０００時間後でも初期輝度の７９％の輝度を保っており、長寿命な発光素子であることがわかった。一方、比較発光素子３は、５００時間後には初期輝度の６０％にまで輝度が低下しており、寿命が短い。このように、本発明の発光素子は長寿命であることが明らかとなった。
【実施例２】
【０１９３】
本実施例２では、実施例１で用いた２ＹＧＡＰＰＡとは異なる青色発光物質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）を用いた本発明の発光素子の作製例を、具体的に例示する。ＰＣＢＡＰＡの構造式を以下に示す。
【０１９４】
【化２】
0005300405.tif 000003
【０１９５】
（発光素子４の作製）
発光素子４の作製例を、図１１（Ａ）を用いながら説明する。まず、陽極２００１として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板２０００を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０１９６】
次に、陽極２００１が形成された面を下方となるように、陽極２００１が形成されたガラス基板２０００を真空蒸着装置内の成膜室に設けられた基板ホルダーに固定した。そして、まず陽極２００１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料からなる正孔注入層２０１３を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。また、正孔注入層２０１３の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１９７】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２０１４を形成した。
【０１９８】
さらに、正孔輸送層２０１４上に、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとルブレンとを共蒸着することで、第２の発光層２０１２を形成した。ＰＣＣＰＡとルブレンとの比率は、重量比で１：０．０１（ＰＣＣＰＡ：ルブレン）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は２０ｎｍとした。この第２の発光層２０１２においてはルブレンが発光物質となるため、黄色発光を示す発光層となる。
【０１９９】
この第２の発光層２０１２上に、第１の発光層２０１１を形成した。まず、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陽極側に位置する層２０２１を形成した。ＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＰＣＣＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陽極側に位置する層２０２１の膜厚は１０ｎｍとした。次いで、抵抗加熱を用いてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陰極側に位置する層２０２２を形成した。ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陰極側に位置する層２０２２の膜厚は２０ｎｍとした。以上のようにして形成された第１の発光層２０１１においてはＰＣＢＡＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。
【０２００】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、Ａｌｑを１０ｎｍ成膜し、次いでＢＰｈｅｎを２０ｎｍ成膜することで、電子輸送層２０１５を形成した。
【０２０１】
さらに抵抗加熱による蒸着法を用いて電子輸送層２０１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２０１６を形成した。
【０２０２】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、陰極２００２を形成し、本発明の発光素子４を作製した。
【０２０３】
（発光素子４の特性評価）
以上により得られた本発明の発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、その動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２０４】
発光素子４の電流密度―輝度特性を図１６（Ａ）に示す。また、電圧―輝度特性を図１６（Ｂ）に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図１７に示す。
【０２０５】
発光素子４は、３．８［Ｖ］の電圧を印加することにより、６．６６［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、７５０［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は１１［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は９．３［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は５．０［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３１、ｙ＝０．３３）であり、白色の発光を示した。さらに、図１７の発光スペクトルからもわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５６０ｎｍ付近の黄色発光が共にバランスよく得られており、発光素子４はブロードな発光スペクトルを示している。
【０２０６】
発光素子４の発光効率をグラフ上で評価するため、輝度−電流効率特性を図１８（Ａ）に、輝度−パワー効率特性を図１８（Ｂ）に、それぞれ示した。図１８（Ａ）に示す通り、本発明の発光素子４は、実用的な輝度領域（１００［ｃｄ／ｍ２］〜１００００［ｃｄ／ｍ２］程度）において、非常に高い電流効率をおよびパワー効率を示した。このように、本発明の発光素子は発光効率が高く、それに伴い消費電力も低いことが明らかとなった。
【０２０７】
次に、発光素子４に関し、初期輝度を１０００［ｃｄ／ｍ２］として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図１９に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％とした時の規格化輝度である）。
【０２０８】
図１９の結果から、発光素子４は１０００時間後でも初期輝度の８６％の輝度を保っており、長寿命な発光素子であることがわかった。輝度半減期は、２万時間程度と予想される。このように、本発明の発光素子は長寿命であることが明らかとなった。
【実施例３】
【０２０９】
本実施例３では、電子輸送層２０１５および電子注入層２０１６を以下のように変更した以外は、実施例２の発光素子４と同様の構成とした発光素子５を作製した。
【０２１０】
発光素子５における電子輸送層２０１５は、抵抗加熱によりＡｌｑを１０ｎｍ蒸着することにより形成した。また電子注入層２０１６は、ＢＰｈｅｎとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。電子注入層２０１６の膜厚は２０ｎｍとし、ＢＰｈｅｎとＬｉの比率は、重量比で１：０．０１（ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように蒸着レートを調節した。
【０２１１】
（発光素子５の特性評価）
以上により得られた本発明の発光素子５を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、その動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２１２】
発光素子５の電流密度―輝度特性を図２０（Ａ）に示す。また、電圧―輝度特性を図２０（Ｂ）に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図２１に示す。
【０２１３】
発光素子５は、４．２［Ｖ］の電圧を印加することにより、１０．９［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、１０００［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は９．３［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は７．０［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は３．８［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３２、ｙ＝０．３５）であり、白色の発光を示した。さらに、図２１の発光スペクトルからもわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５６０ｎｍ付近の黄色発光が共にバランスよく得られており、発光素子５はブロードな発光スペクトルを示している。
【０２１４】
