(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。【解決手段】陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極との間に設けられた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を有し、前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、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を提供する。【選択図】なし【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を有し、
前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、
前記発光素子の積算駆動時間が増加しても、前記第１の有機化合物又は前記第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２】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に設けられた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を有し、
前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、
ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、
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を有し、
前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、
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１の有機化合物又は前記第２の有機化合物のハロゲン置換体が増加していない発光素子。
【請求項４】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に設けられた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を有し、
前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、
ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、
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増加していない発光素子。
【請求項５】
陽極と、
陰極と、
前記陽極及び前記陰極との間に設けられた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を有し、
前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、
ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、
前記発光層における前記第１の有機化合物中のハロゲン原子の濃度が２０ｐｐｍ以下である発光素子。
【請求項６】
請求項５において、前記第１の有機化合物中のハロゲン原子の濃度が１０ｐｐｍ以下である発光素子。
【請求項７】
請求項２、請求項４乃至請求項６のいずれか一項において、
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遊離するエネルギーが０．８７ｅＶ以下である発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第２の有機化合物が発光物質である発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物がホスト材料である発光素子。
【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１１】
請求項１０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１２】
請求項１０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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第００／４１４４３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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】
【００１０】
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を有し、前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、前記発光素子の積算駆動時間が増加しても、前記第１の有機化合物又は前記第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。
【００１１】
また、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との間に設けられた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を有し、前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、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。
【００１２】
また、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を有し、前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、前記発光素子の輝度劣化が初期輝度の８０％以下となっても、前記第１の有機化合物又は前記第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。
【００１３】
また、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との間に設けられた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を有し、前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、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。
【００１４】
また、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との間に設けられた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を有し、前記発光層は少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有し、ラジカルアニオン状態と三重項励起状態において、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遊離するエネルギーが１．００ｅＶ以下であり、前記発光層における前記第１の有機化合物中のハロゲン原子の濃度が１０ｐｐｍ以下である発光素子である。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は上記構成を有する発光素子において、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遊離するエネルギーが０．８７ｅＶ以下である発光素子である。
【００１６】
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の有機化合物が発光物質である発光素子である。
【００１７】
本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の有機化合物がホスト材料である発光素子である。
【００１８】
本発明の他の一態様は、上記の発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
【００１９】
