JP2008160090A - 発光素子、発光装置並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。また、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。
【解決手段】第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られる発光素子を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られる発光素子を提供する。
【選択図】図１
Description
本発明は、電流励起型の発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、電子機器に関する。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の物質を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光を得ることができる。
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって大きく分けられる。
発光性の物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
例えば、非特許文献１では、正孔ブロック層を設けることにより、燐光材料を用いた発光素子を効率良く発光させている。
テツオ ツツイ、外８名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
テツオ ツツイ、外８名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
しかし、非特許文献１に記載されているように正孔ブロック層は耐久性がなく、発光素子の寿命は極端に短い。よって、発光効率が高く、寿命の長い発光素子の開発が望まれている。そこで、本発明は、発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。また、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率が高く、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率の高い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。また、寿命の長い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。
本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
上記構成において、第２の有機化合物は、アリールアミン誘導体またはカルバゾール誘導体であることが好ましい。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。
上記構成において、第２の有機化合物は、アリールアミン骨格およびキノキサリン骨格を有することが好ましい。
また、上記構成において、第１の層の膜厚は、第２の層の膜厚と同じ、もしくは、第２の層の膜厚よりも薄いことが好ましい。
また、上記構成において、第３の有機化合物は、電子吸引基を有することが好ましい。
また、上記構成において、第３の有機化合物は、燐光を発光する物質であることが好ましい。
また、上記構成において、第３の有機化合物は、ピラジン骨格またはキノキサリン骨格を有する金属錯体であり、周期表第９族または第１０族の金属原子を有することが好ましい。特に、金属原子は、イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）であることが好ましい。イリジウム（Ｉｒ）や白金（Ｐｔ）は、重原子効果により、効率良く燐光を発光することができるためである。
また、上記構成において、第３の有機化合物は、一般式（１）で表される構造を有することが好ましい。
（式中、Ａｒはアリール基を表し、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはアリール基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。また、Ｍは、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。）
また、上記構成において、第３の有機化合物は、一般式（２）で表される構造を有することが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。また、Ｒ４〜Ｒ７は、それぞれ、水素、ハロゲン基、アルキル基、またはハロアルキル基のいずれかを表す。また、Ｍは、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。）
また、上記構成において、第３の有機化合物は、一般式（３）で表される有機化合物であることが好ましい。
（式中、Ａｒはアリール基を表し、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはアリール基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。また、Ｍは中心金属であり、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。また、Ｌはモノアニオン性の配位子を表す。また、前記中心金属が第９族元素の時はｎ＝２であり、第１０族元素の時はｎ＝１である。）
また、上記構成において、第３の有機化合物は、一般式（４）で表される有機化合物であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。また、Ｒ４〜Ｒ７は、それぞれ、水素、ハロゲン基、アルキル基、またはハロアルキル基のいずれかを表す。また、Ｍは中心金属であり、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。また、Ｌはモノアニオン性の配位子を表す。また、前記中心金属が第９族元素の時はｎ＝２であり、第１０族元素の時はｎ＝１である。）
また、上記構成において、モノアニオン性の配位子は、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、または２つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子のいずれかであることが好ましい。
また、上記構成において、モノアニオン性の配位子は、下記の構造式（Ｌ１）〜（Ｌ８）で表されるモノアニオン性の配位子であることが好ましい。
また、上記構成において、Ｍは、イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）であることが好ましい。イリジウム（Ｉｒ）や白金（Ｐｔ）は、重原子効果により、効率良く燐光を発光することができるためである。
また、上記構成において、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルは、６．０ｅＶ以下であることが好ましい。
また、上記構成において、第１の有機化合物は、金属錯体であることが好ましい。
また、上記構成において、第１の層の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、上記構成において、第２の層の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の発光素子は、キャリアバランスが良く、キャリアの再結合確率が高い。そのため、発光効率が高い発光素子を得ることができる。また、キャリアバランスが良いため、寿命の長い発光素子を得ることができる。また、発光効率が高く、寿命の長い発光素子を得ることができる。
また、本発明の発光素子を発光装置および電子機器に適用することにより、発光効率の高い発光装置および電子機器を得ることができる。また、寿命の長い発光装置および電子機器を得ることができる。
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。
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
本発明の発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第２の電極１０４と、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０４は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０２の方が第２の電極１０４よりも電位が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
基板１０１は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化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。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、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。
本実施の形態で示すＥＬ層１０３は、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を有している。なお、ＥＬ層１０３は、本実施の形態で示す発光層を有していればよく、その他の層の積層構造については特に限定されない。つまり、ＥＬ層１０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層と、本実施の形態で示す発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、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、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。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。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。
