JP2022173506A

JP2022173506A - 発光素子

Info

Publication number: JP2022173506A
Application number: JP2022159244A
Authority: JP
Inventors: 哲史瀬尾; Tetsushi Seo; 俊介細海; Shunsuke Hosomi; 舜平山崎; Shunpei Yamazaki
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2022-10-03
Publication date: 2022-11-18
Also published as: JP2018107449A; US20180182992A1

Abstract

【課題】発光素子の駆動において、新たな劣化曲線を示す信頼性の高い発光素子を提供す
る。
【解決手段】長寿命な発光素子の劣化曲線は、初期劣化成分を表す指数関数と、長期劣化
成分を表す指数関数とを線形結合した複合指数関数で表される。ここで、初期劣化の成分
は、拡張指数関数（ＳｔｒｅｔｃｈｅｄＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）
で表され、長期劣化の成分は一次的な減衰を示す単一指数関数（ＳｉｎｇｌｅＥｘｐｏ
ｎｅｎｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）で表される。該複合指数関数で表される劣化曲線を
有する発光素子を作製することで、信頼性が高い発光素子が得られる。別言すれば、本発
明の一態様の複合指数関数は、信頼性の高い発光素子の劣化曲線を精度よくフィッティン
グできる。
【選択図】図２

Description

本発明の一態様は、発光素子の劣化機構に関する。また、発光素子、発光装置、電子機器
、および照明装置に関する。但し、本発明の一態様は、それらに限定されない。すなわち
、本発明の一態様は、物、方法、製造方法、または駆動方法に関する。または、本発明の
一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オ
ブ・マター）に関する。また、具体的には、半導体装置、表示装置、液晶表示装置などを
一例として挙げることができる。

一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光素子（有機ＥＬ素子ともいう）は、薄型軽量、入
力信号に対する高速な応答性、低消費電力などの特性を有することから、これらを適用し
たディスプレイは、次世代のフラットパネルディスプレイとして注目されている。

発光素子は、一対の電極間に電圧を印加することにより、各電極から注入された電子およ
びホールがＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質（有機化合物）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。なお、励起状態の種類としては
、一重項励起状態（Ｓ^＊）と三重項励起状態（Ｔ^＊）とがあり、一重項励起状態からの発
光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそ
れらの統計的な生成比率は、Ｓ^＊：Ｔ^＊＝１：３であると考えられている。発光物質から
得られる発光スペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発
光物質として用いることによって、様々な発光色の発光素子を得ることができる。

一方、この様な発光素子に関しては、駆動による素子の劣化が問題となっており、分解物
の生成やダークスポットの発生を抑制し、長時間の駆動が可能な発光素子の開発が望まれ
ている。なお、このような経時劣化を予測すべく、様々な観点から劣化曲線を示す理論式
が導出されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７－１２５８１号公報

発光素子の開発において、劣化の要因となりうる「発光素子の駆動試験における輝度劣化
」と「有機分子の変化」とを結びつけることは非常に難しい。しかし、これらをパラメー
タとする劣化曲線を得ることができれば、発光素子の劣化要因を容易に特定することがで
き、これを低減すべく素子開発を進めることができる。またそれにより、信頼性の高い発
光素子の特徴を抽出し、更なる高信頼性化を図ることが出来る。

そこで、本発明の一態様では、素子特性や信頼性の高い発光素子において、その劣化曲線
を精度よくフィッティングできる新たな関数を提供することを課題とする。また、本発明
の一態様では、上記関数で表される新たな劣化曲線を示し、駆動した際の信頼性が高い発
光素子を提供する。また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、または照明
装置を提供する。

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。また、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。また、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。

発光素子の劣化要因は様々であり、一般には複雑と言われている。しかしながら、耐久性
の高い材料、劣化を抑制する素子構造、そして純度よく製造する製造プロセスなどを組み
合わせることにより長寿命化した発光素子の劣化曲線は、実はある特定の関数で表される
ことを本発明者らは見出した。

長寿命化な発光素子は劣化要因が単純化されているため、その劣化要因としては、初期劣
化と長期劣化の２種類のみの存在を考慮すればよい。そしてその劣化曲線は、初期劣化成
分を表す指数関数と、長期劣化成分を表す指数関数とを線形結合した複合指数関数で表さ
れる。ここで、初期劣化の成分は、拡張指数関数（ＳｔｒｅｔｃｈｅｄＥｘｐｏｎｅｎ
ｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）で表され、長期劣化の成分は一次反応的な減衰を示す単一
指数関数（ＳｉｎｇｌｅＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）で表される点が
重要であり、長寿命な本発明の一態様の発光素子に特徴的である。つまり、該複合指数関
数で表される新たな劣化曲線を示す発光素子を作製することで、信頼性が高い発光素子を
得ることができる。別言すれば、本発明の一態様の複合指数関数は、信頼性の高い発光素
子の劣化曲線を精度よくフィッティングできる。

すなわち本発明の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、発光素子
の駆動において、下記式（１）で表される劣化曲線を示す発光素子である。

上記構成において、上記式（１）で表される劣化曲線のスケーリング時間τが、１５００
時間以上であることが好ましい。このような発光素子は、特に長寿命であると言える。な
お、常温（例えば２５℃）にて、２５ｍＡ／ｃｍ^２または５０ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流密
度で駆動させた際に、該スケーリング時間τが１５００時間以上となることが好ましい。

なお、発光素子に対して温度を変えて駆動試験を行うと、温度と駆動寿命（例えば半減寿
命）の関係から、アレニウスプロットを作製することができる（通常、温度が上昇すると
駆動寿命は減少する相関が得られる）。この時、長寿命な本発明の一態様の発光素子にお
いては、一定電流で駆動した際の駆動寿命を縦軸としたアレニウスプロットが、２５℃か
ら８０℃の間において上に凸の曲線となることを本発明者らは見出した。したがって、こ
のような発光素子も本発明の一態様である。この時、該寿命は、輝度が初期輝度の９０％
に減衰するまでの寿命（ＬＴ_９０）であるか、または、輝度が初期輝度の７０％に減衰す
るまでの寿命（ＬＴ_７０）であるか、または、半減寿命（ＬＴ_５０）であることが好まし
い。

本発明の別の一態様は、発光素子に加えて、トランジスタ、基板などを有する発光装置も
発明の範疇に含める。さらに、これらの発光装置に加えて、マイク、カメラ、操作用ボタ
ン、外部接続部、筐体、カバー、支持台または、スピーカ等を有する電子機器や照明装置
も発明の範疇に含める。

また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置を含み、さらに発光装置を有する照
明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示
デバイス、または光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦ
ＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ
ＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）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、または発光素子にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓ
ｓ）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。

本発明の一態様は、素子特性や信頼性の高い発光素子において、その劣化曲線を精度よく
フィッティングできる新たな関数を提供することができる。また、本発明の一態様では、
上記関数で表される新たな劣化曲線を示し、駆動した際の信頼性が高い発光素子を提供す
ることができる。また、このような発光素子を有する発光装置、電子機器、または照明装
置を提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。また、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。また、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。

劣化曲線について説明する図。劣化曲線について説明する図。劣化曲線について説明する図。劣化曲線について説明する図。発光素子の構造について説明する図。発光装置について説明する図。発光装置について説明する図。電子機器について説明する図。電子機器について説明する図。電子機器の使用例を示す図。自動車について説明する図。照明装置について説明する図。照明装置について説明する図。タッチパネルの一例を示す図。タッチパネルの一例を示す図。タッチパネルの一例を示す図。タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート。タッチセンサの回路図。表示装置のブロック図。表示装置の回路構成。表示装置の断面構造。発光素子について説明する図。発光素子１～発光素子５の電流密度－輝度特性を示す図。発光素子１～発光素子５の電圧－輝度特性を示す図。発光素子１～発光素子５の輝度－電流効率特性を示す図。発光素子１～発光素子５の電圧－電流特性を示す図。発光素子１～発光素子５の発光スペクトルを示す図。発光素子１～発光素子５の信頼性を示す図。発光素子１および発光素子２のアレニウスプロットを示す図。発光素子１および発光素子２のアレニウスプロットを示す図。発光素子６および発光素子７の電流密度－輝度特性を示す図。発光素子６および発光素子７の電圧－輝度特性を示す図。発光素子６および発光素子７の輝度－電流効率特性を示す図。発光素子６および発光素子７の電圧－電流特性を示す図。発光素子６および発光素子７の発光スペクトルを示す図。発光素子６および発光素子７の信頼性を示す図。発光素子６および発光素子７のアレニウスプロットを示す図。発光素子６および発光素子７のアレニウスプロットを示す図。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の
説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を
様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容
に限定して解釈されるものではない。

なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指
す符号は異なる図面間でも共通して用いる。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である、発光素子の劣化曲線を精度よくフィッティン
グできる複合指数関数、について説明する。

一般に、劣化現象は、指数関数的減衰（ＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌＤｅｃａｙ）で表すこ
とができるが、発光素子の劣化の場合はこれまで拡張指数関数（ＳｔｒｅｔｃｈｅｄＥ
ｘｐｏｎｅｎｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）が合うとされてきた。これは、多くの発光素
子の場合には、物質が壊れていくような一次的な反応だけでなく、キャリアバランスの変
化など複数の劣化要因が存在し、反応速度（劣化速度）にばらつきが存在するためである
と考えられる。そして、そのばらつきを持つ平均的な反応速度（劣化速度）が一定以上大
きくなると、一次反応的で本質的な劣化が見えなくなり、劣化曲線全体が拡張指数関数で
表されるようになるのである。なお、拡張指数関数は以下の式（＊）で表すことができる
。

ここで、式（＊）で示される劣化曲線において、スケーリング時間（τ）や劣化カーブの
形状ファクタ（β）を変化させた際の劣化曲線への影響を示す。図３には、τ＝１０００
０とし、βを変化させた時の劣化曲線を示す。なお、図３（Ａ）は、両線形の図を示し、
図３（Ｂ）は、片対数の図を示す。また、図４には、β＝１とし、τを変化させた時の劣
化曲線を示す。なお、図４（Ａ）は、両線形の図を示し、図４（Ｂ）は、片対数の図を示
す。これらの図中において、縦軸は発光強度（輝度）、横軸は駆動時間を表す。

図３（Ｂ）の結果から、β＝１の時、時間経過に伴う輝度の変化は、直線的に減衰する（
すなわち一次反応である）が、βの値が１よりも小さくなると初期の劣化率が大きくなる
ことがその形状からわかる。このことから、式（＊）に示す劣化曲線では、βの値によっ
て劣化曲線の形状が表される。

また、図４（Ａ）（Ｂ）に示す結果からは、τの値は発光素子の寿命自体を表し、式（＊
）通り、縦軸の発光強度（輝度）が初期値に対して３７％の時に、横軸の駆動時間は指定
のτの値を持つことがわかる。なお、τの値が大きくなれば、寿命は長くなる。

従って、上記式（＊）で示す拡張指数関数では、βの値とτの値によって劣化曲線の形状
が定まる。

しかし、一対の電極間にＥＬ層を挟んで形成された実際の発光素子（発光素子Ａとする）
であって、信頼性に優れた発光素子においては、初期電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２で駆動さ
せることによって得られる劣化曲線が、例えば、図１に示すような形状を示す。図１に示
す劣化曲線の形状は、上記式（＊）で示される劣化曲線とは異なり、劣化が始まってから
１００時間程度の駆動初期では、図中の１００１で示される付近において急激な劣化（初
期劣化）を示すが、その後、図中の１００２で示される付近において緩やかな劣化（長期
劣化）を示す。

このように初期劣化の要因と長期劣化の要因とを有する発光素子の劣化を、上記式（＊）
の劣化曲線で表すことはできない。上記式（＊）で表される劣化を示す発光素子というの
は、いわば図１における初期劣化よりもさらに大きな初期劣化がいつまでも継続し、いつ
まで経っても本質的な長期劣化成分が見えない信頼性の悪い発光素子だからである。換言
すれば、発光素子Ａのような信頼性の高い発光素子は、一次反応的で本質的な長期劣化成
分を覆い隠すほど大きな初期劣化要因が排除された結果、それでもわずかな分布として残
り、駆動初期に目立つ初期劣化成分と、従来は見えなかった本質的な長期劣化成分の双方
が見えるようになった発光素子であると言える。

そこで、発光素子Ａのような信頼性の高い発光素子の劣化曲線に対し、初期劣化と長期劣
化の両方を示すことができる複合指数関数として、以下の式（１）で示す劣化曲線を考え
た。ここでは、信頼性の良い発光素子においては、長期劣化の成分は一次反応的な減衰を
示すと考えて、単一指数関数（ＳｉｎｇｌｅＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏ
ｎ）で表すべくβ＝１とした。また、先の式（＊）で示した拡張指数関数（Ｓｔｒｅｔｃ
ｈｅｄＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌＦｕｎｃｔｉｏｎ）で表される劣化は、このような発
光素子においては支配的でなく、初期劣化のみに寄与すると考えた。なお、式（１）にお
いて、α（但し、１＞α＞０）は初期劣化成分の割合を示す。αは０．８以下が好ましく
、さらに好ましくは０．５以下である。なお、τは長期劣化成分を表す単一指数関数の項
が初期値の３７％にまで減衰する時間であり、τ’は初期劣化成分を表す拡張指数関数の
項が初期値の３７％まで減衰する時間である。

ここで、上記式（１）を用いて、図１に示した発光素子Ａの劣化曲線（実測値）のフィッ
ティングを行った。結果を図２に示す。なお、図２には、実測値の劣化曲線を○でプロッ
トし、上記式（１）に示す複合指数関数で表される劣化曲線によりフィッティングした結
果を実線で示した。さらに、計算（フィッティング結果）から求めた初期劣化成分のみと
長期劣化成分のみを示す曲線もそれぞれ図２に示す。

