JP2016225619A - 発光素子、発光装置、表示装置、電子機器及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】希少金属を発光材料として使用せずに発光効率の良好な発光素子を提供する。
【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極との間に挟まれた有機化合物を含む層を有する発光素子であって、有機化合物を含む層は、少なくとも蛍光発光物質を含む発光層を有し、発光層は、蛍光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを含み、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り、第１の有機化合物はベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の骨格を有する物質である発光素子を提供する。
【選択図】図２０

Description

本発明は、有機化合物を発光物質として用いた発光素子、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。

有機化合物を発光物質として用いた電流励起の発光素子、いわゆる有機ＥＬ素子は、光源や照明、ディスプレイなどの応用化が進んでいる。

有機ＥＬ素子の励起子の生成割合は一重項励起状態１に対し、三重項励起状態３であることが知られている。そのため、一重項励起状態を発光に変換する蛍光発光の内部量子効率の限界は２５％であるが、三重項励起状態を発光に変換するりん光発光は、一重項励起状態からの項間交差を介したエネルギー移動を考慮すると、内部量子効率１００％が実現可能である。このことから、効率良い発光を得るために、りん光発光材料を発光物質として適用した有機ＥＬ素子（りん光発光素子ともいう）が選択されることが多い。

しかし、三重項励起状態を効率良く発光に変換することが可能な物質は、その多くが有機金属錯体であり、その中心金属は産出量の少ない希少金属であることが殆どである。このような希少金属は、高価であることはもちろんのこと、価格の変動が激しく、また、世界情勢による供給の不安定さも付きまとう。そのため、りん光発光素子は、コストや安定供給の面で不安がある。

一方、蛍光発光物質は、りん光発光物質のような高い効率は得られていないものの、供給や価格の問題がない物質が殆どである。また、寿命等の安定性や発光色が良好な物質も多く見出されている。

ところで、三重項励起状態を発光に変換するための他の手段として、遅延蛍光を利用する方法がある。これは、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差を利用したものであり、発光は一重項励起状態から起こるためりん光ではなく、蛍光である。これは、一重項励起状態と三重項励起状態とのエネルギー差が小さい場合に起こりやすく、実際に蛍光発光の理論的限界を超える発光効率が得られたことも報告されている。

また、このような熱活性化遅延蛍光（以下ＴＡＤＦとも称する。）を発する物質から蛍光発光物質へエネルギー移動を行うことによって、良好な効率で発光する蛍光発光素子を得られたとの報告もある。

また、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さい状態を、二種類の物質からなる励起錯体（エキサイプレックス）により得、ＴＡＤＦを得ることで効率の良い発光素子を実現したことも報告されている。

Ｋ．合志 他、「アプライド・フィジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，２０１２年， １０１号，０２３３０６／１−０２３３０６／４頁．

単独の分子からＴＡＤＦを得るＴＡＤＦ材料の場合、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準位が近接するという特殊な構造を実現する必要があるため、その分子設計には大きな制約が伴う。

また、蛍光発光物質を効率良く励起するためには、エネルギードナーとなる物質の励起準位が適切な位置にあることが必要であるが、ＴＡＤＦ材料を蛍光発光物質のエネルギードナーとして用いる場合制約された分子設計の元ではそれを最適化するには困難が伴う。

一方、励起錯体からＴＡＤＦを得る場合、そのエネルギーギャップは励起錯体を形成する二つの物質のうち、高い方のＨＯＭＯ準位と低い方のＬＵＭＯ準位との差となることがわかっているため、用いる物質の組み合わせによって適切な一重項励起エネルギー準位を有する励起錯体を得ることが容易である。また、励起錯体は一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位が近接して存在するため、三重項励起エネルギー準位の位置の設定も容易である。

しかし、上記励起錯体をエネルギードナーとして用い、各励起準位を最適化した蛍光発光素子の場合であっても、励起錯体を形成する物質によってその効率に大きな違いがあった。そして、どのような物質を用いれば良好な効率を呈する蛍光発光素子を得られるかの指標は示されていない。

そこで、本発明の一態様では、発光効率の良好な発光素子を提供することを課題とする。また、本発明の一態様では、希少金属を発光材料として使用せずに発光効率の良好な発光素子を提供することを課題とする。また、本発明の一態様では、励起錯体からのエネルギー移動を利用した蛍光発光素子において、効率の良好な発光素子を提供することを課題とする。

また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、発光効率の高い発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを課題とする。

本発明は上述の課題のうちいずれか一を実現すればよいものとする。

本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極及び第２の電極との間に挟まれた有機化合物を含む層を有する発光素子であって、有機化合物を含む層は、少なくとも蛍光発光物質を含む発光層を有し、発光層は、蛍光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを含み、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り、第１の有機化合物はベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の骨格を有する物質である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の骨格がベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格を有する物質である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の骨格が、ベンゾフロピリミジン骨格である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の骨格が、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格が４位に置換基を有する発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格が４位のみに置換基を有する発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の有機化合物がさらにカルバゾール骨格又はジベンゾチオフェン骨格を含む第２の骨格を有する物質である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の骨格がカルバゾール骨格であり、前記カルバゾール骨格の９位が置換されている発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の骨格がジベンゾチオフェン骨格であり、前記ジベンゾチオフェン骨格の４位が置換されている発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の有機化合物が、第１の骨格と、第２の骨格とが、２価の連結基によって接続されている物質である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の骨格がベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格であり、当該第１の骨格の４位が連結基に結合している発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の骨格がジベンゾチオフェン骨格であり、ジベンゾチオフェン骨格の４位が連結基に結合している発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の骨格はカルバゾール骨格であり、カルバゾール骨格の９位が連結基に結合している発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、連結基が炭素数６乃至炭素数６０の２価の基である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、連結基が、炭素数６乃至炭素数６０の２価の芳香族炭化水素基である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、連結基が、置換又は無置換の炭素数６乃至炭素数１３の２価の基である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、連結基が、置換または無置換の炭素数６乃至炭素数１３の２価の芳香族炭化水素基である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、連結基がビフェニルジイル基である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、ビフェニルジイル基が３，３’−ビフェニルジイル基である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、励起錯体の三重項励起エネルギー準位が、蛍光発光物質の三重項励起エネルギー準位よりも高い発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の有機化合物及び第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位が、励起錯体の三重項励起エネルギー準位よりも高い発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、励起錯体の発光が、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯と重なりを有する発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の有機化合物は正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であり、第２の有機化合物は電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格又は芳香族アミン骨格を有する発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光の割合が５％以上、好ましくは１０％以上、さらに好ましくは２０％以上である発光素子である。