発光素子５の発光効率をグラフ上で評価するため、輝度−電流効率特性を図２２（Ａ）に、輝度−パワー効率特性を図２２（Ｂ）に、それぞれ示した。図２２（Ａ）に示す通り、本発明の発光素子５は、実用的な輝度領域（１００［ｃｄ／ｍ２］〜１００００［ｃｄ／ｍ２］程度）において、非常に高い電流効率をおよびパワー効率を示した。このように、本発明の発光素子は発光効率が高く、それに伴い消費電力も低いことが明らかとなった。
【０２１５】
次に、発光素子５に関し、初期輝度を１０００［ｃｄ／ｍ２］として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図２３に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％とした時の規格化輝度である）。
【０２１６】
図２３の結果から、発光素子５は７４０時間後でも初期輝度の９２％の輝度を保っており、長寿命な発光素子であることがわかった。輝度半減期は、４〜５万時間程度と予想される。このように、本発明の発光素子は長寿命であることが明らかとなった。
【実施例４】
【０２１７】
本実施例４では、実施形態５で示したような、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子の作製例について、図２４を用いて説明する。図２４に示すように、本実施例４の積層型発光素子（発光素子６）においては、陽極２１０１と陰極２１０２との間に、第１の発光ユニット２１０３−１と第２の発光ユニット２１０３−２が積層されている。また、第１の発光ユニット２１０３−１と第２の発光ユニット２１０３−２の間には、電荷発生層２１０４が形成されている。
【０２１８】
（発光素子６の作製）
まず、陽極２１０１として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板２１００を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０２１９】
次に、陽極２１０１が形成された面を下方となるように、陽極２１０１が形成されたガラス基板２１００を真空蒸着装置内の成膜室に設けられた基板ホルダーに固定した。そして、以下に述べる手順で、第１の発光ユニット２１０３−１を形成した。
【０２２０】
まず陽極２１０１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料からなる正孔注入層２１１３を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。また、正孔注入層２１１３の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２２１】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１１４−１を形成した。
【０２２２】
さらに、正孔輸送層２１１４−１上に、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとルブレンとを共蒸着することで、第２の発光層２１１２−１を形成した。ＰＣＣＰＡとルブレンとの比率は、重量比で１：０．０１（ＰＣＣＰＡ：ルブレン）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は２０ｎｍとした。この第２の発光層２１１２−１においてはルブレンが発光物質となるため、黄色発光を示す発光層となる。
【０２２３】
この第２の発光層２１１２−１上に、第１の発光層２１１１−１を形成した。まず、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２１１１−１における陽極側に位置する層２１２１−１を形成した。ＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＰＣＣＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陽極側に位置する層２１２１−１の膜厚は１０ｎｍとした。次いで、抵抗加熱を用いてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２１１１−１における陰極側に位置する層２１２２−１を形成した。ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陰極側に位置する層２１２２−１の膜厚は２０ｎｍとした。以上のようにして形成された第１の発光層２１１１−１においてはＰＣＢＡＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。
【０２２４】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、Ａｌｑを１０ｎｍ成膜することで、電子輸送層２１１５−１を形成した。以上が第１の発光ユニット２１０３−１となる。
【０２２５】
次に、電荷発生層２１０４を形成した。電荷発生層２１０４は、第１の層２１３１と第２の層２１３２の積層構造で構成されている。まず、ＢＰｈｅｎとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、第１の層２１３１を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。第１の層２１３１の膜厚は２０ｎｍとし、ＢＰｈｅｎとＬｉの比率は、重量比で１：０．０１（ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように蒸着レートを調節した。さらに、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料からなる第２の層２１３２を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。また、第２の層２１３２の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。以上が電荷発生層の構成である。
【０２２６】
次に、以下に述べる手順で、第２の発光ユニット２１０３−２を形成した。
【０２２７】
まず、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１１４−２を形成した。
【０２２８】
さらに、正孔輸送層２１１４−２上に、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとルブレンとを共蒸着することで、第２の発光層２１１２−２を形成した。ＰＣＣＰＡとルブレンとの比率は、重量比で１：０．０１（ＰＣＣＰＡ：ルブレン）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は２０ｎｍとした。この第２の発光層２１１２−２においてはルブレンが発光物質となるため、黄色発光を示す発光層となる。
【０２２９】
この第２の発光層２１１２−２上に、第１の発光層２１１１−２を形成した。まず、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２１１１−２における陽極側に位置する層２１２１−２を形成した。ＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＰＣＣＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陽極側に位置する層２１２１−２の膜厚は１０ｎｍとした。次いで、抵抗加熱を用いてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２１１１−２における陰極側に位置する層２１２２−２を形成した。ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陰極側に位置する層２１２２−２の膜厚は２０ｎｍとした。以上のようにして形成された第１の発光層２１１１−２においてはＰＣＢＡＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。
【０２３０】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、Ａｌｑを１０ｎｍ成膜することで、電子輸送層２１１５−２を形成した。さらに、ＢＰｈｅｎとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、電子注入層２１１６を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。電子注入層２１１６の膜厚は２０ｎｍとし、ＢＰｈｅｎとＬｉの比率は、重量比で１：０．０１（ＢＰｈｅｎ：Ｌｉ）となるように蒸着レートを調節した。以上が第２の発光ユニット２１０３−２となる。
【０２３１】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、陰極２１０２を形成し、本発明の発光素子６を作製した。
【０２３２】
（発光素子６の特性評価）
以上により得られた本発明の発光素子６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、その動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２３３】
