JP6531137B2 - 発光素子 - Google Patents

Description

本発明は、有機化合物を発光物質として用いた発光素子、発光装置、表示装置、電子機器
及び照明装置に関する。

近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を
利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、
一対の電極間に発光物質を含む層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。特に、この発光物質が有機化合物である
発光素子はＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）も
しくは有機ＥＬと呼ばれ、以下のような特徴を有している。

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。このため、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、当該発光
素子を用いたディスプレイは、より薄型軽量に作製できる。

非常に応答速度が速いため、高品質な動画を提供することができる。

膜状に形成することが可能であるため、面での発光が可能である。このことは、白熱電球
やＬＥＤ電球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。

ところで、このような発光素子の重要な特性の一つに、駆動時間の経過に対する輝度劣化
の度合い、いわゆる寿命がある。発光素子は、駆動時間が蓄積されるに伴い、同じ電流密
度で発光させていても輝度が小さくなってゆく特性がある。日本照明器具工業会はこのよ
うな特性を有する照明器具の寿命は、当該輝度が初期輝度の７０％に達した時と定めてお
り、市販されているＬＥＤ電球の寿命は４００００時間から５００００時間と言われてい
る。後発であるＯＬＥＤ照明は少なくとも同程度又はそれ以上の寿命を確保する必要があ
る。もちろん、ディスプレイであっても輝度劣化は小さければ小さいほど好ましい。

特許文献１では、再結合領域を第１の発光層と第２の発光層との界面に形成する発光素子
が開示されている。

特開２００７−９６０２３号公報

ここで、寿命について考えてみる。寿命を決定する因子は、大別すると材料自体によるも
のと、素子構造によるものの少なくとも２つがある。材料自体の特性はその材料を変更し
なければ改善しないが、素子構造や材料の組み合わせにより寿命を延ばすことができれば
、多くの材料に適用することができ、応用範囲も比較的広い。

そこで、本発明の一態様では、駆動時間の蓄積に対する輝度劣化の度合いが小さい（寿命
が長い）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、信頼性の高い発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各
々提供することを目的とする。

本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。

本発明では、発光層が電子輸送性である発光素子において、当該発光層がホスト材料の異
なる複数の層に分かれており、陽極側に位置するホスト材料のＬＵＭＯ準位が、陰極側に
位置するホスト材料のＬＵＭＯ準位より高い発光素子を提供する。このような構成を有す
る発光素子は、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化の小さい、寿命の長い発光素子とすること
が可能である。

すなわち、本発明の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極に挟まれたＥＬ層とを有し
、ＥＬ層は少なくとも発光層を有し、また、発光層は、陽極側に位置する第１の発光層と
陰極側に位置する第２の発光層とを有し、第１の発光層は第１のホスト材料と第１の発光
中心物質を有し、第２の発光層は第２のホスト材料と第２の発光中心物質を有し、第１の
発光層及び第２の発光層はともに電子輸送性を有し、第１のホスト材料のＬＵＭＯ準位は
第２のホスト材料のＬＵＭＯ準位より高い発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極に挟まれたＥＬ層とを有し
、ＥＬ層は少なくとも発光層を有し、発光層は、陽極側に位置する第１の発光層と陰極側
に位置する第２の発光層とを有し、第１の発光層は第１のホスト材料と第１の発光中心物
質を有し、第２の発光層は第２のホスト材料と第２の発光中心物質を有し、第１の発光層
及び第２の発光層は共に電子輸送性を有し、第１のホスト材料及び第２のホスト材料は共
に分子量３００以上２０００以下の物質であり、且つ、電子輸送骨格に６員環の芳香環を
有し、第１のホスト材料における６員環の芳香環に含まれる窒素原子の数が、第２のホス
ト材料における６員環の芳香環に含まれる窒素原子の数よりも少ないことを特徴とする発
光素子である。

