JP2016006758A - 発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、実用化に有利な多色発光素子を提供する。
【解決手段】ホスト材料と蛍光発光物質とを含む第１の発光層１１３ａと、励起錯体を形成する２種類の有機化合物と三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質とを含む第２の発光層１１３ｂとの積層構造を備えた発光素子である。なお、第１の発光層からの発光は第２に発光層からの発光よりも短波長側に発光スペクトルのピークが存在する発光素子がより有用である。
【選択図】図１

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、本発明の一態様は、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、本発明の一態様は、有機化合物を発光物質として用いた発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。

近年、有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ素子）の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光物質からの発光を得ることができる。

このような発光素子は自発光型であるため、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を用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに応答速度が速いことも特徴の一つである。

これらの発光素子は面状に発光を得ることができるため、大面積の素子を容易に形成することができる。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、照明等光源としての利用価値も高い。

このような有機ＥＬ素子の場合、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化合物が励起状態となり、発光を得ることができる。

有機化合物の励起状態としては、一重項励起状態（Ｓ^＊）と三重項励起状態（Ｔ^＊）があり、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りん光と呼ばれている。そして、当該発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ^＊：Ｔ^＊＝１：３であると考えられている。

一重項励起状態から発光する化合物（以下、蛍光発光物質と称す）では室温において、通常、三重項励起状態からの発光（りん光）は観測されず、一重項励起状態からの発光（蛍光）のみが観測される。したがって、蛍光発光物質を用いた発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ^＊：Ｔ^＊＝１：３であることを根拠に２５％とされている。

一方、三重項励起状態から発光する化合物（以下、りん光性化合物と称す）を用いれば、三重項励起状態からの発光（りん光）が観測される。また、りん光性化合物は項間交差が起こりやすいため、内部量子効率は１００％まで理論上は可能となる。つまり、りん光発光物質を用いた発光素子では、蛍光発光物質を用いた発光素子より高い発光効率が実現容易となる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、りん光性発光物質を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。

特許文献１では、複数の発光ドーパントを含む発光領域を有し、当該発光ドーパントがりん光を発する白色発光素子が開示されている。また、特許文献２では、蛍光発光層とりん光発光層との間に中間層（電荷発生層）を設けた素子（いわゆるタンデム素子）が開示されている。

特表２００４−５２２２７６号公報 特開２００６−０２４７９１号公報

白色発光素子に代表される多色発光素子として、蛍光発光層とりん光発光層との間に中間層（電荷発生層）を設けた素子が開発され一部実用化もなされている（例えば特許文献２参照）。この構造を有する発光素子では、短波長側の発光を蛍光発光層から得、長波長側の発光をりん光発光層から得ている。

この構成は、寿命に不安のある短波長側の発光を蛍光とし、長波長側の発光をりん光とすることによって、全ての発光をりん光から得る素子よりは効率は落ちるものの、安定した特性の多色発光素子を得られることを目的とした構成である。

性能より信頼性を優先した当該構造を有する多色発光素子は、未だ寿命が問題となることの多い有機ＥＬ素子では実用化に有利ではあるものの、一つの発光素子を得るために成膜する膜の数が多くなるという、実用化に不利な面もまた同時に有している。

当該構成を有する多色発光素子においてりん光発光層と蛍光発光層との間に中間層を設けている理由はいくつかあるが、その一つは蛍光発光層によるりん光の消光を抑制するためである。

蛍光発光層には、通常、ホスト材料としてアントラセンなどに代表される縮合芳香環（特に縮合芳香族炭化水素環）骨格を有する物質が用いられているが、これら縮合芳香環骨格を有する物質は、比較的三重項準位が低いものが多い。このため、蛍光発光層とりん光発光層を接して設けた場合、りん光発光層で生じた三重項励起エネルギーが蛍光発光層のホスト材料の三重項準位に移動してしまい、失活してしまう。三重項励起子は寿命が長いために励起子の拡散距離が長く、蛍光発光層とりん光発光層の界面で発生した励起エネルギーのみならず、蛍光発光層から離れたりん光発光層内部で生成した励起エネルギーも蛍光発光層のホスト材料により失活してしまうために、発光効率の大幅な低下が起きてしまう。

一方、蛍光発光層に三重項励起エネルギーの大きなホスト材料を用いれば、そのような問題は解決されるが、その場合当該ホスト材料の一重項励起エネルギーは非常に大きいものとなるため、ホスト材料から蛍光ドーパントへのエネルギー移動が不十分となり、蛍光発光層において十分な発光効率が得られない。結果としてホスト材料の無輻射失活過程が増大することにもなり、素子の特性（特に寿命）が低下することもある。また、ホスト材料の一重項励起エネルギーが大きいということは、該ホスト材料のＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップが大きいことと同義であるため、駆動電圧の過剰な上昇にもつながる。

そこで、本発明の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、実用化に有利な発光素子を提供することを課題とする。また、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜層数が比較的少ないことで、製造工程が少なく、実用化に有利な発光素子を提供することを課題とする。

または、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、良好な発光効率を有する発光素子を提供することを課題とする。

または、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜層数が比較的少なく、実用化に有利であり、且つ、良好な発光効率を有する発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の他の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題とする。

または、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、安価に製造可能なディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。

または、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減されたディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。

本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。

ホスト材料と蛍光発光物質とを含む第１の発光層１１３ａと、励起錯体を形成する２種類の有機化合物と三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質とを含む第２の発光層１１３ｂとの積層構造を備えた発光素子が上記課題を実現することができる。なお、第１の発光層１１３ａからの発光は第２の発光層１１３ｂからの発光よりも短波長側に発光スペクトルのピークが存在する発光素子がより有用である。

本発明の一態様は、一対の電極と、前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層を有し、前記ＥＬ層は第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとを有し、前記第１の発光層１１３ａからの発光スペクトルは、前記第２の発光層１１３ｂからの発光スペクトルよりも短波長領域に存在し、前記第１の発光層１１３ａは少なくとも蛍光発光物質と、ホスト材料とを有し、前記第２の発光層１１３ｂは少なくとも三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを有し、前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物が励起錯体を形成することを特徴とする発光素子である。

