JP2022105738A - 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光素子、発光装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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恒徳 鈴木
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Abstract

【課題】新規発光素子を提供する。または、寿命の良好な発光素子を提供する。または、発光効率の良好な発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極間にＥＬ層を有し、ＥＬ層には少なくとも、蛍光発光物質とホスト材料とを含む発光層と、第１の電子輸送材料を含む第１の電子輸送層と、第２の電子輸送材料を含む第２の電子輸送層がこの順に接して設けられ、ホスト材料と第２の電子輸送材料のＬＵＭＯ準位が、第１の電子輸送材料のＬＵＭＯ準位よりも高い発光素子を提供する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発
光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限
定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造
方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファク
チャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため
、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表
示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、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。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓ
ｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ素子）の実用化が進んでいる。これら発光素
子の基本的な構成は、一対の電極間に発光物質を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだも
のである。この素子に電圧を印加することにより、発光物質からの発光を得ることができ
る。
このような発光素子は自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に
比べ視認性が高く、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。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。
また、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。これは、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。
このように発光素子を用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適
であるが、より良好な効率、寿命を有する発光素子を求めて研究開発が進められている。
特許文献１では電子トラップ性を有する物質を添加した電子輸送層を用いることで長寿
命化を実現した発光素子について開示されている。
特開２００９－１７７１５７号公報
本発明の一態様では、新規発光素子を提供することを課題とする。または、寿命の良好
な発光素子を提供することを課題とする。または、発光効率の良好な発光素子を提供する
ことを課題とする。
または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々
提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装
置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明の一態様の発光素子は、陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に挟まれたＥ
Ｌ層とを有し、前記ＥＬ層は発光層と、第１の電子輸送層と、第２の電子輸送層とを有し
、前記第１の電子輸送層は、前記発光層と前記第２の電子輸送層の間に設けられ、前記発
光層は前記第１の電子輸送層と接する領域を有し、前記第２の電子輸送層は前記第１の電
子輸送層と接する領域を有し、前記発光層は、蛍光発光物質とホスト材料とを有し、前記
第１の電子輸送層は第１の材料を有し、前記第２の電子輸送層は第２の材料を有し、前記
ホスト材料のＬＵＭＯ準位は前記第１の材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、前記第２の材料
のＬＵＭＯ準位は前記第１の材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、前記ホスト材料は、３環以
上６環以下の縮合芳香環骨格を含む物質であり、前記第１の材料は第１の複素芳香環骨格
を含む物質であり、前記第２の材料は第２の複素芳香環骨格を含む物質であり、前記第１
の複素芳香環骨格を含む物質と前記第２の複素芳香環骨格を含む物質は異なる物質である
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、前記第１の複素芳香環
骨格を有する物質及び第２の複素芳香環骨格を有する物質が、６員環の含窒素複素芳香環
骨格を含む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、前記第１の複素芳香環
骨格を含む物質が、縮合複素芳香環骨格を含む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、前記第１の複素芳香環
骨格を含む物質が、ジアジン骨格又はトリアジン骨格を有する縮合複素芳香環骨格を含む
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、前記第１の複素芳香環
骨格を含む物質が、ピラジン骨格又はピリミジン骨格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、前記第１の複素芳香環
骨格を含む物質が、ジベンゾキノキサリン骨格を有する物質である発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記ホスト材料
がアントラセン骨格を含む物質である発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第２の電子
輸送層が、前記陰極と接している発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記ＥＬ層は、
さらに正孔注入層を有し、前記正孔注入層は前記陽極と接し、前記正孔注入層が有機アク
セプタ材料を含む発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記有機アクセ
プタ材料が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である発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記蛍光発光物
質が青色の発光を呈する発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子と、トランジスタ、または
、基板と、を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、センサ、操作ボタン、
スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、筐体と、を有する照明
装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。ま
た、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒ
ｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が
設けられたモジュール、又は発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によ
りＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。さら
に、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、新規発光素子を提供することができる。または、寿命の良好な発
光素子を提供することができる。または、発光効率の良好な発光素子を提供することがで
きる。
または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々
提供することができる。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装置、
電子機器及び表示装置を各々提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光素子の概略図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 発光素子１及び比較発光素子１の輝度－電流密度特性。 発光素子１及び比較発光素子１の電流効率－輝度特性。 発光素子１及び比較発光素子１の輝度－電圧特性。 発光素子１及び比較発光素子１の電流－電圧特性。 発光素子１及び比較発光素子１の外部量子効率－輝度特性。 発光素子１及び比較発光素子１の発光スペクトル。 発光素子１及び比較発光素子１の規格化輝度－時間変化特性。 発光素子２及び比較発光素子２の輝度－電流密度特性。 発光素子２及び比較発光素子２の電流効率－輝度特性。 発光素子２及び比較発光素子２の輝度－電圧特性。 発光素子２及び比較発光素子２の電流－電圧特性。 発光素子２及び比較発光素子２の外部量子効率－輝度特性。 発光素子２及び比較発光素子２の発光スペクトル。 発光素子２及び比較発光素子２の規格化輝度－時間変化特性。 発光素子３及び比較発光素子３の輝度－電流密度特性。 発光素子３及び比較発光素子３の電流効率－輝度特性。 発光素子３及び比較発光素子３の輝度－電圧特性。 発光素子３及び比較発光素子３の電流－電圧特性。 発光素子３及び比較発光素子３の外部量子効率－輝度特性。 発光素子３及び比較発光素子３の発光スペクトル。 発光素子３及び比較発光素子３の規格化輝度－時間変化特性。 発光素子４及び比較発光素子４の輝度－電流密度特性。 発光素子４及び比較発光素子４の電流効率－輝度特性。 発光素子４及び比較発光素子４の輝度－電圧特性。 発光素子４及び比較発光素子４の電流－電圧特性。 発光素子４及び比較発光素子４の外部量子効率－輝度特性。 発光素子４及び比較発光素子４の発光スペクトル。 発光素子４及び比較発光素子４の規格化輝度－時間変化特性。
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）
図１（Ａ）は本発明の一態様の発光素子を表す図である。本発明の一態様の発光素子は
、少なくとも陽極１０１と、陰極１０２、ＥＬ層１０３を有している。また、ＥＬ層１０
３は少なくとも発光層１１３と、第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１
４－２を有している。
発光層１１３は、ホスト材料と蛍光発光物質を含み、当該発光素子に電圧を印加して電
流を流すことで蛍光発光物質からの光を得ることができる。
また、ホスト材料は、３環以上６環以下の縮合芳香環骨格を含む物質であり、第１の電
子輸送層１１４－１を構成する材料及び第２の電子輸送層１１４－２を構成する材料は複
素芳香環骨格を含む物質である。なお、第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料と第
２の電子輸送層１１４－２を構成する材料は各々異なる物質であるものとする。
ここで、本発明の一態様の発光素子では、ホスト材料と、第２の電子輸送層１１４－２
を構成する材料のＬＵＭＯ準位がどちらも、第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料
のＬＵＭＯ準位よりも高い（浅い）準位にあることを特徴とする。ただし、ホスト材料と
第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料とのＬＵＭＯ準位の差は、０．３ｅＶ以内で
あることが好ましい。０．３ｅＶ以内だと、駆動電圧の上昇を抑制できる。
通常、発光素子の設計を行う際には、各層間のキャリアの注入障壁を低減させ、駆動電
圧の低減や寿命の向上を図るために、電子輸送層側では、陰極側の層から順にそのＬＵＭ
Ｏ準位が高く（浅く）なってゆくように設計される。
しかし、本発明の一態様の発光素子は、ホスト材料や電子輸送層を構成する材料のＬＵ
ＭＯ準位を上述のような関係とし、特定の骨格を有する材料を各々用いることによって、
従来の構成の発光素子よりも良好な寿命を有する発光素子を提供することができる。
ホスト材料は、３環以上６環以下の縮合芳香環骨格を有する材料が好ましい。これらの
縮合芳香環は、可視光領域付近のエネルギーギャップを保ちつつ、電気化学的な安定性を
確保することができるからである。特にアントラセン骨格は、青色の蛍光材料を励起する
のに十分なエネルギーギャップが得られ、ホール、電子の双方を輸送できることから、好
適である。また、アントラセン誘導体は、そのＬＵＭＯ準位を－２．７ｅＶ前後とするこ
とが容易であり、上述したＬＵＭＯ準位の関係を構築するのに好適でもある。
一方、第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料と第２の電子輸送層１１４－２を構成
する材料は各々異なる複素芳香環骨格を含む材料であることが好ましい。このように、第
１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２に用いる材料の複素芳香環骨
格を異ならせることにより、第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料のＬＵＭＯ準位
を、ホスト材料及び第２の電子輸送層１１４－２を構成する材料のＬＵＭＯ準位よりも低
い（深い）位置とすることが可能になる。
なお、ＥＬ層１０３がさらに正孔注入層１１１を有し、当該正孔注入層１１１を構成す
る材料として有機アクセプタ材料を用いた場合、従来よりも長寿命化できるのみならず、
高輝度領域の効率低下、いわゆるロールオフ現象を低減し、高輝度且つ高効率な発光素子
を実現することが可能となる。したがって、本発明の一態様は、ＥＬ層１０３がさらに正
孔注入層１１１を有し、当該正孔注入層１１１を構成する材料として有機アクセプタ材料
を用いた。
この理由の一つとしては、有機アクセプタのホールの注入能が低い問題点を、上述した構
成が補完できているためと考えられる。有機アクセプタの多くは、ＨＯＭＯ準位がー５．
４ｅＶより低い（深い）ＨＯＭＯ準位を有する材料に対してはアクセプタ性が弱くなり、
すなわち正孔注入しにくくなる。したがって、有機アクセプタを正孔注入層に用いる場合
は、ＨＯＭＯ準位がー５．４ｅＶ以上の材料を正孔輸送層に用いることが好ましいが、一
方で、そのような正孔輸送層からは発光層へのホール注入が困難になる。なぜならば、３
環以上６環以下の縮合芳香環骨格を有する材料のＨＯＭＯ準位は、－５．４ｅＶよりも低
い（深い）ことが多いためである。このように、有機アクセプタを正孔注入層に用いた場
合、最終的に発光層にホール注入するには障壁が存在し、ホール注入能は低くなってしま
う。
その結果、例えば第１の電子輸送層１１４－１を設けない場合、あるいはホスト材料や第
２の電子輸送層１１４－２を構成する材料と同等のＬＵＭＯ準位を有する材料を第１の電
子輸送層１１４－１に用いる場合、その電子注入性及び輸送性に比べ、有機アクセプタを
用いたホール注入層のホール注入性及び輸送性が低くなってしまうため、特に高輝度側で
は電子過多の素子となってしまい、ロールオフが生じてしまう。またこの場合、キャリア
再結合領域が狭くなり、寿命にも悪影響を及ぼす。しかし、ホスト材料、第１の電子輸送
層１１４－１を構成する材料、および第２の電子輸送層１１４－２を構成する材料のＬＵ
ＭＯ準位を上述のように構築することにより、有機アクセプタを用いたホール注入層を導
入したとしても、高輝度領域においてキャリアバランスを保つことができるため、発光効
率を高めることができる。また、キャリア再結合領域を広く保つことができるため、長寿
命化を図れる。有機アクセプタは昇華性が良いという利点を有する一方で、ホール注入能
が低いという問題があったが、本願の一形態によりその問題点を解決することができる。
また、構造によっては寿命のみならず、発光効率の向上を実現することも可能となる。
例えば、上記正孔注入層１１１に、正孔輸送性を有する材料に、アクセプタ性を有する材
料（例えばアクセプタ性を有する遷移金属酸化物、特に元素周期表における第４族乃至第
８族に属する金属の酸化物）を含有させた複合材料を用いた場合は、高輝度領域だけでな
く、殆どすべての輝度領域で非常に効率の良好な発光素子を得ることが可能となる。
続いて、上述の発光素子の詳細な構造や材料の例について説明する。本発明の一態様の
発光素子は、上述のように陽極１０１と陰極１０２の一対の電極間に複数の層からなるＥ
Ｌ層１０３を有し、当該ＥＬ層１０３は少なくとも発光層１１３、第１の電子輸送層１１
４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を含む。また、これら発光層１１３、第１の電子
輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２はこの順に接して設けられている。
ＥＬ層１０３に含まれるそれ以外の層については特に限定はなく、正孔注入層、正孔輸