図２に示すように初期劣化成分と長期劣化成分とを併せてなる、式（１）で表される劣化
曲線は、実測値の劣化曲線と非常に良く重なるという結果が得られた。すなわち、式（１
）によって発光素子Ａの劣化曲線が精度よくフィッティングされることがわかる。また、
式（１）中の初期劣化成分の割合（α）は、図２で示す初期劣化成分を示す曲線のｙ切片
から求めることができる。なお、図２で示す初期劣化成分を示す曲線のｙ切片は、２４．
８％であったので、発光素子Ａの劣化における初期劣化成分の割合は、２４．８％と比較
的高いが、単一指数関数で表される長期劣化成分が十分７５％程度見えている劣化曲線で
あるため、十分に信頼性が高い発光素子であることがわかる。

本実施の形態では、上記式（１）で表される複合指数関数により信頼性の高い発光素子の
劣化曲線が精度よく表されることを示した。なお、上記式（１）で表される劣化曲線は、
初期劣化と、長期劣化とを含むが、これらを引き起こす要因は、それぞれ異なる。従って
、複合指数関数の劣化曲線で示される発光素子において、初期劣化成分の割合（α）が大
きい場合には、初期劣化の要因として考えられる、例えば発光素子形成時における有機化
合物の蒸着時の分解や、発光素子の素子構成に起因する特性不良を低減することにより、
初期劣化を低減させることが好ましい。また、スケーリング時間（τ）が小さい場合には
、長期劣化の要因として考えられる要因を改善すればよい。例えば、発光層に用いる物質
（特に発光物質）の分子構造おいて、不必要に捻じれた構造を導入しないことがτを向上
させる因子の一つである。また、キャリア再結合領域が狭くならないように発光層をバイ
ポーラ性とすることや、ホール過多ないしは電子過多にならないようにホール注入・輸送
層および電子注入・輸送層を選択することも長期劣化の傾きを低減させる（τを向上させ
る）のに有効である。このように、上記式（１）で表される複合指数関数（劣化曲線）か
ら得られるパラメータに基づき、発光素子毎の劣化特性を把握することで、更なる長寿命
化を図るにはどこが律速点となっているのかの指針を得ることができる。

また、上記式（１）で表される複合指数関数を用いた劣化曲線を示す発光素子において、
上記式（１）に含まれるパラメータを所望の範囲で満たすことにより、さらに長寿命な素
子が得られることがわかる。例えば、初期劣化成分の割合（α）が小さい場合において、
スケーリング時間（τ）が長い場合（１５００時間以上）には、長寿命な発光素子が得ら
れる。特に、常温（例えば２５℃）にて、２５ｍＡ／ｃｍ^２または５０ｍＡ／ｃｍ^２の一
定電流密度で駆動させた際に、該スケーリング時間τが１５００時間以上となることが実
用上好ましい。

なお、発光素子に対して温度を変えて駆動試験を行うと、温度と駆動寿命（例えば半減寿
命）の関係から、図２９（Ａ）に示すようなアレニウスプロットを作製することができる
（通常、温度が上昇すると駆動寿命は減少する相関が得られる）。この時、上記式（１）
で表される複合指数関数を用いた劣化曲線を示す本発明の一態様の発光素子においては、
一定電流で駆動した際の寿命を縦軸としたアレニウスプロットが、２５℃から８０℃の間
において上に凸の曲線となる。このことは以下のように説明することができる。

まず、式（１）の長期劣化成分のみの劣化を考えた場合、その半減寿命ＬＴ_５０は下記式
（２）で表すことができる。

ここで、式（１）の長期劣化成分は一次反応的な劣化であるため、スケーリング定数τの
温度依存性は、下記式（３）で表すことができる。ここで、Ｋは反応速度定数（劣化速度
定数と言ってもよい）、ΔＥは活性化エネルギー［ｅＶ］、ｋはボルツマン定数［ｅＶ／
Ｋ］、Ｔは温度［Ｋ］である。

式（２）（３）から下記式（４）が得られ、式（４）を変形すると式（５）となる。した
がって、τのアレニウスプロットは直線上に乗ることになる。すなわち、τの挙動は理論
的に明確である。

一方、本発明の一態様の発光素子は、式（１）の長期劣化成分のみならず、初期劣化成分
も有する。初期劣化成分のスケーリング時間τ’は、ばらつきのある寿命（反応速度定数
の逆数）の平均的挙動を表すため、その温度依存性は各種素子に依存する。しかし少なく
とも、τ’の温度に対する挙動はτとは異なるため、τとτ’が複合された本発明の一態
様の発光素子のアレニウスプロットは直線にはならない。そして本発明者らは、本発明の
一態様の発光素子においては、一定電流で駆動した際の寿命を縦軸としたアレニウスプロ
ットが、２５℃から８０℃の間において上に凸の曲線となることを見出した。したがって
、このような発光素子も本発明の一態様である。

なお、アレニウスプロットが上に凸になる要因としては、τ’の温度依存性がτよりも大
きい（すなわち、τ’のアレニウスプロットも直線に乗るものの、その傾きがτよりも大
きい）か、または、τ’のアレニウスプロット自体が上に凸の曲線となっている（高温領
域で特に大きな劣化を示す因子が存在している）ことが考えられる。いずれにしても、上
記式（１）で表される複合指数関数を用いた劣化曲線を示す本発明の一態様の発光素子に
おいては、アレニウスプロットが上に凸になる特徴を有する。

このように、アレニウスプロットが２５℃から８０℃の間において上に凸になるというこ
とは、この温度範囲において、駆動寿命の温度依存性（温度上昇に伴う寿命低下）が小さ
いことを意味する。すなわち、実用領域（常温～８０℃）の温度における駆動寿命が長い
発光素子を得ることができる。

なおこの時、アレニウスプロットの縦軸の寿命は、輝度が初期輝度の９０％に減衰するま
での寿命（ＬＴ_９０）であるか、または、輝度が初期輝度の７０％に減衰するまでの寿命
（ＬＴ_７０）であるか、または、半減寿命（ＬＴ_５０）であることが好ましい。いずれの
寿命においても、駆動寿命の温度依存性（アレニウスプロット）に同様の傾向が見られる
。

なお、本実施の形態で示した劣化曲線を示す発光素子を用いることで、消費電力が低い発
光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。

なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。また、他の実施の形態に
おいて、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定され
ない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されて
いるため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いること
ができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について図５を用いて説明する。

≪発光素子の基本的な構造≫
まず、発光素子の基本的な構造について説明する。図５（Ａ）には、一対の電極間に発光
層を含むＥＬ層を有する発光素子を示す。具体的には、第１の電極１０１と第２の電極１
０２との間にＥＬ層１０３が挟まれた構造を有する。

また、図５（Ｂ）には、一対の電極間に複数（図５（Ｂ）では、２層）のＥＬ層（１０３
ａ、１０３ｂ）を有し、ＥＬ層の間に電荷発生層１０４を有する積層構造（タンデム構造
）の発光素子を示す。タンデム構造の発光素子は、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。

電荷発生層１０４は、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、一
方のＥＬ層（１０３ａまたは１０３ｂ）に電子を注入し、他方のＥＬ層（１０３ｂまたは
１０３ａ）に正孔を注入する機能を有する。従って、図５（Ｂ）において、第１の電極１
０１に第２の電極１０２よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層１０
４からＥＬ層１０３ａに電子が注入され、ＥＬ層１０３ｂに正孔が注入されることとなる
。

なお、電荷発生層１０４は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する
（具体的には、電荷発生層１０４に対する可視光の透過率が、４０％以上）ことが好まし
い。また、電荷発生層１０４は、第１の電極１０１や第２の電極１０２よりも低い導電率
であっても機能する。

また、図５（Ｃ）には、本発明の一態様である発光素子のＥＬ層１０３の積層構造を示す
。但し、この場合、第１の電極１０１は陽極として機能するものとする。ＥＬ層１０３は
、第１の電極１０１上に、正孔（ホール）注入層１１１、正孔（ホール）輸送層１１２、
発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５が順次積層された構造を有する。な
お、図５（Ｂ）に示すタンデム構造のように複数のＥＬ層を有する場合であっても、各Ｅ
Ｌ層が、陽極側から上記のように順次積層される構造とする。また、第１の電極１０１が
陰極で、第２の電極１０２が陽極の場合は、積層順は逆になる。

ＥＬ層（１０３、１０３ａ、１０３ｂ）に含まれる発光層１１３は、それぞれ発光物質や
複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光や燐光発光が
得られる構成とすることができる。また、発光層１１３を発光色の異なる積層構造として
もよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質やその他の物質は、それ
ぞれ異なる材料を用いればよい。また、図５（Ｂ）に示す複数のＥＬ層（１０３ａ、１０
３ｂ）から、それぞれ異なる発光色が得られる構成としても良い。この場合も各発光層に
用いる発光物質やその他の物質を異なる材料とすればよい。

また、本発明の一態様である発光素子において、例えば、図５（Ｃ）に示す第１の電極１
０１を反射電極とし、第２の電極１０２を半透過・半反射電極とし、微小光共振器（マイ
クロキャビティ）構造とすることにより、ＥＬ層１０３に含まれる発光層１１３から得ら
れる発光を両電極間で共振させ、第２の電極１０２から得られる発光を強めることができ
る。

なお、発光素子の第１の電極１０１が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電
性材料（透明導電膜）との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚を制
御することにより光学調整を行うことができる。具体的には、発光層１１３から得られる
光の波長λに対して、第１の電極１０１と、第２の電極１０２との電極間距離がｍλ／２
（ただし、ｍは自然数）近傍となるように調整するのが好ましい。

また、発光層１１３から得られる所望の光（波長：λ）を増幅させるために、第１の電極
１０１から発光層１１３の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、第２
の電極１０２から発光層１１３の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と
、をそれぞれ（２ｍ’＋１）λ／４（ただし、ｍ’は自然数）近傍となるように調節する
のが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層１１３における正孔（ホール）と
電子との再結合領域を示す。

このような光学調整を行うことにより、発光層１１３から得られる特定の単色光のスペク
トルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。

但し、上記の場合、第１の電極１０１と第２の電極１０２との光学距離は、厳密には第１
の電極１０１における反射領域から第２の電極１０２における反射領域までの総厚という
ことができる。しかし、第１の電極１０１や第２の電極１０２における反射領域を厳密に
決定することは困難であるため、第１の電極１０１と第２の電極１０２の任意の位置を反
射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。また、第１の
電極１０１と、所望の光が得られる発光層との光学距離は、厳密には第１の電極１０１に
おける反射領域と、所望の光が得られる発光層における発光領域との光学距離であるとい
うことができる。しかし、第１の電極１０１における反射領域や、所望の光が得られる発
光層における発光領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極１０１の任意
の位置を反射領域、所望の光が得られる発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで
充分に上述の効果を得ることができるものとする。

図５（Ｃ）に示す発光素子は、マイクロキャビティ構造を有するため、同じＥＬ層を有し
ていても異なる波長の光（単色光）を取り出すことができる。従って、異なる発光色を得
るための塗り分け（例えば、ＲＧＢ）が不要となる。従って、高精細化を実現することが
容易である。また、着色層（カラーフィルタ）との組み合わせも可能である。さらに、特
定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることが
できる。

なお、上述した本発明の一態様である発光素子において、第１の電極１０１と第２の電極
１０２の少なくとも一方は、透光性を有する電極（透明電極、半透過・半反射電極など）
とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明電極の可視光の透過率は、４０％以
上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過・半反射電極の可視光の反射率は、
２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下とする。また、これらの電極は
、抵抗率が１×１０^－２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。

また、上述した本発明の一態様である発光素子において、第１の電極１０１と第２の電極
１０２の一方が、反射性を有する電極（反射電極）である場合、反射性を有する電極の可
視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。
また、この電極は、抵抗率が１×１０^－２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。

≪発光素子の具体的な構造および作製方法≫
次に、本発明の一態様である発光素子の具体的な構造および作製方法について図５を用い
て説明する。また、ここでは、図５（Ｂ）に示すタンデム構造を有し、マイクロキャビテ
ィ構造を備えた発光素子についても、図５（Ｄ）を用いて説明する。図５（Ｄ）に示す発
光素子がマイクロキャビティ構造を有する場合は、第１の電極１０１を反射電極として形
成し、第２の電極１０２を半透過・半反射電極として形成する。従って、所望の電極材料
を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。なお、第２の電極１
０２は、ＥＬ層１０３ｂを形成した後、上記と同様に材料を選択して形成する。また、こ
れらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。

＜第１の電極および第２の電極＞
第１の電極１０１および第２の電極１０２を形成する材料としては、上述した両電極の機
能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例え
ば、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適宜用いることができ
る。具体的には、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴ
ＳＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、アル
ミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、
コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、
インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングス
テン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウ
ム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用
いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元
素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウ
ム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属および
これらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。

図５（Ｄ）に示す発光素子において、第１の電極１０１が陽極である場合、第１の電極１
０１上にＥＬ層１０３ａの正孔注入層１１１ａおよび正孔輸送層１１２ａが真空蒸着法に
より順次積層形成される。ＥＬ層１０３ａおよび電荷発生層１０４が形成された後、電荷
発生層１０４上にＥＬ層１０３ｂの正孔注入層１１１ｂおよび正孔輸送層１１２ｂが同様
に順次積層形成される。

