JP4912618B2 - 発光素子、発光装置および照明器具 - Google Patents
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Description
本発明は、励起三重項状態を発光に変換できる有機金属錯体、その有機金属錯体を用いた発光素子およびその発光素子を用いた発光装置に関する。
有機化合物を用いた発光素子は、電界を加えることで有機化合物を含む層または有機化合物膜が発光する素子である。その発光機構は、電極間に有機化合物膜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ホールが有機化合物膜中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戻る際にエネルギーを放出して発光すると言われている。
このような発光素子において、通常、有機化合物膜は１μｍを下回るほどの薄膜で形成される。また、このような発光素子は、有機化合物膜そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いられているようなバックライトも必要ない。従って、このような発光素子は極めて薄型、軽量に作製できることが大きな利点である。また、例えば１００〜２００ｎｍ程度の有機化合物膜において、キャリアを注入してから再結合に至るまでの時間は、有機化合物膜のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度であり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光に至る。従って、非常に応答速度が速いことも特長の１つである。さらに、このような発光素子はキャリア注入型の発光素子であるため、直流電圧での駆動が可能であり、ノイズが生じにくい。駆動電圧に関しては、まず有機化合物膜の厚みを１００ｎｍ程度の均一な超薄膜とし、また、有機化合物膜に対するキャリア注入障壁を小さくするような電極材料を選択し、さらにはヘテロ構造（ここでは２層構造）を導入することによって、５．５Ｖで１００ｃｄ/ｍ2の十分な輝度が達成されている（例えば、非特許文献１参照）。
有機化合物を用いた発光素子は、そういった薄型、軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの素子特性に加え、その発光色のバリエーションに富んでいることも大きな利点の１つと言える。その要因は、有機化合物自体の多様性である。すなわち、分子設計（例えば置換基の導入）等により様々な発光色の材料を開発できるという柔軟性が色彩の豊かさを生んでいる。この色彩の豊かさを活かした発光素子の最も大きな応用分野は、フルカラーのフラットパネルディスプレイであると言える。なぜなら、赤色、緑色、青色という光の三原色を発光できる有機化合物は多数存在するため、それらをパターニングすることによって、容易にフルカラー化が達成できるからである。
シー. ダブリュー. タン、外１名、アプライド フィジックス レターズ（Applied Physics Letters）、ｖｏｌ．５１、Ｎｏ．１２、９１３−９１５（１９８７）
前述したような、薄型、軽量、高速応答性、直流低電圧駆動といった素子特性も、フラットパネルディスプレイにふさわしい特性と言える。しかし、近年、さらなる発光効率を上げる試みとして、蛍光材料ではなく燐光材料を用いることが挙げられている。有機化合物を用いた発光素子においては、分子励起子が基底状態に戻る際に発光するが、その発光には励起一重項状態（Ｓ*）からの発光（蛍光）と励起三重項状態（Ｔ*）からの発光（燐光）が可能であり、蛍光材料を用いた場合はＳ*からの発光（蛍光）のみが寄与する。
しかしながら、発光素子におけるＳ*とＴ*の統計的な生成比率は、Ｓ*：Ｔ*＝１：３であると考えられている（例えば、非特許文献２参照）。従って、蛍光材料を用いた発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ*：Ｔ*＝１：３であることを根拠に２５％とされている。言い換えれば、蛍光材料を用いた発光素子の場合、注入したキャリアのうち少なくとも７５％は無駄に浪費されるのである。逆に言えば、Ｔ*からの発光、すなわち燐光を利用できれば発光効率は向上する（単純には３〜４倍）と考えられるが、一般的な有機化合物は室温において、Ｔ*からの発光（燐光）は観測されず、通常はＳ*からの発光（蛍光）のみが観測される。有機化合物の基底状態は、通常、一重項基底状態（Ｓ0）であるため、Ｔ*→Ｓ0遷移は禁制遷移となり、Ｓ*→Ｓ0遷移は許容遷移となるからである。ところが、近年、Ｔ*から基底状態に戻る際に放出されるエネルギー（以下、「三重項励起エネルギー」と言う。）を発光に変換できる発光素子が相次いで発表され、その発光効率の高さが注目されている（例えば、非特許文献３参照）。
筒井哲夫、「応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会・第３回講習会テキスト」、Ｐ．３１（１９９３）
テツオ ツツイ、外８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（Japanese Journal of Applied Physics）、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
上記文献３では、発光物質としてイリジウムを中心金属とする金属錯体（以下、「イリジウム錯体」と記す。）を用いており、第３遷移系列元素を中心金属として導入していることが特徴であると言える。これらは、室温で励起三重項状態を発光に変換できる材料（以下、「三重項発光材料」と言う。）である。上記文献３に示されるとおり、三重項励起エネルギーを発光に変換できる有機化合物を用いた発光素子は、従来よりも高い内部量子効率を達成できる。そして、内部量子効率が高くなれば、発光効率（ｌｍ/Ｗ）も向上する。
しかしながら、上記文献３での報告によると、初期輝度を５００ｃｄ/ｍ2に設定した定電流駆動時の輝度の半減期は１７０時間程度であり、三重項発光材料を用いた発光素子は素子寿命に問題がある。一方、一重項発光材料を用いた発光素子の場合、初期輝度を５００ｃｄ/ｍ2に設定した定電流駆動時の輝度の半減期は数千時間から一万時間にも及び、素子寿命の点では実用的な域に達していると言ってもよい。
以上のことから、三重項発光材料を用いた発光素子においては、長時間駆動可能な素子が望まれている。これにより、発光効率が高い上に、素子寿命の長い発光素子が得られるためである。
本発明は、発光素子に関する以上のような技術的背景から、従来技術における問題点を解決することを課題とする。本発明は、燐光を発光することのできる物質を提供することを課題とする。本発明は、励起三重項状態を発光に変換できる有機金属錯体を用いた発光素子において、長時間の駆動が可能な、すなわち発光効率が高く且つ素子寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、前記発光素子を用いてなる長時間の駆動が可能で且つ消費電力の低い発光装置を提供することを課題とする。
本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意実験、研究をすすめた結果、以下に述べる一般式（１）、（２）、（３）、（４）のいずれかで表される構造を含む有機金属錯体が燐光を発光できることを見い出し、また、以下に述べる一般式（５）、（６）、（７）、（８）のいずれかで表される有機金属錯体が燐光を発光できることを見し出し、本発明を完成するに至ったものである。
また、本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意実験、研究をすすめた結果、陽極と陰極とからなる一対の電極と、該一対の電極間に１つまたは複数の有機化合物を含む層を設けてなる発光素子において、前記有機化合物を含む層のうち少なくとも１層が特定の化合物を含有することにより、長時間の駆動が可能な、すなわち発光効率が高く素子寿命の長い発光素子が得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。
また、本発明者らは、前記の課題を解決すべく鋭意実験、研究をすすめた結果、前記発光素子を用いてなる長時間の駆動が可能で且つ消費電力の低い発光装置を完成するに至ったものである。
以下、本発明の有機金属錯体、発光素子および発光装置について順次説明する。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（１）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第１の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（１）で表される部分構造を有する有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（２）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第２の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（２）で表される部分構造を有する有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（３）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第３の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（３）で表される部分構造を有する有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（４）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第４の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（４）で表される部分構造を有する有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（５）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第５の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（５）で表される有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（６）で表される有機金属錯体である。
ただし、上記一般式（６）で表される有機金属錯体のうち、Ｒ1〜Ｒ9が水素で且つアニオン性の配位子Ｌがアセチルアセトンアニオンである場合、またはＲ6〜Ｒ9の少なくとも１つが電子吸引性置換基を有しない場合は除く。
そして、本発明の第６の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（６）で表される有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
なお、特開２００１−２４７８５９号公報の００８６段落には“（１−７０）”として、上記一般式（６）のＲ1〜Ｒ9がすべて水素で、Ｍがイリジウム、ｎが２、アニオン性の配位子Ｌがアセチルアセトンアニオンに相当する化合物が示されている。しかし、当該化合物のＲ6〜Ｒ9はすべて、電子吸引性置換基ではない、水素であり、また同公報には当該化合物の合成方法、特性などについても一切開示されていない。
これに対して、本発明の上記一般式（６）で表される有機金属錯体には当該化合物は含まれず、上記一般式（６）で表される有機金属錯体において、Ｒ1〜Ｒ9が水素且つアニオン性の配位子Ｌがアセチルアセトンアニオンである化合物、またはＲ6〜Ｒ9が、すべて水素で、電子吸引性置換基を有しない化合物は含まない。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（７）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第７の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（７）で表される有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
本発明の有機金属錯体の１つは、下記一般式（８）で表される有機金属錯体である。
そして、本発明の第８の発光素子は、一対の電極間に、上記一般式（８）で表される有機金属錯体と、該有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物または該有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく且つ電子親和力が小さい化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子である。
ここで、前記一般式（３）若しくは前記一般式（４）で表される構造を含む有機金属錯体、また前記一般式（７）若しくは前記一般式（８）で表される有機金属錯体において、電子吸引性置換基は、ハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基のいずれかであることが好ましい。これにより、それらの有機金属錯体の色度及び量子効率が向上する。また、ハロゲン基の中でも特にフルオロ基が好ましく、ハロアルキル基の中でも特にトリフルオロメチル基が好ましい。これにより、電子のトラップ効率もよくなる。
一般式（７）若しくは一般式（８）で表される有機金属錯体において、中心金属Ｍは、重い金属が好ましく、特にイリジウムまたは白金であることが好ましい。これによって、重原子効果を得ることができる。
本発明の第９の発光素子は、前記第１〜第８のいずれかの発光素子において、有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物が４，４’−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニルまたはトリス（８−キノリノラト）アルミニウムであることを特徴とする発光素子である。
本発明の第１０の発光素子は、前記第５〜第８のいずれかの発光素子において、アニオン性の配位子がベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座配位子またはフェノ−ル性水酸基を有するモノアニオン性の二座配位子であることを特徴とする発光素子である。
本発明の第１１の発明の発光素子は、前記第１〜第８のいずれかの発光素子において、有機金属錯体と共に、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０-6ｃｍ2/Ｖｓ以上の電子移動度を有する第１の化合物、および／または、有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０-6ｃｍ2/Ｖｓ以上のホール移動度を有する第２の化合物を含むことを特徴とする発光素子である。
本発明の第１２の発光素子は、第１〜第８のいずれかの発光素子において、有機金属錯体と共に、有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく電子親和力が小さく且つ１０-6ｃｍ2/Ｖｓ以上の電子移動度を有する第１の化合物、および／または、前記有機金属錯体よりもイオン化ポテンシャルが大きく電子親和力が小さく且つ１０-6ｃｍ2/Ｖｓ以上のホール移動度を有する第２の化合物のいずれかを含むことを特徴とする発光素子である。
本発明の第１３の発光素子は、第１１または第１２の発光素子において、ホール輸送性の化合物が芳香族アミン化合物で、電子輸送性の化合物が金属錯体であることを特徴とする発光素子である。
本発明の第１４の発光素子は、第１〜第１３のいずれかの発光素子において、ホール注入層、ホール輸送層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層の中の少なくとも１つの層をさらに有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の発光装置は、第１〜第１４のいずれかの発光素子を用いて作製した発光装置である。
本発明により、燐光を発光することができる有機金属錯体を得ることができる。また、本発明における、前記有機金属錯体とその有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい化合物とを含む発光層を有する発光素子は、長時間駆動が可能であり、発光効率が高く長寿命である。本発明における、前記有機金属錯体を発光物質として用いることによって、色度のよい赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。
また、本発明における、前記有機金属錯体を増感剤として用いることによって、効率よく発光することのできる発光素子を得ることができる。また、本発明における、前記有機金属錯体の中でも特に電子吸引性置換基を導入した有機金属錯体を用いることによって、再結合効率のよい発光素子を作製することができる。
そして、本発明の発光装置は、前記発光素子を使用したことにより発光装置として優れた性能を有する。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。まず、本発明の有機金属錯体について説明する。本発明は、新規な有機金属錯体を提供すると共に、それを用いた発光素子を提供し、またその発光素子を用いた発光装置を提供するものである。
前述置換基Ｒ1〜Ｒ16の具体例を挙げると以下のとおりである。アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、イソブチリル基、、メタクリロイル基等が挙げられる。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基，ｉｓｏ−プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、オクチル基等が挙げられる。アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、４−メチルフェニル基、４−エチルフェニル基等が挙げられる。複素環基としては、ピリジル基、ビピリジル基、メチルピリジル基等が挙げられる。電子吸引性の置換基としては、フルオロ基、トリフルオロメチル基、シアノ基等が挙げられる。
また、第９族元素または第１０族元素の具体例としては、イリジウム、白金などが挙げられる。ただし、これら例示の元素に限定されるものではない。
次に、配位子Ｌはベータジケトン構造を有するモノアニオン性の配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座配位子、フェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座配位子のいずれかである。その具体例としては下記式（９）〜（１５）で表されるアニオンが挙げられる。これら配位子は、配位能力が高く、また安価に入手することができるため、有効である。
以下に、一般式（１）〜（４）で表される部分構造を有する有機金属錯体、すなわち一般式（５）〜（８）で表される有機金属錯体の代表例を挙げる。ただし、これらの化合物に限定されるものでない。
以上に述べた本発明の有機金属錯体は、燐光を発光することができる。また、本発明の有機金属錯体は、発光材料として発光素子に適用することができる。また、本発明の有機金属錯体は、光増感剤として発光素子に適用することができる。
〈本発明の有機金属錯体の合成方法〉
次に、本発明の有機金属錯体の製造方法すなわち合成方法について説明する。本発明の有機金属錯体、すなわち前記一般式（１）〜（８）で表される有機金属錯体は、配位子をオルトメタル化させることによって得ることができる。例えば、下記一般式（５６）で表される配位子を有する有機金属錯体、すなわち前記一般式（３）や（７）で表される有機金属錯体は、下記一般式（５６）で表される配位子をオルトメタル化反応させることにより得られる。以下では、この一般式（５６）で表される配位子を用い、前記一般式（７）で表される有機金属錯体を合成する手法を説明する。
次に、本発明の有機金属錯体の製造方法すなわち合成方法について説明する。本発明の有機金属錯体、すなわち前記一般式（１）〜（８）で表される有機金属錯体は、配位子をオルトメタル化させることによって得ることができる。例えば、下記一般式（５６）で表される配位子を有する有機金属錯体、すなわち前記一般式（３）や（７）で表される有機金属錯体は、下記一般式（５６）で表される配位子をオルトメタル化反応させることにより得られる。以下では、この一般式（５６）で表される配位子を用い、前記一般式（７）で表される有機金属錯体を合成する手法を説明する。
なお、上記一般式（５６）で表される配位子は、例えば、下記合成スキーム（５７）で合成することができる。また、本発明の有機金属錯体における他の配位子についても同様の手法で合成できる。
このようにして得られた一般式（５６）の配位子を用いて、本発明の有機金属錯体を合成する。この時の反応（オルトメタル化反応）としては、以下のような合成方法を用いればよい。
例えば、イリジウムを中心金属として本発明の有機金属錯体を合成する際は、中心金属原料として塩化イリジウムの水和物を用い、前記一般式（５６）の配位子と混合して窒素雰囲気下にて環流することにより、まず塩素架橋の複核錯体を合成する。
その合成スキームを下記式（５８）示す。
次に、得られた前記複核錯体と配位子Ｌとを混合して窒素雰囲気下にて環流することにより、塩素架橋を配位子Ｌで切断し、本発明の有機金属錯体を得る。
合成スキームを下記式（５９）に示す。
なお、本発明の有機金属錯体の合成方法は、上記に示す合成方法に限定されるものではない。
〈本発明の発光素子の実施形態〉
次に、本発明の発光素子の実施形態について図面に沿って説明する。
次に、本発明の発光素子の実施形態について図面に沿って説明する。
〈実施の形態１〉
本実施の形態１では、本発明の発光素子について図１を用いて説明する。
本実施の形態１では、本発明の発光素子について図１を用いて説明する。
図１のとおり、基板１００上に第１の電極１０１が形成され、第１の電極１０１上に発光物質を含む層１０２が形成され、その上に第２の電極１０３が形成された構造を有する。なお、ここで基板１００に用いる材料としては、従来の発光素子に用いられているものであればよく、例えば、ガラス、石英、透明プラスチック、可撓性基板などからなるものを用いることができる。また、本実施例の形態１における第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０３は陰極として機能する。
すなわち、第１の電極１０１は陽極材料で形成され、ここで用いることのできる陽極材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陽極材料の具体例としては、ＩＴＯ（indium tin oxide）、ＩＴＳＯ（indium tin silicon oxide）、酸化インジウムに２〜２０〔％〕の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（indium zinc oxide）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いることができる。
一方、第２の電極１０３の形成に用いられる陰極材料としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陰極材料の具体例としては、元素周期律の１族または２族に属する元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができるが、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により形成することもできる。
なお、上述した陽極材料および陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等により薄膜を形成することにより、それぞれ第１の電極１０１および第２の電極１０３を形成する。膜厚は、１０〜５００ｎｍとするのが好ましい。最後にＳｉＮ等の無機材料やテフロン（登録商標）、スチレンポリマー等の有機材料からなる保護層（バリア層）を形成する。バリア層は、透明であっても不透明であってもよく、上記無機材料または有機材料は、蒸着法、スパッタリング法等により形成する。
また、本発明の発光素子において、発光層におけるキャリアの再結合により生じる光は、第１の電極１０１または第２の電極１０３の一方、または両方から外部に出射される構成となる。すなわち、第１の電極１０１から光を出射させる場合には、第１の電極１０１を透光性の材料で形成することとし、第２の電極１０３側から光を出射させる場合には、第２の電極１０３を透光性の材料で形成することとする。また、発光物質を含む層１０２は複数の層を積層することにより形成されるが、本実施の形態１では、ホール注入層１１１、ホール輸送層１１２、発光層１１３、ホールブロッキング層１１４、および電子輸送層１１５を順に積層して形成される。
発光物質を含む層１０２において、ホール注入層１１１は、第１の電極１０１と接して設けられる。また、ホール注入層１１１は、第１の電極１０１からホールを受け取ることができる材料を用いて形成することが好ましい。さらに、ホール注入層１１１と接し、ホール注入層１１１よりも第２の電極１０３側に設けられている層へホールを注入できる材料を用いて形成することが好ましい。具体的には、フタロシアニン系の化合物を用いて形成することが好ましい。フタロシアニン系の化合物としては、例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ2−Ｐｃと示す）、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃと示す）などが挙げられる。
また、４，４'−ビス〔Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤと示す）や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と示す）等の芳香族アミン系の化合物を用いることもできる。また、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）等の導電性無機化合物（半導体を含む）を用いることができる。さらに、それら導電性無機化合物と上記または下記に示すような芳香族アミン系の化合物との混合物を用いることができる。この混合物は共蒸着などの手法により形成することができる。