複合材料に用い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、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
複合材料に用いることの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）等を挙げることができる。
また、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。
また、複合材料に用いることの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）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
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。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、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。
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層である。本発明の発光素子において、発光層は、第１の層１２１と第２の層１２２を有する。第１の層１２１は、第１の有機化合物と第３の有機化合物とを有し、第２の層１２２は、第２の有機化合物と第３の有機化合物を有する。第１の層１２１は、第２の層１２２の第１の電極側、つまり、陽極側に接して設けられている。
第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い、電子輸送性の物質である。第１の有機化合物としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。
また、第１の有機化合物は、正孔が注入される物質であることが好ましい。つまり、第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルは、６．０ｅＶ以下であることが好ましい。正孔が注入される物質であることにより、駆動電圧が非常に高くなってしまうことなく、本発明の効果を得ることができる。上述した材料の中でも、Ａｌｑ（イオン化ポテンシャル：５．６５ｅＶ）、ＢＡｌｑ（イオン化ポテンシャル：５．７０ｅＶ）、Ｚｎ（ＢＯＸ）２（イオン化ポテンシャル：５．６２ｅＶ）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（イオン化ポテンシャル：５．４９ｅＶ）などの金属錯体は、イオン化ポテンシャルが６．０ｅＶ以下であり、電子輸送性ではあるが正孔も比較的注入されやすいため、第１の有機化合物として好適である。
第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物は、正孔輸送性を有する物質である。具体的には、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い、いわゆる正孔輸送性の物質、もしくは、電子輸送性と正孔輸送性の両方を有するバイポーラ性の物質である。つまり、正孔輸送性を有する物質であれば良い。
正孔輸送性の物質としては、アリールアミン誘導体またはカルバゾール誘導体を挙げることができる。具体的には、アリールアミン誘導体としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）などが挙げられる。また、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。また、カルバゾール誘導体としては、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が挙げられる。
バイポーラ性の物質としては、同一分子内にアリールアミン骨格およびキノキサリン骨格を有する物質を挙げることができる。具体的には、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）、２，３−ビス｛４−［Ｎ，Ｎ−ジ（４−ビフェニリル）アミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＢＡＰＱ）、４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ビス｛Ｎ−［４−（９−カルバゾリル）フェニル］−Ｎ−フェニルベンゼンアミン｝（略称：ＹＧＡＰＱ）、Ｎ，Ｎ’−（キノキサリン−２，３−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス（Ｎ−フェニル−９−フェニルカルバゾール−３−アミン）（略称：ＰＣＡＰＱ）等が挙げられる。
第２の有機化合物には、電子トラップ性の第３の有機化合物を添加するため、ある程度の電子輸送性を有していることが好ましい。よって、第２の有機化合物はバイポーラ性の有機化合物であることが好ましい。
また、第２の有機化合物として、バイポーラ性の物質を用いた場合には、第１の層１２１の膜厚は、第２の層１２２の膜厚と同じ、もしくは、第２の層の膜厚よりも薄いことがより好ましい。第２の層１２２にバイポーラ性の物質が含まれることにより、第２の層１２２を第１の層１２１よりも厚くしても駆動電圧の上昇を抑制することができる。
第１の層１２１および第２の層１２２に含まれる第３の有機化合物は、発光性の高い物質であり、種々の材料を用いることができる。特に、電子トラップ性を有する物質であることが好ましい。第３の有機化合物が電子トラップ性が強い物質である場合には、本発明を適用することにより、より大きな効果を得ることができるため好ましい。よって、第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深いことが好ましい。電子吸引基を有する物質は、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が深くなる傾向があり、好ましい。電子吸引基としては、フルオロ基などのハロゲン基、シアノ基、トリフルオロメチル基などのハロアルキル基、カルボニル基などが挙げられる。
具体的には、一重項励起状態からの発光（蛍光）を発光する物質としては、アクリドン、クマリン１０２、クマリン６Ｈ、クマリン４８０Ｄ、クマリン３０などの青色〜青緑色の発光を示す物質、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、９，１８−ジヒドロベンゾ［ｈ］ベンゾ［７，８］キノ［２，３−ｂ］アクリジン−７，１６−ジオン（略称：ＤＭＮＱｄ−１）、９，１８−ジメチル−９，１８−ジヒドロベンゾ［ｈ］ベンゾ［７，８］キノ［２，３−ｂ］アクリジン−７，１６−ジオン（略称：ＤＭＮＱｄ−２）、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、クマリン１５３などの青緑色〜黄緑色の発光を示す物質、ＤＭＱｄ、（２−｛２−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）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：ＤＣＭＣｚ）などの黄緑色〜黄橙色の発光を示す物質、（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−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）、｛２−（１，１−ジメチルエチル）−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−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）、ナイルレッドなどの橙色〜赤色の発光を示す物質等が挙げられる。また、三重項励起状態からの発光（燐光）を示す物質としては、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）等が挙げられる。特に、三重項励起状態からの発光である燐光を発光する物質は発光効率が高いため、好ましい。
また、第３の有機化合物としては、ピラジン骨格またはキノキサリン骨格を有する金属錯体であり、周期表第９族または第１０族の金属原子を有することが好ましい。このような構造の金属錯体は、三重項励起状態からの発光である燐光を発光するため、好ましい。特に、金属原子は、イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）であることが好ましい。イリジウム（Ｉｒ）や白金（Ｐｔ）は、重原子効果により、効率良く燐光を発光することができるためである。
具体的には、第３の有機化合物としては、一般式（１）で表される構造を有する有機化合物が挙げられる。
（式中、Ａｒはアリール基を表し、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはアリール基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。環は脂環であっても縮合環であってもよい。また、Ｍは、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。）
また、第３の有機化合物としては、一般式（２）で表される構造を有する有機化合物が挙げられる。
（式中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。環は脂環であっても縮合環であってもよい。また、Ｒ４〜Ｒ７は、それぞれ、水素、ハロゲン基、アルキル基、またはハロアルキル基のいずれかを表す。また、Ｍは、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。）
より具体的には、第３の有機化合物は、一般式（３）で表される有機化合物であることが好ましい。
（式中、Ａｒはアリール基を表し、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはアリール基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。環は脂環であっても縮合環であってもよい。また、Ｍは中心金属であり、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。また、Ｌはモノアニオン性の配位子を表す。また、前記中心金属が第９族元素の時はｎ＝２であり、第１０族元素の時はｎ＝１である。）