また、本発明の一態様は、一対の電極と、前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層を有し、前記ＥＬ層は第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとが接して積層され、前記第１の発光層１１３ａからの発光スペクトルは、前記第２の発光層１１３ｂからの発光スペクトルよりも短波長領域に存在し、前記第１の発光層１１３ａは少なくとも蛍光発光物質と、ホスト材料とを有し、前記第２の発光層１１３ｂは少なくとも三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを有し、前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物が励起錯体を形成することを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記励起錯体から前記三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質へのエネルギーの授受があることを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記ホスト材料の一重項励起準位が前記蛍光発光物質の一重項励起準位よりも大きく、前記ホスト材料の三重項励起準位が前記蛍光発光物質の三重項励起準位よりも小さいことを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記ホスト材料の三重項励起準位が、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の三重項励起準位よりも小さいことを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記ホスト材料が縮合芳香環骨格を有する有機化合物である発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において前記ホスト材料がアントラセン骨格を有する有機化合物である発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記ホスト材料がアントラセン骨格を有する有機化合物であり、前期蛍光発光物質がピレン骨格を有する有機化合物である発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の発光層１１３ｂが、前記三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質として、各々発光スペクトルの異なるｎ種（ｎは２以上の整数）の物質を含むことを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の発光層１１３ｂがｎ層の層からなり、前記ｎ層の層各々に異なる三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質を含むことを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の発光層１１３ｂが、前記三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質として、各々発光スペクトルの異なる第１のりん光発光物質と、第２のりん光発光物質とを含むことを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１のりん光発光物質は赤色領域の発光を呈し、前記第２のりん光発光物質は緑色領域の発光を呈し、前記蛍光発光物質は青色領域の発光を呈する発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１のりん光発光物質は５８０ｎｍ乃至６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有し、前記第２のりん光発光物質は５００ｎｍ乃至５６０ｎｍに発光スペクトルのピークを有し、前記蛍光発光物質は４００ｎｍ乃至４８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の発光層１１３ｂが第１のりん光発光層と第２のりん光発光層とからなり、前記第１のりん光発光層に第１のりん光発光物質が含まれ、前記第２のりん光発光層に第２のりん光発光物質が含まれることを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の発光層１１３ａと、前記第１のりん光発光層及び第２のりん光発光層がこの順に積層されたことを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の発光層１１３ａが陽極側、前記第２のりん光発光層が陰極側に形成された発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１のりん光発光物質が前記第１のりん光発光層内においてキャリアトラップ性を呈することを特徴とする発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記キャリアトラップ性は、電子トラップ性であることを特徴とする発光素子である。

または、本発明の一態様は、上記いずれかに記載の発光素子を有するディスプレイモジュールである。

または、本発明の一態様は、上記いずれかに記載の発光素子を有する照明モジュールである。

または、本発明の一態様は、上記いずれかに記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置である。

または、本発明の一態様は、上記いずれかに記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置である。

または、本発明の一態様は、上記いずれかに記載の発光素子を照明部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた照明装置である。

または、本発明の一態様は、上記いずれかに記載の発光素子を有する電子機器である。

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。さらに、照明器具等に用いられる発光装置も含むものとする。

本発明の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、成膜層数が比較的少なく、実用化に有利な多色発光素子を提供することができる。

また、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において、良好な発光効率を有する多色発光素子を提供することができる。

また、本発明の他の一態様では、蛍光発光とりん光発光を用いた発光素子において成膜層数が比較的少なく、実用化に有利であり、且つ、良好な発光効率を有する多色発光素子を提供することができる。

また、本発明の他の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、安価に製造可能なディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。

また、本発明の他の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減されたディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。

発光素子の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 発光素子１の電流密度−輝度特性を表す図。 発光素子１の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子１の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子１の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子１の発光スペクトル。 発光素子１の規格化輝度時間変化を表す図。 発光素子２及び発光素子３の発光スペクトル。 発光素子４の発光スペクトル。 本発明の一態様の発光素子における各物質及び励起錯体のエネルギー準位の相関図。

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。

（実施の形態１）
本発明の一態様の発光素子の模式図を図１（Ａ）に示した。当該発光素子は、少なくとも一対の電極（第１の電極１０１、第２の電極１０２）と発光層１１３を有するＥＬ層１０３を有する。また、発光層１１３は第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとを有している。

図１（Ａ）においては、ＥＬ層１０３として、さらに正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５が図示されているが、この積層構造は一例であり、本発明の一態様の発光素子におけるＥＬ層１０３の構成はこれに限られない。なお、図１（Ａ）においては、第１の電極１０１が陽極として機能し、第２の電極１０２が陰極として機能するものとして図示している。

第１の発光層１１３ａには蛍光発光物質とホスト材料が含まれている。また、第２の発光層１１３ｂには、第１の有機化合物と第２の有機化合物とりん光発光物質が含まれている。また、当該構成を有する発光層において第１の有機化合物と第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせとする。

この構成を有することによって、第１の発光層１１３ａからは蛍光発光物質由来の発光が、第２の発光層１１３ｂからはりん光発光物質由来の発光が共に効率よく得られる。なお、当該発光素子では第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの間に電荷発生層が設けられていなくても（タンデム素子でなくても）蛍光発光とりん光発光が共に効率よく得ることができる。

通常、蛍光発光層とりん光発光層とを同じＥＬ層に導入して発光させると、りん光発光層の三重項励起エネルギーが蛍光発光層の大部分を占めるホスト材料に移動してしまい、大幅な発光効率の低下を引き起こす。これは、蛍光発光層には、通常、ホスト材料として三重項準位が低いアントラセンなどに代表される縮合芳香環（特に縮合芳香族炭化水素環）骨格を有する物質が用いられているため、りん光発光層で生じた三重項励起エネルギーが蛍光発光層のホスト材料へと移動し、無放射失活してしまうためである。現状、蛍光発光層において、縮合芳香環骨格を有する物質を用いずに所望の発光波長や良好な素子特性・信頼性を得ることは困難であるため、蛍光発光層とりん光発光層とを同じＥＬ層に導入した構成とすると、良好な特性を有する発光素子を得ることが難しい。

また、三重項励起状態は、緩和時間が長いために励起子の拡散距離が長く、蛍光発光層から離れたりん光発光層内部で生成した励起子も、その多くが拡散により蛍光発光層に移動してしまい、無放射失活することが事態を深刻にしている。

ここで、本実施の形態では、第２の発光層１１３ｂを第１の有機化合物と第２の有機化合物が励起錯体を形成し、この励起錯体から、りん光発光物質へ三重項励起エネルギーが移動して発光が得られる構成とすることによって、上記問題を解決することができる。

励起錯体は、２つの物質からなる励起状態である。そして、励起錯体はエネルギーを放出することによって基底状態となると、当該励起錯体を形成していた２つの物質はまた元の別々の物質として振舞う。すなわち、励起錯体には基底状態は存在しない。このことから、励起錯体同士のエネルギー移動や、他の物質から励起錯体へのエネルギー移動は原理的に起こりにくい。

