JP7083951B2 - 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、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。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。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）を挟んだ構成である。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。
発光性の物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該発光性の有機化合物を含むＥＬ
層を設けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加するこ
とにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入さ
れ、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の
有機化合物が励起状態となり、励起された発光性の有機化合物から発光を得ることができ
る。
有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起
状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐
光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝
１：３である。そのため、蛍光を発する化合物（蛍光性化合物）を用いた発光素子より、
燐光を発する化合物（燐光性化合物）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ること
が可能となる。したがって、三重項励起状態のエネルギーを発光に変換することが可能な
燐光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。例えば、非特許文献１
においては、燐光性化合物であるＩｒ錯体の発光量子収率の温度依存性について詳細に調
査し、Ｉｒ錯体の分子構造と発光量子収率との関係およびその原因について探っている。
燐光性化合物を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、
高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な化合物の開発が困難であるため、未だ実用
化に至っていない。そのため、より安定な蛍光性化合物を用いた発光素子の開発が行われ
ており、蛍光性化合物を用いた発光素子（蛍光発光素子）の発光効率を高める手法が探索
されている。
三重項励起状態のエネルギーの一部を発光に変換することが可能な材料として、燐光性
化合物の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａ
ｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が知られている。熱活性化遅延蛍光
材料では、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態が生成され、一重項励起
状態から発光に変換される。
熱活性化遅延蛍光材料を用いた発光素子において、発光効率を高めるためには、熱活性
化遅延蛍光材料において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけで
なく、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高いこ
とが重要となる。しかしながら、この２つを同時に満たす発光材料を設計することは困難
である。
そこで、熱活性化遅延蛍光材料と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、熱活
性化遅延蛍光材料の一重項励起エネルギーを、蛍光性化合物へと移動させ、蛍光性化合物
から発光を得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
Ｔ．ｓａｊｏｔｏ、他５名、ジャーナル オブ アメリカン ケミカル ソサエティ、ｖｏｌ．１３１、９８１３（２００９）
熱活性化遅延蛍光材料と、蛍光性化合物と、を有する発光素子において、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が効率よく生成することが好ましいが
、熱活性化遅延蛍光材料として励起錯体を用いた発光素子については、三重項励起状態か
ら一重項励起状態を効率よく生成させて発光素子の発光効率をさらに向上させる手法の開
発が求められている。
したがって、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一
とする。または、本発明の一態様では、駆動電圧が低い発光素子を提供することを課題の
一とする。または、本発明の一態様では、消費電力が低減された発光素子を提供すること
を課題の一とする。または、本発明の一態様では、信頼性の良好な発光素子を提供するこ
とを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することを課
題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題の一
とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする
。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。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、励起錯体を形成する組み合わせの２種類の有機化合物（第１の有機
化合物および第２の有機化合物）を有する発光素子であり、一方の有機化合物が三重項励
起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する発光素子である。また、該励起
錯体から一重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する第３の有機化
合物への励起エネルギーの供与により、当該第３の有機化合物から効率よく発光を得るこ
とができる発光素子である。
また、本発明の一態様は、発光層を有する発光素子であって、発光層は、第１の有機化
合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物および第
２の有機化合物の一方のＬＵＭＯ準位は、第１の有機化合物および第２の有機化合物の他
方のＬＵＭＯ準位以上であり、第１の有機化合物および第２の有機化合物の一方のＨＯＭ
Ｏ準位は、第１の有機化合物および第２の有機化合物の他方のＨＯＭＯ準位以上であり、
第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせであり、第
１の有機化合物は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、第
３の有機化合物は、一重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、発
光層が呈する発光は、第３の有機化合物が呈する発光を有する発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、発光層を有する発光素子であって、発光層は、第１の有
機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物およ
び第２の有機化合物の一方のＬＵＭＯ準位は、第１の有機化合物および第２の有機化合物
の他方のＬＵＭＯ準位以上であり、第１の有機化合物および第２の有機化合物の一方のＨ
ＯＭＯ準位は、第１の有機化合物および第２の有機化合物の他方のＨＯＭＯ準位以上であ
り、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせであり
、第１の有機化合物は、蛍光を呈さず、且つ、燐光を呈することができる機能を有し、第
３の有機化合物は、蛍光を呈することができる機能を有し、発光層が呈する発光は、第３
の有機化合物が呈する発光を有する発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、発光層を有する発光素子であって、発光層は、第１の有
機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物のＬ
ＵＭＯ準位は、第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位以上であり、第１の有機化合物のＨＯＭ
Ｏ準位は、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位以上であり、第１の有機化合物と、第２の有
機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせであり、第１の有機化合物は、Ｒｕ、Ｒｈ
、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、またはＰｔを有し、発光層が呈する発光は、第３の有機化合物が呈
する発光を有する発光素子である。
上記各構成において、第１の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位は、第２の有
機化合物の最低励起三重項エネルギー準位以上であると好ましい。
また、上記各構成において、励起錯体は、第３の有機化合物へ励起エネルギーを供与す
る機能を有すると好ましい。また、励起錯体が呈する発光スペクトルは、第３の有機化合
物の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる領域を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物は、イリジウムを有すると好ましい。ま
た、第１の有機化合物は、イリジウムに配位する配位子を有し、配位子は、含窒素五員複
素環骨格を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第２の有機化合物は、電子を輸送することができる機能を
有すると好ましい。また、第２の有機化合物は、π電子不足型複素芳香族骨格を有する、
と好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物は、室温で０％以上４０％以下の発光量
子収率を有すると好ましい。
また、上記各構成において、励起錯体は、第１の有機化合物が呈する発光の発光効率よ
り高い発光効率を有する発光を呈する機能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、カラーフィルタまたはトラン
ジスタの少なくとも一方と、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の少なくとも一方と、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の少な
くとも一方と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発
光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中にお
ける発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発
光素子にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉ
ｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられた表示モジ
ュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられた表示モジュール、または発光素子にＣ
ＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装された表示
モジュールも発光装置に含む場合がある。
本発明の一態様により、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、駆動電圧が低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、消費電力が低減された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、信頼性の良好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、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
、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示
装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。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、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載
から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の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図。 本発明の一態様の発光素子の発光層のエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の表示装置を説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度－電流密度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度－電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電力効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、薄膜の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度－電流密度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度－電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電力効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率－輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、過渡ＥＬ曲線を説明する図。
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及び実施
例の記載内容に限定して解釈されない。
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ており、
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、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重
項状態のことである。また、Ｓ１準位は一重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり
、最も低い一重項励起状態（Ｓ１状態）の励起エネルギー準位のことである。また、三重
項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、Ｔ１準
位は、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い三重項励起状態（Ｔ１
状態）の励起エネルギー準位のことである。なお、本明細書等において、単に一重項励起
状態および一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、Ｓ１状態およびＳ１準
位を表す場合がある。また、三重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した
場合であっても、Ｔ１状態およびＴ１準位を表す場合がある。
また、本明細書等において蛍光性化合物とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する
際に可視光領域に発光を与える化合物である。燐光性化合物とは、三重項励起状態から基
底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える化合物である。換言する
と燐光性化合物とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な化合物の一つである。
なお、本明細書等において、室温とは０℃以上４０℃以下の範囲の温度をいう。
また、本明細書等において、青色の波長領域は、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満であり
、青色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、
緑色の波長領域は、４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満であり、緑色の発光は、該波長領域に
少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する。また、赤色の波長領域は、５８０ｎｍ
以上６８０ｎｍ以下であり、赤色の発光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクト
ルピークを有する。
（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３を用いて以下説
明する。
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１を用いて、以下説明する。
図１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）を有し、該一対の電極間
に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する
。
また、図１に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送
層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９等の機能層を有する。
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１
０２を陰極として説明するが、発光素子１５０の構成としては、その限りではない。つま
り、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順
番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発
光層１３０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番とすればよい
。
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１に示す構成に限定されず、正孔注入層１１１、正孔
輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一
つを有する構成とすればよい。あるいは、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入障壁を
低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、ま
たは電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成
としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であ
ってもよい。
＜発光素子の発光機構＞
次に、発光層１３０の発光機構について、以下説明を行う。
本発明の一態様の発光素子１５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２
）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞ
れＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合す
ることによって、励起子が形成される。キャリア（電子および正孔）の再結合によって生
じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比（以下、励起子生成確率）は、統計
的確率により、１：３となる。すなわち、一重項励起子が生成する割合は２５％であり、
三重項励起子が生成する割合は７５％であるため、三重項励起子を発光に寄与させること
が、発光素子の発光効率を向上させるためには重要である。したがって、発光層１３０に
用いる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有
する材料であると好ましい。
三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する材料として、燐光を
発することができる化合物（以下、燐光性化合物ともいう）が挙げられる。本明細書等に
おいて、燐光性化合物とは、低温（例えば７７Ｋ）以上室温以下の温度範囲（すなわち、
７７Ｋ以上３１３Ｋ以下）のいずれかにおいて、燐光を呈し、且つ蛍光を呈さない化合物
のことをいう。燐光性化合物が、効率よく三重項励起エネルギーを発光に変換するために
は、重原子を有すると好ましい。燐光性化合物が重原子を有する場合、スピン軌道相互作
用（電子のスピン角運動量と軌道角運動量との相互作用）により、一重項状態と三重項状
態との項間交差が促進されるため、燐光性化合物において一重項基底状態と三重項励起状
態との間の遷移が許容となる。すなわち、燐光性化合物の一重項基底状態と三重項励起状
態との間の遷移確率が高まるため、当該遷移に係わる発光の効率および吸収の確率を高め
ることができる。そのためには、燐光性化合物がスピン軌道相互作用の大きい金属元素を
有すると好ましく、具体的には遷移金属元素が好ましく、特に白金族元素（ルテニウム（
Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）、または白金（Ｐｔ））を有することが好ましく、中でもイリジウムを有することで
、一重項基底状態と三重項励起状態との間の直接遷移に係わる遷移確率を高めることがで
き好ましい。
また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する材料としては
、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、
Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重
項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのた
め、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアッ
プコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる
。励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）
は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネ
ルギーに変換することが可能な熱活性化遅延蛍光材料としての機能を有する。
そこで、本発明の一態様は、発光層１３０に励起錯体を形成する２種類の物質を有する
。さらに、本発明の一態様は、発光層１３０に、一重項励起エネルギーを発光に変換する
ことができる材料を発光材料として有する。そのような構成とすることで、励起錯体で三
重項励起エネルギーを逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換し、当該一重項励
起エネルギーを発光材料にエネルギー移動することで、効率よく発光材料から発光を得る
ことができる。
さらに、励起錯体を形成する一方の化合物に、単体で三重項励起エネルギーを発光に変
換することができる機能を有する化合物を用いることで、非発光性の三重項励起エネルギ
ーを、効率よく発光性の一重項励起エネルギーまたは三重項励起エネルギーに変換するこ
とができる励起錯体を形成させることが可能であることを本発明者らは見出した。励起錯
体を形成する一方の化合物に重原子を有する化合物を用いると、スピン軌道相互作用（電
子のスピン角運動量と軌道角運動量との相互作用）により、一重項状態と三重項状態との
間の項間交差が促進される。すなわち、励起錯体において三重項励起状態から一重項励起
状態への逆項間交差が促進されるため、励起錯体において一重項励起状態の生成確率を高
めることができる。したがって、励起錯体が一重項励起状態から発光する場合において、
効率よく発光する励起錯体を形成することができる。一方、この励起錯体は三重項励起状
態から、一重項基底状態への遷移確率を向上させることもできるため、励起錯体が三重項
励起状態から発光する場合においても、効率よく発光する励起錯体を形成することができ
る。すなわち、いずれの場合においても、フェルスター型エネルギー移動の媒体（ドナー
）として非常に好適となる。励起錯体がいずれの励起状態から発光するかについては必ず
しも限定されない（励起錯体の一重項、三重項のエネルギーは近接するため、いずれでも
良い）が、励起錯体の励起（発光）寿命は、通常の熱活性化遅延蛍光材料の発光寿命と比
較し、大幅に減少する。この特徴は、励起錯体から発光材料へのエネルギー移動にも反映
されるため、励起状態からの劣化の抑制につながり、本質的に駆動寿命の長い発光素子を
得ることが出来る。このような状態を形成するためには、励起錯体を形成する一方の化合
物がスピン軌道相互作用の大きい金属元素を有すると好ましく、具体的には遷移金属元素
が好ましく、特に白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、または白金（Ｐｔ））を有することが
好ましく、中でもイリジウムを有することで、励起錯体の一重項励起状態と三重項励起状
態との間の項間交差を促進させることができ好ましい。
上記構成においては、励起錯体を形成する材料に発光量子収率が高い材料を用いる必要
がないため、材料設計が容易となり、材料選択の幅が広がる。具体的には、励起錯体を形
成する少なくとも一方の化合物が、単体で三重項励起エネルギーを発光に変換することが
できる機能を有する、または白金族元素（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、またはＰｔ）
を有する場合において、当該化合物の発光量子収率は、室温または常温において、０％以
上５０％以下であってもよく、０％以上４０％以下であってもよく、０％以上２５％以下
であってもよく、０％以上１０％以下であってもよく、さらには０％以上１％以下であっ
てもよい。
図２（Ａ）は、図１に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図２（Ａ）に
示す発光層１３０は、化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、を有する。本
発明の一態様において、化合物１３３は、蛍光性化合物であると好ましい。また、化合物
１３１は、燐光性化合物であると好ましい。以下の説明においては、化合物１３１として
、燐光性化合物を用いる構成について説明するが、白金族元素を有する化合物であれば室
温で発光を示さない化合物であってもよい。
また、発光層１３０が有する化合物１３１および化合物１３２は、励起錯体を形成する
組み合わせであると好ましい。
化合物１３１と化合物１３２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、一方が正孔を輸送する機能（正孔輸送性）を有する化合物であり
、他方が電子を輸送する機能（電子輸送性）を有する化合物であることが、より好ましい
。この場合、ドナー－アクセプター型の励起錯体を形成しやすくなり、効率よく励起錯体
を形成することができる。また、化合物１３１と化合物１３２との組み合わせが、正孔輸
送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、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可能となる。具体的には、正孔輸送性
を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝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、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
また、効率よく励起錯体を形成する化合物１３１及び化合物１３２としては、化合物１
３１及び化合物１３２のうち一方のＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏ
ｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、最高被占軌道ともいう）準位が他方のＨＯＭＯ準位よ
り高く、一方のＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｏｒｂｉｔａｌ、最低空軌道ともいう）準位が他方のＬＵＭＯ準位より高いことが好まし
い。なお、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３２のＨＯＭＯ準位と同等、または化
合物１３１のＬＵＭＯ準位が化合物１３２のＬＵＭＯ準位と同等であってもよい。
なお、化合物のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（Ｃ
Ｖ）測定によって測定される化合物の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出
することができる。
例えば、化合物１３１が正孔輸送性を有し、化合物１３２が電子輸送性を有する場合、
図２（Ｂ）に示すエネルギーバンド図のように、化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１
３２のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３１のＬＵＭＯ準位が化合物１３
２のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。このようなエネルギー準位の相関とすること
で、一対の電極（電極１０１および電極１０２）から注入されたキャリアである正孔及び
電子が、化合物１３１および化合物１３２に、それぞれ注入されやすくなり好適である。
なお、図２（Ｂ）において、Ｃｏｍｐ（１３１）は化合物１３１を表し、Ｃｏｍｐ（１
３２）は化合物１３２を表し、ΔＥＣ１は化合物１３１のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位と
