JP7345535B2 - 発光素子、照明装置、発光装置、表示装置、および電子機器 - Google Patents

発光素子、照明装置、発光装置、表示装置、および電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、有機化合物を発光物質として用いた発光素子、表示装置、発光装置、電子機器
及び照明装置に関する。
近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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物質を含む層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加
することにより、発光物質からの発光を得ることができる。
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く
、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好
適であると考えられている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、薄型軽
量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つ
である。
これらの発光素子は発光層を膜状に形成することが可能であるため、面状に発光を得るこ
とができる。よって、大面積の素子を容易に形成することができる。このことは、白熱電
球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であ
るため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該ＥＬ層を設けた有機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、一重項励起状態と三重項励起状態があり
、一重項励起状態（Ｓ＊）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ＊）からの発光がりん
光と呼ばれている。また、当該発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝
１：３であると考えられている。
一重項励起状態から発光する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）では室温において、通
常、三重項励起状態からの発光（りん光）は観測されず、一重項励起状態からの発光（蛍
光）のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた発光素子における内部量子効
率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ＊：Ｔ＊＝
１：３であることを根拠に２５％とされている。
一方、三重項励起状態から発光する化合物（以下、りん光性化合物と称す）を用いれば、
三重項励起状態からの発光（りん光）が観測される。また、りん光性化合物は項間交差（
一重項励起状態から三重項励起状態へ移ること）が起こりやすいため、内部量子効率は１
００％まで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物より高い発光効率が実現可能とな
る。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、りん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。
特許文献１では、複数の発光ドーパントを含む発光領域を有し、当該発光ドーパントがり
ん光を発する白色発光素子が開示されている。
特表２００４－５２２２７６号公報
理論的に内部量子効率を１００％とすることが可能なりん光性化合物ではあるが、素子
構造や、他の材料との組み合わせの最適化無しでは、高い効率を実現することは難しい。
特に、異なるバンド（発光色）のりん光性化合物を発光ドーパントとし複数種類用いる発
光素子においては、エネルギー移動を考慮するのはもちろんのこと、当該エネルギー移動
自体の効率を最適化せずには高い効率の発光を得ることは困難である。実際、上記特許文
献１では、発光ドーパントがすべてりん光の素子であってもその外部量子効率は３～４％
程度である。これは、光取り出し効率を考慮したとしても、内部量子効率は２０％以下で
あると考えられ、りん光発光素子としては低い値であると言わざるを得ない。
また、発光効率を高めるだけでなく、異なる発光色のドーパントを用いた多色発光素子
においては、各発光色のドーパントがバランス良く発光することが必要である。高い発光
効率を達成しつつ、各ドーパントの発光バランスをも保つのは、容易なことではない。
そこで、本発明の一態様では、複数の発光ドーパントを用いた発光素子において、当該複
数のドーパントがバランスよく発光しつつ、発光効率が高い発光素子を提供することを目
的とする。また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、消費電力の低
減された発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする
。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明では、複数の発光層において各々の発光層が異なるりん光材料を有する発光素子で
、複数の発光層のうち、長波長の発光を呈する発光材料が含まれた発光層は、それぞれ輸
送極性が異なるキャリア輸送性化合物を２種類含み、複数の発光層のうち、短波長の発光
を呈する発光材料が含まれた発光層はホスト材料を含み、当該ホスト材料の三重項励起エ
ネルギーが上記キャリア輸送性化合物のいずれか又は全部よりも三重項励起エネルギーが
高いことを特徴とする発光素子を提供する。このように、ホスト間でのエネルギー移動効
率が高くなるような組み合わせのホスト材料やキャリア輸送性化合物を適用することで、
本発明の一態様の発光素子を得ることができる。
すなわち、本発明の一態様は、陽極及び陰極の間に、第１のりん光性化合物と第１のホス
ト材料とを含む第１の発光層と、第２のりん光性化合物と第１の電子輸送性化合物と第１
の正孔輸送性化合物とを含む第２の発光層と、を有し、第２のりん光性化合物の発光波長
は、第１のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、第１のホスト材料の三重項励
起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合物のいずれかの三
重項励起エネルギー以上であり、第１の発光層と第２の発光層が接して設けられている発
光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の電子輸送性化
合物と第１の正孔輸送性化合物が、励起錯体を形成することを特徴とする発光素子である
。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１のホスト材料は
電子輸送性化合物であり、第１の発光層は第２の発光層の陰極側に設けられていることを
特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１のホスト材料は
正孔輸送性化合物であり、第１の発光層は第２の発光層の陽極側に設けられていることを
特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光層は、第
２のホスト材料をさらに含み、第２のホスト材料は正孔輸送性化合物であり、第２のホス
ト材料の三重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合
物のいずれかの三重項励起エネルギー以上であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光層は、第
２のホスト材料をさらに含み、第２のホスト材料は電子輸送性化合物であり、第２のホス
ト材料の三重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合
物のいずれかの三重項励起エネルギー以上であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１のホスト材料と
第２のホスト材料が、励起錯体を形成することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は陽極及び陰極の間に、第１のりん光性化合物と第１のホスト
材料とを含む第１の発光層と、第２のりん光性化合物と第１の電子輸送性化合物と第１の
正孔輸送性化合物とを含む第２の発光層と、第３のりん光性化合物と第２の電子輸送性化
合物と第２の正孔輸送性化合物とを含む第３の発光層と、を有し、第２のりん光性化合物
の発光波長は、第１のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、第３のりん光性化
合物の発光波長は、第２のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、第１のホスト
材料の三重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合物
のいずれかの三重項励起エネルギー以上であり、第１の発光層と第２の発光層と第３の発
光層がこの順に接して設けられている発光素子である。
また、本発明の他の構成は、陽極及び陰極の間に、第１のりん光性化合物と第１のホス
ト材料とを含む第１の発光層と、第２のりん光性化合物と第１の電子輸送性化合物と第１
の正孔輸送性化合物とを含む第２の発光層と、第３のりん光性化合物と第２の電子輸送性
化合物と第２の正孔輸送性化合物とを含む第３の発光層と、を有し、第２のりん光性化合
物の発光波長は、第１のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、第３のりん光性
化合物の発光波長は、第２のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、第１のホス
ト材料の三重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合
物のいずれかの三重項励起エネルギー以上であり、第１の電子輸送性化合物および第１の
正孔輸送性化合物の三重項励起エネルギーは、第２の電子輸送性化合物および第２の正孔
輸送性化合物のいずれかの三重項励起エネルギー以上であり、第１の発光層と第２の発光
層と第３の発光層がこの順に接して設けられている発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の電子輸送性化
合物と第１の正孔輸送性化合物が、励起錯体を形成し、第２の電子輸送性化合物と第２の
正孔輸送性化合物が、励起錯体を形成することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１のホスト材料は
電子輸送性化合物であり、第１の発光層は第２の発光層の陰極側に設けられていることを
特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１のホスト材料は
正孔輸送性化合物であり、第１の発光層は第２の発光層の陽極側に設けられていることを
特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光層は、第
２のホスト材料をさらに含み、第２のホスト材料は正孔輸送性化合物であり、第２のホス
ト材料の三重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合
物のいずれかの三重項励起エネルギー以上であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の発光層は、第
２のホスト材料をさらに含み、第２のホスト材料は電子輸送性化合物であり、第２のホス
ト材料の三重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性化合物および第１の正孔輸送性化合
物のいずれかの三重項励起エネルギー以上であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１のホスト材料と
第２のホスト材料が、励起錯体を形成することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の電子輸送性化
合物と第２の電子輸送性化合物は同一であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の正孔輸送性化
合物と第２の正孔輸送性化合物は同一であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第１の電子輸送性化
合物と第２の電子輸送性化合物は同一であり、かつ、第１の正孔輸送性化合物と第２の正
孔輸送性化合物は同一であることを特徴とする発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第２の発光層の膜厚
が２ｎｍ以上２０ｎｍ以下である発光素子である。
また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、第２の発光層の膜厚
が５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子を備えた発光装置、発光表示装
置、電子機器及び照明装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。ま
た、発光装置にコネクター、例えば異方導電性フィルム、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉ
ｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設
けられたモジュール、又は発光装置にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式により
ＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。さらに
、照明器具等に用いられる発光装置も含むものとする。
本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供できる。本発明の一態様では、該発
光素子を用いることにより、消費電力の低減された発光装置、発光表示装置、電子機器、
及び照明装置のいずれかを提供できる。
発光素子の概念図。 発光素子の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置の概念図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 発光素子１の発光スペクトル。 発光素子１の輝度－電流効率特性。 発光素子１の輝度－外部量子効率特性。 発光素子１の電圧－輝度特性。 発光素子１の輝度－パワー効率特性。 発光素子２及び発光素子３の発光スペクトル。 発光素子２及び発光素子３の輝度－電流効率特性。 発光素子２及び発光素子３の輝度－外部量子効率特性。 発光素子２及び発光素子３の電圧－輝度特性。 発光素子２及び発光素子３の輝度－パワー効率特性。 発光素子４の発光スペクトル。 発光素子４の輝度－電流効率特性。 発光素子４の輝度－外部量子効率特性。 発光素子４の電圧－輝度特性。 発光素子４の輝度－パワー効率特性。 発光素子４の規格化輝度時間変化。 ３５ＤＣｚＰＰｙのりん光スペクトル。 ＰＣＣＰのりん光スペクトル。 ２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩのりん光スペクトル。 ＰＣＢＡ１ＢＰのりん光スペクトル。 ２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩのりん光スペクトル。 ＰＣＢＮＢＢのりん光スペクトル。
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は当業者であれば容易に理解される。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。
（実施の形態１）
まず、本発明の一態様の発光素子の動作原理について説明する。本発明の主旨は、第１の
りん光性化合物と、該第１のりん光性化合物よりも長波長の発光を呈する第２のりん光性
化合物を用い、第１のりん光性化合物及び第２のりん光性化合物の両方を効率良く発光さ
せることにより、高効率な多色発光素子を得るというものである。
りん光性化合物を用いた多色発光素子を得る一般的な手法としては、何らかのホスト材
料中に、異なる発光色の複数のりん光性化合物を適当な比率で分散する手法が考えられる
。しかしながらこのような手法の場合、最も長波長の発光を示すりん光性化合物が発光し
やすくなってしまうため、多色発光を得るための素子構造（特にホスト材料中の各りん光
性化合物の濃度）の設計・制御は非常に困難である。
多色発光素子を得る他の手法として、異なる発光色の発光素子を直列に積層する、いわゆ
るタンデム構造が挙げられる。例えば、青色発光素子と、緑色発光素子と、赤色発光素子
の３つを直列に積層して同時に発光させれば、容易に多色光（この場合白色光）が得られ
る。素子構造も、青、緑、赤色の各素子をそれぞれに最適化すればよいので、その設計・
制御は比較的容易である。しかしながら、３つの素子を積層するため、層数は増大し、作
製は煩雑となる。また、各素子の接続部（いわゆる中間層）での電気的接触に問題が生じ
ると、駆動電圧の増大、すなわち電力ロスを招いてしまう場合がある。
一方、本発明の一態様の発光素子は、一対の電極間に、第１のりん光性化合物と第１のホ
スト材料とを含む第１の発光層と、第１のりん光性化合物よりも長波長の発光を呈する第
２のりん光性化合物と第１の電子輸送性化合物と第１の正孔輸送性化合物を含む第２の発
光層とが積層された発光素子である。この時、第１のホスト材料の三重項励起エネルギー
は、第１の電子輸送性化合物と第１の正孔輸送性化合物のいずれかの三重項励起エネルギ
ーより高く、第１の発光層及び第２の発光層は、タンデム構造とは異なり、互いに接して
設けられている。
図１に、上述した本発明の一態様の発光素子の素子構造を模式的に示す。図１には第１の
電極１０１、第２の電極１０２、ＥＬ層１０３が記載されている。ＥＬ層１０３には少な
くとも発光層１１３が設けられており、その他の層については適宜設ければよい、図１に
おいては、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４及び電子注入層１１
５が設けられている構成を仮に示してある。なお、第１の電極１０１は陽極として機能し
、第２の電極１０２は陰極として機能するものとする。
また、図１（ａ）、（ｂ）は、当該発光素子における発光層１１３を拡大して示した図
である。図１（ａ）、（ｂ）には第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ、当該２
層を合わせた発光層１１３、第１のりん光性化合物１１３Ｄａ、第２のりん光性化合物１
１３Ｄｂ、第１のホスト材料１１３Ｈａ１、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１、第
２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２が示されている。なお、図１（ｂ）は、第１の発光
層１１３ａにさらに第２のホスト材料１１３Ｈａ２が含まれている場合の模式図である。
なお、第１のホスト材料１１３Ｈａ１と第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１は同一で
も異なった材料でもよく、第２のホスト材料１１３Ｈａ２と第２のキャリア輸送性化合物
１１３Ｈ２も同一でも異なった材料でもよい。また、第１の発光層１１３ａ及び第２の発
光層１１３ｂはそのどちらが陽極側であっても、陰極側であってもよい。また、第１のホ
スト材料１１３Ｈａ１と第２のホスト材料１１３Ｈａ２はどちらか一方が電子輸送性化合
物であり、他方が正孔輸送性化合物である。同様に、第１のキャリア輸送性化合物１１３
Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２も一方が電子輸送性化合物であり、他方が
正孔輸送性化合物である。
発光層内の再結合領域の設定は、各発光層に含まれる第１のホスト材料１１３Ｈａ１、
第２のホスト材料１１３Ｈａ２、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１及び第２のキャ
リア輸送性化合物１１３Ｈ２の混合割合によって調整することができる。第１のホスト材