発光素子における励起錯体の生成は、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のうち、いずれか一方のカチオンと他方のアニオンが隣接することで、直接励起錯体を形成する過程（エレクトロプレックス過程）が支配的であると考えられる。また、第１の有機化合物及び第２の有機化合物の一方が励起状態になったとしても、速やかに他方の物質を取り込んで励起錯体を形成することから、第２の発光層１１３ｂにおける励起子はそのほとんどが励起錯体として存在する。

また、励起錯体の一重項励起エネルギーは、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位のうち、高い方のＨＯＭＯ準位と低い方のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差に相当するため、当該二つの有機化合物のどちらの一重項励起エネルギーよりも小さい値となり、励起錯体から第１の有機化合物及び第２の有機化合物への一重項励起エネルギーの移動は起こらない。さらに、励起錯体の三重項励起エネルギーが、第１の有機化合物又は第２の有機化合物よりも小さくなるように、好ましくは第１の有機化合物及び第２の有機化合物よりも小さくなるように第１の有機化合物及び第２の有機化合物を選択することによって励起錯体から第１の有機化合物及び第２の有機化合物へのエネルギー移動はほとんど起こらなくすることができる。また、前述のように、励起錯体同士のエネルギー移動もほとんどないため、第２の発光層１１３ｂ内における励起子の拡散がほとんど起こらず、結果として、上述した問題を解決することができる。

ここで、蛍光発光層である第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとが接して形成されていると、その界面においては、励起錯体から第１の発光層１１３ａのホスト材料へのエネルギー移動（特に三重項のエネルギー移動）が起こりうる。しかし、上述のように第２の発光層１１３ｂにおいて励起子の拡散がほとんど起こらないため、励起錯体から第１の発光層１１３ａのホスト材料へのエネルギー移動が起こる範囲は極めて局所的な範囲（すなわち第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの界面）に留まり、励起エネルギーの大きな損失にはならない。したがって、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂは必ずしも接している必要はないが、これらが接していたとしても、高い効率を得られるのが本発明の一態様の特徴と言える。すなわち、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとが接して形成されている素子構造も、本発明の一態様である。

このように、蛍光発光層に含まれるホスト材料の三重項励起エネルギーが、りん光発光層に含まれる第１の有機化合物及び第２の有機化合物の三重項励起エネルギーよりも小さい場合においても、本発明の一態様を適用することによって、蛍光発光とりん光発光が共に良好な発光効率で得られる発光素子を得ることができる。

さらに、本発明の一態様の発光素子においては、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの界面において、励起錯体から第１の発光層１１３ａのホスト材料へのエネルギー移動（特に三重項のエネルギー移動）や、りん光発光物質から第１の発光層１１３ａのホスト材料へのエネルギー移動が起こったとしても、その一部を第１の発光層１１３ａにおいて発光に変換することができる構成とする。すなわち、第１の発光層１１３ａを三重項‐三重項消滅（Ｔ−Ｔアニヒレイション；ＴＴＡ）によって一重項励起状態を生成することが容易な構成とすることによって、上記の界面においてエキサイプレックスからホスト材料へ移動した三重項励起エネルギーの一部を第１の発光層１１３ａにおいて蛍光発光に変換することが可能となる。これにより、さらに本発明の一態様である発光素子は、エネルギーのロスを低減した発光素子とすることができる。ＴＴＡによる一重項励起状態の生成が容易な構成とするためには、第１の発光層１１３ａにおいて、ホスト材料の一重項励起準位が蛍光発光物質の一重項励起準位よりも大きく、且つ、ホスト材料の三重項励起準位が蛍光発光物質の三重項励起準位よりも小さくなるようにホスト材料と蛍光発光物質を選択すればよい。このような関係となるホスト材料と蛍光発光物質の選択としては、代表的にはホスト材料としてアントラセン骨格を有する材料、蛍光発光物質としてピレン骨格を有する材料の組み合わせ等が好適である。

なお、第１の発光層１１３ａは、膜厚が厚すぎると第２の発光層１１３ｂからの発光が得にくくなる。また膜厚が薄すぎると、今度は第１の発光層１１３ａからの発光が得にくくなる。したがって、第１の発光層１１３ａの膜厚は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。

また、第１の発光層１１３ａが陽極側に形成されている場合、第１の発光層１１３ａはホール輸送性を有することが好ましい。この際、ホスト材料には正孔輸送性の高いバイポーラ性を有する材料を用いることが好適である。このような物質としてはアントラセン骨格を有する材料が好ましい。さらに、蛍光発光物質のホールトラップ性が高い場合（例えば後述するような縮合芳香族アミン化合物）は、その濃度を５％以下、好ましくは１％以上４％以下、さらに好ましくは１％以上３％以下とすることが、りん光発光と蛍光発光をバランスよくかつ高い効率で得るために好ましい構成である。なお、蛍光発光物質のＨＯＭＯがホスト材料のＨＯＭＯよりも高い場合に、該ホールトラップ性が発生する。

第２の発光層１１３ｂにおいて励起錯体を形成する第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性を有する材料であることが、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプタ型の励起状態を形成しやすくなり、効率よく励起錯体を形成することができるようになる。また、正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料との組み合わせによって第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わせを構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することができる。具体的には正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９から９：１（重量比、１：９及び９：１を含む）の範囲が好ましい。特に、量子効率をより高めるためには、第２の発光層１１３ｂにおける最も陽極側の領域において、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝５：５から９：１（重量比、５：５及び９：１を含む）となっていることがより好ましい。また、当該構成を有する発光素子は、容易にキャリアバランスを制御することができることから、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。さらに、本発明の一態様の発光素子は、上述のようにキャリアバランスを制御することによって発光色の調整も行うことができるという特徴も有する。

本実施の形態における発光素子では、キャリアの再結合領域はある程度の分布を持って形成されることが好ましい。このためには、各発光層において適度なキャリアトラップ性があることが好ましく、特に、りん光発光物質が電子トラップ性を有していることが好適である。電子トラップ性が高い物質としては、ピリミジンやピラジンのようなジアジン骨格を含む配位子を有する遷移金属錯体（イリジウム錯体や白金錯体など）が挙げられる。なお、りん光発光物質のＬＵＭＯが、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のいずれの化合物よりも低い場合、該電子トラップ性が発生する。

なお、本発光素子においては、第１の発光層１１３ａからの発光が、第２の発光層１１３ｂからの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈するりん光発光物質を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。

なお、本発光素子は、ＥＬ層を形成するための層数がタンデム型の素子と比較して少なく、層厚も薄いため、コスト的に有利であり量産に向く構成である。また、上述のようにＥＬ層を形成するための層数が少ないことから、ＥＬ層の膜厚を薄くすることができ、光学的に有利な構成（光取出し効率の高い構成）でもある。さらに、駆動電圧も小さく、５Ｖ以下の駆動電圧で、蛍光発光とりん光発光の両方を効率よく得られる発光素子とすることができる。