のエネルギー差を表し、ΔＥＣ２は化合物１３２のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネ
ルギー差を表し、ΔＥＥｘは化合物１３２のＬＵＭＯ準位と化合物１３１のＨＯＭＯ準位
とのエネルギー差を表す、表記及び符号である。
また、化合物１３１と化合物１３２とが形成する励起錯体は、化合物１３１にＨＯＭＯ
の分子軌道を有し、化合物１３２にＬＵＭＯの分子軌道を有する励起錯体となる。また、
該励起錯体の励起エネルギーは、化合物１３２のＬＵＭＯ準位と化合物１３１のＨＯＭＯ
準位とのエネルギー差（ΔＥＥｘ）に概ね相当し、化合物１３１のＬＵＭＯ準位とＨＯＭ
Ｏ準位とのエネルギー差（ΔＥＣ１）及び化合物１３２のＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位と
のエネルギー差（ΔＥＣ２）より小さくなる。したがって、化合物１３１と化合物１３２
とで励起錯体を形成することで、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可
能となる。また、より低い励起エネルギーを有するため、該励起錯体は、安定な励起状態
を形成することができる。
また、発光層１３０における化合物１３１と、化合物１３２と、化合物１３３と、のエ
ネルギー準位の相関を図２（Ｃ）に示す。なお、図２（Ｃ）における表記及び符号は、以
下の通りである。
・Ｃｏｍｐ（１３１）：化合物１３１（燐光性化合物）
・Ｃｏｍｐ（１３２）：化合物１３２
・Ｇｕｅｓｔ（１３３）：化合物１３３（蛍光性化合物）
・ＳＣ１：化合物１３１のＳ１準位
・ＴＣ１：化合物１３１のＴ１準位
・ＳＣ２：化合物１３２のＳ１準位
・ＴＣ２：化合物１３２のＴ１準位
・ＳＧ：化合物１３３のＳ１準位
・ＴＧ：化合物１３３のＴ１準位
・ＳＥｘ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＥｘ：励起錯体のＴ１準位
本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０が有する化合物１３１と化合物１
３２とで励起錯体を形成する。励起錯体のＳ１準位（ＳＥｘ）と励起錯体のＴ１準位（Ｔ
Ｅｘ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる（図２（Ｃ） ルートＡ１参照）。
励起錯体は２種類の物質からなる励起状態であり、その形成過程には、主に以下の２つ
の過程がある。
一つは、エレクトロプレックス（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌｅｘ）の形成過程である。本明細
書等において、エレクトロプレックスとは、キャリアが注入しイオン化した（カチオン状
態またはアニオン状態の）化合物１３１と化合物１３２とが相互作用することで、励起錯
体を形成したものをいう。なお、エレクトロプレックスの形成過程は電気励起において生
じる現象である。本実施の形態では、化合物１３１または化合物１３２の一方が正孔を、
他方が電子を受け取り、互いに相互作用することで速やかに励起錯体が形成される過程が
、エレクトロプレックス形成過程に相当する。なお、エレクトロプレックス形成過程にお
いては、化合物１３１及び化合物１３２の双方がそれぞれ単体で励起状態を形成せずに、
速やかに励起錯体が形成される。そのため、励起錯体を形成する各化合物（化合物１３１
および化合物１３２）の励起寿命や発光量子収率などの特性は、励起錯体の形成過程に影
響しない。すなわち、励起錯体を形成する各化合物（化合物１３１および化合物１３２）
の発光量子収率が低い場合であっても本発明の一態様であれば効率よく励起錯体を形成す
ることができる。なお、上記過程においては、化合物１３１のＳ１準位（ＳＣ１）は化合
物１３２のＳ１準位（ＳＣ２）より高くてもよく低くてもよい。また、化合物１３１のＴ
１準位（ＴＣ１）は化合物１３２のＴ１準位（ＴＣ２）より高くてもよく低くてもよい。
もう一つは、励起エネルギーを受けて励起状態となった一方の化合物が、基底状態であ
る他方の化合物と相互作用することによって励起錯体を形成する過程である。この励起錯
体形成過程は光励起および電気励起において生じ得る現象である。本実施の形態では、化
合物１３１または化合物１３２の一方が光または電気エネルギーを受け取り励起状態とな
り、基底状態である他方と速やかに相互作用することで励起錯体が形成される過程が、前
述の励起錯体形成過程に相当する。なお、この励起錯体形成過程においては、化合物１３
１の励起状態が生成し、その励起状態の失活速度が速い場合であっても、化合物１３１の
Ｔ１準位（ＴＣ１）が化合物１３２のＴ１準位（ＴＣ２）以上であれば、化合物１３１の
Ｔ１準位（ＴＣ１）から化合物１３２のＴ１準位（ＴＣ２）へ励起エネルギーが移動する
ことができる。また、化合物１３１のＴ１準位（ＴＣ１）から化合物１３２のＴ１準位（
ＴＣ２）へ励起エネルギーが移動した後、化合物１３１と化合物１３２とで励起錯体を形
成することができる。そのため、化合物１３１の励起状態の失活速度が速く、化合物１３
１の発光量子収率が低い場合であっても、本発明の一態様であれば効率よく励起錯体を形
成することができる。なお、上記過程においては、化合物１３１のＳ１準位（ＳＣ１）は
化合物１３２のＳ１準位（ＳＣ２）より高くてもよく低くてもよい。
上記の過程によって生成した励起錯体は、光を発する、または励起エネルギーを他の材
料へ供与する等、励起エネルギーを失うことによって基底状態になると、励起錯体を形成
していた２種類の物質は、また元の別々の物質として振る舞う。
励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＥｘおよびＴＥｘ）は、励起錯体を形成する各物質
（化合物１３１および化合物１３２）のＳ１準位（ＳＣ１およびＳＣ２）より低くなるた
め、より低い励起エネルギーで励起状態を形成することが可能となる。これによって、発
光素子１５０の駆動電圧を低減することができる。
励起錯体のＳ１準位（ＳＥｘ）とＴ１準位（ＴＥｘ）は、互いに隣接したエネルギー準
位であるため、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。すなわち、励起錯体は三重項励
起エネルギーを逆項間交差（アップコンバージョン）によって一重項励起エネルギーに変
換する機能を有する。したがって、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部
は励起錯体により一重項励起エネルギーに変換される。そのためには、励起錯体のＳ１準
位（ＳＥｘ）とＴ１準位（ＴＥｘ）とのエネルギー差は、好ましくは０ｅＶより大きく０
．２ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。なお、逆項間交
差を効率よく生じさせるためには、励起錯体のＴ１準位（ＴＥｘ）が、励起錯体を形成す
る各物質（化合物１３１および化合物１３２）のＴ１準位（ＴＣ１およびＴＣ２）よりも
低いことが好ましい。これにより、化合物１３１及び化合物１３２による励起錯体の三重
項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、励起錯体によって効率よく三重項励起エ
ネルギーから一重項励起エネルギーへの逆項間交差が発生する。
また、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥｘ）は、発光材料である化合物１３
３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）より高いことが好ましい。このようなエネルギー
準位の相関とすることで、生成した励起錯体の一重項励起エネルギーは、励起錯体の一重
項励起エネルギー準位（ＳＥｘ）から化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）
へエネルギー移動することができる。
また、本発明の一態様においては、励起錯体を形成する一方の化合物に重原子を有する
化合物を用いるため、一重項状態と三重項状態との間の項間交差が促進される。そのため
、三重項励起状態から一重項基底状態への遷移が可能な（すなわち燐光を呈することが可
能な）励起錯体を形成することができる。この場合、励起錯体の三重項励起エネルギー準
位（ＴＥｘ）は、発光材料である化合物１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）より
高いことが好ましい。このようなエネルギー準位の相関とすることで、生成した励起錯体
の三重項励起エネルギーは、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥｘ）から化合物
１３３の一重項励起エネルギー準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。なお、
励起錯体のＳ１準位（ＳＥｘ）とＴ１準位（ＴＥｘ）は、互いに隣接したエネルギー準位
であるため、発光スペクトルにおいて、蛍光と燐光とを明確に区別することが困難な場合
がある。その場合、発光寿命によって、蛍光または燐光を区別することが可能な場合があ
る。
上述のようなエネルギー移動過程を経て、化合物１３３が一重項励起状態となり、発光
することができる（図２（Ｃ） ルートＡ２参照）。
なお、発光材料である化合物１３３の一重項励起状態から効率よく発光を得るためには
、化合物１３３の蛍光量子収率は高いことが好ましく、具体的には、好ましくは５０％以
上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
なお、励起錯体の一重項励起エネルギー準位（ＳＥｘ）から、化合物１３３の三重項励
起エネルギー準位（ＴＧ）へのエネルギー移動は、化合物１３３が蛍光性化合物であるた
め、化合物１３３の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。
また、励起錯体の三重項励起エネルギー準位（ＴＥｘ）から化合物１３３の三重項励起
エネルギー準位（ＴＧ）へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギー
は失活してしまう（図２（Ｃ） ルートＡ３参照）。そのため、ルートＡ３のエネルギー
移動が少ない方が、化合物１３３の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱
失活を減少することができるため好ましい。そのためには、化合物１３１及び化合物１３
２の総量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具
体的には化合物１３１及び化合物１３２の総量に対する化合物１３３の重量比が、好まし
くは０．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下で
ある。
なお、化合物１３３においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、発光層１３
０において三重項励起子が多数生成することになり、熱失活によって発光効率を損ねてし
まう。そのため、化合物１３３においてキャリアが直接再結合する過程よりも、励起錯体
の生成過程を経たエネルギー移動過程（図２（Ｃ） ルートＡ１及びＡ２）の割合が多い
方が、化合物１３３の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱失活を抑制す
ることができるため好ましい。そのためには、やはり化合物１３１及び化合物１３２の総
量と化合物１３３との重量比は、化合物１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的に
は化合物１３１及び化合物１３２の総量に対する化合物１３３の重量比が、好ましくは０
．００１以上０．０５以下であり、より好ましくは０．００１以上０．０１以下である。
また、上記のエレクトロプレックス形成過程を優勢に生じさせるためには、例えば、化
合物１３１が正孔輸送性を有し、化合物１３２が電子輸送性を有する場合、化合物１３１
のＨＯＭＯ準位が化合物１３２のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３１の
ＬＵＭＯ準位が化合物１３２のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。具体的には、化合
物１３１のＨＯＭＯ準位と化合物１３２のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、好ましくは
０．１ｅＶ以上であり、より好ましくは０．２ｅＶ以上であり、さらに好ましくは０．３
ｅＶ以上である。また、化合物１３１のＬＵＭＯ準位と化合物１３２のＬＵＭＯ準位との
エネルギー差は、好ましくは０．１ｅＶ以上であり、より好ましくは０．２ｅＶ以上であ
り、さらに好ましくは０．３ｅＶ以上である。このようなエネルギー準位の相関とするこ
とで、一対の電極（電極１０１および電極１０２）から注入されたキャリアである正孔及
び電子が、化合物１３１および化合物１３２に、それぞれ注入されやすくなり好適である
。
なお、化合物１３１が電子輸送性を有し、化合物１３２が正孔輸送性を有する構成であ
ってもよい。その場合、図３に示すエネルギーバンド図のように、化合物１３２のＨＯＭ
Ｏ準位が化合物１３１のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３２のＬＵＭＯ
準位が化合物１３１のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。
また、化合物１３１と化合物１３２との重量比は、化合物１３１の重量比が低いことが
好ましく、具体的には化合物１３２に対する化合物１３１の重量比が、好ましくは０．０
１以上０．５以下であり、より好ましくは０．０５以上０．３以下である。
以上のように、上述のルートＡ１及びＡ２のエネルギー移動過程が全て効率よく生じれ
ば、発光層１３０で生成した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
率よく化合物１３３の一重項励起状態のエネルギーに変換されるため、発光素子１５０は
高い発光効率で発光することが可能となる。
上記に示すルートＡ１、及びＡ２の過程を、本明細書等において、ＥｘＳＥＴ（Ｅｘｃ
ｉｐｌｅｘ－Ｓｉｎｇｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥＦ（Ｅｘ
ｃｉｐｌｅｘ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合がある。
別言すると、発光層１３０は、励起錯体から蛍光性化合物への励起エネルギーの供与があ
る。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０の蛍光性化合物からの発光を効
率よく得ることができる。
＜エネルギー移動機構＞
ここで、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。ここでは、励起状態である第１
の材料から基底状態である第２の材料への励起エネルギーの供与に関し、第１の材料と第
２の材料との分子間のエネルギー移動過程について説明するが、どちらか一方が励起錯体
の場合も同様である。
≪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、第１の
材料及び第２の材料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第１の材料が第２の材料にエネルギーを受け渡し、励起状態の第１
の材料が基底状態になり、基底状態の第２の材料が励起状態になる。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 0007083951000001
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、第１の材料の規格化され
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、第２の材料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、第１の材料と第２の材料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、第１の材料と第２の材料
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。
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、第１の材料と第２の材料が軌道の重なりを生じる接触有効距離に
近づき、励起状態の第１の材料の電子と、基底状態の第２の材料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ｋｈ＊→ｇを数式（２）に示
す。
Figure 0007083951000002
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、第１の材料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、第２
の材料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、第１の
材料と第２の材料の分子間距離を表す。
ここで、第１の材料から第２の材料へのエネルギー移動効率φＥＴは、数式（３）で表
される。ｋｒは、第１の材料の発光過程（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、第１の材料の非発光過程（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実
測される第１の材料の励起状態の寿命を表す。
Figure 0007083951000003
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。
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
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（３）に数式（１）を代
入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネル
ギー移動効率φＥＴは、第１の材料の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネルギー
移動効率φＥＴは、発光量子収率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）が
高い方が良いと言える。
また、第１の材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場
合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクト
ル）と第２の材料の吸収スペクトル（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。さらに、第２の材料のモル吸光係数も高
い方が好ましい。このことは、第１の材料の発光スペクトルと、第２の材料の最も長波長
側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。なお、第２の材料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、第２の材料において三重項励起
状態が係わるモル吸光係数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構によ
る第１の材料の励起状態から第２の材料の三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視
でき、第２の材料の一重項励起状態へのエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。
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を大きくするには第１の材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネル
ギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる
場合は燐光スペクトル）と第２の材料の吸収スペクトル（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。したがって、
エネルギー移動効率の最適化は、第１の材料の発光スペクトルと、第２の材料の最も長波
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。
また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動
効率φＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネル
ギー移動過程であるため、第１の材料の一重項励起状態から第２の材料の一重項励起状態
へのエネルギー移動と同様に、第１の材料の三重項励起状態から第２の材料の三重項励起
状態へのエネルギー移動も生じる。
なお、第１の材料から第２の材料へのエネルギー移動と同様に、励起錯体から蛍光性化
合物へのエネルギー移動過程についても、フェルスター機構、及びデクスター機構の双方
の機構によるエネルギー移動が生じる。
本発明の一態様の発光素子においては、第２の材料は蛍光性化合物であるため、第２の
材料の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち、第１の
材料から第２の材料へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好まし
く、第１の材料から第２の材料へのフェルスター機構に基づくエネルギー移動効率は高い
ことが好ましい。
また、既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、第１の材
料の励起状態の寿命τに依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率
は、第１の材料の励起寿命τに依存し、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低
下させるためには、第１の材料の励起寿命τは短いことが好ましい。
そこで、本発明の一態様は、第１の材料として励起錯体を用い、該励起錯体を形成する
一方の化合物が三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する。本発明の一態様の
構成により、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交
差を促進させ、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態の励起寿命τを短くすることが
できる。また、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態から一重項基底状態への遷移を
促進させ、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態の励起寿命τを短くすることができ
る。その結果、励起錯体（第１の材料）の三重項励起状態から蛍光性化合物（第２の材料
）への三重項励起状態へのデクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させること
ができる。
また、既に述べたように、フェルスター機構による励起錯体の励起状態から蛍光性化合
物（第２の材料）の三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視できる。したがって、
本発明の一態様により、フェルスター機構およびデクスター機構の双方において、励起錯
体の励起状態から蛍光性化合物（第２の材料）の三重項励起状態のエネルギー移動過程を
生じにくくすることができる。その結果、発光層１３０における三重項励起エネルギーの
失活を抑制することができ、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分における蛍光寿命は短いこ
とが好ましく、具体的には、好ましくは１０ｎｓ以上５０μｓ以下、より好ましくは１０
ｎｓ以上２０μｓ以下、さらに好ましくは１０ｎｓ以上１０μｓ以下である。
なお、フェルスター機構の速度定数は、第１の材料と第２の材料の距離の６乗に反比例
し、デクスター機構の速度定数は、第１の材料と第２の材料の距離の指数関数に反比例す
る。そのため、二分子間の距離がおよそ１ｎｍ以下ではデクスター機構が優勢となり、お
よそ１ｎｍ以上ではフェルスター機構が優勢となる。したがって、デクスター機構におけ
るエネルギー移動効率を低下させるためには、第１の材料と第２の材料との距離を大きく
することが好ましく、具体的には、好ましくは０．７ｎｍ以上、より好ましくは０．９ｎ
ｍ以上、さらに好ましくは１ｎｍ以上である。また、フェルスター機構が効率よく生じる
ためには、第１の材料と第２の材料との距離は、５ｎｍ以下であることが好ましい。
したがって、本発明の一態様において、蛍光性化合物である化合物１３３は、炭素数２
以上のアルキル基を２つ以上有すると好ましい。あるいは、化合物１３３は、炭素数３以
上１０以下の分岐を有するアルキル基を２つ以上有すると好ましい。あるいは、化合物１
３３は、炭素数３以上１０以下の環式炭化水素基を２つ以上、または炭素数３以上１０以
下の架橋環式炭化水素基を２つ以上有すると好ましい。さらに、化合物１３３は、炭素数
３以上１２以下の縮合芳香族炭化水素を有すると好ましい。
また、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は高いことが
好ましい。具体的には、励起錯体が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割
合は好ましくは１０％以上、より好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上で
ある。
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪発光層≫
発光層１３０に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。
化合物１３１および化合物１３２としては、互いに励起錯体を形成する組み合わせであ
れば、特に限定はないが、一方が電子を輸送する機能を有し、他方が正孔を輸送する機能
を有すると好ましい。
化合物１３２が正孔を輸送する機能を有する場合、化合物１３２はπ電子過剰型複素芳
香族骨格または芳香族アミン骨格の少なくとも一を有すると好ましい。
化合物１３２が有するπ電子過剰型複素芳香族骨格としては、フラン骨格、チオフェン
骨格、及びピロール骨格は安定で信頼性が良好なため、当該骨格の中から選ばれるいずれ
か一つまたは複数を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨
格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピ
ロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、及び３－（９－フェニル－９
Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール骨格が好ましい。なお、これらの骨
格は置換基を有していても良い。
また、化合物１３２が有する芳香族アミン骨格としては、ＮＨ結合を有さないいわゆる
３級アミンが好ましく、特にトリアリールアミン骨格が好ましい。トリアリールアミン骨
格のアリール基としては、環を形成する炭素数が６乃至１３の置換又は無置換のアリール
基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基等が挙げられる。
π電子過剰型複素芳香族骨格および芳香族アミン骨格を有する構造は、正孔輸送性に優
れ、安定で信頼性が良好なため、特に好ましく、例えば、カルバゾール骨格およびアリー
ルアミン骨格を有する構造が挙げられる。
上記のπ電子過剰型複素芳香族骨格および芳香族アミン骨格としては、例えば、下記一
般式（１０１）乃至（１１７）で表される骨格が挙げられる。なお、一般式（１１５）乃
至（１１７）中のＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。
Figure 0007083951000004
または、化合物１３２が電子を輸送する機能を有する場合、化合物１３２はπ電子不足
型複素芳香族骨格を有すると好ましい。π電子不足型複素芳香族骨格としては、ピリジン
骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、及びトリアジ
ン骨格が好ましく、中でもジアジン骨格またはトリアジン骨格は安定で信頼性が良好なた
め好ましい。
上記のπ電子不足型複素芳香族骨格としては、例えば、下記一般式（２０１）乃至（２
１８）で表される骨格が挙げられる。なお、一般式（２０９）乃至（２１１）中のＸは、
酸素原子または硫黄原子を表す。
Figure 0007083951000005
また、正孔輸送性を有する骨格（具体的にはπ電子過剰型複素芳香族骨格および芳香族
アミン骨格の少なくとも一方）と、電子輸送性を有する骨格（具体的にはπ電子不足型複
素芳香族骨格）とが、直接またはアリーレン基を介して結合した化合物を用いてもよい。
なお、当該アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ビフェニルジイル基、ナフタ
レンジイル基、フルオレンジイル基等が挙げられる。
上記の正孔輸送性を有する骨格と、電子輸送性を有する骨格とを結合する結合基として
は、例えば、下記一般式（３０１）乃至（３１５）で表される基が挙げられる。
Figure 0007083951000006
上述した芳香族アミン骨格（具体的には例えばトリアリールアミン骨格）、π電子過剰
型複素芳香族骨格（具体的には例えばフラン骨格、チオフェン骨格、ピロール骨格を有す
る環）、π電子不足型複素芳香族骨格（具体的には例えばジアジン骨格またはトリアジン
骨格を有する環）、あるいは上記の一般式（１０１）乃至（１１７）、一般式（２０１）
乃至（２１８）、及び一般式（３０１）乃至（３１５）は、置換基を有していてもよい。
当該置換基としては、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基、炭素数３乃至炭素数６のシク
ロアルキル基、または炭素数６乃至炭素数１２の置換もしくは無置換のアリール基も置換
基として選択することができる。炭素数１乃至炭素数６のアルキル基としては具体的には
、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基
、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至
炭素数６のシクロアルキル基、としては具体的には、例えば、シクロプロピル基、シクロ
ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素
数６乃至炭素数１２のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニ
ル基などを具体例として挙げることができる。また、上記置換基は互いに結合して環を形
成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレン基における９位の炭素が置換