また、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極に挟まれたＥＬ層とを有し
、ＥＬ層は少なくとも発光層を有し、発光層は、陽極側に位置する第１の発光層と陰極側
に位置する第２の発光層とを有し、第１の発光層は第１のホスト材料と第１の発光中心物
質を有し、第２の発光層は第２のホスト材料と第２の発光中心物質を有し、第１の発光層
及び第２の発光層は共に電子輸送性を有し、第１のホスト材料及び第２のホスト材料は共
に分子量３００以上２０００以下の物質であり、且つ、ＬＵＭＯが分布する骨格に６員環
の芳香環を有し、第１のホスト材料における６員環の芳香環に含まれる窒素原子の数が、
第２のホスト材料における６員環の芳香環に含まれる窒素原子の数よりも少ないことを特
徴とする発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１のホスト材料の６員環の芳香環が
ベンゼン骨格又はピリジン骨格であり、第２のホスト材料の６員環の芳香環がジアジン骨
格である発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極に挟まれたＥＬ層とを有し
、ＥＬ層は少なくとも発光層を有し、発光層は、陽極側に位置する第１の発光層と陰極側
に位置する第２の発光層とを有し、第１の発光層は第１のホスト材料と第１の発光中心物
質を有し、第２の発光層は第２のホスト材料と第２の発光中心物質を有し、第１の発光層
及び第２の発光層は共に電子輸送性を有し、第１のホスト材料及び第２のホスト材料は共
に分子量３００以上２０００以下の物質であり、且つ、電子輸送骨格に窒素原子を含む６
員環の芳香環を有し、第１のホスト材料及び第２のホスト材料の６員環の芳香環に含まれ
る窒素原子の数は同じであり、第１のホスト材料の６員環の芳香環は単環であり、第２の
ホスト材料の６員環の芳香環にはさらに芳香環が縮合している発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極及び陰極に挟まれたＥＬ層とを有し
、ＥＬ層は少なくとも発光層を有し、発光層は、陽極側に位置する第１の発光層と陰極側
に位置する第２の発光層とを有し、第１の発光層は第１のホスト材料と第１の発光中心物
質を有し、第２の発光層は第２のホスト材料と第２の発光中心物質を有し、第１の発光層
及び第２の発光層は共に電子輸送性を有し、第１のホスト材料及び第２のホスト材料は共
に分子量３００以上２０００以下の物質であり、且つ、ＬＵＭＯが分布する骨格に窒素原
子を含む６員環の芳香環を有し、第１のホスト材料及び第２のホスト材料の６員環の芳香
環に含まれる窒素原子の数は同じであり、第１のホスト材料の６員環の芳香環は単環であ
り、第２のホスト材料の６員環の芳香環にはさらに芳香環が縮合している発光素子である
。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１のホスト材料の６員環の芳香環と
、第２のホスト材料の前記６員環の芳香環は同じである発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１のホスト材料及び第２のホスト材
料が電子輸送性を有する発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１のホスト材料及び第２のホスト材
料が１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の発光中心物質と、第２の発光中
心物質が同じ物質である発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の発光中心物質と第２の発光中心
物質が、三重項励起状態を発光に変換できる物質である発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の発光中心物質と、第２の発光中
心物質が共にイリジウム錯体である発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１のホスト材料及び第２のホスト材
料は共にその骨格中に、芳香族アミン骨格を有さない物質である発光素子である。

また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１のホスト材料のＬＵＭＯ準位と第
２のホスト材料のＬＵＭＯ準位の差が０．１ｅＶ以上０．６ｅＶ以下である発光素子であ
る。

また、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子を備えた発光装置、表示装置、
電子機器及び照明装置である。

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。ま
た、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍ
ａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープ、もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａ
ｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープや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。

本発明の一態様は、駆動時間の経過に対する輝度劣化の度合いが小さい（寿命が長い）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、信頼性の高い
発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を提供できる。

発光素子の概念図。 ２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩと２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの計算によるＬＵＭＯ分布図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置の概念図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の発光スペクトルを表す図。 発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の規格化輝度時間変化を表す図。 発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の輝度−電流効率特性を表す図。 発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の電圧−輝度特性を表す図。 発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の輝度−外部量子効率特性を表す図。 発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の発光スペクトルを表す図。 発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の規格化輝度時間変化を表す図。

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は当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す
実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態における発光素子の構成を図１を用いて説明する。図１においては、陽極と
して機能する第１の電極１０１、陰極として機能する第２の電極１０２、ＥＬ層１０３、
そしてＥＬ層１０３に含まれる発光層１１３が図示されている。図１には他に、正孔注入
層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５が図示されているが
、これらの層は必ずしも設けなければいけないものではなく、また、その他の層が設けら
れていても良い。