本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光寿命が１μｓ以上５０μｓ以下、好ましくは１μｓ以上４０μｓ以下、さらに好ましくは１μｓ以上３０μｓ以下である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、筐体と、を有する照明装置である。

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は、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具は、発光装置を有する場合がある。

本発明の一態様では、新規発光素子を提供することができる。本発明の一態様では発光効率の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、希少金属を発光材料として使用せずとも発光効率の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、励起錯体を利用した発光素子において、効率の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、励起錯体からの発光を発する発光素子において、効率の良好な発光素子を提供することができる。

また、本発明の一態様では、発光効率の高い発光装置、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。

本発明の一態様は上述の効果のうちいずれか一を奏すればよいものとする。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

発光素子を表す図。 アクティブマトリクス型発光装置を表す図。 アクティブマトリクス型発光装置を表す図 アクティブマトリクス型発光装置を表す図。 パッシブマトリクス型発光装置を表す図。 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。 電子機器を表す図。 発光素子１乃至発光素子４の輝度−電流密度特性。 発光素子１乃至発光素子４の電流効率−輝度特性。 発光素子１乃至発光素子４の輝度−電圧特性。 発光素子１乃至発光素子４の電流−電圧特性。 発光素子１乃至発光素子４の外部量子効率−輝度特性。 発光素子１乃至発光素子４の発光スペクトル。 本発明の一態様の発光素子のエネルギー準位の相関の例。 第１の有機化合物と第２の有機化合物及びそれらが形成する励起錯体の発光スペクトル。

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）
三重項励起状態を発光に変換するためには、三重項励起状態からの直接発光であるりん光を利用する方法と、三重項励起状態が逆項間交差を経て一重項励起状態となり、一重項励起状態から発光する遅延蛍光を利用する方法などがある。

りん光発光材料を用いた発光素子は、非常に高い効率で発光する構成の報告も見られ、三重項励起状態を発光に利用することの優位性は実際に証明されている。しかし、りん光発光材料は、中心金属がレアメタルであることが殆どであるため、量産化された際のコストや安定供給に不安がある。

一方、遅延蛍光材料を用いた発光素子も、近年では一定の成果が報告されている。しかし、比較的高い効率で遅延蛍光を発する物質は、一重項励起状態と三重項励起状態が近接するという、非常に稀な状態を有する物質である必要があり、そのため、特殊な分子構造を有し、種類も限られているのが現実である。

励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスともいう）は、２種類の分子から電荷移動相互作用によって形成される、励起状態の錯体であり、その一重項励起状態と三重項励起状態は近接している場合が多いことが報告されている。そのため、励起錯体は室温環境下においても三重項励起エネルギー準位から一重項励起エネルギー準位への逆項間交差が起きやすく、励起錯体を蛍光発光物質のエネルギードナーとして用いることで効率の良好な蛍光発光素子を得られる可能性がある。さらに、励起錯体のエネルギーギャップは、当該錯体を形成する二つの物質のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と深い方のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差に相当する。このため、励起錯体を形成する物質の選択によって、励起する蛍光発光物質へのエネルギー移動に好適な一重項励起エネルギー準位及び三重項励起エネルギー準位を有する励起錯体を得ることが比較的容易である。

しかし、励起錯体から蛍光発光物質へのエネルギー移動を積極的に利用するための研究は未だ途上であり、どのような物質を用いれば良好な発光効率が得られるといった指針は少ない。そして、何の指針もなく素子を作製しても良好な発光はまず得られない。

そこで、本実施の形態では、励起錯体を蛍光発光物質へのエネルギードナーとして用いた高効率で発光する発光素子の構成について開示する。

本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に有機化合物を含む層（無機化合物を含んでいても良い）を挟んで構成されており、当該有機化合物を含む層は、少なくとも発光層（発光する機能を有する層）を有する。発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、蛍光発光物質とを含む。

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。励起錯体を形成するためには、第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位が第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位よりも各々深いことが好ましい。

励起錯体の形成過程については、以下の２つの過程が考えられる。

１つ目の形成過程は、電子輸送性を有する第１の有機化合物と正孔輸送性を有する第２の有機化合物がそれぞれ異なるキャリアを持った状態（カチオン又はアニオン）から、励起錯体を形成する形成過程である。

２つ目の形成過程は、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のどちらか一方が一重項励起子を形成した後、基底状態の他方と相互作用して励起錯体を形成する素過程である。

本発明の一態様で用いる励起錯体はそのどちらの過程で生成されたものであっても良い。

第１の有機化合物と第２の有機化合物との組み合わせは、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、一方が正孔を輸送する機能（正孔輸送性）を有する化合物であり、他方が電子を輸送する機能（電子輸送性）を有する化合物であることが、より好ましい。この場合、励起錯体形成が起こりやすく、効率よく励起錯体を形成することができる。また、第１の有機化合物と第２の有機化合物との組み合わせが、電子輸送性を有する化合物と正孔輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、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可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、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、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。