また、第３の有機化合物は、一般式（４）で表される有機化合物であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ３は、それぞれ、水素、アルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ２とＲ３は、互いに結合して環を形成していてもよい。環は脂環であっても縮合環であってもよい。また、Ｒ４〜Ｒ７は、それぞれ、水素、ハロゲン基、アルキル基、またはハロアルキル基のいずれかを表す。また、Ｍは中心金属であり、第９族元素、または第１０族元素のいずれかを表す。また、Ｌはモノアニオン性の配位子を表す。また、前記中心金属が第９族元素の時はｎ＝２であり、第１０族元素の時はｎ＝１である。）
なお、一般式（３）および一般式（４）におけるモノアニオン性の配位子Ｌは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、または２つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子のいずれかが、配位能力が高いため好ましい。特に好ましくは、下記の構造式（Ｌ１）〜（Ｌ８）に示すモノアニオン性の配位子である。これらの配位子は、配位能力が高く、かつ安価に入手することができるため有効である。
また、より効率よく燐光発光させるためには、重原子効果の観点から、中心金属としては重い金属の方が好ましい。したがって本発明では、上述した本発明の有機金属錯体において、中心金属Ｍがイリジウムまたは白金であることが好ましい。中でも、中心金属Ｍをイリジウムとすることで有機金属錯体の耐熱性が向上するため、中心金属Ｍは特にイリジウムが好ましい。
一般式（３）および一般式（４）で表される有機化合物としては、具体的には構造式（１１）〜構造式（３８）で表される有機化合物が挙げられる。
また、第１の層１２１において、第１の有機化合物は、第３の有機化合物よりも多く含まれていることが好ましい。また、第２の層１２２において、第２の有機化合物は、第３の有機化合物よりも多く含まれていることが好ましい。
ここで、図１で示した本発明の発光素子のバンド図の一例を図３に示す。図３において、第２の電極１０４から注入された電子は、電子注入層１１５、電子輸送層１１４を通り、第２の層１２２に注入される。第２の層１２２に注入された電子は、電子トラップ性の高い物質にトラップされ、第２の層１２２を移動する速度が遅くなる。
一方、第１の電極１０２から注入された正孔は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２を通り、第１の層１２１に注入される。第１の層１２１に注入された正孔は、電子輸送性である第１の有機化合物が多く含まれる層を移動することになり、正孔の移動する速度が遅くなる。
よって、正孔と電子のキャリアバランスが良くなり、第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に、再結合領域１３１が形成される。また、キャリアバランスが良くなることにより、発光効率が高くなる。また、キャリアバランスが良くなることにより、発光素子の寿命も長くなる。
また、正孔と電子の移動が遅くなるため、再結合領域１３１が広くなる。よって、励起子密度が低くなり、発光性の高い物質として燐光を発光する物質を用いた場合にもＴ−Ｔ消滅が起こりにくくなる。また、再結合領域１３１は、発光層の中央付近となるため、正孔輸送層１１２や電子輸送層１１４からの発光を抑制することができ、色純度の良い発光を得ることができる。また、正孔が再結合することなく電子輸送層１１４に達してしまうこと、あるいは電子が再結合することなく正孔輸送層１１２に達してしまうことが抑制されるため、電子が注入されることによる正孔輸送層１１２の劣化や、正孔が注入されることによる電子輸送層１１４の劣化を抑制することができる。つまり、長寿命な発光素子を得ることができる。
第１の層を設けない従来の構成のバンド図の一例を図２７に示す。第２の電極２０４から注入された電子は、電子注入層２１５、電子輸送層２１４を通り、第２の層２２２に注入される。第２の層２２２に注入された電子は、電子トラップ性の高い第３の有機化合物にトラップされ、第２の層２２２を移動する速度が遅くなる。
一方、第１の電極２０１から注入された正孔は、正孔注入層２１１、正孔輸送層２１２を通り、第２の層２２２に注入される。第２の層２２２は、正孔輸送性を有する第２の有機化合物が多く含まれているため、正孔が移動しやすい。よって、正孔は、電子輸送層２１４と第２の層２２２の界面付近まで達し、再結合領域２３１が、第２の層２２２と電子輸送層２１４との界面付近となる。この場合、再結合領域２３１は非常に狭くなるため、励起子の密度が高くなってしまう。そのため、発光性の高い物質として燐光を発光する物質を用いた場合には、Ｔ−Ｔ消滅が起こり、発光効率が低下する。また、再結合領域が電子輸送層２１４との界面付近となるため、電子輸送層２１４からの発光が生じる可能性がある。電子輸送層２１４が発光すると、所望の色が得られなくなり、発光素子の発光効率も低下してしまう。また、正孔が再結合することなく電子輸送層２１４に達してしまうため、正孔が注入されることによる電子輸送層２１４の劣化が生じ、発光素子の寿命を短くしてしまう。
また、逆に、第１の層のみで、第２の層を設けない構成の場合には、駆動電圧が非常に高くなってしまう。つまり、正孔を輸送する有機化合物が発光層の中に含まれていないと駆動電圧が非常に高くなってしまう。
なお、第１の層の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。また、第２の層の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚がこの範囲内であることにより、駆動電圧が高くなりすぎず、キャリアバランスが良くなるという効果を得ることができる。
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
また、電子注入層１１５を設けてもよい。電子注入層としては、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、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。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１０４からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
第２の電極１０４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、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０４と電子輸送層との間に、電子注入を促す機能を有する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、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０４として用いることができる。
また、ＥＬ層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。
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。より具体的には、ＥＬ層１０３中の発光層１１３において、第１の層１２１および第２の層１２２の中央付近に発光領域が形成されるような構成となっている。
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４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１０２または第２の電極１０４のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出される。また、第２の電極１０４のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０４を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１０２および第２の電極１０４がいずれも透光性を有する電極である場合、図１（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０４を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
なお第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が防ぐように、第１の電極１０２および第２の電極１０４から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であり、発光層が第１の層１２１と第２の層１２２とを有する構成であれば、上記以外のものでもよい。
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明の発光層と自由に組み合わせて構成すればよい。
図２に示す発光素子は、基板３０１上に、陰極として機能する第２の電極３０４、ＥＬ層３０３、陽極として機能する第１の電極３０２とが順に積層された構成となっている。ＥＬ層３０３は、電子注入層３１５、電子輸送層３１４、発光層３１３、正孔輸送層３１２、正孔注入層３１１を有し、発光層３１３は第１の層３２１と第２の層３２２を有する。第１の層３２１は、第２の層３２２よりも陽極として機能する第１の電極３０２側に設けられている。
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。
本発明の発光素子は、キャリアバランスが良いため、発光効率が高い。また、発光効率が高いため、消費電力が低い。
また、本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面に発光領域が形成されているのではなく、発光層の中央付近に発光領域が形成されているため、正孔輸送層や電子輸送層の発光を抑制することができる。よって、色純度の良い発光を得ることができる。
