(57)【要約】【課題】新規な発光素子を提供する。または、信頼性の良好な発光素子を提供する。安価に製造可能な発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供する。【解決手段】陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極と間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層を構成する材料から検出されるハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極と間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層を構成する材料から検出されるハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子。
【請求項２】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極の間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層は、第１の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物のハロゲン置換体は電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質であり、
前記電子注入輸送層を構成する材料から検出される前記ハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子。
【請求項３】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極の間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層は、第１の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物は、ラジカルアニオン状態における前記第１の有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下である物質であり、
前記電子注入輸送層を構成する材料から検出される前記ハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子。
【請求項４】
請求項３又は請求項４において、前記第１の有機化合物が、複素芳香族化合物である発光素子。
【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、
前記ハロゲンの割合が１０ｐｐｍ以下である発光素子。
【請求項６】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、
前記発光層は第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物のハロゲン置換体は電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質であり、
前記発光素子の積算駆動時間が増加しても、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が増加しない発光素子。
【請求項７】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、
前記発光層は第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物のハロゲン置換体は電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質であり、
前記発光素子の輝度劣化が初期輝度の８０％以下となった時点で、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が駆動初期と比較して増加していない発光素子。
【請求項８】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、
前記発光層は第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物は、ラジカルアニオン状態における前記第１の有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下である物質であり、
前記発光素子の積算駆動時間が増加しても、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が増加しない発光素子。
【請求項９】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、
前記ＥＬ層は少なくとも、
発光層と、
前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、
前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、
前記発光層は第２の有機化合物を含み、
前記第１の有機化合物は、ラジカルアニオン状態における前記第１の有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下である物質であり、
前記発光素子の輝度劣化が初期輝度の８０％以下となった時点で、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が駆動初期と比較して増加していない発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記ハロゲンが塩素である発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、前記第１の有機化合物が、複素芳香族化合物である発光素子。
【請求項１２】
請求項２乃至請求項１０において、前記複素芳香族化合物がキノキサリン骨格を有する化合物である発光素子。
【請求項１３】
請求項２乃至請求項１０において、前記複素芳香族化合物がフェナントロリン骨格を有する化合物である発光素子。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記発光層が正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層である発光素子。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の発光素子と、
トランジスタ、または、基板と、
を有する発光装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の発光装置と、
センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
を有する電子機器。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光装置と、
筐体と、
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、発光装置、表示装置、ディスプレイモジュール、照明モジュール、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、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】
【０００２】
薄型軽量、フレキシブル化、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのポテンシャルから、次世代の照明装置や表示装置として有機化合物を発光物質とする発光素子（有機ＥＬ素子）を用いた表示装置が開発、製品化されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して有機化合物である発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。発光物質が発する光のスペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な色の発光を呈する発光素子を得ることができる。
【０００４】
このような発光素子の重要な特性の一つに寿命や信頼性がある。
【０００５】
特許文献１では、ＥＬ層を構成する有機化合物中のハロゲン化合物に注目し、その濃度を一定以下とすることによって長寿命な発光素子を得ることが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２では、ＥＬ層のうち、発光層及び当該発光層（より詳細には発光領域）と隣接する層のハロゲン化合物の量は寿命に大きな悪影響を及ぼすが、発光領域から離れた正孔注入層に含まれるハロゲン化物はある程度多くても寿命に大きな影響を及ぼさないことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第００／４１４４３号パンフレット
【特許文献２】特開２０１４−９０１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＥＬ層に目的の有機化合物以外の物質を極力含ませず、高純度に形成するためには、製造工程における雰囲気や、材料の精製などを厳密に行う必要があり、それは製造コストや材料コストの上昇につながる。このように、コストまでもを鑑みた場合、むやみに高純度な材料を使用することや、必要のない雰囲気制御は好ましくない。
【０００９】
従来は発光を担う発光層の不純物制御が重要とされてきたが、本発明者らは、発光層ばかりではなく、発光層より陰極側に位置するＥＬ層（例えば電子輸送層、電子注入層）におけるハロゲン不純物の濃度の制御が重要であることを見出した。また、特に、ある特定の構造を有する発光素子においては、それがより顕著であることがわかった。
【００１０】
そこで、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とする。または、本発明の一態様では、信頼性の良好な発光素子を提供することを課題とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、安価に製造可能な発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを課題とする。
【００１２】
本発明の一態様は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを有する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極と間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層を構成する材料から検出されるハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子である。
【００１４】
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極の間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層は、第１の有機化合物を含み、前記第１の有機化合物のハロゲン置換体は電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質であり、前記電子注入輸送層を構成する材料から検出される前記ハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子である。
【００１５】
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極の間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層は、第１の有機化合物を含み、ラジカルアニオン状態における前記第１の有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、前記電子注入輸送層を構成する材料から検出される前記ハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子である。
【００１６】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物が、複素芳香族化合物である発光素子である。
【００１７】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記ハロゲンの割合が１０ｐｐｍ以下である発光素子である。
【００１８】
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、前記発光層は第２の有機化合物を含み、前記第１の有機化合物のハロゲン置換体は電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質であり、前記発光素子の積算駆動時間が増加しても、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が増加しない発光素子である。
【００１９】
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、前記発光層は第２の有機化合物を含み、前記第１の有機化合物のハロゲン置換体は電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質であり、前記発光素子の輝度劣化が初期輝度の８０％以下となった時点で、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体の量が駆動初期と比較して増加していない発光素子である。
【００２０】
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、前記発光層は第２の有機化合物を含み、前記第１の有機化合物は、ラジカルアニオン状態における前記第１の有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下である物質であり、前記発光素子の積算駆動時間が増加しても、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が増加しない発光素子である。
【００２１】