＜正孔注入層および正孔輸送層＞
正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）は、陽極である第１の電極１０１や電荷発生
層（１０４）からＥＬ層（１０３、１０３ａ、１０３ｂ）に正孔（ホール）を注入する層
であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。

正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化
物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、フ
タロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：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、またはポリ（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
）等の高分子等を用いることができる。

また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容
性材料）を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により正
孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）で正孔
が発生し、正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１２ｂ）を介して発光層（１１３、１１３
ａ、１１３ｂ）に正孔が注入される。なお、正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）
は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料からなる単
層で形成しても良いが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とをそ
れぞれ別の層で積層して形成しても良い。

正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１２ｂ）は、正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１
ｂ）によって、第１の電極１０１や電荷発生層（１０４）から注入された正孔を発光層（
１１３、１１３ａ、１１３ｂ）に輸送する層である。なお、正孔輸送層（１１２、１１２
ａ、１１２ｂ）は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１
１２ｂ）に用いる正孔輸送性材料は、特に正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）の
ＨＯＭＯ準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有するものを用いることが好ましい。

正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）に用いるアクセプター性材料としては、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用いることができる。具体的に
は、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タ
ングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。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。その他、キノジメタン
誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを
用いることができる。具体的には、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テ
トラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４－ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１
０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称
：ＨＡＴ－ＣＮ）等を用いることができる。

正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）および正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１
２ｂ）に用いる正孔輸送性材料としては、１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有す
る物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のも
のを用いることができる。

正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体や
インドール誘導体）や芳香族アミン化合物が好ましく、具体例としては、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またはα－Ｎ
ＰＤ）、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：ＢＳＰ
Ｂ）、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）、３－［
４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：
ＰＣＰＰｎ）、
Ｎ－（４－ビフェニル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９
－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ－（１，１’－
ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）
フェニル］－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）
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：ＰＣ
ＢＡＳＦ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イル）トリフェニルアミン
（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，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）などの芳香族ア
ミン骨格を有する化合物、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）、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）、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
トラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）などのカルバゾール骨
格を有する化合物、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：ＤＢＴ
ＦＬＰ－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、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。

さらに、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、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）などの高分子化合物を用いること
もできる。

但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を１種または複数種
組み合わせて正孔輸送性材料として正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）および正
孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１２ｂ）に用いることができる。なお、正孔輸送層（１
１２、１１２ａ、１１２ｂ）は、各々複数の層から形成されていても良い。すなわち、例
えば第一の正孔輸送層と第二の正孔輸送層とが積層されていても良い。

図５（Ｄ）に示す発光素子においては、ＥＬ層１０３ａの正孔輸送層１１２ａ上に発光層
１１３ａが真空蒸着法により形成される。また、ＥＬ層１０３ａおよび電荷発生層１０４
が形成された後、ＥＬ層１０３ｂの正孔輸送層１１２ｂ上に発光層１１３ｂが真空蒸着法
により形成される。

＜発光層＞
発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）は、発光物質を含む層である。なお、
発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色
を呈する物質を適宜用いる。また、複数の発光層（１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）に異
なる発光物質を用いることにより異なる発光色を呈する構成（例えば、補色の関係にある
発光色を組み合わせて得られる白色発光）とすることができる。さらに、一つの発光層が
異なる発光物質を有する積層構造であっても良い。

また、発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）は、発光物質（ゲスト材料）に
加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）を有していても良
い。また、１種または複数種の有機化合物としては、本実施の形態で説明する正孔輸送性
材料や電子輸送性材料の一方または両方を用いることができる。

発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）に用いることができる発光物質として
は、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、また
は三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。な
お、上記発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。

一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）
が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フル
オレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体
、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導
体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発
光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－
メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル
）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、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（ジベンゾフラン－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルピレン－１，６－ジアミン（略
称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（ジベンゾチオフェン－２－イル）－Ｎ，Ｎ
’－ジフェニルピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、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）－６－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ）、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：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－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
：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３）などが挙げられる。

その他にも、５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，
２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－
９－アントリル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２Ｂ
Ｐｙ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’
－ジフェニルスチルベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カル
バゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン
（略称：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジ
フェニル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジ
フェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾ
ール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４
’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣ
ＢＡＰＡ）、４－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）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：ＰＣＢＡＰＢＡ
）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ
）、Ｎ，Ｎ’’－（２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン－９，１０－ジイルジ－４，１－
フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン］（略
称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－ア
ントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ
－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリ
フェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）等を用いることができ
る。

また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物
質（燐光材料）や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙａｃ
ｔｉｖａｔｅｄｄｅｌａｙｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げら
れる。

燐光材料としては、有機金属錯体、金属錯体（白金錯体）、希土類金属錯体等が挙げられ
る。これらは、物質ごとに異なる発光色（発光ピーク）を示すため、必要に応じて適宜選
択して用いる。

青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下で
ある燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。

例えば、トリス｛２－［５－（２－メチルフェニル）－４－（２，６－ジメチルフェニル
）－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－イル－κＮ２］フェニル－κＣ｝イリジウム
（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（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（ｉＰｒｐ
ｔｚ－３ｂ）_３］）トリス［３－（５－ビフェニル）－５－イソプロピル－４－フェニル
－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔ
ｚ）_３］）、のような４Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、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
有機金属錯体、ｆａｃ－トリス［（２，６－ジイソプロピルフェニル）－２－フェニル－
１Ｈ－イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）_３］）、ト
リス［３－（２，６－ジメチルフェニル）－７－メチルイミダゾ［１，２－ｆ］フェナン
トリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）_３］）のよ
うなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、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））のように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錯体等が挙げられる。

緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下で
ある燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。

例えば、トリス（４－メチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_３］）、トリス（４－ｔ－ブチル－６－フェニルピリミジナト）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：［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（ｍ
ｐｐｍ）_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（ａ
ｃａｃ）］）、（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－ジメチル－２－［６－（２，６－ジメチル
フェニル）－４－ピリミジニル－κＮ３］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：［Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ－ｄｍｐ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４
，６－ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）_２（
ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルア
セトナト）ビス（３，５－ジメチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（
略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－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、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）_２（ａｃａｃ）］）、ビ
ス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉ
ｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）（略称：［Ｉｒ（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（ａ
ｃａｃ）］）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、ビス（２，４－ジ
フェニル－１，３－オキサゾラト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナ
ート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）_２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２－［４’－（パーフルオロ
フェニル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナ
ート（略称：［Ｉｒ（ｐ－ＰＦ－ｐｈ）_２（ａｃａｃ）］）、ビス（２－フェニルベンゾ
チアゾラト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（
ｂｔ）_２（ａｃａｃ）］）などの有機金属錯体の他、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。

黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下で
ある燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。

例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミ
ジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｉｂｍ）］）、ビ
ス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｐｍ）］）、（ジピバロイルメ
タナト）ビス［４，６－ジ（ナフタレン－１－イル）ピリミジナト］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
金属錯体、（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）］）、ビス｛４，６－ジメチル－２－［３－（３，５－ジメチ
ルフェニル）－５－フェニル－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，６－ジメ
チル－３，５－ヘプタンジオナト－κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ
（ｄｍｄｐｐｒ－Ｐ）_２（ｄｉｂｍ）］）、ビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（４－
シアノ－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－κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍＣＰ）
_２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２－メチル－３－フェニルキノキサリ
ナト－Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｑ）_２（ａｃａｃ）］）
、（アセチルアセトナト）ビス（２，３－ジフェニルキノキサリナト－Ｎ，Ｃ^２’）イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｑ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト
）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）
（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属
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）_２（ａｃａｃ）］）のよ
うなピリジン骨格を有する有機金属錯体、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８－オ
クタエチル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：［ＰｔＯＥＰ］）のよ
うな白金錯体、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。

発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）に用いる有機化合物（ホスト材料、ア
シスト材料）としては、発光物質（ゲスト材料）のエネルギーギャップより大きなエネル
ギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。

発光物質が蛍光材料である場合、ホスト材料としては、一重項励起状態のエネルギー準位
が大きく、三重項励起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物を用いるのが好ましい。
例えば、アントラセン誘導体やテトラセン誘導体を用いるのが好ましい。具体的には、９
－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバ
ゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３－［４－（１－ナフチル）－フェニル］－９－フェニル
－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９－［４－（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：ｃ
ｇＤＢＣｚＰＡ）、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）、５，１２－ジフェニルテトラセン、５，１２－ビス
（ビフェニル－２－イル）テトラセンなどが挙げられる。

発光物質が燐光材料である場合、ホスト材料としては、発光物質の三重項励起エネルギー
（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい有
機化合物を選択すれば良い。なお、この場合には、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、
オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘
導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェ
ナントロリン誘導体等の他、芳香族アミンやカルバゾール誘導体等を用いることができる
。

ホスト材料として、より具体的には、例えば以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料
を用いることができる。

これら正孔輸送性の高いホスト材料としては、例えば、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：Ｄ
ＰＡＢ）、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：ＤＮＴＰ
Ｄ）、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を挙げることができる。

また、３－［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェ
ニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミ
ノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ
２）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－（１－ナフチル）ア
ミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、３－［Ｎ－（９－フェニ
ルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称
：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ
－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－
（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニ
ルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等のカルバゾール誘導体を挙げることができる
。また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェ
ニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベン
ゼン（略称：ＴＣＰＢ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－２，３
，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用いることもできる。

また、正孔輸送性の高いホスト材料としては、例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフ
チル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’
－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４
，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イ
ル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（１－ナ
フチル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’－ＴＮＡＴＡ）、４，
４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡ
ＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ
］トリフェニルアミン（略称：ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９
，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ
）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（
略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）ト
リフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレ
ン－２－イル）－Ｎ－｛９，９－ジメチル－２－［Ｎ’－フェニル－Ｎ’－（９，９－ジ
メチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）アミノ］－９Ｈ－フルオレン－７－イル｝フェニ
ルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ－（９，９－ジメチル－２－ジフェニルアミノ－
９Ｈ－フルオレン－７－イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２－［Ｎ－（４－
ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］スピロ－９，９’－ビフルオレン（
略称：ＤＰＡＳＦ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－
イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－
（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢ
ｉ１ＢＰ）、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：Ｐ
ＣＢＮＢＢ）、４－フェニルジフェニル－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イ
ル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９－フェニルカルバゾール－３－
イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンゼン－１，３－ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’’－トリフェニル－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’－トリス（９－フェニルカルバゾール－
３－イル）ベンゼン－１，３，５－トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ－（４－ビフェ
ニル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９－フェニル－９Ｈ
－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－
イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，
９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、９，９－ジメチ
ル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニ
ル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フ
ェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］スピロ－９，９’－ビフルオレン－
２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、２－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル
）－Ｎ－フェニルアミノ］スピロ－９，９’－ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，
７－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－スピロ－９
，９’－ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－
イル）フェニル］－Ｎ－（４－フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ
，Ｎ’－ビス［４－（カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－９
，９－ジメチルフルオレン－２，７－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン
化合物等を用いることができる。また、３－［４－（１－ナフチル）－フェニル］－９－
フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、３－［４－（９－フェナントリル）
－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’－ビ
ス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３－ビス（Ｎ－カル
バゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－
９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ
－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬ
Ｂｉ－ＩＩ）、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾ
フラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イ
ル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フ
ェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦ
ＬＰ－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）、４－［３－（トリフ
ェニレン－２－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ－ＩＩ）等
のカルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェ
ニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。

電子輸送性の高いホスト材料としては、例えば、トリス（８－キノリノラト）アルミニウ
ム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム
（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ_３）、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）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有
する金属錯体等である。また、この他ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト
］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト
］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有す
る金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２－（４－ビフェニ
リル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称
：ＰＢＤ）や、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オ
キサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、９－［４－（５－フェニル
－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：
ＣＯ１１）のようなオキサジアゾール誘導体や、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
）のようなトリアゾール誘導体や、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）のようなイミダゾール骨格を有する化合物（特にベン
ゾイミダゾール誘導体）や、４，４’－ビス（５－メチルベンゾオキサゾール－２－イル
）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などのオキサゾール骨格を有する化合物（特にベンゾオ
キサゾール誘導体）や、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン
（略称：ＢＣＰ）、２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，
１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）などのフェナントロリン誘導体や、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）、２－［４－（３，６－ジフェ
ニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略
称：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル
］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、及び、６－［
３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略
称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、４，６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フ
ェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６－ビス［３－（４－ジベン
ゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）、４，６－
ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣ
ｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２－｛４－［３－（Ｎ－フェ
ニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝－
４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリア
ジン骨格を有する複素環化合物や、３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル
）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリ
ジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化
合物も用いることができる。また、ポリ（２，５－ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、
ポリ［（９，９－ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（ピリジン－３，５
－ジイル）］（略称：ＰＦ－Ｐｙ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－
ジイル）－ｃｏ－（２，２’－ビピリジン－６，６’－ジイル）］（略称：ＰＦ－ＢＰｙ
）のような高分子化合物を用いることもできる。

また、ホスト材料として、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、
クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げら
れ、具体的には、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ－
ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバ
ゾール－３－アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）
トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９－ジフェニ
ル－Ｎ－｛４－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］フェニル｝－９Ｈ
－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）２ＰＣＡＰＡ、６，１２－ジメトキ
シ－５，１１－ジフェニルクリセン、ＤＢＣ１、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）、３，６－ジフェニル
－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略
称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略
称：ＤＰＰＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２－ｔ
ｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）
、９，９’－ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’－（スチルベン－３，３’－ジ
イル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’－（スチルベン－４，４’－ジイ
ル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５－トリ（１－ピレニル）ベンゼ
ン（略称：ＴＰＢ３）などを用いることができる。