送層、電子注入層、キャリアブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層
構造を適用することができる。
陽極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化
合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば
、酸化インジウム－酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若
しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ、酸化インジウム－酸化亜鉛、酸
化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。こ
れらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル－ゲル法
などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム－酸化亜鉛
は、酸化インジウムに対し１～２０ｗｔ％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１
０３における陽極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、本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、正
孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、第１の電子輸送層１１４－１、第２
の電子輸送層１１４－２、電子注入層１１５を有する構成、及び図１（Ｂ）に示すように
、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、第１の電子輸送層１１４－１、
第２の電子輸送層１１４－２、電荷発生層１１６を有する構成の２種類の構成について説
明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、正孔注入性を有する物質を含む層である。遷移金属酸化物、特に
元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物（例えばモリブデン酸化物や
バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン
酸化物）等を用いることができる。また、遷移金属の錯体、特に元素周期表における第４
族乃至第８族に属する金属の錯体を用いることもでき、例えばモリブデントリス［１，２
－ビス（トリフルオロメチル）エタン－１，２－ジチオレン］（略称：Ｍｏ（ｔｆｄ）３
）のようなモリブデン錯体が挙げられる。これらの遷移金属酸化物、特に元素周期表にお
ける第４族乃至第８族に属する金属の酸化物、遷移金属の錯体、特に元素周期表における
第４族乃至第８族に属する金属の錯体は、アクセプタとして作用する。アクセプタは、正
孔注入層１１１に隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、少なくとも電界の
印加により電子を引き抜くことができる。さらに、７，７，８，８－テトラシアノ－２，
３，５，６－テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、３，６－ジフルオ
ロ－２，５，７，７，８，８－ヘキサシアノキノジメタン、クロラニル、２，３，６，７
，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（
略称：ＨＡＴ－ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を用いる
ことができる。上記電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物は、有機アクセ
プタとして作用する。有機アクセプタは、正孔注入層１１１に隣接する正孔輸送層（ある
いは正孔輸送材料）から、少なくとも電界の印加により電子を引き抜くことができる。こ
の他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシ
アニン系の化合物、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチル
フェニル）アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（１，１’－ビフェニル）－４
，４’－ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４－
エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等
の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の物質にアクセプタ性物質を含有させた複
合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプタ性物質を含有させた
ものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができ
る。つまり、陽極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料
も用いることができるようになる。アクセプタ性物質としては、Ｆ４－ＴＣＮＱ、クロラ
ニル、ＨＡＴ－ＣＮ等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物や、遷移金
属酸化物、特に元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物などを挙げる
ことができる。遷移金属酸化物、特に元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属
の酸化物は、ＨＯＭＯが－５．４ｅＶより低い（深い）正孔輸送性の物質に対してもアク
セプタ性を示す（少なくとも電界の印加により電子を引き抜くことができる）ため、好適
である。
上記電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物としては特に、ＨＡＴ－ＣＮ
のように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に
安定であり好ましい。
遷移金属酸化物、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物としては
、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タン
グステン、酸化マンガン、酸化レニウムはアクセプタ性が高いため好ましい。中でも特に
、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導
体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種
々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正
孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以
上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔輸
送性の物質として用いることのできる有機化合物の例を具体的に列挙する。
芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’－ジ（ｐ－トリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－
ｐ－フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニ
ルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－
ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－
（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５－ト
リス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ベンゼン（略称：
ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
カルバゾール誘導体としては、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：ＰＣｚＰ
ＣＮ１）等を挙げることができる。また、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。
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－ｔｅ
ｒｔ－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から４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。なお、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：ＤＰＶＢ
ｉ）、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できる。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、
例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略
称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，
１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス
（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４
’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン
（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２
－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－
（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）など
の芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く
、主に１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材
料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層１１２に用いることが
できる。また、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４－ビニルト
リフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。なお
、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上
積層したものとしてもよい。
発光層１１３は、蛍光発光物質を含み蛍光発光を呈する層であっても、りん光発光物質
を含み蛍光発光を呈する層、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質を含みＴＡＤＦを
呈する層であってもいずれでも構わない。また、単層であっても、異なる発光物質が含ま
れる複数の層からなっていても良い。なお、本発明の一態様では、蛍光発光を呈する層、
特に、青色の蛍光発光を呈する層であることが好ましい。
発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば
以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，２’－ビピリ
ジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－９－アントリ
ル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，
Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’
－ジフェニル－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－
ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン
－９－イル）フェニル］－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰ
ｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’
－ジフェニルスチルベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カル
バゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン
（略称：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジ
フェニル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジ
フェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾ
ール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ－ｔｅｒ
ｔ－ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’
－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢ
ＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’－（２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン－９，１０－ジイルジ－４
，１－フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン
］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－
２－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ
）、Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’
－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’
，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリ
セン－２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ－（９
，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３
－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－
イル）－２－アントリル］－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略
称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ－［９，
１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－
トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０－ビ
ス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）
フェニル］－Ｎ－フェニルアントラセン－２－アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，
Ｎ，９－トリフェニルアントラセン－９－アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４
５Ｔ、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２－
ビス（１，１’－ビフェニル－４－イル）－６，１１－ジフェニルテトラセン（略称：Ｂ
ＰＴ）、２－（２－｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－６－メチル
－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２－｛２－メ
チル－６－［２－（２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリ
ジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称
：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）テトラセン－５
，１１－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＴＤ）、７，１４－ジフェニル－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ
’－テトラキス（４－メチルフェニル）アセナフト［１，２－ａ］フルオランテン－３，
１０－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＡＦＤ）、２－｛２－イソプロピル－６－［２－（１
，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉ
ｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニト
リル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２－｛２－ｔｅｒｔ－ブチル－６－［２－（１，１，７，７
－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジ
ン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：
ＤＣＪＴＢ）、２－（２，６－ビス｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル
｝－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２－｛
２，６－ビス［２－（８－メトキシ－１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－
テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－
ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられ
る。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎのようなピレンジアミ
ン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率
や信頼性に優れているため好ましい。
発光層１１３において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば
以下のようなものが挙げられる。
トリス｛２－［５－（２－メチルフェニル）－４－（２，６－ジメチルフェニル）－４Ｈ
－１，２，４－トリアゾール－３－イル－κＮ２］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）、トリス（５－メチル－３，４－ジフェ
ニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔ
ｚ）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－３
ｂ）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（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐ
ｉｍｐｔ－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：ＦＩｒ６）、ビス［２－（４’
，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナ
ート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２－［３’，５’－ビス（トリフルオロメチル）フ
ェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（
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：ＦＩｒａｃａ
ｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジ
ウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから
５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。
また、トリス（４－メチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：
［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４－ｔ－ブチル－６－フェニルピリミジナト）イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス
（６－メチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐ
ｐｍ）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（ａｃ
ａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６－（２－ノルボルニル）－４－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－ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）（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（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）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（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有
機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テ
ルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属
錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ～６
００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯
体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミ
ジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビ
ス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６－ジ
（ナフタレン－１－イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機
金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジ
ナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２
，３，５－トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（
略称：［Ｉｒ（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。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、
６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金
属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光材料を選択し、用いても
よい。
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体
、エオシン等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミ
ウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム
（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリン等も用いることができる。該金属含有ポルフィリ
ンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（Ｓ
ｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓ
ｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（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（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチ
ルポルフィリン－塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
Figure 2022105738000002
また、以下の構造式に示される２－ビフェニル－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ
［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（ＰＩＣ－ＴＲＺ
）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用い
ることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香
環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素
芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のド
ナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプタ性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位の
エネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
Figure 2022105738000003
続いて、発光層のホスト材料としては様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
当該キャリア輸送材料としては、例えば以下に示すような正孔輸送性を有する物質や、電
子輸送性を有する物質などを用いることができる。もちろん、以下に挙げる物質以外の正
孔輸送性を有する材料や電子輸送性を有する材料、バイポーラ性を有する材料も用いるこ
とができる。
正孔輸送性を有する材料としては、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：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９
－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－
フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン
（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カ
ルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナ
フチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－トリフェニルアミ
ン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－
９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－
ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）
フェニル］－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－
（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－スピロ－９，９’－ビフ
ルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や
、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カ
ルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル
）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’－ビス（９－フェニル－９
Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，
４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称
：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオ
レン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－
［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベン
ゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４
，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：
ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）
フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン
骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物や
カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆
動電圧低減にも寄与するため好ましい。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノ
リナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラ
ト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８
－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル
）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル
）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２－（４－ビフェ
ニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略
称：ＰＢＤ）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチル
フェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔ
ｅｒｔ－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：Ｔ
ＰＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１
Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有す
る複素環化合物や、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［
ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチ
オフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェ
ニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，
６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰ
ｎＰ２Ｐｍ）、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：３５ＤＣ
ｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリジル）－フェニル］ベンゼン（略称：Ｔ
ｍＰｙＰＢ）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。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を
用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが
好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって
、発光層１１３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。
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光材料
の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するよ
うな組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得
られるため好ましい。また、駆動電圧も低下するため好ましい。
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物
質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する物質として挙げた
ものを用いることができる。
電子輸送層１１４と陰極１０２との間に、陰極１０２の一部として、フッ化リチウム（
ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカ
リ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を設けても良い。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