本発明の他の一態様は、上記の発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。
【００２０】
本発明の他の一態様は、上記発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
【００２１】
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】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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】
【００２５】
【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−時間変化を表す図。
【図１４】発光素子Ａと発光素子Ｂにおけるハロゲン置換体の量と駆動時間との関係を表すグラフ。
【図１５】塩素原子の脱離反応の活性化エネルギーを表す図。
【図１６】Ｃｌ−ＤＢｑのＣＶチャート。
【図１７】保持試験を行ったＣｌ−ＤＢｑのＰＤＡクロマトグラム。
【図１８】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１９】発光素子１及び比較発光素子１の輝度−電流密度特性。
【図２０】発光素子１及び比較発光素子１の電流効率−輝度特性。
【図２１】発光素子１及び比較発光素子１の輝度−電圧特性。
【図２２】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２３】発光素子１及び比較発光素子１の発光スペクトル。
【図２４】発光素子１及び比較発光素子１の規格化輝度−時間特性。
【図２５】電子機器を表す図。
【図２６】ホスト材料に含まれる塩素濃度と信頼性に関する相関を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
以前より、有機ＥＬ素子において、そのＥＬ層中に存在するハロゲンの悪影響については述べられてきた。ハロゲンは、有機ＥＬ素子を構成する材料の合成過程において混入しやすい元素でありながら、発光素子の寿命に対する影響が非常に大きい元素である。しかし、当該ハロゲンが、具体的にどのように有機ＥＬ素子に作用し、その寿命に悪影響を及ぼしているかは解明されていなかった。
【００２８】
今回、本発明者らは、発光層内におけるハロゲンの挙動を明らかにし、ハロゲン置換体がどのように有機ＥＬ素子の寿命に影響を及ぼすかの一端を解明した。また、その知見をもとに、駆動に伴う輝度劣化の小さい、すなわち寿命の良好な発光素子を得ることができた。
【００２９】
図１３に、発光素子Ａと発光素子Ｂの初期輝度を１００％とした電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度変化（いわゆる寿命）を表すグラフを示す。ここで、発光素子Ａと発光素子Ｂの素子構造は同じであり、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間にＥＬ層１０３が形成されており、ＥＬ層は発光層１１３を有している。本発光素子においては第１の電極１０１は陽極、第２の電極１０２は陰極として機能するものとし、ＥＬ層１０３は第１の電極１０１側から順に正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５が積層されて成る構造を用いた。図１に発光素子Ａ及びＢの模式図を示す。
【００３０】
発光素子Ａ及び発光素子Ｂの発光層１１３にはホスト材料、アシスト材料及び発光材料の三種類の材料が含まれている。ここで、発光素子Ａと発光素子Ｂとの差異は、ホスト材料に含まれるハロゲン置換体の濃度のみである。発光素子Ａでは、材料中の塩素の濃度が燃焼イオンクロマトグラフィーにおいて１０ｐｐｍ以下（本実験で使用したサンプルでは１．５ｐｐｍ）の高純度材料を、発光素子Ｂでは同２４０ｐｐｍの低純度材料をホスト材料として用いた。なお、アシスト材料、発光材料についてはどちらも燃焼イオンクロマトグラフィーによる測定でその塩素濃度が１０ｐｐｍ以下の材料を使用している。
【００３１】
図１３より、ホスト材料（本実施の形態ではホスト材料及び電子輸送層に共通して用いられる材料）に含まれるハロゲン置換体の濃度が異なるだけで、寿命に大きな違いが現れることがわかる。なお、電流効率や駆動電圧など、初期特性に関しての有意差は見られなかった。
【００３２】
図１４に示すグラフは、発光素子Ａと発光素子Ｂの発光層に含まれる材料のハロゲン置換体の量と駆動時間との関係を表すグラフである。なお、ハロゲン置換体の量は超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）により測定した。分析装置としては、Ｗａｔｅｒｓ製、Ｗａｔｅｒｓ  Ａｃｑｕｉｔｙ  ＵＰＬＣ（登録商標）  Ｓｙｓｔｅｍを用いた。検出器としては、ＴＯＦ−ＭＳ検出器（Ｗａｔｅｒｓ製、Ｗａｔｅｒｓ  Ｍｉｃｒｏｍａｓｓ  ＬＣＴ  Ｐｒｅｍｉｅｒ）とＵＶ検出器（Ｗａｔｅｒｓ製、Ｗａｔｅｒｓ  ２９９６ＰＤＡ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用い、カチオン（モードはＥＳ＋）をメインとするマススペクトルによる検出、ならびに紫外可視光吸収による検出を行った。
【００３３】
図１４（Ａ）はアシスト材料の、図１４（Ｂ）は発光材料の結果を示している。発光素子Ｂでは、アシスト材料、発光材料共に、駆動開始時には非常に少なかったハロゲン置換体の量が、駆動時間の蓄積とともに上昇していることがわかる。一方、発光素子Ａにおいてはそのどちらの濃度も非常に低く、またその濃度の変化は実質的になかった。
【００３４】
アシスト材料及び発光材料は上述のように、ハロゲン（本実施の形態では塩素）の濃度が燃焼イオンクロマトグラフィーによる測定で１０ｐｐｍ以下である材料を用いているため、当該材料中のハロゲン置換体の濃度は非常に小さい。実際に、駆動試験開始前のアシスト材料及び発光材料におけるハロゲン置換体の濃度は、ＵＨＰＬＣ測定で得られたＰＤＡクロマトグラムにおけるハロゲン置換体に対応するピークの積分比で算出して素子中の有機物全体の０．１％以下となっている。このことから、駆動時間の蓄積に伴い発光素子Ｂのアシスト材料及び発光材料において増えてゆく塩素置換体の塩素は、ホスト材料起源であることが推察される。
【００３５】
すなわち、ホスト材料中の不純物であるホスト材料のハロゲン置換体が有するハロゲンは、素子が駆動されることで脱離し、他の材料の水素と置換して新たなハロゲン置換体を生成する可能性が高いことがわかった。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、ホスト材料と電子輸送材料を同じ材料で構成した素子の結果を例に説明したが、ホスト材料と電子輸送材料が異なる場合にも、ホスト材料に多くのハロゲン置換体が含まれている場合には発光素子Ｂと同様の結果となる。
【００３７】
ここで、ホスト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。
【００３８】
発光素子Ａ及び発光素子Ｂには、ホスト材料として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）を用いている。また、そのハロゲン置換体は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、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの不純物として存在するハロゲン置換体が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。
【００３９】
【化１】
2016082239.tif 000002
【００４０】
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。
【００４１】
【化２】
2016082239.tif 000003
【００４２】
本実施の形態では、発光素子の駆動によって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その結合エネルギーの変化を調べ、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１５（Ａ）乃至図１５（Ｃ）に示す。また、この結果をまとめた表を以下に示す。
【００４３】
【表１】
2016082239.tif 000004
【００４４】
