JP2014150249A - 発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光エネルギーの高い燐光性化合物（例えば、青色燐光性化合物）をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に要求されるＴ１準位が、発光エネルギーの低い燐光性化合物を用いる場合に比べて高くなり、化学的に不安定な状態となることが問題となっている。
【解決手段】発光素子の発光層において、ホスト材料とゲスト材料に基づき得られる発光が、相対発光強度と発光時間との関係を示す際に多成分の減衰曲線を示し、かつ相対発光強度が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間を、ホスト材料の消光と競合しない程度に短く（好ましくは、１５μｓｅｃ以下）することで、発光効率を十分に確保することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、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。特に、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、例えば、本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる有機化合物を一対の電極間に挟んでなる発光素子、また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。

薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。

発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光物質を含むＥＬ層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔がＥＬ層の発光中心で励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。発光物質に有機化合物を用いた場合の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（Ｓ１）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ１）からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ１：Ｔ１＝１：３であると考えられている。

そのため、このような発光素子に関して、ホスト材料とゲスト材料を含む発光層を形成し、ゲスト材料として、高エネルギー発光を呈する燐光性物質を用いることにより、蛍光発光だけでなく燐光発光を利用した素子構造とするなど素子特性を向上させるための開発が行われている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−１８２６９９号公報

一般にホスト材料とゲスト材料を用いる発光素子の場合において、ゲスト材料よりもＴ１準位の高い物質をホスト材料として用いることが発光素子の発光効率を向上させるために好ましいとされている。しかしながら、発光エネルギーの高い燐光性化合物（例えば、青色燐光性化合物）をゲスト材料として用いる場合、ホスト材料に要求されるＴ１準位が、発光エネルギーの低い燐光性化合物（例えば、緑色または赤色燐光性化合物）を用いる場合に比べて高くなり、化学的に不安定な状態となることが問題となっている。

本発明の一態様は、化学的に安定な発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、発光効率の高い発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、焼き付きの少ない発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、遅延発光する発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、新規な発光装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、優れた発光装置を提供することを課題とする。

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、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。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。

そこで、本発明の一態様では、発光エネルギーの高い燐光性化合物をゲスト材料として用いても、ホスト材料は化学的に安定な状態をとることができる発光素子の構成、すなわち、発光素子の発光層において、ホスト材料とゲスト材料とを少なくとも含む構成であり、これらの材料に基づき得られる発光（例えば、光励起によるフォトルミネッセンス（ＰＬ）や、電界励起によるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等）が、濃度消光を生じない励起子濃度において、相対発光強度と発光時間との関係を示す際に多成分の減衰曲線を示し、かつ相対発光強度（＝Ｅ（ｔ）／Ｅ_０）が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間は、ホストの消光と競合しない程度に短いことが好ましく、すなわち、１５μｓｅｃ以下、好ましくは、１０μｓｅｃ以下、さらに好ましくは、５μｓｅｃ以下、となるようにすることで、発光効率を十分に確保することができる。

なお、上記、多成分の減衰曲線は、下記数式（１）により示される。

（但し、Ｅ_０は初期発光強度、Ｅ（ｔ）は時間（ｔ）における発光強度、Ａは定数、τは寿命、ｎは減衰曲線の成分数を示す。）

なお、このような条件の場合には、ホスト材料がゲスト材料のＴ１準位よりもＴ１準位が低い場合であってもゲスト材料へのエネルギー移動が可能であり、ゲスト材料に比べてホスト材料のＴ１準位が高いことは必ずしも要求されないので、化学的に安定な材料をホスト材料として用いることができる。

従って、本発明の一態様は、パルスレーザ（濃度消光を生じない出力とする）照射後の相対発光強度と発光時間との関係は多成分の減衰曲線を示し、かつ相対発光強度が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間は、１５μｓｅｃ以下、好ましくは、１０μｓｅｃ以下、さらに好ましくは、５μｓｅｃ以下、であることを特徴とし、これらのホスト材料とゲスト材料とを少なくとも含む発光層を、少なくとも有する発光素子である。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に少なくとも発光層を有し、発光層は、２種類以上の有機化合物を有し、発光の際に相対発光強度と発光時間との関係を示す成分は、相対発光強度が１／１００になるまでに２成分以上あり、かつ、相対発光強度が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間は、１５μｓｅｃ以下、好ましくは、１０μｓｅｃ以下、さらに好ましくは、５μｓｅｃ以下、であることを特徴とする発光素子である。

また、本発明の別の一態様は、一対の電極間に少なくとも発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物（ホスト材料）と第２の有機化合物（ゲスト材料）とを少なくとも有し、第２の有機化合物は、有機金属錯体であり、第１の有機化合物のＴ１準位は、第２の有機化合物のＴ１準位よりも低く、発光の際に相対発光強度と発光時間との関係を示す成分は、相対発光強度が１／１００になるまでに２成分以上あり、かつ、最も遅い成分の発光時間は、１５μｓｅｃ以下、好ましくは、１０μｓｅｃ以下、さらに好ましくは、５μｓｅｃ以下、であることを特徴とする発光素子である。

なお、上記各構成において、ホスト材料には、ゲスト材料よりもＴ１準位の低い有機化合物を用いることができるので、ホスト材料として化学的に不安定な有機化合物を用いることなく発光素子を作製することができる。

また、上記各構成において、ホスト材料のＴ１準位は、ゲスト材料のＴ１準位よりも０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下の範囲で低くなる組み合わせとなることが好ましい。これにより、発光効率を低下させることなく化学的に安定なホスト材料を用いることができるので、発光素子の長寿命化を図ることができる。

また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器および照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、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。

本発明の一態様により、発光効率の高い発光素子を提供することができる。また、発光層に化学的に安定なホスト材料を用いることができるので、長寿命な発光素子を提供することができる。また、上記発光素子を備えることにより信頼性の高い発光装置を提供することができる。また、上記発光装置を備えることにより信頼性の高い電子機器、および照明装置を提供することができる。

本発明の一態様の概念を説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光装置について説明する図。 電子機器について説明する図。 電子機器について説明する図。 照明器具について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光素子１および比較発光素子２の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子１および比較発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子１および比較発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子１および比較発光素子２の電圧−電流特性を示す図。 発光素子１の発光スペクトルを示す図。 発光素子１および比較発光素子２の信頼性を示す図。 発光素子の燐光スペクトルを示す図。 発光素子の発光時間を示す図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の照明装置を説明する図。 本発明の一態様のタッチセンサを説明する図。 本発明の一態様のタッチセンサを説明する回路図。 本発明の一態様のタッチセンサを説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を用いたモジュールを説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子として、発光エネルギーの高い燐光性化合物をゲスト材料として用いても、ホスト材料は、化学的に安定な状態をとることができる発光素子を構成する上での概念および具体的な発光素子の構成について説明する。

本発明の一態様である発光素子は、一対の電極間に、発光層を挟んで形成されており、発光層は、ホスト材料とゲスト材料とを少なくとも含む構成（但し、濃度消光を生じない励起子濃度である）であり、これらの材料に基づき得られる発光（例えば、光励起によるフォトルミネッセンス（ＰＬ）や、電界励起によるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等）は、相対発光強度と発光時間との関係が、多成分の減衰曲線を示し、かつ相対発光強度が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間をホスト材料の消光と競合しない程度に短く（好ましくは１５μｓｅｃ以下）することで、発光効率を十分に確保することができる。

このとき、ホスト材料がゲスト材料よりもＴ１準位が低い場合であってもエネルギー移動が可能であり、ゲスト材料に比べてホスト材料のＴ１準位が高いことは必ずしも要求されないので、化学的に安定な材料をホスト材料として用いることができる。従って、本発明の一態様では、ゲスト材料よりもＴ１準位が低いホスト材料を用いることができる。

