JP7483090B2 - 発光素子および発光装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、
発光装置、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。
薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのポテンシャルから、照明
装置や表示装置として有機化合物又は有機金属錯体を発光物質とする発光素子（有機ＥＬ
素子）を用いた表示装置が開発されている。
有機ＥＬ素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入され
た電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に
戻る際に発光する。発光物質が発する光のスペクトルはその発光物質特有のものであり、
異なる種類の発光物質を用いることによって、様々な色の発光を呈する発光素子を得るこ
とができる。
このように発光素子を用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適
であるが、その性能にはまだまだ改善の余地がある。例えば、素子の電流効率は高ければ
高いほど良いが、その内部量子効率は、蛍光、りん光共に理論限界値に到達しつつある。
特に蛍光発光を利用する素子に関しては三重項励起状態の利用により、その内部量子効率
の理論限界値である２５％以上の内部量子効率を示す素子も実現されている。
内部量子効率の改善がなされた発光素子の電流効率をさらに向上させるためには、取出
し効率の改善が必須となる。
特許文献１は、発光物質を配向させて成膜することによって、発光方向を制御し、取出し
効率を改善させた発光素子について開示している。
特開２０１２－１２９５０９号公報
Ｄ．ヨコヤマ、「ジャーナル オブ マテリアルズ ケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」、２１、 １９１８７ （２０１１） Ｐ． Ｌｉｅｈｍ、他５名、「アプライド フィジックス レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」、１０１， ２５３３０４ （２０１２）
本発明の一態様では、新規発光素子を提供することを目的とする。または、発光効率の良
好な新規発光素子を提供することを目的とする。
または、本発明の他の一態様は、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジ
ュール、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
。
本発明の一態様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。なお、こ
れらの課題の記載は、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。なお、これら以外の課題は、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、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との
間に位置するＥＬ層とを有する発光素子であって、前記ＥＬ層は発光層を有し、前記発光
層は第１の物質と第２の物質とを有し、前記発光層において前記第１の物質は前記第２の
物質よりも多く含まれ、前記第２の物質が発光を呈し、前記発光素子のａの値（前記発光
層中の前記第２の物質の平均的な遷移双極子からの発光を、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ三
成分の遷移双極子からの発光の寄与に分割し、前記第１の電極又は前記第２の電極に水平
な成分をｘ方向、ｙ方向と仮定し、垂直な成分をｚ方向と仮定した場合のｚ方向の成分の
割合）が０．２以下である発光素子である。
本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の物質がりん光発光物質である発光
素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記第２の物質がイリジウム錯体である発光素
子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、発光素子の外部量子効率が２５％以上である発
光素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記発光層がさらに第３の物質を有し、前記第
１の物質と前記第３の物質とが励起錯体を形成する発光素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記第２の物質が蛍光発光物質である発光素子
である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記第２の物質が縮合芳香族炭化水素骨格を含
む物質の発光素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記発光素子の外部量子効率が７．５％以上で
ある発光素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記発光素子の外部量子効率が１０％以上であ
る発光素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記発光素子の発光に遅延蛍光成分が含まれる
発光素子である。
本発明の他の構成は、上記構成において、前記ａの値が０以上０．２以下である発光素子
である。
本発明の他の構成は、上記に記載の発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有す
る発光装置である。
本発明の他の構成は、上記に記載の発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または
、マイクと、を有する電子機器である。
本発明の他の構成は、上記に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
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、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒ
ｉｅｒ 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、又は発光素子に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は、発光装置を有する場合がある。さら
に、照明器具は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、新規発光素子を提供することができる。または、発光効率の良好な
新規発光素子を提供することができる。
または、本発明の他の一態様は、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジ
ュール、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ができる。
本発明の一態様は上述の効果のうちいずれか一を奏すればよいものとする。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。
蛍光発光素子の外部量子効率算出フローを表す図。 遷移双極子の向きと観測角度による発光強度変化を表す図。 発光素子の概念図。 発光素子の作製方法の一例を表す図。 発光素子の作製装置の一例を表す図。 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。 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。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 光源装置を表す図。 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。 電子機器を表す図。 測定用発光素子の概念図。 発光素子１の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光スペクトルの角度依存性測定方法を説明する図。 発光素子１－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子１－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子１－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。 発光素子２の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子２－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子２－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子２－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。 発光素子３の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子３－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子３－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子３－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。 発光素子４の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子４－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子４－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子４－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。 発光素子５の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子５－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子６の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子６－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子６－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子６－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。 発光素子７の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子７－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子７－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子７－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。 発光素子８の外部量子効率－輝度特性を表す図。 発光素子８－１の検出器の角度（θ）に対するＥＬ発光スペクトル面積強度（実測及び計算）を表す図。 発光素子８－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高線図。 発光素子８－１の計算により得られた２Ｄ等高線図。
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。
蛍光発光を呈する有機ＥＬ素子の、キャリア再結合から発光までの過程を図１を用いて説
明する。まず、有機ＥＬ素子に電圧を印加すると、陽極からはホールが、陰極からは電子
がそれぞれＥＬ層へ注入される。注入されたキャリア（ホール及び電子）はＥＬ層内を発
光層に向かって輸送され、ある位置において互いに相対することによって再結合が起こる
。この再結合が起こる割合をキャリアバランス（γ）という。キャリアが再結合したエネ
ルギーによって、有機材料が励起されるが、その励起子の生成割合は一重項励起子１に対
し、三重項励起子３となる。この割合のことを一重項励起子生成割合（α）と称する。発
光材料で生成した一重項励起子は、有機化合物の蛍光量子収率（Φｆ）に従い発光し、そ
れ以外の有機化合物で生成した一重項励起子は、発光材料へのエネルギー移動を経てΦｆ
に従い発光する。このように発光した光が発光素子の外部で観測される割合が、当該有機
ＥＬ素子の光取出し効率（χ）となり、蛍光発光素子の外部量子効率（μｅｘｔ）は、キ
ャリアバランス（γ）、一重項励起子生成割合（α）、蛍光量子収率（Φｆ）、光取出し
効率（χ）の積となり、下記式（１）で表される。
このうち、Φｆは発光材料特有の値であり発光材料ごとに決まった値がある。また、γは
積層構造のＥＬ素子ではほぼ１と仮定する事ができる。そのため、同一材料を用いた場合
、素子構造によって発光効率の向上を見込める項は、光取出し効率（χ）と、一重項励起
子生成割合（α）の二つになる。
一重項励起子生成割合αは、三重項励起子を一重項励起子にアップコンバージョンする三
重項－三重項消滅（ｔｒｉｐｌｅｔ－ｔｒｉｐｌｅｔ ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ：ＴＴ
Ａ）などの機構が存在すれば向上させることができる。
光取出し効率（χ）は、発光装置の構造や積層などにも関わってくるが、ガラス基板上の
有機ＥＬ素子においては、通常、２０％～３０％であると言われている。しかし、これは
発光が等方的であることを仮定しているため、発光に異方性が生じていれば、この値は変
化する。
発光材料の発光は、分子の遷移双極子モーメントに対して垂直方向に生じることがわかっ
ているため、分子の配向状態を制御すれば取出し効率（χ）を向上させることが可能であ
る。
非晶性の有機薄膜における分子の配向状態の評価方法としては、分光エリプソメトリーを
用いる方法がある。これは、有機材料の屈折率（ｎ）、消衰係数（ｋ）を測定することで
大まかな値が解析できる。実際に、発光素子に用いられる材料のうち、長い線状分子や、
面状に広がった分子においては、薄膜面に平行な分子配向が存在することが報告されてい
る（非特許文献１参照）。
しかし、実際の発光素子は、有機薄膜を多層積層して構成されており、また、発光材料は
ホスト材料中に少量分散されている状態である。そのため、実際の発光素子では発光材料
の消衰係数（ｋ）を精度よく求めることができず、発光材料が発光層内で１０ｗｔ％以下
の濃度である場合には、上記方法によって分子配向を調べることは困難である。
そこで、本発明者らは、素子の発光状態から分子配向を見積もる方法を採用した。当該発
光素子の発光強度の放射角度依存性（空間発光パターン）は、発光材料の平均的な遷移双
極子の向きを反映する。この空間分布を解析できれば発光素子の配向状態を調べることが
できる。この方法では、発光素子の発光そのものを観測し、解析するため、発光材料が発
光していればその濃度が薄い状態であっても、発光層内で発光材料がどのような配向状態
にあるのか調べることが可能となる。
実際には、測定した発光強度の角度依存性と、デバイスシミュレータで発光分子の配向を
表すパラメータａ（下記式（２）参照）を仮定して算出される発光強度の角度依存性の計
算値とを比較することで、妥当な分子配向パラメータａの数値を見積もり、発光素子にお
ける発光物質の配向状態を調べることができる（非特許文献２参照）。なお、本発明者ら
は、デバイスシミュレータから得られる発光スペクトルの形状にも着目し、発光スペクト
ル形状、および角度による発光スペクトルの形状変化についても実測と計算値を比較し、
合わせこみを行っている。また、実測およびシミュレーションにおける発光強度としては
、ある特定波長の発光強度ではなく、発光スペクトルの面積強度を用いている。本発明者
らが新たに適用したこれらの手法により、非特許文献２とは異なり、精度の高いパラメー
タａの見積もりが可能となっている。
次に、分子配向パラメータａについて説明する。図２は発光強度の空間分布の測定におけ
る測定器の観測方向と、基板上の互いに直交する各遷移双極子の成分との関係を示してい
る。図に示す通り、発光層内の発光材料における平均的な遷移双極子からの発光（すなわ
ち発光素子から実際に観測される発光）を、互いに直交するｘ軸方向の成分（ＴＥｈ成分
）、ｙ軸方向の成分（ＴＭｈ成分）、ｚ軸方向の成分（ＴＭｖ成分）の各遷移双極子から
の発光の寄与に分解している。別言すれば、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸方向の３通りの遷移
双極子の配向がある比率で存在することを仮定しており、この場合、各遷移双極子からの
発光の足し合わせで発光素子の発光パターンが決定されることになる。以下で述べる通り
、その比率に関係するパラメータがａである。
ここで、上述したように分子からの発光は、遷移双極子モーメントに対して垂直な方向（
垂直な面内のいずれかの方向）に放出されることがわかっている。上記三方向に分割した
成分のうち、ＴＥｈ成分と、ＴＭｈ成分（ｘ軸方向及びｙ軸方向）は基板面内に水平な遷
移双極子であるため、その発光方向は基板に対して垂直となり、取り出しやすい発光を呈
する成分であると言える。一方、ＴＭｖ成分（ｚ軸方向）は基板面内に垂直な遷移双極子
であることから、その発光方向は基板に対して水平となり、取り出しにくい発光を呈する
成分である。
図２中、各成分の遷移双極子の配向を表す矢印の中央から出ている図形は、検出器の方向
を基板正面（θ＝０度）から基板とほぼ水平（θ＝９０度）まで変えたときに、その方向
にある検出器に入る発光強度を示した模式図であり、中心からの直線距離が強度に比例す
る。
ＴＥｈ成分は、光が放出される方向に検出器が存在するため、基板の角度を変えても検出
される光の強度（つまり、図中矢印の中心から出ている図形の矢印中心からの直線距離）
は一定であり、図中矢印の中心から出ている図形はきれいな扇形を示す。一方、ＴＭｈ成
分とＴＭｖ成分における図中矢印の中心から出ている図形はゆがんだ形をしており、基板
に対する検出器の角度θによって検出される光の強度が大きく変わることを表している。
図の通り、ＴＭｈ成分はθが小さい領域（基板に対して正面寄り）での観測で強度が強く
、ＴＭｖ成分はθが大きい領域（基板に対し角度が付いた方向）での観測で強度が強くな
る。このとき、測定器で測定する発光強度（ある角度θでの波長λに関する発光強度：Ｉ
λ（θ，λ））は式（２）として表すことができる。
式中ＩＴＭｖ、ＩＴＭｈ、ＩＴＥｈは、図２で示した配置の遷移双極子から発した光の空
間強度分布を表しており、式中ａは膜面に垂直配置された遷移双極子（ＴＭｖ成分）が存
在する割合を表している。一方、１－ａは水平に配置された遷移双極子（ＴＭｈ成分、Ｔ
Ｅｈ成分）が存在する割合を表す。つまり、ａは発光分子の遷移双極子の配向を表すパラ
メータとみることもできる。
なお、式中ａは、遷移双極子が基板に対して完全に水平方向にのみ配置されていれば、Ｔ
Ｍｖ成分はなくなるのでａ＝０となる。一方、遷移双極子が基板に対して垂直方向にのみ
配置されていればａ＝１となる。また、遷移双極子の向きがランダムである場合は、遷移
双極子の各成分の比率は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対して１：１：１と等方的になると考えら
れるため、基板に垂直な成分（ＴＭｖ成分）に対する基板に水平な成分（ＴＭｈ成分及び
ＴＥｈ成分）は１：２となるので、ａ＝１／３（約０．３３）となる。
ここで、上述のようにＩＴＥｈは角度によらずその強度は一定だが、ＩＴＭｖ、ＩＴＭｈ
は上述のように計測器に対する基板の角度（θ）によってその大きさを変えるため、θを
変えて発光強度を測定することによって、その強度のθに対する変化よりａの値を求める
ことができる。
なお、その際、角度によってその強度が変わらないＩＴＥｈは測定の妨げとなる。しかし
、放出される光の電場の振幅方向は、遷移双極子モーメントの方向と同じとなるため、Ｉ
ＴＥｈはＳ波、ＩＴＭｖ、ＩＴＭｈはＰ波であることから、基板面に垂直な方向に直線偏
光子を挿入することでＴＥｈ成分を除いて測定することが可能である。
また、ＴＭｖ成分とＴＭｈ成分とを比較すると、ＴＭｈ成分の発光方向が主として基板に
垂直方向、ＴＭｖ成分の発光方向が主として基板に水平方向であるが、固体からの発光を
得る発光素子においてはＴＭｖ成分の発光の多くは全反射してしまい、外部に取り出すこ
とができない。一方、ＴＭｈ成分の発光はＴＭｖ成分に比べ、より外部に取り出されやす
い。さらに、光学的に膜厚が最適化された発光素子においては、発光方向が主として基板
に垂直方向であるＴＭｈ成分の発光が干渉によって強められるため、ＴＭｈ成分の発光強
度が高くなる（それゆえ発光効率が最大化される）。つまり、配向パラメータａが極端に
１に近い値でない限り、光学的に膜厚が最適化された素子においては、ＴＭｖ成分とＴＭ
ｈ成分の発光強度に非常に大きな差が発生してしまう。つまり、発光効率が最大化された
発光素子においては、観測される発光のほとんどがＴＭｈ成分である。このように、ＴＭ
ｖ成分とＴＭｈ成分の発光強度の差が大きく異なる場合、その強度が小さい方（この場合
はＴＭｖ成分）の寄与を発光強度の角度分布から実験的に抽出することは困難である。
そこで、本実施の形態では、干渉効果を利用して基板正面方向の発光強度を極力抑える（
つまり、ＴＭｈ成分の発光を光学干渉を利用して極力低下させる）ことで、ＴＭｈ成分の
ＴＭｖ成分の比、すなわちパラメータａの値を求めやすいように、膜厚調整を行った素子
を準備して測定を行う。具体的には発光領域と陰極との距離を２分のｎλ（ｎλ／２）と
することで、基板正面方向の輝度を弱めた素子を作製し、それを用いて測定を行う。膜厚
