JP6862585B2 - 発光素子、表示装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光素子、表示装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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Description

本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟
んでなる発光素子、または該発光素子を有する表示装置、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、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物質を含む層（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、発光性の物質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。
発光素子の発光効率を高めるために様々な研究が行われている。例えば、熱活性化遅延
蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅ
ｎｃｅ：ＴＡＤＦ）体と、蛍光を発する材料と、を有する発光素子とすることで、熱活性
化遅延蛍光体のＳ１のエネルギーを、蛍光を発する材料のＳ１へ移動させる方法が提案さ
れている（特許文献１参照）。
特開２０１４−４５１７９号公報
蛍光を発する材料を発光物質として有する発光素子において、発光素子として発光効率
を高めるためには、三重項励起状態から一重項励起状態を生成するだけではなく、一重項
励起状態から効率よく発光を得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが重要であ
る。
本発明の一態様では、蛍光を発する材料を発光物質として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つとする。または、本発明の一態様では
、新規な発光素子を提供することを課題の一つとする。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素子を提供することを課題の一つとする
。または、新規な表示装置を提供することを課題の一つとする。
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、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を有し、ＥＬ
層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料は、
一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅ
Ｖ以下であり、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、ホスト材料の三重
項励起エネルギー準位は、ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高いことを特徴
とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、室温で熱活性化遅延蛍光を示し、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機
能を有し、ホスト材料の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲスト材料の燐光発光エ
ネルギーよりも高い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、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２
の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、励起錯体の一重項励起エネルギ
ー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であり、ゲス
ト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、励起錯体の三重項励起エネルギー準位
は、ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高い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、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２
の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、励起錯体は、室温で熱活性化遅
延蛍光を示し、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、励起錯体の熱活性
化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲスト材料の燐光発光エネルギーよりも高いことを特徴
とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２
の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、励起錯体の一重項励起エネルギ
ー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であり、ゲス
ト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、第１の有機化合物および第２の有機化
合物の三重項励起エネルギー準位は、励起錯体の三重項励起エネルギー準位よりも高いこ
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、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２
の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、励起錯体は、熱活性化遅延蛍光
を示し、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、第１の有機化合物および
第２の有機化合物の燐光発光エネルギーは、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギ
ーよりも高い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、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２
の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、励起錯体の一重項励起エネルギ
ー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であり、ゲス
ト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、励起錯体の三重項励起エネルギー準位
は、ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高く、第１の有機化合物および第２の
有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、励起錯体の三重項励起エネルギー準位よりも
高い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、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホス
ト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と第２
の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、励起錯体は、熱活性化遅延蛍光
を示し、ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、励起錯体の熱活性化遅延
蛍光の発光エネルギーは、ゲスト材料の燐光発光エネルギーよりも高く、第１の有機化合
物および第２の有機化合物の燐光発光エネルギーは、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光
エネルギーよりも高いことを特徴とする発光素子である。
また、上記各構成において、ホスト材料が１に対するゲスト材料の重量比が、０より大
きく０．０５以下であると好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と、第２の
有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差は、０．４ｅＶ未満であると好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれか一方
が、縮合複素環骨格を有し、縮合複素環骨格はジアジン骨格を有すると好ましい。あるい
は、第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれか一方が、カルバゾール骨格と、
縮合複素環骨格とを有し、縮合複素環骨格がジアジン骨格を有すると好ましい。あるいは
、第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれか一方が、カルバゾール骨格と、縮
合複素環骨格とを有し、縮合複素環骨格がジアジン骨格を有し、カルバゾール骨格と縮合
複素環骨格とが、アリーレン基を介して結合する構造を有すると好ましく、カルバゾール
骨格の９位においてアリーレン基を介して結合する構造を有すると好ましい。あるいは、
第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれか一方が、カルバゾール骨格と、ベン
ゾフロピリミジン骨格とを有し、カルバゾール骨格とベンゾフロピリミジン骨格とが、カ
ルバゾール骨格の９位においてアリーレン基を介して結合する構造を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれか一方
が、カルバゾール骨格と、芳香族アミン骨格とを有し、カルバゾール骨格と、芳香族アミ
ン骨格とが、カルバゾール骨格の９位において結合する構造、あるいはカルバゾール骨格
の９位においてアリーレン基を介して結合する構造、を有すると好ましい。
また、上記各構成において、ＥＬ層は、さらに正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、
電子注入層の中から選ばれた、いずれか一つを有すると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタと、を有する
表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセン
サとを有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、
筐体またはタッチセンサとを有する照明装置である。
本発明の一態様により、蛍光を発する材料を発光物質として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、新規
な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素子を提供することができる。または、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。
発光素子の断面模式図、発光層の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 発光層の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 実施の形態に係わる、発光スペクトルを説明する図。 実施の形態に係わる、燐光発光スペクトルを説明する図。 発光素子を説明する断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 発光素子を説明する断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 表示装置を説明するブロック図及び回路図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 タッチセンサの回路図。 表示モジュールを説明する斜視図。 電子機器について説明する図。 照明装置について説明する図。 実施例における、発光素子の構造を説明する断面図。 実施例における、発光素子１乃至４の輝度−電流密度特性を説明する図。 実施例における、発光素子５乃至７の輝度−電流密度特性を説明する図。 実施例における、発光素子１乃至４の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例における、発光素子５乃至７の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例における、発光素子１乃至４の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例における、発光素子５乃至７の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例における、発光素子１乃至４の電流−電圧特性を説明する図。 実施例における、発光素子５乃至７の電流−電圧特性を説明する図。 実施例における、発光素子１乃至４の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例における、発光素子５乃至７の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例における、発光素子１乃至４の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例における、発光素子５乃至７の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例における、発光素子１、６、及び７の過渡ＥＬ特性を説明する図。 実施例における、発光素子６の過渡ＥＬスペクトルを説明する図。 実施例における、発光素子８及び９の輝度−電流密度特性を説明する図。 実施例における、発光素子８及び９の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例における、発光素子８及び９の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例における、発光素子８及び９の電流−電圧特性を説明する図。 実施例における、発光素子８及び９の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例における、発光素子８及び９の電界発光スペクトルを説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されるものではない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いるもので
あり、工程順又は積層順を示さない場合がある。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、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、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蛍光材料とは、一重項励起状態の最も低い準位（Ｓ１準位）
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
項励起状態の最も低い準位（Ｔ１準位）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。
また、本明細書等において、熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーとは、熱活性化遅延蛍
光の最も短波長側の発光ピーク（ショルダーを含む）とする。また、本明細書等において
、燐光発光エネルギーまたは三重項励起エネルギーとは、燐光発光の最も短波長側の燐光
発光ピーク（ショルダーを含む）とする。なお、上記燐光発光は、低温（例えば、１０Ｋ
）環境下において、時間分解フォトルミネッセンス法を行うことで観測することができる
。
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。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１乃至図４を用いて以下説
明する。
＜１．発光素子の構成例１＞
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）（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１
００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１１３を有する。なお、本実施の形態
においては、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１
５０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１１３の他に、正孔注入層１１１、正
孔輸送層１１２、電子輸送層１１５、及び電子注入層１１６を有する。なお、ＥＬ層１０
０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１１５、及び電子注入層１１６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、キャリア注入障壁を低減する、キャリア輸送
性を向上する、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１１３の一例を示す断面模式図である。
図１（Ｂ）に示す発光層１１３は、ホスト材料１２１と、ゲスト材料１２２と、を有する
。
ホスト材料１２１としては、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位と
の差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であると好ましい。とくに、ホスト材料１２１とし
ては、室温で熱活性化遅延蛍光を示す物質であると好適である。なお、ホスト材料１２１
は単一の材料で構成されていても良く、複数の材料から構成されていても良い。また、ゲ
スト材料１２２としては、発光性の有機化合物を用いればよく、該発光性の有機化合物と
しては、蛍光を発することができる物質（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１２２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１２２を蛍光材料として読み替えてもよい。
≪１−１．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、ＥＬ層１００が有する発光層１１３内のゲスト材料１２２が励起状態と
なり、励起されたゲスト材料１２２から発光を得ることができる。
なお、以下の２つの過程により、ゲスト材料１２２からの発光が得られる。
（α）直接再結合過程
（β）エネルギー移動過程
≪１−２．（α）直接再結合過程≫
キャリア（電子及び正孔）が、ゲスト材料１２２において再結合し、ゲスト材料１２２
の励起状態が形成される。このとき、ゲスト材料１２２の励起状態が一重項励起状態のと
き、蛍光発光が得られる。一方で、ゲスト材料１２２の励起状態が三重項励起状態のとき
、熱失活する。
上述の（α）直接再結合過程においては、ゲスト材料１２２の蛍光量子収率が高ければ
、高い発光効率が得られる。
≪１−３．（β）エネルギー移動過程≫
キャリアが、ホスト材料１２１において再結合し、ホスト材料１２１の励起状態が形成
される。このとき、ホスト材料１２１の励起状態が一重項励起状態のとき、ホスト材料１
２１の一重項励起エネルギー準位が、ゲスト材料１２２の一重項励起エネルギー準位より
も高い場合、ホスト材料１２１から、ゲスト材料１２２に励起エネルギーが移動し、ゲス
ト材料１２２が一重項励起状態となる。一重項励起状態となったゲスト材料１２２からは
、蛍光発光が得られる。したがって、ホスト材料１２１の一重項励起エネルギー準位は、