図１を用いて、本発明の一態様におけるこれらの構成について説明する。

図１（Ａ）には、発光層に少なくとも含まれるホスト材料１１とゲスト材料１２との励起子のエネルギー状態の関係について示す。ゲスト材料１２の三重項励起状態は、Ｔ１（ｇ）準位であり、ゲスト材料１２から生成される励起子１０は、この準位に位置している。また、ホスト材料１１の三重項励起状態は、ゲスト材料１２よりもΔＥ（ｅＶ）エネルギーが低いＴ１（ｈ）準位である。

この場合、ゲスト材料１２のＴ１（ｇ）準位にある励起エネルギーは、［Ｄ_０ ^＊］×Ｋ_２（但し、［Ｄ_０ ^＊］：ゲスト材料の励起子の濃度、Ｋ_２：ゲスト材料１２からホスト材料１１への励起エネルギー移動速度定数）の速度でホスト材料１１のＴ１（ｈ）準位へと移動（Ｙ_ｇ）する。また、ホスト材料１１のＴ１（ｈ）準位から［Ｈ_０ ^＊］×Ｋ_３（但し、［Ｈ_０ ^＊］：ホスト材料の励起子濃度、Ｋ_３：ホスト材料１１からゲスト材料１２への励起エネルギー移動速度定数）の速度で励起エネルギーがゲスト材料１２のＴ１（ｇ）準位へと移動（Ｙ_ｈ）することも可能である。この低い準位から高い準位への物理的に不利なエネルギー移動（以下、逆エネルギー移動と呼ぶ）は、励起子が室温のエネルギーによって活性化されることで可能となっている。ただし、光励起や電気励起直後ではＴ１（ｇ）準位からＴ１（ｈ）準位への励起エネルギーの移動速度は、Ｔ１（ｈ）準位からＴ１（ｇ）準位への逆エネルギー移動速度に比べると極めて早く、ホスト材料１１のからゲスト材料１２への逆エネルギー移動はほぼ生じていないと考えることができる。なお、図１において、ゲスト材料１２のＴ１（ｇ）準位からＳ０（ｇ）準位への速度定数をＫ_１とし、ホスト材料１１のＴ１（ｈ）準位からＳ０（ｈ）準位への速度定数をＫ_４とする。

しかし、図１（Ｂ）に示すように、Ｔ１（ｇ）準位からＴ１（ｈ）準位への励起エネルギーの移動（Ｙ_ｇ）が進むとＴ１（ｈ）準位にある励起子濃度が高くなるため、Ｔ１（ｈ）準位からＴ１（ｇ）準位への励起エネルギーの移動（Ｙ_ｈ）が効果的に生じるようになる。このとき、逆エネルギーの移動を効果的に生じさせるには、Ｔ１（ｇ）準位とＴ１（ｈ）準位とのエネルギー差（ΔＥ）がさほど大きくないことが重要である。なお、ここでは、０＜ΔＥ＜０．２ｅＶとなるようにホスト材料１１とゲスト材料１２とを組み合わせることが好ましい。

ところで、これらの励起エネルギーの移動が生じる際には、ゲスト材料１２のＴ１（ｇ）準位からＳ０（ｇ）準位への発光性の遷移（Ｘ_ｇ）と、ホスト材料１１のＴ１（ｈ）準位からＳ０（ｈ）準位への非発光性の遷移（Ｘ_ｈ）も同時に生じている。なお、図１において、ゲスト材料１２のＴ１（ｇ）準位からＳ０（ｇ）準位への遷移速度定数をＫ_１とし、ホスト材料１１のＴ１（ｈ）準位からＳ０（ｈ）準位への遷移速度定数をＫ_４とする。このとき、非発光性の遷移（Ｘ_ｈ）が発光性の遷移（Ｘ_ｇ）よりも非常に遅いことが高効率な発光を実現するためには重要となる。なお、発光性の遷移（Ｘ_ｇ）は０．２（μｓｅｃ）^−１より早く、非発光性の遷移（Ｘ_ｈ）は、１０（ｍｓｅｃ）^−１より遅くすることが好ましい。

すなわち、逆エネルギー移動速度を非発光性のホスト材料の遷移速度より十分早くし、かつ発光性のゲスト材料の遷移速度を非発光性ホスト材料の遷移速度より十分に早くすることで、高効率な発光を実現することが可能となる。

なお、上述したように本発明の一態様である発光素子は、エネルギーの低い準位から逆エネルギー移動したエネルギーも発光に含むことから、ＰＬ測定時の発光時間を示す曲線が、多成分の減衰曲線を示すことを特徴とする。また、相対発光強度が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間は、ホスト材料の消光と競合しない程度に短いことが好ましく、すなわち１５μｓｅｃ以下、好ましくは、１０μｓｅｃ以下、さらに好ましくは、５μｓｅｃ以下となるようにすることで、発光効率を十分に確保することができる。

ただし、上述した状態以外でも、パルスレーザのパワー密度を強くし、励起子濃度が高い状態で測定した場合でも、多成分の減衰曲線を示すことがある。これは励起子濃度が高くなり、励起子同士で相互作用が生じ三重項−三重項消滅するためである。この現象は濃度消光とも呼ばれる。測定の際には、濃度消光の影響を無くすため、パルスレーザのパワー密度を弱くし、励起子濃度が低い状態で測定する必要がある。

次に、本発明の一態様である発光素子の素子構造について、図２により説明する。

図２に示すように本発明の一態様である発光素子は、一対の電極（陽極１０１、陰極１０２）間に、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む発光層１０４が挟まれた構造を有する。発光層１０４は、一対の電極と接するＥＬ層１０３を構成する機能層の一部である。また、ＥＬ層１０３には、発光層１０４の他に、正孔（ホール）注入層、正孔（ホール）輸送層、電子輸送層、電子注入層等を適宜選択して所望の位置に形成することができる。なお、発光層１０４は、ホスト材料である第１の有機化合物１０５と、ゲスト材料である第２の有機化合物１０６とを少なくとも含む層である。

ホスト材料となる第１の有機化合物１０５としては、正孔輸送性の高い物質や電子輸送性の高い物質を用いることができる。

第１の有機化合物１０５に用いることができる正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＢｉＮＢ）、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（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）、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’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）−ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、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−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，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）などの芳香族アミン化合物、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−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、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）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）等が挙げられる。その他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール骨格を含む化合物、等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、正孔輸送性を有する物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。

また、第１の有機化合物１０５に用いることができる電子輸送性の高い物質としては、例えば、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’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４’’−ビフェニル）−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、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）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、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）などのキノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格（ピリミジン骨格やピラジン骨格）を有する複素環化合物、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）、３，３’，５，５’−テトラ［（ｍ−ピリジル）−フェン−３−イル］ビフェニル（略称：ＢＰ４ｍＰｙ）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、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、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。その他、フェニル−ジ（１−ピレニル）ホスフィンオキシド（略称：ＰＯＰｙ_２）、スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル−ジフェニルホスフィンオキシド（略称：ＳＰＰＯ１）、２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ、ｄ］チオフェン（略称：ＰＰＴ）、３−（ジフェニルホスホリル）−９−［４−（ジフェニルホスホリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＰＯ２１）のようなトリアリールホスフィンオキシドや、トリス［２，４，６−トリメチル−３−（３−ピリジル）フェニル］ボラン（略称：３ＴＰＹＭＢ）のようなトリアリールボランなども挙げられる。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する電子輸送性物質である。但し、電子輸送性を有する物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。

