JP2019091899A - 発光素子、照明装置、発光装置、表示装置、および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率が良好であり、劣化の小さい発光素子を提供する。また、発光効率が良好であり、劣化の小さいりん光を呈する発光素子を提供する。また、発光効率が良好であり、劣化の小さい緑から青色のりん光を呈する発光素子を提供する。また、駆動電圧上昇の小さい発光素子を提供する。【解決手段】陽極１０１と、陰極１０２と、陽極１０１及び陰極１０２に挟まれたＥＬ層１０３と、を有し、ＥＬ層１０３は、発光層１１３と、発光層１１３の陰極１０２側に接して設けられた電子輸送層１１４と、電子輸送層１１４と陰極１０２に接して設けられた電子注入層１１５と、を有し、発光層１１３は、りん光発光物質と、ホスト材料とを有し、発光層１１３は電子輸送性が正孔輸送性よりも高く、電子輸送層１１４はアントラセン骨格を含む物質を含み、電子注入層１１５は有機化合物を含むことを特徴とする発光素子を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器に関する。

薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのメリットから、次世代の
照明装置や表示装置として有機化合物を発光物質とする発光素子（有機ＥＬ素子）を用い
た表示装置の開発が進められている。

有機ＥＬ素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入され
た電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に
戻る際に発光する。発光物質が発する光の波長はその発光物質特有のものであり、異なる
種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な波長すなわち様々な色の
発光を呈する発光素子を得ることができる。

ディスプレイなど、画像を表示することを念頭においた表示装置の場合、フルカラーの
映像を再現するためには、少なくとも赤、緑、青の３色の光を得ることが必要になる。ま
た、照明装置として用いる場合は、高い演色性を得るために、可視光領域において満遍な
く発光を得ることが理想的であり、現実的には、異なる波長の光を２種類以上合成するこ
とによって得られる光が照明用途として用いられることが多い。なお、赤と緑と青の３色
の光を合成することによって、高い演色性を有する白色光を得ることができることが知ら
れている。

発光物質が発する光は、その物質固有のものであることを先に述べた。しかし、寿命や
消費電力、発光効率などの発光素子としての重要な性能は、発光物質のみに依存する訳で
はなく、発光層以外の層の材料や素子構造なども大きく影響する。

ところで、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子である場合、励起状態の生成
割合は、一重項励起状態が１に対し、三重項励起状態が３であることが一般に知られてい
る。そのため、三重項励起状態を発光に変えることができるりん光材料を発光物質として
用いた発光素子は、一重項励起状態を発光に変える蛍光材料を発光物質として用いた発光
素子と比較して、発光効率の高い発光素子を原理的に得ることができる。

ここで、ホスト−ゲスト型の発光層におけるホスト材料や、発光層に接する各輸送層を
構成する物質は、励起エネルギーを効率よく発光物質からの発光に変えるために、発光物
質よりも高い一重項励起状態若しくは高い三重項励起状態を有する物質を用いることが好
ましい。

しかし、当該発光素子のホスト材料として用いられる物質の殆どは、スピン多重度が異
なる状態間での遷移が禁制である蛍光材料である。また、三重項励起状態は、通常同じ励
起準位の一重項励起状態よりもエネルギー的に低い位置にあり、同じ波長の蛍光とりん光
を得る場合、後者の方がより一重項励起状態の高い物質をホスト材料として用いる必要が
ある。

このことから、短波長のりん光を効率良く得るためには、さらに大きいバンドギャップ
を有するホスト材料及びキャリア輸送材料が必要となる。このような材料を用いて作製さ
れた、短波長のりん光（たとえば青色りん光）を発する発光素子は、劣化速度が大きく、
当該発光素子の実用化の妨げとなっている。このため、素子構成によるりん光発光素子の
寿命向上の検討もなされている。（例えば特許文献１参照。）

特開２００６−０４９５７０号公報

特許文献１においては、正孔阻止層を用いているため、発光層の陰極側に正孔が蓄積す
る構成となる。これによって、発光領域が発光層の陰極側に偏ることになるが、正孔阻止
層に用いられるアントラセン誘導体の三重項励起準位は低いため、発光材料からのエネル
ギー移動が生じやすく、発光効率の低下が起こる。また、一部の界面にキャリアが蓄積す
ることは、発光素子の劣化の観点からも好ましくない。

そこで、本発明の一態様では、発光効率が良好であり、劣化の小さい発光素子を提供す
ることを課題とする。また、発光効率が良好であり、劣化の小さいりん光を呈する発光素
子を提供することを課題とする。また、発光効率が良好であり、劣化の小さい緑から青色
のりん光を呈する発光素子を提供することを課題とする。また、特に、駆動電圧上昇の小
さい発光素子を提供することを課題とする。

また、本発明の他の一態様では、上記発光素子を用いた、消費電力の小さいディスプレ
イモジュール、照明モジュール、発光装置、照明装置、表示装置及び電子機器を各々提供
することを課題とする。

本発明は上記課題のいずれか一を解決すればよい。

上記課題は、短波長のりん光を発する発光素子において、発光層に接する電子輸送層に
アントラセン骨格を含む物質を用いることによって実現される。

すなわち、本発明の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極に挟まれたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層と、発光層の陰極側に接して設けられた電子輸送層と、電子輸送
層と陰極に接して設けられた電子注入層と、を有し、発光層は、りん光発光物質と、ホス
ト材料とを有し、発光層は電子輸送性が正孔輸送性よりも高く、電子輸送層はアントラセ
ン骨格を含む物質を含み、電子注入層は有機化合物を含むことを特徴とする発光素子であ
る。

また、本発明の一態様は当該りん光発光物質が、４２０ｎｍ乃至５３０ｎｍの範囲にピ
ークを有するりん光を与える発光素子である。

また、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、アントラセン骨格を
含む物質は、さらにカルバゾール骨格を有することを特徴とする発光素子である。

また、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、ホスト材料が、複素
芳香環を含む物質を有することを特徴とする発光素子である。

また、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、複素芳香環を含む物
質はπ電子不足型の複素芳香族化合物であることを特徴とする発光素子である。

また、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、ホスト材料が、ピリ
ジン骨格又はピリミジン骨格を含む物質を有することを特徴とする発光素子である。

また、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、アントラセン骨格を
含む物質が、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバ
ゾール又は７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ
［ｃ，ｇ］カルバゾールである発光素子である。

また、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、前記電子注入層に含
まれる有機化合物がバソフェナントロリンである発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子を有する照明装置である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子と、発光素子を制御する手段を
備えた発光装置である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する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、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子を有する電子機器である。