ゲスト材料１２２の一重項励起エネルギー準位よりも高いことが好ましい。
なお、ホスト材料１２１の一重項励起状態から、ゲスト材料１２２の三重項励起状態へ
のエネルギー移動は、ゲスト材料１２２における一重項基底状態から三重項励起状態への
直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくいため、ここでは
省略する。つまり、下記一般式（Ｇ１）の通り、ホスト材料１２１の一重項励起状態から
、ゲスト材料１２２の一重項励起状態へのエネルギー移動が重要である。
１Ｈ＊＋１Ｇ → １Ｈ＋１Ｇ＊ （Ｇ１）
なお、一般式（Ｇ１）中、１Ｈ＊はホスト材料１２１の一重項励起状態を表し、１Ｇは
ゲスト材料１２２の一重項基底状態を表し、１Ｈはホスト材料１２１の一重項基底状態を
表し、１Ｇ＊はゲスト材料１２２の一重項励起状態を表す。
次に、ホスト材料１２１及びゲスト材料１２２のエネルギー移動過程を説明するために
、図１（Ｃ）にエネルギー準位の相関を説明する模式図を示す。なお、図１（Ｃ）におけ
る表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１２１）：ホスト材料１２１
・Ｇｕｅｓｔ（１２２）：ゲスト材料１２２（蛍光材料）
・ＳＨ：ホスト材料１２１の一重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＴＨ：ホスト材料１２１の三重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＳＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）の一重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＴＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）の三重項励起エネルギーの最も低い準位
ホスト材料１２１の励起状態が三重項励起状態であっても、ホスト材料１２１のＳＨが
、ゲスト材料１２２のＳＧよりも高い場合、下記の２つの過程を辿って蛍光発光が得られ
る。
ホスト材料１２１は、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネ
ルギー差が０．２ｅＶ以下と小さい。そのため、１つ目の過程として、図１（Ｃ）のルー
トＡ１に示すように、ホスト材料１２１のＴＨから逆項間交差（アップコンバージョン）
によって、ＳＨに励起エネルギーが移動する。
それに続く２つ目の過程として、図１（Ｃ）のルートＥ１に示すように、ホスト材料１
２１のＳＨからゲスト材料１２２のＳＧに励起エネルギーが移動し、ゲスト材料１２２が
一重項励起状態となる。一重項励起状態となったゲスト材料１２２からは蛍光発光が得ら
れる。
上述の１つ目の過程及び２つ目の過程は、下記一般式（Ｇ２）で表される。
３Ｈ＊＋１Ｇ →（逆項間交差）→１Ｈ＊＋１Ｇ→１Ｈ＋１Ｇ＊ （Ｇ２）
なお、一般式（Ｇ２）中、３Ｈ＊はホスト材料１２１の三重項励起状態を表し、１Ｇは
ゲスト材料１２２の一重項基底状態を表し、１Ｈ＊はホスト材料１２１の一重項励起状態
を表し、１Ｈはホスト材料１２１の一重項基底状態を表し、１Ｇ＊はゲスト材料１２２の
一重項励起状態を表す。
一般式（Ｇ２）に示すように、ホスト材料１２１の三重項励起状態（３Ｈ＊）から逆項
間交差によってホスト材料１２１の一重項励起状態（１Ｈ＊）が生成され、その後、ゲス
ト材料１２２の一重項励起状態（１Ｇ＊）へエネルギー移動する。
上述の（β）エネルギー移動過程で述べた全てのエネルギー移動過程が効率よく生じれ
ば、ホスト材料１２１の三重項励起エネルギー及び一重項励起エネルギーの双方が効率よ
くゲスト材料１２２の一重項励起状態（１Ｇ＊）に変換されるため、高効率な発光が可能
となる。
ただし、ホスト材料１２１の一重項励起状態及び三重項励起状態からゲスト材料１２２
の一重項励起状態に励起エネルギーが移動する前に、ホスト材料１２１が当該励起エネル
ギーを光または熱として放出して失活してしまうと、発光素子１５０の発光効率は低下す
る。例えば、図１（Ｃ）の破線Ｂ１に示すように、ホスト材料１２１の三重項励起エネル
ギーの最も低い準位が、ゲスト材料１２２のＴＧよりも低い場合（図１（Ｃ）中、ＴＨ’
で示す）、ゲスト材料１２２が有する励起エネルギーは、図１（Ｃ）のルートＥ３に示す
ように、ゲスト材料１２２のＴＧからホスト材料１２１のＴＨ’にエネルギー移動する。
この場合、ＴＨ’とＳＨのエネルギー差が大きいため、図１（Ｃ）のルートＡ１’の逆項
間交差およびそれに続くルートＥ１に示すエネルギー移動過程が生じにくくなるため、ゲ
スト材料１２２の励起エネルギーは結果として熱失活する。そのため、ゲスト材料１２２
の一重項励起状態の生成効率が低下する。したがって、ホスト材料１２１のＴＨは、ゲス
ト材料１２２のＴＧよりも高いことが好ましい。すなわち、ホスト材料１２１が熱活性化
遅延蛍光を示す物質である場合、ホスト材料１２１の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギー
は、ゲスト材料１２２の燐光発光エネルギーよりも高いことが好ましい。
一方、図１（Ｃ）のルートＥ２に示すように、ホスト材料１２１のＴＨからゲスト材料
１２２のＴＧに励起エネルギーが移動した場合も、励起エネルギーは熱失活する。したが
って、図１（Ｃ）のルートＥ２に示すエネルギー移動過程が少ない方が、ゲスト材料１２
２の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱失活を減少させることができる
ため好ましい。そのためには、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２との重量比は、ゲス
ト材料１２２の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料１２１が１に対する
ゲスト材料１２２の重量比としては、０より大きく０．０５以下が好適であり、より好ま
しくは、０より大きく０．０３以下が好適である。
なお、ゲスト材料１２２での直接再結合過程が支配的になると、発光層内でゲスト材料
１２２の三重項励起状態が多数生成することになり、熱失活により発光効率を損ねてしま
う。つまり、上述の（α）直接再結合過程よりも（β）エネルギー移動過程の割合が、多
い方が、ゲスト材料１２２の励起状態が三重項励起状態のときに生じる、熱失活を減少さ
せることができるため好ましい。そのためには、やはりホスト材料１２１とゲスト材料１
２２との重量比は、ゲスト材料１２２の重量比が低い方が好ましく、具体的には、ホスト
材料１２１が１に対するゲスト材料１２２の重量比としては、０より大きく０．０５以下
が好適であり、より好ましくは、０より大きく０．０３以下が好適である。
次に、上述したホスト材料１２１と、ゲスト材料１２２との分子間のエネルギー移動過
程の支配因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター
機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構
が提唱されている。
≪１−４．フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト
材料１２１及びゲスト材料１２２間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起
こる。双極子振動の共鳴現象によってホスト材料１２１がゲスト材料１２２にエネルギー
を受け渡し、励起状態のホスト材料１２１が基底状態になり、基底状態のゲスト材料１２
２が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す
。
Figure 0006862585
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１２１の規格
化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペ
クトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、
εｇ（ν）は、ゲスト材料１２２のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎ
は、媒体の屈折率を表し、Ｒは、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２の分子間距離を表
し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し
、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収
率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は
、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０か
ら４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
≪１−５．デクスター機構≫
デクスター機構では、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２が軌道の重なりを生じる接
触有効距離に近づき、励起状態のホスト材料１２１の電子と、基底状態のゲスト材料１２
２との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋ
ｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
Figure 0006862585
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数
であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１２１の規格化された発光ス
ペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項
励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は
、ゲスト材料１２２の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、
Ｒは、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２の分子間距離を表す。
ここで、ホスト材料１２１からゲスト材料１２２へのエネルギー移動効率φＥＴは、数
式（３）で表される。ｋｒは、ホスト材料１２１の発光過程（一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐
光）の速度定数を表し、ｋｎは、ホスト材料１２１の非発光過程（熱失活や項間交差）の
速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料１２１の励起状態の寿命を表す。
Figure 0006862585
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速
度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に
小さくなれば良いことがわかる。
≪１−６．エネルギー移動を高めるための概念≫
上述の一般式（Ｇ１）及び一般式（Ｇ２）のエネルギー移動過程のいずれにおいても、
ホスト材料１２１の一重項励起状態（１Ｈ＊）からゲスト材料１２２の一重項励起状態（
１Ｇ＊）へのエネルギー移動であるため、フェルスター機構（数式（１））及びデクスタ
ー機構（数式（２））の両方の機構によるエネルギー移動が生じる。
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（１）と数式（３）から
τを消去すると、エネルギー移動効率φＥＴは、量子収率φ（一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じているので、蛍光量子収率）が高い方が良いと言える。しかし実際は、
さらに重要なファクターとして、ホスト材料１２１の発光スペクトル（一重項励起状態か
らのエネルギー移動を論じているので蛍光スペクトル）とゲスト材料１２２の吸収スペク
トル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい
ことが好ましい。なお、ゲスト材料１２２のモル吸光係数も高い方が好ましい。このこと
は、ホスト材料１２１の発光スペクトルと、ゲスト材料１２２の最も長波長側に現れる吸
収帯とが重なることを意味する。
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数
ｋｈ＊→ｇを大きくするにはホスト材料１２１の発光スペクトル（一重項励起状態からの
エネルギー移動を論じているので蛍光スペクトル）とゲスト材料１２２の吸収スペクトル
（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が
良いことがわかる。
以上のことから、エネルギー移動効率の最適化は、ホスト材料１２１の発光スペクトル
と、ゲスト材料１２２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される
。
そこで、本発明の一態様は、ゲスト材料１２２に効率的にエネルギー移動が可能なエネ
ルギードナーとしての機能を有するホスト材料１２１を用いた発光素子を提供する。ホス
ト材料１２１は、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準位とが近接して
いるという特徴を有する。具体的には、ホスト材料１２１の一重項励起エネルギー準位と
三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であると好ましい。上
記構成とすることで、ホスト材料１２１の三重項励起状態から一重項励起状態への遷移（
逆項間交差）が起こりやすい。したがって、ホスト材料１２１の一重項励起状態の生成効
率を高めることができる。さらに、ホスト材料１２１の一重項励起状態からエネルギーア
クセプターとなるゲスト材料１２２の一重項励起状態へのエネルギー移動を生じやすくす
るためには、ホスト材料１２１の発光スペクトル（ここでは、熱活性化遅延蛍光を呈する
機能を有する物質の発光スペクトル）と、ゲスト材料１２２の最も長波長側に現れる吸収
帯と、が重なると好ましい。そうすることで、ゲスト材料１２２の一重項励起状態の生成
効率を高めることができる。
また、本発明の一態様の発光素子１５０においては、ホスト材料１２１の三重項励起エ
ネルギー準位は、ゲスト材料１２２の三重項励起エネルギー準位よりも高いため、ホスト
材料１２１の三重項励起状態から一重項励起状態への遷移、及びホスト材料１２１の一重
項励起状態からゲスト材料１２２の一重項励起状態へのエネルギー移動が起こりやすい。
そのため、発光素子１５０における熱失活が少なくなるため、発光素子１５０の発光効率
を高めることができる。また、ホスト材料１２１が室温で熱活性化遅延蛍光を示す物質で
ある場合、当該熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲスト材料１２２の燐光発光エネ
ルギーよりも高いため、ホスト材料１２１の三重項励起状態から一重項励起状態への遷移
、およびホスト材料１２１の一重項励起状態からゲスト材料１２２の一重項励起状態への
エネルギー移動が効率良く生じる。そのため、発光素子１５０における熱失活が少なくな
るため、発光素子１５０の発光効率を高めることができる。
≪１−７．材料≫
発光層１１３において、ホスト材料１２１は一種の材料から構成されていても良く、複
数の材料から構成されていても良い。例えば、ホスト材料１２１が、一種の材料から構成
される場合、以下の材料を用いることができる。
まずフラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げ
られる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）
、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポ
ルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示
されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポ
ルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フ
ッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエ
ステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポ
ルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ
錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣ
ｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
Figure 0006862585
また、一種の材料から構成されるホスト材料１２１としては、以下の構造式に示される
２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］
カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−
｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−
９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚ
ＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−
ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェ
ニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−
１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ
−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビ
ス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略
称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９
，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳
香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環
化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送
性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素
芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素
芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位の差
が小さくなるため、特に好ましい。
Figure 0006862585
また、発光層１１３において、ゲスト材料１２２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’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ
’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−
ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン
−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎ）、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：ＰＣＢ
ＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４
，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン
］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−
２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ
）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’
−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’
，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリ
セン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９
，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３
−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−
イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略
称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，
１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビ
ス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）
フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，
Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン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［
ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニ
トリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テ
トラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，
Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオラ
ンテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６
−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ
−ベンゾ［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［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：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：ＢｉｓＤＣ
Ｍ）、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−ｃ
ｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
なお、発光層１１３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。
＜２．発光素子の構成例２＞
次に、図１（Ｂ）（Ｃ）に示す構成と異なる構成について、図２（Ａ）（Ｂ）を用いて
、以下説明する。
図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示す発光層１１３の一例を示す断面模式図である。図２（
Ａ）に示す発光層１１３は、ホスト材料１２１と、ゲスト材料１２２と、を有し、ホスト
材料１２１は、有機化合物１２１＿１と、有機化合物１２１＿２と、を有する。
有機化合物１２１＿１と、有機化合物１２１＿２とは、励起錯体（Ｅｘｃｉｐｌｅｘと
もいう）を形成する組み合わせであることが好ましい。励起錯体は、一重項励起エネルギ
ー準位と三重項励起エネルギー準位との差が非常に小さくなりやすい性質を有しているた
め、三重項励起状態から一重項励起状態への遷移（逆項間交差）が生じやすい。また、有
機化合物１２１＿１または有機化合物１２１＿２のいずれか一方は、発光層１１３のホス
ト材料として機能し、有機化合物１２１＿１または有機化合物１２１＿２の他方は、発光
層１１３のアシスト材料として機能する。なお、以下の説明においては、有機化合物１２
１＿１をホスト材料として、有機化合物１２１＿２をアシスト材料として説明を行う。
なお、有機化合物１２１＿１と、有機化合物１２１＿２とが、励起錯体を形成する組み
合わせになるような、ホスト材料を用いた場合においても、以下の２つの過程により、ゲ
スト材料１２２からの発光が得られる。
（α）直接再結合過程
（β）エネルギー移動過程
なお、（α）直接再結合過程については、上記１−２．で説明した過程と同様であるた
め、ここでの説明は省略する。
≪２−１．（β）エネルギー移動過程を経る発光機構≫
発光層１１３における励起錯体を形成する有機化合物１２１＿１と、有機化合物１２１
＿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、とくに限
定はないが、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。この場合、ドナー−アクセプター型の励起状態を形成しやすく
、効率よく励起錯体を形成することができる。また、正孔輸送性を有する材料と電子輸送
性を有する材料との組み合わせによって、有機化合物１２１＿１と有機化合物１２１＿２
の組み合わせを構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御するこ
とができる。具体的には正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９から
９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバラ
ンスを制御することができることから、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
また、有機化合物１２１＿１と、有機化合物１２１＿２とにより形成される励起錯体の
一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅ
Ｖ以下であると好ましい。上記構成とすることで、励起錯体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遷移（逆項間交差）が起こりやすい。したがって、励
起錯体、すなわちホスト材料１２１の一重項励起状態の生成効率を高めることができる。
さらに、ホスト材料１２１の発光スペクトル（ここでは、有機化合物１２１＿１と、有
機化合物１２１＿２とにより形成される励起錯体の発光スペクトル）と、ゲスト材料１２
２の最も長波長側に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。上記構成とすることで、ホス
ト材料１２１の一重項励起状態からゲスト材料１２２の一重項励起状態へのエネルギー移
動が生じやすくなる。したがって、ゲスト材料１２２の一重項励起状態の生成効率を高め
ることができ、発光効率を高めることができる。
ここで、励起錯体のエネルギー移動過程を説明するために、図２（Ｂ）にエネルギー準
位の相関を説明する模式図を示す。なお、図２（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通
りである。
・Ｈｏｓｔ（１２１）：ホスト材料（有機化合物１２１＿１）
・Ｇｕｅｓｔ（１２２）：ゲスト材料１２２（蛍光材料）
・Ａｓｓｉｓｔ：ホスト材料（有機化合物１２１＿２）
・ＳＨ：ホスト材料（有機化合物１２１＿１）の一重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＴＨ：ホスト材料（有機化合物１２１＿１）の三重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＳＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）の一重項励起エネルギーの最も低い準位
・ＴＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）の三重項励起エネルギーの最も低い準位
キャリア（ホール及び電子）が発光層１１３に輸送されると、有機化合物１２１＿１及
び有機化合物１２１＿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
の物質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１１３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１２１＿１及び有機
化合物１２１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、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。
また、有機化合物１２１＿１と有機化合物１２１＿２とは、ドナー−アクセプター型の
励起状態を形成することができるため、励起錯体のＳＥと励起錯体のＴＥは互いに近接す
る。
励起錯体の励起状態が一重項励起状態のとき、図２（Ｂ）のルートＥ４に示すように、
励起錯体のＳＥからゲスト材料１２２のＳＧに励起エネルギーが移動し、ゲスト材料１２
２が一重項励起状態となる。一重項励起状態となったゲスト材料１２２からは蛍光発光が
得られる。つまり、下記一般式（Ｇ３）の通り、励起錯体の一重項励起状態から、ゲスト
材料１２２の一重項励起状態へのエネルギー移動が生じる。
１［Ｈ−Ａ］＊＋１Ｇ → １Ｈ＋１Ａ＋１Ｇ＊ （Ｇ３）
なお、一般式（Ｇ３）中、１［Ｈ−Ａ］＊は有機化合物１２１＿１と有機化合物１２１
＿２とで形成される励起錯体の一重項励起状態を表し、１Ｇはゲスト材料１２２の一重項
基底状態を表し、１Ｈは有機化合物１２１＿１の一重項基底状態を表し、１Ａは有機化合
物１２１＿２の一重項基底状態を表し、１Ｇ＊はゲスト材料１２２の一重項励起状態を表
す。
また、励起錯体の励起状態が三重項励起状態であっても、励起錯体のＳＥが、ゲスト材
料１２２のＳＧよりも高い場合、下記の２つの過程を辿って蛍光発光が得られる。
１つ目の過程として、図２（Ｂ）のルートＡ２に示すように、励起錯体のＴＥから逆項
間交差（アップコンバージョン）によって、ＳＥに励起エネルギーが移動する。
それに続く２つ目の過程として、図２（Ｂ）のルートＥ４に示すように、励起錯体のＳ
Ｅからゲスト材料１２２のＳＧに励起エネルギーが移動し、ゲスト材料１２２が一重項励
起状態となる。一重項励起状態となったゲスト材料１２２からは蛍光発光が得られる。
なお、上記に示すルートＡ２及びルートＥ４の過程を、本明細書等においてＥｘＳＥＴ
（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｓｉｎｇｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥ
Ｆ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合
がある。
上記の１つ目の過程及び２つ目の過程は、下記一般式（Ｇ４）で表される。
３［Ｈ−Ａ］＊＋１Ｇ→（逆項間交差）→１［Ｈ−Ａ］＊＋１Ｇ→１Ｈ＋１Ａ＋１Ｇ＊
（Ｇ４）
なお、一般式（Ｇ４）中、３［Ｈ−Ａ］＊は有機化合物１２１＿１と有機化合物１２１
＿２とで形成される励起錯体の三重項励起状態を表し、１Ｇはゲスト材料１２２の一重項
基底状態を表し、１［Ｈ−Ａ］＊は有機化合物１２１＿１と有機化合物１２１＿２とで形
成される励起錯体の一重項励起状態を表し、１Ｈは有機化合物１２１＿１の一重項基底状
態を表し、１Ａは有機化合物１２１＿２の一重項基底状態を表し、１Ｇ＊はゲスト材料１
２２の一重項励起状態を表す。
一般式（Ｇ４）に示すように、励起錯体の三重項励起状態（３［Ｈ−Ａ］＊）から逆項
間交差によって、励起錯体の一重項励起状態（１［Ｈ−Ａ］＊）が生成され、その後、ゲ
スト材料１２２の一重項励起状態（１Ｇ＊）へエネルギー移動する。
ホスト材料１２１を、上述の構成とすることで、上記（β）エネルギー移動過程が効率
良く生じ、励起錯体の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率良く
ゲスト材料１２２の一重項励起状態に変換されるため、発光層１１３のゲスト材料１２２
（蛍光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
ただし、励起錯体からゲスト材料１２２に励起エネルギーが移動する前に、励起錯体が
当該励起エネルギーを光または熱として放出して失活してしまうと、発光効率が低下する
場合がある。例えば、図２（Ｂ）のルートＥ５に示すように、励起錯体のＴＥからゲスト
材料１２２のＴＧに励起エネルギーが移動する場合、励起エネルギーが熱失活する。した
がって、ホスト材料１２１が１に対するゲスト材料１２２の重量比としては、０より大き
く０．０５以下が好適であり、より好ましくは、０より大きく０．０３以下が好適である
。
また、図２（Ｂ）の破線Ｂ２に示すように、ホスト材料１２１のＴＨ、すなわち有機化
合物１２１＿１または有機化合物１２１＿２の三重項励起エネルギー準位が、励起錯体の
ＴＥよりも低い場合（図２（Ｃ）中、ＴＨ’で示す）、図２（Ｂ）のルートＥ６に示すよ
うに、励起錯体のＴＥからホスト材料１２１のＴＨ’にエネルギー移動したのち、励起エ
ネルギーが熱失活する。したがって、有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿２の
三重項励起エネルギー準位は、励起錯体のＴＥよりも高いことが好ましい。そうすること
で、励起錯体において効率よく逆項間交差が生じるため好ましい。
また、励起錯体はＳＥとＴＥが近接するため、ＴＥがゲスト材料１２２のＴＧよりも低
い場合、ＳＥのエネルギー準位もＴＧ付近またはそれ以下まで大きく低下してしまう。そ
の結果、ＳＥからゲスト材料１２２のＳＧへのエネルギー移動（ルートＥ４）が困難にな
り、ゲスト材料１２２からの蛍光が得にくくなる。したがって、励起錯体のＴＥは、ゲス
ト材料１２２のＴＧよりも高いことが好ましい。
以上のことから、励起錯体が室温で熱活性化遅延蛍光を示す場合、有機化合物１２１＿
１及び有機化合物１２１＿２の燐光発光エネルギーは、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発
光エネルギーよりも高いことが好ましい。また、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エネ
ルギーは、ゲスト材料１２２の燐光発光エネルギーよりも高いことが好ましい。
≪２−２．材料≫
発光層１１３において、ホスト材料１２１が有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２
１＿２により形成される、すなわちホスト材料１２１が二種の材料から構成される場合、
例えば以下の材料を用いることができる。
なお、有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿２は、励起錯体を形成する二種の
組み合わせの有機化合物を用いることが好ましい。この場合、様々なキャリア輸送性材料
を適宜用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するためには、電子を受け取りや
すい材料（電子輸送性を有する材料）と、正孔を受け取りやすい材料（正孔輸送性を有す
る材料）とを組み合わせることが特に好ましい。
なぜならば、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを組み合わせて励
起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性を有する材料及び正孔輸送性を有す
る材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最
適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化する
ことにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結
合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光素子の信頼性を向上させることができる。
電子を受け取りやすい材料（電子輸送性を有する材料）としては、π電子不足型複素芳
香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ
［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−
キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）
、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオ
キサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾ
チアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２−（
４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒ
ｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５
−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベン
ゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール
−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−
（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）
（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フ
ェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのアゾール骨格
を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベ
ンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベ
ンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（
略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）
ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）
、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，
６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジ
ン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や
、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾ
ール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：Ｐ
ＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（
９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，
３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などの
ピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格及びト
リアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良
好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格及びトリアジン骨格を
有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。また、信頼性が
良好で、且つ高い三重項励起エネルギー準位を有するためには、縮合複素環骨格を有し、
該縮合複素環骨格がジアジン骨格を有することが好ましい。あるいは、カルバゾール骨格
と、縮合複素環骨格とを有し、該縮合複素環骨格がジアジン骨格を有することが好ましい
。あるいは、カルバゾール骨格と、縮合複素環骨格とを有し、該縮合複素環骨格がジアジ
ン骨格を有し、該カルバゾール骨格と該縮合複素環骨格とが、アリーレン基を介して結合