のや、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。
ここで、本発明の一態様の発光素子において、特に好ましい構造の例を説明する。
本発明の一態様の発光素子ではホスト材料は、３環以上６環以下の縮合芳香環骨格を含
む物質であることが好ましい。３環以上６環以下の縮合芳香環骨格を含む物質としては、
例えば、ＣｚＰＡ、７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－
ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、９－フェニル－３－［４
－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚ
ＰＡ）、４－［３－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］ジベンゾフラ
ン（略称：２ｍＤＢＦＰＰＡ－ＩＩ）、ｔ－ＢｕＤＮＡ、９－（２－ナフチル）－１０－
［４－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：ＢＨ－１）のようなアントラセ
ン骨格を有する物質や、５，１２－ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、ルブレン、
２，８－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－５，１１－ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－６
，１２－ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）のようなテトラセン骨格を有する物質
や、１，３，５－トリ（１－ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）、９，９－ビス［４
－（１－ピレニル）フェニル］－９Ｈ－フルオレン（略称：ＢＰＰＦ）、２，７－ビス（
１－ピレニル）ースピロー９，９’―ビフルオレン（略称：Ｓｐｙｒｏ－ｐｙｅ）のよう
なピレン骨格を有する物質や、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン
（略称：ＴＢＰ）のようなペリレン骨格を有する物質、フルオランテン骨格を有する物質
、ジベンゾクリセン骨格を有する物質等が挙げられる。この中でも、上述した通り、アン
トラセン骨格を有する物質が特に好ましい。
この際、本発明の一態様の発光素子では、電子輸送層１１４は第１の電子輸送層１１４
－１及び第２の電子輸送層１１４－２の２層構造であることが好ましい。また、第１の電
子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を構成する材料は各々異なる複素芳
香環骨格を含む材料であることが好ましい。このように、第１の電子輸送層１１４－１及
び第２の電子輸送層１１４－２に用いる材料の複素芳香環骨格を異ならせることにより、
第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料のＬＵＭＯ準位を、ホスト材料及び第２の電
子輸送層１１４－２を構成する材料のＬＵＭＯ準位よりも低い（深い）位置に構築するこ
とが可能となる。
なお、第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を構成する複素芳
香環骨格を有する物質は、６員環の含窒素複素芳香環骨格を有する物質であることが好ま
しい。６員環の含窒素複素芳香環骨格を有する物質は、５員環の含窒素複素環骨格（ピロ
ール、インドール、カルバゾール、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、
ベンゾトリアゾール等）を有する物質よりも電子受容体としての信頼性が高いため、信頼
性の良好な発光素子を得ることができる。なお、６員環の含窒素複素芳香環骨格を有する
物質は、５員環の含窒素複素環骨格を有する物質よりもＬＵＭＯ準位が深くなる傾向があ
るため、第１の電子輸送層１１４－１を構成する材料として特に好適である。
したがって、第１の電子輸送層１１４－１を構成する複素芳香環骨格を有する物質は、ト
リアジン骨格やジアジン骨格（特にピラジン骨格またはピリミジン骨格）を含むことが好
ましく、その中でも縮合複素芳香環骨格を含む物質が好適である。ジアジン骨格を有する
縮合複素芳香環骨格を含む物質の好ましい例としては、信頼性に優れたベンゾキナゾリン
骨格やジベンゾキノキサリン骨格を含む物質が挙げられ、特にジベンゾキノキサリン骨格
はＬＵＭＯ準位が深くなりやすいため、好ましい。このような構成を有する本発明の一態
様の発光素子では、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化が小さい、寿命の長い発光素子とする
ことができる。
第２の電子輸送層１１４－２を構成する複素芳香環骨格を有する物質は、陰極と接する場
合を考慮すると、ピリジン骨格やビピリジン骨格を有する物質が好適である。また、第１
の電子輸送層１１４－１を構成する複素芳香環骨格を有する物質がトリアジン骨格やジア
ジン骨格（特にピラジン骨格またはピリミジン骨格）を含む場合、ピリジン骨格やビピリ
ジン骨格は、それらトリアジン骨格やジアジン骨格よりもＬＵＭＯ準位が高くなるため、
この組み合わせが好ましい。ピリジン骨格やビピリジン骨格は、縮合環を形成していても
良く、例えばフェナントロリン骨格を形成していても良い。
第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を構成する複素芳香環骨
格を有する物質としては、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、２
－｛３－［３－（２，８－ジフェニルジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］フェニ
ル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、２－｛
３－［３－（６－フェニルジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］フェニル｝ジベン
ゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＶ）、２－［４－（９－フ
ェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（
略称：ＰＣＰＤＢｑ）、２－［３－（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：２ｍＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、
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）、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
）、７－［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：７ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）のようなジベンゾキノキサ
リン骨格を有する物質、２，２’ー（ピリジン－２，６－ジイル）ビス（４－フェニルベ
ンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ）のようなベンゾキナゾリ
ン骨格を有する物質、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）、４－［３
’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ベンゾフロ［３，２－ｄ
］ピリミジン（略称：４ｍＤＢＴＢＰＢｆｐｍ－ＩＩ）、４－｛３－［３’－（９Ｈ－カ
ルバゾール－９－イル）］ビフェニル－３－イル｝ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン
（略称：４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍ）、４，６－ビス（３，５－ジ（ピリジンー３－イル）フ
ェニル）－２－メチルピリミジン（略称：Ｂ３ＰＹＭＰＭ）、２，２’ー（ピリジン－２
，６－ジイル）ビス（４，６－ジフェニルピリミジン）（略称：２，６（Ｐ２Ｐｍ）２Ｐ
ｙ）のようなピリミジン骨格を有する物質、ピラジノ［２，３－ｆ］［１，１０］フェナ
ントロリン－２，３－ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３－ジフェニルピリド
［２，３－ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）、２，３－ジフェニルピリド［３，４－ｂ
］ピラジン（略称：３ＰＹＰＲ）のようなピラジン骨格を有する物質、２，４，６－トリ
ス（２－ピリジル）－１，３，５－トリアジン（略称：２Ｐｙ３Ｔｚｎ）、２，４，６－
トリス（３’ー（ピリジン－３－イル）ビフェニルー３－イル）－１，３，５－トリアジ
ン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）、３－（４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル
）ー９－（４，６－ジフェニルー１，３，５－トリアジン－２－イル）－９Ｈ－カルバゾ
ール（略称：ＣＰＣＢＰＴｚ）のようなトリアジン骨格を有する物質、バソキュプロイン
（略称：ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、２，９－ビス（ナフタ
レン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈ
ｅｎ）、４，４’ージ（１，１０－フェナントロリンー２－イル）ビフェニル（略称：Ｐ
ｈｅｎ２ＢＰ）のようなフェナントロリン骨格を有する物質、４，４’―ビス［３－（９
Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２，２’ービピリジン（略称：４，４’ｍＣ
ｚＰ２ＢＰｙ）、４，４’―ビス［３－（ジベンゾチオフェンー４－イル）フェニル］－
２，２’ービピリジン（略称：４，４’ｍＤＢＴＰ２ＢＰｙ－ＩＩ）、４，４’―ビス［
３－（ジベンゾフランー４－イル）フェニル］－２，２’ービピリジン（略称：４，４’
ＤＢｆＰ２ＢＰｙ－ＩＩ）のようなビピリジン骨格を有する物質、トリス［２，４，６－
トリメチルー３－（３－ピリジル）フェニル］ボラン（略称：３ＴＰＹＭＢ）、１，３，
５－トリ［３－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、３，３’
，５，５’ーテトラ［（ｍ－ピリジル）－フェン－３－イル］ビフェニル（略称：ＢＰ４
ｍＰｙ）、１，３－ビス［３，５－ジ（ピリジン－３－イル）フェニル］ベンゼン（略称
：ＢｍＰｙＰｈＢ）のようなピリジン骨格を有する物質などを挙げることができる。この
中、及び上述のホスト材料として用いることができる３環以上６環以下の縮合芳香環骨格
を含む物質として挙げた物質の中から、ホスト材料を構成する材料のＬＵＭＯ準位及び第
２の電子輸送層１１４－２を構成する材料のＬＵＭＯ準位が第１の電子輸送層１１４－１
を構成する材料のＬＵＭＯ準位よりも高い（浅い）準位に位置するように材料を選択すれ
ばよい。
また、上記好ましい構成を有する発光素子において、正孔注入層１１１として、金属酸
化物と正孔輸送性物質からなる複合材料を用いた発光素子が、特に発光効率（外部量子効
率、電流効率等）が良好な発光素子とすることができる。また、本発明の一態様の発光素
子において、正孔注入層として有機アクセプタ、特にＨＡＴ－ＣＮを用いた発光素子にお
いては、本願構成を用いることで、高輝度領域における効率のロールオフを低減し、高輝
度且つ高効率な発光素子を実現することが可能となる。
また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図１（Ｂ））。
電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽
極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、
少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成す
ることができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層
１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材
料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電
子輸送層１１４に電子が、陰極１０２に正孔が注入され、発光素子が動作する。
なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッフ
ァ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１
１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子
リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７にお
けるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に
接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１
８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位
は－５．０ｅＶ以上、好ましくは－５．０ｅＶ以上－３．０ｅＶ以下とするとよい。なお
、電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の
材料又は金属－酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およ
びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を
含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで
形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金
属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化
物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物
、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、
炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメ
チルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質
としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成する
ことができる。
陰極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、Ａｌ
Ｌｉ）、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、陰極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陰極１０２として
用いることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、
スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル－ゲル法を用いて湿式
法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
また、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、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン
印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
なお、陽極１０１と陰極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、陽極１０１および陰極１０２から離れた部位に正
孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における再結
合領域に近いキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制す
るため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光物質もしくは、発光層に含まれる発
光中心物質が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成するこ
とが好ましい。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（積層型素子、タンデム型素子
ともいう）の態様について、図１（Ｃ）を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰
極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図１
（Ａ）で示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１（Ｃ）で示す発光
素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であり、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）で示した