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極及び陰極の間に設けられたＥＬ層とを有する発光素子において、前記ＥＬ層は少なくとも、発光層と、前記発光層と前記陰極との間に設けられた電子注入輸送層とを有し、前記電子注入輸送層は第１の有機化合物を含み、前記発光層は第２の有機化合物を含み、前記第１の有機化合物は、ラジカルアニオン状態における前記第１の有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下である物質であり、前記発光素子の輝度劣化が初期輝度の８０％以下となった時点で、前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が駆動初期と比較して増加していない発光素子である。
【００２２】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記ハロゲンが塩素である発光素子である。
【００２３】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物が、複素芳香族化合物である発光素子である。
【００２４】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記複素芳香族化合物がキノキサリン骨格を有する化合物である発光素子である。
【００２５】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記複素芳香族化合物がフェナントロリン骨格を有する化合物である発光素子である。
【００２６】
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記発光層が正孔輸送性よりも電子輸送性の高い層である発光素子である。
【００２７】
本発明の他の一態様は、上述の発光素子と、トランジスタ、または、基板とを有する発光装置である。
【００２８】
本発明の他の一態様は、上述の発光素子と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクとを有する電子機器である。
【００２９】
本発明の他の一態様は、上記の発光装置と、筐体とを有する照明装置である。
【００３０】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具は、発光装置を有する場合がある。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様では、信頼性の良好な発光素子を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の一態様では、上述の発光素子を用いることにより、安価に製造可能な発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。
【００３３】
本発明の一態様は上述の効果のうちいずれか一を奏すればよいものとする。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】発光素子の概念図。
【図２】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図３】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図４】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図５】パッシブマトリクス型発光装置の概念図。
【図６】照明装置を表す図。
【図７】電子機器を表す図。
【図８】光源装置を表す図。
【図９】照明装置を表す図。
【図１０】照明装置を表す図。
【図１１】車載表示装置及び照明装置を表す図。
【図１２】電子機器を表す図。
【図１３】発光素子Ａと発光素子Ｂの規格化輝度−時間変化特性を表す図。
【図１４】発光素子Ａと発光素子Ｂの断面における塩素イオン強度分布を表す図。
【図１５】発光素子Ａと発光素子Ｂの塩素イオンの深さ方向に対する強度の変化を表す図。
【図１６】塩素原子の脱離反応の活性化エネルギー。
【図１７】Ｃｌ−ＤＢｑのＣＶチャート。
【図１８】保持試験を行ったＣｌ−ＤＢｑのＰＤＡクロマトグラム。
【図１９】保持試験を行ったＣｌ−ＤＢｑのＰＤＡクロマトグラムの各ピークにおける積分比。
【図２０】発光素子１及び比較発光素子１の輝度−電流密度特性。
【図２１】発光素子１及び比較発光素子１の電流効率−輝度特性。
【図２２】発光素子１及び比較発光素子１の輝度−電圧特性。
【図２３】発光素子１及び比較発光素子１の外部量子効率−輝度特性。
【図２４】発光素子１及び比較発光素子１の発光スペクトル。
【図２５】発光素子１及び比較発光素子１の規格化輝度−時間変化特性。
【図２６】発光素子２及び比較発光素子２の輝度−電流密度特性。
【図２７】発光素子２及び比較発光素子２の電流効率−輝度特性。
【図２８】発光素子２及び比較発光素子２の輝度−電圧特性。
【図２９】発光素子２及び比較発光素子２の外部量子効率−輝度特性。
【図３０】発光素子２及び比較発光素子２の発光スペクトル。
【図３１】発光素子２及び比較発光素子２の規格化輝度−時間変化特性。
【図３２】４２０時間駆動後の規格化輝度と塩素含有量。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
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は当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３６】
発光層に有機化合物を含む発光素子（有機ＥＬ素子）においては、当該発光層を含むＥＬ層を構成する有機化合物の純度がその寿命に影響を与えることが知られている。特に、塩素や臭素、ヨウ素等のハロゲンが置換したハロゲン置換体は当該有機化合物の合成過程で混入しやすく、取り除きにくい上に寿命に与える影響が非常に大きい。寿命の長い発光素子を得るために、特許文献１のようにＥＬ層中のハロゲン濃度を一定濃度以下に保つことが提案されている。
【００３７】
特許文献２では、発光層から離れた層、例えば正孔注入層であれば、その中にハロゲンが多少（数百ｐｐｍ程度）含まれていても駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化には影響しないことが報告されている。すなわち、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化は、発光層における発光領域にハロゲンが存在した場合に促進され、発光とは直接関係のない正孔注入層や、発光領域から離れた正孔輸送層に含まれるハロゲンはそのような輝度劣化は引き起こさないことが述べられている。
【００３８】
しかし、ここで、本発明者らは、発光層から離れていたとしても、陰極側に位置する層を構成する有機化合物に含まれる、当該有機化合物のハロゲン置換体（以下陰極側のハロゲン置換体とも言う）は、発光素子の駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化（以下単に輝度劣化とも言う）に悪影響を与える場合があることを見出した。なお、陰極側のハロゲン置換体は発光素子の初期特性には殆ど影響を及ぼさないこともわかっている。
【００３９】
これらの見解を踏まえ、検討及び実験を重ねた結果、本発明者らは陰極側のハロゲン置換体は、電子の注入により容易にハロゲン化物イオンを生成し、ハロゲンを脱離させる可能性があることがわかった。また、脱離したハロゲンが電界によって陽極側に移動することも付きとめた。ハロゲンが電界によって移動し、発光領域に達することで、発光領域にもともとハロゲンが存在していた場合のような駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化を引き起こすと考えられる。
【００４０】
図１３に発光素子Ａ及び発光素子Ｂの初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２、電流密度一定の条件において駆動した際の規格化輝度−時間変化特性を測定した結果を、図１４に、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による分析結果を示す。測定した発光素子Ａ及び発光素子Ｂはどちらも、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間にＥＬ層１０３が挟まれており、ＥＬ層１０３は第１の電極１０１側から正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５の各層を有する、図１（Ａ）に記載したような構造を有している発光素子中において、電子輸送層、電子注入層をまとめて述べる場合、電子注入輸送層と称する。
【００４１】
発光素子Ａと発光素子Ｂは、電子注入層１１５の材料として用いた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）中の塩素濃度のみが異なる素子であり、発光素子Ａは塩素濃度が燃焼イオンクロマトグラフィーによる測定において１４ｐｐｍのＮＢＰｈｅｎを、発光素子Ｂは同２２０ｐｐｍのＮＢＰｈｅｎを用いている。
【００４２】
図１３より、発光素子Ａと発光素子Ｂとは、同じ構造を有し、用いる材料も電子注入層を構成するＮＢＰｈｅｎの塩素濃度のみしか違いが無いのにも関わらず、駆動試験４２０時間経過後、その輝度に約２０％という大きな差が生じることがわかる。なお、発光素子Ａと発光素子Ｂの詳しい構成に関しては、実施例１に発光素子１、比較発光素子１として詳細に説明しているので参照されたい。
【００４３】
図１４は、ＴｏＦ−ＳＩＭＳによって分析した発光素子の断面における陰イオン（ｍ／ｚ＝３５．０、塩素イオン：Ｃｌ−）の強度分布を表す図である。図１４（Ａ）は発光素子Ａの、図１４（Ｂ）は発光素子Ｂの結果であり、それぞれ駆動試験前と駆動試験後の結果を示した。測定は発光素子の陰極をはがした後に陰極側から陽極側へ向かって掘削しながら行い、図中、下方が陽極側、上方が陰極側である。また、図１４中、明るい点は塩素イオン強度の強い位置を表し、暗い点は塩素イオン強度の弱い位置を表している。なお、ＮＢＰｈｅｎ以外の有機化合物に関してはハロゲンの濃度が１０ｐｐｍ以下の高純度な材料を用いている。
【００４４】
まず、駆動試験前の発光素子Ａの結果と発光素子Ｂの結果とを比較すると、発光素子Ｂの方が明るい点が多く、それぞれに用いたＮＢＰｈｅｎの塩素濃度を反映する結果となっていることがわかる。
【００４５】
続いて、駆動試験前の発光素子Ａ及び発光素子Ｂの結果と、駆動試験後の発光素子Ａ及び発光素子Ｂの結果を各々比較する。発光素子Ａでは、わずかではあるが、駆動試験後に明るい点が図上部から中間部にかけて増加していることが見受けられる。また、発光素子Ｂでは、駆動試験後、明らかに図上部から中間部にかけての明るい点が増加しており、発光素子を駆動することでＮＢＰｈｅｎの塩素置換体からの塩素の陽極側への拡散が起きていることがうかがえる。
【００４６】
なお、陰極側から測定したことによる下層への塩素のコンタミネーションに関しては、多少存在すると考えられる。しかし、全く同じ構造、材料を用いた発光素子において駆動前後で大きく結果が異なっていることから、塩素イオンの拡散を否定するものではない。
【００４７】
図１５は、発光素子Ａ及び発光素子Ｂの劣化前後における塩素イオンの二次イオン強度の深さ方向に対する変化を表すグラフである。図１５から、電子注入層（ＮＢＰｈｅｎを含む層）付近（０〜２０サイクル付近）における塩素イオン（ｍ／ｚ＝３５）の強度は駆動試験後（劣化後）の発光素子と駆動試験前（劣化前）の発光素子で大きな差はみられなかった。しかしながら、電子輸送層付近（２０〜５０サイクル付近）の層においては、劣化前の塩素イオンの強度よりも劣化後の強度の方が高くなる傾向が見られた。これらのことからも、ＮＢＰｈｅｎ層から塩素が拡散している可能性が示唆された。
【００４８】
ＮＢＰｈｅｎの塩素置換体は大きすぎるため、そのまま有機膜中を移動するとは考えづらい。このことから、劣化後の発光素子Ｂの電子輸送層付近で検出された塩素イオンは、駆動によってＮＢＰｈｅｎの塩素置換体から脱離した塩素原子が拡散したものだと考えられる。
【００４９】
このように、劣化後の電子輸送層において検出された塩素イオンの起源が、電子注入層に含まれるＮＢＰｈｅｎの塩素置換体であるとすると、劣化後の発光素子の電子注入層では、塩素が電子輸送層や発光層に拡散したことによって、劣化前の発光素子よりも検出される塩素イオン強度が低下すると考えられるが、図１５ではそうなっていない。これは、劣化前の発光素子において電子注入層付近で検出される塩素イオンは、ＮＢＰｈｅｎの塩素置換体のプロダクトイオンとして検出されるものが主であり、劣化後の発光素子において検出される塩素イオンは、それに加えてＮＢＰｈｅｎの塩素置換体から脱離した塩素が検出されていることが原因と考えられる。脱離した塩素は、ＮＢＰｈｅｎの塩素置換体のプロダクトイオンとして検出される塩素よりもイオン化しやすいため、劣化後の発光素子における電子注入層の塩素イオン強度は顕著に減らなかったと考えられる。なお、マトリクス効果によって各層での塩素イオン検出感度は多少異なると考えられるため、層全体での検出強度の絶対値は多少前後する可能性もある。
【００５０】
以上のように、電子注入層に含まれるハロゲン置換体のハロゲンが、駆動によって脱離、拡散することがわかった。このことが、発光領域を擁する発光層から離れた位置に存在するハロゲン置換体が、発光素子の輝度劣化に影響を与える理由であると推察できる。
【００５１】
なお、電子注入層におけるハロゲン置換体が輝度劣化に影響を及ぼすということは、電子注入層より発光層に近い位置にある電子輸送層に含まれるハロゲン置換体が輝度劣化に影響を及ぼすのは明らかである。
【００５２】
ここで、電子注入輸送層に用いられる電子輸送材料のハロゲン置換体から、どのような状態でハロゲンが脱離する可能性があるのか量子化学計算を用いて解析した。なお、量子化学計算プログラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を使用した。基底関数としては、６−３１１Ｇ（ｄ，ｐ）を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。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。
【００５３】