本発明にかかる発光素子は、発光効率が良好であり、劣化の小さい発光素子である。ま
た、発光効率が良好であり、劣化の小さいりん光発光素子である。また、発光効率が良好
であり、劣化の小さい緑から青色のりん光を呈する発光素子である。また、特に、駆動電
圧上昇の小さい発光素子である。

また、本発明の他の一態様では、上記発光素子を用いた、消費電力が小さく、信頼性の
良好なディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、照明装置、表示装置及び電
子機器を各々提供することができる。

発光素子の概念図。 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。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置及び電子機器を表す図。 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、発光素子２及び比較発光素子１の電流密度−輝度特性。 発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１の電圧−輝度特性。 発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１の輝度−電流効率特性。 発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１の輝度−外部量子効率特性。 発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１の発光スペクトル。 発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１の駆動電圧変化。 発光素子３の電流密度−輝度特性。 発光素子３の電圧−輝度特性。 発光素子３の輝度−電流効率特性。 発光素子３の輝度−外部量子効率特性。 発光素子３の発光スペクトル。 発光素子３の駆動電圧変化。 発光素子４の電流密度−輝度特性。 発光素子４の電圧−輝度特性。 発光素子４の輝度−電流効率特性。 発光素子４の輝度−外部量子効率特性。 発光素子４の発光スペクトル。 発光素子４の駆動電圧変化。 発光素子５及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性。 発光素子５及び比較発光素子２の輝度−電流効率特性。 発光素子５及び比較発光素子２の電圧−輝度特性。 発光素子５及び比較発光素子２の輝度−外部量子効率特性。 発光素子５及び比較発光素子２の発光スペクトル。 発光素子５及び比較発光素子２の駆動電圧変化。 発光素子５及び比較発光素子２の規格化輝度時間変化。

以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実
施することが可能であり、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）
図１（Ａ）に、本実施の形態で説明する発光素子の概念図を示す。

当該発光素子は陽極１０１と陰極１０２とその間に挟まれたＥＬ層１０３を有する。ま
た、ＥＬ層１０３は発光層１１３、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５を少なくとも
有する。発光層１１３と電子輸送層１１４は接して設けられており、また、電子輸送層１
１４と電子注入層１１５、電子注入層１１５と陰極１０２とも接して設けられている。す
なわち、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５及び陰極１０２がこの順で
接して形成されている。

発光層１１３には、少なくともりん光発光物質と当該りん光発光物質を分散するための
ホスト材料が含まれている。りん光発光物質は比較的短波長（代表的には４２０ｎｍ乃至
５３０ｎｍ）のりん光発光を与えることが好ましい。

また、電子輸送層１１４には、アントラセン骨格を含む物質が含まれている。

以上のような構成を有する本実施の形態の発光素子は、劣化速度が小さく、特に、駆動
に伴う電圧上昇が小さい。当該構成を有さない短波長のりん光を与える発光素子では、電
流密度一定の条件における駆動を行うと、駆動時間の蓄積にともなって電圧上昇が著しく
起こる。すなわち、一定の電流を流すために必要な電圧が上昇するということであり、駆
動することにより、発光素子内部の抵抗が上昇していることを意味する。本実施の形態の
発光素子は、駆動に伴う内部抵抗の上昇が少ない発光素子と言うこともできる。

発光層１１３に含まれるホスト材料は、りん光発光物質よりも三重項励起エネルギー（
一重項基底状態と三重項励起状態のエネルギー差）が大きい材料を用いることが好ましい
。このような材料としては、複素芳香環を含む物質が好ましい。なお、ホスト材料は、発
光層１１３内における最多成分であるとする。

また、アントラセン骨格を含む物質は、上記りん光発光物質よりも三重項励起エネルギ
ーが小さいため発光層１１３におけるキャリアの再結合領域は、電子輸送層１１４との界
面から離れた位置にあることが好ましい。そのため、少なくとも発光層１１３における電
子輸送層１１４側の領域のキャリア輸送性は、電子輸送性が正孔輸送性よりも大きいこと
が好ましい。そのためには、電子輸送性が正孔輸送性よりも大きい物質をホスト材料とし
て用いるとよい。電子輸送性が正孔輸送性よりも大きい物質としては、例えば、π電子不
足型の複素芳香族化合物を挙げることができる。

π電子不足型の複素芳香族化合物のうち、上記劣化（駆動電圧上昇）の抑制効果がより有
効に表れる物質として、ピリジン骨格又はピリミジン骨格を含む物質を挙げることができ
る。これらの物質は、電子輸送性を有するため、一般的には電子輸送層１１４に用いるこ
とも可能であり、作製工程や、電子の発光層１１３への注入を鑑みると、ホスト材料と電
子輸送層１１４を構成する材料は同じであることが有利な構成であると通常は考えられる
。しかし、このようなホスト材料と電子輸送層１１４に含まれる有機化合物が同一である
発光素子と比較して、電子輸送層にアントラセン骨格を含む物質を用いた本実施の形態の
発光素子は、劣化（駆動電圧の上昇や輝度の低下）を小さく抑えることができる。

また、陰極１０２から発光層１１３への電子の注入をスムーズにし、高い電子注入障壁
に起因する劣化を抑制するためや、駆動電圧を低くするために、電子注入層１１５に用い
られる材料、電子輸送層１１４に用いられる材料、ホスト材料のＬＵＭＯ準位は段階的に
浅くなっていくように設計されることが一般によく行われている。しかし、本実施の形態
における発光素子においては、電子輸送層１１４に用いられるアントラセン骨格を含む物
質のＬＵＭＯ準位が最も深くなっていても、劣化が抑制されることが大きな特徴である。
もちろん、当該アントラセン骨格を含む物質のＬＵＭＯ準位がホスト材料や電子注入層１
１５に用いられる材料と同等、又は上述のように電子注入層１１５に含まれる材料とホス
ト材料の間のＬＵＭＯ準位であっても劣化を抑制することができる。

電子輸送層１１４に用いられるアントラセン骨格を含む物質としては、分子内に、さら
にカルバゾール骨格を含むことが、好ましい。また、当該アントラセン骨格とカルバゾー
ル骨格とを含む物質としては、中でも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）又は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：ｃｇＤＢＣ
ｚＰＡ）が、良好な素子特性を実現するため好適である。

