JP2023081397A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】一対の電極間に複数の発光層を有する発光素子であって、該複数の発光層の各々において、駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い発光素子を提供する。【解決手段】陰極と陽極の間に第１の発光層乃至第３の発光層を具備する発光素子であって、第１の発光層は、第１の燐光性材料と、第１の電子輸送性材料と、を有し、第２の発光層は、第２の燐光性材料と、第２の電子輸送性材料と、を有し、第３の発光層は、蛍光性材料と、第３の電子輸送性材料と、を有し、第１の発光層乃至第３の発光層は、それぞれ陰極側に配置された電子輸送層に接して設けられ、電子輸送層を形成する材料の三重項励起エネルギー準位が、第１の電子輸送性材料及び第２の電子輸送性材料の三重項励起エネルギー準位よりも低い。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟
んでなる発光素子、また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、及び照明装
置に関する。
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光層として
用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特
に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視
野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光体を含む発光層を挟んで電圧を印加するこ
とにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で
再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを
放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起状態と三重項励起状態が知ら
れ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられており、一重項励起状態（Ｓ
＊）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ＊）からの発光が燐光と呼ばれている。
このような発光素子に関しては、素子特性または生産性を向上させる為に、素子構造の
改良や材料開発等が盛んに行われている。また、発光素子としては、有機ＥＬ素子の研究
開発が精力的に行われており、フルカラー化への開発が活発化している。
フルカラー化の手法の一つとして、例えば、発光層を画素ごとに塗り分ける手法がある
。該発光層は、シャドウマスクを用いて必要な画素のみに蒸着される。この場合、工程を
減らしてコストを削減するために、発光層以外の層、例えば、正孔輸送層、電子輸送層、
及び陰極を複数の画素で共通に形成する構成が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００４－６３６２号公報
特許文献１に記載された構成の場合、正孔輸送層または電子輸送層は、複数の画素で共
通して用いられるために、異なる色を表示する画素ごとで駆動電圧などの素子特性が異な
る。また、このような構成の場合、異なる色を表示する画素で、正孔輸送層または電子輸
送層が共通のため、画素ごとに最適な素子構成になっておらず、複数の画素の少なくとも
いずれか一つの画素において、素子特性の異常、例えば駆動電圧の上昇または信頼性の低
下などが発生するといった課題がある。
上述した課題に鑑み、本発明の一態様では、一対の電極間に複数の発光層を有する発光
素子であって、該複数の発光層の各々において、駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い発
光素子を提供することを目的の一つとする。
本発明の一態様は、陰極と陽極の間に第１の発光層乃至第３の発光層を具備する発光素
子であって、第１の発光層は、第１の燐光性材料と、第１の電子輸送性材料と、を有し、
第２の発光層は、第２の燐光性材料と、第２の電子輸送性材料と、を有し、第３の発光層
は、蛍光性材料と、第３の電子輸送性材料と、を有し、第１の発光層乃至第３の発光層は
、それぞれ陰極側に配置された電子輸送層に接して設けられ、電子輸送層を形成する材料
の三重項励起エネルギー準位が、第１の電子輸送性材料及び第２の電子輸送性材料の三重
項励起エネルギー準位よりも低いことを特徴とする発光素子である。
このように電子輸送層が第１乃至第３の発光層に共通して接する構成とすることで、発
光素子形成時の生産性を高めることができる。また、該電子輸送層は、第１の電子輸送性
材料及び第２の電子輸送性材料の三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）よりもＴ１準位
が低い材料で形成されている。第１の電子輸送性材料及び第２の電子輸送性材料の電子輸
送性が高いため、本発明の一態様の発光素子の発光領域は、発光層の正孔輸送層側に形成
される。そのため、第１の発光層及び第２の発光層は、電子輸送層の低いＴ１準位に影響
を受けず、駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い素子構成となる。
また、本発明の他の一態様は、陰極と陽極の間に第１の発光層乃至第３の発光層を具備
する発光素子であって、第１の発光層は、第１の燐光性材料と、第１の電子輸送性材料と
を有し、第２の発光層は、第２の燐光性材料と、第２の電子輸送性材料とを有し、第３の
発光層は、蛍光性材料と、第３の電子輸送性材料とを有し、且つ第１の発光層及び第２の
発光層の陰極側に接して設けられ、第３の電子輸送性材料の三重項励起エネルギー準位が
、第１の電子輸送性材料及び第２の電子輸送性材料の三重項励起エネルギー準位よりも低
いことを特徴とする発光素子である。
このように第３の発光層が第１の発光層及び第２の発光層の陰極側に接して設けられる
ことで、第３の発光層は、第１の発光層上及び第２の発光層上においては、電子輸送層と
して機能し、第３の発光層においては、発光層として機能する。なお、第３の発光層に含
まれる蛍光性材料（ドーパント、またはゲスト材料ともいう）は、第１の電子輸送性材料
及び第２の電子輸送性材料の電子輸送性が高いため、第１の発光層上及び第２の発光層上
では、発光に寄与しない。一方で、第３の発光層においては、蛍光性材料からの発光が得
られる。すなわち、第３の発光層が電子輸送層と発光層の機能を同時に備えるため、第１
の発光層上及び第２の発光層上においては、電子輸送層として共通に用いることが可能と
なり、第３の発光層においては発光層として用いることが可能となる。したがって、発光
素子形成時の生産性を高めることができる。
また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置、発光装置を有する電子機器、及
び照明装置も範疇に含めるものである。したがって、本明細書中における発光装置とは、
画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター
、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ
（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ 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、または発光素子に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も全て発光装置
に含むものとする。
本発明の一態様である発光素子は、一対の電極間に複数の発光層を有する発光素子であ
って、該複数の発光層の各々において、駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い発光素子を
提供することができる。また、該発光素子を形成する際の生産性を向上させることが実現
できる。
本発明の一態様の発光素子を説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。 本発明の一態様の発光素子を用いた発光装置を説明する図。 本発明の一態様である発光素子及び発光装置を用いた電子機器を説明する図。 実施例の発光素子を説明する図。 発光素子１及び比較発光素子２の電流密度－輝度特性を示す図。 発光素子１及び比較発光素子２の電圧－輝度特性を示す図。 発光素子１及び比較発光素子２の輝度－電流効率特性を示す図。 発光素子１及び比較発光素子２の電圧－電流特性を示す図。 発光素子１及び比較発光素子２の発光スペクトルを示す図。 発光素子３及び比較発光素子４の電流密度－輝度特性を示す図。 発光素子３及び比較発光素子４の電圧－輝度特性を示す図。 発光素子３及び比較発光素子４の輝度－電流効率特性を示す図。 発光素子３及び比較発光素子４の電圧－電流特性を示す図。 発光素子３及び比較発光素子４の発光スペクトルを示す図。 発光素子５及び比較発光素子６の電流密度－輝度特性を示す図。 発光素子５及び比較発光素子６の電圧－輝度特性を示す図。 発光素子５及び比較発光素子６の輝度－電流効率特性を示す図。 発光素子５及び比較発光素子６の電圧－電流特性を示す図。 発光素子５及び比較発光素子６の発光スペクトルを示す図。 発光素子７及び発光素子８の電流密度－輝度特性を示す図。 発光素子７及び発光素子８の電圧－輝度特性を示す図。 発光素子７及び発光素子８の輝度－電流効率特性を示す図。 発光素子７及び発光素子８の電圧－電流特性を示す図。 発光素子７及び発光素子８の発光スペクトルを示す図。 発光素子１、３、７、８及び比較発光素子２、４の信頼性試験の結果を示す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されるものではない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の
混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を構成する上での概念および具体的
な発光素子の構成について説明する。まず、本発明の一態様である発光素子について、図
１（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
図１（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１及び陰極１０３）間に発光層１
１５を有し、発光層１１５は、第１の燐光性材料１２１ａと第１の電子輸送性材料１２２
ａを含む第１の発光層１１５ａと、第２の燐光性材料１３１ａと第２の電子輸送性材料１
３２ａを含む第２の発光層１１５ｂと、蛍光性材料１４１ａと第３の電子輸送性材料１４
２ａを含む第３の発光層１１５ｃと、を有する。
また、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、第３の発光層１１５ｃのそれぞ
れは、陰極１０３側に配置された電子輸送層１１７と接して設けられる。
また、第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａと、第１の電子輸送性材料
１２２ａと、さらに第１の正孔輸送性材料１２３ａを含む構成としてもよい。また、第２
の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａと、第２の電子輸送性材料１３２ａと、
さらに第２の正孔輸送性材料１３３ａを含む構成としてもよい。
第１の発光層１１５ａにおいて、第１の電子輸送性材料１２２ａは、ホスト材料として
機能し、第１の燐光性材料１２１ａは、ゲスト材料（ドーパントともいう）として機能す
る。また、第１の正孔輸送性材料１２３ａは、アシスト材料として機能する。すなわち、
ホスト材料として機能する第１の電子輸送性材料１２２ａに第１の燐光性材料１２１ａ及
び第１の正孔輸送性材料１２３ａが分散された構成である。また、第２の発光層１１５ｂ
において、第２の電子輸送性材料１３２ａは、ホスト材料として機能し、第２の燐光性材
料１３１ａは、ゲスト材料として機能する。また、第２の正孔輸送性材料１３３ａは、ア
シスト材料として機能する。すなわち、ホスト材料として機能する第２の電子輸送性材料
１３２ａに第２の燐光性材料１３１ａ及び第２の正孔輸送性材料１３３ａが分散された構
成である。また、第３の発光層１１５ｃにおいて、第３の電子輸送性材料１４２ａは、ホ
スト材料として機能し、蛍光性材料１４１ａは、ゲスト材料として機能する。すなわち、
ホスト材料として機能する第３の電子輸送性材料１４２ａに蛍光性材料１４１ａが分散さ
れた構成である。
例えば、第１の燐光性材料１２１ａとしては、赤色の発光を示す燐光性材料を発光物質
として用いることができる。また、第２の燐光性材料１３１ａとしては、緑色の発光を示
す燐光性材料を発光物質として用いることができる。また、蛍光性材料１４１ａとしては
、青色の発光を示す蛍光性材料を発光物質として用いることができる。なお、本明細書中
において、赤色の発光を示す燐光性材料の最大発光波長は、５７０ｎｍより大きく７４０
ｎｍ以下であり、緑色の発光を示す燐光性材料の最大発光波長は、５００ｎｍより大きく
５７０ｎｍ以下であり、青色の発光を示す蛍光性材料の最大発光波長は、４００ｎｍ以上
５００ｎｍ以下である。
また、図１（Ａ）において、一対の電極間には、発光層１１５及び電子輸送層１１７以
外にも、正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、第
３の正孔輸送層１１３ｃ、及び電子注入層１１９が形成されている。
より具体的には、図１（Ａ）に示す発光素子は、基板１００上の陽極１０１と、陽極１
０１上の正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上の第１の正孔輸送層１１３ａと、正孔
注入層１１１上の第２の正孔輸送層１１３ｂと、正孔注入層１１１上の第３の正孔輸送層
１１３ｃと、第１の正孔輸送層１１３ａ上の第１の発光層１１５ａと、第２の正孔輸送層
１１３ｂ上の第２の発光層１１５ｂと、第３の正孔輸送層１１３ｃ上の第３の発光層１１
５ｃと、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃ上の
電子輸送層１１７と、電子輸送層１１７上の電子注入層１１９と、電子注入層１１９上の
陰極１０３と、を有する。
このように必要に応じて、一対の電極間に発光層１１５及び電子輸送層１１７以外の層
、例えば、正孔注入性もしくは電子注入性の物質、正孔輸送性もしくは電子輸送性の物質
、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層を形成
してもよい。ただし、これらは必ずしも必要ではない。
また、図１（Ａ）に示す発光素子においては、第１の正孔輸送層１１３ａと、第２の正
孔輸送層１１３ｂと、第３の正孔輸送層１１３ｃと、が各発光層（第１の発光層１１５ａ
、第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃ）に対して、それぞれ配置されてい
る。ただし、この構成に限定されず、正孔輸送層は、各発光層に対して共通に形成しても
よい。また、図１（Ａ）に示す発光素子においては、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の
正孔輸送層１１３ｂ、及び第３の正孔輸送層１１３ｃの膜厚を調整することによって、各
発光層から射出される光の光学距離を調整することができる。
また、図１（Ａ）に示す発光素子においては、発光層１１５（第１の発光層１１５ａ、
第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃ）は、電子輸送層１１７、電子注入層
１１９及び陰極１０３が共通している。このように、電子輸送層１１７、電子注入層１１
９及び陰極１０３を発光層１１５で共通して用いることによって、発光素子形成時の生産
性を高めることができる。なお、図１（Ａ）に示す発光素子形成時の塗り分け工程は、第
１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ及び第３の正孔輸送層１１３ｃを正
孔注入層１１１の上に形成し、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ及び第３の
発光層１１５ｃをそれぞれ第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ及び第
３の正孔輸送層１１３ｃの上に形成する。また、各正孔輸送層と各発光層を連続して形成
することで、塗り分け回数を低減することが可能である。例えば、第１の正孔輸送層１１
３ａと第１の発光層１１５ａを連続して形成し、第２の正孔輸送層１１３ｂと第２の発光
層１１５ｂを連続して形成し、第３の正孔輸送層１１３ｃと第３の発光層１１５ｃを連続
して形成する。したがって、合計３回の塗り分けで、図１（Ａ）に示す発光素子を形成す
ることができる。
また、図１（Ａ）に示す発光素子は、第１の電子輸送性材料１２２ａ及び第２の電子輸
送性材料１３２ａの電子輸送性が非常に高い。したがって、第１の発光層１１５ａ及び第
２の発光層１１５ｂの発光領域は、第１の正孔輸送層１１３ａ及び第２の正孔輸送層１１
３ｂ近傍の領域に形成される。そのため、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５
ｂからの発光は、電子輸送層１１７の三重項励起エネルギー準位が第１の電子輸送性材料
１２２ａ及び第２の電子輸送性材料１３２ａの三重項励起エネルギーよりも低いにもかか
