JP2019062211A - 発光装置 - Google Patents

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Nobuharu Osawa
信晴 大澤
野中　裕介
Yusuke Nonaka
裕介 野中
崇浩 石曽根
Takahiro Ishizone
崇浩 石曽根
瀬尾　哲史
Tetsushi Seo
哲史 瀬尾
琢也 川田
Takuya Kawada
琢也 川田
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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ことを課題とする。
【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、正孔輸送性を有する物質と電子輸送性を有する物質とを含む分離層１１３ｂ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１１３ｃとの積層構造を備えた発光素子を提供する。なお、第１の発光層１１３ａからの発光は第２の発光層１１３ｃ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。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明
の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・
オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として
挙げることができる。
近年、有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎ
ｅｓｃｅｎｃｅ）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、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く
、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好
適であると考えられている。また、このような発光素子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。さらに非常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。このことは、白熱電球やＬＥＤに代
表される点光源、また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、照明等へ
の利用価値も高い。
このような有機ＥＬ素子は、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、それら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。
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態があり
、一重項励起状態（Ｓ＊）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ＊）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であるとされている。
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、りん光は観測されず、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、
常温でりん光を観測することができる。また、りん光性化合物は項間交差（一重項励起状
態から三重項励起状態へ励起エネルギーが移ること）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可能となる。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、りん光性化合物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２００６−１２０６８９号公報
白色発光素子に代表される多色発光素子としては、特許文献２のように短波長側の領域
の発光を蛍光発光とする層（蛍光発光層）、長波長側の領域の発光をりん光発光とする層
（りん光発光層）とし、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。当該素子は、中間層を挟んで、発光素子
が二つ直列に接続されたような構造を有している。
この構造は、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、全てりん光の素子よりは発光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が特徴である。
当該構造を有する多色発光素子は、信頼性が高く実用化向きではあるものの、一方では
、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。
このような素子において、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防止である。
蛍光発光層には、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ることが多い。これは、縮合芳香環骨
格を有する物質を蛍光発光層のホスト材料として用いると、安定的に特性の良好な発光素
子を得ることができるためであるが、一方で、縮合芳香環骨格を有する物質は、概して三
重項準位が低いという問題がある。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は、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、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、ホスト材料の一重項励起エネルギーはホスト材料の三重項励起エネ
ルギーよりも大きいため、ホスト材料の一重項励起状態と、蛍光ドーパントの一重項励起
状態のエネルギー差が大きくなりすぎ、ホスト材料から蛍光ドーパントへのエネルギー移
動が不十分となるため蛍光発光層において十分な発光効率が得られない。さらに、その結
果として、ホスト材料の無輻射失活過程が増大し、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ギャップも当然大きいため、駆動電圧の上昇にもつながる。
そこで、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課題とする。または、本
発明の一態様では、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、実用化に有利な多色発光
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多色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多色発光素
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の発光層と、分離層と、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の発光層か
らの発光は第２の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。
すなわち、本発明の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層を有し、Ｅ
Ｌ層は少なくとも第１の発光層と、第２の発光層と、これらの間に設けられた分離層とを
有し、第１の発光層からの発光スペクトルは、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、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、
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、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、上記構成を有する発光素子において、分離層が正孔輸
送性を有する物質と、電子輸送性を有する物質とを含む発光素子である。
または、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、正孔輸送性を有す
る物質と、電子輸送性を有する物質とが第２の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、上記構成を有する発光素子において、分離層の厚さが０
ｎｍより厚く２０ｎｍ以下である発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、分離層の厚さが１
ｎｍ以上１０ｎｍ以下である発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、正孔輸送性を有す
る物質と電子輸送性を有する物質との組み合わせが、第１の有機化合物と第２の有機化合
物との組み合わせと同じである発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、第１の励起錯体か
ら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、上記構成を有する発光素子において、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、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、上記構成を有する発光素子において、前記ホスト材料の
三重項励起準位が、正孔輸送性を有する物質および電子輸送性を有する物質の三重項励起
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、上記構成を有する発光素子において、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である。
または、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、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である。
または、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、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、前記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である。
または、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の発光層が、
各々発光スペクトルの異なるｎ種（ｎは２以上の整数）の三重項励起エネルギーを発光に
変換できる物質を含み、第２の発光層がｎ層からなり、ｎ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、上記構成を有する発光素子において、第２の発光層が、
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、上記構成を有する発光素子において、第１のりん光発光
物質は赤色領域の発光を呈し、第２のりん光発光物質は緑色領域の発光を呈し、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、上記構成を有する発光素子において、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、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、蛍光発光物質は４００
ｎｍ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、上記構成を有する発光素子において、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、第１のりん光発光層に第１のりん光
発光物質が含まれ、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、上記構成を有する発光素子において、第１のりん光発光
物質が第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、上記構成を有する発光素子において、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、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、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、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 Ｃａｒｒ
ｉｅｒ 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、新規な発光素子を提供することができる。