発光層における第１の有機化合物１３１＿１と、第２の有機化合物１３１＿２と、蛍光発光物質１３２とのエネルギー準位の相関の例を図２０に示す。

本発明の一態様の発光素子においては、発光層が有する第１の有機化合物１３１＿１と第２の有機化合物１３１＿２とが励起錯体を形成する。このような励起錯体においては、その最も低い一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）とその最も低い三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｅ）とは、互いに近接したエネルギー準位となる。

励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態であり、光励起の場合、励起状態となった一つの物質がもう一方の基底状態の物質と相互作用することによって形成される。そして、光を発することによって基底状態になると、励起錯体を形成していた２種類の物質は、また元の別々の物質として振る舞う。電気励起の場合は、一方が励起状態になると、他方と相互作用して励起錯体を形成する。あるいは、一方が正孔を、他方が電子を受け取り、近接したそれらが励起錯体を形成する。この場合、励起錯体の形成は速やかに行われるため、発光層における励起子のほとんどが励起錯体として存在することが可能である。励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）は、励起錯体を形成するホスト材料（第１の有機化合物１３１＿１および第２の有機化合物１３１＿２）の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｈ）より小さくなるため、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子の駆動電圧を低減することができる。

励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）と三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｅ）は、互いに近接しているため、熱活性化遅延蛍光を呈する場合がある。すなわち、励起錯体は三重項励起エネルギーを逆項間交差（アップコンバージョン）によって一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図２０ ルートＥ_４参照）。したがって、発光層で生成した三重項励起エネルギーの一部は励起錯体により一重項励起エネルギーに変換される。そのためには、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）と三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｅ）とのエネルギー差は０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下であると好ましい。なお、逆項間交差を効率よく生じさせるためには、励起錯体を形成するホスト材料を構成している各有機化合物（第１の有機化合物１３１＿１および第２の有機化合物１３１＿２）の三重項励起エネルギー準位が、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｅ）よりも高いことが好ましい。これにより、各有機化合物による励起錯体の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。

また、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）は、蛍光発光物質１３２の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｇ）より大きいことが好ましい。そうすることで、生成した励起錯体の一重項励起エネルギーは、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）から蛍光発光物質１３２の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｇ）へエネルギー移動することができ、蛍光発光物質１３２が一重項励起状態となり、発光する（図２０ ルートＥ_５参照）。

なお、蛍光発光物質１３２の一重項励起状態から効率よく発光を得るためには、蛍光発光物質１３２の蛍光量子収率は高いことが好ましく、具体的には、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。

なお、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ_Ｅ）から、蛍光発光物質１３２の三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｇ）へのエネルギー移動は、蛍光発光物質１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくい。

また、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｅ）から蛍光発光物質１３２の三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｇ）へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図２０ ルートＥ_６参照）。そのため、ルートＥ_６のエネルギー移動が少ない方が、蛍光発光物質１３２の三重項励起状態の生成確率を低減することができ、熱失活を減少することができるため好ましい。そのためには、ホスト材料に対する蛍光発光物質１３２の濃度は低いことが好ましい。これにより、効率の高い発光素子が得られるため、本発明の一態様においては、前記励起錯体の三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｅ）が、前記蛍光発光物質の三重項励起エネルギー準位（Ｔ_Ｇ）よりも高いことも特徴の一つである。

また、蛍光発光物質１３２においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、発光層において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ねてしまう。そのため、蛍光発光物質１３２においてキャリアが直接再結合する過程よりも、励起錯体の生成過程を経たエネルギー移動過程（図２０ ルートＥ_４及びＥ_５）の割合が多い方が、蛍光発光物質１３２の三重項励起状態の生成確率を低減することができ、熱失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、やはりホスト材料に対する蛍光発光物質１３２の濃度は低いことが好ましい。

以上を踏まえ、ホスト材料に対する蛍光発光物質１３２の濃度は０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下が好ましく、０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下がより好ましい。

このように、上述のルートＥ_４及びＥ_５のエネルギー移動過程が全て効率よく生じれば、ホスト材料の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率よく蛍光発光物質１３２の一重項励起状態に変換されるため、本実施の形態の発光素子は高い発光効率で発光することが可能となる。

上記に示すルートＥ_３、Ｅ_４、及びＥ_５の過程を、本明細書等において、ＥｘＳＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｓｉｎｇｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥＦ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合がある。別言すると、発光層は、励起錯体から蛍光発光物質１３２への励起エネルギーの授受がある。

発光層を上述の構成とすることで、発光層の蛍光発光物質１３２からの発光を効率よく得ることができる。

次に、ホスト材料と、蛍光発光物質１３２との分子間のエネルギー移動過程の支配因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構が提唱されている。ここでは、ホスト材料と蛍光発光物質１３２との分子間のエネルギー移動過程について説明するが、ホスト材料が励起錯体の場合も同様である。

≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト材料及び蛍光発光物質１３２間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる。双極子振動の共鳴現象によってホスト材料が蛍光発光物質１３２にエネルギーを受け渡し、ホスト材料が基底状態になり、蛍光発光物質１３２が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋ_ｈ＊→ｇを数式（１）に示す。

数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’_ｈ（ν）は、ホスト材料の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε_ｇ（ν）は、蛍光発光物質１３２のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎは、媒体の屈折率を表し、Ｒは、ホスト材料と蛍光発光物質１３２の分子間距離を表し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ^２は、ホスト材料と蛍光発光物質１３２の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０から４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ^２＝２／３である。

≪デクスター機構≫
デクスター機構では、ホスト材料と蛍光発光物質１３２が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づき、励起状態のホスト材料の電子と、基底状態の蛍光発光物質１３２との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋ_ｈ＊→ｇを数式（２）に示す。