また、蛍光発光層とりん光発光層とが接していても、上述のように励起錯体を用いていることから三重項励起エネルギーの失活が起こりにくく、りん光発光と蛍光発光を両立することが容易な構成である。

本実施の形態で説明した発光素子における各物質及び励起錯体のエネルギー準位の相関図を図２１に示す。図中、Ｓ_ＦＨは第１の発光層１１３ａにおけるホスト材料の一重項励起準位、Ｔ_ＦＨは第１の発光層１１３ａにおけるホスト材料の三重項励起準位、Ｓ_ＦＧ、Ｔ_ＦＧは各々第１の発光層１１３ａにおけるゲスト材料（蛍光発光物質）の一重項励起準位、三重項励起準位、Ｓ_ＰＨ、Ｔ_ＰＨは各々第２の発光層１１３ｂにおけるホスト材料（第１の有機化合物又は第２の有機化合物）の一重項励起準位、三重項励起準位、Ｓ_Ｅ，Ｔ_Ｅは第２の発光層１１３ｂにおける励起錯体の一重項励起準位及び三重項励起準位、Ｔ_ＰＧは第２の発光層１１３ｂにおけるゲスト材料（りん光発光物質）の三重項励起準位である。

図２１に示すように、第１の発光層１１３ａでは、ホスト材料の三重項励起分子の衝突によりＴＴＡが起こり、ホスト材料の三重項励起分子の一部が一重項励起分子に変換される（一部は熱失活する）。そして、このＴＴＡにより生じたホスト材料の一重項励起エネルギーが、蛍光発光物質の一重項励起状態に移動し、そのエネルギーが蛍光に変換される。

また、第２の発光層１１３ｂでは、励起錯体の励起準位Ｓ_Ｅ，Ｔ_Ｅは、ホスト材料（第１の有機化合物及び第２の有機化合物）の励起準位Ｓ_ＰＨ，Ｔ_ＰＨよりも小さいため、励起錯体からホスト材料への励起エネルギーの移動は起こらない。また、励起錯体から他の励起錯体へのエネルギー移動も当然ない。励起錯体の励起エネルギーがゲスト材料（りん光発光物質）に移動すると、発光に変換される。このように第２の発光層１１３ｂにおいては、三重項励起エネルギーの拡散がほとんどなく、発光に変換される。

このように、三重項励起エネルギーの拡散が殆ど無い為、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂが接している界面ではエネルギー移動が多少あるものの（例えば、該界面に存在するりん光発光物質のＴ_ＰＧからＴ_ＦＨやＴ_ＦＧへのエネルギー移動など）、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂ、どちらからも良好な効率で発光を得ることができる。なお、第１の発光層１１３ａにおいては、ＴＴＡによる三重項励起エネルギーによる一重項励起状態の生成が行われるため、界面において発生したエネルギー移動もその一部を蛍光発光へと変換することができるためエネルギーの損失を低減させることが可能である。

また、本実施の形態における発光素子は、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。当該発光素子の発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。

また、このような発光素子は白色発光を得るためにも好適である。第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。また、いずれか、または両方の発光層に発光波長の異なる複数の発光物質を用いることによって、３色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、各々の発光層を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光物質を含有させるようにしても良い。

また、第２の発光層１１３ｂにおいては、りん光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯と、励起錯体の発光スペクトルを重ねることで、より発光効率の良好な発光素子を得ることができる。また、りん光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長と、励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値の差が０．２ｅＶ以下であると重なりが大きく好ましい構成である。なお、りん光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯は三重項励起準位の吸収帯であることが好ましく、後述のようにりん光発光物質に替えてＴＡＤＦ材料を用いる場合は、最も低エネルギー側の吸収帯は一重項励起準位の吸収帯であることが好ましい。

図１（Ａ）においては、第１の発光層１１３ａが陽極として機能する第１の電極１０１側、第２の発光層１１３ｂが陰極として機能する第２の電極１０２側に形成されているが、この積層順は逆であってもかまわない。すなわち、第１の発光層１１３ａが陰極として機能する第２の電極１０２側に形成され、第２の発光層１１３ｂが陽極として機能する第１の電極１０１側に形成されていても良い。

なお、本実施の形態の構成は、第２の発光層１１３ｂに含まれる発光物質は、三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質であれば良く、以上の説明において、りん光発光物質として記載した部分に関しては熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，ＴＡＤＦ）材料と、りん光発光層と記載した部分に関してはＴＡＤＦ発光層と読み替えることができる。ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）させることが容易で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する物質のことである。熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。りん光発光物質もＴＡＤＦ材料もどちらも三重項励起エネルギーを発光に変換することが可能な物質である。

（実施の形態２）
本実施の形態では実施の形態１で説明した発光素子の詳細な構造の例について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。

本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層を有する。本実施の形態において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２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１０１の方が第２の電極１０２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、発光が得られる構成となっている。

第１の電極１０１は陽極として機能するため、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５乃至５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１乃至１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料をＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。

ＥＬ層１０３の積層構造については、発光層１１３が実施の形態１に示したような構成となっていれば他は特に限定されない。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、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することができる。本実施の形態では、ＥＬ層１０３は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５を有する構成について説明する。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。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：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。

また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４−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。

複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる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^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。

例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。

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、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、他に、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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４から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）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。

正孔注入層を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることが可能となる。

正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層１１２に用いることができる。また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。なお、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。

本発明の一態様の発光素子において、第１の発光層１１３ａが陽極側に設けられる場合、正孔輸送層１１２に用いられる物質のＨＯＭＯ準位と、第１の発光層１１３ａにおけるホスト材料のＨＯＭＯ準位は近接（エネルギー差で０．２ｅＶ以下）していることが好ましい。このことにより、ホールがトラップ準位にトラップされすぎることなく第１の発光層１１３ａや第２の発光層１１３ｂに流れてゆくため、蛍光発光とりん光発光とをバランスよく、良好な効率で得ることが容易となる。

発光層１１３は、実施の形態１で説明した発光層１１３の構成を有する。すなわち、第１の電極側から、第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂが積層されて構成されている。また、第１の発光層１１３ａにはホスト材料と蛍光発光物質が含まれており、第２の発光層１１３ｂには、第１の有機化合物、第２の有機化合物及び三重項励起エネルギーを発光に変換可能な物質（りん光性化合物又はＴＡＤＦ材料）が含まれている。本実施の形態の発光素子では、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであるものとする。そして、励起錯体は、三重項励起エネルギーを発光に変換可能な物質にエネルギーを提供し、第１の発光層１１３ａと、第２の発光層１１３ｂから共に効率よく発光を得ることができるものである。

