JP2021166311A - 発光素子、発光装置、表示装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光素子、発光装置、表示装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】蛍光発光材料を有する発光素子において、発光効率の高い発光素子を提供する。
【解決手段】蛍光発光材料と、ホスト材料と、を有し、ホスト材料は、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、及び第２の有機化合物は、第１の
有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する機能を有し、励起錯体が呈す
る発光は、遅延蛍光成分の占める割合が５％以上であり、遅延蛍光成分は、蛍光寿命が１
０ｎｓ以上５０μｓ以下の遅延蛍光成分を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、発光素子、または該発光素子を有する表示装置、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。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。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、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）
を利用した発光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性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極
間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バッ
クライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製で
き、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光性の物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光性の物質を含むＥＬ層を設
けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することによ
り、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電
流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機化
合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から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（Ｓ＊）と三重項励起
状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐
光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝
１：３である。そのため、蛍光を発する化合物（蛍光性化合物）を用いた発光素子より、
燐光を発する化合物（燐光性化合物）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ること
が可能となる。したがって、三重項励起状態を発光に変換することが可能な燐光性化合物
を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
燐光性化合物を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、
高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用
化に至っていない。そのため、より安定な蛍光性化合物を用いた発光素子の開発が行われ
ており、蛍光性化合物を用いた発光素子（蛍光発光素子）の発光効率を高める手法が探索
されている。
三重項励起状態の一部を発光に変換することが可能な材料として、熱活性化遅延蛍光（
Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ
：ＴＡＤＦ）体が知られている。熱活性化遅延蛍光体では、三重項励起状態から逆項間交
差により一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光に変換される。
熱活性化遅延蛍光体を用いた発光素子において、発光効率を高めるためには、熱活性化
遅延蛍光体において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけでなく
、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが
重要となる。しかしながら、この２つを同時に満たす発光材料を設計することは困難であ
る。
そこで、熱活性化遅延蛍光体と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、熱活性
化遅延蛍光体の一重項励起エネルギーを、蛍光性化合物へと移動させ、蛍光性化合物から
発光を得る方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０１４−４５１７９号公報
熱活性化遅延蛍光体と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、発光効率を高め
るためには、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成することが好ましい。ま
た、熱活性化遅延蛍光体の一重項励起状態から蛍光性化合物の一重項励起状態へ、効率よ
くエネルギーが移動することが好ましい。また、熱活性化遅延蛍光体の三重項励起状態か
ら蛍光性化合物の三重項励起状態へのエネルギー移動を抑制することが好ましい。
したがって、本発明の一態様では、蛍光性化合物を有し、発光効率が高い発光素子を提
供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光
素子を提供することを課題の一とする。または、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の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供す
ることを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供すること
を課題の一とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必
ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載
から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能であ
る。
本発明の一態様は、発光素子が励起錯体を形成する発光層を有することにより、三重項
励起子を一重項励起子に変換し、一重項励起子から発光させることができる発光素子であ
り、該一重項励起子のエネルギー移動によって蛍光性化合物から発光させることができる
発光素子である。
したがって、本発明の一態様は、蛍光発光材料と、ホスト材料と、を有し、ホスト材料
は、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、及び第２の
有機化合物は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する機能を
有し、励起錯体が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が５％以上であり、遅延蛍光
成分は、蛍光寿命が１０ｎｓ以上５０μｓ以下の遅延蛍光成分を有する発光素子である。
また、上記構成において、励起錯体は、蛍光発光材料へ励起エネルギーを供与する機能
を有すると好ましい。
また、上記各構成において、励起錯体が呈する発光は、蛍光発光材料の最も低いエネル
ギー側の吸収帯と重なる領域を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物または第２の有機化合物の一方は、電子
を輸送する機能を有し、第１の有機化合物または第２の有機化合物の他方は、正孔を輸送
する機能を有すると好ましい。あるいは、第１の有機化合物または第２の有機化合物の一
方は、π電子不足型複素芳香環骨格を有し、第１の有機化合物または第２の有機化合物の
他方は、π電子過剰型複素芳香環骨格または芳香族アミン骨格を有すると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタまたはトラン
ジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当
該表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器である。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少な
くとも一方と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発
光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中にお
ける発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発
光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉ
ｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジ
ュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣ
ＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示
モジュールも発光装置を含む場合がある。
本発明の一態様により、蛍光性化合物を有し、発光効率が高い発光素子を提供すること
ができる。または、本発明の一態様により、消費電力が低減された発光素子を提供するこ
とができる。または、本発明の一態様により、新規な発光素子を提供することができる。
または、本発明の一態様により、新規な発光装置を提供することができる。または、本発
明の一態様により、新規な表示装置を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。
本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。 本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。 本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する斜視図及び断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の照明装置及び電子機器を説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、薄膜の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、溶液の吸収スペクトルを説明する図。 実施例に係る、薄膜の時間分解蛍光測定の結果を説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、
工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又
は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載され
ている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合が
ある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」
という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重
項状態のことである。また、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位（Ｓ１準位）は、
最も低い一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態（Ｔ
＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、三重項励起エネルギー
準位の最も低い準位（Ｔ１準位）は、最も低い三重項励起状態の励起エネルギー準位のこ
とである。
また、本明細書等において蛍光材料または蛍光性化合物とは、一重項励起状態から基底
状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料または化合物である。燐光材料または
燐光性化合物とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領
域に発光を与える材料または化合物である。換言すると燐光材料または燐光性化合物とは
、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料または化合物の一つである。
なお、本明細書等において、室温とは、０℃以上４０℃以下のいずれかの温度をいう。
また、本明細書等において、青色の波長領域とは、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の波
長領域であり、青色の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有す
る。また、緑色の波長領域とは、４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域であり、緑色
の発光は該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波
長領域とは、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長領域であり、赤色の発光は該波長領域
に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１を用いて以下説明する。
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）を用い
て、以下説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子２５０の断面模式図である。
発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間
に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する
。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正
孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９等の機能層を有する。
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１
０２を陰極として説明するが、発光素子２５０の構成としては、その限りではない。つま
り、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順
番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発
光層１３０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番とすればよい
。
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注入層１１１
、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なく
とも一つを有する構成とすればよい。あるいは、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入
障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害す
る、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有す
る構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構
成であってもよい。
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図１（
Ｂ）に示す発光層１３０は、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、を有する。また
、ホスト材料１３１は、有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２と、を有する。
なお、ゲスト材料１３２としては、発光性の有機化合物を用いればよく、該発光性の有
機化合物としては、蛍光を発することができる物質（以下、蛍光性化合物ともいう）であ
ると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３２として、蛍光性化合物を用い
る構成について説明する。なお、ゲスト材料１３２を蛍光材料または蛍光性化合物として
読み替えてもよい。
本発明の一態様の発光素子２５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２
）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞ
れＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合す
ることによって、励起子が形成される。キャリア（電子および正孔）の再結合によって生
じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比（以下、励起子生成確率）は、統計
的確率により、１：３となる。そのため、蛍光発光材料を用いた発光素子において、発光
に寄与する一重項励起子が生成する割合は２５％であり、発光に寄与しない三重項励起子
が生成する割合は７５％となる。したがって、発光に寄与しない三重項励起子を、発光に
寄与する一重項励起子へ変換することが、発光素子の発光効率を向上させるためには重要
である。
＜発光素子の発光機構＞
次に、発光層１３０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層１３０におけるホスト材料１３１が有する有機化合物１３１＿１および有機化合
物１３１＿２は、励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌ
ｅｘともいう）を形成する。
有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２との組み合わせは、励起錯体を形成する
ことが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔を輸送する機能（正孔輸送性）を有
する化合物であり、他方が電子を輸送する機能（電子輸送性）を有する化合物であること
が、より好ましい。この場合、ドナー−アクセプター型の励起錯体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。また、有機化合物１３１＿１と有機化合物１
３１＿２との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との
組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可
能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９
から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリア
バランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うこと
ができる。
また、効率よく励起錯体を形成するホスト材料の組み合わせとしては、有機化合物１３
１＿１及び有機化合物１３１＿２のうち一方の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕ
ｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位が他方のＨＯ
ＭＯ準位より高く、一方の最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅ
ｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いこ
とが好ましい。例えば、一方の有機化合物が正孔輸送性を有し、他方の有機化合物が電子
輸送性を有する場合、一方の有機化合物のＨＯＭＯ準位が他方の有機化合物のＨＯＭＯ準
位より高いことが好ましく、一方の有機化合物のＬＵＭＯ準位が他方の有機化合物のＬＵ
ＭＯ準位より高いことが好ましい。具体的には、一方の有機化合物のＨＯＭＯ準位と他方
の有機化合物のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは０．０５ｅＶ以上であり、
より好ましくは０．１ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上である。また、
一方の有機化合物のＬＵＭＯ準位と他方の有機化合物のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差は
、好ましくは０．０５ｅＶ以上であり、より好ましくは０．１ｅＶ以上であり、さらに好
ましくは０．２ｅＶ以上である。
発光層１３０における有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２と、ゲスト材料
１３２とのエネルギー準位の相関を図１（Ｃ）に示す。なお、図１（Ｃ）における表記及
び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１３１＿１）：有機化合物１３１＿１
・Ｈｏｓｔ（１３１＿２）：有機化合物１３１＿２
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（蛍光性化合物）
・ＳＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＨ：有機化合物１３１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＳＧ：ゲスト材料１３２（蛍光性化合物）のＳ１準位
・ＴＧ：ゲスト材料１３２（蛍光性化合物）のＴ１準位
・ＳＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥ：励起錯体のＴ１準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する有機化合物１３１＿１と
有機化合物１３１＿２とが励起錯体を形成する。励起錯体の最も低い一重項励起エネルギ
ー準位（ＳＥ）と励起錯体の最も低い三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）とは、互いに隣
接したエネルギー準位となる（図１（Ｃ） ルートＥ３参照）。
励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態であり、光励起の場合、励起状態となった
一方の物質が基底状態である他方の物質と相互作用することによって形成される。そして
、光を発することによって基底状態になると、励起錯体を形成していた２種類の物質は、
また元の別々の物質として振る舞う。電気励起の場合は、一方が励起状態になると、速や
かに他方と相互作用することで励起錯体を形成する。あるいは、一方が正孔を、他方が電
子を受け取ることで速やかに励起錯体を形成することができる。この場合、いずれの物質
においても励起状態を形成することなく励起錯体を形成することができるため、発光層１
３０における励起子のほとんどが励起錯体として存在することが可能となる。励起錯体の
励起エネルギー準位（ＳＥまたはＴＥ）は、励起錯体を形成するホスト材料（有機化合物
１３１＿１および有機化合物１３１＿２）の一重項励起エネルギー準位（ＳＨ）より低く
なるため、より低い励起エネルギーでホスト材料１３１の励起状態を形成することが可能
となる。これによって、発光素子２５０の駆動電圧を低減することができる。
励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）と三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）は
、互いに隣接したエネルギー準位であるため、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
すなわち、励起錯体は三重項励起エネルギーを逆項間交差（アップコンバージョン）によ
って一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図１（Ｃ） ルートＥ４参照）。し
たがって、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部は励起錯体により一重項
励起エネルギーに変換される。そのためには、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（Ｓ
Ｅ）と三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）とのエネルギー差は０ｅＶより大きく０．２ｅ
Ｖ以下であると好ましい。なお、逆項間交差を効率よく生じさせるためには、励起錯体の
三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）が、励起錯体を形成するホスト材料を構成している各
有機化合物（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２）の三重項励起エネルギ
ー準位よりも低いことが好ましい。これにより、各有機化合物による励起錯体の三重項励
起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。
また、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）は、ゲスト材料１３２の一重項励
起エネルギー準位（ＳＧ）より高いことが好ましい。そうすることで、生成した励起錯体
の一重項励起エネルギーは、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）からゲスト材
料１３２の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができ、ゲスト
材料１３２が一重項励起状態となり、発光する（図１（Ｃ） ルートＥ５参照）。
なお、ゲスト材料１３２の一重項励起状態から効率よく発光を得るためには、ゲスト材
料１３２の蛍光量子収率は高いことが好ましく、具体的には、好ましくは５０％以上、よ
り好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
なお、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥ）から、ゲスト材料１３２の三重項
励起エネルギー準位（ＴＧ）へのエネルギー移動は、ゲスト材料１３２における一重項基
底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過
程になりにくい。
また、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥ）からゲスト材料１３２の三重項励
起エネルギー準位（ＴＧ）へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギ
ーは失活してしまう（図１（Ｃ） ルートＥ６参照）。そのため、ルートＥ６のエネルギ
ー移動が少ない方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成効率を低減することがで
き、熱失活を減少することができるため好ましい。そのためには、ホスト材料１３１とゲ
スト材料１３２との重量比は、ゲスト材料１３２の重量比が低いことが好ましく、具体的
にはホスト材料１３１に対するゲスト材料１３２の重量比が、好ましくは０．００１以上
０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
なお、ゲスト材料１３２においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、発光層
１３０において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ね
てしまう。そのため、ゲスト材料１３２においてキャリアが直接再結合する過程よりも、
励起錯体の生成過程を経たエネルギー移動過程（図１（Ｃ） ルートＥ４及びＥ５）の割
合が多い方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱
失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、やはりホスト材料１３１とゲ
スト材料１３２との重量比は、ゲスト材料１３２の重量比が低いことが好ましく、具体的
にはホスト材料１３１に対するゲスト材料１３２の重量比が、好ましくは０．００１以上
０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
以上のように、上述のルートＥ４及びＥ５のエネルギー移動過程が全て効率よく生じれ
ば、ホスト材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率よ
くゲスト材料１３２の一重項励起状態のエネルギーに変換されるため、発光素子２５０は
高い発光効率で発光することが可能となる。
上記に示すルートＥ３、Ｅ４、及びＥ５の過程を、本明細書等において、ＥｘＳＥＴ（
Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｓｉｎｇｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥＦ
（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合が
ある。別言すると、発光層１３０は、励起錯体からゲスト材料１３２への励起エネルギー
の供与がある。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０のゲスト材料１３２からの発光
を効率よく得ることができる。
＜エネルギー移動機構＞
次に、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２との分子間のエネルギー移動過程の支配
因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構（双
極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構が提唱さ
れている。ここでは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との分子間のエネルギー移動
過程について説明するが、ホスト材料１３１が励起錯体の場合も同様である。
≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト
材料１３１及びゲスト材料１３２間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起
こる。双極子振動の共鳴現象によってホスト材料１３１がゲスト材料１３２にエネルギー
を受け渡し、励起状態のホスト材料１３１が基底状態になり、基底状態のゲスト材料１３
２が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す
。
Figure 2021166311
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１３１の規格
化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペ
クトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、
εｇ（ν）は、ゲスト材料１３２のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎ
は、媒体の屈折率を表し、Ｒは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の分子間距離を表
し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し
、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収
率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は
、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０か
ら４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２が軌道の重なりを生じる接
触有効距離に近づき、励起状態のホスト材料１３１の電子と、基底状態のゲスト材料１３
２との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋ
ｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
Figure 2021166311
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数
であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１３１の規格化された発光ス
ペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項
励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は
、ゲスト材料１３２の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、
Ｒは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の分子間距離を表す。
ここで、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのエネルギー移動効率φＥＴは、数
式（３）で表される。ｋｒは、ホスト材料１３１の発光過程（一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐
光）の速度定数を表し、ｋｎは、ホスト材料１３１の非発光過程（熱失活や項間交差）の
速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料１３１の励起状態の寿命を表す。
Figure 2021166311
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速
度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に