また、電子注入層１１５は有機化合物を含んで構成される。当該有機化合物は、電子輸
送性の材料を用いることができる。また、電子注入層１１５に含まれる有機化合物のＬＵ
ＭＯ準位は、ホスト材料として用いた物質のＬＵＭＯ準位よりも深い位置にあることが駆
動電圧の観点から好ましい構成である。なお、本実施の形態では、ヘテロ芳香環を含まな
い芳香族炭化水素を電子注入層１１５の主材料として用いると、発光素子としての機能が
得られないため、電子注入層１１５の主材料として使用しない。電子注入層１１５に用い
る有機化合物は、陰極から電子を受け取りやすく、アントラセン骨格を含む物質で構成さ
れている電子輸送層１１４に対する電子注入障壁が小さいことが好ましい。陰極から電子
を受け取りやすくするためには、π電子不足型複素芳香族化合物が好ましく、ピリジン骨
格、ビピリジン骨格、フタラジン骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、キノリン骨格、
キノキサリン骨格、ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン骨格、あるいはトリアジン骨格を含
む複素芳香族化合物などが挙げられる。特に有用なのはビピリジン骨格である。ビピリジ
ン骨格を含む複素芳香族化合物としては、２，２’−ビピリジン化合物やその誘導体であ
るフェナントロリン化合物が好ましい。また、電子輸送層１１４に対する電子注入障壁を
小さくするには、電子注入層１１５に用いる有機化合物のＬＵＭＯ準位を、電子輸送層１
１４に用いられるアントラセン骨格を含む物質と同等またはより浅くすることが好ましい
。ただし、上述した通り、ホスト材料よりは深いことが好ましい。

以上の構成を有する本実施の形態における発光素子の構成を適用することによって、短
波長のりん光を与える発光素子でありながら、劣化、特に駆動電圧の上昇の小さい、信頼
性の高い発光素子を提供することが可能となる。

続いて、本実施の形態の発光素子の詳細な構成について図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参
照しながら説明する。

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を有する。本形態において
、発光素子は、陽極１０１と、陰極１０２と、陽極１０１と陰極１０２との間に設けられ
たＥＬ層１０３とから構成されている。図１（Ａ）においては、陽極１０１が下部に、陰
極１０２が上部に図示されているが、これは上下逆でも構わない。なお、本実施の形態に
おける発光素子は、少なくとも、発光層１１３、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５
の積層を有する。

陽極としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化
合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化イ
ンジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、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、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作
製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２
０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することが
できる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は
、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗ
ｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他
、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）
、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ
）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。また、グラフェン
を用いても良い。

ＥＬ層１０３の積層構造については、発光層１１３、電子輸送層１１４及び電子注入層
１１５の積層が存在すれば特に限定されず、電子輸送性の高い物質を含む層または正孔輸
送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む
層、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質を含む層、キャリアブロッ
ク性を有する層等を適宜組み合わせて構成すればよい。本実施の形態では、ＥＬ層１０３
は、陽極側から「正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１
４、電子注入層１１５」の順に積層した構成を有するものとして説明する。各層を構成す
る材料について以下に具体的に示す。

正孔注入層１１１は、正孔注入性の物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウ
ム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることがで
きる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等の
フタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３
−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニ
ル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（
３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳ）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当該物質に対して電子受容
性を示す物質（以下単に電子受容性物質と称する）を含有させた複合材料を用いることも
できる。本明細書中において、複合材料とは、単に２つの材料を混合させた材料のことを
指すのではなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る
状態になることを言う。この電荷の授受は、電界がかかっている場合にのみ実現される場
合も含むこととする。

なお、正孔輸送性を有する物質に電子受容性物質を含有させた複合材料を用いることに
より、材料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ようになる。つま
り、陽極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。電子受容性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，
５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げる
ことができる。特に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好適に
用いることができる。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
、扱いやすいため電子受容性物質として好適に用いることができる。

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
ル化合物、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、１×１０^−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。ただし、電子よりも正孔
の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。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）、ＤＰＡＢ、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化合物としては、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化合物としては、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）、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
ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いる
ことがより好ましい。

なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよ
い。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−
ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−
ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。

また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェ
ニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、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、上述の複合材料として用いることができる正孔輸送性を有する物質を用いる
ことができる。なお、繰り返しとなるため詳しい説明は省略する。複合材料の記載を参照
されたい。

発光層１１３は、発光性の物質を含む層である。発光層１１３は、りん光発光物質とホ
スト材料を用いて形成される。

発光層１１３中のりん光物質は４２０ｎｍ乃至５３０ｎｍに発光のピークを有すること
が好ましい。このような物質としては、青色発光のりん光物質として、トリス｛２−［５
−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−ト
リアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（
ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，
４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）_３）、トリス［４−
（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラ
ト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）_３）のような４Ｈ−トリ
アゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチ
ルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）
（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）_３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロ
ピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔ
ｚ１−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：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）_３）、トリス［３−（２
，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）_３）のようなイミダゾール骨
格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）
ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート
（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，
Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’
，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’｝イリジウム（
ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’
，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチル
アセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘
導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。なお、４Ｈ−トリアゾール骨
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優れるため、特に好ましい
。また、緑色発光のりん光物質の例として、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（Ｉ
ＩＩ）（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−κ^２Ｏ，
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（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ
））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（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，
Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２−フェニルピリジ
ナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）
_２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセ
トナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）
イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_３）、トリス（２−フェニルキノリナト−
Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_３）、ビス（２−フェニルキノ
リナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）
_２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（
アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａ
ｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。

また、以上で述べた物質の他、公知の物質の中から４２０ｎｍ乃至５３０ｎｍに発光のピ
ークを有するりん光物質を選択して用いてもよい。

上記発光物質を分散するホスト材料としては、公知の材料を用いることができるが、発光
物質の三重項準位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
、発光層には、ホスト材料とりん光物質の他に、第３の物質が含まれていても良い。なお
、この記載は、発光層にホスト材料、りん光物質及び第３の物質以外の成分が含まれてい
ることを排除するものではない。

また、本実施の形態における発光素子では、電子輸送層１１４に三重項励起エネルギー
の小さいアントラセン骨格を含む物質を用いるため、キャリアの再結合領域は、電子輸送
層１１４から離れた位置に存在することが好ましい。このため、ホスト材料としては電子
輸送性が正孔輸送性よりも大きい材料を用いることが好ましい。

