JP7337902B2 - 発光素子、表示装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光素子、表示装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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Description

本発明の一態様は、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟
んでなる発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関す
る。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション
・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発
明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明
装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例とし
て挙げることができる。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）
を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は
、一対の電極間に発光性の物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子の電極
間に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バッ
クライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製で
き、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光材料に有機材料を用い、一対の電極間に当該発光材料を含むＥＬ層を設けた発光素
子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極か
ら電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電流が流れる
。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機材料が励起状
態となり、励起された発光性の有機材料から発光を得ることができる。
有機材料が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状
態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光
と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１
：３である。そのため、蛍光を発する材料を用いた発光素子より、燐光を発する材料を用
いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状
態を発光に変換することが可能な燐光を発する材料を用いた発光素子の開発が近年盛んに
行われている。
また、三重項励起状態の一部を発光に変換することが可能な材料として、熱活性化遅延
蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅ
ｎｃｅ：ＴＡＤＦ）体が知られている。熱活性化遅延蛍光体では、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。特許
文献１及び特許文献２では、熱活性化遅延蛍光を発する材料について開示されている。
熱活性化遅延蛍光体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
遅延蛍光体において、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、熱活性化遅延蛍光体と、蛍光を発する材料と、を有する発光素子において、熱
活性化遅延蛍光体の一重項励起エネルギーを、蛍光を発する材料へと移動させ、蛍光を発
する材料から発光を得る方法が提案されている（特許文献３参照）。
特開２００４－２４１３７４号公報 特開２００６－２４８３０号公報 特開２０１４－４５１７９号公報
熱活性化遅延蛍光体と、蛍光を発する材料と、を有する発光素子において、発光効率を
高めるためには、熱活性化遅延蛍光体において、一重項励起状態が三重項励起状態から効
率よく生成することが重要である。また、熱活性化遅延蛍光体の一重項励起状態から、蛍
光を発する材料の一重項励起状態へ、効率よく励起エネルギーが移動することが重要であ
る。また、蛍光を発する材料の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
ち蛍光を発する材料の蛍光量子収率が高いことが重要である。
熱活性化遅延蛍光体の一重項励起状態から、蛍光を発する材料の一重項励起状態へ、励
起エネルギーが効率よく移動するとき、熱活性化遅延蛍光体の三重項励起状態から、蛍光
を発する材料の三重項励起状態へも、励起エネルギーが移動することがある。熱活性化遅
延蛍光体の三重項励起状態から、蛍光を発する材料の三重項励起状態へ、励起エネルギー
が移動すると、熱活性化遅延蛍光体において、三重項励起状態から一重項励起状態が生成
する確率が低下する。したがって、発光素子の発光効率を高めるためには、熱活性化遅延
蛍光体の三重項励起状態から、蛍光を発する材料の三重項励起状態へ、励起エネルギーが
移動することを防ぐことが重要である。
本発明の一態様では、蛍光を発する材料を発光材料として有する発光素子において、発
光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、
信頼性の高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、
発光効率が高く、信頼性の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、新規な発光素子を提供することを課題の一つとする。または、本発明の
一態様では、発光効率が高く、消費電力が低減された新規な発光素子を提供することを課
題の一つとする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細
書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽
出することが可能である。
本発明の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を有する発光
素子であって、ＥＬ層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料は、室温で
熱活性化遅延蛍光を呈することができる機能を有し、ゲスト材料は、蛍光を呈することが
できる機能を有し、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、ゲスト材料の最低励
起一重項エネルギー準位以上である、ことを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有する発光素子であって、ＥＬ層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料
は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機能を有し、ゲスト材料は、蛍光を呈
することができる機能を有し、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、ホスト材
料の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、ホスト材料の最低励起三重項エネルギー
準位は、ゲスト材料の最低励起三重項エネルギー準位以上である、ことを特徴とする発光
素子である。
また、上記構成において、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、ホスト材料
の最低励起一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、ホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位と、ゲスト材
料の最低励起三重項エネルギー準位と、の差が０．５ｅＶ以上であると好ましい。
また、上記各構成において、ホスト材料の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲス
ト材料の燐光発光エネルギー以上であると好ましい。
また、上記構成において、ホスト材料の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーと、ゲスト
材料の燐光発光エネルギーと、の差が０．５ｅＶ以上であると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有する発光素子であって、ＥＬ層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料
は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機能を有し、ゲスト材料は、蛍光を呈
することができる機能を有し、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、ホスト材
料の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、ホスト材料の最低励起三重項エネルギー
準位は、ゲスト材料の最低励起一重項エネルギー準位以上である、ことを特徴とする発光
素子である。
また、上記構成において、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、ホスト材料
の最低励起一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、ホスト材料の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲス
ト材料の蛍光発光エネルギー以上であると好ましい。
また、上記各構成において、ホスト材料の最低励起一重項エネルギー準位と、ホスト材
料の最低励起三重項エネルギー準位と、の差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であると好
ましい。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有する発光素子であって、ＥＬ層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料
は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と、第２の有
機化合物と、で形成される励起錯体は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機
能を有し、ゲスト材料は、蛍光を呈することができる機能を有し、ゲスト材料の第二励起
三重項エネルギー準位は、ゲスト材料の最低励起一重項エネルギー準位以上である、こと
を特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有する発光素子であって、ＥＬ層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料
は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と、第２の有
機化合物と、で形成される励起錯体は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機
能を有し、ゲスト材料は、蛍光を呈することができる機能を有し、ゲスト材料の第二励起
三重項エネルギー準位は、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、励起錯
体の最低励起三重項エネルギー準位は、ゲスト材料の最低励起三重項エネルギー準位以上
である、ことを特徴とする発光素子である。
上記構成において、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、励起錯体の最低励
起一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、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位と、ゲスト材料
の最低励起三重項エネルギー準位と、の差が０．５ｅＶ以上であると好ましい。
また、上記各構成において、励起錯体の熱活性化遅延蛍光体の発光エネルギーは、ゲス
ト材料の燐光発光エネルギー以上であると好ましい。
また、上記構成において、励起錯体の熱活性化遅延蛍光体の発光エネルギーと、ゲスト
材料の燐光発光エネルギーと、の差が０．５ｅＶ以上であると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に設けられたＥＬ層と、を
有する発光素子であって、ＥＬ層は、ホスト材料と、ゲスト材料と、を有し、ホスト材料
は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、を有し、第１の有機化合物と、第２の有
機化合物と、で形成される励起錯体は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機
能を有し、ゲスト材料は、蛍光を呈することができる機能を有し、ゲスト材料の第二励起
三重項エネルギー準位は、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、励起錯
体の最低励起三重項エネルギー準位は、ゲスト材料の最低励起一重項エネルギー準位以上
である、ことを特徴とする発光素子である。
また、上記構成において、ゲスト材料の第二励起三重項エネルギー準位は、励起錯体の
最低励起一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、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲスト
材料の蛍光発光エネルギー以上であると好ましい。
また、上記各構成において、励起錯体の最低励起一重項エネルギー準位と、励起錯体の
最低励起三重項エネルギー準位と、の差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であると好まし
い。
また、上記各構成において、ゲスト材料が発光を呈すると好ましい。
また、上記各構成において、ゲスト材料は、アントラセン、テトラセン、クリセン、ピ
レン、ペリレン、アクリドン、の中から選ばれる一以上の骨格と、芳香族アミン、アルキ
ル基、アリール基、の中から選ばれる一以上の置換基と、を有すると好ましい。
また、上記構成において、上記骨格は、上記置換基と結合していると好ましい。
また、上記構成において、上記骨格は、２つの上記置換基と結合し、且つ上記置換基が
同一構造であると好ましい。
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、シール、ま
たはトランジスタと、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示
装置と、筐体またはタッチセンサと、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態
様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサと、を有する照明装置である。
本発明の一態様により、蛍光を発する材料を発光材料として有する発光素子において、
発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、信頼
性の高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が
高く、信頼性の高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、
新規な発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高
く、消費電力が低減された新規な発光素子を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様に係る、ホスト材料の過渡蛍光特性を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の発光層における断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する断面模式図、及び発光層におけるエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。 本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様のタッチセンサの回路図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されるものではない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、
実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、
必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いるもので
あり、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２
の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記
載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない
場合がある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを
指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ
替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変
更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」
という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態は、励起エネルギーを有する一重項状態の
ことである。一重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最低励起
一重項状態という。
また、本明細書等において、一重項励起エネルギー準位は、一重項励起状態のエネルギ
ー準位のことである。一重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位を
、最低励起一重項エネルギー準位という。
また、本明細書等において、三重項励起状態は、励起エネルギーを有する三重項状態の
ことである。三重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最低励起
三重項状態という。また、三重項励起状態のうち、最低励起三重項状態より高いエネルギ
ーを有する励起状態を、高励起三重項状態という。また、高励起三重項状態のうち、最も
低いエネルギーを有する励起状態を、第二励起三重項状態という。
また、本明細書等において、三重項励起エネルギー準位は、三重項励起状態のエネルギ
ー準位のことである。三重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位を
、最低励起三重項エネルギー準位という。また、三重項励起エネルギー準位のうち、最低
励起三重項エネルギー準位より高いエネルギー準位を、高励起三重項エネルギー準位とい
う。また、高励起三重項エネルギー準位のうち、最も低いエネルギー準位を、第二励起三
重項エネルギー準位という。
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に
可視光領域に発光を与える材料である。燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩
和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料と
は、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。
また、本明細書等において、熱活性化遅延蛍光体とは、熱活性化により三重項励起状態
から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料をいう。熱活性化遅延蛍光体は、
例えば、ＴＡＤＦを発する材料のように、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一
重項励起状態を生成できる材料を含んでも良い。また、励起錯体（エキサイプレックス、
またはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する２種類の材料の組み合わせを含んでも良い
。
熱活性化遅延蛍光体とは、三重項励起状態と一重項励起状態が近い材料ということもで
きる。より具体的には、三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位の差が０ｅＶ
を超えて０．２ｅＶ以下の材料が好ましい。すなわち、ＴＡＤＦを発する材料のように単
独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料における、三
重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位の差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下で
あるか、励起錯体における三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー準位の差が０ｅ
Ｖを超えて０．２ｅＶ以下であることが好ましい。
また、本明細書等において、熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、熱活性化遅延蛍光
の最も短波長側の発光ピーク（ショルダーを含む）とする。また、本明細書等において、
燐光発光エネルギーまたは三重項励起エネルギーとは、燐光発光の最も短波長側の燐光発
光ピーク（ショルダーを含む）とする。なお、上記燐光発光は、低温（例えば、１０Ｋ）
環境下において、時間分解フォトルミネッセンス法を行うことで観測することができる。
なお、本明細書等において、室温とは、０℃乃至４０℃のいずれかの温度をいう。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１乃至図３を用いて以下説
明する。
＜１．発光素子の構成例１＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を用いて、
以下説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の断面模式図である。
発光素子１５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に設けられたＥＬ層１
００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。なお、本実施の形態
においては、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明する。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、各機能層を有し、各機
能層は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１７、及び電子注入層１１
８を有する。なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注
入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１７、及び電子注入層１１８の中から選ば
れた少なくとも一つを有する構成とすればよい。または、ＥＬ層１００は、正孔または電
子注入障壁を低減する、正孔または電子輸送性を向上する、正孔または電子輸送性を阻害
する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有
する構成としてもよい。
また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。
図１（Ｂ）に示す発光層１３０は、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、を有する
。
ホスト材料１３１は、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって一重項励起エネルギ
ーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層１３０で生成した三重項