ホール輸送層１１２は、ホールを輸送することのできる材料を用いて形成することが好ましい。具体的には、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環ー窒素の結合を有するもの）の化合物を用いて形成することが好ましく、例えば、４，４'−ビス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ〕−ビフェニル（略称：ＴＰＤと示す）、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：α−ＮＰＤと示す）の他、上述したＭＴＤＡＴＡや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と示す）などのスターバースト型芳香族アミン化合物を用いて形成することが好ましい。また、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）等の導電性無機化合物（半導体を含む）と、上記のような芳香族アミン系の化合物との混合物を用いることができる。この混合物は共蒸着などの手法により形成することができる。
発光層１１３は、前記一般式（１）〜（４）で表される部分構造を有する有機金属錯体および前記一般式（５）〜（８）で表される有機金属錯体の中の少なくとも１つの有機金属錯体と、ホスト材料とを共蒸着することにより形成することが好ましい。ホスト材料としては、前記一般式（１）〜（４）で表される部分構造を有する有機金属錯体および前記一般式（５）〜（８）で表される有機金属錯体の中から選ばれる少なくとも１つの有機金属錯体よりも、エネルギーギャップ（Ｅｇ）が大きい物質を用いることが好ましい。
また、特に、ホスト材料としては、エネルギーギャップが大きく、さらに、前記一般式（１）〜（４）で表される部分構造を有する有機金属錯体および前記一般式（５）〜（８）で表される有機金属錯体の中から選ばれる少なくとも１つの有機金属錯体よりも、イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、且つ電子親和力（ＥＡ）が小さい物質を用いることが好ましい。その例としては、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、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）などが挙げられる。また、ホスト材料は、ホールまたは電子のいずれか一方または両方のキャリアを輸送することのできる物質、具体的には、１０-6ｃｍ2/Ｖｓ以上のキャリア移動度を有する物質からなることが、より好ましい。これにより、駆動電圧を低減でき、また素子の信頼性を向上させることができる。
ホスト材料として用いることのできる物質の具体例としては、α−ＮＰＤやトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）が挙げられる。なお、α−ＮＰＤにおけるホールの移動度は１０-4ｃｍ2/Ｖｓ程度であり、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）における電子の移動度は１０-5ｃｍ2/Ｖｓ程度である。このように、ホールまたは電子のいずれか一方または両方のキャリアの移動度は１０-6ｃｍ2/Ｖｓ以上であることが好ましい。但し、ホスト材料はα−ＮＰＤやＡｌｑ3に限定されるものではなく、上述したＴＰＤ等の芳香族アミン化合物や、トリス（８−キノリノラト）ガリウム（略称：Ｇａｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ3）等の金属錯体等もホスト材料として用いることができる。これらＡｌｑ3、Ｇａｑ3、Ａｌｍｑ3は電子輸送性の金属錯体の具体例に相当している。
発光層１１３を以上のような構成とすることで、発光層１１３中においてホールや電子が容易に輸送されるのみならず、それらホールや電子は発光層を通過することなく前記の有機金属錯体に効率的にトラップされ、発光に至る。従って、発光層中をホールや電子が通り抜け難く、また励起子生成が効率的になり、発光効率の低下（すなわち輝度の劣化）が少ない安定なデバイスを構築することができる。
前掲式（１６）〜（５５）で表される有機金属錯体は、有機ー金属結合によってホールを受け取りやすくなっていることに加え、キノキサリン骨格によって電子をも受け取りやすくなっているため、効果的にキャリアをトラップできるという利点がある。
なお、式（１６）〜（５５）で表される有機金属錯体の中でも、特に（１６）や（１８）のように、フルオロ基やトリフルオロメチル基を有する有機金属錯体を用いて発光層１１３を形成することが好ましい。これによって、ホスト材料の選択性が広がる。また特に、電子に対する親和性が高くなり、さらに効果的に電子をトラップすることができるという利点がある。
ホールブロッキング層１１４は、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑと示す）、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と示す）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺと示す）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎと示す）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰと示す）等のイオン化ポテンシャルの大きい材料を用いて形成することが好ましく、発光層１１３のイオン化ポテンシャルよりも０．３ｅＶ以上大きい材料を用いて形成することが、より好ましい。これによって、第１の電極１０１側から発光物質を含む層に注入されたホールが陰極として機能する電極側へ流れていくのを阻止できる。また、光のエネルギーが電子輸送層の方にエネルギー移動してしまうのを防ぐことができる。
電子輸送層１１５は、陰極として機能する電極側から発光物質を含む層に注入された電子を発光層の方へ輸送できる材料を用いて形成することが好ましい。また、発光層を形成している材料よりもイオン化ポテンシャルが大きい材料を用いて形成することが好ましいが、本形態のようにホールブロッキング層を設ける場合は、必ずしも発光層を形成している材料よりもイオン化ポテンシャルが大きい材料を用いなくてもよい。
このような材料の具体例としては、Ａｌｑ3、Ｇａｑ3、Ａｌｍｑ3、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ〔ｈ〕−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ2と示す）などの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や、前述のＢＡｌｑが挙げられる。このほか、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト〕亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸと示す）、ビス〔２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト〕亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2と示す）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等も電子輸送層１１５を形成する材料として用いることができる。また、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と示す）や、前述のＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰの他、チタン酸化物等の無機物を用いてもよい。
以上に説明した本発明の発光素子は、発光時間の経過に伴った発光輝度の減少が少なく、良好な素子寿命を示すものである。
〈実施の形態２〉
本発明の発光素子の実施の形態２について図２を用いて説明する。
本発明の発光素子の実施の形態２について図２を用いて説明する。
図２に示す発光素子は、基板２００上に陰極として機能する第１の電極２０１を有し、第１の電極２０１上に発光物質を含む層２０２を有し、発光物質を含む層２０２上に陽極として機能する第２の電極２０３を有する。発光物質を含む層２０２は、図２に示すように、電子輸送層２１１、ホールブロッキング層２１２、発光層２１３、ホール輸送層２１４およびホール注入層２１５とが順に積層してなり、発光層２１３を中心として第１の電極２０１側に電子輸送層２１１が、第２の電極２０３側にホール輸送層２１４がそれぞれ設けられている。
電子輸送層２１１、ホールブロッキング層２１２、発光層２１３、ホール輸送層２１４およびホール注入層２１５とは、それぞれ実施の形態１で説明した 電子輸送層、ホールブロッキング層、発光層、ホール輸送層およびホール注入層と同様の材料を用い、蒸着法等を用いて形成すればよい。このように、陰極として機能する電極が基板側に設けられているような発光素子であってもよい。なお、本発明の発光素子において、発光物質を含む層２０２におけるキャリアの再結合により生じる光は、第１の電極２０１または第２の電極２０３の一方、または両方から外部に出射される。
以上に説明した本発明の発光素子は、発光時間の経過に伴った発光輝度の減少が少なく、良好な素子寿命を示すものである。
〈実施の形態３〉
本実施の形態３においては、ガラス、石英、金属、バルク半導体、透明プラスチック、可撓性基板などからなる基板３００上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、石英、透明プラスチック、可撓性基板などからなる基板以外に、例えば図３に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイと接する発光素子を作製してもよい。ここでは、３１１と３１２をＴＦＴとし、本発明の発光素子３１３を作製する。
本実施の形態３においては、ガラス、石英、金属、バルク半導体、透明プラスチック、可撓性基板などからなる基板３００上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、石英、透明プラスチック、可撓性基板などからなる基板以外に、例えば図３に示すように、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイと接する発光素子を作製してもよい。ここでは、３１１と３１２をＴＦＴとし、本発明の発光素子３１３を作製する。
発光素子３１３のうち、第１の電極３１４、発光物質を含む層を３１５と、また第２の電極３１６を作製することができる。さらに配線３１７を第１の電極３１４に接して作製する。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型でもよいし、逆スタガ型でもよい。また、ＴＦＴを構成している半導体層の結晶性についても特に限定されず、結晶質のものでもよいし非晶質のものでもよい。
〈実施の形態４〉
本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子の態様について、図４を用いて説明する。
本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子の態様について、図４を用いて説明する。
図４には、第１の電極４０１と第２の電極４０２との間に発光層４１３を有する発光素子を示している。そして、発光層４１３には、前記一般式（１）、（２）、（３）、（４）のいずれかで表される構造を含む本発明の有機金属錯体、または前記一般式（５）、（６）、（７）、（８）のいずれかで表される本発明の有機金属錯体が含まれている。
このような発光素子において、第１の電極４０１から注入された正孔と、第２の電極４０２から注入された電子とは、発光層４１３において再結合し、有機金属錯体を励起状態にする。そして、励起状態の本発明の有機金属錯体は基底状態に戻るときに発光する。このように、本発明の有機金属錯体は発光物質として機能する。なお、本形態の発光素子において、第１の電極４０１は陽極として機能し、第２の電極４０２は陰極として機能する。
ここで、発光層４１３について特に限定はないが、本発明の有機金属錯体が、本発明の有機金属錯体の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して含まれた層であることが好ましい。これによって、本発明の有機金属錯体からの発光が、濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを言う。
本発明の有機金属錯体を分散状態にするために用いる物質について特に限定はないが、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、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：α−ＮＰＤ）のようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）等のカルバゾール誘導体や、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ2）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）等の金属錯体等が好ましい。
なお、有機金属錯体の中でも特にハロゲン基、ハロアルキル基、シアノ基等の電子吸引性置換基を有するものを発光物質として用いた発光素子とすることが好ましい。これによって色度および量子効率のよい発光素子を得ることができる。
また、ハロゲン基の中でも特にフルオロ基、ハロアルキル基の中でも特にトリフルオロメチル基が好ましい。これらの置換基を有する有機金属錯体を発光物質として用いることによって、再結合効率の高い発光素子を得ることができる。
また、第１の電極４０１について特に限定はないが、本形態のように、陽極として機能するときは、仕事関数の大きい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２〜２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウムの他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）等を用いることができる。なお、第１の電極４０１は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
また、第２の電極４０２について特に限定はないが、本形態のように、陰極として機能するときは、仕事関数の小さい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、リチウム（Ｌｉ）またはマグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属等を含んだアルミニウム等を用いることができる。なお、第２の電極４０２は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
なお、発光した光を外部に取り出すために、第１の電極４０１と第２の電極４０２のいずれか一方または両方は、インジウム錫酸化物等から成る電極、または可視光を透過出来るように数〜数十ｎｍの厚さで形成された電極であることが好ましい。
また、第１の電極４０１と発光層４１３との間には、図４に示すように、正孔輸送層４１２を有していてもよい。ここで、正孔輸送層とは、第１の電極４０１から注入された正孔を発光層４１３へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層４１２を設け、第１の電極４０１と発光層４１３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
なお、正孔輸送層４１２については、特に限定はなく、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：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物等によって形成されたものを用いることができる。
また、正孔輸送層４１２は、以上に述べた物質から成る層を２つ以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
また、第２の電極４０２と発光層４１３との間には、図４に示すように、電子輸送層４１４を有していてもよい。ここで、電子輸送層とは、第２の電極４０２から注入された電子を発光層４１３へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層４１４を設け、第２の電極４０２と発光層４１３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
なお、電子輸送層４１４について特に限定はなく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ3）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（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（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（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によって形成されたものを用いることができる。この他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）、ビス［２−（２’−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）2）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体等によって形成されたものであってもよい。また、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いて形成されたものであってもよい。
また、電子輸送層４１４は、以上に述べた物質から成る層を２つ以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
さらに、第１の電極４０１と正孔輸送層４１２との間には、図４に示すように、正孔注入層４１１を有していてもよい。ここで、正孔注入層とは、陽極として機能する電極から正孔輸送層４１２へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。なお、正孔輸送層を特に設けない場合は、陽極として機能する電極と発光層との間に正孔注入層を設け、発光層への正孔の注入を補助してもよい。
正孔注入層４１１について特に限定はなく、モリブデン酸化物（ＭｏＯｘ）やバナジウム酸化物（ＶＯｘ）、ルテニウム酸化物（ＲｕＯｘ）、タングステン酸化物（ＷＯｘ）、マンガン酸化物（ＭｎＯｘ）等の金属酸化物によって形成されたものを用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ2Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層４１１を形成することができる。
また、第２の電極４０２と電子輸送層４１４との間には、図４に示すように、電子注入層４１５を有していてもよい。ここで、電子注入層とは、陰極として機能する電極から電子輸送層４１４へ電子の注入を補助する機能を有する層である。なお、電子輸送層を特に設けない場合は、陰極として機能する電極と発光層との間に電子注入層を設け、発光層への電子の注入を補助してもよい。
電子注入層４１５について特に限定はなく、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）等のようなアルカリ金属またはアルカリ土類金属の化合物を用いて形成されたものを用いることができる。この他、Ａｌｑ3または４，４−ビス（５−メチルベンズオキサゾル−２−イル）スチルベン（ＢｚＯＳ）等のように電子輸送性の高い物質と、マグネシウムまたはリチウム等のようにアルカリ金属またはアルカリ土類金属とを混合したものも、電子注入層４１５として用いることができる。
以上に述べた本発明の発光素子において、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、発光層４１３、電子輸送層４１４、電子注入層４１５は、それぞれ、蒸着法、またはインクジェット法、または塗布法等、いずれの方法で形成しても構わない。また、第１の電極４０１または第２の電極４０２についても、スパッタリング法または蒸着法等、いずれの方法を用いて形成しても構わない。
以上に述べたような本発明の発光素子は、本発明の有機金属錯体を用いているため、色度のよい赤色の発光を呈することができる。また、本発明の発光素子は、燐光を発光させることができるため、発光効率がよい。また、キノキサリン誘導体から成る層に本発明の有機金属錯体を分散させた層を含む発光素子は、特に効率よく発光する。
〈実施の形態５〉
本発明の発光素子は、複数の発光層を有するものであってもよい。複数の発光層を設け、それぞれの発光層からの発光を混合することで、例えば白色光の光を得ることができる。本形態では、複数の発光層を有する発光素子の態様について図５、図６を用いて説明する。
本発明の発光素子は、複数の発光層を有するものであってもよい。複数の発光層を設け、それぞれの発光層からの発光を混合することで、例えば白色光の光を得ることができる。本形態では、複数の発光層を有する発光素子の態様について図５、図６を用いて説明する。
図５において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光層５１３と第２の発光層５１５とを有する。第１の発光層５１３と第２の発光層５１５との間には、隔壁層５１４を有することが好ましい。
第１の電極５０１の電位よりも第２の電極５０２の電位が高くなるように電圧を印加すると、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間に電流が流れ、第１の発光層５１３または第２の発光層５１５または隔壁層５１４において正孔と電子とが再結合する。生じた励起エネルギーは、隔壁層５１４を介して第１の発光層５１３と第２の発光層５１５の両方に移り、第１の発光層５１３に含まれた第１の発光物質と第２の発光層５１５に含まれた発光物質を励起状態にする。そして、励起状態になった第１の発光物質と第２の発光物質とは、それぞれ基底状態に戻るときに発光する。
第１の発光層５１３には、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（ＴＢＰ）、４，４’−ビス［２，２−ジフェニルビニル］ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−（Ｎ−エチルカルバゾール−３−イル）ビニル］ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、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（ＢＡｌｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−クロロガリウム（Ｇａｍｑ2Ｃｌ）などの蛍光物質や、ビス［２−（３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（Ｉｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（ＦＩｒ（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（ＦＩｒ（ｐｉｃ））などの燐光物質に代表される発光物質が含まれており、４５０〜５１０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。
また、第２の発光層５１５には、本発明の有機金属錯体が発光物質として機能するように含まれており、第２の発光層５１５からは、５８０〜６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。そして、第１の発光層５１３からの発光の発光色と第２の発光層５１５からの発光の発光色とは、第１の電極５０１と第２の電極５０２とのいずれか一方若しくは両方を通って外部に射出する。外部に射出したそれぞれの発光は、視覚的に混合され、白色光として視認される。
第１の発光層５１３は、４５０〜５１０ｎｍの発光を呈することのできる発光物質が、該発光物質のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質（第１のホスト）から成る層中に分散した状態で含まれているか、または、４５０〜５１０ｎｍの発光を呈することのできる発光物質から成る層であることが好ましい。第１のホストとしては、先に述べたα−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、ＺｎＢＯＸの他、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等を用いることができる。また、第２の発光層５１５は、本発明の有機金属錯体が、本発明の有機金属錯体のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質（第２のホスト）から成る層中に、分散した状態で含まれた層であることが好ましい。第２のホストとしては、ＴＰＡＱｎ、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、ＺｎＢＯＸ、Ａｌｑ3等を用いることができる。また隔壁層５１４は、第１の発光層５１３または第２の発光層５１５または隔壁層５１４において発生したエネルギーが第１の発光層５１３と第２の発光層５１５の両方に移動でき、且つ第１の発光層５１３と第２の発光層５１５のいずれか一方のみにエネルギーが移動しないようにするための機能を有するように形成されていることが好ましい。具体的には、隔壁層５１４は、ＴＰＡＱｎ、α−ＮＰＤ、ＣＢＰ、ＴＣＴＡ、Ｚｎｐｐ2、ＺｎＢＯＸ等を用いて形成することができる。このように、隔壁層５１４を設けることで、第１の発光層５１３と第２の発光層５１５のいずれか一方のみの発光強度が強くなってしまい、白色発光が得られなくなるという不具合を防ぐことができる。
本形態では、第１の発光層５１３と第２の発光層５１５のいずれの層にどのような発光物質を含ませるかについて特に限定はないが、本形態のように、陽極として機能する電極（本形態では第２の電極５０２）に近い方の発光層（本形態では第２の発光層５１５）に、本発明の有機金属錯体を用いることによって、より効率よく各々の層に含まれる発光物質を発光させることができる。
また、本形態では、図５のように２層の発光層が設けられた発光素子について記載しているが、発光層の層数は２層に限定されるものでは無く、例えば３層であってもよい。そして、それぞれの発光層からの発光を組み合わせて、白色として視認されるようにすればよい。
また、第１の発光層５１３と第１の電極５０１との間には、図５に示すように電子輸送層５１２が設けられていてもよい。また、電子輸送層５１２の他、電子注入層５１１が電子輸送層５１２と第１の電極５０１との間に設けられていてもよい。また、第２の発光層５１５と第２の電極５０２との間には、図５に示すように正孔輸送層５１６が設けられていてもよい。また、正孔輸送層５１６と第２の電極５０２との間には正孔注入層５１７が設けられていてもよい。