本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面に発光領域が形成されているのではなく、発光層の中央付近に発光領域が形成されている。よって、正孔輸送層や電子輸送層に発光領域が近接することによる劣化の影響を受けることがない。したがって、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。
また、本発明の発光素子は、再結合領域１３１が広く、励起子密度が低くなるため、発光性の高い物質として燐光を発光する物質を用いた場合にもＴ−Ｔ消滅が起こりにくくなり、高い発光効率を維持することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図４を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図４を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
図４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と第２の発光ユニット５１２が積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態１と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット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く、その構成は実施の形態１に示したＥＬ層と同様なものを適用することができる。
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態１で示した複合材料であり、有機化合物とＶ２Ｏ５やＭｏＯ３やＷＯ３等の金属酸化物を含む。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、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
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、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
本実施の形態では、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。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
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の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質の発光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図５を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はＮチャネル型ＴＦＴ６２３とＰチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、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。
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。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。
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〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極を陽極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンを主成分とする膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した発光層を有している。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、オリゴマー、デンドリマー、または高分子化合物であっても良い。また、ＥＬ層に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極を陰極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の小さい（仕事関数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好ましい。例えば、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙げられる。なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、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）との積層を用いることも可能である。
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。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
本発明の発光装置は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有する。そのため、発光効率が高い発光装置を得ることができる。
また、発光効率が高い発光素子を有しているため、低消費電力の発光装置を得ることができる。
また、色純度の良い発光を示す発光素子を有しているため、色再現性に優れた発光装置を得ることができる。
また、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を有しているため、寿命の長い発光装置を得ることができる。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図６には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。図６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。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、発光効率が高い本発明の発光素子を含むことによって、発光効率が高い発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有し、寿命の長い表示部を有する。
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有し、寿命の長い表示部を有する。
本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図７に示す。
図７（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、色純度が良いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。また、本実施の形態に係るテレビ装置は、色再現性に優れた表示部を有しており、美しい画像を見ることができる。
図７（Ｂ）は本実施の形態に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、色純度が良いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、持ち運ぶことも可能となり、持ち運ぶときの外部からの衝撃にも強い表示部を有しているコンピュータを提供することができる。また、本実施の形態に係るコンピュータは、色再現性に優れた表示部を有しており、美しい画像を見ることができる。
図７（Ｃ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、色純度が良いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。また、本実施の形態に係る携帯電話は、色再現性に優れた表示部を有しており、美しい画像を見ることができる。
図７（Ｄ）はカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態１〜２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、色純度が良いという特徴を有している。また、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、携帯したときの衝撃にも強い表示部を有している製品を提供することができる。また、本実施の形態に係るカメラは、色再現性に優れた表示部を有しており、美しい画像を見ることができる。
図８は音響再生装置、具体例としてカーオーディオであり、本体７０１、表示部７０２、操作スイッチ７０３、７０４を含む。表示部７０２は実施の形態３の発光装置（パッシブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７０２はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明に係る発光素子を用いることにより、車両用電源（１２〜４２Ｖ）を使って、低消費電力化を図りつつ、寿命が長く明るい表示部を構成することができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用のオーディオ装置に用いても良い。
図９は、その一例としてデジタルプレーヤーを示している。図９に示すデジタルプレーヤーは、本体７１０、表示部７１１、メモリ部７１２、操作部７１３、イヤホン７１４等を含んでいる。なお、イヤホン７１４の代わりにヘッドホンや無線式イヤホンを用いることができる。表示部７１１として、実施の形態３の発光装置（パッシブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７１１はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明に係る発光素子を用いることにより、二次電池（ニッケル−水素電池など）を使っても表示が可能であり、低消費電力化を図りつつ、寿命が長く明るい表示部を構成することができる。メモリ部７１２は、ハードディスクや不揮発性メモリを用いている。例えば、記録容量が２０〜２００ギガバイト（ＧＢ）のＮＡＮＤ型不揮発性メモリを用い、操作部７１３を操作することにより、映像や音声（音楽）を記録、再生することができる。なお、表示部７０２及び表示部７１１は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは携帯型のオーディオ装置において特に有効である。