励起エネルギーの一部を、ホスト材料１３１により一重項励起エネルギーに変換し、ゲス
ト材料１３２に移動することで、蛍光発光として取り出すことが可能となる。そのために
は、ホスト材料１３１の最低励起一重項エネルギー準位とホスト材料１３１の最低励起三
重項エネルギー準位との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下であると好ましい。特に、ホ
スト材料１３１としては、室温で熱活性化遅延蛍光を示す物質、すなわち熱活性化遅延蛍
光体であると好適である。
なお、ホスト材料１３１は単一の材料で構成されていても良く、複数の材料から構成さ
れていても良い。また、ゲスト材料１３２としては、発光性の有機材料を用いればよく、
該発光性の有機材料としては、蛍光を発することができる材料（以下、蛍光材料ともいう
）であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３２として、蛍光材料を用
いる構成について説明する。なお、ゲスト材料１３２を蛍光材料として読み替えてもよい
。
≪１－１．発光素子の発光機構≫
まず、発光素子１５０の発光機構について、以下説明を行う。
本発明の一態様の発光素子１５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２
）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞ
れＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合す
ることによって、ＥＬ層１００が有する発光層１３０内のゲスト材料１３２が励起状態と
なり、励起されたゲスト材料１３２から発光を得ることができる。
なお、以下の２つの過程により、ゲスト材料１３２からの発光が得られる。
（α）直接再結合過程
（β）エネルギー移動過程
≪１－２．（α）直接再結合過程≫
まず、ゲスト材料１３２における直接再結合過程を説明する。キャリア（電子または正
孔）が、ゲスト材料１３２において再結合し、ゲスト材料１３２の励起状態が形成される
。このとき、ゲスト材料１３２の励起状態が一重項励起状態のとき、蛍光発光が得られる
。一方で、ゲスト材料１３２の励起状態が三重項励起状態のとき、熱失活する。
上述の（α）直接再結合過程においては、ゲスト材料１３２の蛍光量子収率が高ければ
、ゲスト材料１３２の一重項励起状態から効率よく発光する。しかしながら、ゲスト材料
１３２の三重項励起状態は、熱失活するため発光に寄与しない
≪１－３．（β）エネルギー移動過程≫
次に、ホスト材料１３１及びゲスト材料１３２のエネルギー移動過程を説明するために
、図１（Ｃ）にエネルギー準位の相関を説明する模式図を示す。なお、図１（Ｃ）におけ
る表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１３１）：ホスト材料１３１
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（蛍光材料）
・ＳＨ：ホスト材料１３１の最低励起一重項エネルギー準位
・ＴＨ：ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位
・Ｓ１Ｇ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）の最低励起一重項エネルギー準位
・Ｔ１Ｇ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）の最低励起三重項エネルギー準位
・Ｔ２Ｇ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）の第二励起三重項エネルギー準位
キャリアが、ホスト材料１３１において再結合し、ホスト材料１３１の励起状態が形成
される。このとき、ホスト材料１３１の励起状態が一重項励起状態であり、且つ、ホスト
材料１３１のＳＨが、ゲスト材料１３２のＳ１Ｇ以上である場合、図１（Ｃ）のルートＥ
１に示すように、ホスト材料１３１の一重項励起エネルギーは、ホスト材料１３１からゲ
スト材料１３２に移動し、ゲスト材料１３２が一重項励起状態となる。一重項励起状態と
なったゲスト材料１３２からは、蛍光発光が呈される。
なお、ホスト材料１３１の一重項励起状態から、ゲスト材料１３２の三重項励起状態へ
のエネルギー移動は、ゲスト材料１３２における一重項基底状態から三重項励起状態への
直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくいため、ここでは
省略する。つまり、下記一般式（Ｇ１）の通り、ホスト材料１３１の一重項励起状態から
、ゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移動が重要である。
１Ｈ＊＋１Ｇ → １Ｈ＋１Ｇ＊ （Ｇ１）
なお、一般式（Ｇ１）中、１Ｈ＊はホスト材料１３１の最低励起一重項状態を表し、１
Ｇはゲスト材料１３２の一重項基底状態を表し、１Ｈはホスト材料１３１の一重項基底状
態を表し、１Ｇ＊はゲスト材料１３２の最低励起一重項状態を表す。
したがって、ホスト材料１３１の励起状態が一重項励起状態である場合、ホスト材料１
３１の最低励起一重項エネルギー準位（ＳＨ）は、ゲスト材料１３２の最低励起一重項エ
ネルギー準位（Ｓ１Ｇ）以上であると好ましい。
次に、ホスト材料１３１の励起状態が生成し、それが三重項励起状態である場合、下記
の２つの過程を辿って蛍光発光が得られる。
ホスト材料１３１が、逆項間交差により三重項励起エネルギーの一部を一重項励起エネ
ルギーに変換する機能を有しているため、まず１つ目の過程として、図１（Ｃ）のルート
Ａ１に示すように、ホスト材料１３１のＴＨから逆項間交差（アップコンバージョン）に
よって、ＳＨに励起エネルギーが移動する。
それに続く２つ目の過程として、ホスト材料１３１のＳＨが、ゲスト材料１３２のＳ１
Ｇ以上である場合、図１（Ｃ）のルートＥ１に示すように、ホスト材料１３１のＳＨから
ゲスト材料１３２のＳ１Ｇに励起エネルギーが移動し、ゲスト材料１３２が一重項励起状
態となる。一重項励起状態となったゲスト材料１３２からは蛍光発光が得られる。
上述の１つ目の過程及び２つ目の過程は、下記一般式（Ｇ２）で表される。
３Ｈ＊＋１Ｇ →（逆項間交差）→１Ｈ＊＋１Ｇ→１Ｈ＋１Ｇ＊ （Ｇ２）
なお、一般式（Ｇ２）中、３Ｈ＊はホスト材料１３１の最低励起三重項状態を表し、１
Ｇはゲスト材料１３２の一重項基底状態を表し、１Ｈ＊はホスト材料１３１の最低励起一
重項状態を表し、１Ｈはホスト材料１３１の一重項基底状態を表し、１Ｇ＊はゲスト材料
１３２の最低励起一重項状態を表す。
一般式（Ｇ２）に示すように、ホスト材料１３１の最低励起三重項状態（３Ｈ＊）から
逆項間交差によってホスト材料１３１の最低励起一重項状態（１Ｈ＊）が生成され、その
後、ゲスト材料１３２の最低励起一重項状態（１Ｇ＊）へ励起エネルギーが移動する。
上述の（β）エネルギー移動過程で述べた全てのエネルギー移動過程が効率よく生じれ
ば、ホスト材料１３１の三重項励起エネルギー及び一重項励起エネルギーの双方が効率よ
くゲスト材料１３２の最低励起一重項状態（１Ｇ＊）に変換されるため、高効率な発光が
可能となる。
ただし、ホスト材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３２の一重項励起状態に
励起エネルギーが移動する前に、ホスト材料１３１が当該励起エネルギーを光または熱と
して放出して失活してしまうと、発光効率が低下することになる。また、それ以前の過程
として、ホスト材料１３１において三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差する
Ａ１の過程の効率が落ちてしまうと、やはり発光効率が低下することになる。特に、ホス
ト材料１３１のＴＨが、ゲスト材料１３２のＴ１Ｇよりも低い場合は、ＳＨ≧Ｓ１Ｇ＞Ｔ
１Ｇ＞ＴＨとなるため、ＴＨとＳＨのエネルギー差が大きくなってしまう。その結果、図
１（Ｃ）のルートＡ１の逆項間交差が生じにくくなるため、それに続くルートＥ１に示す
エネルギー移動過程も減少し、ゲスト材料１３２の一重項励起状態の生成効率が低下する
。したがって、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）は、ゲスト材
料１３２の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）以上であると好ましい。
なお、図１（Ｃ）のルートＥ２に示すように、ホスト材料１３１のＴＨからゲスト材料
１３２のＴ１Ｇに励起エネルギーが移動する場合も、熱失活する。したがって、図１（Ｃ
）のルートＥ２に示すエネルギー移動過程が少ない方が、ゲスト材料１３２の三重項励起
状態の生成効率を低減することができ、熱失活を減少させることができるため、好ましい
。そのためには、ホスト材料１３１に対するゲスト材料１３２の濃度は低い方が好ましい
。
また、ゲスト材料１３２での直接再結合過程が支配的になると、発光層内でゲスト材料
１３２の三重項励起状態が多数生成することになり、熱失活により発光効率を損ねてしま
う。つまり、上述の（α）直接再結合過程よりも（β）エネルギー移動過程の割合が、多
い方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱失活を
減少させることができるため好ましい。そのためには、ホスト材料１３１に対するゲスト
材料１３２の濃度は低い方が好ましい。
次に、上述したホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２との分子間のエネルギー移動過
程の支配因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター
機構（双極子－双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構
が提唱されている。
≪１－４．フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、ホスト
材料１３１及びゲスト材料１３２間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起
こる。双極子振動の共鳴現象によってホスト材料１３１がゲスト材料１３２にエネルギー
を受け渡し、励起状態のホスト材料１３１が基底状態になり、基底状態のゲスト材料１３
２が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す
。
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１３１の規格
化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペ
クトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、
εｇ（ν）は、ゲスト材料１３２のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎ
は、媒体の屈折率を表し、Ｒは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の分子間距離を表
し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し
、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収
率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は
、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０か
ら４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
≪１－５．デクスター機構≫
デクスター機構では、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２が軌道の重なりを生じる接
触有効距離に近づき、励起状態のホスト材料１３１の電子と、基底状態のゲスト材料１３
２との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋ
ｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数
であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、ホスト材料１３１の規格化された発光ス
ペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項
励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は
、ゲスト材料１３２の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、
Ｒは、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２の分子間距離を表す。
ここで、ホスト材料１３１からゲスト材料１３２へのエネルギー移動効率φＥＴは、数
式（３）で表される。ｋｒは、ホスト材料１３１の発光過程（一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐
光）の速度定数を表し、ｋｎは、ホスト材料１３１の非発光過程（熱失活や項間交差）の
速度定数を表し、τは、実測されるホスト材料１３１の励起状態の寿命を表す。
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速
度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に
小さくなれば良いことがわかる。
≪１－６．エネルギー移動を高めるための概念≫
上述の一般式（Ｇ１）及び一般式（Ｇ２）のエネルギー移動過程のいずれにおいても、
ホスト材料１３１の一重項励起状態（１Ｈ＊）からゲスト材料１３２の一重項励起状態（
１Ｇ＊）へのエネルギー移動であるため、フェルスター機構（数式（１））及びデクスタ
ー機構（数式（２））の両方の機構によるエネルギー移動が生じる。
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（１）と数式（３）から
τを消去すると、エネルギー移動効率φＥＴは、量子収率φ（一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を論じているので、蛍光量子収率）が高い方が良いと言える。しかし実際は、
さらに重要なファクターとして、ホスト材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態か
らのエネルギー移動を論じているので蛍光スペクトル）とゲスト材料１３２の吸収スペク
トル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい
ことが好ましい。なお、ゲスト材料１３２のモル吸光係数も高い方が好ましい。このこと
は、ホスト材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３２の最も長波長側に現れる吸
収帯とが重なることを意味する。
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数
ｋｈ＊→ｇを大きくするにはホスト材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からの
エネルギー移動を論じているので蛍光スペクトル）とゲスト材料１３２の吸収スペクトル
（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が
良いことがわかる。
以上のことから、エネルギー移動効率の最適化は、ホスト材料１３１の発光スペクトル
と、ゲスト材料１３２の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される
。
そこで、本発明の一態様は、ゲスト材料１３２に効率的にエネルギー移動が可能なエネ
ルギードナーとしての機能を有するホスト材料１３１を用いた発光素子を提供する。ホス
ト材料１３１は、一重項励起エネルギー準位と、三重項励起エネルギー準位とが近接して
いるという特徴を有する。具体的には、ホスト材料１３１の最低励起一重項エネルギー準
位（ＳＨ）と最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）との差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ
以下であると好ましい。上記構成とすることで、ホスト材料１３１の最低励起三重項状態
から最低励起一重項励起状態への遷移（逆項間交差）が起こりやすい。したがって、ホス
ト材料１３１の一重項励起状態の生成効率を高めることができる。さらに、ホスト材料１
３１の一重項励起状態からエネルギーアクセプターとなるゲスト材料１３２の一重項励起
状態へのエネルギー移動を生じやすくするためには、ホスト材料１３１の発光スペクトル
（ここでは、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する物質の発光スペクトル）と、ゲスト
材料１３２の最も長波長側に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。そうすることで、ゲ
スト材料１３２の一重項励起状態の生成効率を高めることができる。
≪１－７．エネルギー移動を抑制するための概念≫
一方、ホスト材料１３１の三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって効率よく一重
項励起エネルギーに変換されるためには、ホスト材料１３１の三重項励起エネルギーが逆
項間交差を経ずにゲスト材料１３２へと移動すること、を抑制することが重要となる。つ
まり、ホスト材料１３１の三重項励起エネルギー準位から、ゲスト材料１３２の三重項励
起エネルギー準位への、エネルギー移動過程を抑制することが重要となる。
ホスト材料１３１の三重項励起状態からゲスト材料１３２の三重項励起状態へのエネル
ギー移動過程は、デクスター機構（数式（２））によるエネルギー移動である。デクスタ
ー機構によるエネルギー移動過程を抑制するためには、ホスト材料１３１の規格化された
三重項励起状態からの発光スペクトル（規格化された燐光スペクトル）と、規格化された
ゲスト材料１３２の三重項励起状態への吸収スペクトルと、の重なりが小さい方が好まし
い。そのためには、ホスト材料１３１の三重項励起エネルギー準位とゲスト材料１３２の
三重項励起エネルギー準位とのエネルギー差は、大きい方が好ましい。
なお、ホスト材料１３１が熱活性化遅延蛍光体である場合、ホスト材料１３１の最低励
起三重項エネルギー準位（ＴＨ）は最低励起一重項エネルギー準位（ＳＨ）とエネルギー
が近く、三重項励起エネルギーは一重項励起エネルギーに変換されるため、最低励起三重
項エネルギー準位（ＴＨ）からの発光、すなわち燐光スペクトルを観測することが困難な
場合がある。その場合、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）は、
熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーより推定しても良い。
また、ゲスト材料１３２が一重項基底状態から最低励起三重項状態へ遷移する際の吸収
スペクトルは、その遷移が禁制であることから、観測することが困難である。そのため、
ゲスト材料１３２の燐光スペクトルの発光エネルギーより、ゲスト材料１３２の最低励起
三重項エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）を推定しても良い。
また、規格化されたホスト材料１３１の三重項励起エネルギー準位からの発光スペクト
ル（燐光スペクトルまたは熱活性化遅延蛍光）と、規格化されたゲスト材料１３２の三重
項励起エネルギーへの吸収スペクトル（またはゲスト材料１３２の燐光スペクトル）と、
の重なりを小さくするためには、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ
Ｈ）は、ゲスト材料１３２の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）以上であり、互い
のエネルギー準位のエネルギー差が大きい方が好ましい。また、このとき、ホスト材料１
３１の最低励起一重項エネルギー準位（ＳＨ）は、ホスト材料１３１の最低励起三重項エ
ネルギー準位（ＴＨ）以上のエネルギーであるため、ゲスト材料１３２の最低励起三重項
エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）以上となる。したがって、ホスト材料１３１の熱活性化遅延蛍
光の発光エネルギーは、ゲスト材料１３２の燐光発光エネルギー以上であり、互いの発光
エネルギーのエネルギー差は大きい方が好ましい。具体的には、ホスト材料１３１の最低
励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）とゲスト材料１３２の最低励起三重項エネルギー準位
（Ｔ１Ｇ）とのエネルギー差は、好ましくは０．５ｅＶ以上であり、より好ましくは１．
０ｅＶ以上である。また、ホスト材料１３１の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーとゲス
ト材料１３２の燐光発光エネルギーとのエネルギー差は、０．５ｅＶ以上であることが好
適であり、より好ましくは、１．０ｅＶ以上であることが好適である。
なお、ゲスト材料１３２の三重項励起エネルギー準位のうち、最低励起三重項エネルギ
ー準位（Ｔ１Ｇ）より高いエネルギーを有する第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）
が、最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１Ｇ）より低い場合、ゲスト材料１３２の第二励
起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）と、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準
位（ＴＨ）と、のエネルギー差が小さくなる。また、ホスト材料１３１の最低励起三重項
エネルギー準位（ＴＨ）が、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ
）より高いエネルギーを有する場合、ホスト材料１３１の三重項励起エネルギーは、図１
（Ｃ）のルートＥ３に示すように、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位（
ＴＨ）からゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）へとエネルギー
移動しやすくなる。すなわち、ゲスト材料１３２における三重項励起状態の生成確率が向
上し、熱失活する励起状態が多くなる。そのため、ルートＡ１の逆項間交差およびそれに
続くルートＥ１に示すエネルギー移動過程が生じにくくなり、ゲスト材料１３２の一重項
励起状態の生成効率が低下する。つまり、図１（Ｃ）のルートＥ３に示すエネルギー移動
過程が少ない方が、ゲスト材料１３２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。
上記エネルギー移動過程を抑制するには、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギ
ー準位（Ｔ２Ｇ）は、ゲスト材料１３２の最低励起一重項エネルギー準位以上であると好
ましい。
また、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）は、ホスト材料１
３１の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）以上であり、ホスト材料１３１の最低励起
三重項エネルギー準位（ＴＨ）は、ゲスト材料１３２の最低励起三重項エネルギー準位（
Ｔ１Ｇ）以上であると好ましい。
さらに、図１（Ｃ）のルートＥ３に示すエネルギー移動過程を抑制し、ルートＡ１の逆
項間交差およびそれに続くルートＥ１に示すエネルギー移動過程が効率よく生じるために
は、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）は、ホスト材料１３１
の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）以上であり、ホスト材料１３１の最低励起三重
項エネルギー準位（ＴＨ）は、ゲスト材料１３２の最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１
Ｇ）以上であると、さらに好ましい。また、ホスト材料１３１が熱活性化遅延蛍光体であ
るとき、ホスト材料１３１の最低励起一重項エネルギー準位（ＳＨ）は、ホスト材料１３
１の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）以上のエネルギーであるため、ゲスト材料１
３２の最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１Ｇ）以上となる。すなわち、ホスト材料１３
１の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲスト材料１３２の蛍光発光エネルギー以上
であると好ましい。
