JP2023029637A

JP2023029637A - 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置

Info

Publication number: JP2023029637A
Application number: JP2023004215A
Authority: JP
Inventors: 剛吉渡部; Gokichi Watabe; 信晴大澤; Nobuharu Osawa; 哲史瀬尾; Tetsushi Seo
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2023-01-16
Publication date: 2023-03-03
Also published as: JP2019114780A

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】有機化合物と、当該有機化合物にアクセプタ性を有する物質をふくむ複合材料を正孔注入層とする電子デバイスにおいて、当該正孔注入層が２層以上の複数層で形成されており、最も陽極側の正孔注入層として、ＨＯＭＯ準位の深い有機化合物と当該有機化合物にアクセプタ性を有する物質からなる複合材料を用いた電子デバイスを提供する。【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：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃ
ｅｎｃｅ）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材料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して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギ
ーを利用することにより、発光材料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、より良好な特性を有する発光素子を求めて研究開発が進められている。

有機ＥＬ素子を語る際にしばしば問題となるものの一つに、光取出し効率の低さが挙げら
れる。特に、屈折率の違いから起こる反射による減衰は、素子の効率を下げる大きな要因
となっており、この影響を低減させるために、ＥＬ層内部に低屈折率材料からなる層を形
成する構成が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

この構成を備えた発光素子は、従来の構成を有する発光素子よりも発光効率の高い発光素
子とすることが可能であるが、このような層を、その他、発光素子における重要な特性に
悪影響を与えずにＥＬ層内部に形成するのは容易なことではない。

ＪａｅｈｏＬｅｅ、他１２名，「Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｇｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄｆｌｅｘｉｂｌｅｏｒｇａｎｉｃｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ」，ｎａｔｕｒｅＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，平成２８年６月２日，ＤＯＩ：１０．１０３８／ｎｃｏｍｍｓ１１７９１

そこで、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目的とする。または、発光効率の良好な発光素子を提
供することを目的とする。

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。

本発明の一態様は、陽極と、陰極と、有機化合物を含む層とを有し、前記有機化合物を含
む層は、前記陽極と、前記陰極の間に位置し、前記有機化合物を含む層は、第１の層と第
２の層とを有し、前記第１の層は前記陽極と前記第２の層の間に位置し、前記第２の層は
前記第１の層に接し、前記第１の層には、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と、前記
第１の有機化合物にアクセプタ性を示す物質が含まれており、前記第２の層には、正孔輸
送性を有する第２の有機化合物と、前記第２の有機化合物にアクセプタ性を示す物質が含
まれており、前記第１の層が、前記第２の有機化合物および前記第２の有機化合物にアク
セプタ性を示す物質とは異なる物質を有する電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、有機化合物を含む層とを有し、前記有
機化合物を含む層は、前記陽極と、前記陰極の間に位置し、前記有機化合物を含む層は、
第１の層と第２の層とを有し、前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層の間に位置し、
前記第２の層は前記第１の層に接し、前記第１の層には、正孔輸送性を有する第１の有機
化合物、前記第１の有機化合物にアクセプタ性を示す物質および第３の物質が含まれてお
り、前記第２の層には、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、前記第２の有機化合物
にアクセプタ性を示す物質が含まれている電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において前記第３の物質がアルカリ金属のフッ
化物、アルカリ土類金属のフッ化物およびフッ化アルキルのいずれかである電子デバイス
である。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第３の物質が可視光領域に吸収
を有する物質である電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物にアクセプタ
性を示す物質と、前記第２の有機化合物にアクセプタ性を示す物質が同じ物質である電子
デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の有機化合物にアクセプタ
性を示す物質が、モリブデン酸化物である電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において前記第１の有機化合物と前記第２の有
機化合物が異なる物質である電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準
位が、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも浅い電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物と前記第２の
有機化合物が同じ物質である電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記有機化合物を含む層は第３の層
を有し、前記第３の層は前記陽極と前記第１の層に接して設けられ、前記第３の層には、
正孔輸送性を有する第３の有機化合物と、前記第３の有機化合物にアクセプタ性を示す物
質が含まれている電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第３の有機化合物と、前記第２
の有機化合物が同じ物質であり、前記第３の物質にアクセプタ性を示す物質と、前記第２
の有機化合物にアクセプタ性を示す物質が同じ物質である電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層が前記陽極に接する電
子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記有機化合物を含む層は第４の層
を有し、前記第４の層は、前記第２の層に接し、前記第４の層には、正孔輸送性を有する
第４の有機化合物が含まれる電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層と前記第２の層の光学
的特性が異なる電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層を構成する膜の屈折率
と前記第２の層を構成する膜の屈折率の差が０．０５以上である電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層を構成する膜の屈折率
が、前記第２の層を構成する膜の屈折率よりも０．０５以上小さい電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層の厚さが前記第２の層
の厚さよりも大きい電子デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記有機化合物を含む層が発光層を
有する発光素子である。

または、本発明の他の一態様は、上に記載の発光素子と、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
、を有する発光装置である。

または、本発明の他の一態様は、上に記載の発光装置と、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（ＴａｐｅＣａｒｒ
ｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）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、駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。または、色純度が良好な
発光素子を提供することができる。または、製造コストの小さい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。

電子デバイスおよび発光素子の概略図。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。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。電子機器を表す図。発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の輝度－電流密度特性。発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の電流効率－輝度特性。発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の輝度－電圧特性。発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の電流－電圧特性。発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の外部量子効率－輝度特性。発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の発光スペクトル。発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の輝度－電流密度特性発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の電流効率－輝度特性発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の輝度－電圧特性発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の電流－電圧特性発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の色度－輝度特性発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１のｘ－ｙ色度座標図発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の外部量子効率－輝度特性発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１の発光スペクトル発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の輝度－電流密度特性。発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の電流効率－輝度特性。発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の輝度－電圧特性。発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の電流－電圧特性。発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の外部量子効率－輝度特性。発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の発光スペクトル。発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の規格化輝度－時間変化特性。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の輝度－電流密度特性。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の電流効率－輝度特性。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の輝度－電圧特性。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の電流－電圧特性。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の外部量子効率－輝度特性。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の発光スペクトル。発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の規格化輝度－時間変化特性。発光素子８－１、発光素子８－２の輝度－電流密度特性。発光素子８－１、発光素子８－２の電流効率－輝度特性。発光素子８－１、発光素子８－２の輝度－電圧特性。発光素子８－１、発光素子８－２の電流－電圧特性。発光素子８－１、発光素子８－２の外部量子効率－輝度特性。発光素子８－１、発光素子８－２の発光スペクトル。蒸着方法の例示。

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電子デバイスを表す図である。本発明の一態様の電子デバ
イスは、陽極１０、陰極１１およびそれらに挟まれた有機化合物を含む層１２を有してい
る。

有機化合物を含む層１２は、第１の層１３と第２の層１４を有している。第１の層１３は
陽極１０と第２の層１４との間に設けられ、第２の層１４は第１の層１３における陰極側
の面に接している。

ここで、第１の層１３には、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と、当該第１の有機化
合物にアクセプタ性を示す第１のアクセプタ性物質が含まれている。また、第２の層１４
には、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、当該第２の有機化合物にアクセプタ性を
示す第２のアクセプタ性物質が含まれている。

また、第１の層１３には、第２の層１４に含まれる物質とは異なる物質が少なくとも一種
類含まれているものとする。これは、例えば、第１の層１３が、第１の有機化合物と第１
のアクセプタ性物質の他に第３の物質を有することや、第１の層１３に含まれる第１の有
機化合物と第２の層１４に含まれる第２の有機化合物とが異なる物質であることを示して
いる。なお、これは、第１の層に上で述べた物質以外の物質を含むことを除外しない。