発光素子６の電流密度―輝度特性を図２５（Ａ）に示す。また、電圧―輝度特性を図２５（Ｂ）に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図２６に示す。
【０２３４】
発光素子６は、７．８［Ｖ］の電圧を印加することにより、４．８９［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、８６０［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は１８［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は７．１［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は７．０［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２９、ｙ＝０．３４）であり、白色の発光を示した。さらに、図２６の発光スペクトルからもわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５６０ｎｍ付近の黄色発光が共にバランスよく得られており、発光素子６はブロードな発光スペクトルを示している。
【０２３５】
発光素子６の発光効率をグラフ上で評価するため、輝度−電流効率特性を図２７（Ａ）に、輝度−パワー効率特性を図２７（Ｂ）に、それぞれ示した。図２７（Ａ）に示す通り、本発明の発光素子６は、実用的な輝度領域（１００［ｃｄ／ｍ２］〜１００００［ｃｄ／ｍ２］程度）において、非常に高い電流効率をおよびパワー効率を示した。このように、本発明の発光素子は発光効率が高く、それに伴い消費電力も低いことが明らかとなった。
【０２３６】
次に、発光素子６に関し、初期輝度を１０００［ｃｄ／ｍ２］として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図２８に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％とした時の規格化輝度である）。
【０２３７】
図２８の結果から、発光素子６は７４０時間後でも初期輝度の９４％の輝度を保っており、長寿命な発光素子であることがわかった。輝度半減期は、１０万時間程度と予想される。このように、本発明の発光素子は長寿命であることが明らかとなった。
【実施例５】
【０２３８】
本実施例５では、第２の発光層として緑色発光物質であるＮ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を用いた本発明の発光素子の作製例を、具体的に例示する。２ＰＣＡＰＡの構造式を以下に示す。
【０２３９】
【化３】
0005300405.tif 000004
【０２４０】
（発光素子７の作製）
発光素子７の作製例を、図１１（Ａ）を用いながら説明する。まず、陽極２００１として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板２０００を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０２４１】
次に、陽極２００１が形成された面を下方となるように、陽極２００１が形成されたガラス基板２０００を真空蒸着装置内の成膜室に設けられた基板ホルダーに固定した。そして、まず陽極２００１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料からなる正孔注入層２０１３を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。また、正孔注入層２０１３の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２４２】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２０１４を形成した。
【０２４３】
さらに、正孔輸送層２０１４上に、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡと２ＰＣＡＰＡとを共蒸着することで、第２の発光層２０１２を形成した。ＰＣＣＰＡと２ＰＣＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．０２（ＰＣＣＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は１０ｎｍとした。この第２の発光層２０１２においては２ＰＣＡＰＡが発光物質となるため、緑色発光を示す発光層となる。
【０２４４】
この第２の発光層２０１２上に、第１の発光層２０１１を形成した。まず、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陽極側に位置する層２０２１を形成した。ＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＰＣＣＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陽極側に位置する層２０２１の膜厚は１０ｎｍとした。次いで、抵抗加熱を用いてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陰極側に位置する層２０２２を形成した。ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．０５（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陰極側に位置する層２０２２の膜厚は２０ｎｍとした。以上のようにして形成された第１の発光層２０１１においてはＰＣＢＡＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。また、ＰＣＣＰＡは陽極側に位置する層２０２１の輸送性を調節する第１の有機化合物であり、ＣｚＰＡは陰極側に位置する層２０２２の輸送性を調節する第２の有機化合物である。
【０２４５】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、Ａｌｑを１０ｎｍ成膜し、次いでＢＰｈｅｎを２０ｎｍ成膜することで、電子輸送層２０１５を形成した。
【０２４６】
さらに抵抗加熱による蒸着法を用いて電子輸送層２０１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２０１６を形成した。
【０２４７】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、陰極２００２を形成し、本発明の発光素子７を作製した。
【０２４８】
（発光素子７の特性評価）
以上により得られた本発明の発光素子７を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２４９】
発光素子７の電流密度―輝度特性を図４１（Ａ）に示す。また、電圧―輝度特性を図４１（Ｂ）に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図４２に示す。
【０２５０】
発光素子７は、３．８［Ｖ］の電圧を印加することにより、８．７７［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、１０００［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は１１［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は９．４［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は４．３［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２３、ｙ＝０．４１）であった。図４２の発光スペクトルからわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５２０ｎｍ付近の緑色発光が得られており、ブロードな発光スペクトルを示している。よって、発光素子７の発光ユニットと、赤色発光が得られる発光ユニットとを積層した積層型発光素子の作製した場合、ブロードな発光スペクトルの白色発光素子を得ることができる。
【０２５１】
発光素子７の発光効率をグラフ上で評価するため、輝度−電流効率特性を図４３（Ａ）に、輝度−パワー効率特性を図４３（Ｂ）に、それぞれ示した。図４３（Ａ）に示す通り、本発明の発光素子７は、実用的な輝度領域（１００［ｃｄ／ｍ２］〜１００００［ｃｄ／ｍ２］程度）において、非常に高い電流効率をおよびパワー効率を示した。このように、本発明の発光素子は発光効率が高く、それに伴い消費電力も低いことが明らかとなった。
【実施例６】
【０２５２】
本実施例６では、第２の発光層として緑色発光物質であるＮ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を用いた本発明の発光素子の作製例を、具体的に例示する。
【０２５３】
（発光素子８の作製）
発光素子８の作製例を、図１１（Ａ）を用いながら説明する。まず、陽極２００１として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板２０００を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室で、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った。その後、基板を３０分程度、放冷した。
