JP2023083491A - 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

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直明 橋本
Naoaki Hashimoto
恒徳 鈴木
Tsunenori Suzuki
哲史 瀬尾
Tetsushi Seo
広美 瀬尾
Hiromi Seo
裕允 木戸
Hiromitsu Kido
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Abstract

【課題】蛍光材料を有する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供すること。または、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供すること。または、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を提供すること。【解決手段】陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に挟まれたＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は発光層と、発光層に接する電子輸送層とを有し、発光層は、ホスト材料を有し、電子輸送層は第１の材料を有し、第１の材料のＬＵＭＯ準位は、ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低く、ＥＬ層が呈する発光において、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が全体の１０％以上である発光素子。なお、本発明の一態様において、ＥＬ層が呈する発光において、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が全体の１５％以上としてもよい。【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。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を
利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、
一対の電極間に発光性の材料を含む層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子の電極間
に電圧を印加することにより、発光性の材料からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バック
ライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき
、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光性の材料に有機材料を用い、一対の電極間に当該発光性の有機材料を含むＥＬ層を設
けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することによ
り、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電
流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機材
料が励起状態となり、励起された発光性の有機材料から発光を得ることができる。
有機材料が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態
（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と
呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：
３である。そのため、蛍光を発する材料を用いた発光素子より、燐光を発する材料を用い
た発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態
を発光に変換することが可能な燐光材料を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われてい
る。
燐光材料を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三
重項励起エネルギー準位を有する安定な材料の開発が困難であるため、未だ実用化に至っ
ていない。そのため、青色の発光を呈する発光素子においては、より安定な蛍光材料を用
いた発光素子の開発が行われており、蛍光材料を用いた発光素子の発光効率を高める手法
が探索されている。
三重項励起状態の一部を発光に変換することが可能な発光機構として、三重項－三重項消
滅（ＴＴＡ：ｔｒｉｐｌｅｔ－ｔｒｉｐｌｅｔ ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）が知られて
いる。ＴＴＡとは、２つの三重項励起子が近接することによって、励起エネルギーの受け
渡し、およびスピン角運動量の交換が行われるものであり、結果として、一重項励起子が
生成されるとされている。
ＴＴＡが生じる化合物として、アントラセン化合物が知られている。非特許文献１では、
アントラセン化合物を発光素子のホスト材料に用いることで、青色の発光を呈する発光素
子において、１０％より高い外部量子効率を示すことが報告されている。また、発光素子
が呈する発光成分のうち、アントラセン化合物のＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合
は、１０％程度であることが報告されている。
さらに、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い化合物として、テトラセン化合物が知ら
れている。非特許文献２では、テトラセン化合物からの発光のうち、ＴＴＡによる遅延蛍
光成分の割合は、アントラセン化合物より高いことが報告されている。
なお、ＴＴＡが発生する場合には、ＴＴＡが生じない場合の蛍光材料の蛍光寿命に比べて
著しく寿命の長い発光（遅延蛍光）が生じている。そのような遅延蛍光は、発光素子にお
いて、定常的なキャリア注入をある時点で遮断したときに、その遮断後の発光の減衰を観
測することにより確認することができる。なお、この場合、遅延蛍光のスペクトルと定常
的なキャリア注入時の発光スペクトルの形状は一致する。
ツネノリ スズキ、他６名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス、ｖｏｌ．５３、０５２１０２（２０１４） Ｄ．Ｙ．Ｋｏｎｄａｋｏｖ、他３名、ジャーナル オブ アプライド フィジックス、ｖｏｌ．１０６、１２４５１０（２００９）
蛍光材料を有する発光素子において、発光効率を高めるためには、発光に寄与しない三重
項励起子のエネルギーを、発光性の一重項励起子のエネルギーに変換すること、およびそ
の変換効率を高めること、が重要となる。すなわち、ＴＴＡにより、三重項励起子のエネ
ルギーを一重項励起子のエネルギーに変換することが重要となる。そのためには、発光素
子が呈する発光成分のうち、ＴＴＡに基づく遅延蛍光成分の割合を高めることが、特に重
要である。なぜならば、ＴＴＡに基づく遅延蛍光成分の割合が高いということは、発光性
の一重項励起子の生成割合が増加していることを意味するためである。
したがって、本発明の一態様では、蛍光材料を有する発光素子において、発光効率が高い
発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光成分のう
ちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供することを課題の一とする。ま
たは、本発明の一態様では、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を
提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供す
ることを課題の一とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態
様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書
等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出
することが可能である。
本発明の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に挟まれたＥＬ層と、を有し、Ｅ
Ｌ層は発光層と、発光層に接する電子輸送層とを有し、発光層は、ホスト材料を有し、電
子輸送層は第１の材料を有し、第１の材料のＬＵＭＯ準位は、ホスト材料のＬＵＭＯ準位
よりも低く、ＥＬ層が呈する発光において、三重項－三重項消滅による遅延蛍光成分の占
める割合が全体の１０％以上であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極の間に挟まれたＥＬ層と、
を有し、ＥＬ層は発光層と、発光層に接する電子輸送層とを有し、発光層は、ホスト材料
を有し、電子輸送層は第１の材料を有し、第１の材料のＬＵＭＯ準位は、ホスト材料のＬ
ＵＭＯ準位よりも０．０５ｅＶ以上低く、ＥＬ層が呈する発光において、三重項－三重項
消滅による遅延蛍光成分の占める割合が全体の１０％以上であることを特徴とする発光素
子である。
なお、本発明の一態様において、ＥＬ層が呈する発光において、三重項－三重項消滅によ
る遅延蛍光成分の占める割合が全体の１５％以上としてもよい。また、第１の材料は、ジ
アジン骨格又はトリアジン骨格を有する縮合複素芳香環骨格を含む物質としてもよい。ま
た、第１の材料が、ピラジン骨格又はピリミジン骨格を有する物質であってもよい。また
、第１の材料の三重項励起エネルギーが、発光層に含まれる材料のうち最も三重項励起エ
ネルギーの高い物質の三重項励起エネルギーに比べ、０．２ｅＶ以上大きくてもよい。
また、本発明の一態様は、発光層に接する正孔輸送層を有し、正孔輸送層が第２の材料を
有し、第２の材料のＬＵＭＯ準位が、ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも大きいことを特徴
とする発光素子としてもよい。または、発光層に接する正孔輸送層を有し、正孔輸送層が
第２の材料を有し、第２の材料の三重項励起エネルギーが、発光層に含まれる材料のうち
最も三重項励起エネルギーの高い物質の三重項励起エネルギーに比べ、０．２ｅＶ以上大
きいことを特徴とする発光素子としてもよい。
また、本発明の一態様は、発光層は蛍光材料をさらに含む発光素子であってもよい。また
、蛍光材料の三重項励起エネルギーが、ホスト材料の三重項励起エネルギーよりも大きい
ことを特徴とする発光素子としてもよい。また、蛍光材料のＬＵＭＯ準位はホスト材料の
ＬＵＭＯ準位と同じか、それよりも大きいことを特徴とする発光素子としてもよい。また
、発光層が青色の発光を呈する発光素子としてもよい。
また、本発明の他の一態様は、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。さらに、発光装置に加えてセンサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイ
クと、を有する電子機器としてもよい。さらに、発光装置に加えて筐体と、を有する照明
装置としてもよい。
本発明の一態様により、蛍光材料を有する発光素子において、発光効率が高い発光素子を
提供することができる。または、本発明の一態様により、発光成分のうちＴＴＡによる遅
延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様によ
り、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を提供することができる。
または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。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。
本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 エネルギー障壁と再結合領域を説明する図。 遷移双極子モーメントの成分を説明する図。 分子配向の測定方法を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。 本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。 本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 発光素子について説明する図。 発光素子１乃至発光素子８のＬＵＭＯ準位に対する遅延蛍光成分割合。 発光素子１乃至発光素子８の遅延蛍光成分割合に対する外部量子効率。 発光素子４－２の電流密度－輝度特性を示す図。 発光素子４－２の電圧－輝度特性を示す図。 発光素子４－２の輝度－電流効率特性を示す図。 発光素子４－２の電圧－電流特性を示す図。 発光素子４－２の輝度－外部量子効率特性を示す図。 発光素子４－２の発光スペクトルを示す図。 発光素子４－２の過渡蛍光特性を示す減衰曲線を示す図。 発光素子４－２の信頼性を示す図。 発光素子９の角度依存特性と計算結果。
以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施
することが可能であり、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、本明細書で説明する各図において、陽極、ＥＬ層、中間層、陰極などの大きさや厚
さは、個々に説明の明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしも各構成
要素はその大きさに限定されず、また各構成要素間での相対的な大きさに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２、第３などとして付される序数詞は、便宜上用い
るものであって工程の順番や上下の位置関係などを示すものではない。そのため、例えば
、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。
また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられ
る序数詞は一致しない場合がある。
また、本明細書等で説明する本発明の構成において、同一部分又は同様の機能を有する部
分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また
、同様の機能を有する部分を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さ
ない場合がある。
また、本明細書において色とは、色相（単色光の波長に相当）、彩度（あざやかさ即ち白
みを帯びていない度合）および明度（明るさ即ち光の強弱）の三要素によって規定された
ものである。また、本明細書において色とは、上述の三要素のうちのいずれか一つの要素
のみ、または任意で選んだ２つの要素のみを示してもよい。また、本明細書において、２
つの光の色が異なるとは、上述の三要素のうちいずれか少なくとも一つが異なることをい
い、さらに、２つの光のスペクトルの形状若しくは各ピークの相対強度比の分布が異なる
ことをも含む。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応
じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜
」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用
語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項
状態のことである。一重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最
低励起一重項状態という。また、一重項励起エネルギー準位は、一重項励起状態のエネル
ギー準位のことである。一重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位
を、最低励起一重項エネルギー（Ｓ１）準位という。なお、本明細書等において、単に一
重項励起状態および一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最低励起一重
項状態およびＳ１準位を表す場合がある。
また、本明細書等において、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項
状態のことである。三重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最
低励起三重項状態という。また、三重項励起エネルギー準位は、三重項励起状態のエネル
ギー準位のことである。三重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位
を、最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）準位という。なお、本明細書等において、単に三
重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最低励起三重
項状態およびＴ１準位を表す場合がある。
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可
視光領域に発光を与える材料である。燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和
する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料とは
、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。
なお、本明細書等において、室温とは、０℃乃至４０℃のいずれかの温度をいう。
また、本明細書等において、青色の波長域とは、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長域
であり、青色の発光とは、該帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光
である。
（実施の形態１）
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて
、以下説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の断面模式図である。
発光素子１５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に設けられたＥＬ層１０
０を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。なお、本実施の形態に
おいては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明す
るが、発光素子１５０の構成としては、逆であっても構わない。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、機能層を有する。機能層
は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を
有する。なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注入層
１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた
少なくとも一つを有する構成とすればよい。または、ＥＬ層１００は、正孔または電子の
注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻
害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を
有する構成としてもよい。
また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図
１（Ｂ）に示す発光層１３０は、少なくともホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、
を有する。
ホスト材料１３１は、三重項励起エネルギーをＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変
換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層１３０で生成した三重項励起エ
ネルギーの一部を、ホスト材料１３１におけるＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変
換することができ、ＴＴＡにより生成した一重項励起エネルギーをゲスト材料１３２に移
動することで、蛍光発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料１
３１の最低励起一重項エネルギー（Ｓ１）準位は、ゲスト材料１３２のＳ１準位より高い
ことが好ましい。また、ホスト材料１３１の最低励起三重項励起エネルギー（Ｔ１）準位
は、ゲスト材料１３２のＴ１準位より低いことが好ましい。
なお、ホスト材料１３１は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構成
されていても良い。また、ゲスト材料１３２としては、発光性の有機材料を用いればよく
、該発光性の有機材料としては、蛍光を発することができる材料（以下、蛍光材料ともい
う）であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３２として、蛍光材料を
用いる構成について説明する。なお、ゲスト材料１３２を蛍光材料として読み替えてもよ
い。
＜発光素子の発光機構＞
まず、発光素子１５０の発光機構について、以下説明を行う。
本発明の一態様の発光素子１５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）
間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞれ
ＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合する
ことによって、励起子が形成される。キャリアの再結合によって生じる励起子のうち、一
重項励起子と三重項励起子の比は、統計的確率により、１：３となる。したがって、一重
項励起子の生成確率は２５％である。
なお、励起子とは、キャリア（電子及び正孔）対のことである。励起子は励起エネルギー
を有するため、励起子が形成された材料は、励起状態となる。
また、以下の２つの過程により、ＥＬ層１００において一重項励起子が生成し、ゲスト材
料１３２からの発光が得られる。
（α）直接生成過程
（β）ＴＴＡ過程
≪（α）直接生成過程≫
まず、ＥＬ層１００が有する発光層１３０においてキャリア（電子または正孔）が再結合
し、一重項励起子が形成される場合を説明する。
ホスト材料１３１においてキャリアが再結合した場合、励起子の生成によってホスト材料
１３１の励起状態（一重項励起状態または三重項励起状態）が形成される。このとき、ホ
スト材料１３１の励起状態が一重項励起状態であるとき、ホスト材料１３１のＳ１準位か
ら、ゲスト材料１３２のＳ１準位へ、一重項励起エネルギーがエネルギー移動し、ゲスト
材料１３２の一重項励起状態が形成される。なお、ホスト材料１３１の励起状態が三重項
励起状態であるときは、後述の（β）ＴＴＡ過程にて説明する。
また、キャリアが、ゲスト材料１３２において再結合する場合、励起子の生成によってゲ
スト材料１３２の励起状態（一重項励起状態または三重項励起状態）が形成される。
形成されたゲスト材料１３２の励起状態が一重項励起状態であるとき、ゲスト材料１３２
の一重項励起状態から発光が得られる。このとき、高い発光効率を得るためには、ゲスト
材料１３２の蛍光量子収率は、高いことが好ましい。
一方、ゲスト材料１３２の三重項励起状態が形成されたとき、ゲスト材料１３２は蛍光材
料であるため、ゲスト材料１３２の三重項励起状態は、熱失活し発光に寄与しない。しか
しながら、ホスト材料１３１のＴ１準位が、ゲスト材料１３２のＴ１準位より低い場合、
ゲスト材料１３２の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料１３２のＴ１準位から、ゲスト
材料１３２よりも極めて多量に存在するホスト材料１３１のＴ１準位へ、エネルギー移動
することが可能となる。その場合、後述の（β）ＴＴＡ過程によって、三重項励起エネル
ギーから一重項励起エネルギーへの変換が可能となる。したがって、ＴＴＡの発生確率を
高める上で、ホスト材料１３１のＴ１準位が、ゲスト材料１３２のＴ１準位より低いこと
は重要である。
また、ホスト材料１３１のＴ１準位が、ゲスト材料１３２のＴ１準位より高い場合におい
ては、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重量比において、ゲスト材料１３２の重
量比を低くすることで、ゲスト材料１３２でキャリアが再結合する確率を低減させること
ができる。また、ホスト材料１３１のＴ１準位からゲスト材料１３２のＴ１準位へのエネ
ルギー移動が生じる確率を低減させることができる。具体的には、ホスト材料１３１が１
に対するゲスト材料１３２の重量比としては、０より大きく０．０５以下が好ましい。
≪（β）ＴＴＡ過程≫
次に、発光層１３０におけるキャリアの再結合過程において形成された三重項励起子によ
って、一重項励起子が形成される場合について、説明する。
ここでは、ホスト材料１３１のＴ１準位がゲスト材料１３２のＴ１準位よりも低い場合に
ついて説明する。このときのエネルギー準位の相関を表す模式図を図１（Ｃ）に示す。ま
た、図１（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。なお、ホスト材料１３１の
Ｔ１準位がゲスト材料１３２のＴ１準位よりも高くても構わない。
・Ｈｏｓｔ（１３１）：ホスト材料１３１
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料１３１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１３１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）のＴ１準位
キャリアがホスト材料１３１において再結合し、励起子の生成によってホスト材料１３１
の励起状態が形成される。このとき、生成した励起子が三重項励起子であるとき、生成し
た２つの三重項励起子同士が近接することにより、その一方がホスト材料１３１のＳ１準
位（ＳＦＨ）のエネルギーを有する一重項励起子に変換される反応が生じる場合がある（
図１（Ｃ） ＴＴＡ参照）。これは、以下の一般式（Ｇ１）または（Ｇ２）で表されるよ
うに一重項励起子を生成しながら、三重項励起子の数が減少していく反応である。