また、図５を用いて説明したような発光素子の他、図６に表されるような、発光素子であってもよい。
図６の発光素子は、第１の電極６０１と第２の電極６０２との間には、第１の発光層６１３と第２の発光層６１８とを有する。第１の発光層６１３と第２の発光層６１８との間には、第１の層６１５と第２の層６１６とを有する。
第１の層６１５は正孔を発生する層であり、第２の層６１６は電子を発生する層である。第１の電極６０１の電位よりも第２の電極６０２の電位の方が高くなるように電圧を印加したとき、第１の電極６０１から注入された電子と、第１の層６１５から注入された正孔とは、第１の発光層６１３において再結合し、第１の発光層６１３に含まれた発光物質が発光する。さらに、第２の電極６０２から注入された正孔と第２の層６１６から注入された電子とは第２の発光層６１８において再結合し、第２の発光層６１８に含まれた発光物質が発光する。
第１の発光層６１３には、本発明の有機金属錯体が発光物質として機能するように含まれており、第１の発光層６１３からは、５８０〜６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。また、第２の発光層６１８には、ペリレン、ＴＢＰ、ＤＰＶＢｉ、ＢＣｚＶＢｉ、ＢＡｌｑ、Ｇａｍｑ2Ｃｌなどの蛍光物質や、Ｉｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ）、ＦＩｒ（ａｃａｃ）、ＦＩｒ（ｐｉｃ）などの燐光物質に代表される発光物質が含まれており、４５０〜５１０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光が得られる。第１の発光層６１３からの発光と、第２の発光層６１８からの発光とは、第１の電極６０１または第２の電極６０２とのいずれか一方若しくは両方から射出する。そして、両発光層からの発光は視覚的に混合され、白色光として視認される。
第１の発光層６１３において、本発明の有機金属錯体は、前述のように第２のホストに分散して含まれていることが好ましい。第２の発光層６１８についても、前述の第１の発光層５１３と同様にして形成されたものであることが好ましい。
第１の層６１５は、電子よりも正孔の輸送性が高い物質の中に、その物質に対し電子受容性を示す物質とを含む層であることが好ましい。電子よりも正孔の輸送性が高い物質としては、正孔輸送層を形成するときに用いる物質と同様のものを用いればよい。また電子よりも正孔の輸送性が高い物質に対し電子受容性を示す物質としては、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）等を用いることができる。
第２の層６１６は、正孔よりも電子の輸送性が高い物質の中に、その物質に対し電子供与性を示す物質とを含む層であることが好ましい。正孔よりも電子の輸送性が高い物質としては、電子輸送層を形成するときに用いる物質と同様のものを用いればよい。また正孔よりも電子の輸送性が高い物質に対し電子供与性を示す物質としては、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属、エルビウム、イッテルビウム等の希土類金属等を用いることができる。
また、第１の発光層６１３と第１の電極６０１との間には、図６に示すように、電子輸送層６１２が設けられていてもよい。また、電子輸送層６１２と第１の電極６０１との間には電子注入層６１１が設けられていてもよい。また、第１の発光層６１３と第１の層６１５との間には、正孔輸送層６１４が設けられていてもよい。また、第２の発光層６１８と第２の電極６０２との間には、正孔輸送層６１９が設けられていてもよい。また、正孔輸送層６１９と第２の電極６０２との間には正孔注入層６２０が設けられていてもよい。また、第２の発光層６１８と第２の層６１６との間には電子輸送層６１７が設けられていてもよい。
また、本形態では、図６のように２層の発光層が設けられた発光素子について記載しているが、発光層の層数は２層に限定されるものでは無く、例えば３層であってもよい。そして、それぞれの発光層からの発光を組み合わせて、白色として視認されるようにすればよい。
〈実施の形態６〉
本発明の有機金属錯体を増感剤として用いた発光素子の態様について、図７を用いて説明する。
本発明の有機金属錯体を増感剤として用いた発光素子の態様について、図７を用いて説明する。
図７には、第１の電極７０１と第２の電極７０２との間に発光層７１３を有する発光素子が表されている。そして、発光層７１３には、前記一般式（１）、（２）、（３）、（４）のいずれかで表される構造を含む本発明の有機金属錯体、または前記一般式（５）、（６）、（７）、（８）のいずれかで表される本発明の有機金属錯体と、本発明の有機金属錯体よりも長波長の発光を呈することのできる蛍光性化合物とが含まれている。ここで、蛍光性化合物とは、励起状態から基底状態に戻るときに蛍光を発光する物質である。
このような発光素子において、第１の電極７０１から注入された正孔と、第２の電極７０２から注入された電子とは、発光層７１３において再結合し、蛍光性化合物を励起状態にする。そして、励起状態の蛍光性化合物は基底状態に戻るときに発光する。この時、本発明の有機金属錯体は、蛍光性化合物に対し増感剤として作用し、蛍光性化合物の一重項励起状態の数を増幅する。このように、本発明の有機金属錯体を増感剤として用いることによって発光効率のよい発光素子を得ることができる。なお、本形態の発光素子において、第１の電極７０１は陽極として機能し、第２の電極７０２は陰極として機能する。
ここで、発光層７１３について特に限定はないが、本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物とが、本発明の有機金属錯体の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質からなる層中に、分散して含まれた層であることが好ましい。これによって、本発明の有機金属錯体からの発光が、濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを言う。
ここで、蛍光性化合物について特に限定はないが、マグネシウムフタロシアニン、フタロシアニン等の赤色〜赤外の発光を示す化合物が好ましい。
また、本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物とを分散状態にするために用いる物質について特に限定はなく、実施の形態４において記載した、本発明の有機金属錯体を分散状態にするために用いることのできる物質等を用いることができる。
また、第１の電極と第２の電極とについても特に限定はなく、実施の形態４に記載の第１の電極４０１、第２の電極４０２と同様のものを用いることがきる。
また、第１の電極７０１と発光層７１３との間には、図７に表されるように、正孔注入層７１１、正孔輸送層７１２等を設けてもよい。また、第２の電極７０２と発光層７１３との間にも、電子輸送層７１４、電子注入層７１５等を設けてもよい。
正孔注入層７１１、正孔輸送層７１２、電子輸送層７１４、電子注入層７１５は、それぞれ、実施の形態４に記載の正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１４、電子注入層４１５と同様のものを用いることができる。また、正孔注入層７１１、正孔輸送層７１２、電子輸送層７１４、電子注入層７１５と異なった機能を有する他の機能層等を設けてもよい。
以上に述べた発光素子は、本発明の有機金属錯体を増感剤として用いることによって得られるものである。
〈実施の形態７〉
本発明の有機金属錯体を含む本発明の発光素子は、良好な発光色を呈するため、本発明の発光素子を画素として用いることによって、色彩の良好な画像を映す機能を有する発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子は効率よく発光することができるため、本発明の発光素子を画素などに用いることによって、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
本発明の有機金属錯体を含む本発明の発光素子は、良好な発光色を呈するため、本発明の発光素子を画素として用いることによって、色彩の良好な画像を映す機能を有する発光装置を得ることができる。また、本発明の発光素子は効率よく発光することができるため、本発明の発光素子を画素などに用いることによって、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
本形態では、表示機能を有する発光装置の回路構成および駆動方法について図８、図９、図１０、図１１を用いて説明する。
図８は本発明を適用した発光装置を上面からみた模式図である。図８において、基板８００上には、画素部８１１と、ソース信号線駆動回路８１２と、書込用ゲート信号線駆動回路８１３と、消去用ゲート信号線駆動回路８１４とが設けられている。ソース信号線駆動回路８１２と、書込用ゲート信号線駆動回路８１３と、消去用ゲート信号線駆動回路８１４とは、それぞれ、配線群を介して、外部入力端子であるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０１と接続している。そして、ソース信号線駆動回路８１２と、書込用ゲート信号線駆動回路８１３と、消去用ゲート信号線駆動回路８１４とは、それぞれ、ＦＰＣ８０１からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。またＦＰＣ８０１にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）８０２が取り付けられている。なお、駆動回路部は、上記のように必ずしも画素部８１１と同一基板上に設けられている必要はなく、例えば、配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップを実装したもの（ＴＣＰ）等を利用し、基板外部に設けられていてもよい。
画素部８１１には、列方向に延びた複数のソース信号線が行方向に並んで配列している。また、電流供給線が行方向に並んで配列している。また、画素部８１１には、行方向に延びた複数のゲート信号線が列方向に並んで配列している。また画素部８１１には、発光素子を含む１組の回路が複数配列している。
図９は、１画素を動作するための回路を示した図である。図９に示す回路には、第１のトランジスタ９０１と第２のトランジスタ９０２と発光素子９０３とが含まれている。
第１のトランジスタ９０１と、第２のトランジスタ９０２とは、それぞれ、ゲート電極と、ドレイン領域と、ソース領域とを含む３端子の素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有する。ここで、ソース領域とドレイン領域とは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソース領域またはドレイン領域であるかを限定することが困難である。そこで、本形態においては、ソースまたはドレインとして機能する領域を、それぞれ第１電極、第２電極と表記する。
ゲート信号線９１１と、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とはスイッチ９１８によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ゲート信号線９１１と、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とはスイッチ９１９によって電気的に接続または非接続の状態になるように設けられている。また、ソース信号線９１２は、スイッチ９２０によってソース信号線駆動回路９１５または電源９１６のいずれかに電気的に接続するように設けられている。そして、第１のトランジスタ９０１のゲートはゲート信号線９１１に電気的に接続している。また、第１のトランジスタの第１電極はソース信号線９１２に電気的に接続し、第２電極は第２のトランジスタ９０２のゲート電極と電気的に接続している。第２のトランジスタ９０２の第１電極は電流供給線９１７と電気的に接続し、第２電極は発光素子９０３に含まれる１つの電極と電気的に接続している。なお、スイッチ９１８は、書込用ゲート信号線駆動回路９１３に含まれていてもよい。またスイッチ９１９についても消去用ゲート信号線駆動回路９１４の中に含まれていてもよい。また、スイッチ９２０についてもソース信号線駆動回路９１５の中に含まれていてもよい。
また、画素部におけるトランジスタや発光素子等の配置について特に限定はないが、例えば図１０の上面図に表すように配置することができる。図１０において、第１のトランジスタ１００１の第１電極はソース信号線１００４に接続し、第２の電極は第２のトランジスタ１００２のゲート電極に接続している。また第２トランジスタの第１電極は電流供給線１００５に接続し、第２電極は発光素子の電極１００６に接続している。ゲート信号線１００３の１部は第１のトランジスタ１００１のゲート電極として機能する。
次に、駆動方法について説明する。図１１は時間経過に伴ったフレームの動作について説明する図である。図１１において、横方向は時間経過を表し、縦方向はゲート信号線の走査段数を表している。
本発明の発光装置を用いて画像表示を行うとき、表示期間においては、画面の書き換え動作と表示動作とが繰り返し行われる。この書き換え回数について特に限定はないが、画像をみる人がちらつき（フリッカ）を感じないように少なくとも１秒間に６０回程度とすることが好ましい。ここで、１画面（１フレーム）の書き換え動作と表示動作を行う期間を１フレーム期間という。
１フレームは、図１１に示すように、書き込み期間１１０１ａ、１１０２ａ、１１０３ａ、１１０４ａと保持期間１１０１ｂ、１１０２ｂ、１１０３ｂ、１１０４ｂとを含む４つのサブフレーム１１０１、１１０２、１１０３、１１０４に分割されている。発光するための信号を与えられた発光素子は、保持期間において発光状態となっている。各々のサブフレームにおける保持期間の長さの比は、第１のサブフレーム１１０１：第２のサブフレーム１１０２：第３のサブフレーム１１０３：第４のサブフレーム１１０４＝２3：２2：２1：２0＝８：４：２：１となっている。これによって４ビット階調を表現することができる。但し、ビット数および階調数はここに記すものに限定されず、例えば８つのサブフレームを設け８ビット階調を行えるようにしてもよい。
１フレームにおける動作について説明する。まず、サブフレーム１１０１において、１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。従って、行によって書き込み期間の開始時間が異なる。書き込み期間１１０１ａが終了した行から順に保持期間１１０１ｂへと移る。当該保持期間において、発光するための信号を与えられている発光素子は発光状態となっている。また、保持期間１１０１ｂが終了した行から順に次のサブフレーム１１０２へ移り、サブフレーム１１０１の場合と同様に１行目から最終行まで順に書き込み動作が行われる。以上のような動作を繰り返し、サブフレーム１１０４の保持期間１１０４ｂ迄終了する。サブフレーム１１０４における動作を終了したら次のフレームへ移る。このように、各サブフレームにおいて発光した時間の積算時間が、１フレームにおける各々の発光素子の発光時間となる。この発光時間を発光素子ごとに変えて１画素内で様々に組み合わせることによって、明度および色度の異なる様々な表示色を形成することができる。
サブフレーム１１０４のように、最終行目までの書込が終了する前に、既に書込を終え、保持期間に移行した行における保持期間を強制的に終了させたいときは、保持期間１１０４ｂの後に消去期間１１０４ｃを設け、強制的に非発光の状態となるように制御することが好ましい。そして、強制的に非発光状態にした行については、一定期間、非発光の状態を保つ（この期間を非発光期間１１０４ｄとする。）。そして、最終行目の書込期間が終了したら直ちに、１行目から順に次の（またはフレーム）の書込期間に移行する。これによって、サブフレーム１１０４の書き込み期間と、その次のサブフレームの書き込み期間とが重畳することを防ぐことができる。
１水平期間を、ある行に消去信号を入力するための選択期間と他の行に映像信号を入力するための選択期間との２つに分割し、それに合わせてソース信号線へ入力する信号も切り替える。このような動作方法により、非発光期間１１０４ｄを設けることで保持期間１１０４ｂを全行への書き込みに要する時間より短くすることが可能となる。
なお、本形態では、サブフレーム１１０１乃至１１０４は保持期間の長いものから順に並んでいるが、必ずしも本実施の形態のような並びにする必要はなく、例えば保持期間の短いものから順に並べられていてもよいし、または保持期間の長いものと短いものとがランダムに並んでいてもよい。また、サブフレームは、さらに複数のフレームに分割されていてもよい。つまり、同じ映像信号を与えている期間、ゲート信号線の走査を複数回行ってもよい。
ここで、書込期間および消去期間における、図９に示す回路の動作について説明する。
まず、書込期間における動作について説明する。書込期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１８を介して書込用ゲート信号線駆動回路９１３と電気的に接続し、消去用ゲート信号線駆動回路９１４とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介してソース信号線駆動回路と電気的に接続している。ここで、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に映像信号が入力される。なお、各列のソース信号線９１２から入力される映像信号は互いに独立したものである。ソース信号線９１２から入力された映像信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、第２のトランジスタ９０２のオンオフが制御される。そのため、第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力する信号によって、発光素子９０３の発光または非発光が決まる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３が発光する。
次に、消去期間における動作について説明する。消去期間において、ｎ行目（ｎは自然数）のゲート信号線９１１は、スイッチ９１９を介して消去用ゲート信号線駆動回路９１４と電気的に接続し、書込用ゲート信号線駆動回路９１３とは非接続である。また、ソース信号線９１２はスイッチ９２０を介して電源９１６と電気的に接続している。ここで、ｎ行目のゲート信号線９１１に接続した第１のトランジスタ９０１のゲートに信号が入力され、第１のトランジスタ９０１はオンとなる。そして、この時、１列目から最終列目迄のソース信号線に同時に消去信号が入力される。ソース信号線９１２から入力された消去信号は、各々のソース信号線に接続した第１のトランジスタ９０１を介して第２のトランジスタ９０２のゲート電極に入力される。この時第２のトランジスタ９０２に入力された信号によって、電流供給線９１７から発光素子９０３への電流の供給が阻止される。そして、発光素子９０３は強制的に非発光となる。例えば、第２のトランジスタ９０２がＰチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＨｉｇｈ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。一方、第２のトランジスタ９０２がＮチャネル型である場合は、第２のトランジスタ９０２のゲート電極にＬｏｗ Ｌｅｖｅｌの信号が入力されることによって発光素子９０３は非発光となる。
なお、消去期間では、ｎ行目（ｎは自然数）については、以上に説明したような動作によって消去するための信号を入力する。しかし、前述のように、ｎ行目が消去期間であると共に、他の行〔ｍ行目（ｍは自然数）とする。〕については書込期間となる場合がある。このような場合、同じ列のソース信号線を利用してｎ行目には消去のための信号を、ｍ行目には書込のための信号を入力する必要があるため、以下に説明するような動作させることが好ましい。
先に説明した消去期間における動作によって、ｎ行目の発光素子９０３が非発光となった後、直ちに、ゲート信号線と消去用ゲート信号線駆動回路９１４とを非接続の状態とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線とソース信号線駆動回路９１５と接続させる。そして、ソース信号線とソース信号線駆動回路９１５とを接続させると共に、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３とを接続させる。そして、書込用ゲート信号線駆動回路９１３からｍ行目の信号線に選択的に信号が入力され、第１のトランジスタがオンすると共に、ソース信号線駆動回路９１５からは、１列目から最終列目迄のソース信号線に書込のための信号が入力される。この信号によって、ｍ行目の発光素子は、発光または非発光となる。
以上のようにしてｍ行目について書込期間を終えたら、直ちに、ｎ＋１行目の消去期間に移行する。そのために、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、スイッチ９２０を切り替えてソース信号線を電源９１６と接続する。また、ゲート信号線と書込用ゲート信号線駆動回路９１３を非接続とすると共に、ゲート信号線については、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と接続状態にする。そして、消去用ゲート信号線駆動回路９１４からｎ＋１行目のゲート信号線に選択的に信号を入力して第１のトランジスタ９０１がオンする共に、電源９１６から消去信号が入力される。このようにして、ｎ＋１行目の消去期間を終えたら、直ちに、ｍ＋１行目の書込期間に移行する。以下、同様に、消去期間と書込期間とを繰り返し、最終行目の消去期間まで動作させればよい。
なお、本形態では、ｎ行目の消去期間とｎ＋１行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設ける態様について説明したが、これに限らず、ｎ−１行目の消去期間とｎ行目の消去期間との間にｍ行目の書込期間を設けてもよい。
また、本形態では、サブフレーム１１０４のように非発光期間１１０４ｄを設けるときにおいて、消去用ゲート信号線駆動回路９１４と或る１つのゲート信号線とを非接続状態にすると共に、書込用ゲート信号線駆動回路９１３と他のゲート信号線とを接続状態にする動作を繰り返している。このような動作は、特に非発光期間を設けないフレームにおいて行っても構わない。
〈実施の形態８〉
本発明の発光素子を含む発光装置の断面の態様例について、図１２を用いて説明する。
本発明の発光素子を含む発光装置の断面の態様例について、図１２を用いて説明する。
図１２において、点線で囲まれているのは、本発明の発光素子１２１２を駆動するために設けられているトランジスタ１２１１である。発光素子１２１２は、第１の電極１２１３と第２の電極１２１４との間に正孔を発生する層と電子を発生する層と発光物質を含む層とが積層された層１２１５を有する本発明の発光素子である。トランジスタ１２１１のドレインと第１の電極１２１３とは、第１層間絶縁膜１２１６（１２１６ａ、１２１６ｂ、１２１６ｃ）を貫通している配線１２１７によって電気的に接続されている。また、発光素子１２１２は、隔壁層１２１８によって、隣接して設けられている別の発光素子と分離されている。このような構成を有する本発明の発光装置は、本形態において、基板１２１０上に設けられている。
なお、図１２に示されたトランジスタ１２１１は、半導体層を中心として基板と逆側にゲート電極が設けられたトップゲート型のものである。但し、トランジスタ１２１１の構造については、特に限定はなく、例えばボトムゲート型のものでもよい。またボトムゲートの場合には、チャネルを形成する半導体層の上に保護膜が形成されたもの（チャネル保護型）でもよいし、或いはチャネルを形成する半導体層の１部が凹状になったもの（チャネルエッチ型）でもよい。
また、トランジスタ１２１１を構成する半導体層は、結晶性、非結晶性のいずれのものでもよい。また、セミアモルファス等でもよい。
なお、セミアモルファスな半導体とは、次のようなものである。非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んでいるものである。また少なくとも膜中の１部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでいる。ラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしている。Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。未結合手（ダングリングボンド）を終端化させるために水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも言われている。珪化物気体をグロー放電分解（プラズマＣＶＤ）して形成する。珪化物気体としては、ＳｉＨ4、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。この珪化物気体をＨ2、または、Ｈ2とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた１種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚである。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃である。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20/ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19/ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19/ｃｍ3以下とする。なお、セミアモルファスなものを有する半導体を用いたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の移動度はおよそ１〜１０ｍ2/Ｖｓｅｃとなる。
また、半導体層が結晶性のものの具体例としては、単結晶または多結晶性の珪素、或いはシリコンゲルマニウム等から成るものが挙げられる。これらはレーザー結晶化によって形成されたものでもよいし、例えばニッケル等を用いた固相成長法による結晶化によって形成されたものでもよい。
なお、半導体非晶質の物質、例えばアモルファスシリコンで形成される場合には、トランジスタ１２１１およびその他のトランジスタ（発光素子を駆動するための回路を構成するトランジスタ）は全てＮチャネル型トランジスタで構成された回路を有する発光装置であることが好ましい。それ以外については、Ｎチャネル型またはＰチャネル型のいずれか１つのトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよいし、両方のトランジスタで構成された回路を有する発光装置でもよい。