小さくなれば良いことがわかる。
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（３）に数式（１）を代
入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネル
ギー移動効率φＥＴは、ホスト材料１３１の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネ
ルギー移動効率φＥＴは、発光量子収率φ（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じ
ているので、蛍光量子収率）が高い方が良いと言える。一般的に、有機化合物の三重項励
起状態からの発光量子収率は室温において非常に低い。そのため、ホスト材料１３１が三
重項励起状態である場合、フェルスター機構によるエネルギー移動過程は無視でき、ホス
ト材料１３１が一重項励起状態である場合のみ考慮すればよい。
また、ホスト材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論
じる場合は蛍光スペクトル）とゲスト材料１３２の吸収スペクトル（一重項基底状態から
一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、
ゲスト材料１３２のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、ホスト材料１３１の
発光スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意
味する。なお、ゲスト材料１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷
移が禁制であることから、ゲスト材料１３２において三重項励起状態が係わるモル吸光係
数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構によるゲスト材料１３２の三
重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、ゲスト材料１３２の一重項励起状態へ
のエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。すなわち、フェルスター機構においては、ホ
スト材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー
移動過程を考えればよい。
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数
ｋｈ＊→ｇを大きくするにはホスト材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からの
エネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）とゲスト材料１３２の吸収スペクトル（
一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良
いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、ホスト材料１３１の発光
スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって
実現される。
また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動
効率φＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネル
ギー移動過程であるため、ホスト材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３２の一
重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、ホスト材料１３１の三重項励起状態からゲス
ト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。
本発明の一態様の発光素子においては、ゲスト材料１３２は蛍光材料であるため、ゲス
ト材料１３２の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち
、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効
率は低いことが好ましく、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのフェルスター機構
に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。
既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、ホスト材料１３
１の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率
は、ホスト材料１３１の励起寿命τに依存し、デクスター機構におけるエネルギー移動効
率を低下させるためには、ホスト材料１３１の励起寿命τは短いことが好ましい。
なお、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのエネルギー移動と同様に、励起錯体
からゲスト材料１３２へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデク
スター機構の双方の機構によるエネルギー移動が生じる。
そこで、本発明の一態様は、ゲスト材料１３２に効率的にエネルギー移動が可能なエネ
ルギードナーとしての機能を有する励起錯体、を形成する組み合わせの有機化合物１３１
＿１および有機化合物１３１＿２をホスト材料１３１として有する発光素子を提供する。
有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２が形成する励起錯体は、一重項励起エ
ネルギー準位と、三重項励起エネルギー準位とが近接しているという特徴を有する。その
ため、発光層１３０において生成する三重項励起子から一重項励起子への遷移（逆項間交
差）が起こりやすい。したがって、発光層１３０において一重項励起子の生成効率を高め
ることができる。さらに、励起錯体の一重項励起状態からエネルギーアクセプターとなる
ゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動を生じやすくするためには、励起
錯体の発光スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側（低エネルギー側）に現れる
吸収帯と、が重なると好ましい。そうすることで、ゲスト材料１３２の一重項励起状態の
生成効率を高めることができる。
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分における蛍光寿命は短いこ
とが好ましく、具体的には、好ましくは１０ｎｓ以上５０μｓ以下、より好ましくは１０
ｎｓ以上４０μｓ以下、さらに好ましくは１０ｎｓ以上３０μｓ以下である。
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は高いことが
好ましい。具体的には、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割
合は好ましくは５％以上、より好ましくは８％以上、さらに好ましくは１０％以上である
。
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪発光層≫
発光層１３０に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。
発光層１３０中では、ホスト材料１３１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１３２
（蛍光材料）は、ホスト材料１３１中に分散される。発光層１３０のホスト材料１３１（
有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２）のＳ１準位は、発光層１３０のゲスト
材料１３２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高いことが好ましい。また、発光層１３０のホ
スト材料１３１（有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２）のＴ１準位は、発光
層１３０のゲスト材料１３２（蛍光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
発光層１３０において、ゲスト材料１３２としては、特に限定はないが、アントラセン
誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペ
リレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン
誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料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’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イ
ル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−
ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン
−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−
ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバ
ゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（
略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフ
ェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフ
ェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾー
ル−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ
−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’
−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：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６
、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン
、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセ
ン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝
−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、
２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［
ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニ
トリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テ
トラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオラ
ンテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６
−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ
−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プ
ロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１
，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［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：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：ＢｉｓＤＣ
Ｍ）、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）、
５，１０，１５，２０−テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃ
ｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
有機化合物１３１＿１としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベ
ンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジ
ン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘
導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げ
られる。
また、以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１
×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用い
ることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、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：ＤＴＤＰ
ＰＡ）、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。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノ
フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１
）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９
−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニ
ルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称
：ＰＣｚＴＰＮ２）、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、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−アントラセニル）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、芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−
ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−
ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アン
トラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフ
ェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アント
ラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、
２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−
メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，
１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１
−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（
１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフ
チル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−
ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル
、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’
−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−
テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロ
ネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度
を有し、炭素数１４以上炭素数４２以下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、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。
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル
）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）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（カルバゾール−９−イル）
トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチ
ル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、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：Ｂ
ＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニ
ルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−
イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−
９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン
（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フ
ルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニ
ルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：Ｄ
ＰＡＳＦ）、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：ＰＣＢＮＢ
Ｂ）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミ
ン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−
Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ
’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル
）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−
Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバ
ゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−
Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメ
チル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、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）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−
フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，７−ビス
［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−
ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フ
ェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−
ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジ
メチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等
を用いることができる。また、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）、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）、３，３’−ビス（９−
フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル
）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、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）、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−Ｉ
Ｉ）、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）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベ
ンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、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−Ｉ
ＩＩ）、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）、４−［３−（トリフェニレン
−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）等のアミン
化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、ト
リフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質
は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よ
りも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１
×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受
け取りやすい材料（電子輸送性を有する材料）としては、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や金属錯体などを用いることができる。具体的には、キノリン
配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有す
る金属錯体が挙げられる。また、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナ
ントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げら
れる。
例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリ
ス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（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）
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である。また、この他
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）
などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる
。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（
ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン
（略称：ＯＸＤ−７）、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）、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）、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：ｍＤ
ＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（
略称：ＢＣＰ）、２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１
０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）などの複素環化合物や、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：２ｍＤ
ＢＴＰＤＢｑ−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）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−
カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰ
ＤＢｑ−ＩＩＩ）、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）、及び、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：６ｍＤＢ
ＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリ
ミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）
フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（
９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）
などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−
カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフ
ェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有
する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］
ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニ
ル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、４，４
’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）な
どの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（
略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（
ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフル
オレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略
称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、
主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも
電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
有機化合物１３１＿２としては、有機化合物１３１＿１と励起錯体を形成できる組み合
わせとする。具体的には、上記で示した正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いるこ
とができる。この場合、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２とで形成される励
起錯体の発光ピークが、ゲスト材料１３２（蛍光材料）の最も長波長側（低エネルギー側
）の吸収帯と重なるように、有機化合物１３１＿１、有機化合物１３１＿２、およびゲス
ト材料１３２（蛍光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に
向上した発光素子とすることができる。
発光層１３０が有するホスト材料１３１（有機化合物１３１＿１および有機化合物１３
１＿２）としては、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有す
る材料であればよい。該三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を
有する材料としては、励起錯体の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔ
ｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられ
る。したがって、励起錯体と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替え
ても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励
起エネルギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状
態へエネルギーを変換する機能を有する材料である。そのため、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）を効率よく呈することができる。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、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー
準位のエネルギー差が好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０
ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一
重項励起状態を生成できる材料であっても良い。熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料
から構成される場合、例えば以下の材料を用いることができる。
まず、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙
げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓ
ｎ）、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
有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、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（Ｓｎ
Ｆ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ
錯体（ＳｎＦ２（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（Ｅ
ｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙
げられる。
また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光材料としては、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複素環化合物も用いることができる。具体的に
は、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（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、
２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾー
ル−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣ
ＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，
６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−
フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニ
ル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−
９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）
、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン
（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン
−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）等が挙げられる。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、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネル
ギー準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１
の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１
の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料
として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１３０において、ホスト材料１３１およびゲスト材料１３２以外の材料を
有していても良い。
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電