なお、上記「含まれる」とは、それを有することによって、第１の層１３と第２の層１４
の性質を明らかに異ならせる程度に影響を及ぼす物質および量があるものに関して述べて
いるものとする。

ここで、第１の層１３と第２の層１４には、共に正孔輸送性を有する有機化合物と、当該
有機化合物にアクセプタ性を示す物質が含まれていることから、これらの層は、正孔輸送
性および正孔注入性を有する。

そのため、第１の層１３および第２の層１４は、いわゆる正孔注入層１１１の役割を担う
位置に形成されることが好ましい。なお、第１の層１３および第２の層１４は、電荷発生
層の一部として用いることもできる。

有機化合物を用いた電子デバイスの特性は、陽極および陰極間に挟まれた有機化合物を含
む層に含まれる物質およびその組み合わせによって大きく変化する。通常、有機化合物を
含む層を有する電子デバイスは、材料合成時や素子作製時に混入した不純物などの当該電
子デバイスの駆動に関係の無い物質が混入したり、ＨＯＭＯ－ＬＵＭＯ準位の合わない材
料を用いたりすると、その特性を大きく悪化させることが多い。そのため、素子に用いる
材料の純度や、素子を形成する材料同士のバランスおよび相性が重要であり、極力余計な
物質が混入しないよう、そのバランスを崩さないように素子を作製することが常識であっ
た。

しかし、本発明の一態様を用いることによって、発光素子内部に様々な機能を付与しつつ
、または、安価な材料を用いつつ、発光素子の特性を良好に維持することが可能となる。
または、第１の層に由来する不都合が発光素子の特性に影響を与えることを抑制すること
が可能となる。

以下、本発明の一態様について詳細に説明する。

上述したように本発明の一態様では、第１の層１３は、正孔輸送性を有する第１の有機化
合物と、第１の有機化合物にアクセプタ性を示す第１のアクセプタ性物質を有する。また
、第２の層１４は、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、第２の有機化合物にアクセ
プタ性を示す第２のアクセプタ性物質を有する。そして、第１の層１３には、第２の有機
化合物および第２のアクセプタ性物質ではない物質が含まれるものである。

第１の層１３に第２の有機化合物および第２のアクセプタ性物質ではない物質が含まれる
例として、第１の有機化合物と第２の有機化合物が異なる物質である例が挙げられる。第
１の有機化合物と第２の有機化合物が異なることによって、第１の層１３と、第２の層１
４の特性を異ならせることができる。例えば、第２の有機化合物を屈折率の小さい有機化
合物とした場合、第１の層１３を屈折率の小さい層とすることができ、発光効率を向上さ
せることが可能となる。発光層内に屈折率の小さい層を設けることによる発光効率の向上
に関しては、非特許文献１を参照されたい。

しかし、屈折率の小さい有機化合物はＨＯＭＯ準位の浅い有機化合物であることが多い。
そのため、第１の層１３に接して正孔輸送層を形成した発光素子では、正孔輸送層への正
孔の注入が困難となる場合あり、駆動電圧の上昇を引き起こす恐れがある。特に、ホスト
材料のＨＯＭＯ準位が深い青色発光素子などにおいては、その懸念が大きい。しかし、本
発明の一態様のように、正孔輸送層１１２と第１の層１３との間に、第１の有機化合物よ
りもＨＯＭＯ準位の深い有機化合物を第２の有機化合物として用いた第２の層１４を形成
することで駆動電圧の上昇を防ぐことができる。

また、正孔の注入が困難となると、キャリアバランスの崩れからキャリアが局在化し、発
光素子の寿命が低下する恐れもあるが、それも第２の層１４を形成することによって防ぐ
ことができる。

第１の層に、第２の有機化合物および第２のアクセプタ性物質ではない物質が含まれる別
の例として、第１の有機化合物と第２の有機化合物が同じで、前記第１の層に、第２の有
機化合物とも第２の有機化合物とも異なる第３の物質が含まれる例を挙げることができる
。

第３の物質として、屈折率の小さい物質を用いる例では、上述した屈折率の小さい第１の
有機化合物用いた発光素子と同様、発光効率を向上させることが可能となる。当該屈折率
の小さい第３の物質としては、低い原子屈折を示すフッ素を有する化合物が挙げられる。
具体的には、アルカリ金属のフッ化物、アルカリ土類金属のフッ化物やフッ化アルキルな
どを挙げることができる。

第１の有機化合物、第１のアクセプタ性物質および上記第３の物質を有する第１の層は、
第１の有機化合物の種類や、第３の物質の種類や量によっては発光素子の特性を犠牲にす
ることなく低屈折率の層を発光層内部に作製する事が可能となるが、一部発光素子の駆動
電圧が上昇するなどの不都合が発生する場合がある。しかし、本発明の一態様では、この
ような場合においても第２の層を形成することによって不都合の発生を防ぐことができる
ようになる。

この際、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも深い
ことが正孔輸送層への正孔の注入が容易となるため好ましい。

また、第３の物質として、可視光に吸収を有する有機化合物を用いる例もある。第１の層
１３に、所望の波長に吸収を有する物質を添加することによって、発光物質が発する光の
一部を吸収して色純度を向上させる、取り込む光の余分な波長をカットするなどの効果を
得ることができる。これによって、発光素子の外にカラーフィルタを設けずとも良くなれ
ば、必要な部材が少なくなり、コストの削減に寄与する。また、ディスプレイにおいては
高精細になればなるほどカラーフィルタのアライメントが困難になるが、本発明の一態様
の発光素子を用いたディスプレイでは、そもそもカラーフィルタを設ける必要がなくなる
ため歩留まりが向上し、より製造コストの低減につながる。なお、本来であればデバイス
の動作に必要ない異物を発光素子内に混入するため、混入する物質の種類や濃度によって
は駆動電圧の上昇などの不都合が発生する場合もあるが、本発明の一態様では、第２の層
１４を正孔輸送層１１２と第１の層１３との間に形成することによって、その悪影響を抑
制することが可能となる。

また、第３の物質として、第１の有機化合物や第１のアクセプタ性物質の合成時や混入し
た不純物など、電子デバイスの特性に悪影響を及ぼす物質を想定する例もある。正孔輸送
性の有機化合物と当該有機化合物にアクセプタ性を有する複合材料を用いた正孔注入層は
、厚膜化しても駆動電圧の上昇が起こりにくい為に、デバイスの光路長を調整するための
層として用いられる場合がある。

この時、正孔注入層は通常よりも厚く成膜される為、多くの材料を使う。それに合成の純
度を問わない安価な材料を用いることができれば製造コストの削減につながる。第１の有
機化合物と第１のアクセプタ性物質（特に、第１のアクセプタ性物質として酸化モリブデ
ン）を用いた正孔注入層は、元々不純物の許容量が多い層ではあるが、材料の純度を問わ
ない第１の層を用いて光路長を調整し、材料の純度の良好な第２の層１４を第１の層１３
と正孔輸送層１１２との間に薄く形成することで安価に、より信頼性の良好な電子デバイ
スを製造することができるようになる。

このように、本発明の一態様は、低屈折率や着色、低コストなど、付加価値を有する第１
の層１３による悪影響を、第２の層１４を形成することによって抑え込むことができるこ
とが大きな特徴である。

第１の層１３および第２の層１４に用いる第１の有機化合物および第２の有機化合物は、
１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有することが好ましい。また、第２の物質は、
π電子過剰型複素芳香族化合物または芳香族アミン化合物であると電子供与性が高く、キ
ャリアが発生しやすいため好ましい。まだ、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、第１の
有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも深い（小さい）ことが好ましい。