【０２５４】
次に、陽極２００１が形成された面を下方となるように、陽極２００１が形成されたガラス基板２０００を真空蒸着装置内の成膜室に設けられた基板ホルダーに固定した。そして、まず陽極２００１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料からなる正孔注入層２０１３を形成した。蒸着は抵抗加熱を用いた。また、正孔注入層２０１３の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２５５】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２０１４を形成した。
【０２５６】
さらに、正孔輸送層２０１４上に、抵抗加熱を用いてＰＣＢＡＰＡと２ＰＣＡＰＡとを共蒸着することで、第２の発光層２０１２を形成した。ＰＣＢＡＰＡと２ＰＣＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．０２（ＰＣＢＡＰＡ：２ＰＣＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。膜厚は１０ｎｍとした。この第２の発光層２０１２においては、ＰＣＢＡＰＡが正孔輸送性の物質であり、２ＰＣＡＰＡが発光物質となるため、緑色発光を示す発光層となる。
【０２５７】
この第２の発光層２０１２上に、第１の発光層２０１１を形成した。まず、抵抗加熱を用いてＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陽極側に位置する層２０２１を形成した。ＰＣＣＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．１０（ＰＣＣＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陽極側に位置する層２０２１の膜厚は１０ｎｍとした。次いで、抵抗加熱を用いてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層２０１１における陰極側に位置する層２０２２を形成した。ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの比率は、重量比で１：０．０５（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レートを調節した。この陰極側に位置する層２０２２の膜厚は２０ｎｍとした。以上のようにして形成された第１の発光層２０１１においてはＰＣＢＡＰＡが発光物質となるため、青色発光を示す発光層となる。また、ＰＣＣＰＡは陽極側に位置する層２０２１の輸送性を調節する第１の有機化合物であり、ＣｚＰＡは陰極側に位置する２０２２の輸送性を調節する第２の有機化合物である。
【０２５８】
その後、抵抗加熱による蒸着法を用いて、Ａｌｑを１０ｎｍ成膜し、次いでＢＰｈｅｎを２０ｎｍ成膜することで、電子輸送層２０１５を形成した。
【０２５９】
さらに抵抗加熱による蒸着法を用いて電子輸送層２０１５上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、電子注入層２０１６を形成した。
【０２６０】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、陰極２００２を形成し、本発明の発光素子８を作製した。
【０２６１】
（発光素子８の特性評価）
以上により得られた本発明の発光素子８を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２６２】
発光素子８の電流密度―輝度特性を図４４（Ａ）に示す。また、電圧―輝度特性を図４４（Ｂ）に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図４５に示す。
【０２６３】
発光素子８は、３．４［Ｖ］の電圧を印加することにより、７．１５［ｍＡ／ｃｍ２］の電流密度で電流が流れ、１０００［ｃｄ／ｍ２］の輝度で発光した。この時の電流効率は９．３［ｃｄ／Ａ］、パワー効率は８．６［ｌｍ／Ｗ］、外部量子効率は４．３［％］であった。また、この時のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１９、ｙ＝０．３０）であった。図４５の発光スペクトルからわかるように、４６０ｎｍ付近の青色発光と５２０ｎｍ付近の緑色発光が得られており、ブロードな発光スペクトルを示している。よって、発光素子８の発光ユニットと、赤色発光が得られる発光ユニットとを積層した積層型発光素子の作製した場合、ブロードな発光スペクトルの白色発光素子を得ることができる。
【０２６４】
発光素子８の発光効率をグラフ上で評価するため、輝度−電流効率特性を図４６（Ａ）に、輝度−パワー効率特性を図４６（Ｂ）に、それぞれ示した。図４６（Ａ）に示す通り、本発明の発光素子８は、実用的な輝度領域（１００［ｃｄ／ｍ２］〜１００００［ｃｄ／ｍ２］程度）において、非常に高い電流効率をおよびパワー効率を示した。このように、本発明の発光素子は発光効率が高く、それに伴い消費電力も低いことが明らかとなった。
【実施例７】
【０２６５】
本実施例７では、上記の実施例で用いた材料について説明する。
【０２６６】
（合成例１）
２−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０２６７】
【化４】
0005300405.tif 000005
【０２６８】
［ステップ１：２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成］
【０２６９】
（ｉ）２−ブロモ−９，１０−アントラキノンの合成
２−ブロモ−９，１０−アントラキノンの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
【０２７０】
【化５】
0005300405.tif 000006
【０２７１】
臭化銅（ＩＩ）４６ｇ（０．２０ｍｏｌ）、アセトニトリル５００ｍＬを１Ｌ三口フラスコへ入れた。さらに、亜硝酸ｔｅｒｔ−ブチル１７ｇ（０．１７ｍｏｌ）を加え。この混合物を６５℃に加熱した。この混合物へ、２−アミノ−９，１０−アントラキノン２５ｇ（０．１１ｍｏｌ）を加え、同温度で６時間撹拌した。反応後、反応溶液を３ｍｏｌ／Ｌの塩酸５００ｍＬ中に注ぎ、この懸濁液を３時間撹拌したところ、固体が析出した。この析出物を吸引濾過により回収し、吸引濾過しながら、水、エタノールで洗浄した。濾物をトルエンに溶かしてフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引濾過し、得られたろ液を濃縮して固体を得た。この固体を、クロロホルム、ヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ目的物である２−ブロモ−９，１０−アントラキノンの乳白色粉末状固体を１８．６ｇ、収率５８％で得た。
【０２７２】
（ｉｉ）２−ブロモ−９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオールの合成
２−ブロモ−９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオールの合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
【０２７３】
【化６】
0005300405.tif 000007
【０２７４】
２−ブロモ−９，１０−アントラキノン４．９ｇ（１７ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍＬを加えて、よく溶かした。その後、この溶液へ、フェニルリチウム１８ｍＬ（３７ｍｍｏｌ）を滴下して加え、室温で約１２時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出した。抽出溶液と有機層をあわせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引濾過し、濾液を濃縮して、目的物の２−ブロモ−９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオールを得た（約７．６ｇ）。
【０２７５】
（ｉｉｉ）２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成
２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−３）に示す。
【０２７６】
【化７】
0005300405.tif 000008
【０２７７】