調整は、通常アルカリ金属を添加した電子輸送層を厚膜化することなどにより行うが、膜
の導電性に限界があることから、駆動電圧の上昇や、キャリアバランスの崩れなどを招き
やすい。そのため、この膜厚調整には、正孔輸送性材料と、当該正孔輸送性材料にアクセ
プタ性を示す材料を含有させた複合材料を用いることが好ましい。複合材料はＥＬ層にお
ける正孔注入層に用いることが好ましい。または、電子注入層と陰極の間に用いても良い
。
複合材料に用いる正孔輸送性材料としては、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、複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては
、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材料として用いることのできる有機化合物の例を具体的に
列挙する。
複合材料に用いることのできる正孔輸送性材料としては、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：ＤＮ
ＴＰＤ）、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）等の芳香族アミン化合物、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）、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のカルバゾール誘導体、２－ｔｅｒ
ｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２
－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、９，１０－ビス（３
，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－
９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，
１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアント
ラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡ
ｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ
）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラ
セン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７
－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、２，３，６，７－テトラ
メチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン、９，９’－ビアントリル、１０，
１０’－ジフェニル－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス（２－フェニルフェ
ニル）－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタ
フェニル）フェニル］－９，９’－ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン
、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等の芳香族炭化水
素が挙げられる。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。ビニル
骨格を有する芳香族炭化水素であってもよく、ビニル骨格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：ＤＰ
ＶＢｉ）、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。
なお、特に、正孔輸送性材料として、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）、
１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－Ｉ
Ｉ）、４，４’－（ビフェニル－２，２’－ジイル）－ビス－ジベンゾチオフェン（略称
：ｏＤＢＴＢＰ－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
－［３－（トリフェニレン－２－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴ
ＰＴｐ－ＩＩ）、３，６－ジ－（ジベンゾチオフェン－４－イル）－９－フェニル－９Ｈ
－カルバゾール（略称：ＤＢＴ２ＰＣ－ＩＩ）、４－［３－（９，１０－ジフェニル－２
－アントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：２ｍＤＢＴＰＰＡ－ＩＩ）、４－
［３－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］ジベンゾフラン（略称：２
ｍＤＢＦＰＰＡ－ＩＩ）及び４－［４－（９－フェニルアントラセン－１０－イル）フェ
ニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＡ－ＩＩ）等のジベンゾチオフェン誘導体
又はジベンゾフラン誘導体、及び、１－［３，５－ジ（ナフタレン－１－イル）フェニル
］ナフタレン（略称：Ｎ３Ｐ）、９－［３，５－ジ（フェナントレン－９－イル）フェニ
ル］フェナントレン（略称：Ｐｎ３Ｐ）、１，２，３，４－テトラフェニルナフタレン（
略称：Ｐ４Ｎ）、２－［３，５－ジ－（ナフタレン－２－イル）－フェニル］－ナフタレ
ン（略称：βＮ３Ｐ）及び９，９’－（ビフェニル－３，３’－ジイル）－ジ－フェナン
トレン（略称：ｍＰｎＢＰ）等のナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニ
レン骨格に置換基が結合した、分子量が３５０以上２０００以下である炭化水素化合物を
用いた複合材料は、可視光領域から近赤外領域にかけて吸収が無い為、当該複合材料を用
いて作製した発光素子を測定した結果は、計算結果と良い一致を示し、精度良くａの値を
求めることができる。
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）、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。
アクセプタ性物質としては、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－ＴＣＮＱ）、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。
当該複合材料は、導電性が高いため、厚膜化しても駆動電圧の上昇が起きにくく、キャリ
アバランスも保てるという利点がある。
なお、このように、測定には、一部特別な構造を有する発光素子を用いるが、発光層の構
成は通常の発光素子と同様に形成することで、配向の評価結果は同様の発光層の構成を有
する発光素子の配向状態にも適用できる。
このような発光素子を実際にＥＬ発光させ、直線偏光子を基板に垂直方向に挿入して発光
強度角度依存性を測定する。発光強度は、ある一波長における強度として表しても良いが
、本発明の一態様においては発光スペクトル強度を積分した値で表す方がより正確な検証
を行うことができ、好ましい。
この実験値を有機デバイスシミュレータ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｅｍｉｓｓｉ
ｖｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｏｐｔｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ：ｓｅｔｆｏｓ；サイバ
ネットシステム株式会社）による計算結果と比較することで、当該発光素子におけるａの
値を求めることができる。当該計算においては、発光材料のスペクトル形状、積層構造の
膜厚、屈折率、消衰係数、および発光領域の位置・幅を入力することで、入力した任意の
ａの値において、角度θに対する発光強度（スペクトル）を算出することができる。
なお、発光領域の位置は測定できないため、想定で行う。発光領域の指定は、発光層のキ
ャリア輸送性等から経験的に想定できるが、膜厚方向の一か所に固定するより、最も再結
合確率の高いと思われる発光位置（例えば発光層の電子輸送性が正孔輸送性よりも高けれ
ば、正孔輸送層＼発光層界面近傍）をまず固定し、その位置から指数関数的に再結合確率
が減少するような発光領域の広がりがあると仮定して計算を行うと、実測に近いスペクト
ル形状の良好な計算結果を得ることができる。
本発明者らは、発光素子において、上記方法により算出したａの値を０．２以下、好まし
くは０以上０．２以下とすることで、非常に発光効率の良好な発光素子を得ることができ
ることを見出した。
ここで、各配向状態における光取出し効率を考える。遷移双極子モーメントがランダム配
向（ａ＝１／３≒０．３３）しているときに比べ、完全に基板に対して水平に配向（ａ＝
０）しているときは、ランダム配向時に基板に垂直だった３分の１の分子の遷移双極子が
水平状態となる。そのため、基板面に水平な遷移双極子の割合はランダム配向時の１．５
倍となる。
ここで、先に述べた通り、最適化された発光素子において観測される発光は、そのほとん
どが水平配向した分子から放出される発光成分に由来しており、垂直配向している分子か
ら放出される発光（すなわちＴＭｖ成分）は相対的に無視できるほど微弱である。このた
め、ランダム配向である場合、３分の１の分子からの発光は実質的に取り出されていない
と考えることができる。一方、ａが０である場合は、上述のように基板に水平な遷移双極
子の割合がランダム配向である場合の１．５倍となるため、観測される発光に寄与する分
子の割合も概略１．５倍となり、発光の取出し効率も概略１．５倍となる。
このように、本発明の一態様の発光素子は、ａの値が０．２以下であることによって、ラ
ンダム配向である場合と比較してより外部に取り出すことが可能な発光が増え、外部量子
効率の良好な発光素子を提供することができる。なお、ａの値が０．２である場合、水平
配向の遷移双極子の割合はランダム配向の１．２倍となり、１．２倍の取出し効率を実現
する。
なお、発光素子の電極は基板に水平に設けられるため、基板に水平な遷移双極子は、発光
素子の第１の電極又は第２の電極にも水平であるということができる。
なお、ここまで説明は発光材料が蛍光発光物質である蛍光発光素子を例に挙げて説明して
きたが、もちろん、発光材料がりん光発光物質である場合にも適用することができる。発
光材料がりん光発光物質であることにより、非常に良好な発光効率を呈する発光素子を得
ることができる。なお、りん光発光物質は、イリジウム錯体であることが好ましい。ａの
値が０．２以下である発光層を有する発光素子であることによって、りん光発光素子にお
いては外部量子効率２５％以上の良好な効率を示す発光素子を提供することが容易となる
。また、発光材料の燐光量子収率が非常に高ければ（例えば０．８４以上好ましくは０．
９以上であれば）、外部量子効率３０％以上の、理論限界を超えた外部量子効率を呈する
非常に良好な効率を示す発光素子を提供することも可能である。また、りん光発光素子で
は発光層にホスト材料、発光材料の他に第３の物質を含有させ、ホスト材料と第３の物質
が励起錯体を形成するような構成が、エネルギー移動の効率化や、駆動電圧の低減等の効
果があるために好ましい構成である。
発光材料が蛍光発光材料である場合は、当該発光材料は、縮合芳香族炭化水素骨格を含む
物質であることが分子配向の為に好ましい。ａの値が０．２以下である発光層を有する発
光素子であることによって、取出し効率が１．２倍となるため、蛍光発光素子においては
、発光材料の蛍光量子収率が非常に高ければ（例えば０．８４以上好ましくは０．９以上
であれば）、外部量子効率７．５％以上の、理論限界を超えた外部量子効率を有する良好
な効率を示す発光素子を提供することも可能である。さらに、ＴＴＡ等の機構を同時に有
することで外部量子効率１０％以上の非常に良好な効率を示す発光素子を提供することも
可能となる。ＴＴＡを同時に有する発光素子においては遅延蛍光成分が観測される。
≪発光素子≫
続いて、本発明の一態様である発光素子の例について図３（Ａ）を用いて以下、詳細に
説明する。
本実施の形態における発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２とからなる
一対の電極と、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、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。
第１の電極１０１は陽極として機能させるためには、仕事関数の大きい（具体的には４
．０ｅＶ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：Ｉｎｄｉｕ
ｍ Ｔｉｎ 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乃至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乃至５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１乃至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（Ａ
ｕ）、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は積層構造を有し、少なくとも発光層を有する。その他の層としては、正
孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等があり
、発光素子はそれら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の上に正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１
３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５の順で積層構造を有する構成について説明する
。各層を構成する材料の例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（３，４－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
：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等、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性物質を含有させた複
合材料を用いることができる。複合材料は、発光素子の膜厚調整を行う際に用いることが
好適であるとして述べた複合材料と同じであるため、繰り返しの説明を省略する。なお、
複合材料を正孔注入層として用いることで、第１の電極の材料を、仕事関数に関係なく選
択することができるようになる。
正孔注入層１１１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。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、蛍光発光を呈する層であっても、りん光発光を呈する層や熱活性化遅
延蛍光（ＴＡＤＦ）を呈する層であってもいずれでも構わない。また、単層であっても、
異なる発光物質が含まれる複数の層からなっていても良い。複数の層からなる発光層を形
成する場合、りん光発光物質が含まれる層と蛍光発光物質が含まれる層が積層されていて
も良い。この際、りん光発光物質が含まれる層では、後述の励起錯体を利用することが好
ましい。
蛍光発光物質としては、例えば以下のような物質を用いることができる。また、これ以外
の蛍光発光物質も用いることができる。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）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－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：１，６ｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（２，６－ジメチルフェニル）
－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：１，６ｏＤＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４
－（ジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ピレン－１，６－
ジアミン（略称：１，６ＦｒＢＡＰｒｎ－ＩＩ）、Ｎ，Ｎ’－ビス〔３－（ジベンゾフラ
ン－４－イル）フェニル〕－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ピレン－１，６－ジアミン（略称：
１，６ｍＦｒＢＡＰｒｎ－ＩＩ）、Ｎ，Ｎ’－（ピレン－１，６－ジイル）ビス［（Ｎ－
フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６Ｂｎ
ｆＡＰｒｎ－０２）、Ｎ，Ｎ’－（ピレン－１，６－ジイル）ビス［（６，Ｎ－ジフェニ
ルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰ
ｒｎ－０３）、９，１０－ビス［Ｎ－フェニル－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－
イル）アミノ］アントラセン（略称：ＰＣＡ２Ａ）、クマリン５４５Ｔ、などが挙げられ
る。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎのようなピレンジアミ
ン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率
や信頼性に優れており、また分子配向しやすいため好ましい。
発光層１１３において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば
以下のようなものが挙げられる。トリス｛２－［４－（２－アダマンチル）－３－メチル
－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－５－イル－κＮ］フェニル－κＣ｝イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ－Ａｄｍ２）３］）、トリス｛２－［４－（４－シアノ
－２，６－ジイソブチルフェニル）－５－（２－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－ｄｉＢｕＣＮｐ）３）、トリス｛２－［４－（４－シアノ－２，６－ジメ
チルフェニル）－５－（２－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－ｄｍ
ＣＮｐ）３）、トリス｛２－［１－（４－シアノ－２，６－ジイソブチルフェニル）－１
Ｈ－イミダゾール－２－イル－κＮ３］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：
Ｉｒ（ｐｉｍ－ｄｉＢｕＣＮｐ）３）のようなアゾール（特にトリアゾールやイミダゾー
ル）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（６－ｔｅｒ
ｔ－ブチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕ
ｐｐｍ）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（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセ
トナト）ビス（４，５，６－トリフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：
［Ｉｒ（ｔｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２－［６－（３，５－ジメチルフェニル
）－４－ピリミジニル－κＮ３］－４，６－ジメチルフェニル－κＣ｝（２，６－ジメチ
ル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（
ｄｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］、ビス｛２－［６－（３，５－ジメチルフェニル）－４
－ピリミジニル－κＮ３］－４，６－ジメチルフェニル－κＣ｝（２，２’，６，６’－
テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｍ）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、ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）
イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ］）］）、ビス｛４，６－
ジメチル－２－［５－（２，６－ジメチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフェニル
）－２－ピラジニル－κＮ］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（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）
、ビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（２，６－ジメチルフェニル）－３－（３，５－
ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，８－ジメチル－４
，６－ノナンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐ
ｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｉｖｍ）］）、ビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（２，６－ジ
メチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］フェニ
ル－κＣ｝（２，２’，６，６’－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，
Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］）
、ビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（２，５－ジメチルフェニル）－３－（３，５－
ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テト
ラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［
Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－２５ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］）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が挙げられる。これらの有機金属イリジウム錯体は、発光効率や信頼
性に優れており、また分子配向しやすいため好ましい。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、様々なりん光性発光材料を選択し、用いてもよ
い。
ＴＡＤＦ材料としては、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）や、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）
－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）
、２－｛４－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾ
ール－９－イル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：Ｐ
ＣＣｚＰＴｚｎ）、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
複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の両方を有する複素環化合物を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共に高く、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なり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギ
ー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。な
お、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環
を用いても良い。
発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様
々なキャリア輸送材料を用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、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－ｔｅ
ｒｔ－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：ＴＰ
ＢＩ）、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：２
ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－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：４，６ｍＰｎ
Ｐ２Ｐｍ）、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、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：３５ＤＣｚ
ＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰ
ｙＰＢ）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。
正孔輸送性を有する材料としては、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：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－９
Ｈ－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：ＤＢ
Ｔ３Ｐ－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：ＤＢＦ
３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニ
ル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を
有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバ
ゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧
低減にも寄与するため好ましい。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な物質の中
から正孔輸送材料を用いても良い。
発光物質として蛍光発光物質を用いる場合は、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：ＰＣＰ
Ｎ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾ
ール（略称：ＣｚＰＡ）、７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－
７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：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：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９－フェニル－１０－｛４－（９－フェニル－９Ｈ－
フルオレン－９－イル）－ビフェニル－４’－イル｝－アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ
）等のアントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍
光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現する
ことが可能である。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡ
は非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料
を用いる場合は、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混合すること
が好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによっ
て、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行う
ことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔
輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９乃至９：１とすればよい。
また、これら混合されたホスト材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は
、蛍光発光物質、りん光発光物質及びＴＡＤＦ材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長
と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エ
ネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、当該構成は
駆動電圧も低下するため好ましい構成である。
なお、発光材料の配向状態を示すａの数値は、ホスト材料の種類や数には影響をあまり受
けないことがわかっているため、ホスト材料としてどのような材料を選択しても構わない
。
以上のような構成を有する発光層１１３は、真空蒸着法での共蒸着を用いて作製すること
ができる。この際、蒸着室に設置した四重極型質量分析計（Ｑ－ＭＡＳＳ）で測定したチ
ャンバー雰囲気として、チャンバー内の全圧に対する二酸化炭素の分圧の比率が、大気中
よりも大きいことが有効な条件である。大気中において、全圧に対する二酸化炭素の分圧
の比率（すなわち体積比率）は、約０．０３％である。一方、減圧下の真空チャンバーに
おいて、全圧に対する二酸化炭素の分圧の比率が０．０３％より大きい状態、好ましくは
０．１％以上である状態で発光層を成膜することによって、発光材料のａが０．２以下の
配向状態となる発光素子を作製することができる。なお、二酸化炭素はキャリア輸送性を
阻害するため、上記比率は１０％以下が好ましい。
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物
質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料として挙げた
材料や、アントラセン骨格を有する材料を用いることができる。
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。また、電子注入層１１５にエレクトライドを用いてもよい
。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高
濃度添加した物質等が挙げられる。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。
また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図３（Ｂ））。
電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽
極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、
少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成す
ることができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層
１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材
料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電
子輸送層１１４に電子が、陰極である第２の電極１０２に正孔が注入され、発光素子が動
作する。
なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッフ
ァ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１
１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子
リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７にお
けるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に
接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１
８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位
は－５．０ｅＶ以上、好ましくは－５．０ｅＶ以上－３．０ｅＶ以下とするとよい。なお
、電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の
材料又は金属－酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およ
びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を
含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで
形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金
属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化
物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物
、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、
炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメ
チルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。
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、ＩＴＯ、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、真空蒸着法やスパッタリ
ング法などの乾式法、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、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、発光層以外の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、グラビア印刷法、オフセット印刷法
、スクリーン印刷法、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。
ここで、液滴吐出法を用いてＥＬ層７８６を形成する方法について、図４を用いて説明
する。図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）は、ＥＬ層７８６の作製方法を説明する断面図である。
まず、平坦化絶縁膜７７０上に導電膜７７２が形成され、導電膜７７２の一部を覆うよ
うに絶縁膜７３０が形成される（図４（Ａ）参照）。
次に、絶縁膜７３０の開口である導電膜７７２の露出部に、液滴吐出装置７８３より液
滴７８４を吐出し、組成物を含む層７８５を形成する。液滴７８４は、溶媒を含む組成物
であり、導電膜７７２上に付着する（図４（Ｂ）参照）。
なお、液滴７８４を吐出する工程を減圧下で行ってもよい。
次に、組成物を含む層７８５より溶媒を除去し、固化することによってＥＬ層７８６を
形成する（図４（Ｃ）参照）。
なお、溶媒の除去方法としては、乾燥工程または加熱工程を行えばよい。
次に、ＥＬ層７８６上に導電膜７８８を形成し、発光素子７８２を形成する（図４（Ｄ
）参照）。
このようにＥＬ層７８６を液滴吐出法で行うと、選択的に組成物を吐出することができ
るため、材料のロスを削減することができる。また、形状を加工するためのリソグラフィ
工程なども必要ないために工程も簡略化することができ、低コスト化が達成できる。
なお、上記説明した液滴吐出法とは、組成物の吐出口を有するノズル、あるいは１つ又
は複数のノズルを有するヘッド等の液滴を吐出する手段を有するものの総称とする。
次に、液滴吐出法に用いる液滴吐出装置について、図５を用いて説明する。図５は、液
滴吐出装置１４００を説明する概念図である。
液滴吐出装置１４００は、液滴吐出手段１４０３を有する。また、液滴吐出手段１４０
３は、ヘッド１４０５と、ヘッド１４１２と、ヘッド１４１６とを有する。
ヘッド１４０５、及びヘッド１４１２は制御手段１４０７に接続され、それがコンピュ
ータ１４１０で制御することにより予めプログラミングされたパターンに描画することが
できる。
また、描画するタイミングとしては、例えば、基板１４０２上に形成されたマーカー１
４１１を基準に行えば良い。あるいは、基板１４０２の外縁を基準にして基準点を確定さ
せても良い。ここでは、マーカー１４１１を撮像手段１４０４で検出し、画像処理手段１
４０９にてデジタル信号に変換したものをコンピュータ１４１０で認識して制御信号を発
生させて制御手段１４０７に送る。
撮像手段１４０４としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属－酸化物－半導体（
ＣＭＯＳ）を利用したイメージセンサなどを用いることができる。なお、基板１４０２上
に形成されるべきパターンの情報は記憶媒体１４０８に格納されたものであり、この情報
を基にして制御手段１４０７に制御信号を送り、液滴吐出手段１４０３の個々のヘッド１
４０５、ヘッド１４１２、ヘッド１４１６を個別に制御することができる。吐出する材料
は、材料供給源１４１３、材料供給源１４１４、材料供給源１４１５より配管を通してヘ
ッド１４０５、ヘッド１４１２、ヘッド１４１６にそれぞれ供給される。
ヘッド１４０５、ヘッド１４１２、ヘッド１４１６の内部は、点線１４０６が示すよう
に液状の材料を充填する空間と、吐出口であるノズルを有する構造となっている。図示し
ないが、ヘッド１４１２もヘッド１４０５と同様な内部構造を有する。ヘッド１４０５と
ヘッド１４１２のノズルを異なるサイズで設けると、異なる材料を異なる幅で同時に描画
することができる。一つのヘッドで、複数種の発光材料などをそれぞれ吐出し、描画する
ことができ、広領域に描画する場合は、スループットを向上させるため複数のノズルより
同材料を同時に吐出し、描画することができる。大型基板を用いる場合、ヘッド１４０５
、ヘッド１４１２、ヘッド１４１６は基板上を、図５中に示すＸ、Ｙ、Ｚの矢印の方向に
自在に走査し、描画する領域を自由に設定することができ、同じパターンを一枚の基板に
複数描画することができる。
また、組成物を吐出する工程は、減圧下で行ってもよい。吐出時に基板を加熱しておい
てもよい。組成物を吐出後、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程
は、両工程とも加熱処理の工程であるが、その目的、温度と時間が異なるものである。乾
燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱
炉などにより行う。なお、この加熱処理を行うタイミング、加熱処理の回数は特に限定さ
れない。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、そのときの温度は、基板の材質及び組
成物の性質に依存する。
以上のように、液滴吐出装置を用いてＥＬ層７８６を作製することができる。
液滴吐出装置を用いてＥＬ層７８６を作製する場合、種々の有機溶剤を用いて塗布用組成
物を作成することが出来る。前記組成物に用いることが出来る有機溶剤としては、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、
メタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｔ－ブタノール、
アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、メチレ
ンクロライド、四塩化炭素、酢酸エチル、ヘキサン、シクロヘキサン等種々の有機溶剤を
用いることが出来る。特に、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の低極性なベ
ンゼン誘導体を用いることで、好適な濃度の溶液を作ることが出来、また、インク中に含
まれる材料が酸化などにより劣化することを防止できるため好ましい。また、作成後の膜
の均一性や膜厚の均一性などを考慮すると沸点が１００℃以上であることが好ましく、ト
ルエン、キシレン、メシチレンが更に好ましい。
なお、上記構成は、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。
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。
当該発光素子の発光は、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を透光性を有する電極で形成する。
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における再結
合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、そのバンドギャップが発光層を構成する発光物質もしくは、発光層に
含まれる発光中心物質が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で
構成することが好ましい。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（積層型素子、タンデム型発光