そのような材料としては、主として１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する電子
輸送性材料を用いることができ、具体的には、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不
足型複素芳香族化合物が好ましく、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−
ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−
トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）
−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４
−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カル
バゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）ト
リス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジ
ベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（
略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物、２−［３
−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称
：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル
］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、６−［３−（
ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６
ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル
−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、
２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，
ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）などのキノキサリン骨格又はジベンゾキ
ノキサリン骨格を有する複素環化合物、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル
）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジ
ベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，
６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６
ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、４−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−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：４ｍＤＢＴＢＰＢｆｐｍ−ＩＩ）など
のジアジン骨格（ピリミジン骨格やピラジン骨格）を有する複素環化合物、３，５−ビス
［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ
）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ
）、３，３’，５，５’−テトラ［（ｍ−ピリジル）−フェン−３−イル］ビフェニル（
略称：ＢＰ４ｍＰｙ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した
中でも、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジ
ン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であ
り好ましい。その他、フェニル−ジ（１−ピレニル）ホスフィンオキシド（略称：ＰＯＰ
ｙ_２）、スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル−ジフェニルホスフィンオキシド（
略称：ＳＰＰＯ１）、２，８−ビス（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフ
ェン（略称：ＰＰＴ）、３−（ジフェニルホスホリル）−９−［４−（ジフェニルホスホ
リル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＰＯ２１）のようなトリアリールホス
フィンオキシドや、トリス［２，４，６−トリメチル−３−（３−ピリジル）フェニル］
ボラン（略称：３ＴＰＹＭＢ）のようなトリアリールボランなども挙げられる。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上、本実施の形態における発光素子の構成において、駆動電圧上昇
の抑制効果が顕著であるため好ましい構成である。また、ピリジン基、２，２’−ビピリ
ジン基、あるいはピリミジン基にフェニレン基、あるいはビフェニレン基を介してカルバ
ゾリル基（例えばＮ−カルバゾリル基）が１つあるいは２つ結合した化合物が好ましい。

第３の物質を用いる場合、ホスト材料と第３の物質を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で構成しても良い。この場合、その混合比によってキャリアバランス
を制御することもできる。なお、この際、一種類の発光物質が分散した発光層を２層に分
割し、ホスト材料と第３の物質の混合割合を異ならせる構成としても良い。これにより、
発光素子のキャリアバランスを最適化することができ、寿命を向上させることが可能とな
る。たとえば、電子輸送層に近い方の層を電子輸送性の層として、正孔輸送層に近い方の
層を正孔輸送性の層とする構成としても良い。

上記正孔輸送性を有する材料としては、ＮＰＢ、ＴＰＤ、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ
−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳ
ＰＢ）、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：ＰＣＢＡ
ＳＦ）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）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、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：ＤＢＴ
３Ｐ−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：ＤＢＦ３
Ｐ−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好ましい。

当該発光層１１３は、単層あっても、複数の層が積層された多層の発光層であってもよ
い。多層の場合、少なくとも電子輸送層１１４に接する層が上述の構成を有していればよ
い。

以上のような構成を有する発光層は、共蒸着や、インクジェット法やスピンコート法や
ディップコート法などを用いて作製することができる。なお、共蒸着とは、異なる複数の
物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。

電子輸送層１１４は、アントラセン骨格を含む物質を有する。このような物質としては
、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）
フェニル］ジベンゾフラン（略称：２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩ）、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）などを用いることができる。

電子輸送層１１４と陰極１０２との間には、電子注入層１１５を設ける。電子注入層１
１５は有機化合物を含んで構成される。電子注入層１１５に含まれる有機化合物としては
、上記ホスト材料に用いることが可能な材料の説明において、電子輸送性が正孔輸送性よ
りも大きい材料として挙げた物質を用いることができる。また、電子輸送層１１４に含ま
れる有機化合物のＬＵＭＯ準位は、ホスト材料として用いた物質のＬＵＭＯ準位よりも深
い位置にあることが駆動電圧の観点から好ましい構成である。なお、本実施の形態では、
ヘテロ芳香環を含まない芳香族炭化水素を電子注入層１１５の主材料として用いると、発
光素子としての機能が得られないため、電子注入層１１５の主材料としては使用しない。
電子注入層１１５に含まれる有機化合物としては、代表的には、Ａｌｑ、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）−（４−ヒドロキシビフェニリル）アルミニウム（略称：ＢＡｌ
ｑ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）
、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナント
ロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、３，３’，５，５’−テトラ［（ｍ−ピリジル）−フェ
ン−３−イル］ビフェニル（略称：ＢＰ４ｍＰｙ）、２，２’−［２，２’−ビピリジン
−５，６−ジイルビス（ビフェニル−４，４’−ジイル）］ビスベンゾオキサゾール（略
称：ＢＯｘＰ２ＢＰｙ）などを用いることが好ましい。

電子注入層１１５は、図１（Ｂ）に示すように、有機化合物を含む層１１５−１及び電子
注入バッファ層１１５−２の積層構造を有していても良い。電子注入バッファ層１１５−
２は有機化合物を含む層１１５−１と陰極１０２の間に設けられる。電子注入バッファ層
の材料としては、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、例えばリチウ
ム、カルシウム、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）等を用いることができる。また、電子輸送性を有する物質と、当該物質
に対する電子供与性を有する物質（以下単に電子供与性物質と称す）との複合材料を用い
ることもできる。電子供与性物質としては、上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属又は
それらの化合物を挙げることができる。この構成とすることにより、陰極として、仕事関
数の小さい材料だけでなく、その他の導電材料を用いることも可能となる。

陰極を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、
合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような
陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリ
チウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、及びマグネシウム（Ｍｇ）、カル
シウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属及びこれらを含む合金（
ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）やユウロピウム（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、前記電子注入バッファ層１１５
−２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陰極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−ゲル法や、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよ
い。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。

以上のような構成を有する本実施の形態における発光素子は、劣化、特に駆動電圧の上
昇が小さい発光素子とすることができる。

発光は、陽極１０１または陰極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、陽極１０１または陰極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。陽極１０１のみが透光性を有する電極である場合、発光は陽極１０１を
通って基板側から取り出される。また、陰極１０２のみが透光性を有する電極である場合
、発光は陰極１０２を通って基板と逆側から取り出される。陽極１０１および陰極１０２
がいずれも透光性を有する電極である場合、発光は陽極１０１および陰極１０２を通って
、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。

（実施の形態２）
本実施の形態は、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２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。各発光ユニット５１１、５１２は、実
施の形態１で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、実施の形態１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２において、陽極５０１と陰極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。陽極５０１と陰極５０２はそれ
ぞれ実施の形態１における陽極１０１と陰極１０２に相当し、実施の形態１で説明したも
のと同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光
ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。

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、実施の形態１で示した正孔注入層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、陽極側の界面が電荷発生層に接している発光ユ
ニットは、電荷発生層が正孔輸送層の役割も担うことができるため、正孔輸送層を設けな
くとも良い。

なお、電荷発生層５１３は、前記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、前記複合材料を含む層と、電子供与
性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせ
て形成してもよい。また、前記複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成し
てもよい。

いずれにしても、電荷発生層５１３は、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加したとき
に、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであ
れば良い。例えば、図２において、陽極と陰極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。