料１１３Ｈａ１と第２のホスト材料１１３Ｈａ２、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ
１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２は、上述のように、どちらか一方が電子輸送
性化合物、他方が正孔輸送性化合物である。そのため、これらの混合比を変えることによ
って、各発光層のキャリアの輸送性を調整することができ、結果として再結合領域の制御
を簡便に行うことができる。
なお、第２の発光層１１３ｂにて直接励起子が生成すると、第１のりん光性化合物１１
３Ｄａの発光が得にくいため、キャリアの再結合領域は、第１の発光層１１３ａ内部、又
は、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂの界面近傍であることが好ましい。
このように、キャリアの再結合領域を第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂの
界面近傍とするためには、第１の発光層１１３ａが陽極側にある場合には、第１の発光層
１１３ａを正孔輸送性に、陰極側にある場合には第１の発光層１１３ａを電子輸送性にす
ればよい。そして、第２の発光層１１３ｂを各々の反対の輸送性とすることによって、再
結合領域を第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの界面近傍とすることができ
る。また、キャリアの再結合領域を第１の発光層１１３ａ内とするためには、上述の構成
を基本として、第１の発光層１１３ａのバイポーラ性を高めればよい。
図１（ａ）のような構成である場合、第１の発光層１１３ａが陽極側にある場合には第１
のホスト材料１１３Ｈａ１を正孔輸送性に、陰極側にある場合には第１のホスト材料１１
３Ｈａ１を電子輸送性にし、第２の発光層１１３ｂは第１のキャリア輸送性化合物１１３
Ｈ１及び第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２の混合割合を変化させることによって第
１の発光層１１３ａと反対のキャリア輸送性に調整すればよい。
第２の発光層１１３ｂ及び図１（ｂ）に示したような第１の発光層１１３ａである場合
は、発光層内に含まれる電子輸送性化合物と正孔輸送性化合物の混合割合を変化させるこ
とで各々の輸送性を調節することができる。
ただし、再結合領域が第１の発光層１１３ａ内部、又は第１の発光層と第２の発光層の
界面である場合、今度は第１のりん光性化合物と比較して第２のりん光性化合物１１３Ｄ
ｂによる発光強度比が小さくなってしまう場合がある。そこで本発明の一態様では、図１
（ａ）の構成の場合は、第１のホスト材料１１３Ｈａ１の三重項励起エネルギーが、第１
のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２のいずれか
一方又は両方よりも大きくなるように材料の組み合わせを選択する。このことによって、
キャリアの再結合による三重項励起エネルギーは、その一部が第１のホスト材料１１３Ｈ
ａ１から第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ
２のいずれか一方又は両方の三重項励起準位に移動し、第２のりん光性化合物１１３Ｄｂ
を発光させることができる。
また、図１（ｂ）のように、第１の発光層１１３ａにさらに第２のホスト材料１１３Ｈ
ａ２を含む場合は、第２のホスト材料１１３Ｈａ２の三重項励起エネルギーも、第１のキ
ャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２のいずれか一方
又は両方よりも大きくなるように選択する。このことによって、キャリアの再結合による
三重項励起エネルギーは、その一部が第２のホスト材料１１３Ｈａ２から第１のキャリア
輸送性化合物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２のいずれか一方又は両
方の三重項励起準位に移動し、第２のりん光性化合物１１３Ｄｂを発光させることができ
る。
このように、キャリアの再結合により生成される励起エネルギーの７５％を占める三重
項励起エネルギーの移動を考慮した構成とすることによって、第２のりん光性化合物１１
３Ｄｂの発光を所望の強度で得ることができる。
一方、第１のホスト材料１１３Ｈａ１又は第２のホスト材料１１３Ｈａ２の一重項励起
エネルギーが、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１
１３Ｈ２のそれよりも高い場合は、デクスター機構により移動が起こる。また、この場合
、第１のホスト材料１１３Ｈａ１又は第２のホスト材料１１３Ｈａ２が蛍光発光性であれ
ば、フェルスター機構によってもエネルギー移動が起こる。
ここで、より発光効率の高い発光素子を得るために、りん光性化合物へのエネルギー移動
について考える。本説明においては、りん光性化合物へエネルギーを与える物質のことを
ホスト材料と呼ぶことにする。
キャリアの再結合は、ホスト材料とりん光性化合物との両方で行われるため、発光効率
の向上のためには、ホスト材料からりん光性化合物へのエネルギー移動を効率化する必要
がある。ホスト材料からりん光性化合物へのエネルギー移動にはデクスター機構、フェル
スター機構の二つの機構が提唱されている。
ホスト分子からゲスト分子へのエネルギー移動効率ΦＥＴは、下記式で表される。ｋｒ
は、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りん光）の速度定数を表し、ｋｎは、非発光過程
（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測される励起状態の寿命を表す。
まず、上記数式より、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、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）に比べて遙かに大
きくすれば良いことがわかる。そして、そのエネルギー移動の速度定数ｋｈ ＊ →ｇを大き
くするためには、フェルスター機構、デクスター機構のどちらの機構においても、ホスト
分子の発光スペクトル（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りん光スペクトル）とゲスト
分子（第２の発光層においてはりん光性化合物）の吸収スペクトルとの重なりが大きい方
が良い。
ここで、ホスト分子の発光スペクトルとりん光性化合物の吸収スペクトルとの重なりを考
える上で、りん光性化合物の吸収スペクトルにおける最も長波長（低エネルギー）側の吸
収帯が重要である。
りん光性化合物の吸収スペクトルにおいて、最も発光に強く寄与すると考えられている
吸収帯は、基底状態から三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収波長近傍にあり、そ
れは最も長波長側に現れる吸収帯である。このことから、ホスト材料の発光スペクトル（
蛍光スペクトル及びりん光スペクトル）は、りん光性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ことが好ましいと考えられる。
例えば、有機金属錯体、特に発光性のイリジウム錯体において、最も長波長側の吸収帯と
して、５００～６００ｎｍ付近にブロードな吸収帯が現れる場合が多い。この吸収帯は、
主として、三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｅｒ）遷移に由来する。ただし、該吸収帯には三重項π－π＊遷移や一重項ＭＬＣＴ
遷移に由来する吸収も一部含まれ、これらが重なって、吸収スペクトルの最も長波長側に
ブロードな吸収帯を形成していると考えられる。したがって、ゲスト材料に、有機金属錯
体（特にイリジウム錯体）を用いるときは、このように最も長波長側に存在するブロード
な吸収帯と、ホスト材料の発光スペクトルが大きく重なる状態が好ましい。
ここでまず、ホスト材料の三重項励起状態からのエネルギー移動を考えてみる。上述の
議論から、三重項励起状態からのエネルギー移動においては、ホスト材料のりん光スペク
トルとりん光性化合物の最も長波長側の吸収帯との重なりが大きくなればよい。
しかしながら、このとき問題となるのは、ホスト分子の一重項励起状態からのエネルギー
移動である。三重項励起状態からのエネルギー移動に加え、一重項励起状態からのエネル
ギー移動も効率よく行おうとすると、上述の議論から、ホスト材料のりん光スペクトルだ
けでなく、蛍光スペクトルをもゲスト材料の最も長波長側の吸収帯と重ねるように設計し
なければならない。換言すれば、ホスト材料の蛍光スペクトルが、りん光スペクトルと同
じような位置に来るようにホスト材料を設計しなければ、ホスト材料の一重項励起状態及
び三重項励起状態の双方からのエネルギー移動を効率よく行うことはできないということ
になる。
ところが、一般に、一重項励起準位と三重項励起準位は大きく異なる（一重項励起準位
＞三重項励起準位）ため、蛍光の発光波長とりん光の発光波長も大きく異なる（蛍光の発
光波長＜りん光の発光波長）。例えば、りん光性化合物を用いた発光素子において良く用
いられる４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）は、５００ｎｍ
付近にりん光スペクトルを有するが、一方で蛍光スペクトルは４００ｎｍ付近であり、１
００ｎｍもの隔たりがある。この例から考えてみても、ホスト材料の蛍光スペクトルがり
ん光スペクトルと同じような位置に来るようにホスト材料を設計することは、極めて困難
である。
また、ある物質における一重項励起準位は、三重項励起準位よりもエネルギー準位が高
いことから、蛍光スペクトルがゲスト材料の最も長波長側の吸収スペクトルに近接するよ
うな波長にあるホスト材料の三重項励起準位は、ゲスト材料の三重項励起準位を下回って
しまう。
ここで、２種類の材料からなる励起状態である励起錯体について述べる。励起錯体の蛍
光スペクトルは、２種類の材料のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と深いほうのＬＵＭＯ準位
のエネルギー差に由来する発光を呈するため、元の物質単体の蛍光スペクトルより長波長
側にスペクトルを有する発光となる。このため、励起錯体を形成する２つの化合物の三重
項励起エネルギーをゲスト材料の三重項励起エネルギーより高く保ったまま、一重項励起
状態からのエネルギー移動を最大限に高めることができる。
さらにまた、励起錯体は三重項励起準位と一重項励起準位が近接している状態であるた
め、蛍光スペクトルとりん光スペクトルがほぼ同じ位置に存在する。このことから、ゲス
ト分子の一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に相当する吸収（ゲスト分子の吸収
スペクトルにおける最も長波長側に存在するブロードな吸収帯）に励起錯体の蛍光スペク
トル及びりん光スペクトルの両方を大きく重ねることができるため、エネルギー移動効率
が高い発光素子を得ることができる。
このように、第２の発光層においては、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と、第２
のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２は励起錯体を形成する組み合わせであることが好まし
い。さらには、第２のりん光性化合物１１３Ｄｂの最も低エネルギー側の吸収帯と、当該
励起錯体の発光スペクトルが重なることで、より発光効率の良好な発光素子を得ることが
できる。また、第２のりん光性化合物１１３Ｄｂの最も低エネルギー側の吸収帯のピーク
波長と、当該励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値の差が０．２ｅ
Ｖ以下であるとスペクトル同士の重なりが大きくなり好ましい構成である。
また、図１（ｂ）のような構成である場合には、第１のホスト材料１１３Ｈａ１と、第
２のホスト材料１１３Ｈａ２は励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。さ
らには、第１のりん光性化合物の最も低エネルギー側の吸収帯と、当該励起錯体の発光ス
ペクトルが重なることで、より発光効率の良好な発光素子を得ることができる。また、第
１のりん光性化合物１１３Ｄａの最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長と、当該励起
錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値の差が０．２ｅＶ以下であるとス
ペクトル同士の重なりが大きくなり好ましい構成である。
励起錯体の発光は、上述のように、当該励起錯体を構成する２種類の物質のうち、浅い
方のＨＯＭＯ準位と深いほうのＬＵＭＯ準位のエネルギー差に由来する。そのため、励起
錯体をホストとして用いると、材料の組み合わせを変更することによって、発光スペクト
ルを変化させることができるため、りん光性化合物の長波長側の吸収にあわせた発光を容
易に得ることができる。
また、第１のホスト材料１１３Ｈａ１及び第２のホスト材料１１３Ｈａ２は、第１のりん
光性化合物１１３Ｄａを消光させないよう、該第１のりん光性化合物１１３Ｄａよりも高
い三重項励起エネルギーを有していることが好ましい。また、第１のキャリア輸送性化合
物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２は、第２のりん光性化合物１１３
Ｄｂを消光させないよう、該第２のりん光性化合物１１３Ｄｂよりも高い三重項励起エネ
ルギーを有していることが好ましい。
以上のような構成を有する発光素子は、発光効率が高く、且つ、バランスよく各々のりん
光性化合物から発光を得ることが可能な発光素子とすることができる。
第１のホスト材料１１３Ｈａ１、第２のホスト材料１１３Ｈａ２、第１のキャリア輸送
性化合物１１３Ｈ１及び第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２として用いることができ
る電子輸送性化合物及び正孔輸送性化合物としては、以下のような化合物が挙げられる。
なお、第１のホスト材料１１３Ｈａ１、第２のホスト材料１１３Ｈａ２はどちらか一方が
電子輸送性化合物であり、他方が正孔輸送性化合物であり、第１のキャリア輸送性化合物
１１３Ｈ１及び第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２もどちらか一方が電子輸送性化合
物であり、他方が正孔輸送性化合物である。また、これら組み合わせを選択する際、励起
錯体を形成する組み合わせを選択することが好ましい。
電子輸送性化合物としては、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－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，
２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフ
ェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、
９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９
Ｈ－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）などのポリ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：２ｍＤＢＴＢＰＤ
Ｂｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］
ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６－ビス［３－（
フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４
，６－ビス〔３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢ
ＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）などのジ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－ピリジル）－フェン－３－イル］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、π電子不足型複素芳香族化合物が
好ましい。上述した中でも、ジ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。
正孔輸送性化合物は、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビ
フェニル（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：ＰＣＢ
Ａ１ＢＰ）、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：ＰＣ
ＢＡＮＢ）、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）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）、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－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－Ｉ
Ｉ）、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、π電子過剰型複素芳香族化合物が好ましい。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。
以上のような構成を有する発光素子は、発光効率が良好であり、且つ複数の発光物質か
らの発光を得ることが可能な発光素子である。また当該発光素子は、タンデム型とは異な
るため、製造工程も煩雑化せず、また、中間層による電力のロスも小さい。また、白色発
光素子としての利用価値も高い。
なお、図１（ｃ）、（ｄ）のように、発光層１１３を第１の発光層１１３ａ、第２の発
光層１１３ｂ、第３の発光層１１３ｃの三層で形成しても良い。この際第１の発光層１１
３ａと、第２の発光層１１３ｂとの関係は上述のとおりである。
第３の発光層１１３ｃには、第３のりん光性化合物１１３Ｄｃ、第３のキャリア輸送性
化合物１１３Ｈ３及び第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４が含まれる。第３のりん光
性化合物１１３Ｄｃの発光波長は、第２のりん光性化合物１１３Ｄｂよりも長波長である
。また、第３のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ３と第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ
４はどちらか一方が電子輸送性化合物であり、他方が正孔輸送性化合物である。これら第
３のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ３と第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４として用
いることができる化合物は、上述の第１のホスト材料１１３Ｈａ１、第２のホスト材料１
１３Ｈａ２、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１及び第２のキャリア輸送性化合物１
１３Ｈ２として用いることができる化合物として挙げた化合物を用いることができる。
第３のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ３と第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４は、
第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２や、第
１のホスト材料１１３Ｈａ１と第２のホスト材料１１３Ｈａ２と同様の理由によって、励
起錯体を形成することが好ましい。また、励起錯体から第３のりん光性化合物１１３Ｄｃ
へのエネルギー移動を最適化するために、当該励起錯体の発光スペクトルと、第３のりん
光性化合物１１３Ｄｃの最も長波長側の吸収帯が重なっていることが好ましい。また、第
３のりん光性化合物１１３Ｄｃの最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長と、当該励起
錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値の差が０．２ｅＶ以下であるとス
ペクトル同士の重なりが大きくなり好ましい構成である。また、第３のキャリア輸送性化
合物１１３Ｈ３と第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４は、第３のりん光性化合物１１
３Ｄｃを消光させないよう、該第３のりん光性化合物１１３Ｄｃよりも高い三重項励起エ
ネルギーを有していることが好ましい。
第３の発光層１１３ｃは第１の発光層１１３ａ内、又は第１の発光層１１３ａと第２の
発光層１１３ｂの界面近傍の再結合領域での再結合エネルギーが第２の発光層１１３ｂを
介して移動することによって発光する。このため、第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ
１及び第２のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ２の三重項励起エネルギーは、第３のキャリ
ア輸送性化合物１１３Ｈ３と第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４のいずれか一方の三
重項励起エネルギーよりも大きいことが好ましい。
また、再結合領域を第１の発光層１１３ａ内、又は第１の発光層１１３ａと第２の発光
層１１３ｂの界面近傍とするために、第３の発光層１１３ｃの輸送性は、第２の発光層１
１３ｂの輸送性と同一であることが好ましい。さらに、第３のキャリア輸送性化合物１１
３Ｈ３と第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４とを構成する電子輸送性化合物と正孔輸
送性化合物は、どちらか一方又は両方が第１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１と第２の
キャリア輸送性化合物１１３Ｈ２を構成する電子輸送性化合物と正孔輸送性化合物の一方
又は両方と同一であってもよい。これによって、各層を構成する材料が共通化され、コス
ト的に有利となる。
図１（ｃ）、（ｄ）の発光層１１３の構成を有する図１の発光素子は、第１の発光層１１
３ａが陽極側に形成されていても、陰極側に形成されていても良い。
第１の発光層１１３ａが陽極側に形成されている場合、第１の発光層１１３ａは正孔輸
送性の層であり、第２の発光層１１３ｂ及び第３の発光層１１３ｃは電子輸送性の層であ
ることが好ましい。第１の発光層の輸送性は、図１（ｃ）の構成である場合は第１のホス
ト材料１１３Ｈａ１を正孔輸送性の材料とすればよい。また、図１（ｄ）の構成である場
合は、第１のホスト材料１１３Ｈａ１と第２のホスト材料１１３Ｈａ２（すなわち電子輸
送性化合物と正孔輸送性化合物）との混合比を変えることによって調整することができる
。第２の発光層１１３ｂ及び第３の発光層１１３ｃにおいても、同様に第１のキャリア輸
送性化合物１１３Ｈ１乃至第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４の混合比を変えること
によって所望の輸送性を有する発光層とすることができる。
また、第１の発光層１１３ａが陰極側に形成されている場合、第１の発光層１１３ａは
電子輸送性の層であり、第２の発光層１１３ｂ及び第３の発光層１１３ｃは正孔輸送性の
層であることが好ましい。第１の発光層１１３ａの輸送性は、図１（ｃ）の構成である場
合は第１のホスト材料１１３Ｈａ１を電子輸送性の材料とすればよい。また、図１（ｄ）
の構成である場合は、第１のホスト材料１１３Ｈａ１と第２のホスト材料１１３Ｈａ２（
すなわち電子輸送性化合物と正孔輸送性化合物）との混合比を変えることによって調整す
ることができる。第２の発光層１１３ｂ及び第３の発光層１１３ｃにおいても、同様に第
１のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ１乃至第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４の混合
比を変えることによって所望の輸送性を有する発光層とすることができる。
さらに、第２の発光層１１３ｂを介してエネルギー移動することから、第２の発光層１
１３ｂの膜厚が厚すぎると第３の発光層１１３ｃまでエネルギー移動が起こらず、第３の
りん光性化合物１１３Ｄｃからの発光を得ることができないため、第３の発光層１１３ｃ
からの発光を得るためには、第２の発光層１１３ｂの膜厚は２ｎｍ乃至２０ｎｍが好まし
く、より好ましくは５ｎｍ乃至１０ｎｍである。
なお、図１（ｃ）、（ｄ）のような発光層１１３の構成を有する本実施の形態における
発光素子は、第１のりん光性化合物１１３Ｄａを青色系の発光を示す化合物、第２のりん
光性化合物１１３Ｄｂを緑色系の発光を示す化合物、第３のりん光性化合物１１３Ｄｃを
赤色系の発光を示す化合物とすることによって、良好な白色発光（例えばＪＩＳの照明規
格に合致する白色発光）を得ることができる。またこのような白色発光は演色性も高い。
また、このような白色発光素子は照明としての利用に非常に好適である。
以上のような構成を有する発光素子は、複数の発光物質を用いた発光素子であって、発光
効率の良好な発光素子とすることができる。また、当該複数の発光物質からの発光をバラ
ンスよく得ることが可能な発光素子とすることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では実施の形態１で説明した発光素子の詳細な構造の例について図１を用
いて以下に説明する。
本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層を有する。
本実施の形態において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の
電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。
なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として
機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０
２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加した
ときに、発光が得られる構成となっている。
第１の電極１０１は陽極として機能するため、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅ
Ｖ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが
好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム－酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔ
ｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ、
酸化インジウム－酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（
ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法によ
り成膜されるが、ゾル－ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例として
は、酸化インジウム－酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加
えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タ
ングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対
し酸化タングステンを０．５～５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１～１ｗｔ％含有したターゲッ
トを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（
Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）
、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の
窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお
、後述する複合材料をＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで
、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
ＥＬ層１０３の積層構造については、発光層１１３が実施の形態１に示したような構成
となって入れば他は特に限定されない。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層、電子注入層、キャリアブロック層等を適宜組み合わせて構成することができる。
本実施の形態では、ＥＬ層１０３は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔注入層１
１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５を有する
構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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、マンガン酸化物等を用いること
ができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ
ＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、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）等の芳香族アミン化合物、或
いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤ
ＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた
複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有さ
せたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことが
できる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の
小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、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－ＴＣ
ＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができ
る。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができ
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、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい
。中でも特に、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。
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導
体、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
々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正
孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、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。以下では、複合材料における正孔輸
送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
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：ＤＴＤＰＰＡ）、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。
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３－［Ｎ－
（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバ
ゾール（略称：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、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’－
ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－
カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニル－
９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４－ビス［
４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－２，３，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用
いることができる。
また、複合材料に用いることのできる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）、９，１
０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラ
セン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎ
ｔｈ）、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、１０，１
０’－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、１×１０－６
ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４～４２である芳香族炭化水素を用いる
ことがより好ましい。
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、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。
正孔注入層を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発
光素子を得ることが可能となる。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、
例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略
称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，
１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス
（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４
’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン
（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２
－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－
（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）など
の芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性が高く
、主に１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材
料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層１１２に用いることが
できる。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）等の高分子化合物を用いることもできる。なお
、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上
積層したものとしてもよい。
発光層１１３は、実施の形態１で説明したような構成を有している。このため、本実施
の形態における発光素子は発光効率が良好であり、含まれる複数のりん光性化合物からバ
ランスよく発光が得られる。発光層１１３の主な構成については実施の形態１の記載を参
照されたい。
発光層１１３において、第１のりん光性化合物１１３Ｄａ乃至第３のりん光性化合物１
１３Ｄｃとして用いることが可能な材料としては、実施の形態１で説明したような関係を
有する組み合わせであれば、特に限定は無い。第１のりん光性化合物１１３Ｄａ乃至第３
のりん光性化合物１１３Ｄｃとしては例えば、以下のようなものが挙げられる。
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（ｍｐｐｔｚ－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）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（ＩＩＩ）（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：ＦＩｒ６）、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（ＩＩ
Ｉ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）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。これらは青色の
りん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合
物である。上述した中でも、４Ｈ－トリアゾール、１Ｈ－トリアゾール、イミダゾールの
ようなポリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、正孔トラップ性が高い。し
たがって、これらの化合物を本発明の一態様の発光素子における第１のりん光性化合物と
して用い、且つ第１の発光層が第２の発光層よりも陰極側に設けられ、且つ第２の発光層
が正孔輸送性である場合（具体的には、第２のホスト材料が正孔輸送材料である場合）、
キャリアの再結合領域を第１の発光層内に制御することが容易となるため好ましい。なお
、４Ｈ－トリアゾール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優
れるため、特に好ましい。
また、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：Ｉｒ（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［６－（２－ノルボルニル）－４－フェニルピリミジナト］イリ
ジウム（ＩＩＩ）（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－ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐ
ｍ）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（Ｉ
ＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ－Ｍｅ）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（ｂｚ
ｑ）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（Ｉ
ＩＩ）（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（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））の
ような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり
、５００ｎｍ～６００ｎｍに発光のピークを有する。上述した中でも、ピリミジン、ピラ
ジンのようなジアジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、正孔トラップ性が弱く、
電子トラップ性が高い。したがって、これらの化合物を本発明の一態様の発光素子におけ
る第１のりん光性化合物として用い、且つ第１の発光層が第２の発光層よりも陽極側に設
けられ、且つ第２の発光層が電子輸送性である場合（具体的には、第２のホスト材料が電
子輸送材料である場合）、キャリアの再結合領域を第１の発光層内に制御することが容易
となるため好ましい。なお、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、（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（ＩＩＩ）（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：Ｉｒ（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（ｔｐｐ
ｒ）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（ＩＩ
Ｉ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）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。これらは、
赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有す
る。上述した中でも、ピリミジン、ピラジンのようなジアジン骨格を有する有機金属イリ
ジウム錯体は、正孔トラップ性が弱く、電子トラップ性が高い。したがって、ジアジン骨
格を有する有機金属イリジウム錯体を第２のりん光性化合物として用い、且つ第１の発光
層が第２の発光層よりも陰極側に設けられ、且つ第２の発光層が正孔輸送性である場合（
具体的には、第２のホスト材料が正孔輸送材料である場合）、キャリアの再結合領域を第
１の発光層内に制御することが容易となるため好ましい。なお、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
ため、白色発光素子に適用すると演色性を高めることができる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光材料の中から、第１のりん
光性化合物１１３Ｄａ乃至第３のりん光性化合物１１３Ｄｃを選択し、用いてもよい。
なお、りん光性化合物（第１のりん光性化合物１１３Ｄａ乃至第３のりん光性化合物１
１３Ｄｃ）に換えて、熱活性化遅延蛍光を示す材料、すなわち熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤ
Ｆ）材料を用いても良い。ここで、遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ち
ながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０－６秒以上、好ましくは１０－
３秒以上である。熱活性化遅延蛍光材料として、具体的には、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（Ｍ
ｇ）、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、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 Ｉ
Ｘ））、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 ＩＩ
Ｉ－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（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。さらに、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（ＰＩＣ－ＴＲＺ）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を用いることもできる。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なり、Ｓ１とＴ
１のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
上記第１のホスト材料１１３Ｈａ１、第２のホスト材料１１３Ｈａ２、第１のキャリア
輸送性化合物１１３Ｈ１乃至第４のキャリア輸送性化合物１１３Ｈ４として用いることが
可能な材料は、実施の形態１で明示したため、繰り返しとなる記載を省略する。
発光層１１３は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液としてインクジェット法やスピン
コート法やディップコート法などを用いて作製することができる。
電子輸送層１１４は、電子輸送性の物質を含む層である。例えば、トリス（８－キノリ
ノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アル
ミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリ
リウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフ
ェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨
格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２－（２－ヒドロキシフェ
ニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２－（２－ヒドロ
キシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール
系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体
以外にも、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３
，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチ
ルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７
）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）
－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅ
ｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質
は、電子輸送性が高く、主に１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である
。なお、上述した電子輸送性のホスト材料を電子輸送層１１４に用いても良い。
また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積
層したものとしてもよい。
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。
これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加し
た層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節す
ることが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発
生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
また、電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子
注入層１１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、
フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又は
アルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有す
る物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させ
たものを用いることができる。なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質
からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより
、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ
以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる
。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアル
カリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）
等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ
、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこ
れらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に
、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、酸化インジ
ウム－酸化錫、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化錫等様々な導
電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタ
リング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用い
ることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用い
ても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない
。
電極についても、ゾル－ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペース
トを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法
を用いて形成しても良い。
以上のような構成を有する発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に
生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において
正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成さ
れるような構成となっている。
発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って
外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方
または両方は、透光性を有する電極で成る。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極
である場合、発光は第１の電極１０１を通って取り出される。また、第２の電極１０２の
みが透光性を有する電極である場合、発光は第２の電極１０２を通って取り出される。第
１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する電極である場合、発光
は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って、両方から取り出される。
なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のも
のには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近
接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極
１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における発光
領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動
を抑制するため、その三重項励起エネルギーが発光層を構成する物質が有する三重項励起
エネルギーより大きい物質で構成することが好ましい。
本実施の形態における発光素子は、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、第１の電極１０１側から順に積層しても、第
２の電極１０２側から順に積層しても良い。発光装置は一基板上に一つの発光素子を形成
したものでも良いが、複数の発光素子を形成しても良い。一基板上にこのような発光素子
を複数作製することで、素子分割された照明装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作
製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製し
てもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス
型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦ
Ｔでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性につい
ても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。ま
た、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるも
のでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるも
のであってもよい。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子
ともいう）の態様について、図２を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第
２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは
、図１で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、図１で示した発光素子は、
１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを
有する発光素子ということができる。
図２において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット
５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２
の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１
と第２の電極５０２はそれぞれ図１における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当
し、図１の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニ
ット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい
。
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機
化合物と金属酸化物の複合材料は、図１で示した正孔注入層１１１に用いることができる
複合材料を用いることができる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾー
ル化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）な
ど、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×
１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よりも正
孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸
化物の複合材料は、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、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層に接し
ている場合は、電荷発生層が発光ユニットの正孔輸送層の役割も担うことができるため、
発光ユニットは正孔輸送層を設けなくとも良い。
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と他の材料に
より構成される層を積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の
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積層して形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料
を含む層と、透明導電膜とを積層して形成してもよい。
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電
荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２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２において、第１の電極の電位の方が第２の電極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５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し
、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
図２では、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。本実施の形
態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って
配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素
子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することがで
きる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体とし
て、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子
において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得
ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。
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、上記発光層１１３の構成
が用いられていることによって、当該ユニットの製造工程を削減することができるため、
実用化に有利な多色発光素子を提供することができる。
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、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を用いた発光装置
について説明する。
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を用いて作製され
た発光装置について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図
、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ－ＢおよびＣ－Ｄで切断した断面図である。この発光装置