発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であるということができる。
図１（Ｃ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユ
ニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１
と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極
５０１と第２の電極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における陽極１０１と陰極１０２に相当
し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発
光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であって
もよい。
電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、
一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する
。すなわち、図１（Ｃ）において、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高く
なるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子
を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層５１３は、図１（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成す
ることが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸
送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユ
ニットの陽極側の面が電荷発生層５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユ
ニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔輸送層を設けな
くとも良い。
また、電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該電子注入バッファ層１１９が陽極
側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ず
しも電子注入層を形成する必要はない。
図１（Ｃ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上
の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実
施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層５１
３で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さら
に長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現
することができる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体とし
て、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子
において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得
ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。
なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせるこ
とが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の有機化合物を含む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に記載の有機化合物を含む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。
素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他
、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て作製
すればよい。
画素や駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタ
ガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トッ
プゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用
いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒
化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系金属酸化物などの、イ
ンジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、
結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領
域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トラン
ジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
ここで、上記画素や駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等
に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好まし
い。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。
シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ
状態における電流を低減できる。
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好
ましい。また、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ
、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることが
より好ましい。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面
、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない
酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の
高いトランジスタを実現できる。
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタ
を介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなト
ランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆
動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を
実現できる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては
、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無
機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法
、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ
法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ
（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形
成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すもので
ある。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
成すれば良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を
示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもでき
る。
また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されてい
るが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部として
もよい。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポ
ジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、後に形成するＥＬ層等の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に記載の発光素子である。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、シール材で充填される場合
もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化
を抑制することができ、好ましい構成である。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また
、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ
Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエ
ステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
図２には示されていないが、第２の電極上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂
膜や無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、
保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、
絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、
水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金
属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、
ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタ
ル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウ
ム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化イン
ジウム等を含む材料や、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、
窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含
む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化
物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウム
およびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イッ
トリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成すること
が好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ
Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保
護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラックやピンホールな
どの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また
、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面や、タ
ッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができ
る。
以上のようにして、実施の形態１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に記載の発
光素子は寿命の長い発光素子であるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。
また、実施の形態１に記載の発光素子を用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電
力の小さい発光装置とすることが可能である。
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、ブラックマトリクス
１０３５をさらに設けても良い。着色層及びブラックマトリクス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、及びブラックマト
リクス１０３５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、緑、青と
なることから、４色の画素で映像を表現することができる。
図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色
層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例
を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていて
も良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴが形成されている基板１００１側に光を取
り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を
取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型
の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いる
ことができる。ＦＥＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトム
エミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極
１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間
絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の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ブラックマトリク
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）やブラックマトリックスはオーバーコート層によって覆われ
ていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。また、
ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤
、黄、緑、青の４色や赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造の適用が好適に行える
。マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、第１の電極を反射電極、第２の電極を半
透過・半反射電極とすることにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極との間には
少なくともＥＬ層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。
なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１０
０％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過
・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であ
り、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによ
って反射され、共振する。
当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変える
ことで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これによ
り、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しな
い波長の光を減衰させることができる。
なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透
過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極