さらに、第１層間絶縁膜１２１６は、図１２（Ａ）、図１２（Ｃ）に示すように多層でもよいし、または単層でもよい。なお、１２１６ａは酸化珪素や窒化珪素のような無機物から成り、１２１６ｂはアクリルやシロキサン、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質からなる。なお、シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成されている。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素基）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。また置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。さらに、１２１６ｃはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜からなる。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質から成る層をさらに組み合わせてもよい。このように、第１層間絶縁膜１２１６は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか１つで形成されたものでもよい。
隔壁層１２１８は、エッジ部において、曲率半径が連続的に変化する形状であることが好ましい。また隔壁層１２１８は、アクリルやシロキサン、レジスト、酸化珪素等を用いて形成される。なお隔壁層１２１８は、無機膜と有機膜のいずれか１つで形成されたものでもよいし、または両方を用いて形成されたものでもよい。
なお、図１２（Ａ）、図１２（Ｃ）では、第１層間絶縁膜１２１６のみがトランジスタ１２１１と発光素子１２１２の間に設けられた構成であるが、図１２（Ｂ）のように、第１層間絶縁膜１２１６（１２１６ａ、１２１６ｂ）の他、第２層間絶縁膜１２１９（１２１９ａ、１２１９ｂ）が設けられた構成のものであってもよい。図１２（Ｂ）に示す発光装置においては、第１の電極１２１３は第２層間絶縁膜１２１９を貫通し、配線１２１７と接続している。
第２層間絶縁膜１２１９は、第１層間絶縁膜１２１６と同様に、多層でもよいし、または単層でもよい。１２１９ａはアクリルやシロキサン、塗布成膜可能な酸化珪素等の自己平坦性を有する物質からなる。さらに、１２１９ｂはアルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜から成る。なお、各層を構成する物質については、特に限定はなく、ここに述べたもの以外のものを用いてもよい。また、これら以外の物質からなる層をさらに組み合わせてもよい。このように、第２層間絶縁膜１２１９は、無機物または有機物の両方を用いて形成されたものでもよいし、または無機膜と有機膜のいずれか１つで形成されたものでもよい。
発光素子１２１２において、第１の電極および第２の電極がいずれも透光性を有する物質で構成されている場合、図１２（Ａ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１２１３側と第２の電極１２１４側の両方から発光を取り出すことができる。また、第２の電極１２１４のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図１２（Ｂ）の白抜きの矢印で表されるように、第２の電極１２１４側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第１の電極１２１３は反射率の高い材料で構成されているか、または反射率の高い材料から成る膜（反射膜）が第１の電極１２１３の下方に設けられていることが好ましい。また、第１の電極１２１３のみが透光性を有する物質で構成されている場合、図１２（Ｃ）の白抜きの矢印で表されるように、第１の電極１２１３側のみから発光を取り出すことができる。この場合、第２の電極１２１４は反射率の高い材料で構成されているか、または反射膜が第２の電極１２１４の上方に設けられていることが好ましい。
また、発光素子１２１２は、第１の電極１２１３の電位よりも第２の電極１２１４の電位が高くなるように電圧を印加したときに動作するように層１２１５が積層されたものであってもよいし、或いは、第１の電極１２１３の電位よりも第２の電極１２１４の電位が低くなるように電圧を印加したときに動作するように層１２１５が積層されたものであってもよい。前者の場合、トランジスタ１２１１はＮチャネル型トランジスタであり、後者の場合、トランジスタ１２１１はＰチャネル型トランジスタである。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明するが、本発明がこれら実施例に限定されないことはもちろんである。まず、本発明の発光素子の有機金属錯体の合成例、その特性を記載し、次いで、本発明の発光素子の素子構造、その作製方法および発光装置の実施例を記載している。
《実施例１：有機金属錯体の合成例およびその特性》
〈合成例１〉
本合成例は、前記式（１６）で表されるビス｛２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト｝アセチルアセトナト イリジウム（III）〔略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成例である。
本合成例は、前記式（１６）で表されるビス｛２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト｝アセチルアセトナト イリジウム（III）〔略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成例である。
〈ステップ１：配位子（ＨＦｄｐｑ）の合成〉
まず、４，４’−ジフルオロベンジル３．７１ｇとｏ−フェニレンジアミン１．７１ｇを溶媒クロロホルム２００ｍＬ中で６時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻し、１ＮＨＣｌと飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去することにより、配位子ＨＦｄｐｑ〔２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン〕を得た（淡黄色粉末、収率９９％）。
まず、４，４’−ジフルオロベンジル３．７１ｇとｏ−フェニレンジアミン１．７１ｇを溶媒クロロホルム２００ｍＬ中で６時間、加熱攪拌した。反応溶液を室温に戻し、１ＮＨＣｌと飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去することにより、配位子ＨＦｄｐｑ〔２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン〕を得た（淡黄色粉末、収率９９％）。
合成スキームおよび配位子ＨＦｄｐｑの構造式を下記式（６０）に示す。
〈ステップ２：複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の合成〉
まず、２−エトキシエタノール３０ｍＬと水１０ｍＬとの混合液を溶媒として、配位子ＨＦｄｐｑ（２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン）を３．６１ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）を１．３５ｇ混合し、窒素雰囲気下１７時間還流することにより、複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を得た（褐色粉末、収率９９％）。
まず、２−エトキシエタノール３０ｍＬと水１０ｍＬとの混合液を溶媒として、配位子ＨＦｄｐｑ（２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリン）を３．６１ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）を１．３５ｇ混合し、窒素雰囲気下１７時間還流することにより、複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を得た（褐色粉末、収率９９％）。
合成スキームおよび複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の構造式を下記式（６１）に示す。
〈ステップ３：本発明の発光素子の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の合成〉
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍＬを溶媒として、上記ステップ２で得られた複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を２．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．４４ｍＬ、炭酸ナトリウムを１．２３ｇ混合し、窒素雰囲気下にて２０時間還流することにより、前記式（１６）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（赤色粉末、収率４４％）。
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍＬを溶媒として、上記ステップ２で得られた複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を２．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．４４ｍＬ、炭酸ナトリウムを１．２３ｇ混合し、窒素雰囲気下にて２０時間還流することにより、前記式（１６）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（赤色粉末、収率４４％）。
合成スキームを下記式（６２）に示す。
本有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記のとおりである。
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ3）：８．２０（ｄ，２Ｈ），８．１１（ｄ，２Ｈ），８．０１（ｂｒｓ，４Ｈ），７．６８（ｔ，２Ｈ），７．５２（ｔ，２Ｈ），７．３２（ｂｒｍ，４Ｈ），７．０８（ｍ，２Ｈ），６．３９（ｔｄ，２Ｈ），６．０５（ｄｄ，２Ｈ），４．７１（ｓ，１Ｈ），１．６２（ｓ，６Ｈ）
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の分解温度Ｔdを示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ/ＤＴＡ ３２０型）により測定したところ、Ｔd＝３６５℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（Photo Luminescence）を図１３に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６９ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１３において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度〔任意単位：auxiliary unit（ａ.ｕ.）〕を表す。図１３からも分かるように、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は２３２ｎｍ、２８４ｎｍ、３７１ｎｍおよび４７２ｎｍに吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６４４ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、赤色と視認された。
なお、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は、いくつもの吸収ピークが観測される。これは、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、一重項ＭＬＣＴ遷移、三重項π−π*遷移、三重項ＭＬＣＴ（Metal to ligand charge transfer）遷移などに対応すると類推される。特に、最も長波長側の吸収ピークが可視領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液に酸素を含む気体を注入し、酸素を溶存させた状態でＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液にアルゴンを注入し、アルゴンを溶存させた状態でＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は酸素を溶存させた状態における発光強度よりもアルゴンを溶存させた状態における発光強度の方が強いという、燐光を発光する物質と同様の傾向を示すことが分かった。このことから、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は燐光であると考えられる。
〈合成例２〉
本合成例は、前記式（１７）で表されるビス（２，３−ジフェニルキノキサリナト）アセチルアセトナト イリジウム（III）〔略称：Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成例である。
本合成例は、前記式（１７）で表されるビス（２，３−ジフェニルキノキサリナト）アセチルアセトナト イリジウム（III）〔略称：Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成例である。
〈ステップ１：複核錯体〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の合成〉
まず、２−エトキシエタノール３０ｍＬと水１０ｍＬとの混合液を溶媒として、配位子Ｈｄｐｑ（２，３−ジフェニルキノキサリン）の２．３６ｇと、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）の１．００ｇを混合し、窒素雰囲気下１５時間還流することにより、複核錯体〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を得た（暗い褐色粉末、収率９１％）。
まず、２−エトキシエタノール３０ｍＬと水１０ｍＬとの混合液を溶媒として、配位子Ｈｄｐｑ（２，３−ジフェニルキノキサリン）の２．３６ｇと、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）の１．００ｇを混合し、窒素雰囲気下１５時間還流することにより、複核錯体〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を得た（暗い褐色粉末、収率９１％）。
合成スキームおよび複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の構造式を下記式（６３）に示す。
〈ステップ２：本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の合成〉
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍＬを溶媒として、上記ステップ１で得られた〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を１．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．２０ｍＬ、炭酸ナトリウムを０．６７ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１５時間還流した。これを濾過して得られた溶液を、ジクロロメタン溶媒にてカラム精製した。ジクロロメタン／メタノール溶媒より再結晶を行い、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（赤褐色粉末、収率４０％）。
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍＬを溶媒として、上記ステップ１で得られた〔Ｉｒ（ｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を１．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．２０ｍＬ、炭酸ナトリウムを０．６７ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１５時間還流した。これを濾過して得られた溶液を、ジクロロメタン溶媒にてカラム精製した。ジクロロメタン／メタノール溶媒より再結晶を行い、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（赤褐色粉末、収率４０％）。
合成スキームを下記式（６４）に示す。
本有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りである。
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ3）：８．１５（ｔ，４Ｈ），７．８９（ｂｒｓ，４Ｈ），７．７９（ｔ，２Ｈ），７．６９（ｍ，８Ｈ），６．９４（ｄ，２Ｈ），６．５７（ｔ，２Ｈ），６．４８（ｔ，２Ｈ），６．３３（ｄ，２Ｈ），４．８１（ｓ，１Ｈ），１．６４（ｓ，６Ｈ）
また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の分解温度Ｔd を示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ/ＤＴＡ ３２０型）により測定したところ、Ｔd＝３４０℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１４に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６９ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１４において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。図１４からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は２４８ｎｍ、２８３ｎｍ、３７８ｎｍおよび４７９ｎｍに吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６８７ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、深い赤色と視認された。
なお、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は、いくつもの吸収ピークが観測される。これは、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、一重項ＭＬＣＴ遷移、三重項π−π*遷移、三重項ＭＬＣＴ遷移などに対応すると類推される。特に、最も長波長側の吸収ピークが可視領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液に酸素を含む気体を注入し、酸素を溶存させた状態でＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。また、得られたＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を含むジクロロメタン溶液にアルゴンを注入し、アルゴンを溶存させた状態でＩｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を発光させたときの発光強度を調べた。その結果、Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は酸素を溶存させた状態における発光強度よりもアルゴンを溶存させた状態における発光強度の方が強いという、燐光を発光する物質と同様の傾向を示すことが分かった。このことから、Ｉｒ（ｄｐｑ）2（ａｃａｃ）由来の発光は燐光であると考えられる。
〈合成例３〉
本合成例は、前記一般式（１）〜（８）に含まれるビス｛２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト｝ピコリナト イリジウム（III）〔略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）〕の合成例である。
本合成例は、前記一般式（１）〜（８）に含まれるビス｛２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト｝ピコリナト イリジウム（III）〔略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）〕の合成例である。
Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の構造式を下記式（６５）に示す。
まず、原料としては、合成例１のステップ２で得られた複核錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2を用いた。ジクロロメタン３０ｍＬを溶媒として、〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2 を２．８７ｇ、ピコリン酸（Ｈｐｉｃ）を１．６７ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１６時間還流した。これを濾過して、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）を得た（赤色粉末、収率５６％）。
合成スキームを下記式（６６）に示す。
本有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りである。
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：８．６６（ｄ，１Ｈ），８．４５（ｄ，１Ｈ），８．０４（ｍ，４Ｈ），７．９５（ｄ，１Ｈ），７．８１（ｍ，３Ｈ），７．６９（ｍ，２Ｈ），７．５９（ｔ，１Ｈ），７．５３（ｔ，１Ｈ），７．３３（ｍ，５Ｈ），７．１８（ｔ，１Ｈ），７．０７（ｔ，２Ｈ），６．５１（ｔｄ，１Ｈ），６．３８（ｍ，２Ｈ），５．７８（ｄｄ，１Ｈ）
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の分解温度Ｔd を示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ/ＤＴＡ ３２０型）により測定したところ、Ｔd＝３４７℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
また、得られたＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１５に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１５において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。図１５からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は複数の吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６２５ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、赤色と視認された。
長波長側の吸収ピークが可視光領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
〈合成例４〉
本合成例では、前記一般式（１）〜（８）に含まれるビス｛２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリナト｝アセチルアセトナト イリジウム(III)〔略称：Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成について説明する。
本合成例では、前記一般式（１）〜（８）に含まれるビス｛２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリナト｝アセチルアセトナト イリジウム(III)〔略称：Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕の合成について説明する。
Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の構造式を（６７）に示す。
〈ステップ１：３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジルの合成〉
配位子の原料である３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジルを、以下の要領にて合成する。まず、マグネシウム３．１６ｇとテトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）３ｍＬを懸濁させ、少量の１，２−ジブロモエタンを加えた。これに対し、１−ブロモ−３，５−ジフルオロベンゼン２５．００ｇにＴＨＦ１３０ｍＬを加えた溶液を滴下し、加熱還流下１時間半撹拌した。次に、室温に冷却した溶液に１，４−ジメチルピペラジン−２，３−ジオン９．２４ｇを添加し、加熱還流下１３時間撹拌した。
配位子の原料である３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジルを、以下の要領にて合成する。まず、マグネシウム３．１６ｇとテトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）３ｍＬを懸濁させ、少量の１，２−ジブロモエタンを加えた。これに対し、１−ブロモ−３，５−ジフルオロベンゼン２５．００ｇにＴＨＦ１３０ｍＬを加えた溶液を滴下し、加熱還流下１時間半撹拌した。次に、室温に冷却した溶液に１，４−ジメチルピペラジン−２，３−ジオン９．２４ｇを添加し、加熱還流下１３時間撹拌した。
さらに、室温に冷却した溶液に１０％塩酸２００ｍＬを加え、有機層をクロロホルムにて分取した。硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を濃縮した。最後にカラムクロマトグラフィー（ヘキサン／ジクロロメタン系）で精製することにより、３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジルを得た（黄色粉末、収率４６％）。