は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回
路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また
、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間
６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路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ＦＰＣ（フレキシブルプ
リントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号
等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント
配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光
装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものと
する。
次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１
と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路
、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板
上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を
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ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ
型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物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、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性ア
クリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ～３μｍ）を有
する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、
或い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。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成され
ている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数
の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したイン
ジウム錫酸化物膜、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、
クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニ
ウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チ
タン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵
抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができ
る。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート
法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１乃至実施の形態３
で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、
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
。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材
料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化
合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６
で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を
薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジ
ウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いる
のが良い。
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、発光素子が形成
されている。当該発光素子は実施の形態１乃至実施の形態３の構成を有する発光素子であ
る。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発
光装置では、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。
さらにシール材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で囲まれた空間６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間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で充填され
る場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材６２５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。
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な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（Ｆｉｂｅｒｇ
ｌａｓｓ－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に記載の発光素子を用いて作製され
た発光装置を得ることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を
用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の
形態１乃至実施の形態３で示した発光効率の良好な発光素子であり、消費電力の低減され
た発光装置とすることができる。また、駆動電圧の小さい発光素子であり、駆動電圧の小
さい発光装置を得ることができる。
以上のように、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について説明し
たが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図４には本発明を適用
して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図４（Ａ）は、発光装置を
示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ－Ｙで切断した断面図である。図４において、
基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。
電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９
５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁
と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短
辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁
層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９
５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に
起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置に
おいても、低駆動電圧で動作する実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を有す
ることによって、低消費電力で駆動させることができる。また、実施の形態１乃至実施の
形態３に記載の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。ま
た、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を有することによって信頼性の高い
発光装置とすることが可能となる。
また、フルカラー表示とするためには、発光素子からの光が発光装置の外部に出る為の
光路上に着色層もしくは色変換層を設ければ良い。着色層等を設けることによってフルカ
ラー化した発光装置の例を図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図５（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１０２１、周辺部１０４２、画素部１０
４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ
、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基
板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。また、着色層（赤色の着色層１０
３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設
ける。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及
び黒色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、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、本実施
の形態においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過
して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は
赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴ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）の発光装置としたが、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）の発光装置としても良い。トップエミッション型
の発光装置の断面図を図６に示す。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。ＴＦＴ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
エミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極
１０２２を覆って形成する。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、他の公知の材料を用いて形成する
ことができる。
発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、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６のようなトップエミッション型の発光
装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は
、実施の形態１乃至実施の形態３で説明したような構成とし、白色の発光が得られるよう
な素子構造とする。白色の発光が得られる構成としては、ＥＬ層を２層用いた場合には一
方のＥＬ層における発光層から青色の光が、もう一方のＥＬ層における発光層から橙色の
光が得られるような構成や、一方のＥＬ層における発光層から青色の光が、もう一方のＥ
Ｌ層における発光層からは赤色と緑色の光が得られるような構成などが考えられる。また
、ＥＬ層を３層用いた場合には、それぞれの発光層から、赤色、緑色、青色の発光が得ら
れるようにすることで白色発光を呈する発光素子を得ることができる。なお、実施の形態
１乃至実施の形態３で示した構成を適用しているのであれば、白色発光を得る構成はこれ
に限らないことはもちろんである。
着色層は、発光素子からの光が外部へとでる光路上に設ける。図５（Ａ）のようなボト
ムエミッション型の発光装置の場合、透明な基材１０３３に着色層１０３４Ｒ、１０３４
Ｇ、１０３４Ｂを設けて基板１００１に固定することによって設けることができる。また
、図５（Ｂ）のように着色層をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間
に設ける構成としても良い。図６のようなトップエミッションの構造であれば着色層（赤
色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封
止基板１０３１で封止を行うこともできる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位
置するように黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の
着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラ
ックマトリックス）はオーバーコート層１０３６によって覆われていても良い。なお封止
基板１０３１は透光性を有する基板をもちいることとする。
こうして得られた有機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると白色の発光領域１０
４４Ｗが得られる。また、着色層と組み合わせることで、赤色の発光領域１０４４Ｒと、
青色の発光領域１０４４Ｂと、緑色の発光領域１０４４Ｇとが得られる。本実施の形態の
発光装置は実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を用いていることから、消費
電力の小さい発光装置の実現が可能である。
また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定さ
れず、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を照明装置として
用いる例を図７を参照しながら説明する。図７（Ｂ）は照明装置の上面図、図７（Ａ）は
図７（Ｂ）におけるｅ－ｆ断面図である。
本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１
の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態１乃至実施の形態３にお
ける第１の電極１０１に相当する。
第１の電極４０１上には補助電極４０２が設けられている。本実施の形態では、第１の
電極４０１側から発光を取り出す例を示したため、第１の電極４０１は透光性を有する材
料により形成する。補助電極４０２は透光性を有する材料の導電率の低さを補うために設
けられており、第１の電極４０１の抵抗が高いことによる電圧降下を起因とする発光面内
の輝度むらを抑制する機能を有する。補助電極４０２は少なくとも第１の電極４０１の材
料よりも導電率の大きい材料を用いて形成し、好ましくはアルミニウムなどの導電率の大
きい材料を用いて形成すると良い。なお、補助電極４０２における第１の電極４０１と接
する部分以外の表面は絶縁層で覆われていることが好ましい。これは、取り出すことがで
きない補助電極４０２上部からの発光を抑制するためであり、電力効率の低下を抑制する
ためである。なお、補助電極４０２の形成と同時に第２の電極４０４に電圧を供給するた
めのパッド４１２を形成しても良い。
第１の電極４０１と補助電極４０２上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０
３は実施の形態１乃至実施の形態３に説明した構成を有する。なお、これら構成について
は当該記載を参照されたい。なお、ＥＬ層４０３は第１の電極４０１よりも平面的に見て
少し大きく形成することが、第１の電極４０１と第２の電極４０４とのショートを抑制す
る絶縁層の役割も担えるため好ましい構成である。
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１
乃至実施の形態３における第２の電極１０２に相当し、同様の構成を有する。本実施の形
態においては、発光は第１の電極４０１側から取り出されるため、第２の電極４０４は反
射率の高い材料によって形成されることが好ましい。本実施の形態において、第２の電極
４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給されるものとする。
以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４（及び補助電極４０２
）を有する発光素子を本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効
率の高い発光素子であるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装
置とすることができる。また、当該発光素子は信頼性の高い発光素子であることから、本
実施の形態における照明装置は信頼性の高い照明装置とすることができる。
以上の構成を有する発光素子を、シール材４０５を用いて封止基板４０７を固着し、封
止することによって照明装置が完成する。シール材４０５はどちらか一方でもかまわない
。また、内側のシール材４０５には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着
することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド４１２、第１の電極４０１及び補助電極４０２の一部をシール材４０５の
外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコ
ンバータなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１乃至実施の形態３に
記載の発光素子を有することから、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また
、駆動電圧の低い照明装置とすることができる。また、信頼性の高い照明装置とすること
ができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子をその一部に含む
電子機器の例について説明する。実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子は発光
効率が良好であり、消費電力が低減された発光素子である。その結果、本実施の形態に記
載の電子機器は、消費電力が低減された発光部を有する電子機器とすることが可能である
。また、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子は、駆動電圧の小さい発光素子
であるため、駆動電圧の小さい電子機器とすることが可能である。
上記発光素子を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテ
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
）、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。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図８（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０
１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体
７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可