また、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）は、ホスト材料１
３１の最低励起一重項エネルギー準位（ＳＨ）以上であると、さらに好ましい。このとき
、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）は、ホスト材料１３１の最
低励起一重項エネルギー準位（ＳＨ）より低いエネルギーであるため、ホスト材料１３１
の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＨ）からゲスト材料１３２の第二励起三重項エネル
ギー準位（Ｔ２Ｇ）へのエネルギー移動を効果的に抑制することができる。その結果、ゲ
スト材料１３２の一重項励起状態の生成効率を向上させることができ、発光素子の発光効
率を向上させることができる。
≪１－８．材料≫
発光層１３０において、上記のエネルギー準位を有するゲスト材料１３２としては、ア
ントラセン、テトラセン、クリセン、ピレン、ペリレン、アクリドン、の中から選ばれる
一以上の骨格と、芳香族アミン、アルキル基、アリール基、の中から選ばれる一以上の置
換基と、を有する材料が好ましい。また、当該骨格と、当該置換基とが結合することで、
最低励起一重項エネルギー準位が安定化し、第二励起三重項エネルギー準位が最低励起一
重項エネルギー準位以上となりやすいため好適である。また、同一構造を有する当該２つ
の置換基と、当該骨格とが結合することで、最低励起一重項エネルギー準位が安定化し、
第二励起三重項エネルギー準位が最低励起一重項エネルギー準位以上となりやすいため、
好適である。また、当該骨格を有する有機材料は、蛍光量子収率が高いため、発光材料に
好適である。また、当該骨格を有する有機材料は、信頼性が良好であるため、発光材料に
好適である。
上記、ゲスト材料１３２が有する置換基の一例である、芳香族アミンとしては、ＮＨ基
を有さないいわゆる３級アミンが好ましく、特にアリールアミン骨格が好ましい。アリー
ル骨格のアリール基としては、炭素数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基が好
ましく、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基等が挙げられる。さらに当該アリール
基は置換基を有していても良く、前記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６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、ま
たは炭素数６乃至１３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
６のアルキル基としては具体的には、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６のシクロアルキル基としては具体的には、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１３のアリール基としては、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あげることができる。また、置換基が互いに結合して
環を形成する例としては、例えば、フルオレン骨格における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、上記ゲスト材料１３２が有する置換基の一例である、アルキル基およびアリール
基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または
炭素数６乃至１３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６のアルキル基としては具体的には、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６のシクロアルキル基、としては具体的には、
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１３のアリール基としては、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挙げることができる。さらに当該アリール基は置
換基を有していてもよく、前記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６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、炭素数６
乃至１３のアリール基、芳香族アミン、またはπ電子過剰型複素芳香族も置換基として選
択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、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６のシクロアルキル基とし
ては具体的には、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１３のアリール基としては、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あげることができ
る。また、芳香族アミンとしては、ＮＨ結合を有さないいわゆる３級アミンが好ましく、
特にアリールアミン骨格が好ましい。アリールアミン骨格のアリール基としては、炭素数
６乃至１３の置換または無置換のアリール基が好ましく、フェニル基、ナフチル基、フル
オレニル基等が挙げられる。また、π電子過剰型複素芳香族としては、フラン骨格、チオ
フェン骨格またはピロール骨格が、安定で信頼性が良好なため好ましく、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、ピロー
ル骨格としてはインドール骨格およびカルバゾール骨格が、それぞれ好ましい。また、こ
れらのπ電子過剰型複素芳香族がさらに置換基を有しても良い。また、置換基が互いに結
合して環を形成する例としては、例えば、フルオレン骨格における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。
上記、アルキル基およびアリール基の一例としては、下記一般式（Ｒ－１）乃至（Ｒ－
３０）で表される基である。なお、アルキル基およびアリール基として用いることができ
る基はこれらに限られない。
上記のエネルギー準位、または上記の構造を有するゲスト材料の具体例としては、９，
１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、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）、Ｎ，Ｎ，９－ト
リフェニルアントラセン－９－アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、９，１０－ビス（ジフ
ェニルアミノ）アントラセン（略称：ＤＰｈＡ２Ａ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’
－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６
－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－
Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン
－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、２，５，８，１１－テト
ラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルキナクリドン
（略称：ＤＰＱｄ）、５，６，１１，１２－テトラフェニルナフタセン（慣用名：ルブレ
ン）、６，１２－ビス（ジフェニルアミノ）クリセン（略称：ＤＰｈＡ２Ｃ）、などが挙
げられる。
上記のゲスト材料１３２に用いることが出来る有機化合物の一例について、それぞれの
最低励起一重項エネルギー準位、最低励起三重項エネルギー準位、および第二励起三重項
エネルギー準位を表１に示す。また、それらの有機化合物の構造および略称を以下に示す
。
表１に示すエネルギー準位を求めるため、上記有機化合物の一重項基底状態における最
安定構造を、密度汎関数法（ＤＦＴ）を用いて計算した。なお、量子化学計算プログラム
としては、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９を使用した。基底関数としては、６－３１１Ｇ（ｄ，ｐ
）を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ（Ｓ
ＧＩ社製、ＩＣＥ Ｘ）を用いて行った。さらに、時間依存密度汎関数法（ＴＤ－ＤＦＴ
）を用いて、一重項励起エネルギー準位および三重項励起エネルギー準位を算出した。な
お、ＤＦＴの全エネルギーは、ポテンシャルエネルギー、電子間静電エネルギー、電子の
運動エネルギーと複雑な電子間の相互作用を全て含む交換相関エネルギーの和で表される
。ＤＦＴでは、電子密度で表現された一電子ポテンシャルの汎関数（関数の関数の意）で
交換相関相互作用を近似しているため、計算は高精度である。
表１に示す有機化合物は、第二励起三重項エネルギー準位が、最低励起一重項エネルギ
ー準位以上である。したがって、表１に示す有機化合物をゲスト材料１３２として用いる
ことで、図１（Ｃ）におけるルートＥ３に示す三重項励起エネルギーのエネルギー移動過
程を抑制することができ、ルートＡ１の逆項間交差およびそれに続くルートＥ１に示す一
重項励起エネルギーのエネルギー移動過程が生じやすくなる。したがって、ゲスト材料１
３２の一重項励起状態の生成効率を向上させることができる。
また、発光層１３０において、ホスト材料１３１は、一種の化合物から構成されていて
も良く、複数の化合物から構成されていても良いが、ゲスト材料１３２の第二励起三重項
エネルギー準位が、ホスト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、ホス
ト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位が、ゲスト材料１３２の最低励起三重項エ
ネルギー準位以上となるような化合物を、ホスト材料１３１として用いると好ましい。例
えば、ホスト材料１３１が、一種の化合物から構成される場合、以下の化合物を用いるこ
とができる。
まずフラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げ
られる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）
、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポ
ルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示
されるプロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポ
ルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン－フ
ッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエ
ステル－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ－４Ｍｅ））、オクタエチルポ
ルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン－フッ化スズ
錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン－塩化白金錯体（ＰｔＣ
ｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。上記で記した有機化合物について、構造および略称を以下
に示す。
また、一種の化合物から構成されるホスト材料１３１としては、以下の構造式に示され
る２－（ビフェニル－４－イル）－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ［２，３－ａ
］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－ＴＲＺ）、２
，－｛４－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾー
ル－９－イル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＣ
ＣｚＰＴｚｎ）、２－［４－（１０Ｈ－フェノキサジン－１０－イル）フェニル］－４，
６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＸＺ－ＴＲＺ）、３－［４－（５－
フェニル－５，１０－ジヒドロフェナジン－１０－イル）フェニル］－４，５－ジフェニ
ル－１，２，４－トリアゾール（略称：ＰＰＺ－３ＴＰＴ）、３－（９，９－ジメチル－
９Ｈ－アクリジン－１０－イル）－９Ｈ－キサンテン－９－オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）
、ビス［４－（９，９－ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン
（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰＳ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［アクリジン
－９，９’－アントラセン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複
素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。該複
素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子
輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型
複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型
複素芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態のエネルギー準位と三重項励起
状態のエネルギー準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
上記のホスト材料１３１に用いることができる有機化合物の一例について、それぞれの
最低励起一重項エネルギー準位、および最低励起三重項エネルギー準位を表２に示す。ま
た、それらの有機化合物の構造および略称を以下に示す。
表２に示すエネルギー準位は、表１と同様の計算手法を用いて算出した。本発明の一態
様の発光素子において、一例として、表２に示すような有機化合物と、表１に示すような
有機化合物と、の中から、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位が、ホスト
材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、ホスト材料１３１の最低励起三
重項エネルギー準位が、ゲスト材料１３２の最低励起三重項エネルギー準位以上となるよ
う、それぞれ、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、に用いると、好ましい。そう
することで、図１（Ｃ）におけるルートＥ３に示す三重項励起エネルギーのエネルギー移
動過程を抑制することができ、ルートＡ１の逆項間交差およびそれに続くルートＥ１に示
す一重項励起エネルギーのエネルギー移動過程が生じやすくなる。したがって、ゲスト材
料１３２の一重項励起状態の生成効率を向上させることができる。
また、表２に示す有機化合物は、いずれも最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三
重項励起エネルギー準位とのエネルギー差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下である。した
がって、これらの有機化合物は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる化合物で
ある。
ここで、一例として、ＰＣＣｚＰＴｚｎについて、時間分解発光測定による過渡蛍光特
性の測定を行った。
時間分解発光測定は、石英基板上にＰＣＣｚＰＴｚｎを厚さが５０ｎｍになるよう蒸着
した薄膜サンプルを用いて測定を行った。
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、
薄膜が呈する蛍光発光の寿命を測定するため、薄膜にパルスレーザを照射し、レーザ照射
後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。パルスレーザには
波長が３３７ｎｍの窒素ガスレーザーを用い、５００ｐｓのパルスレーザを１０Ｈｚの周
期で薄膜に照射し、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（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
測定によって得られたＰＣＣｚＰＴｚｎの過渡蛍光特性を図２に示す。
また、図２に示す減衰曲線について、以下の数式（４）を用いてフィッティングを行っ
た。
数式（４）において、Ｌは規格化した発光強度を表し、ｔは経過時間を表す。減衰曲線
のフィッティングを行った結果、ｎが１乃至３でフィッティングを行うことができた。減
衰曲線のフィッティング結果から、ＰＣＣｚＰＴｚｎの薄膜サンプルの発光成分には、蛍
光寿命が０．０１５μｓの蛍光成分と、１．５μｓの遅延蛍光成分が含まれていることが
分かった。すなわち、ＰＣＣｚＰＴｚｎは、室温で遅延蛍光を示す、熱活性化遅延蛍光体
であるといえる。
以上のように、本発明の一態様の発光素子において、発光層１３０におけるゲスト材料
１３２およびホスト材料１３１の一重項励起エネルギー準位および三重項エネルギー準位
を、上述の構成とすることで、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
なお、発光層１３０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グ
ラビア印刷等の方法で形成することができる。
＜２．発光素子の構成例２＞
次に、図１（Ｂ）（Ｃ）に示す構成と異なる構成について、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて
、以下説明する。
図３（Ａ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図３（
Ａ）に示す発光層１３０は、ホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、を有し、ホスト
材料１３１は、有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２と、を有する。
有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２とは、励起錯体を形成する組み合わせ
であると好ましい。励起錯体は、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位
との差が非常に小さくなりやすい性質を有しているため、三重項励起状態から一重項励起
状態への遷移（逆項間交差）が生じやすい。
なお、有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２とが、励起錯体を形成する組み
合わせになるように、ホスト材料１３１を用いた場合においても、以下の２つの過程によ
り、ゲスト材料１３２からの発光が得られる。
（α）直接再結合過程
（β）エネルギー移動過程
なお、（α）直接再結合過程については、上記１－２．で説明した過程と同様であるた
め、ここでの説明は省略する。
≪２－１．（β）エネルギー移動過程を経る発光機構≫
発光層１３０における励起錯体を形成する有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１
＿２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればとくに限定
はないが、一方が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性を有する材料である
ことが、より好ましい。この場合、ドナー－アクセプター型の励起状態を形成しやすくな
り、効率よく励起錯体を形成することができるようになる。また、正孔輸送性を有する材
料と電子輸送性を有する材料との組み合わせによって、有機化合物１３１＿１と有機化合
物１３１＿２の組み合わせを構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを容易
に制御することができる。具体的には正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料
＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易に
キャリアバランスを制御することができることから、再結合領域の制御も簡便に行うこと
ができる。
また、有機化合物１３１＿１と、有機化合物１３１＿２とにより形成される励起錯体の
最低励起一重項エネルギー準位と励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位との差が０ｅ
Ｖを超えて０．２ｅＶ以下であると好ましい。上記構成とすることで、励起錯体の三重項
励起エネルギー準位から一重項励起エネルギー準位への遷移（逆項間交差）が起こりやす
い。したがって、励起錯体、すなわちホスト材料１３１の一重項励起状態の生成効率を高
めることができる。なお、逆項間交差を効率よく生じさせるためには、励起錯体の三重項
励起エネルギー準位が、励起錯体を形成する各有機化合物（有機化合物１３１＿１および
有機化合物１３１＿２）の三重項励起エネルギー準位よりも低いことが好ましい。これに
より、有機化合物１３１＿１および有機化合物１３１＿２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、効率よく逆項間交差が発生する。
さらに、ホスト材料１３１の発光スペクトル（ここでは、有機化合物１３１＿１と、有
機化合物１３１＿２とにより形成される励起錯体の発光スペクトル）と、ゲスト材料１３
２の最も長波長側に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。上記構成とすることで、ホス
ト材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３２の一重項励起状態へのエネルギー移
動が生じやすくなる。したがって、ゲスト材料１３２の一重項励起状態の生成効率を高め
ることができ、発光効率を高めることができる。
ここで、励起錯体のエネルギー移動過程を説明するために、図３（Ｂ）にエネルギー準
位の相関を説明する模式図を示す。なお、図３（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通
りである。
・Ｈｏｓｔ１（１３１＿１）：有機化合物１３１＿１
・Ｈｏｓｔ２（１３１＿２）：有機化合物１３１＿２
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（蛍光材料）
・ＳＨ１：有機化合物１３１＿１の最低励起一重項エネルギー準位
・ＴＨ１：有機化合物１３１＿１の最低励起三重項エネルギー準位
・ＳＥ：励起錯体の最低励起一重項エネルギー準位
・ＴＥ：励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位
・Ｓ１Ｇ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）の最低励起一重項エネルギー準位
・Ｔ１Ｇ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）の最低励起三重項エネルギー準位
・Ｔ２Ｇ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）の第二励起三重項エネルギー準位
キャリアが発光層１３０に輸送されると、有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１
＿２は、一方がホールを、他方が電子を受け取り、カチオンとアニオンが近接することで
速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、速やかに他方の物質
と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層１３０における励起子の
ほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化合物１３１＿１及び有機化合物
１３１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、一方のホールと他方の電子
の再結合から励起錯体が形成されることにより、駆動電圧を下げることができる。
図３（Ｂ）に示すように、ホスト材料１３１が有する有機化合物１３１＿１と有機化合
物１３１＿２とが励起錯体を形成する。このとき、ドナー－アクセプター型の励起状態を