する構造を有すると好ましく、該カルバゾール骨格の９位においてアリーレン基を介して
結合する構造を有すると特に好ましい。当該ジアジン骨格を有する縮合複素環骨格として
は、キノキサリン骨格、キナゾリン骨格、ベンゾキノキサリン骨格、ベンゾキナゾリン骨
格、ジベンゾキノキサリン骨格、ジベンゾキナゾリン骨格、またはベンゾフロピリミジン
骨格などが好ましい。
正孔を受け取りやすい材料（正孔輸送性を有する材料）としては、π電子過剰型複素芳
香族又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。具体的には、２−［Ｎ−（９−
フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオ
レン（略称：ＰＣＡＳＦ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミ
ノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−
ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４
’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］
ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−
イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニ
ルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル
−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：
ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾー
ル−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）
−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：
ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−
Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］
−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェ
ニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’−ビフルオレン−
２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−
９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）などの芳香族アミン骨格を有する
化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ
（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニル
フェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、９−フェニル−９Ｈ−３−
（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）など
のカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−ト
リイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル
−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフ
ェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−
９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）
などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−
トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９
−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称
：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した
中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性
が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また
、高い三重項励起エネルギー準位を有するためには、カルバゾール骨格を有することが好
ましい。あるいは、芳香族アミン骨格を１つ有することが好ましい。あるいは、カルバゾ
ール骨格と芳香族アミン骨格とを有し、カルバゾール骨格と芳香族アミン骨格とが、カル
バゾール骨格の９位において結合する構造を有することが好ましく、カルバゾール骨格の
９位においてアリーレン基を介して結合する構造、を有することが特に好ましい。
有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿２は、上述した化合物に限定されること
なく、キャリアを輸送でき、且つ励起錯体を形成できる組み合わせであり、当該励起錯体
の発光が、発光物質の吸収スペクトルにおける最も長波長側の吸収帯（発光物質の一重項
基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）と重なっていればよく、他の材料
を用いても良い。
なお、図２（Ａ）に示す発光層１１３において、ゲスト材料１２２として用いることの
できる材料としては、１−７．に示すゲスト材料１２２と同様であるため、ここでの説明
は省略する。
≪２−３．励起錯体の発光エネルギーとホスト材料の三重項エネルギー準位の関係≫
ここで、本発明の一態様の励起錯体を形成する有機化合物の組み合わせと、当該励起錯
体の発光エネルギーとホスト材料の三重項エネルギー準位の関係について、以下に詳しく
説明する。
有機化合物単体の薄膜の発光スペクトル、及び２種類の異なる有機化合物を組み合わせ
た混合膜の発光スペクトルを図３（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、化合物１乃至化合物４、お
よび励起錯体１乃至励起錯体３の発光スペクトルを図３（Ａ）に、化合物５乃至化合物７
、および励起錯体４乃至励起錯体６の発光スペクトルを図３（Ｂ）に、それぞれ示す。
また、図３（Ａ）（Ｂ）中、化合物１が２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）
フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、化合
物２が４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，
６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、化合物３が２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフ
ェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２Ｓ
Ｆ）、化合物４が２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルア
ミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、化合物５が４，６−ビス
［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ
２Ｐｍ）、化合物６がＮ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオ
レン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ
）、化合物７が９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イ
ル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）、化合物８が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）、における薄膜の発光スペクトル
である。化合物１乃至化合物８の構造式及び略称を以下に示す。
Figure 0006862585
図３（Ａ）に示す励起錯体１で表される発光スペクトルは、化合物１と化合物３との混
合膜の発光を測定した結果である。すなわち、化合物１及び化合物３の一方が有機化合物
１２１＿１、他方が有機化合物１２１＿２に相当する。同様に、励起錯体２で表される発
光スペクトルは、化合物１と化合物４との混合膜の発光を、励起錯体３で表される発光ス
ペクトルは、化合物２と化合物４との混合膜の発光を、測定した結果である。なお、発光
スペクトルは、各化合物単体の薄膜または２つの化合物の混合膜に紫外光を照射すること
で得られる発光を測定したものである。なお、発光スペクトルの測定にはＰＬ−ＥＬ測定
装置（浜松ホトニクス社製）を用いた。また、薄膜は、石英基板上に厚さが５０ｎｍにな
るよう各化合物を真空蒸着することで形成した。なお、混合薄膜は、異なる２つの化合物
をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法（共蒸着）によって形成した。
励起錯体１と励起錯体２は、双方とも化合物１を用いているが、励起錯体を形成する他
方の化合物が異なっている。そのため、化合物３と化合物４の発光スペクトルピークにほ
とんど差がなくても、励起錯体１の発光スペクトルピークの波長は５７９ｎｍであり、励
起錯体２の発光スペクトルピークの波長は５４３ｎｍであり、これらのピークは３０ｎｍ
以上の差を有している。これは、励起錯体１及び励起錯体２がドナー−アクセプター型の
励起錯体であるためである。すなわち、励起錯体の一重項励起エネルギーは、２つの有機
化合物の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒ
ｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）と、最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）のうち、高い方のＨＯＭＯ
と低い方のＬＵＭＯとのエネルギー差に相当する。そのため、一方の化合物を異なる化合
物とすることで、励起錯体を形成するＨＯＭＯまたはＬＵＭＯのエネルギー準位が変化す
るため、励起錯体の発光波長を変化させることができる。
また、励起錯体２と励起錯体３は、双方とも化合物４を用いているが、励起錯体を形成
するもう一方の物質が異なっている。励起錯体３の発光スペクトルピークの波長は５２８
ｎｍであり、励起錯体２と励起錯体３の発光スペクトルピークには１５ｎｍの差が生じて
いる。このように、励起錯体を形成する一方の化合物を変更するだけで、励起錯体の発光
波長を容易に変化させることができる。
なお、励起錯体１の発光スペクトルピークの波長は５７９ｎｍであるため、励起錯体１
に、黄色から赤色の光を呈する機能を有する発光材料をゲスト材料１２２として混合して
、発光素子に用いることが好適である。また、励起錯体２及び励起錯体３の発光スペクト
ルピークの波長は、それぞれ５４３ｎｍ及び５２８ｎｍであるため、励起錯体２または励
起錯体３に、緑色から赤色の光を呈する機能を有する発光材料をゲスト材料１２２として
混合して、発光素子に用いることが好適である。
図３（Ｂ）に示す励起錯体４で表される発光スペクトルは、化合物５と化合物６との混
合膜の発光を測定した結果である。すなわち、化合物５及び化合物６の一方が有機化合物
１２１＿１、他方が有機化合物１２１＿２に相当する。同様に、励起錯体５で表される発
光スペクトルは、化合物５と化合物７との混合膜の発光を、励起錯体６で表される発光ス
ペクトルは、化合物５と化合物８との混合膜の発光を測定した結果である。なお、発光ス
ペクトルは、各化合物単体の薄膜または２つの化合物の混合膜に紫外光を照射することで
得られる発光を測定したものである。
励起錯体４乃至励起錯体６は、いずれも化合物５を用いているが、励起錯体を形成する
他方の物質が異なっている。そのため、励起錯体４乃至励起錯体６の発光スペクトルピー
クに差が生じている。このように、励起錯体を形成する一方の化合物を変更するだけで、
励起錯体の発光波長を容易に変化させることができる。
なお、励起錯体４及び励起錯体６の発光スペクトルピークの波長は、それぞれ５４５ｎ
ｍ、５１６ｎｍであるため、励起錯体４または励起錯体６に、緑色から赤色の光を呈する
機能を有する発光材料をゲスト材料１２２として混合して、発光素子に用いることが好適
である。また、励起錯体５の発光スペクトルピークの波長は４８８ｎｍであるため、励起
錯体５に、青色から赤色の光を呈する機能を有する発光材料をゲスト材料１２２として混
合して、発光素子に用いることが好適である。
次に、化合物１乃至化合物８の燐光発光スペクトルを図４（Ａ）（Ｂ）に示す。図４（
Ａ）（Ｂ）に示す燐光発光スペクトルは、低温（１０Ｋ）環境下において、発振波長が３
２５ｎｍの紫外レーザ（Ｈｅ−Ｃｄレーザ）を各化合物の薄膜に照射し、時間分解フォト
ルミネッセンス法を用いて測定した結果である。なお、測定には、顕微ＰＬ装置 Ｌａｂ
ＲＡＭ ＨＲ−ＰＬ （（株）堀場製作所）を用い、検出器にはＣＣＤ検出器を用いた。
また、薄膜は、石英基板上に厚さが５０ｎｍになるよう各化合物を真空蒸着することで形
成した。
また、燐光発光スペクトルの最も短波長側の燐光発光ピーク（ショルダーを含む）より
、燐光発光エネルギーを求めた結果を表１及び表２に示す。なお、励起錯体においては、
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とが、互いに近接しているため、
燐光発光スペクトルと蛍光発光スペクトル（熱活性化遅延蛍光の発光スペクトル）の分離
が困難である。したがって、表１及び表２における励起錯体の燐光発光エネルギーは、励
起錯体の発光スペクトルピーク（熱活性化遅延蛍光の発光スペクトルピーク）を燐光発光
スペクトルピークと同一であると見なし、発光スペクトルのピークから燐光発光エネルギ
ーを求めた結果である。すなわち、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーと燐光
発光エネルギーは、ほぼ同一とみなしている。
Figure 0006862585
Figure 0006862585
表１及び表２に示す励起錯体１乃至励起錯体５の燐光発光エネルギー（熱活性化遅延蛍
光の発光エネルギー）は、それぞれの励起錯体を形成する化合物の燐光発光エネルギーと
比べて、エネルギーが低い。すなわち、励起錯体１の燐光発光エネルギー（熱活性化遅延
蛍光の発光エネルギー）より、化合物１及び化合物３の燐光発光エネルギーの方が高く、
励起錯体２の燐光発光エネルギー（熱活性化遅延蛍光の発光エネルギー）より、化合物１
及び化合物４の燐光発光エネルギーの方が高く、励起錯体３の燐光発光エネルギー（熱活
性化遅延蛍光の発光エネルギー）より、化合物２及び化合物４の燐光発光エネルギーの方
が高く、励起錯体４の燐光発光エネルギー（熱活性化遅延蛍光の発光エネルギー）より、
化合物５及び化合物６の燐光発光エネルギーの方が高く、励起錯体５の燐光発光エネルギ
ー（熱活性化遅延蛍光の発光エネルギー）より、化合物５及び化合物７の燐光発光エネル
ギーの方が高い。
換言すると、励起錯体１乃至励起錯体５の三重項エネルギー準位より、励起錯体を形成
するそれぞれの化合物の三重項エネルギー準位の方が高い。そのため、図２（Ｂ）のＥ６
で示すエネルギー移動過程である、励起錯体の三重項励起エネルギー準位から、励起錯体
を形成する有機化合物１２１＿１の三重項励起エネルギー準位及び有機化合物１２１＿２
の三重項励起エネルギー準位へのエネルギー移動が生じず、励起錯体の三重項励起状態の
熱失活を抑制することができる。
したがって、励起錯体の三重項励起状態が有する励起エネルギーは、逆項間交差によっ
て生成する励起錯体の一重項励起状態を経て、効率良くゲスト材料１２２の一重項励起状
態へエネルギー移動することができる。そのため、ゲスト材料１２２からの発光を効率良
く得ることができる。
一方、表２に示す励起錯体６の燐光発光エネルギーは、励起錯体を形成する物質の一つ
である化合物８の燐光発光エネルギーよりも高い。すなわち、励起錯体６の三重項エネル
ギー準位より、励起錯体を形成する物質の一つである化合物８の三重項エネルギー準位の
方が低い。そのため、図２（Ｂ）のＥ６で示すエネルギー移動過程である、励起錯体の三
重項励起エネルギー準位から、励起錯体を形成する有機化合物１２１＿１の三重項励起エ
ネルギー準位または有機化合物１２１＿２の三重項励起エネルギー準位へのエネルギー移
動が生じ、励起錯体の三重項励起状態の熱失活が生じる可能性がある。したがって、これ
を防止するためには、励起錯体を形成する有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿
２の三重項励起エネルギー準位は、励起錯体の三重項励起エネルギーより高いことが好ま
しく、そのためには、励起錯体を形成する有機化合物１２１＿１の三重項励起エネルギー
準位と、有機化合物１２１＿２の三重項励起エネルギー準位との差が、０．４ｅＶ未満で
あることが好ましい。
また、ゲスト材料１２２の三重項励起エネルギーの最も低い準位を、表３に示す。
Figure 0006862585
表３に示す三重項励起エネルギーの最も低い準位を求めるため、ゲスト材料１２２の最
低三重項励起状態における最安定構造、及び一重項基底状態における最安定構造を、密度
汎関数法（ＤＦＴ）を用いて計算した。さらに、それぞれの最安定構造において振動解析
を行い、最低三重項励起状態と一重項基底状態における最低振動エネルギーの差を計算す
ることで、三重項励起エネルギーの最も低い準位を算出した。なお、量子化学計算プログ
ラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を使用した。基底関数としては、６−３１１Ｇ（ｄ
，ｐ）を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ
（ＳＧＩ社製、ＩＣＥ Ｘ）を用いて行った。
表３に示す化合物の三重項励起エネルギー準位は、いずれも表１及び表２に示す励起錯
体１乃至励起錯体５の三重項励起エネルギー準位より低いエネルギーである。そのため、
表３に示す化合物をゲスト材料１２２として用い、先に示す励起錯体１乃至励起錯体５を
形成する化合物をホスト材料１２１として用いることで、図２（Ｂ）のルートＡ２及びル
ートＥ４に示すエネルギー移動が生じやすくなり、励起錯体からゲスト材料１２２へ効率
良く励起エネルギーを移動させることができる。
したがって、励起錯体の三重項励起エネルギー準位より、励起錯体を形成する化合物の
三重項励起エネルギー準位の方が高いことが好ましい。すなわち、有機化合物１２１＿１
及び有機化合物１２１＿２の三重項励起エネルギー準位は、有機化合物１２１＿１と、有
機化合物１２１＿２とで形成する励起錯体の三重項励起エネルギー準位よりも高いことが
好ましい。また、励起錯体の三重項励起エネルギー準位は、ゲスト材料１２２の三重項励
起エネルギー準位よりも高いことが好ましい。また、励起錯体が室温で熱活性化遅延蛍光
を示す場合、有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿２の燐光発光エネルギーは、
有機化合物１２１＿１と、有機化合物１２１＿２とで形成する励起錯体の熱活性化遅延蛍
光の発光エネルギーよりも高いことが好ましい。また、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発
光エネルギーは、ゲスト材料１２２の燐光発光エネルギーよりも高いことが好ましい。
以上のように、本発明の一態様の発光素子においては、発光層におけるホスト材料１２
１とゲスト材料１２２の一重項励起エネルギー準位、及び三重項励起エネルギー準位を上
述の構成とすることで、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
＜３．発光素子の構成要素＞
次に、図１（Ａ）に示す発光素子１５０のその他の構成要素の詳細について、以下説明
する。
≪３−１．一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１１３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（Ａｌ）が典型例であり