能であり、表示部７１０３は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子をマトリ
クス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率の良好な発光素子とするこ
とが可能である。また、駆動電圧の小さい発光素子とすることが可能である。また、寿命
の長い発光素子とすることが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７
１０３を有するテレビジョン装置は消費電力の低減されたテレビジョン装置とすることが
できる。また、駆動電圧の小さいテレビジョン装置とすることが可能である。また、信頼
性の高いテレビジョン装置とすることができる。
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作
機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９
により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を
操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０
から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般
のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信
ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者
と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図８（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、このコンピュータは、実施の形態１乃至実施の形態３で説明したものと同様の発
光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図８（
Ｂ１）のコンピュータは、図８（Ｂ２）のような形態であっても良い。図８（Ｂ２）のコ
ンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の
表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており
、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによ
って入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、そ
の他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても
良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を
傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。なお、このコンピュ
ータは、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子をマトリクス状に配列して表示
部７２０３に用いることにより作製される。当該発光素子は発光効率の良好な発光素子と
することが可能である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７２０３を有するコ
ンピュータは消費電力の低減されたコンピュータとすることができる。
図８（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施の
形態１乃至実施の形態３で説明した発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部
７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図
８（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７
、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３
１１（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７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１乃至実施の形態３に記載の
発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部を用いていればよく、その他付属設
備が適宜設けられた構成とすることができる。図８（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒
体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携
帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図８（Ｃ）に示す携
帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。上述の
ような表示部７３０４を有する携帯型遊技機は、表示部７３０４に用いられている発光素
子が、良好な発光効率を有することから、消費電力の低減された携帯型遊技機とすること
ができる。また、表示部７３０４に用いられている発光素子が低い駆動電圧で駆動させる
ことができることから、駆動電圧の小さい携帯型遊技機とすることができる。また、表示
部７３０４に用いられている発光素子が寿命の長い発光素子であることから、信頼性の高
い携帯型遊技機とすることができる。
図８（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込ま
れた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４
０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態１乃至実施の
形態３に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有してい
る。当該発光素子は発光効率の良好な発光素子とすることが可能である。また、駆動電圧
の小さい発光素子とすることが可能である。また、寿命の長い発光素子とすることが可能
である。そのため、当該発光素子で構成される表示部７４０２を有する携帯電話機は消費
電力の低減された携帯電話機とすることができる。また、駆動電圧の小さい携帯電話機と
することが可能である。また、信頼性の高い携帯電話機とすることが可能である。
図８（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力す
ることができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成
するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。
また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検
出装置を設けることで、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画
面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作
ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４
０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態５に示した構成を適宜組
み合わせて用いることができる。
以上の様に実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を備えた発光装置の適用範
囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を用いることにより、消費電力の低減さ
れた電子機器を得ることができる。
図９は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子をバックライトに適用した液
晶表示装置の一例である。図９に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バ
ックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と
接続されている。また、バックライト９０３には、実施の形態１乃至実施の形態３に記載
の発光素子が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用
したことにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、実施の形態１乃
至実施の形態３に記載の発光素子を用いることで、面発光の照明装置が作製でき、また大
面積化も可能である。これにより、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置
の大面積化も可能になる。さらに、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を適
用した発光装置は従来と比較し厚みを小さくできるため、表示装置の薄型化も可能となる
。
図１０は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を、照明装置である電気ス
タンドに用いた例である。図１０に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２
を有し、光源２００２として、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子が用いら
れている。
図１１は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を、室内の照明装置３００
１として用いた例である。実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子は消費電力の
低減された発光装置であるため、消費電力の低減された照明装置とすることができる。ま
た、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子は大面積化が可能であるため、大面
積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の
発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシ
ュボードにも搭載することができる。図１２に実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発
光素子を自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５０
００乃至表示領域５００５は実施の形態１乃至実施の形態３記載の発光素子を用いて設け
られる。
表示領域５０００と表示領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形
態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を搭載した表示装置である。実施の形態１乃至実
施の形態３に記載の発光素子は、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製す
ることによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすること
ができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても
、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタな
どを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いた
トランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域５００２はピラー部分に設けられた実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発
光素子を搭載した表示装置である。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段か
らの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また
、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視
界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補
い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによっ
て、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、スピードメーターやタコ
メーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供
することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更
することができる。なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設け
ることができる。また、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いる
ことも可能である。
実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子は発光効率の高い発光素子とすること
ができる。また、消費電力の小さい発光装置とすることができる。このことから、表示領
域５０００乃至表示領域５００５のような大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負
荷をかけることが少なく、快適に使用することができることから実施の形態１乃至実施の
形態３に記載の発光素子を用いた発光装置または照明装置は、車載用の発光装置又は照明
装置として好適に用いることができる。
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図１
３（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ
、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省
電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有す
る。なお、当該タブレット端末は、実施の形態１乃至実施の形態３に記載の発光素子を備
えた発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に用いることにより
作製される。
表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示され
た操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３
１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域
がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３
１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６
３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示
画面として用いることができる。
また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一
部をタッチパネル領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード
表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで
表示部９６３１ｂにキーボードボタンを表示することができる。
また、タッチパネル領域９６３２ａとタッチパネル領域９６３２ｂに対して同時にタッ
チ入力することもできる。
また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向き
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置
を内蔵させてもよい。
また、図１３（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示
しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表
示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネ
ルとしてもよい。
図１３（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐
体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤ
Ｃコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１３（Ｂ）では充放電制御回路９６３
４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について
示している。
なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態
にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、
耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
また、この他にも図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な
情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻な
どを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ
入力機能、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、等を有する
ことができる。
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は
、筐体９６３０の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー９６３５の充電
を行う構成とすることができるため好適である。
また、図１３（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１３（
Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１３（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９
６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３
、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３
６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１３（Ｂ）に示す充放電制御
回路９６３４に対応する箇所となる。
まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する
。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣ
ＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に
太陽電池９６３３で充電された電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コン
バータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また
、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバ
ッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。
なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に
限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電
手段によってバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。無線（非接触）で電
力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて
行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。
また、上記表示部９６３１ａ又は９６３１ｂを具備していれば、図１３に示した形状の
タブレット型端末に限定されない。
本実施例では実施の形態１乃至実施の形態３に記載の本発明の一態様に相当する発光素
子の作製方法及び特性について説明する。以下に、本実施例で使用した有機化合物の構造
式を示す。
次に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム－酸化錫（ＩＴＳＯ）をスパッタ
リング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、
電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として
機能する電極である。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される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）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔
注入層１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデ
ンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節
した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着
法である。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、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２０
ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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：２ｍＤＢＴ
ＰＤＢｑ－ＩＩ）と上記構造式（ｉｖ）で表される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）と上記
構造式（ｖ）で表される（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）］）とを、重量比０
．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔｐ
ｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着して第２の発光層１１３ｂとし、上
記構造式（ｖｉ）で表される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）と上記構造式（ｖｉｉ）で表される、３，３
’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）と、上記構造式（ｖ
ｉｉｉ）で表されるトリス｛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（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）とを、重量比０．５
：０．５：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３
］）となるように３０ｎｍ共蒸着して、第１の発光層１１３ａを形成した。
その後、発光層１１３上に上記構造式（ｉｘ）で表される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：ｍＤＢＴ
ＢＩｍ－ＩＩ）を膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｘ）で表され
るバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍとなるように成膜して、電子輸
送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚
となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた発光素子１の素子構造を表１に示す。
発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないようにガラ
ス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間
熱処理）を行った。
この発光素子の素子特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰
囲気）で行った。
発光素子１に０．１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、図１４に示す。図１４
より、発光素子１は［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］由来の青色の波長の光と［Ｉｒ（
ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］由来の赤色の波長の光がどちらも含まれる発光スペクトルを示
すことがわかった。
続いて、発光素子１の輝度－電流効率特性を図１５に、輝度－外部量子効率特性を図１
６に、電圧－輝度特性を図１７に、輝度－パワー効率特性を図１８に示す。また、１００
０ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表２に示す。
以上のように、発光素子１は良好な素子特性を示すことがわかった。特に、図１５、図１
６からわかるように、非常に良好な発光効率を有し、外部量子効率は実用輝度（１０００
ｃｄ／ｍ２）付近において、２５％と高い値を示した。また、図１７から、発光素子１が
良好な電圧－輝度特性を有し、駆動電圧の小さい発光素子であることがわかる。結果とし
て図１８に示すように、良好なパワー効率を有する発光素子となった。
このように本発明の一態様に相当する発光素子１は良好な素子特性を有し、且つ、２種類
の発光中心物質からの光がバランスよく得られる発光素子であることがわかった。
本実施例では実施の形態１乃至実施の形態３に記載の本発明の一態様に相当する発光素
子の作製方法及び特性について説明する。以下に、本実施例で使用した有機化合物の構造
式を示す。本実施例では発光層１１３に第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ及
び第３の発光層１１３ｃが含まれる発光素子２及び発光素子３を作製した。
次に、本実施例の発光素子２の作製方法を示す。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム－酸化錫（ＩＴＳＯ）をスパッタ
リング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、
電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として
機能する電極である。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法によりＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ、と
酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は
、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢ
Ｔ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処
理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、正孔注入層１１１上に、ＢＰＡＦＬＰを２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔
輸送層１１２を形成した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰと［Ｉｒ（
ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢ
ｑ－ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるように１０ｎｍ
共蒸着して第３の発光層１１３ｃとし、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰと上
記構造式（ｘｉ）で表される（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（ａｃ
ａｃ）］）とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣ
ＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように５ｎｍ共蒸着して
第２の発光層１１３ｂとし、３５ＤＣｚＰＰｙとＰＣＣＰと［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ
）３］とを、重量比０．５：０．５：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ
（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）となるように３０ｎｍ共蒸着して、第１の発光層１１３ａ
を形成した。
その後、発光層１１３上にｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さ
らに、ＢＰｈｅｎを２０ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚
となるように蒸着することで、本実施例の発光素子２を作製した。
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
続いて、発光素子３の作製方法について説明する。発光素子３は、発光素子２における第
２の発光層１１３ｂの膜厚を５ｎｍから１０ｎｍに変更することによって作製した。その
他の構成については発光素子２と同じである。
以上により得られた発光素子２及び発光素子３の素子構造を表３に示す。
発光素子２及び発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝され
ないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８
０℃にて１時間熱処理）を行った。
この発光素子の素子特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰
囲気）で行った。
発光素子２及び発光素子３に０．１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、図１９
に示す。図１９では発光素子２及び発光素子３共に、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］
由来の青色の波長の光と、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］由来の緑色の光、そ
して［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］由来の赤色の波長の光がいずれも含まれる発光ス
ペクトルを示すことがわかった。特に発光素子２は照明におけるＪＩＳ規格に合致する光
を発光した。
続いて、発光素子２及び発光素子３の輝度－電流効率特性を図２０に、輝度－外部量子
効率特性を図２１に、電圧－輝度特性を図２２に、輝度－パワー効率特性を図２３に示す
。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表４に示す。
以上のように、発光素子２及び発光素子３は良好な素子特性を示すことがわかった。特に
、図２０、図２１からわかるように、非常に良好な発光効率を有し、外部量子効率は実用
輝度（１０００ｃｄ／ｍ２）付近において、２０％を越える高い値を示した。また、図２
２から、発光素子２及び発光素子３が良好な電圧－輝度特性を有し、駆動電圧の小さい発
光素子であることがわかる。結果として図２３に示すように、良好なパワー効率を有する
発光素子となった。
このように本発明の一態様に相当する発光素子２及び発光素子３は良好な素子特性を有し
、且つ、３種類の発光中心物質からの光がバランスよく得られる発光素子であることがわ
かった。
本実施例では実施の形態１乃至実施の形態３に記載の本発明の一態様に相当する発光素
子の作製方法及び特性について説明する。以下に、本実施例で使用した有機化合物の構造
式を示す。本実施例では発光層１１３に第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ及
び第３の発光層１１３ｃが含まれる発光素子４を作製した。
次に、本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム－酸化錫（ＩＴＳＯ）をスパッタ
リング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、
電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として
機能する電極である。
次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０－４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０－４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法によりＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ、と
酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１を形成した。その膜厚は
、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢ
Ｔ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処
理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｘｉｉ）で表される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）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成
した。
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される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）とＰＣＢＮＢＢと［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）
］とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＮＢ
Ｂ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着して第３の発光層
１１３ｃとし、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＮＢＢと［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２
（ａｃａｃ）］とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
：ＰＣＢＮＢＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように１０ｎｍ共蒸
着して第２の発光層１１３ｂとし、３５ＤＣｚＰＰｙとＰＣＣＰと［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－
ｄｍｐ）３］とを、重量比０．７：０．３：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：
［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）となるように３０ｎｍ共蒸着して、第１の発光層１
１３ａを形成した。
その後、発光層１１３上に３５ＤＣｚＰＰｙを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに
、ＢＰｈｅｎを２０ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚
となるように蒸着することで、本実施例の発光素子４を作製した。
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた発光素子４の素子構造を表５に示す。
発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないようにガラ
ス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間
熱処理）を行った。
この発光素子の素子特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰
囲気）で行った。
発光素子４に０．１ｍＡの電流を流した際の発光スペクトルを、図２４に示す。図２４
では、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］由来の青色の波長の光と、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐ
ｍ）２（ａｃａｃ）］由来の緑色の光、そして［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］由来の
赤色の波長の光がいずれも含まれる発光スペクトルを示すことがわかった。
続いて、発光素子４の輝度－電流効率特性を図２５に、輝度－外部量子効率特性を図２
６に、電圧－輝度特性を図２７に、輝度－パワー効率特性を図２８に示す。また、１００
０ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表６に示す。
以上のように、発光素子４は良好な素子特性を示すことがわかった。特に、図２５、図２
６からわかるように、非常に良好な発光効率を有し、外部量子効率は実用輝度（１０００
ｃｄ／ｍ２）付近において、２０％を越える高い値を示した。また、図２７から、発光素
子４が良好な電圧－輝度特性を有し、駆動電圧の小さい発光素子であることがわかる。結
果として図２８に示すように、良好なパワー効率を有する発光素子となった。
このように本発明の一態様に相当する発光素子４は良好な素子特性を有し、且つ、３種類
の発光中心物質からの光がバランスよく得られる発光素子であることがわかった。
また、初期輝度を３０００ｃｄ／ｍ２とし、電流密度一定の条件で発光素子４を駆動し
て、信頼性試験を行った結果を図２９に示す。図２９は、初期輝度を１００％とした規格
化輝度の変化を示している。この結果から、発光素子４は駆動時間に伴う輝度低下の小さ
い、良好な信頼性を有する発光素子であることがわかる。
（参考例１）
上述した実施例において各発光素子に用いた３５ＤＣｚＰＰｙ、ＰＣＣＰ、２ｍＤＢＴ
ＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＡ１ＢＰ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢの三重項
励起エネルギーについて測定した。なお、三重項励起エネルギーの測定は、各物質の燐光
発光を測定し、燐光発光波長をエレクトロンボルトに換算することにより求めた。測定条