と発光層の光学的距離を（２ｎ－１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅し
たい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第
１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることがで
きる。
なお、上記構成においては、ＥＬ層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発
光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わ
せて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単
数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めること
が可能となるため、低消費電力化を図ることができる。なお、赤、黄、緑、青の４色の副
画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全福画素に
おいて各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光
装置とすることができる。
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に記載の発
光素子は寿命の長い発光素子であるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。
また、実施の形態１に記載の発光素子を用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電
力の小さい発光装置とすることが可能である。
ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッ
シブマトリクス型の発光装置について説明する。図５には本発明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に記載の発光素子を用いており、信頼性の良好な発光装置、又は消費電力の小さい
発光装置とすることができる。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子をそれぞ
れ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発
光装置である。
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３）
本実施の形態では、実施の形態１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における陽極１０１に
相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有
する材料により形成する。
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
第１の電極４０１上には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、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を
合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１
における陰極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電
極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接
続することによって、電圧が供給される。
以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光素子を本
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。
以上の構成を有する発光素子が形成された基板４００と、封止基板４０７とをシール材
４０５、４０６を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４
０５、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に記載の発光素子を
用いており、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、耐熱性の良好な発光装
置とすることができる。
（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に記載の発光素子は寿命が良好であり、信頼性の良好な発光
素子である。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、信頼性の良好な発光部を有す
る電子機器とすることが可能である。
上記発光素子を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテ
レビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタル
ビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう
）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機など
が挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０
１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体
７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可
能であり、表示部７１０３は、実施の形態１に記載の発光素子をマトリクス状に配列して
構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作
機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９
により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を
操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０
から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般
のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信
ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者
と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、このコンピュータは、実施の形態１に記載の発光素子をマトリクス状に配列して
表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（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７２０
４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている
。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示さ
れた入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。ま
た、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能
である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続
されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブ
ルの発生も防止することができる。
図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、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７３
０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位
置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間
、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線
を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携
帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７
３０５の両方、または一方に実施の形態１に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作
製された表示部を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることが
できる。図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデ
ータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を
共有する機能を有する。なお、図７（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定
されず、様々な機能を有することができる。
図７（Ｄ）は、携帯端末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７４０
５、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に記
載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。
図７（Ｄ）に示す携帯端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力する
ことができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成す
るなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
また、携帯端末内部に、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、携帯端末の向き（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に記
載の発光素子を用いることにより信頼性の高い電子機器を得ることができる。
図８は、実施の形態１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１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１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
としては、実施の形態３に記載の照明装置を用いても良い。
図１０は、実施の形態１に記載の有機化合物を含む発光素子を、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に記載の有機化合物を含む発光素子は耐熱性の高
い発光素子であるため、耐熱性の良い照明装置とすることができる。また、実施の形態１
に記載の有機化合物を含む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に記載の有機化合物を含む発光素子は、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１に記載の発光素子を自動車のフロントガラスや
ダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５０００乃至表示領域５００５は実施の
形態１に記載の発光素子を用いて設けられた表示である。
表示領域５０００と表示領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形
態１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に記載の発光素子は、第
１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見
える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示で
あれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置す
ることができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材
料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有する
トランジスタを用いると良い。
表示領域５００２はピラー部分に設けられた実施の形態１に記載の発光素子を搭載した
表示装置である。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出
すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシ
ュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視界を、自動車の外
側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高め
ることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違
和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、速度計や回転計、走行距
離、燃料、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。
表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。
なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設けることができる。ま
た、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いることも可能である。
図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、を有する。なお
、当該タブレット端末は、実施の形態１に記載の発光素子を備えた発光装置を表示部９６
３１ａ、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。
また、図１３（Ａ）～（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１３
（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｂ）に展開した状態又は
折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。
図１３（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０
は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域
により表示の一覧性に優れる。
表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持され
ている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネ
ル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介し
て２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態
から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を
表示パネル９３１１に用いることができる。表示パネル９３１１における表示領域９３１
２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領
域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットな
どを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができ
る。
本実施例では、実施の形態１で説明した本発明の一態様の発光素子１について、本発明の
一態様の発光素子とは異なる構成を有する比較発光素子１との比較を行った結果を示す。
発光素子１と比較発光素子１は、第１の電子輸送層の材料のみが異なる構成を有する。発
光素子１及び比較発光素子１で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022105738000004
（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は
２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減圧した後、陽
極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）を１０ｎｍ蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ－（１，１’－ビフェニ
ル－４－イル）－９，９－ジメチル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－
３－イル）フェニル］－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７－［４－（１０－フ
ェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：
ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニ
ル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］
－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：
０．０５（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ
共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に第１の電子輸送層１１４－１として上記構造式（ｖ）で表され
る２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ
，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）を１０ｎｍ成膜したのち、第
２の電子輸送層１１４－２として上記構造式（ｖｉ）で表されるバソフェナントロリン（
略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜した。
第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を形成した後、フッ化リチ
ウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚と
なるように蒸着することで陰極１０２を形成し、本実施例の発光素子１を作製した。
（比較発光素子１の作製方法）
比較発光素子１は発光素子１の第１の電子輸送層における２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
をｃｇＤＢＣｚＰＡに変えた他は発光素子１と同様に作製した。
発光素子１及び比較発光素子１の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 2022105738000005
発光素子１及び比較発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布
し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特
性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行
った。
発光素子１及び比較発光素子１の輝度－電流密度特性を図１４に、電流効率－輝度特性
を図１５に、輝度－電圧特性を図１６に、電流－電圧特性を図１７に、外部量子効率－輝
度特性を図１８に、発光スペクトルを図１９に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／
ｍ２付近における主要な特性を表２に示す。
Figure 2022105738000006
図１４乃至図１９及び表２より、いずれの発光素子も良好な特性の青色発光素子であるこ
とがわかった。
また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件における駆動時間に対す
る発光素子の輝度の変化を表すグラフを図２０に示す。図２０で示すように、本発明の一
態様の発光素子である発光素子１は、比較発光素子１よりも駆動時間の蓄積に伴う輝度低
下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
また、発光素子１は、正孔注入層に有機アクセプタであるＨＡＴ－ＣＮを用いているが
、図１５や図１８に示されるように、高輝度領域における輝度低下が小さいことがわかる
。すなわち、本実施例の発光素子である発光素子１の構成は、高輝度側の効率のロールオ
フを低減することができ、高い輝度で発光させた場合でも高い効率を保つことが可能な構
成であるということができる。
サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、およびＢＰｈｅｎのＬＵＭＯ準位は、それぞれ－２．７４ｅＶ、－２．
９４ｅＶ、－２．６３ｅＶと見積もられている。したがって、発光素子１は本発明の一態
様である。
ここで、ＰＣＢＢｉＦのＨＯＭＯ準位は、ＣＶ測定の結果から、－５．３６ｅＶと見積も
られており、比較的ＨＯＭＯ準位が高い（－５．４ｅＶ以上である）ため、ＨＡＴ－ＣＮ
による電子の引き抜きは効果的に行われる。しかし、発光層に用いているアントラセン誘
導体であるｃｇＤＢＣｚＰＡのＨＯＭＯ準位は、同様のＣＶ測定から－５．６９ｅＶと見
積もられるため、発光素子１、比較発光素子１のいずれにおいても、正孔輸送層から発光
層のホスト材料への注入障壁は０．３３ｅＶと大きい。このため、比較発光素子１では電
子過多の素子となってしまい、ロールオフが大きく、寿命が低下してしまっている。一方
、発光素子１では、この有機アクセプタによる正孔注入能の低さを本発明の一態様により
補完できているため、ロールオフが小さく、寿命の長い素子が達成できている。
本実施例では、実施の形態１で説明した本発明の一態様の発光素子２について、本発明の
一態様の発光素子とは異なる構成を有する比較発光素子２との比較を行った結果を示す。
発光素子２と比較発光素子２は、第１の電子輸送層の材料のみが異なる構成を有する。発
光素子２及び比較発光素子２で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022105738000007
（発光素子２の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は
２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減圧した後、陽
極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）を１０ｎｍ蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ－（１，１’－ビフェニ
ル－４－イル）－９，９－ジメチル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－
３－イル）フェニル］－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７－［４－（１０－フ
ェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：
ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニ
ル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］
－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：
０．０５（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ
共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に第１の電子輸送層１１４－１として上記構造式（ｖ）で表され
る２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ
，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）を１０ｎｍ成膜したのち、第
２の電子輸送層１１４－２として上記構造式（ｖｉｉ）で表される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：ＮＢＰｈ
ｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜した。
第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を形成した後、フッ化リチ
ウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚と
なるように蒸着することで陰極１０２を形成し、本実施例の発光素子２を作製した。
（比較発光素子２の作製方法）
比較発光素子２は発光素子２の第１の電子輸送層における２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
をｃｇＤＢＣｚＰＡに変えた他は発光素子２と同様に作製した。
発光素子２及び比較発光素子２の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 2022105738000008
発光素子２及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布
し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特
性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行
った。
発光素子２及び比較発光素子２の輝度－電流密度特性を図２１に、電流効率－輝度特性
を図２２に、輝度－電圧特性を図２３に、電流－電圧特性を図２４に、外部量子効率－輝
度特性を図２５に、発光スペクトルを図２６に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／
ｍ２付近における主要な特性を表４に示す。
Figure 2022105738000009
図２１乃至図２６及び表４より、いずれの発光素子も良好な特性の青色発光素子であるこ
とがわかった。
また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件における駆動時間に対す
る発光素子の輝度の変化を表すグラフを図２７に示す。図２７で示すように、本発明の一
態様である発光素子２は、比較発光素子２よりも駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が小さく
、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
また、発光素子２は、正孔注入層に有機アクセプタであるＨＡＴ－ＣＮを用いているた
め、図２２や図２５に示されるように、高輝度領域における輝度低下が小さいことがわか
る。すなわち、本実施例の発光素子である発光素子２の構成は、高輝度側の効率のロール
オフを低減することができ、高い輝度で発光させた場合でも高い効率を保つことが可能な
構成であるということができる。
サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、およびＮＢＰｈｅｎのＬＵＭＯ準位は、それぞれ－２．７４ｅＶ、－２
．９４ｅＶ、－２．８３ｅＶと見積もられている。したがって、発光素子２は本発明の一
態様である。
ここで、ＰＣＢＢｉＦのＨＯＭＯ準位は、ＣＶ測定の結果から、－５．３６ｅＶと見積も
られており、比較的ＨＯＭＯ準位が高い（－５．４ｅＶ以上である）ため、ＨＡＴ－ＣＮ
による電子の引き抜きは効果的に行われる。しかし、発光層に用いているアントラセン誘
導体であるｃｇＤＢＣｚＰＡのＨＯＭＯ準位は、同様のＣＶ測定から－５．６９ｅＶと見
積もられるため、発光素子２、比較発光素子２のいずれにおいても、正孔輸送層から発光
層のホスト材料への注入障壁は０．３３ｅＶと大きい。このため、比較発光素子２では電
子過多の素子となってしまい、ロールオフが大きく、寿命が低下してしまっている。一方
、発光素子２では、この有機アクセプタによる正孔注入能の低さを本発明の一態様により
補完できているため、ロールオフが小さく、寿命の長い素子が達成できている。
本実施例では、実施の形態１で説明した本発明の一態様の発光素子３について、本発明の
一態様の発光素子とは異なる構成を有する比較発光素子３との比較を行った結果を示す。
発光素子３と比較発光素子３は、第１の電子輸送層の材料のみが異なる構成を有する。発
光素子３及び比較発光素子３で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022105738000010
（発光素子３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は
２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減圧した後、陽
極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される３－［
４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：
ＰＣＰＰｎ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することで、正孔注入層１１１を形
成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＰＣＰＰｎと酸化モリブデンの比率は、重量比で４
：２（＝ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン）となるように調節した。
次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣＰＰｎを２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸
送層１１２を形成した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７－［４－（１０－フ
ェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：
ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニ
ル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］
－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：
０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ
共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に第１の電子輸送層１１４－１として上記構造式（ｖ）で表され
る２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ
，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）を１０ｎｍ成膜したのち、第
２の電子輸送層１１４－２として上記構造式（ｉｘ）で表される２，２’－（ピリジン－
２，６－ジイル）ビス（４，６－ジフェニルピリミジン）（略称：２，６（Ｐ２Ｐｍ）２
Ｐｙ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜した。
第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を形成した後、フッ化リチ
ウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚と
なるように蒸着することで陰極１０２を形成し、本実施例の発光素子３を作製した。
（比較発光素子３の作製方法）
比較発光素子３は発光素子３の第１の電子輸送層における２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
をｃｇＤＢＣｚＰＡに変えた他は発光素子３と同様に作製した。
発光素子３及び比較発光素子３の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 2022105738000011
発光素子３及び比較発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布
し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特
性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行
った。
発光素子３及び比較発光素子３の輝度－電流密度特性を図２８に、電流効率－輝度特性
を図２９に、輝度－電圧特性を図３０に、電流－電圧特性を図３１に、外部量子効率－輝
度特性を図３２に、発光スペクトルを図３３に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／
ｍ２付近における主要な特性を表６に示す。
Figure 2022105738000012
図２８乃至図３３及び表６より、いずれの発光素子も良好な特性の青色発光素子であった
が、特に発光素子３は外部量子効率１２％（ただし、ランバーシアン配光を仮定）を超え
る、非常に効率の高い発光素子であることがわかった。
また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件における駆動時間に対す
る発光素子の輝度の変化を表すグラフを図３４に示す。図３４で示すように、本発明の一
態様の発光素子である発光素子３は、比較発光素子３よりも駆動時間の蓄積に伴う輝度低
下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、および２，６（Ｐ２Ｐｍ）２ＰｙのＬＵＭＯ準位は、それぞれ－２．７
４ｅＶ、－２．９４ｅＶ、－２．７８ｅＶと見積もられている。したがって、発光素子３
は本発明の一態様である。
ここで、本発光素子３においては、正孔注入層として、正孔輸送性の物質にアクセプタ性
物質を含有させた複合材料を用いている。この正孔注入層で用いている正孔輸送性の物質
は、正孔輸送層にも用いているＰＣＰＰｎであるが、この物質のＨＯＭＯ準位は、ＣＶ測
定によれば－５．８０ｅＶと深い。したがって、ＰＣＰＰｎは発光層のホスト材料である
ｃｇＤＢＣｚＰＡ（ＨＯＭＯは－５．６９ｅＶ）への正孔注入性は良いが、陽極からの正
孔注入は通常困難と言える。しかし発光素子３においては、アクセプタ性物質として遷移
金属酸化物を用いているため、ＨＯＭＯ準位が－５．４ｅＶより低い（深い）正孔輸送性
の物質に対してもアクセプタ性を示す（少なくとも電界の印加により電子を引き抜くこと