素子ともいう）の態様について、図３（Ｃ）を参照して説明する。この発光素子は、陽極
と陰極との間に、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３（Ａ）又は図３（Ｂ）で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、図３（
Ａ）又は図３（Ｂ）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、
図３（Ｃ）で示した発光素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であるということが
できる。
図３（Ｃ）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３（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極
１０２に相当し、図３（Ａ）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機能を有する
。すなわち、図３（Ｃ）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。
電荷発生層５１３は、図３（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成す
ることが好ましい。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５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユ
ニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、当該発光ユニットには正孔注入層を
設けなくとも良い。
また、電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該層が陽極側の発光ユニットにおけ
る電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには必ずしも重ねて電子注入層を形成
する必要はない。
図３（Ｃ）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５１
３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容易である。
≪微小光共振器（マイクロキャビティ）構造≫
マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、上記一対の電極を、反射電極と半透過・
半反射電極とから構成することにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極は上述の
第１の電極と第２の電極に相当する。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくと
もＥＬ層を有し、ＥＬ層は少なくとも発光領域となる発光層を有している。
ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによっ
て反射され、共振する。なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ま
しくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下であるもの
とする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは
４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下であるものとする。
また、当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを
変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。こ
れにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共
振しない波長の光を減衰させることができる。
なお、発光層から発する光のうち、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の
反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな
干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ－１）λ／４（ただし、ｎは
１以上の自然数、λは増幅したい色の波長）に調節することが好ましい。これにより、第
１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることがで
きる。
なお、上記構成においては、ＥＬ層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発
光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わ
せて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単
数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図６を用いて説明する。なお、図６（Ａ）は、発光
装置を示す上面図、図６（Ｂ）は図６（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６（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ＦＥＴ６２３とｐチャネル型ＦＥＴ６２
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ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２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てい
るが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部として
もよい。
ＦＥＴに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、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。ＦＥＴに用いる半導体の例としては、第１
３族半導体、第１４族半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いるこ
とができるが、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該酸化物半導体としては、例え
ば、Ｉｎ－Ｇａ酸化物、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、またはＮｄ）等が挙げられる。なお、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材料を用いることで、トラ
ンジスタのオフ電流を低減することができるため、好ましい構成である。
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ことができる。
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乃至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及び第２の電極６１７がそれぞれ形成されてい
る。これらはそれぞれ図３（Ａ）又は図３（Ｂ）で説明した第１の電極１０１、ＥＬ層１
０３及び第２の電極１０２又は図３（Ｃ）で説明した第１の電極５０１、ＥＬ層（５１１
乃至５１３）及び第２の電極５０２に相当する。
ＥＬ層６１６には有機金属錯体が含まれることが好ましい。当該有機金属錯体は、発光
層における発光中心物質として用いられることが好ましい。
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。
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、素子
基板６１０及び封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（
Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライ
ド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや発光素子を形成す
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（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表され
るプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。また
は、一例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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。
特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造するこ
とによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズ
の小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を
構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子
を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子の間に剥離層を
設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置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、トランジスタは耐熱
性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。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有機
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、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトラン
ジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。ト
ランジスタや発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成す
ることが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミ
ドフィルム基板、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、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジス
タの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができ
る。
図７には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）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示す。図７（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１０４０、
駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０
２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０
３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図７（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青
色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。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
ーバーコート層で覆われている。
また、図７（Ａ）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。
図７（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着
色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する
例を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられてい
ても良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴ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８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。ＦＥＴ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、他の様々な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８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
、図３（Ａ）又は図３（Ｂ）のＥＬ層１０３または図３（Ｃ）のＥＬ層（５１１乃至５１
３）として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする
。
図８のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の
着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うこ
とができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（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）や黒色層はオーバーコート層によって覆われて
いても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。
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色や赤、緑、青、黄の４色でフルカラー表示を行ってもよい。
図９には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図９（
Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＸ－Ｙで切断した断面図であ
る。図９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９
５３上には隔壁層９５４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９５３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。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素
部に形成されたＦＥＴでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示
装置として好適に利用できる発光装置である。
≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図１０を参照しながら説明する。図１０（Ｂ）は照明
装置の上面図、図１０（Ａ）は図１０（Ｂ）におけるｅ－ｆ断面図である。
当該照明装置は、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は図３（Ａ）、（Ｂ）の第１の電極１０１に相当する。
第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料に
より形成する。
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は図３（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）のＥＬ層１０３又はＥＬ層（５１１乃至５１３）などに相当する。なお、
これらの構成については当該記載を参照されたい。
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は図３（Ａ）、
（Ｂ）の第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第
２の電極４０４は反射率の高い材料を含んで形成される。第２の電極４０４はパッド４１
２と接続することによって、電圧が供給される。
第１の電極４０１、ＥＬ層４０３及び第２の電極４０４によって発光素子が形成される
。当該発光素子を、シール材４０５、４０６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、４０６はどちらか一方でもかまわな
い。また、内側のシール材４０６（図１０（Ｂ）では図示せず）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と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６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。
≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。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などのカメラ、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１１（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７１
０１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、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
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１１（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、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１１（Ｂ１）のコンピュータは、図１１（Ｂ２）のような
形態であっても良い。図１１（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。
図１１（Ｃ）（Ｄ）は、携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末は、筐体７４０
１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７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯情報端末は、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。
図１１（Ｃ）及び（Ｄ）に示す携帯情報端末は、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、携帯情報端末内部に、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、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる
。
また、表示部に本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発
光効率が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。このため、本発明の一態様の発光素子を含む電子機器は消費電力の
小さい電子機器とすることができる。
図１２は、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１２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９
０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。バックライトユニ
ット９０３には、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。
発光素子には本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶
表示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得
られる。
図１３は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図１３に示す電気スタンド
は、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として発光素子を用いた照明装
置が用いられている。
図１４は、室内の照明装置３００１の例である。当該照明装置３００１には本発明の一