第１の有機化合物および／または第２の有機化合物として用いることのできる材料として
は、具体的には、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
の芳香族アミン、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）、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
ン等のカルバゾール誘導体、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アン
トラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１－ナフチ
ル）アントラセン、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称
：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アント
ラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：
ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－
ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナ
フチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス［２
－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フ
ェニル］アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）
アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラ
セン、９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビアントリル、
１０，１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、１０，１０’
－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－ビアントリル
、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、コロネン、ルブレン、ペリレン、２，５，８
，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等の芳香族炭化水素が挙げられる。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：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、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－
フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）
－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰ
Ｄ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ－フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフル
オレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－
（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、
４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９－
Ｈ－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）、１，１－ビス－（４－ビス（４－
メチル－フェニル）－アミノ－フェニル）－シクロヘキサン（略称：ＴＡＰＣ）などの芳
香族アミン骨格を有する化合物、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍ
ＣＰ）、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、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：Ｄ
ＢＴＦＬＰ－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、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：ｍｍＤＢＦＦＬ
Ｂｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物を用いることができる。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、第１のアクセプタ性物質および第２のアクセプタ性物質は、遷移金属酸化物又は元
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、電子吸引基（特にフルオロ基
のようなハロゲン基やシアノ基）を有する有機化合物等の中から、上記第１の有機化合物
または第２の有機化合物に電子受容性を示す物質を選択すれば良い。

上記の遷移金属酸化物、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、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸
化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、ルテニウ
ム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物及び銀酸化物が高いアクセプタ性を示
すため好ましい。

上記電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する有機化合物としては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、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（略量：ＨＡＴ－ＣＮ）、１，３，４，５，７，８－ヘキサ
フルオロテトラシアノ－ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６－ＴＣＮＮＱ）等を挙げること
ができる。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。また、電子吸引基（特にフルオロ基
のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常
に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’ー１，２，３－シクロプロパントリイ
リデントリス（４－シアノー２，３，５，６－テトラフルオロベンゼンアセトニトリル）
、α，α’，α’’ー１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［２，６－ジクロ
ロー３，５－ジフルオロー４－（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，
α’，α’’ー１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス（２，３，４，５，６－
ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル）などが挙げられる。

なお、第１のアクセプタ性物質および第２のアクセプタ性物質は、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が好ましい。特にモリブデン酸化物は、アクセプタ
性が高く、また、大気中でも安定で、吸湿性が低く扱いやすいため、好適である。また、
第１のアクセプタ性物質と第２のアクセプタ性物質は、同じ物質であると蒸着源を共用で
きるため製造が簡便になり、好ましい。

第１の有機化合物と、第２の有機化合物を異なる有機化合物とした場合、第２の有機化合
物のＨＯＭＯ準位は、第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも深いことが好ましい。これ
により、第２の層１４から第２の層１４の陰極側に接する層（例えば正孔輸送層）への正
孔の注入が容易となる。

また、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、第２の層１４の陰極側に接する層（例えば正
孔輸送層）のＨＯＭＯ準位との差が０．２ｅＶ未満または第２の有機化合物のＨＯＭＯ準
位が、第２の層１４の陰極側に接する層（例えば正孔輸送層）のＨＯＭＯ準位よりも小さ
いことが好ましい。このような構成を有する本発明の一態様の電子デバイスは、第２の層
１４から第２の層１４の陰極側に接する層（たとえば正孔輸送層）への正孔の注入が容易
となる。

第１の層１３が第３の物質を有する場合、当該第３の物質としては、様々な物質を想定す
ることができる。例えば、第３の物質が低屈折率の物質であれば、第１の層１３を低屈折
率の層とし、発光効率や発電効率を向上させることができる。また、第３の物質が所望の
波長に吸収を有する物質であればデバイスが発する光や吸収する光の波長を調整すること
ができる。また、第３の物質が合成時や、素子作製時に混入する不純物で電子デバイスの
特性に悪影響を及ぼすものであれば、第２の層１４を形成することによってその影響を大
きく低減またはほぼ抑え込むことが可能となる。このように、本発明の一態様を用いるこ
とによって、第１の層１３に、従来の正孔注入層にはなかった機能を付加することが容易
となり、結果、発光素子の特性を向上や、製造コストの削減など様々な効果を得ることが
できる。または、発光素子の第１の層１３由来の特性低下を抑え込むことができるため、
第１の層１３に、安価な材料を用いることができ、製造コストを削減することが可能とな
る。

第３の物質として用いることが可能な低屈折率の物質としては、低い原子屈折を示すフッ
素や飽和炭化水素を含む有機化合物等が挙げられる。特に、アルカリ金属のフッ化物、ア
ルカリ土類金属のフッ化物およびフッ化アルキルは、量や種類を選べば第１の層の特性を
さほど下げることなく第１の層を低屈折率の層とすることができるため好ましい。具体的
には、アルカリ金属のフッ化物としては、フッ化リチウムが好ましい。アルカリ土類金属
のフッ化物としては、フッ化カルシウムまたはフッ化マグネシウムが好ましい。フッ化ア
ルキルとしては、パーフルオロテトラコサン、ポリテトラフルオロエチレンなどが好まし
い。なお、アルカリ土類金属のフッ化物の方が、発光素子の寿命が良好となるため好まし
く、フッ化アルキルは昇華温度が低く生産性の観点で好ましい構成である。なお、第３の
物質として用いることが可能な低屈折率の物質は、これらに限られることはない。

第３の物質として用いることが可能な可視光に吸収を有する物質の例として、ＣｕＰｃ、
ＤＢＰ、Ｒｕｂｒｅｎｅ等が挙げられる。特に、ＣｕＰＣにおけるＱ帯は５７０ｎｍから
７４０ｎｍに吸収を有し、緑色の発光の長波長側の発光を吸収することで、緑色発光の色
純度向上に貢献する。

図１（Ｂ）は、本発明の一態様である発光素子を表す図である。本発明の一態様の発光素
子は、陽極１０１、陰極１０２、およびＥＬ層１０３を有し、ＥＬ層１０３は、正孔注入
層１１１、発光層１１３を有する。正孔注入層１１１は第１の層１３と第２の層１４とを
有する。ＥＬ層１０３は他に、正孔輸送層１１２や電子輸送層１１４および電子注入層１
１５等を有していても良い。図１（Ｂ）では陽極１０１側から順に第１の層１３と第２の
層１４からなる正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４
および電子注入層１１５を有する発光素子の構成について例示しているが、本発明の一態
様の発光素子は、これら以外の機能層を有する構造であっても、第１の層１３および第２
の層１４からなる正孔注入層１１１と発光層１１３以外の、いずれかまたは複数の層を有
さない構造であっても良い。

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：ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、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０．５～５
ｗｔ％、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１０
３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。

本発明の一態様の発光素子において第１の層１３および第２の層１４は先に図１（Ａ）で
説明した第１の層１３および第２の層１４と同様の構成を有する。

正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する材料を含んで形成され、その材料としては、上
述の第１の有機化合物および第２の有機化合物として用いることができる物質として挙げ
た材料と同様の物を用いることができる。なお、正孔注入層１１１にアクセプタ性物質と
して金属酸化物が含まれている場合、正孔注入層１１１と発光層１１３が接すると消光し
てしまう恐れがあるため、正孔輸送層１１２は形成することが好ましい。

発光層１１３は発光材料を含み、ホスト材料を含んでいても良い。発光材料は蛍光発光物
質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質で
あってもいずれでも構わない。また、単層であっても、異なる発光材料が含まれる複数の
層からなっていても良い。