数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数であり、νは、振動数を表し、ｆ’_ｈ（ν）は、ホスト材料の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’_ｇ（ν）は、蛍光発光物質１３２の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、Ｒは、ホスト材料と蛍光発光物質１３２の分子間距離を表す。

ここで、ホスト材料から蛍光発光物質１３２へのエネルギー移動効率φ_ＥＴは、数式（３）で表されると考えられる。ｋ_ｒは、ホスト材料の発光過程（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光）の速度定数を表し、ｋ_ｎは、ホスト材料の非発光過程（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料の励起状態の寿命を表す。

数式（３）より、エネルギー移動効率φ_ＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速度定数ｋ_ｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋ_ｒ＋ｋ_ｎ（＝１／τ）が相対的に小さくなれば良いことがわかる。

≪エネルギー移動を高めるための概念≫
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（３）に数式（１）を代入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネルギー移動効率φ_ＥＴは、ホスト材料の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネルギー移動効率φ_ＥＴは、発光量子収率φ（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じているので、蛍光量子収率）が高い方が良いと言える。一般的に、有機化合物の三重項励起状態からの発光量子収率は室温において非常に低い。そのため、ホスト材料が三重項励起状態である場合、フェルスター機構によるエネルギー移動過程は無視でき、ホスト材料が一重項励起状態である場合のみ考慮すればよい。

また、ホスト材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）と蛍光発光物質１３２の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、蛍光発光物質１３２のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、ホスト材料の発光スペクトルと、蛍光発光物質１３２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。なお、蛍光発光物質１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、蛍光発光物質１３２において三重項励起状態が係わるモル吸光係数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構による蛍光発光物質１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、蛍光発光物質１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。すなわち、フェルスター機構においては、ホスト材料の一重項励起状態から蛍光発光物質１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動過程を考えればよい。

次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数ｋ_ｈ＊→ｇを大きくするにはホスト材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）と蛍光発光物質１３２の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、ホスト材料（すなわち励起錯体）の発光スペクトルと、蛍光発光物質１３２の最も低エネルギー側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。

また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動効率φ_ＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネルギー移動過程であるため、ホスト材料の一重項励起状態から蛍光発光物質１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、ホスト材料の三重項励起状態から蛍光発光物質１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。

本発明の一態様の発光素子においては、蛍光発光物質１３２は蛍光材料であるため、蛍光発光物質１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち、ホスト材料から蛍光発光物質１３２へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましく、ホスト材料から蛍光発光物質１３２へのフェルスター機構に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。

既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、ホスト材料の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率は、ホスト材料の励起寿命τに依存し、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、ホスト材料の励起寿命τは短いことが好ましい。

なお、ホスト材料から蛍光発光物質１３２へのエネルギー移動と同様に、励起錯体から蛍光発光物質１３２へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデクスター機構の双方の機構によるエネルギー移動が考えられる。

そこで、本発明の一態様の発光素子においては、蛍光発光物質１３２に効率的にエネルギー移動が可能なエネルギードナーとして、励起錯体が形成される組み合わせの第１の有機化合物１３１＿１および第２の有機化合物１３１＿２を有するホスト材料を用いた発光素子を提供する。第１の有機化合物１３１＿１および第２の有機化合物１３１＿２が形成する励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準位とが近接しているという特徴を有する。そのため、発光層において生成する三重項励起子から一重項励起子への遷移（逆項間交差）が起こりやすい。したがって、発光層において一重項励起子の生成確率を高めることができる。さらに、第１の有機化合物１３１＿１および第２の有機化合物１３１＿２が形成する励起錯体の発光スペクトルと、エネルギーアクセプターとなる蛍光発光物質１３２の最も長波長側（低エネルギー側）に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。上記構成とすることで、励起錯体の一重項励起状態から蛍光発光物質１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動が生じやすくなる。したがって、蛍光発光物質１３２の一重項励起状態の生成確率を高めることができる。また、蛍光発光物質１３２が、励起錯体との近接を阻害する置換基を少なくとも２つ以上有することで、励起錯体の三重項励起状態から蛍光発光物質１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動効率を低下させることができ、一重項励起状態の生成確率を高めることができる。

また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分における蛍光寿命は短いことが好ましく、具体的には、好ましくは１０ｎｓ以上５０μｓ以下、より好ましくは１０ｎｓ以上４０μｓ以下、さらに好ましくは１０ｎｓ以上３０μｓ以下である。

また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は高いことが好ましい。具体的には、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は５％以上が好ましく、より好ましくは１０％以上、さらに好ましくは２０％以上である。

また、励起錯体の三重項励起エネルギー準位が、第１の有機化合物および第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位よりも高い位置にあることが好ましい。

なお、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さい励起錯体の三重項励起エネルギーは、励起錯体が発する発光波長に相当するエネルギーとして見積もることができる。

ここで、第１の有機化合物がベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の骨格を有する物質であると、非常に良好な効率で発光を得ることができる。

また、第１の有機化合物は、ベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の骨格がベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格を有する物質であることが好ましい。ピリミジンの６位にベンゼン環が導入される骨格となるため、電子輸送性が高まる（すなわち、第１の有機化合物は正孔輸送性よりも電子輸送性が高くなりやすくなる）ためである。また、ＬＵＭＯ準位がピリミジンよりも深くなり、励起錯体の形成に好適となる。

また、上記第１の有機化合物は、第１の骨格がベンゾフロピリミジン骨格を含む骨格であると、より発光効率の良好な発光素子を得ることができるため好ましい。また、ベンゾフロピリミジン骨格は、ベンゾチエノピリミジンよりもわずかにＬＵＭＯ準位が深くなる。より好ましくは、当該第１の骨格がベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格である発光素子である。