第１の発光層１１３ａにおいて、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の他の様々な蛍光発光物質を用いることができる。

５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎのようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。

第１の発光層１１３ａにおいて、ホスト材料として用いることが可能な物質としては、例えば以下のようなものが挙げられる。

９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）等のアントラセン化合物が挙げられる。アントラセン骨格を有する物質をホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。

第２の発光層１１３ｂにおいて、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる物質としては、りん光発光物質とＴＡＤＦ材料が該当し、例えば、以下のようなものが挙げられる。

りん光発光物質としては、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）_３）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）_３）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）_３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）_３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ｆａｃ−トリス［（１−２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）_３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）_３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、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）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。

また、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）_２（ａｃａｃ）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_３）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体も用いることができる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ乃至６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。

また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）_２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）_３）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）_３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）_３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体も用いることができる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。

また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。

ＴＡＤＦ材料としては以下のようなものを用いることができる。

フラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリン。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ_２ＯＥＰ）等も挙げられる。

また、以下の構造式に示される２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（ＰＩＣ−ＴＲＺ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、Ｓ_１準位とＴ_１準位のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。

上記第１の有機化合物、第２の有機化合物として用いることが可能な材料としては、実施の形態１に記載した条件を満たすような組み合わせであれば特に限定はなく、種々のキャリア輸送材料を選択することができる。

例えば、電子輸送性を有する材料としては、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）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。

また、正孔輸送性を有する材料としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９−Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。

また、以上で述べたキャリア輸送材料の他、様々な物質の中からキャリア輸送材料を用いても良い。なお、第１の有機化合物及び第２の有機化合物としては、りん光性化合物の三重項準位（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも大きい三重項準位を有する物質を選択することが好ましい。また、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、りん光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することが好ましい。

さらに、第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わせの一方を電子輸送性を有する材料、他方を正孔輸送性を有する材料とすることによって、励起錯体の形成に有利である。また、各化合物の含有量を変更することによって、発光層の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９乃至９：１とすればよい。

以上のような構成を有する発光層１１３は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液としてインクジェット法やスピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。

なお、本実施の形態においては、陽極側に第１の発光層１１３ａ、陰極側に第２の発光層１１３ｂが形成されている構成を説明したが、積層順は逆でもかまわない。すなわち、陽極側に第２の発光層１１３ｂ、陰極側に第１の発光層１１３ａが形成されていても良い。

また、第２の発光層１１３ｂは、さらに２層以上に分かれていても良く、その際は各々の層に異なる発光物質が含まれていても良い。特に、第２の発光層１１３ｂが第１のりん光発光層と第２のりん光発光層の２層に分かれており、第１のりん光発光層からは赤色の発光（５８０ｎｍ乃至６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光）が、第２のりん光発光層からは緑色の発光（５００ｎｍ乃至５６０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光）を得られる構成とし、第１の発光層１１３ａからは青色の発光（４００ｎｍ乃至４８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光）を得られる構成とすると、演色性の良好な白色発光を得ることができるため好ましい構成である。なお、この場合、各々の発光層が積層されている順は、第１の発光層１１３ａ、第１のりん光発光層、第２のりん光発光層であることが発光素子の耐久性の観点から好ましく、さらに、第１の発光層１１３ａが陽極側に形成されることがより良好な特性を得るために好ましい。

以上に記載された以外の発光層１１３の構成、効果は実施の形態１に記載の構成、効果と同じである。実施の形態１の記載を参照されたい。

電子輸送層１１４は、電子輸送性の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：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、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、電子輸送性が高く、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、上述した電子輸送性のホスト材料を電子輸送層１１４に用いても良い。

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、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。

また、電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子注入層１１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものを用いることができる。なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。

第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。

また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。

電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。

以上のような構成を有する発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３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１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極で成る。

なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられるＥＬ層１０３の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極１０２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が好ましい。

また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における発光領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光物質もしくは、発光層に含まれる発光中心物質が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。

本実施の形態における発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、第１の電極１０１側から順に積層しても、第２の電極１０２側から順に積層しても良い。発光装置は一基板上に一つの発光素子を形成したものでも良いが、複数の発光素子を形成しても良い。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、素子分割された照明装置や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、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＦＥＴ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、ＦＥＴの構造は、特に限定されない。また、ＦＥＴに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。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、若しくはＮ型のＦＥＴまたはＰ型のＦＥＴのいずれか一方からのみなるものであってもよい。

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。

続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子ともいう）の態様について、図１（Ｂ）を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子ということができる。

図１（Ｂ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１と第２の電極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。

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、図１（Ａ）で示した正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いることができる。有機化合物としては、正孔移動度が１×１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、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、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層に接している場合は、電荷発生層が発光ユニットの正孔輸送層の役割も担うことができるため、当該発光ユニットには正孔輸送層を設けなくとも良い。

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を含む層と他の材料により構成される層とを組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、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、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図１（Ｂ）において、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。

図１（Ｂ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。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、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。

なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、上記発光層１１３の構成が用いられていることによって、当該ユニットの製造工程を削減することができるため、実用化に有利な多色発光素子を提供することができる。

なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成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、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する。

本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製された発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。

なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。

なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＦＥＴ６２３とｐチャネル型ＦＥＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。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、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ことが好ましい。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ乃至３μｍ）を有する曲面を持たせる。絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。

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、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。

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又は実施の形態２で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。

さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物であるＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第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（ＩＴＯ、２乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。

なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、発光素子が形成されている。当該発光素子は実施の形態１又は実施の形態２の構成を有する発光素子である。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。

さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材６２５を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。

なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

以上のようにして、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製された発光装置を得ることができる。

図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。

また、図３（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。

図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。

また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＦＥＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。

発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態１又は実施の形態２においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。

図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）１０３５はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。

また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。

本実施の形態における発光装置は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１又は実施の形態２で示した発光素子は発光効率の良好な発光素子であり、消費電力の低減された発光装置とすることができる。また、量産しやすい発光素子であり、安価な発光装置を提供することができる。

ここまでは、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、以下からはパッシブマトリクス型の発光装置について説明する。図５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を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１又は実施の形態２で示した発光効率の良好な発光素子を用いており、消費電力の低減された発光装置とすることができる。また、当該発光素子は量産しやすい発光素子であり、安価な発光装置を提供することができる。

以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子をそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。

また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を照明装置として用いる例を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。

本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態１における第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料により形成する。

第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。

第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。

ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。

以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光素子を本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効率の高い発光素子であるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。

以上の構成を有する発光素子を、シール材４０５、４０６を用いて封止基板４０７を固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。