また、発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）に有機化合物を複数用いる場合
、励起錯体を形成する２種類の化合物（第１の化合物および第２の化合物）と、ゲスト材
料とを混合して用いることが好ましい。この場合、様々な有機化合物を適宜組み合わせて
用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け取りやすい化
合物（正孔輸送性材料）と、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性材料）とを組み合
わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料および電子輸送性材料の具体例につい
ては、本実施の形態で示す材料を用いることができる。

ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にア
ップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく
呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三
重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは
０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。また、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍
光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。そ
の寿命は、１０^－６秒以上、好ましくは１０^－３秒以上である。

ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン
誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミ
ウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム
（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、
例えば、プロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ_２（ＰｒｏｔｏＩＸ））
、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ_２（ＭｅｓｏＩＸ））、ヘマトポ
ルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ_２（ＨｅｍａｔｏＩＸ））、コプロポルフ
ィリンテトラメチルエステル－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ_２（ＣｏｐｒｏＩＩＩ－
４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ_２（ＯＥＰ））
、エチオポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ_２（ＥｔｉｏＩ））、オクタエ
チルポルフィリン－塩化白金錯体（略称：ＰｔＣｌ_２ＯＥＰ）等が挙げられる。

その他にも、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－Ｔ
ＲＺ）、２－｛４－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カ
ルバゾール－９－イル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略
称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、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：ＡＣＲ
ＸＴＮ）、ビス［４－（９，９－ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］
スルホン（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰＳ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［ア
クリジン－９，９’－アントラセン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子
過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることができ
る。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、
π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強
くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好まし
い。

なお、ＴＡＤＦ材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる。

図５（Ｄ）に示す発光素子において、ＥＬ層１０３ａの発光層１１３ａ上に電子輸送層１
１４ａが真空蒸着法により形成される。また、ＥＬ層１０３ａおよび電荷発生層１０４が
形成された後、ＥＬ層１０３ｂの発光層１１３ｂ上に電子輸送層１１４ｂが真空蒸着法に
より形成される。

＜電子輸送層＞
電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）は、電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５
ｂ）によって、第２の電極１０２や電荷発生層（１０４）から注入された電子を発光層（
１１３、１１３ａ、１１３ｂ）に輸送する層である。なお、電子輸送層（１１４、１１４
ａ、１１４ｂ）は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層（１１４、１１４ａ、１
１４ｂ）に用いる電子輸送性材料は、１×１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有す
る物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のも
のを用いることができる。

電子輸送性材料としては、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子
、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体などが挙げられる
。その他、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物を用いること
もできる。

具体的には、Ａｌｑ_３、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：Ｂ
ｅＢｑ_２）、ＢＡｌｑ、ビス［２－（２－ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜
鉛（ＩＩ）（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（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などの金属錯体、２－（４－ビフ
ェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（
略称：ＰＢＤ）、ＯＸＤ－７、３－（４’－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル
－５－（４’’－ビフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３－（４
－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－（４－エチルフェニル）－５－（４－ビフェニリル
）－１，２，４－トリアゾール（略称：ｐ－ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称
：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’－ビス（５－メチルベン
ゾオキサゾール－２－イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物、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－［４－（３，６－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル
］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［３－（ジ
ベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍ
ＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、６－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベ
ンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）等のキノキサリンない
しはジベンゾキノキサリン誘導体を用いることができる。

また、ポリ（２，５－ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９－ジヘキシル
フルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（ピリジン－３，５－ジイル）］（略称：ＰＦ－
Ｐｙ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（２，２’
－ビピリジン－６，６’－ジイル）］（略称：ＰＦ－ＢＰｙ）のような高分子化合物を用
いることもできる。

また、電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）は、単層のものだけでなく、上記物質
からなる層が２層以上積層した構造であってもよい。

図５（Ｄ）に示す発光素子においては、ＥＬ層１０３ａの電子輸送層１１４ａ上に電子注
入層１１５ａが真空蒸着法により形成される。その後、ＥＬ層１０３ａおよび電荷発生層
１０４が形成され、ＥＬ層１０３ｂの電子輸送層１１４ｂまで形成された後、上に電子注
入層１１５ｂが真空蒸着法により形成される。

＜電子注入層＞
電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ）は、電子注入性の高い物質を含む層である。
電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ）には、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）、リチウム酸化物（ＬｉＯ_ｘ）等のよ
うなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。ま
た、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）のような希土類金属化合物を用いることができる。ま
た、電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ）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、上述した電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）
を構成する物質を用いることもできる。

また、電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ）に、有機化合物と電子供与体（ドナー
）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によっ
て有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場
合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体
的には、例えば上述した電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）に用いる電子輸送性
材料（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有
機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカ
リ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、
エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類
金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げら
れる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラ
チアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。

なお、例えば、発光層１１３ｂから得られる光を増幅させる場合には、第２の電極１０２
と、発光層１１３ｂとの光学距離が、発光層１１３ｂが呈する光の波長に対してλ／４未
満となるように形成するのが好ましい。この場合、電子輸送層１１４ｂまたは電子注入層
１１５ｂの膜厚を変えることにより、調整することができる。

＜電荷発生層＞
電荷発生層１０４は、第１の電極（陽極）１０１と第２の電極（陰極）１０２との間に電
圧を印加したときに、ＥＬ層１０３ａに電子を注入し、ＥＬ層１０３ｂに正孔を注入する
機能を有する。なお、電荷発生層１０４は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター
）が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された構
成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。なお、上述した
材料を用いて電荷発生層１０４を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における
駆動電圧の上昇を抑制することができる。

電荷発生層１０４において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場合、
正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子
受容体としては、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－ＴＣＮＱ）、クロラニル等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、酸化レニウムなどが挙げられる。

電荷発生層１０４において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成とする場合、
電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子
供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期
表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる
。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウ
ム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウ
ムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子
供与体として用いてもよい。

なお、図５（Ｅ）のＥＬ層１０３ｃは、上述したＥＬ層（１０３、１０３ａ、１０３ｂ）
と同様の構成とすればよい。また、電荷発生層１０４ａ、１０４ｂについても、上述した
電荷発生層１０４と同様の構成とすればよい。

＜基板＞
本実施の形態で示した発光素子は、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の
種類は、特定のものに限定されることはない。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挙げられる。

なお、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挙げられる。また、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、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、アクリル等の合成樹脂、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、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
は紙類などが挙げられる。

なお、本実施の形態で示す発光素子の作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコ
ート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる場
合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真
空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）や、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等を用いることがで
きる。特に発光素子のＥＬ層に含まれる機能層（正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１
ｂ）、正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１２ｂ）、発光層（１１３、１１３ａ、１１３
ｂ、１１３ｃ）、電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）、電子注入層（１１５、１
１５ａ、１１５ｂ）、および電荷発生層（１０４、１０４ａ、１０４ｂ）については、蒸
着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピ
ンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷
）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、マイクロコン
タクト法等）などの方法により形成することができる。

なお、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層（１０３、１０３ａ、１０３ｂ）を構成する
各機能層（正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）、正孔輸送層（１１２、１１２ａ
、１１２ｂ）、発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）、電子輸送層（１１４
、１１４ａ、１１４ｂ）、電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ））や電荷発生層（
１０４、１０４ａ、１０４ｂ）は、上述した材料に限られることはなく、それ以外の材料
であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用いることができる。一例と
しては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）、中分子化合物（低分
子と高分子の中間領域の化合物：分子量４００～４０００）、無機化合物（量子ドット材
料等）等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット
材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料な
どを用いることができる。

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることが
できるものとする。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。なお、図６（Ａ）
に示す発光装置は、第１の基板２０１上のトランジスタ（ＦＥＴ）２０２と発光素子（２
０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ、２０３Ｗ）が電気的に接続されてなるアクティブマトリク
ス型の発光装置であり、複数の発光素子（２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ、２０３Ｗ）は
、共通のＥＬ層２０４を有し、また、各発光素子の発光色に応じて、各発光素子の電極間
の光学距離が調整されたマイクロキャビティ構造を有する。また、ＥＬ層２０４から得ら
れた発光が第２の基板２０５に形成されたカラーフィルタ（２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６
Ｂ）を介して射出されるトップエミッション型の発光装置である。

図６（Ａ）に示す発光装置は、第１の電極２０７を反射電極として機能するように形成す
る。また、第２の電極２０８を半透過・半反射電極として機能するように形成する。なお
、第１の電極２０７および第２の電極２０８を形成する電極材料としては、他の実施形態
の記載を参照し、適宜用いればよい。

また、図６（Ａ）において、例えば、発光素子２０３Ｒを赤色発光素子、発光素子２０３
Ｇを緑色発光素子、発光素子２０３Ｂを青色発光素子、発光素子２０３Ｗを白色発光素子
とする場合、図６（Ｂ）に示すように発光素子２０３Ｒは、第１の電極２０７と第２の電
極２０８との間が光学距離２００Ｒとなるように調整し、発光素子２０３Ｇは、第１の電
極２０７と第２の電極２０８との間が光学距離２００Ｇとなるように調整し、発光素子２
０３Ｂは、第１の電極２０７と第２の電極２０８との間が光学距離２００Ｂとなるように
調整する。なお、図６（Ｂ）に示すように、発光素子２０３Ｒにおいて導電層２０７Ｒを
第１の電極２０７に積層し、発光素子２０３Ｇにおいて導電層２０７Ｇを積層することに
より、光学調整を行うことができる。

第２の基板２０５には、カラーフィルタ（２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂ）が形成されて
いる。なお、カラーフィルタは、可視光のうち特定の波長域を通過させ、特定の波長域を
阻止するフィルタである。従って、図６（Ａ）に示すように、発光素子２０３Ｒと重なる
位置に赤の波長域のみを通過させるカラーフィルタ２０６Ｒを設けることにより、発光素
子２０３Ｒから赤色発光を得ることができる。また、発光素子２０３Ｇと重なる位置に緑
の波長域のみを通過させるカラーフィルタ２０６Ｇを設けることにより、発光素子２０３
Ｇから緑色発光を得ることができる。また、発光素子２０３Ｂと重なる位置に青の波長域
のみを通過させるカラーフィルタ２０６Ｂを設けることにより、発光素子２０３Ｂから青
色発光を得ることができる。但し、発光素子２０３Ｗは、カラーフィルタを設けることな
く白色発光を得ることができる。なお、１種のカラーフィルタの端部には、黒色層（ブラ
ックマトリックス）２０９が設けられていてもよい。さらに、カラーフィルタ（２０６Ｒ
、２０６Ｇ、２０６Ｂ）や黒色層２０９は、透明な材料を用いたオーバーコート層で覆わ
れていても良い。

図６（Ａ）では、第２の基板２０５側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の
発光装置を示したが、図６（Ｃ）に示すようにＦＥＴ２０２が形成されている第１の基板
２０１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としても良い。なお、
ボトムエミッション型の発光装置の場合には、第１の電極２０７を半透過・半反射電極と
して機能するように形成し、第２の電極２０８を反射電極として機能するように形成する
。また、第１の基板２０１は、少なくとも透光性の基板を用いる。また、カラーフィルタ
（２０６Ｒ’、２０６Ｇ’、２０６Ｂ’）は、図６（Ｃ）に示すように発光素子（２０３
Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ）よりも第１の基板２０１側に設ければよい。

また、図６（Ａ）において、発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、
白色発光素子の場合について示したが、本発明の一態様である発光素子はその構成に限ら
れることはなく、黄色の発光素子や橙色の発光素子を有する構成であっても良い。なお、
これらの発光素子を作製するためにＥＬ層（発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送
層、電子注入層、電荷発生層など）に用いる材料としては、他の実施形態の記載を参照し
、適宜用いればよい。なお、その場合には、また、発光素子の発光色に応じてカラーフィ
ルタを適宜選択する必要がある。

以上のような構成とすることにより、複数の発光色を呈する発光素子を備えた発光装置を
得ることができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いる
ことができるものとする。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。

本発明の一態様である発光素子の素子構成を適用することで、アクティブマトリクス型の
発光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。なお、アクティブ
マトリクス型の発光装置は、発光素子とトランジスタ（ＦＥＴ）とを組み合わせた構成を
有する。従って、パッシブマトリクス型の発光装置、アクティブマトリクス型の発光装置
は、いずれも本発明の一態様に含まれる。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の
実施形態で説明した発光素子を適用することが可能である。

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図７を用いて説明する。

なお、図７（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）を鎖線Ａ－Ａ
’で切断した断面図である。アクティブマトリクス型の発光装置は、第１の基板３０１上
に設けられた画素部３０２、駆動回路部（ソース線駆動回路）３０３と、駆動回路部（ゲ
ート線駆動回路）（３０４ａ、３０４ｂ）を有する。画素部３０２および駆動回路部３０
３、３０４ａ、３０４ｂ）は、シール材３０５によって、第１の基板３０１と第２の基板
３０６との間に封止される。

また、第１の基板３０１上には、引き回し配線３０７が設けられる。引き回し配線３０７
は、外部入力端子であるＦＰＣ３０８と接続される。なお、ＦＰＣ３０８は、駆動回路部
（３０３、３０４ａ、３０４ｂ）に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号
、スタート信号、リセット信号等）や電位を伝達する。また、ＦＰＣ３０８にはプリント
配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。なお、これらＦＰＣやのＰＷＢが取り
付けられた状態は、発光装置に含まれる。

次に、図７（Ｂ）に断面構造を示す。

画素部３０２は、ＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ）３１１、ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）
３１２、およびＦＥＴ３１２と電気的に接続された第１の電極３１３を有する複数の画素
により形成される。なお、各画素が有するＦＥＴの数は、特に限定されることはなく、必
要に応じて適宜設けることができる。

ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２は、特に限定されることはなく、例えば、スタガ
型や逆スタガ型などのトランジスタを適用することができる。また、トップゲート型やボ
トムゲート型などのトランジスタ構造であってもよい。

なお、これらのＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２に用いることのできる半導体の結
晶性については特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、
多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いても
よい。なお、結晶性を有する半導体を用いることで、トランジスタ特性の劣化を抑制でき
るため好ましい。

また、これらの半導体としては、例えば、第１４族の元素、化合物半導体、酸化物半導体
、有機半導体などを用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウム
ヒ素を含む半導体、インジウムを含む酸化物半導体などを適用することができる。

駆動回路部３０３は、ＦＥＴ３０９とＦＥＴ３１０とを有する。なお、ＦＥＴ３０９とＦ
ＥＴ３１０は、単極性（Ｎ型またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路
で形成されても良いし、Ｎ型のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で
形成されても良い。また、外部に駆動回路を有する構成としても良い。

第１の電極３１３の端部は、絶縁物３１４により覆われている。なお、絶縁物３１４には
、ネガ型の感光性樹脂や、ポジ型の感光性樹脂（アクリル樹脂）などの有機化合物や、酸
化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。絶
縁物３１４の上端部または下端部には、曲率を有する曲面を有するのが好ましい。これに
より、絶縁物３１４の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。

第１の電極３１３上には、ＥＬ層３１５及び第２の電極３１６が積層形成される。ＥＬ層
３１５は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を
有する。

なお、本実施の形態で示す発光素子３１７の構成は、他の実施の形態で説明した構成や材
料を適用することができる。なお、ここでは図示しないが、第２の電極３１６は外部入力
端子であるＦＰＣ３０８に電気的に接続されている。

また、図７（Ｂ）に示す断面図では発光素子３１７を１つのみ図示しているが、画素部３
０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部３０
２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フ
ルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発
光が得られる発光素子の他に、例えば、ホワイト（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ
）、シアン（Ｃ）等の発光が得られる発光素子を形成してもよい。例えば、３種類（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子に上述の数種類の発光が得られる発光素子を追加する
ことにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。また、カラー
フィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。なお
、カラーフィルタの種類としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等を用いることができる。

第１の基板３０１上のＦＥＴ（３０９、３１０、３１１、３１２）や、発光素子３１７は
、第２の基板３０６と第１の基板３０１とをシール材３０５により貼り合わせることによ
り、第１の基板３０１、第２の基板３０６、およびシール材３０５で囲まれた空間３１８
に備えられた構造を有する。なお、空間３１８には、不活性気体（窒素やアルゴン等）や
有機物（シール材３０５を含む）で充填されていてもよい。

シール材３０５には、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いることができる。なお、シ
ール材３０５には、できるだけ水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。ま
た、第２の基板３０６は、第１の基板３０１に用いることができるものを同様に用いるこ
とができる。従って、他の実施形態で説明した様々な基板を適宜用いることができるもの
とする。基板としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃ
ｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、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。シール材としてガラスフリット
を用いる場合には、接着性の観点から第１の基板３０１及び第２の基板３０６はガラス基
板であることが好ましい。

以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。

また、アクティブマトリクス型の発光装置を可撓性基板に形成する場合、可撓性基板上に
ＦＥＴと発光素子とを直接形成しても良いが、剥離層を有する別の基板にＦＥＴと発光素
子を形成した後、熱、力、レーザ照射などを与えることによりＦＥＴと発光素子を剥離層
で剥離し、さらに可撓性基板に転載して作製しても良い。なお、剥離層としては、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や、ポリイミド等の有機樹脂膜等を
用いることができる。また可撓性基板としては、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、
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挙げられる。これらの基板を用いることにより、耐久性
や耐熱性に優れ、軽量化および薄型化を図ることができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用い
ることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、本発明の一態様である発光素子を有
する表示装置を適用して完成させた様々な電子機器や自動車の一例について、説明する。

図８（Ａ）～図８（Ｅ）に示す電子機器は、筐体７０００、表示部７００１、スピーカ７
００３、ＬＥＤランプ７００４、操作キー７００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを
含む）、接続端子７００６、センサ７００７（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７００８、等を有することができる。

図８（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ７００９、赤
外線ポート７０１０、等を有することができる。

図８（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であ
り、上述したものの他に、第２表示部７００２、記録媒体読込部７０１１、等を有するこ
とができる。

図８（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、上述したものの他に、第２表示部７００２
、支持部７０１２、イヤホン７０１３、等を有することができる。

図８（Ｄ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ
７０１４、シャッターボタン７０１５、受像部７０１６、等を有することができる。

図８（Ｅ）は携帯電話機（スマートフォンを含む）であり、筐体７０００に、表示部７０
０１、マイクロフォン７０１９、スピーカ７００３、カメラ７０２０、外部接続部７０２
１、操作用ボタン７０２２、等を有することができる。

図８（Ｆ）は、大型のテレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）で
あり、筐体７０００、表示部７００１、スピーカ７００３、等を有することができる。ま
た、ここでは、スタンド７０１８により筐体７０００を支持した構成を示している。

図８（Ａ）～図８（Ｆ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、
様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル
機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム
）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュー
タネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行
う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する
機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一
つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示す
る機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表
示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静
止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機
能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を
表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図８（Ａ）～図８（Ｆ）に示す
電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することがで
きる。

図８（Ｇ）は、スマートウオッチであり、筐体７０００、表示部７００１、操作用ボタン
７０２２、７０２３、接続端子７０２４、バンド７０２５、留め金７０２６、等を有する
。

ベゼル部分を兼ねる筐体７０００に搭載された表示部７００１は、非矩形状の表示領域を
有している。表示部７００１は、時刻を表すアイコン７０２７、その他のアイコン７０２
８等を表示することができる。また、表示部７００１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。

なお、図８（Ｇ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば
、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネ
ル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラ
ム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュ
ータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を
行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示す
る機能、等を有することができる。

また、筐体７０００の内部に、スピーカ、センサ（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）、マイクロフォン等を有することができる。

なお、本発明の一態様である発光装置および本発明の一態様である発光素子を有する表示
装置は、本実施の形態に示す電子機器の各表示部に用いることができ、長寿命な表示が可
能となる。

また、発光装置を適用した電子機器として、図９（Ａ）～（Ｃ）に示すような折りたたみ
可能な携帯情報端末が挙げられる。図９（Ａ）には、展開した状態の携帯情報端末９３１
０を示す。また、図９（Ｂ）には、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。さらに、図９（Ｃ）には、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。

表示部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、表示部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、表示部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部９３１
１に用いることができる。また、色純度の良い表示が可能となる。表示部９３１１におけ
る表示領域９３１２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。

また、電子機器の使用例の一例について、図１０（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。なお
、ここで説明する電子機器は、その表示部に、本発明の一態様である発光素子を有する表
示装置を有する。従って、表示部において、反射型の液晶素子による反射モードと、発光
素子による透過モード、の両方の表示を行うことができる。なお、図１０（Ａ）は、照度
の大きい日中の屋外における電子機器の使用例を示し、図１０（Ｂ）は照度の小さい夜間
の屋外での電子機器の使用例を示す。

図１０（Ａ）に示すように、照度の大きい環境下において、電子機器６０００を反射表示
モードまたは反射表示－発光表示モードで動作させ、外光６００２を反射させた反射光６
００３を用いた表示を行う。このような構成とすることで、照度の大きい環境下において
も優れた視認性を確保するとともに、良好な表示品位と低消費電力化を図ることができる
。

また、図１０（Ｂ）に示すように、照度の小さい環境下において、電子機器６０００を発
光表示モードあるいは反射表示－発光表示モードで動作させ、表示装置の発光６００４を
用いた表示を行う。このような構成とすることで、照度の小さい環境下においても優れた
視認性を確保することができる。

また、発光装置を適用した自動車について、図１１（Ａ）（Ｂ）に示す。すなわち、発光
装置を、自動車と一体にして設けることができる。具体的には、図１１（Ａ）に示す自動
車の外側のライト５１０１（車体後部も含む）、タイヤのホイール５１０２、ドア５１０
３の一部または全体などに適用することができる。また、図１１（Ｂ）に示す自動車の内
側の表示部５１０４、ハンドル５１０５、シフトレバー５１０６、座席シート５１０７、
インナーリアビューミラー５１０８等に適用することができる。その他、ガラス窓の一部
に適用してもよい。

以上のようにして、本発明の一態様である発光装置や表示装置を適用した電子機器や自動
車を得ることができる。なお、その場合には、色純度の良い表示が可能となる。なお、適
用できる電子機器や自動車は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野におい
て適用することが可能である。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光素子を適
用して作製される照明装置の構成について図１２を用いて説明する。

図１２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）には、照明装置の断面図の一例を示す。なお、図
１２（Ａ）、（Ｂ）は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置であり、図
１２（Ｃ）、（Ｄ）は、封止基板側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置であ
る。

図１２（Ａ）に示す照明装置４０００は、基板４００１上に発光素子４００２を有する。
また、基板４００１の外側に凹凸を有する基板４００３を有する。発光素子４００２は、
第１の電極４００４と、ＥＬ層４００５と、第２の電極４００６を有する。

第１の電極４００４は、電極４００７と電気的に接続され、第２の電極４００６は電極４
００８と電気的に接続される。また、第１の電極４００４と電気的に接続される補助配線
４００９を設けてもよい。なお、補助配線４００９上には、絶縁層４０１０が形成されて
いる。

また、基板４００１と封止基板４０１１は、シール材４０１２で接着されている。また、
封止基板４０１１と発光素子４００２の間には、乾燥剤４０１３が設けられていることが
好ましい。なお、基板４００３は、図１２（Ａ）のような凹凸を有するため、発光素子４
００２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。

また、基板４００３に代えて、図１２（Ｂ）の照明装置４１００のように、基板４００１
の外側に拡散板４０１５を設けてもよい。

図１２（Ｃ）の照明装置４２００は、基板４２０１上に発光素子４２０２を有する。発光
素子４２０２は第１の電極４２０４と、ＥＬ層４２０５と、第２の電極４２０６とを有す
る。

第１の電極４２０４は、電極４２０７と電気的に接続され、第２の電極４２０６は電極４
２０８と電気的に接続される。また第２の電極４２０６と電気的に接続される補助配線４
２０９を設けてもよい。また、補助配線４２０９の下部に、絶縁層４２１０を設けてもよ
い。

基板４２０１と凹凸のある封止基板４２１１は、シール材４２１２で接着されている。ま
た、封止基板４２１１と発光素子４２０２の間にバリア膜４２１３および平坦化膜４２１
４を設けてもよい。なお、封止基板４２１１は、図１２（Ｃ）のような凹凸を有するため
、発光素子４２０２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。

また、封止基板４２１１に代えて、図１２（Ｄ）の照明装置４３００のように、発光素子
４２０２の上に拡散板４２１５を設けてもよい。

なお、本実施の形態で示すように、本発明の一態様である発光装置、またはその一部であ
る発光素子を適用することで、所望の色度を有する照明装置を提供することができる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光素子を適
用して作製される照明装置の応用例について、図１３を用いて説明する。

室内の照明装置としては、シーリングライト８００１として応用できる。シーリングライ
ト８００１には、天井直付型や天井埋め込み型がある。なお、このような照明装置は、発
光装置を筐体やカバーと組み合わせることにより構成される。その他にもコードペンダン
ト型（天井からのコード吊り下げ式）への応用も可能である。

また、足元灯８００２は、床面に灯りを照射し、足元の安全性を高めることができる。例
えば、寝室や階段や通路などに使用するのが有効である。その場合、部屋の広さや構造に
応じて適宜サイズや形状を変えることができる。また、発光装置と支持台とを組み合わせ
て構成される据え置き型の照明装置とすることも可能である。

また、シート状照明８００３は、薄型のシート状の照明装置である。壁面に張り付けて使
用するため、場所を取らず幅広い用途に用いることができる。なお、大面積化も容易であ
る。なお、曲面を有する壁面や筐体に用いることもできる。

また、光源からの光が所望の方向のみに制御された照明装置８００４を用いることもでき
る。

なお、上記以外にも室内に備えられた家具の一部に本発明の一態様である発光装置、また
はその一部である発光素子を適用することにより、家具としての機能を備えた照明装置と
することができる。

以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置
は本発明の一態様に含まれるものとする。

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。

（実施の形態８）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光装置の構成を有するタッチパネルに
ついて、図１４～図１８を用いて説明を行う。

図１４（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１４（Ａ）（Ｂ
）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。

タッチパネル２０００は、表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図１
４（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基
板２５９０を有する。

表示パネル２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することが
できる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にま
で引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９
（１）と電気的に接続する。

基板２５９０には、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する
複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回
され、その一部は端子２５９９を構成する。そして、端子２５９９はＦＰＣ２５０９（２
）と電気的に接続される。なお、図１４（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側
（基板２５１０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実
線で示している。

タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容
量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。

投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式など
がある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。

まず、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合について、図１４（Ｂ）を用い
て説明する。なお、投影型静電容量方式の場合には、指等の検知対象の近接または接触を
検知することができる、様々なセンサを適用することができる。

投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する
。電極２５９１と電極２５９２は、複数の配線２５９８のうちのそれぞれ異なる配線と電
気的に接続する。また、電極２５９２は、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰
り返し配置された複数の四辺形が角部で配線２５９４により、一方向に接続される形状を
有する。電極２５９１も同様に複数の四辺形が角部で接続される形状を有するが、接続さ
れる方向は、電極２５９２が接続される方向と交差する方向となる。なお、電極２５９１
が接続される方向と、電極２５９２が接続される方向とは、必ずしも直交する関係にある
必要はなく、０度を超えて９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。