なお、発光層は第１の有機化合物（ホスト材料）および第２の有機化合物（ゲスト材料）以外に、第３の有機化合物を含んでいても良い。発光層における正孔と電子のバランスを調節し、高い発光効率を得ることを考慮すると、第１の有機化合物が正孔輸送性の場合は、第３の有機化合物は電子輸送性が好ましい。逆に、第１の有機化合物が電子輸送性の場合は、第３の有機化合物は正孔輸送性が好ましい。ただし、いずれの場合も、第１の有機化合物のＴ１（ｈ）準位は、第２の有機化合物のＴ１（ｇ）準位よりも低いことが好ましい。なお、第３の有機化合物のＴ１準位は、Ｔ１（ｇ）準位よりも高くてもよい。なぜならば、第３の有機化合物で生じたＴ１準位のエネルギーは、速やかにより低いレベルに位置する第１の有機化合物のＴ１（ｈ）準位のエネルギーに集約されるからである。

また、ゲスト材料である第２の有機化合物１０６としては、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質である、有機金属錯体（燐光性化合物）等を用いることができる。

なお、第２の有機化合物１０６に用いることができる物質としては、例えば、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（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））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）_２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））、（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））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（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））、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））などが挙げられる。

なお、本実施の形態に示す発光素子の発光層において、発光層に少なくとも含まれるホスト材料とゲスト材料には、これらの材料に基づき得られる発光（例えば、光励起によるフォトルミネッセンス（ＰＬ）や、電界励起によるエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等）が、相対発光強度と発光時間との関係を示す際に多成分の減衰曲線を示す特徴を有しており、相対発光強度が１／１００になるまでの上記減衰曲線の最も遅い成分の発光時間がホスト材料の消光と競合しない程度に短く、すなわち、１５μｓｅｃ以下、好ましくは、１０μｓｅｃ以下、さらに好ましくは、５μｓｅｃ以下とすることができるホスト材料とゲスト材料を用いることとする。

なお、上記の特徴を示す発光素子は、ホスト材料がゲスト材料のＴ１準位よりもＴ１準位が低い場合であってもエネルギー移動が可能であり、ゲスト材料に比べてホスト材料のＴ１準位が高いことは必ずしも要求されないので、化学的に安定な材料をホスト材料として用いることができる。

以上より、本実施の形態では、発光素子の発光層に化学的に安定な材料をホスト材料として用いることができるので、長寿命な発光素子を形成することができる。さらに、本実施の形態に示す構成において、ゲスト材料よりもＴ１準位の低いホスト材料を用いた場合に逆エネルギー移動に伴う遅延発光が生じる。室温では、ホスト材料のＴ１準位は非発光性なため、遅延発光を示す発光層は効率の悪化が懸念されるが、上述した範囲では、非発光性のホスト材料の遷移速度（無放射失活速度）よりも上記逆エネルギー移動及びゲスト材料の遷移速度の方が十分早いため素子特性に影響を与えず、発光効率の高い発光素子が得られる。

なお、本実施の形態において、相対発光強度と発光時間との関係を示す際に、多成分の減衰曲線を示す特徴を有している例について示したが、本発明の実施形態の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の実施形態の一態様は、相対発光強度と発光時間との関係を示す際に、多成分の減衰曲線を示す特徴を有していないこともある。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子の一例について図３を用いて説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図３に示すように一対の電極（第１の電極（陽極）２０１と第２の電極（陰極）２０２）間に発光層２０６を含むＥＬ層２０３が挟まれており、ＥＬ層２０３は、発光層２０６の他に、正孔（または、ホール）注入層２０４、正孔（または、ホール）輸送層２０５、電子輸送層２０７、電子注入層２０８などを含んで形成される。

また、発光層２０６は、実施の形態１で説明した発光素子と同様に、ホスト材料である第１の有機化合物２０９と、ゲスト材料である第２の有機化合物２１０と、を少なくとも含んで形成される。なお、第１の有機化合物２０９および第２の有機化合物２１０は、実施の形態１で示したものと同じ物質を用いることができるため、説明は省略する。

なお、発光層２０６は、ホスト材料である第１の有機化合物２０９と、ゲスト材料である第２の有機化合物２１０と、を少なくとも含む構成に加えて、第１の有機化合物２０９とは逆の性質（正孔輸送性または電子輸送性）を有する第３の有機化合物を含む構成としても良い。

次に、本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。

第１の電極（陽極）２０１および第２の電極（陰極）２０２には、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。具体的には、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（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、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）の他、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、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第１の電極（陽極）２０１および第２の電極（陰極）２０２は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空蒸着法を含む）等により形成することができる。

正孔注入層２０４および正孔輸送層２０５に用い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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，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）などの芳香族アミン化合物、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）等が挙げられる。その他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体、等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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。

さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。

また、正孔注入層２０４に用いることができるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や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、酸化モリブデンが特に好ましい。

なお、発光層２０６に接する正孔輸送層２０５には、発光層に含まれる有機化合物と類似の化合物を用いることが好ましい。この様な構成とすることで、正孔輸送層２０５と、発光層２０６との間の正孔注入障壁を低減することができるため、発光効率を高めるのみならず、駆動電圧を低減することができる。すなわち、高輝度でも電圧ロスによる電力効率の低下が少ない発光素子を得ることができる。また、正孔注入障壁を緩和する特に好ましい態様は、正孔輸送層２０５が発光層に含まれる有機化合物と同一の有機化合物を含む構成である。

電子輸送層２０７は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層２０７には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ_３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ_３）、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：ＢｅＢｑ_２）、ＢＡｌｑ、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（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などの金属錯体を用いることができる。また、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４’’−ビフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジン−ジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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２０７に用いてもよい。

また、電子輸送層２０７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。

電子注入層２０８は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層２０８には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層２０７を構成する物質を用いることもできる。

あるいは、電子注入層２０８に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層２０７を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。

なお、上述した正孔注入層２０４、正孔輸送層２０５、発光層２０６、電子輸送層２０７、電子注入層２０８は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

上述した発光素子の発光層２０６で得られた発光は、第１の電極２０１および第２の電極２０２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、本実施の形態における第１の電極２０１および第２の電極２０２のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。

なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様であり、特に発光層の構成に特徴を有する。従って、本実施の形態で示した構成を適用することで、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。

なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、ＦＥＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＦＥＴを適宜用いることができる。また、ＦＥＴ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ＦＥＴからなるものでもよいし、Ｎ型のＦＥＴまたはＰ型のＦＥＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＦＥＴに用いられる半導体材料や、その結晶性についても特に限定されない。半導体材料としては、例えばシリコン（ケイ素）、ゲルマニウム、スズ、セレン、テルルなどの元素半導体、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＳｂ、ＺｎＳ、ＣｄＳ等の化合物半導体、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＮｉＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｃｕ_２Ｏ、ＭｎＯ_２，ＭｎＯ、ＩｎＧａＺｎＯ（原子数比の異なるものを含む）等の酸化物半導体等を用いることができる。また、半導体材料の結晶性としては、例えば、非晶質、単結晶、多結晶、微結晶、またはこれらの混相構造などが挙げられ、これらの結晶性を示す半導体材料を用いることができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでＥＬ層を複数有する構造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図４（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極３０１および第２の電極３０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。

本実施の形態において、第１の電極３０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極３０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極３０１および第２の電極３０４は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））は、実施の形態２で示したＥＬ層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第１のＥＬ層３０２（１）と第２のＥＬ層３０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２と同様なものを適用することができる。

また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））の間には、電荷発生層３０５が設けられている。電荷発生層３０５は、第１の電極３０１と第２の電極３０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極３０１に第２の電極３０４よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層３０５から第１のＥＬ層３０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層３０２（２）に正孔が注入される。

なお、電荷発生層３０５は、光の取り出し効率が向上するよう可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層３０５に対する可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層３０５は、第１の電極３０１や第２の電極３０４よりも低い導電率であっても機能する。