ラジカルカチオン状態では図１５（Ａ）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、ラジカルカチオン状態における炭素−塩素結合の結合エネルギーは３．０６ｅＶと算出され、この状態からは塩素原子は脱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、発光層において多くとられる状態である。
【００４５】
一方、ラジカルアニオン状態では、図１５（Ｂ）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、結合長が０．２２６７ｎｍ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。
【００４６】
また、図１５（Ｃ）から、三重項励起状態からの塩素原子の脱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、ラジカルアニオンと同程度であった。脱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、有機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％の高い割合で生成される。
【００４７】
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、より詳しくは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は起こりやすいことがわかる。
【００４８】
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、容易にハロゲンを遊離する。遊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他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。特に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。
【００４９】
また、塩素が脱離した後のホスト材料もまた、反応性の高いラジカル状態となり、これも近傍の分子と反応する蓋然性が高い。他の分子と反応することで分子量が大きくなると、一重項励起準位や三重項励起準位が低くなることが考えられ、これによる発光効率の低下も考えられる。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。
【００５０】
以上のことから、反応性の高いイオンやラジカル状態となった塩素又はホスト材料が周辺の材料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ことがわかった。
【００５１】
上記計算結果によって、ホスト材料の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を実験的に確認した。
【００５２】
確認実験は以下のように行った。まず、塩素置換体（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。
【００５３】
【化３】
2016082239.tif 000005
【００５４】
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１６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。
【００５５】
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。
【００５６】
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成した。
【００５７】
【表２】
2016082239.tif 000006
【００５８】
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。
【００５９】
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１７に示す。
【００６０】
図１７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で置換された物質（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の存在から、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。
【００６１】
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各々グラフ化し図１８に示した。図１８より、１電子還元後及び２電子還元後の試料においては、Ｃｌ−ＤＢｑより塩素が外れたＤＢｑと思われる物質が、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（ＤＢｑ−ＤＭＦ）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、ＤＢｑとＤＢｑ−ＤＭＦ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。
【００６２】
以上より、発光層中のホスト材料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又は三重項励起状態になり、容易に塩素を遊離することがわかった。遊離したハロゲンはラジカル状態又はイオン状態であり反応性が高いことから、発光層に存在する他の材料（例えばアシスト材料や発光材料）に置換する場合がある。発光材料がハロゲン置換体になると、量子収率の低下が起こる恐れがある。また、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したり反応したりする可能性もある。例えば、当該骨格のラジカルと他の材料が結合することで共役が広がり、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。
【００６３】
これらのことより、複数種の材料（例えばホスト材料、アシスト材料及び発光材料等）が含まれる発光層を有する発光素子である場合、当該発光層に含まれるいかなる材料においても発光素子を駆動することによりハロゲン置換体の濃度が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。ハロゲン置換体の増減の確認は、例えば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。
【００６４】
なお、発光層に含まれるいずれかの材料のハロゲン置換体のハロゲンが遊離するエネルギーが、三重項励起状態、ラジカルアニオン状態のいずれかにおいて１．００ｅＶ以下、特に０．８７ｅＶ以下である発光素子の場合、ハロゲンの脱離による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、発光層に含まれるいかなる材料においても駆動により塩素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。
【００６５】
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輝度劣化が初期輝度の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。
【００６６】
また、発光層に用いられるいずれかの材料（ここでは仮に第１の有機化合物とする）のハロゲン置換体におけるハロゲンが遊離するエネルギーが、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、第１の有機化合物中のハロゲン原子の量が２０ｐｐｍ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。
【００６７】
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劣化の小さい、寿命の長い発光素子とすることができる。
【００６８】
≪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。
【００６９】
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。
【００７０】
第１の電極１０１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。