３Ｈ＊＋３Ｈ＊ → １（ＨＨ）＊ → １Ｈ＊＊＋Ｈ → １Ｈ＊＋Ｈ （Ｇ１）
３Ｈ＊＋３Ｈ＊ → ３（ＨＨ）＊ → ３Ｈ＊＊＋Ｈ → ３Ｈ＊＋Ｈ （Ｇ２）
一般式（Ｇ１）は、ホスト材料１３１において、スピン量子数の合計が０となる２つの三
重項励起子（３Ｈ＊）が、スピン量子数の合計が０の励起子対（１（ＨＨ）＊）を形成し
、電子的または振動的に励起された高次の一重項励起子（１Ｈ＊＊）を経て、一重項励起
子（１Ｈ＊）が生成する反応である。また、一般式（Ｇ２）は、ホスト材料１３１におい
て、スピン量子数の合計が１（原子単位）となる２つの三重項励起子（３Ｈ＊）が、スピ
ン量子数の合計が１の励起子対（３（ＨＨ）＊）を形成し、電子的または振動的に励起さ
れた高次の三重項励起子（３Ｈ＊＊）を経て、三重項励起子（３Ｈ＊）が生成する反応で
ある。なお、一般式（Ｇ１）（Ｇ２）中、Ｈはホスト材料１３１における基底状態を表す
。
一般式（Ｇ１）と一般式（Ｇ２）において、スピン量子数の合計が１（原子単位）の三重
項励起子のペアは、スピン量子数の合計が０のペアと比べて３倍多く存在する。すなわち
、２つの三重項励起子から生成される励起子のうち、新たに生成される一重項励起子と三
重項励起子の比は、統計的確率により、１：３となる。また、発光層１３０における三重
項励起子の密度が十分に高い場合（例えば、１×１０１２ｃｍ－３以上）では、三重項励
起子単体の失活を無視し、２つの近接した三重項励起子による反応のみを考えることがで
きる。
したがって、一般式（Ｇ１）の１つの反応と、一般式（Ｇ２）の３つの反応とにより、一
般式（Ｇ３）のように、８個の三重項励起子（３Ｈ＊）から、１個の一重項励起子（１Ｈ
＊）と３個の電子的または振動的に励起された高次の三重項励起子（３Ｈ＊＊）が生成す
ることになる。
８３Ｈ＊ → １Ｈ＊＋３３Ｈ＊＊＋４Ｈ→ １Ｈ＊＋３３Ｈ＊＋４Ｈ （Ｇ３）
一般式（Ｇ３）で生成した電子的または振動的に励起された高次の三重項励起子（３Ｈ＊
＊）は、速やかな緩和により三重項励起子（３Ｈ＊）となり、その後に再び他の三重項励
起子と一般式（Ｇ３）の反応を繰り返す。そのため、一般式（Ｇ３）において、三重項励
起子（３Ｈ＊）の全てが一重項励起子（１Ｈ＊）に変換されるとすると、５個の三重項励
起子（３Ｈ＊）から１個の一重項励起子（１Ｈ＊）が生成することになる（一般式（Ｇ４
））。
５３Ｈ → １Ｈ＊＋４Ｈ （Ｇ４）
一方、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成する一重項励起子（１
Ｈ＊）と三重項励起子（３Ｈ＊）の統計的な生成比率は、１Ｈ＊：３Ｈ＊＝１：３である
。すなわち、一対の電極から注入されたキャリアの再結合によって一重項励起子が直接生
成する確率は、２５％である。
したがって、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成した一重項励起
子と、ＴＴＡにより生成した一重項励起子とをあわせることで、一対の電極から注入され
たキャリアの再結合により直接生成した２０個の励起子（一重項励起子および三重項励起
子の合計）から８個の一重項励起子が生成可能となる（一般式（Ｇ５））。すなわち、Ｔ
ＴＡによって、一重項励起子生成確率を従来の２５％から、最大で４０％（＝８個／２０
個）まで向上させることが可能となる。
５１Ｈ＊＋１５３Ｈ＊ → ５１Ｈ＊＋（３１Ｈ＊＋１２Ｈ） （Ｇ５）
上記過程により生成した一重項励起子によって形成されたホスト材料１３１の一重項励起
状態においては、ホスト材料１３１のＳ１準位（ＳＦＨ）から、それよりも低いエネルギ
ー準位であるゲスト材料１３２のＳ１準位（ＳＦＧ）へ、エネルギー移動が生じる（図１
（Ｃ） Ｒｏｕｔｅ Ａ参照）。そして、一重項励起状態となったゲスト材料１３２が蛍
光発光する。
なお、ゲスト材料１３２においてキャリアが再結合し、生成した励起子によって形成され
る励起状態が三重項励起状態であるとき、ホスト材料１３１のＴ１準位（ＴＦＨ）がゲス
ト材料１３２のＴ１準位（ＴＦＧ）よりも低い場合、ＴＦＧの三重項励起エネルギーは失
活することなくＴＦＨにエネルギー移動（図１（Ｃ） Ｒｏｕｔｅ Ｂ参照）し、ＴＴＡ
に利用される。
また、ゲスト材料１３２のＴ１準位（ＴＦＧ）がホスト材料１３１のＴ１準位（ＴＦＨ）
よりも低い場合においては、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重量比は、ゲスト
材料１３２の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料１３１が１に対するゲ
スト材料１３２の重量比としては、０より大きく０．０５以下が好ましい。そうすること
で、ゲスト材料１３２でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホ
スト材料１３１のＴ１準位（ＴＦＨ）からゲスト材料１３２のＴ１準位（ＴＦＧ）へのエ
ネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。
以上のように、ＴＴＡによって、発光層１３０で形成する三重項励起子は、一重項励起子
へと変換されるため、ゲスト材料１３２からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
＜ＴＴＡの発生確率について＞
上記のように、ＴＴＡによって、一重項励起子の生成確率を向上させ、発光素子の発光効
率を向上させることが可能となるが、高い発光効率を得るためには、ＴＴＡが生じる確率
（ＴＴＡ効率ともいう）を高めることが重要である。すなわち、発光素子が呈する発光の
うち、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高いことが重要である。
上記で説明したように、ＴＴＡ過程によって、一重項励起子の生成確率を向上させること
が可能であり、一対の電極から注入されたキャリアの直接再結合により生成する２５％の
一重項励起子と合せて、一重項励起子生成確率は最大で４０％まで向上させることが可能
である。すなわち、発光素子が呈する発光のうち、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割
合は、（４０％－２５％）／４０％＝３７．５％まで向上させることが可能である。
＜発光の遅延蛍光成分の増加による発光効率の向上＞
例えば、ホスト材料として一般的に用いられているアントラセン化合物を有する青色の発
光を呈する発光素子において、発光のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が１０
％程度である。なお、本明細書において遅延蛍光は、発光層への定常的なキャリア注入を
遮断した後も、定常的にキャリアが注入されている時の発光強度に対して、０．０１以上
の強度比が、１×１０－６ｓｅｃ以上持続して得られるような発光とする。
青色の発光を呈する発光素子において、発光素子の発光効率を向上させるためには、発光
におけるＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合をより高める必要がある。
ＴＴＡ過程は上述の通り、発光層１３０におけるキャリアの再結合過程において形成され
た三重項励起子によって、一重項励起子が形成される過程である。しかし、キャリアの再
結合過程において形成された三重項励起子が他の過程により失活すると、一重項励起子の
形成に寄与せず、発光素子が呈する発光のＴＴＡによる遅延蛍光成分が減少し、問題であ
る。
形成された三重項励起子の失活には様々な要因が考え得るが、その一つの要因として、発
光層１３０中のキャリア電子の作用がある。発光層１３０中に形成された三重項励起子と
キャリア電子とが相互作用を起こすと、三重項励起子が失活する場合がある。
そこで、本発明の一態様に係る発光素子においては、発光層１３０中に存在するキャリア
電子の密度を適切に調整し、三重項励起子の失活を減少させることとした。発光層１３０
に存在するキャリア電子は、主に電子輸送層１１８から供給されたものであるため、電子
輸送層１１８から発光層１３０へのキャリア電子の移動を適度に調整すればよく、そのた
め、電子輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位と発光層１３０が有するホスト材
料１３１のＬＵＭＯ準位との間にエネルギー障壁を設ければよい。
本発明の一態様に係る発光素子においては、電子輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭ
Ｏ準位を発光層１３０が有するホスト材料１３１のＬＵＭＯ準位よりも低くすることによ
り、キャリア電子の移動に対するエネルギー障壁を形成する。発光層１３０へのキャリア
電子の移動が抑制されると、発光層１３０中のキャリアの再結合領域が電子輸送層１１８
側に広がることとなり、再結合領域において三重項励起子とキャリア電子の密度が双方共
に低くなるため、三重項励起子の失活が生じる確率も減少する。むろん、三重項励起子の
密度が低下すると、ＴＴＡ自体が生じにくくなる可能性も考え得る。しかし実際には、三
重項励起子密度の低下による悪影響よりも、電子密度を低下させることによる三重項励起
子の失活抑制効果の方がはるかに大きく、上記構成によりＴＴＡがむしろ生じやすくなる
ことを本発明者らは見出した。
図２に、電子輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位が、発光層１３０が有するホ
スト材料１３１のＬＵＭＯ準位よりも高い場合と、低い場合のエネルギー図を示す。図２
により、電子輸送層１１８（ＥＴＬ）と発光層１３０（ＥｍＬ）との間にエネルギー障壁
（Ｅｎｅｒｇｙ ｂａｒｒｉｅｒ）が形成されると、再結合領域（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔ
ｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）が電子輸送層１１８（ＥＴＬ）側に広がり、三重項励起子（ｔｒ
ｉｐｌｅｔ ｅｘｃｉｔｏｎ）と電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）の密度が低くなり、三重項励
起子の失活（ｑｕｅｎｃｈ）の発生確率が低下することが理解される。該失活が生じる確
率を減少すると、その分ＴＴＡ過程により三重項励起子から一重項励起子を形成すること
ができ、発光素子が呈する発光のＴＴＡによる遅延蛍光成分が増大する。従って、本発明
の一態様により、発光素子の発光効率を向上させることができる。
例えば、本発明の一態様により、発光素子が呈する発光のＴＴＡによる遅延蛍光成分の占
める割合が１０％以上とすることができる。さらに、比較的深いＬＵＭＯ準位を有する材
料を電子輸送層１１８に用いることで、発光素子が呈する発光のＴＴＡによる遅延蛍光成
分の占める割合が１５％以上とすることもできる。このような効果を得るためには、電子
輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位と、発光層１３０が有するホスト材料１３
１のＬＵＭＯ準位との間に適度なエネルギー障壁を設けることが好ましいが、そのエネル
ギー差は０．０５ｅＶ以上であることが好ましい。
ここで、電子輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位が極端に深い場合、電子輸送
層１１８から発光層１３０へのキャリア電子の移動が生じにくくなり、発光層１３０にお
けるキャリアバランスが低下するため、発光素子の発光効率が低下する場合がある。一方
で、電子輸送層１１８から発光層１３０へのキャリア電子の移動を適度に抑制するために
上記のエネルギー障壁は適度に大きくなければならない。そのため、電子輸送層１１８に
用いられる材料のＬＵＭＯ準位と、発光層１３０が有するホスト材料１３１のＬＵＭＯ準
位との差は、０．０５ｅＶ以上０．３ｅＶ以下であることが好ましい。
また、上述の通り、本発明の一態様の発光素子は、電子輸送層１１８から発光層１３０へ
のキャリア電子の移動を適度に抑制するデバイスである。したがって、発光層１３０にお
いて、ホスト材料１３１よりも量の少ないゲスト材料１３２がキャリア電子をトラップし
てしまうと、発光層１３０中における電子移動までもが生じにくくなってしまい、不必要
に駆動電圧が高くなってしまう。このような観点から、ゲスト材料のＬＵＭＯ準位は、ホ
スト材料のＬＵＭＯ準位よりも高いことが好ましい。
なお、遅延蛍光を示す発光素子において、遅延蛍光が生じる要因としては、ＴＴＡの他に
、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が生じることによる熱活性化遅延蛍
光があり得る。逆項間交差が効率よく生じるためには、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギ
ー差が０．２ｅＶ以下であることが好ましい。換言すると、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネ
ルギー差が０．２ｅＶより大きいと、逆項間交差が生じにくくなる。したがって、ＴＴＡ
が効率よく生じるためには、ＴＴＡが生じる化合物において、最低励起一重項エネルギー
準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．２ｅＶより大きいこと
が好ましく、０．５ｅＶ以上であるとさらに好ましい。
なお、最低励起一重項エネルギー準位は、有機化合物が基底状態から最低励起一重項状態
へ遷移する際の吸収スペクトルから観測することができる。もしくは、有機化合物の蛍光
発光スペクトルのピーク波長から最低励起一重項エネルギー準位を推定しても良い。また
、最低励起三重項エネルギー準位は、有機化合物が基底状態から最低励起三重項状態へ遷
移する際の吸収スペクトルから観測することができるが、該遷移が禁制であることから、
観測することが困難な場合がある。その場合には、有機化合物の燐光発光スペクトルピー
ク波長より、最低励起三重項エネルギー準位を推定しても良い。したがって、有機化合物
における、蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、の
エネルギー換算値差が０．２ｅＶより大きいと好ましく、０．５ｅＶ以上であるとさらに
好ましい。
＜正孔輸送層と発光効率の向上＞
電子輸送層１１８が有する材料と発光効率の関係については上述の通りである。次に、正
孔輸送層１１２が有する材料と発光効率の関係について説明する。
正孔輸送層１１２が有する材料は、ホスト材料１３１と比較し、ＬＵＭＯ準位が高いこと
が好ましい。正孔輸送層１１２が有する材料とホスト材料１３１とが、ＬＵＭＯが同等で
ある場合、発光層１３０に到達したキャリア電子が発光層１３０に留まらず、正孔輸送層
１１２にキャリア電子が抜けてしまう。すると、正孔輸送層１１２においてもキャリアの
再結合が生じるため、発光層１３０におけるキャリアの再結合効率が低下してしまう。も
ちろん、正孔輸送層１１２において生じた励起子が発光層１３０における発光材料にエネ
ルギー移動できれば問題はないが、そうでなければ発光効率が低くなってしまう。
そのため、正孔輸送層１１２が有する材料は、ホスト材料１３１と比較し、ＬＵＭＯ準位
が高いことが好ましい。なお、正孔輸送層１１２が有する材料のＬＵＭＯ準位は、ホスト
材料１３１のＬＵＭＯ準位よりも０．３ｅＶ以上高いことがより好ましい。発光層１３０
から正孔輸送層１１２へのキャリア電子の移動を効果的に抑制することができるためであ
る。
＜三重項励起エネルギーの移動の抑制＞
次に、発光層１３０に生じた三重項励起エネルギーを発光層１３０に留め、発光層１３０
の外部に移動することを抑制することについて説明する。
発光層１３０に生じた三重項励起エネルギーが外部に移動すると、発光層１３０のＴＴＡ
の発生確率が減少する。そのため、三重項励起エネルギーの該移動を抑制すると、発光層
におけるＴＴＡの発生確率を高く維持することができ、発光素子の発光効率を高く維持す
ることができる。
まず、発光層１３０から正孔輸送層１１２への三重項励起エネルギーの移動を抑制するた
めには、正孔輸送層１１２が有する材料のＴ１準位を、発光層１３０が有するホスト材料
１３１のＴ１よりも高くすればよい。より好ましくは、正孔輸送層１１２が有する材料の
Ｔ１準位を、発光層１３０が有するホスト材料１３１のＴ１準位よりも０．２ｅＶ以上高
くすればよい。
同様に、発光層１３０から電子輸送層１１８への三重項励起エネルギーの移動を抑制する
ためには、電子輸送層１１８が有する材料のＴ１準位を、発光層１３０が有するホスト材
料１３１のＴ１準位よりも高くすればよい。より好ましくは、電子輸送層１１８が有する
材料のＴ１準位を、発光層１３０が有するホスト材料１３１のＴ１よりも０．２ｅＶ高く
すればよい。
三重項励起エネルギーの移動を抑制し、発光層１３０中に留めることにより、ＴＴＡ以外
で三重項励起エネルギーが失われにくくなり、発光層１３０におけるＴＴＡの発生確率を
高く維持することができ、発光素子の発光効率を高く維持することができる。
＜遅延蛍光成分の測定＞
発光層からの発光における遅延蛍光成分を評価する方法について、その一例を説明する。
定常的に発光層にキャリアが注入されている状態では、発光層からの発光は、遅延蛍光成
分とその他の成分とを有した強度を有する。発光層に十分な時間キャリアが注入されてい
ると遅延蛍光に関する発光強度は飽和する。そのため、発光における遅延蛍光成分の占め
る割合とは、定常的に発光層にキャリアが注入されている状態における値を指すこととす
る。
発光における遅延蛍光成分の占める割合を評価するには、発光層へのキャリアの注入を停
止し、減衰していく発光を測定すればよい。キャリアの注入を停止してから発光が消光す
るまでの寿命は、遅延蛍光は数μｓの時間であるが、通常の蛍光発光の寿命は数ｎｓの時
間である。そこで、数μｓの時間で消光していく成分を測定することにより遅延蛍光を評
価することができる。
発光層へのキャリアの注入を停止してからの数μｓの時間、発光の減衰をストリークカメ
ラで観測すると、指数関数的な減衰曲線を得ることができる。発光層へのキャリアの注入
を停止したときの発光は、遅延蛍光成分とその他の成分を有しているが、数ｎｓ以上経過
すると実質的に遅延蛍光成分だけが残るため、当該減衰曲線に対し、指数関数をフィッテ
ィングすることで、時間をパラメータとする減衰曲線の式を得ることができる。
当該減衰曲線の式に対し時間０ｓを適用することにより、キャリア注入を停止したときの
遅延蛍光成分の強度の値を見積もることができる。発光層へキャリア注入を停止した瞬間
は、キャリアが定常的に注入されている状態であるため、見積もられた遅延蛍光成分の強
度が、キャリアが定常的に注入されている状態における遅延蛍光成分の強度であると言え
る。キャリアが定常的に注入されている状態における発光層の発光強度と、得られた遅延
蛍光成分の強度から、発光に占める遅延蛍光成分の占める割合を算出することができる。
なお、発光層の発光における遅延蛍光成分には、分子間相互作用を含むＴＴＡ過程に由来
する遅延蛍光のみならず、分子の三重項励起エネルギー準位から一重項励起エネルギー準
位へのエネルギー移動に由来する熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）が含まれている可能性が
ある。しかし、ＴＡＤＦが生じるためには、三重項励起エネルギー準位から一重項励起エ
ネルギー準位への逆エネルギー移動が可能な条件が必要である。その条件とは、両者のエ
ネルギー準位が近接していることであり、両者のエネルギーギャップが０．２ｅＶ以下程
度であればＴＡＤＦが生じ得るが、発光層に用いられる分子のうち当該条件を満たす分子
は限られている。そのため、当該エネルギーギャップが小さくない分子が発光層に用いら
れる場合、ＴＡＤＦについては考慮する必要がなく、当該発光層が呈する発光における遅
延蛍光成分は、実質的にはＴＴＡ過程に由来する遅延蛍光であると言える。
具体的な測定については、実施例を参照されたい。
＜分子配向と光取り出し効率＞
有機ＥＬでは、キャリアが発光層に供給され、発光層中でキャリアの再結合が生じること
により発光層に含まれるゲスト材料から発光が生じるが、該発光は等方的ではない場合、
すなわち発光強度に角度依存性がある場合がある。該発光は該ゲスト材料の遷移双極子モ
ーメントに垂直な方向に生じる。よって遷移双極子モーメントの向きが、発光の角度依存
性に影響を及ぼすことになる。有機分子の遷移双極子モーメントの向きは、有機分子の分
子配向に影響を受けるため、該ゲスト分子の分子配向に起因して該ゲスト材料からの発光
が異方性を有する場合がある。
発光層は複数の分子を有し、ゲスト材料はホスト材料中に分散している。発光層の作製条
件次第では該ゲスト分子が該ホスト材料中にランダム配向しているのではなく、該ゲスト
分子がある方向に配向している、すなわち、該ゲスト分子の分子配向に偏りを生じること
がある。そのため、発光層中においてゲスト材料が発光素子外部へ光を取り出しやすい配
向性を有していれば、発光素子の光取り出し効率が高くなる。具体的には、基板面に対し
て、ゲスト分子の遷移双極子モーメントが水平方向になるように、ゲスト分子が配向して
いると好ましい。
分子配向を評価する際、実際の発光素子内で発光層の分子、特にゲスト材料の遷移双極子
モーメントがどのような配向となっているのか直接観測するのは容易ではない。そこで、
発光層から取り出される発光を直線偏光化してｐ偏光発光成分を抽出し、得られた可視光
領域から近赤外領域（４４０ｎｍから９５６ｎｍまで）の波長にわたるｐ偏光発光スペク
トルの面積強度の角度依存性を測定し、その結果を計算（シミュレーション）により解析
することによって、発光層内の発光材料の分子配向を導き出す方法を想到した。以下、分
子配向の導出方法について説明する。
ここで、ゲスト分子がホスト分子中でランダム配向している状態について説明する。ゲス
ト分子がホスト分子中でランダム配向しているとき、すべての分子の遷移双極子モーメン
トの総和は、互いに直交するｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向の各成分が等しくなる。ここで
、例えばｘ方向及びｙ方向に広がる平面に層があるとき、層中の分子が等方的に配向して
いると、遷移双極子モーメントは、層に平行な成分は２つの次元を有しているため全体の
３分の２（６７％）となり、層に垂直方向成分は全体の３分の１（３３％）となる。
次に、測定について説明する。発光層の発光の強度を測定装置で測定するにあたり、検出
器に入射する前に、当該光をグランテーラー偏光プリズムに入射させ透過させる。すると
、検出器においては、特定方向の偏光成分のみを検出することができる。
ここで、発光に関する遷移双極子モーメントについて、図３に示す３種類の成分を規定す
る。すなわち、Ａ）発光層１３０に平行な成分のうち、検出器の観測方向１８０に対して
平行な方向の遷移双極子モーメントの成分１８１、Ｂ）発光層１３０に平行な成分のうち
、検出器の観測方向１８０に対して垂直な方向の遷移双極子モーメントの成分１８２、Ｃ
）発光層１３０に垂直な方向の遷移双極子モーメントの成分１８３である。すると、Ｂの
成分は検出器と発光層１３０の間のグランテーラー偏光プリズムを透過することができな
いため、Ｂの成分は検出器において検出されない。すなわちこの測定においては、Ａおよ
びＣの成分からなるｐ偏光を観測している。
次に、発光の角度依存性を評価するために、発光層１３０に垂直な方向に検出器１８５が
ある状態を初期位置とし、発光層１３０を傾けていく。図４（Ａ）に初期状態を示し、図
４（Ｂ）に発光層１３０を傾けた状態（傾き角θ）を示す。初期状態（傾き角０°）にお
いては、検出器１８５は発光層１３０の正面方向であるため上述のＣの成分に由来する発
光は観測されずに、Ａの成分が観測される。発光層１３０の傾き角を大きくしていくと、
検出器１８５はＡの成分のみならず、傾き角に応じてＣの成分も観測される。こうして発
光の角度依存性を評価することができる。
ここで、素子外部に取り出される発光のうち、発光層１３０に垂直な成分は、発光層１３
０に平行な成分と比較して強度が極めて小さいため、このままではＣの成分を評価するこ
とは難しい。そのため、予め発光素子の各層の厚さを調整し、光学干渉を利用することに
より、発光層１３０に平行な成分の発光強度を減少させておく。すなわち、発光素子から
取り出される正面方向の光は、発光層１３０から直接取り出される成分と、発光層１３０
に生じた光が一度電極に入射し、反射して取り出される成分とがあるが、発光素子の各層
の厚さを調整することにより、両者の位相を逆位相にして、打ち消す。すると、Ａの成分
を弱めることができるため、Ｃの成分を観測しやすくすることができる。
以上のようにすることで、発光層からの発光の角度依存性を測定することができる。横軸
を発光層１３０の初期状態からの傾き角、縦軸を規格化した発光スペクトルの面積強度と
して測定結果をプロットして得られるグラフの形状は、発光中のＡの成分とＣの成分との
比率により変化する。ここで、発光中のＡの成分とＣの成分との比率を変化させたときの
各グラフの形状は、計算（シミュレーション）により得ることができる。そのため、逆に
測定結果から得られるグラフの形状に計算により得られるグラフをフィッティングするこ
とにより、発光中のＡの成分とＣの成分との比率を得ることができる。遷移双極子モーメ
ントの向きは分子（この場合はゲスト材料）固有のものであるため、Ａの成分とＣの成分
の比率からゲスト材料の配向に関する情報を得ることができる。
Ａの成分が６７％を超えることは、発光層に対して平行な遷移双極子モーメントの成分が
多くなることを意味し、端的には、Ａ成分が１００％であれば完全な水平配向を意味する
。光は遷移双極子モーメントに対して垂直な方向に放射されるため、遷移双極子モーメン
トが発光層に対して平行になるほど光の取り出し効率は高まる。つまり、Ａが１００％に
近づくほど素子の発光効率は高まる。
なお、以上の測定により本発明の一態様に係る発光素子から取り出される光を観測すると
、ゲスト材料はランダム配向ではなく、特定の配向状態をとっており、遷移双極子モーメ
ントが発光層の垂直方向から大きく傾いていることがわかる。遷移双極子モーメントが発
光層の垂直方向から傾くと、発光層の垂直な方向への発光が強まるため、本発明の一態様
に係る発光素子の高い発光効率にゲスト材料の配向状態が寄与していることがわかる。
なお、測定と計算の詳細については、実施例の記載も合わせて参照されたい。
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪発光層≫
発光層１３０中では、ホスト材料１３１が少なくともゲスト材料１３２より重量比で多く
存在し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）は、ホスト材料１３１中に分散される。発光層１
３０において、ホスト材料１３１に用いることができる材料としては、呈する発光のうち
三重項－三重項消滅（ＴＴＡ）による遅延蛍光成分の占める割合が高い有機化合物が好ま
しい。具体的には、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である有機化合
物が好ましい。また、発光層１３０において、ホスト材料１３１は、一種の化合物から構
成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。
また、発光層１３０において、ゲスト材料１３２としては、特に限定はないが、アントラ