電子輸送材料として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）を例に計算を行った。合成過程において２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩに混入しうるハロゲン置換体は主に一塩素置換体である。２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ及びその一塩素置換体の構造式を以下に示す。なお、合成過程において２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩに混入しうるハロゲン置換体が主として一塩素置換体であることはＴＯＦ−ＭＳ検出器で測定した質量電荷比、燃焼イオンクロマトグラフィーでの塩素濃度、合成経路から予測したものであり、塩素の置換位置に関しては不明である。
【００５４】
【化１】
2016086173.tif 000003
【００５５】
なお、計算に当たっては、下記のような簡略化したモデルを使用した。
【００５６】
【化２】
2016086173.tif 000004
【００５７】
本実施の形態では、発光素子が駆動される際に取り得る電子状態のうち、Ａ）ラジカルカチオン状態、Ｂ）ラジカルアニオン状態、Ｃ）三重項励起状態の場合について計算を行った。計算では各状態において、炭素−塩素結合の結合長を伸ばしていきながらエネルギー変化を調べ、塩素原子の脱離反応の活性化エネルギーを求めた。結果を図１６Ａ）乃至図１６Ｃ）に示す。また、この結果をまとめた表を以下に示す。
【００５８】
【表１】
2016086173.tif 000005
【００５９】
ラジカルカチオン状態では図１６Ａ）に示すように炭素と塩素の結合長が伸びるにつれてエネルギーが増加してゆくことがわかった。これより、炭素−塩素結合の結合エネルギーは３．０６ｅＶと算出され、ラジカルカチオン状態からは塩素原子は遊離しにくいことがわかった。なお、ラジカルカチオン状態は、当該物質にホールが注入されることによって生成され、正孔注入層や正孔輸送層、発光層における物質で多くとられる状態である。
【００６０】
一方、ラジカルアニオン状態では、図１６Ｂ）に示すように炭素と塩素の結合長が０．２２６７ｎｍの時、エネルギーが極大になる遷移状態が存在することがわかった。これはすなわち、この結合長より長くなると、炭素−塩素結合が切れ、塩素原子が脱離することを示している。脱離後、塩素原子は塩素イオン（Ｃｌ−）の状態で近傍の分子と相互作用して存在していると考えられる。また、活性化エネルギーが０．４６ｅＶと小さいことから、ラジカルアニオン状態から塩素原子の脱離反応は起こりやすいことがわかる。なお、ラジカルアニオン状態は、当該物質に電子が注入されることによって生成され、電子注入層や電子輸送層、発光層において高い確率で生成される。
【００６１】
また、図１６Ｃ）から、三重項励起状態からの塩素原子の遊離反応も起こりやすいことがわかった。活性化エネルギーは０．４４ｅＶと求まり、ラジカルアニオン状態と同程度であった。遊離後の塩素原子は塩素ラジカル（Ｃｌ・）として存在し、近傍の分子と相互作用して存在していると考えられる。三重項励起状態は、ＥＬ素子の場合は発光層内の再結合領域及びその近傍において生成される励起子のうち、７５％の高い割合を占める。
【００６２】
なお、室温において速やかに進行する反応の活性化エネルギーは１．００ｅＶ程度、より好ましくは０．８７ｅＶ程度と言われている。このことからも、ラジカルアニオン状態、三重項励起状態からの塩素の脱離反応、遊離反応は比較的起こりやすいことがわかる。
【００６３】
続いて、電子注入輸送層を構成する材料として用いることが可能ないくつかの複素芳香族化合物、特にキノキサリン骨格を有する物質、フェナントロリン骨格を有する物質の塩素置換体について同様に計算を行い、ラジカルアニオン状態の当該物質から塩素が脱離する際の活性化エネルギーを求め、構造式とともに以下に示した。なお、これらの材料が発光層から陰極の間に設けられた場合、再結合によって励起状態が形成される確率は非常に小さいため、ラジカルアニオン状態から塩素が脱離するエネルギーのみを示した。
【００６４】
【化３】
2016086173.tif 000006
【００６５】
いずれの物質においても、ラジカルアニオン状態の当該物質から塩素が脱離する際の活性化エネルギーは１．００ｅＶを下回り、塩素の脱離が起こりやすいことがわかった。
【００６６】
このように、不純物であるハロゲン置換体は、発光素子を駆動させることで生成するラジカルアニオン状態及び三重項励起状態において、容易にハロゲンを脱離する。脱離したハロゲンは電界により発光層に向かって移動する。また、ハロゲン置換体から脱離したハロゲンは反応性の高いラジカルやイオンの状態をとることから周辺の材料の水素と置換し、他の材料のハロゲン置換体が生成する可能性が高いことがわかった。発光材料がハロゲン置換体になると、量子収率の低下が引き起こされる場合があるため、寿命の低下につながる。
【００６７】
また、発光層まで移動し、発光層の材料に置換したハロゲンが励起や電子注入などで再度脱離又は遊離することも考えられる。その際、ハロゲンが脱離又は遊離した残りの骨格はラジカル状態となり、これの反応性も高いため、このラジカルが他の材料と相互作用や反応をする場合も考えられる。例えば、ハロゲンが脱離又は遊離した残りの骨格のラジカルと他の材料が結合することで分子量が大きくなった結果共役が広がり、三重項励起準位や一重項励起準位が低下してしまい発光材料を有効に励起できない、発光材料の励起子を失活させてしまうなどの問題が起こる可能性もある。
【００６８】
以上のように、反応性の高いイオン状態やラジカル状態となった塩素が移動し、発光層に影響を及ぼすことによって、寿命の低下が引き起こされる蓋然性が高いことがわかった。
【００６９】
上記量子化学計算における計算結果によれば、ハロゲン置換体はラジカルアニオン状態や三重項励起状態において炭素−塩素結合が切れやすく、ラジカルカチオン状態では切れにくいことが示唆された。そこで、ラジカルアニオン状態における塩素脱離現象を実証するために、還元によりハロゲン置換体からハロゲンが実際に脱離するのかどうかを実験的に確認した。
【００７０】
確認実験は以下のように行った。まず、塩素置換体である（２−クロロジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：Ｃｌ−ＤＢｑ））の溶液を作製した。続いて、当該溶液にサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）装置を用いて電圧印加し、還元状態を一定時間保持した。その後ＵＨＰＬＣ装置を用いて純度検定を行い、塩素の脱離の有無及びその量についての知見を得、塩素置換体の増減について調査した。なお、Ｃｌ−ＤＢｑの構造式は以下である。
【００７１】
【化４】
2016086173.tif 000007
【００７２】
Ｃｌ−ＤＢｑの溶液は、濃度０．２Ｍとし、溶媒としてジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）、電解質として過塩素酸テトラ‐ｎ‐ブチルアンモニウム１０ｍＭ用い、撹拌しながらアルゴンバブリング処理を行った。ＣＶ装置を用いて、この材料の１電子還元電位と２電子還元電位を測定した。チャートを図１７に示す。１電子還元電位は、１電子還元波ピークとその酸化波ピークの中間の値であり、２電子還元電位は、２電子還元波ピークとその酸化波ピークの中間の値である。
【００７３】
次に、同様の調整溶液を撹拌しながら、上記１電子還元電位及び上記２電子還元電位よりもそれぞれ約０．１Ｖ高い電位で約６７時間保持し通電させた。
【００７４】
材料の１電子還元電位、２電子還元電位と、実際に印加し、保持した電位を表２に示す。以下、１電子還元電位よりも約０．１Ｖ高い電位を保持電位１、２電子還元電位よりも約０．１Ｖ高い電位を保持電位２と述べる場合がある。なお、リファレンスとして、調整溶液に電位をかけず、６７時間以上放置したサンプルも作製した。
【００７５】
【表２】
2016086173.tif 000008
【００７６】
なお、このＣＶ測定における１電子還元によって、Ｃｌ−ＤＢｑはラジカルアニオン状態となる。
【００７７】
反応終了後、これら保持試験で得られたそれぞれの溶液に対し、ＵＨＰＬＣで純度検定を行った。ＵＨＰＬＣのフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）クロマトグラムを図１８に示す。
【００７８】
図１８において、リファレンス、保持電位１を印加した１電子還元後の試料、及び保持電位２を印加した２電子還元後の試料のクロマトグラム全てに存在する５．１ｍｉｎ付近のピークはｍ／ｚ＝２６４の物質であり、Ｃｌ−ＤＢｑに相当する。また、１電子還元後及び２電子還元後の試料においては、３．５ｍｉｎ付近にもピークが存在する。これは、主にｍ／ｚ＝２３１の物質であり、Ｃｌ−ＤＢｑから塩素が外れて水素で終端された化合物、すなわちジベンゾキノキサリン（略称：ＤＢｑ）に相当すると考えられる。また、２電子還元後の試料における２．３ｍｉｎ及び２．８ｍｉｎに現れた二つのピークはｍ／ｚ＝３０２の物質に相当し、ＤＢｑの水素が溶媒であるＤＭＦが置換した物質（略称：ＤＢｑ‐ＤＭＦ）であると考えられる。このように、還元後のサンプルに塩素が存在しない物質のピークが現れることから、塩素置換体を還元状態に置くことによって、塩素の脱離が引き起こされることがわかった。なお、ＤＢｑ‐ＤＭＦの存在により、Ｃｌ−ＤＢｑから塩素が脱離した時に生成したＤＢｑラジカル（ＤＢｑ・）が、溶媒であるＤＭＦと反応したことが示唆される。
【００７９】
また、当該クロマトグラムにおける上記材料に相当するピークの積分比をグラフ化したものを図１９に示す。図１９から、Ｃｌ−ＤＢｑより塩素が外れたＤＢｑと推定される物質が、１電子還元後では７．５％程度、２電子還元後では３４．９％程度存在することがわかった。さらに、ＤＢｑの水素に溶媒であるＤＭＦが置換した物質と考えられるｍ／ｚ＝３０２の物質も２電子還元後（１電子還元よりも高い電位）では７．９％程度存在する。これも塩素の脱離が起きた結果生成した物質と考えられ、２電子還元後の試料においては、合わせて４２．８％という非常に高い割合で塩素の脱離が起きていることがわかる。
【００８０】
以上より、電子注入輸送層に用いられる有機化合物のハロゲン置換体は、発光素子が駆動されることでラジカルアニオンや三重項励起状態になり、容易に塩素を脱離又は遊離することがわかった。脱離又は遊離したハロゲンは発光層側に拡散してゆき、また、ラジカル状態又はイオン状態であるため反応性が高いことから、発光層に存在する有機化合物（発光材料、ホスト材料等）の水素と置換する場合がある。発光材料にハロゲンが置換すると、量子収率の低下が起こる恐れがある。また、発光層で他の材料に置換したハロゲンが励起や電子注入などで再度脱離することも考えられる。その際、ハロゲンが脱離した残りの骨格はラジカル状態となり、これの反応性も高い。このラジカルが他の材料と相互作用や反応をする可能性もある。例えば、当該骨格のラジカルと他の材料が結合して分子量が大きくなった結果共役が広がってしまい、三重項励起準位や一重項励起準位が低下することで発光材料を有効に励起できないなどの可能性もある。また、ラジカルの酸化体や還元体自体もエネルギー準位が低く、消光因子となり得る。
【００８１】
このように、発光層よりも陰極側に存在するＥＬ層（電子注入輸送層）に、そのハロゲン置換体が電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する有機化合物が含まれる発光素子である場合、当該発光素子の発光層に含まれる有機化合物のハロゲン置換体の濃度が当該発光素子を駆動することにより増加することがない発光素子が良好な寿命を有する発光素子であることがわかる。
【００８２】
また、そのハロゲン置換体が電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが、ラジカルアニオン状態において１．００ｅＶ以下、好ましくは０．８７ｅＶ以下である発光素子の場合、寿命の低下が引き起こされやすい。このような発光素子では、発光層に含まれる材料が駆動によりハロゲン置換体の濃度が増加することがない場合に、良好な寿命を有する発光素子とすることができる。
【００８３】
なお、ハロゲン置換体の増減の確認は、ＵＨＰＬＣ法を用い、適切な検出方法を適用することにより行うことができる。
【００８４】
上述の塩素置換体の濃度の増減に関しては当該発光素子の駆動試験において劣化が初期輝度の８０％程度及びそれ以下になった時点で判定することが好ましい。
【００８５】
また、電子注入輸送層を構成する有機化合物のハロゲン置換体において、当該ハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが、ラジカルアニオン状態において１．００ｅＶ以下好ましくは０．８７ｅＶ以下である発光素子においては、電子注入輸送層を構成する材料におけるハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下好ましくは１０ｐｐｍ以下であると良好な寿命を有する発光素子とすることができる。
【００８６】
以上のような構成を有する本実施の形態における発光素子は、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化の小さい、寿命の長い発光素子とすることができる。
【００８７】
続いて、ハロゲン置換体の濃度が異なるＮＢＰｈｅｎを用いた素子を駆動した後の規格化輝度と塩素含有量に関して調査した結果を図３２に示す。図３２は４２０時間経過した素子における結果を示した。発光素子の構造は実施例１で詳細に説明する。電子注入輸送層に、ハロゲン化物が混入していると信頼性が悪くなり、その濃度が高くなればなる程その影響は大きくなる。一方、混入しているハロゲン化物の濃度は低くなるにつれ、信頼性への影響はある濃度で飽和してくる。図３２では塩素濃度が低く、信頼性の良い群（２０ｐｐｍ以下の群）の平均の寿命と曲線との交点は、約３０ｐｐｍとなった。つまり、約３０ｐｐｍ以下では飽和するとみられる。それは、ハロゲン化不純物がある濃度以下になると、その純度以外の要因による劣化の方が信頼性に対して律速になってくるためと考えられる。例えば素子内の材料の劣化や、膜質変化による輸送性の変化などがあげられる。
【００８８】
≪発光素子≫
本発明の一態様の発光素子の例について図１（Ａ）を用いて詳細に説明する。
【００８９】
本実施の形態における発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２とからなる一対の電極と、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とを含む。なお、第１の電極１０１は陽極、第２の電極１０２は陰極であるものとして、以下説明を行う。
【００９０】