わらず、電子輸送層１１７の三重項励起エネルギー準位の影響を受けない、あるいは極め
て影響を受けにくい。
すなわち、本発明の一態様の発光素子では、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１
５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃにおいて、共通の電子輸送層１１７を用いた場合におい
ても、各発光層において、最適化された素子構成とすることができ、生産性が高く、且つ
発光効率の高い発光素子を実現することができる。
次に、図１（Ｂ）に示す発光素子について、以下説明を行う。
図１（Ｂ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１及び陰極１０３）間に発光層１
１５を有し、発光層１１５は、第１の燐光性材料１２１ａと第１の電子輸送性材料１２２
ａを含む第１の発光層１１５ａと、第２の燐光性材料１３１ａと第２の電子輸送性材料１
３２ａを含む第２の発光層１１５ｂと、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂ
を覆い、且つ蛍光性材料１４１ａと第３の電子輸送性材料１４２ａを含む第３の発光層１
１５ｃと、を有する。
また、第３の発光層１１５ｃは、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂの陰
極１０３側に接して設けられている。
また、第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａと、第１の電子輸送性材料
１２２ａと、さらに第１の正孔輸送性材料１２３ａを含む構成としてもよい。また、第２
の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａと、第２の電子輸送性材料１３２ａと、
さらに第２の正孔輸送性材料１３３ａを含む構成としてもよい。
また、図１（Ｂ）において、一対の電極間には、発光層１１５以外にも、正孔注入層１
１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、第３の正孔輸送層１１３
ｃ、及び電子注入層１１９が形成されている。ただし、これらは必要に応じて設ければよ
い。
より具体的には、図１（Ｂ）に示す発光素子は、基板１００上の陽極１０１と、陽極１
０１上の正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上の第１の正孔輸送層１１３ａと、正孔
注入層１１１上の第２の正孔輸送層１１３ｂと、正孔注入層１１１上の第３の正孔輸送層
１１３ｃと、第１の正孔輸送層１１３ａ上の第１の発光層１１５ａと、第２の正孔輸送層
１１３ｂ上の第２の発光層１１５ｂと、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、
及び第３の正孔輸送層１１３ｃ上の第３の発光層１１５ｃと、第３の発光層１１５ｃ上の
電子注入層１１９と、電子注入層１１９上の陰極１０３と、を有する。
図１（Ｂ）に示す発光素子においては、第３の発光層１１５ｃは、発光層と第１の発光
層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂの電子輸送層として機能する。
なお、第１の電子輸送性材料１２２ａ、及び第２の電子輸送性材料１３２ａの電子輸送
性が高いため、第３の発光層１１５ｃに含まれる蛍光性材料１４１ａは、第１の発光層１
１５ａ及び第２の発光層１１５ｂでは、発光に寄与しない。一方で、第３の発光層１１５
ｃにおいては、第３の発光層１１５ｃに含まれる蛍光性材料１４１ａからの発光が得られ
る。
すなわち、本発明の一態様の発光素子では、第３の発光層１１５ｃが電子輸送層と発光
層の機能を同時に備えるため、第１の発光層１１５ａ上及び第２の発光層１１５ｂ上にお
いては、第３の発光層１１５ｃを電子輸送層として共通に用いることが可能となり、第３
の正孔輸送層１１３ｃ上においては、第３の発光層１１５ｃを発光層として用いることが
可能となる。したがって、生産性が高く、且つ発光効率の高い発光素子を実現することが
できる。なお、図１（Ｂ）に示す発光素子形成時の塗り分け工程は、第１の正孔輸送層１
１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ及び第３の正孔輸送層１１３ｃを正孔注入層１１１の
上に形成し、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂをそれぞれ第１の正孔輸送層
１１３ａ及び第２の正孔輸送層１１３ｂの上に形成し、第３の発光層１１５ｃを第１の発
光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ及び第３の正孔輸送層１１３ｃの上に形成する。ま
た、各正孔輸送層と各発光層を連続して形成することで、塗り分け回数を低減することが
可能である。例えば、第１の正孔輸送層１１３ａと第１の発光層１１５ａを連続して形成
し、第２の正孔輸送層１１３ｂと第２の発光層１１５ｂを連続して形成し、第３の正孔輸
送層１１３ｃを形成する。その後、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び
第３の正孔輸送層１１３ｃ上に第３の発光層１１５ｃを形成する。したがって、合計３回
の塗り分けで、図１（Ｂ）に示す発光素子を形成することができる。また、図１（Ｂ）に
示す発光素子は、図１（Ａ）に示す発光素子よりも電子輸送層１１７を形成する工程を省
略することが可能となる。
ここで、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子のその他の構成要素について、以下詳細に
説明する。
＜基板＞
基板１００は、発光素子の支持体として用いられる。基板１００としては、例えばガラ
ス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい
。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポ
リカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォンからなるプラスチック基板等
が挙げられる。また、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポ
リ塩化ビニル等からなる）、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素
子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
＜陽極＞
陽極１０１は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物等を１種又は複数種用いて形
成することができる。特に、仕事関数の大きい（４．０ｅＶ以上）材料を用いることが好
ましい。例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）
、珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、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、グラフェン、金、白金、ニッケル
、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又は金属材料の
窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。または、銀、銅、アルミニウム、チタン
等をナノワイヤ状（もしくは細線状）に形成し、その上に導電性物質（導電性有機材料や
グラフェンなど）を、塗布法又は印刷法等によって形成することで陽極１０１を形成して
もよい。
＜陰極＞
陰極１０３は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを１種又は複数種用いて
形成することができる。特に、仕事関数が小さい（３．８ｅＶ以下）材料を用いることが
好ましい。例えば、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素（例えば、リチウム、セ
シウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシ
ウム等）、これら元素を含む合金（例えば、Ｍｇ－Ａｇ、Ａｌ－Ｌｉ）、ユーロピウム、
イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀等を用
いることができる。
＜正孔注入層及び正孔輸送層＞
正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、及び第３
の正孔輸送層１１３ｃに用いる正孔輸送性の高い物質としては、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またはα－Ｎ
ＰＤ）やＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－
ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス（カル
バゾール－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’－トリ
ス（Ｎ，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）などの芳香族アミン化
合物、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９
－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニル
カルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：
ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３
－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等が挙げられる
。その他、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５
－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４
－（１０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：Ｃ
ｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体、等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に
１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸
送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
さらに、正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、
及び第３の正孔輸送層１１３ｃとして、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ
）、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）など
の高分子化合物を用いることもできる。
また、正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、及
び第３の正孔輸送層１１３ｃに用いることができるアクセプター性物質としては、遷移金
属酸化物を挙げることができる。該遷移金属酸化物としては、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。具体的には、酸化モリブデンが特に好まし
い。
＜第１の発光層＞
第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａ（ゲスト材料）、第１の電子輸送
性材料１２２ａ（ホスト材料）、及び第１の正孔輸送性材料１２３ａ（アシスト材料）を
有している。また、第１の発光層１１５ａは、赤色の発光を示すと好ましい。
なお、ホスト材料（または、アシスト材料）のＴ１準位は、ゲスト材料のＴ１準位より
も高いことが好ましい。ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位よりも低いと、発
光に寄与するゲスト材料の三重項励起エネルギーをホスト材料が消光（クエンチ）してし
まい、発光効率の低下を招くためである。
また、第１の燐光性材料１２１ａ（ゲスト材料）、第１の電子輸送性材料１２２ａ（ホ
スト材料）、及び第１の正孔輸送性材料１２３ａ（アシスト材料）は、励起錯体を形成で
きる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、第１の燐光性材料１２１ａ（ゲス
ト材料）の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが第１の燐光性
材料１２１ａ（ゲスト材料）の吸収スペクトルのピークよりも長波長であると好ましい。
ここで、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率を高めるため、分子間の移
動機構として知られているフェルスター機構（双極子－双極子相互作用）及びデクスター
機構（電子交換相互作用）を考慮した上で、ホスト材料の発光スペクトル（一重項励起状
態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギ
ー移動を論じる場合は燐光スペクトル）とゲスト材料の吸収スペクトル（より詳細には、
最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯におけるスペクトル）との重なりが大きくなるこ
とが好ましい。
しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長（低エネ
ルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ねることは困難である。なぜならば、そ
のようにしてしまうと、ホスト材料の燐光スペクトルは蛍光スペクトルよりも長波長（低
エネルギー）側に位置するため、ホスト材料のＴ１準位が燐光性化合物のＴ１準位を下回
ってしまい、上述したクエンチの問題が生じてしまうからである。一方、クエンチの問題
を回避するため、ホスト材料のＴ１準位が燐光性化合物のＴ１準位を上回るように設計す
ると、今度はホスト材料の蛍光スペクトルが短波長（高エネルギー）側にシフトするため
、その蛍光スペクトルはゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸
収スペクトルと重ならなくなる。したがって、ホスト材料の蛍光スペクトルをゲスト材料
の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ね、ホスト材料の
一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることは、通常困難である。
そこで本発明の一態様の発光素子が有する、第１の発光層１１５ａは、ゲスト材料であ
る第１の燐光性材料１２１ａ（第１の物質とする）とホスト材料である第１の電子輸送性
材料１２２ａ（第２の物質とする）の他に、第１の正孔輸送性材料１２３ａ（第３の物質
とする）を含み、ホスト材料と第３の物質は励起錯体（エキサイプレックスともいう）を
形成する組み合わせであることが好ましい。この場合、発光層におけるキャリア（電子及
び正孔）の再結合の際にホスト材料と第３の物質は、励起錯体を形成する。
これにより、発光層において、ホスト材料の蛍光スペクトル及び第３の物質の蛍光スペ
クトルは、より長波長側に位置する励起錯体の発光スペクトルに変換される。そして、励
起錯体の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが大きくなるように、
ホスト材料と第３の物質を選択すれば、一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に
高めることができる。なお、三重項励起状態に関しても、ホスト材料ではなく励起錯体か
らのエネルギー移動が生じると考えられる。このような構成を適用した本発明の一態様で
は、励起錯体の発光スペクトルと燐光性化合物の吸収スペクトルとの重なりを利用したエ
ネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めることができるため、外部量子効率の高
い発光素子を実現することができる。
また、第１の電子輸送性材料１２２ａ（ホスト材料）と第１の正孔輸送性材料１２３ａ
（アシスト材料）を用いる場合、その混合比によってキャリアバランスを制御することが
できる。具体的には、第１の電子輸送性材料１２２ａ：第１の正孔輸送性材料１２３ａ＝
１：９～９：１（重量比）の範囲とするのが好ましい。
また、励起錯体同士のエネルギー移動（励起子拡散）は起こりにくいため、上述のよう
に励起錯体を利用することで、電子輸送層１１７への励起子拡散を防ぐことができる。
第１の発光層１１５ａに用いることのできる第１の燐光性材料１２１ａとしては、例え
ば６００ｎｍ～７００ｎｍに発光のピークを有する燐光性材料が挙げられる。該燐光性材
料としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６－ビス（３－メチルフェ
ニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂ
ｍ）］）、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が挙げられる。上述した中でも、
ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れ
るため、特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の
良い赤色発光が得られる。
第１の発光層１１５ａに用いることのできる第１の電子輸送性材料１２２ａとしては、
含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物が好ましく、例えば、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－ｔ
ｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３－ビス
［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］
ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾ
ール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’
’－（１，３，５－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾー
ル）（略称：ＴＰＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１
－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのポリアゾ
ール骨格を有する複素環化合物（オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリア
ゾール誘導体等）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：４，６ｍ
ＰｎＰ２Ｐｍ）、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（ピラ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピリダジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノ
キサリン誘導体等）や、３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル）ピリ
ジン（略称：３，５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［（３－ピリジル）－フェン－３
－イル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物（ピ
リジン誘導体、キノリン誘導体、ジベンゾキノリン誘導体等）が挙げられる。上述した中
でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼
性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環
化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
また、第１の発光層１１５ａに用いることのできる第１の正孔輸送性材料１２３ａとし
ては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体）
や芳香族アミン化合物が好ましく、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）、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：Ｔ
ＰＤ）、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－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や
、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）
（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－
フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）
、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニル
ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物
や、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（
略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－
イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：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。
＜第２の発光層＞
第２の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａ（ゲスト材料）、第２の電子輸送
性材料１３２ａ（ホスト材料）、及び第２の正孔輸送性材料１３３ａ（アシスト材料）を
有している。また、第２の発光層１１５ｂは、緑色の発光を示すと好ましい。
また、第２の燐光性材料１３１ａ（ゲスト材料）、第２の電子輸送性材料１３２ａ（ホ
スト材料）、及び第２の正孔輸送性材料１３３ａ（アシスト材料）は、励起錯体を形成で
きる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、第２の燐光性材料１３１ａ（ゲス
ト材料）の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが第２の燐光性
材料１３１ａ（ゲスト材料）の吸収スペクトルのピークよりも長波長であると好ましい。
なお、励起錯体の構成については、第１の発光層１１５ａと同様の構成を第２の発光層１
１５ｂにも適用することができる。
また、第２の電子輸送性材料１３２ａ（ホスト材料）と第２の正孔輸送性材料１３３ａ
（アシスト材料）を用いる場合、その混合比によってキャリアバランスを制御することが
できる。具体的には、第２の電子輸送性材料１３２ａ：第２の正孔輸送性材料１３３ａ＝
１：９～９：１（重量比）の範囲とするのが好ましい。
また、励起錯体同士のエネルギー移動（励起子拡散）は起こりにくいため、上述のよう
に励起錯体を利用することで、電子輸送層１１７への励起子拡散を防ぐことができる。
第２の発光層１１５ｂに用いることのできる第２の燐光性材料１３１ａとしては、例え
ば５２０ｎｍ～６００ｎｍに発光のピークを有する燐光性材料が挙げられる。該燐光性材
料としては、例えば、トリス（４－メチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（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（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６－ｔｅｒｔ
－ブチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐ
ｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［４－（２－ノルボルニル）－
６－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（ｅｎｄｏ－，ｅｘｏ－混合物）（略
称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５－メチル－
６－（２－メチルフェニル）－４－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６－
ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａ
ｃ）］）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：［Ｉ
ｒ（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（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ
（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ
，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃ
ａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述し
た中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際
だって優れるため、特に好ましい。
第２の発光層１１５ｂに用いることのできる第２の電子輸送性材料１３２ａとしては、
第１の電子輸送性材料１２２ａに示す材料と同様の材料を用いることができる。また、第
２の発光層１１５ｂに用いることのできる第２の正孔輸送性材料１３３ａとしては、第１
の正孔輸送性材料１２３ａに示す材料と同様の材料を用いることができる。
＜第３の発光層＞
第３の発光層１１５ｃは、蛍光性材料１４１ａ（ゲスト材料）、及び第３の電子輸送性
材料１４２ａ（ホスト材料）を有している。また、第３の発光層１１５ｃは、青色の発光
を示すと好ましい。
第３の発光層１１５ｃに用いることのできる蛍光性材料１４１ａとしては、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：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）
、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフ
ェニルスチルベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カルバゾー
ル－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称
：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジフェニ
ル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニ
ル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－
３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ－ｔｅｒｔ－ブ
チルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９
－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ
）などが挙げられる。特に、ピレン骨格を有する蛍光性化合物は正孔トラップ性が高く、
発光効率や信頼性に優れているため好ましい。また、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭ
ｅｍＦＬＰＡＰｒｎ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、正孔トラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
第３の発光層１１５ｃに用いることのできる第３の電子輸送性材料１４２ａとしては、
例えば、アントラセン骨格を含む有機化合物が好ましい。該アントラセン骨格を含む有機
化合物としては、例えば、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）、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）、３，６－
ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバ
ゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アント
ラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ
）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－Ｂ
ｕＤＮＡ）など電子輸送性である一方で正孔を受け取りやすい化合物を好適に用いること
ができる。本発明の一態様の発光素子において、第３の電子輸送性材料１４２ａは、アン
トラセン骨格を有すると、電子輸送性を有するだけでなく正孔も受け取りやすいため好ま
しい。
＜電子輸送層＞
電子輸送層１１７は、電子輸送性の高い物質を含む層である。また、電子輸送層１１７
を形成する材料の三重項励起エネルギー準位が、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層
１１５ｂに用いる第１の電子輸送性材料１２２ａ及び第２の電子輸送性材料１３２ａの三
重項励起エネルギー準位よりも低い材料である。このような材料としては、第３の発光層
１１５ｃに用いることのできる第３の電子輸送性材料１４２ａと同様の材料を用いること
ができる。
＜電子注入層＞
電子注入層１１９は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１９には、
フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）
、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属の化合物
を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物
を用いることができる。
あるいは、電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる
複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子
が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物とし
ては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、電子供与体としては、有
機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカ
リ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、
エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類
金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げら
れる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラ
チアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
なお、上述した正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１
３ｂ、第３の正孔輸送層１１３ｃ、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、第３
の発光層１１５ｃ、電子輸送層１１７、及び電子注入層１１９は、それぞれ、蒸着法（真
空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
また、上述した発光素子の第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び第３の
発光層１１５ｃで得られた発光は、陽極１０１及び陰極１０３のいずれか一方または両方
を通って外部に取り出される。したがって、本実施の形態における陽極１０１及び陰極１
０３のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態または実施例に示す構成と適宜組み
合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態においては、図１に示す本発明の一態様の発光素子の変形例について、図
２及び図３を用いて説明を行う。なお、先の実施の形態に示す同様の箇所、または同様の
機能を有する部分については、同様の符号を付し、その詳細の説明は省略する。
図２（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１及び陰極１０３）間に発光層１
１５を有し、発光層１１５は、第１の燐光性材料１２１ａと第１の電子輸送性材料１２２
ａを含む第１の発光層１１５ａと、第２の燐光性材料１３１ａと第２の電子輸送性材料１
３２ａを含む第２の発光層１１５ｂと、蛍光性材料１４１ａと第３の電子輸送性材料１４
２ａを含む第３の発光層１１５ｃと、を有する。
また、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、第３の発光層１１５ｃのそれぞ
れは、陰極１０３側に配置された電子輸送層１１７と接して設けられる。