本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以
上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本
実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で
仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、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の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係にな
るようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である
。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係に
ある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また
、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニ
ットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニ
ットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
また、一方の発光ユニットではりん光物質を用いた発光層を、他方の発光ユニットでは蛍
光物質を用いた発光層を適用することで、一つの発光素子において蛍光、りん光の両方を
効率よく得ることができる。例えば、一方の発光ユニットでは、赤色と緑色のりん光を得
、他方の発光ユニットでは青色の蛍光を得ることで、発光効率の良好な白色発光を得るこ
とができる。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１又は２に示す発光素子を用いて作製された発光装置の
一例について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３
（Ｂ）は図３（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（ソース側駆動回路）６
０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０
４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７
になっている。

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

次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路
部６０１、６０３及び画素部６０２が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソ
ース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。

なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型トランジスタ６２３とｐチャネル型トラ
ンジスタ６２４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、トランジスタはスタガ
型でも良く、逆スタガ型でも良い。トランジスタを構成する半導体層の材料としては、シ
リコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）等の元素周期表における第１４族元素、ガリウ
ムヒ素及びインジウムリン等の化合物、並びに酸化亜鉛及び酸化スズ等の酸化物など、半
導体特性を示す物質であればどのような材料を用いてもよい。半導体特性を示す酸化物（
酸化物半導体）としては、インジウム、ガリウム、アルミニウム、亜鉛及びスズから選ん
だ元素の複合酸化物を用いることができる。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化亜鉛を含
む酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、並びに酸化インジウム、酸
化ガリウム、及び酸化亜鉛からなる酸化物（ＩＧＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ
Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）をその例に挙げることができる。また、有機半導体を用いても良
い。当該半導体層は、結晶質構造、非晶質構造のどちらの構造であってもよい。また、結
晶質構造の半導体層の具体例としては、単結晶半導体、多結晶半導体、若しくは微結晶半
導体が挙げられる。

また、画素部６０２はスイッチング用トランジスタ６１１と、電流制御用トランジスタ
６１２とそのドレインに電気的に接続された陽極６１３とを含む複数の画素により形成さ
れる。なお、陽極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
型の感光性樹脂膜を用いることにより形成することができる。

また、上に形成される膜のカバレッジ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の上端部に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ
）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光材
料、或いはポジ型の感光材料のいずれも使用することができる。

陽極６１３上には、ＥＬ層６１６、および陰極６１７がそれぞれ形成されている。ここ
で、陽極６１３に用いる材料としては、実施の形態１で記述した材料を用いることができ
る。例えば、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。

陰極６１７に用いる材料としては、実施の形態１で記述した材料を用いることができる
。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が陰極６１７を透過させる場合には、陰極６１７として
、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸
化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層
を用いるのが良い。

なお、陽極６１３、ＥＬ層６１６、陰極６１７により、発光素子６１８が形成されてい
る。当該発光素子は実施の形態１又は実施の形態２の構成を有する発光素子である。なお
、画素部６０２は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光
装置では、実施の形態１又は実施の形態２で説明した構成を有する発光素子と、それ以外
の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。

さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、
素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されてお
り、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、樹脂若しくは乾燥材又はそ
の両方で充填される場合もある。

なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂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や封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲ
Ｐ（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。

図４には白色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４（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、発光素子の陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔
壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の陰極１０２９、封止基板１０３１、シール材１
０３２などが図示されている。

また、図４（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、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４（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へ
と出る発光領域１０４４Ｗと、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光領域１０４４
Ｒ、１０４４Ｂ、１０４４Ｇ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４（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、トランジスタ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５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。

陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは反射電極である。ＥＬ層１０
２８の構成は、実施の形態１又は実施の形態２で説明した構成とし、白色の発光が得られ
るような素子構造とする。ここでは、第２の層間絶縁膜１０２１上に電極１０２２を覆う
第３の層間絶縁膜１０３７が設けられている。

例えば、発光層を複数層用いること、複数の発光ユニットを用いることなどにより実現
すればよい。

図５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１０３５を
設けても良い。着色層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。

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

本実施の形態における発光装置は、実施の形態１又は実施の形態２に記載の、劣化、特
に駆動電圧の上昇が小さい発光素子を用いているため、信頼性の良好な発光装置を得るこ
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６には本発明を適用して作製したパッ
シブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図６（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図６
（Ｂ）は図６（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図６において、基板９５１上には
、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部
は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられて
いる。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との
間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、
台形状であり、底辺（絶縁層９５３と接する辺）が上辺（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、クロストークに起因した発光素子
の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、発光効
率が良好な、実施の形態１又は実施の形態２に記載の、劣化、特に駆動電圧の上昇が小さ
い発光素子を用いているため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。

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。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に示す発光素子をその一部に含む電
子機器、および照明装置について説明する。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光
素子は、劣化、特に駆動電圧の上昇が抑制された発光素子であり、その結果、表示部を有
する前記電子機器、および照明装置の信頼性を良好に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７１
０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐
体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが
可能であり、表示部７１０３は、実施の形態１又は実施の形態２で説明したものと同様の
発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、劣化、特に駆動電
圧の上昇が抑制された発光素子とすることが可能である。そのため、当該発光素子で構成
される表示部７１０３を有するテレビ装置は信頼性の良好なテレビ装置とすることができ
る。また、駆動電圧上昇の小さいテレビ装置とすることが可能である。

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７１０
９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７１１
０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（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、このコンピュータは、実施の形態１又は実施の形態２で説明したものと同様の発
光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。当該発
光素子は、劣化、特に駆動電圧の上昇が抑制された発光素子とすることが可能である。そ
のため、当該発光素子で構成される表示部７２０３を有するコンピュータは信頼性の良好
なコンピュータとすることができる。

図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成さ
れており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施
の形態１又は実施の形態２で説明したものと同様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７３１
０、マイクロフォン７３１２）、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あるいは感知する
機能を含むもの）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定さ
れず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態
１又は実施の形態２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。上述のような表示部７３０４を有する携帯型遊技機
は、表示部７３０４に用いられている発光素子が、劣化、特に駆動電圧の上昇が抑制され
た発光素子であるから、信頼性の良好な携帯型遊技機とすることができる。

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７
４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態１又は実施
の形態２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作製された表示部７
４０２を有している。当該発光素子は、劣化、特に駆動電圧の上昇が抑制された発光素子
とすることが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７４０２を有する
携帯電話機は信頼性の良好な携帯電話機とすることができる。

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の光センサによって表示部７４０２のタッ
チ操作による入力が一定期間ないと判断された場合には、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７
４０２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。

また、実施の形態１又は実施の形態２で説明したような発光素子は、光源装置に用いる
こともできる。当該発光素子を光源装置に用いる一態様を、図８を用いて説明する。なお
、光源装置は、発光素子を光の照射手段として有し、且つ少なくとも当該発光素子へ電流
を供給する入出力端子部を有するものとする。

図８は、実施の形態１又は実施の形態２で説明したような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９
０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と
接続されている。また、バックライト９０３には、本発明の一態様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。