また、上記ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又は前記ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格は４位で他の骨格と結合していることが好ましい。これにより、ピリミジンの４位および６位が置換される形となるため、電子輸送性が高くなり、ＬＵＭＯ準位が深くなる。すなわち、励起錯体の形成に好適となる。

また、第１の有機化合物は、第１の骨格の他にカルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格及びジベンゾフラン骨格のいずれかを含む第２の骨格を有することが好ましい。なお、第２の骨格がカルバゾール骨格の場合、当該カルバゾール骨格は９位で、また、第２の骨格がジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格である場合、当該ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格は４位で第１の骨格又は第１の骨格と第２の骨格を繋ぐ２価の連結基に結合していることが好ましい。これにより、電気化学的に安定な化合物を得ることができる。

また、上記第１の有機化合物は、第１の骨格と、第２の骨格とが、２価の連結基によって接続されていると、第１の有機化合物中での電荷移動励起状態よりも、第１の有機化合物と第２の有機化合物で構成される励起錯体の形成の方が支配的になりやすいため好ましい。換言すれば、第１の骨格と第２の骨格を物理的に離すことにより、分子内でのＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ遷移ではなく、分子間でのＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ遷移（例えば第２の有機化合物のＨＯＭＯから第１の有機化合物のＬＵＭＯへの遷移）が支配的になりやすいとも言える。当該連結基は、炭素数６乃至炭素数６０の２価の連結基であることが好ましく、当該連結基はさらに、芳香族炭化水素基であることがより好ましい。また、炭素数は、炭素数６乃至炭素数１３であると昇華性に優れるため、より好適である。連結基により第１の骨格と第２の骨格を離すことと、昇華性とのバランスを考慮すると、これら連結基としては、ビフェニルジイル基が好ましい。特に、三重項励起準位を高くする観点から、３，３’−ビフェニルジイル基が好適である。

また、上記第１の骨格におけるベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格は４位で上記連結基と結合していることが好ましい。

また、第２の骨格は、カルバゾール骨格を含むことが、本実施の形態の発光素子がより良好な効率で発光を得ることができるようになるため好ましく、当該骨格は９位が置換されていることが好ましい。特に、当該骨格は、上記連結基に９位で結合するカルバゾール骨格であることがより好ましい。

上述のような第１の有機化合物としては、具体的には下記構造式（１００）乃至（６１１）のようなものを挙げることができる。但し、本実施の形態で用いることが可能な第１の有機化合物は以下の例示に限られない。

なお、上記ベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の有機化合物が、電子輸送性を有する物質であった場合、上述したように第２の有機化合物は正孔輸送性を有する物質であることが、励起子生成が容易となるため好ましい。この際、第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格又は芳香族アミン骨格を有する物質であるとなお良い。

第２の有機化合物としては、好ましくは電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質であり、主として１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する正孔輸送性材料を用いることができる。具体的には、カルバゾール誘導体やインドール誘導体のようなπ電子過剰型複素芳香族化合物や、芳香族アミン化合物が好ましく、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）、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−（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）、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−（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）、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）、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）、ＰＣｚＰＣＡ１、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）、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）、ＰＣｚＰＣＡ２、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、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）、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）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、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）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）、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）、９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。

蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス〔４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）、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。

なお、上述した通り、ホスト材料（あるいは励起錯体）から蛍光発光物質１３２へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましい。デクスター機構の速度定数は、二分子間の距離の指数関数に反比例する。一般的に、二分子間の距離が１ｎｍ以下ではデクスター機構が優勢となり、１ｎｍ以上ではフェルスター機構が優勢となる。したがって、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、ホスト材料と蛍光発光物質１３２との距離を大きくすることが好ましく、具体的には０．７ｎｍ以上、より好ましくは０．９ｎｍ以上、さらに好ましくは１ｎｍ以上である。このような観点から、蛍光発光物質１３２が、ホスト材料との近接を阻害する置換基を有することが好ましく、該置換基としては、脂肪族炭化水素が好ましく、より好ましくはアルキル基、さらに好ましくは分岐を有するアルキル基である。具体的には、蛍光発光物質１３２は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、蛍光発光物質１３２は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、蛍光発光物質１３２は、炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。具体的には、上記で列挙したＴＢＲｂやＴＢＰが挙げられる。

以上のような構成を有する蛍光発光素子は、非常に良好な効率で発光を得ることができる。取り出し効率の対策を施さない蛍光発光素子における外部量子効率の理論的限界は、５〜７％と一般に言われているが、それをはるかに超える外部量子効率を示す発光素子を提供することも本実施の形態の発光素子の構成を用いることで容易に可能となる。

また、上述のように、励起錯体は、当該励起錯体を形成する第１の有機化合物と第２の有機化合物のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と深い方のＬＵＭＯ準位との差に相当する一重項励起エネルギー準位を有するため、適当な準位の組み合わせを選択することによって所望の蛍光発光物質へ効率良くエネルギー移動することが可能な発光素子を得ることも容易である。

このように、本実施の形態の構成を用いることによって、三重項励起状態を発光に変換することが可能な高効率の発光素子を、レアメタル等、供給に不安のある材料を用いずに簡便に得ることが可能となる。また、以上のような特徴を有する発光素子を発光波長のバリエーションに大きな制限なく提供することができる。

（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）（Ｂ）を用いて以下に説明する。

図１（Ａ）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有機化合物を含む層１０３とから構成されている。なお、本実施の形態では第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。

第１の電極１０１を陽極として機能させるためには、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用い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、有機化合物を含む層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。