また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。

以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を有することから、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また、駆動電圧の低い照明装置とすることができる。また、安価な照明装置とすることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は発光効率が良好であり、消費電力が低減された発光素子である。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、消費電力が低減された発光部を有する電子機器とすることが可能である。また、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は、成膜層数の少ない発光素子であるため、安価な電子機器とすることが可能である。

上記発光素子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、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。

図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。

テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態１又は実施の形態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表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。なお、このコンピュータは、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。

図７（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、実施の形態１又は実施の形態２で説明した発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部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７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。

図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、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、携帯電話機は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。

図７（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

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または番号ボタンを表示させることが好ましい。

また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

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

なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。

以上の様に実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を備え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。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いることにより、消費電力の低減された電子機器を得ることができる。

図８は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図８に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライトユニット９０３には、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。

実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用したことにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、実施の形態２に記載の発光素子を用いることで、面発光の照明装置が作製でき、また大面積化も可能である。これにより、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、実施の形態２に記載の発光素子を適用した発光装置は従来と比較し厚みを小さくできるため、表示装置の薄型化も可能となる。

図９は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、実施の形態４に記載の照明装置が用いられている。

図１０は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を、室内の照明装置３００１として用いた例である。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は消費電力の低減された発光素子であるため、消費電力の低減された照明装置とすることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。

実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図１１に実施の形態２に記載の発光素子を自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５０００乃至表示領域５００５は実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いて設けられた表示である。

表示領域５０００と表示領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。

表示領域５００２はピラー部分に設けられた実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。

表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、速度計や回転数計、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設けることができる。また、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いることも可能である。

実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は発光効率の高い発光素子とすることができる。また、消費電力の小さい発光素子とすることができる。このことから、表示領域５０００乃至表示領域５００５に大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負荷をかけることが少なく、快適に使用することができることから実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置または照明装置は、車載用の発光装置又は照明装置として好適に用いることができる。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図１２（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有する。なお、当該タブレット端末は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子を備えた発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に用いることにより作製される。

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示された操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。

また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネル領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタンを表示することができる。

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

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１２（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。

図１２（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１２（Ｂ）では充放電制御回路９６３４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について示している。

なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

また、この他にも図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー９６３５の充電を行う構成とすることができるため好適である。

また、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１２（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１２（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。

まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６３３で充電された電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。

なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段によってバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。

また、上記表示部９６３１を具備していれば、図１２に示した形状のタブレット型端末に限定されない。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１）について説明する。なお、発光素子１は蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）とりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ）が接して形成された発光層１１３を有しており、りん光発光層（第２の発光層１１３ｂ）は赤色のりん光を呈する第１のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−１）と、緑色のりん光発光を呈する第２のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−２）との積層から成っている。発光素子１で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

以下に、本実施例の発光素子１の作製方法を示す。

（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能する電極である。

次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

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

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：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、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：０．０４（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように１０ｎｍ共蒸着して蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）を形成した。その後、上記構造式（ｖ）で表される２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）と、上記構造式（ｖｉ）で表されるＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）と、上記構造式（ｖｉｉ）で表される（ジピバロイルメタナト）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（ｄｐｍ）］）とを、重量比０．６：０．４：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−１）を形成し、続けて２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦと上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．８：０．２：０．０５＝（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第２のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−２）を形成してりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ）を形成した。

なお、りん光発光層（第２の発光層１１３ｂ）において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦは励起錯体を形成している。２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦの共蒸着膜のフォトルミネッセンス波長（すなわち励起錯体の発光波長）は、５１５ｎｍ付近である。また、この発光波長は［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］の最も長波長側の吸収帯と重なり、エネルギー移動の効率が高い構成となっている。

さらに、蛍光発光層のホスト材料であるｃｇＤＢＣｚＰＡの一重項励起エネルギーは、蛍光発光物質である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの一重項励起エネルギーよりも大きく、また、ｃｇＤＢＣｚＰＡの三重項励起エネルギーは、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの三重項励起エネルギーよりも小さいという関係にあり、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）は三重項−三重項アニヒレイションに伴う一重項励起子の再生成及び発光が得られやすい構成となっている。実際に、同構成における遅延蛍光の発生も確認された。

その後、りん光発光層（第２の発光層１１３ｂ）上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｉｘ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。

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。

発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、信頼性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。

発光素子１の電流密度−輝度特性を図１３に、輝度−電流効率特性を図１４に、電圧−輝度特性を図１５に、輝度−外部量子効率特性を図１６に、発光スペクトルを図１７に示す。

以上のように、発光素子１は、中間層を用いない構造でありながら１０００ｃｄ／ｍ^２付近で電流効率約３０ｃｄ／Ａ、外部量子効率約１３％の良好な発光効率を示すことがわかった。また、駆動電圧も３Ｖ台と低い。

また、発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］由来の赤色発光と、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］由来の緑色発光及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ由来の青色発光が観測された。このことから、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）及びりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ）のどちらからも十分に発光が得られていることがわかる。また、発光素子１の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における相関色温度は３１３０Ｋ、平均演色評価数９２であり、照明用途としても十分な色温度であり、且つ非常に良好な演色性を有する素子であることもわかった。

続いて、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子１を駆動して、信頼性試験を行った結果を図１８に示す。図１８は、初期輝度を１００％とした規格化輝度の変化を示している。この結果から、発光素子１は、６２時間経過後も初期輝度の９４％を保っており、駆動時間に伴う輝度低下の小さい、良好な信頼性を有する発光素子であることがわかった。

ここで、発光素子１に用いたｃｇＤＢＣｚＰＡおよび１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡｒｎの一重項励起準位（Ｓ１準位）は、蒸着膜の吸収端から、それぞれ２．９５ｅＶおよび２．６８ｅＶと見積もられた。

また、本実施例において、発光素子１に用いた２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、および１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの三重項準位（Ｔ１準位）について測定した結果を表１に示す。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。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が、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、最も短波長側に位置する燐光発光ピーク波長をＴ１準位とした。したがって、測定値に多少の誤差を含むものとする。なお、ｃｇＤＢＣｚＰＡおよび１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎについては、項間交差が起きにくいため、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）を増感剤として添加（共蒸着）することにより燐光発光を観測した。

以上の結果から、発光素子１の蛍光発光層において、ホスト材料であるｃｇＤＢＣｚＰＡの一重項励起準位は、蛍光発光物質である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの一重項励起準位よりも大きく、また、ｃｇＤＢＣｚＰＡの三重項励起準位は、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの三重項励起準位よりも小さいという関係にあり、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）は三重項−三重項アニヒレイションに伴う一重項励起子の再生成及び発光が得られやすい構成となっていることがわかる。