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，Ｃ^２’］イリジウム（
ＩＩＩ）テトラキス（１－ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２－（４’
，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナ
ート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２－［３’，５’－ビス（トリフルオロメチル）フ
ェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（
ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ）］）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリ
ジナト－Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）_３］）、ビス（２－
フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：
［Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）
_３］）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルア
セトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有
機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テ
ルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（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（Ｆ
ｄｐｑ）_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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉ
ｒ（ｐｉｑ）_３］）、ビス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）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、２，３，７，８，１２，１３，１７，１
８－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、６
００ｎｍ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。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（ＳｎＦ_２（ＰｒｏｔｏＩＸ
））、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＭｅｓｏＩＸ））、ヘマトポル
フィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＨｅｍａｔｏＩＸ））、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（ＳｎＦ_２（ＣｏｐｒｏＩＩＩ－４Ｍｅ））、オ
クタエチルポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン
－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＥｔｉｏＩ））、オクタエチルポルフィリン－塩化白金
錯体（ＰｔＣｌ_２ＯＥＰ）等も挙げられる。

また、以下の構造式に示される２－ビフェニル－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ
［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－
ＴＲＺ）や、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－９’－
フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９－［
４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フ
ェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２－［
４－（１０Ｈ－フェノキサジン－１０－イル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３
，５－トリアジン（略称：ＰＸＺ－ＴＲＺ）、３－［４－（５－フェニル－５，１０－ジ
ヒドロフェナジン－１０－イル）フェニル］－４，５－ジフェニル－１，２，４－トリア
ゾール（略称：ＰＰＺ－３ＴＰＴ）、３－（９，９－ジメチル－９Ｈ－アクリジン－１０
－イル）－９Ｈ－キサンテン－９－オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４－（９，９－
ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰ
Ｓ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［アクリジン－９，９’－アントラセ
ン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型
複素芳香環の両方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
性が共に高く、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、Ｓ_１準位とＴ_１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活
性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環
の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。

発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様
々なキャリア輸送材料を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－９－Ｈ－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：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－ｔｅ
ｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：
ＯＸＤ－７）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）
フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’－（１，３，５
－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰ
ＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１Ｈ
－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する
複素環化合物や、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ
，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオ
フェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２
ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニ
ル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６
－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎ
Ｐ２Ｐｍ）、４，６－ビス〔３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称
：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５
－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚ
ＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリジル）－フェニル］ベンゼン（略称：Ｔｍ
ＰｙＰＢ）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。

蛍光発光物質を発光材料として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有
する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料とし
て用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材
料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、
特に９，１０－ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ま
しい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まる
ため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を
含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度高くなり、正孔が入りやすくな
るためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバ
ゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度高くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送
性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好
ましいのは、９，１０－ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいは
ベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお
、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨
格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９－フェニ
ル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（
略称：ＰＣｚＰＡ）、３－［４－（１－ナフチル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－
カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセニル）
フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７－［４－（１０－フェニル－９
－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣ
ｚＰＡ）、６－［３－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－ベンゾ［
ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９－フェニル－１０－｛
４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）－ビフェニル－４’－イル｝－アン
トラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２
ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。なお
、アントラセン骨格を有する物質はＨＯＭＯ準位が比較的深い位置にあり、アントラセン
骨格を有する物質をホスト材料として用いた発光素子は正孔注入層の正孔注入性に影響を
受けやすいため、本発明の一態様の適用が好適である。

また、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、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（Ｌ
ｉＦ）、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。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとア
ルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。

また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図１（Ｃ））。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１
１７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、陰極である陰極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、ＡｌＬ
ｉ）、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。

なお、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層（１０３）を構成する各機能層（正孔注入層
（１１１）、正孔輸送層（１１２）、発光層（１１３ａ）、電子輸送層（１１４）、電子
注入層（１１５）などや電荷発生層１１６の形成において、１つの機能層に複数の材料を
用いて形成する場合には、これらの材料を予め混合させたものを同時に用いて各機能層を
形成しても良い。例えば、発光層（１１３）を蒸着法により形成する場合であって、３種
類の異なる材料を用いる場合には、図４８（Ａ）に示すように３種類の材料（化合物１、
化合物２、化合物３）をそれぞれ異なる蒸着源（４００２ａ、４００２ｂ、４００２ｃ）
に備えて蒸着することにより基板４０００に層４００１を形成しても良いが、図４８（Ｂ
）に示すように２種類の材料（化合物１、化合物２）を混合して蒸着源４００２ａ’に備
え、１種類の材料（化合物３）を蒸着源４００２ｂ’に備え、蒸着に用いる材料の種類数
よりも少ない蒸着源の数で蒸着しても良い。

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材料もしくは、発光層に含まれる発光
材料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（Ｄ）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（
Ｂ）で示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１（Ｄ）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（Ｂ）又は図１（Ｃ）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（Ｄ）において、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と
第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユ
ニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。陽極５０１と陰極５０２は
それぞれ図１（Ｂ）における陽極１０１と陰極１０２に相当し、図１（Ｂ）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、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニ
ットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図
１（Ｄ）において、陽極の電位の方が陰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（Ｃ）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注入層を設けなく
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（Ｄ）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５１３
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（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニル
フロライド）樹脂、ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂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（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法
、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（
ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）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陽極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、陽極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感
光性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樹脂を用いた場合、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。

陽極６１３上には、ＥＬ層６１６、および陰極６１７がそれぞれ形成されている。ここで
、陽極として機能する陽極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陰極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（Ｍ
ｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生
じた光が陰極６１７を透過させる場合には、陰極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜
と、透明導電膜（ＩＴＯ、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含
有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。

なお、陽極６１３、ＥＬ層６１６、陰極６１７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（ＦｉｂｅｒＲ
ｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）樹脂、ポリ
エステル樹脂またはアクリル樹脂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、陰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：ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒ
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、発光素子の陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、
隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の陰極１０２９、封止基板１０３１、シール材
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１
０３５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１
０３３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１
０２２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。

発光素子の陽極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、陽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、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、陽極を反射電極、陰極を半透過・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１００
％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。

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、陽極４
０１が形成されている。陽極４０１は実施の形態１における陽極１０１に相当する。陽極
４０１側から発光を取り出す場合、陽極４０１は透光性を有する材料により形成する。

陰極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。

陽極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を覆って陰極４０４を形成する。陰極４０４は実施の形態１における陰極１
０２に相当する。発光を陽極４０１側から取り出す場合、陰極４０４は反射率の高い材料
によって形成される。陰極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、陽極４０１、ＥＬ層４０３、及び陰極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４
０５、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４０
５、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と陽極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、消費電力の小さい発光装
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（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（Ｃ）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（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。

掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複
数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されてい
ないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃
除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセ
ンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５
１００は、無線による通信手段を備えている。

掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口か
らゴミを吸引することができる。

また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または
段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラ
シ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることが
できる。

ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示すること
ができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させても
よい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプ
レイ５１０１に設けてもよい。

掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することが
できる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることがで
きる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知る
ことができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器
で確認することもできる。

本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。

図８（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイク
ロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下
部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７、移動機構２１０８を備える。

マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また
、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォ
ン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが
可能である。

ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、
使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ
２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外
しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電
およびデータの受け渡しを可能とする。

上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機
能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１０
０が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１
００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて
、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。

本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。図８（Ｃ）は
ゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐
体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５０
０５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（
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５００８、第２の表示部５
００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。