ＥＬ層１０３は積層構造を有し、その積層構造は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することができる。本実施の形態では、ＥＬ層１０３は、第１の電極１０１の上に正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５の順で積層構を有する構成について説明する。各電極及び各層を構成する材料の例について以下に具体的に示す。
【００９１】
第１の電極は陽極であるため、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、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作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１乃至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方法などがある。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乃至５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１乃至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もできる。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）、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。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料を、ＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
【００９２】
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、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）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（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）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００９３】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の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、第１の電極１０１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も用いることができるようになる。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）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００９４】
複合材料に用いる正孔輸送性を有する有機化合物としては、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、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性を有する有機化合物としては、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。以下では、複合材料における正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００９５】
複合材料に用いることのできる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。カルバゾール誘導体としては、具体的には、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）、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を用いることができる。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。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。
【００９６】
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。
【００９７】
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることが可能となる。
【００９８】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）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（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）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料を構成する物質として挙げた材料のうち、正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層１１２に用いることができる。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）等の高分子化合物を用いることもできる。なお、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００９９】
発光層１１３は蛍光発光を呈する層であっても、りん光発光を呈する層や熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を呈する層であってもいずれでも構わない。また、単層であっても、異なる発光物質が含まれる複数の層からなっていても良い。複数の層からなる発光層を形成する場合、りん光発光物質が含まれる層と蛍光発光物質が含まれる層が積層されていても良い。この際、りん光発光物質が含まれる層では、後述の励起錯体を利用することが好ましい。
【０１００】
蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。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’−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−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）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎのようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
【０１０１】
発光層１１３において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［（１−２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（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：ＦＩｒａｃａｃ）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。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。
【０１０２】
また、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［６−（２−ノルボルニル）−４−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−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ乃至６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
【０１０３】
また、（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）（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。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
【０１０４】
また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。
【０１０５】
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等を用いることができる。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を用いることができる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示される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）等も挙げられる。
【０１０６】
【化５】
2016086173.tif 000009
【０１０７】
また、以下の構造式に示される２−ビフェニル−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（ＰＩＣ−ＴＲＺ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。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なり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
【０１０８】
【化６】
2016086173.tif 000010
【０１０９】
発光層のホスト材料としては、蛍光発光物質を用いる場合は、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［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）、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）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）−ビフェニル−４’−イル｝−アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
【０１１０】
上記材料以外の材料をホスト材料として用いる場合、電子輸送性を有する有機化合物や正孔輸送性を有する有機化合物など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
【０１１１】
電子輸送性を有する有機化合物としては、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（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）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、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が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。電子輸送性を有する有機化合物としては、正孔よりも電子の移動度が高い物質であれば良いが、好ましくは１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であるとよい。
【０１１２】
正孔輸送性を有する有機化合物としては、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−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−９−Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：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）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。正孔輸送性を有する有機化合物としては、電子よりも正孔の移動度が高い物質であれば良いが、好ましくは１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であるとよい。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、以上で述べた正孔輸送性を有する有機化合物の他、様々な物質の中から正孔輸送材料を用いても良い。
【０１１３】
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９乃至９：１とすればよい。
【０１１４】
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は、蛍光発光物質、りん光発光物質及びＴＡＤＦ材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、当該構成は駆動電圧も低下するため好ましい構成である。
【０１１５】
発光層に用いられる有機化合物は、ハロゲン置換体が多く含まれるとその寿命に悪影響を及ぼすため、発光層に含まれる有機化合物の塩素置換体は、当該有機化合物に対して３０ｐｐｍ以下好ましくは１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１１６】
以上のような構成を有する発光層１１３は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液としてインクジェット法やスピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。
【０１１７】
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する有機化合物を含む層である。電子輸送性を有する有機化合物としては、上記ホスト材料に用いることが可能な材料として挙げた電子輸送性を有する有機化合物や、その他、アントラセン骨格を有する有機化合物を用いることができる。