基としてフェニル基を二つ有する場合、当該フェニル基同士が結合することによって、ス
ピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。なお、無置換の場合、合成の容
易さや原料の価格の面で有利である。
また、Ａｒは、単結合または炭素数６乃至炭素数１３のアリーレン基を表し、該アリー
レン基は置換基を有していてもよく、該置換基は互いに結合して環を形成してもよい。こ
のような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を
二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成す
るような場合が挙げられる。炭素数６乃至炭素数１３のアリーレン基としては、例えば、
フェニレン基、ナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基などを具
体例として挙げることができる。なお、該アリーレン基が置換基を有する場合、当該置換
基としては、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基、炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキ
ル基、または炭素数６乃至炭素数１２のアリール基も置換基として選択することができる
。炭素数１乃至炭素数６のアルキル基としては具体的には、例えば、メチル基、エチル基
、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ヘ
キシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基と
しては具体的には、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シ
クロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至炭素数１２のアリール基
としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げるこ
とができる。
また、Ａｒで表されるアリーレン基は、例えば、下記構造式（Ａｒ－１）乃至（Ａｒ－
１８）で表される基を適用することができる。なお、Ａｒとして用いることのできる基は
これらに限られない。
Figure 0007083951000007
また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基、
炭素数３乃至炭素数６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至炭素数１３の置換もしく
は無置換のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至炭素数６のアルキル基としては具
体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソ
ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素
数３乃至炭素数６のシクロアルキル基、としては具体的には、例えば、シクロプロピル基
、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。ま
た、炭素数６乃至炭素数１３のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、
ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述し
たアリール基やフェニル基は置換基を有していてもよく、該置換基は互いに結合して環を
形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至炭素数６のアルキル基、炭素数３乃
至炭素数６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至炭素数１２のアリール基も置換基と
して選択することができる。炭素数１乃至炭素数６のアルキル基としては具体的には、例
えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔ
ｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至炭素
数６のシクロアルキル基としては具体的には、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル
基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃
至炭素数１２のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基な
どを具体例として挙げることができる。
また、Ｒ１及びＲ２で表されるアルキル基またはアリール基は、例えば、下記構造式（
Ｒ－１）乃至（Ｒ－２９）で表される基を適用することができる。なお、アルキル基また
はアリール基として用いることのできる基はこれらに限られない。
Figure 0007083951000008
また、一般式（１０１）乃至（１１７）、一般式（２０１）乃至（２１８）、一般式（
３０１）乃至（３１５）、及びＡｒ、Ｒ１及びＲ２が有することができる置換基は、例え
ば、上記構造式（Ｒ－１）乃至（Ｒ－２４）で表されるアルキル基またはアリール基を適
用することができる。なお、アルキル基またはアリール基として用いることのできる基は
これらに限られない。
化合物１３２としては、例えば以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いるこ
とができる。
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などを用いることができる。また、該正孔輸送性
材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’
－ジ（ｐ－トリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰ
ＰＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ
］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）
アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジ
アミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５－トリス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニ
ル）－Ｎ－フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３－［Ｎ－（４－ジフェニルアミノ
フェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１
）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９
－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニ
ルアミノフェニル）－Ｎ－（１－ナフチル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称
：ＰＣｚＴＰＮ２）、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニ
ルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－
（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバ
ゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカ
ルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）
等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェ
ニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベン
ゼン（略称：ＴＣＰＢ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－２，３
，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル
）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’－ビ
ス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４
’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イル）
トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（１－ナフチ
ル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１－ＴＮＡＴＡ）、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：ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’
－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４
－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：
ＢＰＡＦＬＰ）、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）、Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２
－イル）－Ｎ－｛９，９－ジメチル－２－［Ｎ’－フェニル－Ｎ’－（９，９－ジメチル
－９Ｈ－フルオレン－２－イル）アミノ］－９Ｈ－フルオレン－７－イル｝フェニルアミ
ン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ－（９，９－ジメチル－２－ジフェニルアミノ－９Ｈ－
フルオレン－７－イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２－［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：
ＤＰＡＳＦ）、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：ＰＣＢＢｉ１Ｂ
Ｐ）、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：ＰＣＢＮ
ＢＢ）、４－フェニルジフェニル－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ア
ミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９－フェニルカルバゾール－３－イル）
－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンゼン－１，３－ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’’－トリフェニル－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’－トリス（９－フェニルカルバゾール－３－イ
ル）ベンゼン－１，３，５－トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、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）、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）、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）、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）、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：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フ
ェニル］－Ｎ－（４－フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－
ビス［４－（カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－９，９－ジ
メチルフルオレン－２，７－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等
を用いることができる。また、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）、３－［４－（９－フェナントリル）－フェニ
ル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’－ビス（９－
フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル
）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、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）、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－Ｉ
Ｉ）、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）、１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イル）ベン
ゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９
Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩ
Ｉ）、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）、４－［３－（トリフェニレン－
２－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ－ＩＩ）等のアミン化
合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリ
フェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は
、主に１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子より
も正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
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。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、亜鉛やアルミニウムを有する金
属錯体や、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物などを用いる
ことができる。金属錯体としては、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、またはチアゾール配位子を有する金属錯体が挙げられる。また、π電子不足型
複素芳香族化合物としては、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナント
ロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導
体などが挙げられる。
例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリ
ス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビ
ス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２
）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（
ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）
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である。また、この他
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）
などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる
。さらに、金属錯体以外にも、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチル
フェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３－ビス［５－（
ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン
（略称：ＯＸＤ－７）、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）、３－（４－ビフェニリル
）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール
（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼントリイル）－トリス（１
－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、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：ｍ
ＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン
（略称：ＢＣＰ）、２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，
１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）などの複素環化合物や、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：２ｍ
ＤＢＴＰＤＢｑ－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）、２－［４－（３，６－ジフェニル－９Ｈ
－カルバゾール－９－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２Ｃｚ
ＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［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：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、及び、６－［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：６ｍＤ
ＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、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）、４，６－ビス［３－
（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
）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：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）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、４，
４’－ビス（５－メチルベンゾオキサゾール－２－イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）
などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５－ピリジンジイル）
（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９－ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－
（ピリジン－３，５－ジイル）］（略称：ＰＦ－Ｐｙ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフ
ルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（２，２’－ビピリジン－６，６’－ジイル）］（
略称：ＰＦ－ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は
、主に１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔より
も電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
化合物１３１としては、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有
すると好ましい。化合物１３１が重原子を有する場合、スピン軌道相互作用（電子のスピ
ン角運動量と軌道角運動量との相互作用）により、一重項状態と三重項状態との項間交差
が促進されるため、化合物１３１において一重項基底状態と三重項励起状態との間の遷移
が許容となる。すなわち、化合物１３１の一重項基底状態と三重項励起状態との間の遷移
に係わる発光の効率および吸収の確率を高めることができる。そのためには、化合物１３
１がスピン軌道相互作用の大きい金属元素を有すると好ましく、具体的には遷移金属元素
が好ましく、特に白金族元素（ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、または白金（Ｐｔ））を有することが
好ましく、中でもイリジウムを有することで、一重項基底状態と三重項励起状態との間の
直接遷移に係わる遷移確率を高めることができ、好ましい。
また、化合物１３１（燐光性化合物）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る。また、ポルフィリン配位子を有する白
金錯体や有機イリジウム錯体が挙げられ、中でも例えば、イリジウム系オルトメタル錯体
等の有機イリジウム錯体が好ましい。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。この場合
、化合物１３１（燐光性化合物）は三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ
Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯を有する。
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス｛２－［５－（２
－メチルフェニル）－４－（２，６－ジメチルフェニル）－４Ｈ－１，２，４－トリアゾ
ール－３－イル－κＮ２］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐ
ｔｚ－ｄｍｐ）３）、トリス（５－メチル－３，４－ジフェニル－４Ｈ－１，２，４－ト
リアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３）、トリス［４－（３－
ビフェニル）－５－イソプロピル－３－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ－３ｂ）３）、トリス［３－（５－ビフ
ェニル）－５－イソプロピル－４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジ
ウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３）、のような４Ｈ－トリアゾール骨格
を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３－メチル－１－（２－メチルフェニル）
－５－フェニル－１Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ
（Ｍｐｔｚ１－ｍｐ）３）、トリス（１－メチル－５－フェニル－３－プロピル－１Ｈ－
１，２，４－トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１－Ｍｅ）
３）のような１Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ－トリ
ス［１－（２，６－ジイソプロピルフェニル）－２－フェニル－１Ｈ－イミダゾール］イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、トリス［３－（２，６－ジメチ
ルフェニル）－７－メチルイミダゾ［１，２－ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有
機金属イリジウム錯体や、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－
Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１－ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩ
ｒ６）、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：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２－［３’，５’－ビス
（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，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））のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配
位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、４Ｈ－トリアゾール
骨格、１Ｈ－トリアゾール骨格およびイミダゾール骨格のような含窒素五員複素環骨格を
有する有機金属イリジウム錯体は、高い三重項励起エネルギーを有し、信頼性や発光効率
にも優れるため、特に好ましい。
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス（４－メチ
ル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３）、
トリス（４－ｔ－ブチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉ
ｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６－メチル－４－フェニルピリ
ミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチ
ルアセトナト）ビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（
ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス
［４－（２－ノルボルニル）－６－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（ｅｎ
ｄｏ－，ｅｘｏ－混合物）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルア
セトナト）ビス［５－メチル－６－（２－メチルフェニル）－４－フェニルピリミジナト
］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルア
セトナト）ビス｛４，６－ジメチル－２－［６－（２，６－ジメチルフェニル）－４－ピ
リミジニル－κＮ３］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ
－ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６－ジフェニルピリミ
ジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリ
ミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５－
ジメチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ－Ｍ
ｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５－イソプロピル－３－メチル－
２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ－ｉＰｒ）２（
ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２－フ
ェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビ
ス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート
（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム
（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベ
ンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、トリス（２
－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、
ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナー
ト（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジ
ウム錯体や、ビス（２，４－ジフェニル－１，３－オキサゾラト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウ
ム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２
－［４’－（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（
ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ－ＰＦ－ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス
（２－フェニルベンゾチアゾラト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナ
ート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））など有機金属イリジウム錯体の他、トリス（
アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａ
ｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリ
ミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるた
め、特に好ましい。
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（ジイソブチリル
メタナト）ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩ
Ｉ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６－ビス（３－メチル
フェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ
（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６－ジ（ナフタレン－１－イル）ピリミジ
ナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（
ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセ
トナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉ
ｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）（ジピ
バロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（
アセチルアセトナト）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）キノキサリナト］イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を
有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）
イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、ビス（１－フェニルイソキノリナト
－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（
ａｃａｃ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，
８，１２，１３，１７，１８－オクタエチル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン白金（ＩＩ
）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プ
ロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢ
Ｍ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１－（２－テノイル）－３，３，３－トリフルオロアセ
トナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（
Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を
有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ま
しい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得
られる。
また、発光層１３０において化合物１３３としては、蛍光性化合物が好ましい。蛍光性
化合物としては、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
好ましい。
具体的には、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：ＰＡＰＰ２
ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオ
レン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）
、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ
－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍ
ＦＬＰＡＰｒｎ）、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’－ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ピレン－１，６－ジア
ミン（略称：１，６ｔＢｕ－ＦＬＰＡＰｒｎ）、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－３，８－ジシクロヘ
キシルピレン－１，６－ジアミン（略称：ｃｈ－１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビ
ス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルスチルベ
ン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）
－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）
、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジフェニル－２－アント
リル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－
（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略
称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン
（略称：ＴＢＰ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９－フェニル－
９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、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：ＤＰＡＢ
ＰＡ）、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：２
ＰＣＡＰＡ）、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：２ＰＣＡＢＰｈ
Ａ）、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、２，８－ジ－ｔｅ
ｒｔ－ブチル－５，１１－ビス（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－６，１２－ジフェニ
ルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）、ナイルレッド、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［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］
－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２－（２，
６－ビス｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－４Ｈ－ピラン－４－イ
リデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２－｛２，６－ビス［２－（８－
メトキシ－１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ
－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プ
ロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、５，１０，１５，２０－テトラフェニル
ビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３－ｃｄ：１’，２’，３’－ｌｍ］ペリレン
、などが挙げられる。
また、化合物１３１と化合物１３２とで形成される励起錯体の発光ピークが、発光材料
である化合物１３３の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるように、化合物
１３１、化合物１３２、及び化合物１３３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。
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１
の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１
の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料
として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１３０において、化合物１３１、化合物１３２、及び化合物１３３以外の
材料（化合物１３４）を有していても良い。その場合、化合物１３１及び化合物１３２が
効率よく励起錯体を形成するためには、化合物１３１及び化合物１３２のうち一方のＨＯ
ＭＯ準位が発光層１３０中の材料のうち最も高いＨＯＭＯ準位を有し、他方のＬＵＭＯ準
位が発光層１３０中の材料のうち最も低いＬＵＭＯ準位を有すると好ましい。すなわち、
化合物１３１及び化合物１３２のうち一方のＨＯＭＯ準位が他方のＨＯＭＯ準位および化
合物１３４のＨＯＭＯ準位より高く、他方のＬＵＭＯ準位が一方のＬＵＭＯ準位および化
合物１３４のＬＵＭＯ準位より低いことが好ましい。そのようなエネルギー準位の相関と
することで、化合物１３２と化合物１３４とで励起錯体を形成する反応を抑制することが
できる。
例えば、化合物１３１が正孔輸送性を有し、化合物１３２が電子輸送性を有する場合、
化合物１３１のＨＯＭＯ準位が化合物１３２のＨＯＭＯ準位および化合物１３４のＨＯＭ
Ｏ準位より高いことが好ましく、化合物１３２のＬＵＭＯ準位が化合物１３１のＬＵＭＯ
準位および化合物１３４のＬＵＭＯ準位より低いことが好ましい。この場合、化合物１３
４のＬＵＭＯ準位は、化合物１３１のＬＵＭＯ準位より高くても低くてもよい。また、化
合物１３４のＨＯＭＯ準位は、化合物１３２のＨＯＭＯ準位より高くても低くてもよい。
なお、化合物１３１が電子輸送性を有し、化合物１３２が正孔輸送性を有する構成であ
ってもよい。その場合、化合物１３２のＨＯＭＯ準位が化合物１３１のＨＯＭＯ準位およ
び化合物１３４のＨＯＭＯ準位より高いことが好ましく、化合物１３１のＬＵＭＯ準位が
化合物１３２のＬＵＭＯ準位および化合物１３４のＬＵＭＯ準位より低いことが好ましい
。この場合、化合物１３４のＬＵＭＯ準位は、化合物１３２のＬＵＭＯ準位より高くても
低くてもよい。また、化合物１３４のＨＯＭＯ準位は、化合物１３１のＨＯＭＯ準位より
高くても低くてもよい。
発光層１３０に用いることが可能な材料（化合物１３４）としては、特に限定はないが
、例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリ
ス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビ
ス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２
）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（
ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）
、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ
）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ
）などの金属錯体、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）
－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ
－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸ
Ｄ－７）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェ
ニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’－（１，３，５
－ベンゼントリイル）－トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：Ｔ
ＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣ
Ｐ）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル
］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、４，４’－ビス［Ｎ－
（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）
、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェ
ニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９
’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）な
どの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導
体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳
香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ
ｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニ
ル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４－（１０－フェニル
－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾー
ル－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称
：ＹＧＡＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）
フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニ
ル－Ｎ－｛４－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］フェニル｝－９Ｈ
－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－（９，
１０－ジフェニル－２－アントリル）－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣ
ＡＰＡ）、６，１２－ジメトキシ－５，１１－ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’
，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－
２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９－［４－（１０－フェニル－
９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６－ジフェ
ニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール
（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン
（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２
－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮ
Ａ）、９，９’－ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’－（スチルベン－３，３’
－ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’－（スチルベン－４，４’－
ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５－トリ（１－ピレニル）ベ
ンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。また、これら及び公知の物質の中
から、上記化合物１３１及び化合物１３２のエネルギーギャップより大きなエネルギーギ
ャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電
極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体
などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウム（Ａｌ）が典型例であり
、その他、銀（Ａｇ）、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属
、リチウム（Ｌｉ）やセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム（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、例えば、インジウ
ム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を
含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚ
ｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、タングステン及び亜鉛を含有したインジウム酸化物などの金属酸
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１０
２の一方または双方を形成しても良い。
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方
を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視
光を透過する機能を有する。光を透過する機能を有する導電性材料としては、可視光の透
過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵
抗率が１×１０－２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。また、光を取り出す方の電
極は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されて
も良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４
０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が
挙げられる。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合
には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０
１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する電極には、可視光を透過する機
能を有し、且つ導電性を有する材料を用いればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表さ
れる酸化物導電体層に加えて、酸化物半導体層、または有機物を含む有機導電体層を含む
。有機物を含む有機導電体層としては、例えば、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを
混合してなる複合材料を含む層、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合して
なる複合材料を含む層等が挙げられる。また、透明導電層の抵抗率としては、好ましくは
１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
また、電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、
塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パル
スレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適
宜用いることができる。
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール
注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フ
タロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物と
しては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物
、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや
金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニ
レンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合
物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジ
オキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複
合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正
孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電
界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタ
ン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター
を挙げることができる。具体的には、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－
テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，
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、発光層１３０に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミンおよび
カルバゾール誘導体を用いることができる。また、芳香族炭化水素およびスチルベン誘導
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。
芳香族炭化水素としては、例えば、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチ
ル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１
－ナフチル）アントラセン、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセ
ン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル
）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン
（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔ
ｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル
－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－
ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフ
チル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナ
フチル）アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）
アントラセン、９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビアン
トリル、１０，１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、１０
，１０’－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－ビア
ントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ
（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等
も用いることができる。このように、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し
、炭素数１４以上炭素数４２以下である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香
族炭化水素としては、例えば、４，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル
（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０－ビス［４－（２，２－ジフェニルビニル）フェニル］
アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
また、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４－ビニルトリフェ
ニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニル
アミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（
略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス
（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることも
できる。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例
示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された
正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１の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。
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を用いること
ができる。また、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが
好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用い
てもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる
層が二層以上積層してもよい。
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電
極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料
としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０－６ｃｍ２
／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合
物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型
複素芳香族化合物や金属錯体などを用いることができる。具体的には、発光層１３０に用
いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、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が挙げられる。また、
オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導
体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。また、１×１０－６ｃｍ２
／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、正孔よりも電子の輸
送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、
電子輸送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設
けても良い。電子キャリアの移動を制御する層は、上述したような電子輸送性の高い材料
に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であり、電子キャリアの移動を抑制する
ことによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光
層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に
大きな効果を発揮する。
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進す
る機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物
、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電
子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、
第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的に
は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ
）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金
属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エル
ビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層
