特開 2023-153930 発光素子、照明装置、発光装置、表示装置、及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023153930

(43)【公開日】2023-10-18

(54)【発明の名称】発光素子、照明装置、発光装置、表示装置、及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H10K 50/13 20230101AFI20231011BHJP

   H10K 59/10 20230101ALI20231011BHJP

   H10K 50/12 20230101ALI20231011BHJP

   H10K 85/30 20230101ALI20231011BHJP

   H10K 85/60 20230101ALI20231011BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20231011BHJP

   H10K 101/10 20230101ALN20231011BHJP

【ＦＩ】

H10K50/13

H10K59/10

H10K50/12

H10K85/30

H10K85/60

G09F9/30 365

H10K101:10

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023125999

(22)【出願日】2023-08-02

(62)【分割の表示】P 2022081289の分割

【原出願日】2013-03-13

(31)【優先権主張番号】P 2012057241

(32)【優先日】2012-03-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000153878

【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所

(72)【発明者】

【氏名】山崎 舜平

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 哲史

(72)【発明者】

【氏名】平形 吉晴

(72)【発明者】

【氏名】石曽根 崇浩

(57)【要約】

【課題】複数の発光ドーパントを用いた発光素子において、発光効率が高い発光素子を提
供する。また、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、発
光モジュール、発光表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供する。
【解決手段】分子間のエネルギー移動機構の一つであるフェルスター機構に注目し、エネ
ルギーを与える側の分子の発光波長と、エネルギーを受け取る側の分子の吸収スペクトル
に波長の４乗を掛け合わせたグラフにおける最も長波長側の極大を有するピークとを重ね
合わせることによって上記フェルスター機構におけるエネルギー移動を効率よく可能とす
る。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の電極間に、第１の発光層と第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のホスト材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第２のホスト材料とを有し、
前記第１のりん光性化合物は、４４０ｎｍ乃至５２０ｎｍの波長範囲に発光スペクトルのピークを有し、
前記第２のりん光性化合物のε（λ）λ^４で表される関数は、４４０ｎｍ乃至５２０ｎｍの波長範囲に極大値を有し、
λは、波長を表し、
ε（λ）は、モル吸光係数を表す発光素子。

【請求項2】

一対の電極間に、第１の発光層と第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のホスト材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第２のホスト材料とを有し、
前記第１のりん光性化合物は、４４０ｎｍ乃至５２０ｎｍの波長範囲に発光スペクトルのピークを有し、
前記第２のりん光性化合物のε（λ）λ^４で表される関数は、４４０ｎｍ乃至５２０ｎｍの波長範囲に極大値を有し、
前記第２のりん光性化合物は、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの波長範囲に発光スペクトルのピークを有し、
λは、波長を表し、
ε（λ）は、モル吸光係数を表す発光素子。

【請求項3】

一対の電極間に、第１の発光層と第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のホスト材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第２のホスト材料とを有し、
前記第１のりん光性化合物は、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの波長範囲に発光スペクトルのピークを有し、
前記第２のりん光性化合物のε（λ）λ^４で表される関数は、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの波長範囲に極大値を有し、
λは、波長を表し、
ε（λ）は、モル吸光係数を表す発光素子。

【請求項4】

一対の電極間に、第１の発光層と第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のホスト材料とを有し、
前記第２の発光層は、第２のりん光性化合物と、第２のホスト材料とを有し、
前記第１のりん光性化合物は、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの波長範囲に発光スペクトルのピークを有し、
前記第２のりん光性化合物のε（λ）λ^４で表される関数は、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの波長範囲に極大値を有し、
前記第２のりん光性化合物は、６００ｎｍ乃至７００ｎｍの波長範囲に発光スペクトルのピークを有し、
λは、波長を表し、
ε（λ）は、モル吸光係数を表す発光素子。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【請求項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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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。

【0005】

発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間に当該有機化合物を含む層を設けた有機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有機化合物を含む層に注入され、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。

【0006】

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。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特表２００４－５２２２７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

理論的に内部量子効率１００％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。

【0012】

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（
例えば青、緑、赤色を組み合わせた白色発光素子）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。

【0013】

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、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。

【0014】

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。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明では、分子間のエネルギー移動機構の一つであるフェルスター機構に注目し、エネ
ルギーを与える側の分子の発光スペクトルの山と、エネルギーを受け取る側の分子の吸収
スペクトルに波長の４乗を掛け合わせた特性曲線における最も長波長側の極大を有する山
と、が重なりあうような分子の組み合わせを適用することによって上記フェルスター機構
におけるエネルギー移動を効率よく可能とする。ここで、上記エネルギー移動は、一般的
なホストからドーパントへのエネルギー移動ではなく、ドーパント間でのエネルギー移動
であることが特徴の一つである。このように、ドーパン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ドーパントを適用し、さらには各ドーパント分子間を適切に隔
離する素子構造を設計することで、本発明の一態様の発光素子を得ることができる。

【0016】

すなわち、本発明の一態様は、一対の電極間に、青色発光を呈する第１のりん光性化合物
が、第１のホスト材料に分散された第１の発光層と、４４０ｎｍ乃至５２０ｎｍの範囲に
ε（λ）λ^４で表される関数の最も長波長側に位置する極大値Ａを有し、かつ前記第１の
りん光性化合物よりも長波長の発光を呈する第２のりん光性化合物が、第２のホスト材料
に分散された第２の発光層と、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの範囲にε（λ）λ^４で表され
る関数の最も長波長側に位置する極大値Ｂを有し、かつ前記第２のりん光性化合物よりも
長波長の発光を呈する第３のりん光性化合物が、第３のホスト材料に分散された第３の発
光層と、を含み、前記第１乃至第３の発光層がこの順に積層されている発光素子である。
（ただし、ε（λ）は各りん光性化合物のモル吸光係数を表し、波長λの関数である。）
。

【0017】

また、本発明の他の一態様は一対の電極間に、青色発光を呈する第１のりん光性化合物が
、第１のホスト材料に分散された第１の発光層と、４４０ｎｍ乃至５２０ｎｍの範囲にε
（λ）λ^４で表される関数の最も長波長側に位置する極大値Ａを有し、かつ５２０ｎｍ乃
至６００ｎｍの範囲にりん光発光のピーク波長を有する第２のりん光性化合物が、第２の
ホスト材料に分散された第２の発光層と、５２０ｎｍ乃至６００ｎｍの範囲にε（λ）λ
^４で表される関数の最も長波長側に位置する極大値Ｂを有し、かつ前記第２のりん光性化
合物よりも長波長の発光を呈する第３のりん光性化合物が、第３のホスト材料に分散され
た第３の発光層と、を含み、前記第１乃至第３の発光層がこの順に積層されている発光素
子である。（ただし、ε（λ）は各りん光性化合物のモル吸光係数を表し、波長λの関数
である。）。