セン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体
、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサ
ジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料を用いることがで
きる。
５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，２’－ビピリ
ジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－９－アントリ
ル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，
Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル
）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビ
ス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－
９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ
）、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：ＰＣＢＡ
ＰＡ）、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－［９，１
０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－ト
リフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０－ビス
（１，１’－ビフェニル－２－イル）－Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フ
ェニル］－Ｎ－フェニルアントラセン－２－アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ
，９－トリフェニルアントラセン－９－アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン６、
クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、
５，１２－ビス（１，１’－ビフェニル－４－イル）－６，１１－ジフェニルテトラセン
（略称：ＢＰＴ）、２－（２－｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－
６－メチル－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２
－｛２－メチル－６－［２－（２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［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：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）テト
ラセン－５，１１－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＴＤ）、７，１４－ジフェニル－Ｎ，Ｎ
，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）アセナフト［１，２－ａ］フルオラン
テン－３，１０－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＡＦＤ）、２－｛２－イソプロピル－６－
［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－
ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロ
パンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２－｛２－ｔｅｒｔ－ブチル－６－［２－（１，
１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［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）、５
，１０，１５，２０－テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３－ｃｄ
：１’，２’，３’－ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
なお、発光層１３０において、ホスト材料１３１およびゲスト材料１３２以外の材料を有
していても良い。
なお、発光層１３０に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、ト
リス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４－メチ
ル－８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０－ヒ
ドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２
－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略
称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－
（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２
－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属
錯体、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４
－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェ
ニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、３
－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，
２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼント
リイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソ
フェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９－［４
－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カル
バゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル
）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、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）などの芳香族アミン化合物が挙げら
れる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導
体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的に
は、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－
９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－
アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニル
アミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（１０－
フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、Ｎ，９－ジフェ
ニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール
－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－｛４－［４－（１０－フ
ェニル－９－アントリル）フェニル］フェニル｝－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略
称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリ
ル）－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２－ジメトキシ
－５，１１－ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ
’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－２，７，１０，１５－テトラアミ
ン（略称：ＤＢＣ１）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９
Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６－ジフェニル－９－［４－（１０－フェニ
ル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１
０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０－
ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－
ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、９，９’－ビアントリル（
略称：ＢＡＮＴ）、９，９’－（スチルベン－３，３’－ジイル）ジフェナントレン（略
称：ＤＰＮＳ）、９，９’－（スチルベン－４，４’－ジイル）ジフェナントレン（略称
：ＤＰＮＳ２）、１，３，５－トリ（１－ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを
挙げることができる。また、これら及び公知の物質の中から、上記ゲスト材料１３２のエ
ネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選
択して用いればよい。
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の
発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１の
発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料と
して電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。また、発光層１３０はホスト材料
及びゲスト材料を有する第１の領域と、ホスト材料を有する第２の領域を有していてもよ
い。
次に、図１（Ａ）に示す発光素子１５０のその他の構成の詳細について、以下説明する。
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極
１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体な
どを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウムが典型例であり、その他、
銀、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウムやセシウ
ムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウムなどの第２族金属を用いることができ
る。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金とし
ては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げ
られる。導電性化合物としては、酸化インジウム－酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏ
ｘｉｄｅ）などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭
素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって
電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を
通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視光
を透過する。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合
には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０
１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注
入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタ
ロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物とし
ては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、
マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金
属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレ
ンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物
を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオ
キシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合
材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔
輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界
存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン
誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを
挙げることができる。具体的には、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テ
トラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１
０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称
：ＨＡＴ－ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。また
、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体的
には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化
タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気中
でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×
１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には
、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いる
ことができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’－
ジ（ｐ－トリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰ
Ａ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］
ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）ア
ミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジア
ミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５－トリス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル
）－Ｎ－フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３－［Ｎ－（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：ＰＣｚＰＣ
Ａ１）、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）、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）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニ
ル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼ
ン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９
Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニ
ル］－２，３，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナ
フチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ
（１－ナフチル）アントラセン、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アント
ラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェ
ニル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラ
セン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２
－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メ
チル－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１
０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－
ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１
－ナフチル）アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチ
ル）アントラセン、９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビ
アントリル、１０，１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、
１０，１０’－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－
ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１－テ
トラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネ
ン等も用いることができる。このように、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を
有し、炭素数１４乃至炭素数４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族
炭化水素としては、例えば、４，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル（
略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０－ビス［４－（２，２－ジフェニルビニル）フェニル］ア
ントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
また、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４－ビニルトリフェニ
ルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニルア
ミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略
称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（
フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもで
きる。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例示
した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された正
孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１の最高被占軌道（Ｈｉ
ｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともい
う）準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１の材料として例示した材料の他に、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）やＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，
Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、
４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：Ｔ
ＤＡＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルア
ミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９
，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ
）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（
略称：ＢＰＡＦＬＰ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた
物質は、主に１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電
子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正
孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上
積層したものとしてもよい。
なお、正孔輸送層１１２が有する正孔輸送性材料は、発光層のホスト材料１３１と比較し
、ＬＵＭＯ準位及び最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）準位が高いことが好ましい。正孔
輸送層１１２が有する材料とホスト材料１３１とが、ＬＵＭＯ準位が同等である場合、発
光層１３０に到達したキャリア電子が発光層１３０に留まらず、正孔輸送層１１２にキャ
リア電子が抜けてしまう。すると、発光層１３０内での励起子再結合が少なくなり、発光
効率が低くなる。また、最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）準位が同等である場合、発光
層１３０で生成した三重項励起子が発光層１３０内でＴＴＡが生じず、正孔輸送層１１２
への三重項エネルギー拡散が生じる。そのため、発光効率が低くなるためである。
例えば、正孔輸送層１１２が有する正孔輸送性材料として、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）を用いる
のが好ましい。ＰＣＰＰｎは、ＬＵＭＯ準位及び最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）準位
が適度に高く、発光層１３０から正孔輸送層１１２へのキャリア電子の拡散を適度に抑制
し、発光層１３０におけるＴＴＡの発生確率を高め、発光素子の発光効率を高めることが
できる。
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極
１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料と
しては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０－６ｃｍ２／
Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、キノリン配位子
、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属
錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジ
ン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。
例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス
（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス
（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）
、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（Ｉ
ＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯
体等からなる層である。また、この他ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンズオキ
サゾラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２－（２－ヒドロキシフェ
ニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール
系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体
以外にも、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３
，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチ
ルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７
）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）
－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅ
ｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質
は、主に１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、電子輸
送層１１８は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとし
てもよい。
また、特にＬＵＭＯが深い電子輸送性材料として、２，２’－（ピリジン－２，６－ジイ
ル）ビス（４，６－ジフェニルピリミジン）（略称：２，６（Ｐ２Ｐｍ）２Ｐｙ）、２，
９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン
（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、２，２’－（ピリジン－２，６－ジイル）ビス（４－フェニル
ベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ）などを用いると好まし
い。
また、ＬＵＭＯが深い電子輸送性材料として、分子構造中に、ジアジン骨格又はトリアジ
ン骨格を有する縮合複素芳香環骨格を含む物質を用いることが好ましい。また、分子構造
中にピラジン骨格又はピリミジン骨格を有する物質とすることも好ましい。
電子輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位を発光層１３０が有するホスト材料１
３１のＬＵＭＯ準位よりも深いと、キャリア電子の移動に対するエネルギー障壁を形成す
ることができるため好ましい。該エネルギー障壁は、発光層１３０へのキャリア電子の移
動を抑制し、発光層１３０中のキャリアの再結合領域を電子輸送層１１８側に広げ、再結
合領域において三重項励起子とキャリア電子の密度を低くするため、三重項励起子にキャ
リア電子が注入することで生じる励起子の失活を減少させることができる。
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設け
ても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を
少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバラン
スを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうこ
とにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する
機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、
炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子
供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第
１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、そ
れぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方
法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸
送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、無機化合物または高分子化合物（オリゴ
マー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
≪基板≫
また、発光素子１５０は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。
基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順
に積層しても良い。
なお、発光素子１５０を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチッ
クなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げる
ことができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリ
レートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムな
どを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体とし
て機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光素子、及び光学素
子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、様々な基板を用いて発光素子１５０を形成することが出来る。基板の種類は、特
定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶
基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属
基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステ
ン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状
の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホ
ウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓
性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられ
る。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代
表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。ま
たは、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化
ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキ
シ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい
。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子
を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いるこ
とができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお
、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の
構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別
の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述
した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻
）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート
、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板など
がある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子
、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電
気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによっ
て発光素子１５０の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態
において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定さ
れない。例えば、本発明の一態様では、ＥＬ層が呈する発光は、ＴＴＡによる遅延蛍光成
分の占める割合が１０％以上であり、且つ、電子輸送層が有する材料のＬＵＭＯの準位が
、発光層が有するホスト材料のＬＵＭＯの準位よりも低い場合の例を示したが、本発明の
一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態
様では、例えば、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が１０％以上でなく
てもよい。または、電子輸送層が有する材料のＬＵＭＯの準位が、ホスト材料のＬＵＭＯ
の準位よりも高くてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、電子輸送層が有する
材料のＬＵＭＯの準位が、発光層が有するホスト材料のＬＵＭＯの準位よりも０．０５ｅ
Ｖ以上低い場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によって
は、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、電子輸送層が有する材料のＬ
ＵＭＯの準位が、発光層が有するホスト材料のＬＵＭＯの準位よりも０．０５ｅＶ以上低
くなくともよい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができ
る。
（実施の形態２）
本実施の形態では実施の形態１で説明した本発明の一態様に係る発光素子の構成例につい
て図５乃至図７を用いて以下に説明する。
＜発光素子の構成例１＞
本発明の一態様に係る発光素子の構成例について、図５を用いて、以下説明を行う。図５
は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。
図５に示す発光素子２５０は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッショ
ン）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈す
る光を基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光
素子、または発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射
出（デュアルエミッション）型の発光素子であっても良い。
発光素子２５０は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２とを有する。また、電極１
０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒと、
を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１８と、電子
注入層１１９と、を有する。
発光素子が、ボトムエミッション型である場合、電極１０１は、光を透過する機能を有す
ることが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
図５に示す発光素子２５０は、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、領
域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｒ、の間に、隔壁１４０を有する。隔壁１４０は、絶縁性を
有する。隔壁１４０は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔
壁１４０を設けることによって、各領域の基板２００上の電極１０１を、それぞれ島状に
分離することが可能となる。
発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒは、それぞれ異なる色を呈する機能を
有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｂは青色に、発光層１２
３Ｇは緑色に、発光層１２３Ｒは赤色に、呈する機能を有する発光材料を有すると、発光
素子２５０はフルカラー表示が可能な表示装置に用いることができる。また、それぞれの
発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、実施の形態１で示したように、電子輸送層１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位
を発光層１２３Ｂが有するホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低くする。そうすることで、
該発光層１２３Ｂが呈する発光のうち、遅延蛍光成分の占める割合が比較的大きい発光素
子を作製することができる。
なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の
発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。
＜発光素子の構成例２＞
次に、図５に示す発光素子と異なる構成例について、図６（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説
明を行う。
図６（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図６（Ａ）
（Ｂ）において、図５に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターン
とし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付
し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図６（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、複数の発光層が電荷発生層１１５を介して積層さ
れるタンデム型発光素子の構成例である。図６（Ａ）に示す発光素子２５２は、基板２０
０と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、図６（Ｂ
）に示す発光素子２５４は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション
）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する
光を発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュ
アルエミッション）型であっても良い。
発光素子２５２及び発光素子２５４は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電
極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び電極１
０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、発光層１６０と、電荷
発生層１１５と、発光層１７０と、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１
１２と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１
１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、
を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層１
０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導電
層１０４ｂと、を有する。
図６（Ａ）に示す発光素子２５２、及び図６（Ｂ）に示す発光素子２５４は、電極１０１
と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持された領域
２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔壁１４
０を有する。隔壁１４０は、絶縁性を有する。隔壁１４０は、電極１０１、電極１０３、
及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４０を設けるこ
とによって、各領域の基板２００上の該電極を、それぞれ島状に分離することが可能とな
る。
また、発光素子２５２及び発光素子２５４は、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２
２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素子２２
４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光は、各
光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈される光は
、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子２２４
Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出さ
れる。
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光か
ら特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを介
して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２４
Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子
２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
なお、図６（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色
（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ破
線の矢印で模式的に図示している。
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域から
発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良い
。
≪マイクロキャビティ≫
さらに、発光素子２５２及び発光素子２５４は、マイクロキャビティ構造を有する。
発光層１６０、及び発光層１７０から呈される光は、一対の電極（例えば、電極１０１と
電極１０２）の間で共振される。発光素子２５２及び発光素子２５４においては、各領域
で導電層（導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整するこ
とで、発光層１６０及び発光層１７０から呈される光の波長を強めることができる。なお
、各領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち、少なくとも一つの厚さを異な
らせることで、発光層１６０及び発光層１７０から呈される光の波長を強めても良い。
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈
折率が、発光層１６０または発光層１７０の屈折率よりも小さい場合においては、電極１
０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍＢ
λＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）とな
るよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と電
極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強める
光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層１
０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自然
数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整
することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率
を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ
、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１ｂ
、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、
異なっていても良い。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、それ
ぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
なお、図６（Ａ）に示す発光素子２５２は、上面射出型の発光素子であるため、電極１０
１が有する導電層１０１ａ、電極１０３が有する導電層１０３ａ、及び電極１０４が有す
る導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、
光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ましい。
また、図６（Ｂ）に示す発光素子２５４は、下面射出型の発光素子であるため、電極１０
１が有する導電層１０１ａ、電極１０３が有する導電層１０３ａ、電極１０４が有する導
電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。
また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、発光素子２５２及び発光素子２５４において、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、
または導電層１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電
層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素子２５
２及び発光素子２５４の製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導電層１０３
ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
また、実施の形態１で示したように、電子輸送層１１３に用いられる材料のＬＵＭＯ準位
を発光層１７０が有するホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低くする。または、電子輸送層
１１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位を発光層１６０が有するホスト材料のＬＵＭＯ準
位よりも低くする。そうすることで、該発光層が呈する発光のうち、遅延蛍光成分の占め
る割合が比較的大きい発光素子を作製することができる。
また、発光層１６０及び発光層１７０は、例えば発光層１７０ａ及び発光層１７０ｂのよ
うに、それぞれ２層が積層された構成とすることができる。２層の発光層に、第１の化合
物及び第２の化合物という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ
用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層１６０と、発光層１７
０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好
ましい。
また、発光層１６０または発光層１７０は、それぞれ３層以上が積層された構成としても
良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１および実施の形態２に示す構成と異なる構成の発
光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図７及び図８を用いて、以下説明を行う
。
＜発光素子の構成例１＞
図７（Ａ）は、発光素子４５０の断面模式図である。
図７（Ａ）に示す発光素子４５０は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間に、
複数の発光ユニット（図７（Ａ）においては、発光ユニット４４１及び発光ユニット４４
２）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有
する。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子１５０は、１つの発光ユニットを有し、発光
素子４５０は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子４５０において、電極４０
１が陽極として機能し、電極４０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光
素子４５０の構成としては、逆であっても構わない。
また、図７（Ａ）に示す発光素子４５０において、発光ユニット４４１と発光ユニット４
４２とが積層されており、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２との間には電荷発生
層４４５が設けられる。なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２は、同じ構成で
も異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット４４１に、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００
を用いると好適である。