【０１１８】
また、電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子注入層１１５を設けてもよい。電子注入層１１５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と、電子輸送性を有する物質を組み合わせて用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中に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例えば、ＮＢＰｈｅｎやＢＰｈｅｎ、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス（４，６−ジフェニルピリミジン）（略称：２，６（Ｐ２Ｐｍ）２Ｐｙ）などがあげられる。また、電子注入層１１５にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
【０１１９】
電子輸送層及び電子注入層含まれる有機化合物のハロゲン置換体から遊離したハロゲンは、電界等によって発光層方向に移動する。そのため電子輸送層及び電子注入層を構成する有機化合物に含まれる当該有機化合物のハロゲン置換体は、３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。また、脱離、移動したハロゲンは発光層におけるハロゲン置換体の量を増加させることで、輝度劣化を促進させる。すなわち、発光層におけるハロゲン置換体の量が増加しない発光素子が輝度劣化の小さい良好な寿命を有する発光素子とすることができる。
【０１２０】
当該有機化合物が、電子を受け取ることによってハロゲンを脱離する物質、特にラジカルアニオン状態における有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下である物質である場合は上記構成を適用することによって良好な寿命を有する発光素子を得ることができるため好ましい構成である。なお、有機化合物のハロゲン置換体からハロゲンが脱離するエネルギーが０．８７ｅＶ以下である有機化合物を用いた発光素子である場合、さらにその抑制効果が大きい為非常に好ましい構成である。
【０１２１】
第２の電極１０２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）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、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）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、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。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、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。
【０１２２】
また、ＥＬ層１０３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。また各電極または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。
【０１２３】
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
【０１２４】
当該発光素子の発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を透光性を有する電極で形成する。
【０１２５】
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子ともいう）の態様について、図１（Ｂ）を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極とで構成される一対の電極の間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）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り、図１（Ｂ）で示した発光素子は、複数の発光ユニットを有する発光素子ということができる。
【０１２６】
図１（Ｂ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と、電荷発生層５１３と、第２の発光ユニット５１２との積層を含むＥＬ層５０３が形成されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
【０１２７】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料を用いることが好ましい。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、図１（Ａ）で示した正孔注入層１１１に使用可能な複合材料を用いることができる。有機化合物と金属酸化物を含む複合材料は、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、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層に接している場合、電荷発生層が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うため、当該発光ユニットには正孔注入層を設けなくとも良い。
【０１２８】
なお、電荷発生層５１３は、上記複合材料を含む層と他の材料により構成される層とを組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、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積層することにより形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物とを含む複合材料を含む層と、透明導電膜とを積層することにより形成してもよい。
【０１２９】
また、電荷発生層５１３と当該電荷発生層の陽極側の発光ユニットとの間には、電子注入バッファ層を設けても良い。電子注入バッファ層は、アルカリ金属の極薄い膜と、電子輸送性の物質を含む電子リレー層との積層からなっている。アルカリ金属の極薄い膜は、電子注入層１１５に相当し、電子の注入障壁を低減させる機能を有する。電子リレー層はアルカリ金属の膜と電荷発生層５１３との相互作用を防ぎ、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。
【０１３０】
電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質は、当該物質のＬＵＭＯが電荷発生層５１３におけるアクセプター性物質のＬＵＭＯと、上記陽極側の発光ユニットにおける電子注入バッファ層と接する層に含まれる物質のＬＵＭＯとの間となるように選択する。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質のＬＵＭＯは−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。電子注入バッファ層を設ける場合、当該層のアルカリ金属の極薄い膜が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには重ねて電子注入層を形成する必要はない。
【０１３１】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２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１（Ｂ）において、第１の電極の電位の方が第２の電極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５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【０１３２】
図１（Ｂ）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、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。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、さらに長寿命な素子を実現できる。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。
【０１３３】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色調の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも容易である。
【０１３４】
≪微小光共振器（マイクロキャビティ）構造≫
マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、上記一対の電極を、反射電極と半透過・半反射電極とから構成することにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極は上述の第１の電極と第２の電極に相当する。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともＥＬ層を有し、ＥＬ層は少なくとも発光領域となる発光層を有している。
【０１３５】
ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。なお、反射電極は、反射性を有する導電性材料により形成し、それに対する可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下であるとする。また、半透過・半反射電極は、反射性および光透過性を有する導電性材料により形成され、それに対する可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下であるとする。
【０１３６】
また、当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
【０１３７】
なお、発光層から発する光のうち、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい色の波長）に調節することが好ましい。これにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
【０１３８】
なお、上記構成においては、ＥＬ層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
【０１３９】
≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄ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（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）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。
【０１４０】
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路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。
【０１４１】
次に、断面構造について図２（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線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１４２】
なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＦＥＴ６２３とｐチャネル型ＦＥＴ６２４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。
【０１４３】
また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
【０１４４】
ＦＥＴに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。ＦＥＴに用いる半導体の例としては、半導体材料としては、１４族半導体、１３族半導体、化合物半導体（酸化物半導体を含む）の他、有機半導体等を用いることができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）等が挙げられる。なお、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材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい構成である。
【０１４５】
なお、第１の電極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ことができる。
【０１４６】
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を用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ乃至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、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
【０１４７】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６及び第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。これらはそれぞれ図１（Ａ）で説明した第１の電極１０１、ＥＬ層１０３及び第２の電極１０２又は図１（Ｂ）で説明した第１の電極５０１、ＥＬ層５０３及び第２の電極５０２に相当する。
【０１４８】
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。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材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。