有機化合物を含む層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。図１（Ａ）では例えば、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、電荷発生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、第１の電極１０１側から正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５が順に積層した構成を有する有機化合物を含む層１０３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、正孔注入性を有する物質を含む層である。遷移金属酸化物、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（例えば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、レニウム酸化物、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。また、遷移金属あるいは元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の錯体を用いることもでき、例えばモリブデントリス［１，２−ビス（トリフルオロメチル）エタン−１，２−ジチオレン］（略称：Ｍｏ（ｔｆｄ）_３）のようなモリブデン錯体が挙げられる。これらの遷移金属酸化物、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、遷移金属あるいは元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の錯体は、アクセプタとして作用する。アクセプタは、隣接する正孔輸送層１１２（あるいは正孔輸送材料）から、少なくとも電界の印加により電子を引き抜くことができる。さらに、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）、３，６−ジフルオロ−２，５，７，７，８，８−ヘキサシアノキノジメタン、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物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（略称：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）（略称：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。アクセプタ性物質としては、Ｆ_４−ＴＣＮＱ、クロラニル、ＨＡＴ−ＣＮ等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物や、遷移金属酸化物、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などを挙げることができる。遷移金属酸化物、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は、ＨＯＭＯが−５．４ｅＶより低い（深い）正孔輸送性の物質に対してもアクセプタ性を示す（少なくとも電界の印加により電子を引き抜くことができる）ため、好適である。

上記電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物としては特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。

遷移金属酸化物、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としては、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、酸化レニウムはアクセプタ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の例を具体的に列挙する。

複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。

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。

なお、正孔注入層は、上述したアクセプタ材料を単独または他の材料と混合して形成しても良い。この場合、アクセプタ材料が正孔輸送層から電子を引き抜き、正孔輸送層に正孔注入することができる。アクセプタ材料は引き抜いた電子を陽極へ輸送する。

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。

発光層１１３は第１の有機化合物と第２の有機化合物と、蛍光発光物質とを含む層である。各物質の材料、構成などは実施の形態１に記載のとおりである。このような構成を有することで、本実施の形態の発光素子は、レアメタルなどを用いない蛍光発光素子でありながら、非常に良好な外部量子効率を示す。また、発光波長の調整も容易であるため、高い効率を維持しながら所望の波長帯の発光を得やすいというメリットも有する。

電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する材料を含む層である。例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：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や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）−フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。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。

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。また、電子注入層１１５にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。

また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図１（Ｂ））。電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電子輸送層１１４に電子が、陰極である第２の電極１０２に正孔が注入され、発光素子が動作する。この際、電子輸送層１１４の電荷発生層１１６に接する位置に、本発明の一態様の有機化合物を含む層が存在することによって、発光素子の駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が抑制され、寿命の長い発光素子を得ることができる。

なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッファ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。

電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。

電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。

また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、本発明の有機化合物を用いることもできる。

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以下の）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、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、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、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、有機化合物を含む層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、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、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。

電極についても、ゾル−ゲル法を用いて形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて形成してもよい。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。

当該発光素子の発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を透光性を有する電極で形成する。

なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。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における再結合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、その一重項励起エネルギー準位及び三重項励起エネルギー準位が、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のそれらと同等又は大きい物質で構成することが好ましい。

続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（積層型素子ともいう）の態様について、図１（Ｃ）を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、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）で示した有機化合物を含む層１０３と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、図１（Ｃ）で示した発光素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であるということができる。

図１（Ｃ）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機能を有する。すなわち、図１（Ｃ）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。

電荷発生層５１３は、図１（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成することが好ましい。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５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。

また、電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該層が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。

図１（Ｃ）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５１３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。

また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも容易である。

≪微小光共振器（マイクロキャビティ）構造≫
マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、上記一対の電極を、反射電極と半透過・半反射電極とから構成することにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極は上述の第１の電極と第２の電極に相当する。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくとも有機化合物を含む層を有し、有機化合物を含む層は少なくとも発光領域となる発光層を有している。

有機化合物を含む層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつ抵抗率が１×１０^−２Ωｃｍ以下である。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつ抵抗率が１×１０^−２Ωｃｍ以下である。

また、当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。

なお、発光層から発する光のうち、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい色の波長）に調節することが好ましい。これにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。

なお、上記構成においては、有機化合物を含む層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数の有機化合物を含む層を設け、それぞれの有機化合物を含む層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。

≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。

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ているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。

ＦＥＴに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。ＦＥＴに用いる半導体の例としては、第１３族半導体、第１４族半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いることができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）等が挙げられる。なお、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい構成である。

なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。

また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ乃至３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。

第１の電極６１３上には、有機化合物を含む層６１６及び第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。これらはそれぞれ図１（Ａ）で説明した第１の電極１０１、有機化合物を含む層１０３及び第２の電極１０２又は図１（Ｃ）で説明した第１の電極５０１、有機化合物を含む層５０３及び第２の電極５０２に相当する。有機化合物を含む層６１６は実施の形態１で記載したような構成を有することが好ましい。

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６０４には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。

シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、素子基板６１０及び封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。

また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。

つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。トランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。

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、有機化合物を含む層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。

なお、本発明の一態様の発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができ、消費電力の小さな発光素子とすることもできるため、当該発光素子を用いた発光装置は消費電力の小さい発光装置とすることができる。また、りん光発光物質を用いた発光装置と比較して、安価で供給の安定した発光装置とすることができる。

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。有機化合物を含む層１０２８の構成は、図１（Ａ）の有機化合物を含む層１０３または図１（Ｂ）の有機化合物を含む層５０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。

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色や赤、緑、青、黄の４色でフルカラー表示を行ってもよい。

図５には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には有機化合物を含む層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。

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

≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。

当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は図１（Ａ）、（Ｂ）の第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料により形成する。

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上には有機化合物を含む層４０３が形成されている。有機化合物を含む層４０３は図１（Ａ）、（Ｃ）の有機化合物を含む層１０３又は有機化合物を含む層５０３などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。

有機化合物を含む層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は図１（Ａ）の第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料を含んで形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。