態様の発光素子を用いることが好ましい。
本発明の一態様である自動車を図１５に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュ
ボードに発光素子が搭載されている。表示領域５０００乃至表示領域５００５は発光素子
を用いて設けられた表示領域である。本発明の一態様の発光素子を用いることが好ましく
、これにより表示領域５０００乃至表示領域５００５は消費電力を抑えられるため、車載
に好適である。
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、発光
素子を用いる表示装置である。この発光素子を、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発光素子を用いる表示装置である。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、速度計や回転数、走行距
離、給油量、ギア状態、空調の設定など、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。
図１６（Ａ）及び図１６（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
６（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、本発明の一態様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１６（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１６（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１６（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１６（Ａ）及び図１６（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１６（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１６（
Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１６（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１６（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９６３１を具備していれば、図１６に示した形状のタブレット型端末
に限定されない。
また、図１７（Ａ）～（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１７
（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１７（Ｂ）に展開した状態又は
折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。
図１７（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０
は、折りたた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。
表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持され
ている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネ
ル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介し
て２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０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。本発明の一態様の発光装置を
表示パネル９３１１に用いることができる。表示パネル９３１１における表示領域９３１
２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領
域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットな
どを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができ
る。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子１）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子１
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。発光素子の素子構造を図１８
に示す。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
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）を膜厚３
０ｎｍとなるように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と
上記構造式（ｉｖ）で表される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）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢ
ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように１５ｎｍ共蒸着して発光層１１
３を形成した。なお、発光層１１３を形成する際（蒸着中）、蒸着室内に設けられたＱ－
ＭＡＳＳの測定において、全圧は１×１０－４Ｐａ付近を推移し、分子量４４として検出
される二酸化炭素の分圧は６×１０－７Ｐａ付近を推移していた。すなわち、蒸着時の全
圧に対する二酸化炭素の分圧の比率は、約０．６％であった。このように、蒸着時の全圧
に対する二酸化炭素の分圧の比率が０．０３％よりも大きいこと、具体的には０．１％以
上であることが重要である。なお、Ｑ－ＭＡＳＳは分子量１～２００のガスしか検出して
いないため、Ｑ－ＭＡＳＳの全圧はチャンバー内の実際の全圧とは厳密には異なる。しか
し、分子量が２００を超えるガス成分の分圧は無視できるほど小さいため、いずれの全圧
を用いても同様の結果が得られる。
その後、発光層１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚２０ｎｍとなるように蒸着した後、
上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍ
となるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子１を作製した。
（発光素子１－１の作製方法）
発光素子１－１は上記発光素子１の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍとなるように蒸着して電子リレ
ー層１１８を形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝
ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように６０ｎｍ共蒸着してＰ型層１１７を形
成し、膜厚調節層を形成した。
発光素子１及び発光素子１－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子１及び発光素子１－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子１及び発光素子
１－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子１の外部量子効率－輝度特性を図１９に示す。また、発光素子１及び発光素子
１－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表２に示す。
このように、発光素子１は外部量子効率１１％の非常に良好な効率を示す発光素子である
ことがわかる。
発光素子１－１は発光素子１にさらに膜厚調節層を形成した素子である。発光素子の光路
長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることにより、配向状態を表
すａの値を求めやすくした。なお、発光素子１と発光素子１－１はその構成及び作製方法
において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層における発光物質の配向
状態は同じであると推察できる。
発光素子１－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。まず、図
２０に示したように、発光素子１－１が設けられた基板を検出器（浜松ホトニクス社製―
マルチチャネル分光器ＰＭＡ－１２）に対してθ＝０度から８０度まで傾けながら１度毎
にＥＬ発光スペクトルを測定し、ＥＬ発光のスペクトル形状の角度依存性を測定した。こ
の測定では、発光素子１－１と検出器との間には、基板面に垂直に直線偏光子（グランテ
ーラー偏光プリズム）を挿入し、発光素子１－１が発する光からＳ偏光を除き、Ｐ偏光の
みのスペクトルを測定した。
図２１に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの４４０ｎｍから９５６ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上にｃｇＤＢＣｚＰＡと１，６
ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを重量比１：０．０３、膜厚はｃｇＤＢＣｚＰＡが５０ｎｍと
なるように真空蒸着法により共蒸着成膜した膜を使用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では
、さらに発光領域の設定を行う。ここでは、ホール輸送層と発光層の界面を頂点として、
再結合確率が陰極方向に対して指数関数的な減衰曲線を示す発光領域の状態（ｅｘｐｏｎ
ｅｎｔｉａｌ）を仮定し、再結合確率が１／ｅに減衰する膜厚が１０ｎｍとなるように発
光領域が広がっていると設定した。これにより、パラメータａごとに、その発光スペクト
ルの面積強度の角度依存性を算出することができる。発光素子１－１はａ＝０．１６の時
の計算値と良い一致を示した。
また、図２２に、発光素子１－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図２３には計算により得られた２Ｄ等高線図を示した。図よ
り、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光素
子１及び発光素子１－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆している
。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１６という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２６倍の光取
出し効率となることがわかる。つまり、本発明の発光素子は、ランダム配向である素子の
１．２６倍の発光効率を示すことになる。
なお、発光素子１と発光素子１－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子１は、発光素子１－１と同様に、ａ＝０．１６の配向を有すると言える。発光
素子１は外部量子効率１１％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以
下であることで、良好な発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった。
なおこの素子は、過渡ＥＬ測定の結果から、ＴＴＡが発生していることもわかった。また
、ｃｇＤＢＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを重量比１：０．０３、膜厚はｃ
ｇＤＢＣｚＰＡが５０ｎｍとなるように真空蒸着法により共蒸着成膜した膜の量子収率は
、３６０ｎｍ励起光において、平均で０．８５であった。すなわち、本実施例の発光層は
ａが０．２以下、かつ蛍光量子収率が０．８４以上であり、ＴＴＡが生じていなかったと
しても、外部量子効率が７．５％以上となり得る理論的条件を満たしている。また本実施
例では、このことに加えて、ＴＴＡが発生しているおかげで外部量子効率が１０％を超え
ている非常に良好な特性を有する発光素子を得ることができた。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子２）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子２
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子２の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように５０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
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）を膜厚２
０ｎｍとなるように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｖｉｉ）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：２ｍＤＢＴＢＰＤ
Ｂｑ－ＩＩ）と上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ－（１，１’－ビフェニル－４－イ
ル）－９，９－ジメチル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）
フェニル］－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）と上記構造式（ｉｘ
）で表されるビス｛２－［５－メチル－６－（２－メチルフェニル）－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（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とを、重量比０．８：０．
２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）
２（ａｃａｃ）］）となるように４０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。なお、発
光層１１３を形成する際（蒸着中）、蒸着室内に設けられたＱ－ＭＡＳＳの測定において
、全圧は２×１０－４Ｐａ付近を推移し、分子量４４として検出される二酸化炭素の分圧
は１×１０－６Ｐａ付近を推移していた。すなわち、蒸着時の全圧に対する二酸化炭素の
分圧の比率は、約０．５％であった。このように、蒸着時の全圧に対する二酸化炭素の分
圧の比率が０．０３％よりも大きいこと、具体的には０．１％以上であることが重要であ
る。なお、Ｑ－ＭＡＳＳは分子量１～２００のガスしか検出していないため、Ｑ－ＭＡＳ
Ｓの全圧はチャンバー内の実際の全圧とは厳密には異なる。しかし、分子量が２００を超
えるガス成分の分圧は無視できるほど小さいため、いずれの全圧を用いても同様の結果が
得られる。
その後、発光層１１３上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを膜厚２５ｎｍとなるように蒸
着した後、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜
厚１０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子２を作製した。
（発光素子２－１の作製方法）
発光素子２－１は上記発光素子２の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となる
ように８５ｎｍ共蒸着して膜厚調節層を形成した。
発光素子２及び発光素子２－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子２及び発光素子２－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子２及び発光素子
２－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子２の外部量子効率－輝度特性を図２４に示す。また、発光素子２及び発光素子
２－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表４に示す。
このように、発光素子２は外部量子効率３０％の非常に良好な効率を示す発光素子である
ことがわかる。ここで、今回用いた発光材料である［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ
）］の発光量子収率（Φ）は０．８４であることがわかっている。キャリアバランス（γ
）が１、励起子生成割合（α）が１であるとすると、光取出し効率（χ）は、３５．７％
と算出される。これは、一般に言われている光取出し効率の理論値２０％～３０％よりも
非常に大きい値となっている。
発光素子２－１は発光素子２にさらに膜厚調節層を形成した素子である。発光素子の光路
長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることにより、配向状態を表
すａの値を求めやすくした。なお、発光素子２と発光素子２－１はその構成及び作製方法
において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層における発光物質の配向
状態は同じであると推察できる。
発光素子２－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。まず、図
２０に示したように、発光素子２－１が設けられた基板を検出器（浜松ホトニクス社製―
マルチチャネル分光器ＰＭＡ－１２）に対してθ＝０度から８０度まで傾けながら１度毎
にＥＬ発光スペクトルを測定し、ＥＬ発光のスペクトル形状の角度依存性を測定した。こ
の測定では、発光素子２－１－と検出器との間には、基板面に垂直に直線偏光子（グラン
テーラー偏光プリズム）を挿入し、発光素子２－１が発する光からＳ偏光を除き、Ｐ偏光
のみのスペクトルを測定した。
図２５に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの４４０ｎｍから９５６ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－Ｉ
ＩとＰＣＢＢｉＦとＩｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを重量比０．８：０．２：０
．０５、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法により共蒸着成膜した膜を使用した。ｓ
ｅｔｆｏｓによる計算では、さらに、発光領域の設定を行う。ここでは、ホール輸送層と
発光層の界面を頂点として、再結合確率が陰極方向に対して指数関数的な減衰曲線を示す
発光領域の状態（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ）を仮定し、再結合確率が１／ｅに減衰する膜
厚が２５ｎｍとなるように発光領域が広がっていると設定した。これにより、パラメータ
ａごとに、その発光スペクトルの面積強度の角度依存性を算出することができる。発光素
子２－１はａ＝０．１８のグラフと良い一致を示した。
また、図２６に、発光素子２－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図２７には計算によって得られた２Ｄ等高線図を示した。図
より、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光
素子２及び発光素子２－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆してい
る。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１８という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２３倍の光取
出し効率となることがわかる。
なお、発光素子２と発光素子２－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子２は、発光素子２－１と同様に、ａ＝０．１８の配向を有すると言える。発光
素子２は外部量子効率３０％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以
下であることで、良好な発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった。
また、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＢｉＦとＩｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ
）とを重量比０．８：０．２：０．０５、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法により
共蒸着成膜した膜の量子収率は、３７０ｎｍの励起光において、平均で０．８４であった
。すなわち、本実施例の発光層はａが０．２以下、かつ燐光量子収率が０．８４以上であ
り、外部量子効率が３０％以上となり得る理論的条件を満たしている。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子３）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子３