【０１４９】
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ない材料であることが望ましい。また、素子基板６１０及び封止基板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。
【０１５０】
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。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、以下のものがあげられる。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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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、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。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
【０１５１】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置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、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。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有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【０１５２】
つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。トランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、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、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
【０１５３】
図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（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、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
【０１５４】
また、図３（Ａ）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）は透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色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、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
【０１５５】
図３（Ｂ）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）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た。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。
【０１５６】
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴ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）の発光装置としたが、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）の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４に示す。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。ＦＥＴ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発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。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。
【０１５７】
発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、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４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、図１（Ａ）のＥＬ層１０３または図１（Ｂ）のＥＬ層５０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
【０１５８】
図４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、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黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層１０３５はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。
【０１５９】
また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の３色や赤、緑、青、黄の４色でフルカラー表示を行ってもよい。
【０１６０】
図５には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４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９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４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。
【０１６１】
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素部に形成されたＦＥＴでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
【０１６２】
≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。
【０１６３】
当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は図１（Ａ）、（Ｂ）の第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料により形成する。
【０１６４】
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
【０１６５】
第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は図１（Ａ）、（Ｂ）のＥＬ層１０３又はＥＬ層５０３などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
【０１６６】
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は図１（Ａ）の第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料を含んで形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。
【０１６７】
第１の電極４０１、ＥＬ層４０３及び第２の電極４０４によって発光素子が形成される。当該発光素子を、シール材４０５、４０６を用いて封止基板４０７を固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
【０１６８】
また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
【０１６９】
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
【０１７０】
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３は、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
【０１７１】
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
【０１７２】
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１７３】
図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、発光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
【０１７４】
図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（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７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方表示部を用いていも良い。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７５】
図７（Ｄ１）（Ｄ２）は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯情報端末は、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。
【０１７６】
図７（Ｄ１）及び（Ｄ２）に示す携帯情報端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１７７】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１７８】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１７９】
また、携帯電話機内部に、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、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１８０】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１８１】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０１８２】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまた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。
【０１８３】
なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【０１８４】
また、表示部に本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は寿命が良好な発光素子とすることが可能である。このため、本発明の一態様の電子機器は信頼性の良好な電子機器とすることができる。
【０１８５】
図８は、発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図８に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。バックライトユニット９０３には、発光素子が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
【０１８６】
発光素子には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することにより、信頼性の良好なバックライトが得られる。
【０１８７】
図９は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として発光素子を用いた照明装置が用いられている。
【０１８８】
図１０は、室内の照明装置３００１の例である。当該照明装置３００１には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。
【０１８９】
本発明の一態様である自動車を図１１に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボードに発光素子が搭載されている。表示領域５０００乃至表示領域５００５は発光素子を用いて設けられた表示領域である。当該発光素子には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、信頼性の良好な発光素子とすることができる。また、これにより表示領域５０００乃至表示領域５００５は消費電力を抑えられるため、車載に好適である。
【０１９０】
表示領域５０００と表示領域５００１は、自動車のフロントガラスに設けられた、発光素子を用いる表示装置である。この発光素子を、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
【０１９１】
表示領域５００２はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
【０１９２】
表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距離、給油量、ギア状態、空調の設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設けることができる。また、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いることも可能である。