電荷発生層３０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。

正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、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）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^−６ｃｍ^２／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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。

また、電子受容体としては、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）、クロラニルのようなハロゲン化合物や、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、ジピラジノ［２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリル（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）のようなシアノ化合物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。

一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、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、Ｚｎ（ＢＯＸ）_２、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、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、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^−６ｃｍ^２／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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。

また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。

なお、上述した材料を用いて電荷発生層３０５を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。

本実施の形態では、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図４（Ｂ）に示すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）のＥＬ層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ＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間に電荷発生層を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。

また、それぞれのＥＬ層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ＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層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から得られた光と混合すると、白色発光を得ることができる。

また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層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。

さらに、本実施の形態に示したＥＬ層が電荷発生層を介して積層された構成に加えて、電極（第１の電極３０１および第２の電極３０４）間の距離を所望のものとすることにより、光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティー）構造を有する発光素子としても良い。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を有する発光装置について説明する。

なお、発光素子としては、他の実施形態で説明した発光素子を適用することができる。また、発光装置としては、パッシブマトリクス型の発光装置、アクティブマトリクス型の発光装置のいずれでもよいが、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の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であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４ａ、５０４ｂと、を有する。画素部５０２、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４ａ、５０４ｂは、シール材５０５によって、素子基板５０１と封止基板５０６との間に封止されている。

また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４ａ、５０４ｂに外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を設ける例を示している。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５０１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、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３と、画素部５０２が示されている。

駆動回路部５０３はｎチャネル型ＦＥＴ５０９とｐチャネル型ＦＥＴ５１０とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、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、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。

また、画素部５０２はスイッチング用ＦＥＴ５１１と、電流制御用ＦＥＴ５１２と電流制御用ＦＥＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の電極（陽極）５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極（陽極）５１３の端部を覆って絶縁物５１４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を用いることにより形成する。

また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物５１４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のが好ましい。例えば、絶縁物５１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物５１４の上端部に曲率半径（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５１４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、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することができる。

第１の電極（陽極）５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６が積層され、発光素子５１７が形成されている。なお、ＥＬ層５１５は、少なくとも実施の形態１で説明した発光層を有している。また、ＥＬ層５１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。

また、第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６に用いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示しないが、第２の電極（陰極）５１６は、外部入力端子であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。

また、図５（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部５０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部５０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。

さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、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５０５で充填される構成も含むものとする。

なお、シール材５０５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、封止基板５０６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。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、素子基板５０１及び封止基板５０６はガラス基板であることが好ましい。

以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図６、図７を用いて説明する。

発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又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図６に示す。

図６（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７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。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。

テレビジョン装置７１００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。

なお、テレビジョン装置７１００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又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）又は双方向（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。

図６（Ｂ）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、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。

図６（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６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図６（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６（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。

図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００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、携帯電話機７４００は、発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。

図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００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。また、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。

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。

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又は番号ボタンを表示させることが好ましい。

また、携帯電話機７４００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７４００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。

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。

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。

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又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末である。図７（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、当該タブレット型端末は、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。

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域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。

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の領域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表示することができる。

また、タッチパネルの領域９６３２ａとタッチパネルの領域９６３２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。

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。

また、図７（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。

図７（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、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を有する。なお、図７（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。

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、長期使用しても信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

また、この他にも図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示したタブレット型端末は、カレンダー、日付又は時刻などの様々な情報を静止画、動画、あるいはテキスト画像として表示する機能、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。

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、表示部９６３１ａと表示部９６３１ｂの一方または両方に電力を供給するバッテリー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。なおバッテリー９６３５としては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。

また、図７（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図７（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図７（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７（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。

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９６３３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からの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。

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、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るバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。例えば、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い。

また、上記実施の形態で説明した表示部を具備していれば、図７に示した電子機器に特に限定されないことは言うまでもない。

以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることができる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を含む発光装置を適用した照明装置の一例について、図８を用いて説明する。

図８は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８００３を備えても良い。

また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８００４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。

以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を用いて作製される発光装置について、図１８を用いて説明する。

図１８（Ａ）に、本実施の形態で示す発光装置の平面図、および平面図における一点鎖線Ｅ−Ｆ間の断面図を示す。

図１８（Ａ）に示す発光装置は、第１の基板２００１上に発光素子を含む発光部２００２を有する。また、発光装置は、発光部２００２の外周を囲むように第１の封止材２００５ａが設けられ、第１の封止材２００５ａの外周を囲むように第２の封止材２００５ｂが設けられた構造（いわゆる、二重封止構造）である。

したがって、発光部２００２は、第１の基板２００１、第２の基板２００６および第１の封止材２００５ａにより囲まれた空間に配置されている。

なお、本明細書中で、第１の封止材２００５ａ、および第２の封止材２００５ｂはそれぞれ、第１の基板２００１および第２の基板２００６に接する構成に限られない。例えば、第１の基板２００１上に形成された絶縁膜や導電膜が、第１の封止材２００５ａと接する構成であっても良い。

上記構成において、第１の封止材２００５ａが乾燥剤を含む樹脂層とし、第２の封止材２００５ｂがガラス層とすることにより、外部からの水分や酸素などの不純物の入り込みを抑制する効果（以下、封止性と呼ぶ）を高めることができる。

このように第１の封止材２００５ａを樹脂層とすることで、第２の封止材２００５ｂのガラス層に割れやひび（以下、クラックと呼ぶ）が発生することを抑制することができる。また、第２の封止材２００５ｂによる、封止性が十分に得られなくなった場合において、第１の空間２０１３に水分や酸素などの不純物が侵入したときでも、第１の封止材２００５ａの高い封止性により、第２の空間２０１１内に、水分や酸素などの不純物が入り込むのを抑制することができる。よって、発光部２００２に水分や酸素などの不純物が入り込み、発光素子に含まれる有機化合物や金属材料等が劣化することを抑制することができる。

また、別の構成として、図１８（Ｂ）に示すように第１の封止材２００５ａがガラス層とし、第２の封止材２００５ｂが乾燥剤を含む樹脂層とすることもできる。

なお、本実施の形態で示した発光装置は、外周部になればなるほど、外力等による歪みが大きくなる。よって、外力等による歪みが比較的小さい第１の封止材２００５ａをガラス層とし、第２の封止材２００５ｂを、耐衝撃性や耐熱性に優れ、外力等による変形で壊れにくい樹脂層とすることにより、第１の空間２０１３に水分や酸素が侵入することを抑制することができる。

また、上記構成に加えて、第１の空間２０１３や第２の空間２０１１に乾燥剤となる材料を有していてもよい。

第１の封止材２００５ａ、または第２の封止材２００５ｂをガラス層とする場合には、例えば、ガラスフリットやガラスリボン等を用いて形成することができる。なお、ガラスフリットやガラスリボンには、少なくともガラス材料が含まれることとする。

また、上述したガラスフリットとしては、ガラス材料をフリット材として含み、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。

また、上述したガラスフリットを用いてガラス層を形成する場合には、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記フリット材と、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。フリットペーストには、公知の材料、構成を用いることができる。また、フリット材にレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。

なお、形成されるガラス層は、熱膨張率が近いことが好ましい。熱膨張率が近いほど、熱応力によりガラス層や基板にクラックが入ることを抑制できる。

また、第１の封止材２００５ａ、または第２の封止材２００５ｂを樹脂層とする場合には、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等の公知の材料を用いて形成することができるが、特に水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。特に、光硬化性樹脂を用いることが好ましい。発光素子は、耐熱性の低い材料を含む場合がある。光硬化性樹脂は光が照射されることで硬化するため、発光素子が加熱されることで生じる、膜質の変化や有機化合物自体の劣化を抑制することができ、好ましい。さらに、本発明の一態様である発光素子に用いることができる有機化合物を用いてもよい。

