JP2021176149A

JP2021176149A - 発光素子、照明装置、発光装置、表示装置、および電子機器

Info

Publication number: JP2021176149A
Application number: JP2021078413A
Authority: JP
Inventors: 友恵松原; Tomoe Matsubara; 哲史瀬尾; Tetsushi Seo
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2021-11-04
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP7187609B2; KR102124983B1; KR20140018146A; JP2024028325A; TWI744192B; KR102083663B1; TW201731139A; TW201924089A; KR20200073188A; JP6882233B2; TW202125849A; KR102190275B1; US20140034926A1; JP2014044941A; JP2023014228A; TWI733065B; US10181571B2; US20170222169A1; US9219243B2; JP7412512B2

Abstract

【課題】異なる発光色を呈する発光層を積層した多色発光素子において、色の調節が容易な発光素子を提供する。また、安価で発光効率の良好な多色発光素子を提供する。【解決手段】異なる発光色を呈する、少なくとも２層の発光層が接して形成された発光素子において、当該２層の発光層からの光をいずれも励起錯体から得る発光素子を提供する。また、当該励起錯体が遅延蛍光を発する発光素子を提供する。【選択図】図１

Description

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

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

このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高
く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として
好適であると考えられている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、薄型
軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一
つである。

これらの発光素子は発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に
発光を得ることができる。よって、大面積の素子を容易に形成することができる。このこ
とは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得
難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。

当該発光素子を照明として用いるためには、白色発光を得ることが肝要である。白色発
光は、通常、異なる発光スペクトルを有する複数の発光中心物質からの光が合成された発
光を呈する多色発光素子を応用して得られる。

特許文献１では複数の発光層を積層した発光素子において、色調節のための層を新たに
用いる構成が開示されているが、このような構成では構成要素が増加するため、コスト的
に不利となる。

特開２０１０−０３３７８０号公報

上述の多色発光素子において、異なる波長の発光を同時に得るということは、異なるエ
ネルギー準位からの発光を同時に得ることと同意義である。しかし、異なるエネルギー準
位からの光には、必ず高低が存在し、結果としてエネルギー移動が起こる可能性がある。

そのため、このような素子では、所望の発光色を得る場合には、エネルギー移動を考慮
した緻密な素子設計が必要となるが、それには多くの時間と労力がかかる。

そこで、本発明では、異なる発光色の発光層を積層した多色発光素子において、色の調
節の容易な発光素子を提供することを課題とする。

また、本発明の他の態様では、安価で発光効率の良好な多色発光素子を提供することを
課題とする。

また、本発明の他の態様では、色の調節が容易であり、且つ安価で発光効率の良好な多
色発光素子を提供することを課題とする。

また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、安価に製造可能な発光
装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを課題とする。

また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低減された
発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを課題とする。

本発明は上述の課題のうちいずれか一を実現すればよいものとする。

異なる発光色を呈する、少なくとも２層の発光層が接して形成された発光素子において
、当該発光層からの光をいずれも励起錯体から得ることによって、上述の課題を解決する
ことができる。

すなわち、本発明の構成の一は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前
記第２の電極に挟まれたＥＬ層と、を有し、前記ＥＬ層は、第１の発光層と第２の発光層
とが積層された発光層を少なくとも有し、前記第１の発光層は、第１の有機化合物と、第
２の有機化合物と、を含み、前記第２の発光層は、第３の有機化合物と、第４の有機化合
物と、を含み、前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物は、第１の励起錯体を形
成する組み合わせであり、前記第３の有機化合物と、前記第４の有機化合物は、第２の励
起錯体を形成する組み合わせである発光素子である。

通常の、励起錯体ではない発光物質を用いた発光素子においては、発光物質同士、ホス
ト物質同士、発光物質とホスト物質で、バンドギャップや三重項励起準位の違いによりエ
ネルギー移動が生じるため、複数の発光層において発光を得るためには素子構造やドープ
濃度など、発光素子の調整が煩雑化してしまう。一方で、励起錯体同士のエネルギー移動
は起こりにくいため、本構成を有する発光素子においては、労せず両方の発光層から発光
を得ることができる。