極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体
などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム（Ａｌ）が典型例であり
、その他、銀（Ａｇ）、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属
、リチウム（Ｌｉ）やセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム（Ｍｇ）
などの第２族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの
希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、
例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、例えば、インジウ
ム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を
含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚ
ｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、タングステン及び亜鉛を含有したインジウム酸化物などの金属酸
化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い
。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０
２の一方または双方を形成しても良い。
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方
を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視
光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透
過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵
抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電
極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されて
も良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４
０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が
挙げられる。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合
には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０
１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機
能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表さ
れる酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む
。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを
混合してなる複合材料を含む層、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合して
なる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは
１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
また、電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、
塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パル
スレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適
宜用いることができる。
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール
注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フ
タロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物と
しては、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
、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや
金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニ
レンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合
物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジ
オキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複
合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正
孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電
界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタ
ン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター
を挙げることができる。具体的には、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、２，３，６，７，
１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略
称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。ま
た、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を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、酸化レニウムなどである。中でも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。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１
×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、発光層１３０に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミン、カル
バゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、
該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例
示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された
正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１のＨＯＭＯ準位と同
じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を用いること
ができる。また、１×１０−６ｃｍ２／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。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用い
てもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる
層が二層以上積層してもよい。
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電
極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料
としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２
／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合
物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型
複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、発光層１３０に用いるこ
とができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサ
ゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、オキサ
ジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビ
ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ
以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の
高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸
送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設
けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質
を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバラ
ンスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまう
ことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進す
る機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物
、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電
子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、
第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的に
は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ
２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、または
それらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希
土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１９にエレクトライドを用い
てもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物
に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層１１９に、電子輸送層１
１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
また、電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合
材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発
生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては
、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した
電子輸送層１１８を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができ
る。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的
には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、
マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカ
リ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物
、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いる
こともできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いるこ
ともできる。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、
それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の
方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子
輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高
分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル
型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と
１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む
量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ
）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリ
ウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用
いてもよい。
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に
作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電
極１０２側から順に積層しても良い。
なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英
、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性
基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボ
ネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無
機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程に
おいて支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光
素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。
基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶
基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属
基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステ
ン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状
の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホ
ウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓
性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例
えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、
ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表され
るプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、
一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニル
などがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無
機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよ
い。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素
子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いる
ことができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。な
お、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造
の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、
別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上
述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、
麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテー
ト、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板な
どがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素
子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、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２５０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表示装置を作製できる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形
態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定
されない。例えば、本発明の一態様では、発光素子が蛍光発光材料とホスト材料とを有し
、ホスト材料は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを有する場合の例を示したが、
本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発
明の一態様では、例えば、ホスト材料は第１の有機化合物あるいは第２の有機化合物を有
さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、励起錯体が１０ｎｓ以上５０μ
ｓ以下の蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は
、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、
例えば、励起錯体が１０ｎｓ未満の蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有してもよい。ある
いは、例えば、励起錯体が５０μｓより大きい蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有しても
よい。または、例えば、本発明の一態様では、励起錯体が呈する発光は、遅延蛍光成分の
占める割合が５％以上である場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されな
い。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、励起錯体が
呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が５％未満であってもよい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることがで
きる。
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該
発光素子の発光機構について、図２及び図３を用いて、以下説明を行う。なお、図２及び
図３において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパタ
ーンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号
を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
＜発光素子の構成例１＞
図２（Ａ）は、発光素子２６０の断面模式図である。
図２（Ａ）に示す発光素子２６０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に
、複数の発光ユニット（図２（Ａ）においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１
０８）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を
有する。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子２５０は、１つの発光ユニットを有し、発
光素子２６０は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子２６０において、電極１
０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発
光素子２６０の構成としては、逆であっても構わない。
また、図２（Ａ）に示す発光素子２６０において、発光ユニット１０６と発光ユニット
１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発
生層１１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成
でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット１０８に、図１（Ａ）で示すＥＬ層１０
０を用いると好ましい。
また、発光素子２６０は、発光層１２０と、発光層１３０と、を有する。また、発光ユ
ニット１０６は、発光層１２０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送
層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１３０
の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１
９を有する。
電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加さ
れた構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成
であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該
複合材料には実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用い
ればよい。有機化合物としては、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、種々の化合物を用
いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ
以上である物質を適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質
であれば、これら以外の物質を用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材
料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実
現することができる。なお、発光ユニット１０８のように、発光ユニットの陽極側の面が
電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が発光ユニットの正孔注入層ま
たは正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正
孔輸送層を設けなくとも良い。
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプター性物質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
化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一
の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、
有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電性材料を含む層とを組
み合わせて形成してもよい。
なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電
極１０１と電極１０２と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（Ａ）において、
電極１０１の電位の方が電極１０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電
荷発生層１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注
入する。
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的に
は、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。
また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率
であっても機能する。電荷発生層１１５の導電率が一対の電極と同程度に高い場合、電荷
発生層１１５によって発生したキャリアが、膜面方向に流れることで、電極１０１と電極
１０２とが重ならない領域で発光が生じてしまう場合がある。このような不良を抑制する
ためには、電荷発生層１１５は、一対の電極よりも導電率が低い材料で形成されると好ま
しい。
上述した材料を用いて電荷発生層１１５を形成することにより、発光層が積層された場
合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、図２（Ａ）においては、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。発光素子２６０に示すように、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
長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子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、図１（Ａ）で示すＥＬ層
１００の構成を適用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができ
る。
また、発光ユニット１０８が有する発光層１３０は、実施の形態１で示した構成を有す
ると好ましい。そうすることで、発光素子２６０は、発光材料として蛍光材料を有し、且
つ発光効率の高い発光素子となり好適である。
また、発光ユニット１０８が有する発光層１２０は、図２（Ｂ）に示すように、ホスト
材料１２１と、ゲスト材料１２２とを有する。なお、ゲスト材料１２２は蛍光材料として
、以下説明する。
≪発光層１２０の発光機構≫
発光層１２０の発光機構について、以下説明を行う。
一対の電極（電極１０１及び電極１０２）あるいは電荷発生層から注入された電子およ
び正孔が発光層１２０において再結合することにより、励起子が生成する。ゲスト材料１
２２と比較してホスト材料１２１は大量に存在するので、励起子の生成により、ホスト材
料１２１の励起状態が形成される。
なお、励起子はキャリア（電子および正孔）対のことである。励起子はエネルギーを有
するため、励起子が生成した材料は励起状態となる。
形成されたホスト材料１２１の励起状態が一重項励起状態である場合、ホスト材料１２
１のＳ１準位からゲスト材料１２２のＳ１準位へ一重項励起エネルギーがエネルギー移動
し、ゲスト材料１２２の一重項励起状態が形成される。
ゲスト材料１２２は蛍光材料であるため、ゲスト材料１２２において一重項励起状態が
形成されると、ゲスト材料１２２は速やかに発光する。このとき、高い発光効率を得るた
めには、ゲスト材料１２２の蛍光量子収率は高いことが好ましい。なお、ゲスト材料１２
２において、キャリアが再結合し、生成した励起状態が一重項励起状態である場合も同様
である。
次に、キャリアの再結合によってホスト材料１２１の三重項励起状態が形成される場合
について説明する。この場合のホスト材料１２１およびゲスト材料１２２のエネルギー準
位の相関を図２（Ｃ）に示す。また、図２（Ｃ）における表記および符号は、以下の通り
である。なお、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２のＴ１準位より低いこと
が好ましいため、図２（Ｃ）では、この場合を図示するが、ホスト材料１２１のＴ１準位
がゲスト材料１２２のＴ１準位よりも高くてもよい。
・Ｈｏｓｔ（１２１）：ホスト材料１２１
・Ｇｕｅｓｔ（１２２）：ゲスト材料１２２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料１２１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１２１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位
図２（Ｃ）に示すように、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ：ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌ
ｅｔ ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）によって、キャリアの再結合によって生成した三重項
励起子同士が近接することにより、一方がホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）のエネ
ルギーを有する一重項励起子に変換される反応が生じる（図２（Ｃ） ＴＴＡ参照）。ホ
スト材料１２１の一重項励起エネルギーは、ＳＦＨから、それよりもエネルギーの低いゲ
スト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）へエネルギー移動が生じ（図２（Ｃ） ルートＥ１
参照）、ゲスト材料１２２の一重項励起状態が形成され、ゲスト材料１２２が発光する。
なお、発光層１２０における三重項励起子の密度が十分に高い場合（例えば１×１０−
１２ｃｍ−３以上）では、三重項励起子単体の失活を無視し、２つの近接した三重項励起
子による反応のみを考えることができる。
また、ゲスト材料１２２においてキャリアが再結合し三重項励起状態が形成されるとき
、ゲスト材料１２２の三重項励起状態は熱失活するため、発光に利用することが困難とな
る。しかしながら、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）がゲスト材料１２２のＴ１準
位（ＴＦＧ）より低い場合、ゲスト材料１２２の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料１
２２のＴ１準位（ＴＦＧ）からホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）へエネルギー移動
する（図２（Ｃ） ルートＥ２参照）ことが可能であり、その後ＴＴＡに利用される。
すなわち、ホスト材料１２１は、三重項励起エネルギーをＴＴＡによって一重項励起エ
ネルギーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層１２０で生成した
三重項励起エネルギーの一部を、ホスト材料１２１におけるＴＴＡによって一重項励起エ
ネルギーに変換し、該一重項励起エネルギーをゲスト材料１２２に移動することで、蛍光
発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料１２１のＳ１準位（Ｓ
ＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）より高いことが好ましい。また、ホス
ト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）より低い
ことが好ましい。
なお、特にゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）がホスト材料１２１のＴ１準位（Ｔ
ＦＨ）よりも低い場合においては、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２との重量比は、
ゲスト材料１２２の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料１２１に対する
ゲスト材料１２２の重量比が、０より大きく０．０５以下が好ましい。そうすることで、
ゲスト材料１２２でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホスト
材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）からゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）へのエネル
ギー移動が生じる確率を低減させることができる。
なお、ホスト材料１２１は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構
成されていても良い。
なお、上記各構成において、発光ユニット１０６および発光ユニット１０８に用いるゲ
スト材料（蛍光材料）としては、同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０
６と発光ユニット１０８とで同じゲスト材料を有する場合、発光素子２６０は少ない電流
値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット１０６と発光ユ
ニット１０８とで異なるゲスト材料を有する場合、発光素子２６０は多色発光を呈する発
光素子となり好ましい。特に、演色性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と
青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。
＜発光素子の構成例２＞