形成することができるようになるため、励起錯体のＳＥと励起錯体のＴＥは互いに近接す
る。
励起錯体の励起状態が一重項励起状態であり、且つ、励起錯体のＳＥが、ゲスト材料の
Ｓ１Ｇ以上である場合、図３（Ｂ）のルートＥ４に示すように、励起錯体のＳＥからゲス
ト材料１３２のＳ１Ｇに励起エネルギーが移動し、ゲスト材料１３２が一重項励起状態と
なる。一重項励起状態となったゲスト材料１３２からは蛍光発光が得られる。つまり、下
記一般式（Ｇ３）の通り、励起錯体の一重項励起状態から、ゲスト材料１３２の一重項励
起状態へのエネルギー移動が生じる。
１［Ｈ－Ａ］＊＋１Ｇ → １Ｈ＋１Ａ＋１Ｇ＊ （Ｇ３）
なお、一般式（Ｇ３）中、１［Ｈ－Ａ］＊は有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１
＿２とで形成される励起錯体の最低励起一重項状態を表し、１Ｇはゲスト材料１３２の一
重項基底状態を表し、１Ｈは有機化合物１３１＿１の一重項基底状態を表し、１Ａは有機
化合物１３１＿２の一重項基底状態を表し、１Ｇ＊はゲスト材料１３２の最低励起一重項
状態を表す。
したがって、ホスト材料１３１として機能する励起錯体の励起状態が一重項励起状態で
ある場合、励起錯体の最低励起一重項エネルギー準位（ＳＥ）は、ゲスト材料１３２の最
低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１Ｇ）以上であると好ましい。
次に、有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２が励起錯体を形成し、それが三重
項励起状態である場合、下記の２つの過程を辿って蛍光発光が得られる。
励起錯体は、逆項間交差により三重項励起エネルギーの一部を一重項励起エネルギーに
変換する機能を有しているため、まず１つ目の過程として、図３（Ｂ）のルートＡ２に示
すように、励起錯体のＴＥから逆項間交差（アップコンバージョン）によって、ＳＥに励
起エネルギーが移動する。
それに続く２つ目の過程として、励起錯体のＳＥが、ゲスト材料１３２のＳ１Ｇ以上で
ある場合、図３（Ｂ）のルートＥ４に示すように、励起錯体のＳＥからゲスト材料１３２
のＳ１Ｇに励起エネルギーが移動し、ゲスト材料１３２が一重項励起状態となる。一重項
励起状態となったゲスト材料１３２からは蛍光発光が得られる。
なお、上記に示すルートＡ２及びルートＥ４の過程を、本明細書等においてＥｘＳＥＴ
（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｓｉｎｇｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）またはＥｘＥ
Ｆ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）と呼称する場合
がある。
上記の１つ目の過程及び２つ目の過程は、下記一般式（Ｇ４）で表される。
３［Ｈ－Ａ］＊＋１Ｇ→（逆項間交差）→１［Ｈ－Ａ］＊＋１Ｇ→１Ｈ＋１Ａ＋１Ｇ＊
（Ｇ４）
なお、一般式（Ｇ４）中、３［Ｈ－Ａ］＊は有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１
＿２とで形成される励起錯体の最低励起三重項状態を表し、１Ｇはゲスト材料１３２の一
重項基底状態を表し、１［Ｈ－Ａ］＊は有機化合物１３１＿１と有機化合物１３１＿２と
で形成される励起錯体の最低励起一重項状態を表し、１Ｈは有機化合物１３１＿１の一重
項基底状態を表し、１Ａは有機化合物１３１＿２の一重項基底状態を表し、１Ｇ＊はゲス
ト材料１３２の最低励起一重項状態を表す。
一般式（Ｇ４）に示すように、励起錯体の最低励起三重項状態（３［Ｈ－Ａ］＊）から
逆項間交差によって、励起錯体の最低励起一重項状態（１［Ｈ－Ａ］＊）が生成され、そ
の後、ゲスト材料１３２の最低励起一重項状態（１Ｇ＊）へ励起エネルギーが移動する。
ホスト材料１３１を、上述の構成とすることで、上記（β）エネルギー移動過程が効率
良く生じ、励起錯体の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率良く
ゲスト材料１３２の一重項励起状態に変換されるため、発光層１３０のゲスト材料１３２
（蛍光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
ただし、励起錯体からゲスト材料１３２に励起エネルギーが移動する前に、励起錯体が
当該励起エネルギーを光または熱として放出して失活してしまうと、発光効率が低下する
ことになる。また、それ以前の過程として、励起錯体において三重項励起状態から一重項
励起状態に逆項間交差するＡ２の過程の効率が落ちてしまうと、やはり発光効率が低下す
ることになる。特に、励起錯体のＴＥが、ゲスト材料１３２のＴ１Ｇよりも低い場合は、
ＳＥ≧Ｓ１Ｇ＞Ｔ１Ｇ＞ＴＥとなるため、ＴＥとＳＥのエネルギー差が大きくなってしま
う。その結果、図３（Ｂ）のルートＡ２の逆項間交差およびそれに続くルートＥ４に示す
エネルギー移動過程が生じにくくなり、ゲスト材料１３２の一重項励起状態の生成効率が
低下する。したがって、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）は、ゲスト材
料１３２の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）以上であると好ましい。また、これ
らのエネルギー準位のエネルギー差は大きい方が、さらに好ましい。具体的には、励起錯
体の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）とゲスト材料１３２の最低励起三重項エネル
ギー準位（Ｔ１Ｇ）とのエネルギー差は、好ましくは０．５ｅＶ以上であり、より好まし
くは１．０ｅＶ以上である。
なお、このとき、励起錯体が熱活性化遅延蛍光を示す場合、励起錯体の最低励起一重項
エネルギー準位（ＳＥ）は、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）以上のエ
ネルギーであるため、ゲスト材料１３２の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）以上
となる。すなわち、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、ゲスト材料１３２
の燐光発光エネルギー以上であると好ましい。また、これらのエネルギー準位のエネルギ
ー差は大きい方が、さらに好ましい。具体的には、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エ
ネルギーとゲスト材料１３２の燐光発光エネルギーとのエネルギー差は、好ましくは０．
５ｅＶ以上であり、より好ましくは１．０ｅＶ以上である。
この時、図３（Ｂ）のルートＥ５に示すように、励起錯体のＴＥからゲスト材料１３２
のＴ１Ｇに励起エネルギーが移動する場合も、熱失活する。したがって、図３（Ｂ）のル
ートＥ５に示すエネルギー移動が少ない方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成
効率を低減することができ、熱失活を減少させることができるため、好ましい。そのため
には、ホスト材料１３１に対するゲスト材料１３２の濃度は低い方が好ましい。
また、ゲスト材料１３２の三重項励起エネルギー準位のうち最低励起三重項エネルギー
準位（Ｔ１Ｇ）より高いエネルギーを有する第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）が
Ｓ１Ｇよりも低い場合、図３（Ｂ）のルートＥ６に示すように、励起錯体のＴＥからゲス
ト材料１３２のＴ２Ｇに励起エネルギーの一部が移動しやすくなる。ゲスト材料１３２は
、第二励起三重項状態である場合も熱失活するため、発光に寄与しない。
なお、励起錯体からゲスト材料１３２へ励起エネルギーが移動する場合、互いのエネル
ギー準位のエネルギー差が小さい方が、エネルギー移動しやすい。すなわち、ゲスト材料
１３２のＴ２ＧがＴ１Ｇより高く、Ｓ１Ｇよりも低い場合、ルートＥ６に示すように、励
起錯体の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）からゲスト材料１３２の第二励起三重項
エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）へのエネルギー移動が生じやすくなり、ゲスト材料１３２の三
重項励起状態の生成確率が向上する。そのため、ルートＡ２の逆項間交差およびそれに続
くルートＥ４に示すエネルギー移動過程が生じにくくなり、ゲスト材料１３２の一重項励
起状態の生成効率が低下する。つまり、図３（Ｂ）のルートＥ６に示すエネルギー移動過
程が少ない方が、ゲスト材料１３２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。
したがって、図３（Ｂ）のルートＥ６に示すエネルギー移動過程を抑制するためには、
ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）が、ゲスト材料１３２の最
低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１Ｇ）以上であると好ましい。
また、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）は、励起錯体の最
低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）以上であり、励起錯体の最低励起三重項エネルギー
準位（ＴＥ）は、ゲスト材料１３２の最低励起三重項エネルギー準位（Ｔ１Ｇ）以上であ
ると好ましい。
さらに、図３（Ｂ）のルートＥ６に示すエネルギー移動過程を抑制し、ルートＡ２の逆
項間交差およびそれに続くルートＥ４に示すエネルギー移動過程が効率よく生じるために
は、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）は、励起錯体の最低励
起三重項エネルギー準位（ＴＥ）以上であり、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位
（ＴＥ）は、ゲスト材料１３２の最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１Ｇ）以上であると
、さらに好ましい。また、このとき、励起錯体の最低励起一重項エネルギー準位（ＳＥ）
は、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）以上のエネルギーであるため、ゲ
スト材料１３２の最低励起一重項エネルギー準位（Ｓ１Ｇ）以上となる。すなわち、励起
錯体が熱活性化遅延蛍光を示す場合、励起錯体の熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、
ゲスト材料１３２の蛍光発光エネルギー以上であると、好ましい。
また、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）は、励起錯体の最
低励起一重項エネルギー準位（ＳＥ）以上であると、さらに好ましい。このとき、励起錯
体の最低励起三重項エネルギー準位（ＴＥ）は、励起錯体の最低励起一重項エネルギー準
位（ＳＥ）より低いエネルギーであるため、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位（
ＴＥ）からゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位（Ｔ２Ｇ）へのエネルギー
移動を効果的に抑制することができる。その結果、ゲスト材料１３２の一重項励起状態の
生成効率を向上させることができ、発光素子の発光効率を向上させることができる。
なお、ゲスト材料１３２での直接再結合過程が支配的になると、発光層内でゲスト材料
１３２の三重項励起状態が多数生成することになり、熱失活により発光効率を損ねてしま
う。つまり、上述の（α）直接再結合過程よりも（β）エネルギー移動過程の割合が、多
い方が、ゲスト材料１３２の三重項励起状態の生成効率を低減することができ、熱失活を
減少させることができるため好ましい。そのためには、有機化合物１３１＿１および有機
化合物１３１＿２に対するゲスト材料１３２の濃度は低い方が好ましい。
≪２－２．材料≫
発光層１３０において、ホスト材料１３１が有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３
１＿２により形成される、すなわちホスト材料が二種の材料から構成される場合、例えば
以下の材料を用いることができる。
なお、有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２は、励起錯体を形成する二種の
組み合わせの有機化合物を用いると好ましい。この場合、様々な有機化合物を適宜用いる
ことができるが、効率よく励起錯体を形成するために、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、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）と
を組み合わせることが特に好ましい。
なぜならば、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを組み合わせて励
起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性を有する材料及び正孔輸送性を有す
る材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最
適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化する
ことにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結
合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光素子の信頼性を向上させることができる。
電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、π電子不足型複素
芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、ビス（１０－ヒドロキシベン
ゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８
－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ
）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾ
オキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベン
ゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２－
（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジ
アゾール（略称：ＰＢＤ）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅ
ｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、９－［４－（４
，５－ジフェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－イル）フェニル］－９Ｈ－カ
ルバゾール（略称：ＣｚＴＡＺ１）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニ
ル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、９－
［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－
カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼントリイル
）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２－［３－
（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾー
ル（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのアゾール骨格を有する複素環化合物や、２－［
３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略
称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフ
ェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－Ｉ
Ｉ）、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－［３－｛３－（９Ｈ－カル
バゾール－９－イル）－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：２ｍＣｚＣｚＰＤＢｑ）、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）、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：４，６ｍＰｎＰ２Ｐ
ｍ）、４，６－ビス［３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，
６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、ＰＣＣｚＰＴ
ｚｎなどのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバ
ゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ
［３－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格
を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格及びトリアジン骨格
を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ま
しい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格及びトリアジン骨格を有する複素環
化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）としては、π電子過剰型複素
芳香族又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。具体的には、２－［Ｎ－（９
－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］スピロ－９，９’－ビフル
オレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルア
ミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’
－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，
４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ
］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９
－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェ
ニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニ
ル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称
：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾ
ール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル
）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称
：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カ
ルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル
－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル
］－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フ
ェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－スピロ－９，９’－ビフルオレン
－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－
［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９－ジメチル
－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）などの芳香族アミン骨格を有す
る化合物や、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－
ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニ
ルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，６－ジ（９Ｈ－カル
バゾール－９－イル）－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰｈＣｚＧＩ）、２
，８－ジ（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－ジベンゾチオフェン（略称：Ｃｚ２ＤＢＴ
）、９－フェニル－９Ｈ－３－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）カルバ
ゾール（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’
－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ
－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イ
ル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－
フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン
（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’
’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－
ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フ
ェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する
化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール
骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減に
も寄与するため好ましい。
有機化合物１３１＿１及び有機化合物１３１＿２は、上述した化合物に限定されること
なく、キャリアを輸送でき、且つ励起錯体を形成できる組み合わせであり、当該励起錯体
の発光が、発光物質の吸収スペクトルにおける最も長波長側の吸収帯（発光物質の一重項
基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）と重なっていればよく、他の材料
を用いても良い。
なお、図３（Ａ）に示す発光層１３０において、ゲスト材料１３２として用いることの
できる材料としては、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位が、ゲスト材料
１３２の最低励起一重項エネルギー準位以上である材料を用いると、好ましい。
また、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位が、励起錯体の最低励起三重
項エネルギー準位以上であり、励起錯体の最低励起三重項エネルギー準位が、ゲスト材料
１３２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。
上記のエネルギー準位を有するゲスト材料１３２としては、アントラセン、テトラセン
、クリセン、ピレン、ペリレン、アクリドン、の中から選ばれる一以上の骨格と、芳香族
アミン、アルキル基、アリール基、の中から選ばれる一以上の置換基と、を有する材料が
好ましい。また、当該骨格と、当該置換基とが結合することで、最低励起一重項エネルギ
ー準位が低下し、第二励起三重項エネルギー準位が最低励起一重項エネルギー準位以上と
なりやすいため好適である。また、同一構造を有する当該２つの置換基と、当該骨格とが
結合することで、最低励起一重項エネルギー準位が低下し、第二励起三重項エネルギー準