また、励起錯体は、一重項励起準位と、三重項励起準位が近接している状態にあるため
、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が起き易く、遅延蛍光を示しやすい
状態である。遅延蛍光は、三重項励起状態を蛍光へと変換することができるため、発光素
子の発光効率を向上させることが可能となる。遅延蛍光を効率的に示すためには、一重項
励起状態と三重項励起状態の差が０．２ｅＶ以下、好ましく０．１ｅＶ以下であることが
好ましい。

そこで、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の励起錯体
が遅延蛍光を示す発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第２の励起錯体
が遅延蛍光を示す発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の励起錯体
と前記第２の励起錯体の両方が遅延蛍光を示す発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、外部量子効率が５％
以上である発光素子である。

また、上記発光素子は、再結合領域を各発光層の界面とすることによって、どちらの発
光層も効率よく発光させることができる。また、励起錯体を形成する２つの物質は、一方
が電子輸送性であり、他方が正孔輸送性であることによって、励起錯体の形成に有利であ
る。また、さらに、一方が電子輸送性で、他方が正孔輸送性であると、２つの物質の混合
割合によって、各発光層の輸送性を簡便に制御することができ、再結合領域の調整を容易
に行うことができるようになる。

すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記発光層にお
ける電子と正孔の再結合領域が、前記第１の発光層と、前記第２の発光層との界面である
発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の有機化合
物と前記第２の有機化合物は、一方が電子輸送性を有する物質であり、他方が正孔輸送性
を有する物質であり、前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は、一方が電子輸送
性を有する物質であり、他方が正孔輸送性を有する物質である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の電極と第２の
電極が、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能し、第１の発光層と第２の発光
層のうち、陽極として機能する電極側に位置する方の発光層は正孔輸送性を有する物質を
多く含み、陰極として機能する電極側に位置する方の発光層は電子輸送性を有する物質を
多く含む発光素子である。

なお、上記発光素子は、各々の励起錯体の発光波長が異なることによって、各々の励起
錯体からの発光色が合成された多色発光の発光素子とすることができ、当該発光を補色の
関係にすることによって白色発光が得られる。

すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の励起
錯体と、前記第２の励起錯体とは、各々異なる波長にピークを有する光を発する発光素子
である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、発光スペクトルに、
二つのピークを有する発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、白色発光を呈する発
光素子である。

また、励起錯体は当該励起錯体を形成する２種類の物質のうち、一方を変えることによ
っても発光波長を変化させることができる。すなわち、複数の発光層において、励起錯体
を構成する一方の物質は共通して用いることができ、構成要素を削減することによって、
より簡便、安価に素子を作成することが可能となる。

すなわち、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の有機化合
物と第２の有機化合物の一方と、第３の有機化合物と第４の有機化合物の一方とが同じ物
質である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、発光素子を制御する手段を備
えた発光モジュールである。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を表示部に有し、発光素子を制御
する手段を備えた表示モジュールである。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を有する照明装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、当該発光素子を制御する手段
を備えた発光装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を表示部に有し、発光素子を制御
する手段を備えた表示装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を有する電子機器である。

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

本発明の一態様では、異なる発光色の発光層を積層した多色発光素子において、色の調
節の容易な発光素子を提供することができる。

また、本発明の他の態様では、安価で発光効率の良好な多色発光素子を提供することが
できる。

また、本発明の他の態様では、色の調節が容易であり、且つ安価で発光効率の良好な多
色発光素子を提供することができる。

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

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

発光素子の概念図。アクティブマトリクス型発光装置の概念図。パッシブマトリクス型発光装置の概念図。アクティブマトリクス型発光装置の概念図。アクティブマトリクス型発光装置の概念図。照明装置の概念図。電子機器を表す図。電子機器を表す図。照明装置を表す図。照明装置を表す図。車載表示装置及び照明装置を表す図。電子機器を表す図。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
複数の発光物質から光を得る多色発光素子としては、一層の発光層内に複数の発光中心
物質を含ませたもの、複数の発光層を積層して、それぞれの発光層に異なる発光中心物質
を含ませたもの、中間層を異なる発光中心物質が含まれた発光層間に配したものなどが提
案されている。