【0018】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記極大値Ａに比べ
、前記極大値Ｂの方が大きいことを特徴とする発光素子である。

【0019】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の発光層は
電子輸送性であり、前記第２の発光層および前記第３の発光層は正孔輸送性である発光素
子である。

【0020】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第１のホスト材
料は電子輸送性であり、前記第２のホスト材料および前記第３のホスト材料は正孔輸送性
である発光素子である。

【0021】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の発光層は
正孔輸送性であり、前記第２の発光層および前記第３の発光層は電子輸送性である発光素
子である。

【0022】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第１のホスト材
料は正孔輸送性であり、前記第２のホスト材料および前記第３のホスト材料は電子輸送性
である発光素子である。

【0023】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第１乃至第３の
発光層はこの順に互いに接して積層されていることを特徴とする発光素子である。

【0024】

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子において、前記第２の発光層の
膜厚は、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴
とする発光素子である。

【0025】

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。

【0026】

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、もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃ
ａｒｒｉｅｒ 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。

【発明の効果】

【0027】

本発明の一態様は、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
照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】発光素子の概念図。

【図2】発光層のエネルギー移動を表す図

【図3】青りん光からのフェルスター移動を説明する図。

【図4】青りん光からのフェルスター移動を説明する図。

【図5】青りん光からのフェルスター移動を説明する図。

【図6】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。

【図7】パッシブマトリクス型発光装置の概念図。

【図8】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。

【図9】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。

【図10】照明装置の概念図。

【図11】電子機器を表す図。

【図12】電子機器を表す図。

【図13】照明装置を表す図。

【図14】照明装置および表示装置を表す図。

【図15】車載表示装置及び照明装置を表す図。

【図16】電子機器を表す図。

【図17】発光素子１及び発光素子２の電流密度－輝度特性を示す図。

【図18】発光素子１及び発光素子２の輝度－電流効率特性を示す図。

【図19】発光素子１及び発光素子２の電圧－輝度特性を示す図。

【図20】発光素子１及び発光素子２の輝度－色度特性を示す図。

【図21】発光素子１及び発光素子２の輝度－パワー効率特性を示す図。

【図22】発光素子１及び発光素子２の輝度－外部量子効率特性を示す図。

【図23】発光素子１及び発光素子２の発光スペクトルを示す図。

【図24】青りん光からのフェルスター移動を説明する図。

【図25】発光素子３の電流密度－輝度特性を示す図。

【図26】発光素子３の輝度－電流効率特性を示す図。

【図27】発光素子３の電圧－輝度特性を示す図。

【図28】発光素子３の輝度－色度特性を示す図。

【図29】発光素子３の輝度－パワー効率特性を示す図。

【図30】発光素子３の輝度－外部量子効率特性を示す図。

【図31】発光素子３の発光スペクトルを示す図。

【図32】発光素子４の電流密度－輝度特性を示す図。

【図33】発光素子４の輝度－電流効率特性を示す図。

【図34】発光素子４の電圧－輝度特性を示す図。

【図35】発光素子４の輝度－色度特性を示す図。

【図36】発光素子４の輝度－パワー効率特性を示す図。

【図37】発光素子４の輝度－外部量子効率特性を示す図。

【図38】発光素子４の発光スペクトルを示す図。

【図39】発光素子４の時間－規格化輝度特性を表す図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

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。

【0030】

（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、青色発
光を呈する第１のりん光性化合物（具体的には、４４０ｎｍ～５２０ｎｍに発光のピーク
を有するりん光性化合物、または、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）が０．１２≦ｘ≦０．２５かつ
０．０５≦ｙ≦０．５となる色域の発光色を呈するりん光性化合物）と、該第１のりん光
性化合物よりも長波長の発光（例えば緑色発光や赤色発光）を示す第２及び第３のりん光
性化合物を用い、第１～第３のりん光性化合物の全て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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

一方、本発明の一態様の発光素子は、一対の電極間に、青色発光を呈する第１のりん光性
化合物が第１のホスト材料に分散された第１の発光層と、前記第１のりん光性化合物より
も長波長の発光を呈する第２のりん光性化合物が第２のホスト材料に分散された第２の発
光層と、前記第２のりん光性化合物よりも長波長の発光を呈する第３のりん光性化合物が
第３のホスト材料に分散された第３の発光層とを含み、前記第１乃至第３の発光層がこの
順に積層された発光素子である。この時、第１～第３の各発光層は、タンデム構造とは異
なり、互いに接して設けられていても良い。

【0034】

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（Ｃ）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（Ｃ）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１１５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。

【0035】

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１１３Ｂ、第２の発光層１１３Ｇ、第３の
発光層１１３Ｒ、当該３層を合わせた発光層１１３、第１のりん光性化合物１１３Ｂｄ、
第２のりん光性化合物１１３Ｇｄ、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄ、第１のホスト材料
１１３Ｂｈ、第２のホスト材料１１３Ｇｈ、第３のホスト材料１１３Ｒｈ及び再結合領域
１１３ｅｘが示されている。図１（ａ）は、第１の発光層１１３Ｂが陰極側に設けられて
いる場合の、図１（ｂ）は、第１の発光層１１３Ｂが陽極側に設けられている場合の模式
図である。いずれの場合においても、各りん光性化合物（第１～第３のりん光性化合物）
はホスト材料中に分散されているため、各りん光性化合物は各ホスト材料によって互いに
隔離されている。なお、第１～第３の各ホスト材料は、同一であっても異なっていても良
い。

【0036】

この場合、各りん光性化合物間において、電子交換相互作用（いわゆるデクスター機構）
によるエネルギー移動は抑制される。すなわち、第１のりん光性化合物１１３Ｂｄが励起
された後、その励起エネルギーがデクスター機構により第２のりん光性化合物１１３Ｇｄ
あるいは第３のりん光性化合物１１３Ｒｄへ移動する現象を防ぐことができる。また、第
２のりん光性化合物１１３Ｇｄが励起された後、その励起エネルギーがデクスター機構に
より第３のりん光性化合物１１３Ｒｄへ移動する現象も防ぐことができる。したがって、
最も長波長の発光を示す第３のりん光性化合物１１３Ｒｄが主として発光してしまう現象
を抑制することができる。なお、第３の発光層１１３Ｒにて直接励起子が生成すると、や
はり第３のりん光性化合物１１３Ｒｄが主として発光してしまうため、キャリアの再結合
領域１１３ｅｘは、第１の発光層１１３Ｂ内、あるいは第１の発光層１１３Ｂと第２の発
光層１１３Ｇとの界面近傍とする（すなわち、第１のりん光性化合物１１３Ｂｄを主とし
て励起する）ことが好ましい。