また、第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａと、第１の電子輸送性材料
１２２ａと、さらに第１の正孔輸送性材料１２３ａを含む構成としてもよい。また、第２
の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａと、第２の電子輸送性材料１３２ａと、
さらに第２の正孔輸送性材料１３３ａを含む構成としてもよい。
また、図２（Ａ）において、一対の電極間には、発光層１１５及び電子輸送層１１７以
外にも、正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、第
４の正孔輸送層１１３ｄ、及び電子注入層１１９が形成されている。
より具体的には、図２（Ａ）に示す発光素子は、基板１００上の陽極１０１と、陽極１
０１上の正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上の第４の正孔輸送層１１３ｄと、第４
の正孔輸送層１１３ｄ上の第１の正孔輸送層１１３ａと、第４の正孔輸送層１１３ｄ上の
第２の正孔輸送層１１３ｂと、第１の正孔輸送層１１３ａ上の第１の発光層１１５ａと、
第２の正孔輸送層１１３ｂ上の第２の発光層１１５ｂと、第４の正孔輸送層１１３ｄ上の
第３の発光層１１５ｃと、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発
光層１１５ｃ上の電子輸送層１１７と、電子輸送層１１７上の電子注入層１１９と、電子
注入層１１９上の陰極１０３と、を有する。
次に、図２（Ｂ）に示す発光素子について、以下説明を行う。
図２（Ｂ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１及び陰極１０３）間に発光層１
１５を有し、発光層１１５は、第１の燐光性材料１２１ａと第１の電子輸送性材料１２２
ａを含む第１の発光層１１５ａと、第２の燐光性材料１３１ａと第２の電子輸送性材料１
３２ａを含む第２の発光層１１５ｂと、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂ
を覆い、且つ蛍光性材料１４１ａと第３の電子輸送性材料１４２ａを含む第３の発光層１
１５ｃと、を有する。
また、第３の発光層１１５ｃは、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂの陰
極１０３側に接して設けられている。
また、第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａと、第１の電子輸送性材料
１２２ａと、さらに第１の正孔輸送性材料１２３ａを含む構成としてもよい。また、第２
の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａと、第２の電子輸送性材料１３２ａと、
さらに第２の正孔輸送性材料１３３ａを含む構成としてもよい。
また、図２（Ｂ）において、一対の電極間には、発光層１１５以外にも、正孔注入層１
１１、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、第４の正孔輸送層１１３
ｄ、及び電子注入層１１９が形成されている。
より具体的には、図２（Ｂ）に示す発光素子は、基板１００上の陽極１０１と、陽極１
０１上の正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上の第４の正孔輸送層１１３ｄと、第４
の正孔輸送層１１３ｄ上の第１の正孔輸送層１１３ａと、第４の正孔輸送層１１３ｄ上の
第２の正孔輸送層１１３ｂと、第１の正孔輸送層１１３ａ上の第１の発光層１１５ａと、
第２の正孔輸送層１１３ｂ上の第２の発光層１１５ｂと、第１の発光層１１５ａ、第２の
発光層１１５ｂ、及び第４の正孔輸送層１１３ｄ上の第３の発光層１１５ｃと、第３の発
光層１１５ｃ上の電子注入層１１９と、電子注入層１１９上の陰極１０３と、を有する。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子と異なる点
として、正孔注入層１１１上に第４の正孔輸送層１１３ｄが設けられている。また、第３
の発光層１１５ｃには、第３の正孔輸送層１１３ｃが設けられていない。すなわち、第３
の発光層１１５ｃは、第４の正孔輸送層１１３ｄと接して設けられている。また、第４の
正孔輸送層１１３ｄに用いることのできる材料は、第３の正孔輸送層１１３ｃと同様の材
料を用いることができる。
第４の正孔輸送層１１３ｄは、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び第
３の発光層１１５ｃに対して共通して用いることができる。従って、図２（Ａ）、（Ｂ）
に示す発光素子は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の一態様の発光素子の優れた効果に
加え、さらに発光素子形成時の生産性を高めることができる。なお、図２（Ａ）に示す発
光素子形成時の塗り分け工程は、第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ
、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃとなる。ま
た、各正孔輸送層と各発光層を連続して形成することで、塗り分け回数を低減することが
可能である。例えば、第１の正孔輸送層１１３ａと第１の発光層１１５ａを連続して形成
し、第２の正孔輸送層１１３ｂと第２の発光層１１５ｂを連続し、第３の発光層１１５ｃ
を形成する。したがって、合計３回の塗り分けで、図２（Ａ）に示す発光素子を形成する
ことができる。また、図２（Ｂ）に示す発光素子形成時の塗り分け工程は、第１の正孔輸
送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１１３ｂ、第１の発光層１１５ａ、及び第２の発光層１
１５ｂとなる。また、各正孔輸送層と各発光層を連続して形成することで、塗り分け回数
を低減することが可能である。例えば、第１の正孔輸送層１１３ａと第１の発光層１１５
ａを連続して形成し、第２の正孔輸送層１１３ｂと第２の発光層１１５ｂを連続して形成
する。したがって、合計２回の塗り分けで、図２（Ｂ）に示す発光素子を形成することが
できる。
また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子においては、第１の発光層１１５ａ、及び第
２の発光層１１５ｂは、それぞれ独立して第１の正孔輸送層１１３ａ、及び第２の正孔輸
送層１１３ｂと接して形成されている。したがって、各発光層で最適な素子構成とするこ
とができ、各発光層の各々において、発光効率の高い発光素子を実現することができる。
また、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子においては、第１の正孔輸送層１１３ａ、第
２の正孔輸送層１１３ｂ、及び第４の正孔輸送層１１３ｄの膜厚を調整することによって
、各発光層における光学距離を調整することができる。
次に、図３（Ａ）に示す発光素子について、以下説明を行う。
図３（Ａ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１及び陰極１０３）間に発光層１
１５を有し、発光層１１５は、第１の燐光性材料１２１ａと第１の電子輸送性材料１２２
ａを含む第１の発光層１１５ａと、第２の燐光性材料１３１ａと第２の電子輸送性材料１
３２ａを含む第２の発光層１１５ｂと、蛍光性材料１４１ａと第３の電子輸送性材料１４
２ａを含む第３の発光層１１５ｃと、を有する。
また、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、第３の発光層１１５ｃのそれぞ
れは、陰極１０３側に配置された電子輸送層１１７と接して設けられる。
また、第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａと、第１の電子輸送性材料
１２２ａと、さらに第１の正孔輸送性材料１２３ａを含む構成としてもよい。また、第２
の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａと、第２の電子輸送性材料１３２ａと、
さらに第２の正孔輸送性材料１３３ａを含む構成としてもよい。
また、図３（Ａ）において、一対の電極間には、発光層１１５以外にも、正孔注入層１
１１、正孔輸送層１１３、及び電子注入層１１９が形成されている。
より具体的には、図３（Ａ）に示す発光素子は、基板１００上の陽極１０１と、陽極１
０１上の正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上の正孔輸送層１１３と、正孔輸送層１
１３上の第１の発光層１１５ａと、正孔輸送層１１３上の第２の発光層１１５ｂと、正孔
輸送層１１３上の第３の発光層１１５ｃと、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５
ｂ、及び第３の発光層１１５ｃ上の電子注入層１１９と、電子注入層１１９上の陰極１０
３と、を有する。
次に、図３（Ｂ）に示す発光素子について、以下説明を行う。
図３（Ｂ）に示す発光素子は、一対の電極（陽極１０１及び陰極１０３）間に発光層１
１５を有し、発光層１１５は、第１の燐光性材料１２１ａと第１の電子輸送性材料１２２
ａを含む第１の発光層１１５ａと、第２の燐光性材料１３１ａと第２の電子輸送性材料１
３２ａを含む第２の発光層１１５ｂと、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂ
を覆い、且つ蛍光性材料１４１ａと第３の電子輸送性材料１４２ａを含む第３の発光層１
１５ｃと、を有する。
また、第３の発光層１１５ｃは、第１の発光層１１５ａ及び第２の発光層１１５ｂの陰
極１０３側に接して設けられている。
また、第１の発光層１１５ａは、第１の燐光性材料１２１ａと、第１の電子輸送性材料
１２２ａと、さらに第１の正孔輸送性材料１２３ａを含む構成としてもよい。また、第２
の発光層１１５ｂは、第２の燐光性材料１３１ａと、第２の電子輸送性材料１３２ａと、
さらに第２の正孔輸送性材料１３３ａを含む構成としてもよい。
また、図３（Ｂ）において、一対の電極間には、発光層１１５以外にも、正孔注入層１
１１、正孔輸送層１１３、及び電子注入層１１９が形成されている。
より具体的には、図３（Ｂ）に示す発光素子は、基板１００上の陽極１０１と、陽極１
０１上の正孔注入層１１１と、正孔注入層１１１上の正孔輸送層１１３と、正孔輸送層１
１３上の第１の発光層１１５ａと、正孔輸送層１１３上の第２の発光層１１５ｂと、第１
の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び正孔輸送層１１３上の第３の発光層１１
５ｃと、第３の発光層１１５ｃ上の電子注入層１１９と、電子注入層１１９上の陰極１０
３と、を有する。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子と異なる点
として、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１３が設けられている。すなわち、正孔輸送
層１１３は、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃ
の共通の正孔輸送層として用いることができる。また、正孔輸送層１１３に用いることの
できる材料は、第３の正孔輸送層１１３ｃと同様の材料を用いることができる。したがっ
て、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の一態様の
発光素子の優れた効果に加え、さらに発光素子形成時の生産性を高めることが出来る。な
お、図３（Ａ）に示す発光素子形成時の塗り分け工程は、第１の発光層１１５ａ、第２の
発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃとなり、合計３回となる。また、図３（Ｂ）
に示す発光素子形成時の塗り分け工程は、第１の発光層１１５ａ、及び第２の発光層１１
５ｂとなり、合計２回となる。
ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す素子構成においては、第１の発光層１１５ａ、第２
の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃは、共通して正孔輸送層１１３を用いるた
め、第１の発光層１１５ａ、及び第２の発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃのい
ずれか１つまたは２つにおいては、素子特性が低下する可能性がある。ただし、素子特性
よりも生産性を優先する場合においては、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す構成を適用しても良
い。また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す構成においては、第１の電子輸送性材料１２２ａ及
び第２の電子輸送性材料１３２ａ及び第３の発光層１１５ｃの電子輸送性が非常に高い。
したがって、各発光層で共通の正孔輸送層を用いた場合においても、電子輸送層側での素
子特性の低下がない、または極めて少ないため、複数の発光層全体でバランスのとれた発
光素子とすることができる。
また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子においては、第１の発光層１１５ａ、第２の
発光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃは、下方に共通の陽極１０１を用いている構
成について例示したが、これに限定されない。例えば、第１の発光層１１５ａ、第２の発
光層１１５ｂ、及び第３の発光層１１５ｃは、それぞれ独立に異なる膜厚の陽極１０１を
下方に有する構成としてもよい。例えば、異なる膜厚の陽極１０１の構成としては、第１
の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、第３の発光層１１５ｃの順に陽極１０１の膜
厚を厚くすることができる。
図３（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子においては、各発光層において共通の正孔輸送層１
１３を用いているため、陽極１０１の膜厚によって光学距離を調整する構成は、各発光層
の素子特性を向上させるのに有用な構成の一つである。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態または実施例に示す構成と適宜組み
合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置につ
いて図４を用いて説明する。
図４（Ａ）、（Ｂ）は、陰極と陽極の間に第１の発光層乃至第３の発光層を有する発光
装置２５０及び発光装置２６０の断面図である。
まず、図４（Ａ）に示す発光装置２５０について、以下説明を行う。
発光装置２５０は、基板２００側（図４（Ａ）に示す矢印側）から光を取り出すことの
できる、所謂ボトムエミッション構造の発光装置である。
また、発光装置２５０は、基板２００上に、それぞれ島状に分離された陽極２０１ａ、
２０１ｂ、２０１ｃを有する。基板２００は、実施の形態１に示す基板１００に示す材料
を用いることができる。陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃは、実施の形態１に示す陽極
１０１に示す材料を用いることができる。また、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃは、
異なる色を発する素子ごとに厚さを異ならせて設けても良い。また、発光装置２５０にお
いては、ボトムエミッション構造の発光装置であるため、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０
１ｃは、可視光において透光性を有する材料（例えば、ＩＴＯなど）を用いて形成すると
良い。
また、発光装置２５０は、隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄを有する。隔
壁２５１ａは、陽極２０１ａの一方の端部を覆う。また、隔壁２５１ｂは、陽極２０１ａ
の他方の端部と、陽極２０１ｂの一方の端部を覆う。また、隔壁２５１ｃは、陽極２０１
ｂの他方の端部と、陽極２０１ｃの一方の端部を覆う。また、隔壁２５１ｄは、陽極２０
１ｃの他方の端部を覆う。隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄは、有機樹脂ま
たは無機絶縁材料を用いることができる。有機樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、
ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、シロキサン樹脂、エポキシ樹脂、またはフェノール樹脂
等を用いることができる。無機絶縁材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン等を
用いることができる。隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄの作製が容易となる
ため、特に感光性の樹脂を用いることが好ましい。
また、発光装置２５０は、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ及び隔壁２５１ａ、２５