図３（Ａ）は、発光素子２６２の断面模式図である。
図３（Ａ）に示す発光素子２６２は、先に示した発光素子２６０と同様に、一対の電極
（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（図３（Ａ）においては、発
光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ
）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット
１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。
また、図３（Ａ）に示す発光素子２６２において、発光ユニット１０６と発光ユニット
１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発
生層１１５が設けられる。例えば、発光ユニット１０６に、図１（Ａ）で示すＥＬ層１０
０を用いると好ましい。
また、発光素子２６２は、発光層１３０と、発光層１４０と、を有する。また、発光ユ
ニット１０６は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送
層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１４０
の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１
９を有する。
また、発光ユニット１０８の発光層が燐光材料を有すると好適である。すなわち、発光
ユニット１０６が有する発光層１３０は、実施の形態１で示した構成を有し、発光ユニッ
ト１０８が有する発光層１４０は、燐光材料を有すると好適である。この場合の発光素子
２６２の構成例について、以下説明を行う。
また、発光ユニット１０８が有する発光層１４０は、図３（Ｂ）で示すように、ホスト
材料１４１と、ゲスト材料１４２とを有する。また、ホスト材料１４１は、有機化合物１
４１＿１と、有機化合物１４１＿２と、を有する。なお、発光層１４０が有するゲスト材
料１４２が燐光材料として、以下説明する。
≪発光層１４０の発光機構≫
次に、発光層１４０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層１４０が有する、有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２とは励起錯体
を形成する。
発光層１４０における励起錯体を形成する有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿
２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方
が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、よ
り好ましい。
発光層１４０における有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２と、ゲスト材料
１４２とのエネルギー準位の相関を図３（Ｃ）に示す。なお、図３（Ｃ）における表記及
び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１４１＿１）：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）
・Ｈｏｓｔ（１４１＿２）：有機化合物１４１＿２（ホスト材料）
・Ｇｕｅｓｔ（１４２）：ゲスト材料１４２（燐光材料）
・ＳＰＨ：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１４２（燐光材料）のＴ１準位
・ＳＰＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＰＥ：励起錯体のＴ１準位
有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とにより形成される、励起錯体の一重項
励起状態の最も低い準位（ＳＰＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＰＥ
）とは互いに隣接することになる（図３（Ｃ）Ｒｏｕｔｅ Ｃ参照）。
そして、励起錯体の（ＳＰＥ）と（ＴＰＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料１４２
（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位へ移動させて発光が得られる（図３（Ｃ）
Ｒｏｕｔｅ Ｄ参照）。
なお、上記に示すＲｏｕｔｅ Ｃ及びＲｏｕｔｅ Ｄの過程を、本明細書等においてＥ
ｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼
称する場合がある。
また、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２は、一方がホールを、他方が電
子を受け取ることで励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、他方と相
互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層１４０における励起子のほと
んどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４
１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、より低い励起エネルギーで励起
状態を形成することが可能となる。そのため、励起錯体が形成されることにより、発光素
子の駆動電圧を下げることができる。
発光層１４０を上述の構成とすることで、発光層１４０のゲスト材料１４２（燐光材料
）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
なお、発光層１３０からの発光が、発光層１４０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燐光材料を用いた発光素
子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、
輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層１３０と発光層１４０と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。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する
発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる
。
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層１３０と発光層１４０
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、発光層１３０及び発光層１４０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複
数の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い
白色発光を得ることもできる。この場合、発光層１３０及び発光層１４０のいずれか一方
または双方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材料を含有させるよ
うにしても良い。
＜発光層に用いることができる材料の例＞
次に、発光層１２０、発光層１３０及び発光層１４０に用いることのできる材料につい
て、以下説明する。
≪発光層１３０に用いることのできる材料≫
発光層１３０に用いることのできる材料としては、先の実施の形態１に示す発光層１３
０に用いることのできる材料を援用すればよい。そうすることで、一重項励起状態の生成
効率が高く、発光効率の高い発光素子を作製することができる。
≪発光層１２０に用いることのできる材料≫
発光層１２０中では、ホスト材料１２１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１２２
（蛍光材料）は、ホスト材料１２１中に分散される。ホスト材料１２１のＳ１準位は、ゲ
スト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料１２１のＴ１準位は、ゲ
スト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
発光層１２０において、ゲスト材料１２２としては、特に限定はないが、例えば実施の
形態１で示したゲスト材料１３２として例示した材料を用いることができる。
また、発光層１２０において、ホスト材料１２１に用いることが可能な材料としては、
特に限定はないが、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称
：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（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（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、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５
−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベン
ゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイ
ン（略称：ＢＣＰ）、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）、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
）などの複素環化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］
ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）
−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：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）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。ま
た、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベ
ンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，
１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［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：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（
略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−
９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣ
ＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９
Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１
１−ジフェニルクリセン、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）、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）、３，６−ジフェニル−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：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス
（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−
ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−
ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：Ｂ
ＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰ
ＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮ
Ｓ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げるこ
とができる。また、これら及び公知の物質の中から、上記ゲスト材料１２２のエネルギー
ギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用
いればよい。
なお、発光層１２０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１
の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１２０とする場合、第１
の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料
として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１２０において、ホスト材料１２１は、一種の化合物から構成されていて
も良く、複数の化合物から構成されていても良い。あるいは、発光層１２０において、ホ
スト材料１２１およびゲスト材料１２２以外の材料を有していても良い。
≪発光層１４０に用いることのできる材料≫
発光層１４０中では、ホスト材料１４１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１４２
（燐光材料）は、ホスト材料１４１中に分散される。発光層１４０のホスト材料１４１（
有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２）のＴ１準位は、発光層１４０のゲスト
材料（ゲスト材料１４２）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
有機化合物１４１＿１としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベ
ンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジ
ン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘
導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げ
られる。具体的には、実施の形態１で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用い
ることができる。
有機化合物１４１＿２としては、有機化合物１４１＿１と励起錯体を形成できる組み合
わせが好ましい。具体的には、実施の形態１で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材
料を用いることができる。この場合、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とで
形成される励起錯体の発光ピークが、ゲスト材料１４２（燐光材料）の三重項ＭＬＣＴ（
Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、よ
り具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように、有機化合物１４１＿１、有機化合
物１４１＿２、およびゲスト材料１４２（燐光材料）を選択することが好ましい。これに
より、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替
えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸
収帯であることが好ましい。
ゲスト材料１４２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機
金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム
系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール
配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン
配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体とし
ては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、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（ｍｐｐ
ｔｚ−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）、トリス［３−（５−ビフ
ェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジ
ウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）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：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（ＩＩ
Ｉ）（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
，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ
６）、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（ＣＦ３ｐｐｙ）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：ＦＩｒ（ａｃａｃ））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。上述した中でも、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優れるため、特に好ましい。
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、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：Ｉ
ｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリ
ミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチ
ルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（
ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス
［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）（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−ジメチ
ル−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｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）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：Ｉｒ（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（ａｃ
ａｃ））、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，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（ａｃ
ａｃ））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や、ビス（２，４−ジフ
ェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナー
ト（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニ
ル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（
略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト
−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａ
ｃａｃ））など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。上述した中でも、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際だって優れるため、特に好ましい。
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（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（ＩＩ
Ｉ）（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：Ｉ
ｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピ
バロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（
アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨
格を有する有機金属イリジウム錯体や、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）アセチルアセトナート（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。上述した中でも、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際だって優れるため、特に好
ましい。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。
発光層１４０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる
材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料
の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ
ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記
載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化
遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さ
く、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換する機能
を有する材料である。そのため、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
）を効率よく呈することができる。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、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が好ましく
は０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下
であることが挙げられる。
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一
重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体（エキサイプレックス、また
はＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する複数の材料から構成されても良い。
熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、具体的には、実施の形態
１で示した熱活性化遅延蛍光材料を用いることができる。
また、熱活性化遅延蛍光材料をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する２種
類の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形
成する組み合わせである電子を受け取りやすい化合物と、正孔を受け取りやすい化合物と
を用いることが特に好ましい。
また、発光層１２０、発光層１３０、及び発光層１４０に含まれる発光材料の発光色に
限定は無く、それぞれ同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて
素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素
子は白色の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層１２０に含
まれる発光材料の発光ピーク波長は発光層１４０に含まれる発光材料のそれよりも短いこ
とが好ましい。
なお、発光ユニット１０６、発光ユニット１０８、及び電荷発生層１１５は、蒸着法（
真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成すること
ができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に示す構成と異なる構成の発光素子
の例について、図４乃至図７を用いて以下に説明する。
＜発光素子の構成例１＞
図４（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図４（Ａ
）（Ｂ）において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチ
パターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の
符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図４（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂは、基板２００側に光
を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子であってもよく、基板２００と
反対方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子であってもよい。
なお、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を基板２００の上方およ
び下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型の発光素子であっても良い
。
発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂが、ボトムエミッション型である場合、電極１
０１は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する
機能を有することが好ましい。あるいは、発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂが、ト
ップエミッション型である場合、電極１０１は、光を反射する機能を有することが好まし
い。また、電極１０２は、光を透過する機能を有することが好ましい。
発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２
とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３
Ｇと、発光層１２３Ｒと、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、
電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、発光素子２７０ｂは、電極１０１の構成の一部として、導電層１０１ａと、導電
層１０１ａ上の導電層１０１ｂと、導電層１０１ａ下の導電層１０１ｃとを有する。すな
わち、発光素子２７０ｂは、導電層１０１ａが、導電層１０１ｂと、導電層１０１ｃとで
挟持された電極１０１の構成を有する。
発光素子２７０ｂにおいて、導電層１０１ｂと、導電層１０１ｃとは、異なる材料で形
成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。電極１０１が、同じ導電性材料で挟持さ
れる構成を有する場合、エッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。
なお、発光素子２７０ｂにおいて、導電層１０１ｂまたは導電層１０１ｃにおいて、い
ずれか一方のみを有する構成としてもよい。
なお、電極１０１が有する導電層１０１ａ、１０１ｂ、導電層１０１ｃは、それぞれ実
施の形態１で示した電極１０１または電極１０２と同様の構成および材料を用いることが
できる。
図４（Ａ）（Ｂ）においては、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、
領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｒ、の間に隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を
有する。隔壁１４５は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔
壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の電極１０１を、それぞれ島状に
分離することが可能となる。
なお、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇとは、隔壁１４５と重畳する領域において、
互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒとは、
隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光
層１２３Ｒと、発光層１２３Ｂとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる
領域を有していてもよい。
隔壁１４５としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成され
る。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シ
リコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例
えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
また、発光層１２３Ｒ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｂは、それぞれ異なる色を呈す
る機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｒが赤色を呈す
る機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｒは赤色の発光を呈し、発光層１２
３Ｇが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｇは緑色の発光を
呈し、発光層１２３Ｂが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１
Ｂは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子２７０ａまたは発光素子２７
０ｂを、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製するこ
とができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても
良い。
また、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数
の発光層は、実施の形態１で示した発光層１３０を有することが好ましい。そうすること
で、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。
なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数
の発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。
以上のように、少なくとも一つの発光層が実施の形態１で示した発光層を有し、該発光
層を有する発光素子２７０ａまたは発光素子２７０ｂを、表示装置の画素に用いることで
、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２７０ａまたは
発光素子２７０ｂを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
なお、光を取り出す電極上に、カラーフィルタを設けることで、発光素子２７０ａ及び
発光素子２７０ｂの色純度を向上させることができる。そのため、発光素子２７０ａまた
は発光素子２７０ｂを有する表示装置の色純度を高めることができる。
また、光を取り出す電極上に、偏光板を設けることで、発光素子２７０ａ及び発光素子
２７０ｂの外光反射を低減することができる。そのため、発光素子２７０ａまたは発光素
子２７０ｂを有する表示装置のコントラスト比を高めることができる。
なお、発光素子２７０ａ及び発光素子２７０ｂにおける他の構成については、実施の形
態１における発光素子の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例２＞
次に、図４に示す発光素子と異なる構成例について、図５（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下
説明を行う。
図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図５（Ａ
）（Ｂ）において、図４に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパター
ンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を
付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図５（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、発光層を有する発光素子の構成例である。図５
（Ａ）に示す発光素子２７２ａは、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（ト