有機化合物を発光中心物質として用いた発光素子は、陽極（第１の電極１０１）からＥＬ
層１０３に注入された正孔と、陰極（第２の電極１０２）からＥＬ層１０３に注入された
電子とが発光層１１３において再結合することにより生まれるエネルギーが発光中心物質
を励起することにより光を得る。そのため、このような発光素子においては、再結合領域
付近が発光領域となる蓋然性が高い。

また、有機化合物を発光中心物質として用いた発光素子には、濃度消光やＴ−Ｔアニヒレ
イションを防ぐため、発光中心物質をホスト材料中に分散させた、いわゆるホスト−ゲス
ト型の発光層がよく用いられる。このような発光素子のホスト材料としては、正孔輸送性
を有する物質、電子輸送性を有する物質のどちらも用いることができる。ここで、発光層
の輸送特性はホスト材料と、ゲスト材料（発光中心物質）の組み合わせによって決定され
る。

一方のキャリア輸送性が他方のキャリア輸送性より強い発光層の場合、再結合領域は発光
層の陽極側か陰極側のどちらかに偏る。再結合領域や発光領域がこのように一部分に集中
すると、当該部分への負担が大きくなり、劣化が促進されてしまう。また、キャリアが発
光層を通り抜けてしまい、発光層の周辺（正孔輸送層や電子輸送層）を劣化させることも
ある。

そこで、本実施の形態では、電子輸送性を有する発光層１１３を備えた発光素子において
、発光層１１３を図１（ｂ）のように２層（第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３
ｂ）に分割する。そして、これら発光層のホスト材料を異なる材料とし、第１の発光層１
１３ａにおけるホスト材料を、第２の発光層１１３ｂにおけるホスト材料の最低空軌道（
ＬＵＭＯ）準位より高いＬＵＭＯ準位を有する材料により形成することによって、上記劣
化を抑制し寿命の長い発光素子を提供することを可能とするものである。

当該構成を有することによって、電子は、第１の発光層１１３ａ中に移動するには第１の
発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂとの間に存在する障壁を越えなければいけなくな
る。そのため、電子の進みが遅くなり、従来であれば発光層１１３の陽極側の一部分であ
った正孔との再結合領域が、発光層１１３内部にも分散されるようになる。結果として、
一部分への過度な負担が軽減し、劣化の進行を抑制することができるようになる。また、
発光層の周辺、すなわちこの場合は正孔輸送層の劣化を抑制することにもつながる。

以上の構成についてもう少し詳しく説明する。電子輸送性を有する発光層１１３を備えた
発光素子の従来の構成では、発光層１１３内にＬＵＭＯの段差は存在しない。このような
発光素子では、発光層１１３に注入された電子は速やかに発光層１１３と正孔輸送層１１
２との界面にまで輸送される。そのため、正孔は、発光層１１３に注入されたそばから電
子と再結合されるため、再結合領域は発光層１１３の陽極側の一部分に集中してしまう。

一方、本実施の形態で説明した発光素子は、発光層１１３は電子輸送性であるが、図１（
ｃ）に示したように、２層（第１の発光層１１３ａ、第２の発光層１１３ｂ）に分割され
ており、当該２層の間にはＬＵＭＯの段差１１３ｇが存在する。このような構成を有する
発光素子では、第２の発光層１１３ｂに注入された電子は、図中、点線のように進み、第
２の発光層１１３ｂと第１の発光層１１３ａとの界面１１３ｋまでは速やかに輸送される
。しかし、第１の発光層１１３ａとの間のＬＵＭＯの段差１１３ｇが存在することで、第
１の発光層１１３ａ中に移動するにはその段差（障壁）を超えなければいけないため、第
１の発光層１１３ａには徐々に注入されることになる。その間、第１の発光層１１３ａに
注入された正孔は発光層の内部まで侵入することが可能となり、電子と正孔との再結合領
域を分散することができる。これにより、一部分への発光領域の集中による過度な負担を
減らし、当該部分の劣化を抑制することができることから、本実施の形態で説明した発光
素子は、寿命の長い発光素子とすることができる。

＜ホスト材料について＞
第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂが電子輸送性を有するためには、第１のホ
スト材料と第２のホスト材料が電子輸送性を有することが好ましい。また、これらの材料
が、正孔輸送性より電子輸送性の方が高い材料であることがより好ましい。但し、発光層
の輸送性は、ホスト材料とゲスト材料との組み合わせによっても決まるため、これに限ら
れることはない。なお、これらのホスト材料は、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度
を有することがさらに好ましい条件である。