１１９にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウ
ムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子
注入層１１９に、電子輸送層１１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
また、電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合
材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発
生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては
、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した
電子輸送層１１８を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができ
る。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的
には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、
マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカ
リ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物
、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いる
こともできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いるこ
ともできる。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、
それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、ノズルプリント法
、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層
、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの
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。
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル
型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と
１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む
量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ
）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリ
ウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用
いてもよい。
ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘ
キサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族
炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホル
ムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることがで
きる。
また、発光層に用いることができる高分子化合物としては、例えば、ポリ［２－メトキ
シ－５－（２－エチルヘキシルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ
－ＰＰＶ）、ポリ（２，５－ジオクチル－１，４－フェニレンビニレン）等のポリフェニ
レンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリ（９，９－ジ－ｎ－オクチルフルオレニル－２，７
－ジイル）（略称：ＰＦ８）、ポリ［（９，９－ジ－ｎ－オクチルフルオレニル－２，７
－ジイル）－ａｌｔ－（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール－４，８－ジイル）］（略
称：Ｆ８ＢＴ）、ポリ［（９，９－ジ－ｎ－オクチルフルオレニル－２，７－ジイル）－
ａｌｔ－（２，２’－ビチオフェン－５，５’－ジイル）］（略称Ｆ８Ｔ２）、ポリ［（
９，９－ジオクチル－２，７－ジビニレンフルオレニレン）－ａｌｔ－（９，１０－アン
トラセン）］、ポリ［（９，９－ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ａｌｔ－（
２，５－ジメチル－１，４－フェニレン）］等のポリフルオレン誘導体、ポリ（３－ヘキ
シルチオフェン－２，５－ジイル）（略称：Ｐ３ＨＴ）等のポリアルキルチオフェン（Ｐ
ＡＴ）誘導体、ポリフェニレン誘導体等が挙げられる。また、これらの高分子化合物や、
ポリ（９－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（２－ビニルナフタレン）、ポ
リ［ビス（４－フェニル）（２，４，６－トリメチルフェニル）アミン］（略称：ＰＴＡ
Ａ）等の高分子化合物に、発光性の化合物をドープして発光層に用いてもよい。発光性の
化合物としては、先に挙げた発光性の化合物を用いることができる。
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、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、本発明の一態様に係る発光素子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、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。
基板の種類は、特に限定されない。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
の材料を含むセルロースナノファイバ（ＣＮＦ）や紙、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、以下が挙げられる。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（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、ア
クリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポ
リフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、
ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよ
い。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素
子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いる
ことができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。な
お、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造
の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、
別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上
述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、
麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテー
ト、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板な
どがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素
子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと
電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによ
って発光素子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。
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４を用いて、以下説明を行う。なお、図４において、図
１に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略す
る場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明
は省略する場合がある。
＜発光素子の構成例＞
図４は、発光素子２５０の断面模式図である。
図４に示す発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数
の発光ユニット（図４においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）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２５０は、複数の発
光ユニットを有する。なお、発光素子２５０において、電極１０１が陽極として機能し、
電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子２５０の構成として
は、逆であっても構わない。
また、図４に示す発光素子２５０において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８
とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１
１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８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１０６に、図１で示すＥＬ層１００と同様の構
成を用いると好ましい。
また、発光素子２５０は、発光層１３０と、発光層１４０と、を有する。また、発光ユ
ニット１０６は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送
層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１４０
の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１
９を有する。
電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加さ
れた構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成
であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、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
以上である物質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、これら以外の物質を用いてもよい。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１０８のように、発光ユニットの陽極側の面が
電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が発光ユニットの正孔注入層ま
たは正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正
孔輸送層を設けなくとも良い。
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他
の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機
化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一
の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、
有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電性材料を含む層とを組
み合わせて形成してもよい。
なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電
極１０１と電極１０２とに電圧を印加した場合に、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４において、電極１
０１の電位の方が電極１０２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１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入する
。
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的に
は、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。
また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率
であっても機能する。電荷発生層１１５の導電率が一対の電極と同程度に高い場合、電荷
発生層１１５によって発生したキャリアが、膜面方向に流れることで、電極１０１と電極
１０２とが重ならない領域で発光が生じてしまう場合がある。このような不良を抑制する
ためには、電荷発生層１１５は、一対の電極よりも導電率が低い材料で形成されると好ま
しい。
上述した材料を用いて電荷発生層１１５を形成することにより、発光層が積層された場
合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、図４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２５０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、図１で示す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、発光ユニット１０６が有する発光層１３０は、実施の形態１で示した構成を有す
ると好ましい。発光ユニット１０６が有する発光層１３０が実施の形態１で示した構成を
有することで、発光素子２５０は、発光効率の高い発光素子となり好適である。
なお、発光ユニット１０６および発光ユニット１０８に用いるゲスト材料としては、同
じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで同じゲ
スト材料を有する場合、発光素子２５０は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子
となり好ましい。また、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで異なるゲスト材料
を有する場合、発光素子２５０は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。特に、演色
性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲ
スト材料を選択することが好適である。
なお、発光ユニット１０６、発光ユニット１０８、及び電荷発生層１１５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）
本実施の形態では、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
の例について、図５及び図６を用いて以下に説明する。
＜発光素子の構成例１＞
図５は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図５において、図１に
示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場
合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省
略する場合がある。
図５に示す発光素子２６０は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッシ
ョン）型の発光素子であってもよく、基板２００と反対方向に光を取り出す上面射出（ト
ップエミッション）型の発光素子であってもよい。なお、本発明の一態様はこれに限定さ
れず、発光素子が呈する光を基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デ
ュアルエミッション）型の発光素子であっても良い。
発光素子２６０が、ボトムエミッション型である場合、電極１０１は、光を透過する機
能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ま
しい。あるいは、発光素子２６０が、トップエミッション型である場合、電極１０１は、
光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能を有
することが好ましい。
発光素子２６０は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２とを有する。また、電極
１０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒと
、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１８と、電
子注入層１１９と、を有する。
また、電極１０１は、複数の導電層で形成されてもよい。その場合、光を反射する機能
を有する導電層と、光を透過する機能を有する導電層とが積層する構成であると好ましい
。
なお、電極１０１は、実施の形態１で示した電極１０１または電極１０２と同様の構成
および材料を用いることができる。
図５においては、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、領域２２１Ｇ
、及び領域２２１Ｒ、の間に隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁
１４５は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重なる開口部を有する。隔壁１４５を設け
ることによって、各領域の基板２００上の電極１０１を、それぞれ島状に分離することが
可能となる。
なお、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇとは、隔壁１４５と重なる領域において、互
いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒとは、隔
壁１４５と重なる領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。また、発光層１
２３Ｒと、発光層１２３Ｂとは、隔壁１４５と重なる領域において、互いに重なる領域を
有していてもよい。
隔壁１４５としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成され
る。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シ
リコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例
えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
また、発光層１２３Ｒ、発光層１２３Ｇ、及び発光層１２３Ｂは、それぞれ異なる色を
呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｒが赤色を
呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｒは赤色の発光を呈し、発光層
１２３Ｇが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｇは緑色の発
光を呈し、発光層１２３Ｂが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２
２１Ｂは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子２６０を、表示装置の画
素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。また、そ
れぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、及び発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは
複数の発光層は、実施の形態１で示した発光層１３０と同様の構成を有することが好まし
い。発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、及び発光層１２３Ｒのいずれか一つまたは複数の
発光層が実施の形態１で示した発光層１３０と同様の構成を有することで、発光効率の良
好な発光素子を作製することができる。
なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数
の発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。
以上のように、少なくとも一つの発光層が実施の形態１で示した発光層を有し、該発光
層を有する発光素子２６０を、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置
を作製することができる。すなわち、発光素子２６０を有する表示装置は、消費電力を低
減することができる。
なお、光を取り出す電極上に、カラーフィルタを設けることで、発光素子２６０の色純
度を向上させることができる。そのため、発光素子２６０を有する表示装置の色純度を高
めることができる。
また、光を取り出す電極上に、偏光板を設けることで、発光素子２６０の外光反射を低
減することができる。そのため、発光素子２６０を有する表示装置のコントラスト比を高
めることができる。
なお、発光素子２６０における他の構成については、実施の形態１における発光素子の
構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例２＞
次に、図５に示す発光素子と異なる構成例について、図６（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下
説明を行う。
図６（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図６（Ａ
）（Ｂ）において、図５に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパター
ンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を
付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図６（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、発光層を有する発光素子の構成例である。図６
（Ａ）に示す発光素子２６２ａは、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（ト
ップエミッション）型の発光素子、図６（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、基板２００側
に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の
一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上
方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２
と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び
電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、少なくとも発光
層１３０と、電荷発生層１１５とを有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１
２と、発光層１４０と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と
、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと
、を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層
１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導
電層１０４ｂと、を有する。
図６（Ａ）に示す発光素子２６２ａ、及び図６（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、電極
１０１と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持され
た領域２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔
壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１、電極１
０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重なる開口部を有する。隔壁１４５を設け
ることによって、各領域の基板２００上の該電極を、それぞれ島状に分離することが可能
となる。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び
領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素
子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光
は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈され
る光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子
２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して
射出される。
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光
から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを
介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２
４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素
子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂには、例えば、着色層（
カラーフィルタともいう）、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。ま
た、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当
該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドット
を用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性
を高めることができる。
なお、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ上に複数の光学素
子を重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板や反射防止膜などを設
けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出される側に設け
ると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出され
る現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射される
外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる。
なお、図６（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青
色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ
破線の矢印で模式的に図示している。
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域か
ら発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良
い。
遮光層２２３としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層２２３と
しては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層２２３と
しては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化
物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
なお、基板２００、及び光学素子を有する基板２２０としては、実施の形態１を参酌す
ればよい。
さらに、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、マイクロキャビティ構造を有する
。
≪マイクロキャビティ構造≫
発光層１３０、及び発光層１４０から射出される光は、一対の電極（例えば、電極１０
１と電極１０２）の間で共振される。また、発光層１３０及び発光層１４０は、射出され
る光のうち所望の波長の光が強まる位置に形成される。例えば、電極１０１の反射領域か
ら発光層１３０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１３０の
発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１３０から射出される光のう
ち所望の波長の光を強めることができる。また、電極１０１の反射領域から発光層１４０
の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１４０の発光領域までの
光学距離と、を調整することにより、発光層１４０から射出される光のうち所望の波長の
光を強めることができる。すなわち、複数の発光層（ここでは、発光層１３０及び発光層