位が最低励起一重項エネルギー準位以上となりやすいため、好適である。また、当該骨格
を有する有機化合物は、蛍光量子収率が高いため、発光材料に好適である。また、当該骨
格を有する有機化合物は、信頼性が良好であるため、発光材料に好適である。
なお、上記のエネルギー準位、または上記の構造を有するゲスト材料１３２の具体例と
しては、１－８．に示すゲスト材料１３２と同様であるため、ここでの説明は省略する。
上記のエネルギー準位、または上記の構造を有する有機化合物をゲスト材料１３２とし
て用いることで、図３（Ｂ）におけるルートＥ６に示す三重項励起エネルギーのエネルギ
ー移動過程を抑制することができ、ルートＡ２の逆項間交差およびそれに続くルートＥ４
に示す一重項励起エネルギーのエネルギー移動過程が生じやすくなる。したがって、ゲス
ト材料１３２の一重項励起状態の生成効率を向上させることができる。
以上のように、本発明の一態様の発光素子においては、発光層１３０におけるゲスト材
料１３２およびホスト材料１３１の一重項励起エネルギー準位および三重項励起エネルギ
ー準位を、上述の構成とすることで、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
なお、発光層１３０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。
＜３．発光素子の構成要素＞
次に、図１（Ａ）に示す発光素子１５０のその他の構成の詳細について、以下説明する
。
≪３－１．一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電
極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体
などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウムが典型例であり、その他
、銀、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウムやセシ
ウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウムなどの第２族金属を用いることがで
きる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金と
しては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙
げられる。導電性化合物としては、酸化インジウム－酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ
Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機
炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによっ
て電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方
を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視
光を透過する。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場
合には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１
０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
≪３－２．正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、電極１０１からのホール注入障壁を低減することでホール注入を
促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族ア
ミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム
酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フ
タロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。
芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。
ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドー
プされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンス
ルホン酸）などがその代表例である。
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複
合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正
孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電
界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタ
ン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプター
を挙げることができる。具体的には、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－
テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，
１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略
称：ＨＡＴ－ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。ま
た、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。具体
的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸
化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどである。中でも酸化モリブデンは大気
中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１
×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的に
は、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用い
ることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。また、発光層
１３０で例示した正孔輸送性材料を用いることができる。
≪３－３．正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例
示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された
正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１の最高被占軌道（Ｈ
ｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯとも
いう）と同じ、あるいは近いＨＯＭＯを有することが好ましい。
≪３－４．電子輸送層≫
電子輸送層１１７は、電子注入層１１８を経て電極１０２から注入された電子を発光層
１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高
い材料を用いることができ、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料で
あることが好ましい。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾー
ル配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリ
アゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体などが挙
げられる。また、発光層１３０で例示した電子輸送性材料を用いることができる。
≪３－５．電子注入層≫
電子注入層１１８は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進す
る機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物
、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電
子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、
第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。
なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１７、及び電子注
入層１１８は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グ
ラビア印刷法等の方法で形成することができる。
また、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１３０、電子輸送層１１７、及び
電子注入層１１８には、上述した材料の他、無機化合物または高分子化合物（オリゴマー
、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
≪３－６．基板≫
また、発光素子１５０は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい
。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から
順に積層しても良い。
なお、発光素子１５０を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチ
ックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げ
ることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリア
リレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルム
などを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体と
して機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光素子、及び光学
素子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、様々な基板を用いて発光素子１５０を形成することが出来る。基板の種類は、
特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結
晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金
属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングス
テン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維
状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウム
ホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可
撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげら
れる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（Ｐ
ＥＮ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある
。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ
塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エ
ポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよ
い。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素
子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いる
ことができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。な
お、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造
の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、
別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上
述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、
麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテー
ト、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板な
どがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素
子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと
電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによ
って発光素子１５０の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形
態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定
されない。例えば、本発明の一態様では、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー
準位は、ゲスト材料１３２の最低励起一重項エネルギー準位以上である場合の例を示した
が、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、
本発明の一態様では、例えば、ゲスト材料１３２において、第二励起三重項エネルギー準
位は、ゲスト材料１３２の最低励起一重項エネルギー準位以上でなくてもよい。または、
例えば、本発明の一態様では、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位は、ホ
スト材料１３１の最低励起三重項エネルギー準位以上である場合の例を示したが、本発明
の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一
態様では、例えば、ゲスト材料１３２の第二励起三重項エネルギー準位は、ホスト材料１
３１の最低励起三重項エネルギー準位以上でなくてもよい。または、例えば、本発明の一
態様では、ホスト材料１３１は、室温で熱活性化遅延蛍光を示す物質の例を示したが、本
発明の一態様では、例えば、ホスト材料１３１は、室温で熱活性化遅延蛍光を示す物質以
外の物質を有してもよい。あるいは、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の
一態様では、例えば、ホスト材料１３１は、室温で熱活性化遅延蛍光を示す物質を有して
いなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ゲスト材料１３２は、アントラ
セン、テトラセン、クリセン、ピレン、ペリレン、アクリドン、の中から選ばれる一以上
の骨格と、芳香族アミン、アルキル基、アリール基の中から選ばれる一以上の置換基と、
を有する例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、当該
骨格または当該置換基を有さなくても良い。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることがで
きる。
（実施の形態２）
本実施の形態においては、実施の形態１に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該
発光素子の発光機構について、図４（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
＜発光素子の構成例＞
図４（Ａ）は、発光素子４５０の断面模式図である。
図４（Ａ）に示す発光素子４５０は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間に
、複数の発光ユニット（図４（Ａ）においては、発光ユニット４４１及び発光ユニット４
４２）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を
有する。つまり、図１で示した発光素子１５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子
４５０は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子４５０において、電極４０１が
陽極として機能し、電極４０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子
４５０の構成としては、逆であっても構わない。
また、図４（Ａ）に示す発光素子４５０において、発光ユニット４４１と発光ユニット
４４２とが積層されており、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２との間には電荷発
生層４４５が設けられる。なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２は、同じ構成
でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット４４１に、図１（Ａ）に示すＥＬ層１０
０を用い、発光ユニット４４２に発光材料として燐光材料を有する発光層を用いると好適
である。
すなわち、発光素子４５０は、発光層４２０と、発光層４３０と、を有する。また、発
光ユニット４４１は、発光層４２０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子
輸送層４１３、及び電子注入層４１４を有する。また、発光ユニット４４２は、発光層４
３０の他に、正孔注入層４１５、正孔輸送層４１６、電子輸送層４１７、及び電子注入層
４１８を有する。
電荷発生層４４５には、有機材料と電子受容性を示す材料との複合材料が含まれている
。該複合材料には、実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料
を用いればよい。有機材料としては、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、有機材料としては、正孔移動度が１×１０－６ｃｍ２／Ｖ
ｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い材
料であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機材料と電子受容性を示す材料との複
合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動
を実現することができる。なお、発光ユニット４４２のように、発光ユニットの陽極側の
面が電荷発生層４４５に接している場合は、電荷発生層４４５が発光ユニットの正孔注入
層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層また
は正孔輸送層を設けなくとも良い。
なお、電荷発生層４４５は、有機材料と電子受容性を示す材料との複合材料を含む層と
、他の材料により構成される層と、を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例え
ば、有機材料と電子受容性を示す材料との複合材料を含む層と、電子供与性を示す材料の
中から選ばれた一の材料と電子輸送性の高い材料とを含む層と、を組み合わせて形成して
もよい。また、有機材料と電子受容性を示す材料との複合材料を含む層と、透明導電膜を
含む層と、を組み合わせて形成してもよい。
なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２に挟まれる電荷発生層４４５は、電極
４０１と電極４０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方
の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図４（Ａ）において、電極
４０１の電位の方が電極４０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発
生層４４５は、発光ユニット４４１に電子を注入し、発光ユニット４４２に正孔を注入す
る。
また、図４（Ａ）においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明した
が、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能
である。発光素子４５０に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層
で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに
長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる
。
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（Ａ）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、発光層４２０は、ホスト材料４２１と、ゲスト材料４２２とを有する。また、発
光層４３０は、ホスト材料４３１と、ゲスト材料４３２とを有する。また、ホスト材料４
２１は、有機化合物４２１＿１と、有機化合物４２１＿２と、を有する。また、ホスト材
料４３１は、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２と、を有する。
また、本実施の形態において、発光層４２０は、図３（Ａ）に示す発光層１３０と同様
の構成とする。すなわち、発光層４２０が有するホスト材料４２１、有機化合物４２１＿
１、有機化合物４２１＿２、及びゲスト材料４２２は、発光層１３０が有するホスト材料
１３１、有機化合物１３１＿１、有機化合物１３１＿２、及びゲスト材料１３２に、それ
ぞれ相当する。また、発光層４３０が有するゲスト材料４３２が燐光材料として、以下説
明する。
なお、電極４０１と、電極４０２と、正孔注入層４１１、４１５と、正孔輸送層４１２
、４１６と、電子輸送層４１３、４１７と、電子注入層４１４、４１８は、実施の形態１
に示す、電極１０１と、電極１０２と、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子
輸送層１１７と、電子注入層１１８と、それぞれ同様の機能を有する。したがって、本実
施の形態においては、その詳細な説明は省略する。
＜発光層４２０の発光機構＞
発光層４２０の発光機構としては、図３（Ａ）に示す発光層１３０と同様の発光機構で
ある。
＜発光層４３０の発光機構＞
次に、発光層４３０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４３０が有する、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２とは励起錯体
を形成する。ここでは、有機化合物４３１＿１をホスト材料として、有機化合物４３１＿
２をアシスト材料と呼称して説明する。
発光層４３０における励起錯体を形成する有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿
２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方
が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性を有する材料であることが、より好
ましい。なお、有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿２との組み合わせは、発光層
４２０における、励起錯体を形成する有機化合物４２１＿１と有機化合物４２１＿２との
組み合わせと同様の構成としてもよい。
発光層４３０における有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２と、ゲスト材料
４３２とのエネルギー準位の相関を図４（Ｂ）に示す。なお、図４（Ｂ）における表記及
び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（４３１＿１）：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）
・Ａｓｓｉｓｔ（４３１＿２）：アシスト材料（有機化合物４３１＿２）