１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ上に正孔注入層２１１を有する。正孔注入層２１１は、実施の
形態１に示す正孔注入層１１１に示す材料を用いることができる。
また、発光装置２５０は、正孔注入層２１１上に、それぞれ島状に分離された第１の正
孔輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、及び第３の正孔輸送層２１３ｃを有する
。また、第１の正孔輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、及び第３の正孔輸送層
２１３ｃ上にそれぞれ、第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の発光
層２１５ｃを有する。第１の正孔輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、第３の正
孔輸送層２１３ｃ、第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の発光層２
１５ｃは、それぞれ実施の形態１に示す第１の正孔輸送層１１３ａ、第２の正孔輸送層１
１３ｂ、第３の正孔輸送層１１３ｃ、第１の発光層１１５ａ、第２の発光層１１５ｂ、及
び第３の発光層１１５ｃに示す材料を用いることができる。
また、第１の発光層２１５ａは、図１（Ａ）に示す第１の発光層１１５ａと同様に、第
１の燐光性材料と、第１の電子輸送性材料と、第１の正孔輸送性材料と、を有する。また
、第２の発光層２１５ｂは、図１（Ａ）に示す第２の発光層１１５ｂと同様に、第２の燐
光性材料と、第２の電子輸送性材料と、第２の正孔輸送性材料と、を有する。また、第３
の発光層２１５ｃは、図１（Ａ）に示す第３の発光層１１５ｃと同様に、蛍光性材料と、
第３の電子輸送性材料と、を有する。ただし、図４（Ａ）において、図の煩雑を避けるた
め、第１の燐光性材料、第１の電子輸送性材料、第１の正孔輸送性材料、第２の燐光性材
料、第２の電子輸送性材料、第２の正孔輸送性材料、蛍光性材料、及び第３の電子輸送性
材料は省略して図示している。
また、発光装置２５０は、第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の
発光層２１５ｃ上に、電子輸送層２１７を有する。また、電子輸送層２１７上に、電子注
入層２１９を有する。また、電子注入層２１９上に、陰極２０３を有する。電子輸送層２
１７は、実施の形態１に示す電子輸送層１１７に示す材料を用いることができる。電子注
入層２１９は、実施の形態１に示す電子注入層１１９に示す材料を用いることができる。
陰極２０３は、実施の形態１に示す陰極１０３に示す材料を用いることができる。また、
発光装置２５０においては、ボトムエミッション構造の発光装置であるため、陰極２０３
は、特に反射性を有する材料（例えば、アルミニウムなど）を用いて形成すると良い。
なお、図４（Ａ）では、陽極を下方に配置し陰極を上方に配置する構成について説明し
たが、これに限定されず、例えば、陽極を上方に配置し陰極を下方に配置する構成として
もよい。この場合、陽極と陰極の間の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、及
び電子輸送層の積層順を入れ替えればよい。
発光装置２５０の第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の発光層２
１５ｃは、電子輸送層２１７に接して設けられており、電子輸送層２１７を形成する材料
の三重項励起エネルギー準位が、第１の発光層２１５ａに含まれる電子輸送性材料及び第
２の発光層２１５ｂに含まれる第２の電子輸送性材料の三重項励起エネルギー準位よりも
低い。このように発光装置２５０が有する各発光素子は、各発光層が共通の電子輸送層を
用いた場合においても、最適な素子構成となっているため、低い駆動電圧、高い電流効率
、または長寿命となる。したがって、低消費電力または長寿命の発光装置２５０を提供す
ることができる。また、共通の電子輸送層を用いていることから、生産性の高い発光装置
２５０を提供することができる。
次に、図４（Ｂ）に示す発光装置２６０について、以下説明を行う。
発光装置２６０は、発光装置２５０の変形例であり、図４（Ｂ）に示す矢印側から光を
取り出すことのできる、所謂トップエミッション構造の発光装置である。
また、発光装置２６０は、基板２００上に、それぞれ島状に分離された反射電極２５３
ａ、２５３ｂ、２５３ｃを有する。また、反射電極２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ上に、
それぞれ島状に分離された陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃを有する。発光装置２６０
においては、トップエミッション構造の発光装置であるため、反射電極２５３ａ、２５３
ｂ、２５３ｃは、反射性を有する材料（例えば、アルミニウムまたは銀など）を用いて形
成すると良い。
また、発光装置２６０は、隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄを有する。隔
壁２５１ａは、反射電極２５３ａ及び陽極２０１ａの一方の端部を覆う。また、隔壁２５
１ｂは、反射電極２５３ａ及び陽極２０１ａの他方の端部と、反射電極２５３ｂ及び陽極
２０１ｂの一方の端部を覆う。また、隔壁２５１ｃは、反射電極２５３ｂ及び陽極２０１
ｂの他方の端部と、反射電極２５３ｃ及び陽極２０１ｃの一方の端部を覆う。また、隔壁
２５１ｄは、反射電極２５３ｃ及び陽極２０１ｃの他方の端部を覆う。
また、発光装置２６０は、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ及び隔壁２５１ａ、２５
１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ上に正孔注入層２１１を有する。
また、発光装置２６０は、正孔注入層２１１上に、それぞれ島状に分離された第１の正
孔輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、及び第３の正孔輸送層２１３ｃを有する
。また、第１の正孔輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、及び第３の正孔輸送層
２１３ｃ上にそれぞれ、第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の発光
層２１５ｃを有する。
なお、第１の発光層２１５ａは、図１（Ａ）に示す第１の発光層１１５ａと同様に、第
１の燐光性材料と、第１の電子輸送性材料と、第１の正孔輸送性材料と、を有する。また
、第２の発光層２１５ｂは、図１（Ａ）に示す第２の発光層１１５ｂと同様に、第２の燐
光性材料と、第２の電子輸送性材料と、第２の正孔輸送性材料と、を有する。また、第３
の発光層２１５ｃは、図１（Ａ）に示す第３の発光層１１５ｃと同様に、蛍光性材料と、
第３の電子輸送性材料と、を有する。ただし、図４（Ｂ）において、図の煩雑を避けるた
め、第１の燐光性材料、第１の電子輸送性材料、第１の正孔輸送性材料、第２の燐光性材
料、第２の電子輸送性材料、第２の正孔輸送性材料、蛍光性材料、第３の電子輸送性材料
は省略して図示している。
また、発光装置２６０は、第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の
発光層２１５ｃ上に、電子輸送層２１７を有する。また、電子輸送層２１７上に、電子注
入層２１９を有する。また、電子注入層２１９上に、陰極として機能する半透過・半反射
電極２５３を有する。半透過・半反射電極２５３は、例えば、薄い金属膜（好ましくは２
０ｎｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以下）と導電性の金属酸化物を積層して形成するこ
とができる。薄い金属膜としては、銀、マグネシウム、またはこれらの金属材料を含む合
金等を、単層または積層して形成することが出来る。導電性の金属酸化物としては、酸化
インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＴＯ、酸化
インジウム酸化亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、またはこれらの金属酸化物材料に酸化シリ
コンを含ませたものを用いることができる。
発光装置２６０においては、トップエミッション構造の発光装置であるため、反射電極
２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃと半透過・半反射電極２５３との間で、光の共振効果を利
用した微小光共振器（マイクロキャビティ）を採用し、特定波長における光強度を増加さ
せることができる。なお、このマイクロキャビティとしての機能は、反射電極２５３ａ、
２５３ｂ、２５３ｃと半透過・半反射電極２５３の間に挟持される材料、または光路長等
で調整することが可能である。例えば、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、第１の正孔
輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、及び第３の正孔輸送層２１３ｃの膜厚を調
整することで、各発光層から発する特定波長の光強度を増加させればよい。なお、発光装
置２６０においては、第１の正孔輸送層２１３ａ、第２の正孔輸送層２１３ｂ、及び第３
の正孔輸送層２１３ｃの膜厚によって、光路長を調整する構成について例示している。
また、図４（Ｂ）では、陽極を下方に配置し陰極を上方に配置する構成について説明し
たが、これに限定されず、例えば、陽極を上方に配置し陰極を下方に配置する構成として
もよい。この場合、陽極と陰極の間の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、及
び電子輸送層の積層順を入れ替えればよい。
発光装置２６０の第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の発光層２
１５ｃは、電子輸送層２１７に接して設けられており、電子輸送層２１７を形成する材料
の三重項励起エネルギー準位が、第１の発光層２１５ａに含まれる電子輸送性材料及び第
２の発光層２１５ｂに含まれる第２の電子輸送性材料の三重項励起エネルギー準位よりも
低い。このように発光装置２６０が有する各発光素子は、各発光層が共通の電子輸送層を
用いた場合においても、最適な素子構成となっているため、低い駆動電圧、高い電流効率
、または長寿命となる。したがって、低消費電力または長寿命の発光装置２６０を提供す
ることができる。また、共通の電子輸送層を用いていることから、生産性の高い発光装置
２６０を提供することができる。
また、図４（Ａ）に示す発光装置２５０及び図４（Ｂ）に示す発光装置２６０は、基板
２００上に発光素子のみが形成された構成について例示したが、これに限定されず、例え
ば、基板２００上にトランジスタ（例えば、ＴＦＴなど）を別途形成し、該トランジスタ
と、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃまたは反射電極２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃと
を電気的に接続させる構成とすると好ましい。
ここで、図４（Ａ）に示す発光装置２５０の作製方法について、以下説明を行う。
まず、基板２００上に導電膜を形成し、該導電膜を所望の形状に加工することで陽極２
０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃを形成する。次に、基板２００及び陽極２０１ａ、２０１ｂ
、２０１ｃ上に隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄを形成する。なお、陽極２
０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ及び隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄは、トラ
ンジスタの作製工程で形成すると好ましい。
また、上記トランジスタの構造は限定されず、トップゲート型のトランジスタを用いて
もよいし、逆スタガ型などのボトムゲート型のトランジスタを用いてもよい。また、ｎチ
ャネル型トランジスタを用いても、ｐチャネル型トランジスタを用いてもよい。また、ト
ランジスタに用いる材料についても特に限定されない。例えば、シリコンやＩｎ－Ｇａ－
Ｚｎ系金属酸化物等の酸化物半導体をチャネル形成領域に用いたトランジスタを適用する
ことができる。
次に、陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ及び隔壁２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２
５１ｄ上に、正孔注入層２１１を形成する。陽極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃは、蒸着
法（真空蒸着法を含む）、スパッタリング法、塗布法、またはインクジェット法を用いて
形成することができる。また、正孔注入層２１１は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写
法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
次に、正孔注入層２１１と接し、陽極２０１ａと重畳する位置に第１の正孔輸送層２１
３ａを形成する。第１の正孔輸送層２１３ａは、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、
印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。本実施の形態にお
いては、蒸着法を用い、蒸着マスク（メタルマスク、ファインメタルマスク、またはシャ
ドウマスクともいう）を用いて所望の領域に形成する。
次に、第１の正孔輸送層２１３ａ上に第１の発光層２１５ａを形成する。第１の発光層
２１５ａは、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法
等の方法で形成することができる。本実施の形態においては、蒸着法を用い、蒸着マスク
（メタルマスク、ファインメタルマスク、またはシャドウマスクともいう）を用いて所望
の領域に形成する。なお、第１の正孔輸送層２１３ａ及び第１の発光層２１５ａは、同一
の蒸着マスクを用いて、連続して形成すると好ましい。
次に、正孔注入層２１１と接し、陽極２０１ｂと重畳する位置に第２の正孔輸送層２１
３ｂを形成する。第２の正孔輸送層２１３ｂは、第１の正孔輸送層２１３ａと同様の手法
を用いて形成することができる。
次に、第２の正孔輸送層２１３ｂ上に第２の発光層２１５ｂを形成する。第２の発光層
２１５ｂは、第１の発光層２１５ａと同様の手法を用いて形成することができる。なお、
第２の正孔輸送層２１３ｂ及び第２の発光層２１５ｂは、同一の蒸着マスクを用いて、連
続して形成すると好ましい。
次に、正孔注入層２１１と接し、陽極２０１ｃと重畳する位置に第３の正孔輸送層２１
３ｃを形成する。第３の正孔輸送層２１３ｃは、第１の正孔輸送層２１３ａと同様の手法
を用いて形成することができる。
次に、第３の正孔輸送層２１３ｃ上に第３の発光層２１５ｃを形成する。第３の発光層
２１５ｃは、第１の発光層２１５ａと同様の手法を用いて形成することができる。なお、
第３の正孔輸送層２１３ｃ及び第３の発光層２１５ｃは、同一の蒸着マスクを用いて、連
続して形成すると好ましい。
次に、正孔注入層２１１、第１の発光層２１５ａ、第２の発光層２１５ｂ、及び第３の
発光層２１５ｃ上に電子輸送層２１７を形成し、その後、電子輸送層２１７上に電子注入
層２１９を形成する。電子輸送層２１７及び電子注入層２１９は、蒸着法（真空蒸着法を
含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
次に、電子注入層２１９上に陰極２０３を形成する。陰極２０３は、蒸着法（真空蒸着
法を含む）、スパッタリング法、塗布法、またはインクジェット法を用いて形成すること
ができる。
以上により図４（Ａ）に示す発光装置２５０を作製することができる。
また、図４（Ｂ）に示す発光装置２６０は、上記発光装置２５０の作製工程に加え、陽
極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの下方に反射電極２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃを形成
する工程と、陰極２０３の代わりに半透過・半反射電極２５３を形成する工程を追加する
ことで形成することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態または実施例に示す構成と適宜組み
合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子または発光装置を用いて完成させた様々
な電子機器および照明装置の一例について、図５を用いて説明する。
電子機器としては、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。
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する
発光部を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
また、本発明の一態様の発光素子が備える一対の電極を可視光に対する透光性を有する
材料を用いて形成することで、シースルーの発光部を有する電子機器、照明装置を実現す