、その他、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅
（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）などの遷移金属、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）やセ
シウム（Ｃｓ）などのアルカリ金属、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）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 Ｏｘｉｄｅ）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１１３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１
０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
≪３−２．正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、電極１０１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，
１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略
称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。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。
≪３−３．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１１３へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１のＨＯＭＯ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。
≪３−４．電子輸送層≫
電子輸送層１１５は、電子注入層１１６を経て電極１０２から注入された電子を発光層
１１３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、ビピリジン誘導体などが挙
げられる。
≪３−５．電子注入層≫
電子注入層１１６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、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１５、及び電子注
入層１１６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
ラビア印刷法等の方法で形成することができる。
また、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１５、及び
電子注入層１１６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。
≪３−６．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（Ｐ
ＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（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、ホスト材料において、一重項励起エネルギー準
位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下である場合の例を
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、ホスト材料において、一重項励起エネルギー準位と
三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下でなくてもよい。また
は、例えば、本発明の一態様では、ホスト材料において、室温で熱活性化遅延蛍光を示す
物質である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、ホスト材料は、室温で熱活性
化遅延蛍光を示す物質以外の物質を有してもよい。あるいは、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、ホスト材料は、室温で熱活性化遅延蛍光を
示す物質を有していなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ホスト材料の
三重項励起エネルギー準位は、ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高い場合の
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、ホスト材料の三重項励起エネルギー準位は、ゲ
スト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高くなくてもよい。
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）
本実施の形態においては、実施の形態１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５（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
＜発光素子の構成例＞
図５（Ａ）は、発光素子４５０の断面模式図である。
図５（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５（Ａ）においては、発光ユニット４４１及び発光ユニット４
４２）を有する。１つの発光ユニットは、図１で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する
。つまり、図１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４０１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５（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
４４２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に示すＥＬ層１００を用
い、発光ユニット４４２に発光材料として燐光材料を有する発光層を用いると好適である
。
すなわち、発光素子４５０は、発光層４４３と、発光層４４４と、を有する。また、発
光ユニット４４１は、発光層４４３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４
４４の他に、正孔注入層４１５、正孔輸送層４１６、電子輸送層４１７、及び電子注入層
４１８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／
Ｖｓ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が該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と、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。
また、電荷発生層４４５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法
、グラビア印刷法等の方法で形成することができる。
なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２に挟まれる電荷発生層４４５は、電極
４０１と電極４０２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５（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５（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、同様の構成を適用すること
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。
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、ＥＬ層１００の構成を適
用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。
また、発光層４４３は、ホスト材料４２１と、ゲスト材料４２２とを有する。また、発
光層４４４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４
２１は、有機化合物４２１＿１と、有機化合物４２１＿２と、を有する。また、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。
また、本実施の形態において、発光層４４３は、図２（Ａ）に示す発光層１１３と同様
の構成とする。すなわち、発光層４４３が有するホスト材料４２１（有機化合物４２１＿
１及び有機化合物４２１＿２）、及びゲスト材料４２２は、発光層１１３が有するホスト
材料１２１（有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿２）、及びゲスト材料１２２
に、それぞれ相当する。また、発光層４４４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、４１５、正孔輸送
層４１２、４１６、電子輸送層４１３、４１７、及び電子注入層４１４、４１８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１１５、及び電子注入層１１６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。
＜発光層４４３の発光機構＞
発光層４４３の発光機構としては、図２（Ｂ）に示す発光層１１３と同様の発光機構で
ある。
＜発光層４４４の発光機構＞
次に、発光層４４４の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４４４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４４４における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。なお、有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿２との組み合わせは、発光層
４４３における、励起錯体を形成する有機化合物４２１＿１と有機化合物４２１＿２との
組み合わせと同様の構成としてもよい。
発光層４４４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
４３２とのエネルギー準位の相関を図５（Ｂ）に示す。なお、図５（Ｂ）における表記及
び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（４３１＿１）：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）
・Ａｓｓｉｓｔ（４３１＿２）：アシスト材料（有機化合物４３１＿２）
・Ｇｕｅｓｔ（４３２）：ゲスト材料４３２（燐光材料）
・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
・ＳＰＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＥ：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（ＳＰＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＰＥ
）は互いに隣接することになる（図５（Ｂ）Ｅ７参照）。
そして、励起錯体のＳＰＥとＴＰＥ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（ＴＰＧ）へ移動させて発光が得られる（図５（Ｂ
）Ｅ８参照）。
なお、上記に示すＥ７及びＥ８の過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐ
ｌｅｘ−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、速やかに他方の物質を取り込んで励起錯体を形成する。したがって、
発光層４４４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、励起錯体が形成されることにより、発光素子の駆動電圧を下げることができる。
発光層４４４を上述の構成とすることで、発光層４４４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４４３からの発光が、発光層４４４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４４３と発光層４４４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４４３と発光層４４４
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４４３及び発光層４４４のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複
数の発光物質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４４３及び発光層４４４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。
次に、発光層４４３及び発光層４４４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４４３に用いることのできる材料＞
発光層４４３に用いることのできる材料としては、先の実施の形態に示す発光層１１３
に用いることのできる材料を援用すればよい。
＜発光層４４４に用いることのできる材料＞
発光層４４４中では、ホスト材料（有機化合物４３１＿１及び有機化合物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。
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。
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燐光材料の三重項ＭＬ
ＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）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。
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。
発光層４４４に含まれるゲスト材料４３２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を超え
て０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶを超えて０．１ｅＶ以下であることが挙げら
れる。
また、発光層４４３に含まれる発光材料と発光層４４４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、例えば両材料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４４３に含まれる
発光材料（ゲスト材料４２２）の発光ピーク波長は、発光層４４４に含まれる発光材料（
ゲスト材料４３２）の発光ピーク波長よりも短いことが好ましい。
なお、発光層４４３及び発光層４４４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３）
本実施の形態においては、実施の形態１及び実施の形態２に示す構成と異なる構成の発
光素子について、図６（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
＜発光素子の構成例＞
図６（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子４５２を説明する断面模式図である。
発光素子４５２は、電極４０１と、電極４０２との間に、複数の発光ユニット（図６（
Ａ）においては、発光ユニット４４６及び発光ユニット４４７）を有する。１つの発光ユ
ニットは、図１で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。つまり、図１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４５２は、複数の発光ユニットを有す
る。なお、本実施の形態において、電極４０１が陽極、電極４０２が陰極として、以下説
明するが、発光素子４５２の構成としては、逆であっても構わない。
また、図６（Ａ）に示す発光素子４５２において、発光ユニット４４６と発光ユニット
４４７とが積層されており、発光ユニット４４６と発光ユニット４４７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４４６と発光ユニット４４７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４４６に発光材料として蛍光材料を有す
る発光層を用い、発光ユニット４４７に図１に示すＥＬ層１００を用いると好適である。
すなわち、発光素子４５２は、発光層４４８と、発光層４４９と、を有する。また、発
光ユニット４４６は、発光層４４８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４４７は、発光層４
４９の他に、正孔注入層４１５、正孔輸送層４１６、電子輸送層４１７、及び電子注入層
４１８を有する。
また、図６（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４５２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
長寿命な素子を実現できる。また、消費電力が低い表示装置を実現することができる。
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、ＥＬ層１００の構成を適
用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。
また、発光層４４８は、ホスト材料４６１と、ゲスト材料４６２とを有する。また、発
光層４４９は、ホスト材料４７１と、ゲスト材料４７２とを有する。また、ホスト材料４
７１は、有機化合物４７１＿１と、有機化合物４７１＿２と、を有する。
また、本実施の形態において、発光層４４９は、図２（Ａ）に示す発光層１１３と同様
の構成とする。すなわち、発光層４４９が有するホスト材料４７１（有機化合物４７１＿
１及び有機化合物４７１＿２）、及びゲスト材料４７２は、発光層１１３が有するホスト
材料１２１（有機化合物１２１＿１及び有機化合物１２１＿２）、及びゲスト材料１２２
に、それぞれ相当する。また、発光層４４８が有するゲスト材料４６２が蛍光材料として
、以下説明する。
＜発光層４４８の発光機構＞
まず、発光層４４８の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４４８では、キャリアの再結合により、励起子が生成される。ゲスト材料４６２
と比較してホスト材料４６１は大量に存在するので、励起子の生成により、ホスト材料４
６１の励起状態が形成される。キャリアの再結合によって生じる一重項励起子と三重項励
起子の比（以下、励起子生成確率）は約１：３となる。
なお、励起子はキャリア（電子および正孔）対のことである。励起子はエネルギーを有
するため、励起子が生成した材料は励起状態となる。
はじめに、ホスト材料４６１のＴ１準位がゲスト材料４６２のＴ１準位よりも高い場合
について、以下説明する。
ホスト材料４６１の三重項励起エネルギーが、ホスト材料４６１のＴ１準位からゲスト
材料４６２のＴ１準位にエネルギー移動（三重項エネルギー移動）する。しかしながら、
ゲスト材料４６２が蛍光材料であるため、三重項励起エネルギーは可視光領域に発光を与
えない。したがって、ホスト材料４６１の三重項励エネルギーは発光として利用すること
が難しい。よって、ホスト材料４６１のＴ１準位がゲスト材料４６２のＴ１準位よりも高
い場合においては、注入したキャリアのうち、約２５％を超えて発光に利用することが難
しい。
次に、本発明の一態様の発光層４４８におけるホスト材料４６１と、ゲスト材料４６２
とのエネルギー準位の相関を図６（Ｂ）に示す。なお、図６（Ｂ）における表記及び符号