本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることが
できる。

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に記載の発光素子を、室内の照明装置３００１として用いた例で
ある。実施の形態１に記載の発光素子は信頼性の高い発光素子であるため、信頼性の良い
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５２００乃至表示領域５２０３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５２００と表示領域５２０１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、陽極
と陰極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆる
シースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車
のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる
。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機ト
ランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを
用いると良い。

表示領域５２０２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５２０２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５２０３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５２０３はまた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５２００乃至表示領域５２０２にも設けることができる。また、表示領域５２
００乃至表示領域５２０３は照明装置として用いることも可能である。

また、図１２（Ａ）、（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りた
たみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５
３を有している。図１２（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１２（
Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領
域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。

表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５
３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能
な部材が伸び。屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の曲率半径を有して
折りたたまれる。

なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を統制したタッチパネル（入出力
装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることがで
きる。

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である発光素子１乃至
発光素子３、比較発光素子１および比較発光素子２について説明する。発光素子１乃至発
光素子３、比較発光素子１および比較発光素子２で用いた有機化合物の構造式を以下に示
す。

（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７０ｎｍとし、電極面積は２
ｍｍ×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、陽極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）と、上記構造式（ｉｖ）で表される４，４’
，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニレン
（略称：ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを、重量比で３：１：０．５
（＝ＣａＦ_２：ｍ－ＭＴＤＡＴＡ：酸化モリブデン）となるように５０ｎｍ共蒸着して第
１の層を形成した後、上記構造式（ｉ）で表される４，４’，４’’－（ベンゼン－１，
３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と酸化モリ
ブデン（ＶＩ）とを重量比で２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となる
ように５ｎｍ共蒸着して第２の層を形成して正孔注入層１１１を形成した。

次に、正孔注入層１１１条に、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）を膜厚１
５ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。

続いて、上記構造式（ｉｉｉ）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：２ｍＤＢＴＢＰＤＢ
ｑ－ＩＩ）と、ＰＣＢＢｉＦと、上記構造式（ｉｖ）で表される（アセチルアセトナト）
ビス（４，６－ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐ
ｍ）_２（ａｃａｃ）］）とを重量比０．７：０．３：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ
－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共
蒸着した後、重量比０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢ
ＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着して発光層
１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを２５ｎｍ蒸着した後、上記構
造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなる
ように蒸着して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸
着することで電子輸送層を形成し、続いて、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよう
に蒸着することで陰極１０２を形成した、本実施例の発光素子１を作製した。

（比較発光素子１－１の作製方法）
比較発光素子１－１は、発光素子１における正孔注入層１１１を、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）
となるように５０ｎｍ共蒸着して形成した他は、発光素子１と同様に作製した。

（比較発光素子１－２の作製方法）
比較発光素子１－２は、発光素子１における正孔注入層１１１を、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）
となるように５５ｎｍ共蒸着して形成した他は、発光素子１と同様に作製した。

（比較発光素子１－３の作製方法）
比較発光素子１－３は、発光素子１における正孔注入層１１１を、ＣａＦとｍ－ＭＴＤＡ
ＴＡと酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で３：１：０．５（＝ＣａＦ：ｍ－ＭＴＤＡＴ
Ａ：酸化モリブデン）となるように５０ｎｍ共蒸着して形成した他は発光素子１と同様に
作製した。

発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３の素子構造を以下の表にまとめ
る。

発光素子１、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３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、比較発光素子１－１乃至比較発光素子１－３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１
７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／ｍ^２付近における主要な特性を表２に示す。

図１４乃至図１９及び表２より、本発明の一態様である発光素子外部量子効率３７％と、
非常に良好な発光効率を示す素子であることがわかった。一方比較発光素子１－１および
比較発光素子１－２は、駆動電圧は発光素子１と同様であるものの、外部量子効率は３２
％前後であり、これは、発光素子としては、非常に高効率ではあるものの本発明の発光素
子である発光素子１には大きく及ばない。

発光素子１は、正孔輸送層における第１の層に正孔輸送性の有機化合物としてｍ－ＭＴＤ
ＡＴＡを用い、さらにフッ化カルシウムも含んでいる。ｍ－ＭＴＤＡＴＡは比較的屈折率
の低い有機化合物であり、またフッ化カルシウムを含むことで、この第１の層の５３２ｎ
ｍ付近の屈折率は１．５９程度と非常に低い。そのため、発光素子１では、発光素子内で
共振構造を形成することが可能となり発光効率が向上したと考えられる。

しかし、同じく正孔注入層に正孔輸送性の有機化合物としてｍ－ＭＴＤＡＴＡを用い、さ
らにフッ化カルシウムも含んでいる比較発光素子１－３は、駆動電圧も高く、また、外部
量子効率も低くなってしまっている。これは、ｍ－ＭＴＤＡＴＡのＨＯＭＯ準位が浅く、
正孔輸送層１１２へのホール注入性が低下したことによる駆動電圧の上昇と、キャリアバ
ランスの崩れが原因である。発光素子１では、ｍ－ＭＴＤＡＴＡとフッ化カルシウムおよ
び酸化モリブデンを含む第１の層と、正孔輸送層１１２との間に、第２の層としてＨＯＭ
Ｏ準位の深いＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデンの複合材料を薄く形成することで、この
悪影響を抑え、上述のような非常に高効率な発光素子を実現することを可能とした。

なお、第２の層に用いられる正孔輸送性の有機化合物としては、第１の層に用いられる正
孔輸送性の有機化合物以下のＨＯＭＯ準位を有する有機化合物であることが好ましい。ま
た、当該ＨＯＭＯ準位は、第１の層に用いられる正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位
より小さい（深い）ことがさらに好ましい。

本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子２乃至発
光素子４と、比較発光素子５および比較発光素子２－１乃至比較発光素子５－１について
説明する。発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５および比較発光素子２－１乃至比
較発光素子５－１で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（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７０ｎｍとし、電極面積は２
ｍｍ×２ｍｍとした。

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、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４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－
トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と、銅フタロシアニ
ン（略称：ＣｕＰｃ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で１．５：０．５：１（＝
ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：ＣｕＰｃ：酸化モリブデン）となるよう５０ｎｍ共蒸着して第１の層
を形成した後、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデン（ＩＶ）とを重量比で２：１（＝ＤＢ
Ｔ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように１０ｎｍ共蒸着して第２の層を形成し、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（ｖｉｉｉ）で表される３，３’－ビス（９－
フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）を２０ｎｍとなるように蒸着し、正
孔輸送層１１２を形成した。

続いて、上記構造式（ｉｘ）で表される４，６－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９
－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）と、ＰＣＣＰと、上記構
造式（ｘ）で表されるトリス［２－（６－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ピリミジニル－κＮ３
）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_３）］）とを
重量比で０．５：０．５：０．０７５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｔ
Ｂｕｐｐｍ）_３］）となるように２０ｎｍ成膜した後、重量比０．２：０．８：０．７５
（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_３］）となるように２０
ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを膜厚２５ｎｍとなるように蒸着した
後、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１
０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸
着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを膜厚２００ｎｍとなるように蒸
着することで陰極１０２を形成して本実施例の発光素子２を作製した。

（比較発光素子２－１の作製方法）
比較発光素子２－１は発光素子２の正孔注入層１１１における第２の層を設けず、正孔注
入層１１１を第１の層のみで構成した他は発光素子２と同様に作製した。

（発光素子３の作製方法）
発光素子３は、発光素子２における正孔注入層１１１の第１の層をＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと、
ＣｕＰｃと、酸化モリブデン（ＩＶ）とを重量比で１：１：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：Ｃ
ｕＰｃ：酸化モリブデン）となるように５０ｎｍ共蒸着して形成した他は、発光素子２と
同様に作製した。