また、第１のホスト材料と第２のホスト材料とのＬＵＭＯ準位の差は、０．１ｅＶ以上０
．６ｅＶ以下であることが好ましい。ＬＵＭＯ準位の差が０．１ｅＶより小さい場合は、
電子のせき止め効果が小さい。また、ＬＵＭＯ準位の差が０．６ｅＶより大きいと電子の
移動が過度に制限され、駆動電圧の上昇や、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３
ｂの界面周辺への再結合領域の集中を招いてしまう恐れがある。

上記要件を満たす好ましい材料としては、６員環の芳香環を有する材料が挙げられる。特
に、当該６員環の芳香環が当該材料の電子輸送性を担う骨格（電子輸送骨格）や、ＬＵＭ
Ｏが分布する骨格となっている材料を用いることが好ましい。このような構造を有する材
料は良好な電子輸送性を有し、また、当該６員環の芳香環に含まれる窒素の数が少ない材
料を第１のホスト材料に、多い材料を第２のホスト材料に用いると、第１の発光層１１３
ａと第２の発光層１１３ｂとの間のＬＵＭＯの差が、再結合領域を分散させるために、よ
り適当な構成とすることができる。

このような構成を実現する上記第１のホスト材料と第２のホスト材料の組み合わせとして
は、例えば、第１のホスト材料における６員環の芳香環としてベンゼン骨格やピリジン骨
格を有する材料（すなわち、６員環の芳香環に含まれる窒素の数が０又は１）を用いるこ
とが好ましく、第２のホスト材料における６員環の芳香環としてはジアジン骨格（すなわ
ち、６員環の芳香環に含まれる窒素の数が２）を有する材料を用いることが好ましい。な
お、ジアジン骨格としては、ピラジン骨格、ピリミジン骨格、ピリダジン骨格が挙げられ
る。

また、第１のホスト材料と第２のホスト材料における上記６員環の芳香環が窒素を含み、
その窒素の数が第１のホスト材料と第２のホスト材料とで同じである場合は、第１のホス
ト材料の６員環の芳香環が単環（すなわち芳香環が縮合していない骨格）であり、第２の
ホスト材料の６員環の芳香環には芳香環がさらに縮合していると上記条件を良好に満たす
ため好ましい構成である。このような骨格の組み合わせとしては、第１のホスト材料の６
員環の芳香環としてピリジン骨格、第２のホスト材料の６員環の芳香環としてキノリン骨
格を挙げることができる。同様にピラジン骨格とキノキサリン骨格の組み合わせや、ピリ
ミジン骨格とジベンゾキノキサリン骨格との組み合わせなども挙げることができる。この
場合、第１のホスト材料の６員環の芳香環と、第２のホスト材料の６員環の芳香環が同じ
骨格（すなわち、ピリジンとキノリン、あるいはピラジンとジベンゾキノキサリンの組み
合わせなど）であれば、第１のホスト材料と第２のホスト材料の間の電子に対する障壁が
適切となる上に、積層した際の膜の性質も良好となり、特に好ましい。

なお、ホスト材料のＬＵＭＯ準位については、薄膜状態の材料のイオン化ポテンシャルの
値を大気中にて光電子分光法により測定し、得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の
値に換算してＨＯＭＯ準位を求め、薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定
したＴａｕｃプロットから求めた吸収端から固体状態の光学的エネルギーギャップを見積
もり、先に得たＨＯＭＯ準位と、このエネルギーギャップの値から求めることができる。

または、当該材料のサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行い、還元反応測定にお
ける還元ピーク電位Ｅ_ｐｃと酸化ピーク電位Ｅ_ｐａとから半波電位Ｅ_１／２（Ｅ_ｐａとＥ
_ｐｃの中間の電位）を算出し、半波電位Ｅ_１／２の数値を、用いた参照電極の真空準位に
対するポテンシャルエネルギーから差し引くことにより算出することもできる。