【0037】

ただし、第１のりん光性化合物１１３Ｂｄからのエネルギー移動が完全に抑制されてしま
うと、今度は第３のりん光性化合物１１３Ｒｄの発光が得られないことになる。そこで本
発明の一態様では、青色発光を呈する第１のりん光性化合物１１３Ｂｄの励起エネルギー
が、部分的に第２のりん光性化合物１１３Ｇｄへ移動し、さらには、第２のりん光性化合
物１１３Ｇｄの励起エネルギーが、部分的に第３のりん光性化合物１１３Ｒｄへ移動する
ような素子設計を行う。このような隔離された分子間でのエネルギー移動は、双極子－双
極子相互作用（フェルスター機構）を利用することによって可能となる。

【0038】

ここで、フェルスター機構について説明する。以下では、励起エネルギーを与える側の分
子をエネルギードナー、励起エネルギーを受け取る側の分子をエネルギーアクセプターと
記す。すなわち、本発明の一態様においては、エネルギードナー、エネルギーアクセプタ
ーのいずれもりん光性化合物であり、ホスト材料によって互いに隔離されている。

【0039】

フェルスター機構は、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要としない。エネルギ
ードナー及びエネルギーアクセプター間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動
が起こる。双極子振動の共鳴現象によってエネルギードナーがエネルギーアクセプターに
エネルギーを受け渡し、励起状態のエネルギードナーが基底状態になり、基底状態のエネ
ルギーアクセプターが励起状態になる。フェルスター機構によるエネルギー移動の速度定
数ｋ_Ｆを数式（１）に示す。

【0040】

【数1】

【0041】

数式（１）において、νは、振動数を表し、Ｆ（ν）は、エネルギードナーの規格化され
た発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル
、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合はりん光スペクトル）を表し、ε（
ν）は、エネルギーアクセプターのモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎ
は、媒体の屈折率を表し、Ｒは、エネルギードナーとエネルギーアクセプターの分子間距
離を表し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命やりん光寿命）を表し、ｃは、光
速を表し、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍
光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合はりん光量子収率）を表
し、Ｋ^２は、エネルギードナーとエネルギーアクセプターの遷移双極子モーメントの配向
を表す係数（０～４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ^２＝２／３である。

【0042】

式（１）からわかるように、フェルスター機構によるエネルギー移動（フェルスター移動
）の条件は、１．エネルギードナーとエネルギーアクセプターが離れすぎないこと（距離
Ｒに関連）、２．エネルギードナーが発光すること（発光量子収率φに関連）、３．エネ
ルギードナーの発光スペクトルとエネルギーアクセプターの吸収スペクトルが重なりを有
すること（積分項に関連）、が挙げられる。

【0043】

ここで、図１にて説明したように、各りん光性化合物（第１～第３のりん光性化合物）は
各ホスト材料中に分散されており、各りん光性化合物は各ホスト材料によって互いに隔離
されているため、距離Ｒは少なくとも一分子以上（１ｎｍ以上）の距離を有している。し
たがって、第１のりん光性化合物で生じた励起エネルギーの全てが、フェルスター機構に
よって第２乃至は第３のりん光性化合物にエネルギー移動してしまうことはない。一方で
、Ｒが１０ｎｍ～２０ｎｍ程度までであれば、フェルスター移動は可能であるため、例え
ば図１における第２の発光層１１３Ｇの膜厚を２０ｎｍ以下とすることで、部分的なエネ
ルギー移動が発生し、第１のりん光性化合物１１３Ｂｄ、第２のりん光性化合物１１３Ｇ
ｄ、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄの全てを発光させることができる。

【0044】

青色発光を呈する第１のりん光性化合物１１３Ｂｄと、前記第１のりん光性化合物よりも
長波長の発光（例えば緑色発光）を呈する第２のりん光性化合物１１３Ｇｄと、前記第２
のりん光性化合物１１３Ｇｄよりも長波長の発光（例えば赤色発光）を呈する第３のりん
光性化合物１１３Ｒｄを用いた本発明の一態様の発光素子における、各りん光性化合物間
でのフェルスター移動の模式図を図２に示す。図２においては、電極１０、電極１１の間
に第１の発光層１１３Ｂ、第２の発光層１１３Ｇ及び第３の発光層１１３Ｒが積層された
構成を示した。なお、電極１０及び電極１１はどちらか一方が陽極として機能し、他方が
陰極として機能する電極である。図２に示すように、まず第１のりん光性化合物１１３Ｂ
ｄで生じた一重項励起状態（Ｓ_Ｂ）は、項間交差により三重項励起状態（Ｔ_Ｂ）に変換さ
れる。すなわち、第１の発光層１１３Ｂにおける励起子は、基本的にＴ_Ｂに集約される。

【0045】

次に、このＴ_Ｂ状態の励起子のエネルギーは、一部はそのまま発光して青色発光に変換さ
れるが、フェルスター機構を利用することにより、一部は第２のりん光性化合物１１３Ｇ
ｄの三重項励起状態（Ｔ_Ｇ）に移動することができる。これは、第１のりん光性化合物１
１３Ｂｄが発光性である（りん光量子収率φが高い）ことと、第２のりん光性化合物１１
３Ｇｄが一重項基底状態から三重項励起状態への電子遷移に相当する直接吸収を有してい
る（三重項励起状態の吸収スペクトルが存在する）ことに起因している。これらの条件を
満たせば、Ｔ_ＢからＴ_Ｇへの三重項－三重項フェルスター移動が可能となる。また、Ｔ_Ｂ
から第３のりん光性化合物１１３Ｒｄの一重項励起状態（Ｓ_Ｒ）へのエネルギー移動も、
寄与は小さいものの、フェルスター移動の条件を満たせば発生し得る。これは、後述する
が、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄが赤色発光材料の場合に生じやすい。Ｓ_Ｒは項間交
差により、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄの三重項励起状態（Ｔ_Ｒ）に変換されるため
、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄの発光に寄与する。なお、フェルスター機構における
エネルギードナー（ここでは第１のりん光性化合物１１３Ｂｄ）は発光性である必要があ
るため、第１のりん光性化合物１１３Ｂｄのりん光量子収率は、０．１以上であることが
好ましい。

【0046】

なお、第２のりん光性化合物１１３Ｇｄの一重項励起状態（Ｓ_Ｇ）は、第１のりん光性化
合物１１３Ｂｄの三重項励起状態（Ｔ_Ｂ）よりもエネルギーが高い場合が多いため、上述
したエネルギー移動にあまり寄与しない場合が多い。したがってここでは割愛している。