本発明の一態様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、本発明の一態様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、本発明の
一態様の発光素子を適用したバックライトは従来と比較し厚みを小さくできるため、表示
装置の薄型化も可能となる。

図９は実施の形態１又は実施の形態２で説明したような発光素子を、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２００
２を有し、光源２００２として上記発光素子が用いられている。

図１０は、実施の形態１又は実施の形態２で説明したような発光素子を、室内の照明装
置３００１及びテレビジョン装置３００２に適用した例である。上記発光素子は消費電力
の低減された発光素子であるため、消費電力の低減された照明装置とすることができる。
また、上記発光素子は、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、上記発光素子は厚みが小さいため、薄型化した照明装置を作製すること
が可能となる。

実施の形態１又は実施の形態２で説明したような発光素子は、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に上記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
は上記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上記発光
素子を搭載した表示装置である。上記発光素子は、陽極と陰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上記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、速度や回転数、走行距離
、給油量、ギア状態、エアコンの設定などを表示することにより、様々な情報を提供する
ことができる。使用者の好みに合わせてその表示項目やレイアウトを変更することができ
る。なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設けることができる
。また、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いることも可能であ
る。

実施の形態１又は実施の形態２で説明したような発光素子は、劣化、特に駆動電圧の上
昇が小さい発光素子とすることがでる。このことから、表示領域５０００乃至表示領域５
００５は信頼性が高く、基準の厳しい車載用の表示装置、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、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を備える例を示した。なお、図１２（Ｂ）では充放電制御回路９６
３４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に示した形状の電子機器に特に限
定されない。

なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した構成を適宜
組み合わせて用いることができる。

以上の様に、実施の形態１又は実施の形態２で説明したような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や照明装置に適用す
ることが可能である。当該発光素子を用いることで、信頼性の良好な電子機器や照明装置
を得ることができる。

本実施例では、実施の形態１で説明した発光素子（発光素子１、発光素子２）について
説明する。本実施例における発光素子は、青色のりん光を呈するりん光物質を用いた発光
素子である。また、比較例として、電子輸送層の材料がアントラセン骨格を含まない物質
である発光素子（比較発光素子１）も作製した。

本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉ）〜（ｖｉｉ）に示す。素子
構造は図１の構造である。

≪発光素子１の作製≫
まず、陽極１０１として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳ
Ｏ）が成膜されたガラス基板を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露
出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に
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、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられ
たホルダーに固定した。

真空蒸着装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、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：Ｄ
ＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン
＝４：２（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。
膜厚は６０ｎｍとした。

続いて、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバ
ゾール）（略称：ＰＣＣＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２を形成した
。

さらに、正孔輸送層１１２上に、ＰＣＣＰと、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，５
−ビス［（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰ
ｙと、上記構造式（ｉｖ）で表されるトリス｛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］）と
を１：０．３：０．０６（＝ＰＣＣＰ：３５ＤＣｚＰＰｙ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ
）_３］）（重量比）となるように３０ｎｍ共蒸着した後、３５ＤＣｚＰＰｙと［Ｉｒ（ｍ
ｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］とを１：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−
ｄｍｐ）_３］）（重量比）となるように１０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。

次に、上記構造式（ｖ）で表される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）を１０ｎｍ蒸着することにより、電子
輸送層１１４を形成した。

その後、電子輸送層１１４上に上記構造式（ｖｉ）で表されるバソフェナントロリン（
略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着した。

さらに、電子注入バッファ層としてフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着して電子注
入層１１５を形成し、最後に、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜して発光
素子１を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

≪発光素子２の作製≫
発光素子２は、発光素子１における電子輸送層１１４の材料として、ＣｚＰＡの代わり
に上記構造式（ｖｉｉ）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）を用いた他
は、発光素子１と同様に作製した。

≪比較発光素子１の作製≫
比較発光素子１は、発光素子１における電子輸送層１１４の材料として、ＣｚＰＡの代
わりに３５ＤＣｚＰＰｙを用いた他は、発光素子１と同様に作製した。

≪発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１の動作特性≫
以上により得られた発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１を、窒素雰囲気のグロ
ーブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業（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
発光素子の動作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、発光素子２及び比較発光素子１の電流密度−輝度特性を図１３に、電圧−
輝度特性を図１４に、輝度−電流効率特性を図１５に、輝度−外部量子効率特性を図１６
に示す。

図１５から、発光素子１、発光素子２及び比較発光素子１は良好な輝度−電流効率特性
を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。また、図１４から、発光素子
１、発光素子２及び比較発光素子１は、良好な電圧−輝度特性を示し、駆動電圧の小さな
発光素子であることがわかった。また、同様に、図１３の電流密度−輝度特性や、図１６
の輝度−外部量子効率特性も良好である。このように、発光素子１、発光素子２及び比較
発光素子１はいずれも同様に良好な初期特性を示すことがわかる。

続いて、作製した発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流したときの規格
化された発光スペクトルを図１７に示す。図１７より発光素子１、発光素子２及び比較発
光素子１は共に発光物質であるＩｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３起因の青色の発光を呈する
ことがわかった。

また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子１、発光素
子２及び比較発光素子１を駆動して、信頼性試験を行った結果を図１８に示す。図１８は
、初期電圧からの電圧の変化を示している。この結果から、発光素子１及び発光素子２は
駆動時間に伴う電圧上昇の小さい、良好な信頼性を有する発光素子であることがわかった
。

比較発光素子１は、電子輸送層１１４の材料とホスト材料とが同一の物質であり、電子
輸送層１１４から発光層１１３への電子の注入障壁がほぼ存在しないと考えられるが、駆
動に伴って、非常に大きな電圧上昇が起きており、発光素子１及び発光素子２と比較して
、非常に劣化（駆動電圧の上昇）が大きい発光素子であった。

本実施例では、実施の形態１で説明発光素子（発光素子３）について説明する。本実施
例における発光素子は、青色のりん光を呈するりん光物質を用いた発光素子である。本実
施例は実施例１に記載の発光素子とは、ホスト材料が異なる例である。

なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ
）〜（ｖｉ）及び（ｖｉｉｉ）に示す。素子構造は図１の構造である。

≪発光素子３の作製≫
まず、陽極１０１として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳ
Ｏ）が成膜されたガラス基板を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露
出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に
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、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられ
たホルダーに固定した。

真空蒸着装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ（構造式（ｉ））、と
酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝４：２（重量比）と
なるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした
。