また、ホスト材料の電子輸送を担う骨格（電子輸送骨格）、すなわちＬＵＭＯが分布する
骨格の見積もりについては、量子化学計算により行うことができる。図２に、ピリジン骨
格を含むキノリン骨格を有する２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニ
ル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ）と
、ピラジン骨格を含むジベンゾキノキサリン骨格を有する２−［３’−（ジベンゾチオフ
ェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍ
ＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）に関し、ＬＵＭＯが存在する位置を量子化学計算により求めた
例を示す。２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩと２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの構造式を以下
に示す。

計算では、分子の構造最適化を実施後、遷移に関与する分子軌道を解析した。構造最適
化計算には、Ｇａｕｓｓ基底を用いた密度汎関数法（ＤＦＴ）を用いた。ＤＦＴでは、交
換相関相互作用を電子密度で表現された一電子ポテンシャルの汎関数（関数の関数の意）
で近似しているため、計算は高速である。ここでは、混合汎関数であるＢ３ＬＹＰを用い
て、交換と相関エネルギーに係る各パラメータの重みを規定した。また、基底関数として
、６−３１１Ｇ（それぞれの原子価軌道に三つの短縮関数を用いたｔｒｉｐｌｅ ｓｐｌ
ｉｔ ｖａｌｅｎｃｅ基底系の基底関数）を全ての原子に適用した。上述の基底関数によ
り、例えば、水素原子であれば、１ｓ〜３ｓの軌道が考慮され、また、窒素原子であれば
、１ｓ〜４ｓ、２ｐ〜４ｐの軌道が考慮される。さらに、計算精度向上のため、分極基底
系として、水素原子にはｐ関数を、水素原子以外にはｄ関数を加え、ｐ軌道やｄ軌道も考
慮した計算とした。

量子化学計算プログラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ ０９を使用した。計算は、ハイ
パフォーマンスコンピュータ（ＳＧＩ社製、Ａｌｔｉｘ４７００）を用いて行った。

図２（Ａ）（Ｂ）には構造最適化計算により得られた最安定構造における最低空軌道（
ＬＵＭＯ）を、Ｇａｕｓｓ Ｖｉｅｗ５．０．８により可視化した図を示した。

図２より、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］キノリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ）と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）はＬＵＭＯがそれぞれジベンゾキノリン骨格及びジ
ベンゾキノキサリン骨格に分布する材料であることがわかった。当該ジベンゾキノリン骨
格及びジベンゾキノキサリン骨格は、それぞれ６員環の芳香環を有する窒素原子が１つの
骨格及び２つの骨格であるということができる。

以上のように、ホスト材料の電子輸送を担う骨格（電子輸送骨格）、すなわちＬＵＭＯが
分布する骨格を見積もることが可能である。

なお、ホスト材料は、高いエネルギーギャップや高いＴ１準位を得るために、芳香族アミ
ン骨格を有さない材料を用いることが好ましい。このような材料を用いることによって、
りん光発光材料をゲスト材料に用いることができ、発光効率の良好な発光素子を得ること
ができる。また、ホスト材料の電子輸送性を相対的に高くするためにも、正孔輸送骨格で
ある芳香族アミン骨格を有さないことが好ましい。また、蒸着法で素子を形成する場合、
ホスト材料の分子量は３００以上２０００以下であることが好ましい。

＜ゲスト材料（発光中心物質）について＞
ホスト材料に分散されて発光中心物質として機能するゲスト材料については、第１の発光
層１１３ａと第２の発光層１１３ｂで同じであっても異なっていてもかまわない。第１の
発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂで異なるゲスト材料（発光中心物質）を用いる場
合、ホスト材料のＬＵＭＯの段差を調節することによって、各層での発光中心物質の発光
強度のバランス微調整することが可能となる。ただし、第１の発光層１１３ａと第２の発
光層１１３ｂで異なるゲスト材料を用いる場合、経時的なキャリアバランスの変化が起こ
れば、発光強度のバランスも変化してしまう。この場合、各層のゲスト材料の発光効率が
異なれば、輝度上昇や低下のような輝度変動が生じることになる。したがって、このよう
な輝度の変動を抑えるためには、第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂで同じゲ
スト材料を用いることが好ましい。

また、ゲスト材料はりん光や熱活性化遅延蛍光等、三重項励起エネルギーを発光に変える
ことが可能な材料を用いることが、発光効率が良好な素子を得ることができるため好まし
い。また、ホスト材料のＨＯＭＯ準位よりＨＯＭＯ準位が高いゲスト材料を用いた発光素
子に本実施の形態の構成を適用することが好ましい。これは、ゲスト材料が正孔をトラッ
プすることから、発光層が電子輸送性になりやすく、より本実施の形態の構成に適合し、
寿命改善効果の高い構成となるからである。このようなゲスト材料としては、りん光性の
イリジウム錯体が好適である。