得られた２−ブロモ−９，１０−ジフェニル−９，１０−ジヒドロアントラセン−９，１０−ジオール約７．６ｇ（１７ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウム５．１ｇ（３１ｍｍｏｌ）、ホスフィン酸ナトリウム一水和物９．７ｇ（９２ｍｍｏｌ）、氷酢酸５０ｍＬを５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、１２０℃で２時間還流した。その後、反応混合物へ５０％ホスフィン酸３０ｍＬを加え、１２０℃で１時間撹拌した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層を酢酸エチルで抽出した。抽出溶液と、有機層とを合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引濾過し、得られた濾液を濃縮したところ、固体を得た。この固体をトルエンに溶かしてからセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナを通してろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、クロロホルム、ヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ目的物である２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセンの淡黄色粉末状固体を５．１ｇ得た。（ｉｉ）と（ｉｉｉ）の２段階での収率は７４％であった。
【０２７８】
［ステップ２：２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成］
【０２７９】
（ｉ）２−ヨード−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成
２−ヨード−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−４）に示す。
【０２８０】
【化８】
0005300405.tif 000009
【０２８１】
２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセン１０ｇ（２４ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコに入れ、当該フラスコ内を窒素置換した後、テトラヒドロフラン１５０ｍＬを加え、溶解した。この溶液を−７８℃で撹拌した。この溶液に１．６ｍｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウム溶液１９ｍＬをシリンジにより滴下し−７８℃で１時間撹拌して反応させたところ白色固体が析出した。反応後この反応混合物に、ヨウ素１２ｇ（４９ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフラン８０ｍＬに溶解した溶液を滴下ロートより滴下した。滴下後、この混合物を−７８℃で１時間、室温で１２時間撹拌した。反応後、反応溶液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加え、１時間室温で撹拌した。この混合物に酢酸エチルを加え、抽出を行った。水層と有機層を分離し、有機層をチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。水層と有機層を分離し、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウムを除去した。得られたろ液を濃縮したところ、固体を得た。この固体にメタノールを加え、超音波を照射して洗浄したところ固体が析出した。この固体を吸引濾過により回収したところ、淡黄色粉末状固体を収量９．９ｇ、収率９０％で得た。
【０２８２】
（ｉｉ）２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成
２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−５）に示す。
【０２８３】
【化９】
0005300405.tif 000010
【０２８４】
４−ブロモフェニルボロン酸２．０ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（０）０．０２ｇ（０．０８９ｍｍｏｌ）、２−ヨード−９，１０−ジフェニルアントラセン５．０ｇ（１１ｍｍｏｌ）、トリス（ｏ−トリル）ホスフィン  ０．３０ｇ（０．９９ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）２０ｍＬ、エタノール１０ｍＬを加えた。この混合物を１００℃で８時間加熱攪拌し、反応させた。反応後、反応混合物にトルエンを加え、この懸濁液を飽和炭酸水素ナトリウム水、飽和食塩水の順で洗浄した。有機層と水層を分離し、有機層をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮したところ、固体を得た。この固体にメタノールを加え、超音波を照射して洗浄したところ固体が析出した。吸引濾過によりこの固体を回収したところ、淡黄色粉末状固体を収量４．６ｇ、収率８７％で得た。核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物が２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセンであることを確認した。
【０２８５】
２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセンの１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３３−７．３６（ｍ，２Ｈ），７．４０（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），７．４９−７．７２（ｍ、１５Ｈ），７．７８（ｄ，Ｊ＝９．３Ｈｚ，１Ｈ），７．８５（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）に示す。なお、図２９（Ｂ）は、図２９（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０２８６】
［ステップ３：４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）の合成］
【０２８７】
（ｉ）Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバゾールの合成
Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバゾールの合成スキームを（Ｅ−１）に示す。
【０２８８】
【化１０】
0005300405.tif 000011
【０２８９】
まず、Ｎ−（４−ブロモフェニル）カルバゾールの合成方法について説明する。３００ｍＬの三口フラスコに、１，４−ジブロモベンゼンを５６ｇ（０．２４ｍｏｌ）、カルバゾールを３１ｇ（０．１８ｍｏｌ）、よう化銅（Ｉ）を４．６ｇ（０．０２４ｍｏｌ）、炭酸カリウムを６６ｇ（０．４８ｍｏｌ）、１８−クラウン−６−エーテルを２．１ｇ（０．００８ｍｏｌ）入れ、窒素置換し、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン（略称：ＤＭＰＵ）を８ｍＬ加え、１８０℃で６時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷ましてから、吸引ろ過により沈殿物を除去し、得られたろ液を希塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、油状物質を得た。この油状物質をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝９：１）により精製して、得られた固体を、クロロホルム、ヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物であるＮ−（４−ブロモフェニル）カルバゾールの淡褐色プレート状結晶を２１ｇ、収率３５％で得た。核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物がＮ−（４−ブロモフェニル）カルバゾールであることを確認した。
【０２９０】
この化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）；δ＝８．１４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），７．７３（ｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，２Ｈ），７．４６（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），７．４２−７．２６（ｍ，６Ｈ）。
【０２９１】
（ｉｉ）４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）の合成
４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）の合成スキームを（Ｅ−２）に示す。
【０２９２】
【化１１】
0005300405.tif 000012
【０２９３】