続いて、ＰＣＣＰ（構造式（ｉｉ））を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２
を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、ＰＣＣＰと、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される４，
４’−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−２，２’−ビピリジン
（略称：４，４’ｍＣｚＰ２ＢＰｙ）と、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］（構造式（
ｉｖ））とを１：０．３：０．０６（＝ＰＣＣＰ：４，４’ｍＣｚＰ２ＢＰｙ：［Ｉｒ（
ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］）（重量比）となるように３０ｎｍ共蒸着した後、４，４’ｍ
ＣｚＰ２ＢＰｙと［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］とを１：０．０６（＝４，４’ｍＣ
ｚＰ２ＢＰｙ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］）（重量比）となるように１０ｎｍ共
蒸着して発光層１１３を形成した。

次に、ＣｚＰＡ（構造式（ｖ））を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を
形成した。

その後、電子輸送層１１４上にＢＰｈｅｎ（構造式（ｖｉ））を１５ｎｍ蒸着した。

さらに、電子注入バッファ層としてフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着して電子注
入層１１５を形成し、最後に、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜して発光
素子３を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

≪発光素子３の動作特性≫
以上により得られた発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないように封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵ
Ｖ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、この発光素子の動作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３の電流密度−輝度特性を図１９に、電圧−輝度特性を図２０に、輝度−電流
効率特性を図２１に、輝度−外部量子効率特性を図２２に示す。

図２１から、発光素子３は良好な輝度−電流効率特性を示し、発光効率が良好な発光素
子であることがわかった。また、図２０から、発光素子３は、良好な電圧−輝度特性を示
した。また、同様に、図１９の電流密度−輝度特性や、図２２の輝度−外部量子効率特性
も良好である。このように、発光素子３は良好な初期特性を示すことがわかる。

続いて、作製した発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流したときの規格
化された発光スペクトルを図２３に示す。図２３より発光素子３は発光物質であるＩｒ（
ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３起因の青色の発光を呈することがわかった。

また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子３を駆動し
て、信頼性試験を行った結果を図２４に示す。図２４は、初期電圧からの電圧の変化を示
している。この結果から、発光素子３は駆動時間に伴う電圧上昇の小さい、良好な信頼性
を有する発光素子であることがわかった。

本実施例では、実施の形態１で説明発光素子（発光素子４）について説明する。本実施
例における発光素子は、青色のりん光を呈するりん光物質を用いた発光素子である。本実
施例は実施例１及び実施例２に記載の発光素子とは、ホスト材料が異なる例である。

なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｖ
）〜（ｖｉ）及び（ｉｘ）に示す。素子構造は図１の構造である。

≪発光素子４の作製≫
まず、陽極１０１として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳ
Ｏ）が成膜されたガラス基板を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露
出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に
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、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられ
たホルダーに固定した。

真空蒸着装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ（構造式（ｉ））、と
酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝４：２（重量比）と
なるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした
。

続いて、ＰＣＣＰ（構造式（ｉｉ））を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２
を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、ＰＣＣＰと、上記構造式（ｉｘ）で表される４−［３
’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］−２，６−ジフェニルピ
リミジン（略称：Ｐｍ−０１６）と、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］（構造式（ｉｖ
））とを１：０．３：０．０６（＝ＰＣＣＰ：Ｐｍ−０１６：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍ
ｐ）_３］）（重量比）となるように３０ｎｍ共蒸着した後、Ｐｍ−０１６と［Ｉｒ（ｍｐ
ｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］とを１：０．０６（＝Ｐｍ−０１６：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ
）_３］）（重量比）となるように１０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。

次に、ＣｚＰＡ（構造式（ｖ））を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を
形成した。

その後、電子輸送層１１４上にＢＰｈｅｎ（構造式（ｖｉ））を１５ｎｍ蒸着した。

さらに、電子注入バッファ層としてフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着して電子注
入層１１５を形成し、最後に、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜して発光
素子４を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

≪発光素子４の動作特性≫
以上により得られた発光素子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封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵ
Ｖ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、この発光素子の動作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４の電流密度−輝度特性を図２５に、電圧−輝度特性を図２６に、輝度−電流
効率特性を図２７に、輝度−外部量子効率特性を図２８に示す。

図２７から、発光素子４は良好な輝度−電流効率特性を示し、発光効率が良好な発光素
子であることがわかった。また、図２６から、発光素子４は、良好な電圧−輝度特性を示
した。また、同様に、図２５の電流密度−輝度特性や、図２８の輝度−外部量子効率特性
も良好である。このように、発光素子４は良好な初期特性を示すことがわかる。

続いて、作製した発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流したときの規格
化された発光スペクトルを図２９に示す。図２９より発光素子４は発光物質である［Ｉｒ
（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］起因の青色の発光を呈することがわかった。

また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子４を駆動し
て、信頼性試験を行った結果を図３０に示す。図３０は、初期電圧からの電圧の変化を示
している。この結果から、発光素子４は駆動時間に伴う電圧上昇の小さい、良好な信頼性
を有する発光素子であることがわかった。

本実施例では、実施の形態１で説明した発光素子（発光素子５）について説明する。本
実施例における発光素子は、青色のりん光を呈するりん光物質を用いた発光素子である。
本実施例は実施例１に記載の発光素子とは、発光層が多層構造であり多色発光である点で
異なる例である。また、発光素子５と同様の構成を有し、電子輸送層がアントラセン骨格
を含まない物質である比較発光素子２についても同時に作製し、その特性の比較を行った
。

なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉ）〜（ｖｉ）、（ｘ）
〜（ｘｉｉｉ）に示す。素子構造は図１の構造である。

≪発光素子５の作製≫
まず、陽極１０１として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳ
Ｏ）が成膜されたガラス基板を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露
出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に
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、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられ
たホルダーに固定した。

真空蒸着装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ（構造式（ｉ））、と
酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝４：２（重量比）と
なるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした
。

続いて、上記構造式（ｘ）で表される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）
を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｘｉ）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、ＰＣＢＮＢＢと、上記構造式（ｘｉｉ）で表され
るビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）フェニル−κＣ］（
２，４−ペンタンジオナト−κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢ
ｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）とを、０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢ
ｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）（重量比）となる
ように２０ｎｍ共蒸着した後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＮＢＢと、上記構
造式（ｘｉｉｉ）で表される（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニル
ピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）とを、
０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔ
ｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）（重量比）となるように５ｎｍ共蒸着し、さらに、３５ＤＣｚ
ＰＰｙ（構造式（ｉｉｉ））と、ＰＣＣＰ（構造式（ｉｉ））と、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−
ｄｍｐ）_３］（構造式（ｉｖ））とを、０．７：０．３：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ
：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］）（重量比）となるように３０ｎｍ共蒸
着し、発光層１１３を形成した。

次に、ＣｚＰＡ（構造式（ｖ））を１０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を
形成した。

その後、電子輸送層１１４上にＢＰｈｅｎ（構造式（ｖｉ））を２０ｎｍ蒸着した。

さらに、電子注入バッファ層としてフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着して電子注
入層１１５を形成し、最後に、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜して発光
素子５を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