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように７５ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
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）を膜厚２
０ｎｍとなるように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｖｉｉ）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：２ｍＤＢＴＢＰＤ
Ｂｑ－ＩＩ）と上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ－（１，１’－ビフェニル－４－イ
ル）－９，９－ジメチル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）
フェニル］－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）と上記構造式（ｘ）
で表されるビス｛２－［５－（２，６－ジメチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフ
ェニル）－２－ピラジニル－κＮ］－４，６－ジメチルフェニル－κＣ｝（２，２，６，
６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（
略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］）とを、重量比０．８：０．２：
０．０５（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍ
ｐ）２（ｄｐｍ）］）となるように４０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを膜厚３０ｎｍとなるように蒸
着した後、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜
厚１５ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子３を作製した。
（発光素子３－１の作製方法）
発光素子３－１は上記発光素子３の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となる
ように１００ｎｍ共蒸着して膜厚調節層を形成した。
発光素子３及び発光素子３－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子３及び発光素子３－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子３及び発光素子
３－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子３の外部量子効率－輝度特性を図２８に示す。また、発光素子３及び発光素子
３－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表６に示す。
このように、発光素子３は外部量子効率２７％の非常に良好な効率を示す発光素子である
ことがわかる。ここで、今回用いた発光材料である［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（
ｄｐｍ）］の発光量子収率（Φ）は０．７９であることがわかっている。キャリアバラン
ス（γ）が１、励起子生成割合（α）が１であるとすると、光取出し効率（χ）は、３４
．１％と算出される。これは、一般に言われている光取出し効率の理論値２０％～３０％
よりも非常に大きい値となっている。
発光素子３－１は発光素子３の構成にさらに膜厚調節層を加えた構成を有する素子である
。発光素子の光路長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることによ
り、配向状態を表すａの値を求めやすくした。なお、発光素子３と発光素子３－１はその
構成及び作製方法において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層におけ
る発光物質の配向状態は同じであると推察できる。
発光素子３－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。方法につ
いては実施例１または実施例２と同様であるため割愛する。
図２９に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの５７０ｎｍから９００ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－Ｉ
ＩとＰＣＢＢｉＦと［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］とを重量比０．８：
０．２：０．０５、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法により共蒸着成膜した膜を使
用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では、さらに、発光領域の設定を行う。ここでは、ホー
ル輸送層と発光層の界面から３８ｎｍ付近を頂点として、再結合確率がガウス関数分布に
従った減衰曲線を示す発光領域の状態（ｇａｕｓｓｉａｎ）を仮定し、仮定したガウス関
数の変曲点間距離が２８ｎｍとなるように発光領域が広がっていると設定した。これによ
り、パラメータａごとに、その発光スペクトルの面積強度の角度依存性を算出することが
できる。発光素子３－１はａ＝０．１６のグラフと良い一致を示した。
また、図３０に、発光素子３－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図３１には計算によって得られた２Ｄ等高線図を示した。図
より、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光
素子３及び発光素子３－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆してい
る。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１６という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２６倍の光取
出し効率となることがわかる。
なお、発光素子３と発光素子３－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子３における発光層中の［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］は、発
光素子３－１と同様に、ａ＝０．１６の配向を有すると言える。発光素子３は外部量子効
率２７％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以下であることで、良
好な発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子４）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子４
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように２０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｘｉ）で表される３，３’－ビス（９－フェ
ニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）を膜厚２０ｎｍとなるように蒸着し、正
孔輸送層１１２を形成した。
続いて、ＰＣＣＰと上記構造式（ｘｉｉ）で表される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）と上記構造
式（ｘｉｉｉ）で表されるトリス｛２－［４－（４－シアノ－２，６－ジイソブチルフェ
ニル）－５－（２－メチルフェニル）－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－イル－κ
Ｎ２］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣ
Ｎｐ）３］）とを、重量比０．６：０．４：０．１２５（＝ＰＣＣＰ：４，６ｍＣｚＰ２
Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣＮｐ）３］）となるように３０ｎｍ共蒸着した後
、重量比０．２：０．８：０．１２５（＝ＰＣＣＰ：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍ
ｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣＮｐ）３］）となるように１０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成
した。
その後、発光層１１３上に、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを膜厚１０ｎｍとなるように蒸着した
後、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５
ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子４を作製した。
（発光素子４－１の作製方法）
発光素子４－１は上記発光素子４の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となる
ように５５ｎｍ共蒸着して膜厚調節層を形成した。
発光素子４及び発光素子４－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子４及び発光素子４－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子４及び発光素子
４－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子４の外部量子効率－輝度特性を図３２に示す。また、発光素子４及び発光素子
４－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表８に示す。
このように、発光素子４は外部量子効率３０％の非常に良好な効率を示す発光素子である
ことがわかる。ここで、今回用いた発光材料である［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣＮｐ
）３］の発光量子収率（Φ）は０．９３であることがわかっている。キャリアバランス（
γ）が１、励起子生成割合（α）が１であるとすると、光取出し効率（χ）は、３２．３
％と算出される。これは、一般に言われている光取出し効率の理論値２０％～３０％より
も非常に大きい値となっている。
発光素子４－１は発光素子４の構成にさらに膜厚調節層を加えた構成を有する素子である
。発光素子の光路長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることによ
り、配向状態を表すａの値を求めやすくした。なお、発光素子４と発光素子４－１はその
構成及び作製方法において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層におけ
る発光物質の配向状態は同じであると推察できる。
発光素子４－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。方法につ
いては実施例１または実施例２と同様であるため割愛する。
図３３に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの３５０ｎｍから８１０ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上にＰＣＣＰと４，６ｍＣｚＰ
２Ｐｍと［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣＮｐ）３］とを重量比０．６：０．４：０．１
２５となるように１５ｎｍ共蒸着した膜を使用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では、さら
に、発光領域の設定を行う。ホール輸送層と発光層の界面から２０ｎｍ付近を頂点として
、再結合確率がガウス関数分布に従った減衰曲線を示す発光領域の状態（ｇａｕｓｓｉａ
ｎ）を仮定し、仮定したガウス関数の変曲点間距離が３０ｎｍとなるように発光領域が広
がっていると設定した。これにより、パラメータａごとに、その発光スペクトルの面積強
度の角度依存性を算出することができる。発光素子４－１はａ＝０．１５のグラフと良い
一致を示した。
また、図３４に、発光素子４－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図３５には計算によって得られた２Ｄ等高線図を示した。図
より、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光
素子４及び発光素子４－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆してい
る。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１５という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２８倍の光取
出し効率となることがわかる。
なお、発光素子４と発光素子４－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子４における発光層中の［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣＮｐ）３］は、発光素
子４－１と同様に、ａ＝０．１５の配向を有すると言える。発光素子４は外部量子効率３
０％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以下であることで、良好な
発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった。
また、ＰＣＣＰと４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｉＢｕＣＮｐ）３］と
を重量比０．６：０．４：０．１２５となるように５０ｎｍ共蒸着した膜の量子収率は、
３５０ｎｍの励起光において、平均で８０％であった。すなわち、本実施例の発光層はａ
が０．２以下、かつ燐光量子収率が８０％以上であり、外部量子効率が３０％以上となり
得る理論的条件を満たしている。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子５）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子５
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子５の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように２０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｘｉｖ）で表される、４，４’－ビス（９－
カルバゾール）－２，２’－ジメチル－ビフェニル（略称：ｄｍＣＢＰ）を膜厚２０ｎｍ
となるように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｘｖ）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（ｘｖｉ）で表
されるトリス｛２－［４－（２－アダマンチル）－３－メチル－４Ｈ－１，２，４－トリ
アゾール－５－イル－κＮ］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍ
ｐｔｚ－Ａｄｍ２）３］）とを、重量比１：０．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：［Ｉｒ（Ｍ
ｐｔｚ－Ａｄｍ２）３］）となるように３０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｘｖｉｉ）で表される１，３，５－トリス［３
－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）を２５ｎｍ蒸着し、電子
輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子５を作製した。
（発光素子５－１の作製方法）
発光素子５－１は上記発光素子５の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となる
ように６０ｎｍ共蒸着して膜厚調節層を形成した。
発光素子５及び発光素子５－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子５及び発光素子５－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子５及び発光素子
５－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子５の外部量子効率－輝度特性を図３６に示す。また、発光素子５及び発光素子
５－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表１０に示す。
このように、発光素子５は外部量子効率２５％の良好な効率を示す発光素子であることが
わかる。ここで、今回用いた発光材料である［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ－Ａｄｍ２）３］の発光量
子収率（Φ）は０．９４であることがわかっている。キャリアバランス（γ）が１、励起
子生成割合（α）が１であるとすると、光取出し効率（χ）は、２６．６％と算出される
。
発光素子５－１は発光素子５の構成にさらに膜厚調節層を加えた構成を有する素子である
。発光素子の光路長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることによ
り、配向状態を表すａの値を求めやすくした。なお、発光素子５と発光素子５－１はその
構成及び作製方法において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層におけ
る発光物質の配向状態は同じであると推察できる。
発光素子５－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。まず、図
２０に示したように、発光素子５－１が設けられた基板を検出器（浜松ホトニクス社製―
マルチチャネル分光器ＰＭＡ－１２）に対してθ＝０度から８０度まで傾けながら１０度
毎にＥＬ発光スペクトルを測定し、ＥＬ発光のスペクトル形状の角度依存性を測定した。
この測定では、発光素子５－１と検出器との間には、基板面に垂直に直線偏光子（グラン
テーラー偏光プリズム）を挿入し、発光素子５－１が発する光からＳ偏光を除き、Ｐ偏光
のみのスペクトルを測定した。
図３７に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの４００ｎｍから８００ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上に３５ＤＣｚＰＰｙと［Ｉｒ
（Ｍｐｔｚ－Ａｄｍ２）３］とを重量比１：０．０６、膜厚は５０ｎｍとなるように真空
蒸着法により共蒸着成膜した膜を使用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では、さらに、発光
領域の設定を行う。ここでは、ホール輸送層と発光層の界面を頂点として、再結合確率が
陰極方向に対して指数関数的な減衰曲線を示す発光領域の状態（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ
）を仮定し、再結合確率が１／ｅに減衰する膜厚が５ｎｍとなるように発光領域が広がっ
ていると設定した。これにより、パラメータａごとに、その発光スペクトルの面積強度の
角度依存性を算出することができる。発光素子５－１はａ＝０．１６のグラフと良い一致
を示した。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１６という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２６倍の光取
出し効率となることがわかる。
なお、発光素子５と発光素子５－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子５における発光層中の［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ－Ａｄｍ２）３］は、発光素子５－１
と同様に、ａ＝０．１６の配向を有すると言える。発光素子５は外部量子効率２５％の良
好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以下であることで、良好な発光効率を有す
る発光素子を得ることができることがわかった。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子６）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子６
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。発光素子の素子構造を図１８
に示す。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子６の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように４０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