は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ：ホスト材料４６１
・Ｇｕｅｓｔ：ゲスト材料４６２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料４６１の一重項励起状態の最も低い準位（Ｓ１準位）
・ＴＦＨ：ホスト材料４６１の三重項励起状態の最も低い準位（Ｔ１準位）
・ＳＦＧ：ゲスト材料４６２（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位（Ｓ１準位）
・ＴＦＧ：ゲスト材料４６２（蛍光材料）の三重項励起状態の最も低い準位（Ｔ１準位）
図６（Ｂ）に示すように、ゲスト材料４６２のＴ１準位（図６（Ｂ）において、ＴＦＧ
）がホスト材料４６１のＴ１準位（図６（Ｂ）において、ＴＦＨ）よりも高い構成である
。
また、図６（Ｂ）に示すように、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ：Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒ
ｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）によって（図６（Ｂ）Ｅ９参照）、三重項励起
子同士が衝突することにより、その一部がホスト材料４６１の一重項励起状態の最も低い
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。ホスト材料４６１の一
重項励起エネルギーは、ホスト材料４６１の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＦＨ）か
ら、それよりもエネルギーの低い、ゲスト材料４６２（蛍光材料）の一重項励起状態の最
も低い準位（ＳＦＧ）へ、エネルギー移動が起こり（図６（Ｂ）Ｅ１０参照）、ゲスト材
料４６２（蛍光材料）の一重項励起状態が形成される。その結果、ゲスト材料４６２が発
光する。
なお、ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位よりも低いため、ＴＦＧの励起エ
ネルギーは失活することなくＴＦＨにエネルギー移動（図６（Ｂ）Ｅ１１参照）し、ＴＴ
Ａに利用される。
発光層４４８を上述の構成とすることで、発光層４４８のゲスト材料４６２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４４８と発光層４４９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４４８と発光層４４９
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４４８及び発光層４４９のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複
数の発光物質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４４８及び発光層４４９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４４９の発光機構＞
発光層４４９の発光機構としては、図２に示す発光層１１３と同様の発光機構である。
次に、発光層４４８及び発光層４４９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４４８に用いることのできる材料＞
発光層４４８中では、ホスト材料４６１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４６２
（蛍光材料）は、ホスト材料４６１中に分散される。ホスト材料４６１のＳ１準位は、ゲ
スト材料４６２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料４６１のＴ１準位は、ゲ
スト材料４６２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
ホスト材料４６１として、アントラセン誘導体、あるいはテトラセン誘導体が好ましい
。これらの誘導体はＳ１準位が高く、Ｔ１準位が低いからである。具体的には、９−フェ
ニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール
（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ
−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル
）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−
９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢ
ＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ
［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−
｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）−ビフェニル−４’−イル｝−ア
ントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）などが挙げられる。あるいは、５，１２−ジフェニルテ
トラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセンなどが挙げられる。
ゲスト材料４６２（蛍光材料）としては、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフ
ェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、
ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘
導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、
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：１，６ｍＭｅｍＦ
ＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）
フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰ
ｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−
１，６−ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン
−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰ
ｒｎ）などが挙げられる。
＜発光層４４９に用いることのできる材料＞
発光層４４９に用いることのできる材料としては、先の実施の形態に示す発光層１１３
に用いることのできる材料を援用すればよい。
また、発光層４４８に含まれる発光材料と発光層４４９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、例えば両材料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４４８に含まれる
発光材料（ゲスト材料４６２）の発光ピーク波長は発光層４４９に含まれる発光材料（ゲ
スト材料４７２）の発光ピーク波長よりも短いことが好ましい。
なお、発光層４４８及び発光層４４９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、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせるこ
とが可能である。
（実施の形態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７（Ａ）
（Ｂ）を用いて説明を行う。
なお、図７（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７（
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７（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（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）やＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）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
８０４ａ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８０
４ａ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
８０１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
８０４ａ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
８０４ａ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７（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８０
１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７（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７（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７（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図７（Ｂ）に示す構成とすること
ができる。
図７（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（以下、信号線ＤＬ＿ｎという）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５
２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿ｍという）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７（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図７（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Ｔ
ＦＤ（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８乃至図１２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８（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図８（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８
（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。また、複数の配線２５１１は、信号線駆動回路２５０３ｓ（
１）からの信号を複数の画素に供給することができる。
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８（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８（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８（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９（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図９（Ａ）は
、図８（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２
５１０ｃ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
２５７０ｂ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、ウレタン、エポキシを用いることができる。また、シロキサン結合を有する樹脂含
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９（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３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
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、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、特定の波長帯域の光を透過する機能を有していればよく、
例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する
カラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を
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２
５５０Ｒ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、ＦＰ
Ｃ２５０９（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、ＦＰＣ２
５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒ
ｄ）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
９（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９（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
２５０３ｔ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、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９（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図９（Ｃ
）は、図８（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
２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５
９１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度を超えて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 Ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐ
ｉｃ 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１０（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１０
（Ａ）は、図８（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
図１０（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図９（Ａ）で説明した表示装置２５０１
と、図９（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１０（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図９（Ａ）及び図９（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２
５９７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１０（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図１０（Ｂ）を
用いて説明する。
図１０（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図１０（Ｂ）に示すタッチパ
ネル２００１は、図１０（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１０（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１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板の上面及び下面
のいずれか一方または双方に射出されればよい。
＜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１１を用いて説明を行う。
図１１（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１１
（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１１（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１１（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
２６０３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１１（Ｂ）には、図１１（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１１（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１１（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−
Ｙ６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１１（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１２に示す。
図１２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
２６１２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ＶＳ
Ｓ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ＶＳ
Ｓが与えられる。
次に、図１２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１３及び図１４を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図１３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８
００６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８
００６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１４（Ａ）乃至図１４（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１４（Ａ）乃至図１４（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１４（Ａ）乃至図１４（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１４（Ａ）乃至図１４（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１４（Ａ）乃至図１４（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１４（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１４（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