【００７１】
ＥＬ層１０３は積層構造を有し、当該積層構造は、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の順で積層構造を有する構成について説明する。各層を構成する材料の例について以下に具体的に示す。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、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の物質としては、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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
発光層１１３は、少なくともホスト材料と発光材料の２種類の物質を含む（第１の有機化合物、第２の有機化合物）。そして、いずれの物質においても、そのハロゲン置換体の濃度が駆動時間の蓄積に伴って上昇しないことを特徴とする。このような構成を有する発光層を備えた発光素子は、寿命が良好な発光素子とすることができる。
【００８０】
ハロゲン置換体の濃度が上昇しないことの判定は、発光素子の駆動試験においてその輝度が初期輝度の８０％以下となれば正確に行うことができる。
【００８１】
発光層１１３は、駆動によってハロゲン置換体が増加しないことを特徴とする。このような構成を有する発光層を備えた発光素子は、寿命が良好な発光素子とすることができる。
【００８２】
また、特に、発光層を構成する材料のうち、ある材料（第１の有機化合物）のハロゲン置換体からハロゲンを遊離するためのエネルギーが１．００ｅＶ以下好ましくは０．８７ｅＶ以下である場合、その他の材料（第２の有機化合物）のハロゲン置換体の濃度が駆動時間の蓄積に伴って上昇しないことが寿命の良好な発光素子を得るために重要である。
【００８３】
また、上述のように、発光層を構成する材料のうち、ある材料（第１の有機化合物）のハロゲン置換体からハロゲンを遊離するためのエネルギーが１．００ｅＶ以下好ましくは０．８７ｅＶ以下である場合、第１の有機化合物中のハロゲンの濃度が１０ｐｐｍ以下である発光素子は寿命の良好な発光素子とすることができる。
【００８４】
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。
【００８５】
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’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。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。
【００８９】
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。
【００９０】
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、エオシン等や、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、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。
【００９１】
【化４】
2016082239.tif 000007
【００９２】
また、以下の構造式に示される２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物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。
【００９３】
【化５】
2016082239.tif 000008
【００９４】
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。
【００９５】
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材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
【００９６】
電子輸送性を有する材料としては、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。
【００９７】
正孔輸送性を有する材料としては、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−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、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。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材料の他、様々な物質の中から正孔輸送材料を用いても良い。
【００９８】
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。
【００９９】
また、これら混合されたホスト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。
【０１００】
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。
【０１０１】
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物質としては、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材料や、その他アントラセン骨格を有する材料を用いることができる。
【０１０２】
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を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。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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
≪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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
≪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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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、１３族半導体、１４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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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などがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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）と黒色層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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
≪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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
≪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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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、表示部７３０４および表示部７３０５の両方の表示部を用いても良い。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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