【０１９３】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図１２（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有する。なお、当該タブレット端末は、本発明の一態様の発光素子を備えた発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に用いることにより作製される。
【０１９４】
表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示された操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。
【０１９５】
また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネル領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタンを表示することができる。
【０１９６】
また、タッチパネル領域９６３２ａとタッチパネル領域９６３２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。
【０１９７】
また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
【０１９８】
また、図１２（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。
【０１９９】
図１２（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１２（Ｂ）では充放電制御回路９６３４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について示している。
【０２００】
なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
【０２０１】
また、この他にも図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。
【０２０２】
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー９６３５の充電を行う構成とすることができるため好適である。
【０２０３】
また、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１２（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１２（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
【０２０４】
まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６３３で充電された電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。
【０２０５】
なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段によってバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。
【０２０６】
また、上記表示部９６３１を具備していれば、図１２に示した形状のタブレット型端末に限定されない。
【実施例１】
【０２０７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１）及び比較発光素子１について説明する。
【０２０８】
発光素子１と比較発光素子１は電子注入層に用いた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）として、ハロゲン濃度が各々異なるサンプル（サンプル１、サンプル２）を用いた素子である。
【０２０９】
まず、サンプル１とサンプル２のＮＢＰｈｅｎに含まれるハロゲン濃度を燃焼イオンクロマトグラフ法により求めた。分析は三菱化学アナリテック社製自動試料燃焼装置ＡＱＦ−２１００Ｈ、および、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製イオンクロマトグラフィーシステムＤｉｏｎｅｘ  ＩＣＳ−２１００を用いて行った。
【０２１０】
１０ｍｇから５０ｍｇの各サンプルをセラミック製のボートに量り取り、燃焼用サンプルとした。燃焼装置のヒーター温度は、入り口側が１０００℃、出口側が９００℃とした。ガス流量は、Ａｒ２００ｍｌ／ｍｉｎ、Ｏ２  ４００ｍｌ／ｍｉｎ、加湿Ａｒ１００ｍｌ／ｍｉｎとし、一定流量で流し続けた。当該ガスを吸収液（イオンクロマトグラフの内部標準としてリン酸３０ｐｐｍを添加した純水）にバブリングさせることで、燃焼時に発生するガスを吸収させた。
【０２１１】
サンプルの燃焼は、ボートコントローラーを使用し、一定の条件で当該ボートを移動させながら、高温下、上記サンプルを酸素と反応させることで行った。ボートの移動条件は、以下の通りである。サンプルセット位置を０ｍｍとして、１３０ｍｍの位置まで２０ｍｍ／ｓｅｃで移動させ、９０ｓｅｃ待機させた。次に１６０ｍｍの位置まで０．１２ｍｍ／ｓｅｃで移動させ、９０ｓｅｃ待機させた。最後に燃焼管の一番奥となる２６５ｍｍの位置まで２０ｍｍ／ｓｅｃで移動させ、９０ｓｅｃ待機させた後、ボートを回収した。上記燃焼によって発生したガスを吸収させた吸収液１００μｌをイオンクロマトグラフィーシステムへ導入し、塩素量を測定した。
【０２１２】
イオンクロマトグラフ分析はＤｉｏｎｅｘ  ＩｏｎＰａｃ  ＡＧ２０（４×５０ｍｍ）、Ｄｉｏｎｅｘ  ＩｏｎＰａｃ  ＡＳ２０（４×２５０ｍｍ）のカラムを用いて３５℃で行った。溶離液はＫＯＨとし、流量は１．０ｍｌ／ｍｉｎとした。ＫＯＨの濃度は徐々に濃くなるようにグラジエント測定を行った。
【０２１３】
検出器は電気伝導度検出器を用い、検量線の作成には関東化学社製陰イオン混合標準液を用いた。
【０２１４】
分析の結果、サンプル１に含まれる塩素量は１４ｐｐｍ、サンプル２に含まれる塩素量は２２０ｐｐｍであることがわかった。なおこれらサンプルは、昇華精製後のサンプルであるから、塩素は主にＮＢＰｈｅｎの塩素置換体として存在していると考えられる。
【０２１５】
続いて、発光素子１及び比較発光素子１の作成方法について説明する。発光素子１及び比較発光素子１において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
【０２１６】
【化７】
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【０２１７】
（発光素子１及び比較発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能する電極である。
【０２１８】
次に、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。
【０２１９】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２２０】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０２２１】
次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣｚＰＡを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
【０２２２】
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉ）で表される７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）とを、重量比１：０．０４（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
【０２２３】
続いて、発光層１１３上にｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜して電子輸送層１１４を形成した。
【０２２４】
電子輸送層１１４を形成したら、上記構造式（ｉｖ）で表される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）を１５ｎｍとなるように成膜し、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、電子注入層１１５を形成した。なお、ＮＢＰｈｅｎは、発光素子１では、燃焼イオンクロマトグラフ法により塩素濃度が１４ｐｐｍと測定されたサンプル１を、比較発光素子１では同２２０ｐｐｍと測定されたサンプル２を用いた。なお、ＮＢＰｈｅｎ以外の有機化合物の塩素濃度はすべて１０ｐｐｍ以下の高純度な材料を用いている。
【０２２５】
最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、発光素子１及び比較発光素子１を作製した。
【０２２６】
発光素子１及び比較発光素子１の素子構造をまとめた表を示す。
【０２２７】
【表３】
2016086173.tif 000012
【０２２８】
発光素子１及び比較発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、初期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。
【０２２９】
発光素子１及び比較発光素子１の輝度−電流密度特性を図２０に、電流効率−輝度特性を図２１に、輝度−電圧特性を図２２に外部量子効率−輝度特性を図２３に、発光スペクトルを図２４に示す。
【０２３０】
これらより、発光素子１及び比較発光素子１の初期特性は共に良好であり、初期特性においては電子注入層の塩素濃度はほぼ影響を及ぼさないことがわかった。
【０２３１】
続いて、図２５に発光素子１及び比較発光素子１を初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２、電流密度一定の条件において駆動した際の規格化輝度−時間変化特性に示す。図２５より、発光素子１は、約４００時間経過後も８０％以上の輝度を保っているが、比較発光素子１は４００時間経過後、６３％程度まで輝度が落ちてしまっていることがわかった。
【０２３２】
このことから、発光層に含まれるハロゲン置換体の濃度が同じ素子であっても、発光層から遠い、電子注入層を構成する材料に含まれる塩素置換体の濃度が、発光素子の信頼性に大きな影響を及ぼすことがわかった。
【０２３３】
電子注入層に含まれるハロゲン置換体が、電子が注入されることによってラジカルアニオン状態となり、容易にハロゲンを脱離する場合、脱離したハロゲンは電界によって発光層に到達し、輝度劣化に悪影響を及ぼす。そのため、そのハロゲン置換体に電子が注入されることによってハロゲンを脱離する物質である有機化合物を電子注入層を構成する材料として用いた発光素子においては、駆動することによって発光層を構成する材料のハロゲン置換体が増加しない素子が輝度劣化の小さい良好な寿命を有する発光素子である。
【０２３４】
また、そのハロゲン置換体に電子が注入されることによってハロゲンを脱離する物質である有機化合物を電子注入層として用いた発光素子においては、電子注入層を形成する材料に含まれるハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子が輝度劣化の小さい、良好な寿命を有する発光素子とすることができる。
【０２３５】
特に、電子注入層を構成する有機化合物のハロゲン置換体の、ラジカルアニオン状態における当該ハロゲンを脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下、特に０．８４ｅＶ以下である発光素子は、駆動によってハロゲンを脱離しやすいため、電子注入層を構成する材料に含まれるハロゲンの量を３０ｐｐｍ以下とすることで当該ハロゲンによる輝度劣化への悪影響を有効に低減させることができる。同様に、電子注入層を構成する有機化合物のハロゲン置換体の、ラジカルアニオン状態における当該ハロゲンを脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下、特に０．８４ｅＶ以下である発光素子は、駆動時間が蓄積しても発光層を構成する材料のハロゲン置換体が増加しない素子であることによって当該ハロゲンによる輝度劣化への悪影響のない、良好な寿命を有する発光素子とすることができる。なお、ハロゲン置換体の増減に関しては、規格化輝度が初期輝度の８０％程度になった辺りで判定することができる。
【０２３６】
また、発光素子１及び比較発光素子１と同様の構成を有し、電子注入層を形成するＮＢＰｈｅｎに含まれるＮＢＰｈｅｎの塩素置換体の濃度のみが異なる複数の素子を作製し、４２０時間の駆動試験を行った後の規格化輝度と塩素含有量に関して調査した結果を図３２に示す。電子注入輸送層に、ハロゲン化物が混入していると信頼性が悪くなり、その濃度が高くなればなる程その影響は大きくなる。一方、混入しているハロゲン化物の濃度は低くなるにつれ、信頼性への影響はある濃度で飽和してくる。図３２では塩素濃度が低く、信頼性の良い群（２０ｐｐｍ以下の群）の平均の寿命と曲線との交点は、約３０ｐｐｍとなった。つまり、約３０ｐｐｍ以下から飽和するとみられる。それは、ハロゲン化不純物がある濃度以下になると、その純度以外の要因による劣化の方が信頼性に対して律速になってくるためと考えられる。
【実施例２】
【０２３７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子２及び比較発光素子２）について説明する。
【０２３８】
発光素子２と比較発光素子２は電子輸送層に用いた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）として、ハロゲン濃度が各々異なるサンプル（サンプル３、サンプル４）を用いた素子である。
【０２３９】
まず、サンプル３とサンプル４の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩに含まれるハロゲン濃度を燃焼イオンクロマトグラフ法により求めた。分析は三菱化学アナリテック社製自動試料燃焼装置ＡＱＦ−２１００Ｈ、および、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製イオンクロマトグラフィーシステムＤｉｏｎｅｘ  ＩＣＳ−２１００を用いて行った。
【０２４０】
１０ｍｇから５０ｍｇの各サンプルをセラミック製のボートに量り取り、燃焼用サンプルとした。燃焼装置のヒーター温度は、入り口側が１０００℃、出口側が９００℃とした。ガス流量は、Ａｒ２００ｍｌ／ｍｉｎ、Ｏ２  ４００ｍｌ／ｍｉｎ、加湿Ａｒ１００ｍｌ／ｍｉｎとし、一定流量で流し続けた。当該ガスを吸収液（イオンクロマトグラフの内部標準としてリン酸３０ｐｐｍを添加した純水）にバブリングさせることで、燃焼時に発生するガスを吸収させた。