以上の様に、本発明を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明を適用することにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電子機器を作製することが可能となる。
また、本発明を適用した発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照明装置として用いることもできる。本発明を適用した発光素子を照明装置として用いる一態様を、図１０を用いて説明する。
図１０は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図１０に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト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。また、バックライト９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、発光効率の高いバックライトが得られる。また、寿命の長いバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明の発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。
図１１は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図１１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、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は長寿命であるため、電気スタンドも長寿命である。
図１２は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、長寿命であるため、長寿命の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図７（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は長寿命であるので、照明装置やテレビ装置の買い換え回数を減らすことができ、環境への負荷を低減することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１３を用いて説明する。実施例１〜実施例３で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子１）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
次に、第１の電極２１０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０２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２１０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２１１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１１２を形成した。
次に、正孔輸送層２１１２上に、発光層２１１３を形成した。まず、正孔輸送層２１１２上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）と（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））とを共蒸着することにより、第１の層２１２１を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＡｌｑとＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０５（＝Ａｌｑ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。さらに、第１の層２１２１上に、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と（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））とを共蒸着することにより、第２の層２１２２を２０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰＡＰＱとＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０５（＝ＢＰＡＰＱ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１１４を形成した。
電子輸送層２１１４上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、５０ｎｍの膜厚の電子注入層２１１５を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０４を形成し、発光素子１を作製した。
（比較発光素子２）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極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の電極上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と（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））とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰＡＰＱとＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０５（＝ＢＰＡＰＱ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。
電子輸送層上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、５０ｎｍの膜厚の電子注入層を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子２を作製した。
発光素子１および比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図１４に示す。また、電圧−輝度特性を図１５に示す。また、輝度−電流効率特性を図１６に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１７に示す。
比較発光素子２は、輝度７６０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．６４、ｙ＝０．３４）であり、赤色の発光を示した。また、輝度７６０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は３．２ｃｄ／Ａ、電圧は４．８Ｖ、電流密度は２３．６ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は５．６（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率は５．６％であった。
一方、発光素子１は、輝度１０７０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．７０、ｙ＝０．３０）であり、深赤色の発光を示した。また、輝度１０７０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．８ｃｄ／Ａ、電圧は７．４Ｖ、電流密度は２２．６ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は２．０（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率は１０％であった。
以上から、本発明を適用した発光素子１は、比較発光素子２に比べ、電流効率が高く、外部量子効率も高いことがわかる。また、発光素子１は、比較発光素子２に比べ、パワー効率も高く、低消費電力の発光素子であることがわかる。
また、図１７からわかるように、比較発光素子２において５００ｎｍ〜５５０ｎｍ付近に見られた発光スペクトルのピークが、発光素子１では観測されなかった。つまり、本発明を適用した発光素子１では、電子輸送層であるＡｌｑからの発光が抑えられ、色純度の良い発光を得ることができた。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。また、色純度の良い発光を示す発光素子が得られることがわかった。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１３を用いて説明する。
（発光素子３）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
次に、第１の電極２１０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０２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２１０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２１１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１１２を形成した。