なお、配線２５９４の電極２５９２との交差部の面積は、できるだけ小さくなる形状が好
ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキ
を低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減す
ることができる。

なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる
。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介し
て電極２５９２を複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２
の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面
積を低減できるため好ましい。

次に、図１５を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１５は、図１
４（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１－Ｘ２間の断面図に相当する。

タッチパネル２０００は、タッチセンサ２５９５と表示パネル２５０１とを有する。

タッチセンサ２５９５は、基板２５９０に接して千鳥格子状に配置された電極２５９１及
び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電
極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。なお、隣り合う電極２５９１の
間には、電極２５９２が設けられている。

電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成することができ
る。透光性を有する導電性材料としては、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－
Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物が挙
げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン
（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（
Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タン
タル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、
銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、およびこれらを適宜組
み合わせて含む合金を用いることもできる。また、グラフェン化合物を用いることもでき
る。なお、グラフェン化合物を用いる場合は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを
還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法やレーザを照射
する方法等を挙げることができる。

電極２５９１及び電極２５９２の形成方法としては、例えば、透光性を有する導電性材料
を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々
なパターニング技術により、不要な部分を除去することで形成することができる。

絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂
、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウ
ムなどの無機絶縁材料を用いることができる。

また、絶縁層２５９３の一部に形成された配線２５９４により、隣接する電極２５９１が
電気的に接続される。なお、配線２５９４に用いる材料は、電極２５９１及び電極２５９
２に用いる材料よりも導電性の高い材料を用いることにより電気抵抗を低減することがで
きるため好ましい。

また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。なお、
配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８には、例えば、アルミニウム
、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト
、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができ
る。

また、端子２５９９により、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）とが電気的に接続され
る。なお、端子２５９９には、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐ
ｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏ
ｔｒｏｐｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）などを用いることができる。

また、配線２５９４に接して接着層２５９７が設けられる。すなわち、タッチセンサ２５
９５は、接着層２５９７を介して、表示パネル２５０１に重なるように貼り合わされる。
なお、接着層２５９７と接する表示パネル２５０１の表面は、図１５（Ａ）に示すように
基板２５７０を有していてもよいが、必ずしも必要ではない。

接着層２５９７は、透光性を有する。例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂を用いるこ
とができ、具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロ
キサン系樹脂を用いることができる。

図１５（Ａ）に示す表示パネル２５０１は、基板２５１０と基板２５７０との間にマトリ
クス状に配置された複数の画素と駆動回路とを有する。また、各画素は発光素子と、発光
素子を駆動する画素回路とを有する。

図１５（Ａ）には、表示パネル２５０１の画素の一例として、画素２５０２Ｒを示し、駆
動回路の一例として走査線駆動回路２５０３ｇを示す。

画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することが
できるトランジスタ２５０２ｔとを有する。

トランジスタ２５０２ｔは、絶縁層２５２１で覆われている。なお、絶縁層２５２１は、
先に形成されたトランジスタ等に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、
絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。この場合、不純物の
拡散によるトランジスタ等の信頼性の低下を抑制できるので好ましい。

発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔと配線を介して電気的に接続される。な
お、配線と直接接続されるのは、発光素子２５５０Ｒの一方の電極である。なお、発光素
子２５５０Ｒの一方の電極の端部は、絶縁体２５２８で覆われている。

発光素子２５５０Ｒは、一対の電極間にＥＬ層を有してなる。また、発光素子２５５０Ｒ
と重なる位置に着色層２５６７Ｒが設けられており、発光素子２５５０Ｒが発する光の一
部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向に射出される。また、着色層
の端部に遮光層２５６７ＢＭが設けられており、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒ
との間には、封止層２５６０を有する。

なお、発光素子２５５０Ｒからの光を取り出す方向に封止層２５６０が設けられている場
合には、封止層２５６０は、透光性を有するのが好ましい。また、封止層２５６０は、空
気より大きい屈折率を有すると好ましい。

走査線駆動回路２５０３ｇは、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有す
る。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。従っ
て、画素回路のトランジスタ２５０２ｔと同様に、駆動回路（走査線駆動回路２５０３ｇ
）のトランジスタ２５０３ｔも絶縁層２５２１で覆われている。

また、トランジスタ２５０３ｔに信号を供給することができる配線２５１１が設けられて
いる。なお、配線２５１１と接して端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９は、
ＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続されており、ＦＰＣ２５０９（１）は、画像信号及
び同期信号等の信号を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント
配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。

図１５（Ａ）において示す表示パネル２５０１には、ボトムゲート型のトランジスタを適
用する場合について示したが、トランジスタの構造はこれに限られることはなく様々な構
造のトランジスタを適用することができる。また、図１５（Ａ）に示す、トランジスタ２
５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔには、酸化物半導体を含む半導体層をチャネル領域
として用いることができる。その他、アモルファスシリコンを含む半導体層や、レーザー
アニールなどの処理により結晶化させた多結晶シリコンを含む半導体層をチャネル領域と
して用いることができる。

また、図１５（Ａ）に示すボトムゲート型のトランジスタとは異なるトップゲート型のト
ランジスタを適用する場合の構成について、図１５（Ｂ）に示す。なお、トランジスタの
構造が変わった場合でも、チャネル領域に用いることができるバリエーションについては
同様とする。

図１５（Ａ）で示したタッチパネル２０００は、図１５（Ａ）に示すように画素からの光
が外部に射出される側の表面に、少なくとも画素と重なるように反射防止層２５６７ｐを
有するのが好ましい。なお、反射防止層２５６７ｐとして、円偏光板等を用いることがで
きる。

図１５（Ａ）で示した基板２５１０、基板２５７０、基板２５９０としては、例えば、水
蒸気の透過率が１×１０^－５ｇ／（ｍ^２・ｄａｙ）以下、好ましくは１×１０^－６ｇ／（
ｍ^２・ｄａｙ）以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、こ
れらの基板の熱膨張率が、およそ等しい材料を用いることが好ましい。例えば、線膨張率
が１×１０^－３／Ｋ以下、好ましくは５×１０^－５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０^－
^５／Ｋ以下である材料が挙げられる。

次に、図１５に示すタッチパネル２０００と構成の異なるタッチパネル２０００’につい
て、図１６を用いて説明する。但し、タッチパネル２０００と同様にタッチパネルとして
適用することができる。

図１６には、タッチパネル２０００’の断面図を示す。図１６に示すタッチパネル２００
０’は、図１５に示すタッチパネル２０００と、表示パネル２５０１に対するタッチセン
サ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成についてのみ説明し、同様の構成を用い
ることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用することとする。

着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図１６（Ａ）に示
す発光素子２５５０Ｒからの光は、トランジスタ２５０２ｔが設けられている方向に射出
される。すなわち、発光素子２５５０Ｒからの光（一部）は、着色層２５６７Ｒを透過し
て、図中に示す矢印の方向に射出される。なお、着色層２５６７Ｒの端部には遮光層２５
６７ＢＭが設けられている。

また、タッチセンサ２５９５は、表示パネル２５０１の発光素子２５５０Ｒから見てトラ
ンジスタ２５０２ｔが設けられている側に設けられている（図１６（Ａ）参照）。

また、接着層２５９７は、表示パネル２５０１が有する基板２５１０と接しており、図１
６（Ａ）に示す構造の場合には、表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５とを貼り合
わせている。但し、接着層２５９７により貼り合わされる表示パネル２５０１とタッチセ
ンサ２５９５との間に基板２５１０を設けない構成としてもよい。

また、タッチパネル２０００の場合と同様にタッチパネル２０００’の場合も表示パネル
２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。なお、図１６（Ａ）
においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について示したが、図１６（
Ｂ）に示すようにトップゲート型のトランジスタを適用してもよい。

次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１７を用いて説明を行う。

図１７（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１７（
Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図
１７（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１－Ｘ６として、電流の変化
を検知する電極２６２２をＹ１－Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また
、図１７（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２
６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換え
てもよい。

パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１－Ｘ６の配線に順にパルス電圧を印加するための回
路である。Ｘ１－Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する
電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等に
より容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、また
は接触を検出することができる。

電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１～Ｙ６の配線で
の電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１－Ｙ６の配線では、被検知体の近接、ま
たは接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接
触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出
は、積分回路等を用いて行えばよい。

次に、図１７（Ｂ）には、図１７（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出
力波形のタイミングチャートを示す。図１７（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被
検知体の検出を行うものとする。また図１７（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非
タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なお
Ｙ１－Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示してい
る。

Ｘ１－Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１－Ｙ
６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１－Ｘ６の
配線の電圧の変化に応じてＹ１－Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接ま
たは接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する
。このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知
することができる。

また、図１７（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパ
ッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアクティブ型
のタッチセンサとしてもよい。図１８にアクティブ型のタッチセンサに含まれる一つのセ
ンサ回路の例を示している。

図１８に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２
６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。

トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電
圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１の
ゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がト
ランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳ
が与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはド
レインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳ
が与えられる。

次に、図１８に示すセンサ回路の動作について説明する。まず信号Ｇ２としてトランジス
タ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが
接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２として
トランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持
される。続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変
化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。

読み出し動作は、信号Ｇ１としてトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。
ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる
電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出する
ことができる。

トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸
化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトラ
ンジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長
期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフ
レッシュ動作）の頻度を減らすことができる。

（実施の形態９）
本実施の形態においては、本発明の一態様である発光素子と、反射型の液晶素子と、を有
し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる表示装置について、図１９
～図２１を用いて説明する。

なお、本実施の形態で示す表示装置は、屋外など外光の明るい場所において、反射モード
を用いた表示により、極めて電力消費が低い駆動を行うことができる。一方、夜間や室内
など外光が暗い場所では、透過モードを用いた表示により、広色域で色再現性の良い画像
表示ができるという特徴を有する。従って、これらを組み合わせて表示させることにより
、従来の表示パネルに比べて、低い消費電力で、且つ色再現性の良い表示を行うことがで
きる。

本実施の形態で示す表示装置の一例としては、反射電極を備えた液晶素子と、発光素子と
が積層され、発光素子と重なる位置に反射電極の開口部が設けられ、反射モードの際には
可視光を反射電極によって反射させ、透過モードの場合には、反射電極の開口部から発光
素子の光が射出される構成を有する表示装置について示す。なお、これらの素子（液晶素
子および発光素子）の駆動に用いるトランジスタは、同一平面上に配置されていることが
好ましい。また、積層される液晶素子と、発光素子とは、絶縁層を介して形成されること
が好ましい。

図１９（Ａ）には、本実施の形態で説明する表示装置のブロック図を示す。表示装置３０
００は、回路（Ｇ）３００１、回路（Ｓ）３００２、および表示部３００３を有する。な
お、表示部３００３には、画素３００４が、方向Ｒ及び方向Ｃにマトリクス状に複数配置
されている。また、回路（Ｇ）３００１は、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、及び配線
ＣＳＣＯＭが、それぞれ複数電気的に接続されており、さらにこれらの配線は、方向Ｒに
複数配列された画素３００４とも電気的に接続されている。回路（Ｓ）３００２は、配線
Ｓ１及び配線Ｓ２が、それぞれ複数電気的に接続されており、さらにこれらの配線は、方
向Ｃに複数配列された画素３００４とも電気的に接続されている。

また、画素３００４は、液晶素子と発光素子を有し、これらは、互いに重なる部分を有す
る。

図１９（Ｂ１）には、画素３００４が有する液晶素子の反射電極として機能する導電膜３
００５の形状について示す。なお、導電膜３００５の一部で発光素子と重なる位置３００
６に開口部３００７が設けられている。すなわち、発光素子からの光は、この開口部３０
０７を介して射出される。

図１９（Ｂ１）に示す画素３００４は、方向Ｒに隣接する画素３００４が異なる色を呈す
るように配列されている。さらに、開口部３００７は、方向Ｒに一列に配列されることの
ないように設けられている。このような配列にすることは、隣接する画素３００４が有す
る発光素子間におけるクロストークを抑制する効果を有する。さらに、微細化が緩和され
るので素子形成が容易になるといったメリットも有する。

開口部３００７の形状としては、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形
状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状等の形状としてもよい。

なお、導電膜３００５の配列のバリエーションとしては、図１９（Ｂ２）に示す配列とし
てもよい。

導電膜３００５の総面積（開口部３００７を除く）に対する開口部３００７の割合は、表
示装置の表示に影響を与える。すなわち、開口部３００７の面積が大きいと液晶素子によ
る表示が暗くなり、開口部３００７の面積が小さいと発光素子による表示が暗くなるとい
う問題が生じる。また、上記の比率だけでなく、開口部３００７の面積そのものが小さい
場合にも、発光素子から射出される光の取り出し効率が低下するという問題が生じる。な
お、上記導電膜３００５の総面積（開口部３００７を除く）に対する開口部３００７の面
積の割合としては、５％以上６０％以下とするのが液晶素子および発光素子を組み合わせ
た際の表示品位を保つ上で好ましい。

次に、画素３００４の回路構成の一例について図２０を用いて説明する。図２０では、隣
接する２つの画素３００４を示す。

画素３００４は、トランジスタＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３０１０、トランジスタ
ＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３０１１等を有する。なお、これ
らは、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２のい
ずれかと画素３００４において、電気的に接続されている。また、液晶素子３０１０は配
線ＶＣＯＭ１と、発光素子３０１１は配線ＶＣＯＭ２と、それぞれ電気的に接続されてい
る。