また、上記樹脂層、第１の空間２０１３、または第２の空間２０１１が含む乾燥剤としては、公知の材料を用いることができる。乾燥剤としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、物理吸着によって水分等を吸着する物質のいずれを用いてもよい。例えば、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。

また、上記第１の空間２０１３、および第２の空間２０１１の一方または両方は、例えば、希ガスや窒素ガス等の不活性ガス、または有機樹脂等が充填されていてもよい。なお、これらの空間内は、大気圧状態または減圧状態である。

以上のように、本実施の形態で示す発光装置は、第１の封止材２００５ａ、または第２の封止材２００５ｂの一方が、生産性や封止性に優れたガラス層を含み、他方が、耐衝撃性や耐熱性に優れ、外力等による変形で壊れにくい樹脂層を含む二重封止構造であり、乾燥剤を内部に有することもできる構成であることから、外部からの水分や酸素などの不純物の入り込みを抑制する封止性を高めることができる。

したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置について図１９を用いて説明する。

図１９（Ａ）、（Ｂ）は、複数の発光素子を有する発光装置の断面図の例である。図１９（Ａ）に示す発光装置３０００は、発光素子３０２０ａ、３０２０ｂ、３０２０ｃを有している。

発光装置３０００は、基板３００１上に、それぞれ島状に分離された下部電極３００３ａ、３００３ｂ、３００３ｃを有する。下部電極３００３ａ、３００３ｂ、３００３ｃは、発光素子の陽極として機能させることができる。なお下部電極３００３ａ、３００３ｂ、３００３ｃの下に、反射電極を設けてもよい。また下部電極３００３ａ、３００３ｂ、３００３ｃの上に、透明導電層３００５ａ、３００５ｂ、３００５ｃを設けてもよい。透明導電層３００５ａ、３００５ｂ、３００５ｃは、異なる色を発する素子毎に厚さが異なることが好ましい。

また、発光装置３０００は、隔壁３００７ａ、３００７ｂ、３００７ｃ、３００７ｄを有する。より具体的には、隔壁３００７ａは、下部電極３００３ａ及び透明導電層３００５ａの一方の端部を覆う。また、隔壁３００７ｂは、下部電極３００３ａ及び透明導電層３００５ａの他方の端部、並びに下部電極３００３ｂ及び透明導電層３００５ｂの一方の端部を覆う。また、隔壁３００７ｃは、下部電極３００３ｂ及び透明導電層３００５ｂの他方の端部、並びに下部電極３００３ｃ及び透明導電層３００５ｃの一方の端部を覆う。また、隔壁３００７ｄは、下部電極３００３ｃ及び透明導電層３００５ｃの他方の端部を覆う。

また、発光装置３０００は、下部電極３００３ａ、３００３ｂ、３００３ｃ並びに隔壁３００７ａ、３００７ｂ、３００７ｃ、３００７ｄ上に、正孔注入層３００９を有する。

また、発光装置３０００は、正孔注入層３００９上に、正孔輸送層３０１１を有する。また正孔輸送層３０１１の上に発光層３０１３ａ、３０１３ｂ、３０１３ｃを有する。また発光層３０１３ａ、３０１３ｂ、３０１３ｃ上にそれぞれ、電子輸送層３０１５を有する。

また、発光装置３０００は、電子輸送層３０１５上に、電子注入層３０１７を有する。また電子注入層３０１７上に上部電極３０１９を有する。上部電極３０１９は、発光素子の陰極として機能させることができる。

なお、図１９（Ａ）では下部電極３００３ａ、３００３ｂ、３００３ｃを発光素子の陽極、上部電極３０１９を発光素子の陰極として機能させる例を説明したが、陰極と陽極の積層順を入れ替えてもよい。この場合、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層の積層順も適宜入れ替えればよい。

発光層３０１３ａ、３０１３ｂ、３０１３ｃに、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の発光装置３０００を提供することができる。

図１９（Ｂ）に示す発光装置３１００は、発光素子３１２０ａ、３１２０ｂ、３１２０ｃを有している。また発光素子３１２０ａ、３１２０ｂ、３１２０ｃは、下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ、３１０３ｃと、上部電極３１１９の間に複数の発光層を有する、タンデム型の発光素子である。

発光装置３１００は、基板３１０１上に、それぞれ島状に分離された下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ、３１０３ｃを有する。下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ、３１０３ｃは、発光素子の陽極として機能させることができる。なお下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ、３１０３ｃの下に、反射電極を設けてもよい。また下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ上に、透明導電層３１０５ａ、３１０５ｂを設けてもよい。透明導電層３１０５ａ、３１０５ｂは、異なる色を発する素子毎に厚さが異なることが好ましい。図示しないが、下部電極３１０３ｃ上にも透明導電層を設けてもよい。

また、発光装置３１００は、隔壁３１０７ａ、３１０７ｂ、３１０７ｃ、３１０７ｄを有する。より具体的には、隔壁３１０７ａは、下部電極３１０３ａ及び透明導電層３１０５ａの一方の端部を覆う。また、隔壁３１０７ｂは、下部電極３１０３ａ及び透明導電層３１０５ａの他方の端部、並びに下部電極３１０３ｂ及び透明導電層３１０５ｂの一方の端部を覆う。また、隔壁３１０７ｃは、下部電極３１０３ｂ及び透明導電層３１０５ｂの他方の端部、並びに下部電極３１０３ｃ及び透明導電層３１０５ｃの一方の端部を覆う。また、隔壁３１０７ｄは、下部電極３１０３ｃ及び透明導電層３１０５ｃの他方の端部を覆う。

また、発光装置３１００は、下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ、３１０３ｃ並びに隔壁３１０７ａ、３１０７ｂ、３１０７ｃ、３１０７ｄ上に、正孔注入層および正孔輸送層３１１０を有する。

また、発光装置３１００は、正孔注入層および正孔輸送層３１１０上に、第１の発光層３１１２を有する。また第１の発光層３１１２上に、電荷発生層３１１４を介して第２の発光層３１１６を有する。

また、発光装置３１００は、第２の発光層３１１６上に電子輸送層および電子注入層３１１８を有する。さらに電子輸送層および電子注入層３１１８上に上部電極３１１９を有する。上部電極３１１９は、発光素子の陰極として機能させることができる。

なお、図１９（Ｂ）では下部電極３１０３ａ、３１０３ｂ、３１０３ｃを発光素子の陽極、上部電極３１１９を発光素子の陰極として機能させる例を説明したが、陰極と陽極の積層順を入れ替えてもよい。この場合、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層の積層順も適宜入れ替えればよい。

第１の発光層３１１２、第２の発光層３１１６に、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の発光装置３１００を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された照明装置について図２０を用いて説明する。

図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、照明装置の平面図および断面図の例である。図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置である。図２０（Ａ）の一点鎖線Ｇ−Ｈにおける断面を図２０（Ｂ）に示す。

図２０（Ａ）、（Ｂ）に示す照明装置４０００は、基板４００５上に発光素子４００７を有する。また、基板４００５の外側に凹凸を有する基板４００３を有する。発光素子４００７は、下部電極４０１３と、ＥＬ層４０１４と、上部電極４０１５を有する。

下部電極４０１３は、電極４００９と電気的に接続され、上部電極４０１５は電極４０１１と電気的に接続される。また、下部電極４０１３と電気的に接続される補助配線４０１７を設けてもよい。

基板４００５と封止基板４０１９は、シール材４０２１で接着されている。また封止基板４０１９と発光素子４００７の間に乾燥剤４０２３が設けられていることが好ましい。

基板４００３は、図２０（Ａ）のような凹凸を有するため、発光素子４００７で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。また、基板４００３に代えて、図２０（Ｃ）の照明装置４００１のように、基板４０２５の外側に拡散板４０２７を設けてもよい。