次に、正孔輸送層２１１２上に、発光層２１１３を形成した。まず、正孔輸送層２１１２上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）と（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））とを共蒸着することにより、第１の層２１２１を１５ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＡｌｑとＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．１（＝Ａｌｑ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。さらに、第１の層２１２１上に、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と（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））とを共蒸着することにより、第２の層２１２２を１５ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰＡＰＱとＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．１（＝ＢＰＡＰＱ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１５ｎｍの膜厚となるように成膜し、さらに、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を３０ｎｍの膜厚となるように成膜して、二層積層した構成の電子輸送層２１１４を形成した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、電子輸送層２１１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層２１１５を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０４を形成し、発光素子３を作製した。
発光素子３の電流密度−輝度特性を図１８に示す。また、電圧−輝度特性を図１９に示す。また、輝度−電流効率特性を図２０に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２１に示す。
発光素子３は、輝度１０３０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．７０、ｙ＝０．３０）であり、深赤色の発光を示した。また、輝度１０３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は５．２ｃｄ／Ａ、電圧は６．１Ｖ、電流密度は２０．０ｍＡ／ｃｍ２であった。
また、発光素子３に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図２２に示す。縦軸は、１０００ｃｄ／ｍ２を１００％とした時の相対輝度（規格化輝度）である。発光素子３に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２として、定電流駆動による連続点灯試験を行った結果、６３０時間後の輝度は初期輝度の９１％の輝度であった。また、初期輝度の９０％の輝度になる時間を概算したところ約７００時間であり、初期輝度の５０％の輝度になる時間（半減期）を概算したところ約２００００時間であり、非常に寿命の長い発光素子であることがわかった。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。また、長寿命の発光素子が得られることがわかる。
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１３を用いて説明する。
（発光素子４）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
次に、第１の電極２１０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０２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２１０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２１１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１１２を形成した。
次に、正孔輸送層２１１２上に、発光層２１１３を形成した。まず、正孔輸送層２１１２上に、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）と（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））とを共蒸着することにより、第１の層２１２１を１０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＡｌｑとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝ＢＡｌｑ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。さらに、第１の層２１２１上に、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と（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））とを共蒸着することにより、第２の層２１２２を２０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰＡＰＱとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝ＢＰＡＰＱ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１１４を形成した。
電子輸送層２１１４上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、５０ｎｍの膜厚の電子注入層２１１５を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０４を形成し、発光素子４を作製した。
（比較発光素子５）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極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の電極上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層を形成した。
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と（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））とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＢＰＡＰＱとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝ＢＰＡＰＱ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層を形成した。
電子輸送層上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、５０ｎｍの膜厚の電子注入層を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子５を作製した。
発光素子４および比較発光素子５の電流密度−輝度特性を図２３に示す。また、電圧−輝度特性を図２４に示す。また、輝度−電流効率特性を図２５に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２６に示す。
比較発光素子５は、輝度１１２０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．６３、ｙ＝０．３６）であり、橙赤色の発光を示した。また、輝度１１２０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は６．７ｃｄ／Ａ、電圧は４．０Ｖ、電流密度は１６．８ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は５．２（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率は４．７％であった。
一方、発光素子４は、輝度９８０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．６５、ｙ＝０．３５）であり、赤色の発光を示した。また、輝度９８０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は９．５ｃｄ／Ａ、電圧は５．２Ｖ、電流密度は１０．３ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は５．８（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率は７．０％であった。
以上から、本発明を適用した発光素子４は、比較発光素子５に比べ、電流効率が高く、外部量子効率も高いことがわかる。また、発光素子４は、比較発光素子５の比べ、パワー効率も高く、低消費電力の発光素子であることがわかる。
また、図２６からわかるように、比較発光素子５において５００ｎｍ〜５５０ｎｍ付近に見られた発光スペクトルのピークが、発光素子４では観測されなかった。つまり、本発明を適用した発光素子４では、電子輸送層であるＡｌｑからの発光が抑えられ、色純度の良い発光を得ることができた。
よって、本発明を適用することにより、キャリアバランスが向上し、発光効率が高い発光素子が得られることがわかった。また、低消費電力の発光素子が得られることがわかった。また、色純度の良い発光を示す発光素子が得られることがわかった。
本実施例では、本発明を適用した発光素子１、発光素子３、発光素子４の発光層に用いた、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝キノキサリン（略称：ＢＰＡＰＱ）と（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（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））の還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。また、その測定から、ＢＰＡＰＱ、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）のＬＵＭＯ準位を求めた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０〜２５℃）で行った。