第１の電極４０１、有機化合物を含む層４０３及び第２の電極４０４によって発光素子が形成される。当該発光素子を、シール材４０５、４０６を用いて封止基板４０７を固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。

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。

≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。

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

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、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。

図７（Ｃ）は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯情報端末は、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。

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

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、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。

また、表示部に本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発光効率が良好な発光素子とすることが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。このため、本発明の一態様の発光素子を含む電子機器は消費電力の小さい電子機器とすることができる。

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

発光素子には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。

図９は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として発光素子を用いた照明装置が用いられている。

図１０は、室内の照明装置３００１の例である。当該照明装置３００１には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。

本発明の一態様である自動車を図１１に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボードに発光素子が搭載されている。表示領域５０００乃至表示領域５００５は発光素子を用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を用いることによって消費電力の小さい発光素子とすることができる。また、これにより表示領域５０００乃至表示領域５００５は消費電力を抑えられるため、車載に好適である。

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

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

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

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、を有する。なお、当該タブレット端末は、本発明の一態様の発光素子を備えた発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に用いることにより作製される。

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。

また、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。

表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。表示パネル９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。

本実施例では、実施の形態１で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子１乃至発光素子４について説明する。発光素子１乃至発光素子４で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、ケイ素もしくは酸化ケイ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。

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） とを重量比４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように６０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。

次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を膜厚２０ｎｍ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４−｛３−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）］ビフェニル−３−イル｝ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）と、上記構造式（ｉｖ）で表される２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）とを、重量比０．８：０．２：０．０１（＝４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：ＴＢＲｂ）となるように４０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に電子輸送層１１４として４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍを２０ｎｍ成膜したのち、電子注入層１１５として上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなるように成膜した。

電子輸送層及び電子注入層１１５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、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成し、本実施例の発光素子１を作製した。

（発光素子２の作製方法）
発光素子２は発光素子１の発光層１１３におけるＰＣＢＢｉＦを、上記構造式（ｖｉｉ）で表されるＮ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）に変えた他は発光素子１と同様に作製した。

（発光素子３の作製方法）
発光素子３は発光素子１の発光層１１３におけるＰＣＢＢｉＦを、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される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）に変えた他は発光素子１と同様に作製した。

（発光素子４の作製方法）
発光素子４は発光素子１の発光層１１３におけるＰＣＢＢｉＦを、上記構造式（ｉｘ）で表される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）に変えた他は発光素子１と同様に作製した。

発光素子１乃至発光素子４の素子構造を以下の表にまとめる。

発光素子１乃至発光素子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、これら発光素子の初期特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。

発光素子１乃至発光素子４の輝度−電流密度特性を図１４に、電流効率−輝度特性を図１５に、輝度−電圧特性を図１６に、電流−電圧特性を図１７に、外部量子効率−輝度特性を図１８に、発光スペクトルを図１９に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性を表２に示す。

図１４乃至図１９及び表２より、いずれの発光素子も良好な特性の発光素子であることがわかった。どの発光素子も、光取出し効率３０％と仮定した場合の蛍光発光素子の理論的限界値７．５％を大きく超えた外部量子効率を示し、特に発光素子３は外部量子効率の最大値が１９．３％と非常に良好な効率を示した。なお、これら発光素子１乃至発光素子４は光取出し効率向上のための特別な構造を有していないため、光取出し効率は上記仮定と同様の３０％程度と見積もられる。また、駆動電圧はいずれも３．０Ｖであり、非常に低い電圧で駆動できていることが分かる。

このように、蛍光発光物質のエネルギードナーとして励起錯体を用い、励起錯体を形成する２つの有機化合物のうち、一方がベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の骨格を有する物質である本発明の一態様の発光素子は非常に発光効率の良好な蛍光発光素子とすることができる。また、低い電圧で駆動することができる。

なお、ここで、各素子の発光層に含まれる第１の有機化合物と第２の有機化合物及びそれらが形成する励起錯体について図２１を用いて説明する。図２１は発光素子１乃至発光素子４に用いた第１の有機化合物と第２の有機化合物それぞれの薄膜のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルと、当該第１の有機化合物と第２の有機化合物が混合された膜を発光層として有する発光素子のエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）スペクトルである。

図２１（Ａ）には４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ薄膜とＰＣＢＢｉＦ薄膜のＰＬスペクトル、及びこれらを発光層に用いた発光素子ＡのＥＬスペクトルが、図２１（Ｂ）には４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ薄膜とＰＣＢｉＦ薄膜のＰＬスペクトル、及びこれらを発光層に用いた発光素子ＢのＥＬスペクトルが、図２１（Ｃ）には４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ薄膜とＰＣＡＳＦ薄膜のＰＬスペクトル、及びこれらを発光層に用いた発光素子ＣのＥＬスペクトルが、図２１（Ｄ）は４ｍＣｚＢＰＢｆｐｍ薄膜とＰＣｚＰＣＡ１薄膜のＰＬスペクトル、及びこれらを発光層に用いた発光素子ＤのＥＬスペクトルが示されている。

なお、各々のグラフにおいてＥＬスペクトルを測定した素子の発光層には発光素子１乃至発光素子４で用いた蛍光発光物質であるＴＢＲｂは用いられていない。また、上記ＥＬスペクトルを測定した発光素子Ａ乃至Ｄは、各々発光素子１乃至４に対応し、その素子構造は、対応する発光素子からＴＢＲｂのみを抜いた構造と同一である。

この結果より、素子のＥＬスペクトルは図２１（Ａ）乃至（Ｄ）いずれにおいても、第１の有機化合物、第２の有機化合物、それぞれ単独のＰＬスペクトルよりも長波長側に位置していることがわかった。

また、そのスペクトルの発光ピークは一つであり、単一の状態からの発光であることもわかる。このことから、本実施例の発光素子に用いられた第１の有機化合物と第２の有機化合物は励起錯体を形成している蓋然性が高いことがわかる。