図２０（Ｄ）および（Ｅ）は、基板と反対側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。

図２０（Ｄ）の照明装置４１００は、基板４１２５上に発光素子４１０７を有する。発光素子４１０７は、下部電極４１１３と、ＥＬ層４１１４と、上部電極４１１５を有する。

下部電極４１１３は、電極４１０９と電気的に接続され、上部電極４１１５は電極４１１１と電気的に接続される。また上部電極４１１５と電気的に接続される補助配線４１１７を設けてもよい。また補助配線４１１７の下部に、絶縁層４１３１を設けてもよい。

基板４１２５と凹凸のある封止基板４１０３は、シール材４１２１で接着されている。また、封止基板４１０３と発光素子４１０７の間に平坦化膜４１０５およびバリア膜４１２９を設けてもよい。

封止基板４１０３は、図２０（Ｄ）のような凹凸を有するため、発光素子４１０７で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。また、封止基板４１０３に代えて、図２０（Ｅ）の照明装置４１０１のように、発光素子４１０７の上に拡散板４１２７を設けてもよい。

ＥＬ層４０１４およびＥＬ層４１１４が有する発光層に、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の照明装置４０００、４００１、４１００、４１０１を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態１０）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光装置と組み合わせることができるタッチセンサ、及びモジュールについて、図２１乃至図２４を用いて説明する。

図２１（Ａ）はタッチセンサ４５００の構成例を示す分解斜視図であり、図２１（Ｂ）は、タッチセンサ４５００の電極の構成例を示す平面図である。

図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すタッチセンサ４５００は、基板４９１０上に、Ｘ軸方向に配列された複数の導電層４５１０と、Ｘ軸方向と交差するＹ軸方向に配列された複数の導電層４５２０とが形成されている。図２１（Ａ）、（Ｂ）に示すタッチセンサ４５００は、複数の導電層４５１０が形成された平面図と、複数の導電層４５２０が形成された平面図と、を分離して表示されている。

また、図２２は、図２１に示すタッチセンサ４５００の導電層４５１０と導電層４５２０との交差部分の等価回路図である。図２２に示すように、導電層４５１０と導電層４５２０の交差する部分には、容量４５４０が形成される。

また、導電層４５１０、４５２０は、複数の四辺形状の導電膜が接続された構造を有している。複数の導電層４５１０及び複数の導電層４５２０は、導電膜の四辺形状の部分の位置が重ならないように、配置されている。導電層４５１０と導電層４５２０の交差する部分には、導電層４５１０と導電層４５２０が接触しないように間に絶縁膜が設けられている。

また、図２３は、図２１に示すタッチセンサ４５００の導電層４５１０ａ、４５１０ｂ、４５１０ｃと導電層４５２０との接続構造の一例を説明する断面図であり、導電層４５１０（導電層４５１０ａ、４５１０ｂ、４５１０ｃ）と導電層４５２０が交差する部分の断面図を一例として示す。

図２３に示すように、導電層４５１０は、１層目の導電層４５１０ａおよび導電層４５１０ｂ、ならびに、絶縁層４８１０上の２層目の導電層４５１０ｃにより構成される。導電層４５１０ａと導電層４５１０ｂは、導電層４５１０ｃにより接続されている。導電層４５２０は、１層目の導電層により形成される。導電層４５１０、４５２０及び４７１０の一部を覆って絶縁層４８２０が形成されている。絶縁層４８１０、４８２０として、例えば、酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。なお、基板４９１０と導電層４７１０、４５１０ａ、４５１０ｂ、４５２０の間に絶縁膜でなる下地膜を形成してもよい。下地膜としては、例えば、酸化窒化シリコン膜を形成することができる。

導電層４５１０ａ、４５１０ｂ、４５１０ｃと導電層４５２０は、可視光に対して透光性を有する導電材料で形成される。例えば、透光性を有する導電材料として、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛等がある。

導電層４５１０ａは、導電層４７１０に接続されている。導電層４７１０は、ＦＰＣとの接続用端子を構成する。導電層４５２０も、導電層４５１０ａと同様、他の導電層４７１０に接続される。導電層４７１０は、例えば、タングステン膜から形成することができる。

導電層４５１０、４５２０及び４７１０を覆って絶縁層４８２０が形成されている。導電層４７１０とＦＰＣとを電気的に接続するために、導電層４７１０上の絶縁層４８１０及び絶縁層４８２０には開口が形成されている。絶縁層４８２０上には、基板４９２０が接着剤又は接着フィルム等により貼り付けられている。接着剤又は接着フィルムにより基板４９１０側を表示パネルのカラーフィルタ基板に取り付けることで、タッチパネルが構成される。

次に、本発明の一態様の発光装置を用いることのできるモジュールについて、図２４を用いて説明を行う。

図２４に示すモジュール５０００は、上部カバー５００１と下部カバー５００２との間に、ＦＰＣ５００３に接続されたタッチパネル５００４、ＦＰＣ５００５に接続された表示パネル５００６、バックライトユニット５００７、フレーム５００９、プリント基板５０１０、バッテリー５０１１を有する。

上部カバー５００１及び下部カバー５００２は、タッチパネル５００４及び表示パネル５００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

タッチパネル５００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル５００６に重畳して用いることができる。また、表示パネル５００６の対向基板（封止基板）に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル５００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。

バックライトユニット５００７は、光源５００８を有する。なお、図２４において、バックライトユニット５００７上に光源５００８を配置する構成について例示したが、これに限定しない。例えば、バックライトユニット５００７の端部に光源５００８を配置し、さらに光拡散板を用いる構成としてもよい。

フレーム５００９は、表示パネル５００６の保護機能の他、プリント基板５０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム５００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板５０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリー５０１１による電源であってもよい。バッテリー５０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、モジュール５０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

なお、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態１１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子の構造について、図２５を用いて説明する。

図２５（Ａ）に示す発光素子６００２は、基板６００１上に形成されている。なお、発光素子６００２は、第１の電極６００３、ＥＬ層６００４、第２の電極６００５を有している。また、図２５（Ａ）に示す発光装置では、第２の電極６００５上にバッファー層６００６が形成されており、バッファー層６００６上には、第３の電極６００７が形成されている。バッファー層６００６を設けることにより、第２の電極６００５表面で発生する表面プラズモンによる光の取出し効率の低下を防ぐことができる。

なお、第２の電極６００５と第３の電極６００７は、コンタクト部６００８において、電気的に接続されている。コンタクト部６００８は、図の位置に限定されることはなく、発光領域に形成されていてもよい。

なお、第１の電極６００３と第２の電極６００５は、どちらが陽極であっても陰極であってもよい。また、少なくとも一方の電極が透光性を有していればよく、両方が透光性の材料で形成されていてもよい。第１の電極６００３が、ＥＬ層６００４からの光を透過させる機能を有する場合には、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いることができる。また、第１の電極６００３が、ＥＬ層６００４からの光を透過させない電極として機能する場合には、ＩＴＯと銀などを複数積層させた導電膜を用いてもよい。

また、ＥＬ層６００４から第１の電極６００３側に光を出す構成の場合において、第２の電極６００５の膜厚は、第３の電極６００７の膜厚より薄い方が好ましく、また逆側に光を出す構成の場合には、第２の電極６００５の膜厚は、第３の電極６００７の膜厚より厚い方が好ましい。但し、この限りではない。