≪比較発光素子２の作製方法≫
比較発光素子２は、発光素子５における発光層及び電子輸送層を以下のように形成したほ
かは発光素子５と同様に作製した。発光層は、正孔輸送層１１２上に、２ｍＤＢＴＢＰＤ
Ｂｑ−ＩＩ（構造式（ｘｉ））と、ＰＣＢＮＢＢと、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａ
ｃ）］（構造式（ｘｉｉ））とを、０．７：０．３：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ
−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）（重量比）となるよ
うに２０ｎｍ共蒸着した後、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、ＰＣＢＮＢＢと、［Ｉｒ（
ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］（構造式（ｘｉｉｉ））とを、０．８：０．２：０．０５（＝
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）（重
量比）となるように５ｎｍ共蒸着し、さらに、３５ＤＣｚＰＰｙ（構造式（ｉｉｉ））と
、ＰＣＣＰ（構造式（ｉｉ））と、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］（構造式（ｉｖ）
）とを、０．３：０．７：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔ
ｚ−ｄｍｐ）_３］）（重量比）となるように３０ｎｍ共蒸着し、形成した。電子輸送層１
１４は３５ＤＣｚＰＰｙを１０ｎｍ蒸着することによって形成した。

≪発光素子５及び比較発光素子２の動作特性≫
以上により得られた発光素子５及び比較発光素子２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、これら発光素子の動
作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５及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図３１に、輝度−電流効率特性
を図３２に、電圧−輝度特性を図３３に、輝度−外部量子効率特性を図３４に示す。

図３３から、発光素子５及び比較発光素子２共に良好な輝度−電流効率特性を示し、発
光効率が良好な発光素子であることがわかった。また、図３２から、発光素子５及び比較
発光素子２共に良好な電圧−輝度特性を示した。また、同様に、図３１の電流密度−輝度
特性や、図３４の輝度−外部量子効率特性も良好であった。このように、発光素子５及び
比較発光素子２共に良好な初期特性を示すことがわかった。

続いて、作製した発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流したときの規格
化された発光スペクトルを図３５に示す。図３５より発光素子５及び比較発光素子２は共
に、発光物質である［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］、［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（
ｄｐｍ）］及び［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］起因の発光をそれぞれ与えることがわ
かった。

また、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子５及び比較
発光素子２を駆動して、信頼性試験を行った結果を図３６に示す。図３６は、初期電圧か
らの電圧の変化を示している。この結果から、発光素子５は比較発光素子２よりも駆動時
間に伴う電圧上昇が非常に小さい、良好な信頼性を有する発光素子であることがわかった
。

また、同様に初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子５及
び比較発光素子２を駆動して、初期輝度を１００％と規格化した場合の輝度の変化を測定
したグラフを図３７に示す。図３７に示す通り、発光素子５は、規格化輝度の時間変化も
少ない良好な信頼性を有する発光素子であることがわかった。比較発光素子２の輝度劣化
は、電子注入層１１５と電子輸送層１１４との界面の劣化に伴い、電子の注入量が減少し
たことによる再結合領域（発光領域）の移動が原因であると考えられる。発光素子５や比
較発光素子２のように、複数の発光層が積層された発光層におけるキャリアバランスが非
常に重要な発光素子においては、このようなキャリアバランスの変化が輝度の時間変化、
いわゆる寿命に大きな影響を及ぼす。本実施例の発光素子である発光素子５は、電子輸送
層１１４にアントラセン骨格を含む物質を用いることによって、電子注入層１１５と電子
輸送層１１４との界面の劣化が抑制され、キャリアバランスの変化による発光領域の変化
を抑制し、ひいては輝度劣化の大きな抑制効果を得ることができる。

１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
５０１ 陽極
５０２ 陰極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用トランジスタ
６１２ 電流制御用トランジスタ
６１３ 陽極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 陰極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型トランジスタ
６２４ ｐチャネル型トランジスタ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
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 発光素子の陽極
１０２４Ｒ 発光素子の陽極
１０２４Ｇ 発光素子の陽極
１０２４Ｂ 発光素子の陽極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 陰極
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
３００２ テレビジョン装置
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
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
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 キーボード表示切り替えボタン
９０３３ 留め具
９０３４ 表示モード切り替えスイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ 省電力モード切り替えスイッチ
９０３８ 操作スイッチ

Claims (16)

1. 陽極と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極と、を有し、
   前記発光層は、りん光発光物質と、第１の物質と、第２の物質と、を有し、
   前記第１の物質は、複素芳香環を含む物質であり、
   前記第２の物質は、芳香族アミン骨格を有さず、カルバゾール骨格を有する化合物であり、
   前記電子輸送層は、アントラセン骨格を含む物質を含み、
   前記電子注入層は、有機化合物を含む発光素子。
2. 陽極と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極と、を有し、
   前記発光層は、りん光発光物質と、第１の物質と、第２の物質と、を有し、
   前記第１の物質は、複素芳香環を含む物質であり、
   前記第２の物質は、二つのカルバゾール環が直接結合した構造を有する化合物であり、
   前記電子輸送層は、アントラセン骨格を含む物質を含み、
   前記電子注入層は、有機化合物を含む発光素子。
3. 陽極と、発光層と、電子輸送層と、電子注入層と、陰極と、を有し、
   前記発光層は、りん光発光物質と、第１の物質と、第２の物質と、を有し、
   前記第１の物質は、複素芳香環を含む物質であり、
   前記第２の物質は、３，３’−ビスカルバゾール構造を有する化合物であり、
   前記電子輸送層は、アントラセン骨格を含む物質を含み、
   前記電子注入層は、有機化合物を含む発光素子。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   前記第１の物質は、含窒素複素芳香族化合物である発光素子。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第１の物質は、π電子不足型複素芳香族化合物である発光素子。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記第１の物質は、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物のいずれかである発光素子。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記第１の物質は、ピリジン骨格又はピリミジン骨格を含む物質を有する発光素子
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   前記第１の物質は、さらにカルバゾリル基を有する発光素子。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
   前記有機化合物は、π電子不足型複素芳香族化合物である発光素子。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
    前記有機化合物は、ピリジン骨格、ビピリジン骨格、フタラジン骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、キノリン骨格、キノキサリン骨格、ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン骨格、およびトリアジン骨格のいずれかを含む複素芳香族化合物である発光素子。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記有機化合物は、フェナントロリン化合物である発光素子。
12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、
    前記りん光発光物質は、４２０ｎｍ乃至５３０ｎｍの範囲にピークを有するりん光を呈する発光素子。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の発光素子を有する照明装置。
14. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
15. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
16. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。