（比較発光素子３－１の作製方法）
比較発光素子３－１は、発光素子３の正孔注入層１１１における第２の層を設けず、正孔
注入層１１１を第１の層のみで構成した他は発光素子３と同様に作製した。

（発光素子４の作製方法）
発光素子４は発光素子２における正孔注入層１１１の第１の層を、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと、
ＣｕＰｃと、酸化モリブデン（ＩＶ）とを重量比で０．５：１．５：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－
ＩＩ：ＣｕＰｃ：酸化モリブデン）となるように５０ｎｍ共蒸着して形成した他は、発光
素子２と同様に作製した。

（比較発光素子４－１の作製方法）
比較発光素子４－１は、発光素子４の正孔注入層１１１における第２の層を設けず、正孔
注入層１１１を第１の層のみで構成した他は発光素子４と同様に作製した。

（比較発光素子５の作製方法）
比較発光素子５は発光素子２における正孔注入層１１１の第１の層を、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ
と酸化モリブデン（ＩＶ）とを重量比で２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）
となるように５０ｎｍ共蒸着して形成した他は、発光素子２と同様に作製した。

（比較発光素子５－１の作製方法）
比較発光素子５－１は発光素子５の正孔注入層１１１における第２の層を設けず、正孔注
入層１１１を第１の層のみで構成した他は比較発光素子５と同様に作製した。

発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５および比較発光素子２－１乃至比較発光素子
５－１の素子構造を以下の表にまとめる。

表のように、発光素子２乃至発光素子４は、ＣｕＰｃが含まれる複合材料からなる第１の
層と正孔輸送層１１２との間に、ＣｕＰｃを含まない複合材料である第２の層を形成した
実施例の素子。比較発光素子２－１乃至比較発光素子４－１はＣｕＰｃを含まない複合材
料からなる第２の層を設けない発光素子となっている。また、比較発光素子５は発光素子
２乃至発光素子４の第１の層からＣｕＰｃを除いた素子、比較発光素子５－１は比較発光
素子２－１乃至比較発光素子４－１からＣｕＰｃを除いた素子である。

なお、ＣｕＰｃは可視光領域に吸収を有しており、第１の層に混合することによって発光
層からの光を吸収し、発光素子から発する光のスペクトル形状を変化させることができる
。これにより、当該第１の層がカラーフィルタのような役割を担うことが可能となり、発
光素子の外部にカラーフィルタを設ける必要が無くなることで、発光装置の部材を減らす
ことや、アライメントを行う煩雑さを低減することができ、製造コストを低減させること
ができる。なお、発光層内部にこのような層を設け、さらにキャビティ構造を形成するこ
とで、光が反射するたびに当該層を通過することになり、より効果的にスペクトルを狭線
化させることが可能となる。

発光素子２乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素
子４－１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乃至発光素子４、比較発光素子５、および比較発光素子２－１乃至比較発光素
子４－１の輝度－電流密度特性を図２０に、電流効率－輝度特性を図２１に、輝度－電圧
特性を図２２に、電流－電圧特性を図２３に、色度－輝度特性を図２４に、ｘ－ｙ色度座
標図を図２５に、外部量子効率－輝度特性を図２６に、発光スペクトルを図２７に示す。
なお、これらの図面には各々（Ａ）と（Ｂ）のグラフがあり、（Ａ）のグラフは比較発光
素子２－１乃至比較発光素子５－１の、（Ｂ）のグラフは発光素子２乃至４および比較発
光素子５の結果を示している。すなわち、（Ａ）のグラフは第２の層が設けられていない
構成の、（Ｂ）のグラフは第２の層が設けられた構成の発光素子の結果を各々示している
。

なお、発光素子２乃至発光素子４は各々第１の層におけるＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ、ＣｕＰｃお
よび酸化モリブデンの混合比が異なる素子であり、発光素子２が最もＣｕＰｃの濃度が小
さく、発光素子４が最も大きい。また、比較発光素子５はＣｕＰｃが含まれていない素子
である。また、比較発光素子２－１および比較発光素子５－１も同様であり、発光素子２
と比較発光素子２－１は第１の層の混合比が等しい素子であり、発光素子３と比較発光素
子３－１、発光素子４と比較発光素子４－１、比較発光素子５と比較発光素子５－１も各
々の第１の層における混合比は等しい。

まず、図２６（Ｂ）から、第１の層中のＣｕＰｃの濃度が増加すると、外部量子効率が低
下する傾向があることがわかる。しかしこれは、ＣｕＰｃの吸収が発光層から発する光の
スペクトルと重なる部分に吸収を有しているためであり、ＣｕＰｃの濃度増加に伴い吸収
される光が増加した事に起因する。すなわち、この効率の変化は合理的な結果である。こ
のように、第１の層に適当な波長に吸収する材料を混在させることにより、カラーフィル
タのような機能を持たせることが可能となる。

その効果は、図２５（Ｂ）、図２７（Ｂ）からも見て取れる。図２７（Ｂ）からは、Ｃｕ
Ｐｃの濃度が増加するにつれて発光スペクトルの長波長部分が削られ、ピークの半値幅が
小さくなってゆくことがわかる。また、図２５（Ｂ）からは、ＣｕＰｃの濃度が大きくな
るにつれて色純度が増すことがわかった。

また、上記図２５（Ｂ）乃至図２７（Ｂ）の結果は、第１の層を第２の層の両方を有する
素子の結果であったが、第２の層を設けていない発光素子に関するグラフである、図２５
（Ａ）、図２６（Ａ）および図２７（Ａ）も、同様の傾向を示していることがわかる。

しかし、図２１（Ａ）（Ｂ）および、図２２（Ａ）（Ｂ）を見ると、第２の層を設けてい
ない発光素子群の結果である各図（Ａ）は、ＣｕＰｃの濃度が大きくなる程、駆動電圧の
低下が起きているが、第２の層を設けた発光素子群の結果である各図（Ｂ）はその駆動電
圧に差が無く、どの発光素子も良好な駆動電圧を示しており、第２の層の有無により特性
に違いが表れている。

これらの結果は、２つの事実を示唆している。すなわち、ＣｕＰｃを含む第１の層と、正
孔輸送層が接する構成では第１の層から正孔輸送層への正孔の注入性が低下する場合があ
ること、そして、それはＣｕＰｃを含まない第２の層を第１の層と正孔輸送層との間に設
けることで解決することである。

なお、その際、第２の層に用いられる正孔輸送性の有機化合物としては、第１の層に用い
られる正孔輸送性の有機化合物以下のＨＯＭＯ準位を有する有機化合物であることが好ま
しい。また、当該ＨＯＭＯ準位は、第１の層に用いられる正孔輸送性の有機化合物のＨＯ
ＭＯ準位より小さい（深い）ことがさらに好ましい。これにより、正孔注入層から正孔輸
送層への正孔の注入がよりスムーズとなり、駆動電圧の小さい発光素子を提供することが
容易となる。

本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子６と、参
考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３について説明する。発光素子６、参考発光素子
６－１乃至参考発光素子６－３で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（発光素子６の作製方法）
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７０ｎｍとし、電極面積は２
ｍｍ×２ｍｍとした。

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、陽極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により、上記構造式（ｘｉｖ）で表される４，４，８，８，－１２，１２－ヘキサ－
ｐ－トリル－４Ｈ－８Ｈ－１２Ｈ－１２Ｃ－アザ－ジベンゾ［ｃｄ，ｍｎ］ピレン（略称
：ＦＡＴＰＡ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で２：０．５（＝ＦＡＴＰＡ：酸
化モリブデン）となるように５０ｎｍ共蒸着して第１の層を形成し、続いて上記構造式（
ｘｉ）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）とを重量比で２：０．５
（＝ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン）となるように１０ｎｍ共蒸着して第２の層を形成して
、正孔注入層１１１を形成した。