また、図２５（Ａ）〜（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図２５（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図２５（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図２５（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
【０１９０】
表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。表示パネル９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
【実施例１】
【０１９１】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１）及び比較用の発光素子（比較発光素子１）について説明する。
【０１９２】
発光素子１と比較発光素子１は発光層及び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１、サンプル２）を用いた素子である。
【０１９３】
まず、サンプル１とサンプル２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ィーにより求めた。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。
【０１９４】
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、Ａｒが２００ｍｌ／ｍｉｎ、Ｏ２が４００ｍｌ／ｍｉｎ、加湿Ａｒが１００ｍｌ／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ィー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。
【０１９５】
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。まず、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へ導入し、塩素量を測定した。
【０１９６】
イオンクロマトグラフィーは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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
分析の結果、サンプル１の塩素量は１．５ｐｐｍ、サンプル２の塩素量は２４０ｐｐｍであることがわかった。
【０１９９】
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。
【０２００】
【化６】
2016082239.tif 000009
【０２０１】
（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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）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。
【０２０６】
さらに、正孔輸送層１１２上に、発光素子１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１の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、上記構造式（ｉｖ）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（ｖ）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。
【０２０７】
続いて、発光層１１３上にサンプル１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。
【０２０８】
比較発光素子１では、発光素子１におけるサンプル１の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを、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２の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩに替えて発光層及び電子輸送層を形成した。
【０２０９】
さらに、電子輸送層１１４上に上記構造式（ｖｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍ形成し、電子注入層１１５を形成し、最後に陰極として機能する第２の電極１０２としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ及びアルミニウムを２００ｎｍ蒸着して発光素子１及び比較発光素子１を作製した。
【０２１０】
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３を示す。用いた材料の燃焼イオンクロマトグラフィーでの純度検定結果を表４に示す。なお、発光素子１と比較発光素子１とは、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの純度以外は、同じ純度の材料（同じロットで合成、精製された材料）を用いている。
【０２１１】
【表３】
2016082239.tif 000010
【０２１２】
【表４】
2016082239.tif 000011
【０２１３】
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。
【０２１４】
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１９に、電流効率−輝度特性を図２０に、輝度−電圧特性を図２１に外部量子効率−輝度特性を図２２に、発光スペクトルを図２３に示す。
【０２１５】
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発光層に含まれる塩素の濃度はほぼ影響を及ぼさないことがわかった。
【０２１６】
続いて、図２４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試験を行った際の規格化輝度−時間変化特性に示す。図２４より、発光素子１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１は約１１００時間経過後、２５％程度まで輝度が落ちてしまっていることがわかった。
【０２１７】
また、発光素子１及び比較発光素子１と同じ構成を有する発光素子を電流密度一定の条件で複数駆動し、初期輝度の７５％、５０％、２５％となった時間でそれぞれサンプリングし、アシスト材料であるＰＣＢＢｉＦと発光材料である［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］に対してそれらの塩素置換体の増減について測定を行った。測定は、陰極を除去した後にＥＬ層を有機溶媒で抽出し、超高速液体クロマトグラフィー（ＵＨＰＬＣ）によって行った。
【０２１８】
結果は図１４（Ａ）（Ｂ）のグラフに示した。なお図１４における発光素子Ａは発光素子１と同様の構成を有する発光素子の結果であり、発光素子Ｂは比較発光素子１と同様の構成を有する発光素子の結果である。また、図１４（Ａ）はアシスト材料であるＰＣＢＢｉＦの塩素置換体に対する、図１４（Ｂ）は発光材料である［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体に対する結果である。
【０２１９】
なお、図１４（Ａ）（Ｂ）のグラフの縦軸の強度は、以下の様に求めた。まず、各駆動時間経過後の素子から粘着テープで陰極を取り除き、有機層を露出させた。次に、露出した有機層を発光面積１ｃｍ２に対し約５０μＬの溶剤（トルエン：アセトニトリル＝１：２）で溶出した。得られた溶液に対しＵＨＰＬＣ装置を用い純度検定を行った。この際送液は、アセトニトリル：０．１％ギ酸水溶液＝７：３から、１００％アセトニトリルまで濃度勾配をかけて行った。次に、得られた結果から、クロマトグラム中のアシスト材料であるＰＣＢＢｉＦの塩素置換体または、発光材料である［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体の質量イオン比±（プラスマイナス）１００ｐｐｍのイオンに対応するピークの積分強度を算出し積算した（強度Ａ）。次に、サンプル毎に、クロマトグラム中の正孔輸送層に用いたＢＰＡＦＬＰに対応するピークの積分強度を算出した（強度Ｂ）。最後に、強度Ｂで強度Ａを割ってグラフの縦軸の強度値とした。強度Ｂで強度Ａを割って値とするのは、有機層を溶出させたときの濃度の誤差を補正するためである。