合成スキームを下記式（６８）に示す。
〈ステップ２：配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）の合成〉
ステップ１にて合成した３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジル８．３２ｇと１，２−フェニレンジアミン３．１９ｇに、クロロホルム３００ｍＬを加え、加熱還流下１０時間撹拌した。室温に冷却した溶液を１Ｎ塩酸、次いで飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を濃縮し、２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリン（配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ））を得た（白色粉末、収率９８％）。
ステップ１にて合成した３，３’，５，５’−テトラフルオロベンジル８．３２ｇと１，２−フェニレンジアミン３．１９ｇに、クロロホルム３００ｍＬを加え、加熱還流下１０時間撹拌した。室温に冷却した溶液を１Ｎ塩酸、次いで飽和食塩水にて洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶媒を濃縮し、２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリン（配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ））を得た（白色粉末、収率９８％）。
合成スキームおよび配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）の構造式を下記式（６９）に示す。
〈ステップ３：複核錯体〔Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の合成〉
２−エトキシエタノール３０ｍＬと水１０ｍＬとの混合液を溶媒として、ステップ２により合成した配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）を２．４６ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）を０．８３ｇ混合し、窒素雰囲気下１７時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ］2を得た（赤褐色粉末、収率７８％）。
２−エトキシエタノール３０ｍＬと水１０ｍＬとの混合液を溶媒として、ステップ２により合成した配位子Ｈ（３，５−Ｆｄｐｑ）を２．４６ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ3・ＨＣｌ・Ｈ2Ｏ）を０．８３ｇ混合し、窒素雰囲気下１７時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ］2を得た（赤褐色粉末、収率７８％）。
合成スキームおよび複核錯体〔Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2の構造式を下記式（７０）に示す。
〈ステップ３：有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の合成〉
２−エトキシエタノール３０ｍＬを溶媒として、上記ステップ３で得られた複核錯体［Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ］2を２．３４ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．３９ｍＬ、炭酸ナトリウムを１．３２ｇ混合し、窒素雰囲気下にて２０時間還流することにより、上記式（６７）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（暗赤色粉末、収率２２％）。
２−エトキシエタノール３０ｍＬを溶媒として、上記ステップ３で得られた複核錯体［Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ］2を２．３４ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．３９ｍＬ、炭酸ナトリウムを１．３２ｇ混合し、窒素雰囲気下にて２０時間還流することにより、上記式（６７）で表される本発明の有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を得た（暗赤色粉末、収率２２％）。
合成スキームを下記式（７１）に示す。
本有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記のとおりであった。
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：８．１０（ｔ，４Ｈ），７．７５（ｔ，２Ｈ），７．６１（ｍ，４Ｈ），７．３０（ｍ，２Ｈ），７．０９（ｔｔ，２Ｈ），６．７７（ｄｄ，２Ｈ），６．２０（ｔｄ，２Ｈ），４．６７（ｓ，１Ｈ），１．６１（ｓ，６Ｈ）
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の分解温度Ｔdを示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ/ＤＴＡ ３２０型）により測定したところ、Ｔd＝３４２℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１６に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１６において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。図１６からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は複数の吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６６６ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、深い赤色と視認された。
長波長側の吸収ピークが可視光領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが
分かった。
分かった。
〈合成例５〉
本合成例では、前記一般式（１）〜（８）に含まれるビス｛２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリナト｝ピコリナト イリジウム(III)〔略称：Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）〕の合成について説明する。
本合成例では、前記一般式（１）〜（８）に含まれるビス｛２，３−ビス（３，５−ジフルオロフェニル）キノキサリナト｝ピコリナト イリジウム(III)〔略称：Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）〕の合成について説明する。
Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の構造式を下記式（７２）に示す。
ジクロロメタン３０ｍＬを溶媒として、合成例４ステップ３により合成した複核錯体〔Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2Ｃｌ〕2を２．５４ｇ、ピコリン酸（Ｈｐｉｃ）を１．３４ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１６時間還流した。これを濾過して、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）を得た（赤色粉末、収率１４％）。
合成スキームを下記式（７３）に示す。
本有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の核磁気共鳴分光法（1Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果は下記の通りであった。
1Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：８．６５（ｄ，１Ｈ），８．５４（ｄ，１Ｈ），８．０６（ｍ，２Ｈ），７．８７−７．５４（ｍ，８Ｈ），７．３２（ｍ，３Ｈ），７．１２（ｍ，３Ｈ），６．８５（ｄ，１Ｈ），６．７４（ｄ，１Ｈ），６．３７（ｔ，１Ｈ），６．１７（ｔ，１Ｈ）
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の分解温度Ｔdを示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ/ＤＴＡ ３２０型）により測定したところ、Ｔd＝３４７℃であり、良好な耐熱性を示すことが分かった。
また、得られたＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（ＰＬ）を図１７に示す。なお、発光スペクトルは、ハロゲンランプの光をスリットによって分光して取り出した４６８ｎｍの波長の光を励起光として用いたときに得られたものである。図１７において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、左縦軸は吸光度（単位無し）を表し、右縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。図１７からも分かるように、得られた有機金属錯体Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は複数の吸収ピークを有している。また、発光スペクトルは６４５ｎｍに発光ピークを有する発光であった。そしてこの発光は、赤色と視認された。
長波長側の吸収ピークが可視光領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることが分かった。
合成例１〜合成例５に記載の本発明の有機金属錯体は、発光材料、または光増感剤として用いることができる。
次に、合成例１〜５で得られた本発明の有機金属錯体の吸収スペクトル、すなわち前記図１３〜図１７から、各有機金属錯体のエネルギーギャップを求めた。エネルギーギャップは、吸収スペクトルの吸収端の波長をエネルギーに換算することで算出した。その結果を表１に示す。
なお、上述した本発明の有機金属錯体を発光素子の発光材料として用いる際には、これら有機金属錯体を適宜ホスト材料中に分散することが好ましい。表２に、前記と同様の測定手法により測定した代表的なホスト材料のエネルギーギャップを示す。
表２を表１と比較するとわかるように、いずれのホスト材料のエネルギーギャップも本発明の有機金属錯体よりも大きく、本発明の有機金属錯体に対するホスト材料として使用できる。
さらに、エネルギーギャップだけでなく、上記合成例で得られた本発明の有機金属錯体の酸化・還元特性をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）により測定し、イオン化ポテンシャルや電子親和力を見積もった。まず、合成例１の有機金属錯体〔Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕を例に、ＣＶ測定の手順を以下に示す。
測定装置は、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ4ＮＣｌＯ4）を１００ｍｍｏｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象であるＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を１ｍｍｏｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、基準電極としてはＡｇ/Ａｇ+電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。
酸化特性については、まず基準電極に対する作用電極の電位を−０．４から１．２Ｖまで走査した後、続いて１．２Ｖから−０．４Ｖまで走査することにより測定した。また、還元特性については、まず基準電極に対する作用電極の電位を−０．４から−２．４Ｖまで走査した後、続いて−２．４Ｖから−０．４Ｖまで走査することにより測定した。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ/ｓに設定した。
Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の酸化特性について調べたＣＶ曲線を図１８（Ａ）に、還元特性について調べたＣＶ曲線を図１８（Ｂ）に、それぞれ示す。図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（１×１０-5Ａ）を表す。図１８（Ａ）から、酸化ピーク電位（Ｅox）は０．８８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ/Ａｇ+電極）であることが分かった。また、図１８（Ｂ）から、還元ピーク電位（Ｅre）は−１．５８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ/Ａｇ+電極）であることが分かった。
同様の測定手法により、合成例２および合成例３で得られた本発明の各有機金属錯体に関しても、酸化ピーク電位（Ｅox）および還元ピーク電位（Ｅre）を測定した。ＣＶ測定の結果を表３にまとめる。なお、これらの有機金属錯体は、ＣＶ測定を１００サイクル繰り返した場合であっても、酸化・還元のいずれについてもＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られず、酸化・還元反応に対して極めて安定であることも分かっている。
ところで、上述した本発明の有機金属錯体を発光素子の発光材料として用いる際には、これら有機金属錯体を適宜ホスト材料中に分散することが好ましい。そこで、同様の測定手法により、代表的なホスト材料の酸化ピーク電位および還元ピーク電位を測定した。結果を下記表４に示す。
表４を表３と比較すると、まず、本発明の有機金属錯体は、各ホスト材料に比べて特に還元電位が大きい（還元電位の絶対値が小さい）ことがわかる。このことはすなわち、本発明の有機金属錯体の方がホスト材料よりも電子親和力が大きい（より還元されやすい）ことを示す。したがって、本発明の有機金属錯体は、電子を受け取りやすい性質があり、上述したホスト材料に分散することで効果的にキャリアをトラップできることが示唆される。
また、組み合わせによっては、本発明の有機金属錯体の方がホスト材料よりも酸化電位が小さくなる（例えば、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＡｌｑ3との組み合わせや、ホスト材料としてＣＢＰを用いた場合など）。そのような組み合わせの場合は、本発明の有機金属錯体の方がホスト材料よりもイオン化ポテンシャルが小さい（より酸化されやすい）ことになる。したがって、このような組み合わせを発光素子に適用した場合、電子だけでなくホールも効果的にトラップできる。
ホスト材料としては、本発明の有機金属錯体が電子およびホールを効果的にトラップすることを可能とする酸化還元電位を有する材料を用いることが好ましいが、キャリアおよびホールの両方である必要はなく、いずれか一方でもよい。また、ホスト材料のエネルギーギャップが有機金属錯体のエネルギーギャップより大きければ、必ずしもそうでなくてもよい。
《実施例２》
本実施例では、本発明の発光素子の素子構造および作製方法について図１９を用いて説明する。
本実施例では、本発明の発光素子の素子構造および作製方法について図１９を用いて説明する。
まず、基板１３００上に、１１０ｎｍの膜厚となるようにインジウム錫酸化物を成膜し、第１の電極１３０１を形成した。なお、成膜にはスパッタ法を用いた。
次に、第１の電極１３０１上に、膜厚２０ｎｍとなるように銅フタロシアニンを成膜し、ホール注入層１３１１を形成した。なお、成膜は、第１の電極１３０１が形成された基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極１３０１が形成された面を下方にして固定し、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源に銅フタロシアニンを入れ、抵抗加熱法を用いた蒸着法によって行った。
次に、ホール注入層１３１１上に、膜厚４０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール輸送層１３１２を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１３１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
次に、α−ＮＰＤ中に８質量％の割合で前記式（１６）で表されるビス｛２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト｝アセチルアセトナト イリジウム（III）〔以下、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）と記す。〕が含まれるようにα−ＮＰＤを成膜し、発光層１３１３を形成した。なお、成膜は、α−ＮＰＤとＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法を用いて行い、膜厚は３０ｎｍになるようにした。ここで、α−ＮＰＤは、ホスト材料として機能する。
次に、発光層１３１３上に、膜厚３０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子輸送層１３１４を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１３１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。次に、電子輸送層１３１４上に、膜厚１ｎｍとなるように弗化カルシウム（ＣａＦ2）を成膜し、電子注入層１３１５を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１３１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
以上のようにして、ホール注入層１３１１、ホール輸送層１３１２、発光層１３１３、電子輸送層１３１４、電子注入層１３１５を積層して形成される発光物質を含む層１３０２を形成した。
次に、電子注入層１３１５上に、膜厚１５０ｎｍとなるようにアルミニウムを成膜し、第２の電極１３０３を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１３１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
また、作製した発光素子を窒素雰囲気下のグローブボックス内に移動し、同グローブボックスにてシール材を用いて封止を行った。発光素子を封止後グローブボックス外に取り出し、室温（約２５℃）にて初期状態における電流密度−輝度特性、電圧−輝度特性、輝度−電流効率特性について調べた。また、定電流駆動による連続点灯試験を行い、素子寿命について調べた。
まず、作製した発光素子の初期特性を図２０に示す。図２０（Ａ）は電流密度−輝度特性を、図２０（Ｂ）は電圧−輝度特性を、図２０（Ｃ）は輝度−電流効率特性を示している。電圧−輝度特性から、９．０Ｖの電圧を印加した時に、４４０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光し、その時の発光効率が１．０ｃｄ/Ａであることが分かった。なお、発光スペクトルのピーク波長は６４７ｎｍであった。また、ＣＩＥ色度座標は（ｘ、ｙ）＝（０．６７、０．３２）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する極めて色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
次に、一定時間、一定の電流値の電流を流す定電流駆動による連続点灯試験を行った。試験方法としては、初期状態において４４０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するために必要な電流密度（４４．３ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、輝度の経時変化を調べた。その結果、３８００時間経過時における輝度は、初期状態における輝度の６８％を保っており、輝度の半減には至らなかった。このことから、本発明の発光素子は、発光時間に伴う輝度の減少が小さく、素子寿命が良好であることが分かった。
また、この連続点灯試験を継続して行った。得られた試験結果を図２１に示す。横軸は時間、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図２１に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、８０００時間と見積もられた。
《実施例３》
本実施例では、Ａｌｑ3をホスト材料として用いた本発明の発光素子の素子構造およびその作製方法について図２２を用いて説明する。
本実施例では、Ａｌｑ3をホスト材料として用いた本発明の発光素子の素子構造およびその作製方法について図２２を用いて説明する。
まず、基板１４００上に、１１０ｎｍの膜厚となるようにインジウム錫酸化物を成膜し、第１の電極１４０１を形成した。なお、成膜にはスパッタ法を用いた。
次に、第１の電極１４０１上に、膜厚２０ｎｍとなるようにＤＮＴＰＤを成膜し、ホール注入層１４１１を形成した。なお、成膜は、第１の電極１４０１が形成された基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極１４０１が形成された面を下方にして固定し、真空蒸着装置の内部に備えられた蒸発源にＤＮＴＰＤを入れ、抵抗加熱法を用いた蒸着法によって行った。
次に、ホール注入層１４１１上に、膜厚１０ｎｍとなるようにα−ＮＰＤを成膜し、ホール輸送層１４１２を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１４１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
次に、Ａｌｑ3中に８質量％の割合で前記式（１６）で表されるビス｛２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト｝アセチルアセトナト イリジウム（III）（以下、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）と記す。）が含まれるようにＡｌｑ3を成膜し、発光層１４１３を形成した。なお、成膜は、Ａｌｑ3とＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とをそれぞれ蒸発源として備えた共蒸着法を用いて行い、膜厚は３０ｎｍになるようにした。ここで、Ａｌｑ3は、ホスト材料として機能する。
次に、発光層１４１３上に、膜厚３０ｎｍとなるようにＡｌｑ3を成膜し、電子輸送層１４１４を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１４１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
次に、電子輸送層１４１４上に、膜厚１ｎｍとなるように弗化カルシウム（ＣａＦ2）を成膜し、電子注入層１４１５を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１４１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
以上のようにして、ホール注入層１４１１、ホール輸送層１４１２、発光層１４１３、電子輸送層１４１４、電子注入層１４１５を積層して形成される発光物質を含む層１４０２を形成した。
次に、電子注入層１４１５上に、膜厚１５０ｎｍとなるようにアルミニウムを成膜し、第２の電極１４０３を形成した。なお、成膜は、ホール注入層１４１１の形成と同様に、蒸着法によって行った。
また、作製した発光素子を窒素雰囲気下のグローブボックス内に移動し、同グローブボックスにてシール材を用いて封止を行った。発光素子を封止後グローブボックス外に取り出し、室温（約２５℃）にて初期状態における電流密度−輝度特性、電圧−輝度特性、輝度−電流効率について調べた。また、定電流駆動による連続点灯試験を行い、素子寿命について調べた。
まず、作製した発光素子の初期特性を図２３に示す。図２３（Ａ）が電流密度−輝度特性、図２３（Ｂ）が電圧−輝度特性、図２３（Ｃ）が輝度−電流効率を表す。電圧−輝度特性から、１０．６Ｖの電圧を印加した時に、４７０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光し、その時の発光効率が１．１ｃｄ/Ａであることが分かった。なお、発光スペクトルのピーク波長は６５９ｎｍであった。また、ＣＩＥ色度座標は（ｘ、ｙ）＝（０．７０、０．３０）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する極めて色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
次に、定電流駆動による連続点灯試験を行った。試験方法としては、初期状態において４７０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するために必要な電流密度（４１．７ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、輝度の経時変化を調べた。その結果、１４００時間経過時における輝度は、初期状態における輝度の８９％を保っており、輝度の半減には至らなかった。このことから、本発明の発光素子は、発光時間に伴う輝度の減少が小さく、素子寿命が良好であることが分かった。
また、この連続点灯試験を継続して行った。得られた試験結果を図２４に示す。横軸は時間、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図２４に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、３４０００時間と見積もられた。
《実施例４》
本実施例では、α−ＮＰＤおよびＡｌｑ3の２種類の材料をホスト材料として用いた発光素子の例について説明する。本実施例の素子は、発光層１４１３を下記のとおりの構成とした以外は、実施例３と同様にして作製した。
本実施例では、α−ＮＰＤおよびＡｌｑ3の２種類の材料をホスト材料として用いた発光素子の例について説明する。本実施例の素子は、発光層１４１３を下記のとおりの構成とした以外は、実施例３と同様にして作製した。