【0047】

さらに、第２のりん光性化合物１１３Ｇｄの三重項Ｔ_Ｇの状態の励起子のエネルギーは、
一部はそのまま発光（例えば緑色発光）に変換されるが、フェルスター機構を利用するこ
とにより、一部は第３のりん光性化合物１１３Ｒｄの三重項励起状態（Ｔ_Ｒ）に移動する
ことができる。これは、第２のりん光性化合物１１３Ｇｄが発光性である（りん光量子収
率φが高い）ことと、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄが一重項基底状態から三重項励起
状態への電子遷移に相当する直接吸収を有している（三重項励起状態の吸収スペクトルが
存在する）ことに起因している。これらの条件を満たせば、Ｔ_ＧからＴ_Ｒへの三重項－三
重項フェルスター移動が可能となる。なお、フェルスター機構におけるエネルギードナー
（ここでは第２のりん光性化合物１１３Ｇｄ）は発光性である必要があるため、第２のり
ん光性化合物１１３Ｇｄのりん光量子収率は、０．１以上であることが好ましい。

【0048】

以上で述べたようなエネルギー移動により生成したＴ_Ｒは、第３のりん光性化合物１１３
Ｒｄの発光（例えば赤色発光）に変換される。このようにして、第１～第３のりん光性化
合物の各々から発光を得ることができる。

【0049】

なお、上述のフェルスター移動を、効率よくドーパントであるりん光性化合物間で発生さ
せ、ホスト材料にはエネルギー移動しないように設計するためには、第１～第３のホスト
材料は、青色の領域に吸収スペクトルを有さないことが好ましい。具体的には、吸収スペ
クトルの吸収端が４４０ｎｍ以下であることが好ましい。このように、ホスト材料（具体
的には第２あるいは第３のホスト材料）を介することなく、ドーパント間で直接エネルギ
ー移動を行わせることにより、余分なエネルギー移動の経路の発生を抑制し、高い発光効
率に結びつけることができる。

【0050】

また、第１のホスト材料は、青色発光を呈する第１のりん光性化合物を消光させないよう
、該第１のりん光性化合物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
。

【0051】

以上で述べたように、本発明の一態様の基本コンセプトは、まず第１～第３の各りん光性
化合物をホスト材料および積層構造を用いて隔離しつつ、最も短波長の発光を示す第１の
りん光性化合物を主として励起する素子構造とすることである。このような素子構造にお
いては、ある程度の距離以内（～２０ｎｍ）であればフェルスター型のエネルギー移動が
一部で生じるため、青色発光を呈する第１のりん光性化合物の励起エネルギーが、部分的
に第２のりん光性化合物へ移動し、さらには、第２のりん光性化合物の励起エネルギーが
、部分的に第３のりん光性化合物へ移動し、第１～第３の各りん光性化合物から発光を得
ることができる。

【0052】

しかし、ここで本発明の一態様においてさらに重要な点は、そのエネルギー移動を考慮し
た材料の選択および素子構造である。

【0053】

まず、フェルスター移動を発生させるためには、エネルギードナー側の発光量子収率φが
高い必要があるが、本発明の一態様においてはりん光性化合物（具体的には、りん光量子
収率が０．１以上の発光性化合物）を用いるため、問題は生じない。重要な点は、式（１
）の積分項を大きくする、すなわち、エネルギードナーの発光スペクトルＦ（ν）とエネ
ルギーアクセプターのモル吸光係数ε（ν）をうまくオーバーラップさせることである。

【0054】

一般には、エネルギーアクセプターのモル吸光係数ε（ν）が大きい波長領域で、エネル
ギードナーの発光スペクトルＦ（ν）を重ねればよい（つまり、Ｆ（ν）ε（ν）の積を
大きくすればよい）と考えられている。しかし、これはフェルスター機構においては必ず
しも真ではない。なぜならば、式（１）の積分項は、振動数νの４乗に反比例しており、
波長依存性が存在するためである。

【0055】

より分かりやすくするために、まず式（１）を変形する。光の波長をλとすると、ν＝ｃ
／λであるから、式（１）は下記式（２）の通り書き換えることができる。

【0056】

【数2】

【0057】

つまり、積分項は波長λが大きいほど大きくなることがわかる。端的には、長波長側ほど
エネルギー移動は起こりやすくなることを意味している。つまり、モル吸光係数ε（λ）
が大きい波長領域でＦ（λ）が重なればよいという単純なものではなく、ε（λ）λ^４が
大きい領域においてＦ（λ）が重なるようにしなければならない。

【0058】

したがって本発明の一態様の発光素子における第２のりん光性化合物１１３Ｇｄとしては
、青色発光を呈する第１のりん光性化合物１１３Ｂｄ（具体的には４４０ｎｍ～５２０ｎ
ｍに発光のピークを有するりん光性化合物）からのエネルギー移動効率を高めるために、
４４０ｎｍ～５２０ｎｍの範囲にε（λ）λ^４で表される関数の最も長波長側に位置する
極大値Ａを有し、かつ前記第１のりん光性化合物１１３Ｂｄよりも長波長の発光を呈する
りん光性化合物（具体的には５２０ｎｍ～６００ｎｍの範囲に発光のピークを有するりん
光性化合物）を用いる。また、第３のりん光性化合物１１３Ｒｄとしては、第２のりん光
性化合物１１３Ｇｄからのエネルギー移動効率を高めるために、５２０ｎｍ～６００ｎｍ
の範囲にε（λ）λ^４で表される関数の最も長波長側に位置する極大値Ｂを有し、かつ前
記第２のりん光性化合物１１３Ｇｄよりも長波長の発光を呈するりん光性化合物を用いる
。なお、各りん光性化合物の発光が各々上記のような発光であることによって、照明用途
であれば、演色性の高い発光が得られ、また、ディスプレイ用途であれば、良好な色度の
発光を効率良く得ることができるようになる。

【0059】

このようなりん光性化合物の構成（特に極大値ＡやＢ）に関し、理解を深めるため、以下
では具体例を用いて説明する。ここでは、青色発光を示す第１のりん光性化合物１１３Ｂ
ｄとして、下記化合物（１）（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））を、第１の
りん光性化合物１１３Ｂｄよりも長波長の発光（緑色発光）を示す第２のりん光性化合物
１１３Ｇｄとして、下記化合物（２）（（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）））を、第２のりん光性化合物１１３Ｇｄよりも長波長の発光（赤色発光
）を示す第３のりん光性化合物１１３Ｒｄとして、下記化合物（３）（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：Ｉ
ｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）））を、それぞれ用いた場合を例に説明する。