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。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乃至発光素子４の電流密度−輝度特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子４の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子４の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子４の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子４の発光スペクトル。 発光素子５の電流密度−輝度特性を表す図。 発光素子５の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子５の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子５の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子５の発光スペクトル。 発光素子５の輝度−ＣＩＥ色度特性を表す図。 発光素子６及び発光素子７の電流密度−輝度特性を表す図。 発光素子６及び発光素子７の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子６及び発光素子７の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子６及び発光素子７の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子６及び発光素子７の発光スペクトル。 発光素子８の発光スペクトル。 発光素子９の電流密度−輝度特性を表す図。 発光素子９の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子９の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子９の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子９の発光スペクトル。 実施例５の照明装置の輝度−パワー効率特性を表す図。
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。
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１
０３を有する。また、発光層１１３は第１の発光層１１３ａと分離層１１３ｂと、第２の
発光層１１３ｃがこの順に接して積層された構造を有している。
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１
１２、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おり、第２の発光層１
１３ｃ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、第１の励
起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。
この構成を有することによって、当該発光素子からは第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１１３ｃ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１１３ｃ
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電荷発生層で隔てることなく同じＥＬ層に導入し
て発光させると、大幅な発光効率の低下を引き起こす。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ため蛍光発光層のホスト材料の三重項準位が低く、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に移動し、無放射失活してしまうことが
その一因である。現状、蛍光発光層において、縮合芳香環骨格を有する物質以外の物質を
用いて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層に導入した構成を用いて良好な特性を有する発光素子を
得ることが難しい。
さらに、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、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うことが、こ
の問題をより深刻にしている。
現状では、縮合芳香環骨格を有さない物質を用いて所望の発光波長や良好な素子特性や信
頼性を得ることは困難であることもあり、蛍光発光層とりん光発光層とを近接して形成し
た発光素子において、良好な特性を得ることが難しかった。
ここで、本実施の形態の一態様の発光素子は、第２の発光層１１３ｃにおいて第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であることによって、上記問題を解決
することができる。
励起錯体は、２種類の物質（本発明の一態様では第１の有機化合物と第２の有機化合物
）からなる励起状態である。励起錯体は、エネルギーを放出すると、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舞う。すなわち、励起錯体には基底状態
は存在せず、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においては、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、直接エキサイプレ
ックスを形成する過程（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１１３ｃ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。励起錯体は第１の有機化合物及び第２の
有機化合物のどちらよりもバンドギャップは小さくなる。また、励起錯体の三重項励起エ
ネルギーが、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の少なくと
も一方よりも小さくなるように第１の有機化合物と第２の有機化合物を選択すると良い。
さらに好ましくは、励起錯体の三重項励起エネルギーが第１の有機化合物及び第２の有機
化合物の双方の三重項励起エネルギーよりも小さくなるように第１の有機化合物と第２の
有機化合物を選択すると良く、この様に第１の有機化合物と第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
ほとんど起こらない。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
く、その結果励起錯体の励起エネルギーはりん光発光物質へ移動し、発光に変換される。
そのため、第２の発光層１１３ｃ内における励起子の拡散がほとんど起こらない。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とりん光発光層である第２の発光層１
１３ｃとが接触していると、この界面においては、わずかではあるが、励起錯体やりん光
ドーパントから第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―三
重項エネルギー移動）が起こってしまう。上述した通り、励起錯体は励起子が拡散しにく
く、かつりん光ドーパントに容易にエネルギー移動できるため、どちらかと言えば影響は
小さい。しかし、該界面において第１の発光層１１３ａのホスト材料と接触するりん光ド
ーパントが存在している場合、デクスター機構によるエネルギー移動によりホスト材料が
そのりん光ドーパントの発光を極度に消光してしまう。そこで、第１の発光層１１３ａと
第２の発光層１１３ｃとの間に分離層１１３ｂを形成することによって、第１の発光層１
１３ａと第２の発光層１１３ｃとの界面におけるエネルギー移動をも抑制することができ
、さらに良好な特性で、りん光発光と蛍光発光の両方を発光させることができる。
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、第１の発光層１１３ａにおいて発生した三重項励起エネル
ギーを第１の発光層１１３ａ内で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１１３ｃ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層と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１１３ｃにおける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物質であり、他方が電子輸送性を有する物質であることが、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物質と電子輸送性を有
する物質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物質：電子輸送性を有する物質＝１：９乃至９：１の範囲が好
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。
また、第２の発光層１１３ｃ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、第１の励起錯体の発光スペクトルを重ねることで、第１の励起錯体からりん光発光
物質へのエネルギー移動を最適化し、より発光効率の良好な発光素子を得ることができる
。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の吸収帯
であることが好ましく、りん光発光物質に替えて熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ
ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ，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の吸収帯であることが好ましい。
なお、本発明の一態様の発光素子では第２の発光層１１３ｃに含まれる発光物質が、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好適であり、本明細書中において、
りん光発光物質として記載した部分に関しては，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）が可能で、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。
また、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。
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局所的ではなくある程度
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い。第１の発光層１１３ａが陽極側に、第２の発光層
１１３ｃが陰極側に形成される構成の場合、第１の発光層１１３ａにおいては蛍光発光物
質が正孔トラップ性を有していること、第２の発光層１１３ｃにおいてはりん光発光物質
が電子トラップ性を有していることがそれぞれ好適である。第１の発光層１１３ａが陰極
側に、第２の発光層１１３ｃが陽極側に形成される構成の場合はその逆である。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。
分離層１１３ｂは、単一の物質で構成されていても良いが、正孔輸送性を有する物質と、
電子輸送性を有する物質とが含まれていることが好ましい。また、これらは励起錯体を形
成する組み合わせであることがより好ましい。また、正孔輸送性を有する物質と電子輸送
性を有する物質の混合比を変化させることによって、第２の発光層１１３ｃで述べたよう
に、キャリアバランスを容易に制御でき、発光色の調整を行うことができる。
また、分離層１１３ｂを構成する材料は一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギ
ーが、第１の発光層１１３ａにおけるホスト材料と同じまたは高いことが好ましい。なお
、分離層１１３ｂにおいて第２の励起錯体が形成される構成である場合には、上述の通り
励起錯体へのエネルギー移動が起こりにくいため、第２の励起錯体の一重項励起エネルギ
ーおよび三重項励起エネルギーはホスト材料より低くても構わない。
また、分離層１１３ｂを構成する材料の一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギ
ーは、第２の発光層１１３ｃにおける第１の励起錯体の一重項励起エネルギーおよび三重
項励起エネルギーに対する制限はない。すなわち、分離層１１３ｂを構成する材料の一重
項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギーは第２の発光層１１３ｃにおける第１の励
起錯体の一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギーより高くても低くても良い。
通常、分離層の励起エネルギーが第２の発光層１１３ｃの励起エネルギーよりも低いと、
第２の発光層１１３ｃの発光が著しく減少するが、本構成では第２の発光層１１３ｃの励
起子の殆どが励起錯体で存在することから、励起子の拡散が起こりにくく、エネルギーの
損失が少ないためである。
分離層１１３ｂが正孔輸送性を有する物質と、電子輸送性を有する物質からなる場合、そ
の組み合わせは、第２の発光層１１３ｃを構成する第１の有機化合物及び第２の有機化合
物の組み合わせと同じであると、駆動電圧の上昇が抑制されるため好ましい構成である。
つまり、第１の有機化合物及び第２の有機化合物の一方が分離層１１３ｂ中の正孔輸送性