ップエミッション）型の発光素子、図５（Ｂ）に示す発光素子２７２ｂは、基板２００側
に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の
一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上
方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２
と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び
電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、少なくとも発光
層１３０と、電荷発生層１１５とを有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１
２と、発光層１５０と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と
、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと
、を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層
１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導
電層１０４ｂと、を有する。
図５（Ａ）に示す発光素子２７２ａ、及び図５（Ｂ）に示す発光素子２７２ｂは、電極
１０１と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持され
た領域２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔
壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１、電極１
０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４５を設
けることによって、各領域の基板２００上の該電極を、それぞれ島状に分離することが可
能となる。
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂは、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び
領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素
子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光
は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈され
る光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子
２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して
射出される。
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光
から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを
介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２
４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素
子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂには、例えば、着色層（
カラーフィルタともいう）、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。ま
た、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当
該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドット
を用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性
を高めることができる。
なお、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ上に複数の光学素
子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板や反射防止膜などを設
けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出される側に設け
ると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出され
る現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射される
外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる。
なお、図５（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青
色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ
破線の矢印で模式的に図示している。
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域か
ら発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良
い。
遮光層２２３としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層２２３と
しては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層２２３と
しては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化
物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
なお、基板２００、及び光学素子を有する基板２２０としては、実施の形態１を参酌す
ればよい。
さらに、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂは、マイクロキャビティ構造を有する
。
発光層１３０、及び発光層１５０から射出される光は、一対の電極（例えば、電極１０
１と電極１０２）の間で共振される。また、発光層１３０及び発光層１５０は、射出され
る光のうち所望の波長の光が強まる位置に形成される。例えば、電極１０１の反射領域か
ら発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の
発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１３０から射出される光のう
ち所望の波長の光を強めることができる。また、電極１０１の反射領域から発光層１５０
の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１５０の発光領域までの
光学距離と、を調整することにより、発光層１５０から射出される光のうち所望の波長の
光を強めることができる。すなわち、複数の発光層（ここでは、発光層１３０及び発光層
１５０）を積層する発光素子の場合、発光層１３０及び発光層１５０のそれぞれの光学距
離を最適化することが好ましい。
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおいては、各領域で導電層（導電層１
０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１３０
及び発光層１５０から呈される光のうち所望の波長の光を強めることができる。なお、各
領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせ
ることで、発光層１３０及び発光層１５０から呈される光を強めても良い。
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の
屈折率が、発光層１３０または発光層１５０の屈折率よりも小さい場合においては、電極
１０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍ
ＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）と
なるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と
電極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強め
る光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層
１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自
然数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調
整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効
率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３
ｂ、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１
ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし
、異なっていても良い。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、そ
れぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
なお、図５（Ａ）に示す発光素子２７２ａは、上面射出型の発光素子であるため、導電
層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが
好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有すること
が好ましい。
また、図５（Ｂ）に示す発光素子２７２ｂは、下面射出型の発光素子であるため、導電
層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機
能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが
好ましい。
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおいて、導電層１０１ａ、導電層１０
３ａ、または導電層１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い
。導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素
子２７２ａ及び発光素子２７２ｂの製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導
電層１０３ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良
い。
また、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおける発光層１３０は、実施の形態１
で示した構成を有することが好ましい。そうすることで、高い発光効率を示す発光素子を
作製することができる。
また、発光層１３０及び発光層１５０は、例えば発光層１５０ａ及び発光層１５０ｂの
ように、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、第１の
発光材料及び第２の発光材料という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料を
それぞれ用いることで、複数の色を含む発光を得ることができる。特に発光層１３０と、
発光層１５０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選
択すると好ましい。
また、発光層１３０または発光層１５０は、一方または双方で３層以上が積層された構
成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
以上のように、実施の形態１で示した発光層の構成を有する発光素子２７２ａまたは発
光素子２７２ｂを、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製する
ことができる。すなわち、発光素子２７２ａまたは発光素子２７２ｂを有する表示装置は
、消費電力を低減することができる。
なお、発光素子２７２ａ及び発光素子２７２ｂにおける他の構成については、発光素子
２７０ａまたは発光素子２７０ｂ、あるいは実施の形態１及び実施の形態２で示した発光
素子の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の作製方法＞
次に、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、図６及び図７を用いて以下説明
を行う。なお、ここでは、図５（Ａ）に示す発光素子２７２ａの作製方法について説明す
る。
図６及び図７は、本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明するための断面図である
。
以下で説明する発光素子２７２ａの作製方法は、第１乃至第７の７つのステップを有す
る。
≪第１のステップ≫
第１のステップは、発光素子の電極（具体的には、電極１０１を構成する導電層１０１
ａ、電極１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電層１０４ａ）
を、基板２００上に形成する工程である（図６（Ａ）参照）。
本実施の形態においては、基板２００上に、光を反射する機能を有する導電層を形成し
、該導電層を所望の形状に加工することで、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電
層１０４ａを形成する。上記光を反射する機能を有する導電層としては、銀とパラジウム
と銅の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜、ＡＰＣともいう）を用いる。このように、導電層１
０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを、同一の導電層を加工する工程を経て形
成することで、製造コストを安くすることができるため好適である。
なお、第１のステップの前に、基板２００上に複数のトランジスタを形成してもよい。
また、上記複数のトランジスタと、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４
ａとを、それぞれ電気的に接続させてもよい。
≪第２のステップ≫
第２のステップは、電極１０１を構成する導電層１０１ａ上に光を透過する機能を有す
る導電層１０１ｂを、電極１０３を構成する導電層１０３ａ上に光を透過する機能を有す
る導電層１０３ｂを、電極１０４を構成する導電層１０４ａ上に光を透過する機能を有す
る導電層１０４ｂを、形成する工程である（図６（Ｂ）参照）。
本実施の形態においては、光を反射する機能を有する導電層１０１ａ、１０３ａ、及び
１０４ａ、の上にそれぞれ、光を透過する機能を有する導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び
１０４ｂを形成することで、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。上記
の導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂとしては、ＩＴＳＯ膜を用いる。
なお、光を透過する機能を有する導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂは、複数回
に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャ
ビティ構造となる膜厚で、導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂを形成することがで
きる。
≪第３のステップ≫
第３のステップは、発光素子の各電極の端部を覆う隔壁１４５を形成する工程である（
図６（Ｃ）参照）。
隔壁１４５は、電極と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導電膜
が発光素子の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁１４５として、ポリイミド樹
脂を用いる。
なお、第１乃至第３のステップにおいては、ＥＬ層（有機化合物を含む層）を損傷する
おそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態で
は、スパッタリング法を用いて反射性の導電層を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導
電層をパターン形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用いて
、該導電層を島状に加工することで、電極１０１を構成する導電層１０１ａ、電極１０３
を構成する導電層１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電層１０４ａ、を形成する。そ
の後、スパッタリング法を用いて透明性を有する導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用い
て、該透明性を有する導電膜にパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて
、該透明性を有する導電膜を島状に加工して、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４
を形成する。
≪第４のステップ≫
第４のステップは、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１５０、電子輸送層
１１３、電子注入層１１４、及び電荷発生層１１５を形成する工程である（図７（Ａ）参
照）。
正孔注入層１１１としては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料とを共蒸
着することで形成することができる。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。また、正孔輸送層１１２としては、正孔
輸送性材料を蒸着することで形成することができる。
発光層１５０としては、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少な
くともいずれか一つの発光を呈するゲスト材料を蒸着することで形成することができる。
ゲスト材料としては、蛍光または燐光を呈する発光性の有機化合物を用いることができる
。また、実施の形態１及び実施の形態２で示した発光層の構成を用いることが好ましい。
また、発光層１５０として、２層の構成としてもよい。その場合、２層の発光層は、それ
ぞれ互いに異なる発光色を呈する発光性の物質を有することが好ましい。
電子輸送層１１３としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することがで
きる。また、電子注入層１１４としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成す
ることができる。
電荷発生層１１５としては、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加され
た材料、または電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された材料を蒸着すること
で形成することができる。
≪第５のステップ≫
第５のステップは、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、発光層１３０、電子輸送層
１１８、電子注入層１１９、及び電極１０２を形成する工程である（図７（Ｂ）参照）。
正孔注入層１１６としては、先に示す正孔注入層１１１と同様の材料及び同様の方法に
より形成することができる。また、正孔輸送層１１７としては、先に示す正孔輸送層１１
２と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
発光層１３０としては、紫色、青色、または青緑色の中から選ばれる少なくともいずれ
か一つの発光を呈するゲスト材料を蒸着することで形成することができる。ゲスト材料と
しては、蛍光性の有機化合物を用いることができる。また、該蛍光性の有機化合物は、単
独で蒸着してもよいが、他の材料と混合して蒸着してもよい。また、蛍光性の有機化合物
をゲスト材料とし、ゲスト材料より励起エネルギーが大きなホスト材料に該ゲスト材料を
分散して蒸着してもよい。
電子輸送層１１８としては、先に示す電子輸送層１１３と同様の材料及び同様の方法に
より形成することができる。また、電子注入層１１９としては、先に示す電子注入層１１
４と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
電極１０２としては、反射性を有する導電膜と、透光性を有する導電膜を積層すること
で形成することができる。また、電極１０２としては、単層構造、または積層構造として
もよい。
上記工程を経て、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４上に、それぞれ領域２２２
Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒを有する発光素子が基板２００上に形成される。
≪第６のステップ≫
第６のステップは、基板２２０上に遮光層２２３、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４
Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを形成する工程である（図７（Ｃ）参照）。
遮光層２２３としては、黒色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。その後、基
板２２０及び遮光層２２３上に、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２
２４Ｒを形成する。光学素子２２４Ｂとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に
形成する。また、光学素子２２４Ｇとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形
成する。また、光学素子２２４Ｒとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成
する。
≪第７のステップ≫
第７のステップは、基板２００上に形成された発光素子と、基板２２０上に形成された
遮光層２２３、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒと、を貼り
合わせ、シール材を用いて封止する工程である（図示しない）。
以上の工程により、図５（Ａ）に示す発光素子２７２ａを形成することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図８乃至図１４を用いて説明
する。
＜表示装置の構成例１＞
図８（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ｂ
、及び一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図である。表示装置６００は、駆動回路部（信号線
駆動回路部６０１、及び走査線駆動回路部６０３）、並びに画素部６０２を有する。なお
、信号線駆動回路部６０１、走査線駆動回路部６０３、及び画素部６０２は、発光素子の
発光を制御する機能を有する。
また、表示装置６００は、素子基板６１０と、封止基板６０４と、シール材６０５と、
シール材６０５で囲まれた領域６０７と、引き回し配線６０８と、ＦＰＣ６０９と、を有
する。
なお、引き回し配線６０８は、信号線駆動回路部６０１及び走査線駆動回路部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ＦＰＣ６０９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ＦＰ
Ｃ６０９しか図示されていないが、ＦＰＣ６０９にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉ
ｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。
また、信号線駆動回路部６０１は、Ｎチャネル型のトランジスタ６２３とＰチャネル型
のトランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、信号線駆動回
路部６０１または走査線駆動回路部６０３は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、また
はＮＭＯＳ回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を
形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要
はなく、駆動回路部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、スイッチング用のトランジスタ６１１と、電流制御用のトラン
ジスタ６１２と、電流制御用のトランジスタ６１２のドレインに電気的に接続された下部
電極６１３と、を有する。なお、下部電極６１３の端部を覆って隔壁６１４が形成されて
いる。隔壁６１４としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
また、被覆性を良好にするため、隔壁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、隔壁６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用
いた場合、隔壁６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲
面を持たせることが好ましい。また、隔壁６１４として、ネガ型の感光性樹脂、またはポ
ジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
なお、トランジスタ（トランジスタ６１１、６１２、６２３、６２４）の構造は、特に
限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの
極性についても特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有す
る構造、及びＮチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか
一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶
性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることが
できる。また、半導体材料としては、１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体（酸化物
半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、
エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ
以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるた
め好ましい。該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは
、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ
）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、または
ネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
下部電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および上部電極６１７がそれぞれ形成されてい
る。なお、下部電極６１３は、陽極として機能し、上部電極６１７は、陰極として機能す
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。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。
なお、下部電極６１３、ＥＬ層６１６、及び上部電極６１７により、発光素子６１８が
形成される。発光素子６１８は、実施の形態１乃至実施の形態３の構成を有する発光素子
である。なお、画素部は複数の発光素子が形成される場合、実施の形態１乃至実施の形態
３に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
また、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で囲まれた領域６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、領域６０７には、充填材が充填されてお
り、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５に用いるこ
とができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、ＰＶＣ（
ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、
シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニ
ルアセテート）系樹脂を用いることができる。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥剤
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。
また、発光素子６１８と互いに重なるように、光学素子６２１が封止基板６０４の下方
に設けられる。また、封止基板６０４の下方には、遮光層６２２が設けられる。光学素子
６２１及び遮光層６２２としては、それぞれ、実施の形態３に示す光学素子、及び遮光層
と同様の構成とすればよい。
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にくい材料であることが望ましい。ま
た、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ
Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリ
エステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子及び光学素子を有
する表示装置を得ることができる。
＜表示装置の構成例２＞
次に、表示装置の別の一例について、図９（Ａ）（Ｂ）及び図１０を用いて説明を行う
。なお、図９（Ａ）（Ｂ）及び図１０は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
図９（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１０２
１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の下部電極１０２
４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の上部電極１
０２６、封止層１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図９（Ａ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑
色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けてい
る。また、遮光層１０３５をさらに設けても良い。着色層及び遮光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、及び遮光層は
、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図９（Ａ）においては、着色層を透
過する光は赤、緑、青となることから、３色の画素で映像を表現することができる。
図９（Ｂ）では、光学素子の一例として、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ている。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。
図１０では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層
１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜
１０２１との間に形成する例を示している。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、以上に説明した表示装置では、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）の表示装置としたが、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）の表示装置としても良い。
＜表示装置の構成例３＞
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図１１（Ａ）（Ｂ）に示す。図１１
（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図９（Ａ）（Ｂ）
及び図１０に示す駆動回路部１０４１、周辺部１０４２等を省略して例示している。
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。トランジスタと発
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表示装置
と同様に形成する。その後、電極１０２２を覆うように、第３の層間絶縁膜１０３７を形
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。
発光素子の下部電極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１１（Ａ）（Ｂ）のようなトップエミッション型の表示
装置である場合、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは光を反射する機能を有
することが好ましい。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電
極１０２６は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極１０２４Ｒ、１０
２４Ｇ、１０２４Ｂと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、