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）を膜厚３
０ｎｍとなるように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と
上記構造式（ｘｖｉｉｉ）で表される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〕－アントラセン
－９，１０－ジアミン（略称：９，１０ｍＭｅｍＦＬＰＡ２Ａ）とを、重量比１：０．１
（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：９，１０ｍＭｅｍＦＬＰＡ２Ａ）となるように３５ｎｍ共蒸着し
て発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：
ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子６を作製した。
（発光素子６－１の作製方法）
発光素子６－１は上記発光素子６の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍとなるように蒸着して電子リレ
ー層１１８を形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝
ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように８０ｎｍ共蒸着してＰ型層１１７を形
成し、膜厚調節層を形成した。
発光素子６及び発光素子６－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子６及び発光素子６－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子６及び発光素子
６－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子６の外部量子効率－輝度特性を図３８に示す。また、発光素子６及び発光素子
６－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表１２に示す。
このように、発光素子６は外部量子効率８．３％の良好な効率を示す発光素子であること
がわかる。ここで、今回用いた発光材料である９，１０ｍＭｅｍＦＬＰＡ２Ａの発光量子
収率（Φ）は０．９０であることがわかっている。キャリアバランス（γ）が１、励起子
生成割合（α）が０．２５であるとすると、光取出し効率（χ）は、３６．９％と算出さ
れる。これは、一般に言われている光取出し効率の理論値２０％～３０％よりも非常に大
きい値となっている。
発光素子６－１は発光素子６にさらに膜厚調節層を形成した素子である。発光素子の光路
長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることにより、配向状態を表
すａの値を求めやすくした。なお、発光素子６と発光素子６－１はその構成及び作製方法
において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層における発光物質の配向
状態は同じであると推察できる。
発光素子６－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。まず、図
２０に示したように、発光素子６－１が設けられた基板を検出器（浜松ホトニクス社製―
マルチチャネル分光器ＰＭＡ－１２）に対してθ＝０度から８０度まで傾けながら１度毎
にＥＬ発光スペクトルを測定し、ＥＬ発光のスペクトル形状の角度依存性を測定した。こ
の測定では、発光素子６－１と検出器との間には、基板面に垂直に直線偏光子（グランテ
ーラー偏光プリズム）を挿入し、発光素子６－１が発する光からＳ偏光を除き、Ｐ偏光の
みのスペクトルを測定した。
図３９に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの４７０ｎｍから７５０ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上にｃｇＤＢＣｚＰＡと９，１
０ｍＭｅｍＦＬＰＡ２Ａとを重量比１：０．１、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法
により共蒸着成膜した膜を使用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では、さらに発光領域の設
定を行う。ここではホール輸送層と発光層の界面から３３ｎｍ付近を頂点として、再結合
確率がガウス関数分布に従った減衰曲線を示す発光領域の状態（ｇａｕｓｓｉａｎ）を仮
定し、仮定したガウス関数の変曲点間距離が１２．５ｎｍとなるように発光領域が広がっ
ていると設定した。これにより、パラメータａごとに、その発光スペクトルの面積強度の
角度依存性を算出することができる。発光素子６－１ではａ＝０．１９の時にグラフと良
い一致を示した。
また、図４０に、発光素子６－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図４１には計算により得られた２Ｄ等高線図を示した。図よ
り、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光素
子６及び発光素子６－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆している
。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１９という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２２倍の光取
出し効率となることがわかる。つまり、本発明の発光素子は、ランダム配向である素子の
１．２２倍の発光効率を示すことになる。
なお、発光素子６と発光素子６－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子６は、発光素子６－１と同様に、ａ＝０．１９の配向を有すると言える。発光
素子６は外部量子効率８．３％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２
以下であることで、良好な発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった
。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子７）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子７
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。発光素子の素子構造を図１８
に示す。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子７の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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（ｘｉｘ）で表される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：Ｈ
ＡＴ－ＣＮ）を１０ｎｍ蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｘｘ）で表される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）を膜厚８０ｎｍとなる
ように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｘｘｉ）で表されるルブレンと、上記構造式（ｘｘｉｉ）で表さ
れる９－（１－ナフチル）－１０－（２－ナフチル）アントラセン（略称：α，β－ＡＤ
Ｎ）と、上記構造式（ｘｘｉｉｉ）で表される５，１０，１５，２０－テトラフェニルビ
スベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３－ｃｄ：１’，２’，３’－ｌｍ］ペリレン（
略称：ＤＢＰ）とを、重量比０．８：０．２：０．００５（＝ルブレン：α，β－ＡＤＮ
：ＤＢＰ）となるように３０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：
ＢＰｈｅｎ）を膜厚２０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子７を作製した。
（発光素子７－１の作製方法）
発光素子７－１は上記発光素子７の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍとなるように蒸着して電子リレ
ー層１１８を形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝
ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となるように８５ｎｍ共蒸着してＰ型層１１７を形
成し、膜厚調節層を形成した。
発光素子７及び発光素子７－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子７及び発光素子７－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子７及び発光素子
７－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子７の外部量子効率－輝度特性を図４２に示す。また、発光素子７及び発光素子
７－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表１４に示す。
このように、発光素子７は外部量子効率１１％の非常に良好な効率を示す発光素子である
ことがわかる。ここで、今回用いた発光材料であるＤＢＰの発光量子収率（Φ）は０．７
２であることがわかっている。キャリアバランス（γ）が１、励起子生成割合（α）が０
．２５であるとすると、光取出し効率（χ）は、６１．１％と算出される。これは、一般
に言われている光取出し効率の理論値２０％～３０％よりも非常に大きい値となっている
。なお、この素子は過渡ＥＬの測定からＴＴＡも起きていることがわかっており、実際に
はＴＴＡにより励起子生成割合は０．２５よりも大きくなっている。
発光素子７－１は発光素子７にさらに膜厚調節層を形成した素子である。発光素子の光路
長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることにより、配向状態を表
すａの値を求めやすくした。なお、発光素子７と発光素子７－１はその構成及び作製方法
において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層における発光物質の配向
状態は同じであると推察できる。
発光素子７－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。まず、図
２０に示したように、発光素子７－１が設けられた基板を検出器（浜松ホトニクス社製―
マルチチャネル分光器ＰＭＡ－１２）に対してθ＝０度から８０度まで傾けながら１度毎
にＥＬ発光スペクトルを測定し、ＥＬ発光のスペクトル形状の角度依存性を測定した。こ
の測定では、発光素子７－１と検出器との間には、基板面に垂直に直線偏光子（グランテ
ーラー偏光プリズム）を挿入し、発光素子７－１が発する光からＳ偏光を除き、Ｐ偏光の
みのスペクトルを測定した。
図４３に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの５７０ｎｍから９００ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上にルブレンとα，β－ＡＤＮ
とＤＢＰとを重量比０．８：０．２：０．００５、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着
法により共蒸着成膜した膜を使用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では、さらに発光領域の
設定を行う。ここでは、ホール輸送層と発光層の界面から６ｎｍ付近を頂点として、再結
合確率がガウス関数分布に従った減衰曲線を示す発光領域の状態（ｇａｕｓｓｉａｎ）を
仮定し、仮定したガウス関数の変曲点間距離が２５ｎｍとなるように発光領域が広がって
いると設定した。これにより、パラメータａごとに、その発光スペクトルの面積強度の角
度依存性を算出することができる。発光素子７－１ではａ＝０．１２の時にグラフと良い
一致を示した。
また、図４４に、発光素子７－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図４５には計算により得られた２Ｄ等高線図を示した。図よ
り、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光素
子７及び発光素子７－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆している
。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１２という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．３２倍の光取
出し効率となることがわかる。つまり、本発明の発光素子は、ランダム配向である素子の
１．３２倍の発光効率を示すことになる。
なお、発光素子７と発光素子７－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子７は、発光素子７－１と同様に、ａ＝０．１２の配向を有すると言える。発光
素子７は外部量子効率１１％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以
下であることで、良好な発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった。
なおこの素子は、過渡ＥＬ測定の結果から、ＴＴＡが発生していることもわかった。
本実施例では、効率の良好な本発明の一態様の発光素子（発光素子８）について、同様の
構成の発光層を有する、正面輝度をできるだけ小さくした測定用の発光素子（発光素子８
－１）を作製し、ａを求めた結果について詳しく説明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の作製方法及びその構造について説明する。本発明の一
態様の発光素子に用いた有機化合物について以下に示す。
（発光素子８の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（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７０ｎｍとし、電極面
積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
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、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）とを重量比４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）とな
るように５０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｘｘｉｖ）で表される９－［３－（９－フェ
ニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＣｚＦ
ＬＰ）を膜厚２０ｎｍとなるように蒸着し、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｘｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｘｘ
ｖ）で表されるビス［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）］）とを、重量比１：０．０５（＝４，６ｍＣｚ
Ｐ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように４０ｎｍ共蒸着して
発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを膜厚１５ｎｍとなるように蒸着した
後、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１０
ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を膜厚０．１ｎｍとなるよう
に蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるよ
うに蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子８を作製した。
（発光素子８－１の作製方法）
発光素子８－１は上記発光素子８の電子注入層１１５を形成した後、上記構造式（ｖｉ）
で表される銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍ形成し、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩと酸
化モリブデン（ＶＩ）とを重量比２：１（＝ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン）となる
ように８０ｎｍ共蒸着して膜厚調節層を形成した。
発光素子８及び発光素子８－１の素子構造を以下の表にまとめる。
発光素子８及び発光素子８－１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子
が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ＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光素子８及び発光素子
８－１の初期特性について測定を行った。なお、測定は２５℃に保たれた雰囲気で行った
。
発光素子８の外部量子効率－輝度特性を図４６に示す。また、発光素子８及び発光素子
８－１の輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表１６に示す。
このように、発光素子８は外部量子効率３１％の非常に良好な効率を示す発光素子である
ことがわかる。ここで、今回用いた発光材料である［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ
）］の発光量子収率（Φ）は０．９１であることがわかっている。キャリアバランス（γ
）が１、励起子生成割合（α）が１であるとすると、光取出し効率（χ）は、３４．１％
と算出される。これは、一般に言われている光取出し効率の理論値２０％～３０％よりも
非常に大きい値となっている。
発光素子８－１は発光素子８にさらに膜厚調節層を形成した素子である。発光素子の光路
長を調整することによって、正面方向に向かう光を減衰させることにより、配向状態を表
すａの値を求めやすくした。なお、発光素子８と発光素子８－１はその構成及び作製方法
において膜厚調節層の有無のみが異なるものであるため、発光層における発光物質の配向
状態は同じであると推察できる。
発光素子８－１を用いて、発光層における発光材料の配向状態について調べた。まず、図
２０に示したように、発光素子８－１が設けられた基板を検出器（浜松ホトニクス社製―
マルチチャネル分光器ＰＭＡ－１２）に対してθ＝０度から８０度まで傾けながら１度毎
にＥＬ発光スペクトルを測定し、ＥＬ発光のスペクトル形状の角度依存性を測定した。こ
の測定では、発光素子８－１と検出器との間には、基板面に垂直に直線偏光子（グランテ
ーラー偏光プリズム）を挿入し、発光素子８－１が発する光からＳ偏光を除き、Ｐ偏光の
みのスペクトルを測定した。
図４７に、縦軸に角度（θ）におけるＥＬ発光スペクトルの４８０ｎｍから８００ｎｍま
での面積強度、横軸に検出器の角度（θ）を表すグラフを示した。図中、□のプロットと
して示したグラフが実測値、実線や破線で示したグラフが、有機デバイスシミュレータで
あるｓｅｔｆｏｓにおける計算結果である。当該計算は、素子で使用している各層の膜厚
、屈折率および消衰係数の実測値、ドーパントの発光スペクトルの実測値、発光領域の位
置および幅、および配向パラメータａを入力して行った。これらの内、各層の膜厚、屈折
率、消衰係数は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０
００Ｕ）を用いて測定した。測定には、石英基板上に当該材料を真空蒸着法により１５０
ｎｍ成膜した膜を使用した。ドーパントの発光スペクトルは蛍光光度計（浜松ホトニクス
社製ＦＳ９２０）を用いて測定した。測定には、石英基板上に４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍと［
Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］とを重量比１：０．０５、膜厚は４０ｎｍとなる
ように真空蒸着法により共蒸着成膜した膜を使用した。ｓｅｔｆｏｓによる計算では、さ
らに、発光領域の設定を行う。ここでは、ホール輸送層と発光層の界面を頂点として、再
結合確率がガウス関数分布に従った減衰曲線を示す発光領域の状態（ｇａｕｓｓｉａｎ）
を仮定し、仮定したガウス関数の変曲点間距離が１１．５ｎｍとなるように発光領域が広
がっていると設定した。これにより、パラメータａごとに、その発光スペクトルの面積強
度の角度依存性を算出することができる。発光素子８－１はａ＝０．１９のグラフと良い
一致を示した。
また、図４８に、発光素子８－１のＥＬ発光スペクトルの角度依存性を測定した２Ｄ等高