を有する物質と同じであり、他方が分離層１１３ｂ中の電子輸送性を有する物質と同じで
あることが好ましい。すなわち、分離層１１３ｂで形成される第２の励起錯体と第２の発
光層１１３ｃで形成される第１の励起錯体が、同じ励起錯体であることが好ましい。
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１１
３ｃ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ため、短
波長の発光を呈する蛍光発光物質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、タンデム型の素子と異なり蛍光発光層である第
１の発光層１１３ａとりん光発光層である第２の発光層１１３ｃとの間に、数ｎｍの膜厚
の分離層１１３ｂしか存在していないため、ＥＬ層を形成するための層数が少なく、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、蛍光とりん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近接していても、上述のようにりん光発光層に励起
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。
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１１３
ｃ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。これ
により、複数の発光物質からの発光が合成されたさまざまな発光色の発光素子を得ること
ができる。
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１１３
ａと第２の発光層１１３ｃ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、三原色や、４種以上の発光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。当該白色発光素子は、りん光発光を利用
しており、発光効率の高い発光素子でありながら、タンデム型の発光素子と比較して成膜
層数が少なく層厚も薄いため、安価に提供しやすい発光素子とすることができる。また、
層厚が薄いことから、光取り出し効率が向上する。
続いて、上述の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。なお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が陰極側に形成され、第２の発光層１１３ｃが陽極側に形成
されていても良い。
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４．０ｅ
Ｖ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 Ｔ
ｉｎ 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が上記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、正孔注入性を有する物質を含む層である。モリブデン酸化物やバ
ナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いるこ
とができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ
）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニ
ル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビ
ス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビ
フェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いは
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯ
Ｔ／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、正孔輸送性を有する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、正孔輸送性を有する物質にアクセプター性
物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料
を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく
、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては
、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称
：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また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を有する物質としては、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、正孔輸送性を有する物質であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ
以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔
輸送性を有する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）、９，１
０−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−ＢｕＡｎ
ｔｈ）、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、１０，１
０’−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、１×１０−６
ｃｍ２／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、正孔輸送性を有する物質を含む層である。正孔輸送性を有する物
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：ＢＰＡ
ＦＬＰ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔
輸送性が高く、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、
上述の複合材料における正孔輸送性を有する物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層１
１２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、正孔輸送性を有する物質を含む層は、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分離層１１３
ｂや第２の発光層１１３ｃ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容易となる。
発光層１１３は、上述の構成を有する。すなわち、第１の電極側から、第１の発光層１
１３ａ、分離層１１３ｂ、第２の発光層１１３ｃ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１１３
ｃ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。
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：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰ
ｒｎ）、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−ｔｅｒ
ｔ−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：ＰＣＢ
ＡＰＡ）、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５４
５Ｔ、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：Ｂ
ＰＴ）、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［ｉ
ｊ］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、正孔トラップ性が高く、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）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェ
ニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アン
トラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−
フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称
：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル
］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニ
ル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イ
ル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）等のアントラセン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１１３ｃ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（ｉ
Ｐｒｐｔｚ−３ｂ）３）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯
体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２
，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、ト
リス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾー
ル骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロ
ピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉ
ｒ（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（ｄｍｐｉ
ｍｐｔ−Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス
［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩ
Ｉ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６
’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート
（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニ
ル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３
ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−
Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のよ
うな電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体
が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎ
ｍ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））、ビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニ
ル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：
Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［４−（２−ノル
ボルニル）−６−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（ｅｎｄｏ−，ｅｘｏ−
混合物）（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（Ｉ
ＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（
４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（
ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルア
セトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（
略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソ
プロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（
ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯
体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉ
ｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）
アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キ
ノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃ
ａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚ
ｑ）３）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ
）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を
有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロ
リン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類
金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ
乃至６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジ
ウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
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（ｔｐ
ｐｒ）２（ｄｐｍ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェ
ニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）
）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソ
キノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（１
−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）
２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，
７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（
ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３
−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（
ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロ
アセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）
３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を
示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン
骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
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（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体
（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈ
ｅｍａｔｏ 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（Ｓ
ｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体
（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ
Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる
。
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、Ｓ１準位
とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
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、上
記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物質としては、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：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト
）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−
キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）
フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）
フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニ
リル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称
：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅ
ｒｔ−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：ＴＰ
ＢＩ）、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：２
ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−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：４，６ｍＰｎ
Ｐ２Ｐｍ）、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：３５ＤＣｚ
ＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰ
ｙＰＢ）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物質としては、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：ＴＰ
Ｄ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフル
オレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−
（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、
４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ
−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１
−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル
−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９
−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル
）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４
−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフ
ルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や
、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カ
ルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル
）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９
Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，
４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称
：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオ
レン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−
［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベン
ゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４
，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：
ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）
フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン
骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物や
カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆
動電圧低減にも寄与するため好ましい。
また、以上で述べた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うち一方を電子輸送性を
有する物質、他方を正孔輸送性を有する物質とすることによって、励起錯体の形成に有利
な構成とすることができる。また、これら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物質と電子輸送性を有する物質の含有量の比は、正孔輸送性を有する
物質：電子輸送性を有する物質＝１：９乃至９：１とすればよい。
分離層１１３ｂを構成する材料としては、上記第１の有機化合物及び第２の有機化合物と
して用いることができる材料として挙げた材料を同様に用いることができる。
第２の発光層１１３ｃは、さらに２層以上に分かれていても良く、各々に異なる発光物
質が含まれていることが好ましい。特に、第２の発光層１１３ｃ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（５８
０ｎｍ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４８０ｎ
ｍ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、各々の発光層の
積層順は、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。
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。例えば、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト
）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト
）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェ
ニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノ
リン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−
ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサ
ゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金
属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−
１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸ
Ｄ−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：Ｂ
Ｐｈｅｎ）、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１０−６ｃｍ２／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を有する物質を電子輸送層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、上記物質からなる異なる層が二層
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を有する物質に、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（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又は
アルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有す
る物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させ
たものを用いることができる。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。
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。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極
である場合、発光は第１の電極１０１を通って取り出される。また、第２の電極１０２の
みが透光性を有する電極である場合、発光は第２の電極１０２を通って取り出される。第
１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する電極である場合、発光
は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って、両方から取り出される。
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、ガラス基板、石英基板、半導体基板、プラスチック
基板（ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミ
ド、ポリカーボネート若しくはアクリル樹脂）などに作製すればよい。また、ガラス基板
、石英基板、半導体基板上に作製したのち、プラスチック基板に転置しても良い。
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
したものでも良い。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。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、発光ユニット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
送性を有する物質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。
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する。結果とし
て、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。
（発光装置）
続いて、本発明の一態様の発光装置について説明する。
本発明の一態様の発光装置は、上述の発光素子を用いて作製された発光装置である。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。空間６０７には乾燥した
不活性気体や固体封止のための樹脂を満たしても良い。シール材６０５と固体封止のため
の樹脂は同じであっても異なっていても良い。
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ＦＥＴ６２
４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、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、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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、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。
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６１
８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、樹脂やシール材６０５で充填され
る場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けると水分の影響による劣
化を抑制することができ、好ましい構成である。
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。
本発明の一態様である発光装置は、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、安価な発光装置とすることができる。
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、１０
２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０
３１、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
、図１の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、図１（Ａ）または（Ｂ）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、図１（Ａ）ま
たは（Ｂ）に記載の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、図１（Ａ）または（Ｂ）に記載の発光素子は比較的
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には本発明の一態様を適用して作製
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９５
１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９５
２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
、図１（Ａ）又は（Ｂ）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。
（照明装置）
図１（Ａ）または図１（Ｂ）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は図１（Ａ）における第１の電極１０
１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は図１（Ａ）に
おけるＥＬ層１０３の構成、又は図１（Ｂ）における第１の発光ユニット５１１、第２の
発光ユニット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は図１（Ａ）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
発明の一態様である照明装置は有している。
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素子に図１（Ａ）又は図１（Ｂ）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。
（電子機器）
次に、図１（Ａ）又は（Ｂ）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。図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）
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７１０
１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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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７
２１０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、
図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（
Ａ）又は（Ｂ）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、または一方に図１（Ａ）又は（Ｂ）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７４
０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、図１（Ａ）又は（Ｂ）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７４
０２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。
以上の様に図１（Ａ）又は（Ｂ）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。図１（Ａ
）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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。
図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）に記載の発光素子が用いられている。
図１０は、図１（Ａ）又は（Ｂ）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。また、図１（Ａ）又は（Ｂ）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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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。
図１（Ａ）又は（Ｂ）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に図１（Ａ）又は（Ｂ）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は図１（Ａ）又は（Ｂ）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図１（Ａ
）又は（Ｂ）に記載の発光素子を搭載した表示装置である。図１（Ａ）又は（Ｂ）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図１（Ａ）又は（Ｂ）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。
図１（Ａ）又は（Ｂ）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５００
０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図１（Ａ）又は（Ｂ）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１
２（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、図１（Ａ）又は（Ｂ）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９６３
１ａ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９６３
１ａ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９６
３１ａ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、ＤＣＤ
Ｃ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９６３
４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９
６３５、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９６３
６、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ＤＣ
ＤＣ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である発光素子１乃至発光素子３および参考例
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）
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。
続いて、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、３−［４−（９−フェ
ナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）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：
０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように５ｎｍ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。次に、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、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−９
Ｈ−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）とを重量比０．６：０．４（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−Ｉ