すなわち、発光素子４５０は、発光層４２０と、発光層４３０と、を有する。また、発光
ユニット４４１は、発光層４２０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸
送層４１３、及び電子注入層４１４を有する。また、発光ユニット４４２は、発光層４３
０の他に、正孔注入層４１６、正孔輸送層４１７、電子輸送層４１８、及び電子注入層４
１９を有する。
電荷発生層４４５には、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれている。該
複合材料には、実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用
いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、芳香族炭
化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を
用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０－６ｃｍ２／Ｖ
ｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物
質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合
材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を
実現することができる。なお、発光ユニット４４２のように、発光ユニットの陽極側の面
が電荷発生層４４５に接している場合は、電荷発生層４４５が発光ユニットの正孔注入層
または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または
正孔輸送層を設けなくとも良い。
なお、電荷発生層４４５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の
材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化
合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の
化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有
機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わ
せて形成してもよい。
なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２とに挟まれる電荷発生層４４５は、電極
４０１と電極４０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他
方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図７（Ａ）において、電
極４０１の電位の方が電極４０２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４４５は、発光ユニット４４１に電子を注入し、発光ユニット４４２に正孔を注入
する。
また、図７（Ａ）においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが
、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能で
ある。発光素子４５０に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で
仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長
寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
また、発光層４２０は、ホスト材料４２１と、ゲスト材料４２２とを有する。また、発光
層４３０は、ホスト材料４３１と、ゲスト材料４３２とを有する。また、ホスト材料４３
１は、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２と、を有する。
また、本実施の形態において、発光層４２０は、図１（Ａ）に示す発光層１３０と同様の
構成とする。すなわち、発光層４２０が有するホスト材料４２１、及びゲスト材料４２２
は、発光層１３０が有するホスト材料１３１、及びゲスト材料１３２に、それぞれ相当す
る。また、発光層４３０が有するゲスト材料４３２が燐光材料として、以下説明する。な
お、電極４０１、電極４０２、正孔注入層４１１、正孔注入層４１６、正孔輸送層４１２
、正孔輸送層４１７、電子輸送層４１３、電子輸送層４１８、電子注入層４１４、及び電
子注入層４１９は、実施の形態１に示す、電極１０１、電極１０２、正孔注入層１１１、
正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９に、それぞれ相当する。し
たがって、本実施の形態においては、その詳細な説明は省略する。
なお、実施の形態１で示したように、電子輸送層４１３に用いられる材料のＬＵＭＯ準位
を発光層４２０が有するホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低くする。または、電子輸送層
４１８に用いられる材料のＬＵＭＯ準位を発光層４３０が有するホスト材料のＬＵＭＯ準
位よりも低くする。そうすることで、該発光層が呈する発光のうち、遅延蛍光成分の占め
る割合が比較的大きい発光素子を作製することができる。
≪発光層４２０の発光機構≫
発光層４２０の発光機構としては、図１（Ａ）に示す発光層１３０と同様の発光機構であ
る。
≪発光層４３０の発光機構≫
次に、発光層４３０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４３０が有する、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２とは励起錯体を
形成する。ここでは、有機化合物４３１＿１をホスト材料として、有機化合物４３１＿２
をアシスト材料として説明する。
発光層４３０において、励起錯体を形成する有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿
２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方
が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性を有する材料であることが、より好
ましい。
発光層４３０における有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２と、ゲスト材料４
３２とのエネルギー準位の相関を図７（Ｂ）に示す。なお、図７（Ｂ）における表記及び
符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（４３１＿１）：有機化合物４３１＿１（ホスト材料）
・Ａｓｓｉｓｔ（４３１＿２）：有機化合物４３１＿２（アシスト材料）
・Ｇｕｅｓｔ（４３２）：ゲスト材料４３２（燐光材料）
・Ｅｘｃｉｐｌｅｘ：励起錯体
・ＳＰＨ：有機化合物４３１＿１の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：有機化合物４３１＿１の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿２とにより形成される、励起錯体の一重項励
起状態の最も低い準位（ＳＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＥ）とは
互いに隣接することになる（図７（Ｂ）Ｒｏｕｔｅ Ｃ参照）。
そして、励起錯体の（ＳＥ）と（ＴＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料４３２（燐光
材料）の三重項励起状態の最も低い準位へ移動させて発光が得られる（図７（Ｂ）Ｒｏｕ
ｔｅ Ｄ参照）。
なお、上記に示すＲｏｕｔｅ Ｃ及びＲｏｕｔｅ Ｄの過程を、本明細書等においてＥｘ
ＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称
する場合がある。
また、有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２は、一方がホールを、他方が電子
を受け取り、それらが近接することで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励
起状態となると、速やかに他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、
発光層４３０における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化
合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるた
め、一方のホールと他方の電子の再結合から励起錯体が形成されることにより、駆動電圧
を下げることができる。
発光層４３０を上述の構成とすることで、発光層４３０のゲスト材料４３２（燐光材料）
からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
なお、発光層４２０からの発光が、発光層４３０からの発光よりも短波長側に発光のピー
クを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子
は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝
度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層４２０と発光層４３０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発
光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発
光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層４２０と発光層４３０と
の光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
また、発光層４２０及び発光層４３０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複数
の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白
色発光を得ることもできる。この場合、発光層４２０及び発光層４３０のいずれか一方ま
たは双方を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるよう
にしても良い。
＜発光層に用いることのできる材料の例＞
次に、発光層４２０及び発光層４３０に用いることのできる材料について、以下説明する
。
≪発光層４２０に用いることのできる材料≫
発光層４２０に用いることのできる材料としては、先の実施の形態１に示す発光層１３０
に用いることのできる材料を援用すればよい。
≪発光層４３０に用いることのできる材料≫
発光層４３０中では、有機化合物４３１＿１（ホスト材料）が重量比で最も多く存在し、
ゲスト材料４３２（燐光材料）は、有機化合物４３１＿１（ホスト材料）中に分散される
。
有機化合物４３１＿１（ホスト材料）としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オ
キサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン
誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導
体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナ
ントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導
体などが挙げられる。
ゲスト材料４３２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金
属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系
オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ－トリアゾール配
位子、１Ｈ－トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配
位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体として
は、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
有機化合物４３１＿２（アシスト材料）としては、有機化合物４３１＿１と励起錯体を形
成できる組み合わせとする。この場合、励起錯体の発光ピークがゲスト材料４３２（燐光
材料）の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓ
ｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように有機化合
物４３１＿１、有機化合物４３１＿２、およびゲスト材料４３２（燐光材料）を選択する
ことが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる
。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長
側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。
発光層４３０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材
料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の
他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ
ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載
した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅
延蛍光材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアッ
プコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈
する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重
項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が、好ましくは０ｅＶ
より大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であるこ
とが挙げられる。
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重
項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体（エキサイプレックス、または
Ｅｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する２種類の材料の組み合わせであっても良い。
また、発光層４２０に含まれる発光材料と発光層４３０に含まれる発光材料の発光色に限
定は無く、同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取
り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の
光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層４２０に含まれる発光
材料の発光ピーク波長は、発光層４３０に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ま
しい。
＜発光素子の構成例２＞
次に、図７に示す発光素子と異なる構成例について、図８（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説
明を行う。
図８（Ａ）は、発光素子４５２の断面模式図である。
図８（Ａ）に示す発光素子４５２は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間にＥ
Ｌ層４００が挟まれた構造である。なお、発光素子４５２において、電極４０１が陽極と
して機能し、電極４０２が陰極として機能する。
また、ＥＬ層４００は、発光層４２０と、発光層４３０と、を有する。また、発光素子４
５２おいて、ＥＬ層４００として、発光層４２０及び発光層４３０の他に、正孔注入層４
１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１８、及び電子注入層４１９が図示されているが
、これらの積層構造は一例であり、発光素子４５２におけるＥＬ層４００の構成はこれら
に限定されない。例えば、ＥＬ層４００において、上記各層の積層順を変えてもよい。ま
たは、ＥＬ層４００において、上記各層以外の機能層を設けてもよい。該機能層としては
、例えば、キャリア（電子またはホール）を注入する機能、キャリアを輸送する機能、キ
ャリアを抑止する機能、キャリアを発生する機能を有する構成とすればよい。
また、発光層４２０は、ホスト材料４２１と、ゲスト材料４２２とを有する。また、発光
層４３０は、ホスト材料４３１と、ゲスト材料４３２とを有する。ホスト材料４３１は、
有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２とを有する。なお、ゲスト材料４２２が
蛍光材料、ゲスト材料４３２が燐光材料として、以下説明する。
≪発光層４２０の発光機構≫
発光層４２０の発光機構としては、図１（Ａ）に示す発光層１３０と同様の発光機構であ
る。
≪発光層４３０の発光機構≫
発光層４３０の発光機構としては、図７（Ａ）に示す発光層４３０と同様の発光機構であ
る。
≪発光層４２０と発光層４３０の発光機構≫
発光層４２０及び発光層４３０のそれぞれの発光機構について、既に説明したが、発光素
子４５２に示すように、発光層４２０と、発光層４３０とが互いに接する構成を有する場
合、発光層４２０と発光層４３０の界面において、励起錯体から発光層４２０のホスト材
料４２１へのエネルギー移動（とくに三重項励起準位のエネルギー移動）が起こったとし
ても、発光層４２０にて上記三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
なお、発光層４２０のホスト材料４２１のＴ１準位が、発光層４３０が有する有機化合物
４３１＿１及び有機化合物４３１＿２のＴ１準位よりも低いと好ましい。また、発光層４
２０において、ホスト材料４２１のＳ１準位がゲスト材料４２２（蛍光材料）のＳ１準位
よりも高く、且つ、ホスト材料４２１のＴ１準位がゲスト材料４２２（蛍光材料）のＴ１
準位よりも低いと好ましい。
具体的には、発光層４２０にＴＴＡを用い、発光層４３０にＥｘＴＥＴを用いる場合のエ
ネルギー準位の相関を図８（Ｂ）に示す。なお、図８（Ｂ）における表記及び符号は、以
下の通りである。
・Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＥＭＬ（４２０）：蛍光発光層（発光層４２０）
・Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ＥＭＬ（４３０）：燐光発光層（発光層４３０）
・ＳＦＨ：ホスト材料４２１の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＨ：ホスト材料４２１の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料４２２（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料４２２（蛍光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
図８（Ｂ）に示すように、励起錯体は励起状態でしか存在しないため、励起錯体と励起錯
体との間の励起子拡散は生じにくい。また、励起錯体の励起準位（ＳＥ、ＴＥ）は、発光
層４３０の有機化合物４３１＿１（すなわち、燐光材料のホスト材料）の励起準位（ＳＰ
Ｈ、ＴＰＨ）よりも低いので、励起錯体から有機化合物４３１＿１へのエネルギーの拡散
も生じない。また、励起錯体から有機化合物４３１＿２へのエネルギー拡散も同様に生じ
ない。すなわち、燐光発光層（発光層４３０）内において、励起錯体の励起子拡散距離は
短いため、燐光発光層（発光層４３０）の効率を保つことが可能となる。また、蛍光発光
層（発光層４２０）と燐光発光層（発光層４３０）の界面において、燐光発光層（発光層
４３０）の励起錯体の三重項励起エネルギーの一部が、蛍光発光層（発光層４２０）に拡
散したとしても、その拡散によって生じた蛍光発光層（発光層４２０）の三重項励起エネ
ルギーは、ＴＴＡを通じて発光されるため、エネルギー損失を低減することが可能となる
。
以上のように、発光素子４５２は、発光層４３０にＥｘＴＥＴを利用し、且つ発光層４２
０にＴＴＡを利用することで、エネルギー損失が低減されるため、高い発光効率の発光素
子とすることができる。また、発光素子４５２に示すように、発光層４２０と、発光層４
３０とが互いに接する構成とする場合、上記エネルギー損失が低減されるとともに、ＥＬ
層４００の層数を低減させることができる。したがって、製造コストの少ない発光素子と
することができる。
なお、発光層４２０と発光層４３０とは互いに接していない構成であっても良い。この場
合、発光層４３０中で生成する、有機化合物４３１＿１、有機化合物４３１＿２、または
ゲスト材料４３２（燐光材料）の励起状態から発光層４２０中のホスト材料４２１、また
はゲスト材料４２２（蛍光材料）へのデクスター機構によるエネルギー移動（特に三重項
エネルギー移動）を防ぐことができる。したがって、発光層４２０と発光層４３０の間に
設ける層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。
発光層４２０と発光層４３０の間に設ける層は単一の材料で構成されていても良いが、正
孔輸送性材料と電子輸送性材料とが含まれていても良い。単一の材料で構成する場合、バ
イポーラー性材料を用いても良い。ここでバイポーラー性材料とは、電子と正孔の移動度
の比が１００以下である材料を指す。また、正孔輸送性材料または電子輸送性材料などを
使用しても良い。もしくは、そのうちの少なくとも一つは、発光層４３０のホスト材料（
有機化合物４３１＿１または有機化合物４３１＿２）と同一の材料で形成しても良い。こ
れにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。さらに、正孔輸
送性材料と電子輸送性材料とで励起錯体を形成しても良く、これによって励起子の拡散を
効果的に防ぐことができる。具体的には、発光層４３０のホスト材料（有機化合物４３１
＿１または有機化合物４３１＿２）あるいはゲスト材料４３２（燐光材料）の励起状態か
ら、発光層４２０のホスト材料４２１あるいはゲスト材料４２２（蛍光材料）へのエネル
ギー移動を防ぐことができる。
なお、発光素子４５２では、キャリアの再結合領域はある程度の分布を持って形成される
ことが好ましい。このため、発光層４２０または発光層４３０において、適度なキャリア
トラップ性があることが好ましく、特に、発光層４３０が有するゲスト材料４３２（燐光
材料）が電子トラップ性を有していることが好ましい。また、発光層４２０が有するゲス
ト材料４２２（蛍光材料）が正孔トラップ性を有していることが好ましい。
なお、発光層４２０からの発光が、発光層４３０からの発光よりも短波長側に発光のピー
クを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子
は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝
度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層４２０と発光層４３０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発
光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発
光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層４２０と発光層４３０と
の光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
また、発光層４２０に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、三原色や
、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光
層４２０を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるよう
にしても良い。
＜発光層に用いることのできる材料＞
次に、発光層４２０及び発光層４３０に用いることのできる材料について、以下説明する
。
≪発光層４２０に用いることのできる材料≫
発光層４２０中では、ホスト材料４２１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４２２（
蛍光材料）は、ホスト材料４２１中に分散される。ホスト材料４２１のＳ１準位は、ゲス
ト材料４２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料４２１のＴ１準位は、ゲス
ト材料４２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
≪発光層４３０に用いることのできる材料≫
発光層４３０中では、ホスト材料（有機化合物４３１＿１または有機化合物４３１＿２）
が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４３２（燐光材料）は、ホスト材料（有機化合物
４３１＿１及び有機化合物４３１＿２）中に分散される。発光層４３０のホスト材料（有
機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２）のＴ１準位は、発光層４２０のゲスト材
料４２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
ホスト材料（有機化合物４３１＿１および有機化合物４３１＿２）、ゲスト材料４３２（
燐光材料）としては、先の図７の発光素子４５０で説明した有機化合物４３１＿１、有機
化合物４３１＿２、ゲスト材料４３２を用いることができる。
なお、発光層４２０及び発光層４３０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット
法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図９を用いて
説明を行う。
なお、図９（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図９（Ｂ
）は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
＜表示装置に関する説明＞
図９（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２という
）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以下
、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０６と
いう）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成としても
よい。
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されているこ
とが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４の
一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路
部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏ
ｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置された
複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回路
部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路８
０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するための
回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、端
子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する
。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され
、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下
、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線駆
動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃至
ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号を
供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０４
ａは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、端
子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる
信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路８
０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、
スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号
の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与えら
れる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有する
。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有する
。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも可
能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信
号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画
像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを用
いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを介
してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介して
データ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路８
０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列目
の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路８
０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（ｎ
はＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
図９（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８０１
の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路
８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保護回
路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することができ
る。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配線に
接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び制御
信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配
線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図９（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０６を
設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電
気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。ただ
し、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに保護
回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続した
構成とすることもできる。あるいは、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成とす
ることもできる。
また、図９（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂによっ
て駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば
、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された基
板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する構
成としても良い。
＜画素回路の構成例＞
図９（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図９（Ｂ）に示す構成とすることが
できる。
図９（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６２と
、発光素子８７２と、を有する。
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配
線（データ線ＤＬ＿ｎ）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５２のゲート電
極は、ゲート信号が与えられる配線（走査線ＧＬ＿ｍ）に電気的に接続される。
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ＿
ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン
電極の他方に電気的に接続される。
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電気
的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２のソ
ース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続さ
れ、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続さ
れる。
発光素子８７２としては、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発光素子を用いることが
できる。
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与え
られ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
図９（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図９（Ａ）に示す走査線駆
動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２をオン状
態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで保
持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４のソ
ース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電流
量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマト
リクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式のそ
れぞれの方式に適用することができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トラ
ンジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いること
が出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦ
Ｄ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は
、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。
または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、
低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）
を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子
、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留ま
りの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用い
ないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ること
が出来る。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることが
できる。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置
に入力装置を取り付けた電子機器について、図１０乃至図１４を用いて説明を行う。
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせ
たタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサ
を用いる場合について説明する。
図１０（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１０（Ａ）（Ｂ
）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図１０
（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板
２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも可
撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一つ
または全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することがで
きる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで
引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（
１）と電気的に接続する。
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複
数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回さ
れ、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続
される。なお、図１０（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と
対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容
量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式など
がある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
なお、図１０（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサ
を適用した構成である。
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することがで
きる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する
。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複
数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
電極２５９２は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の
四辺形が角部で接続される形状を有する。
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配
置されている。
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき
、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。
これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減で
きる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することが
できる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる
。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介し
て電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構
成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶
縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
＜表示装置に関する説明＞
次に、図１１（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図１１（Ａ）
は、図１０（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間の断面図に相当する。
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素子
と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合について
説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色
が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０－５ｇ・ｍ
－２・ｄａｙ－１以下、好ましくは１×１０－６ｇ・ｍ－２・ｄａｙ－１以下である可撓
性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基板
２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が
１×１０－３／Ｋ以下、好ましくは５×１０－５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０－５
／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性基
板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２５
１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散を
防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板２
５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィ
ン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリ
ル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなど
のシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０は
、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図１１（Ａ）に示すように、封止層
２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることができ
る。
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いること
により、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域に
発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、不
活性気体（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を
設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂
を充填してもよく、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）
系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂を用いることができる。また
、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ま
しい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好
適である。
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モジ
ュール２５８０Ｒを有する。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することが
できるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回路
の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、着
色層２５６７Ｒとを有する。
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層とを
有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態１乃至実施の形態４に示す発光
素子を適用することができる。
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長におけ
る光強度を増加させてもよい。
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発光
素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子２
５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光
モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。遮
光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長域の光を透過する機能を有していればよく、例え
ば、赤色の波長域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長域の光を透過するカラーフ
ィルタ、青色の波長域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長域の光を透過するカラ
ーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用いて、印刷
法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで形成する
ことができる。
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトランジ
スタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化する
ための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与して
もよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を抑
制できる。
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２５
５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。な
お、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に形
成してもよい。
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃと
を有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる
。
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。ま
た、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰＣ
２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、ク
ロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５
０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ
）が取り付けられていても良い。
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図１
１（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示して
いるが、これに限定されず、例えば、図１１（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジス
タを表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限定
はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、Ｎチャネル型の
トランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用い
てもよい。また、トランジスタ２５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶性
についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることがで
きる。また、半導体材料としては、１３族の半導体（例えば、ガリウムを有する半導体）
、１４族の半導体（例えば、ケイ素を有する半導体）、化合物半導体（酸化物半導体を含
む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２
５０３ｔのいずれか一方または双方に、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２
．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジス
タのオフ電流を低減することができるため好ましい。当該酸化物半導体としては、Ｉｎ－
Ｇａ酸化物、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物（Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、
イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ス
ズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、またはネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図１１（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図１１（
Ｃ）は、図１０（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３－Ｘ４間の断面図に相当する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極２
５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９
１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を
有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化
物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。
なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に
形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法とし
ては、熱を加える方法等を挙げることができる。
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した
後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して、
電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、
シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、
酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する
電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高め
ることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１及
び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適
に用いることができる。
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている
。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一
対の電極２５９１を電気的に接続している。
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される
必要はなく、０度より大きく９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、
配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニ
ウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバ
ルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることが
できる。
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を
保護してもよい。
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉ
ｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図１２（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１２（
Ａ）は、図１０（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５－Ｘ６間の断面図に相当する。
図１２（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図１１（Ａ）で説明した表示装置２５０１
と、図１１（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
また、図１２（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ）で説
明した構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチ
センサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼り
合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５
９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、ア
クリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いること
ができる。
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとして
、例えば円偏光板を用いることができる。
次に、図１２（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図１２（Ｂ）を用
いて説明する。
図１２（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図１２（Ｂ）に示すタッチパネ
ル２００１は、図１２（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対する
タッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様
の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図１２（Ｂ）に示
す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する。
これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図
中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている。
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッチ
センサ２５９５を貼り合わせる。
図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板２５１０及び基板
２５７０のいずれか一方または双方を通して射出されればよい。
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１３を用いて説明を行う。
図１３（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１３（
Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図
１３（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１－Ｘ６として、電流の変化
を検知する電極２６２２をＹ１－Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また
、図１３（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２
６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換え
てもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１－Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路で
ある。Ｘ１－Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極
２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により
容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接
触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１－Ｙ６の配線で
の電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１－Ｙ６の配線では、被検知体の近接、ま
たは接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接
触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出
は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出
力波形のタイミングチャートを示す。図１３（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被
検知体の検出を行うものとする。また、図１３（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（
非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。な
おＹ１－Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示して
いる。
Ｘ１－Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１－Ｙ
６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１－Ｘ６の
配線の電圧の変化に応じてＹ１－Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接ま
たは接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する
。
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知す
ることができる。
＜センサ回路に関する説明＞
また、図１３（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパ
ッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するア
クティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチセ
ンサに含まれるセンサ回路の一例を図１４に示す。
図１４に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２
６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電
圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１の
ゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がト
ランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳ
が与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはド
レインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳ
が与えられる。
次に、図１４に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトランジ
スタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲート
が接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２とし
てトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保
持される。
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化するこ
とに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノー
ドｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流
が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出すること
ができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸
化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトラ
ンジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長
期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフ
レッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることが
できる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器につ
いて、図１５及び図１６を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図１５に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との
間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続された
表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有す
る。
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８０
０６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８０
０６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）に
、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６の
各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作に
より発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム
８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号
処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても
良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、
商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加
して設けてもよい。
＜電子機器に関する説明＞
図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体
９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は
操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加
速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場
、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機
能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有することができる。
図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例
えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチ
センサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プ
ログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコ
ンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信また
は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示
部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）に示
す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することが
できる。また、図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、複
数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮
影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）
に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１６（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が有
する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に沿
って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセンサ
を備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示
部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することがで
きる。
図１６（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、
例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体
的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、ス
ピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが、図１
６（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯情
報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３
つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００１
の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００
１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メールや
ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、
電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッ
テリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位
置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
図１６（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、
表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情
報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯
情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態
で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信した
電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置
に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示を
確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図１６（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９
２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、
コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示
部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことが
できる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行すること
が可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズ
フリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を有
し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また
接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６
を介さずに無線給電により行ってもよい。
図１６（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である
。また、図１６（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１６（
Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化
する途中の状態の斜視図であり、図１６（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状態
の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した
状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０
１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に
支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより
、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させること
ができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げ
ることができる。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有する
ことを特徴とする。ただし、本発明の一態様に係る発光素子は、表示部を有さない電子機
器にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部にお
いては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折
り畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平
面部に表示を行う構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることが
できる。
（実施の形態７）
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た照明装置の一例について、
図１７を用いて説明する。
図１７は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は
大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を
有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することも
できる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。
したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁
面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５
０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照
明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いること
により、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のように、発光素子を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置
は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
本実施例では、素子構成の異なる８種類の発光素子を作製した。なお、８種類の発光素子
には、電子輸送層に用いる材料が異なる４種類の発光素子と、この４種類の発光素子とは
正孔輸送層に用いる材料のみが異なる４種類の発光素子を用いた。なお、発光素子１乃至
発光素子８の作製については、図１８を用いて説明する。また、本実施例で用いる材料の
化学式を以下に示す。
Figure 2023083491000002
≪発光素子１乃至発光素子８の作製≫
まず、ガラス製の基板９００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッ
タリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極９０１を形成した。なお、その
膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板９００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、１×１０－４Ｐａ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９００を