線図（実測）を示す。また、図４９には計算によって得られた２Ｄ等高線図を示した。図
より、これらは良い一致を示していることがわかり、このことは、本実験と計算とで発光
素子８及び発光素子８－１における発光材料の配向が正確に求められたことを示唆してい
る。
ここで、遷移双極子の向きがランダムである場合のａの値が１／３≒０．３３、完全に基
板に対して水平である場合のａの値が０であり、ａ＝０である場合の取出し効率がａ＝１
／３≒０．３３である場合の光取出し効率の１．５倍になることを鑑みると、今回のａ＝
０．１９という値を有する発光素子は、ランダム配向である発光素子の１．２２倍の光取
出し効率となることがわかる。
なお、発光素子８と発光素子８－１は、その発光層の材料も、成膜方法も同じであるため
、発光素子８は、発光素子８－１と同様に、ａ＝０．１９の配向を有すると言える。発光
素子８は外部量子効率３１％の非常に良好な値を示す発光素子であり、ａの値が０．２以
下であることで、良好な発光効率を有する発光素子を得ることができることがわかった。
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
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
１１７ Ｐ型層
１１８ 電子リレー層
１１９ 電子注入バッファ層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ 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ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
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ＦＥＴ
６２４ ｐチャネル型ＦＥＴ
７３０ 絶縁膜
７７０ 平坦化絶縁膜
７７２ 導電膜
７８２ 発光素子
７８３ 液滴吐出装置
７８４ 液滴
７８５ 層
７８６ ＥＬ層
７８８ 導電膜
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）
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
１４００ 液滴吐出装置
１４０２ 基板
１４０３ 液滴吐出手段
１４０４ 撮像手段
１４０５ ヘッド
１４０６ 点線
１４０７ 制御手段
１４０８ 記憶媒体
１４０９ 画像処理手段
１４１０ コンピュータ
１４１１ マーカー
１４１２ ヘッド
１４１３ 材料供給源
１４１４ 材料供給源
１４１５ 材料供給源
１４１６ ヘッド
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
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
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示パネル
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体
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 (6)

  1. 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、前記発光層と接する電子輸送層とを有する発光素子であって、
    前記発光層は、ホスト材料と、縮合芳香族ジアミン化合物とを有し（ただし、前記ホスト材料が下記ｃｇＤＢＣｚＰＡであり、前記縮合芳香族ジアミン化合物が下記１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎである組み合わせを除く）、
    前記電子輸送層は、アントラセン骨格を有する物質または複素環化合物を有し、
    前記発光素子のａの値（前記発光層中の前記縮合芳香族ジアミン化合物の平均的な遷移双極子モーメントの向きを、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ三成分に分割し、前記第１の電極又は前記第２の電極に水平な成分をｘ方向、ｙ方向と仮定し、垂直な成分をｚ方向と仮定した場合のｚ方向の成分の割合）が０．２以下である発光素子。
  2. 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、前記発光層と接する電子輸送層とを有する発光素子であって、
    前記発光層は、第１のアントラセン骨格を有する物質と、蛍光発光物質とを有し（ただし、前記第１のアントラセン骨格を有する物質が下記ｃｇＤＢＣｚＰＡであり、前記蛍光発光物質が下記１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎである組み合わせを除く）、
    前記電子輸送層は、第２のアントラセン骨格を有する物質または複素環化合物を有し、
    前記発光素子のａの値（前記発光層中の前記蛍光発光物質の平均的な遷移双極子モーメントの向きを、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ三成分に分割し、前記第１の電極又は前記第２の電極に水平な成分をｘ方向、ｙ方向と仮定し、垂直な成分をｚ方向と仮定した場合のｚ方向の成分の割合）が０．２以下である発光素子。
  3. 第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、前記発光層と接する電子輸送層とを有する発光素子であって、
    前記発光層は、第１のアントラセン骨格を有する物質と、縮合芳香族ジアミン化合物とを有し（ただし、前記第１のアントラセン骨格を有する物質が下記ｃｇＤＢＣｚＰＡであり、前記縮合芳香族ジアミン化合物が下記１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎである組み合わせを除く）、
    前記縮合芳香族ジアミン化合物が発光を呈し、
    前記電子輸送層は、第２のアントラセン骨格を有する物質または複素環化合物を有し、
    前記発光素子のａの値（前記発光層中の前記縮合芳香族ジアミン化合物の平均的な遷移双極子モーメントの向きを、互いに直交するｘ、ｙ、ｚ三成分に分割し、前記第１の電極又は前記第２の電極に水平な成分をｘ方向、ｙ方向と仮定し、垂直な成分をｚ方向と仮定した場合のｚ方向の成分の割合）が０．２以下である発光素子。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
    前記発光素子の発光に遅延蛍光成分が含まれる発光素子。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    前記ａの値が０以上０．２以下である発光素子。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光素子と、トランジスタまたは基板と、を有する発光装置。

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102623039B1 (ko) * 2015-05-15 2024-01-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기 및 조명 장치
KR20180002505A (ko) 2016-06-29 2018-01-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자의 제작 방법
CN107799658B (zh) 2016-08-29 2021-05-28 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、电子设备、照明装置及有机金属配合物
US10748497B2 (en) * 2016-12-27 2020-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP6765121B2 (ja) * 2017-05-01 2020-10-07 国立大学法人九州大学 配向指数の導出方法、コンピュータープログラムおよび装置
TWI654628B (zh) * 2017-12-01 2019-03-21 鼎展電子股份有限公司 黑著層及具有該黑著層的透明導電結構
JP6582038B2 (ja) * 2017-12-26 2019-09-25 株式会社Ｋｙｕｌｕｘ 配向制御剤、膜および有機発光素子
KR20210018105A (ko) * 2019-08-09 2021-02-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 화합물, 발광 디바이스, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
US11930701B2 (en) * 2019-08-29 2024-03-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Compound, light-emitting device, light-emitting apparatus, electronic device, and lighting device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012129509A (ja) 2010-11-24 2012-07-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、照明装置、及び電子機器
JP2012231134A (ja) 2011-04-12 2012-11-22 Fujifilm Corp 有機電界発光素子、有機電界発光素子用材料、膜、発光層、及び有機電界発光素子の作製方法
JP2013048221A (ja) 2011-07-22 2013-03-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2016058404A (ja) 2013-08-26 2016-04-21 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2014135483A5 (ja) 2013-12-11 2016-11-17

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4984343B2 (ja) 2000-09-29 2012-07-25 株式会社日立製作所 有機電界発光素子及びそれを用いた光電子素子
US20060278849A1 (en) 2003-03-06 2006-12-14 Masayoshi Suzuki Organic light emitting materials as well as light emitting devices containing these materials
JP2004342336A (ja) 2003-05-13 2004-12-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置およびその作製方法
US7192326B2 (en) 2003-08-29 2007-03-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a light-emitting element using a rubbing treatment
JP4502078B2 (ja) * 2008-04-22 2010-07-14 日本ゼオン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス光源装置
US20100247747A1 (en) 2009-03-27 2010-09-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Film Deposition Apparatus, Method for Depositing Film, and Method for Manufacturing Lighting Device
DE202012013753U1 (de) * 2011-02-16 2021-03-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Lichtemittierendes Element
JP5981736B2 (ja) * 2011-04-12 2016-08-31 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子、並びに、該有機電界発光素子を用いた発光装置、表示装置及び照明装置
JP5794813B2 (ja) * 2011-04-12 2015-10-14 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子、有機電界発光素子用材料、膜、及び有機電界発光素子の作製方法
TWI532822B (zh) * 2011-04-29 2016-05-11 半導體能源研究所股份有限公司 利用磷光之發光裝置，電子裝置及照明裝置
US9153788B2 (en) * 2011-12-02 2015-10-06 Kyushu University National University Corporation Organic light-emitting device, and delayed fluorescent material and compound used therefor
US9309458B2 (en) * 2012-02-24 2016-04-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Phosphorescent organometallic iridium complex, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR102417945B1 (ko) * 2012-03-14 2022-07-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자
CN104271701A (zh) * 2012-04-25 2015-01-07 国立大学法人九州大学 发光材料和有机发光元件
US8916897B2 (en) * 2012-05-31 2014-12-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display device, electronic device, and lighting device
TWI602901B (zh) 2012-12-11 2017-10-21 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件，發光裝置，電子裝置，與照明裝置
KR101617877B1 (ko) * 2013-01-16 2016-05-03 서울대학교산학협력단 유기발광다이오드
JP6341772B2 (ja) 2013-06-28 2018-06-13 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
US9365921B2 (en) 2013-06-28 2016-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating light-emitting element using chamber with mass spectrometer
KR20160055802A (ko) 2013-09-12 2016-05-18 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 금속 이리듐 복합체, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
DE112014005483B4 (de) 2013-12-02 2022-01-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Licht emittierendes Element, Anzeigemodul, Beleuchtungsmodul, Licht emittierende Vorrichtung, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung
KR102289329B1 (ko) 2013-12-02 2021-08-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR20150130224A (ko) 2014-05-13 2015-11-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
TWI682563B (zh) 2014-05-30 2020-01-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件，發光裝置，電子裝置以及照明裝置
KR20220107076A (ko) 2014-08-08 2022-08-01 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR102377360B1 (ko) 2014-08-08 2022-03-21 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 조명 장치, 표시 장치, 디스플레이 패널, 전자 기기
US9343691B2 (en) 2014-08-08 2016-05-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP2016110075A (ja) 2014-10-03 2016-06-20 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置、モジュール、及び電子機器
WO2016063169A1 (en) 2014-10-23 2016-04-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element
JP2016085969A (ja) 2014-10-24 2016-05-19 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
US10074822B2 (en) 2014-10-28 2018-09-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR20160049974A (ko) 2014-10-28 2016-05-10 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자기기, 및 조명 장치
JP6813946B2 (ja) * 2014-10-31 2021-01-13 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、表示装置、電子機器及び照明装置
US9991471B2 (en) 2014-12-26 2018-06-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display device, and electronic device
US10903440B2 (en) 2015-02-24 2021-01-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR102543330B1 (ko) 2015-02-25 2023-06-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 표시 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR102623039B1 (ko) 2015-05-15 2024-01-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기 및 조명 장치
US10818853B2 (en) * 2015-06-04 2020-10-27 University Of Southern California Organic electroluminescent materials and devices
US10270041B2 (en) 2015-08-28 2019-04-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR20180088818A (ko) 2015-12-01 2018-08-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
WO2017130079A1 (en) 2016-01-29 2017-08-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012129509A (ja) 2010-11-24 2012-07-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、照明装置、及び電子機器
JP2012231134A (ja) 2011-04-12 2012-11-22 Fujifilm Corp 有機電界発光素子、有機電界発光素子用材料、膜、発光層、及び有機電界発光素子の作製方法
JP2013048221A (ja) 2011-07-22 2013-03-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2016058404A (ja) 2013-08-26 2016-04-21 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、表示装置、照明装置及び電子機器
JP2014135483A5 (ja) 2013-12-11 2016-11-17

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