【0060】

【化1】

【0061】

図３（ａ）は、第２のりん光性化合物である化合物（２）のモル吸光係数ε（λ）と、ε
（λ）λ^４とを示したものである。モル吸光係数ε（λ）は、長波長側になるにつれて低
下していくが、ε（λ）λ^４は４９０ｎｍ付近（化合物（２）の三重項ＭＬＣＴ吸収帯に
相当する）で極大値Ａを有している。この例からわかるように、λ^４の項の影響で、第２
のりん光性化合物のε（λ）λ^４は、最も長波長側に位置する吸収帯（三重項ＭＬＣＴ吸
収帯）に極大値Ａを有する。

【0062】

一方、図３（ｂ）は、化合物（１）のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルＦ（λ）
と、化合物（２）のε（λ）λ^４とを示したものである。化合物（１）は第１のりん光性
化合物であり、４７５ｎｍおよび５０５ｎｍ付近に発光ピークを有する青色発光を呈する
。この第１のりん光性化合物のＰＬスペクトルＦ（λ）は、第２のりん光性化合物のε（
λ）λ^４の極大値Ａ付近において、ε（λ）λ^４と大きな重なりを有しており、第１のり
ん光性化合物から第２のりん光性化合物へフェルスター機構によるエネルギー移動が発生
する。なおこの場合、極大値Ａは三重項ＭＬＣＴ吸収帯に対応しているため、三重項－三
重項のフェルスター型エネルギー移動である（図２におけるＴ_Ｂ－Ｔ_Ｇエネルギー移動）
。

【0063】

次に、図４（ａ）は、第３のりん光性化合物である化合物（３）のモル吸光係数ε（λ）
と、ε（λ）λ^４とを示したものである。モル吸光係数ε（λ）は、長波長側になるにつ
れて低下していくが、ε（λ）λ^４は５５０ｎｍ付近（化合物（３）の三重項ＭＬＣＴ吸
収帯に相当する）で極大値Ｂを有している。この例からわかるように、λ^４の項の影響で
、第３のりん光性化合物のε（λ）λ^４は、最も長波長側に位置する吸収帯（三重項ＭＬ
ＣＴ吸収帯）に極大値Ｂを有する。

【0064】

一方、図４（ｂ）は、化合物（２）のフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルＦ（λ）
と、化合物（３）のε（λ）λ^４とを示したものである。化合物（２）は第２のりん光性
化合物であり、５４５ｎｍ付近に発光ピークを有する緑色発光を呈する。この第２のりん
光性化合物のＰＬスペクトルＦ（λ）は、第３のりん光性化合物のε（λ）λ^４の極大値
Ｂ付近において、ε（λ）λ^４と大きな重なりを有しており、第２のりん光性化合物から
第３のりん光性化合物へフェルスター機構によるエネルギー移動が発生する。なおこの場
合、極大値Ｂは三重項ＭＬＣＴ吸収帯に対応しているため、三重項－三重項のフェルスタ
ー型エネルギー移動である（図２におけるＴ_Ｇ－Ｔ_Ｒエネルギー移動）。

【0065】

なお、以上のことから、第２および第３のりん光性化合物は、吸収スペクトルの最も長波
長側に、一重項基底状態から三重項励起状態への電子遷移に相当する直接吸収（例えば、
三重項ＭＬＣＴ吸収）を有していることが好ましい。このような構成とすることで、図２
に示したような三重項－三重項のエネルギー移動が効率よく生じることになる。

【0066】

ここで、図３（ｂ）と図４（ｂ）を同一の図上にまとめ、さらに第３のりん光性化合物で
ある化合物（３）のＰＬスペクトルも併せて記載した図を、図５に示す。化合物（１）の
ＰＬスペクトルと化合物（２）のε（λ）λ^４との重なり（極大値Ａ付近）を使って化合
物（１）から化合物（２）へ、そして、化合物（２）のＰＬスペクトルと化合物（３）の
ε（λ）λ^４との重なり（極大値Ｂ付近）を使って化合物（２）から化合物（３）へ、段
階的にエネルギー移動が可能であることがわかる。なお、第１のりん光性化合物である化
合物（１）から、第３のりん光性化合物である化合物（３）に直接エネルギー移動するこ
ともできる。これは、図５からわかるように、化合物（３）の三重項ＭＬＣＴ吸収帯（極
大値Ｂ付近）よりも短波長側で、化合物（１）のＰＬスペクトルＦ（λ）と化合物（３）
のε（λ）λ^４とが重なっているためであり、三重項－一重項のフェルスター型エネルギ
ー移動が存在することが示唆される（図２におけるＴ_Ｂ－Ｓ_Ｒエネルギー移動）。

【0067】

以上の図３、４、５からわかる重要なことは、λ^４の影響により、第２のりん光性化合物
に比べ、第３のりん光性化合物の方がエネルギーを受け取りやすい（エネルギーアクセプ
ターとなりやすい）ことである。第２のりん光性化合物、第３のりん光性化合物共に、最
も長波長側の三重項ＭＬＣＴ吸収帯のモル吸光係数ε（λ）は５０００［Ｍ^－１ｃｍ^－１
］程度であり、ほぼ同等である。にも関わらず、図５を見るとわかるように、ε（λ）λ
^４の極大値Ａと極大値Ｂとを比較すると、極大値Ｂの方が１．６倍ほど大きくなっている
。これはλ^４の項の影響であり、より長波長に吸収帯を有している化合物の方が、ε（λ
）λ^４はより大きくなる傾向を示している。それ故に、第２のりん光性化合物に比べて、
第３のりん光性化合物の方がエネルギーを受け取りやすいことを示している。

【0068】

そこで、第１乃至第３の発光層をこの順に積層し、さらにキャリアの再結合領域を、第１
の発光層内、あるいは第１の発光層と第２の発光層との界面近傍とする（すなわち、第１
のりん光性化合物を主として励起する）素子構造へ着目した（図１で示した通りである）
。このような素子構造とすることで、第２のりん光性化合物が含まれる第２の発光層より
も、第３のりん光性化合物が含まれる第３の発光層の方が、キャリアの再結合領域から遠
くなる。この様に、エネルギーを受け取りやすい第３のりん光性化合物を再結合領域から
遠くに、相対的にエネルギーを受け取りにくい第２のりん光性化合物を再結合領域の近く
に、それぞれ配置することで、バランス良く第１～第３の各りん光性化合物からの発光を
得ることができるのである。結果として、発光効率が良好で、スペクトルのバランスがよ
い発光素子を得ることができる。