１４（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９００
１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９０
０１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１４（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１４（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
９２００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９００
６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図１４（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１４（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１４
（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１４（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９２
０１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、本発明の一態様の発光素子は、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１５を用いて説明する。
図１５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、８
５０３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、本発明の一態様である発光素子、及び比較用の発光素子の作製例を示す
。また、本実施例においては、発光素子１乃至発光素子７を作製した。
なお、発光素子１、発光素子２、発光素子５、及び発光素子７は、比較用の発光素子で
あり、発光素子３、発光素子４、及び発光素子６は、本発明の一態様の発光素子である。
また、発光素子１は、ホスト−ゲスト系の発光素子であり、発光素子２、発光素子５、及
び発光素子７は、エキサイプレックス発光を利用した発光素子であり、発光素子３、発光
素子４、及び発光素子６は、ＥｘＳＥＴを利用した発光素子である。
発光素子１乃至発光素子７の断面模式図を図１６に、素子構造の詳細を表４及び表５に
示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
Figure 0006862585
Figure 0006862585
Figure 0006862585
Figure 0006862585
＜１−１．発光素子１の作製方法＞
まず、基板１１００上に電極１１０１として、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略
称：ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により成膜した。なお、電極１１０１の膜厚を１１０
ｎｍとし、電極１１０１の面積を４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、有機化合物層の蒸着前の前処理として、基板１１００の電極１１０１側を水で洗
浄し、２００℃で１時間焼成した後、電極１１０１の表面に対し、ＵＶオゾン処理を３７
０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１１００を導
入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基
板１１００を３０分程度放冷した。
次に、電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００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、正孔注入層１１
１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送層１１１５、電子注入層１１１６
、電極１１０２を順次形成した。詳細な作製方法を以下に記す。
まず、電極１１０１上に、正孔注入層１１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブ
デン（略称：ＭｏＯ３）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）と
なるように共蒸着した。なお、正孔注入層１１１１の膜厚を２０ｎｍとした。
次に、正孔注入層１１１１上に正孔輸送層１１１２を形成した。正孔輸送層１１１２と
しては、ＢＰＡＦＬＰを蒸着した。なお、正孔輸送層１１１２の膜厚は２０ｎｍとした。
次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。発光層１１１３として、４
，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ）とを、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｒｕ
ｂｒｅｎｅ＝１：０．００５（重量比）となるよう共蒸着した。なお、発光層１１１３の
膜厚は、４０ｎｍとした。なお、発光層１１１３において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍがホス
ト材料であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料である。
次に、発光層１１１３上に電子輸送層１１１５として、膜厚１０ｎｍの４，６ｍＣｚＰ
２Ｐｍと、膜厚１５ｎｍのバソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を順次蒸着した。
次に、電子輸送層１１１５上に電子注入層１１１６として、膜厚１ｎｍのフッ化リチウム
（略称：ＬｉＦ）を蒸着した。
次に、電子注入層１１１６上に電極１１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を蒸着した
。なお、電極１１０２の膜厚は、２００ｎｍとした。
上記により作製した基板１１００上の発光素子と、封止基板１１５０とを大気に曝され
ないように窒素雰囲気のグローブボックス内において貼り合わせることにより封止した。
具体的には、シール材を基板１１００上の発光素子の周囲に塗布し、基板１１００と封止
基板１１５０とを貼り合せた後、シール材に３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、
８０℃にて１時間熱処理した。
以上の工程により、発光素子１を作製した。
＜１−２．発光素子２の作製方法＞
発光素子２は、先に記載の発光素子１と発光層１１１３の構成が異なる。それ以外の構
成については発光素子１と同じである。
発光素子２の発光層１１１３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣＢＢｉＦと、を
、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ＝０．８：０．２（重量比）となるよう共蒸着し
た。なお、発光層１１１３の膜厚は、４０ｎｍとした。なお、発光層１１１３において、
４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍがホスト材料であり、ＰＣＢＢｉＦがアシスト材料である。
＜１−３．発光素子３の作製方法＞
発光素子３は、先に記載の発光素子１と発光層１１１３の構成が異なる。それ以外の構
成については発光素子１と同じである。
発光素子３の発光層１１１３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣＢＢｉＦと、Ｒ
ｕｂｒｅｎｅとを、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ＝０．８：０
．２：０．００５（重量比）となるよう共蒸着した。なお、発光層１１１３の膜厚は、４
０ｎｍとした。なお、発光層１１１３において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍがホスト材料であ
り、ＰＣＢＢｉＦがアシスト材料であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料である。
＜１−４．発光素子４の作製方法＞
発光素子４は、先に記載の発光素子１と発光層１１１３の構成が異なる。それ以外の構
成については発光素子１と同じである。
発光素子４の発光層１１１３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣＢＢｉＦと、Ｒ
ｕｂｒｅｎｅとを、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｒｕｂｒｅｎｅ＝０．８：０
．２：０．０１（重量比）となるよう共蒸着した。なお、発光層１１１３の膜厚は、４０
ｎｍとした。なお、発光層１１１３において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍがホスト材料であり
、ＰＣＢＢｉＦがアシスト材料であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料である。なお、発光
素子３と発光素子４とでは、ゲスト材料の濃度が異なる。
＜１−５．発光素子５の作製方法＞
発光素子５は、先に記載の発光素子１と、発光層１１１３の構成および電子輸送層１１
１５の構成が異なる。それ以外の構成については発光素子１と同じである。
発光素子５の発光層１１１３としては、４−｛３−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９
−イル）］ビフェニル−３−イル｝ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ｍＣ
ｚＢＰＢｆＰｍ）と、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニ
ルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）とを、４ｍＣｚＢＰＢ
ｆＰｍ：ＰＣｚＰＣＡ１＝０．８：０．２（重量比）となるよう共蒸着した。なお、発光
層１１１３の膜厚は、４０ｎｍとした。なお、発光層１１１３において、４ｍＣｚＢＰＢ
ｆＰｍがホスト材料であり、ＰＣｚＰＣＡ１がアシスト材料である。
発光素子５の電子輸送層１１１５は、膜厚２０ｎｍの４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍと、膜厚１
０ｎｍのＢｐｈｅｎとした。
＜１−６．発光素子６の作製方法＞
発光素子６は、先に記載の発光素子１と、発光層１１１３の構成および電子輸送層１１
１５の構成が異なる。それ以外の構成については発光素子１と同じである。
発光素子６の発光層１１１３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣｚＰＣＡ１と、
Ｒｕｂｒｅｎｅとを、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣｚＰＣＡ１：Ｒｕｂｒｅｎｅ＝０．８
：０．２：０．０１（重量比）となるよう共蒸着した。なお、発光層１１１３の膜厚は、
４０ｎｍとした。なお、発光層１１１３において、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍがホスト材料で
あり、ＰＣｚＰＣＡ１がアシスト材料であり、Ｒｕｂｒｅｎｅがゲスト材料である。
発光素子６の電子輸送層１１１５は、膜厚２０ｎｍの４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、膜厚１
０ｎｍのＢｐｈｅｎとした。
＜１−７．発光素子７の作製方法＞
発光素子７は、先に記載の発光素子１と、発光層１１１３の構成および電子輸送層１１
１５の構成が異なる。それ以外の構成については発光素子１と同じである。
発光素子７の発光層１１１３としては、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＰＣｚＰＣＡ１とを
、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣｚＰＣＡ１＝０．８：０．２（重量比）となるよう共蒸着
した。なお、発光層１１１３の膜厚は、４０ｎｍとした。なお、発光層１１１３において
、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍがホスト材料であり、ＰＣｚＰＣＡ１がアシスト材料である。
発光素子７の電子輸送層１１１５は、膜厚２０ｎｍの４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、膜厚１
０ｎｍのＢｐｈｅｎとした。
なお、上述の発光素子１乃至発光素子７の蒸着過程において、蒸着方法としては抵抗加
熱法を用いた。
＜１−８．発光素子１乃至発光素子７の特性＞
発光素子１乃至発光素子４の輝度−電流密度特性を図１７に、輝度−電圧特性を図１９
に、電流効率−輝度特性を図２１に、電流−電圧特性を図２３に、外部量子効率−輝度特
性を図２５に、それぞれ示す。また、発光素子５乃至発光素子７の輝度−電流密度特性を
図１８に、輝度−電圧特性を図２０に、電流効率−輝度特性を図２２に、電流−電圧特性
を図２４に、外部量子効率−輝度特性を図２６に、それぞれ示す。なお、各発光素子の測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、外部量子効率が最大の時の発光素子１乃至発光素子７の素子特性を表６に示す。
Figure 0006862585
また、発光素子１乃至発光素子４に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の
電界発光スペクトルを図２７に示す。また、発光素子５乃至発光素子７に２．５ｍＡ／ｃ
ｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図２８に示す。
なお、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、及びＰＣＢＢｉＦ単体の薄膜の発光スペクトルを測定し
たところ、ピーク波長は、それぞれ４３９ｎｍ、４３６ｎｍであった。一方、図２７に示
すように、発光素子２の電界発光スペクトルのピーク波長は、５２７ｎｍであった。すな
わち、発光素子２は４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣＢＢｉＦそれぞれの発光と異なる発光
スペクトルを示しており、発光素子２の電界発光スペクトルは、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及
びＰＣＢＢｉＦとで形成する励起錯体が呈する発光である。
また、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍ、及びＰＣｚＰＣＡ１単体の薄膜の発光スペクトルを測定
したところ、ピーク波長は、それぞれ４４０ｎｍ、４４３ｎｍであった。一方、図２８に
示すように、発光素子５の電界発光スペクトルのピーク波長は、５６７ｎｍであった。す
なわち、発光素子５は４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍ及びＰＣｚＰＣＡ１それぞれの発光と異なる
発光スペクトルを示しており、発光素子５の電界発光スペクトルは、４ｍＣｚＢＰＢｆＰ
ｍ及びＰＣｚＰＣＡ１とで形成する励起錯体が呈する発光である。また、図２８に示すよ
うに、発光素子７の電界発光スペクトルのピーク波長は、５５８ｎｍであった。すなわち
、発光素子７は４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣｚＰＣＡ１それぞれの発光と異なる発光ス
ペクトルを示しており、発光素子７の電界発光スペクトルは、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及び
ＰＣｚＰＣＡ１とで形成する励起錯体が呈する発光である。
また、図２７及び図２８に示すように、発光素子１、発光素子３、発光素子４、及び発
光素子６からは、ゲスト材料であるルブレンが呈する発光スペクトルを示しており、電界
発光スペクトルのピーク波長はそれぞれ、５５７ｎｍ、５５３ｎｍ、５５９ｎｍ、及び５
５７ｎｍであった。したがって、発光素子２は、発光素子３及び発光素子４より短波長な
発光ピーク波長を示すことから、高い発光エネルギーを有していることが分かり、４，６
ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＢＢｉＦとが形成する励起錯体は、ルブレンをゲスト材料とする発
光素子のホスト材料として用いることができることが分かる。また、発光素子６と発光素
子７とは同程度の発光ピーク波長を示すことから、同程度の発光エネルギーを有している
といえるが、発光素子６及び発光素子７の電界発光スペクトルの結果より、４，６ｍＣｚ
Ｐ２ＰｍとＰＣｚＰＣＡ１とが形成する励起錯体は、ルブレンをゲスト材料とする発光素
子のホスト材料として用いることができることが分かる。
また、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣＢＢｉＦ、及びＰＣｚＰＣＡ１の燐光スペクトルを
測定したところ、最も短波長側のピーク波長はそれぞれ、４５９ｎｍ、５０９ｎｍ、４９
５ｎｍであり、該ピーク波長から求めた燐光発光エネルギーはそれぞれ、２．７０ｅＶ、
２．４４ｅＶ、２．５１ｅＶと算出された。なお、燐光スペクトルの測定方法は、実施の
形態１で示した方法を用いた。なお、励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と三重項励
起エネルギー準位が互いに近接する性質を有するため、励起錯体の燐光スペクトルは、蛍
光スペクトル（熱活性化遅延蛍光の発光スペクトル）と同一であると見なす。
また、実施の形態１で示したように、ルブレンの三重項励起エネルギー準位の計算値は
、０．９５ｅＶであった。
以上の結果より、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣＢＢｉＦの燐光スペクトルは、両材料
が形成する励起錯体の燐光スペクトルより短波長であり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣ
ＢＢｉＦの三重項励起エネルギー準位は、両材料が形成する励起錯体の三重項励起エネル
ギー準位より高い。さらに、該励起錯体の三重項励起エネルギー準位は、ゲスト材料であ
るルブレンの三重項励起エネルギー準位より高い。また、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣ
ｚＰＣＡ１の燐光スペクトルは、両材料が形成する励起錯体の発光スペクトルより短波長
であり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＰＣＢＢｉＦの三重項励起エネルギー準位は、両材料
が形成する励起錯体の三重項励起エネルギー準位より高い。さらに、該励起錯体の三重項
励起エネルギー準位は、ゲスト材料であるルブレンの三重項励起エネルギー準位より高い
。したがって、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、ＰＣＢＢｉＦ、及びＰＣｚＰＣＡ１は、本発明の
一態様の発光素子のホスト材料に好適である。
図１７乃至図２６、及び表６に示すように、発光素子１の外部量子効率の最大値は、４
．６％であり、発光素子２の外部量子効率の最大値は、１７％であり、発光素子３の外部
量子効率の最大値は、８．９％であり、発光素子４の外部量子効率の最大値は、６．８％
であり、発光素子５の外部量子効率の最大値は、１１％であり、発光素子６の外部量子効
率の最大値は、９．４％であり、発光素子７の外部量子効率の最大値は、１１％であった
。
発光素子２、発光素子５、及び発光素子７の外部量子効率の最大値は高いが、高輝度領
域で効率が急激に低下する現象（ロールオフともいう）が生じている。一方で本発明の一
態様である、発光素子３、発光素子４、及び発光素子６においては、発光素子１と比較し
、外部量子効率の最大値が向上しており、さらに発光素子２、発光素子５、及び発光素子
７でみられるロールオフも抑制されている。これは、本発明の一態様であるＥｘＳＥＴで
しか成し得ない優れた効果である。
また、図１７乃至図２６、及び表６に示すように、本発明の一態様の発光素子である発