ができる）。その結果、陽極から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層への正孔注入・輸送
は潤滑に行われる。この正孔注入層と本発明の一態様とを組み合わせることで、発光素子
３は、低駆動電圧のみならず、予想を超える非常に高い外部量子効率と長寿命を達成でき
ており、大きな特徴の一つである。
本実施例では、実施の形態１で説明した本発明の一態様の発光素子４について、本発明の
一態様の発光素子とは異なる構成を有する比較発光素子４との比較を行った結果を示す。
発光素子４と比較発光素子４は、第１の電子輸送層の材料のみが異なる構成を有する。発
光素子４及び比較発光素子４で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022105738000013
（発光素子４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリン
グ法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は
２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真
空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減圧した後、陽
極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される３－［
４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：
ＰＣＰＰｎ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することで、正孔注入層１１１を形
成した。その膜厚は、１０ｎｍとし、ＰＣＰＰｎと酸化モリブデンの比率は、重量比で４
：２（＝ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン）となるように調節した。
次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣＰＰｎを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸
送層１１２を形成した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される７－［４－（１０－フ
ェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：
ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニ
ル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］
－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：
０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ
共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に第１の電子輸送層１１４－１として上記構造式（ｖ）で表され
る２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ
，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）を１０ｎｍ成膜したのち、第
２の電子輸送層１１４－２として上記構造式（ｖｉｉ）で表される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：ＮＢＰｈ
ｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜した。
第１の電子輸送層１１４－１及び第２の電子輸送層１１４－２を形成した後、フッ化リチ
ウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように蒸着し、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚と
なるように蒸着することで陰極１０２を形成し、本実施例の発光素子４を作製した。
（比較発光素子４の作製方法）
比較発光素子４は発光素子４の第１の電子輸送層における２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
をｃｇＤＢＣｚＰＡに変えた他は発光素子４と同様に作製した。
発光素子４及び比較発光素子４の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 2022105738000014
発光素子４及び比較発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布
し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特
性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行
った。
発光素子４及び比較発光素子４の輝度－電流密度特性を図３５に、電流効率－輝度特性
を図３６に、輝度－電圧特性を図３７に、電流－電圧特性を図３８に、外部量子効率－輝
度特性を図３９に、発光スペクトルを図４０に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／
ｍ２付近における主要な特性を表８に示す。
Figure 2022105738000015
図３５乃至図４０及び表８より、どちらの発光素子も良好な特性の青色発光素子であった
が、特に発光素子４は外部量子効率１３．７％（ただし、ランバーシアン配光を仮定）を
超える、非常に効率の高い発光素子であることがわかった。
また、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件における駆動時間に対す
る発光素子の輝度の変化を表すグラフを図４１に示す。図４１で示すように、本発明の一
態様の発光素子である発光素子４は、比較発光素子４よりも駆動時間の蓄積に伴う輝度低
下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の結果から、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、およびＮＢＰｈｅｎのＬＵＭＯ準位は、それぞれ－２．７４ｅＶ、－２
．９４ｅＶ、－２．８３ｅＶと見積もられている。したがって、発光素子４は本発明の一
態様である。
ここで、本発光素子４においては、正孔注入層として、正孔輸送性の物質にアクセプタ性
物質を含有させた複合材料を用いている。この正孔注入層で用いている正孔輸送性の物質
は、正孔輸送層にも用いているＰＣＰＰｎであるが、この物質のＨＯＭＯ準位は、ＣＶ測
定によれば－５．８０ｅＶと深い。したがって、ＰＣＰＰｎは発光層のホスト材料である
ｃｇＤＢＣｚＰＡ（ＨＯＭＯは－５．６９ｅＶ）への正孔注入性は良いが、陽極からの正
孔注入は通常困難と言える。しかし発光素子４においては、アクセプタ性物質として遷移
金属酸化物を用いているため、ＨＯＭＯ準位が－５．４ｅＶより低い（深い）正孔輸送性
の物質に対してもアクセプタ性を示す（少なくとも電界の印加により電子を引き抜くこと
ができる）。その結果、陽極から、正孔注入層、正孔輸送層、発光層への正孔注入・輸送
は潤滑に行われる。この正孔注入層と本発明の一態様とを組み合わせることで、発光素子
４は、低駆動電圧のみならず、予想を超える非常に高い外部量子効率と長寿命を達成でき
ており、大きな特徴の一つである。
本発明の一態様の発光素子に好適に用いることができる化合物を、表にまとめた。発光層
のホスト材料に好適な３環以上６環以下の縮合芳香環骨格を有する化合物は、表９中のＮ
ｏ．１～Ｎｏ．１３に列挙した。また、第１の電子輸送層に好適なＬＵＭＯ準位の低い化
合物群を表１０中のＮｏ．１４～Ｎｏ．３５に、第２の電子輸送層に好適な化合物群（第
１の電子輸送層に好適な化合物群に比べると、比較的ＬＵＭＯ準位が高い傾向にある化合
物群）を表１１中のＮｏ．３６～Ｎｏ．４６に列挙した。各化合物の分子構造も以下に合
わせて示す。各表中、ＥｍＬは発光層を、ＥＴＬ１は第１の電子輸送層を、ＥＴＬ２は第
２の電子輸送層を表す。なお、ＬＵＭＯ準位は後述するサイクリックボルタンメトリ（Ｃ
Ｖ）測定により算出した。
Figure 2022105738000016
Figure 2022105738000017
Figure 2022105738000018
Figure 2022105738000019
Figure 2022105738000020
Figure 2022105738000021
Figure 2022105738000022
Figure 2022105738000023
Figure 2022105738000024
Figure 2022105738000025
この表から、例えばアントラセン骨格を有する化合物のＬＵＭＯ準位は、－２．７ｅＶ前
後であることが分かる。したがって、発光層のホスト材料としてアントラセン骨格を有す
る化合物を用いる場合、そのＬＵＭＯ準位よりも低いＬＵＭＯ準位を有する化合物群を第
１の電子輸送層として用いればよく、Ｎｏ．１４～Ｎｏ．３５のいずれも用いることがで
きる。ただし、ＬＵＭＯ準位のエネルギー差が０．３ｅＶ以内が好ましいため、ＬＵＭＯ
が－２．８～－２．９ｅＶ台の多いジベンゾキノキサリン骨格、ジベンゾキナゾリン骨格
、ピリミジン骨格を有する化合物が特に好適である。またこの場合、第２の電子輸送層と
してＮｏ．３６～Ｎｏ．４６の化合物を用いれば、本発明の一態様の発光素子を作製する
ことができる。
発光層のホスト材料として、他の骨格を有する化合物を用いる場合も、同様にして本発明
の一態様の発光素子を作製することができる。例えば、発光層のホスト材料としてテトラ
セン骨格を有する化合物を用いる場合、テトラセン骨格を有する化合物は比較的ＬＵＭＯ
が低いため、Ｎｏ．１４～Ｎｏ．３６の全てが第１の電子輸送層として適するわけではな
い。しかし例えば、縮環系のピラジン化合物や、縮環系のトリアジン化合物を第１の電子
輸送層として用いれば、本発明の一態様の発光素子が作製できることが分かる。
なお、表からわかるように、フェナントロリン骨格、ビピリジン骨格、ピリジン骨格を有
する化合物は、電子輸送性の化合物の中では比較的ＬＵＭＯ準位が高いため、第２の電子
輸送層として好適である。また、これらの化合物は、陰極に接して用いた場合、陰極から
の電子注入性に優れていることから、その意味でも第２の電子輸送層として好適である。
ここで、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定の方法について説明する。ＣＶ測定
には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ
または６００Ｃ）を用いた。
また、ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株
）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５６－１２）を用い、支持電解
質である過塩素酸テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｇｒａｄｅ、和光純薬工業（株）製造元コード：０４３９９９、ＣＡＳ．ＮＯ：１９２３
－７０－２）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍ
ｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製し、電気化学用セルに加え、各電極をセッ
トした後、アルゴンバブリングで約３０分脱気した。また使用した電極には、作用電極と
しては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白
金電極（ビー・エー・エス（株）製、Ｐｔカウンター電極）を、参照電極としては非水溶
媒系参照電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ‐７非水溶媒系参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋
）をそれぞれ用いた。また、測定は室温（２０～２５℃）とし、測定時のスキャン速度は
、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。なお、本実施例では、参照電極の真空準位に対するポテ
ンシャルエネルギーを、－４．９４ｅＶであるとした。
ＣＶ測定の結果から、ＬＵＭＯ準位（還元電位）及びＨＯＭＯ準位（酸化電位）を求めた
。ＬＵＭＯ準位は酸化ピーク電位（還元側から中性間）Ｅｐｃ［Ｖ］と、還元ピーク電位
（中性側から還元間）Ｅｐａ［Ｖ］から、半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）を、
（Ｅｐａ＋Ｅｐｃ）／２［Ｖ］と算出し、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネ
ルギー（－４．９４ｅＶ）から、この半波電位を差し引くことで求めた。ＨＯＭＯ準位は
酸化ピーク電位（中性側から酸化間）Ｅｐａ［Ｖ］と、還元ピーク電位（酸化側から中性
間）Ｅｐｃ［Ｖ］から、半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）を（Ｅｐａ＋Ｅｐｃ）
／２［Ｖ］と算出し、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（－４．９４
ｅＶ）から、この半波電位を差し引くことで求めた。
１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１４－１ 第１の電子輸送層
１１４－２ 第２の電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
１１７ Ｐ型層
１１８ 電子リレー層
１１９ 電子注入バッファ層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライトユニット
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 第１の電極
１０２４Ｒ 第１の電極
１０２４Ｇ 第１の電極
１０２４Ｂ 第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 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 ブラックマトリクス
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
５０００ 表示領域
５００１ 表示領域
５００２ 表示領域
５００３ 表示領域
５００４ 表示領域
５００５ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 第２の表示部
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
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
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示パネル
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネル領域
９６３２ｂ タッチパネル領域
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３７ 操作キー
９６３８ コンバータ
９６３９ ボタン

Claims (5)

  1. 陽極と、陰極と、第１の発光層と、第２の発光層と、Ｐ型層と、を有し、
    前記第１の発光層は、前記陽極と前記Ｐ型層との間に設けられ、
    前記第２の発光層は、前記陰極と前記Ｐ型層との間に設けられ、
    前記第１の発光層と前記Ｐ型層との間に、第１の電子輸送層と、第２の電子輸送層と、を有し、
    前記第１の電子輸送層は、前記第１の発光層と前記第２の電子輸送層との間に設けられ、
    前記第１の発光層は前記第１の電子輸送層と接する領域を有し、
    前記第２の電子輸送層は前記第１の電子輸送層と接する領域を有し、
    前記Ｐ型層は電荷発生層に含まれる層であり、
    前記Ｐ型層は、正孔輸送性物質及びアクセプタ性物質を有し、
    前記第１の発光層は、蛍光発光物質と、ホスト材料と、を有し、
    前記第１の電子輸送層は第１の材料を有し、
    前記第２の電子輸送層は第２の材料を有し、
    前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位は前記第１の材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第２の材料のＬＵＭＯ準位は前記第１の材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位と前記第１の材料のＬＵＭＯ準位との差は０．３ｅＶ以内であり、
    前記ホスト材料は、アントラセン骨格を含む物質であり、
    前記第１の材料は、トリアジン骨格またはジアジン骨格を含む物質であり、
    前記第２の材料は、フェナントロリン骨格、ビピリジン骨格、またはピリジン骨格を含む物質である発光素子。
  2. 請求項１において、
    前記蛍光発光物質が青色の発光を呈する発光素子。
  3. 請求項１または２に記載の発光素子と、トランジスタまたは基板と、を有する発光装置。
  4. 請求項３に記載の発光装置と、
    センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器。
  5. 請求項３に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置。
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