Ｉ：ＰＣＢＢｉＦ）となるように共蒸着して分離層１１３ｂを形成した。分離層１１３ｂ
の膜厚は２ｎｍとした。その後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、上記
構造式（ｖｉｉ）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−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（
ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．２：０．８：０．０５（＝
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａｃ
ａｃ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層１１３ｃ−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−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐ
ｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．７：０．３：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤ
Ｂｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２
０ｎｍ共蒸着し、第２のりん光発光層１１３ｃ−２を形成してりん光発光層である第２の
発光層１１３ｃを形成した。以上、発光素子１では第１の発光層１１３ａと第２の発光層
１１３ｃにより発光層１１３が形成されている。
なお、りん光発光層（第２の発光層１１３ｃ）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）］のもっとも長
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、１，６
ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ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（第２の発光層１１３ｃ）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１
０２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２及び３の作製方法）
発光素子２及び発光素子３は、発光素子１における分離層１１３ｂの膜厚をそれぞれ５ｎ
ｍ及び１０ｎｍに替えて作製した素子である。
（発光素子４の作製方法）
発光素子４は発光素子１の構成から分離層１１３ｂを除いた構成を有する発光素子である
。
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乃至発光素子４の素子構造を以下の表にまとめた。
発光素子１乃至発光素子４の電流密度−輝度特性を図１３に、輝度−電流効率特性を図１
４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乃至発光素子４は、中間層を用いない構造でありながら１００
０ｃｄ／ｍ２付近で電流効率約４０ｃｄ／Ａ以上、外部量子効率約１８％以上の良好な発
光効率を示すことがわかった。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近での駆動電圧も３Ｖ台と低
く、タンデム型の発光素子と比べて非常に低いことがわかる。さらに、発光素子１乃至発
光素子３は外部量子効率が１０００ｃｄ／ｍ２付近で１９％以上と非常に良好な効率を示
すことがわかる。発光素子１乃至発光素子４の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性
値をまとめた表を示す。
また、図１７の発光スペクトルでは、［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由来の青色発光が共に観測された。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１１３ｃのどちらから
も十分に発光が得られていることがわかった。
このように、発光素子１乃至発光素子４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った。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。また、発光素子１乃至発光素子３は分離層１１３ｂを用いることに
より、りん光発光層（第２の発光層１１３ｃ）から蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）
への界面におけるエネルギー移動も抑制され、さらに良好な特性を示すことが分かった。
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５の作製方法及び特性について
示す。発光素子５で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子５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。
続いて、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、３−［４−（９−フェ
ナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）を
１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
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５ｎｍ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。次に、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、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−９
Ｈ−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）とを重量比０．６：０．４（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−Ｉ
Ｉ：ＰＣＢＢｉＦ）となるように共蒸着して分離層１１３ｂを形成した。分離層１１３ｂ
の膜厚は２ｎｍとした。その後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、上記
構造式（ｖｉｉ）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−κ２Ｏ，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（ａｃ
ａｃ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層１１３ｃ−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−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐ
ｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．７：０．３：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤ
Ｂｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２
０ｎｍ共蒸着し、第２のりん光発光層１１３ｃ−２を形成してりん光発光層である第２の
発光層１１３ｃを形成した。
なお、りん光発光層（第２の発光層１１３ｃ）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）］のもっとも長
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、１，６
ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ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（第２の発光層１１３ｃ）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１
０２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５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５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５の素子構造を以下の表にまとめた。
発光素子５の電流密度−輝度特性を図１８に、輝度−電流効率特性を図１９に、電圧−輝
度特性を図２０に、輝度−外部量子効率特性を図２１に、発光スペクトルを図２２に、輝
度−ＣＩＥ色度特性を図２３に示す。
以上のように、発光素子５は、中間層を用いない構造でありながら１０００ｃｄ／ｍ２付
近で電流効率約４０ｃｄ／Ａ以上、外部量子効率約１８％以上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台と低く、タンデム型の発光素子と比べて非常に低
いことがわかる。発光素子５の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性値をまとめた表
を示す。
また、図２２の発光スペクトルでは、［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１，６
ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ由来の青色発光が共に観測された。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１１３ｃのどちらからも
十分に発光が得られていることがわかった。
また、図２３の輝度−ＣＩＥ色度特性から、発光素子５は実用輝度領域において色変化が
非常に小さい発光素子であることがわかった。なお、１００ｃｄ／ｍ２付近で見られる色
変化はりん光と蛍光の発光開始電圧の差によるものである。りん光層は蛍光層よりも発光
開始電圧が低いため、低輝度領域ではりん光のみが観測され、１００ｃｄ／ｍ２付近で蛍
光も発光し始めることで１００ｃｄ／ｍ２付近で色変化が起きている。蛍光及びりん光の
両方が安定して発光する実用輝度領域においては色変化は非常に小さい。
このように、発光素子５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った。この結果には、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。また、発光素子５は分離層１１３ｂを用いたことにより、りん光発光層（第２の
発光層１１３ｃ）から蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）への界面におけるエネルギー
移動も抑制され、さらに良好な特性を示した。
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６及び発光素子７の作製方法及
び特性について示す。発光素子６及び発光素子７で用いた有機化合物の構造式を以下に示
す。
（発光素子６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、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（ｘ）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：ＰＣｚ
ＰＡ）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。
正孔輸送層１１２上に、ＰＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを、重量比１：０
．０５（＝ＰＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように５ｎｍ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。次に、上記構造式（ｘｉ）で表さ
れる４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称
：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）と、上記構造式（ｘｉｉ）で表される４，４’−ジ（Ｎ−カル
バゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）とを重量比０．４：０．６（＝４，６ｍＣｚＰ２
Ｐｍ：ＣＢＰ）となるように共蒸着して分離層１１３ｂを形成した。分離層１１３ｂの膜
厚は２ｎｍとした。その後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、上記構造
式（ｘｉｉｉ）で表される（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナ
ト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比
０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄ
ｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着してりん光発光層である第２の
発光層１１３ｃを形成した。
なお、りん光発光層（第２の発光層１１３ｃ）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（ｄｐｐｍ）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ＰＣｚＰＡ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、ＰＣｚＰＡの三重項励起エネルギーは、１，６ｍＭｅｍＦＬ
ＰＡＰｒｎ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（第２の発光層１１３ｃ）上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚
１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、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１
０２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６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７の作製方法）
発光素子７は発光素子６における分離層１１３ｂを４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ単独で形成した
他は発光素子６と同様に形成した。
発光素子６及び発光素子７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６及び発光素子７の素子構造を以下の表にまとめた。
発光素子６及び発光素子７の電流密度−輝度特性を図２４に、輝度−電流効率特性を図２
５に、電圧−輝度特性を図２６に、輝度−外部量子効率特性を図２７に、発光スペクトル
を図２８に示す。
以上のように発光素子６及び発光素子７はともに１０００ｃｄ／ｍ２付近における電流効
率２０ｃｄ／Ａ以上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
、タンデム型の発光素子と比較して非常に低いことがわかる。発光素子６及び発光素子７
の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性値をまとめた表を示す。
また、発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］由来の橙色発光と、
１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ由来の青色発光が共に観測された。このことから、発光素
子６及び発光素子７においては、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１１３ｃ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。
このように、発光素子６及び発光素子７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。また、分離層１１３ｂを用いることにより、りん光発光層（第２の
発光層１１３ｃ）から蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）への界面におけるエネルギー
移動も抑制されたことも良好な特性を示す理由の一つである。また、発光素子６の方が発
光素子７よりも良好な特性を有していることから、分離層１１３ｂは正孔輸送性を有する
物質と電子輸送性を有する物質とから構成されることが好ましいことがわかる。さらに、
それらは励起錯体を形成することがより好ましい構成である。
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８の作製方法及び特性について
示す。発光素子８は第１の発光層１１３ａが陰極側に、第２の発光層１１３ｃが陽極側に
形成された発光素子である。発光素子８で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子８の作製方法）
屈折率ｎ＝１．８４の高屈折率ガラス基板上に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）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、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、１９０℃で６０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１：０．５（＝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２
０ｎｍ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、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（ｖｉｉ）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−κ
Ｃ｝（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ
（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．１：０．９：０．０６（
＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａ
ｃａｃ）］）となるように１５ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層１１３ｃ−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−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢ
ｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．５：０．５：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ−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１１３ｃ−２を形成してりん光発光層である第２
の発光層１１３ｃを形成した。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦとを
重量比０．５：０．５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ）となるように２
ｎｍ共蒸着し、分離層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：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎ）とを、重量比１：０．０２５（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ
）となるように２０ｎｍ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１１３ｃ及び分離層１１３ｂにおいて、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦは励起錯体を形成する。また、その発光波長は［Ｉ
ｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］及び［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ
）］のもっと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、１，６
ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ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１
０２として、銀−マグネシウム合金（１：０．５）を１ｎｍ、銀を１５０ｎｍ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８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８の素子構造を以下の表に示す。
発光素子８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、この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３．
７５ｍＡ／ｃｍ２における特性値をまとめた表を示す。
発光素子８は、良好な外部量子効率、パワー効率を示した。また、駆動電圧も２．８Ｖ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８の発光スペクトルを図２９に示す。発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｄ
ｍｄｐｐｒ−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１１３ｃ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、この発光素子は、平均演色評価数Ｒａも８７と演色性も良好であり、ｄｕｖ（黒
体放射軌跡からの偏差）も小さく照明用途に好適である。また、色温度は２８４０Ｋ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８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。
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９の作製方法及び特性について
示す。発光素子９で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
（発光素子９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）と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、１５ｎｍ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、３−［４−（９−フェ
ナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）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２：
０．１（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように５ｎｍ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。次に、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、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）とを重量比０．４：１．６（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ
：ＰＣＢＢｉＦ）となるように共蒸着して分離層１１３ｂを形成した。分離層１１３ｂの
膜厚は２ｎｍとした。その後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＢｉＦと、上記構
造式（ｘｉｖ）で表される（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナ
ト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比
０．８：１．２：０．１２（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄ
ｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して第１のりん光発光層１１３ｃ
−１を形成し、続けて２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦと上記構造式（ｘｖ）
で表されるビス｛２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３
］フェニル−κＣ｝（２，４−ペンタンジオナト−κＯ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（
略称：［Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比１．６：０．４：０．
１２（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａ
ｃａｃ）］）となるように１５ｎｍ共蒸着し、第２のりん光発光層１１３ｃ−２を形成し
てりん光発光層である第２の発光層１１３ｃを形成した。以上、発光素子９では第１の発
光層１１３ａと第２の発光層１１３ｃにより発光層１１３が形成されている。
なお、りん光発光層（第２の発光層１１３ｃ）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（ｄｐｐｍ）２
（ａｃａｃ）］及び［Ｉｒ（ｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］のもっとも長波長側の吸