このうち、中間層を用いた素子以外は、発光中心物質間で直接又はホスト材料を介して
エネルギー移動が発生し、発光効率や発光色に大きな影響を与えることがわかっている。

このエネルギー移動のコントロールは、素子構造、ホスト材料や発光中心物質の選択、
添加物の有無やその量などによりなされるが、その調整には大きな労力を要する。

また、中間層を用いた素子は、成膜する層の数が多くなりコストが増大する、駆動電圧
が高くなるなどのデメリットを有する。

そこで、本発明の一態様では、第１の発光層及び第２の発光層を積層し、それぞれの発
光層から異なる波長の光が提供され、当該光が合成された発光を呈する多色発光素子にお
いて、当該発光層から得られる光が、励起錯体からの発光である発光素子を提供する。

図１に、本実施の形態における発光素子の模式図を示した。本実施の形態の発光素子は
第１の電極１０１と第２の電極１０２との間にＥＬ層１０３が挟まれた構造を有する。第
１の電極１０１及び第２の電極１０２はその一方が陽極として機能し、他方が陰極として
機能する。図１では第１の電極１０１が陽極として機能し、第２の電極１０２が陰極とし
て機能するものとして説明する。

ＥＬ層１０３は少なくとも発光層１１３を有している。ＥＬ層１０３におけるその他の
層は、特に限定されないが、例えば、図１に示したように正孔注入層１１１、正孔輸送層
１１２、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５などを有している。

発光層１１３は、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとから構成されている。
第１の発光層１１３ａは第１の有機化合物と第２の有機化合物とを少なくとも含み、第２
の発光層１１３ｂは第３の有機化合物と第４の有機化合物とを少なくとも含む。なお、第
１の発光層１１３ａは第１の有機化合物と第２の有機化合物のみから構成されていてもよ
い。同様に、第２の発光層１１３ｂは第３の有機化合物と第４の有機化合物のみから構成
されていてもよい。

ここで、励起錯体は、２種類の物質からなる励起状態である。励起錯体は、例えば光励
起の場合、励起状態となった一つの分子がもう一方の基底状態の物質を取り込むことによ
って形成される。したがって、光を発することによって基底状態となると、また元の物質
として振舞う。そのため、励起錯体としての基底状態は存在せず、励起錯体へのエネルギ
ー移動は原理的に起こり得ない。このことから、発光層間のエネルギー移動が抑制された
本実施の形態の発光素子は、エネルギー移動に起因する煩雑な素子構造の調整を必要とせ
ず、簡便に両発光層から所望の発光を得ることができる。

励起錯体は、上述のように二種類の有機化合物から構成される。このため、第１の発光
層１１３ａは第１の有機化合物及び第２の有機化合物、第２の発光層１１３ｂは第３の有
機化合物及び第４の有機化合物を少なくとも有する。また、第１の有機化合物と第２の有
機化合物の組み合わせ及び第３の有機化合物と第４の有機化合物の組み合わせは、それぞ
れ少なくとも励起錯体が形成される組み合わせであることとする。

これら２種類の有機化合物の組み合わせとしては、一方を電子を受け取りやすい化合物
（電子輸送性を有する材料）、他方を正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する
材料）とすることが、励起錯体の形成に有利であるため好ましい構成である。

また、これら２種類の有機化合物は一方が電子輸送性を有する材料、他方が正孔輸送性
を有する材料であることによって、その発光層内における含有量比を調整することで、発
光層１１３のキャリアバランスを容易に調整することができる。

本実施の形態の発光素子は、キャリアの再結合領域を第１の発光層１１３ａと第２の発
光層１１３ｂとの界面近傍とすることによって、バランスよく第１の発光層１１３ａと第
２の発光層１１３ｂとに励起エネルギーを分配することができ、各発光層からの発光を労
せずに得ることができる。また、上述のように、第１の有機化合物乃至第４の有機化合物
の組み合わせを、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）と正孔を受け
取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）との組み合わせにすることによって、その
混合割合を調整することで、再結合領域を第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂ
との界面に容易に制御することができる。なお、再結合領域をずらすことによって、各発
光層からの発光強度を制御することもできるので、発光素子の発光スペクトルの調整も容
易に行うことができる。キャリアの再結合領域を第１の発光層１１３ａと第２の発光層１
１３ｂとの界面近傍にするためには、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂのう
ち、陽極に近い方を正孔輸送性の層、陰極に近い方を電子輸送性の層とすればよい。なお
、正孔輸送性の層にするには正孔輸送性を有する材料を多く含有させ、電子輸送性の層に
するには電子輸送性を有する材料を多く含有させればよい。