【０２２０】
比較発光素子１ではアシスト材料、発光材料共に、ハロゲン置換体の量が、駆動時間の蓄積とともに増加していることがわかる。一方、発光素子１においては駆動時間が長くなってもその濃度にあまり変化はなかった。同程度の輝度劣化時、例えば比較発光素子１の５０時間駆動、相対輝度７５％と、発光素子１の１１２８時間駆動、相対輝度８０％を比較してみると、比較発光素子１は駆動前と比較して、ＰＣＢＢｉＦの塩素置換体は約４倍、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体は約２倍に増加している。それに対し、発光素子１は塩素置換体の濃度にあまり変化がなく、ＰＣＢＢｉＦの塩素置換体は約１倍、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体は約０．６倍となっている。つまり、比較発光素子１の輝度劣化の律速は発光層のハロゲンが原因であるのに対し、発光素子１の輝度劣化は発光層のハロゲンの影響が律速となっていないと示唆された。また、比較発光素子１の駆動時間と輝度劣化の関係とＰＣＢＢｉＦの塩素置換体や［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体の駆動時間と増加量の関係が似ているのに対し、発光素子１ではそうなっていないことからも、発光素子１の輝度劣化がハロゲンの影響が律速で無いことが示唆される。なお、発光素子１において［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体は、駆動後に約０．６倍となっており、一見減っているように思えるが、これは検出量が極微量であり誤差を含んでいるためと考えられる。このことは少なくとも、実質的に塩素置換体が増加していないことを意味している。
【０２２１】
なお、駆動前の発光素子１、比較発光素子１に含まれる［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の塩素置換体の量は、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］に対してＵＨＰＬＣでのＴｏＦ−ＭＳの積分強度比で０．００６％であった。対して、駆動試験を行い、相対輝度が２５％に劣化した比較発光素子１におけるその強度比は０．０１９％であった。このことから、ある物質（以下物質Ａと称す）のハロゲン置換体が物質Ａに対して、ＵＨＰＬＣでのＴｏＦ−ＭＳの積分強度比で０．０１％以下を駆動後（例えば２５％劣化後）にも維持している発光素子が好ましい。物質Ａのハロゲン置換体と物質Ａとは検出感度が多少異なる可能性もあるが、モル比に換算しても物質Ａに対する物質Ａのハロゲン置換体の割合は０．０１％以下が好ましいと言える。
【０２２２】
このように、発光層に含まれる材料において、駆動に伴いそのハロゲン置換体が増加する素子である比較発光素子１は、発光素子１と比較して劣化が速く寿命の短い素子であることがわかる。一方、長時間駆動を行ってもハロゲン置換体が増加しない発光素子１は、非常に良好な寿命を有する発光素子であることがわかった。
【実施例２】
【０２２３】
本実施例では発光層に用いられるホスト材料に含まれるハロゲン含有量と発光素子の動作特性について説明する。
【０２２４】
発光素子２乃至発光素子１１の作成方法について以下に説明する。発光素子２乃至発光素子１１において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
【０２２５】
【化７】
2016082239.tif 000012
【０２２６】
（発光素子２乃至発光素子１１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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）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。
【０２３１】
さらに、正孔輸送層１１２上に、発光素子２では、サンプル３の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、上記構造式（ｖｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される（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）］）とを重量比０．７：０．３：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）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：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
【０２３２】
続いて、発光層１１３上にサンプル３の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１０ｎｍ形成して電子輸送層を形成した。
【０２３３】
発光素子３乃至発光素子１１では、発光素子２におけるサンプル３の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを、それぞれサンプル４乃至サンプル１２の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩに替えて発光層及び電子輸送層を形成した。各発光素子に用いたサンプルとそのサンプルに含まれる塩素濃度を以下に示す。これらサンプルの塩素濃度は燃焼イオンクロマトグラフィーにより測定した。測定は、実施例１に記載の方法と同様に行った。
【０２３４】
【表５】
2016082239.tif 000013
【０２３５】
その後、電子輸送層１１４上に電子注入層１１５としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍを形成し、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蒸着して発光素子２乃至発光素子１１を作製した。
【０２３６】
発光素子２乃至発光素子１１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。
【０２３７】
続いて、ＥＬ材料の塩素含有量と発光素子の信頼性との相関について詳細に調べた。
【０２３８】
発光素子２乃至発光素子１１に対し、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で４５０時間まで信頼性試験を行った。
【０２３９】
各発光素子の４５０時間経過時の規格化輝度（％）を横軸とし、各発光素子に用いたサンプルの塩素含有量（ｐｐｍ）を縦軸としたプロットおよびこのプロットから求めた近似曲線を図２６に示す。この近似曲線より、塩素の含有量が減少すると信頼性が向上する領域が１０から２０ｐｐｍ付近まであるが、それ以下の塩素の含有量であれば信頼性は飽和していく領域であることがわかる。つまりＥＬ材料の塩素の含有量を２０ｐｐｍ好ましくは１０ｐｐｍ以下とすることで、安定した高い信頼性が得られることがわかった。
【符号の説明】
【０２４０】
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
９３１０    携帯情報端末
９３１１    表示パネル
９３１２    表示領域
９３１３    ヒンジ
９３１５    筐体
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】
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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】
2016082239.tif 000023
【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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