以上のような構成を有する本実施の形態における発光素子は、発光領域の偏りを原因とす
る劣化を抑制することができることから、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化の小さい（寿命
の長い）発光素子とすることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では実施の形態１で説明した発光素子の詳細な構造の例について図１を用
いて以下に説明する。

本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層を有する。
本実施の形態において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の
電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。
なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として
機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０
２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加した
ときに、発光が得られる構成となっている。

第１の電極１０１は陽極として機能するため、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅ
Ｖ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが
好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔ
ｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、
酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（
ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法によ
り成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例として
は、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加
えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タ
ングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対
し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲッ
トを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（
Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）
、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の
窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお
、後述する複合材料をＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで
、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。

ＥＬ層１０３の積層構造については、発光層１１３が実施の形態１に示したような構成
となってい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。

正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入層１１１として
は、電圧の印加により隣接する正孔輸送層１１２から電子を奪い、正孔輸送層１１２に正
孔を注入することができるようなアクセプター性物質を用いることができる。このような
化合物として、具体的には、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、マンガン酸化物のようなルイス酸性を示す金属酸化物や、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−Ｔ
ＣＮＱ）、クロラニルのようなハロゲン化合物や、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］
フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、ジピラジノ［２，３
−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニト
リル（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）のようなシアノ化合物等を用いることができる。この他、第
１の電極１０１から正孔を容易に受け取れるようなＨＯＭＯの準位の高い化合物を用いる
ことができ、具体的には、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（Ｃｕ
ＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフ
ェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−
［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’
−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等のフェニレンジアミン骨格
を有する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）のような酸が添加された導電性高分子等によっ
ても正孔注入層１１１を形成することができる。

また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた
複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有さ
せたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことが
できる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の
小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、上述した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）、クロラニルのようなハロゲン化合物や、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，
１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、ジピラジノ［
２，３−ｆ：２’，３’−ｈ］キノキサリン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカル
ボニトリル（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）のようなシアノ化合物等を挙げることができる。また
、ルイス酸性を示す遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４
族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム
、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マ
ンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは
大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい

複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導
体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種
々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正
孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０^−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。

例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−
ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ
，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３
，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン
（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。

複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−
（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバ
ゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３
−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）
、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］
−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、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（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）、４，４’−ジフェニル−４’’−（
９−フェニル−９−Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢ
ｉ１ＢＰ）、ビス（ビフェニル−４−イル）［４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾー
ル−３−イル）ビフェニル−４−イル］アミン（略称：ＰＣＴＢｉ１ＢＰ）等を挙げるこ
とができる。

また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−
ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−
カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−
９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［
４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン、３，
３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、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）、９−｛４−（９−Ｈ−９−フェニルカルバゾール−３−イル）−フェニ
リル｝−フェナントレン（略称：ＰＣＰＰｎ）等の芳香族アミン骨格を有さないカルバゾ
ール誘導体を用いることができ、正孔輸送性と透光性の観点で好ましい。

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。特に、縮合芳香族炭化水素骨格を含む芳香族炭化水素であって、前
記縮合芳香族炭化水素骨格におけるポリアセン構造が３環以下である芳香族炭化水素は、
透光性と化学的安定性の観点で好ましい。このような縮合芳香族炭化水素骨格の具体例と
しては、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、トリフェニレン、クリセン、アントラセ
ン、ペリレンなどが挙げられる。

なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよ
い。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−
ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−
ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。

また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェ
ニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニル
アミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（
略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス
（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることも
できる。

正孔注入層を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発
光素子を得ることが可能となる。

正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の物質を含む層である。正孔輸送性の物質としては、
例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略
称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，
１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス
（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４
’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン
（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２
−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−
（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）など
の芳香族アミン化合物や、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：ＰＣｚＰＣＮ
１）、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（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）
、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９−Ｈ−カルバゾール−３−イル）
トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、ビス（ビフェニル−４−イル）［４’
−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ビフェニル−４−イル］アミン（略
称：ＰＣＴＢｉ１ＢＰ）等のカルバゾール骨格を有する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：ＰＶＴ
ＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。なお、正孔輸送性の物質を含む層は、単
層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。