【０２４１】
サンプルの燃焼は、ボートコントローラーを使用し、一定の条件で当該ボートを移動させることで、高温下、上記サンプルを酸素と反応させることで行った。ボートの移動条件は、以下の通りである。サンプルセット位置を０ｍｍとして、１３０ｍｍの位置まで２０ｍｍ／ｓｅｃで移動させ、９０ｓｅｃ待機させた。次に１６０ｍｍの位置まで０．１２ｍｍ／ｓｅｃで移動させ、９０ｓｅｃ待機させた。最後に燃焼管の一番奥となる２６５ｍｍの位置まで２０ｍｍ／ｓｅｃで移動させ、９０ｓｅｃ待機させた後、ボートを回収した。上記燃焼によって発生したガスを吸収させた吸収液１００μｌをイオンクロマトグラフィーシステムへ導入し、塩素量を測定した。
【０２４２】
イオンクロマトグラフ分析はＤｉｏｎｅｘ  ＩｏｎＰａｃ  ＡＧ２０（４×５０ｍｍ）、Ｄｉｏｎｅｘ  ＩｏｎＰａｃ  ＡＳ２０（４×２５０ｍｍ）のカラムを用いて３５℃で行った。溶離液はＫＯＨとし、流量は１．０ｍｌ／ｍｉｎとした。ＫＯＨの濃度は徐々に濃くなる様にグラジエント測定を行った。
【０２４３】
検出器は電気伝導度検出器を用いた。検量線の作成には関東化学社製陰イオン混合標準液を用いた。
【０２４４】
分析の結果、サンプル３の塩素量は１．５ｐｐｍ、サンプル４の塩素量は２４０ｐｐｍであることがわかった。
【０２４５】
続いて、発光素子２及び比較発光素子２の作成方法について説明する。発光素子２及び比較発光素子２において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
【０２４６】
【化８】
2016086173.tif 000013
【０２４７】
（発光素子２及び比較発光素子２の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能する電極である。
【０２４８】
次に、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。
【０２４９】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２５０】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｖ）で表される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で１：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０２５１】
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｖｉ）で表される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１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
【０２５２】
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｖｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）と、上記構造式（ｉｘ）で表されるビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを重量比０．７：０．３：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着した後、重量比０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
【０２５３】
続いて、発光層１１３上に発光素子２では燃焼イオンクロマトグラフィーで塩素量が２ｐｐｍ以下と測定されたサンプル３の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚２０ｎｍとなるように成膜して電子輸送層を形成した。比較発光素子２では、発光層１１３上に燃焼イオンクロマトグラフィーで塩素量が２ｐｐｍ以下と測定されたサンプル３の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを１０ｎｍ成膜した後に、燃焼イオンクロマトグラフィーで塩素量が２４０ｐｐｍと測定されたサンプル４の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを１０ｎｍ成膜して電子輸送層を形成した。
【０２５４】
さらに、電子輸送層１１４上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍ形成し、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ形成して電子注入層１１５を形成し、最後にアルミニウムを２００ｎｍを蒸着して発光素子２及び比較発光素子２を作製した。
【０２５５】
発光素子２及び比較発光素子２の素子構造をまとめた表を示す。
【０２５６】
【表４】
2016086173.tif 000014
【０２５７】
発光素子２及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、初期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。
【０２５８】
発光素子２及び比較発光素子２の輝度−電流密度特性を図２６に、電流効率−輝度特性を図２７に、輝度−電圧特性を図２８に外部量子効率−輝度特性を図２９に、発光スペクトルを図３０に示す。
【０２５９】
これらより、発光素子２及び比較発光素子２の初期特性は共に良好であり、初期特性においては発光層と接触していない電子輸送層の塩素濃度はほぼ影響を及ぼさないことがわかった。
【０２６０】
続いて、図３１に発光素子２及び比較発光素子２を初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２、電流密度一定の条件において駆動した際の規格化輝度−時間変化特性に示す。図３１より、発光素子２は、約１１００時間後も約８０％の輝度を保っているが、比較発光素子２は１１００時間経過後、７０％程度まで輝度が落ちてしまっていることがわかった。
【０２６１】
このことから、発光層に含まれるハロゲン置換体の濃度が同じ素子であっても、発光層から遠い、電子輸送層を構成する材料に含まれる塩素置換体の濃度が、発光素子の信頼性に大きな影響を及ぼすことがわかった。
【０２６２】
電子輸送層に含まれるハロゲン置換体が、電子が注入されることによってラジカルアニオン状態となり、容易にハロゲンを脱離する場合、脱離したハロゲンは電界によって発光層に到達し、輝度劣化に悪影響を及ぼす。そのため、そのハロゲン置換体に電子が注入されることによってハロゲンを脱離する物質である有機化合物を電子輸送層を構成する材料として用いた発光素子においては、駆動することによって発光層を構成する材料のハロゲン置換体が増加しない素子が輝度劣化の小さい良好な寿命を有する発光素子である。
【０２６３】
また、そのハロゲン置換体が電子が注入されることによってハロゲンを脱離する物質である有機化合物を電子輸送層として用いた発光素子においては、電子輸送層を形成する材料に含まれるハロゲンの量が３０ｐｐｍ以下である発光素子が輝度劣化の小さい、良好な寿命を有する発光素子とすることができる。
【０２６４】
特に、電子輸送層を構成する有機化合物のハロゲン置換体の、ラジカルアニオン状態における当該ハロゲンを脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下、特に０．８４ｅＶ以下である発光素子は、駆動によってハロゲンを脱離しやすいため、電子輸送層を構成する材料に含まれるハロゲンの量を３０ｐｐｍ以下とすることで当該ハロゲンによる輝度劣化への悪影響を有効に低減させることができる。同様に、電子輸送層を構成する有機化合物のハロゲン置換体の、ラジカルアニオン状態における当該ハロゲンを脱離するエネルギーが１．００ｅＶ以下、特に０．８４ｅＶ以下である発光素子は、駆動時間が蓄積しても発光層を構成する材料のハロゲン置換体が増加しない素子であることによって当該ハロゲンによる輝度劣化への悪影響のない、良好な寿命を有する発光素子とすることができる。なお、ハロゲン置換体の増減に関しては、規格化輝度が初期輝度の８０％程度になった辺りで判定することができる。
【符号の説明】
【０２６５】
１０１    第１の電極
１０２    第２の電極
１０３    ＥＬ層
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１４    電子輸送層
１１５    電子注入層
４００    基板
４０１    第１の電極
４０３    ＥＬ層
４０４    第２の電極
４０５    シール材
４０６    シール材
４０７    封止基板
４１２    パッド
４２０    ＩＣチップ
５０１    第１の電極
５０２    第２の電極
５０３    ＥＬ層
５１１    第１の発光ユニット
５１２    第２の発光ユニット
５１３    電荷発生層
６０１    駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２    画素部
６０３    駆動回路部（ゲート線駆動回路）
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ＦＥＴ
６１２    電流制御用ＦＥＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    ＥＬ層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    ｎチャネル型ＦＥＴ
６２４    ｐチャネル型ＦＥＴ
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライトユニット
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    ＥＬ層
９５６    電極
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  第１の層間絶縁膜
１０２１  第２の層間絶縁膜
１０２２  電極
１０２４Ｗ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ  発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ  発光素子の第１の電極
１０２５  隔壁
１０２８  ＥＬ層
１０２９  発光素子の第２の電極
１０３１  封止基板
１０３２  シール材
１０３３  透明な基材
１０３４Ｒ  赤色の着色層
１０３４Ｇ  緑色の着色層
１０３４Ｂ  青色の着色層
１０３５  黒色層（ブラックマトリックス）
１０３７  第３の層間絶縁膜
１０４０  画素部
１０４１  駆動回路部
１０４２  周辺部
２００１    筐体
２００２    光源
３００１    照明装置
５０００    表示領域
５００１    表示領域
５００２    表示領域
５００３    表示領域
５００４    表示領域
５００５    表示領域
７１０１    筐体
７１０３    表示部
７１０５    スタンド
７１０７    表示部
７１０９    操作キー
７１１０    リモコン操作機
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７２１０    第２の表示部
７３０１    筐体
７３０２    筐体
７３０３    連結部
７３０４    表示部
７３０５    表示部
７３０６    スピーカ部
７３０７    記録媒体挿入部
７３０８    ＬＥＤランプ
７３０９    操作キー
７３１０    接続端子
７３１１    センサ
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
９０３３    留め具
９０３４    スイッチ
９０３５    電源スイッチ
９０３６    スイッチ
９０３８    操作スイッチ
９６３０    筐体
９６３１    表示部
９６３１ａ    表示部
９６３１ｂ    表示部
９６３２ａ    タッチパネル領域
９６３２ｂ    タッチパネル領域
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    バッテリー
９６３６    ＤＣＤＣコンバータ
９６３７    操作キー
９６３８    コンバータ
９６３９    ボタン
【図１】
2016086173.tif 000015
【図２】
2016086173.tif 000016
【図３】
2016086173.tif 000017
【図４】
2016086173.tif 000018
【図５】
2016086173.tif 000019
【図６】
2016086173.tif 000020
【図７】
2016086173.tif 000021
【図８】
2016086173.tif 000022
【図９】
2016086173.tif 000023
【図１０】
2016086173.tif 000024
【図１１】
2016086173.tif 000025
【図１２】
2016086173.tif 000026
【図１３】
2016086173.tif 000027
【図１５】
2016086173.tif 000028
【図１６】
2016086173.tif 000029
【図１７】
2016086173.tif 000030
【図１８】
2016086173.tif 000031
【図１９】
2016086173.tif 000032
【図２０】
2016086173.tif 000033
【図２１】
2016086173.tif 000034
【図２２】
2016086173.tif 000035
【図２３】
2016086173.tif 000036
【図２４】
2016086173.tif 000037
【図２５】
2016086173.tif 000038
【図２６】
2016086173.tif 000039
【図２７】
2016086173.tif 000040
【図２８】
2016086173.tif 000041
【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１４】
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