また、トランジスタＳＷ１のゲートは、配線Ｇ１と接続され、トランジスタＳＷ１のソー
ス又はドレインの一方は、配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子
Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３０１０の一方の電極と接続されている。なお、容量素
子Ｃ１の他方の電極は、配線ＣＳＣＯＭと接続されている。また、液晶素子３０１０の他
方の電極は、配線ＶＣＯＭ１と接続されている。

また、トランジスタＳＷ２のゲートは、配線Ｇ２と接続され、トランジスタＳＷ２のソー
ス又はドレインの一方は、配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方は、容量素子
Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭのゲートと接続されている。なお、容量素子Ｃ２
の他方の電極は、トランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続さ
れている。また、トランジスタＭのソース又はドレインの他方は、発光素子３０１１の一
方の電極と接続されている。また、発光素子３０１１の他方の電極は、配線ＶＣＯＭ２と
接続されている。

なお、トランジスタＭは、半導体を挟む２つのゲートを有し、これら２つのゲートは、電
気的に接続されている。このような構造とすることにより、トランジスタＭが流す電流量
を増大させることができる。

配線Ｇ１から与えられる信号によって、トランジスタＳＷ１の導通状態または非導通状態
が制御される。また、配線ＶＣＯＭ１からは、所定の電位が与えられる。また、配線Ｓ１
から与えられる信号によって、液晶素子３０１０の液晶の配向状態を制御することができ
る。また、配線ＣＳＣＯＭからは、所定の電位が与えられる。

配線Ｇ２から与えられる信号によって、トランジスタＳＷ２の導通状態または非導通状態
が制御される。また、配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯからそれぞれ与えられる電位の電位
差によって、発光素子３０１１を発光させることができる。また、配線Ｓ２から与えられ
る信号によって、トランジスタＭの導通状態を制御することができる。

したがって、本実施の形態で示す構成において、例えば反射モードの場合には、配線Ｇ１
及び配線Ｓ１から与えられる信号により液晶素子３０１０を制御し、光学変調を利用して
表示させることができる。また、透過モードの場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２から与え
られる信号により発光素子３０１１を発光させることができる。さらに両方のモードを同
時に用いる場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれから与えら
れる信号に基づき所望の駆動を行うことができる。

次に、本実施の形態で説明する表示装置３０００の断面概略図を図２１に示し、詳細を説
明する。

表示装置３０００は、基板３０２１と基板３０２２との間に、発光素子３０２３および液
晶素子３０２４を有する。なお、発光素子３０２３および液晶素子３０２４は、絶縁層３
０２５を介してそれぞれ形成される。すなわち、基板３０２１と絶縁層３０２５との間に
発光素子３０２３を有し、基板３０２２と絶縁層３０２５との間に液晶素子３０２４を有
する。

絶縁層３０２５と発光素子３０２３との間には、トランジスタ３０１５、トランジスタ３
０１６、トランジスタ３０１７、および着色層３０２８等を有する。

基板３０２１と発光素子３０２３との間には、接着層３０２９を有する。また、発光素子
３０２３は、絶縁層３０２５側から一方の電極となる導電層３０３０、ＥＬ層３０３１、
他方の電極となる導電層３０３２の順に積層された積層構造を有する。なお、発光素子３
０２３は、ボトムエミッション型の発光素子であるため、導電層３０３２は可視光を反射
する材料を含み、導電層３０３０は可視光を透過する材料を含む。発光素子３０２３が発
する光は、着色層３０２８、絶縁層３０２５を透過し、さらに開口部３０３３を通って液
晶素子３０２４を透過した後、基板３０２２から外部に射出される。

絶縁層３０２５と基板３０２２との間には、液晶素子３０２４の他、着色層３０３４、遮
光層３０３５、絶縁層３０４６および構造体３０３６等を有する。また、液晶素子３０２
４は、一方の電極となる導電層３０３７、液晶３０３８、他方の電極となる導電層３０３
９、および配向膜３０４０、３０４１等を有する。なお、液晶素子３０２４は、反射型の
液晶素子であり、導電層３０３９は、反射電極として機能するため反射率の高い材料を用
いる。また、導電層３０３７は、透明電極として機能するため可視光を透過する材料を含
む。さらに、導電層３０３７および導電層３０３９の液晶３０３８側には、それぞれ配向
膜３０４０、３０４１を有する。また、絶縁層３０４６は、着色層３０３４及び遮光層３
０３５を覆うように設けられており、オーバーコートとしての機能を有する。なお、配向
膜３０４０、３０４１は不要であれば設けなくてもよい。

導電層３０３９の一部には、開口部３０３３が設けられている。なお、導電層３０３９に
接して導電層３０４３を有しており、導電層３０４３は、透光性を有するため可視光を透
過する材料を含む。

構造体３０３６は、絶縁層３０２５と基板３０２２とが必要以上に接近することを抑制す
るスペーサとしての機能を有する。なお、構造体３０３６は不要であれば設けなくてもよ
い。

トランジスタ３０１５のソース又はドレインのいずれか一方は、発光素子３０２３の導電
層３０３０と電気的に接続されている。例えばトランジスタ３０１５は、図２０に示すト
ランジスタＭに対応する。

トランジスタ３０１６のソース又はドレインのいずれか一方は、端子部３０１８を介して
液晶素子３０２４の導電層３０３９及び導電層３０４３と電気的に接続されている。すな
わち、端子部３０１８は、絶縁層３０２５の両面に設けられる導電層同士を電気的に接続
する機能を有する。なお、トランジスタ３０１６は、図２０に示すトランジスタＳＷ１に
対応する。

基板３０２１と基板３０２２とが重ならない領域には、端子部３０１９が設けられている
。端子部３０１９は端子部３０１８と同様に、絶縁層３０２５の両面に設けられる導電層
同士を電気的に接続する。端子部３０１９は、導電層３０４３と同一の導電膜を加工して
得られた導電層と電気的に接続されている。これにより、端子部３０１９とＦＰＣ３０４
４とを接続層３０４５を介して電気的に接続することができる。

また、接着層３０４２が設けられる一部の領域には、接続部３０４７が設けられている。
接続部３０４７において、導電層３０４３と同一の導電膜を加工して得られた導電層と、
導電層３０３７の一部が、接続体３０４８によって電気的に接続されている。したがって
、導電層３０３７に、ＦＰＣ３０４４から入力される信号または電位を、接続体３０４８
を介して供給することができる。

導電層３０３７と導電層３０４３の間に、構造体３０３６が設けられている。構造体３０
３６は、液晶素子３０２４のセルギャップを保持する機能を有する。

導電層３０４３としては、金属酸化物、金属窒化物、または低抵抗化された酸化物半導体
等の酸化物を用いることが好ましい。酸化物半導体を用いる場合には、水素、ボロン、リ
ン、窒素、及びその他の不純物の濃度、並びに酸素欠損量の少なくとも一が、トランジス
タに用いる半導体層に比べて高められた材料を、導電層３０４３に用いればよい。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子を作製し、その動作特性について測定した
結果を示す。なお、本実施例で示す発光素子の素子構造を図２２に示し、具体的な構成に
ついて表１に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図２２に示すように基板９００上に形成された第１の電極９
０１上に正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子
注入層９１５が順次積層され、電子注入層９１５上に第２の電極９０３が積層された構造
を有する。

まず、基板９００上に第１の電極９０１を形成した。電極面積は、４ｍｍ^２（２ｍｍ×２
ｍｍ）とした。また、基板９００には、ガラス基板を用いた。また、第１の電極９０１は
、
酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により、７０ｎｍの膜
厚で成膜して形成した。

ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、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６０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９０１上に正孔注入層９１１を形成した。正孔注入層９１１は、真空蒸
着装置内を１０^－４Ｐａに減圧した後、１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イ
ル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と酸化モリブデンとを、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ：酸
化モリブデン＝１：０．５（重量比）とし、発光素子１と発光素子３については、膜厚が
６０ｎｍとなるように、発光素子２、発光素子４および発光素子５については、膜厚が７
５ｎｍとなるように、それぞれ共蒸着して形成した。

次に、正孔注入層９１１上に正孔輸送層９１２を形成した。正孔輸送層９１２は、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：ＢＰ
ＡＦＬＰ）を用い、膜厚が２０ｎｍになるように蒸着して形成した。

次に、正孔輸送層９１２上に発光層９１３を形成した。

発光層９１３は、発光素子１の場合は、ホスト材料として、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）を用い、アシスト材料として、Ｎ－（１，１’－ビフェニル
－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］
－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を用い、ゲ
スト材料（燐光材料）として、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）］）を用
い、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐ
ｍ）］＝０．７：０．３：０．０５となるように共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎｍの
膜厚とした。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）
_２（ｄｐｍ）］＝０．８：０．２：０．０５（重量比）となるように共蒸着した。なお、
膜厚は、２０ｎｍの膜厚とした。従って、発光層９１３は、膜厚４０ｎｍの積層構造を有
する。

発光層９１３は、発光素子２の場合は、ホスト材料として２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを
用い、アシスト材料としてＰＣＢＢｉＦ、ゲスト材料（燐光材料）としてビス｛４，６－
ジメチル－２－［３－（３，５－ジメチルフェニル）－５－フェニル－２－ピラジニル－
κＮ］フェニル－κＣ｝（２，６－ジメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ^２Ｏ，Ｏ’
）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－Ｐ）_２（ｄｉｂｍ）］）を用い
、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－Ｐ）_２
（ｄｉｂｍ）］＝０．７：０．３：０．０６となるように共蒸着した。なお、膜厚は、２
０ｎｍの膜厚とした。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄ
ｍｄｐｐｒ－Ｐ）_２（ｄｉｂｍ）］＝０．８：０．２：０．０６（重量比）となるように
共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎｍの膜厚とした。従って、発光層９１３は、膜厚４０
ｎｍの積層構造を有する。

発光層９１３は、発光素子３の場合は、ホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
を用い、アシスト材料として、ＰＣＢＢｉＦ、ゲスト材料（燐光材料）として、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－κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍ
ｐ）_２（ｄｉｖｍ）］を用い、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［
Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）_２（ｄｉｖｍ）］＝０．７：０．３：０．０５となるよう
に共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎｍの膜厚とした。さらに、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－
ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）_２（ｄｉｖｍ）］＝０．８：０．
２：０．０５（重量比）となるように共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎｍの膜厚とした
。従って、発光層９１３は、膜厚４０ｎｍの積層構造を有する。

発光層９１３は、発光素子４の場合は、ホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
を用い、アシスト材料として、ＰＣＢＢｉＦ、ゲスト材料（燐光材料）として、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－κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（
ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）_２（ｄｐｍ）］）を用い、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）_２（ｄｐｍ）］＝０．７：０．３：０
．０６となるように共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎｍの膜厚とした。さらに、２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）_２（ｄｐｍ）］
＝０．８：０．２：０．０６（重量比）となるように共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎ
ｍの膜厚とした。従って、発光層９１３は、膜厚４０ｎｍの積層構造を有する。

発光層９１３は、発光素子５の場合は、ホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ
を用い、アシスト材料として、ＰＣＢＢｉＦ、ゲスト材料（燐光材料）として、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－κ^２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍ
ｄｐｐｒ－２５ｄｍｐ）_２（ｄｐｍ）］を用い、重量比が２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：
ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－２５ｄｍｐ）_２（ｄｐｍ）］＝０．７：０．３：
０．０６となるように共蒸着した。なお、膜厚は、２０ｎｍの膜厚とした。さらに、２ｍ
ＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－２５ｄｍｐ）_２（ｄｐ
ｍ）］＝０．８：０．２：０．０６（重量比）となるように共蒸着した。なお、膜厚は、
２０ｎｍの膜厚とした。従って、発光層９１３は、膜厚４０ｎｍの積層構造を有する。

次に、発光層９１３上に電子輸送層９１４を形成した。電子輸送層９１４は、２ｍＤＢＴ
ＢＰＤＢｑ－ＩＩ、２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，
１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）を順次蒸着して形成した。なお、発光素
子１の場合は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩの膜厚が２０ｎｍ、発光素子２、発光素子４
および発光素子５の場合は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩの膜厚が３０ｎｍ、発光素子３
の場合は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩの膜厚が２５ｎｍとなるようにし、ＮＢｐｈｅｎ
の膜厚は、発光素子１～発光素子５までのいずれの素子も膜厚が１５ｎｍとなるように形
成した。

次に、電子輸送層９１４上に電子注入層９１５を形成した。電子注入層９１５は、フッ化
リチウム（ＬｉＦ）を用い、膜厚が１ｎｍになるように蒸着して形成した。

次に、電子注入層９１５上に第２の電極９０３を形成した。第２の電極９０３は、アルミ
ニウムを蒸着法により、膜厚が２００ｎｍとなるように形成した。なお、本実施例におい
て、第２の電極９０３は、陰極として機能する。

以上の工程により、基板９００上に一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光素子を形成し
た。なお、上記工程で説明した正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電
子輸送層９１４、電子注入層９１５は、本発明の一態様におけるＥＬ層を構成する機能層
である。また、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法による蒸着法を
用いた。

また、上記に示すように作製した発光素子は、別の基板（図示せず）により封止される。
なお、別の基板（図示せず）を用いた封止の際は、窒素雰囲気のグローブボックス内にお
いて、封止材を用いて別の基板（図示せず）を基板９００上に固定し、シール材を基板９
００上に形成された発光素子の周囲に塗布し、封止時に３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ
^２照射し、８０℃にて１時間熱処理することにより行った。

≪発光素子の動作特性≫
作製した各発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた
雰囲気）で行った。また、結果を図２３～図２６に示す。