また、励起錯体は、当該励起錯体を形成する２種類の物質のうち、浅い方（絶対値が小
さい方）のＨＯＭＯ準位と深い方（絶対値が大きい方）のＬＵＭＯ準位の間のエネルギー
差に由来する発光を呈する。そのため、第１の有機化合物と第２の有機化合物の組み合わ
せと、第３の有機化合物と第４の有機化合物との組み合わせのうち、一方の物質が同じ物
質であっても、第１の発光層と第２の発光層とで異なる波長の発光を得ることができる。
第１の発光層と第２の発光層において、励起錯体を構成する一方の物質を共通化すること
によって、当該発光素子を構成する材料の種類が少なくなり、より、簡便、安価に製造す
ることが可能となり、量産に適した発光素子とすることが可能となる。また、第１の発光
層と第２の発光層との界面におけるキャリアの注入障壁が低減されるため、素子の長寿命
化にも寄与する。

ここで、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起
状態があり、一重項励起状態（Ｓ_１）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ_１）からの
発光がりん光と呼ばれている。また、当該発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ
_１：Ｔ_１＝１：３であると考えられている。そのため、三重項励起状態を発光に変換する
ことが可能なりん光性化合物を用いた発光素子は、蛍光性化合物を用いた発光素子よりも
高い発光効率を実現できるため、りん光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行
われている。

しかし、一方で、現在利用されているりん光性化合物はその殆どがイリジウムなどの希
少金属を中心金属とした錯体であり、そのコストや供給の安定性に不安がある。

三重項励起エネルギーを発光に変換することができる発光機構として、上記りん光の他
に遅延蛍光がある。これは、三重項励起状態が逆項間交差を起こすことによって一重項励
起状態にアップコンバートされ、発光を呈する機構である。遅延蛍光を利用することによ
って、蛍光発光の内部量子効率の限界とされている２５％を超えて蛍光発光を得ることも
可能となる。

この遅延蛍光は、一重項励起状態と三重項励起状態が近接しているほど起こりやすい。
励起錯体は一重項励起状態と三重項励起状態が近接している状態であるため、遅延蛍光を
示しやすい。遅延蛍光を効率よく示す励起錯体を用いることで、本実施の形態の発光素子
は、三重項励起状態も発光に寄与させることができるようになり、発光効率の高い発光素
子を提供することが可能となる。なお、遅延蛍光は多少の加熱（自己発熱も含む）により
、逆項間交差の効率を向上させた、いわゆる熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）も含むものと
する。遅延蛍光を効率的に発現させるためには、一重項励起状態と三重項励起状態のエネ
ルギー差を０ｅＶ乃至０．２ｅＶにすることが好ましい。より好ましい構成は当該エネル
ギー差が０ｅＶ乃至０．１ｅＶである構成である。

なお、どちらか一方の発光層が遅延蛍光を発する発光層であれば発光効率の向上効果を
得ることができるが、両方の発光層において遅延蛍光を発する構成であることがより好ま
しい。

遅延蛍光が発現している発光素子の場合、外部量子効率が遅延蛍光を殆ど示さない蛍光
発光素子の理論的限界と言われる５％（一重項励起状態の生成率２５％×光取り出し効率
２０％）を超えて現れる場合がある。本実施の形態の発光素子の構成を有する発光素子に
おいて、外部量子効率５％を越える効率を示す発光素子は、遅延蛍光が効率よく現れてい
ると推定できる。

また、別の観点から、励起錯体のＰＬ量子収率Φｐから見積もられるＥＬ内部量子効率
Φｅ１（＝Φｐ×２５％（ＥＬにおける一重項励起状態の生成率））が、発光素子の内部
量子効率Φｅ２（外部量子効率÷２０％（光取り出し効率））より小さければ遅延蛍光が
効率よく現れていると言うことができる。Φｅ２がΦｅ１の２倍程度であると、より本実
施の形態の発光素子を用いた効果が現れているため好ましい構成である。

以上の構成を有する本実施の形態における発光素子は、第１の発光層と第２の発光層と
で各々発光波長の異なる発光を呈する励起錯体からの光を得ることによって、多色発光の
発光素子とすることができる。このような発光素子の発光スペクトルは少なくとも二つ以
上のピークを有する。