発光層１４１３は、α−ＮＰＤの蒸着レートを０．４ｎｍ/ｓに設定し、また、Ａｌｑ3の蒸着レートを０．１ｎｍ/ｓに設定した状態で、さらに前記式（１６）で表されるＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を蒸発させる３元蒸着により形成した。この時、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）の添加量がα−ＮＰＤに対して８質量％となるように設定した。また、膜厚は３０ｎｍになるようにした。ここで、α−ＮＰＤおよびＡｌｑ3は、ホスト材料として機能する。
また、作製した発光素子を窒素雰囲気下のグローブボックス内に移動し、同グローブボックスにてシール材を用いて封止を行った。発光素子を封止後、グローブボックス外に取り出し、室温（約２５℃）にて初期状態における電流密度−輝度特性、電圧−輝度特性、輝度−電流効率特性について調べた。また、定電流駆動による連続点灯試験を行い、素子寿命について調べた。
まず、作製した発光素子の初期特性を図２５に示す。図２５（Ａ）は電流密度−輝度特性を、図２５（Ｂ）は電圧−輝度特性を、図２５（Ｃ）は輝度−電流効率特性を表す。その結果、７．６Ｖの電圧を印加した時に、５１０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光し、その時の発光効率は１．３ｃｄ/Ａであることが分かった。なお、発光スペクトルのピーク波長は６４０ｎｍであった。また、ＣＩＥ色度座標は（ｘ、ｙ）＝（０．７０、０．３０）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する極めて色純度の高い赤色発光を示すことが分かった。
次に、定電流駆動による連続点灯試験を行った。試験方法としては、初期状態において５１０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するために必要な電流密度（３７．８ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、輝度の経時変化を調べた。その結果、１２００時間経過時における輝度は、初期状態における輝度の９０％を保っており、輝度の半減に至らなかった。このことから、本発明の発光素子は、発光時間に伴う輝度の減少が小さく、素子寿命が良好であることが分かる。
また、この連続点灯試験を継続して行った。得られた試験結果を図２６に示す。横軸は時間、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図２６に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、４００００時間と見積もられた。
《実施例５》
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図１９を用いて説明する。本実施例は、発光層の構成は実施例２と同じであるが、他の層の膜厚や材料を最適化して発光効率をさらに向上させた実施例である。
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図１９を用いて説明する。本実施例は、発光層の構成は実施例２と同じであるが、他の層の膜厚や材料を最適化して発光効率をさらに向上させた実施例である。
基板１３００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極１３０１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
次に、第１の電極１３０１が形成された基板１３００を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極１３０１が形成された面を下方となるように固定した。
次に、第１の電極１３０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）を、抵抗加熱法による蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層１３１１を形成した。
次に、正孔注入層１３１１上に、α−ＮＰＤを、抵抗加熱法による蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１３１２を形成した。
次に、正孔輸送層１３１２上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とα−ＮＰＤとを共蒸着によって、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層１３１３を形成した。ここで、α−ＮＰＤとＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）との質量比は、１：０．０８（＝α−ＮＰＤ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はα−ＮＰＤから成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、１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、発光層１３１３上に、Ａｌｑ3を抵抗加熱による蒸着法を用いて７０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層１３１４を形成した。
次に、電子輸送層１３１４上に、弗化カルシウムを、抵抗加熱による蒸着法を用いて１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層１３１５を形成した。
次に、電子注入層１３１５上に、アルミニウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極１３０３を形成した。
以上のようにして作製した発光素子を窒素雰囲下で封止した。その後、第２の電極１３０３の電位よりも第１の電極１３０１の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べた。なお、測定は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。この結果を図２７に示す。図２７（Ａ）は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図２７（Ｂ）は電圧−輝度特性について調べた結果であり、図２７（Ｃ）は輝度−電流効率特性について調べた結果である。図２７（Ａ）において、横軸は電流密度（ｍＡ/ｃｍ2）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図２７（Ｂ）において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図２７（Ｃ）において、横軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ/Ａ）を表す。
これらの結果から、７．２Ｖの電圧を印加したとき、５２０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．８ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６４４ｎｍにピークを有するものであった。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６６，０．３３）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
次に、連続点灯試験によって輝度の経時変化について調べた。連続点灯試験は、初期状態において５２０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するのに必要な電流密度（本実施例の発光素子においては１３．９ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、各経過時間における輝度を測定することによって行った。なお、試験は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。
連続点灯試験の結果を図２８に示す。図２８において、横軸は時間（ｈ）、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図２８から、１４００時間経過時における相対輝度は９５％、すなわち初期輝度からの劣化率は５％であり、半減値には至っていないことが分かった。つまり、本発明の発光素子は素子寿命が良好な素子であることが分かった。また、図２８に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、１９０００時間と見積もられた。
《実施例６》
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図２２を用いて説明する。本実施例６は、発光層の構成は実施例３と同じであるが、他の層の膜厚や材料を最適化して発光効率をさらに向上させた実施例である。
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図２２を用いて説明する。本実施例６は、発光層の構成は実施例３と同じであるが、他の層の膜厚や材料を最適化して発光効率をさらに向上させた実施例である。
基板１４００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極１４０１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
次に、第１の電極１４０１が形成された基板１４００を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極１４０１が形成された面を下方となるように固定した。
次に、第１の電極１４０１上に、ＤＮＴＰＤを抵抗加熱法による蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層１４１１を形成した。
次に、正孔注入層１４１１上に、α−ＮＰＤを抵抗加熱による蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１４１２を形成した。
次に、正孔輸送層１４１２上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＡｌｑ3とを共蒸着によって、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層１４１３を形成した。ここで、Ａｌｑ3とＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）との質量比は、１：０．０８〔＝Ａｌｑ3：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）〕となるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はＡｌｑ3から成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、１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、発光層１４１３上に、Ａｌｑ3を抵抗加熱による蒸着法を用いて７０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層１４１４を形成した。
次に、電子輸送層１４１４上に、弗化カルシウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層１４１５を形成した。
次に、電子注入層１４１５上に、アルミニウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極１４０３を形成した。
以上のようにして作製した発光素子を窒素雰囲下で封止した。その後、第２の電極１４０３の電位よりも第１の電極１４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べた。なお、測定は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。結果を、図２９に示す。図２９（Ａ）は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図２９（Ｂ）は、電圧−輝度特性について調べた結果であり、図２９（Ｃ）は輝度−電流効率特性について調べた結果である。図２９（Ａ）において、横軸は電流密度（ｍＡ/ｃｍ2）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図２９（Ｂ）において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図２９（Ｃ）において、横軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ/Ａ）を表す。
これらの結果から、８．６Ｖの電圧を印加したとき、４９０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．７ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６５６ｎｍにピークを有するものであった。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６４，０．３４）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
次に、連続点灯試験によって輝度の経時変化について調べた。連続点灯試験は、初期状態において４９０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するのに必要な電流密度（本実施例の発光素子においては１３．３ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、各経過時間における輝度を測定することによって行った。なお、試験は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。
連続点灯試験の結果を図３０に示す。図３０において横軸は時間（ｈ）、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図３０から、１８００時間経過時における相対輝度は８４％、すなわち初期輝度からの劣化率は１６％であり、半減値には至っていないことが分かった。つまり、本発明の発光素子は素子寿命が良好な素子であることが分かった。なお、図３０に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、３３０００時間と見積もられた。
《実施例７》
本実施例は、電子輸送層１４１４および電子注入層１４１５の構成を以下のように変えた以外は、実施例６と同様にして作製した発光素子の実施例である。図２２を用いて説明する。
本実施例は、電子輸送層１４１４および電子注入層１４１５の構成を以下のように変えた以外は、実施例６と同様にして作製した発光素子の実施例である。図２２を用いて説明する。
本実施例においては、電子輸送層１４１４の膜厚を３０ｎｍとした。また、電子注入層１４１５は、Ａｌｑ3とＬｉとを共蒸着することによって、４０ｎｍの膜厚となるように成膜した。ここで、Ａｌｑ3とＬｉとの質量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ3：Ｌｉ）となるようにした。
以上のようにして作製した発光素子を窒素雰囲下で封止した。その後、第２の電極１４０３の電位よりも第１の電極１４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べた。なお、測定は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。この結果を図３１に示す。図３１（Ａ）は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図３１（Ｂ）は電圧−輝度特性について調べた結果であり、図３１（Ｃ）は輝度−電流効率特性について調べた結果である。図３１（Ａ）において、横軸は電流密度（ｍＡ/ｃｍ2）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図３１（Ｂ）において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図３１（Ｃ）において、横軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ/Ａ）を表す。
これらの結果から、７．６Ｖの電圧を印加したとき、４８０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．５ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６５６ｎｍにピークを有するものであった。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６６，０．３３）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
次に、連続点灯試験によって輝度の経時変化について調べた。連続点灯試験は、初期状態において４８０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するのに必要な電流密度（本実施例の発光素子においては１３．７ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、各経過時間における輝度を測定することによって行った。なお、試験は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。連続点灯試験の結果を図３２に示す。図３２において、横軸は時間（ｈ）、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図３２から、７４０時間経過時における相対輝度は８６％、すなわち初期輝度からの劣化率は１４％であり、半減値には至っていないことが分かった。つまり、本発明の発光素子は素子寿命が良好な素子であることが分かった。なお、図３２に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、３６０００時間と見積もられた。
《実施例８》
本実施例８は、発光層の構成は実施例４と同じであるが、他の層の膜厚や材料を最適化して発光効率をさらに向上させた実施例であり、電子輸送層１４１４および電子注入層１４１５の構成を以下のように変えた以外は、実施例６と同様にして作製した発光素子の実施例である。図２２を用いて説明する。
本実施例８は、発光層の構成は実施例４と同じであるが、他の層の膜厚や材料を最適化して発光効率をさらに向上させた実施例であり、電子輸送層１４１４および電子注入層１４１５の構成を以下のように変えた以外は、実施例６と同様にして作製した発光素子の実施例である。図２２を用いて説明する。
本実施例においては、発光層１４１３は、α−ＮＰＤ、Ａｌｑ3、およびＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）を同時に蒸発させる３元蒸着により形成した。この時、質量比でＡｌｑ3：α−ＮＰＤ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）＝１：１：０．０８となるように成膜レートを設定した。また、膜厚は３０ｎｍになるようにした。ここで、α−ＮＰＤおよびＡｌｑ3は、ホスト材料として機能する。また、電子輸送層１４１４の膜厚を６０ｎｍとした。
以上のようにして作製した発光素子を窒素雰囲下で封止した。その後、第２の電極１４０３の電位よりも第１の電極１４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加し、発光素子の動作特性について調べた。なお、測定は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。この結果を図３３に示す。図３３（Ａ）は電流密度−輝度特性について調べた結果であり、図３３（Ｂ）は電圧−輝度特性について調べた結果であり、図３３（Ｃ）は輝度−電流効率特性について調べた結果である。図３３（Ａ）において、横軸は電流密度（ｍＡ/ｃｍ2）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図３３（Ｂ）において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表す。図３３（Ｃ）において、横軸は輝度（ｃｄ/ｍ2）を表し、縦軸は電流効率（ｃｄ/Ａ）を表す。
これらの結果から、７．８Ｖの電圧を印加したとき、５６０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．６ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６５１ｎｍにピークを有するものであった。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６８，０．３１）であり、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）に由来する色純度の高い赤色系の発光を示すことが分かった。
次に、連続点灯試験によって輝度の経時変化について調べた。連続点灯試験は、初期状態において５６０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光するのに必要な電流密度（本実施例の発光素子においては１５．６ｍＡ/ｃｍ2）の電流を一定時間流し続け、各経過時間における輝度を測定することによって行った。なお、試験は室温（２５℃）になるように保った状態で行った。
連続点灯試験の結果を図３４に示す。図３４において、横軸は時間（ｈ）、縦軸は初期状態における輝度に対する輝度の割合〔すなわち相対輝度（％）〕を表す。図３４から、６４０時間経過時における相対輝度は８４％、すなわち初期輝度からの劣化率は１６％であり、半減値には至っていないことが分かった。つまり、本発明の発光素子は素子寿命が良好な素子であることが分かった。また、図３４に示した結果を基にして、外挿法により輝度半減時間を予測したところ、６８０００時間と見積もられた。
《実施例９》
本実施例では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図３５を用いて説明する。なお、図３５（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３５（Ｂ）は図３５（Ａ）中Ａ−Ａ’線断面図（Ａ−Ａ’で切断した断面図）である。点線で示された１５０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、１５０２は画素部、１５０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、１５０４は封止基板、１５０５はシール材であり、シール材１５０５で囲まれた内側１５０６は、空間になっている。
本実施例では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図３５を用いて説明する。なお、図３５（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３５（Ｂ）は図３５（Ａ）中Ａ−Ａ’線断面図（Ａ−Ａ’で切断した断面図）である。点線で示された１５０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、１５０２は画素部、１５０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、１５０４は封止基板、１５０５はシール材であり、シール材１５０５で囲まれた内側１５０６は、空間になっている。
なお、１５０７は、ソース側駆動回路１５０１およびゲート側駆動回路１５０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１５０８からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示していないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていてもよい。本発明の発光装置には、発光装置本体だけの場合はもちろん、それにＦＰＣ若しくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図３５（Ｂ）を用いて説明する。基板１５０９上には駆動回路部および画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路１５０１と、画素部１５０２が示されている。
なお、ソース側駆動回路１５０１はｎチャネル型ＴＦＴ１５１７とｐチャネル型ＴＦＴ１５１８とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路若しくはＮＭＯＳ回路で形成してもよい。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示しているが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部１５０２はスイッチング用ＴＦＴ１５１０と、電流制御用ＴＦＴ１５１１とそのドレインに電気的に接続された第１の電極１５１２とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極１５１２の端部を覆って絶縁物１５１３が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、成膜性を良好なものとするため、絶縁物１５１３の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物１５１３の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物１５１３の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物１５１３として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、あるいは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。さらには、絶縁物１５１３の材料として有機物に限らず無機物を用いることができ、例えば酸化珪素、酸化窒化珪素等を用いることができる。