２００ｍＬの三口フラスコに、上記（ｉ）で得たＮ−（４−ブロモフェニル）カルバゾールを５．４ｇ（１７．０ｍｍｏｌ）、アニリンを１．８ｍＬ（２０．０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を１００ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを３．９ｇ（４０ｍｍｏｌ）入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）を０．１ｍＬ、トルエンを５０ｍＬ加えた。この混合物を８０℃、６時間撹拌した。反応後、反応混合物を、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通してろ過し、ろ液を水、飽和食塩水で洗浄した。有機層を、硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。ろ液を濃縮して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝９：１）により精製したところ目的物である４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）を４．１ｇ、収率７３％で得た。核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物が４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）であることを確認した。
【０２９４】
この化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）；δ＝８．４７（ｓ，１Ｈ），８．２２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），７．４４−７．１６（ｍ，１４Ｈ），６．９２−６．８７（ｍ，１Ｈ）。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３０（Ａ）、図３０（Ｂ）に示す。なお、図３０（Ｂ）は、図３０（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０２９５】
［ステップ４：２ＹＧＡＰＰＡの合成］
２ＹＧＡＰＰＡの合成スキームを（Ｅ−３）に示す。
【０２９６】
【化１２】
0005300405.tif 000013
【０２９７】
ステップ２で合成した２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン０．５１ｇ（１．１ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド０．２０ｇ（２．１ｍｍｏｌ）、ステップ３で合成した４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）０．３５ｇ（１．１ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．０２ｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０ｗｔ％ヘキサン溶液０．０２ｍＬを加えた。  この混合物を８０℃で３時間加熱攪拌し、反応させた。反応後、反応混合物にトルエンを加え、この懸濁液をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過した。得られたろ液を水、飽和食塩水で洗浄した後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、得られたろ液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーはまずトルエン：ヘキサン＝１：１０を展開溶媒として用い、次いでトルエン：ヘキサン＝１：５の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して固体を得た。この固体をジクロロメタンとメタノールの混合溶媒で再結晶したところ、粉末状黄色固体を収量０．５１ｇ、収率６５％で得た。核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物が，２−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）であることを確認した。
【０２９８】
得られた黄色固体１．４ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして３３３℃で９時間行った。収量１．２ｇで収率は８６％であった。
【０２９９】
また、得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０６−７．１５（ｍ，１Ｈ），７．１７−７．７４（ｍ，３３Ｈ），７．７８（ｄ，Ｊ＝９．８Ｈｚ，１Ｈ），７．９０（ｓ，１Ｈ），８．１４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３１（Ａ）、図３１（Ｂ）に示す。なお、図３１（Ｂ）は、図３１（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０３００】
また、２ＹＧＡＰＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図３２に示す。測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液を石英セルに入れ、溶液及び石英セルの吸収スペクトルを測定した。溶液及び石英セルの吸収スペクトルから石英セルの吸収スペクトルを差し引いた溶液の吸収スペクトルを図３２に示した。図３２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では２８６ｎｍ、２９３ｎｍ、３１２ｎｍ、３５７ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長はトルエン溶液の場合では４５４ｎｍ（励起波長３５６ｎｍ）であった。
【０３０１】
（合成例２）
９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０３０２】
【化１３】
0005300405.tif 000014
【０３０３】
［ステップ１：９−フェニル−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ）の合成］
９−フェニル−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ）の合成スキームを（ｂ−１）に示す。
【０３０４】
【化１４】
0005300405.tif 000015
【０３０５】
３−ブロモカルバゾール２．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）、Ｎ−フェニルカルバゾール−３−ボロン酸２．９ｇ（１０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン１５２ｍｇ（０．５０ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れた。フラスコ内を窒素で置換し、この混合物へジメトキシエタノール（ＤＭＥ）５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）１０ｍＬを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し、脱気後、酢酸パラジウム５０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素気流下で８０℃３時間攪拌した。攪拌後、この混合物にトルエン約５０ｍＬを加え、３０分ほど攪拌し、この混合物を水、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ油状物質を得た。得られた油状物質をトルエンに溶かし、この溶液をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、目的物の白色固体を、３．３ｇ収率８０％で得た。
【０３０６】
なお、上記ステップ１で得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）を測定した。以下に測定データを示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３３に示す。測定結果から、本合成例において、ＰＣＣが得られたことがわかった。
【０３０７】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝７．１６−７．２１（ｍ，１Ｈ），７．２９−７．６０（ｍ，８Ｈ），７．６７−７．７４（ｍ，４Ｈ），７．８１−７．８７（ｍ，２Ｈ），８．２４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．８３（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ）、８．５４（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．６５（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）、１１．３０（ｓ，１Ｈ）
【０３０８】
［ステップ２：ＰＣＣＰＡの合成］
ＰＣＣＰＡの合成スキームを（ｂ−２）に示す。
【０３０９】
【化１５】
0005300405.tif 000016
【０３１０】