このように、本実施例における発光素子１乃至４は、発光層において第１の有機化合物及び第２の有機化合物が励起錯体を形成し、当該励起錯体から蛍光発光物質へのエネルギー移動が行われることによって非常に効率の良好な発光素子となっていることがわかる。

なお、薄膜のＰＬスペクトルと素子のＥＬスペクトルでは多少ピーク位置やスペクトル形状に違いが見受けられるが、これらが励起錯体を形成する可能性を論じるにあたって大きな影響を及ぼすほどの差ではない。

１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ 有機化合物を含む層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
１３１＿１ 第１の有機化合物
１３１＿２ 第２の有機化合物
１３２ 蛍光発光物質
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ 有機化合物を含む層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５０３ 有機化合物を含む層
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ 有機化合物を含む層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＦＥＴ
６２４ ｐチャネル型ＦＥＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライトユニット
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示パネル
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 有機化合物を含む層
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 有機化合物を含む層
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
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
９０３３ 留め具
９０３４ スイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ スイッチ
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
９６３８ コンバータ
９６３７ 操作キー
９６３９ ボタン

Claims (33)

1. 第１の電極と、第２の電極と、第１の層とを有する発光素子であって、
   前記第１の層は有機化合物を含む層であり、
   前記第１の層は第２の層を有し、
   前記第２の層は蛍光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを含み、
   前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
   前記第１の有機化合物は、ベンゾフロピリミジン骨格又はベンゾチエノピリミジン骨格を含む第１の骨格を有する物質である発光素子。
2. 請求項１において、
   前記第１の骨格がベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格である発光素子。
3. 請求項１において、
   前記第１の骨格が、ベンゾフロピリミジン骨格である発光素子。
4. 請求項１において、
   前記第１の骨格が、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格である発光素子。
5. 請求項２又は請求項４において、前記ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又は前記ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格が４位に置換基を有する発光素子。
6. 請求項２又は請求項４において、前記ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又は前記ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格が４位のみに置換基を有する発光素子。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記第１の有機化合物がさらにカルバゾール骨格又はジベンゾチオフェン骨格を含む第２の骨格を有する物質である発光素子。
8. 請求項７において、
   前記第２の骨格がカルバゾール骨格であり、前記カルバゾール骨格の９位が置換されている発光素子。
9. 請求項７において、
   前記第２の骨格がジベンゾチオフェン骨格であり、前記ジベンゾチオフェン骨格の４位が置換されている発光素子。
10. 請求項７において、
    前記第１の有機化合物が、
    前記第１の骨格と、
    前記第２の骨格とが、
    ２価の連結基によって接続されている物質である発光素子。
11. 請求項１０において、前記第１の骨格がベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格又はベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格であり、当該第１の骨格の４位が前記連結基に結合している発光素子。
12. 請求項１０において、前記第２の骨格がジベンゾチオフェン骨格であり、前記ジベンゾチオフェン骨格の４位が前記連結基に結合している発光素子。
13. 請求項１０において、前記第２の骨格はカルバゾール骨格であり、前記カルバゾール骨格の９位が前記連結基に結合している発光素子。
14. 請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
    前記連結基が炭素数６乃至炭素数６０の２価の基である発光素子。
15. 請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
    前記連結基が、炭素数６乃至炭素数６０の２価の芳香族炭化水素基である発光素子。
16. 請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
    前記連結基が、置換又は無置換の炭素数６乃至炭素数１３の２価の基である発光素子。
17. 請求項１０乃至請求項１３いずれか一項において、
    前記連結基が、置換または無置換の炭素数６乃至炭素数１３の２価の芳香族炭化水素基である発光素子。
18. 請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
    前記連結基がビフェニルジイル基である発光素子。
19. 請求項１８において、前記ビフェニルジイル基が３，３’−ビフェニルジイル基である発光素子。
20. 請求項１乃至請求項１９のいずれか一項において、
    前記励起錯体の三重項励起エネルギー準位が、前記蛍光発光物質の三重項励起エネルギー準位よりも高い発光素子。
21. 請求項１乃至請求項２０のいずれか一項において、
    前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位が、
    前記励起錯体の三重項励起エネルギー準位よりも高い発光素子。
22. 請求項１乃至請求項２１のいずれか一項において、
    前記励起錯体の発光が、前記蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯と重なりを有する発光素子。
23. 請求項１乃至請求項２２のいずれか一項において、
    前記第１の有機化合物は正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であり、前記第２の有機化合物は電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質である発光素子。
24. 請求項１乃至請求項２３のいずれか一項において、
    前記第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格又は芳香族アミン骨格を有する発光素子。
25. 請求項１乃至請求項２４のいずれか一項において、
    前記励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光の割合が５％以上である発光素子。
26. 請求項１乃至請求項２４のいずれか一項において、
    前記励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光の割合が１０％以上である発光素子。
27. 請求項１乃至請求項２４のいずれか一項において、
    前記励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光の割合が２０％以上である発光素子。
28. 請求項１乃至請求項２７のいずれか一項において、
    前記励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光寿命が１μｓ以上５０μｓ以下である発光素子。
29. 請求項１乃至請求項２７のいずれか一項において、
    前記励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光寿命が１μｓ以上４０μｓ以下である発光素子。
30. 請求項１乃至請求項２７のいずれか一項において、
    前記励起錯体のＰＬ発光における遅延蛍光寿命が５μｓ以上３０μｓ以下である発光素子。
31. 請求項１乃至請求項３０のいずれか一項に記載の発光素子と、
    トランジスタ、または、基板と、
    を有する発光装置。
32. 請求項３１に記載の発光装置と、
    センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
    を有する電子機器。
33. 請求項３１に記載の発光装置と、
    筐体と、
    を有する照明装置。