また、蛍光発光層のホスト材料であるｃｇＤＢＣｚＰＡの三重項励起準位が、りん光発光層における第１の有機化合物（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）および第２の有機化合物（ＰＣＢＢｉＦ）の三重項励起準位よりも小さくなっていることがわかる。このような構成の場合、常識的には、りん光発光層内部で生成した三重項励起子の多くが蛍光発光層に拡散してしまい、無放射失活してしまう。しかし本実施例の発光素子１においては、第１の有機化合物と第２の有機化合物が励起錯体を形成しているため、りん光発光層内部で生成した三重項励起子は蛍光発光層に拡散しにくい。励起錯体の基底状態は存在しないため、励起錯体から励起錯体へのエネルギー移動が生じにくいことが要因の一つであると考えられる。その結果、発光素子１は、蛍光発光層、りん光発光層双方からの発光を得つつ、高い効率をも達成するという常識を覆す特性が得られている。

このように、本発明の一態様である発光素子１は、非常にバランスの良い、良好な特性を有しつつ、簡便安価に作製することができる発光素子であることがわかる。この結果は、りん光発光層のエネルギードナーとしてエキサイプレックスを用いたことによって励起子拡散が抑制され三重項励起エネルギーの無放射失活が低減されたことと、蛍光発光層のホスト材料における三重項−三重項アニヒレイションにともなう遅延蛍光の発生による発光効率の向上が寄与している。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子である発光素子２及び発光素子３の作製方法及び特性について示す。発光素子２及び発光素子３で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（発光素子２の作製方法）
ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて１１０ｎｍ成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。

次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

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

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、３０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。

続いて、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：０．０２（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように１０ｎｍ共蒸着して蛍光発光層である第１の発光層１１３ａを形成した。その後、上記構造式（ｖ）で表される２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）と、上記構造式（ｖｉ）で表されるＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、上記構造式（ｘ）で表されるビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，４−ペンタンジオナト−κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）_２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）_２（ａｃａｃ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−１）を形成し、続けて２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦと上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．８：０．２：０．０５＝（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第２のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−２）を形成してりん光発光層である第２の発光層１１３ｂを形成した。

なお、りん光発光層１１３ｂにおいて、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦは励起錯体を形成している。また、その発光波長は［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）_２（ａｃａｃ）］及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］の最も長波長側の吸収帯と重なる、エネルギー移動の効率が高い構成となっている。

さらに、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）のホスト材料であるｃｇＤＢＣｚＰＡの一重項励起エネルギーは、蛍光発光物質である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの一重項励起エネルギーよりも大きく、また、ｃｇＤＢＣｚＰＡの三重項励起エネルギーは、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの三重項励起エネルギーよりも小さいという関係にあり、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）は三重項−三重項アニヒレイションに伴う一重項励起子の再生成及び発光が得られやすい構成となっている。

その後、りん光発光層である第２の発光層１１３ｂ上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｉｘ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子２を作製した。

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。

（発光素子３の作製方法）
発光素子３は、発光素子２における第１のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−１）を構成する物質の比率を２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）_２（ａｃａｃ）］＝０．２：０．８：０．０５（重量比）とし、第２のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−２）を構成する物質の比率を２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．９：０．１：０．０５＝（重量比）とした他は発光素子２と同様に作製した。

発光素子２及び発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で、積分球を用いて行った。電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ^３における特性値をまとめた表を示す。

発光素子２及び発光素子３共に、特殊な光取出し構造を設けていないにもかかわらず、良好な外部量子効率、パワー効率を示した。また、電圧も３Ｖとタンデム型の発光素子と比較して低い値となっている。

また、発光素子２及び発光素子３の発光スペクトルをそれぞれ図１９（Ａ）、（Ｂ）に示す。発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）_２（ａｃａｃ）］由来の赤色発光と、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］由来の緑色発光及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ由来の青色発光がいずれも観測された。このことから、蛍光発光層である第１の発光層１１３ａ及びりん光発光層である第２の発光層１１３ｂのどちらからも十分に発光が得られていることがわかる。

さらに、これら発光素子は、平均演色評価数Ｒａも８５以上と演色性も良好であり、ｄｕｖも小さく照明用途に好適である。また、色温度はそれぞれ４７１０Ｋの昼白色、２９５０Ｋの電球色と規格に合致した特性を示している。

ところで、発光素子２と発光素子３との違いは、第２の発光層１１３ｂを構成する物質の混合率のみである。すなわち、構成する物質の混合率の調整という簡便な操作で２９５０Ｋから４７１０Ｋという広い色温度範囲で白色発光を得ることができることも、本実施例より示される。なお、調整によっては２９５０Ｋ以下の色温度や４７１０Ｋ以上の色温度も実現可能である。また、大きな効率の低下を伴わずにこれを実現していることも大きな特徴である。本実施例では、青、緑、赤の三色発光で発光素子を作製したため、白色発光の事例を説明したが、他の発光色で発光素子を作製した場合は、当該発光素子を構成する物質の混合率の調整により発光の混色の割合を制御することができ、所望の発光色を簡便に得ることができる発光素子とすることができる。

このように、発光素子２及び発光素子３は、非常にバランスの良い、良好な特性を有しつつ、簡便安価に作製することができる発光素子であることがわかる。この結果は、りん光発光層のエネルギードナーとしてエキサイプレックスを用いたことによって励起子拡散が抑制され三重項励起エネルギーの無放射失活が低減されたこと、蛍光発光層のホスト材料における三重項−三重項アニヒレイションにともなう遅延蛍光の発生による発光効率の向上が寄与している。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子である発光素子４の作製方法及び特性について示す。発光素子４は第１の発光層１１３ａが陰極側に、第２の発光層１１３ｂが陽極側に形成された発光素子である。発光素子４で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（発光素子４の作製方法）
ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて１１０ｎｍ成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。

次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

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

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。

続いて、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｖｉ）で表される、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｖ）で表される２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）と、ＰＣＢＢｉＦ、上記構造式（ｖｉｉ）で表される（ジピバロイルメタナト）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（ｄｐｍ）］とを、重量比０．２：０．８：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−１）を形成し、続けて２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦと上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．３：０．７：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように５ｎｍ共蒸着し、第２のりん光発光層（第２の発光層１１３ｂ−２）を形成してりん光発光層である第２の発光層１１３ｂを形成した。その後、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：０．０４（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ共蒸着して蛍光発光層である第１の発光層１１３ａを形成し、発光層１１３を形成した。

なお、りん光発光層である第２の発光層１１３ｂにおいて、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦは励起錯体を形成する。また、その発光波長は［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］の最も長波長側の吸収帯と重なる、エネルギー移動の効率が高い構成となっている。