特定波長における光強度を増加させると好ましい。
図１１（Ａ）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１０３４
Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層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遮
光層１０３５を設けても良い。なお、封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いると
好適である。
また、図１１（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色
層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１１（Ｂ）に示すように
、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設
けて、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１１（Ａ）に示す
ように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を
抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１１（Ｂ）に示すように、発光素子と、緑
色の着色層を設けずに、赤色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色
の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるとい
った効果を奏する。
＜表示装置の構成例４＞
以上に示す表示装置は、３色（赤色、緑色、及び青色）の副画素を有する構成を示した
が、４色（赤色、緑色、青色、及び黄色、あるいは赤色、緑色、青色、及び白色）の副画
素を有する構成としてもよい。図１２乃至図１４は、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、
１０２４Ｂ、及び１０２４Ｙを有する表示装置の構成である。図１２（Ａ）（Ｂ）及び図
１３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）の表示装置であり、図１４（Ａ）（Ｂ）は、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）の表示装置である。
図１２（Ａ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ
、着色層１０３４Ｙ）を透明な基材１０３３に設ける表示装置の例である。また、図１２
（Ｂ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ）をゲー
ト絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する表示装置の例である。ま
た、図１３は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着
色層１０３４Ｙ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成
する表示装置の例である。
着色層１０３４Ｒは赤色の光を透過し、着色層１０３４Ｇは緑色の光を透過し、着色層
１０３４Ｂは青色の光を透過する機能を有する。また、着色層１０３４Ｙは黄色の光を透
過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能
を有する。着色層１０３４Ｙが青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過
する機能を有するとき、着色層１０３４Ｙを透過した光は白色であってもよい。黄色ある
いは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、着色層１０３４Ｙを有する表示
装置は、消費電力を低減することができる。
また、図１４に示すトップエミッション型の表示装置においては、下部電極１０２４Ｙ
を有する発光素子においても、図１１（Ａ）の表示装置と同様に、下部電極１０２４Ｒ、
１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、１０２４Ｙと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビテ
ィ構造を有する構成が好ましい。また、図１４（Ａ）の表示装置では、着色層（赤色の着
色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ、及び黄色の着色層
１０３４Ｙ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。
マイクロキャビティ、及び黄色の着色層１０３４Ｙを介して呈される発光は、黄色の領
域に発光スペクトルを有する発光となる。黄色は視感度が高い色であるため、黄色の発光
を呈する発光素子は発光効率が高い。すなわち、図１４（Ａ）の構成を有する表示装置は
、消費電力を低減することができる。
また、図１４（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色
層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１４（Ｂ）に示すように
、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青
色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青、黄の４色、または赤、緑、青、白の４色で
フルカラー表示を行う構成としてもよい。図１４（Ａ）に示すように、発光素子と、該発
光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を
奏する。一方で、図１４（Ｂ）に示すように、発光素子と、黄色の着色層を設けずに、赤
色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、黄色または白色
の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるとい
った効果を奏する。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜
組み合わせることが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図１５乃至
図１７を用いて説明を行う。
なお、図１５（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図１
５（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
＜表示装置に関する説明＞
図１５（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２と
いう）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（
以下、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０
６という）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成とし
てもよい。
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されている
ことが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４
の一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回
路部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂ
ｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置され
た複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回
路部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路
８０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するため
の回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、
端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力す
る。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力さ
れ、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以
下、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線
駆動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃
至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号
を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０
４ａは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、
端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元とな
る信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路
８０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは
、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信
号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与え
られる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有す
る。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有す
る。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも
可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。
信号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、
画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを
用いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを
介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介し
てデータ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路
８０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列
目の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路
８０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（
ｎはＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
図１５（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８
０１の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動
回路８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保
護回路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することが
できる。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配
線に接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び
制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該
配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図１５（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０
６を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：
静電気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。
ただし、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに
保護回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続
した構成とすることもできる。あるいは、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成
とすることもできる。
また、図１５（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂに
よって駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例
えば、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成され
た基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装す
る構成としても良い。
＜画素回路の構成例＞
図１５（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図１５（Ｂ）に示す構成とする
ことができる。
図１５（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６
２と、発光素子８７２と、を有する。
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる
配線（データ線ＤＬ＿ｎ）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５２のゲート
電極は、ゲート信号が与えられる配線（走査線ＧＬ＿ｍ）に電気的に接続される。
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ
＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイ
ン電極の他方に電気的に接続される。
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電
気的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２の
ソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続
され、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続
される。
発光素子８７２としては、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発光素子を用いること
ができる。
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与
えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
図１５（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図１５（Ａ）に示す走
査線駆動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２を
オン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで
保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４の
ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電
流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
また、画素回路に、トランジスタのしきい値電圧等の変動の影響を補正する機能を持た
せてもよい。図１６（Ａ）（Ｂ）及び図１７（Ａ）（Ｂ）に画素回路の一例を示す。
図１６（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０３＿１乃至３
０３＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図１６（Ａ）に
示す画素回路には、配線３０１＿１乃至３０１＿５、並びに配線３０２＿１及び配線３０
２＿２が電気的に接続されている。なお、トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６につい
ては、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図１６（Ｂ）に示す画素回路は、図１６（Ａ）に示す画素回路に、トランジスタ３０３
＿７を追加した構成である。また、図１６（Ｂ）に示す画素回路には、配線３０１＿６及
び配線３０１＿７が電気的に接続されている。ここで、配線３０１＿５と配線３０１＿６
とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０３＿７について
は、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図１７（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０８＿１乃至３
０８＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図１７（Ａ）に
示す画素回路には、配線３０６＿１乃至３０６＿３、並びに配線３０７＿１乃至３０７＿
３が電気的に接続されている。ここで配線３０６＿１と配線３０６＿３とは、それぞれ電
気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６については
、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図１７（Ｂ）に示す画素回路は、２つのトランジスタ（トランジスタ３０９＿１及びト
ランジスタ３０９＿２）と、２つの容量素子（容量素子３０４＿１及び容量素子３０４＿
２）と、発光素子３０５と、を有する。また、図１７（Ｂ）に示す画素回路には、配線３
１１＿１乃至配線３１１＿３、配線３１２＿１、及び配線３１２＿２が電気的に接続され
ている。また、図１７（Ｂ）に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力−電
流駆動方式（ＣＶＣＣ方式ともいう）とすることができる。なお、トランジスタ３０９＿
１及び３０９＿２については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる
。
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマ
トリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式の
それぞれの方式に適用することができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、ト
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いるこ
とが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴ
ＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子
は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる
。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ
、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子
）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素
子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留
まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用
いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図るこ
とが出来る。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
（実施の形態６）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装
置に入力装置を取り付けた電子機器について、図１８乃至図２２を用いて説明を行う。
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わ
せたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセン
サを有する場合について説明する。
図１８（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１８（Ａ）（
Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図１
８（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基
板２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも
可撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一
つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することが
できる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にま
で引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９
（１）と電気的に接続する。また、複数の配線２５１１は、信号線駆動回路２５０３ｓ（
１）からの信号を複数の画素に供給することができる。
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する
複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回
され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接
続される。なお、図１８（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０
と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している
。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電
容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式な
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
なお、図１８（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセン
サを適用した構成である。
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することが
できる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有す
る。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は
複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
電極２５９２は、図１８（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数
の四辺形が角部で接続される形状を有する。
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し
配置されている。
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このと
き、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい
。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減
できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減すること
ができる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りう
る。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介
して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける
構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に
絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい
。
＜表示装置に関する説明＞
次に、図１９（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図１９（Ａ
）は、図１８（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素
子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合につい
て説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の
色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ・
ｍ−２・ｄａｙ−１以下、好ましくは１×１０−６ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下である可
撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基
板２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率
が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−
５／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性
基板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２
５１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散
を防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板
２５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、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、ポリカーボネートまたはアク
リル、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を
含む材料を用いることができる。
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０
は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図１９（Ａ）に示すように、封止
層２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることがで
きる。
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いるこ
とにより、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域
に発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、
不活性気体（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥剤
を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、上述のシール材としては、例え
ば、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、シール材に用いる材
料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モ
ジュール２５８０Ｒを有する。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給すること
ができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回
路の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、
着色層２５６７Ｒとを有する。
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層と
を有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発
光素子を適用することができる。
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長にお
ける光強度を増加させてもよい。
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発
光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子
２５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発
光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。
遮光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長領域の光を透過する機能を有していればよく、
例えば、赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長領域の光を透過する
カラーフィルタ、青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長領域の光を
透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を
用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法な
どで形成することができる。
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトラン
ジスタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化す
るための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与し
てもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を
抑制できる。
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２
５５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。
なお、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に
形成してもよい。
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃ
とを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができ
る。
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。
また、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰ
Ｃ２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、
クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２
５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図
１９（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示し
ているが、これに限定されず、例えば、図１９（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジ
スタを表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限
定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、Ｎチャネル型
のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用
いてもよい。また、トランジスタ２５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶
性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることが
できる。また、半導体材料としては、１４族の半導体（例えば、ケイ素を有する半導体）
、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジ
スタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔのいずれか一方または双方に、エネルギーギ
ャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物
半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。
当該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇ
ａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、またはＮｄを表す）等が挙げられる。
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図１９（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図１９
（Ｃ）は、図１８（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極
２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５
９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性
を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる
。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状
に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法と
しては、熱を加える方法等を挙げることができる。
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜し
た後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して
、電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂
、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接す
る電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高
めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１
及び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好
適に用いることができる。
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられてい
る。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は
一対の電極２５９１を電気的に接続している。
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置され
る必要はなく、０度より大きく９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また
、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミ
ニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コ
バルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いること
ができる。
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５
を保護してもよい。
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる
。
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐ
ｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図２０（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図２０
（Ａ）は、図１８（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
図２０（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図１９（Ａ）で説明した表示装置２５０
１と、図１９（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
また、図２０（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図１９（Ａ）及び図１９（Ｃ）で
説明した構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッ
チセンサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼
り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２
５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いるこ
とができる。
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとし
て、例えば円偏光板を用いることができる。
次に、図２０（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図２０（Ｂ）を
用いて説明する。
図２０（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図２０（Ｂ）に示すタッチパ
ネル２００１は、図２０（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対す
るタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同
様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図２０（Ｂ）に
示す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する
。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、
図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている
。
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッ
チセンサ２５９５を貼り合わせる。
図２０（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板２５１０の上側
及び下側のいずれか一方または双方に射出されればよい。
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図２１（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行
う。
図２１（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図２１
（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、
図２１（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変
化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。ま
た、図２１（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量
２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換
えてもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路
である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電
極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等によ
り容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または
接触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線
での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、
または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または
接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検
出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図２１（Ｂ）には、図２１（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入
出力波形のタイミングチャートを示す。図２１（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行う。また、図２１（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ
）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なお、図２
１（Ｂ）では、Ｙ１−Ｙ６の配線で検出される電流値に対応する電圧値の波形を示してい
る。
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−
Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６
の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知
することができる。
＜センサ回路に関する説明＞
また、図２１（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設ける
パッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有する
アクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチ
センサに含まれるセンサ回路の一例を図２２に示す。
図２２に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ
２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に
電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１
のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方が
トランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳ
Ｓが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたは
ドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳ
Ｓが与えられる。
次に、図２２に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトラン
ジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲー
トが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２と
してトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が
保持される。
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化する
ことに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノ
ードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電
流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出するこ
とができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、
酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにト
ランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を
長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リ
フレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図２３及び図２４を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図２３に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２と
の間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続され
た表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有
する。
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８
００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８
００６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）
に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６
の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
＜電子機器に関する説明＞
図２４（Ａ）乃至図２４（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又
は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（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９００８、等を有することができる。
図２４（Ａ）乃至図２４（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。
例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッ
チセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、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、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々な
コンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信ま
たは受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表
示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図２４（Ａ）乃至図２４（Ｇ）に
示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有すること
ができる。また、図２４（Ａ）乃至図２４（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、
複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を
撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵
）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図２４（Ａ）乃至図２４（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図２４（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が
有する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に
沿って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセン
サを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表
示部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することが
できる。
図２４（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は
、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具
体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、
スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが、図
２４（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯
情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、
３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００
１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９０
０１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メール
やＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示
、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バ
ッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている
位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
図２４（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は
、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、
情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携
帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状
態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信し
た電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位
置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示
を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図２４（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末
９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信
、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表
示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行するこ
とが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハン
ズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を
有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。ま
た接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００
６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図２４（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図であ
る。また、図２４（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図２４
（Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変
化する途中の状態の斜視図であり、図２４（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２
０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００
に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲
げることができる。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器
にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部におい
ては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り
畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面
部に表示を行う構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について、図２５及び
図２６を用いて説明する。
本実施の形態で示す、発光装置３０００の斜視図を図２５（Ａ）に、図２５（Ａ）に示
す一点鎖線Ｅ−Ｆ間に相当する断面図を図２５（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図２５（
Ａ）において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
図２５（Ａ）（Ｂ）に示す発光装置３０００は、基板３００１と、基板３００１上の発
光素子３００５と、発光素子３００５の外周に設けられた第１の封止領域３００７と、第
１の封止領域３００７の外周に設けられた第２の封止領域３００９と、を有する。
また、発光素子３００５からの発光は、基板３００１及び基板３００３のいずれか一方
または双方から射出される。図２５（Ａ）（Ｂ）においては、発光素子３００５からの発
光が下方側（基板３００１側）に射出される構成について説明する。
また、図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置３０００は、発光素子３００５が第
１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とに、囲まれて配置される二重封止構
造である。二重封止構造とすることで、発光素子３００５側に入り込む外部の不純物（例
えば、水、酸素など）を、好適に抑制することができる。ただし、第１の封止領域３００
７及び第２の封止領域３００９を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第１封止領域３
００７のみの構成としてもよい。
なお、図２５（Ｂ）において、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９は
、基板３００１及び基板３００３と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例え
ば、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３０
０１の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
または、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板
３００３の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよ
い。
基板３００１及び基板３００３としては、それぞれ先の実施の形態３に記載の基板２０
０と、基板２２０と同様の構成とすればよい。発光素子３００５としては、先の実施の形
態に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
第１の封止領域３００７としては、ガラスを含む材料（例えば、ガラスフリット、ガラ
スリボン等）を用いればよい。また、第２の封止領域３００９としては、樹脂を含む材料
を用いればよい。第１の封止領域３００７として、ガラスを含む材料を用いることで、生
産性や封止性を高めることができる。また、第２の封止領域３００９として、樹脂を含む
材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第１の封止領域
３００７と、第２の封止領域３００９とは、これに限定されず、第１の封止領域３００７
が樹脂を含む材料で形成され、第２の封止領域３００９がガラスを含む材料で形成されて
もよい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸
化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸
化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マ
ンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、
酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス
、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なく
とも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、
これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリ
ットと、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。また、ガラスフリ
ットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レー
ザとして、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。ま
た、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、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、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレ
タン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を
用いることができる。
なお、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９のいずれか一方または双方
にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板３００１との熱膨張率
が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基
板３００１にクラックが入るのを抑制することができる。
例えば、第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用い、第２の封止領域３００９
に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
第２の封止領域３００９は、第１の封止領域３００７よりも、発光装置３０００の外周
部に近い側に設けられる。発光装置３０００は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪
みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置３０００の外周部側、すなわち第２
の封止領域３００９に、樹脂を含む材料によって封止し、第２の封止領域３００９よりも
内側に設けられる第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用いて封止することで、
外力等の歪みが生じても発光装置３０００が壊れにくくなる。
また、図２５（Ｂ）に示すように、基板３００１、基板３００３、第１の封止領域３０
０７、及び第２の封止領域３００９に囲まれた領域には、第１の領域３０１１が形成され
る。また、基板３００１、基板３００３、発光素子３００５、及び第１の封止領域３００
７に囲まれた領域には、第２の領域３０１３が形成される。
第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス
等の不活性ガスが充填されていると好ましい。なお、第１の領域３０１１及び第２の領域
３０１３としては、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
また、図２５（Ｂ）に示す構成の変形例を図２５（Ｃ）に示す。図２５（Ｃ）は、発光
装置３０００の変形例を示す断面図である。
図２５（Ｃ）は、基板３００３の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤３０１８を設ける
構成である。それ以外の構成については、図２５（Ｂ）に示す構成と同じである。
乾燥剤３０１８としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着に
よって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤３０１８として用い
ることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化
カルシウムや酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、
シリカゲル等が挙げられる。
次に、図２５（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例について、図２６（Ａ）（Ｂ）（
Ｃ）（Ｄ）を用いて説明する。なお、図２６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、図２５（Ｂ）
に示す発光装置３０００の変形例を説明する断面図である。
図２６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、第２の封止領域３００９を設けず
に、第１の封止領域３００７とした構成である。また、図２６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）
に示す発光装置は、図２５（Ｂ）に示す第２の領域３０１３の代わりに領域３０１４を有
する。
領域３０１４としては、例えば、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、ポリカーボネートまたはアクリル、ウレタン、エポキシ
を用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることがで
きる。
領域３０１４として、上述の材料を用いることで、いわゆる固体封止の発光装置とする
ことができる。
また、図２６（Ｂ）に示す発光装置は、図２６（Ａ）に示す発光装置の基板３００１側
に、基板３０１５を設ける構成である。
基板３０１５は、図２６（Ｂ）に示すように凹凸を有する。凹凸を有する基板３０１５
を、発光素子３００５の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子３００５か
らの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図２６（Ｂ）に示すような凹凸を
有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。
また、図２６（Ｃ）に示す発光装置は、図２６（Ａ）に示す発光装置が基板３００１側
から光を取り出す構造であったのに対し、基板３００３側から光を取り出す構造である。
図２６（Ｃ）に示す発光装置は、基板３００３側に基板３０１５を有する。それ以外の
構成は、図２６（Ｂ）に示す発光装置と同様である。
また、図２６（Ｄ）に示す発光装置は、図２６（Ｃ）に示す発光装置の基板３００３、
３０１５を設けずに、基板３０１６を設ける構成である。
基板３０１６は、発光素子３００５の近い側に位置する第１の凹凸と、発光素子３００
５の遠い側に位置する第２の凹凸と、を有する。図２６（Ｄ）に示す構成とすることで、
発光素子３００５からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。
したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物
による発光素子の劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の
形態に示す構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することがで
きる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせること
ができる。
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置及び電子機器に適用す
る一例について、図２７及び図２８を用いて説明する。
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する
発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、
例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
図２７（Ａ）は、多機能端末３５００の一方の面の斜視図を示し、図２７（Ｂ）は、多
機能端末３５００の他方の面の斜視図を示している。多機能端末３５００は、筐体３５０
２に表示部３５０４、カメラ３５０６、照明３５０８等が組み込まれている。本発明の一
態様の発光装置を照明３５０８に用いることができる。
照明３５０８は、本発明の一態様の発光装置を用いることで、面光源として機能する。
したがって、ＬＥＤに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例え
ば、照明３５０８とカメラ３５０６とを組み合わせて用いる場合、照明３５０８を点灯ま
たは点滅させて、カメラ３５０６により撮像することができる。照明３５０８としては、
面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することがで
きる。
なお、図２７（Ａ）、（Ｂ）に示す多機能端末３５００は、図２４（Ａ）乃至図２４（
Ｇ）に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。