・Ｇｕｅｓｔ（４３２）：ゲスト材料４３２（燐光材料）
・ＳＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＰＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿２とにより形成される、励起錯体の一重項
励起状態の最も低い準位（ＳＰＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＰＥ
）は互いに隣接することになる（図４（Ｂ）Ｅ７参照）。
そして、励起錯体の（ＳＰＥ）と（ＴＰＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料４３２
（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位へ移動させて発光が得られる（図４（Ｂ）
Ｅ８参照）。
なお、上記に示すＥ７及びＥ８の過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐ
ｌｅｘ－Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称する場合がある。
また、有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２は、一方がホールを、他方が電
子を受け取り、それらが近接することで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が
励起状態となると、速やかに他方の物質と相互作用することで励起錯体を形成する。した
がって、発光層４３０における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は
、有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２のどちらよりもバンドギャップが小さ
くなるため、一方のホールと他方の電子の再結合から励起錯体が形成されることにより、
駆動電圧を下げることができる。
発光層４３０を上述の構成とすることで、発光層４３０のゲスト材料４３２（燐光材料
）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
なお、発光層４２０からの発光が、発光層４３０からの発光よりも短波長側に発光のピ
ークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素
子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光材料からの発光とすること
によって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
また、発光層４２０と発光層４３０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色
発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する
発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる
。
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層４２０と発光層４３０
との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
また、発光層４２０及び発光層４３０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複
数の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い
白色発光を得ることもできる。この場合、発光層４２０及び発光層４３０のいずれか一方
または双方を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるよ
うにしても良い。
次に、発光層４２０及び発光層４３０に用いることのできる材料について、以下説明す
る。
＜発光層４２０に用いることのできる材料＞
発光層４２０に用いることのできる材料としては、先の実施の形態１に示す発光層１３
０に用いることのできる材料を援用すればよい。
＜発光層４３０に用いることのできる材料＞
発光層４３０中では、有機化合物４３１＿１（ホスト材料）が重量比で最も多く存在し
、ゲスト材料４３２（燐光材料）は、有機化合物４３１＿１（ホスト材料）中に分散され
る。
有機化合物４３１＿１（ホスト材料）としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、
オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘
導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェ
ナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘
導体などが挙げられる。また、実施の形態１で示す発光層１３０に用いることができる材
料（正孔輸送性を有する材料、及び電子輸送性を有する材料）を用いることができる。
ゲスト材料４３２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機
金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム
系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ－トリアゾール
配位子、１Ｈ－トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン
配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体とし
ては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
有機化合物４３１＿２（アシスト材料）としては、有機化合物４３１＿１と励起錯体を
形成できる組み合わせとする。この場合、励起錯体の発光ピークが燐光材料の三重項ＭＬ
ＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収
帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように有機化合物４３１＿１、有機
化合物４３１＿２、およびゲスト材料４３２（燐光材料）を選択することが好ましい。こ
れにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料
に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項
の吸収帯であることが好ましい。具体的には、実施の形態１で示す発光層１３０に用いる
ことができる材料（正孔輸送性を有する材料、及び電子輸送性を有する材料）を用いるこ
とができる。
発光層４３０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる
材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料
の他に、熱活性化遅延蛍光材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関
しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料と
は、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート
（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のこ
とである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネル
ギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が好ましくは０ｅＶを超えて０．２
ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶを超えて０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
また、発光層４２０に含まれる発光材料と発光層４３０に含まれる発光材料の発光色に
限定は無く、同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ
取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色
の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層４２０に含まれる発
光材料の発光ピーク波長は発光層４３０に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ま
しい。
なお、発光層４２０及び発光層４３０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェッ
ト法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、実施の形態１、および実施の形態２に示す構成と異なる構成
の発光素子について、図５（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
＜発光素子の構成例＞
図５（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子４５２を説明する断面模式図である。
発光素子４５２は、電極４０１と、電極４０２との間に、複数の発光ユニット（図５（
Ａ）においては、発光ユニット４４６及び発光ユニット４４７）を有する。１つの発光ユ
ニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）で
示した発光素子１５０は、１つの発光ユニットを有し、発光素子４５２は、複数の発光ユ
ニットを有する。なお、本実施の形態において、電極４０１が陽極、電極４０２が陰極と
して、以下説明するが、発光素子４５２の構成としては、逆であっても構わない。
また、図５（Ａ）に示す発光素子４５２において、発光ユニット４４６と発光ユニット
４４７とが積層されており、発光ユニット４４６と発光ユニット４４７との間には電荷発
生層４４５が設けられる。なお、発光ユニット４４６と発光ユニット４４７は、同じ構成
でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット４４６に発光材料として蛍光材料を有す
る発光層を用い、発光ユニット４４７に図１（Ａ）に示すＥＬ層１００を用いると好適で
ある。
すなわち、発光素子４５２は、発光層４６０と、発光層４７０と、を有する。また、発
光ユニット４４６は、発光層４６０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子
輸送層４１３、及び電子注入層４１４を有する。また、発光ユニット４４７は、発光層４
７０の他に、正孔注入層４１５、正孔輸送層４１６、電子輸送層４１７、及び電子注入層
４１８を有する。
また、図５（Ａ）においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明した
が、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能
である。発光素子４５２に示すように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層
で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに
長寿命な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（Ａ）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、発光層４６０は、ホスト材料４６１と、ゲスト材料４６２とを有する。また、発
光層４７０は、ホスト材料４７１と、ゲスト材料４７２とを有する。また、ホスト材料４
７１は、有機化合物４７１＿１と、有機化合物４７１＿２と、を有する。
また、本実施の形態において、発光層４７０は、図１（Ａ）に示す発光層１３０と同様
の構成とする。すなわち、発光層４７０が有するホスト材料４７１、有機化合物４７１＿
１、有機化合物４７１＿２、及びゲスト材料４７２は、発光層１３０が有するホスト材料
１３１、有機化合物１３１＿１、有機化合物１３１＿２、及びゲスト材料１３２に、それ
ぞれ相当する。また、発光層４６０が有するゲスト材料４６２が蛍光材料として、以下説
明する。
＜発光層４６０の発光機構＞
まず、発光層４６０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層４６０では、キャリアの再結合により、励起状態が形成される。ゲスト材料４６
２と比較してホスト材料４６１は大量に存在するので、励起状態は、ほぼホスト材料４６
１の励起状態として存在する。キャリアの再結合によって生じる一重項励起状態と三重項
励起状態の比（以下、励起子生成確率）は約１：３となる。
はじめに、ホスト材料４６１の三重項励起エネルギー準位がゲスト材料４６２の三重項
励起エネルギー準位よりも高い場合について、以下説明する。
ホスト材料４６１の三重項励起状態からゲスト材料４６２にエネルギー移動（三重項エ
ネルギー移動）が生じる。しかしながら、ゲスト材料４６２が蛍光材料であるため、三重
項励起状態は可視光領域に発光を与えない。したがって、ホスト材料４６１の三重項励起
状態を発光として利用することが難しい。よって、ホスト材料４６１の三重項励起エネル
ギー準位がゲスト材料４６２の三重項励起エネルギー準位よりも高い場合においては、注
入したキャリアのうち、約２５％を超えて発光に利用することが難しい。
次に、発光層４６０におけるホスト材料４６１と、ゲスト材料４６２とのエネルギー準
位の相関を図５（Ｂ）に示す。なお、図５（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りで
ある。
・Ｈｏｓｔ（４６１）：ホスト材料４６１
・Ｇｕｅｓｔ（４６２）：ゲスト材料４６２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料４６１の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＨ：ホスト材料４６１の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料４６２（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料４６２（蛍光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
図５（Ｂ）に示すように、ゲスト材料４６２の三重項励起エネルギー準位（図５（Ｂ）
において、ＴＦＧ）がホスト材料４６１の三重項励起エネルギー準位（図５（Ｂ）におい
て、ＴＦＨ）よりも高い構成である。
また、図５（Ｂ）に示すように、三重項－三重項消滅（ＴＴＡ：Ｔｒｉｐｌｅｔ－Ｔｒ
ｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）によって（図５（Ｂ）Ｅ９参照）、三重項励起
子同士が衝突することにより、その一部がホスト材料４６１の一重項励起状態の最も低い
準位（ＳＦＨ）に変換される。ホスト材料４６１の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＦ
Ｈ）からは、それよりも準位の低いゲスト材料４６２（蛍光材料）の一重項励起状態の最
も低い準位（ＳＦＧ）へエネルギー移動が起こり（図５（Ｂ）Ｅ１０参照）、ゲスト材料
４６２（蛍光材料）が発光する。
なお、ホスト材料４６１の三重項励起エネルギー準位がゲスト材料の三重項励起エネル
ギー準位よりも低いため、ＴＦＧは失活することなくＴＦＨにエネルギー移動（図５（Ｂ
）Ｅ１１参照）し、ＴＴＡに利用される。
発光層４６０を上述の構成とすることで、発光層４６０のゲスト材料４６２からの発光
を、効率よく得ることが可能となる。
なお、発光層４６０と発光層４７０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色
発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する
発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる
。
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層４６０と発光層４７０
との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
また、発光層４６０及び発光層４７０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複
数の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い
白色発光を得ることもできる。この場合、発光層４６０及び発光層４７０のいずれか一方
または双方を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるよ
うにしても良い。
＜発光層４７０の発光機構＞
発光層４７０の発光機構としては、図３（Ａ）に示す発光層１３０と同様の発光機構で
ある。
次に、発光層４６０及び発光層４７０に用いることのできる材料について、以下説明す
る。
＜発光層４６０に用いることのできる材料＞
発光層４６０中では、ホスト材料４６１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４６２
（蛍光材料）は、ホスト材料４６１中に分散される。ホスト材料４６１の一重項励起エネ
ルギー準位は、ゲスト材料４６２（蛍光材料）の一重項励起エネルギー準位よりも高く、
ホスト材料４６１の三重項励起エネルギー準位は、ゲスト材料４６２（蛍光材料）の三重
項励起エネルギー準位よりも低いことが好ましい。
ホスト材料４６１として、アントラセン誘導体、あるいはテトラセン誘導体が好ましい
。これらの誘導体は一重項励起エネルギー準位が高く、三重項励起エネルギー準位が低い
からである。具体的には、９－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル
）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３－［４－（１－ナフチル）
－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９－［４－（１
０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ
）、７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，
ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６－［３－（９，１０－ジフェニル－２
－アントリル）フェニル］－ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎ
ｆＰＰＡ）、９－フェニル－１０－｛４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル
）－ビフェニル－４’－イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）などが挙げられる。あ
るいは、５，１２－ジフェニルテトラセン、５，１２－ビス（ビフェニル－２－イル）テ
トラセンなどが挙げられる。
ゲスト材料４６２（蛍光材料）としては、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフ
ェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、
ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘
導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。
特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、
Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－
フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦ
ＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－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：１，６ＦＬＰＡＰ
ｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（ジベンゾフラン－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルピレン－
１，６－ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（ジベンゾチオフェン
－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰ
ｒｎ）などが挙げられる。また、実施の形態１に示すゲスト材料１３２として例示した材
料を用いても良い。
＜発光層４７０に用いることのできる材料＞
発光層４７０に用いることのできる材料としては、実施の形態１に示す発光層１３０に
用いることのできる材料を援用すればよい。
また、発光層４６０に含まれる発光材料と発光層４７０に含まれる発光材料の発光色に
限定は無く、同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ
取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色
の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層４６０に含まれる発
光材料の発光ピーク波長は発光層４７０に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ま
しい。
なお、発光層４６０及び発光層４７０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェッ
ト法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせるこ
とが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図６（Ａ）
（Ｂ）を用いて説明を行う。
なお、図６（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図６（
Ｂ）は、本発明の一態様の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
＜表示装置に関する説明＞
図６（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２とい
う）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以
下、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０６
という）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成として
もよい。
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されている
ことが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４
の一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回
路部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）やＴＡＢ（Ｔ
ａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置され
た複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回
路部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路
８０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するため
の回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、
端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力す
る。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力さ
れ、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以
下、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線