また、バッファー層６００６には、有機樹脂膜（例えば、Ａｌｑ（略称））や、無機絶縁材料（例えば、窒化ケイ素膜）などを用いることができる。

また、本発明の一態様である発光素子を含む構成として、図２５（Ｂ）に示すような構成を用いることにより、光の取出し効率を向上させてもよい。

図２５（Ｂ）は、基板６００１と接して、光散乱体６１０１と空気層６１０２で構成された光散乱層６１００が形成され、光散乱層６１００と接して、有機樹脂からなる高屈折率層６１０３が形成され、高屈折率層６１０３と接して、発光素子などを含む素子層６１０４が形成される構成である。

なお、光散乱体６１０１としては、セラミックなどの粒子を用いることができる。また、高屈折率層６１０３には、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の高屈折率（例えば、屈折率が１．７〜１．８）材料を用いることができる。

また、素子層６１０４には、本明細書中で示した発光素子などを含む。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子１、および比較発光素子２について図９を用いて説明する。なお、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

≪発光素子１および比較発光素子２の作製≫
まず、ガラス製の基板１１００上に酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１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、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を３０分程度放冷した。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層１１０２を構成する正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送層１１１４、電子注入層１１１５が順次形成される場合について説明する。

真空蒸着装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ（略称）：酸化モリブデン＝１：０．５（質量比）となるように共蒸着することにより、第１の電極１１０１上に正孔注入層１１１１を形成した。膜厚は２０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。

次に、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２０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１１１２を形成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。発光素子１の場合には、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）、４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＢｉＮＢ）、および（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）］）を、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＮＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．７：０．３：０．０６（質量比）となるように２０ｎｍの膜厚で共蒸着した後、さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＮＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．８：０．２：０．０６（質量比）となるように２０ｎｍの膜厚で共蒸着することにより発光層１１１３を形成した。

また、比較発光素子２の場合には、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、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）、および［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］を、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．７：０．３：０．０６（質量比）となるように２０ｎｍの膜厚で共蒸着した後、さらに２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．８：０．２：０．０６（質量比）となるように２０ｎｍの膜厚で共蒸着することにより発光層１１１３を形成した。

次に、発光層１１１３上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを１０ｎｍ蒸着した後、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、積層構造を有する電子輸送層１１１４を形成した。さらに電子輸送層１１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することにより、電子注入層１１１５を形成した。

最後に、電子注入層１１１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し、陰極となる第２の電極１１０３形成し、発光素子１及び比較発光素子２を得た。なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

以上により、発光素子１および比較光素子２が得られた。発光素子１および比較発光素子２の素子構造を表１に示す。

また、作製した発光素子１および比較発光素子２は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）。

≪発光素子１および比較発光素子２の動作特性≫
作製した発光素子１および比較発光素子２の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。

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１０に示す。なお、図１０において、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）を示す。また、発光素子１および比較発光素子２の電圧−輝度特性を図１１に示す。なお、図１１において、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、横軸は、電圧（Ｖ）を示す。また、発光素子１および比較発光素子２の輝度−電流効率特性を図１２に示す。なお、図１２において、縦軸は、電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示す。また、発光素子１および比較発光素子２の電圧−電流特性を図１３に示す。なお、図１３において、縦軸は、電流（ｍＡ）、横軸は、電圧（Ｖ）を示す。

図１０〜図１３に示す結果から、本発明の一態様である発光素子１は、発光層にホスト材料として用いたＰＣＢＢｉＮＢ（略称）のＴ１準位が、ゲスト材料として用いた［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］（略称）のＴ１準位よりも低い組み合わせであるにもかかわらず、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］（略称）よりもＴ１準位が高いＰＣＢＡ１ＢＰをホスト材料として用いた比較発光素子２と比べても、その素子特性にほとんど差がなく良好な特性が得られることが分かった（後述の表３参照）。

なお、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子１および比較発光素子２の主な初期特性値を以下の表２に示す。

上記、表２の結果からも本実施例で作製した発光素子１および比較発光素子２は、いずれも高い量子効率を示していることが分かる。

また、発光素子１に０．１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、図１４に示す。図１４に示す通り、発光素子１の発光スペクトルは５４６ｎｍ付近にピークを有しており、発光層１１１３に含まれる［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］（略称）の発光に由来していることが分かった。

また、発光素子１および比較発光素子２についての信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１５に示す。図１５において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子１および比較発光素子２を駆動させた。その結果、発光素子１の１００時間後の輝度は、初期輝度のおよそ９２％を保っており、比較発光素子２に比べて高輝度が維持されていることが分かった。

したがって、上記信頼性試験により、本発明の一態様である発光素子１は、高い信頼性を示す、長寿命な発光素子であることがわかった。

また、本実施例において、発光素子１の発光層に用いたＰＣＢＢｉＮＢ、比較発光素子２の発光層に用いたＰＣＢＡ１ＢＰ、および両発光素子の発光層に用いた［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］のＴ１準位について測定した結果を図１６に示す。

なお、Ｔ１準位の測定には、各物質の燐光発光を測定することにより求めた。測定条件としては、３２５ｎｍの励起光を各物質に照射し、測定温度１０Ｋで測定した。なお、ＰＣＢＢｉＮＢとＰＣＢＡ１ＢＰについては、メカニカルチョッパによる時間分解測定を行い、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］については、時間分解を行わない通常の燐光測定を行った。ところで、エネルギー準位の測定は、発光波長より吸収波長から算出した方が精度は高い。しかしながら、Ｔ１準位の吸収は極めて微弱であり、測定が困難であることから、ここでは、発光波長を測定することによりＴ１準位を求めた。したがって、測定値に多少の誤差を含むものとする。

測定結果は、表３に示す通りである。

したがって、ホスト材料としてＰＣＢＢｉＮＢを用いた発光素子１では、ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位よりも低く、ホスト材料としてＰＣＢＡ１ＢＰを用いた比較発光素子２では、ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位よりも高いことが確認された。すなわち上述した結果と合わせて、化学的に安定であるがＴ１準位の低いＰＣＢＢｉＮＢを用いた発光素子１は、比較発光素子２と比べても劣らない十分な素子特性を有することがわかる。

本実施例では、実施例１の発光素子１または比較発光素子２の一方または両方の発光層に含まれるＰＣＢＢｉＮＢ（略称）、ＰＣＢＡ１ＢＰ（略称）および［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］（略称）を用い、その質量比を変えて形成された有機膜（膜厚：５０ｎｍ）を石英基板間に有するサンプルを複数種作製し、それぞれの寿命（τ_１、τ_２）［μｓｅｃ］について測定を行った。

有機膜は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＮＢ（または、ＰＣＢＡ１ＢＰ）：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝１−Ｘ：Ｘ：０．０６（質量比）とした。各サンプルの構成を表４に示す。

なお、測定の際には、３３７ｎｍ（パルス幅５００ｐｓ）のパルス励起光をサンプルに照射し、ホールサイズ１００μｍ、測定時間範囲を０〜２０μｓｅｃとして測定した。測定結果を図１７に示す。

図１７の結果から、ゲスト材料（［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）よりもＴ１準位が高いＰＣＢＡ１ＢＰをホスト材料として用いる場合、寿命は、一成分の減衰曲線を示していることがわかる。それに対し、ゲスト材料（［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）よりもＴ１準位が低いＰＣＢＢｉＮＢをホスト材料として用いる場合は、二成分を含む減衰曲線を示している。寿命の短い成分（τ１）では、ＰＣＢＡ１ＢＰをホスト材料として採用した場合の寿命はＰＣＢＢｉＮＢの寿命より短くなるのに対し、ＰＣＢＢｉＮＢの寿命の長い成分（τ２）では、ＰＣＢＡ１ＢＰをホスト材料として採用した場合の寿命より長くなっていることがわかる。また寿命の長い成分（τ２）はＰＣＢＢｉＮＢの割合が多くなるほど長寿命化していく。ＰＣＢＢｉＮＢの寿命の短い成分（τ１）は通常のゲスト材料の発光速度に加え、ホスト材料への励起子のエネルギー移動速度を足し合わせた結果であり、ＰＣＢＢｉＮＢの寿命の長い成分（τ２）はホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動に起因するためと考えられる。