１４０）を積層する発光素子の場合、発光層１３０及び発光層１４０のそれぞれの光学距
離を最適化することが好ましい。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおいては、各領域で導電層（導電層１
０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１３０
及び発光層１４０から呈される光のうち所望の波長の光を強めることができる。なお、各
領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせ
ることで、発光層１３０及び発光層１４０から呈される光を強めても良い。
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の
屈折率が、発光層１３０または発光層１４０の屈折率よりも小さい場合においては、電極
１０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍ
ＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）と
なるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と
電極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強め
る光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層
１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自
然数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調
整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効
率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３
ｂ、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１
ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし
、異なっていても良い。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、そ
れぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
なお、図６（Ａ）に示す発光素子２６２ａは、上面射出型の発光素子であるため、導電
層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが
好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有すること
が好ましい。
また、図６（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、下面射出型の発光素子であるため、導電
層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機
能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが
好ましい。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおいて、導電層１０１ａ、導電層１０
３ａ、または導電層１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い
。導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素
子２６２ａ及び発光素子２６２ｂの製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導
電層１０３ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良
い。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける発光層１３０は、実施の形態１
で示した構成を有することが好ましい。発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける
発光層１３０が実施の形態１で示した構成を有することで、高い発光効率を示す発光素子
を作製することができる。
また、発光層１３０及び発光層１４０は、例えば発光層１４０ａ及び発光層１４０ｂの
ように、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、第１の
発光材料及び第２の発光材料という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料を
それぞれ用いることで、複数の色を含む発光を得ることができる。特に発光層１３０と、
発光層１４０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選
択すると好ましい。
また、発光層１３０または発光層１４０は、一方または双方で３層以上が積層された構
成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
以上のように、実施の形態１で示した発光層の構成を有する発光素子２６２ａまたは発
光素子２６２ｂを、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製する
ことができる。すなわち、発光素子２６２ａまたは発光素子２６２ｂを有する表示装置は
、消費電力を低減することができる。
なお、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける他の構成については、発光素子
２６０、あるいは実施の形態１及び実施の形態２で示した発光素子の構成を参酌すればよ
い。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
（実施の形態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乃至図
９を用いて説明する。
＜表示装置の構成例１＞
図７（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の一点鎖線Ａ－Ｂ
、及び一点鎖線Ｃ－Ｄで切断した断面図である。表示装置６００は、駆動回路部（信号線
駆動回路部６０１、及び走査線駆動回路部６０３）、並びに画素部６０２を有する。なお
、信号線駆動回路部６０１、走査線駆動回路部６０３、及び画素部６０２は、発光素子の
発光を制御する機能を有する。
また、表示装置６００は、素子基板６１０と、封止基板６０４と、シール材６０５と、
シール材６０５で囲まれた領域６０７と、引き回し配線６０８と、ＦＰＣ６０９と、を有
する。
なお、引き回し配線６０８は、信号線駆動回路部６０１及び走査線駆動回路部６０３に
入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ６０９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ＦＰ
Ｃ６０９しか図示されていないが、ＦＰＣ６０９にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉ
ｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。
また、信号線駆動回路部６０１は、Ｎチャネル型のトランジスタ６２３とＰチャネル型
のトランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、信号線駆動回
路部６０１または走査線駆動回路部６０３は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、また
はＮＭＯＳ回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を
形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要
はなく、駆動回路部を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部６０２は、スイッチング用のトランジスタ６１１と、電流制御用のトラン
ジスタ６１２と、電流制御用のトランジスタ６１２のドレインに電気的に接続された下部
電極６１３と、を有する。なお、下部電極６１３の端部を覆って隔壁６１４が形成されて
いる。隔壁６１４としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
また、被覆性を良好にするため、隔壁６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面
が形成されるようにする。例えば、隔壁６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用
いた場合、隔壁６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲
面を持たせることが好ましい。また、隔壁６１４として、ネガ型の感光性樹脂、またはポ
ジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
なお、トランジスタ（トランジスタ６１１、６１２、６２３、６２４）の構造は、特に
限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの
極性についても特に限定はなく、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、及び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、１４族（ケイ素等）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。トランジスタとしては、例えば、
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。該酸化物半導体としては、Ｉｎ－Ｇａ酸化物、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物（Ｍは
、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ
）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、錫（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。
下部電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および上部電極６１７がそれぞれ形成されてい
る。なお、下部電極６１３は、陽極として機能し、上部電極６１７は、陰極として機能す
る。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法
（インクジェット法ともいう）、スピンコート法等の塗布法、グラビア印刷法等の種々の
方法によって形成される。また、ＥＬ層６１６を構成する材料としては、低分子化合物、
または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
なお、下部電極６１３、ＥＬ層６１６、及び上部電極６１７により、発光素子６１８が
形成される。発光素子６１８は、実施の形態１乃至実施の形態３の構成を有する発光素子
であると好ましい。なお、画素部に複数の発光素子が形成される場合、実施の形態１乃至
実施の形態３に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれてい
ても良い。
また、シール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、
素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた領域６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、領域６０７には、充填材が充填されてお
り、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５に用いるこ
とができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、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。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥剤
を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
また、発光素子６１８と互いに重なるように、光学素子６２１が封止基板６０４の下方
に設けられる。また、封止基板６０４の下方には、遮光層６２２が設けられる。光学素子
６２１及び遮光層６２２としては、それぞれ、実施の形態３に示す光学素子、及び遮光層
と同様の構成とすればよい。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しにくい材料であることが望ましい。ま
た、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ
Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、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、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子及び光学素子を有
する表示装置を得ることができる。
＜表示装置の構成例２＞
次に、表示装置の別の一例について、図８（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行う。なお、図
８（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
図８（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電
極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２
１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の下部電極１０２
４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の上部電極１
０２６、封止層１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図８（Ａ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑
色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けてい
る。また、遮光層１０３５をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明な
基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び遮光層は
、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図８（Ａ）においては、着色層を透
過する光は赤、緑、青となることから、３色の画素で映像を表現することができる。
図８（Ｂ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着
色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜
１０２０との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基
板１０３１の間に設けられていても良い。
なお、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３
４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２
１との間に形成してもよい。
また、以上に説明した表示装置では、トランジスタが形成されている基板１００１側に
光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置としたが、封止基板１０３１側に
発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置としても良い。
＜表示装置の構成例３＞
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図９（Ａ）（Ｂ）に示す。図９（Ａ
）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図８（Ａ）（Ｂ）に示
す駆動回路部１０４１、周辺部１０４２等を省略して例示している。
この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。トランジスタと発
光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の表示装置
と同様に形成する。その後、電極１０２２を覆うように、第３の層間絶縁膜１０３７を形
成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第
２の層間絶縁膜と同様の材料の他、様々な材料を用いて形成することができる。
発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰
極であっても構わない。また、図９（Ａ）（Ｂ）のようなトップエミッション型の表示装
置である場合、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは光を反射する機能を有す
ることが好ましい。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電極
１０２６は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極１０２４Ｒ、１０２
４Ｇ、１０２４Ｂと、上部電極１０２６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ると好ましい。
図９（Ａ）のようなトップエミッションの構造では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ
、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で
封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように遮光
層１０３５を設けても良い。なお、封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いると好
適である。
また、図９（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層
を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図９（Ｂ）に示すように、緑
色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて
、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図９（Ａ）に示すように
、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制で
きるといった効果を奏する。一方で、図９（Ｂ）に示すように、発光素子に、緑色の着色
層を設けずに、赤色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色の発光素
子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果
を奏する。
以上に示す表示装置は、３色（赤色、緑色、青色）の副画素を有する構成を示したが、
４色（赤色、緑色、青色、黄色、あるいは赤色、緑色、青色、白色）の副画素を有する構
成としてもよい。その場合、黄色の光を透過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色
の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する着色層を用いることができる。該着色
層が青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する場合、該
着色層を透過した光は白色であってもよい。黄色あるいは白色の発光を呈する発光素子は
発光効率が高いため、このような構成を有する表示装置は、消費電力を低減することがで
きる。
また、図７に示す表示装置６００は、素子基板６１０、封止基板６０４、及びシール材
６０５で囲まれた領域６０７に、封止層を形成してもよい。該封止層には、例えば、ＰＶ
Ｃ（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）系樹脂等の樹脂を用いることができる。また、酸化シリコン、酸化窒
化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等
の無機材料を用いてもよい。領域６０７に封止層を形成することで、水などの不純物によ
る発光素子６１８の劣化を抑制することができ好ましい。なお、封止層を形成する場合、
シール材６０５を設けなくてもよい。
また、封止層を多層にすることで、水などの不純物が、表示装置６００の外部から表示
装置内部の発光素子６１８まで侵入するのを効果的に防ぐことができるため好ましい。な
お、封止層が多層の場合、樹脂と無機材料とを積層させると好ましい構成である。
なお、本実施の形態に示す構成は、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５）
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、電子機器、発
光装置、及び照明装置について、図１０乃至図１３を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図１０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に重ね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１１（Ａ）乃至図１１（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。また、センサ９
００７は、脈拍センサや指紋センサ等のように生体情報を測定する機能を有してもよい。
図１１（Ａ）乃至図１１（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１１（Ａ）乃至図１１（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１１（Ａ）乃至図１１（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１１（Ａ）乃至図１１（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１１（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１１（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
１１（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、電波等の受信信号の強度を示す表示などがある。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。
筐体９０００の材料としては、例えば、合金、プラスチック、セラミックス等を用いる
ことができる。プラスチックとしては強化プラスチックを用いることもできる。強化プラ
スチックの一種である炭素繊維強化樹脂複合材（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆ
ｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）は軽量であり且つ腐食しない利点がある。ま
た、他の強化プラスチックとしては、ガラス繊維を用いた強化プラスチック、アラミド繊
維を用いた強化プラスチックを挙げることができる。合金としては、アルミニウム合金や
マグネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含む非
晶質合金（金属ガラスとも呼ばれる）が弾性強度の点で優れている。この非晶質合金は、
室温においてガラス遷移領域を有する非晶質合金であり、バルク凝固非晶質合金とも呼ば
れ、実質的に非晶質原子構造を有する合金である。凝固鋳造法により、少なくとも一部の
筐体の鋳型内に合金材料が鋳込まれ、凝固させて一部の筐体をバルク凝固非晶質合金で形
成する。非晶質合金は、ジルコニウム、銅、ニッケル、チタン以外にもベリリウム、シリ
コン、ニオブ、ボロン、ガリウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト
、イットリウム、バナジウム、リン、炭素などを含んでもよい。また、非晶質合金は、凝
固鋳造法に限定されず、真空蒸着法、スパッタ法、電解めっき法、無電解メッキ法などに
よって形成してもよい。また、非晶質合金は、全体として長距離秩序（周期構造）を持た
ない状態を維持するのであれば、微結晶またはナノ結晶を含んでもよい。なお、合金とは
、単一の固体相構造を有する完全固溶体合金と、２つ以上の相を有する部分溶体の両方を
含むこととする。筐体９０００に非晶質合金を用いることで高い弾性を有する筐体を実現
できる。従って、携帯情報端末９１０１を落下させても、筐体９０００が非晶質合金であ
れば、衝撃が加えられた瞬間には一時的に変形しても元に戻るため、携帯情報端末９１０
１の耐衝撃性を向上させることができる。
図１１（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１１（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１１（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１１（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１１
（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１１（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。
また、電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信
機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、
デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、ゴーグル型
ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再
生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を
用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイ
オンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電
池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜
鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信す
ることで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池
を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内
壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能で
ある。例えば、自動車のダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置するこ
とができる。
＜発光装置に関する説明＞
本実施の形態で示す、発光装置３０００の斜視図を図１２（Ａ）に、図１２（Ａ）に示
す一点鎖線Ｅ－Ｆ間に相当する断面図を図１２（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図１２（
Ａ）において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
図１２（Ａ）（Ｂ）に示す発光装置３０００は、基板３００１と、基板３００１上の発
光素子３００５と、発光素子３００５の外周に設けられた第１の封止領域３００７と、第
１の封止領域３００７の外周に設けられた第２の封止領域３００９と、を有する。
また、発光素子３００５からの発光は、基板３００１及び基板３００３のいずれか一方
または双方から射出される。図１２（Ａ）（Ｂ）においては、発光素子３００５からの発
光が下方側（基板３００１側）に射出される構成について説明する。
また、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置３０００は、発光素子３００５が第
１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とに、囲まれて配置される二重封止構
造である。二重封止構造とすることで、発光素子３００５側に入り込む外部の不純物（例
えば、水、酸素など）を、好適に抑制することができる。ただし、第１の封止領域３００
７及び第２の封止領域３００９を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第１封止領域３
００７のみの構成としてもよい。
なお、図１２（Ｂ）において、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９は
、基板３００１及び基板３００３と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例え
ば、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３０
０１の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
または、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板
３００３の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよ
い。
基板３００１及び基板３００３としては、それぞれ先の実施の形態に記載の基板２００
と、基板２２０と同様の構成とすればよい。発光素子３００５としては、先の実施の形態
に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
第１の封止領域３００７としては、ガラスを含む材料（例えば、ガラスフリット、ガラ
スリボン等）を用いればよい。また、第２の封止領域３００９としては、樹脂を含む材料