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、１，６
ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ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（第２の発光層１１３ｃ）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を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極
１０２として、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを重量比１：０．５で共蒸着して１
ｎｍの膜厚で形成した後、銀をスパッタリング法により１５０ｎｍの膜厚で成膜して形成
することで、本実施例の発光素子９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９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、この発光素子の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９の素子構造を以下の表にまとめた。
発光素子９の電流密度−輝度特性を図３０に、輝度−電流効率特性を図３１に、電圧−輝
度特性を図３２に、輝度−外部量子効率特性を図３３に、発光スペクトルを図３４に示す
。
以上のように、発光素子９は、中間層を用いない構造でありながら１０００ｃｄ／ｍ２付
近で電流効率約７０ｃｄ／Ａ付近、外部量子効率約２２％以上の非常に良好な発光効率を
示すことがわかった。また、駆動電圧も２．９Ｖと、タンデム型の発光素子と比べて非常
に低いことがわかる。
また、発光スペクトルから、［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］由来及び［Ｉｒ（ｐ
ｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］由来のりん光発光と、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ由
来の蛍光発光が共に観測された。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１１３ｃのどちらからも十分に発光が得られている
ことがわかった。
このように、発光素子９は、非常に発光効率の高い白色発光を呈しつつ、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った。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。また、発光素子９は分離層１１３ｂを用いることにより、りん光発光層（第２の発光
層１１３ｃ）から蛍光発光層（第１の発光層１１３ａ）への界面におけるエネルギー移動
も抑制され、さらに良好な特性を得られた。
また、発光素子９と同様の素子構造であって、第１の電極の膜厚が７０ｎｍである素子
を屈折率１．８４のガラス基板上に、発光面積が９０ｍｍ×９０ｍｍとなるように形成し
、さらに、基板の光が放出される側の面をフロスト加工した有機ＥＬ照明装置を作製した
。
この有機ＥＬ照明装置の輝度−パワー効率特性を図３５に示す。色温度２７００Ｋ、ｄ
ｕｖ＝０．０１９と電球色の規格に合致しながら、輝度１５００ｃｄ／ｍ２付近において
パワー効率１４０ｌｍ／Ｗと非常に高い効率を示した。
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 分離層
１１３ｃ 第２の発光層
１１３ｃ−１ 第１のりん光発光層
１１３ｃ−２ 第２のりん光発光層
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
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
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 (13)

  1. 陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、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、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の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記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の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内である発光装置。
  2. 陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる第１の物質と、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の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記第１の物質の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか他方は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる第２の物質を有し、
    前記第１の物質と前記第２の物質とは発光スペクトルが異なる発光装置。
  3. 陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、りん光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記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のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内である発光装置。
  4. 陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、第１のりん光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記第１の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のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか他方は、第２のりん光発光物質を有し、
    前記第１のりん光発光物質と前記第２のりん光発光物質とは発光スペクトルが異なる発光装置。
  5. 第１乃至第４の発光素子を有し、
    前記第１乃至前記第４の発光素子は、
    それぞれ、
    陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、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、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の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記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の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
    前記第１の発光素子は、赤色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第２の発光素子は、緑色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第３の発光素子は、青色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第４の発光素子は、いずれのカラーフィルタとも重ならない領域を有する発光装置。
  6. 第１乃至第４の発光素子を有し、
    前記第１乃至前記第４の発光素子は、
    それぞれ、
    陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる第１の物質と、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の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記第１の物質の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか他方は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる第２の物質を有し、
    前記第１の物質と前記第２の物質とは異なり、
    前記第１の発光素子は、赤色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第２の発光素子は、緑色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第３の発光素子は、青色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第４の発光素子は、いずれのカラーフィルタとも重ならない領域を有する発光装置。
  7. 第１乃至第４の発光素子を有し、
    前記第１乃至前記第４の発光素子は、
    それぞれ、
    陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、りん光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記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のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
    前記第１の発光素子は、赤色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第２の発光素子は、緑色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第３の発光素子は、青色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第４の発光素子は、いずれのカラーフィルタとも重ならない領域を有する発光装置。
  8. 第１乃至第４の発光素子を有し、
    前記第１乃至前記第４の発光素子は、
    それぞれ、
    陽極と、複数の発光層と、陰極と、をこの順に有し、
    前記複数の発光層は、最も前記陽極側に第１の発光層と、前記第１の発光層から離れて位置する第２の発光層と、前記第２の発光層と接している第３の発光層と、をこの順に有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか一方は、第１のりん光発光物質と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成することができる組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー値と、前記第１の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のエネルギー値との差が、０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２の発光層又は前記第３の発光層のいずれか他方は、第２のりん光発光物質を有し、
    前記第１のりん光発光物質と前記第２のりん光発光物質とは異なり、
    前記第１の発光素子は、赤色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第２の発光素子は、緑色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第３の発光素子は、青色のカラーフィルタと重なる領域を有し、
    前記第４の発光素子は、いずれのカラーフィルタとも重ならない領域を有する発光装置。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
    前記第１の発光層からの発光スペクトルのピークは、前記第２の発光層からの発光スペクトルのピークよりも短波長側に存在し、
    前記第１の発光層からの発光スペクトルのピークは、前記第３の発光層からの発光スペクトルのピークよりも短波長側に存在する発光装置。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    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発光装置。
  11. 請求項１乃至請求項１０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る発光装置。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
    前記蛍光発光物質はピレンジアミン化合物である発光装置。
  13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
    前記第３の発光層からの発光スペクトルのピークは、前記第２の発光層からの発光スペクトルのピークよりも短波長側に存在する発光装置。
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