【0069】

なお、上述した再結合領域を得るために、第１の発光層は電子輸送性であり、前記第２の
発光層および前記第３の発光層は正孔輸送性であることが好ましい（図１（ａ））。具体
的には、例えば、第１のホスト材料として電子輸送性の材料を用い、第２のホスト材料お
よび前記第３のホスト材料として、正孔輸送性の材料を用いればよい。

【0070】

また、上述した再結合領域を得る他の一態様として、第１の発光層は正孔輸送性であり、
前記第２の発光層および前記第３の発光層は電子輸送性であることが好ましい（図１（ｂ
））。具体的には、例えば、第１のホスト材料として正孔輸送性の材料を用い、第２のホ
スト材料および前記第３のホスト材料として、電子輸送性の材料を用いればよい。

【0071】

さらに、第２の発光層からの発光を得ると共に、第３の発光層からの発光をも得るために
は、フェルスター移動の距離Ｒを考慮すると、第２の発光層の膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ
以下であることが好ましい。より好ましくは、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。

【0072】

（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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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、中間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１１１、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。

【0076】

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：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）
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）（ＰＥＤＯＴ／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。

【0077】

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：Ｆ_４－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。

【0078】

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^－６ｃｍ^２／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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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
ｃｍ^２／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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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^－６ｃｍ^２／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。

【0087】

発光層１１３は、発光性の物質を含む層である。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とから、本実施の形態における発光素子は非常に発光効率
の良好な発光素子とすることができる。発光層１１３の構成及び材料については実施の形
態１の記載を参照されたい。

【0088】

発光層１１３において、発光物質、若しくは発光中心物質として用いることが可能な材
料としては特に限定は無い。上記発光物質又は発光中心物質としては例えば、以下のよう
なものが挙げられる。

【0089】

第１のりん光性化合物は青色発光を示すものが好ましく、例えば４４０ｎｍ～５２０ｎｍ
に発光のピークを有するりん光性化合物を選択することができる。具体的には、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４
Ｈ－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－１
Ｈ－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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’｝イリ
ジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２
－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）
アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のような電子吸引基を有するフェニ
ルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも
、４Ｈ－トリアゾール、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、本発明の一態様
の発光素子における第１の発光層が電子輸送性である場合（具体的には、第１のホスト材
料が電子輸送材料である場合）、ポリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体を第
１のりん光性化合物として用いることで、キャリアの再結合領域を第１の発光層内、ある
いは第１の発光層と第２の発光層との界面近傍に制御することができるため好ましい。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。

【0090】

第２のりん光性化合物は、第１のりん光性化合物よりも長波長の発光を示す化合物を用い
ればよいが、好ましくは、例えば５２０ｎｍ～６００ｎｍに発光のピークを有するりん光
性化合物を選択することができる。具体的には、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））、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－κ^２Ｏ，Ｏ’）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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウ
ム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２ａｃａｃ）、ビス（ベンゾ
［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）
_２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉ
ｒ（ｂｚｑ）_３）、トリス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）_３）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ^２’）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。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、本発明の一態様の発光素子における第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）、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ることで、キャリアの再結合
領域を第１の発光層内、あるいは第１の発光層と第２の発光層との界面近傍に制御するこ
とができるため好ましい。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。

【0091】

第３のりん光性化合物は、第２のりん光性化合物よりも長波長の発光を示す化合物を用い
ればよいが、好ましくは、例えば６００ｎｍ～７００ｎｍに発光のピークを有する赤色発
光のりん光性化合物を選択することができる。具体的には、ビス［４，６－ビス（３－メ
チルフェニル）ピリミジナト］（ジイソブチリルメタノ）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（５ｍｄｐｐ
ｍ）_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（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ））、（アセチルアセ
トナト）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（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，Ｃ^２’）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，Ｃ^２’
）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２ａｃａｃ）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：ＰｔＯ
ＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジオナト）
（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（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。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、本発明の一態様の発光素子における第３の発光層が正孔輸送性である
場合（具体的には、第３のホスト材料が正孔輸送材料である場合）、ジアジン骨格を有す
る有機金属イリジウム錯体を第３のりん光性化合物として用いることで、キャリアの再結
合領域を第１の発光層内、あるいは第１の発光層と第２の発光層との界面近傍に制御する
ことができるため好ましい。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、本発明の一態様の白色
発光素子に適用することで演色性を高めることができる。

【0092】

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、実施の形態
１に示したような関係を有する第１のりん光材料、第２のりん光材料及び第３のりん光材
料を選択し、用いてもよい。

【0093】

また、上記第１～第３のホスト材料として用いることが可能な材料としては、特に限定
はなく、種々のキャリア輸送材料を選択し、図１に示した素子構造が得られるように適宜
組み合わせればよい。この時、上述した通り、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホ
スト材料を組み合わせる事が好ましい。

【0094】

例えば、電子輸送性を有するホスト材料としては、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：ＢｅＢｑ_２）、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］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’－（１，
３，５－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称
：ＴＰＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル
－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などの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：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビ
フェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、
４，６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６
ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、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：３５
ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：
ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも
、ジアジン骨格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。

【0095】

また、正孔輸送性を有するホスト材料としては、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：ｍＢＰＡＦＬ
Ｐ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェ
ニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル
－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４
－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェ
ニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フ
ェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、
９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３
－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－
［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］スピロ－９，９’－
ビフルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）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－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。

【0096】

また、以上で述べたホスト材料の他、公知の物質の中からホスト材料を用いても良い。な
お、ホスト材料としては、りん光性化合物の三重項準位（基底状態と三重項励起状態との
エネルギー差）よりも大きい三重項準位を有する物質を選択することが好ましい。また、
これらホスト材料は青色の領域に吸収スペクトルを有さないことが好ましい。具体的には
、吸収スペクトルの吸収端が４４０ｎｍ以下であることが好ましい。

【0097】

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。

【0098】

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：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリ
リウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、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^－６ｃｍ^２／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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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（ＣａＦ_２）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。

【0102】

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、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。

【0103】

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
。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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。

【0107】

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。

【0108】

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。

【0109】

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。

【0110】

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。

【0111】

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置
について説明する。

【0112】

本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２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、６２５は乾燥剤、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。

【0113】

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。

【0114】

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。

【0115】

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。

【0116】

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。

【0117】

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。

【0118】

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
。

【0119】

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及び実施の形態２
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
。

【0120】

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。

【0121】

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及び実施の形態２に記載の発光素子である。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及び実施の形態２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。

【0122】

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。

【0123】

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。

【0124】

以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態２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。

【0125】

本実施の形態における発光装置は、実施の形態１及び実施の形態２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及び実施の形態２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。

【0126】

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７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７（Ａ）は、発光装置を
示す斜視図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＸ－Ｙで切断した断面図である。図７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及び実施の形態２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及び実施の
形態２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。