発光層１１３は、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駆動時間の蓄積
に伴う輝度劣化の小さい（寿命の長い）発光素子とすることができる。発光層１１３の構
成については実施の形態１の記載を参照されたい。

発光層１１３において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
無く、様々な蛍光性材料又は燐光性材料を用いることができる。

蛍光発光性材料としては、例えば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：ＹＧＡ２
Ｓ）、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）、等の他、発光波長が４５０ｎｍ以上の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−（１
０−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）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称
：ＴＢＰ）、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：ＰＣＢＡＰＡ）、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）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，
Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５
−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−
アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡ
ＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］
−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、
Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，
４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビ
フェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フ
ェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル
−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル
アントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアン
トラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェ
ニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニ
ル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−
［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリ
デン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３
，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル
］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ
’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：
ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチル
フェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−
ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル
−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）
エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、
２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６
，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−
４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６
−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリ
デン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メ
トキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−
ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロ
パンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。

りん光性発光材料としては、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（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）_３）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イ
リジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１
Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ
）_３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリア
ゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）_３）のような１Ｈ−
トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−
ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）
（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）_３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−
メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ
（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）_３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯
体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，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：Ｉ
ｒ（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：ＦＩｒａｃ
ａｃ）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。また、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニ
ルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_３）、（アセチル
アセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略
称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−
ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ
）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト ）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−
フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）_２（ａｃａｃ
））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フ
ェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ
））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（Ｉ
ＩＩ）（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（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）
_２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセ
トナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）
イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）_３）、トリス（２−フェニルキノリナト−
Ｎ，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（ａ
ｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。さらに、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（Ｉ
ＩＩ）（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：Ｉ
ｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミ
ジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）_２
（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルア
セトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：
Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジ
ピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（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（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格
を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，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（Ｉ
Ｉ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−
プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（Ｄ
ＢＭ）_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。

以上で述べた発光材料の他、公知の発光材料の中から適宜選択して用いることが可能であ
る。

また、上記第１のホスト材料及び第２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。

例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：
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、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）、４−［３’−（トリフェニレン−２
−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＢＰＴｐ−ＩＩ）
のような芳香族化合物や、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：ｍＤＢＴＢ
Ｉｍ−ＩＩ）、２−［４−（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：ＤＢＴＢＩｍ−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：４，６ｍ
ＰｎＰ２Ｐｍ）、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、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
］キノリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ）、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カル
バゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−ト
リ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨
格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化
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。

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、発光中心物質が蛍光性化合物の場合は、該蛍光性化合物のエネ
ルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質を、発光中心物質がりん光
性化合物の場合は、該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。

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。

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。

また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積
層したものとしてもよい。

また、電子輸送層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。

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。

また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用い
ることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用い
ても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない
。

電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペース
トを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法
を用いて形成しても良い。

以上のような構成を有する発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に
生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において
正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成さ
れるような構成となっている。

発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って
外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方
または両方は、透光性を有する電極で成る。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極
である場合、発光は第１の電極１０１を通って取り出される。また、第２の電極１０２の
みが透光性を有する電極である場合、発光は第２の電極１０２を通って取り出される。第
１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する電極である場合、発光
は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って、両方から取り出される。

なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のも
のには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近
接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極
１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。

また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における発光
領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動
を抑制するため、その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。

本実施の形態における発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製す
ればよい。基板上に作製する順番としては、第１の電極１０１側から順に積層しても、第
２の電極１０２側から順に積層しても良い。発光装置は一基板上に一つの発光素子を形成
したものでも良いが、複数の発光素子を形成しても良い。一基板上にこのような発光素子
を複数作製することで、素子分割された照明装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作
製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製し
てもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス
型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦ
Ｔでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性につい
ても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。ま
た、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるも
のでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるも
のであってもよい。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、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。

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３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図
、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置
は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回
路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また
、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間
６０７になっている。

なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入
力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプ
リントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号
等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント
配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光
装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものと
する。

次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１
と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。

なお、ソース線駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路
、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板
上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を
基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ
型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。

また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有
する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性ア
クリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有
する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、
或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。

第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成され
ている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数
の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したイン
ジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、
クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウ
ムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタ
ン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗
も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる
。