駆動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃
至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号
を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０
４ａは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、
端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元とな
る信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路
８０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは
、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信
号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与え
られる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有す
る。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有す
る。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも
可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。
信号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、
画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを
用いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを
介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介し
てデータ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路
８０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列
目の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路
８０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（
ｎはＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
図６（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８０
１の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動回
路８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保護
回路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することがで
きる。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配線
に接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び制
御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該
配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図６（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０６
を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静
電気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。た
だし、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに保
護回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続し
た構成とすることもできる。あるいは、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成と
することもできる。
また、図６（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂによ
って駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例え
ば、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された
基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する
構成としても良い。
＜画素回路の構成例＞
図６（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図６（Ｂ）に示す構成とすること
ができる。
図６（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６２
と、発光素子８７２と、を有する。
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる
配線（以下、信号線ＤＬ＿ｎという）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５
２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿ｍという）に電気
的に接続される。
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ
＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイ
ン電極の他方に電気的に接続される。
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電
気的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２の
ソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続
され、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続
される。
発光素子８７２としては、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発光素子を用いること
ができる。
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与
えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
図６（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図６（Ａ）に示す走査線
駆動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２をオン
状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで
保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４の
ソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電
流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマ
トリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式の
それぞれの方式に適用することができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、ト
ランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いるこ
とが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴ
ＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子
は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる
。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ
、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子
）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素
子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留
まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用
いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図るこ
とが出来る。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装
置に入力装置を取り付けた電子機器について、図７乃至図１１を用いて説明を行う。
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わ
せたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセン
サを用いる場合について説明する。
図７（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図７（Ａ）（Ｂ）
において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図７
（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板
２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも可
撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一つ
または全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することが
できる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にま
で引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９
（１）と電気的に接続する。
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する
複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回
され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接
続される。なお、図７（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と
対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電
容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式な
どがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
なお、図７（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサ
を適用した構成である。
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することが
できる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有す
る。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は
複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
電極２５９２は、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の
四辺形が角部で接続される形状を有する。
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し
配置されている。
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このと
き、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい
。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減
できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減すること
ができる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りう
る。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介
して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける
構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に
絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい
。
＜表示装置に関する説明＞
次に、図８（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図８（Ａ）は
、図７（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間の断面図に相当する。
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素
子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合につい
て説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の
色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０－５ｇ・
ｍ－２・ｄａｙ－１以下、好ましくは１×１０－６ｇ・ｍ－２・ｄａｙ－１以下である可
撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基
板２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率
が１×１０－３／Ｋ以下、好ましくは５×１０－５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０－
５／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性
基板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２
５１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散
を防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板
２５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフ
ィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアク
リル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンな
どのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０
は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図８（Ａ）に示すように、封止層
２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることができ
る。
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いるこ
とにより、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域
に発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、
不活性気体（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材
を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹
脂を充填してもよく、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂
、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル
）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂を用いることができる。ま
た、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好
ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると
好適である。
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モ
ジュール２５８０Ｒを有する。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給すること
ができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回
路の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、
着色層２５６７Ｒとを有する。
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層と
を有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態１乃至実施の形態３に示す発
光素子を適用することができる。
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長にお
ける光強度を増加させてもよい。
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発
光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子
２５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発
光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。
遮光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長帯域の光を透過する機能を有していればよく、
例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過する
カラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を
透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を
用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法な
どで形成することができる。
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトラン
ジスタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化す
るための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与し
てもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を
抑制できる。
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２
５５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。
なお、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に
形成してもよい。
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃ
とを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができ
る。
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。
また、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰ
Ｃ２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、
クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２
５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒ
ｄ）が取り付けられていても良い。
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図
８（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示して
いるが、これに限定されず、例えば、図８（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジスタ
を表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限
定はなく、Ｎ型およびＰ型のトランジスタを有する構造、Ｎ型のトランジスタまたはＰ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２
５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例え
ば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては
、１３族の半導体（例えば、ガリウムを有する半導体）、１４族の半導体（例えば、ケイ
素を有する半導体）、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いること
ができる。トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔのいずれか一方または双
方に、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは
３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することがで
きるため好ましい。当該酸化物半導体としては、Ｉｎ－Ｇａ酸化物、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化
物（Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウ
ム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）
、またはネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図８（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図８（Ｃ
）は、図７（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３－Ｘ４間の断面図に相当する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極
２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５
９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性
を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸
化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる
。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状
に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法と