また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における各発光素子の主な初期特性値を以下の表２に示す
。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子は、いずれも良好な電流効率と高い外部量子
効率を示していることが分かる。

また、各発光素子に２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを
、図２７に示す。

次に、各発光素子に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２８に示す。図２
８において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子
の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、電流密度一定（５０ｍＡ／ｃｍ^２）の条
件で電流を流し、各発光素子を駆動させて行った。

本実施例では、各発光素子の上記駆動試験結果について、下記式（１）に示す複合指数関
数で表される劣化曲線によりフィッティングを行った。なお、式（１）において、α（但
し、１＞α＞０）は初期劣化成分の割合を示す。

フィッティングにより得られた、各発光素子の初期劣化成分の割合（α）とスケーリング
時間（τ）を以下の表３に示す。

いずれの発光素子の劣化曲線も式（１）で表すことができるため、長寿命な発光素子であ
る。これは、発光層においてホール輸送材料であるＰＣＢＢｉＦと、電子輸送材料である
２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩが適切な割合で混合され、バイポーラ性の発光層となってい
ることに起因する。またそれに加え、各層の膜厚を最適化し、電子輸送層にＮＢｐｈｅｎ
を適用することにより、キャリアの再結合領域が適切となった結果である。発光層に用い
たゲスト材料も、精製により純度を高めており、本結果の一因となっている。

また、表３の結果におけるスケーリング時間τに着目すると、発光素子１および発光素子
２において、他の発光素子よりもスケーリング時間が長く、特に長寿命な素子であること
がわかる。一方、発光素子３、発光素子４、および発光素子５は、発光素子１および発光
素子２に比べてスケーリング時間が短いことから、これらの発光素子は、本質的な劣化で
ある長期劣化の傾きが大きい素子であることがわかる。これらの違いは、ゲスト材料の分
子構造の違いに起因する。発光素子１および発光素子２に用いたゲスト材料は、ピラジン
環に結合するフェニル基がいずれも、そのオルト位にメチル基を有していない。一方、発
光素子３～５に用いた材料は、ピラジン環に結合するフェニル基が、そのオルト位にメチ
ル基を有している。このオルト位のメチル基は、ピラジン環とフェニル基を不必要に捻じ
れさせるため、信頼性に対しては悪影響となり、寿命が低下した（すなわちτが低下した
）と考えられる。

以上の結果から、発光素子の駆動試験結果を上記式（１）で表される劣化曲線でフィッテ
ィングできる燐光発光素子、特に本実施例で示した発光素子１や発光素子２のようにスケ
ーリング時間τが長時間（具体的には１５００時間以上、より好ましくは１８００時間以
上）である発光素子は、長寿命な発光素子であると言える。なお、本実施例に示す発光素
子１や発光素子２は、その他の素子と同様に図２３～図２６に示す良好な動作特性を示す
ことに加えて、長期劣化成分が小さく、長寿命な素子である。なお、このような条件を満
たす発光素子を得るためには、本実施例に示した発光素子１や発光素子２のように、用い
る有機化合物の分子構造設計や、素子構造の工夫が必要である。

次に、発光素子１および２に関して、２５ｍＡ／ｃｍ^２の一定の電流密度で駆動した際の
輝度半減寿命を各温度にて測定し、アレニウスプロットを作製した。温度は２５℃、４０
℃、６０℃、および８０℃に設定した。結果を図２９（Ａ）に示す。さらに、輝度が９０
％まで劣化する寿命と７０％まで劣化する寿命を図３０（Ａ）と（Ｂ）に示す。図の通り
、いずれの素子のアレニウスプロットも、上に凸の曲線となっていることが分かる。ここ
で参考までに、発光素子１および２の各温度におけるτを抽出し、τに対するアレニウス
プロットを作製した結果を図２９（Ｂ）に示す。また、プロットの回帰曲線（指数近似）
を示した。実施の形態にて説明した通り、τは指数関数で近似されることがわかる。

本実施例では、発光素子６および発光素子７を作製し、その動作特性について測定した結
果を示す。なお、本実施例で説明する発光素子６および発光素子７の基本的な積層構造は
、実施例１で示した発光素子と同様であるため図２２を参照すればよく、説明は省略する
。また、具体的な構成を表４に示し、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

なお、表４に示すように発光素子６および発光素子７の正孔注入層には、３－［４－（９
－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰ
ｎ）および酸化モリブデンを用い、正孔輸送層には、ＰＣＰＰｎを用いた。また、発光素
子６の発光層には、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）、および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）を
用い、発光素子７の発光層には、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、および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：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３）を用いた。また、発光素子６の電子輸
送層には、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、およびバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を用い
、発光素子７の電子輸送層には、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、および２，９－ビス（ナフタレン－
２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）
を用いた。

≪発光素子の動作特性≫
作製した発光素子６および発光素子７の動作特性について測定した。なお、測定は室温（
２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、結果を図３１～図３４に示す。

また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子６および発光素子７の主な初期特性値を
以下の表５に示す。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子は、いずれも良好な電流効率と外部量子効率
を示していることが分かる。

また、各発光素子に１２．５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトル
を、図３５に示す。

次に、各発光素子に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３６に示す。図３
６において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子
の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、電流密度一定（５０ｍＡ／ｃｍ^２）の条
件で電流を流し、各発光素子を駆動させて行った。

本実施例では、各発光素子の上記駆動試験結果について、実施例１で示した、式（１）に
示す複合指数関数で表される劣化曲線によりフィッティングを行った。

フィッティングにより得られた、各発光素子の初期劣化成分の割合（α）とスケーリング
時間（τ）を以下の表６に示す。

いずれの発光素子の劣化曲線も式（１）で表すことができるため、長寿命な発光素子であ
る。これは、高い電子輸送性を有するｃｇＤＢＣｚＰＡ、および高い電子ブロック性を有
するＰＣＰＰｎを用いたことにより、キャリアの再結合領域が適切となった結果である。
発光層に用いたゲスト材料は、精製により純度を高めており、本結果の一因となっている
。

また、表６の結果におけるスケーリング時間τに着目すると、発光素子７において、発光
素子６よりもスケーリング時間が長く、本質的に長寿命な素子であることが分かる。また
、発光素子７の初期劣化成分の割合は、発光素子６よりも小さく、他の要因による劣化が
少ないことが分かる。これらの違いは、各発光素子に用いたゲスト材料の分子構造の違い
に起因すると思われる。従って、発光素子７にピレン骨格の１位と６位にそれぞれベンゾ
ナフトフラニルアミンが結合した構造を有し、ピレン骨格からベンゾナフトフラニルアミ
ンにかけて有効共役長を拡張させつつ、アミン骨格が安定する構造を有するゲスト材料を
用いることにより、ゲスト材料の骨格の安定性により発光素子の寿命を向上（すなわちス
ケーリング時間の増加）させることができたものと考えることができる。

以上の結果から、発光素子の駆動試験結果を上記式（１）で表される劣化曲線によりフィ
ッティングすることができる蛍光発光素子、特に発光素子７のようにスケーリング時間τ
が長時間（具体的には６０００時間以上、より好ましくは８０００時間以上）である発光
素子は、長寿命な発光素子であると言える。なお、発光素子７は、他の素子（発光素子６
）と同様に図３１～図３４に示す良好な動作特性を示すことに加えて、長期劣化成分が小
さく、長寿命な素子である。なお、このような条件を満たす発光素子を得るためには、本
実施例に示した発光素子７のように、用いる有機化合物の分子構造設計や、素子構造の工
夫が必要である。

次に、発光素子６および７に関して、２５ｍＡ／ｃｍ^２の一定の電流密度で駆動した際の
輝度半減寿命を各温度にて測定し、アレニウスプロットを作製した。温度は２５℃、４０
℃、６０℃、および８０℃に設定した。結果を図３７（Ａ）に示す。さらに、輝度が９０
％まで劣化する寿命と７０％まで劣化する寿命を図３８（Ａ）と（Ｂ）に示す。図の通り
、いずれの素子のアレニウスプロットも、上に凸の曲線となっていることが分かる。ここ
で参考までに、発光素子６および発光素子７の各温度におけるτを抽出し、τに対するア
レニウスプロットを作製した結果を図３７（Ｂ）に示す。また、プロットの回帰曲線（指
数近似）を示した。実施の形態にて説明した通り、τは指数関数で近似されることがわか
る。

１０１第１の電極
１０２第２の電極
１０３ＥＬ層
１０３ａ、１０３ｂＥＬ層
１０４電荷発生層
１１１、１１１ａ、１１１ｂ正孔注入層
１１２、１１２ａ、１１２ｂ正孔輸送層
１１３、１１３ａ、１１３ｂ発光層
１１４、１１４ａ、１１４ｂ電子輸送層
１１５、１１５ａ、１１５ｂ電子注入層
２０１第１の基板
２０２トランジスタ（ＦＥＴ）
２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ、２０３Ｗ発光素子
２０４ＥＬ層
２０５第２の基板
２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂカラーフィルタ
２０６Ｒ’、２０６Ｇ’、２０６Ｂ’ カラーフィルタ
２０７第１の電極
２０８第２の電極
２０９黒色層（ブラックマトリックス）
２１０Ｒ、２１０Ｇ導電層
３０１第１の基板
３０２画素部
３０３駆動回路部（ソース線駆動回路）
３０４ａ、３０４ｂ駆動回路部（ゲート線駆動回路）
３０５シール材
３０６第２の基板
３０７引き回し配線
３０８ＦＰＣ
３０９ＦＥＴ
３１０ＦＥＴ
３１１ＦＥＴ
３１２ＦＥＴ
３１３第１の電極
３１４絶縁物
３１５ＥＬ層
３１６第２の電極
３１７発光素子
３１８空間
９００基板
９０１第１の電極
９０２ＥＬ層
９０３第２の電極
９１１正孔注入層
９１２正孔輸送層
９１３発光層
９１４電子輸送層
９１５電子注入層
２０００タッチパネル
２０００’ タッチパネル
２５０１表示パネル
２５０２Ｒ画素
２５０２ｔトランジスタ
２５０３ｃ容量素子
２５０３ｇ走査線駆動回路
２５０３ｔトランジスタ
２５０９ＦＰＣ
２５１０基板
２５１１配線
２５１９端子
２５２１絶縁層
２５２８絶縁体
２５５０Ｒ発光素子
２５６０封止層
２５６７ＢＭ遮光層
２５６７ｐ反射防止層
２５６７Ｒ着色層
２５７０基板
２５９０基板
２５９１電極
２５９２電極
２５９３絶縁層
２５９４配線
２５９５タッチセンサ
２５９７接着層
２５９８配線
２５９９端子
２６０１パルス電圧出力回路
２６０２電流検出回路
２６０３容量
２６１１トランジスタ
２６１２トランジスタ
２６１３トランジスタ
２６２１電極
２６２２電極
３００１回路（Ｇ）
３００２回路（Ｓ）
３００３表示部
３００４画素
３００５導電膜
３００７開口部
４０００照明装置
４００１基板
４００２発光素子
４００３基板
４００４第１の電極
４００５ＥＬ層
４００６第２の電極
４００７電極
４００８電極
４００９補助配線
４０１０絶縁層
４０１１封止基板
４０１２シール材
４０１３乾燥剤
４０１５拡散板
４１００照明装置
４２００照明装置
４２０１基板
４２０２発光素子
４２０４第１の電極
４２０５ＥＬ層
４２０６第２の電極
４２０７電極
４２０８電極
４２０９補助配線
４２１０絶縁層
４２１１封止基板
４２１２シール材
４２１３バリア膜
４２１４平坦化膜
４２１５拡散板
４３００照明装置
５１０１ライト
５１０２ホイール
５１０３ドア
５１０４表示部
５１０５ハンドル
５１０６シフトレバー
５１０７座席シート
５１０８インナーリアビューミラー
６０００電子機器
６００２外光
６００３反射光
６００４発光
７０００筐体
７００１表示部
７００２第２表示部
７００３スピーカ
７００４ＬＥＤランプ
７００５操作キー
７００６接続端子
７００７センサ
７００８マイクロフォン
７００９スイッチ
７０１０赤外線ポート
７０１１記録媒体読込部
７０１２支持部
７０１３イヤホン
７０１４アンテナ
７０１５シャッターボタン
７０１６受像部
７０１８スタンド
７０２０カメラ
７０２１外部接続部
７０２２、７０２３操作用ボタン
７０２４接続端子
７０２５バンド、
７０２６留め金
７０２７時刻を表すアイコン
７０２８その他のアイコン
８００１照明装置
８００２照明装置
８００３照明装置
８００４照明装置
９３１０携帯情報端末
９３１１表示部
９３１２表示領域
９３１３ヒンジ
９３１５筐体

Claims

一対の電極間にＥＬ層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、有機化合物と、蛍光材料と、を有し、
前記発光素子の駆動において、下記式（１）で表される劣化曲線を示す発光素子。
請求項１において、
前記式（１）で表される劣化曲線のスケーリング時間τが、１５００時間以上である、発光素子。
請求項１において、
常温にて、２５ｍＡ／ｃｍ^２または５０ｍＡ／ｃｍ^２の一定電流密度で駆動させた際に、前記式（１）で表される劣化曲線のスケーリング時間τが、１５００時間以上となる、発光素子。
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、有機化合物と、蛍光材料と、を有し、
一定電流で駆動した際の寿命を縦軸としたアレニウスプロットが、２５℃から８０℃の間において上に凸の曲線となり、
前記寿命が、輝度が初期輝度の９０％にまで減衰する寿命であるか、または、輝度が初期輝度の７０％にまで減衰する寿命であるか、または、半減寿命である、発光素子。