【0127】

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８（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図８（Ａ）には基板１００１、
下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８
、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜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、有機化合物を含む層１０２８、発光素子の第２の電極１０
２９、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。

【0128】

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９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。この第３の層間絶縁膜１０３７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。

【0129】

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９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。有機化合物を含む層１０
２８の構成は、実施の形態１及び実施の形態２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ＥＬ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及び実施の形態２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。

【0130】

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８（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８（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９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）１０３５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。

【0131】

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及び実施の形態２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。

【0132】

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。

【0133】

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。

【0134】

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を照明装置として
用いる例を図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。

【0135】

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３における第１の電極１
０１に相当する。

【0136】

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、無効電流を低減し、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。

【0137】

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及び実施の形態２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。

【0138】

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４
１２と接続することによって、電圧が供給されるものとする。

【0139】

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。

【0140】

以上の構成を有する発光素子を、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。

【0141】

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、
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。

【0142】

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及び実施の形態２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。

【0143】

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２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及び実施の形態２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及び実施の形態２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。

【0144】

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。

【0145】

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、実施の形態１及び実施の形態２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
７１０３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。

【0146】

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。

【0147】

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。

【0148】

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、実施の形態２又は実施の形態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１
１（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（Ｂ
２）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。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。

【0149】

図１１（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及び実施の形態２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１１（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７３
０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ
７３１１（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
７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１及び実施の形態２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１１（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１１（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。

【0150】

図１１（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７
４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、実施の形態１
及び実施の形態２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。

【0151】

図１１（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。

【0152】

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。

【0153】

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。

【0154】

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。

【0155】

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。

【0156】

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。

【0157】

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。

【0158】

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４に示した構成を適宜組
み合わせて用いることができる。

【0159】

以上の様に実施の形態１及び実施の形態２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及び実施の形態２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。

【0160】

図１２は、実施の形態１及び実施の形態２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９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０
５と接続されている。また、バックライトユニット９０３には、実施の形態１及び実施の
形態２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。

【0161】

実施の形態１及び実施の形態２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２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２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。

【0162】

図１３は、実施の形態１及び実施の形態２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、実施の形態４に記載の発光装置が用いられている。

【0163】

図１４は、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を、室内の照明装置３００
１および表示装置３００２として用いた例である。実施の形態１及び実施の形態２に記載
の発光素子は消費電力の低減された発光素子であるため、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及び実施の形態２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及
び実施の形態２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。

【0164】

実施の形態１及び実施の形態２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１５に実施の形態２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５０００乃至表示５００５
は実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を用いて設けられた表示である。

【0165】

表示５０００と表示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及び
実施の形態２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及び実施の形態
２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。

【0166】

表示５００２はピラー部分に設けられた実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素
子を搭載した表示装置である。表示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。

【0167】

表示５００４や表示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５０００乃至表示５００３にも設けることができる。
また、表示５０００乃至表示５００５は照明装置として用いることも可能である。

【0168】

実施の形態１及び実施の形態２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素子とすることができる。このことから、表示５
０００乃至表示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及び実施の形態２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。

【0169】

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、実施の形態１及び実施の形態２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。

【0170】

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。

【0171】

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。

【0172】

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。

【0173】

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。

【0174】

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。

【0175】

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。

【0176】

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。

【0177】

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。

【0178】

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の片面又は両面に設けることができ、バッテリー９６３５の充電を効率的
に行う構成とすることができる。

【0179】

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。

【0180】

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。

【0181】

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。

【0182】

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。

【実施例0183】

本実施例では、実施の形態１で説明した化合物（１）乃至（３）を用いた、本発明の一
態様に相当する発光素子１及び発光素子２について説明する。本実施例における発光素子
では、第１の発光層１１３Ｂ、第２の発光層１１３Ｇ及び第３の発光層１１３Ｒに用いら
れるりん光性化合物として、それぞれ実施の形態１で説明した化合物（１）、化合物（２
）及び化合物（３）を用いているため、各々の発光波長（Ｆ（λ））及びε（λ）λ^４の
関係は実施の形態１における図５の説明のとおりである。

【0184】

本実施例における発光素子に用いた物質について以下に示す。

【0185】

【化2】

【0186】

以下に、本実施例の発光素子１及び発光素子２の作製方法を示す。

【0187】

（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。

【0188】

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。

【0189】

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。

【0190】

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。

【0191】

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。

【0192】

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）］）（化合
物（３））とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣ
ＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）となるように１０ｎｍ共蒸着し、第３
の発光層１１３Ｒを作製した後、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰと上記構造
式（ｖｉ）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（ａｃａｃ）
］）（化合物（２））とを、重量比で０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ
－ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように、５
ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１１３Ｇを形成し、さらに、上記構造式（ｖｉｉ）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：３
５ＤＣｚＰＰｙ）と上記構造式（ｖｉｉｉ）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（ｉｘ）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］）（化合物（１））とを、重量比で０．５：０．５：０
．０６（＝３５ＤＣｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）_３］）となるよ
うに３０ｎｍ共蒸着し第１の発光層１１３Ｂを形成し、発光層１１３を形成した。

【0193】

なお、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰ、３５ＤＣｚＰＰｙとＰＣＣＰはそれ
ぞれ励起錯体を形成する。さらに、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩは電子輸送性を有し、ＰＣ
ＢＡ１ＢＰは正孔輸送性を有しており、これらを０．５：０．５の割合で含ませることに
よって、第２の発光層１１３Ｇ及び第３の発光層１１３Ｒは正孔輸送性となっている。ま
た、３５ＤＣｚＰＰｙは電子輸送性を有しており、ＰＣＣＰは正孔輸送性を有しており、
これらを０．５：０．５の割合で含ませることによって第１の発光層１１３Ｂは電子輸送
性となっている。

【0194】

その後、発光層１１３上に上記構造式（ｘ）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：ｍＤＢＴＢ
Ｉｍ－ＩＩ）を膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｘｉ）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。

【0195】

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、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２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。

【0196】

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。

【0197】

（発光素子２の作製方法）
発光素子２は、発光素子１における第２の発光層１１３Ｇの膜厚を１０ｎｍとなるよう
に形成した他は発光素子１と同じ構成、工程によって作製した。

【0198】

発光素子１及び発光素子２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８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の信頼性について測定を
行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。

【0199】

発光素子１及び発光素子２の電流密度－輝度特性を図１７に、輝度－電流効率特性を図１
８に、電圧－輝度特性を図１９に、輝度－色度特性を図２０に、輝度－パワー効率特性を
図２１に、輝度－外部量子効率特性を図２２に、発光スペクトルを図２３に示す。