また、本実施の形態における第１の発光層と第２の発光層とを接して形成していても、
互いにエネルギー移動を起こしにくいため、発光バランスの調整がしやすい発光素子であ
る。

このため、発光色の制御が重要な白色発光を呈する発光素子として好適に利用すること
ができ、照明用途の発光素子としてさらに有効である。

以上のような構成を有する本実施の形態における発光素子は、発光層に励起錯体を用い
ていることによって、発光層間のエネルギー移動が起こりにくく、発光素子の色調節が容
易な発光素子とすることができる。

また、本実施の形態の発光素子は、励起錯体からの発光を利用しており、遅延蛍光を発現
しやすい。遅延蛍光を利用することで、三重項励起エネルギーを発光に変換することがで
きるため、発光効率の高い発光素子とすることができる。

また、本実施の形態の発光素子は励起錯体を用いることで、発光層間でのエネルギー移
動が起こりにくく、且つ遅延蛍光が得やすい。このため色調節が容易で、発光効率の良好
な発光素子とすることができる。

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

本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層を有する。
本実施の形態において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の
電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。
なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として
機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０
２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加した
ときに、発光が得られる構成となっている。

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

ＥＬ層１０３の積層構造については、発光層１１３が実施の形態１に示したような構成
となっていれば他は特に限定されない。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することが
できる。本実施の形態では、ＥＬ層１０３は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔
注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５
を有する構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。

正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナ
ジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いること
ができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）
等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル
）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス
（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフ
ェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポ
リ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ
）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。

また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料にアクセプター性物質を含有
させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプター性
物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料
を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく
、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては
、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称
：Ｆ_４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げ
ることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げ
ることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム
、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高い
ため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱
いやすいため好ましい。

複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、芳香族アミン化合物、カルバゾー
ル誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）な
ど、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物として
は、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０^−６ｃｍ^２／
Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における
正孔輸送性を有する材料として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。

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

複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−
（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバ
ゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３
−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）
、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］
−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。

また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−
ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−
カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−
９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［
４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用
いることができる。

また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ
−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−
ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，
５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９
，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１
０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラ
セン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎ
ｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）
、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセ
ン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−
テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメ
チル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１
０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニ
ル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフ
ェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、
ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。ま
た、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０^−６
ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いる
ことがより好ましい。

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

また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェ
ニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニル
アミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（
略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス
（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることも
できる。

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

正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する材料を含む層である。正孔輸送性を有する材
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）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェ
ニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４
’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、
４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフ
ェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフ
ルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェ
ニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡ
ＦＬＰ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔
輸送性が高く、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、
上述の複合材料における正孔輸送性を有する材料として挙げた有機化合物も正孔輸送層１
１２に用いることができる。また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）や
ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いる
こともできる。なお、正孔輸送性を有する材料を含む層は、単層のものだけでなく、上記
物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。

発光層１１３は、実施の形態１で説明した発光層１１３の構成を有する。すなわち、第
１の電極側から、第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂが積層されて構成されて
いる。また、第１の発光層１１３ａには第１の有機化合物と第２の有機化合物が含まれて
おり、第２の発光層１１３ｂには、第３の有機化合物、第４の有機化合物含まれている。
本実施の形態の発光素子の特徴は、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、第１の励起
錯体を形成する組み合わせとし、第３の有機化合物と第４の有機化合物は、第２の励起錯
体を形成する組み合わせとすることにある。そして、第１の励起錯体及び第２の励起錯体
から発光を得る構成を有する。

上記第１の有機化合物、第２の有機化合物、第３の有機化合物及び第４の有機化合物と
して用いることが可能な材料としては、実施の形態１に記載した条件を満たすような組み
合わせであれば特に限定はなく、種々のキャリア輸送材料を選択することができる。

例えば、電子輸送性を有する材料（電子を受け取りやすい化合物）としては、ビス（１
０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビ
ス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ
）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス
［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビ
ス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）など
の金属錯体や、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１
，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニ
ル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ
）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾ
ール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，
４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）
、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−
ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル
）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ
）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−
４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−Ｉ
Ｉ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ
［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−
カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略
称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル
］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエ
ニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨
格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェ
ニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）
−フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物
が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有
する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラ
ジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。