しては、熱を加える方法等を挙げることができる。
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜し
た後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して
、電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂
、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接す
る電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高
めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１
及び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好
適に用いることができる。
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられてい
る。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は
一対の電極２５９１を電気的に接続している。
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置され
る必要はなく、０度を超えて９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また
、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミ
ニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コ
バルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いること
ができる。
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５
を保護してもよい。
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる
。
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐ
ｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図９（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図９（Ａ
）は、図７（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５－Ｘ６間の断面図に相当する。
図９（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図８（Ａ）で説明した表示装置２５０１と
、図８（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
また、図９（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図８（Ａ）及び図８（Ｃ）で説明し
た構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッ
チセンサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼
り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２
５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、
アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いるこ
とができる。
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとし
て、例えば円偏光板を用いることができる。
次に、図９（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図９（Ｂ）を用い
て説明する。
図９（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図９（Ｂ）に示すタッチパネル
２００１は、図９（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対するタッ
チセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構
成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図９（Ｂ）に示
す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する。
これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図
中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている
。
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッ
チセンサ２５９５を貼り合わせる。
図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板の上面及び下面の
いずれか一方または双方に射出されればよい。
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１０を用いて説明を行う。
図１０（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１０
（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、
図１０（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１－Ｘ６として、電流の変
化を検知する電極２６２２をＹ１－Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。ま
た、図１０（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量
２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換
えてもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１－Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路
である。Ｘ１－Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電
極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等によ
り容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または
接触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１－Ｙ６の配線
での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１－Ｙ６の配線では、被検知体の近接、
または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または
接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検
出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図１０（Ｂ）には、図１０（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入
出力波形のタイミングチャートを示す。図１０（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での
被検知体の検出を行うものとする。また図１０（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（
非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。な
おＹ１－Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示して
いる。
Ｘ１－Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１－
Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１－Ｘ６
の配線の電圧の変化に応じてＹ１－Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接
または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化す
る。
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知
することができる。
＜センサ回路に関する説明＞
また、図１０（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設ける
パッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有する
アクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチ
センサに含まれるセンサ回路の一例を図１１に示す。
図１１に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ
２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に
電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１
のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方が
トランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳ
Ｓが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたは
ドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳ
Ｓが与えられる。
次に、図１１に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトラン
ジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲー
トが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２と
してトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が
保持される。
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化する
ことに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノ
ードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電
流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出するこ
とができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、
酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにト
ランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を
長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リ
フレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器に
ついて、図１２及び図１３を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図１２に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２と
の間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続され
た表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有
する。
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８
００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８
００６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）
に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６
の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作
により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレー
ム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信
号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であって
も良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は
、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追
加して設けてもよい。
＜電子機器に関する説明＞
図１３（Ａ）乃至図１３（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐
体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又
は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、
加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電
場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する
機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有することができる。
図１３（Ａ）乃至図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１３（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１３（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
１３（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯
情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、
３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００
１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９０
０１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メール
やＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示
、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バ
ッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている
位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
図１３（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１３（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１３（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１３（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１３
（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１３（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状
態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開し
た状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２
０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００
に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることによ
り、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させるこ
とができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲
げることができる。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有す
ることを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器
にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部におい
ては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り
畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面
部に表示を行う構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用した照明装置の一例について
、図１４を用いて説明する。
図１４は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子
は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面
を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成すること
もできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い
。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の
壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８
５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた
照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いるこ
とにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のように、発光素子を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装
置は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０２ 電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１７ 電子輸送層
１１８ 電子注入層
１３０ 発光層
１３１ ホスト材料
１３１＿１ 有機化合物
１３１＿２ 有機化合物
１３２ ゲスト材料
１５０ 発光素子
４０１ 電極
４０２ 電極
４１１ 正孔注入層
４１２ 正孔輸送層
４１３ 電子輸送層
４１４ 電子注入層
４１５ 正孔注入層
４１６ 正孔輸送層
４１７ 電子輸送層
４１８ 電子注入層
４２０ 発光層
４２１ ホスト材料
４２１＿１ 有機化合物
４２１＿２ 有機化合物
４２２ ゲスト材料
４３０ 発光層
４３１ ホスト材料
４３１＿１ 有機化合物
４３１＿２ 有機化合物
４３２ ゲスト材料
４４１ 発光ユニット
４４２ 発光ユニット
４４５ 電荷発生層
４４６ 発光ユニット
４４７ 発光ユニット
４５０ 発光素子
４５２ 発光素子
４６０ 発光層
４６１ ホスト材料
４６２ ゲスト材料
４７０ 発光層
４７１ ホスト材料
４７１＿１ 有機化合物
４７１＿２ 有機化合物
４７２ ゲスト材料
８０１ 画素回路
８０２ 画素部
８０４ 駆動回路部
８０４ａ 走査線駆動回路
８０４ｂ 信号線駆動回路
８０６ 保護回路
８０７ 端子部
８５２ トランジスタ
８５４ トランジスタ
８６２ 容量素子
８７２ 発光素子
２０００ タッチパネル
２００１ タッチパネル
２５０１ 表示装置
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１０ａ 絶縁層
２５１０ｂ 可撓性基板
２５１０ｃ 接着層
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 隔壁
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５７０ａ 絶縁層
２５７０ｂ 可撓性基板
２５７０ｃ 接着層
２５８０Ｒ 発光モジュール
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 接続層
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチセンサ
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示装置
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８５０１ 照明装置
８５０２ 照明装置
８５０３ 照明装置
８５０４ 照明装置
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ 操作ボタン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１００ 携帯情報端末
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末

Claims (5)

  1. 一対の電極と、前記一対の電極間に設けられた発光層と、を有し、
    前記発光層は、第１の材料と、第２の材料と、を有し（ただし、前記第１の材料が下記２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩと下記ＰＣＡＳＦの混合材料であり、前記第２の材料がルブレンである場合と、前記第１の材料が下記４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと下記ＰＣＢＢｉＦの混合材料であり、前記第２の材料がルブレンである場合を除く）、
    前記第１の材料は、三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる機能を有し、
    前記第２の材料は、蛍光を呈することができる機能を有し、
    前記第１の材料の最低励起三重項エネルギー準位は、前記第２の材料の最低励起一重項エネルギー準位以上であり、
    前記第２の材料の第二励起三重項エネルギー準位は、前記第１の材料の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、
    前記第１の材料の最低励起三重項エネルギー準位は、前記第２の材料の最低励起三重項エネルギー準位以上であり、
    前記第１の材料の最低励起三重項エネルギー準位と、前記第２の材料の最低励起三重項エネルギー準位と、の差が０．５ｅＶ以上であり、
    前記第１の材料の発光スペクトルと、前記第２の材料の吸収スペクトルの最も長波長側に現れる吸収帯とが重なりを有し、
    前記第２の材料からの発光が得られる、発光素子。
  2. 請求項１において、
    前記第１の材料の最低励起一重項エネルギー準位と、前記第１の材料の最低励起三重項エネルギー準位と、の差が０ｅＶを超えて０．２ｅＶ以下である発光素子。
  3. 請求項１または２に記載の発光素子と、カラーフィルタ、シール、またはトランジスタと、を有する表示装置。
  4. 請求項３に記載の表示装置と、筐体またはタッチセンサと、を有する電子機器。
  5. 請求項１または２に記載の発光素子と、筐体またはタッチセンサと、を有する照明装置。

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