を用いればよい。第１の封止領域３００７として、ガラスを含む材料を用いることで、生
産性や封止性を高めることができる。また、第２の封止領域３００９として、樹脂を含む
材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第１の封止領域
３００７と、第２の封止領域３００９とは、これに限定されず、第１の封止領域３００７
が樹脂を含む材料で形成され、第２の封止領域３００９がガラスを含む材料で形成されて
もよい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸
化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸
化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マ
ンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、
酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス
、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なく
とも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、
これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリ
ットと、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。また、ガラスフリ
ットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レー
ザとして、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。ま
た、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ
アミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、
ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキ
サン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
なお、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９のいずれか一方または双方
にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板３００１との熱膨張率
が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基
板３００１にクラックが入るのを抑制することができる。
例えば、第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用い、第２の封止領域３００９
に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
第２の封止領域３００９は、第１の封止領域３００７よりも、発光装置３０００の外周
部に近い側に設けられる。発光装置３０００は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪
みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置３０００の外周部側、すなわち第２
の封止領域３００９に、樹脂を含む材料によって封止し、第２の封止領域３００９よりも
内側に設けられる第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用いて封止することで、
外力等の歪みが生じても発光装置３０００が壊れにくくなる。
また、図１２（Ｂ）に示すように、基板３００１、基板３００３、第１の封止領域３０
０７、及び第２の封止領域３００９に囲まれた領域には、第１の領域３０１１が形成され
る。また、基板３００１、基板３００３、発光素子３００５、及び第１の封止領域３００
７に囲まれた領域には、第２の領域３０１３が形成される。
第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス
等の不活性ガスが充填されていると好ましい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹脂が
充填されていると好ましい。なお、第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては
、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
また、図１２（Ｂ）に示す構成の変形例を図１２（Ｃ）に示す。図１２（Ｃ）は、発光
装置３０００の変形例を示す断面図である。
図１２（Ｃ）は、基板３００３の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤３０１８を設ける
構成である。それ以外の構成については、図１２（Ｂ）に示す構成と同じである。
乾燥剤３０１８としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着に
よって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤３０１８として用い
ることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化
カルシウムや酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、
シリカゲル等が挙げられる。
＜照明装置に関する説明＞
図１３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。
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を適用して表示モジュール、発光装置、
電子機器、及び照明装置を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は
、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。
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、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例を説明する。本実施
例で作製した発光素子の構成は図１と同様である。素子構造の詳細を表１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 0007083951000009
Figure 0007083951000010
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。
≪発光素子１の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した
。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと、酸化モリブデン
（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、
且つ厚さが６０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、９－［３－（９－フェニル－９
Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＣｚＦＬＰ）を
厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、Ｉｒ（ｄ
ｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３と、ＴＢＲｂと、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｄｍ
ｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３：ＴＢＲｂ）が１：０．１：０．０５になるように、且つ厚さが４
０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ
）３が第１の有機化合物となる燐光性化合物であり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍが第２の有機
化合物であり、ＴＢＲｂが第３の有機化合物となる蛍光性化合物である。
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２
０ｎｍになるよう、及びＢＰｈｅｎの厚さが１０ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、
電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸
着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２０
０ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機
ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、電極及びＥ
Ｌ層を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し
、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が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を得
た。
≪比較発光素子１、及び比較発光素子２の作製≫
比較発光素子１、及び比較発光素子２は、先に示す発光素子１と、発光層１３０の形成
工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
比較発光素子１の発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、ＴＢＲｂと、を重量
比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＴＢＲｂ）が１：０．００５になるように、且つ厚さが４０
ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０においては、第１の有機化合物を有さず、４
，６ｍＣｚＰ２Ｐｍが第２の有機化合物であり、ＴＢＲｂが第３の有機化合物となる蛍光
性化合物である。
比較発光素子２の発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐ
ｔ－Ｍｅ）３と、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３）
が１：０．１になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０
においては、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３が第１の有機化合物となる燐光性化合物で
あり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍが第２の有機化合物であり、第３の有機化合物となる蛍光性
化合物を有さない。
≪比較発光素子３の作製≫
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが１１０ｎｍになるように形成し
た。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと、酸化モリブデン
（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、
且つ厚さが６０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ｍＣＰを厚さが２０ｎｍになる
ように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、ｍＣＰと、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－
Ｍｅ）３と、を重量比（ｍＣＰ：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３）が１：０．０８にな
るように、且つ厚さが３０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０において、Ｉｒ（
ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３がゲスト材料となる燐光性化合物であり、ｍＣＰがホスト材料
である。
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩと、Ｉｒ（
ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３と、を重量比（ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ
－Ｍｅ）３）が１：０．０８になるように、且つ厚さが１０ｎｍになるように共蒸着し、
続いてＢＰｈｅｎを厚さが１５ｎｍになるよう蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、
電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２０
０ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機
ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、電極及びＥ
Ｌ層を封止した。具体的な方法は発光素子１と同様である。以上の工程により比較発光素
子３を得た。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１及び比較発光素子１乃至比較発光素子３の特性を測定し
た。輝度およびＣＩＥ色度の測定には色彩輝度計（トプコン社製、ＢＭ－５Ａ）を用い、
電界発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス社製、ＰＭＡ－
１１）を用いた。
発光素子１及び比較発光素子１乃至比較発光素子３の輝度－電流密度特性を図１４に、
輝度－電圧特性を図１５に、電流効率－輝度特性を図１６に、電力効率－輝度特性を図１
７に、外部量子効率－輝度特性を図１８に、それぞれ示す。また、発光素子１及び比較発
光素子１乃至比較発光素子３に、それぞれ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１９に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保た
れた雰囲気）で行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１及び比較発光素子１乃至比較発光
素子３の素子特性を表２に示す。
Figure 0007083951000011
図１９に示すように、発光素子１及び比較発光素子１の電界発光スペクトルは、ピーク
波長が５７２ｎｍ及び５６５ｎｍであり、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに由来する黄色の
発光を示した。
また、比較発光素子３の電界発光スペクトルは、ピーク波長が４６０ｎｍであり、燐光
性化合物であるＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３に由来する青色の発光を示した。また、
比較発光素子２の電界発光スペクトルは、ピーク波長が５４５ｎｍである黄色の発光を示
した。発光素子１及び比較発光素子１乃至比較発光素子３の電界発光スペクトルの半値全
幅はそれぞれ、８３ｎｍ、７８ｎｍ、１０５ｎｍ、５２ｎｍであり、比較発光素子２の電
界発光スペクトルは、他の発光素子（発光素子１、比較発光素子１及び比較発光素子３）
より幅が広いスペクトル形状を示した。比較発光素子２が呈する、幅が広いスペクトル形
状を有する発光は、後に示すように、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍ
ｅ）３とで形成した励起錯体に由来する発光である。
また、図１４乃至図１８、及び表２で示すように、発光素子１は、同様にＴＢＲｂに由
来する発光を示す比較発光素子１より高い発光効率（電流効率、電力効率、及び外部量子
効率）を示している。なお、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結
合によって生成する一重項励起子の生成確率が最大で２５％であるため、外部への光取り
出し効率を３０％とした場合の外部量子効率は、最大で７．５％となる。発光素子１にお
いては、外部量子効率が７．５％より高い効率が得られている。発光素子１の外部量子効
率が高い理由は、発光素子１において、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電
子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、三重項励起子から
のエネルギー移動に由来する発光、または励起錯体における逆項間交差によって三重項励
起子から生成した一重項励起子に由来する発光が蛍光性化合物より得られているためであ
る。すなわち、発光素子１はＥｘＥＦを利用した本発明の一態様の発光素子である。
また、発光素子１は、比較発光素子２より高輝度側での発光効率の低下（ロールオフと
もいう）が少なく、高輝度領域で比較発光素子２より高い発光効率（電流効率、電力効率
、及び外部量子効率）を示している。このように、励起錯体に由来する発光を呈する発光
素子よりロールオフが少ない点が本発明の一態様の発光素子の特徴の一つである。
また、発光素子１は、比較発光素子３より高い発光効率（電流効率、電力効率、及び外
部量子効率）且つ低い駆動電圧で駆動している。そのため、本発明の一態様である発光素
子１は、発光効率が高く、駆動電圧が低く、消費電力が低い発光素子である。
＜ＣＶ測定結果＞
次に、上記の化合物の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリ
ックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定には、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または６００Ｃ）を用い、
各化合物をＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）に溶解させた溶液を測定した
。測定では、参照電極に対する作用電極の電位を適切な範囲で変化させて各々酸化ピーク
電位、及び還元ピーク電位を得た。また、参照電極のレドックスポテンシャルが－４．９
４ｅＶであることが見積もられているため、この数値と得られたピーク電位から、各化合
物のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を算出した。
ＣＶ測定の結果、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍの酸化電位は０．９５Ｖ、還元電位は－２．０
６Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位は－５
．８９ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は－２．８８ｅＶであった。このことから、４，６ｍＣｚＰ２
Ｐｍは、低いＬＵＭＯ準位を有することが分かった。また、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ
）３の酸化電位は０．２４Ｖ、還元電位は－２．６７Ｖであった。また、ＣＶ測定より算
出したＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３のＨＯＭＯ準位は－５．１８ｅＶ、ＬＵＭＯ準位
は－２．２７ｅＶであった。このことから、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３は、高いＨ
ＯＭＯ準位を有することが分かった。
以上のように、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位は、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ
）３のＬＵＭＯ準位より低く、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３のＨＯＭＯ準位は、４，
６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位より高い。そのため、発光素子１及び比較発光素子２の
ように、発光層に当該化合物を用いた場合、一対の電極から注入されたキャリアである電
子および正孔が、効率よく４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３にそ
れぞれ注入され、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３とで励起錯体
を形成することができる。
また、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３とで形成する励起錯体
は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍにＬＵＭＯ準位を有し、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３にＨ
ＯＭＯ準位を有する励起錯体となる。また、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＩｒ
（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３のＨＯＭＯ準位とのエネルギー差は、２．３０ｅＶである。
この値は、図１９で示した比較発光素子２の電界発光スペクトルのピーク波長から算出さ
れる発光エネルギー（２．２８ｅＶ）と概ね一致している。このことから、比較発光素子
２の電界発光スペクトルは、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ及びＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３
で形成する励起錯体に基づく発光であるといえる。なお、励起錯体は、Ｓ１準位とＴ１準
位の差が小さいため、当該発光エネルギーが励起錯体のＳ１準位及びＴ１準位のエネルギ
ー（２．２８ｅＶ）と見なすことができる。
また、図２９にＴＢＲｂを有するトルエン溶液の吸収スペクトルを測定した結果を示す
。なお、吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０
型）を用い、室温（２３℃に保たれた雰囲気）で測定を行った。
図２９に示すようにＴＢＲｂの吸収スペクトルは、４５０ｎｍ乃至５５０ｎｍ付近に高
いモル吸光係数を有する吸収帯を有する。これは、比較発光素子２が呈する励起錯体（４
，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３とで形成する励起錯体）の電界発
光スペクトルと重なる領域を有する。そのため、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉ
ｍｐｔ－Ｍｅ）３とで形成する励起錯体から、蛍光性化合物であるＴＢＲｂへ効率よく励
起エネルギーを供与することが可能である。
また、発光素子１が呈するＴＢＲｂの発光エネルギーは、比較発光素子２が呈する励起
錯体（４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３とで形成する励起錯体）
の発光エネルギーより低い。このことからも、発光素子１は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩ
ｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３とで形成する励起錯体から、蛍光性化合物であるＴＢＲｂ
に励起エネルギーを供与することが可能であるといえる。その結果、発光素子１は、ＴＢ
Ｒｂに由来する高効率な発光を得ることができる。
発光素子１及び比較発光素子２は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍ
ｅ）３との励起錯体が形成されるため、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＩｒ（ｄ
ｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３のＨＯＭＯ準位との差（２．３０ｅＶ）に相当するエネルギーで
該励起錯体を形成することができる。一方、比較発光素子３は、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－
Ｍｅ）３が励起し発光するため、少なくともＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３のＬＵＭＯ
準位とＨＯＭＯ準位との差（２．９１ｅＶ）に相当するエネルギーを励起に要する。した
がって、発光素子１及び比較発光素子２は、比較発光素子３より低い駆動電圧で発光する
ことができる。
＜Ｔ１準位の測定＞
次に、発光層１３０に用いた化合物のＴ１準位を求めるため、石英基板上に真空蒸着法
により４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍの薄膜を作成し、該薄膜の発光スペクトルを低温（１０Ｋ）
で測定した。
測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ－ＰＬ （（株）堀場製作所）を用い、
測定温度は１０Ｋ、励起光として波長が３２５ｎｍのＨｅ－Ｃｄレーザを用い、検出器に
はＣＣＤ検出器を用いた。
なお、該発光スペクトルの測定は、通常の発光スペクトルの測定に加えて、発光寿命が
長い発光に着目した時間分解発光スペクトルの測定も行った。本発光スペクトルの測定は
、低温（１０Ｋ）で行ったため、通常の発光スペクトルの測定では、主な発光成分である
蛍光に加えて、一部燐光も観測された。また、発光寿命が長い発光に着目した時間分解発
光スペクトルの測定では、主に燐光が観測された。４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍの低温で測定し
た時間分解発光スペクトルを図２０に示す。
上記測定した発光スペクトルの結果より、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍの発光スペクトルの燐
光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は４５９ｎｍであった。
したがって、上記ピーク波長より、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＴ１準位は２．７０ｅＶと
算出された。
＜化合物の吸収スペクトル及び発光スペクトル＞
次に、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結
果を図２１に示す。
吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定するため、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３
を溶解させた１×１０－４Ｍのジクロロメタン溶液を作製し、石英セルを用いて吸収スペ
クトルを測定した。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製
、Ｖ５５０型）を用いた。測定した該溶液のスペクトルから石英セル及び溶媒の吸収スペ
クトルを差し引いた。発光スペクトルの測定は、ＰＬ－ＥＬ測定装置（浜松ホトニクス社
製）を用いて該溶液を測定した。測定は、室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
図２１に示すように、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３の吸収スペクトルにおける最も
低エネルギー側（長波長側）の吸収端は、４５０ｎｍ付近である。また、吸収スペクトル
のデータより、吸収端を求め、直接遷移を仮定した遷移エネルギーを見積もった結果、Ｉ
ｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３の遷移エネルギーは２．７１ｅＶと算出された。Ｉｒ（ｄ
ｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３は燐光化合物であるため、最も低エネルギー側の吸収帯は、三重
項励起状態からの遷移に基づく吸収帯である。したがって、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ
）３のＴ１準位は２．７１ｅＶと算出される。
以上の測定結果から、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＴ１準位は、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍ
ｅ）３のＴ１準位と同等であり、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３のＴ１準位は、４，６
ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３とで形成する励起錯体のＴ１準位（２
．２８ｅＶ）より大きい。そのため、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍ
ｅ）３とで形成する励起錯体の三重項励起エネルギーは、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＩ
ｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３それぞれによって失活することはない。したがって、該励
起錯体の三重項励起エネルギーは、発光に変換される、逆項間交差によって一重項励起エ
ネルギーに変換される、または蛍光性化合物へエネルギー移動することができる。
＜化合物の発光量子収率＞
次に、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３の発光量子収率を測定した。発光量子収率の測
定は、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３を溶解させた１×１０－５Ｍのトルエン溶液を用
い、絶対量子収率測定装置（浜松ホトニクス社製、Ｃ９９２０－０２）にて測定した。励
起波長は３５０ｎｍから５５０ｎｍの範囲で測定した。
測定の結果、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３の発光量子収率は７％であった。このこ
とから、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３は発光材料としては低い発光量子収率を有する