光素子３、発光素子４、及び発光素子６を比較した場合、発光素子６は高い発光効率を示
しており、特に外部量子効率の最大値が９．４％と高く、優れた特性を示している。そこ
で、発光素子６がＥｘＳＥＴを利用して発光しているか調査するため、発光素子１、発光
素子６、及び発光素子７について過渡ＥＬ測定を行った。発光素子１、発光素子６、及び
発光素子７の過渡ＥＬ特性を図２９に示す。また、発光素子６の過渡ＥＬスペクトルを図
３０に示す。
＜１−９．発光素子１、発光素子６、及び発光素子７の過渡ＥＬ測定＞
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、
発光素子の過渡ＥＬ特性を測定するため、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。また、測定
は室温（２５℃）で行った。
図２９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（パルス電圧のオン
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
の経過時間を示す。
図２９に示す過渡ＥＬ特性から、発光素子６及び発光素子７は、発光素子１より発光寿
命が長く、逆項間交差に基づく遅延蛍光を示すことが分かった。
また、図３０において、ｐｒｏｍｐｔ ＥＬは、測定した過渡ＥＬスペクトルにおける
初期成分であり、ｄｅｌａｙｅｄ ＥＬは、遅延成分である。なお、初期成分は、電圧を
印加中の発光成分とし、遅延成分は、電圧の印加後、８μｓ乃至４５μｓにおける発光成
分とした。
図３０に示すように、初期及び遅延ＥＬスペクトルの双方とも、ゲスト材料であるルブ
レンの発光スペクトルに概ね一致している。したがって、ＳＥの初期励起子（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、逆項間交差により生成したＳＥ
の遅延励起子（三重項励起子の逆項間交差により生成した一重項励起子）と、の双方のエ
ネルギーがルブレンのＳＧに移動し、発光に寄与していると示唆される。
以上のように、ＥｘＳＥＴを利用することで、本発明の一態様の発光素子は、高い発光
効率を有することが確認できた。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事
ができる。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子、及び比較用の発光素子の作製例を示す
。なお、本実施例においては、発光素子８及び発光素子９を作製した。
なお、発光素子８は、ＥｘＳＥＴを利用した本発明の一態様の発光素子であり、発光素
子９は、エキサイプレックス発光を利用した比較用の発光素子である。発光素子８及び発
光素子９の断面模式図を図１６に、素子構造の詳細を表７に、使用した化合物の構造と略
称を以下に示す。なお、下記に示す化合物以外は実施例１に示す化合物と同様の化合物を
用いた。
Figure 0006862585
Figure 0006862585
＜２−１．発光素子８の作製方法＞
まず、基板１１００上に電極１１０１として、ＩＴＳＯをスパッタリング法により成膜
した。なお、電極１１０１の膜厚を７０ｎｍとし、電極１１０１の面積を４ｍｍ２（２ｍ
ｍ×２ｍｍ）とした。
次に、有機化合物層の蒸着前の前処理として、基板１１００の電極１１０１側を水で洗
浄し、２００℃で１時間焼成した後、電極１１０１の表面に対し、ＵＶオゾン処理を３７
０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１１００を導
入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基
板１１００を３０分程度放冷した。
次に、電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００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、正孔注入層１１
１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送層１１１５、電子注入層１１１６
、電極１１０２を順次形成した。詳細な作製方法を以下に記す。
まず、電極１１０１上に、正孔注入層１１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブ
デンとを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着し
た。なお、正孔注入層１１１１の膜厚を１５ｎｍとした。
次に、正孔注入層１１１１上に正孔輸送層１１１２を形成した。正孔輸送層１１１２と
しては、３，５−ジ（カルバゾール−９−イル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアニリン（略称：
ＤＰｈＡｍＣＰ）を蒸着した。なお、正孔輸送層１１１２の膜厚は２０ｎｍとした。
次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。発光層１１１３として、４
ｍＣｚＢＰＢｆＰｍと、ＤＰｈＡｍＣＰと、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを、４ｍＣ
ｚＢＰＢｆＰｍ：ＤＰｈＡｍＣＰ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝０．８：０．２：０
．００５（重量比）となるよう共蒸着した。なお、発光層１１１３の膜厚は、３０ｎｍと
した。なお、発光層１１１３において、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍがホスト材料であり、ＤＰ
ｈＡｍＣＰがアシスト材料であり、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎがゲスト材料である。
次に、発光層１１１３上に電子輸送層１１１５として、膜厚１０ｎｍの４ｍＣｚＢＰＢ
ｆＰｍと、膜厚１５ｎｍのＢｐｈｅｎを順次蒸着した。次に、電子輸送層１１１５上に電
子注入層１１１６として、膜厚１ｎｍのＬｉＦを蒸着した。
次に、電子注入層１１１６上に電極１１０２として、Ａｌを蒸着した。なお、電極１１
０２の膜厚は、２００ｎｍとした。
上記により作製した基板１１００上の発光素子と、封止基板１１５０とを大気に曝され
ないように窒素雰囲気のグローブボックス内において貼り合わせることにより封止した。
なお、封止方法は、実施例１に示す発光素子１と同様である。
以上の工程により、発光素子８を作製した。
＜２−２．発光素子９の作製方法＞
発光素子９は、先に記載の発光素子８と発光層１１１３の構成が異なる。それ以外の構
成については発光素子８と同じである。
発光素子９の発光層１１１３としては、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍと、ＤＰｈＡｍＣＰと、
を、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍ：ＤＰｈＡｍＣＰ＝０．８：０．２（重量比）となるよう共蒸
着した。なお、発光層１１１３の膜厚は、４０ｎｍとした。なお、発光層１１１３におい
て、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍがホスト材料であり、ＤＰｈＡｍＣＰがアシスト材料である。
なお、上述の発光素子８及び発光素子９の蒸着過程において、蒸着方法としては抵抗加
熱法を用いた。
＜２−３．発光素子８及び発光素子９の特性＞
発光素子８及び発光素子９の輝度−電流密度特性を図３１に、輝度−電圧特性を図３２
に、電流効率−輝度特性を図３３に、電流−電圧特性を図３４に、外部量子効率−輝度特
性を図３５に、それぞれ示す。なお、各発光素子の測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気
）で行った。
また、外部量子効率が最大の時の発光素子８及び発光素子９の素子特性を表８に示す。
Figure 0006862585
また、発光素子８及び発光素子９に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の
電界発光スペクトルを図３６に示す。
図３６に示すように、発光素子８及び発光素子９は、青色の波長帯域に電界発光スペク
トルを有する。なお、発光素子８及び発光素子９に用いているホスト材料である４ｍＣｚ
ＢＰＢｆＰｍ及びアシスト材料であるＤＰｈＡｍＣＰの単体の薄膜の発光スペクトルを測
定したところ、ピーク波長は、それぞれ４４０ｎｍ、３７５ｎｍであった。一方、発光素
子９の電界発光スペクトルのピーク波長は４５７ｎｍであった。すなわち、発光素子９は
４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍ及びＤＰｈＡｍＣＰそれぞれの発光と異なる発光スペクトルを示し
ており、発光素子９の電界発光スペクトルは、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍとＤＰｈＡｍＣＰと
で形成する励起錯体が呈する発光である。
また、発光素子８の電界発光スペクトルは、ピーク波長が４６５ｎｍと、ゲスト材料で
ある１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎが呈する発光スペクトルを示しており、４ｍＣｚＢＰ
ＢｆＰｍとＤＰｈＡｍＣＰとで形成する励起錯体が呈する発光は見られない。また、発光
素子９は発光素子８より短波長な発光ピークを示しており、高い発光エネルギーを有して
いることが分かる。これらのことから、発光素子８において形成される励起錯体の励起エ
ネルギーは、効率よくゲスト材料にエネルギー移動しているといえる。
すなわち、４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍのように、縮合複素環骨格を有し、該縮合複素環骨格
がジアジン骨格を有する化合物は、青色の発光素子に好適に用いることができる。また、
ＤＰｈＡｍＣＰのように、カルバゾール骨格と芳香族アミン骨格とが、カルバゾール骨格
の９位において結合する化合物は、青色の発光素子に好適に用いることができる。また、
４ｍＣｚＢＰＢｆＰｍのように、縮合複素環骨格を有し、該縮合複素環骨格がジアジン骨
格を有する化合物と、ＤＰｈＡｍＣＰのように、カルバゾール骨格と芳香族アミン骨格と
が、カルバゾール骨格の９位において結合する化合物と、が形成する励起錯体は青色の発
光素子のホスト材料として好適に用いることができる。
また、図３１乃至図３５、及び表８に示すように、本発明の一態様の発光素子８は、青
色の発光を呈する発光素子として高い発光効率を示しており、特に外部量子効率の最大値
が６．９％と高い値を示している。また、発光素子８においては、高輝度領域でのロール
オフも抑制されている。これは、本発明の一態様であるＥｘＳＥＴでしかなし得ない優れ
た効果である。
以上のように、ＥｘＳＥＴを用いることで、本発明の一態様の発光素子は、高い発光効
率を有することが確認できた。
以上、本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事
ができる。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０２ 電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１５ 電子輸送層
１１６ 電子注入層
１２１ ホスト材料
１２１＿１ 有機化合物
１２１＿２ 有機化合物
１２２ ゲスト材料
１５０ 発光素子
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
４１５ 正孔注入層
４１６ 正孔輸送層
４１７ 電子輸送層
４１８ 電子注入層
４２１ ホスト材料
４２１＿１ 有機化合物
４２１＿２ 有機化合物
４２２ ゲスト材料
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
４４３ 発光層
４４４ 発光層
４４５ 電荷発生層
４４６ 発光ユニット
４４７ 発光ユニット
４４８ 発光層
４４９ 発光層
４５０ 発光素子
４５２ 発光素子
４６１ ホスト材料
４６２ ゲスト材料
４７１ ホスト材料
４７１＿１ 有機化合物
４７１＿２ 有機化合物
４７２ ゲスト材料
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
１１００ 基板
１１０１ 電極
１１０２ 電極
１１１１ 正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１５ 電子輸送層
１１１６ 電子注入層
１１５０ 封止基板
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
２５０３ｓ 信号線駆動回路
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 (9)

  1. 一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた発光層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、
    前記ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であり、
    前記ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、
    前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記励起錯体の前記三重項励起エネルギー準位よりも高く、
    前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差が０．４ｅＶ未満である、
    （ただし、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩであり、他方が下記ＰＣＡＳＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がクマリン６である組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がＤＣＪＴＢである組み合わせを除く）
    発光素子。
    Figure 0006862585
  2. 一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた発光層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、
    前記ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体は、熱活性化遅延蛍光を示し、
    前記ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、
    前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光発光エネルギーは、前記励起錯体の前記熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーよりも高く、
    前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差が０．４ｅＶ未満である、
    （ただし、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩであり、他方が下記ＰＣＡＳＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がクマリン６である組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がＤＣＪＴＢである組み合わせを除く）
    発光素子。
    Figure 0006862585
  3. 一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた発光層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、
    前記ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であり、
    前記ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、
    前記励起錯体の前記三重項励起エネルギー準位は、前記ゲスト材料の三重項励起エネルギー準位よりも高く、
    前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位は、前記励起錯体の前記三重項励起エネルギー準位よりも高く、
    前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差が０．４ｅＶ未満である、
    （ただし、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩであり、他方が下記ＰＣＡＳＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がクマリン６である組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がＤＣＪＴＢである組み合わせを除く）
    発光素子。
    Figure 0006862585
  4. 一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた発光層と、を有し、
    前記発光層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、
    前記ホスト材料は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記励起錯体は、熱活性化遅延蛍光を示し、
    前記ゲスト材料は、蛍光を発することができる機能を有し、
    前記励起錯体の前記熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、前記ゲスト材料の燐光発光エネルギーよりも高く、
    前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光発光エネルギーは、前記励起錯体の前記熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーよりも高く、
    前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー準位と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギー準位との差が０．４ｅＶ未満である、
    （ただし、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩであり、他方が下記ＰＣＡＳＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がルブレンである組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がクマリン６である組み合わせ、前記第１の有機化合物及び前記第２の有機化合物の一方が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍであり、他方が下記ＰＣＢＢｉＦであり、前記ゲスト材料がＤＣＪＴＢである組み合わせを除く）
    発光素子。
    Figure 0006862585
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    前記発光層における三重項励起エネルギー準位は、前記ゲスト材料が最も低い、発光素子。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    前記ホスト材料が１に対する前記ゲスト材料の重量比が、０より大きく０．０５以下である発光素子。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、カラーフィルタと、を有する表示装置。
  8. 請求項７に記載の表示装置と、筐体またはタッチセンサと、を有する電子機器。
  9. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、筐体またはタッチセンサと、を有する照明装置。
JP2020000771A 2014-08-29 2020-01-07 発光素子、表示装置、電子機器および照明装置 Active JP6862585B2 (ja)

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