すなわち、本発明の一態様である発光素子のように、ゲスト材料よりもＴ１準位が低いホスト材料を用いる場合には、図１７で示したような多成分の減衰曲線が得られることが特徴の一つであるといえる。

１０ 励起子
１１ ホスト材料
１２ ゲスト材料
１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１０４ 発光層
１０５ ホスト材料である第１の有機化合物
１０６ ゲスト材料である第２の有機化合物
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２０３ ＥＬ層
２０４ 正孔注入層
２０５ 正孔輸送層
２０６ 発光層
２０７ 電子輸送層
２０８ 電子注入層
２０９ ホスト材料である第１の有機化合物
２１０ ゲスト材料である第２の有機化合物
３０１ 第１の電極
３０２（１） 第１のＥＬ層
３０２（２） 第２のＥＬ層
３０４ 第２の電極
３０５ 電荷発生層
３０５（１） 第１の電荷発生層
３０５（２） 第２の電荷発生層
５０１ 素子基板
５０２ 画素部
５０３ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
５０４ａ、５０４ｂ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
５０５ シール材
５０６ 封止基板
５０７ 配線
５０８ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
５０９ ｎチャネル型ＦＥＴ
５１０ ｐチャネル型ＦＥＴ
５１１ スイッチング用ＦＥＴ
５１２ 電流制御用ＦＥＴ
５１３ 第１の電極（陽極）
５１４ 絶縁物
５１５ ＥＬ層
５１６ 第２の電極（陰極）
５１７ 発光素子
５１８ 空間
１１００ 基板
１１０１ 第１の電極
１１０２ ＥＬ層
１１０３ 第２の電極
１１１１ 正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１４ 電子輸送層
１１１５ 電子注入層
２００１ 第１の基板
２００２ 発光部
２００５ａ 第１の封止材
２００５ｂ 第２の封止材
２００６ 第２の基板
２０１１ 第２の空間
２０１３ 第１の空間
３０００ 発光装置
３００１ 基板
３００２ａ 反射電極
３００２ｂ 反射電極
３００２ｃ 反射電極
３００３ａ 下部電極
３００３ｂ 下部電極
３００３ｃ 下部電極
３００５ａ 透明導電層
３００５ｂ 透明導電層
３００５ｃ 透明導電層
３００７ａ 隔壁
３００７ｂ 隔壁
３００７ｃ 隔壁
３００７ｄ 隔壁
３００９ 正孔注入層
３０１１ａ 正孔輸送層
３０１１ｂ 正孔輸送層
３０１１ｃ 正孔輸送層
３０１３ａ 発光層
３０１３ｂ 発光層
３０１３ｃ 発光層
３０１５ａ 電子輸送層
３０１５ｂ 電子輸送層
３０１５ｃ 電子輸送層
３０１７ 電子注入層
３０１９ 上部電極
３０２０ａ 発光素子
３０２０ｂ 発光素子
３０２０ｃ 発光素子
３１００ 発光装置
３１０１ 基板
３１０２ａ 反射電極
３１０２ｂ 反射電極
３１０２ｃ 反射電極
３１０３ａ 下部電極
３１０３ｂ 下部電極
３１０３ｃ 下部電極
３１０３ｄ 下部電極
３１０５ａ 透明導電層
３１０５ｂ 透明導電層
３１０７ａ 隔壁
３１０７ｂ 隔壁
３１０７ｃ 隔壁
３１０７ｄ 隔壁
３１１０ 正孔注入層および正孔輸送層
３１１２ 第１の発光層
３１１４ 電荷発生層
３１１６ 第２の発光層
３１１８ 電子輸送層および電子注入層
３１１９ 上部電極
３１２０ａ 発光素子
３１２０ｂ 発光素子
３１２０ｃ 発光素子
４０００ 照明装置
４００１ 照明装置
４００３ 基板
４００５ 基板
４００７ 発光素子
４００９ 電極
４０１１ 電極
４０１３ 下部電極
４０１４ ＥＬ層
４０１５ 上部電極
４０１７ 補助配線
４０１９ 封止基板
４０２１ シール材
４０２３ 乾燥剤
４０２５ 基板
４０２７ 拡散板
４１００ 照明装置
４１０１ 照明装置
４１０３ 封止基板
４１０５ 平坦化膜
４１０７ 発光素子
４１０９ 電極
４１１１ 電極
４１１３ 下部電極
４１１４ ＥＬ層
４１１５ 上部電極
４１１７ 補助配線
４１２１ シール材
４１２５ 基板
４１２７ 拡散板
４１２９ バリア膜
４１３１ 絶縁層
４５００ タッチセンサ
４５１０ 導電層
４５１０ａ 導電層
４５１０ｂ 導電層
４５１０ｃ 導電層
４５２０ 導電層
４５４０ 容量
４７１０ 電極
４８１０ 絶縁層
４８２０ 絶縁層
４９１０ 基板
４９２０ 基板
５０００ モジュール
５００１ 上部カバー
５００２ 下部カバー
５００３ ＦＰＣ
５００４ タッチパネル
５００５ ＦＰＣ
５００６ 表示パネル
５００７ バックライトユニット
５００８ 光源
５００９ フレーム
５０１０ プリント基板
５０１１ バッテリー
６００１ 基板
６００２ 発光素子
６００３ 第１の電極
６００４ ＥＬ層
６００５ 第２の電極
６００６ バッファー層
６００７ 第３の電極
６００８ コンタクト部
６１００ 光散乱層
６１０１ 光散乱体
６１０２ 空気層
６１０３ 高屈折率層
６１０４ 素子層
７１００ テレビジョン装置
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
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
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
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
８００１ 照明装置
８００２ 照明装置
８００３ 照明装置
８００４ 照明装置
９０３３ 留め具
９０３４ 表示モード切り替えスイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ 省電力モード切り替えスイッチ
９０３８ 操作スイッチ
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネルの領域
９６３２ｂ タッチパネルの領域
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

Claims (6)

1. パルスレーザ照射後の相対発光強度と発光時間との関係は多成分の減衰曲線を示し、
   かつ前記相対発光強度が１／１００になるまでの前記多成分の減衰曲線の最も遅い成分の発光時間は、１５μｓｅｃ以下であることを特徴とする発光素子。
2. 一対の電極間に少なくとも発光層を有し、
   前記発光層は、２種類以上の有機化合物を有し、
   発光の際に相対発光強度と発光時間との関係を示す成分は、前記相対発光強度が１／１００になるまでに２成分以上あり、かつ、前記相対発光強度が１／１００になるまでの最も遅い成分の発光時間は、１５μｓｅｃ以下であることを特徴とする発光素子。
3. 一対の電極間に少なくとも発光層を有し、
   前記発光層は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを少なくとも有し、
   前記第２の有機化合物は、有機金属錯体であり、
   前記第１の有機化合物のＴ１準位は、前記第２の有機化合物のＴ１準位よりも低く、
   発光の際に相対発光強度と発光時間との関係を示す成分は、前記相対発光強度が１／１００になるまでに２成分以上あり、かつ、前記相対発光強度が１／１００になるまでの最も遅い成分の発光時間は、１５μｓｅｃ以下であることを特徴とする発光素子。
4. 請求項１乃至請求項３に記載の発光素子を用いた発光装置。
5. 請求項４に記載の発光装置を用いた電子機器。
6. 請求項４に記載の発光装置を用いた照明装置。