材料であることが分かる。
一方、比較発光素子２は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３と
で形成する励起錯体に由来する発光を呈する発光素子であり、Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍ
ｅ）３に由来する発光を呈する発光素子である比較発光素子３より高い発光効率を有して
いる。比較発光素子２が比較発光素子３より高い発光効率を有する理由は、比較発光素子
２において、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成
した一重項励起子に由来する発光に加えて、三重項励起子に由来する発光、または励起錯
体における逆項間交差によって三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が
得られているためである。すなわち、発光量子収率が低い化合物を用いる場合であっても
、高い発光効率を有する発光素子を得ることができる。
さらに、本発明の一態様である発光素子１は、励起錯体において生成した一重項励起子
及び三重項励起子のエネルギーを蛍光性化合物であるＴＢＲｂに供与し、ＴＢＲｂから発
光を得ている。励起錯体の励起エネルギーを蛍光性化合物に供与し、蛍光性化合物から発
光を得ることで、発光スペクトルの幅が狭く、高輝度領域で効率の低下が少ない、高効率
な発光を得ることができる。
以上、本発明の一態様により、発光効率が高い発光素子を提供することができる。また
、本発明の一態様により、駆動電圧が低く消費電力が低い発光素子を提供することができ
る。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子と比較発光素子の作製例を説明する。本実施
例で作製した発光素子の構成は図１と同様である。素子構造の詳細を表３に示す。また、
使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物の構造と略称は、実施例１
を参酌すればよい。
Figure 0007083951000012
Figure 0007083951000013
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。なお、発光素子２及び比較発
光素子４は、先に示す発光素子１と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工
程は発光素子１と同様の作製方法とした。
発光素子２の発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、トリス［２－（１Ｈ－ピ
ラゾール－１－イル－κＮ２）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐ
ｐｚ）３）と、ＴＢＲｂと、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３：ＴＢ
Ｒｂ）が１：０．２：０．００５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着
した。発光層１３０において、Ｉｒ（ｐｐｚ）３が第１の有機化合物であり、４，６ｍＣ
ｚＰ２Ｐｍが第２の有機化合物であり、ＴＢＲｂが第３の有機化合物となる蛍光性化合物
である。
比較発光素子４の発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と
、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３）が１：０．２になるように、且
つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０において、Ｉｒ（ｐｐｚ）３が
第１の有機化合物であり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍが第２の有機化合物であり、第３の有機
化合物となる蛍光性化合物を有さない。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子２及び比較発光素子４の特性を測定した。なお、測定方法
は実施例１と同様である。
発光素子２及び比較発光素子４の輝度－電流密度特性を図２２に、輝度－電圧特性を図
２３に、電流効率－輝度特性を図２４に、電力効率－輝度特性を図２５に、外部量子効率
－輝度特性を図２６に、それぞれ示す。また、発光素子２及び比較発光素子４に、それぞ
れ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
。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子２及び比較発光素子４の素子特性を
表４に示す。
Figure 0007083951000014
図２７に示すように、発光素子２の電界発光スペクトルは、ピーク波長が５６０ｎｍで
あり半値全幅が８０ｎｍの黄色発光を示した。発光素子２が呈する発光は、蛍光性化合物
であるＴＢＲｂに由来する発光である。なお、発光素子２に用いたＩｒ（ｐｐｚ）３は低
温で青色に発光する化合物であることが知られているが、Ｉｒ（ｐｐｚ）３に由来する発
光は観測されなかった。
また、比較発光素子４の電界発光スペクトルは、ピーク波長が５３７ｎｍであり半値全
幅が９４ｎｍの幅広いスペクトル形状を示した。比較発光素子４が呈する発光は、上述の
ように、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成した励起錯体に由来する発光
である。
また、図２２乃至図２６、及び表４で示すように、発光素子２は、比較発光素子４より
高い発光効率（電流効率、電力効率、及び外部量子効率）を示している。また、発光素子
２及び比較発光素子４においては、外部量子効率が７．５％より高い効率が得られている
。発光素子２及び比較発光素子４の外部量子効率が高い理由は、一対の電極から注入され
たキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加
えて、三重項励起子に由来する発光、または励起錯体における逆項間交差によって三重項
励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が得られているためである。すなわち、
比較発光素子４は、励起錯体に由来する発光であり、発光素子２はＥｘＥＦを利用した本
発明の一態様の発光素子である。
また、発光素子２は、比較発光素子４より高輝度側での効率の低下（ロールオフともい
う）が少なく、高輝度領域でも高い発光効率（電流効率、電力効率、及び外部量子効率）
を示している。このように、励起錯体に由来する発光を呈する発光素子よりロールオフが
少ない点が本発明の一態様の発光素子の特徴の一つである。
＜ＣＶ測定結果＞
次に、上記の化合物の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリ
ックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定方法は実施例１と同様であ
る。また、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍの測定結果は実施例１を参酌すればよい。
ＣＶ測定の結果、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の酸化電位は０．４５Ｖ、還元電位は－３．１７Ｖ
であった。また、ＣＶ測定より算出したＩｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位は－５．３９ｅ
Ｖ、ＬＵＭＯ準位は－１．７７ｅＶであった。このことから、Ｉｒ（ｐｐｚ）３は、高い
ＨＯＭＯ準位を有することが分かった。
以上のように、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位は、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＬＵＭＯ
準位より低く、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準
位より高い。そのため、発光素子２のように、発光層に当該化合物を用いた場合、一対の
電極から注入されたキャリアである電子および正孔が、効率よく４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと
Ｉｒ（ｐｐｚ）３にそれぞれ注入され、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで励
起錯体を形成することができる。
また、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体は、４，６ｍＣ
ｚＰ２ＰｍにＬＵＭＯ準位を有し、Ｉｒ（ｐｐｚ）３にＨＯＭＯ準位を有する励起錯体と
なる。また、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＩｒ（ｐｐｚ）３のＨＯＭＯ準位と
のエネルギー差は、２．５１ｅＶである。この値は、図２７で示した比較発光素子４の電
界発光スペクトルのピーク波長から算出される発光エネルギー（２．３１ｅＶ）と概ね一
致している。このことから、比較発光素子４の電界発光スペクトルは、４，６ｍＣｚＰ２
Ｐｍ及びＩｒ（ｐｐｚ）３で形成する励起錯体に基づく発光であるといえる。なお、励起
錯体は、Ｓ１準位とＴ１準位の差が小さいため、当該発光エネルギーが励起錯体のＳ１準
位及びＴ１準位のエネルギー（２．３１ｅＶ）と見なすことができる。
また、図２９に示したように、ＴＢＲｂの吸収スペクトルは、４５０ｎｍ乃至５５０ｎ
ｍ付近に高いモル吸光係数を有する吸収帯を有する。これは、比較発光素子４が呈する励
起錯体（４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体）の電界発光ス
ペクトルと重なる領域を有する。そのため、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３と
で形成する励起錯体から、蛍光性化合物であるＴＢＲｂへ効率よく励起エネルギーを供与
することが可能である。
また、発光素子２が呈するＴＢＲｂの発光エネルギーは、比較発光素子４が呈する励起
錯体（４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体）の発光エネルギ
ーより低い。このことからも、発光素子２は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３
とで形成する励起錯体から、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに励起エネルギーを供与するこ
とが可能であるといえる。その結果、発光素子２は、ＴＢＲｂに由来する高効率な発光を
得ることができる。
また、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体の励起エネルギ
ー準位は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位とのエネルギー差（３．
０１ｅＶ）より小さい。そのため、該励起錯体を形成することで、駆動電圧が低い発光素
子を得ることができる。
＜化合物の吸収スペクトル＞
次に、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の吸収スペクトルの測定結果を図２８に示す。
吸収スペクトルを測定するため、Ｉｒ（ｐｐｚ）３を溶解させた１×１０－４Ｍのジク
ロロメタン溶液を作製し、石英セルを用いて吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトル
の測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。測定した
該溶液のスペクトルから石英セル及び溶媒の吸収スペクトルを差し引いた。測定は、室温
（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
図２８に示すように、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の吸収スペクトルにおける最も低エネルギー側
（長波長側）の吸収端は、３７０ｎｍ付近である。また、吸収スペクトルのデータより、
吸収端を求め、直接遷移を仮定した遷移エネルギーを見積もった結果、Ｉｒ（ｐｐｚ）３
の遷移エネルギーは３．２７ｅＶと算出された。Ｉｒ（ｐｐｚ）３は燐光化合物であるた
め、最も低エネルギー側の吸収帯は、三重項励起状態からの遷移に基づく吸収帯である。
したがって、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＴ１準位は、該吸収端より３．２７ｅＶと算出される。
以上の測定結果から、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＴ１準位は、Ｉｒ（ｐｐｚ）３のＴ１準
位より小さく、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＴ１準位は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐ
ｚ）３とで形成する励起錯体のＴ１準位（２．２８ｅＶ）より大きい。そのため、４，６
ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起錯体の三重項励起エネルギーは、４
，６ｍＣｚＰ２ＰｍおよびＩｒ（ｐｐｚ）３それぞれによって失活することはない。した
がって、該励起錯体の三重項励起エネルギーは、発光に変換される、逆項間交差によって
一重項励起エネルギーに変換される、または蛍光性化合物へエネルギー移動することがで
きる。
また、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の発光スペクトルの測定を室温で試みたところ、Ｉｒ（ｐｐｚ
）３の発光は観測されなかった。非特許文献１には、Ｉｒ（ｐｐｚ）３の発光量子収率が
室温で１％未満であることが記載されている。このことから、Ｉｒ（ｐｐｚ）３は室温で
発光しない材料であることが分かる。
一方、比較発光素子４は、４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３とで形成する励起
錯体に由来する発光を呈する発光素子であり、外部量子効率が２０％を超える高い効率を
示している。比較発光素子４の外部量子効率が高い理由は、比較発光素子４において、一
対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成した一重項励起
子に由来する発光に加えて、三重項励起子に由来する発光、または励起錯体における逆項
間交差によって三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する発光が得られているた
めである。すなわち、発光量子収率が１％未満と低い化合物を用いる場合であっても、高
い発光効率を有する発光素子を得ることができる。
さらに、本発明の一態様である発光素子２は、励起錯体において生成した一重項励起子
のエネルギーを蛍光性化合物であるＴＢＲｂに供与し、ＴＢＲｂから発光を得ている。励
起錯体の励起エネルギーを蛍光性化合物に供与し、蛍光性化合物から発光を得ることで、
発光スペクトルの幅が狭く、高輝度領域で効率の低下が少ない、高効率な発光を得ること
ができる。
以上、本発明の一態様により、発光効率が高い発光素子を提供することができる。また
、本発明の一態様により、駆動電圧が低く消費電力が低い発光素子を提供することができ
る。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子である発光素子と、比較発光素子の作製例に
ついて説明する。素子構造の詳細を表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。なお、他の化合物の構造と略称は、先の実施例を参酌すればよい。
Figure 0007083951000015
Figure 0007083951000016
＜発光素子の作製＞
以下に、本実施例で作製した発光素子の作製方法を示す。なお、発光素子３及び比較発
光素子５は、先に示す発光素子１と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工
程は発光素子１と同様の作製方法とした。
発光素子３の発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と、Ｔ
ＢＲｂと、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３：ＴＢＲｂ）が１：０．
１：０．００５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３
０において、Ｉｒ（ｐｐｚ）３が第１の有機化合物であり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍが第２
の有機化合物であり、ＴＢＲｂが第３の有機化合物となる蛍光性化合物である。
比較発光素子５の発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、Ｉｒ（ｐｐｚ）３と
、を重量比（４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｐｐｚ）３）が１：０．１になるように、且
つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。発光層１３０において、Ｉｒ（ｐｐｚ）３が
第１の有機化合物であり、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍが第２の有機化合物であり、第３の有機
化合物となる蛍光性化合物を有さない。
＜比較発光素子６の作製＞
ガラス基板上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した
。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと、酸化モリブデン
（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、
且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、４－フェニル－４’－（９－フ
ェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を厚さが２０
ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１３０として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと、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）と、を重量比（４，６ｍＣｚ
Ｐ２Ｐｍ：ＰＣＢｉＦ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるよう
に共蒸着した。
次に、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを厚さが２
０ｎｍになるよう、及びＢＰｈｅｎの厚さが１５ｎｍになるよう、順次蒸着した。次に、
電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸
着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２０
０ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止するためのガラス基板を、有機
ＥＬ用シール材を用いて、有機材料を形成したガラス基板に固定することで、電極及びＥ
Ｌ層を封止した。具体的には、ガラス基板に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し
、該ガラス基板と封止するためのガラス基板とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光
を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により比較発光素子６
を得た。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子３及び比較発光素子５、比較発光素子６の特性を測定した
。なお、測定方法は実施例１と同様である。
発光素子３及び比較発光素子５、比較発光素子６の、外部量子効率－輝度特性を図３０
に示す。また、発光素子３及び比較発光素子５、比較発光素子６に、それぞれ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３１に示す。なお、各発
光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子３及び比較発光素子５、比較発光素
子６の素子特性を表６に示す。
Figure 0007083951000017
図３１に示すように、比較発光素子５及び比較発光素子６の電界発光スペクトルは、
ピーク波長がそれぞれ５２６ｎｍ及び５４８ｎｍであり、半値全幅が９５ｎｍ及び９１ｎ
ｍと幅が広い黄色の発光を示した。比較発光素子５から得られる発光は上述の通り、４，
６ｍＣｚＰ２ＰｍとＩｒ（ｐｐｚ）３との励起錯体からの発光である。また、発光素子３
の電界発光スペクトルは、ピーク波長が５５８ｎｍであり半値全幅が８４ｎｍの黄色発光
を示した。発光素子３が呈する発光は、蛍光性化合物であるＴＢＲｂに由来する発光であ
る。なお、発光素子３に用いたＩｒ（ｐｐｚ）３は低温で青色に発光する化合物であるこ
とが知られているが、Ｉｒ（ｐｐｚ）３に由来する発光は観測されなかった。
比較発光素子６から得られる発光のピーク波長から算出される発光エネルギーは２．２６
ｅＶである。これは、実施例１に記載の方法でＣＶ測定から算出した、４，６ｍＣｚＰ２
ＰｍのＬＵＭＯ準位－２．８８ｅＶと、ＰＣＢｉＦのＨＯＭＯ準位－５．２６ｅＶとのエ
ネルギー差である２．３８ｅＶと概ね一致する。すなわち、比較発光素子６から得られる
発光は、発光層中の４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＰＣＢｉＦで形成される励起錯体に由来する
発光であるといえる。
また、図３１より比較発光素子５と比較発光素子６を比較すると比較発光素子５の方が外
部量子効率が高いことが分かる。また、比較発光素子５と発光素子３は同等の効率を示し
ていることが分かる。発光素子３は比較発光素子５の発光層に蛍光性材料であるＴＢＲｂ
を加えた構成となっている。よって、比較発光素子５が高効率であることが、発光素子３
の高効率の要因であると言える。これは、比較発光素子５中の励起錯体から蛍光性化合物
であるＴＢＲｂへ効率よく励起エネルギーを供与することが可能であることを示している
。
＜薄膜の過渡ＥＬ測定＞
次に発光素子３及び比較発光素子５、比較発光素子６の過渡ＥＬ測定を行った。測定には
ピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子に
おける蛍光発光の寿命を測定するため、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の
立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は
１０Ｈｚの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高
いデータを得た。また、測定は室温（３００Ｋ）で、印加パルス電圧が３Ｖ前後、印加パ
ルス時間幅が１００μｓｅｃ、負バイアス電圧が－５Ｖ、測定時間範囲は発光素子３、比
較発光素子５は２０μｓｅｃ、比較発光素子６は５０μｓｅｃの条件で行った。得られた
結果を図３２に示す。
図３２より、比較発光素子６は遅延蛍光成分が多く、かつ発光寿命が非常に長い。一方、
比較発光素子５は遅延成分が多くはないが、図３０に示すように外部量子効率は比較発光
素子６より高い効率を示している。また、図３２より発光寿命が非常に短い。これは、励
起状態から短時間に基底状態へ失活することを示している。このような発光寿命が短い発
光素子は信頼性が良いため好ましい。比較発光素子５には、励起錯体を形成する材料に重
原子であるＩｒを有しているため、通常のホスト材料を用いた励起錯体やＴＡＤＦ材料と
は異なる挙動を示していると考えられる。
上記、比較発光素子５をエネルギー移動の媒体として用いた本発明の一態様である発光素
子３は、図３２より比較発光素子５よりもさらに発光寿命が短くなっている。ここからも
、比較発光素子５中の励起錯体から蛍光性化合物であるＴＢＲｂへ効率よく励起エネルギ
ー移動していることが分かる。よって、発光寿命が短くなることで、信頼性が向上するこ
とが予想される。
以上、本発明の一態様により、発光効率が高い発光素子を提供することができる。また
、本発明の一態様により、信頼性が良好な発光素子を提供することができる。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０１ａ 導電層
１０１ｂ 導電層
１０２ 電極
１０３ 電極
１０３ａ 導電層
１０３ｂ 導電層
１０４ 電極
１０４ａ 導電層
１０４ｂ 導電層
１０６ 発光ユニット
１０８ 発光ユニット
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 電子輸送層
１１４ 電子注入層
１１５ 電荷発生層
１１６ 正孔注入層
１１７ 正孔輸送層
１１８ 電子輸送層
１１９ 電子注入層
１２３Ｂ 発光層
１２３Ｇ 発光層
１２３Ｒ 発光層
１３０ 発光層
１３１ 化合物
１３２ 化合物
１３３ 化合物
１３４ 化合物
１４０ 発光層
１４０ａ 発光層
１４０ｂ 発光層
１４５ 隔壁
１５０ 発光素子
２００ 基板
２２０ 基板
２２１Ｂ 領域
２２１Ｇ 領域
２２１Ｒ 領域
２２２Ｂ 領域
２２２Ｇ 領域
２２２Ｒ 領域
２２３ 遮光層
２２４Ｂ 光学素子
２２４Ｇ 光学素子
２２４Ｒ 光学素子
２５０ 発光素子
２６０ 発光素子
２６２ａ 発光素子
２６２ｂ 発光素子
６００ 表示装置
６０１ 信号線駆動回路部
６０２ 画素部
６０３ 走査線駆動回路部
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 領域
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ
６１０ 素子基板
６１１ トランジスタ
６１２ トランジスタ
６１３ 下部電極
６１４ 隔壁
６１６ ＥＬ層
６１７ 上部電極
６１８ 発光素子
６２１ 光学素子
６２２ 遮光層
６２３ トランジスタ
６２４ トランジスタ
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 層間絶縁膜
１０２１ 層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｂ 下部電極
１０２４Ｇ 下部電極
１０２４Ｒ 下部電極
１０２５ 隔壁
１０２６ 上部電極
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 封止層
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 基材
１０３４Ｂ 着色層
１０３４Ｇ 着色層
１０３４Ｒ 着色層
１０３５ 遮光層
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
３０００ 発光装置
３００１ 基板
３００３ 基板
３００５ 発光素子
３００７ 封止領域
３００９ 封止領域
３０１１ 領域
３０１３ 領域
３０１８ 乾燥剤
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 (13)

  1. 発光層を有する発光素子であって、
    前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、第３の有機化合物と、を有し、
    前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位以上であり、
    前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位以上であり、
    前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記第１の有機化合物は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、またはＰｔを有し、
    前記発光層が呈する発光は、前記第３の有機化合物が呈する発光を有する、発光素子。
  2. 請求項１において、
    前記第１の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位は、前記第２の有機化合物の最低励起三重項エネルギー準位以上である、発光素子。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記励起錯体は、前記第３の有機化合物へ励起エネルギーを供与する機能を有する、発光素子。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
    前記励起錯体が呈する発光スペクトルは、前記第３の有機化合物の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる領域を有する、発光素子。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    前記第１の有機化合物は、イリジウムを有する、発光素子。
  6. 請求項５において、
    前記第１の有機化合物は、前記イリジウムに配位する配位子を有し、
    前記配位子は、含窒素五員複素環骨格を有する、発光素子。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
    前記第２の有機化合物は、電子を輸送することができる機能を有する、発光素子。
  8. 請求項７において、
    前記第２の有機化合物は、π電子不足型複素芳香族骨格を有する、発光素子。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
    前記第１の有機化合物は、室温で０％以上４０％以下の発光量子収率を有する、発光素子。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記励起錯体は、前記第１の有機化合物が呈する発光の発光効率より高い発光効率を有する発光を呈する機能を有する、発光素子。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の発光素子と、
    カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、を有する表示装置。
  12. 請求項１１に記載の表示装置と、
    筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、を有する電子機器。
  13. 請求項１乃至請求項１０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の少なくとも一方と、を有する照明装置。
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