ることができる。
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、
例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
図５（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７１００は、
筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示
することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。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。
テレビジョン装置７１００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７１００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又は無線に
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）又は双方向（
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５（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される
。
図５（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
５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７
、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３
１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化
学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動
、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、又は一方に発光装置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５（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５（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５（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００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７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光
装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
図５（Ｄ）に示す携帯電話機７４００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。また、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又は番号ボタンを表示させることが好
ましい。
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサ
を有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００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７
４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。
また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
図５（Ｅ）は卓上照明装置であり、照明部７５０１、傘７５０２、可変アーム７５０３
、支柱７５０４、台７５０５、電源７５０６を含む。なお、卓上照明装置は、発光装置を
照明部７５０１に用いることにより作製される。なお、照明装置には天井固定型の照明器
具又は壁掛け型の照明器具なども含まれる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態または実施例に示す構成と適宜組み
合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子の電子輸送層として用いることのできる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）と、燐光性素子のホスト材料（第１の電子輸送性材料及び第２の電子輸送性
材料）として用いることのできる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
）の三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）の測定を行った。なお、本実施例で用いる材
料の化学式を以下に示す。
Figure 2023081397000002
Ｔ１準位の測定には、各物質の燐光発光を測定することにより求めた。測定条件として
は、３２５ｎｍの励起光を各物質に照射し、測定温度１０Ｋで測定した。また、２ｍＤＢ
ＴＢＰＤＢｑ－ＩＩについては、メカニカルチョッパによる時間分解測定を行った。Ｃｚ
ＰＡについては、時間分解測定が難しいため、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を増感剤として添加し、
時間分解をせずに測定を行った。測定条件としては、重量比としてＣｚＰＡを３に対し、
Ｉｒ（ｐｐｙ）３を１の割合で添加した。なお、三重項励起エネルギー準位の測定は、発
光波長より吸収波長から算出した方が精度は高い。しかしながら、Ｔ１準位の吸収は極め
て微弱であり、測定が困難であることから、ここでは、発光波長を測定することによりＴ
１準位を求めた。したがって、測定値に多少の誤差を含むものとする。測定結果は、表１
に示す通りである。
Figure 2023081397000003
表１に示すように、電子輸送層として用いることのできるＣｚＰＡの三重項励起エネル
ギー準位が、燐光性素子のホスト材料（第１の電子輸送性材料及び第２の電子輸送性材料
）として用いることのできる２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩの三重項励起エネルギー準位よ
りも０．６９ｅＶ低いことが確認された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１、発光素子３、及び発光素子５
）、及び比較用の発光素子（比較発光素子２、比較発光素子４、及び比較発光素子６）に
ついて、図６（Ａ）を用いて説明する。なお、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示
す。
Figure 2023081397000004
Figure 2023081397000005
以下に、本実施例で用いた本発明の一態様の発光素子（発光素子１、発光素子３、及び
発光素子５）、及び比較用の発光素子（比較発光素子２、比較発光素子４、及び比較発光
素子６）の作製方法を示す。
なお、発光素子１及び比較発光素子２は、赤色の発光を示す発光素子であり、発光素子
３及び比較発光素子４は、緑色の発光を示す発光素子であり、発光素子５及び比較発光素
子６は、青色の発光を示す発光素子である。
（発光素子１）
まず、基板１１００上に、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム－酸化スズ
化合物（ＩＴＯ－ＳｉＯ２、以下ＩＴＳＯと略記する。）をスパッタリング法にて成膜し
、陽極１１０１を形成した。なお、用いたターゲットの組成は、Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２：
ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］とした。また、陽極１１０１の膜厚は、１１０ｎｍ
とし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板１１００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１１００を
３０分程度放冷した。
次に、陽極１１０１が形成された面が下方となるように、陽極１１０１が形成された基
板１１００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１１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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－Ｉ
Ｉ）
と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、４
０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３
Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室
内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、正孔注入層１１１１上に、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９
－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜
し、正孔輸送層１１１３を形成した。
次に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩと、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
）と、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウ
ム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍ）と、を共蒸着し、正孔輸送層１１１３
上に発光層１１１５を形成した。ここで、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、
及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍ）となるように調節した。ま
た、発光層１１１５の膜厚は４０ｎｍとした。
なお、発光層１１１５において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩは、電子輸送性材料であ
り、ホスト材料として機能する。また、ＰＣＢＮＢＢは、正孔輸送性材料であり、アシス
ト材料として機能する。また、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍは、イリジウムを含む有機金属
錯体であり、ゲスト材料として機能する。
さらに、発光層１１１５上にＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、電子輸送層
１１１７を形成した。
その後、電子輸送層１１１７上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１
５ｎｍとなるように成膜し、第１の電子注入層１１１９ａを形成した。
さらに、第１の電子注入層１１１９ａ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚
で蒸着し、第２の電子注入層１１１９ｂを形成した。
最後に、第２の電子注入層１１１９ｂ上に陰極１１０３として、アルミニウムを２００
ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
（比較発光素子２）
比較発光素子２は、発光素子１と比較し電子輸送層１１１７が異なる。具体的には、比
較発光素子２の電子輸送層１１１７は、発光素子１に用いたＣｚＰＡの代わりに、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いた。なお、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩの膜厚は１０ｎｍと
した。
なお、比較発光素子２については、電子輸送層１１１７以外の構成は、発光素子１と同
様に作製した。
（発光素子３）
発光素子３は、発光素子１と比較し発光層１１１５が異なる。具体的には、発光素子３
の発光層１１１５は、発光素子１に用いた２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、
及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの代わりに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ
、及び（アセチルアセトナト）ビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－４－フェニルピリミジナト
）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））を用いた。
また、発光素子３の発光層１１１５は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩと、ＰＣＢＮＢＢ
と、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）と、を共蒸着し形成した。ここで、２ｍＤＢＴ
ＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、及びＩｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）の重量比は
、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ（ｔ
Ｂｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。また、発光素子３の発光層１１１
５の膜厚は４０ｎｍとした。
なお、発光素子３の発光層１１１５において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩは、電子輸
送性材料であり、ホスト材料として機能する。また、ＰＣＢＮＢＢは、正孔輸送性材料で
あり、アシスト材料として機能する。また、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）は、イ
リジウムを含む有機金属錯体であり、ゲスト材料として機能する。
なお、発光素子３については、発光層１１１５以外の構成は、発光素子１と同様に作製
した。
（比較発光素子４）
比較発光素子４は、発光素子１と比較し発光層１１１５及び電子輸送層１１１７が異な
る。具体的には、比較発光素子４の発光層１１１５は、発光素子１に用いた２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの代わりに、２ｍＤＢＴ
ＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、及びＩｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）を用いた。
また、比較発光素子４の電子輸送層１１１７は、発光素子１に用いたＣｚＰＡの代わりに
、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いた。
また、比較発光素子４の発光層１１１５は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩと、ＰＣＢＮ
ＢＢと、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）と、を共蒸着し形成した。ここで、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、及びＩｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）の重量
比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ
（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。また、比較発光素子４の発光
層１１１５の膜厚は４０ｎｍとした。
また、比較発光素子４の電子輸送層１１１７の膜厚は、膜厚は１０ｎｍとした。
なお、比較発光素子４については、発光層１１１５及び電子輸送層１１１７以外の構成
は、発光素子１と同様に作製した。
（発光素子５）
発光素子５は、発光素子１と比較し発光層１１１５が異なる。具体的には、発光素子５
の発光層１１１５は、発光素子１に用いた２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、
及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの代わりに、ＣｚＰＡ、及び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）を用いた。
また、発光素子５の発光層１１１５は、ＣｚＰＡと、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎと
、を共蒸着し形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの重量比
は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した
。また、発光素子５の発光層１１１５の膜厚は２５ｎｍとした。
なお、発光素子５の発光層１１１５において、ＣｚＰＡは、電子輸送性材料であり、ホ
スト材料として機能する。また、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎは、蛍光性材料であり、
ゲスト材料として機能する。
なお、発光素子５については、発光層１１１５以外の構成は、発光素子１と同様に作製
した。
（比較発光素子６）
比較発光素子６は、発光素子１と比較し発光層１１１５及び電子輸送層１１１７が異な
る。具体的には、比較発光素子６の発光層１１１５は、発光素子１に用いた２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの代わりに、ＣｚＰＡ、
及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを用いた。また、比較発光素子６の電子輸送層１１１
７は、発光素子１に用いたＣｚＰＡの代わりに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いた。
また、比較発光素子６の発光層１１１５は、ＣｚＰＡと、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎと、を共蒸着し形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの重
量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節
した。また、比較発光素子６の発光層１１１５の膜厚は２５ｎｍとした。
なお、比較発光素子６の発光層１１１５において、ＣｚＰＡは、電子輸送性材料であり
、ホスト材料として機能する。また、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎは、蛍光性材料であ
り、ゲスト材料として機能する。
また、比較発光素子６の電子輸送層１１１７の膜厚は、膜厚は１０ｎｍとした。
なお、比較発光素子６については、発光層１１１５及び電子輸送層１１１７以外の構成
は、発光素子１と同様に作製した。
また、上述した本発明の一態様の発光素子（発光素子１、発光素子３、及び発光素子５
）、並びに比較発光素子（比較発光素子２、比較発光素子４、及び比較発光素子６）の蒸
着過程は、全て抵抗加熱法を用いた。
このように、本発明の一態様の発光素子（発光素子１、発光素子３、及び発光素子５）
、と、比較発光素子（比較発光素子２、比較発光素子４、及び比較発光素子６）は、発光
層１１１５及び電子輸送層１１１７以外の構成は、同一の構成である。
以上により得られた本発明の一態様の発光素子（発光素子１、発光素子３、及び発光素
子５）、と、比較発光素子（比較発光素子２、比較発光素子４、及び比較発光素子６）の
素子構造を表２に示す。
Figure 2023081397000006
表２に示すように本発明の一態様の発光素子は、燐光性材料（発光素子１及び発光素子
３）のホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用い、蛍光性材料（発光素子５
）のホスト材料として、ＣｚＰＡを用いている。また、発光素子１、発光素子３、及び発
光素子５の電子輸送層は、共通のＣｚＰＡを用いている。一方で、比較用の発光素子は、
燐光性材料（比較発光素子２及び比較発光素子４）のホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰ
ＤＢｑ－ＩＩを用い、蛍光性材料（比較発光素子６）のホスト材料として、ＣｚＰＡを用
いている。また、比較発光素子２、比較発光素子４、及び比較発光素子６の電子輸送層は
、共通の２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いている。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、上記作製した各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８０℃にて１時間熱処理）を行った。その後、各発光素子の動作特性について測定を行
った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１及び比較発光素子２の電流密度－輝度特性を図７に、電圧－輝度特性を図８
に、輝度－電流効率特性を図９に、電圧－電流特性を図１０に、発光スペクトルを図１１
に、それぞれ示す。
発光素子３及び比較発光素子４の電流密度－輝度特性を図１２に、電圧－輝度特性を図
１３に、輝度－電流効率特性を図１４に、電圧－電流特性を図１５に、発光スペクトルを
図１６に、それぞれ示す。
発光素子５及び比較発光素子６の電流密度－輝度特性を図１７に、電圧－輝度特性を図
１８に、輝度－電流効率特性を図１９に、電圧－電流特性を図２０に、発光スペクトルを
図２１に、それぞれ示す。
なお、図７、図１２、及び図１７において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸
は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、図８、図１３、及び図１８において、横軸は電圧（
Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、図９、図１４、及び図１９において、
横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、図１０、図１５
、及び図２０において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。また、図１１
、図１６、及び図２１において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は強度（任意単位）を表す
。なお、図１１、図１６、及び図２１において、各発光素子の発光スペクトルが概略重な
っている。
また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度
（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（
％）を表３に示す。
Figure 2023081397000007
表３に示す通り、発光素子１の輝度９９２ｃｄ／ｍ２における素子特性として、電流効
率が２７ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が２４％であり、ＣＩＥ色度座標が、（ｘ，ｙ）
＝（０．６６，０．３４）であった。また、比較発光素子２の輝度１１０３ｃｄ／ｍ２お
ける素子特性として、電流効率が２７ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が２３％であり、Ｃ
ＩＥ色度座標が、（ｘ，ｙ）＝（０．６６，０．３４）であった。
また、図１１に示す通り、発光素子１及び比較発光素子２の発光スペクトルは、６１９
ｎｍにピークを有している。
以上のように発光素子１と比較発光素子２を比べた場合、素子特性に大きな違いは確認
されない。すなわち、発光素子１の電子輸送層１１１７（ＣｚＰＡ）の電子輸送性、及び
燐光性材料のホスト材料である電子輸送性材料（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）の電子輸
送性が非常に高いため、発光層１１１５で励起される発光が電子輸送層１１１７側に拡散
しない、あるいは拡散しにくい素子構成であることが確認された。
また、表３に示す通り、発光素子３の輝度８０４ｃｄ／ｍ２における素子特性として、
電流効率が９１ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が２６％であり、ＣＩＥ色度座標が、（ｘ
，ｙ）＝（０．４３，０．５６）であった。また、比較発光素子４の輝度９８７ｃｄ／ｍ
２おける素子特性として、電流効率が９３ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が２６％であり
、ＣＩＥ色度座標が、（ｘ，ｙ）＝（０．４３，０．５６）であった。
また、図１６に示す通り、発光素子３及び比較発光素子４の発光スペクトルは、それぞ
れ５４９ｎｍ、５４６ｎｍにピークを有している。
以上のように発光素子３と比較発光素子４を比べた場合、素子特性に大きな違いは確認
されない。すなわち、発光素子３の電子輸送層１１１７（ＣｚＰＡ）の電子輸送性及び燐
光性材料のホスト材料である電子輸送性材料（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）の電子輸送
性が非常に高いため、発光層１１１５で励起される発光が電子輸送層１１１７側に拡散し
ない、あるいは拡散しにくい素子構成であることが確認された。
また、表３に示す通り、発光素子５の輝度９０５ｃｄ／ｍ２における素子特性として、
電流効率が１１ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が９％であり、ＣＩＥ色度座標が、（ｘ，
ｙ）＝（０．１４，０．１９）であった。また、比較発光素子６の輝度１１１５ｃｄ／ｍ
２おける素子特性として、電流効率が１２ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が９％であり、
ＣＩＥ色度座標が、（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１９）であった。
また、図２１に示す通り、発光素子５及び比較発光素子６の発光スペクトルは、それぞ
れ４６４ｎｍ、４６５ｎｍにピークを有している。
以上のように発光素子５と比較発光素子６を比べた場合、素子特性に違いが生じている
。具体的には、表３及び図２０に示すように、主に電圧－電流特性に違いが生じている。
発光素子５は、９０５ｃｄ／ｍ２における電圧が３．３Ｖであり、比較発光素子６は、１
１１５ｃｄ／ｍ２における電圧が３．５Ｖである。また、図２０に示すように３Ｖ付近か
ら電圧を上げた際に、本発明の一態様の発光素子５よりも比較発光素子６の電流値が低い
。
これは、比較発光素子６の電子輸送層１１１７が、燐光性材料のホスト材料である電子
輸送性材料（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）を用いていることに起因する。この燐光性材
料のホスト材料は、発光層１１１５に使用している電子輸送性材料（ＣｚＰＡ）と比較し
て電子輸送性が低くなる。
一方で本発明の一態様の発光素子５は、電子輸送層１１１７（ＣｚＰＡ）の電子輸送性
が、燐光性材料のホスト材料である電子輸送性材料（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）の電
子輸送性よりも優れているため、より低駆動電圧で優れた素子特性を有している。
なお、本実施例に示す構成は、他の実施の形態に示す構成、または他の実施例に示す構
成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子７及び発光素子８）について、図
６（Ｂ）を用いて説明する。なお、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
Figure 2023081397000008
Figure 2023081397000009
以下に、本実施例で用いた本発明の一態様の発光素子（発光素子７及び発光素子８）の
作製方法を示す。
なお、発光素子７は、赤色の発光を示す発光素子であり、発光素子８は、緑色の発光を
示す発光素子である。
（発光素子７）
まず、基板１１００上に、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム－酸化スズ
化合物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、陽極１１０１を形成した。なお、用
いたターゲットの組成は、Ｉｎ２Ｏ３：ＳｎＯ２：ＳｉＯ２＝８５：１０：５［重量％］
とした。また、陽極１１０１の膜厚は、１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとし
た。
次に、基板１１００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１１００を
３０分程度放冷した。
次に、陽極１１０１が形成された面が下方となるように、陽極１１０１が形成された基
板１１００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１１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）
と酸化モリブデンを共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、４
０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３
Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
次に、正孔注入層１１１１上に、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９
－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜
し、正孔輸送層１１１３を形成した。
次に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩと、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
）と、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウ
ム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍ）と、を共蒸着し、正孔輸送層１１１３
上に発光層１１１５を形成した。ここで、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、
及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢ
ＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍ）となるように調節した。ま
た、発光層１１１５の膜厚は４０ｎｍとした。
なお、発光層１１１５において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩは、電子輸送性材料であ
り、ホスト材料として機能する。また、ＰＣＢＮＢＢは、正孔輸送性材料であり、アシス
ト材料として機能する。また、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍは、イリジウムを含む有機金属
錯体であり、ゲスト材料として機能する。
さらに、発光層１１１５上にＣｚＰＡと、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎと、を共蒸着
し、発光層１１１５上に電子輸送層１１１７ａを形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，
６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの重量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬ
ＰＡＰｒｎ）となるように調節した。また、発光素子７の電子輸送層１１１７ａの膜厚は
２５ｎｍとした。
なお、発光素子７の電子輸送層１１１７ａは、先の実施例２に示す発光素子５及び比較
発光素子６の発光層に用いた構成と同じである。すなわち、青色の発光を示す発光層を発
光素子７の電子輸送層１１１７ａとして用いた構成である。
その後、電子輸送層１１１７上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１
５ｎｍとなるように成膜し、第１の電子注入層１１１９ａを形成した。
さらに、第１の電子注入層１１１９ａ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚
で蒸着し、第２の電子注入層１１１９ｂを形成した。
最後に、第２の電子注入層１１１９ｂ上に陰極１１０３として、アルミニウムを２００
ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子７を作製した。
（発光素子８）
発光素子８は、発光素子７と比較し発光層１１１５が異なる。具体的には、発光素子８
の発光層１１１５は、発光素子７に用いた２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、
及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２ｄｐｍの代わりに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ
、及びＩｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）を用いた。
また、発光素子８の発光層１１１５は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩと、ＰＣＢＮＢＢ