さらに、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）のホスト材料であるｃｇＤＢＣｚＰＡの一重項励起エネルギーは、蛍光発光物質である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの一重項励起エネルギーよりも大きく、また、ｃｇＤＢＣｚＰＡの三重項励起エネルギーは、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの三重項励起エネルギーよりも小さいという関係にあり、蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）は三重項−三重項アニヒレイションに伴う一重項励起子の再生成及び発光が得られやすい構成となっている。

その後、蛍光発光層である第１の発光層１１３ａ上にｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｉｘ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子４を作製した。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。

発光素子４の素子構造を以下の表に示す。

発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子４が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子４の電流密度２．５ｍＡ／ｃｍ^２で、１０００ｃｄ／ｃｍ^２付近における特性について測定を行った。

発光素子４は、特殊な光取出し構造を設けていないにもかかわらず、良好な外部量子効率、パワー効率を示した。また、電圧も２．７Ｖとタンデム型の発光素子と比較して非常に低い値となっている。

また、発光素子４の発光スペクトルを図２０に示す。発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］由来の赤色発光と、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］由来の緑色発光及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ由来の青色発光がいずれも観測された。このことから、蛍光発光層である第１の発光層１１３ａ及びりん光発光層である第２の発光層１１３ｂのどちらからも十分に発光が得られていることがわかる。

さらに、発光素子４は、平均演色評価数Ｒａも８４と演色性も良好であり、ｄｕｖも小さく照明用途に好適である。また、色温度は２６９０Ｋの電球色と規格に合致した特性を示している。

このように、発光素子４は、バランスの良い、良好な特性を有しつつ、簡便安価に作製することができる発光素子であることがわかる。この結果は、りん光発光層のエネルギードナーとしてエキサイプレックスを用いたことによって励起子拡散が抑制され三重項励起エネルギーの無放射失活が低減されたこと、蛍光発光層のホスト材料における三重項−三重項アニヒレイションにともなう遅延蛍光の発生による発光効率の向上が寄与している。また、発光層１１３の積層順を変更しても良好な特性が出ることが分かった。

１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１３ａ 第１の発光層
１１３ｂ 第２の発光層
１１３ｂ−１ 第２の発光層
１１３ｂ−２ 第２の発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＦＥＴ
６２４ ｐチャネル型ＦＥＴ
６２５ 乾燥材
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライトユニット
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ 発光素子の第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 発光素子の第２の電極
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 透明な基材
１０３４Ｒ 赤色の着色層
１０３４Ｇ 緑色の着色層
１０３４Ｂ 青色の着色層
１０３５ 黒色層（ブラックマトリックス）
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
５０００ 表示領域
５００１ 表示領域
５００２ 表示領域
５００３ 表示領域
５００４ 表示領域
５００５ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 第２の表示部
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４００ 携帯電話機
９０３３ 留め具
９０３４ スイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ スイッチ
９０３８ 操作スイッチ
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネル領域
９６３２ｂ タッチパネル領域
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３７ 操作キー
９６３８ コンバータ
９６３９ ボタン

Claims (24)

1. 一対の電極と、
   前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層を有し、
   前記ＥＬ層は第１の発光層と第２の発光層とが接して積層され、
   前記第１の発光層からの発光スペクトルは、前記第２の発光層からの発光スペクトルよりも短波長領域に存在し、
   前記第１の発光層は少なくとも蛍光発光物質と、ホスト材料とを有し、
   前記第２の発光層は少なくとも三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを有し、
   前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物が励起錯体を形成することを特徴とする発光素子。
2. 請求項１において、前記励起錯体から前記三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質へのエネルギーの授受があることを特徴とする発光素子。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記ホスト材料の一重項励起準位が前記蛍光発光物質の一重項励起準位よりも大きく、
   前記ホスト材料の三重項励起準位が前記蛍光発光物質の三重項励起準位よりも小さいことを特徴とする発光素子。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前期ホスト材料の三重項励起準位が、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の三重項励起準位よりも小さいことを特徴とする発光素子。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記ホスト材料は縮合芳香環骨格を有する有機化合物である発光素子。
6. 請求項５において、
   前記ホスト材料はアントラセン骨格を有する有機化合物である発光素子。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記ホスト材料はアントラセン骨格を有する有機化合物であり、
   前期蛍光発光物質はピレン骨格を有する有機化合物である発光素子。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
   前記第２の発光層が、前記三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質として、各々発光スペクトルの異なるｎ種（ｎは２以上の整数）の物質を含むことを特徴とする発光素子。
9. 請求項８において、
   前記第２の発光層がｎ層の層からなり、
   前記ｎ層の層各々に異なる三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質を含むことを特徴とする発光素子。
10. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
    前記第２の発光層が、前記三重項励起エネルギーを発光に変換できる物質として、各々発光スペクトルの異なる第１のりん光発光物質と、第２のりん光発光物質とを含むことを特徴とする発光素子。
11. 請求項１０において、
    前記第１のりん光発光物質は赤色領域の発光を呈し、
    前記第２のりん光発光物質は緑色領域の発光を呈し、
    前記蛍光発光物質は青色領域の発光を呈する発光素子。
12. 請求項１１において、
    前記第１のりん光発光物質は５８０ｎｍ乃至６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有し、
    前記第２のりん光発光物質は５００ｎｍ乃至５６０ｎｍに発光スペクトルのピークを有し、
    前記蛍光発光物質は４００ｎｍ乃至４８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光素子。
13. 請求項１０乃至請求項１２のいずれか一項において、
    前記第２の発光層が第１のりん光発光層と第２のりん光発光層とからなり、
    前記第１のりん光発光層に第１のりん光発光物質が含まれ、
    前記第２のりん光発光層に第２のりん光発光物質が含まれることを特徴とする発光素子。
14. 請求項１３において、
    前記第１の発光層と、前記第１のりん光発光層及び第２のりん光発光層がこの順に積層されたことを特徴とする発光素子。
15. 請求項１４において、
    前記第１の発光層が陽極側、前記第２の発光層が陰極側に形成された発光素子。
16. 請求項１４又は請求項１５において、
    前記第１のりん光発光物質が前記第１のりん光発光層内においてキャリアトラップ性を呈することを特徴とする発光素子。
17. 請求項１６において、前記キャリアトラップ性は、電子トラップ性であることを特徴とする発光素子。
18. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項において、前記第１の有機化合物が正孔輸送性を有する材料であり、前記第２の有機化合物が電子輸送性を有する物質であり、前記第２の発光層における最も陽極側の領域において、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物の混合比が５：５から９：１の間である発光素子。
19. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子を有するディスプレイモジュール。
20. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明モジュール。
21. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
22. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
23. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子を照明部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた照明装置。
24. 請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の発光素子を有する電子機器。