９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アントラセン１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）と、ＰＣＣ１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコへ入れた。フラスコ内を窒素にて置換し、この混合物へトルエン２０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気をした。脱気後、この混合物へ、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）９６ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下で、１１０℃８時間還流した。還流後、この混合物にトルエン約５０ｍＬを加え、３０分ほど攪拌し、この混合物を水、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、油状物質を得た。得られた油状物質を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン：トルエン＝１：１）により精製した。得られた淡黄色個体をクロロホルム／ヘキサンにより再結晶すると、目的物であるＰＣＣＰＡの淡黄色粉末状固体を１．２ｇ収率５４％で得た。得られた淡黄色粉末状固体２．４ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３５０℃でＰＣＣＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＣＰＡの淡黄色固体を２．２ｇ回収率９４％で得た。
【０３１１】
なお、上記ステップ２で得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲを測定した。以下に測定データを示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３４に示す。測定結果から、本合成例においてＰＣＣＰＡが得られたことがわかった。
【０３１２】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３４−７．９１（ｍ，３２Ｈ），８．２７（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），８．３１（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），８．５２（ｄｄ，Ｊ１＝１．５Ｈｚ，Ｊ２＝５．４Ｈｚ，２Ｈ）
【０３１３】
次にＰＣＣＰＡの吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定は紫外可視分光光度計（（株）日本分光製  Ｖ５５０型）を用い、トルエン溶液を用いて、室温にて測定を行った。また、ＰＣＣＰＡの発光スペクトルを測定した。発光スペクトルの測定は蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製  ＦＳ９２０）を用い、トルエン溶液を用いて、室温にて測定を行った。測定結果を図３５に示す。また、ＰＣＣＰＡを蒸着法にて成膜し、薄膜状態にて同様な測定を行った。測定結果を図３６に示す。また、横軸は波長、縦軸はモル吸光係数（任意単位）および発光強度（任意単位）を表す。
【０３１４】
図３５および図３６より、ＰＣＣＰＡからの発光は、薄膜状態において４５４ｎｍにピークを有し、トルエン溶液中において４３６ｎｍにピークを有することがわかる。このように、ＰＣＣＰＡは、特に青色系の発光を呈する発光物質にも適することがわかる。
【０３１５】
（合成例３）
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）の合成方法を具体的に説明する。
【０３１６】
【化１６】
0005300405.tif 000017
【０３１７】
［ステップ１：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロンの合成スキームを（ｂ−１）に示す。
【０３１８】
【化１７】
0005300405.tif 000018
【０３１９】
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ収率８６％で得た。
【０３２０】
［ステップ２：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成スキームを（ｂ−２）に示す。
【０３２１】
【化１８】
0005300405.tif 000019
【０３２２】
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（０．２ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃１０時間還流した。還流後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油中物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタン／ヘキサンにて再結晶し、目的物の白色固体を４．９ｇ収率４５％で得た。
【０３２３】
なお、上記ステップ２で得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）を測定した。以下に測定データを示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３７に示す。測定結果から、本合成例においてＰＣＢＡが得られたことがわかった。
【０３２４】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝６．８１−６．８６（ｍ，１Ｈ），７．１２（ｄｄ，Ｊ１＝０．９Ｈｚ，Ｊ２＝８．７Ｈｚ、２Ｈ），７．１９（ｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，２Ｈ）、７．２３−７．３２（ｍ、３Ｈ）、７．３７−７．４７（ｍ，３Ｈ）、７．５１−７．５７（ｍ，１Ｈ）、７．６１−７．７３（ｍ、７Ｈ）８．２８（ｓ，１Ｈ）、８．３３（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ）、８．５０（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【０３２５】
［ステップ３：ＰＣＢＡＰＡの合成］
【０３２６】
【化１９】
0005300405.tif 000020
【０３２７】
ＰＣＢＡＰＡの合成の合成スキームを（ｂ−３）に示す。
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＡ４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエン／ヘキサンにて再結晶し、目的物のＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体６．６ｇ収率７５％で得た。得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ回収率９０％で得た。
【０３２８】
なお、上記ステップ３で得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲを測定した。以下に測定データを示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３８に示す。測定結果から、本合成例においてＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。
【０３２９】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．７２（ｍ，３３Ｈ）、７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．１９（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ）、８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【０３３０】
次にＰＣＢＡＰＡの吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定は紫外可視分光光度計（（株）日本分光製  Ｖ５５０型）を用い、トルエン溶液を用いて、室温にて測定を行った。また、ＰＣＢＡＰＡの発光スペクトルを測定した。発光スペクトルの測定は蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製  ＦＳ９２０）を用い、トルエン溶液を用いて、室温にて測定を行った。測定結果を図３９に示す。また、ＰＣＢＡＰＡを蒸着法にて成膜し、薄膜状態にて同様な測定を行った。測定結果を図４０に示す。また、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）および発光強度（任意単位）を表す。
【０３３１】
図３９および図４０より、ＰＣＢＡＰＡからの発光は、トルエン溶液中において４５９ｎｍにピークを有し、薄膜状態において４７３ｎｍにピークを有することがわかる。このように、ＰＣＢＡＰＡは、色純度の高い青色発光を示すことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０３３２】