次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣＰＰｎを膜厚２０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送
層１１２を形成した。

続いて、上記構造式（ｘｉｉ）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（ｘｉｉｉ）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、重量比で１：０．０３（＝ｃ
ｇＤＢＣｚＰＡ：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ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように蒸着した後、上
記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍと
なるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸
着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを膜厚２００ｎｍとなるように蒸
着することで陰極１０２を形成して本実施例の発光素子６を作製した。

（参考発光素子６－１の作製方法）
参考発光素子６－１は、発光素子６における正孔注入層１１１を、ＰＣＰＰｎと酸化モリ
ブデン（ＶＩ）を重量比２：０．５（＝ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン）となるように５０
ｎｍ共蒸着して形成した他は発光素子６と同様に作製した。

（参考発光素子６－２の作製方法）
比較発光素子６－２は、発光素子６における第１の層をＰＣＰＰｎと酸化モリブデン（Ｖ
Ｉ）を重量比２：０．５（＝ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン）となるように５０ｎｍ共蒸着
して形成した他は発光素子６と同様に作製した。

（参考発光素子６－３の作製方法）
参考発光素子６－３は発光素子６における第２の層を形成しない構造とした他は発光素子
６と同様に形成した。

発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３の素子構造を以下の表にま
とめる。

発光素子６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３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６および参考発光素子６－１乃至参考発光素子６－３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、規格化輝度
－時間変化特性を図３４に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主
要な特性を表３－２に示す。

参考発光素子６－３および発光素子６は、第１の層としてＦＡＴＰＡと酸化モリブデンの
共蒸着膜を用いている。ＦＡＴＰＡの５３２ｎｍ付近における屈折率は１．６８であり、
正孔輸送性を有する有機化合物としては低い値をしている。なお、発光素子６－１および
参考発光素子６－２の第１の層、および第２の層に用いられているＰＣＰＰｎの５３２ｎ
ｍ付近における屈折率は１．８３である。

発光素子内に、屈折率の低い層を形成することによって、発光効率が向上することが報告
されている（例えば非特許文献１）。屈折率の低い有機化合物であるＦＡＴＰＡを用いる
ことで、そのような屈折率の低い層を発光層内に形成することができる。ここで、参考発
光素子６－１と参考発光素子６－３を比較すると、これらの素子構造の違いは、第１の層
における有機化合物の違いだけであるが、第１の層にＦＡＴＰＡを用いた参考発光素子６
－３の発光効率の方が高くなっているのがわかる。同様に参考発光素子６－２と発光素子
６を比較すると、発光素子６の効率が高い。なお、参考発光素子６－１と参考発光素子６
－２とを比較すると参考発光素子６－１の方の発光効率が高いのは、第２の層の有無によ
る光路長の違いによるものであり、参考発光素子６－３と発光素子６の発光効率の違いも
同様である。

ここで、屈室率の小さい有機化合物は、キャリアの輸送性が低い、キャリアの注入性が小
さい（ＨＯＭＯ準位が浅い）傾向がある。第１の層に屈折率の小さい有機化合物であるＦ
ＡＴＰＡを用い、第２の層を形成しない発光素子である参考発光素子６－３においても、
図３０より、駆動電圧の上昇がわずかながら見られている。また、図３４からわかるよう
に、参考発光素子６－３は大きく寿命を落としていることがわかる。

しかし一方で、同じくＦＡＴＰＡを第１の層に用いた素子である発光素子６は、参考発光
素子６－１および参考発光素子６－２と同様の良好な駆動電圧および寿命を呈しており、
第２の層を形成することによって、ＦＡＴＰＡを用いたことによる駆動電圧の上昇や寿命
の低下を抑制することが可能であることがわかる。

この際、第２の層に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物は、第１の層に用いた正孔
輸送性を有する有機化合物よりもＨＯＭＯ準位の深い材料を用いることが好ましい。

本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発光素子７と、参
考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３について説明する。発光素子７および参考発光
素子７－１乃至参考発光素子７－３で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（発光素子７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７０ｎｍとし、電極面積は２
ｍｍ×２ｍｍとした。

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、陽極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸
着法により、上記構造式（ｘｖｉ）で表される１，１－ビス－［４－ビス（４－メチル－
フェニル）－アミノ－フェニル］－シクロヘキサン（略称：ＴＡＰＣ）と、酸化モリブデ
ン（ＶＩ）とを重量比で２：０．５（＝ＴＡＰＣ：酸化モリブデン）となるように３５ｎ
ｍ共蒸着して第１の層を形成し、続いて上記構造式（ｉ）で表される４，４’，４’’－
（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－
ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モ
リブデン）となるように１０ｎｍ共蒸着して第２の層を形成して、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（ｖｉｉｉ）で表される３，３’－ビス（９－
フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）を膜厚２０ｎｍとなるように蒸着し
て正孔輸送層１１２を形成した。

続いて、上記構造式（ｉｘ）で表される４，６－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－
イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）と、ＰＣＣＰと、上記構造
式（ｘｖ）で表されるトリス［２－｛１－（４－シアノ－２，６－ジイソブチルフェニル
）－１Ｈ－ベンゾイミダゾール－２イル－κＮ３｝フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：［Ｉｒ（ｐｂｉ－ｄｉＢｕＣＮｐ）_３］）とを、重量比０．５：０．５：０．
１（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｐｂｉ－ｄｉＢｕＣＮｐ）_３］）とな
るように２０ｎｍ共蒸着した後、重量比０．８：０．２：０．１（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐ
ｍ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｐｂｉ－ｄｉＢｕＣＮｐ）_３］）となるように２０ｎｍ共蒸着し
て発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを２０ｎｍとなるように蒸着した後、上
記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍと
なるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸
着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを膜厚２００ｎｍとなるように蒸
着することで陰極１０２を形成して本実施例の発光素子７を作製した。

（参考発光素子７－１の作製方法）
参考発光素子７－１は、発光素子７における正孔注入層１１１を、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）を重量比２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように３５ｎｍ共蒸着して形成した他は発光素子７と同様に作製した。

（参考発光素子７－２の作製方法）
比較発光素子７－２は、発光素子７における第１の層をＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデ
ン（ＶＩ）を重量比２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように３
ｎｍ共蒸着して形成した他は発光素子７と同様に作製した。

（参考発光素子７－３の作製方法）
参考発光素子７－３は発光素子７における第２の層を形成しない構造とした他は発光素子
７と同様に形成した。

発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３の素子構造を以下の表にま
とめる。

発光素子７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３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７および参考発光素子７－１乃至参考発光素子７－３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、規格化輝度
－時間変化特性を図４１に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主
要な特性を表４－２に示す。

参考発光素子７－３および発光素子７は、第１の層としてＴＡＰＣと酸化モリブデンの共
蒸着膜を用いている。ＴＡＰＣの５３２ｎｍ付近の屈折率は１．６７であり、正孔輸送性
を有する有機化合物としては低い値をしている。なお、発光素子７－１および参考発光素
子７－２の第１の層、および第２の層に用いられているＤＢＴ３Ｐ－ＩＩの５３２ｎｍ付
近の屈折率は１．８３である。