（参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーの算出）
まず、本実施例で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋電極）の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（ｅＶ）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出した。メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位は、標準水素電極に対して＋０．６１０［Ｖ ｖｓ． ＳＨＥ］であることが知られている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， Ｖｏｌ．１２４， Ｎｏ．１，８３−９６， ２００２）。一方、本実施例で用いる参照電極を用いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位を求めたところ、＋０．２０Ｖ［ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］であった。したがって、本実施例４で用いる参照電極のポテンシャルエネルギーは、標準水素電極に対して０．４１［ｅＶ］低くなっていることがわかった。
まず、本実施例で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋電極）の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（ｅＶ）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出した。メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位は、標準水素電極に対して＋０．６１０［Ｖ ｖｓ． ＳＨＥ］であることが知られている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， Ｖｏｌ．１２４， Ｎｏ．１，８３−９６， ２００２）。一方、本実施例で用いる参照電極を用いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位を求めたところ、＋０．２０Ｖ［ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］であった。したがって、本実施例４で用いる参照電極のポテンシャルエネルギーは、標準水素電極に対して０．４１［ｅＶ］低くなっていることがわかった。
ここで、標準水素電極の真空準位からのポテンシャルエネルギーは−４．４４ｅＶであることが知られている（参考文献；大西敏博・小山珠美著、高分子ＥＬ材料（共立出版）、ｐ．６４−６７）。以上のことから、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．４４−０．４１＝−４．８５［ｅＶ］であると算出できた。
（測定例１；ＢＰＡＰＱ）
本測定例１では、ＢＰＡＰＱの還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１００サイクルの測定を行った。
本測定例１では、ＢＰＡＰＱの還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１００サイクルの測定を行った。
次に、還元反応特性の測定結果を図２８に示す。なお、還元反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．５６から−２．２０Ｖまで走査した後、−２．２０Ｖから−０．５６Ｖまで走査することを１サイクルとした。
図２８に示すように、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−１．９５Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−１．８６Ｖであった。したがって、半波電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−１．９１Ｖと算出できる。このことは、ＢＰＡＰＱは−１．９１［Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］の電気エネルギーにより還元されることを示しており、このエネルギーはＬＵＭＯ準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例４で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．８５［ｅＶ］であるため、ＢＰＡＰＱのＬＵＭＯ準位は、−４．８５−（−１．９１）＝−２．９４［ｅＶ］であることがわかった。
（測定例２；Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））
本測定例２では、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１００サイクルの測定を行った。
本測定例２では、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）の還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１００サイクルの測定を行った。
次に、還元反応特性の測定結果を図２９に示す。なお、還元反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．４０から−２．４０Ｖまで走査した後、−２．４０Ｖから−０．４０Ｖまで走査することを１サイクルとした。
図２９に示すように、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−１．５８Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−１．５１Ｖであった。したがって、半波電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−１．５５Ｖと算出できる。このことは、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）は−１．５５［Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］の電気エネルギーにより還元されることを示しており、このエネルギーはＬＵＭＯ準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例４で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．８５［ｅＶ］であるため、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）のＬＵＭＯ準位は、−４．８５−（−１．５５）＝−３．３０［ｅＶ］であることがわかった。
（測定例３；Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））
本測定例３では、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）の還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１００サイクルの測定を行った。
本測定例３では、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）の還元反応特性について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１００サイクルの測定を行った。
次に、還元反応特性の測定結果を図３０に示す。なお、還元反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−０．３４から−２．４０Ｖまで走査した後、−２．４０Ｖから−０．３４Ｖまで走査することを１サイクルとした。
図３０に示すように、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−１．８８Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−１．８２Ｖであった。したがって、半波電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−１．８５Ｖと算出できる。このことは、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）は−１．８５［Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］の電気エネルギーにより還元されることを示しており、このエネルギーはＬＵＭＯ準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例４で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．８５［ｅＶ］であるため、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）のＬＵＭＯ準位は、−４．８５−（−１．８５）＝−３．００［ｅＶ］であることがわかった。
以上のことから、ＢＰＡＰＱのＬＵＭＯ準位とＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）のＬＵＭＯ準位の差は、−２．９４−（−３．３０）＝０．３６［ｅＶ］であることがわかる。よって、実施例１および実施例２で作製した発光素子１および発光素子３において、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）は、電子トラップとして機能していることがわかる。よって、本発明に好適に用いることができることがわかる。特に、ＬＵＭＯ準位の差が０．３ｅＶ以上であることにより、より大きな効果を得ることができる。具体的には、よりキャリアバランスが向上し発光効率が高いという効果を得ることができる。