と、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）と、を共蒸着し、正孔輸送層１１１３上に形成
した。ここで、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢ、及びＩｒ（ｔＢｕｐｐｍ）
２（ａｃａｃ）の重量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
：ＰＣＢＮＢＢ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。また、
発光素子８の発光層１１１５の膜厚は４０ｎｍとした。
なお、発光素子８の発光層１１１５において、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩは、電子輸
送性材料であり、ホスト材料として機能する。また、ＰＣＢＮＢＢは、正孔輸送性材料で
あり、アシスト材料として機能する。また、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）は、イ
リジウムを含む有機金属錯体であり、ゲスト材料として機能する。
また、発光素子８の電子輸送層１１１７ａは、発光素子７と同様に、先の実施例２に示
す発光素子５及び比較発光素子６の発光層に用いた構成と同じである。すなわち、青色の
発光を示す発光層を発光素子８の電子輸送層１１１７ａとして用いた構成である。
なお、発光素子８については、発光層１１１５以外の構成は、発光素子７と同様に作製
した。
また、上述した本発明の一態様の発光素子（発光素子７及び発光素子８）の蒸着過程は
、全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた本発明の一態様の発光素子（発光素子７及び発光素子８）の素子構
造を表４に示す。
Figure 2023081397000010
表４に示すように本発明の一態様の発光素子は、燐光性材料（発光素子７及び発光素子
８）のホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いている。また、発光素子７
及び発光素子８の電子輸送層は、共通のＣｚＰＡ及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを用
いている。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、上記作製した各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８０℃にて１時間熱処理）を行った。その後、各発光素子の動作特性について測定を行
った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子７及び発光素子８の電流密度－輝度特性を図２２に、電圧－輝度特性を図２３
に、輝度－電流効率特性を図２４に、電圧－電流特性を図２５に、発光スペクトルを図２
６に、それぞれ示す。
なお、図２２において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２
）を表す。また、図２３において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表
す。また、図２４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を
表す。また、図２５において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。また、
図２６において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は強度（任意単位）を表す。
また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近のときの電圧（Ｖ）、電流密度
（ｍＡ／ｃｍ２）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（
％）を表５に示す。
Figure 2023081397000011
表５に示す通り、発光素子７の輝度９８４ｃｄ／ｍ２における素子特性として、電流効
率が２７ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が２５％であり、ＣＩＥ色度座標が、（ｘ，ｙ）
＝（０．６６，０．３４）であった。また、発光素子８の輝度９４８ｃｄ／ｍ２おける素
子特性として、電流効率が７６ｃｄ／Ａであり、外部量子効率が２３％であり、ＣＩＥ色
度座標が、（ｘ，ｙ）＝（０．４４，０．５６）であった。
また、図２６に示す通り、発光素子７及び発光素子８の発光スペクトルは、それぞれ６
２０ｎｍ、５４８ｎｍにピークを有している。また、電子輸送層に用いた１，６ｍＭｅｍ
ＦＬＰＡＰｒｎからの青色発光（図２１参照）は、観測されていないことがわかる。
以上のように、本発明の一態様の発光素子７は、電子輸送層１１１７ａとして、青色の
発光を示す発光層を用いても、実施例２で示した発光素子１と同等の素子特性が得られた
。また、本発明の一態様の発光素子８は、電子輸送層１１１７ａとして、青色の発光を示
す発光層を用いても、実施例２で示した発光素子３と同等の素子特性が得られた。
したがって、電子輸送層１１１７ａに用いた蛍光性材料のホスト材料（ＣｚＰＡ）の電
子輸送性及び燐光性材料のホスト材料である電子輸送性材料（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－Ｉ
Ｉ）の電子輸送性が大きいため、本発光素子の発光領域は、発光層１１１５の正孔輸送層
１１１３近傍の領域に形成され、発光層１１１５で励起される発光が電子輸送層１１１７
ａ側に拡散しない、あるいは拡散しにくい素子構成であることが確認された。また、発光
素子７及び発光素子８に用いた電子輸送層１１１７ａには、蛍光性材料である１，６ｍＭ
ｅｍＦＬＰＡＰｒｎが含まれている。しかしながら、図２２乃至図２６に示す通り、蛍光
性材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎは、素子特性に影響を与えないことが確認さ
れた。
なお、本実施例に示す構成は、他の実施の形態に示す構成、または他の実施例に示す構
成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
本実施例では、実施例２及び実施例３で作製した本発明の一態様の発光素子である発光
素子１、発光素子３、発光素子７、及び発光素子８と、比較用の発光素子である比較発光
素子２、及び比較発光素子４について、信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２７
（Ａ）、（Ｂ）に示す。
図２７（Ａ）は、発光素子１、比較発光素子２、及び発光素子７、すなわち赤色の素子
の信頼性試験結果である。また、図２７（Ｂ）は、発光素子３、比較発光素子４、及び発
光素子８、すなわち緑色の素子の信頼性試験結果である。なお、図２７（Ａ）、（Ｂ）に
おいて、信頼性試験の測定方法は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一
定の条件で各発光素子を駆動した。横軸は素子の駆動時間（ｈ）を、縦軸は初期輝度を１
００％とした時の規格化輝度（％）を表す。また、図２７（Ａ）、（Ｂ）において、各発
光素子のデータが概略重なっている。
図２７（Ａ）の結果より、発光素子１の３５７時間経過後の規格化輝度は、６８％であ
った。また、比較発光素子２の３５７時間経過後の規格化輝度は、６８％であった。また
、発光素子７の３５７時間経過後の規格化輝度は、６６％であった。また、図２７（Ｂ）
の結果より、発光素子３の６８８時間経過後の規格化輝度は、８１％であった。また、比
較発光素子４の６８８時間経過後の規格化輝度は、８２％であった。また、発光素子８の
６８８時間経過後の規格化輝度は、８０％であった。
以上のように、本発明の一態様である発光素子１及び発光素子７は、比較発光素子２と
同等の信頼性試験の結果であった。また、本発明の一態様である発光素子３及び発光素子
８は、比較発光素子４と同等の信頼性試験の結果であった。
なお、本実施例に示す構成は、他の実施の形態に示す構成、または他の実施例に示す構
成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
１００ 基板
１０１ 陽極
１０３ 陰極
１１１ 正孔注入層
１１３ 正孔輸送層
１１３ａ 第１の正孔輸送層
１１３ｂ 第２の正孔輸送層
１１３ｃ 第３の正孔輸送層
１１３ｄ 第４の正孔輸送層
１１５ 発光層
１１５ａ 第１の発光層
１１５ｂ 第２の発光層
１１５ｃ 第３の発光層
１１７ 電子輸送層
１１９ 電子注入層
１２１ａ 第１の燐光性材料
１２２ａ 第１の電子輸送性材料
１２３ａ 第１の正孔輸送性材料
１３１ａ 第２の燐光性材料
１３２ａ 第２の電子輸送性材料
１３３ａ 第２の正孔輸送性材料
１４１ａ 蛍光性材料
１４２ａ 第３の電子輸送性材料
２００ 基板
２０１ａ 陽極
２０１ｂ 陽極
２０１ｃ 陽極
２０３ 陰極
２１１ 正孔注入層
２１３ａ 第１の正孔輸送層
２１３ｂ 第２の正孔輸送層
２１３ｃ 第３の正孔輸送層
２１５ａ 第１の発光層
２１５ｂ 第２の発光層
２１５ｃ 第３の発光層
２１７ 電子輸送層
２１９ 電子注入層
２５０ 発光装置
２５１ａ 隔壁
２５１ｂ 隔壁
２５１ｃ 隔壁
２５１ｄ 隔壁
２５３ 半透過・半反射電極
２５３ａ 反射電極
２５３ｂ 反射電極
２５３ｃ 反射電極
２６０ 発光装置
１１００ 基板
１１０１ 陽極
１１０３ 陰極
１１１１ 正孔注入層
１１１３ 正孔輸送層
１１１５ 発光層
１１１７ 電子輸送層
１１１７ａ 電子輸送層
１１１９ａ 電子注入層
１１１９ｂ 電子注入層
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
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
７５０１ 照明部
７５０２ 傘
７５０３ 可変アーム
７５０４ 支柱
７５０５ 台
７５０６ 電源

Claims (12)

  1. 緑色の発光を示す発光素子と、青色の発光を示す発光素子と、を有する発光装置であって、
    前記緑色の発光を示す発光素子は、第１の層と、前記第１の層の陰極側に接し第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記青色の発光を示す発光素子は、第２の層と、前記第２の層の陰極側に接し前記第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記第１の層が有する含窒素複素芳香族化合物と前記第１の層が有するカルバゾール骨格を含む化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルは、前記第１の層が有する発光物質の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なりを有し、
    前記第１の化合物は、アントラセン骨格を含む有機化合物であり、
    前記アントラセン骨格を含む有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記含窒素複素芳香族化合物の三重項励起エネルギー準位よりも低い、発光装置。
  2. 緑色の発光を示す発光素子と、青色の発光を示す発光素子と、を有する発光装置であって、
    前記緑色の発光を示す発光素子は、第１の層と、前記第１の層の陰極側に接し第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記青色の発光を示す発光素子は、第２の層と、前記第２の層の陰極側に接し前記第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記第１の層が有する含窒素複素芳香族化合物と前記第１の層が有するカルバゾール骨格を含む化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルは、前記第１の層が有する発光物質の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なりを有し、
    前記第１の化合物を有する層は、前記緑色の発光を示す発光素子と前記青色の発光を示す発光素子とで共通して用いられており、
    前記第１の化合物は、アントラセン骨格を含む有機化合物であり、
    前記アントラセン骨格を含む有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記含窒素複素芳香族化合物の三重項励起エネルギー準位よりも低い、発光装置。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記第１の層の陽極側に第３の層を有し、
    前記第３の層は芳香族アミン化合物を有する、発光装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第２の層の陽極側に第４の層を有し、
    前記第４の層はカルバゾール骨格を含む化合物を有する、発光装置。
  5. 緑色の発光を示す発光素子と、青色の発光を示す発光素子と、を有し、上方から光が取り出される発光装置であって、
    前記緑色の発光を示す発光素子は、第１の層と、前記第１の層上に接し第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記青色の発光を示す発光素子は、第２の層と、前記第２の層上に接し前記第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記第１の層が有する含窒素複素芳香族化合物と前記第１の層が有するカルバゾール骨格を含む化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルは、前記第１の層が有する発光物質の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なりを有し、
    前記第１の化合物は、アントラセン骨格を含む有機化合物であり、
    前記アントラセン骨格を含む有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記含窒素複素芳香族化合物の三重項励起エネルギー準位よりも低い、発光装置。
  6. 緑色の発光を示す発光素子と、青色の発光を示す発光素子と、を有し、上方から光が取り出される発光装置であって、
    前記緑色の発光を示す発光素子は、第１の層と、前記第１の層上に接し第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記青色の発光を示す発光素子は、第２の層と、前記第２の層上に接し前記第１の化合物を有する層と、を有し、
    前記第１の層が有する含窒素複素芳香族化合物と前記第１の層が有するカルバゾール骨格を含む化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体の発光スペクトルは、前記第１の層が有する発光物質の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なりを有し、
    前記第１の化合物を有する層は、前記緑色の発光を示す発光素子と前記青色の発光を示す発光素子とで共通して用いられており、
    前記第１の化合物は、アントラセン骨格を含む有機化合物であり、
    前記アントラセン骨格を含む有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記含窒素複素芳香族化合物の三重項励起エネルギー準位よりも低い、発光装置。
  7. 請求項５または請求項６において、
    前記第１の層の下方に第３の層を有し、
    前記第３の層は芳香族アミン化合物を有する、発光装置。
  8. 請求項５乃至請求項７のいずれか一において、
    前記第２の層の下方に第４の層を有し、
    前記第４の層はカルバゾール骨格を含む化合物を有する、発光装置。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
    前記第２の層が有するアントラセン骨格を含む有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記含窒素複素芳香族化合物の三重項励起エネルギー準位よりも低い、発光装置。
  10. 請求項９において、
    前記含窒素複素芳香族化合物の三重項励起エネルギー準位は、燐光発光を測定して求めたものであり、
    前記第１の化合物の三重項励起エネルギー準位は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を添加し、燐光発光を測定して求めたものであり、
    前記第２の層が有する前記アントラセン骨格を含む有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を添加し、燐光発光を測定して求めたものである、発光装置。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記励起錯体の発光スペクトルのピークは、前記発光物質の吸収スペクトルのピークよりも長波長である、発光装置。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、
    前記発光物質は、イリジウムを含み、５２０ｎｍ～６００ｎｍに発光のピークを有する、発光装置。
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