発光素子内に、屈折率の低い層を形成することによって、発光効率が向上することが報告
されている（例えば非特許文献１参照）。屈折率の低い有機化合物であるＴＡＰＣを用い
ることで、そのような屈折率の低い層を発光層内に形成することができる。ここで、参考
発光素子７－１と参考発光素子７－３を比較すると、これらの素子構造の違いは、第１の
層における有機化合物の違いだけであるが、第１の層にＴＡＰＣを用いた参考発光素子７
－３の発光効率の方が高くなっているのがわかる。同様に参考発光素子７－２と発光素子
７を比較すると、発光素子７の効率が高い。なお、参考発光素子７－１と参考発光素子７
－２とを比較すると参考発光素子７－１の方の発光効率が高いのは、第２の層の有無によ
る光路長の違いによるものであり、参考発光素子７－３と発光素子７の発光効率の違いも
同様の理由による。

ここで、屈折率の小さい有機化合物は、キャリアの輸送性が低く、キャリアの注入性が小
さい（ＨＯＭＯ準位が浅い）傾向がある。第１の層に屈折率の小さい有機化合物であるＴ
ＡＰＣを用い、第２の層を形成しない発光素子である参考発光素子７－３においても、図
３７より、駆動電圧の上昇が見られている。また、図４１から、参考発光素子７－３は寿
命も低下していることがわかる。

しかし一方で、同じくＴＡＰＣを第１の層に用いた素子である発光素子７は、参考発光素
子７－１および参考発光素子７－２と同様の低い駆動電圧と良好な寿命を呈しており、第
２の層を形成することによって、ＴＡＰＣを用いたことによる寿命の低下および駆動電圧
の上昇をほぼ抑制することが可能であることがわかった。

本実施例では、本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光素子である発
光素子８－１と発光素子８－２について説明する。発光素子８－１および発光素子８－２
で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

（発光素子８－１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７０ｎｍとし、電極面積は２
ｍｍ×２ｍｍとした。

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、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：酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比で２
：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように５ｎｍ共蒸着して第３の層を
形成した後、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）と、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と、酸化モリブデン
とを、重量比で３：１：０．５（＝ＣａＦ_２：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように５０ｎｍ共蒸着して第１の層を形成し、さらに、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブ
デンとを、重量比で２：０．５（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように５
ｎｍ共蒸着し、第２の層を形成した正孔注入層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）を膜厚２
０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸
着することで電子輸送層を形成し、続いて、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよう
に蒸着することで陰極１０２を形成した、本実施例の発光素子８－１を作製した。

（発光素子８－２の作製方法）
発光素子８－２は、発光素子８－１における第３の層を形成しなかった他は、発光素子１
と同様に作製した。

発光素子８－１、発光素子８－２の素子構造を以下の表にまとめる。

発光素子８－１、発光素子８－２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、測定は室温で行った。

発光素子８－１、発光素子８－２の輝度－電流密度特性を図４２に、電流効率－輝度特性
を図４３に、輝度－電圧特性を図４４に、電流－電圧特性を図４５に、外部量子効率－輝
度特性を図４６に、発光スペクトルを図４７に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／
ｍ^２付近における主要な特性を表９に示す。

第３の層を形成した発光素子８－１および形成しない発光素子８－２共に良好な特性を有
する発光素子であるが、図や表より、発光素子８－１は第３の層の存在によって、駆動電
圧が若干ではあるが減少することがわかった。

１０陽極
１１陰極
１２有機化合物を含む層
１３第１の層
１４第２の層
１０１陽極
１０２陰極
１０３ＥＬ層
１１１正孔注入層
１１２正孔輸送層
１１３発光層
１１４電子輸送層
１１５電子注入層
１１６電荷発生層
１１７Ｐ型層
１１８電子リレー層
１１９電子注入バッファ層
４００基板
４０１陽極
４０３ＥＬ層
４０４陰極
４０５シール材
４０６シール材
４０７封止基板
４１２パッド
４２０ＩＣチップ
５０１陽極
５０２陰極
５１１第１の発光ユニット
５１２第２の発光ユニット
５１３電荷発生層
６０１駆動回路部（ソース線駆動回路）
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ＦＥＴ
６１２電流制御用ＦＥＴ
６１３陽極
６１４絶縁物
６１６ＥＬ層
６１７陰極
６１８発光素子
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陽極
１０２４Ｒ陽極
１０２４Ｇ陽極
１０２４Ｂ陽極
１０２５隔壁
１０２８ＥＬ層
１０２９陰極
１０３１封止基板
１０３２シール材
１０３３透明な基材
１０３４Ｒ赤色の着色層
１０３４Ｇ緑色の着色層
１０３４Ｂ青色の着色層
１０３５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
２１００ロボット
２１１０演算装置
２１０１照度センサ
２１０２マイクロフォン
２１０３上部カメラ
２１０４スピーカ
２１０５ディスプレイ
２１０６下部カメラ
２１０７障害物センサ
２１０８移動機構
３００１照明装置
４０００基板
４００１層
４００２ａ基板
４００２ａ’ 蒸着源
４００２ｂ蒸着源
４００２ｂ’ 蒸着源
４００２ｃ蒸着源
５０００筐体
５００１表示部
５００２第２の表示部
５００３スピーカ
５００４ＬＥＤランプ
５００５操作キー
５００６接続端子
５００７センサ
５００８マイクロフォン
５０１２支持部
５０１３イヤホン
５１００掃除ロボット
５１０１ディスプレイ
５１０２カメラ
５１０３ブラシ
５１０４操作ボタン
５１５０携帯情報端末
５１５１筐体
５１５２表示領域
５１５３屈曲部
５１２０ゴミ
５２００表示領域
５２０１表示領域
５２０２表示領域
５２０３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
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
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

Claims

陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置する第１の層、第２の層及び発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と、第１のアクセプタ性物質と、フッ素または飽和炭化水素を含む有機化合物と、を含み、
前記第２の層は、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、第２のアクセプタ性物質と、を含む、発光素子。
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置する第１の層、第２の層、正孔輸送層及び発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記正孔輸送層との間に位置し、
前記正孔輸送層は、前記第２の層と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と、第１のアクセプタ性物質と、フッ素または飽和炭化水素を含む有機化合物と、を含み、
前記第２の層は、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、第２のアクセプタ性物質と、を含み、
前記正孔輸送層は、正孔輸送性を有する第３の有機化合物を含み、
前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位と、前記第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位の差が０．２ｅＶ未満である、発光素子。
陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置する第１の層、第２の層、正孔輸送層及び発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記陽極と前記第２の層との間に位置し、
前記第２の層は、前記第１の層と前記正孔輸送層との間に位置し、
前記正孔輸送層は、前記第２の層と前記発光層との間に位置し、
前記第１の層は、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と、第１のアクセプタ性物質と、フッ素または飽和炭化水素を含む有機化合物と、を含み、
前記第２の層は、正孔輸送性を有する第２の有機化合物と、第２のアクセプタ性物質と、を含み、
前記正孔輸送層は、正孔輸送性を有する第３の有機化合物を含み、
前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも小さい、発光素子。
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記発光層は、ホスト材料と、発光材料と、を含み、
前記ホスト材料は、励起錯体を形成する複数種の物質を混合した材料であり、
前記励起錯体の発光は、前記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、発光素子。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１のアクセプタ性物質と、前記第２のアクセプタ性物質とが同じ物質である、発光素子。
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記第２のアクセプタ性物質が、モリブデン酸化物である、発光素子。
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位が、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位よりも浅い、発光素子。
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
前記第１の層と前記第２の層の光学的特性が異なる、発光素子。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記第１の層を構成する膜の屈折率と前記第２の層を構成する膜の屈折率の差が０．０５以上である、発光素子。
請求項９において、
前記第１の層を構成する膜の屈折率が、前記第２の層を構成する膜の屈折率よりも０．０５以上小さい、発光素子。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一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。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の発光素子と、
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。
請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の発光素子と、
筐体と、を有する照明装置。