また、筐体３５０２の内部に、スピーカ、センサ（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）、マイクロフォン等を有することができる。また、多機能端末３５００の内部に、
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、多
機能端末３５００の向き（縦か横か）を判断して、表示部３５０４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。
表示部３５０４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３
５０４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３５０４に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシ
ング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部３５
０４に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。
図２７（Ｃ）は、防犯用のライト３６００の斜視図を示している。ライト３６００は、
筐体３６０２の外側に照明３６０８を有し、筐体３６０２には、スピーカ３６１０等が組
み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３６０８に用いることができる。
ライト３６００としては、例えば、照明３６０８を握持する、掴持する、または保持す
ることで発光することができる。また、筐体３６０２の内部には、ライト３６００からの
発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、１回
または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御す
ることで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明３６０８の発光と
同時に、スピーカ３６１０から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよ
い。
ライト３６００としては、あらゆる方向に発光することが可能なため、例えば、暴漢等
に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト３６００にデジタルス
チルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。
図２８は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子
は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面
を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成すること
もできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い
。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の
壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８
５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた
照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いるこ
とにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のようにして、本発明の一態様の発光装置を適用して照明装置及び電子機器を得る
ことができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに
限らず、あらゆる分野の照明装置及び電子機器に適用することが可能である。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子の作製例を示す。本実施例で作製した発
光素子の断面模式図は、図１（Ａ）に示す発光素子２５０と同様である。素子構造の詳細
を表１に示す。また、本実施例で使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
Figure 2021166311
Figure 2021166311
Figure 2021166311
＜発光素子１の作製＞
基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を、厚さが１１０ｎｍになるように形成した。
なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上にＥＬ層１００を形成した。正孔注入層１１１としては、１，３，
５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化
モリブデン（ＭｏＯ３）とを重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になる
ように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。また、正孔輸送層１１２としては
、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略
称：ＢＰＡＦＬＰ）を厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、発光層１３０としては、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）、９−フェニル−９’−（トリフ
ェニレン−２−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｐ）、お
よびＲｕｂｒｅｎｅ（ルブレンともいう）を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣｚＴ
ｐ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍに
なるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣ
ＣｚＴｐがホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）で
ある。
また、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２
０ｎｍになるよう、及びＢＰｈｅｎを厚さが１０ｎｍになるよう順次蒸着した。次に、電
子注入層１１９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を厚さが１ｎｍになるように蒸着した
。
また、電極１０２としては、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形
成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて、ＥＬ
層１００を形成した基板に封止基板を固定することで、発光素子１を封止した。具体的に
は、基板に形成したＥＬ層１００の周囲にシール材を塗布し、該基板と封止基板とを貼り
合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した
。以上の工程により発光素子１を得た。
＜発光素子２乃至４の作製＞
発光素子２乃至４は、先に示す発光素子１の作製と、発光層１３０のホスト材料のみ異
なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
発光素子２の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、Ｎ−（１，１’−ビフェ
ニル−４−イル）−Ｎ−［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−９，９−ジメ
チル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＦｒＢＢｉＦ−ＩＩ）、およびＲｕｂｒｅ
ｎｅを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＦｒＢＢｉＦ−ＩＩ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８
：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、
発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＦｒＢＢｉＦ−ＩＩがホスト材料１
３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
発光素子３の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、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）、およ
びＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が
０．８：０．２：０．０１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢＢｉＦがホスト材料１
３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料１３２（蛍光材料）である。
発光素子４の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、Ｎ−（４−ビフェニル）
−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、およびＲｕｂｒｅｎｅを重量比（４，６ｍ
ＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ）が０．８：０．２：０．０１になるように
、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍ
ＣｚＰ２ＰｍおよびＰＣＢｉＦがホスト材料１３１であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料
１３２（蛍光材料）である。
＜発光素子の動作特性１＞
次に、作製した発光素子１乃至発光素子４の発光特性について測定した。なお、測定は
室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表２に示す。ま
た、発光素子の電流効率−輝度特性を図２９に、外部量子効率−輝度特性を図３０に、輝
度−電圧特性を図３１に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を
流したときの電界発光スペクトルを図３２に示す。
Figure 2021166311
図３２に示すように、発光素子１乃至発光素子４の電界発光スペクトルピークからは、
蛍光材料であるＲｕｂｒｅｎｅが呈する黄色発光のみを観測した。
また、図２９、図３０、及び表２に示すように、発光素子１乃至発光素子４は高い電流
効率、及び外部量子効率を示す結果が得られた。また、特に発光素子４は、１０００ｃｄ
／ｍ２付近において、外部量子効率が８％より高い効率を示す結果が得られた。
一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成する一重項
励起子の生成確率が最大で２５％であるため、外部への光取り出し効率を２０％とした場
合の外部量子効率は、最大で５％となる。発光素子１乃至発光素子４においては、外部量
子効率が５％より高い効率が得られている。これは、発光素子１乃至発光素子４において
は、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重
項励起子に由来する発光に加えて、ＥｘＥＦによって、三重項励起子から生成した一重項
励起子に由来する発光が得られているためである。
また、図３１及び表２に示すように、発光素子１乃至発光素子４は低い電圧で駆動して
いる。すなわち、ＥｘＥＦを用いた発光層を有することで、低い電圧で駆動する発光素子
を作製することができる結果が得られた。また、消費電力の低減された発光素子を作製す
ることができる結果が得られた。
次に、発光素子１乃至発光素子４がＥｘＥＦにより発光しているかを調査するため、ゲ
スト材料１３２を有さない発光素子の作製および測定を行った。素子構造の詳細を表３に
示す。
Figure 2021166311
＜発光素子５乃至８の作製＞
発光素子５乃至８は、それぞれ先に示す発光素子１乃至４の作製と、発光層１３０のゲ
スト材料１３２を有さない点のみ異なり、それ以外の工程は、それぞれ発光素子１乃至４
と同様の作製方法とした。
発光素子５の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＣｚＴｐを重量
比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣｚＴｐ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが
４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
およびＰＣＣｚＴｐがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２を有さない。
発光素子６の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＦｒＢＢｉＦ−ＩＩ
を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＦｒＢＢｉＦ−ＩＩ）が０．８：０．２になるように
、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍ
ＣｚＰ２ＰｍおよびＦｒＢＢｉＦ−ＩＩがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２
を有さない。
発光素子７の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦを重量
比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが
４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
およびＰＣＢＢｉＦがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２を有さない。
発光素子８の発光層１３０としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢｉＦを重量比
（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが４０
ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍおよ
びＰＣＢｉＦがホスト材料１３１に相当し、ゲスト材料１３２を有さない。
＜発光素子の動作特性２＞
次に、作製した発光素子５乃至８の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２
３℃に保たれた雰囲気）で行った。
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表４に示す。ま
た、発光素子の電流効率−輝度特性を図３３に、外部量子効率−輝度特性を図３４に、輝
度−電圧特性を図３５に示す。また、発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を
流したときの電界発光スペクトルを図３６に示す。
Figure 2021166311
また、図３７に、ホスト材料として用いた４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣＣｚＴｐ、Ｆｒ
ＢＢｉＦ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、及びＰＣＢｉＦ、それぞれの薄膜の発光スペクトルを示
す。なお、薄膜の発光スペクトルの測定にはＰＬ−ＥＬ測定装置（浜松ホトニクス社製）
を用いた。
図３７に示すように、ホスト材料として用いた４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣＣｚＴｐ、
ＦｒＢＢｉＦ−ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、及びＰＣＢｉＦからは、ピーク波長がそれぞれ４９
３ｎｍ、４１８ｎｍ、４２８ｎｍ、４３６ｎｍ、４３０ｎｍの青色発光が観測された。
一方、図３６に示すように、発光素子５、発光素子６、発光素子７、及び発光素子８の
電界発光スペクトルピークからは、ピーク波長がそれぞれ４９９ｎｍ、５１３ｎｍ、５３
６ｎｍ、及び５５２ｎｍの緑色から黄色の発光が観測され、発光スペクトルの半値全幅は
いずれも化合物単体の発光スペクトルよりも大きい結果となった。発光素子５乃至発光素
子８の発光スペクトルの波長は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＰＣＣｚＴｐの
ＨＯＭＯ準位、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＦｒＢＢｉＦ−ＩＩのＨＯＭＯ準
位、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＰＣＢＢｉＦのＨＯＭＯ準位、及び４，６ｍ
ＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＰＣＢｉＦのＨＯＭＯ準位、とのエネルギー差にそれぞれ
相関があるため、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＣｚＴｐ、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＦｒＢ
ＢｉＦ−ＩＩ、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＢＢｉＦ、及び４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣ
ＢｉＦ、との励起錯体が呈する発光であるといえる。
また、図３８には、発光素子１乃至発光素子４のゲスト材料として用いたＲｕｂｒｅｎ
ｅを有するトルエン溶液の吸収スペクトルを測定した結果を示す。
図３８に示すようにＲｕｂｒｅｎｅの吸収スペクトルは、４５０ｎｍ乃至５５０ｎｍ付
近に高いモル吸光係数を有する吸収帯を有する。これは、図３６に示した励起錯体の電界
発光スペクトルの波長範囲と概ね一致する結果となっている。したがって、発光素子１乃
至発光素子４のホスト材料として励起錯体を形成する組み合わせの化合物を用いることで
、ゲスト材料へのエネルギー移動効率が高くなるため好適であることが分かった。
また、図３３、図３４、及び表４に示すように、発光素子７及び発光素子８は高い発光
効率（電流効率、及び外部量子効率）を示す結果が得られた。また、特に発光素子８は、
高輝度側でも発光効率の低下（ロールオフ）が少ない結果が得られた。
１０００ｃｄ／ｍ２付近において、発光素子５及び発光素子６の発光効率は概ね一致し
ており、発光素子７は発光素子５及び６の発光効率より高く、発光素子８は発光素子７よ
り発光効率が高い結果が得られた。また、先に示した発光素子１乃至発光素子４において
は、１０００ｃｄ／ｍ２付近において、発光素子１及び発光素子２の発光効率は概ね一致
しており、発光素子３は発光素子１及び２の発光効率より高く、発光素子４は発光素子３
より発光効率が高い結果が得られた。
すなわち、励起錯体が呈する発光の発光効率と、ゲスト材料が呈する発光の発光効率に
相関がある結果が得られた。励起錯体の発光効率が高いということは、励起錯体における
無輻射失活の速度定数が小さいことを意味し、逆項間交差の速度定数が大きいことが示唆
される。
そこで、次に、発光素子５乃至発光素子８の発光層と同等の薄膜に対して、時間分解蛍
光測定を行った。
＜薄膜サンプルの作製＞
発光素子の発光層の時間分解蛍光測定を行うため、石英基板上に真空蒸着法により薄膜
サンプルを作製した。
薄膜１としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＦｒＢＢｉＦ−ＩＩを重量比（４，６ｍ
ＣｚＰ２Ｐｍ：ＦｒＢＢｉＦ−ＩＩ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎ
ｍになるように共蒸着した。
薄膜２としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦを重量比（４，６ｍＣｚＰ
２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるよう
に共蒸着した。
薄膜３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢｉＦを重量比（４，６ｍＣｚＰ２
Ｐｍ：ＰＣＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるように共
蒸着した。
また、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて、薄膜
サンプルを成膜した石英基板上に封止基板を固定することで、薄膜１乃至薄膜３をそれぞ
れ封止した。具体的には、石英基板に形成した薄膜の周囲にシール材を塗布し、該石英基
板と封止基板とを貼り合せ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃に
て１時間熱処理した。
＜薄膜サンプルの時間分解蛍光測定＞
測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、
薄膜が呈する蛍光発光の寿命を測定するため、薄膜にパルスレーザを照射し、レーザ照射
後から減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルスレーザには
波長が３３７ｎｍの窒素ガスレーザーを用い、５００ｐｓのパルスレーザを１０Ｈｚの周
期で薄膜に照射し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデー
タを得た。また、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
薄膜１乃至薄膜３からは、２つの化合物が形成する励起錯体が呈する発光をそれぞれ観
測した。測定によって得られた減衰曲線を図３９に示す。
また、図３９に示す減衰曲線について、以下の数式（４）を用いてフィッティングを行
った。
Figure 2021166311
数式（４）において、Ｌは規格化した発光強度を表し、ｔは経過時間を表す。減衰曲線
のフィッティングを行った結果、ｎが１及び２でフィッティングを行うことができた。減
衰曲線のフィッティング結果から、薄膜１の発光成分には、蛍光寿命が０．６０μｓの早
い蛍光成分（ｐｒｏｍｐｔ成分を含む）と、９６μｓの遅延蛍光成分（ｄｅｌａｙｅｄ成
分ともいう）が含まれていることが分かった。また、薄膜２の発光成分には、蛍光寿命が
０．７２μｓの早い蛍光成分と、５５μｓの遅延蛍光成分が含まれていることが分かった
。一方、薄膜３の発光成分には、蛍光寿命が０．６７μｓの早い蛍光成分と、２３μｓの
遅延蛍光成分が含まれていることが分かった。すなわち、高い発光効率が得られた発光素
子４や発光素子８で用いた励起錯体の遅延蛍光寿命は、他の発光素子２、発光素子３、発
光素子６、及び発光素子７で用いた励起錯体の遅延蛍光寿命よりも短く、５０μｓ以下で
あることが分かった。また、該遅延蛍光成分が発光に占める割合は、薄膜１乃至薄膜３で
それぞれ、０．０８４％、３．８％、９．４％と算出された。
上記のように、薄膜３においては、比較的短い蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を有する
ことが分かった。遅延蛍光成分の寿命が短いということは、逆項間交差の速度定数が早い
ことを示唆するため、発光素子８によって得られた結果を支持する結果となった。すなわ
ち、励起錯体の三重項励起子が比較的短い時間で一重項励起子に変換されることで、高輝
度領域（励起子密度が高い領域）においても励起子密度の飽和が生じなかったため、発光
素子８は高輝度領域での発光効率の低下が生じにくい結果になったといえる。また、発光
素子１乃至４を比較すると、発光素子３（励起錯体の時間分解蛍光測定における遅延蛍光
寿命は５５μｓ）でも発光素子１および発光素子２よりは発光効率が向上しているが、大
きな発光効率の向上が見られるのは発光素子４（励起錯体の時間分解蛍光測定における遅
延蛍光寿命は２３μｓ）である。つまり、本発明の一態様においては、励起錯体の時間分
解蛍光測定における遅延蛍光寿命が５０μｓ以下であることが好ましく、より好ましくは
４０μｓ以下、さらに好ましくは３０μｓ以下である。
また、時間分解蛍光測定において、薄膜３は、呈する発光のうち遅延蛍光成分を５％以
上含むことから、一重項励起状態と三重項励起状態とのエネルギー移動が比較的高い確率
で生じていることが示唆される。
また、寿命の短い遅延蛍光成分を有する励起錯体をホスト材料として有する発光素子４
は、高い発光効率を示す結果が得られている。これは、励起錯体の三重項励起子が比較的
短い時間で一重項励起子に変換されることで、励起錯体の三重項励起状態からゲスト材料
の三重項励起状態へのエネルギー移動効率を低減し、励起錯体およびゲスト材料における
一重項励起子生成効率を向上させることができたためである。
以上のように、ホスト材料として励起錯体を形成する化合物を有し、該励起錯体が５０
μｓ以下という比較的短い蛍光寿命を有する遅延蛍光成分を５％以上の割合で有すること
で、発光素子４に示すような高い発光効率を示す発光素子を作製できることが分かった。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる
。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０１ａ 導電層
１０１ｂ 導電層
１０１ｃ 導電層
１０２ 電極
１０３ 電極
１０３ａ 導電層
１０３ｂ 導電層
１０４ 電極
１０４ａ 導電層
１０４ｂ 導電層
１０６ 発光ユニット
１０８ 発光ユニット
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 電子輸送層
１１４ 電子注入層
１１５ 電荷発生層
１１６ 正孔注入層
１１７ 正孔輸送層
１１８ 電子輸送層
１１９ 電子注入層
１２０ 発光層
１２１ ホスト材料
１２２ ゲスト材料
１２３Ｂ 発光層
１２３Ｇ 発光層
１２３Ｒ 発光層
１３０ 発光層
１３１ ホスト材料
１３１＿１ 有機化合物
１３１＿２ 有機化合物
１３２ ゲスト材料
１４０ 発光層
１４１ ホスト材料
１４１＿１ 有機化合物
１４１＿２ 有機化合物
１４２ ゲスト材料
１４５ 隔壁
１５０ 発光層
１５０ａ 発光層
１５０ｂ 発光層
２００ 基板
２２０ 基板
２２１Ｂ 領域
２２１Ｇ 領域
２２１Ｒ 領域
２２２Ｂ 領域
２２２Ｇ 領域
２２２Ｒ 領域
２２３ 遮光層
２２４Ｂ 光学素子
２２４Ｇ 光学素子
２２４Ｒ 光学素子
２５０ 発光素子
２６０ 発光素子
２６２ 発光素子
２７０ａ 発光素子
２７０ｂ 発光素子
２７２ａ 発光素子
２７２ｂ 発光素子
３０１＿１ 配線
３０１＿５ 配線
３０１＿６ 配線
３０１＿７ 配線
３０２＿１ 配線
３０２＿２ 配線
３０３＿１ トランジスタ
３０３＿６ トランジスタ
３０３＿７ トランジスタ
３０４ 容量素子
３０４＿１ 容量素子
３０４＿２ 容量素子
３０５ 発光素子
３０６＿１ 配線
３０６＿３ 配線
３０７＿１ 配線
３０７＿３ 配線
３０８＿１ トランジスタ
３０８＿６ トランジスタ
３０９＿１ トランジスタ
３０９＿２ トランジスタ
３１１＿１ 配線
３１１＿３ 配線
３１２＿１ 配線
３１２＿２ 配線
６００ 表示装置
６０１ 信号線駆動回路部
６０２ 画素部
６０３ 走査線駆動回路部
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 領域
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ
６１０ 素子基板
６１１ トランジスタ
６１２ トランジスタ
６１３ 下部電極
６１４ 隔壁
６１６ ＥＬ層
６１７ 上部電極
６１８ 発光素子
６２１ 光学素子
６２２ 遮光層
６２３ トランジスタ
６２４ トランジスタ
８０１ 画素回路
８０２ 画素部
８０４ 駆動回路部
８０４ａ 走査線駆動回路
８０４ｂ 信号線駆動回路
８０６ 保護回路
８０７ 端子部
８５２ トランジスタ
８５４ トランジスタ
８６２ 容量素子
８７２ 発光素子
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 層間絶縁膜
１０２１ 層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｂ 下部電極
１０２４Ｇ 下部電極
１０２４Ｒ 下部電極
１０２４Ｙ 下部電極
１０２５ 隔壁
１０２６ 上部電極
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 封止層
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 基材
１０３４Ｂ 着色層
１０３４Ｇ 着色層
１０３４Ｒ 着色層
１０３４Ｙ 着色層
１０３５ 遮光層
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２０００ タッチパネル
２００１ タッチパネル
２５０１ 表示装置
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｓ 信号線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１０ａ 絶縁層
２５１０ｂ 可撓性基板
２５１０ｃ 接着層
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 隔壁
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５７０ａ 絶縁層
２５７０ｂ 可撓性基板
２５７０ｃ 接着層
２５８０Ｒ 発光モジュール
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 接続層
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
３０００ 発光装置
３００１ 基板
３００３ 基板
３００５ 発光素子
３００７ 封止領域
３００９ 封止領域
３０１１ 領域
３０１３ 領域
３０１４ 領域
３０１５ 基板
３０１６ 基板
３０１８ 乾燥剤
３５００ 多機能端末
３５０２ 筐体
３５０４ 表示部
３５０６ カメラ
３５０８ 照明
３６００ ライト
３６０２ 筐体
３６０８ 照明
３６１０ スピーカ
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチセンサ
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示装置
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８５０１ 照明装置
８５０２ 照明装置
８５０３ 照明装置
８５０４ 照明装置
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ 操作ボタン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
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Claims (6)

  1. 蛍光発光材料と、ホスト材料と、を有し、
    前記ホスト材料は、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、励起錯体を形成しうる組み合わせであり、
    前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位より高く、
    前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位と前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は０．０５ｅＶ以上であり、
    前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位より高く、
    前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位と前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位とのエネルギー差は０．０５ｅＶ以上であり、
    前記第１の有機化合物のＳ１準位及び前記第２の有機化合物のＳ１準位は、前記励起錯体のＳ１準位及び前記蛍光発光材料のＳ１準位よりも高く、
    前記励起錯体のＳ１準位は、前記蛍光発光材料のＳ１準位よりも高く、
    前記第１の有機化合物のＴ１準位及び前記第２の有機化合物のＴ１準位は、前記励起錯体のＴ１準位及び前記蛍光発光材料のＴ１準位よりも高く、
    前記励起錯体の発光スペクトルは、前記蛍光発光材料の吸収スペクトルの最も低いエネルギー側の吸収帯と重なりを有し、
    前記励起錯体が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が５％以上であり、
    前記遅延蛍光成分は、蛍光寿命が１０ｎｓ以上５０μｓ以下の遅延蛍光成分を有し、
    前記励起錯体は、前記蛍光発光材料へ励起エネルギーを供与する機能を有し、
    前記蛍光発光材料からの発光が得られる、発光素子。
    （ただし、前記第１の有機化合物が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、前記第２の有機化合物が下記ＦｒＢＢｉＦ−ＩＩである組み合わせ、前記第１の有機化合物が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、前記第２の有機化合物が下記ＰＣＢＢｉＦである組み合わせ、及び前記第１の有機化合物が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、前記第２の有機化合物が下記ＰＣＢｉＦである組み合わせを除く）
    Figure 2021166311
  2. 請求項１において、
    前記第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環骨格を有し、
    前記第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格または芳香族アミン骨格を有する、発光素子。
  3. 請求項１または請求項２に記載の発光素子と、基板と、を有する発光装置。
  4. 請求項１または請求項２に記載の発光素子と、カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置。
  5. 請求項４に記載の表示装置と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器。
  6. 請求項１または請求項２に記載の発光素子と、筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する照明装置。



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