【0200】

以上のように発光素子１は実用輝度である１０００ｃｄ／ｍ^２付近において電流効率４７
ｃｄ／Ａ、外部量子効率２２％、パワー効率３２ｌｍ／Ｗの非常に良好な特性を示すこと
が解った。また、発光色は２９３０Ｋの電球色であり、平均演色評価数Ｒａは９１．７と
良好な演色性を示すことも解った。発光素子２は、実用輝度である１０００ｃｄ／ｍ^２付
近において電流効率５２ｃｄ／Ａ、外部量子効率２２％、パワー効率３６ｌｍ／Ｗの非常
に良好な効率を示すことが解った。なお、図２０より、本発明の一態様の発光素子である
発光素子１及び発光素子２は色度の輝度依存性が小さいという特徴を有することも解る。

【0201】

また、発光素子１及び発光素子２のキャリアの再結合領域は、各発光層の輸送性から第１
の発光層１１３Ｂと第２の発光層１１３Ｇとの界面近傍であるが、第２の発光層１１３Ｇ
が５ｎｍである発光素子１及び第２の発光層１１３Ｇが１０ｎｍである発光素子２ともに
第３の発光層１１３Ｒの発光が充分に得られている。また、第１の発光層１１３Ｂ乃至第
３の発光層１１３Ｒ各々に含まれる発光物質からの光がスペクトル中に明確に表れている
ことから、励起エネルギーの移動が有効に且つバランス良く行われていることがわかる。

【実施例0202】

本実施例では、実施例１とは異なる構成を有する本発明の一態様である発光素子（発光素
子３）について説明する。発光素子３は実施例１で用いた第２の化合物である［Ｉｒ（ｔ
Ｂｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］の代わりに黄色の発光色を呈するりん光性化合物である化
合物（４）（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－κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（
ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］））を用いた発光素子である
。なお、発光素子３に用いられるその他の物質については実施例１における発光素子１及
び発光素子２と同じ物質を用いた。

【0203】

化合物（４）（［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）の構造式を以下に示す。その
他の化合物については実施例１で示したため省略する。

【0204】

【化3】

【0205】

ここで、発光素子３に用いられるりん光性化合物３種類について、各々の発光波長Ｆ（λ
）と、化合物（３）及び化合物（４）のε（λ）λ^４との関係を表す図を図２４に示す。
本実施例の発光素子では、図２４で示したように第１の発光層１１３Ｂには青色発光を呈
する第１のりん光性化合物である化合物（１）が含まれている。また、第２の発光層１１
３Ｇには、第１のりん光性化合物よりも長波長の発光（発光ピーク波長５６６ｎｍ）を呈
し、且つε（λ）λ^４で表される関数のもっとも長波長側に位置する極大値Ａが４４０ｎ
ｍ乃至５２０ｎｍの範囲内（５１２ｎｍ）である第２のりん光性化合物である化合物（４
）が含まれており、第３の発光層１１３Ｒには、第２のりん光性化合物よりも長波長の発
光を呈し、且つε（λ）λ^４で表される関数のもっとも長波長側に位置する極大値Ｂが５
２０ｎｍ乃至６００ｎｍの範囲内（５４２ｎｍ付近）である第３のりん光性化合物である
化合物（３）が含まれている。また、図２４より、上記極大値Ａよりも上記極大値Ｂの方
が大きいという関係も見て取れる。

【0206】

以下に、本実施例の発光素子３の作製方法を示す。

【0207】

（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。

【0208】

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。

【0209】

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。

【0210】

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。

【0211】

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。

【0212】

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）］）（化合
物（３））とを、重量比０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣ
ＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第３
の発光層１１３Ｒを作製した後、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰと上記構造
式（ｘｉｉ）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－κ^２Ｏ，Ｏ’）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）（化合物（４）
）とを、重量比で０．５：０．５：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＡ１
ＢＰ：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）となるように、５ｎｍ共蒸着し、第２
の発光層１１３Ｇを形成し、さらに、上記構造式（ｖｉｉ）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（ｖｉｉｉ）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（ｉｘ）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］）（化合物（１））とを、重量比で０．５：０．５：０．０６（＝３５ＤＣ
ｚＰＰｙ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）_３］）となるように３０ｎｍ共蒸着
し第１の発光層１１３Ｂを形成し、発光層１１３を形成した。

【0213】

なお、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩとＰＣＢＡ１ＢＰ、３５ＤＣｚＰＰｙとＰＣＣＰはそれ
ぞれ励起錯体を形成する。さらに、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩは電子輸送性を有し、ＰＣ
ＢＡ１ＢＰは正孔輸送性を有しているが、発光層内においてこれらを０．５：０．５の割
合で含ませることによって、第２の発光層１１３Ｇ及び第３の発光層１１３Ｒは正孔輸送
性となっている。また、３５ＤＣｚＰＰｙは電子輸送性を有しており、ＰＣＣＰは正孔輸
送性を有しているが、発光層内において、これらを０．５：０．５の割合で含ませること
によって第１の発光層１１３Ｂは電子輸送性となっている。

【0214】

その後、発光層１１３上に上記構造式（ｘ）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：ｍＤＢＴＢ
Ｉｍ－ＩＩ）を膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｘｉ）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。

【0215】

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、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２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３を作製した。

【0216】

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。

【0217】

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、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８０℃
にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の信頼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。

【0218】

発光素子３の電流密度－輝度特性を図２５に、輝度－電流効率特性を図２６に、電圧－輝
度特性を図２７に、輝度－色度特性を図２８に、輝度－パワー効率特性を図２９に、輝度
－外部量子効率特性を図３０に、発光スペクトルを図３１に示す。

【0219】

以上のように発光素子３は実用輝度である１０００ｃｄ／ｍ^２付近において電流効率４８
ｃｄ／Ａ、外部量子効率２３％、パワー効率３２ｌｍ／Ｗの非常に良好な特性を示すこと
が解った。また、発光色は３８６０Ｋの白色光であり、平均演色評価数Ｒａは８５．１と
良好な演色性を示すことも解った。なお、図２０より、本発明の一態様の発光素子である
発光素子３は色度の輝度依存性が小さいという特徴を有することも解る。

【0220】

また、発光素子３のキャリアの再結合領域は、各発光層の輸送性から第１の発光層１１３
Ｂと第２の発光層１１３Ｇとの界面近傍であるが、第３の発光層１１３Ｒの発光が充分に
得られている。また、第１の発光層１１３Ｂ乃至第３の発光層１１３Ｒ各々に含まれる発
光物質からの光がスペクトル中に明確に表れていることから、発光素子３においては励起
エネルギーの移動が有効に且つバランス良く行われていることがわかる。