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

また、以上で述べたキャリア輸送材料の他、公知の物質の中からキャリア輸送材料を用
いても良い。また、形成される励起錯体は組み合わせる化合物の浅い方のＨＯＭＯ準位と
深いほうのＬＵＭＯ準位のエネルギー差に由来する発光を呈することから、第１の有機化
合物と第２の有機化合物の組み合わせ及び第３の有機化合物と第４の有機化合物の組み合
わせは所望の発光波長の発光が実現する組み合わせを選択する。なお、第１の有機化合物
と第２の有機化合物の一方と、第３の有機化合物と第４の有機化合物一方が同じ物質であ
っても良い。この場合、発光素子を構成する材料の種類を削減することが可能となり、コ
スト的に有利である。

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

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

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

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

電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する材料を含む層である。例えば、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト
）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト
）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェ
ニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノ
リン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス［２−（２−
ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などのオキサ
ゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金
属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−
１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸ
Ｄ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェ
ニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂ
Ｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べ
た物質は、電子輸送性が高く、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質
である。なお、上述した電子輸送性のホスト材料を電子輸送層１１４に用いても良い。

また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積
層したものとしてもよい。

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

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

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

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

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

以上のような構成を有する発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に
生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において
正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成さ
れるような構成となっている。

発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って
外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方
または両方は、透光性を有する電極で成る。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極
である場合、発光は第１の電極１０１を通って取り出される。また、第２の電極１０２の
みが透光性を有する電極である場合、発光は第２の電極１０２を通って取り出される。第
１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する電極である場合、発光
は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って、両方から取り出される。

なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のも
のには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近
接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極
１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。

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

本実施の形態における発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製す
ればよい。基板上に作製する順番としては、第１の電極１０１側から順に積層しても、第
２の電極１０２側から順に積層しても良い。発光装置は一基板上に一つの発光素子を形成
したものでも良いが、複数の発光素子を形成しても良い。一基板上にこのような発光素子
を複数作製することで、素子分割された照明装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作
製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製し
てもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス
型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦ
Ｔでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性につい
ても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。ま
た、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるも
のでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるも
のであってもよい。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

（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に記載の発光素子を用いた発光装置
について説明する。

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

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

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

なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路
、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板
上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を
基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ
型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。

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

第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成され
ている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数
の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したイン
ジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、
クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニ
ウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チ
タン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵
抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができ
る。

また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート
法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１及び実施の形態２
で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、
低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い
。

さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材
料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化
合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６
１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜
厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化イ
ンジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用
いるのが良い。

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

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

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

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

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

図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けるこ
とによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶
縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１
の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、
駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０
２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０
３１、シール材１０３２などが図示されている。

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

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

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

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

図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の
着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うこ
とができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラック
マトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色
層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）はオーバー
コート層１０３６によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する
基板を用いることとする。

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

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

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

また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

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

本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１
の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態１における第１の電極１
０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光
性を有する材料により形成する。

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

第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１
におけるＥＬ層１０３の構成に相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照
されたい。

ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１
における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第
２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１
２と接続することによって、電圧が供給される。

以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光素子を本
実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効率の高い発光素子である
ため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
また、実施の形態１又は実施の形態２で示した発光素子は、製造の容易な発光素子である
ため、安価な照明装置を提供することができる。

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

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

以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１又は実施の形態２に
記載の発光素子を有することから、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また
、駆動電圧の低い照明装置とすることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２で
示した発光素子は、製造の容易な発光素子であるため、安価な発光装置を提供することが
できる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子をその一部に含む
電子機器の例について説明する。実施の形態１又は実施の形態２に記載の発光素子は発光
効率が良好であり、消費電力が低減された発光素子である。その結果、本実施の形態に記
載の電子機器は、消費電力が低減された発光部を有する電子機器とすることが可能である
。また、実施の形態１又は実施の形態２で示した発光素子は、製造の容易な発光素子であ
るため、安価な電子機器装置を提供することができる。

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

図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０
１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体
７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可
能であり、表示部７１０３は、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子をマトリ
クス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率の良好な発光素子とするこ
とが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。また、寿命
の長い発光素子とすることが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７
１０３を有するテレビジョン装置は消費電力の低減されたテレビジョン装置とすることが
できる。また、駆動電圧の小さいテレビジョン装置とすることが可能である。また、安価
なテレビジョン装置とすることができる。