３０分程度放冷した。
次に、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、基板９００を真空蒸着装置
内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層９０２を
構成する正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子
注入層９１５が順次形成される。
真空装置内を１×１０－４Ｐａに減圧した後、発光素子１乃至発光素子４の場合は、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）と酸化モリブデンとを、ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン＝４：２（重量比）
となるように共蒸着し、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。膜厚は１０
ｎｍとした。また、発光素子５乃至発光素子８の場合は、９－フェニル－３－［４－（１
０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）
と酸化モリブデンとを、ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン＝４：２（重量比）となるように共
蒸着し、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。膜厚は１０ｎｍとした。な
お、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法
である。
次に、発光素子１乃至発光素子４の場合は、正孔注入層９１１上にＰＣＰＰｎを３０ｎｍ
蒸着し、正孔輸送層９１２を形成した。また、発光素子５乃至発光素子８の場合は、正孔
注入層９１１上にＰＣｚＰＡを３０ｎｍ蒸着し、正孔輸送層９１２を形成した。
次に、正孔輸送層９１２上に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）、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、ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝１：０．０３（重量比）とな
るように共蒸着し、発光層９１３を形成した。なお、膜厚は、２５ｎｍとした。
次に、発光素子１および発光素子５の場合は、発光層９１３上にバソフェナントロリン（
略称：ＢＰｈｅｎ）を２５ｎｍ蒸着し、電子輸送層９１４を形成した。また、発光素子２
および発光素子６の場合は、発光層９１３上に２，２’－（ピリジン－２，６－ジイル）
ビス（４，６－ジフェニルピリミジン）（略称：２，６（Ｐ２Ｐｍ）２Ｐｙ）を２５ｎｍ
蒸着し、電子輸送層９１４を形成した。また、発光素子３および発光素子７の場合は、発
光層９１３上に２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０
－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を２５ｎｍ蒸着し、電子輸送層９１４を形成
した。また、発光素子４および発光素子８の場合は、発光層９１３上に２，２’－（ピリ
ジン－２，６－ジイル）ビス（４－フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（
Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ）を２５ｎｍ蒸着し、電子輸送層９１４を形成した。
さらに電子輸送層９１４上に、フッ化リチウムを１ｎｍ蒸着し、電子注入層９１５を形成
した。
最後に、電子注入層９１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し、陰
極となる第２の電極９０３を形成し、発光素子１乃至発光素子８を得た。なお、上述した
蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた発光素子１乃至発光素子８の素子構造を表１に示す。
Figure 2023083491000003
また、作製した発光素子１乃至発光素子８は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグロ
ーブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、
及び８０℃にて１時間熱処理）。なお、各発光素子は下記の測定のためにそれぞれ４つ作
製した。
≪発光素子１乃至発光素子８の特性≫
作製した発光素子１乃至発光素子８（各４つ）について、測定にはピコ秒蛍光寿命測定シ
ステム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子における蛍光発光の寿命
を測定するため、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰してい
く発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は１０Ｈｚの周期で印加
し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また
、測定は室温（３００Ｋ）で、印加パルス電圧が３Ｖ前後、印加パルス時間幅が１００μ
ｓｅｃ、負バイアス電圧が－５Ｖ、測定時間範囲が５０μｓｅｃの条件で行った。
測定により得られた過渡蛍光特性を示す減衰曲線について、下記式（ｆ１）を用いてフィ
ッティングを行った。
Figure 2023083491000004
但し、数式（ｆ１）において、Ｌは規格化した発光強度を表し、ｔは経過時間を表す。
測定により得られた減衰曲線のフィッティングを行った結果、ｎを１及び２としてフィッ
ティングを行うことができた。また、発光素子１乃至発光素子８のいずれにも蛍光成分だ
けでなく遅延蛍光成分が含まれていることがわかった。なお、遅延蛍光成分は、パルス電
圧のＯＦＦ直後から、すなわち、発光層へのキャリア注入を停止した時以降に測定される
蛍光発光を指し、遅延蛍光成分が測定されることは、発光素子のＥＬ層において、三重項
－三重項消滅（ＴＴＡ）が発生していることに起因する。また、遅延蛍光成分割合とは、
パルス電圧のＯＮ時の発光素子の蛍光発光強度に対する、パルス電圧のＯＦＦ直後の発光
素子の蛍光発光強度の割合を示す。換言すると、発光層へ定常的にキャリアを注入してい
る時の発光素子の蛍光発光強度に対する、キャリア注入を停止した直後の発光素子の蛍光
発光強度の割合を示す。以下の表２には、発光素子１乃至発光素子８の遅延蛍光成分割合
を示す。
また、発光素子１乃至発光素子８の発光特性を測定し、外部量子効率を求めた。なお、こ
こで求めた各発光素子の外部量子効率は、基板を－８０度から８０度まで回転させ発光の
視野角依存性を測定し、ＥＬ発光の配光特性を考慮した値を採用している。結果を以下の
表２に示す。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
Figure 2023083491000005
また、発光素子１乃至発光素子８の電子輸送層に用いた材料のＬＵＭＯ準位を表３に示す
。ＬＵＭＯ準位は、各材料のＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）溶媒中にお
けるサイクリックボルタンメトリー測定から見積もった。
Figure 2023083491000006
ここで、発光素子１乃至発光素子８のそれぞれについて、電子輸送層に用いた材料の表３
に示すＬＵＭＯ準位（ｅＶ）に対する各発光素子の遅延蛍光成分割合（％）について、正
孔輸送層にＰＣＰＰｎを用いた発光素子１乃至発光素子４と、正孔輸送層にＰＣｚＰＡを
用いた発光素子５乃至発光素子８と、をそれぞれ共通のプロットで図１９に示した。
この結果、正孔輸送層に用いる材料により値は異なるが、電子輸送層に用いる材料のＬＵ
ＭＯ準位の値が大きくなるにつれて、遅延蛍光成分割合が大きくなるという傾向が見られ
た。すなわち、ＬＵＭＯ準位の値が最も大きい２，６（Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ（ＬＵＭＯ準
位：－２．９２ｅＶ）を用いた発光素子は、電子輸送層以外の素子構成が同じ発光素子の
中では、遅延蛍光成分割合が大きくなるということがいえる。
また、発光素子１乃至発光素子８の遅延蛍光成分割合（％）と外部量子効率（％）との関
係を図２０に示した。
この結果、遅延蛍光成分割合（％）が高くなるにつれて、外部量子効率（％）が高くなる
という結果が得られた。
ここで、直接生成過程による蛍光発光強度をＩＰ、ＴＴＡによる遅延蛍光の蛍光発光強度
をＩＤとすると、遅延蛍光成分割合（Ｘ）は下記式（ｆ２）で表される。
Figure 2023083491000007
また、外部量子効率（ＥＱＥ）の定義から、ＩＤが０の場合（Ｘ＝０の場合）、一重項励
起子生成割合（α）は０．２５である。しかしＩＤが加わると、その分αは上昇していく
ため、ＥＱＥはＩＰ＋ＩＤに比例する。したがって、下記式（ｆ３）が導かれる。
Figure 2023083491000008
Ｘは図２０のｘ軸と同義であるため、図２０に示すように正孔輸送層にＰＣＰＰｎを用い
た発光素子１乃至発光素子４における遅延蛍光成分割合（％）と外部量子効率（％）の関
係、正孔輸送層にＰＣｚＰＡを用いた発光素子５乃至発光素子８における遅延蛍光割合（
％）と外部量子効率（％）の関係は、それぞれ上記式（ｆ３）に当てはめることができる
。従って、遅延蛍光成分割合（％）と外部量子効率（％）との間に相関関係があることが
確認された。
また、表１に示す発光素子４と同じ素子構成を有する発光素子４－２について、素子特性
を測定した。なお、発光素子４－２の電流密度－輝度特性を図２１、電圧－輝度特性を図
２２、輝度－電流効率特性を図２３、電圧－電流特性を図２４、輝度－外部量子効率特性
を図２５にそれぞれ示す。ここで、図２５に示す発光素子の外部量子効率は、上述したよ
うに基板を－８０度から８０度まで回転させ発光の視野角依存性を測定し、ＥＬ発光の配
光特性を考慮した値を採用した。一方、図２１乃至図２４に示す発光素子の特性値は、色
彩輝度計ＢＭ－５Ａ（ＴＯＰＣＯＮ社製）を用い、正面輝度から求めた。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子４－２の主な初期特性値を以下の表４に
示す。
Figure 2023083491000009
また、図２６に発光素子４－２に１２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発
光スペクトルを示す。図２６に示す通り、発光素子４－２の発光スペクトルは、４６４ｎ
ｍ付近にピークを有しており、発光素子４－２の発光層にゲスト材料（ドーパント）とし
て用いた１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎに由来していることが示唆される。
また、図２７に発光素子４－２の過渡蛍光特性を示す減衰曲線を示す。なお、図２７にお
いて、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態（パルス電圧のＯＮ時）における
発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間（
μｓ）を示す。なお、図２７に示す減衰曲線について、上記式（ｆ１）を用いてフィッテ
ィングを行った結果、遅延蛍光成分割合（％）は、２１．５％であった。
次に、発光素子４－２に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２８に示す。
図２８において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は
素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設
定し、電流密度一定の条件で発光素子４－２を駆動させた。
この結果、本発明の一態様である発光素子４－２において、高い信頼性を示す結果が得ら
れた。
本実施例では、発光素子の発光層が有する発光に関わる分子の遷移双極子モーメントの配
向性を導出した。具体的には、発光のｐ偏光成分のスペクトル強度の角度依存性を測定し
、その結果を計算（シミュレーション）により解析することにより、分子の遷移双極子モ
ーメントの配向性を導出した。本実施例で用いる材料で、実施例１に記載していない材料
の化学式を以下に示す。
Figure 2023083491000010
≪発光素子９の作製≫
まず、測定対象の発光素子９の作成について図１８を用いて説明する。まず、ガラス製の
基板９００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により
成膜し、陽極として機能する第１の電極９０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍと
し、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板９００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、１×１０－４Ｐａ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９００を
３０分程度放冷した。
次に、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、基板９００を真空蒸着装置
内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層９０２を
構成する正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子
注入層９１５が順次形成される。
真空装置内を１×１０－４Ｐａに減圧した後、１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－
４－イル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と酸化モリブデンとを重量比（ＤＢＴ３
Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）が２：１になるように、且つ厚さが１０ｎｍになるように共
蒸着して、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。なお、共蒸着とは、異な
る複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
次に、正孔注入層９１１上にＢＰＡＦＬＰを３０ｎｍ蒸着し、正孔輸送層９１２を形成し
た。
次に、正孔輸送層９１２上に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）、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、ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝１：０．０３（重量比）となる
ように共蒸着し、発光層９１３を形成した。なお、膜厚は、１５ｎｍとした。
次に、発光層９１３上に、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）を２０ｎｍの膜厚で
形成し、その上に、２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，
１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着し、電子輸送層９１４を
形成した。
さらに電子輸送層９１４上に、酸化リチウムを０．１ｎｍ蒸着し、さらに、銅フタロシア
ニン（ＣｕＰｃ）を２ｎｍ蒸着し、その上に１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４
－イル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と酸化モリブデンとを重量比（ＤＢＴ３
Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）が２：１になるように、且つ厚さが６０ｎｍになるように共
蒸着して、電子注入層９１５を形成した。
最後に、電子注入層９１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し、陰
極となる第２の電極９０３を形成し、発光素子９を得た。なお、上述した蒸着過程におい
て、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
発光素子９の各層の厚さは、発光の正面輝度が最小となるよう決定した。発光層９１３に
垂直な方向に成分を有する遷移双極子モーメントに由来する発光の輝度を相対的に大きく
することにより、当該発光を容易に評価することができるためである。
≪偏光測定≫
次に、測定について説明する。検出器には、マルチチャネル分光光度計として浜松ホトニ
クス製「ＰＭＡ－１２」を用いた。発光素子９から検出器への光路にＥｄｍｕｎｄ ｏｐ
ｔｉｃｓ社製偏光プリズムを設置し、観測方向に対して平行な偏光成分のみが検出器に到
達するようにした。偏光プリズムを通過した光は「ＰＭＡ－１２」（マルチチャネル分光
光度計：浜松ホトニクス製）にて検出され、発光スペクトルを得た。この時、基板の発光
面の正面を０度とし、０度から８０度まで１度刻みに基板を回転させ、各角度において発
光スペクトルを測定しスペクトルの面積強度をプロットした。
≪計算（シミュレーション）≫
次に計算について説明する。計算はＣＹＢＥＲＮＥＴ社製の有機デバイスシミュレータ「
ｓｅｔｆｏｓ」を使用した。パラメータとして、素子の積層構造と膜厚、各層の屈折率ｎ
と消衰係数ｋ、発光位置、発光スペクトルをそれぞれ設定し、発光分子の遷移双極子モー
メントの配向度合を変動パラメータとしてフィッティングを行った（後述のパラメータａ
）。なお、発光位置は正孔輸送層／発光層界面近傍と仮定した。また、各層の膜厚はサン
プル作製時の蒸着機の水晶振動子（レートモニタ）の値、屈折率ｎと消衰係数ｋは各層薄
膜の分光エリプソメトリーの解析結果から求めた。また、発光スペクトルは薄膜の光励起
スペクトル（ＰＬ）を使用した。
遷移双極子モーメントの配向度合を表すパラメータとしてａを規定した。すなわち、ａは
遷移双極子モーメントの発光層に垂直な成分と発光層に平行な成分の総和のうち、垂直な
成分が占める割合を表す。ａ＝１のとき遷移双極子モーメントは発光層に垂直な成分のみ
が存在する状態であり、ａ＝０のとき遷移双極子モーメントは発光層に平行な成分のみが
存在する状態である。分子の配向状態が等方的であるとき、遷移双極子モーメントはそれ
ぞれ垂直なｘ方向、ｙ方向、及び、ｚ方向にそれぞれ等しく成分を有するため、ａ＝０．
３３となる。
≪測定結果と計算（シミュレーション）のフィッティング≫
図２９に角度依存特性の実測プロットと計算結果を示す。計算はａ＝０（遷移双極子モー
メントが完全水平）、ａ＝０．１６、ａ＝０．３３（遷移双極子モーメントがランダム配
向）、ａ＝１（遷移双極子モーメントが完全垂直）における結果を図に示す。角度依存特
性の実測プロットと、計算の結果を合わせると、遷移双極子モーメントの８４％の成分が
発光層に平行方向の成分であり、１６％が垂直方向の成分である状態（ａ＝０．１６）の
計算結果が、実測プロットと良く対応した。そのため、発光素子９の発光層９１３が有す
る発光分子の遷移双極子モーメントは、８４％の成分が発光層９１３に平行方向の成分で
あり、遷移双極子モーメントの多くは発光層の垂直方向から傾いた状態で配向していると
推定された。
以上の結果より、発光層が有する発光分子はランダム配向ではなく、強く配向しているこ
とが理解される。本発明の一態様に係る発光素子は比較的良好な発光効率を有しているが
、発光分子の強い配向性がその要因の一つであることが示唆された。したがって、本発明
の一態様の発光素子において、発光材料（本実施例においてはゲスト材料）の遷移双極子
モーメントを発光層に平行な成分と垂直な成分に分割した場合、平行な成分の割合が８０
％以上１００％以下であることが好ましい。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０１ａ 導電層
１０１ｂ 導電層
１０２ 電極
１０３ 電極
１０３ａ 導電層
１０３ｂ 導電層
１０４ 電極
１０４ａ 導電層
１０４ｂ 導電層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 電子輸送層
１１４ 電子注入層
１１５ 電荷発生層
１１６ 正孔注入層
１１７ 正孔輸送層
１１８ 電子輸送層
１１９ 電子注入層
１２３Ｂ 発光層
１２３Ｇ 発光層
１２３Ｒ 発光層
１３０ 発光層
１３１ ホスト材料
１３２ ゲスト材料
１４０ 隔壁
１５０ 発光素子
１６０ 発光層
１７０ 発光層
１７０ａ 発光層
１７０ｂ 発光層
１８０ 検出器の観測方向
１８１ 遷移双極子モーメントの成分
１８２ 遷移双極子モーメントの成分
１８３ 遷移双極子モーメントの成分
１８５ 検出器
２００ 基板
２２０ 基板
２２１Ｂ 領域
２２１Ｇ 領域
２２１Ｒ 領域
２２２Ｂ 領域
２２２Ｇ 領域
２２２Ｒ 領域
２２３ 遮光層
２２４Ｂ 光学素子
２２４Ｇ 光学素子
２２４Ｒ 光学素子
２５０ 発光素子
２５２ 発光素子
２５４ 発光素子
４００ ＥＬ層
４０１ 電極
４０２ 電極
４１１ 正孔注入層
４１２ 正孔輸送層
４１３ 電子輸送層
４１４ 電子注入層
４１６ 正孔注入層
４１７ 正孔輸送層
４１８ 電子輸送層
４１９ 電子注入層
４２０ 発光層
４２１ ホスト材料
４２２ ゲスト材料
４３０ 発光層
４３１ ホスト材料
４３１＿１ 有機化合物
４３１＿２ 有機化合物
４３２ ゲスト材料
４４１ 発光ユニット
４４２ 発光ユニット
４４５ 電荷発生層
４５０ 発光素子
４５２ 発光素子
８０１ 画素回路
８０２ 画素部
８０４ 駆動回路部
８０４ａ 走査線駆動回路
８０４ｂ 信号線駆動回路
８０６ 保護回路
８０７ 端子部
８５２ トランジスタ
８５４ トランジスタ
８６２ 容量素子
８７２ 発光素子
９００ 基板
９０１ 第１の電極
９０２ ＥＬ層
９０３ 第２の電極
９１１ 正孔注入層
９１２ 正孔輸送層
９１３ 発光層
９１４ 電子輸送層
９１５ 電子注入層
２０００ タッチパネル
２００１ タッチパネル
２５０１ 表示装置
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１０ａ 絶縁層
２５１０ｂ 可撓性基板
２５１０ｃ 接着層
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 隔壁
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５７０ａ 絶縁層
２５７０ｂ 可撓性基板
２５７０ｃ 接着層
２５８０Ｒ 発光モジュール
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 接続層
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチセンサ
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示装置
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８５０１ 照明装置
８５０２ 照明装置
８５０３ 照明装置
８５０４ 照明装置
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ 操作ボタン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１００ 携帯情報端末
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末

Claims (11)

  1. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低く、
    前記第１の材料は、ピラジン骨格を有する物質である、発光素子。
  2. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも０．０５ｅＶ以上低く、
    前記第１の材料は、ピラジン骨格を有する物質である、発光素子。
  3. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低く、
    前記第１の材料は、ピリミジン骨格を有する物質である、発光素子。
  4. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも０．０５ｅＶ以上低く、
    前記第１の材料は、ピリミジン骨格を有する物質である、発光素子。
  5. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低く、
    前記第１の材料は、ジアジン骨格を有する縮合芳香環骨格を有する物質である、発光素子。
  6. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも０．０５ｅＶ以上低く、
    前記第１の材料は、ジアジン骨格を有する縮合芳香環骨格を有する物質である、発光素子。
  7. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも低く、
    前記第１の材料は、トリアジン骨格を有する縮合芳香環骨格を有する物質である、発光素子。
  8. 一対の電極と、前記一対の電極間に、発光層と、前記発光層に接する電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、蛍光材料と、を有し、
    前記電子輸送層は、第１の材料を有し、
    前記ホスト材料のＳ１準位は、前記蛍光材料のＳ１準位より高く、
    前記ホスト材料のＴ１準位は、前記蛍光材料のＴ１準位より低く、
    前記ホスト材料のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きく、
    前記蛍光材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも高く、
    前記第１の材料のＬＵＭＯ準位は、前記ホスト材料のＬＵＭＯ準位よりも０．０５ｅＶ以上低く、
    前記第１の材料は、トリアジン骨格を有する縮合芳香環骨格を有する物質である、発光素子。
  9. 請求項１乃至請求項８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。
  10. 請求項９に記載の発光装置と、
    センサ、操作ボタン、スピーカまたはマイクと、を有する電子機器。
  11. 請求項９に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置。
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