【図１】本発明の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の発光素子を説明する図。
【図４】本発明の発光素子を説明する図。
【図５】本発明の発光素子を説明する図。
【図６】本発明の発光装置を説明する図。
【図７】本発明の発光装置を説明する図。
【図８】本発明の発光装置を説明する図。
【図９】本発明の発光装置を説明する図。
【図１０】本発明の電子機器を説明する図。
【図１１】実施例の発光素子を説明する図。
【図１２】実施例１で作製した発光素子の電流密度―輝度特性および電圧―輝度特性を示す図。
【図１３】実施例１で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１４】実施例１で作製した発光素子の輝度−電流効率特性および輝度−パワー効率特性を示す図。
【図１５】実施例１で作製した発光素子の定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を示す図。
【図１６】実施例２で作製した発光素子の電流密度―輝度特性および電圧―輝度特性を示す図。
【図１７】実施例２で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１８】実施例２で作製した発光素子の輝度−電流効率特性および輝度−パワー効率特性を示す図。
【図１９】実施例２で作製した発光素子の定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を示す図。
【図２０】実施例３で作製した発光素子の電流密度―輝度特性および電圧―輝度特性を示す図。
【図２１】実施例３で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２２】実施例３で作製した発光素子の輝度−電流効率特性および輝度−パワー効率特性を示す図。
【図２３】実施例３で作製した発光素子の定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を示す図。
【図２４】実施例の発光素子を説明する図。
【図２５】実施例４で作製した発光素子の電流密度―輝度特性および電圧―輝度特性を示す図。
【図２６】実施例４で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２７】実施例４で作製した発光素子の輝度−電流効率特性および輝度−パワー効率特性を示す図。
【図２８】実施例４で作製した発光素子の定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を示す図。
【図２９】２−（４−ブロモフェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセンの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３０】４−（カルバゾール−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＹＧＡ）の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３１】２−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３２】２−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図３３】９−フェニル−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ）の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３４】９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３５】９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図３６】９−フェニル−９’−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図３７】４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３８】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）の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３９】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）のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図４０】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）の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図４１】実施例５で作製した発光素子の電流密度―輝度特性および電圧―輝度特性を示す図。
【図４２】実施例５で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図４３】実施例５で作製した発光素子の輝度−電流効率特性および輝度−パワー効率特性を示す図。
【図４４】実施例６で作製した発光素子の電流密度―輝度特性および電圧―輝度特性を示す図。
【図４５】実施例６で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図４６】実施例６で作製した発光素子の輝度−電流効率特性および輝度−パワー効率特性を示す図。
【符号の説明】
【０３３３】
１０１    陽極
１０２    陰極
１１１    第１の発光層
１１２    第２の発光層
１２１    陽極側に位置する層
１２２    陰極側に位置する層
２０１    陽極
２０２    陰極
２０３    発光物質を含む層
２１１    第１の発光層
２１２    第２の発光層
２１３    正孔注入層
２１４    正孔輸送層
２１５    電子輸送層
２１６    電子注入層
２２１    陽極側に位置する層
２２２    陰極側に位置する層
３００    基板
３０１    陽極
３０２    陰極
３０３    発光物質を含む層
５０１    陽極
５０２    陰極
５０３    発光ユニット
５０４    電荷発生層
６０１    ソース側駆動回路
６０２    画素部
６０３    ゲート側駆動回路
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    陽極
６１４    絶縁物
６１６    発光物質を含む層
６１７    陰極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
７５１    基板
７５２    電極
７５３    絶縁層
７５４    隔壁層
７５５    発光物質を含む層
７５６    電極
８０１    筐体
８０２    液晶層
８０３    バックライト
８０４    筐体
８０５    ドライバＩＣ
８０６    端子
９０１    筐体
９０２    光源
９１１    照明装置
９１２    テレビ装置
１００１    筐体
１００２    支持台
１００３    表示部
１００４    スピーカー部
１００５    ビデオ入力端子
１１０１    本体
１１０２    筐体
１１０３    表示部
１１０４    キーボード
１１０５    外部接続ポート
１１０６    ポインティングデバイス
１２０１    本体
１２０２    筐体
１２０３    表示部
１２０４    音声入力部
１２０５    音声出力部
１２０６    操作キー
１２０７    外部接続ポート
１２０８    アンテナ
１３０１    本体
１３０２    表示部
１３０３    筐体
１３０４    外部接続ポート
１３０５    リモコン受信部
１３０６    受像部
１３０７    バッテリー
１３０８    音声入力部
１３０９    操作キー
１３１０    接眼部
２０００    ガラス基板
２０００    基板
２００１    陽極
２００２    陰極
２０１１    第１の発光層
２０１２    第２の発光層
２０１３    正孔注入層
２０１４    正孔輸送層
２０１５    電子輸送層
２０１６    電子注入層
２０２１    陽極側に位置する層
２０２２    陰極側に位置する層
２１００    ガラス基板
２１００    基板
２１０１    陽極
２１０２    陰極
２１０３    発光ユニット
２１０４    電荷発生層
２１１１    第１の発光層
２１１２    第２の発光層
２１１３    正孔注入層
２１１４    正孔輸送層
２１１５    電子輸送層
２１１６    電子注入層
２１２１    陽極側に位置する層
２１２２    陰極側に位置する層
２１３１    第１の層
２１３２    第２の層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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