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

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

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

図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施の
形態１及び実施の形態２で説明した発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部
７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図
７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７
、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３
１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化
学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動
、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１及び実施の形態２に記載の
発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部を用いていればよく、その他付属設
備が適宜設けられた構成とすることができる。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒
体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携
帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携
帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。上述の
ような表示部７３０４を有する携帯型遊技機は、表示部７３０４に用いられている発光素
子が、良好な発光効率を有することから、消費電力の低減された携帯型遊技機とすること
ができる。また、表示部７３０４に用いられている発光素子が低い駆動電圧で駆動させる
ことができることから、駆動電圧の小さい携帯型遊技機とすることができる。また、実施
の形態１又は実施の形態２で示した発光素子は、製造の容易な発光素子であるため、安価
な携帯型遊技機を提供することができる。

図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込ま
れた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４
０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、実施の形態１及
び実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を
有している。当該発光素子は発光効率の良好な発光素子とすることが可能である。また、
駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。また、寿命の長い発光素子とするこ
とが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７４０２を有する携帯電話
機は消費電力の低減された携帯電話機とすることができる。また、駆動電圧の小さい携帯
電話機とすることが可能である。また、実施の形態１又は実施の形態２で示した発光素子
は、製造の容易な発光素子であるため、安価な携帯電話機を提供することができる。

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

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。

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

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作
ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４
０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

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

以上の様に実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を備えた発光装置の適用範
囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を用いることにより、消費電力の低減さ
れた電子機器を得ることができる。また、実施の形態１又は実施の形態２で示した発光素
子は、製造の容易な発光素子であるため、安価な電子機器を提供することができる。

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

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

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

図１０は、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を、室内の照明装置３００
１として用いた例である。実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子は消費電力の
低減された発光素子であるため、消費電力の低減された照明装置とすることができる。ま
た、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子は大面積化が可能であるため、大面
積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１及び実施の形態２に記載の
発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。

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

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

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

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

実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子は発光効率の高い発光素子とすること
ができる。また、消費電力の小さい発光装置とすることができる。このことから、表示５
０００乃至表示５００５に大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負荷をかけること
が少なく、快適に使用することができることから実施の形態１及び実施の形態２に記載の
発光素子を用いた発光装置または照明装置は、車載用の発光装置又は照明装置として好適
に用いることができる。

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

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示され
た操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３
１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域
がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３
１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６
３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示
画面として用いることができる。

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

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

また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向き
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置
を内蔵させてもよい。

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

図１２（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐
体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤ
Ｃコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１２（Ｂ）では充放電制御回路９６３
４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について
示している。

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

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

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

また、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１２（
Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１２（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９
６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３
、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３
６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１２（Ｂ）に示す充放電制御
回路９６３４に対応する箇所となる。

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

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

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

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

Claims

第１の電極と第２の電極との間に、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を含み、
前記第２の発光層は、第３の有機化合物と、第４の有機化合物と、を含み、
前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物は、第１の励起錯体を形成する機能を有し、
前記第３の有機化合物と、前記第４の有機化合物は、第２の励起錯体を形成する機能を有し、
前記第２の有機化合物は、フラン骨格を有する化合物であり、
前記第１の励起錯体の発光波長と、前記第２の励起錯体の発光波長とは、異なる発光素子。
第１の電極と第２の電極との間に、第１の発光層と、第２の発光層と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を含み、
前記第２の発光層は、第３の有機化合物と、第４の有機化合物と、を含み、
前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物は、第１の励起錯体を形成する機能を有し、
前記第３の有機化合物と、前記第４の有機化合物は、第２の励起錯体を形成する機能を有し、
前記第２の有機化合物は、フラン骨格を有する化合物であり、
前記第１の励起錯体の発光色と、前記第２の励起錯体の発光色とは、異なる発光素子。
請求項１または請求項２において、
前記発光素子の発光スペクトルは、少なくとも２つのピークを有する発光素子。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第４の有機化合物は、芳香族アミン骨格、カルバゾール骨格、チオフェン骨格およびフラン骨格のいずれかを有する化合物である発光素子。
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。