また、ＢＰＡＰＱのＬＵＭＯ準位とＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）のＬＵＭＯ準位の差は、−２．９４−（−３．００）＝０．０６［ｅＶ］であることがわかる。よって、実施例３で作製した発光素子４において、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）は、電子トラップとして機能していることがわかる。よって、本発明に好適に用いることができることがわかる。
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ ＥＬ層
１０４ 第２の電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１２１ 第１の層
１２２ 第２の層
１３１ 再結合領域
２０１ 第１の電極
２０４ 第２の電極
２１１ 正孔注入層
２１２ 正孔輸送層
２１４ 電子輸送層
２１５ 電子注入層
２２２ 第２の層
２３１ 再結合領域
３０１ 基板
３０２ 第１の電極
３０３ ＥＬ層
３０４ 第２の電極
３１１ 正孔注入層
３１２ 正孔輸送層
３１３ 発光層
３１４ 電子輸送層
３１５ 電子注入層
３２１ 第１の層
３２２ 第２の層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
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（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 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ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７０４ 表示部
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
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
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０４ 第２の電極
２１１１ 複合材料を含む層
２１１２ 正孔輸送層
２１１３ 発光層
２１１４ 電子輸送層
２１１５ 電子注入層
２１２１ 第１の層
２１２２ 第２の層
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
１０２ 第１の電極
１０３ ＥＬ層
１０４ 第２の電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１２１ 第１の層
１２２ 第２の層
１３１ 再結合領域
２０１ 第１の電極
２０４ 第２の電極
２１１ 正孔注入層
２１２ 正孔輸送層
２１４ 電子輸送層
２１５ 電子注入層
２２２ 第２の層
２３１ 再結合領域
３０１ 基板
３０２ 第１の電極
３０３ ＥＬ層
３０４ 第２の電極
３１１ 正孔注入層
３１２ 正孔輸送層
３１３ 発光層
３１４ 電子輸送層
３１５ 電子注入層
３２１ 第１の層
３２２ 第２の層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
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（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 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ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７０４ 表示部
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
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
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０４ 第２の電極
２１１１ 複合材料を含む層
２１１２ 正孔輸送層
２１１３ 発光層
２１１４ 電子輸送層
２１１５ 電子注入層
２１２１ 第１の層
２１２２ 第２の層
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
Claims (28)
- 第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、前記第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、正孔輸送性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、前記第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第２の有機化合物は、アリールアミン誘導体またはカルバゾール誘導体であることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、
前記発光層は、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、前記第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物は、電子トラップ性を有し、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し、
前記電子輸送層と前記正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第３の有機化合物とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記第１の電極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物は、電子輸送性の有機化合物であり、
前記第２の有機化合物は、バイポーラ性の有機化合物であり、
前記第３の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、前記第２の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）よりも０．３ｅＶ以上深く、
前記第１の電極の方が前記第２の電極よりも電位が高くなるように、前記第１の電極と前記第２の電極とに電圧を印加することにより、前記第３の有機化合物からの発光が得られることを特徴とする発光素子。 - 請求項６乃至請求項９のいずれか一項において、
前記第２の有機化合物は、アリールアミン骨格およびキノキサリン骨格を有することを特徴とする発光素子。 - 請求項８乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第１の層の膜厚は、前記第２の層の膜厚と同じ、もしくは、前記第２の層の膜厚よりも薄いことを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、電子吸引基を有することを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、燐光を発光する物質であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、ピラジン骨格またはキノキサリン骨格を有する金属錯体であり、
周期表第９族または第１０族の金属原子を有することを特徴とする発光素子。 - 請求項１１において、
前記金属原子は、イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、一般式（１）で表される構造を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、一般式（２）で表される構造を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、一般式（３）で表される有機化合物であることを特徴とする発光素子。
- 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記第３の有機化合物は、一般式（４）で表される有機化合物であることを特徴とする発光素子。
- 請求項１８または請求項１９において、
前記モノアニオン性の配位子は、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、または２つの配位元素がいずれも窒素であるモノアニオン性の二座キレート配位子のいずれかであることを特徴とする発光素子。 - 請求項１８または請求項１９において、
前記モノアニオン性の配位子は、下記の構造式（Ｌ１）〜（Ｌ８）で表されるモノアニオン性の配位子であることを特徴とする有機金属錯体。
- 請求項１６乃至請求項２１のいずれか一項において、
前記Ｍは、イリジウム（Ｉｒ）または白金（Ｐｔ）であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項２２のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物のイオン化ポテンシャルは、６．０ｅＶ以下であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項２３のいずれか一項において、
前記第１の有機化合物は、金属錯体であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項２４のいずれか一項において、
前記第１の層の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項２４のいずれか一項において、
前記第２の層の膜厚は、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする発光素子。 - 請求項１乃至請求項２６のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
- 表示部を有し、
前記表示部は、請求項１乃至請求項２６のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
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