第１の電極１５１２上には、発光物質を含む層１５１４、および第２の電極１５１５がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極１５１２に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、インジウム錫酸化物からなる膜、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物からなる膜、インジウム亜鉛酸化物からなる膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、発光物質を含む層１５１４は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法によって形成される。発光物質を含む層１５１４には、本発明の有機金属錯体が含まれる。また、これらの有機金属錯体に組み合わせて用いる材料としては、低分子系材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子系材料であってもよい。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層若しくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の１部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
さらに、発光物質を含む層１５１４上に形成される第２の電極（陰極）１５１５に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料、例えばＡｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金であるＭｇ：Ａｇ、Ｍｇ：Ｉｎ、Ａｌ：Ｌｉ、またはＣａＦ2、ＣａＮ等の金属化合物を用いればよい。なお、発光物質を含む層１５１４で生じた光が第２の電極１５１５を透過させる場合には、第２の電極（陰極）１５１５として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜〔酸化インジウム酸化錫合金（ＩＴＯ）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3−ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等〕との積層を用いるのがよい。
さらに、シール材１５０５で封止基板１５０４を素子基板１５０９と貼り合わせることにより、素子基板１５０９、封止基板１５０４、およびシール材１５０５で囲まれた空間１５０６に発光素子１５１６が備えられた構造になっている。なお、空間１５０６には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材１５０５で充填される構成も含むものとする。
なお、シール材１５０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板１５０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。以上のような、本発明を用いた発光装置は、本発明の発光素子の発光効率がよく長時間駆動が可能であることから、低消費電力であり、長寿命なものである。
《実施例１０》
本実施例１０では、本発明で発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について説明する。本発明を適用した発光装置が低消費電力であり、長寿命なものであることから、当該発光装置を用いた電気器具においても、例えば表示部や照明部に係る電力を軽減し、長時間使用可能となる。
本実施例１０では、本発明で発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について説明する。本発明を適用した発光装置が低消費電力であり、長寿命なものであることから、当該発光装置を用いた電気器具においても、例えば表示部や照明部に係る電力を軽減し、長時間使用可能となる。
本発明を用いて形成される発光装置を用いて作製された電気器具として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話器、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置〔具体的にはデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置〕、照明器具などが挙げられる。電気器具のいくつかの具体例を図３６により説明する。本発明の発光装置を用いた電気器具はこれら例示の具体例に限定されない。
図３６（Ａ）は表示装置であり、筐体１６００、支持台１６０１、表示部１６０２、スピーカー部１６０３、ビデオ入力端子１６０４等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部１６０２に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パーソナルコンピューター用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
図３６（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体１７００、筐体１７０１、表示部１７０２、キーボード１７０３、外部接続ポート１７０４、ポインティングマウス１７０５等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部１７０２に用いることにより作製される。
図３６（Ｃ）はビデオカメラであり、本体１８００、表示部１８０１、筐体１８０２、外部接続ポート１８０３、リモコン受信部１８０４、受像部１８０５、バッテリー１８０６、音声入力部１８０７、操作キー１８０８、接眼部１８０９等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部１８０１に用いることにより作製される。
図３６（Ｄ）は卓上照明器具であり、照明部１９００、傘１９０１、可変アーム１９０２、支柱１９０３、台１９０４、電源１９０５を含む。本発明の発光素子を用いて形成される発光装置を照明部１９００に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。
また、図３６（Ｅ）は携帯電話器（機）であり、本体２０００、筐体２００１、表示部２００２、音声入力部２００３、音声出力部２００４、操作キー２００５、外部接続ポート２００６、アンテナ２００７等を含む。本発明の発光素子を有する発光装置をその表示部２００２に用いることにより作製される。
以上のようにして、本発明の発光素子、発光装置を有する電気器具を得ることができる。また、以上のような本発明を用いた電気器具は、本発明の発光素子の発光効率がよく長時間駆動が可能であることから、低消費電力であり、長時間使用が可能であることから経済的でもある。
《実施例１１》
本実施例では、本発明の発光材料と他の発光材料とを用いて白色の発光素子を構成する場合について説明する。
本実施例では、本発明の発光材料と他の発光材料とを用いて白色の発光素子を構成する場合について説明する。
本発明の発光材料を用いて、白色の発光素子を構成するためには、第１の電極と第２の電極間に複数の発光領域を設け、全体として白色発光が得られるように各発光領域の発光色を調整する必要がある。なお、本発明の発光材料は赤色系燐光材料であり、他の発光材料と接するように発光領域を構成すると、発光材料間でエネルギー移動が起こってしまい、どちらかの発光材料の発光色のみが強く発光し、他方の発光材料の発光色が弱く発光してしまう現象が起こる可能性がある。この発光色のアンバランスを改善するため、発光領域の間に間隔層を設けてもよい。間隔層は透光性を有している必要があり、電子輸送性材料で構成しても、ホール輸送性材料で構成してもよい。具体的には、実施の形態で示した電子輸送性材料、ホール輸送性材料を用いればよい。
次に、２つの発光領域を設けた場合の白色発光素子の構成の１例を図３７に示す。図３７において、第１の電極２１０１と第２の電極２１０５との間に、第１の発光領域２１０２と第２の発光領域２１０４が存在し、第１の発光領域２１０２と第２の発光領域２１０４の間に、間隔層２１０３が存在する。２１００は基板である。第１の発光領域２１０２に本発明の燐光材料を用い、第２の発光領域２１０４に青緑系の発光材料を用いることで、全体として白色発光を得ることが可能である。
第２の発光領域２１０４を構成する青緑系の発光材料としては、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４，４’−ビス［２−ジフェニルビニル］ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−（Ｎ−エチルカルバゾール−３−イル）ビニル］ビフェニル（略称：ＢＣｚＶＢｉ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−クロロガリウム（略称：Ｇａｍｑ2Ｃｌ）、などの蛍光材料、ビス［２−（３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒ（ｐｉｃ））、などの燐光材料が挙げられる。
図３７の具体的な構成について説明する。基板２１００上に第１の電極２１０１であるＩＴＯを１１０ｎｍの膜厚で形成する。
次に、第１の発光領域２１０２を形成する。具体的には、ホール注入性材料であるＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ホール輸送性材料であるα−ＮＰＤを３０ｎｍ形成する。その後、本発明の赤色系燐光材料であるＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とα−ＮＰＤとを、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）が８質量％となるように共蒸着法により３０ｎｍの膜厚で形成する。
次に、間隔層２１０３としてＣＢＰを５ｎｍの膜厚で形成する。その後、第２の発光領域２１０４を形成する。具体的には、青緑色燐光材料であるＩｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ）と、ＣＢＰとを、Ｉｒ（ＣＦ3ｐｐｙ）2（ｐｉｃ）が８質量％となるように２５ｎｍの膜厚で形成する。次に、ホールブロック材料（且つ電子輸送材料）であるＢＣＰを１０ｎｍ形成し、さらに、電子輸送層としてＡｌｑ3を２０ｎｍ形成する。その後、電子注入層として、フッ化カルシウム（略称：ＣａＦ2）を１ｎｍの膜厚で形成する。
その後、第２の電極２１０５としてＡｌを１５０ｎｍ成膜する。
これにより、本発明の燐光材料と青緑色燐光材料とを用いた白色光素子が得られる。図３７の構成では、間隔層２１０３としてバイポーラ性の材料を用いたが、これに限らず、ホール輸送性材料、電子輸送材料、ホールブロック材料等を用いてもよい。また、本実施例では、発光領域が２つの場合の例を示したが、全体として白色発光を得るために、より多くの発光領域を設けてもよい。
また、青緑色蛍光材料を用いて白色発光素子を形成する場合には、第１の電極２１０１としてＩＴＯを１１０ｎｍ、ホール注入性材料であるＤＮＴＰＤを５０ｎｍ、ホール輸送性材料であるα−ＮＰＤを３０ｎｍ形成し、第１の発光領域２１０２として、本発明の赤色系燐光材料であるＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とα−ＮＰＤとを、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）が８質量％となるように共蒸着法により３０ｎｍの膜厚で形成する。その後、間隔層２１０３としてＣＢＰを５ｎｍの膜厚にし、第２の発光領域２１０４として青緑色蛍光材料であるペリレンと、ＢＡｌｑとを、ペリレンが１質量％となるように２５ｎｍの膜厚で形成する。次に、電子輸送層としてＡｌｑ3を３０ｎｍ形成する。その後、電子注入層として、ＣａＦ2を１ｎｍ蒸着し、最後に第２の電極２１０５としてＡｌを１５０ｎｍ成膜する。これにより、本発明の赤色系燐光材料と青緑色蛍光材料とを用いて白色発光素子を得ることができる。
《実施例１２》
本実施例では、本発明の燐光材料を用いた白色発光素子の実施例１１とは異なる構成について図３８を用いて説明する。
本実施例では、本発明の燐光材料を用いた白色発光素子の実施例１１とは異なる構成について図３８を用いて説明する。
図３８において、第１の電極２２０１と第２の電極２２０７との間に、第１の発光領域２２０２、第２の発光領域２２０４、第３の発光領域２２０６が存在し、第１の発光領域２２０２と第２の発光領域２２０４の間にキャリアを発生する層２２０３が存在し、第２の発光領域２２０４と第３の発光領域２２０６の間にキャリアを発生する層２２０５が存在する。第１の発光領域２２０２、第２の発光領域２２０４、第３の発光領域２２０６に、本発明の燐光材料、緑系の発光材料、青系の発光材料を用いることで、全体として白色発光を得ることが可能である。
青色系の発光材料としては、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、１，１，４，４−テトラフェニル−１，３−ブタジエン（略称：ＴＰＢ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢｉＡｎｔ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、などの蛍光材料、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ6）、などの燐光材料をが挙げられる。
緑色系の発光材料としては、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、などの蛍光材料、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ2'）イリジウム（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）アセチルアセトネート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）2（ａｃａｃ））、ビス［２−（４−メチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ2'］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート（略称：Ｉｒ（ｔｐｙ）2（ａｃａｃ））、などの燐光材料が挙げられる。
また、キャリアを発生する層としては、透明導電膜を用いることができ、具体的には、インジウム錫酸化物（略称：ＩＴＯ）、または珪素を含有したインジウム錫酸化物、２〜２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム等が挙げられる。
図３８の具体的な構成について説明する。基板２２００上に第１の電極２２０１であるＩＴＯを１１０ｎｍの膜厚で形成する。具体的には、ホール注入性材料としてα−ＮＰＤと酸化モリブデンとを質量比が１：０．２５となるように共蒸着法により膜厚５０ｎｍで形成し、ホール輸送性材料であるα−ＮＰＤを１０ｎｍ形成する。次に、第１の発光領域２２０２を形成する。具体的には、本発明の赤色系燐光材料であるＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＡｌｑ3とを、共蒸着法により、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）が８質量％となるように、３７．５ｎｍの膜厚で形成する。電子輸送性材料としてＡｌｑ3を２７．５ｎｍ、電子注入性材料としてＢＣＰとＬｉとを質量比が１：０．００５となるよう共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成する。次に、キャリアを発生する層２２０３である透明導電膜としてＩＴＯを２０ｎｍの膜厚で形成する。
透明導電膜２２０３上に、第２の発光領域２２０４を形成する。具体的には、正孔注入層としてα−ＮＰＤと酸化モリブデンとを質量比が１：０．２５となるように共蒸着法により膜厚５０ｎｍで形成し、ホール輸送性材料であるα−ＮＰＤを１０ｎｍ形成する。次に、第２の発光領域２２０４として緑色系発光材料として、クマリン６とＡｌｑ3とを、共蒸着法により、３７．５ｎｍの膜厚で形成する。次に、電子輸送層としてＡｌｑ3を２７．５ｎｍ形成し、電子注入性材料としてＢＣＰとＬｉとを質量比が１：０．００５となるよう共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成する。次に、透明導電膜２２０５としてＩＴＯを２０ｎｍの膜厚で形成する。
透明導電膜２２０５上に、同様に第３の発光領域２２０６を形成する。具体的には、正孔注入層としてα−ＮＰＤと酸化モリブデンとを質量比が１：０．２５となるように共蒸着法により膜厚５０ｎｍで形成し、ホール輸送性材料であるα−ＮＰＤを１０ｎｍ形成する。次に、第２の発光領域として青色系発光材料として、ｔ−ＢｕＤＮＡを３７．５ｎｍの膜厚で形成する。次に、電子輸送層としてＡｌｑ3を２７．５ｎｍ形成し、電子注入性材料としてＢＣＰとＬｉとを質量比が１：０．００５となるよう共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成する。そして、第２の電極２２０７としてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚で形成する。これにより、本発明の赤色系燐光材料を導入した白色発光素子を得ることができる。
本実施例では、発光領域が３つの場合の例を示したが、全体として白色発光を得るために、発光領域を２つ設けてもよいし、４つ以上を設けてもよい。
《実施例１３》
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図３９を用いて説明する。
本実施例では、本発明の有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図３９を用いて説明する。
基板２３００上に、インジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極２３０１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
次に、第１の電極２３０１が形成された基板２３００を、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極２３０１が形成された面を下方となるように固定した。
次に、第１の電極２３０１上に、銅フタロシアニンを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔注入層２３０２を形成した。
次に、正孔注入層２３０２上に、α−ＮＰＤを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、４０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２３０３を形成した。
次に、正孔輸送層２３０３上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＴＰＡＱｎとを共蒸着によって、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層２３０４を形成した。ここで、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＴＰＡＱｎとは、ＴＰＡＱｎから成る層中に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）が８質量％の割合で含まれるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はＴＰＡＱｎから成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、発光層２３０４上に、Ａｌｑ3を、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２３０５を形成した。
次に、電子輸送層２３０５上に、弗化カルシウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、２ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層２３０６を形成した。
次に、電子注入層２３０６上に、アルミニウムを、抵抗加熱法を用いた蒸着法を用いて、１５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極２３０７を形成した。
以上のようにして作製した発光素子に、第２の電極２３０７の電位よりも第１の電極２３０１の電位の方が高くなるように電圧を印加した。そして、７．６Ｖの電圧を印加したとき、４６６ｃｄ/ｍ2の輝度で発光した。このときの電流効率は１．５６ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６５２ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを図４０に示す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６５，０．３３）であった。
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度がよく、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。また、本実施例の発光素子のように本発明の有機金属錯体とキノキサリン誘導体とを組み合わせて発光層を形成することで、本発明の有機金属錯体をより効率よく発光させることができる。
なお、本発明の有機金属錯体として用いた本発明の発光素子を作製するために用いる物質は、上記に記載したものに限定されるものではなく、本実施例に記載した物質の他、実施の形態に記載した物質、その他の公知物質等を用いてもよい。また、発光素子の層構造についても、本実施例に記載したものには限定されず、適宜変更して構わない。また、発光素子の作製方法についても特に限定はなく、本実施例のように、陽極として機能する電極から順に作製する他、陰極として機能する電極から順に作製してもよい。
〈ＴＰＡＱｎの合成例〉
本実施例１３で用いたＴＰＡＱｎは下記構造式（７４）で表される新規な物質である。ここで、下記式（７４）で表されるキノキサリン誘導体の合成方法について説明する。
本実施例１３で用いたＴＰＡＱｎは下記構造式（７４）で表される新規な物質である。ここで、下記式（７４）で表されるキノキサリン誘導体の合成方法について説明する。
〈２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成〉
まず、１０ｇ（２７．４ｍｍｏｌ）の４−ブロモベンジルと３．５ｇ（３３．５ｍｍｏｌ）のｏ−フェニレンジアミンを５００ｍＬのナス型フラスコに入れ、クロロフォルム中にて８時間還流を行った。次に、室温まで冷却後、カラムクロマトグラフィーにより残留したｏ−フェニレンジアミンを除去し、２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを得た。
まず、１０ｇ（２７．４ｍｍｏｌ）の４−ブロモベンジルと３．５ｇ（３３．５ｍｍｏｌ）のｏ−フェニレンジアミンを５００ｍＬのナス型フラスコに入れ、クロロフォルム中にて８時間還流を行った。次に、室温まで冷却後、カラムクロマトグラフィーにより残留したｏ−フェニレンジアミンを除去し、２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを得た。
〈ＴＰＡＱｎの合成〉
さらに、上記で得られた２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを４．４０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）秤量して３つ口フラスコに入れ、窒素気流下にて７５ｍＬのトルエンに溶解させた。次に、０．２２ｇ（０．２ｍｍｏｌ）のＰｄ（ｄｂａ）2、２．８８ｇ（３０ｍｍｏｌ）のＮａＯ−ｔ−Ｂｕ、３．４６ｇ（２０．４ｍｍｏｌ）のジフェニルアミンを加え、さらにトリ（ｔ−ブチルホスフィン）の１０ｗｔ％ヘキサン溶液を１．８ｍＬ加え、８０℃にて８時間加熱撹拌した。
さらに、上記で得られた２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンを４．４０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）秤量して３つ口フラスコに入れ、窒素気流下にて７５ｍＬのトルエンに溶解させた。次に、０．２２ｇ（０．２ｍｍｏｌ）のＰｄ（ｄｂａ）2、２．８８ｇ（３０ｍｍｏｌ）のＮａＯ−ｔ−Ｂｕ、３．４６ｇ（２０．４ｍｍｏｌ）のジフェニルアミンを加え、さらにトリ（ｔ−ブチルホスフィン）の１０ｗｔ％ヘキサン溶液を１．８ｍＬ加え、８０℃にて８時間加熱撹拌した。
次に、室温まで冷却後、水を加えて反応を終了させ、クロロフォルムで抽出を行った。さらに飽和食塩水で洗浄後、ＭｇＳＯ4で乾燥させた。その後、クロロフォルムから再結晶を行い、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）を得た〔黄緑色結晶、収量２．７ｇ（収率：４４％）〕。
以上に説明した合成の合成スキーム（７５）を次に示す。
図４１に上記合成によって得られたＴＰＡＱｎの1Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。
なお、得られたＴＰＡＱｎの分解温度は４１１℃であった。なお、測定は示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ/ＤＴＡ ３２０型）を用いて行った。
《実施例１４》
本実施例は、合成例３で合成した有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図４２を用いて説明する。
本実施例は、合成例３で合成した有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図４２を用いて説明する。
まず、基板２４００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極２４０１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
次に、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極２４０１が形成された基板２４００を第１の電極２４０１が形成された面が下方となるように固定した。
そして、第１の電極２４０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）を抵抗加熱による蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホール注入層２４０２を形成した。