件としては、３２５ｎｍの励起光を各物質に照射し、測定温度１０Ｋで測定した。なお、
エネルギー準位の測定は、発光波長より吸収波長から算出した方が精度は高い。しかしな
がら、三重項励起エネルギーの吸収は極めて微弱であり、測定が困難であることから、こ
こでは、燐光スペクトルの最も短波長側に位置するピーク波長を測定することにより三重
項励起エネルギーを求めた。したがって、測定値に多少の誤差を含むものとする。
測定した燐光発光を図３０乃至図３５に示す。また、測定結果を表７にまとめた。この
結果からわかるように、第１の発光層に用いられた３５ＤＣｚＰＰｙ及びＰＣＣＰは、第
２の発光層又は第３の発光層に用いられた２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＡ１ＢＰ、
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＮＢＢより三重項励起エネルギーが高いことがわか
る。
（参考例２）
上記実施例で用いた有機金属錯体、（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）（別名：ビス［２－（６－ｔｅｒｔ
－ブチル－４－ピリミジニル－κＮ３）フェニル－κＣ］（２，４－ペンタンジオナト－
κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ））（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）
］）の合成例を示す。なお、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の構造を以下に示
す。
＜ステップ１；４－ｔｅｒｔ－ブチル－６－フェニルピリミジン（略称：ＨｔＢｕｐｐｍ
）の合成＞
まず、４，４－ジメチル－１－フェニルペンタン－１，３－ジオン２２．５ｇとホルムア
ミド５０ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部を窒素置換した。この反応容器
を加熱することで反応溶液を５時間還流させた。その後、この溶液を水酸化ナトリウム水
溶液に注ぎ、ジクロロメタンにて有機層を抽出した。得られた有機層を水、飽和食塩水で
洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。乾燥した後の溶液を濾過した。この溶液の溶
媒を留去した後、得られた残渣を、ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１（体積比）を展開溶
媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、ピリミジン誘導体ＨｔＢｕｐｐ
ｍを得た（無色油状物、収率１４％）。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
＜ステップ２；ジ－μ－クロロ－ビス［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）２Ｃｌ］２）の合成
＞
次に、２－エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｔＢｕｐｐ
ｍ１．４９ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）１．０４ｇを、還流管を付
けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４
５ＧＨｚ １００Ｗ）を１時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣を
エタノールで吸引濾過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２を得た（黄
緑色粉末、収率７３％）。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
＜ステップ３；（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）］の合
成＞
さらに、２－エトキシエタノール４０ｍＬ、上記ステップ２で得た複核錯体［Ｉｒ（ｔＢ
ｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２ １．６１ｇ、アセチルアセトン０．３６ｇ、炭酸ナトリウム１．
２７ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後
、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １２０Ｗ）を６０分間照射し、反応させた。溶媒を留去
し、得られた残渣をエタノールで吸引濾過し、水、エタノールで洗浄した。この固体をジ
クロロメタンに溶解させ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１－１
６８５５）、アルミナ、セライトの順で積層した濾過補助剤を通して濾過した。溶媒を留
去して得られた固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶することにより、
目的物を黄色粉末として得た（収率６８％）。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
上記ステップ３で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析結果
を下記に示す。この結果から、有機金属錯体Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）が得ら
れたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．５０（ｓ，１８Ｈ），１．７９（ｓ，６Ｈ），
５．２６（ｓ，１Ｈ），６．３３（ｄ，２Ｈ），６．７７（ｔ，２Ｈ），６．８５（ｔ，
２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），７．７６（ｓ，２Ｈ），９．０２（ｓ，２Ｈ）
（参考例３）
本参考例では、上記実施例で用いたトリス｛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（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）の
合成方法について説明する。［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］の構造を以下に示す。
＜ステップ１；Ｎ－ベンゾイル－Ｎ’－２－メチルベンゾイルヒドラジドの合成＞
まず、ベンゾイルヒドラジン１５．０ｇ（１１０．０ｍｍｏｌ）、Ｎ－メチル－２－ピ
ロリジノン（ＮＭＰ）７５ｍｌを３００ｍｌ三口フラスコに入れ、氷冷下で攪拌した。こ
の混合溶液にｏ－トルイル酸クロリド１７．０ｇ（１１０．０ｍｍｏｌ）とＮ－メチル－
２－ピロリジノン（ＮＭＰ）１５ｍｌの混合溶液をゆっくり滴下した。滴下後、室温で２
４時間攪拌した。所定時間反応後、この反応溶液を水５００ｍｌにゆっくり加えると、白
色固体が析出した。析出した固体を水と１Ｍ塩酸で交互に超音波洗浄した。その後、ヘキ
サンで超音波洗浄を行い、Ｎ－ベンゾイル－Ｎ’－２－メチルベンゾイルヒドラジドの白
色固体を１９．５ｇ、収率７０％で得た。以下に、ステップ１の合成スキームを示す。
＜ステップ２；Ｎ－［１－クロロ－１－（２－メチルフェニル）メチリデン－Ｎ’－［１
－クロロ－（１－フェニル）メチリデン］ヒドラジンの合成＞
次に、上記ステップ１で得たＮ－ベンゾイル－Ｎ’－２－メチルベンゾイルヒドラジド１
２．０ｇ（４７．２ｍｍｏｌ）、トルエン２００ｍｌを５００ｍｌ三口フラスコに入れた
。この混合溶液に五塩化リン１９．４ｇ（９４．４ｍｍｏｌ）を加え、１２０℃で６時間
加熱攪拌した。所定時間反応後、反応溶液を水２００ｍｌにゆっくりと注ぎ、１時間攪拌
した。攪拌後、有機層と水層を分離し、有機層を水および飽和炭酸水素ナトリウム水溶液
で洗浄した。洗浄後、有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。この混合物から自然
ろ過により硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮することで、Ｎ－［１－クロロ－１－
（２－メチルフェニル）メチリデン］－Ｎ’－［１－クロロ－（１－フェニル）メチリデ
ン］ヒドラジンの褐色液体を１２．６ｇ、収率９２％で得た。ステップ２の合成スキーム
を以下に示す。
＜ステップ３；３－（２－メチルフェニル）－４－（２，６－ジメチルフェニル）－５－
フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール（略称；Ｈｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）の合成＞
まず、上記ステップ２で得られたＮ－［１－クロロ－１－（２－メチルフェニル）メチ
リデン］－Ｎ’－［１－クロロ－（１－フェニル）メチリデン］ヒドラジン１２．６ｇ（
４３．３ｍｍｏｌ）、２，６－ジメチルアニリン１５．７ｇ（１３４．５ｍｍｏｌ）、Ｎ
，Ｎ－ジメチルアニリン１００ｍｌを５００ｍｌナスフラスコに入れ、１２０℃で２０時
間加熱攪拌した。所定時間反応後、この反応溶液を１Ｎ塩酸２００ｍｌにゆっくり加えた
。この溶液にジクロロメタンを加え有機層に目的物を抽出した。得られた有機層を水、炭
酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。自然ろ過により硫酸
マグネシウムを除去し、得られたろ液を濃縮し、黒色の液体を得た。この液体をシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒は酢酸エチル：ヘキサン＝１：５
とした。得られたフラクションを濃縮し、白色固体を得た。この固体を酢酸エチルにより
再結晶を行い、Ｈｍｐｐｔｚ－ｄｍｐの白色固体を４．５ｇ、収率３１％で得た。ステッ
プ３の合成スキームを以下に示す。
＜ステップ４；［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］の合成＞
上記ステップ３で得た配位子Ｈｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ２．５ｇ（７．４ｍｍｏｌ）、トリ
ス（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．７ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を高温加熱
容器に入れ、脱気した。この反応容器を、内部をＡｒフローしながら２５０℃で４８時間
加熱攪拌した。所定時間反応後、得られた固体をジクロロメタンで洗浄し、不溶物の緑色
固体を吸引ろ過により得た。この固体をトルエンに溶解させ、アルミナとセライトの積層
を通してろ過した。得られたフラクションを濃縮し、緑色固体を得た。この固体をトルエ
ンで再結晶を行い、緑色粉末を０．８ｇ、収率４５％で得た。ステップ４の合成スキーム
を以下に示す。
なお、上記ステップ４で得られた緑色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ－ＮＭＲ）による
分析結果を以下に示す。これより、本合成方法によって、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）
３］が得られたことがわかった。
１Ｈ－ＮＭＲ．δ（ｔｏｌｕｅｎｅ－ｄ８）：１．８２（ｓ，９Ｈ），１．９０（ｓ，
９Ｈ），２．６４（ｓ，９Ｈ），６．５６－６．６２（ｍ，９Ｈ），６．６７－６．７５
（ｍ，９Ｈ），６．８２－６．８８（ｍ，３Ｈ），６．９１－６．９７（ｔ，３Ｈ），７
．００－７．１２（ｍ，６Ｈ），７．６３－７．６７（ｄ，３Ｈ）
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１３ａ 第１の発光層
１１３Ｄａ 第１のりん光性化合物
１１３Ｈａ１ 第１のホスト材料
１１３Ｈａ２ 第２のホスト材料
１１３ｂ 第２の発光層
１１３Ｄｂ 第２のりん光性化合物
１１３Ｈ１ 第１のキャリア輸送性化合物
１１３Ｈ２ 第２のキャリア輸送性化合物
１１３ｃ 第３の発光層
１１３Ｄｃ 第３のりん光性化合物
１１３Ｈ３ 第３のキャリア輸送性化合物
１１３Ｈ４ 第４のキャリア輸送性化合物
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０２ 補助電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
６２５ 乾燥材
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライトユニット
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
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 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ 発光素子の第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 発光素子の第２の電極
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 透明な基材
１０３４Ｒ 赤色の着色層
１０３４Ｇ 緑色の着色層
１０３４Ｂ 青色の着色層
１０３５ 黒色層（ブラックマトリックス）
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
１０４４Ｗ 白色の発光領域
１０４４Ｒ 赤色の発光領域
１０４４Ｂ 青色の発光領域
１０４４Ｇ 緑色の発光領域
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
５０００ 表示領域
５００１ 表示領域
５００２ 表示領域
５００３ 表示領域
５００４ 表示領域
５００５ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 第２の表示部
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
９０３３ 留め具
９０３４ スイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ スイッチ
９０３８ 操作スイッチ
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネル領域
９６３２ｂ タッチパネル領域
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３７ 操作キー
９６３８ コンバータ
９６３９ ボタン

Claims (8)

  1. 第１の電極と、第２の電極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層と接する第２の発光層と、を有し、
    前記第１の発光層は、第１のりん光性化合物と、第１のホスト材料と、を含み、
    前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第１の化合物と、第２の化合物と、を含み、
    前記第２の化合物は、２つのカルバゾール環が互いに３位で結合しているカルバゾール化合物であり、
    前記第１の化合物と前記第２の化合物とは、第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記第１の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値と、前記第２のりん光性化合物の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー換算値との差が０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２のりん光性化合物の発光波長は、前記第１のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、
    前記第１のホスト材料に含まれる化合物の三重項励起エネルギーは、前記第１の化合物の三重項励起エネルギーよりも大きく、
    前記第１のホスト材料に含まれる化合物の三重項励起エネルギーは、前記第２の化合物の三重項励起エネルギーよりも大きい発光素子。
  2. 第１の電極と、第２の電極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層と接する第２の発光層と、を有し、
    前記第１の発光層は、第１のりん光性化合物と、第１のホスト材料と、を含み、
    前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第１の化合物と、第２の化合物と、を含み、
    前記第２の化合物は、２つのカルバゾール環が互いに３位で結合しているカルバゾール化合物であり、
    前記第１の化合物は、π電子不足型複素芳香族化合物であり、
    前記第１の化合物と前記第２の化合物とは、第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記第１の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値と、前記第２のりん光性化合物の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー換算値との差が０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２のりん光性化合物の発光波長は、前記第１のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、
    前記第１のホスト材料に含まれる化合物の三重項励起エネルギーは、前記第１の化合物の三重項励起エネルギーよりも大きく、
    前記第１のホスト材料に含まれる化合物の三重項励起エネルギーは、前記第２の化合物の三重項励起エネルギーよりも大きい発光素子。
  3. 第１の電極と、第２の電極との間に、第１の発光層と、前記第１の発光層と接する第２の発光層と、を有し、
    前記第１の発光層は、第１のりん光性化合物と、第１のホスト材料と、を含み、
    前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第１の化合物と、第２の化合物と、を含み、
    前記第２の化合物は、２つのカルバゾール環が互いに３位で結合しているカルバゾール化合物であり、
    前記第１の化合物は、金属錯体、ポリアゾール骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物のいずれかであり、
    前記第１の化合物と前記第２の化合物とは、第１の励起錯体を形成する組み合わせであり、
    前記第１の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値と、前記第２のりん光性化合物の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー換算値との差が０．２ｅＶ以内であり、
    前記第２のりん光性化合物の発光波長は、前記第１のりん光性化合物の発光波長よりも長波長であり、
    前記第１のホスト材料に含まれる化合物の三重項励起エネルギーは、前記第１の化合物の三重項励起エネルギーよりも大きく、
    前記第１のホスト材料に含まれる化合物の三重項励起エネルギーは、前記第２の化合物の三重項励起エネルギーよりも大きい発光素子。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１のホスト材料は、第２の励起錯体を形成する２種の化合物を含み、
    前記第２の励起錯体の発光スペクトルのピーク波長のエネルギー換算値と、前記第１のりん光性化合物の最も低エネルギー側の吸収帯のピーク波長のエネルギー換算値との差が０．２ｅＶ以内である発光素子。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子を有する照明装置。
  6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
  7. 請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
  8. 請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。
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