次に、ホール注入層２４０２上に、α−ＮＰＤを抵抗加熱による蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホール輸送層２４０３を形成した。
さらに、ホール輸送層２４０３上に、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）とＴＰＡＱｎとを共蒸着法によって３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層２４０４を形成した。ここで、ＴＰＡＱｎとＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）との質量比は、１：０．０５（＝ＴＰＡＱｎ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）はＴＰＡＱｎから成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、１つの処理室内で複数の蒸着源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、発光層２４０４上に、ＢＡｌｑを抵抗加熱による蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホールブロック層２４０５を形成した。
次に、ホールブロック層２４０５上に、Ａｌｑ3を抵抗加熱による蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２４０６を形成した。
次に、電子輸送層２４０６上に、弗化カルシウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層２４０７を形成した。
次に、電子注入層２４０７上に、アルミニウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極２４０８を形成した。
以上のようにして作製した発光素子に対し、第２の電極２４０８の電位よりも第１の電極２４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加したところ、１１．０Ｖの電圧を印加したときに４６０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．２ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６２２ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを４３に示す。なお、図４３において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６８，０．３２）であった。
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度がよく、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。
なお、本実施例の発光素子では、発光層２４０４と電子輸送層２４０６との間にホールブロック層２４０５が設けられている。ホールブロック層２４０５は、電子輸送性が良好であると共に、発光層２４０４において励起したＩｒ（Ｆｄｐｑ）2（ｐｉｃ）の励起エネルギーが電子輸送層２４０６へ移動することを防ぐことができ、また発光層２４０４から電子輸送層２４０６へホールが移動するのを阻止するという機能を有する。そのため、ホールブロック層を設けることによって、発光効率がよくなる。ホールブロック層は、ＢＡｌｑのような電子輸送層を形成するのに用いることができる物質の中でも特に、エネルギーギャップおよびイオン化ポテンシャルの大きい物質を用いることによって形成できる。このように、発光層と電極との間には、電子輸送層またはホール輸送層の他、様々な機能を有する層を設けてもよい。
《実施例１５》
本実施例は、実施例１４の発光層２４０４におけるＴＰＡＱｎをＣＢＰに換えた以外は実施例１４と同様にして、発光素子を作製した例である。
本実施例は、実施例１４の発光層２４０４におけるＴＰＡＱｎをＣＢＰに換えた以外は実施例１４と同様にして、発光素子を作製した例である。
この発光素子に対し、第２の電極２４０８の電位よりも第１の電極２４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加したところ、１２．４Ｖの電圧を印加したときに４８０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は３．０ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６２２ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを図４４に示す。なお、図４４において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６６，０．３３）であった。
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度がよく、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。
《実施例１６》
本実施例は、合成例４で合成した有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図４２を用いて説明する。
本実施例は、合成例４で合成した有機金属錯体を発光物質として用いた発光素子、およびその作製方法について図４２を用いて説明する。
まず、基板２４００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物を、スパッタリング法を用いて成膜し、第１の電極２４０１を形成した。膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
次に、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに、第１の電極２４０１が形成された基板２４００を第１の電極２４０１が形成された面が下方となるように固定した。
そして、第１の電極２４０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）を抵抗加熱による蒸着法を用いて５０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホール注入層２４０２を形成した。
次に、ホール注入層２４０２上に、α−ＮＰＤを抵抗加熱による蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホール輸送層２４０３を形成した。
さらに、ホール輸送層２４０３上に、Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）とＣＢＰとを共蒸着法によって３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、発光層２４０４を形成した。ここで、ＣＢＰとＩｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）との質量比は、１：０．０２５（＝ＣＢＰ：Ｉｒ（３，５−ＦＦｄｐｑ）2（ａｃａｃ））となるようにした。これによって、Ｉｒ（３，５−Ｆｄｐｑ）2（ａｃａｃ）はＣＢＰから成る層中に分散した状態となる。なお、共蒸着法とは、１つの処理室内で複数の蒸着源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、発光層２４０４上に、ＢＣＰを抵抗加熱による蒸着法を用いて１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホールブロック層２４０５を形成した。
次に、ホールブロック層２４０５上に、Ａｌｑ3を抵抗加熱による蒸着法を用いて２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２４０６を形成した。
次に、電子輸送層２４０６上に、弗化カルシウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて１ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子注入層２４０７を形成した。
次に、電子注入層２４０７上に、アルミニウムを抵抗加熱による蒸着法を用いて２００ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電極２４０８を形成した。
以上のようにして作製した発光素子に対し、第２の電極２４０８の電位よりも第１の電極２４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加したところ、１０．２Ｖの電圧を印加したときに５２０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は０．９８ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６６４ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを図４５に示す。なお、図４５において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．７１，０．２８）であった。
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度がよく、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。
《実施例１７》
本実施例は、実施例１６の発光層２４０４におけるＣＢＰをＡｌｑ3に換え、ホールブロック層におけるＢＣＰをＢＡｌｑに換えた以外は実施例１６と同様にして、発光素子を作製した。
本実施例は、実施例１６の発光層２４０４におけるＣＢＰをＡｌｑ3に換え、ホールブロック層におけるＢＣＰをＢＡｌｑに換えた以外は実施例１６と同様にして、発光素子を作製した。
この発光素子に対し、第２の電極２４０８の電位よりも第１の電極２４０１の電位の方が高くなるように電圧を印加したところ、１０．０Ｖの電圧を印加したときに４６０ｃｄ/ｍ2の輝度で発光することが分かった。このときの電流効率は１．２ｃｄ/Ａであった。また、発光スペクトルは、６６５ｎｍにピークを有していた。発光スペクトルを図４６に示す。なお、図４６において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は発光強度（ａ.ｕ.）を表す。また、ＣＩＥ色度座標は（Ｘ，Ｙ）＝（０．６９，０．３０）であった。
このように、本発明の有機金属錯体を用いることで、色度がよく、良好な赤色系の発光を呈することのできる発光素子を得ることができる。
１００ 基板
１０１ 第１の電極
１０２ 発光物質を含む層
１０３ 第２の電極
１１１ ホール注入層
１１２ ホール輸送層
１１３ 発光層
１１４ ホールブロッキング層
１１５ 電子輸送層
２００ 基板
２０１ 第１の電極
２０２ 発光物質を含む層
２０３ 第２の電極
２１１ 電子輸送層
２１２ ホールブロッキング層
２１３ 発光層
２１４ ホール輸送層
２１５ ホール注入層
３００ 基板
３１１、３１２ ＴＦＴ
３１３ 発光素子
３１４ 第１の電極
３１５ 発光物質を含む層
３１６ 第２の電極
３１７ 配線
４０１ 第１の電極
４０２ 第２の電極
４１１ 正孔注入層
４１２ 正孔輸送層
４１３ 発光層
４１４ 電子輸送層
４１５ 電子注入層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 電子注入層
５１２ 電子輸送層
５１３ 第１の発光層
５１４ 隔壁層
５１５ 第２の発光層
５１６ 正孔輸送層
５１７ 正孔注入層
６０１ 第１の電極
６０２ 第２の電極
６１１ 電子注入層
６１２ 電子輸送層
６１３ 第１の発光層
６１４ 正孔輸送層
６１５ 第１の層（正孔を発生する層）
６１６ 第２の層（電子を発生する層）
６１７ 電子輸送層
６１８ 第２の発光層
６１９ 正孔輸送層
６２０ 正孔注入層
７０１ 第１の電極
７０２ 第２の電極
７１１ 正孔注入層
７１２ 正孔輸送層
７１３ 発光層
７１４ 電子輸送層
７１５ 電子注入層
８００ 基板
８０１ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
８１１ 画素部
８１２ ソース信号線駆動回路
８１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
８１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９０１ 第１のトランジスタ
９０２ 第２のトランジスタ
９０３ 発光素子
９１１ ゲート信号線
９１２ ソース信号線
９１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
９１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９１５ ソース信号線駆動回路
９１６ 電源
９１７ 電流供給線
９１８〜９２０ スイッチ
１００１ 第１のトランジスタ
１００２ 第２のトランジスタ
１００３ ゲート信号線
１００４ ソース信号線
１００５ 電流供給線
１００６ 電極
１１０１ａ、１１０２ａ、１１０３ａ、１１０４ａ 書き込み期間
１１０１ｂ、１１０２ｂ、１１０３ｂ、１１０４ｂ 保持期間
１１０１ 第１のサブフレーム
１１０２ 第２のサブフレーム
１１０３ 第３のサブフレーム
１１０４ 第４のサブフレーム
１２１０ 基板
１２１１ トランジスタ
１２１２ 発光素子
１２１３ 第１の電極
１２１４ 第２の電極
１２１５ 正孔を発生する層と電子を発生する層と発光物質を含む層とが積層された層
１２１６（１２１６ａ、１２１６ｂ） 第１層間絶縁膜
１２１６ｃ アルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜
１２１７ 配線
１２１８ 隔壁層
１２１９（１２１９ａ、１２１９ｂ） 第２層間絶縁膜
１３００、１４００ 基板
１３０１、１４０１ 第１の電極（陽極）
１３０２、１４０２ 発光物質を含む層
１３０３、１４０３ 第２の電極（陰極）
１３１１、１４１１ ホール注入層
１３１２、１４１２ ホール輸送層
１３１３、１４１３ 発光層
１３１４、１４１４ 電子輸送層
１３１５、１４１５ 電子注入層
１５０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
１５０２ 画素部
１５０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
１５０４ 封止基板
１５０５ シール材
１５０６ シール材１５０５で囲まれた内側
１５０７ 配線
１５０８ 外部入力端子となるＦＰＣ
１５０９ 基板
１５１０ スイッチング用ＴＦＴ
１５１１ 電流制御用ＴＦＴ
１５１２ 第１の電極
１５１３ 絶縁物
１５１４ 発光物質を含む層
１５１５ 第２の電極
１５１６ 発光素子
１５１７ ｎチャネル型ＴＦＴ
１５１８ ｐチャネル型ＴＦＴ
１６００ 筐体
１６０１ 支持台
１６０２ 表示部
１６０３ スピーカー部
１６０４ ビデオ入力端子
１７００ 本体
１７０１ 筐体
１７０２ 表示部
１７０３ キーボード
１７０４ 外部接続ポート
１７０５ ポインティングマウス
１８００ ビデオカメラ本体
１８０１ 表示部
１８０２ 筐体
１８０３ 外部接続ポート
１８０４ リモコン受信部
１８０５ 受像部
１８０６ バッテリー
１８０７ 音声入力部
１８０８ 操作キー
１８０９ 接眼部
１９００ 卓上照明器具の照明部
１９０１ 傘
１９０２ 可変アーム
１９０３ 支柱
１９０４ 台
１９０５ 電源
２０００ 携帯電話器の本体
２００１ 筐体
２００２ 表示部
２００３ 音声入力部
２００４ 音声出力部
２００５ 操作キー
２００６ 外部接続ポート
２００７ アンテナ
２１００ 基板
２１０１ 第１の電極
２１０２ 第１の発光領域
２１０３ 間隔層
２１０４ 第２の発光領域
２１０５ 第２の電極
２２００ 基板
２２０１ 第１の電極
２２０２ 第１の発光領域
２２０３ キャリアを発生する層
２２０４ 第２の発光領域
２２０５ キャリアを発生する層
２２０６ 第３の発光領域
２２０７ 第２の電極
２３００ 基板
２３０１ 第１の電極
２３０２ 正孔注入層
２３０３ 正孔輸送層
２３０４ 発光層
２３０５ 電子輸送層
２３０６ 電子注入層
２３０７ 第２の電極
２４００ 基板
２４０１ 第１の電極
２４０２ ホール注入層
２４０３ ホール輸送層
２４０４ 発光層
２４０５ ホールブロック層
２４０６ 電子輸送層
２４０７ 電子注入層
２４０８ 第２の電極
１０１ 第１の電極
１０２ 発光物質を含む層
１０３ 第２の電極
１１１ ホール注入層
１１２ ホール輸送層
１１３ 発光層
１１４ ホールブロッキング層
１１５ 電子輸送層
２００ 基板
２０１ 第１の電極
２０２ 発光物質を含む層
２０３ 第２の電極
２１１ 電子輸送層
２１２ ホールブロッキング層
２１３ 発光層
２１４ ホール輸送層
２１５ ホール注入層
３００ 基板
３１１、３１２ ＴＦＴ
３１３ 発光素子
３１４ 第１の電極
３１５ 発光物質を含む層
３１６ 第２の電極
３１７ 配線
４０１ 第１の電極
４０２ 第２の電極
４１１ 正孔注入層
４１２ 正孔輸送層
４１３ 発光層
４１４ 電子輸送層
４１５ 電子注入層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 電子注入層
５１２ 電子輸送層
５１３ 第１の発光層
５１４ 隔壁層
５１５ 第２の発光層
５１６ 正孔輸送層
５１７ 正孔注入層
６０１ 第１の電極
６０２ 第２の電極
６１１ 電子注入層
６１２ 電子輸送層
６１３ 第１の発光層
６１４ 正孔輸送層
６１５ 第１の層（正孔を発生する層）
６１６ 第２の層（電子を発生する層）
６１７ 電子輸送層
６１８ 第２の発光層
６１９ 正孔輸送層
６２０ 正孔注入層
７０１ 第１の電極
７０２ 第２の電極
７１１ 正孔注入層
７１２ 正孔輸送層
７１３ 発光層
７１４ 電子輸送層
７１５ 電子注入層
８００ 基板
８０１ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
８１１ 画素部
８１２ ソース信号線駆動回路
８１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
８１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９０１ 第１のトランジスタ
９０２ 第２のトランジスタ
９０３ 発光素子
９１１ ゲート信号線
９１２ ソース信号線
９１３ 書込用ゲート信号線駆動回路
９１４ 消去用ゲート信号線駆動回路
９１５ ソース信号線駆動回路
９１６ 電源
９１７ 電流供給線
９１８〜９２０ スイッチ
１００１ 第１のトランジスタ
１００２ 第２のトランジスタ
１００３ ゲート信号線
１００４ ソース信号線
１００５ 電流供給線
１００６ 電極
１１０１ａ、１１０２ａ、１１０３ａ、１１０４ａ 書き込み期間
１１０１ｂ、１１０２ｂ、１１０３ｂ、１１０４ｂ 保持期間
１１０１ 第１のサブフレーム
１１０２ 第２のサブフレーム
１１０３ 第３のサブフレーム
１１０４ 第４のサブフレーム
１２１０ 基板
１２１１ トランジスタ
１２１２ 発光素子
１２１３ 第１の電極
１２１４ 第２の電極
１２１５ 正孔を発生する層と電子を発生する層と発光物質を含む層とが積層された層
１２１６（１２１６ａ、１２１６ｂ） 第１層間絶縁膜
１２１６ｃ アルゴン（Ａｒ）を含む窒化珪素膜
１２１７ 配線
１２１８ 隔壁層
１２１９（１２１９ａ、１２１９ｂ） 第２層間絶縁膜
１３００、１４００ 基板
１３０１、１４０１ 第１の電極（陽極）
１３０２、１４０２ 発光物質を含む層
１３０３、１４０３ 第２の電極（陰極）
１３１１、１４１１ ホール注入層
１３１２、１４１２ ホール輸送層
１３１３、１４１３ 発光層
１３１４、１４１４ 電子輸送層
１３１５、１４１５ 電子注入層
１５０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
１５０２ 画素部
１５０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
１５０４ 封止基板
１５０５ シール材
１５０６ シール材１５０５で囲まれた内側
１５０７ 配線
１５０８ 外部入力端子となるＦＰＣ
１５０９ 基板
１５１０ スイッチング用ＴＦＴ
１５１１ 電流制御用ＴＦＴ
１５１２ 第１の電極
１５１３ 絶縁物
１５１４ 発光物質を含む層
１５１５ 第２の電極
１５１６ 発光素子
１５１７ ｎチャネル型ＴＦＴ
１５１８ ｐチャネル型ＴＦＴ
１６００ 筐体
１６０１ 支持台
１６０２ 表示部
１６０３ スピーカー部
１６０４ ビデオ入力端子
１７００ 本体
１７０１ 筐体
１７０２ 表示部
１７０３ キーボード
１７０４ 外部接続ポート
１７０５ ポインティングマウス
１８００ ビデオカメラ本体
１８０１ 表示部
１８０２ 筐体
１８０３ 外部接続ポート
１８０４ リモコン受信部
１８０５ 受像部
１８０６ バッテリー
１８０７ 音声入力部
１８０８ 操作キー
１８０９ 接眼部
１９００ 卓上照明器具の照明部
１９０１ 傘
１９０２ 可変アーム
１９０３ 支柱
１９０４ 台
１９０５ 電源
２０００ 携帯電話器の本体
２００１ 筐体
２００２ 表示部
２００３ 音声入力部
２００４ 音声出力部
２００５ 操作キー
２００６ 外部接続ポート
２００７ アンテナ
２１００ 基板
２１０１ 第１の電極
２１０２ 第１の発光領域
２１０３ 間隔層
２１０４ 第２の発光領域
２１０５ 第２の電極
２２００ 基板
２２０１ 第１の電極
２２０２ 第１の発光領域
２２０３ キャリアを発生する層
２２０４ 第２の発光領域
２２０５ キャリアを発生する層
２２０６ 第３の発光領域
２２０７ 第２の電極
２３００ 基板
２３０１ 第１の電極
２３０２ 正孔注入層
２３０３ 正孔輸送層
２３０４ 発光層
２３０５ 電子輸送層
２３０６ 電子注入層
２３０７ 第２の電極
２４００ 基板
２４０１ 第１の電極
２４０２ ホール注入層
２４０３ ホール輸送層
２４０４ 発光層
２４０５ ホールブロック層
２４０６ 電子輸送層
２４０７ 電子注入層
２４０８ 第２の電極
Claims (15)
- 一対の電極間に、下記一般式（８−１）で表される有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい芳香族アミンとを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 一対の電極間に、下記一般式（７）で表される有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい芳香族アミンとを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項１または請求項２において、
前記アニオン性の配位子Ｌが、下記式（９）または下記式（１１）で表される配位子であることを特徴とする発光素子。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、
前記Ｍがイリジウムであることを特徴とする発光素子。 - 一対の電極間に、下記構造式（１６）で表される有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きい芳香族アミンとを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、
前記金属錯体はトリス（８−キノリノラト）アルミニウムであり、
前記芳香族アミンは４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルであることを特徴とする発光素子。 - 一対の電極間に、下記一般式（８−１）で表される有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０ -6 ｃｍ 2 ／Ｖｓ以上の電子移動度を有する第１の化合物と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０ -6 ｃｍ 2 ／Ｖｓ以上のホール移動度を有する第２の化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 一対の電極間に、下記一般式（７）で表される有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０ -6 ｃｍ 2 ／Ｖｓ以上の電子移動度を有する第１の化合物と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０ -6 ｃｍ 2 ／Ｖｓ以上のホール移動度を有する第２の化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項７または請求項８において、
前記アニオン性の配位子Ｌが、下記式（９）または下記式（１１）で表される配位子であることを特徴とする発光素子。
- 請求項７乃至請求項９のいずれか１項において、
前記Ｍがイリジウムであることを特徴とする発光素子。 - 一対の電極間に、下記構造式（１６）で表される有機金属錯体と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０ -6 ｃｍ 2 ／Ｖｓ以上の電子移動度を有する第１の化合物と、前記有機金属錯体よりもエネルギーギャップが大きく１０ -6 ｃｍ 2 ／Ｖｓ以上のホール移動度を有する第２の化合物とを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項７乃至請求項１０のいずれか１項において、
前記第１の化合物はトリス（８−キノリノラト）アルミニウムであり、
前記第２の化合物は４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルであることを特徴とする発光素子。 - 一対の電極間に、下記構造式（１６）で表される有機金属錯体と、トリス（８−キノリノラト）アルミニウムと、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニルとを含む発光層を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の発光素子を用いた発光装置。
- 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の発光素子を用いた照明器具。
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