また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート
法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１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
。

さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材
料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化
合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６
で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を
薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジ
ウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いる
のが良い。

なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、発光素子が形成
されている。当該発光素子は実施の形態２の構成を有する発光素子である。なお、画素部
は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施
の形態２で説明した構成を有する実施の形態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。

さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、
素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素
子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されてお
り、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填され
る場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材６２５を設けると水分の影響に
よる劣化を抑制することができ、好ましい構成である。

なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。ま
た、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また
、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇ
ｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド
）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

以上のようにして、実施の形態１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。

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。

以上のように、本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について説明し
たが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図４には本発明を適用
して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図４（Ａ）は、発光装置を
示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図４において、
基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。
電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９
５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁
と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短
辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁
層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９
５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に
起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置に
おいても、低駆動電圧で動作する実施の形態１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含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。ま
た、実施の形態１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。

また、フルカラー表示とするためには、発光素子からの光が発光装置の外部に出る為の
光路上に着色層もしくは色変換層を設ければ良い。着色層等を設けることによってフルカ
ラー化した発光装置の例を図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図５（Ａ）には基板１００１、
下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８
、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０
４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ
、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、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。

また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴが形成されている基板１００１側に光を取
り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を
取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型
の発光装置の断面図を図６に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いる
ことができる。ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトム
エミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極
１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間
絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成する
ことができる。

発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽
極とするが、陰極であっても構わない。また、図６のようなトップエミッション型の発光
装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。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
た場合には一方の発光層から青色の光が、もう一方の発光層から橙色の光が得られるよう
な構成や、一方の発光層から青色の光が、もう一方の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。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。

着色層は、発光素子からの光が外部へとでる光路上に設ける。図５（Ａ）のようなボト
ムエミッション型の発光装置の場合、透明な基材１０３３に着色層１０３４Ｒ、１０３４
Ｇ、１０３４Ｂを設けて基板１００１に固定することによって設けることができる。また
、図５（Ｂ）のように着色層をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間
に設ける構成としても良い。図６のようなトップエミッションの構造であれば着色層（赤
色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封
止基板１０３１で封止を行うこともできる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位
置するように黒色層（ブラックマトリックス）１０３０を設けても良い。着色層（赤色の
着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラ
ックマトリックス）はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０
３１は透光性を有する基板をもちいることとする。

こうして得られた有機発光素子の一対の電極間に電圧を印加すると白色の発光領域１０
４４Ｗが得られる。また、着色層と組み合わせることで、赤色の発光領域１０４４Ｒと、
青色の発光領域１０４４Ｂと、緑色の発光領域１０４４Ｇとが得られる。本実施の形態の
発光装置は実施の形態１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。

また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定さ
れず、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。

また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態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７を参照しながら説明する。図７（Ｂ）は照明装置の上面図、図７（Ａ）は
図７（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。

本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１
の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態１および２における第１
の電極１０１に相当する。

第１の電極４０１上には補助電極４０２が設けられている。本実施の形態では、第１の
電極４０１側から発光を取り出す例を示したため、第１の電極４０１は透光性を有する材
料により形成する。補助電極４０２は透光性を有する材料の導電率の低さを補うために設
けられており、第１の電極４０１の抵抗が高いことによる電圧降下を起因とする発光面内
の輝度むらを抑制する機能を有する。補助電極４０２は少なくとも第１の電極４０１の材
料よりも導電率の大きい材料を用いて形成し、好ましくはアルミニウムなどの導電率の大
きい材料を用いて形成すると良い。なお、ボトムエミッション型の発光装置の場合、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。

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。

ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１
および２における第２の電極１０２に相当し、同様の構成を有する。本実施の形態におい
ては、発光は第１の電極４０１側から取り出されるため、第２の電極４０４は反射率の高
い材料によって形成されることが好ましい。本実施の形態において、第２の電極４０４は
パッド４１２と接続することによって、電圧が供給されるものとする。

以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４（及び補助電極４０２
）を有する発光素子を本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効
率の高い発光素子であるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装
置とすることができる。また、当該発光素子は信頼性の高い発光素子であることから、本
実施の形態における照明装置は信頼性の高い照明装置とすることができる。

以上の構成を有する発光素子を、シール材４０５、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。また、封止基板４０７、発
光素子が形成された基板４００、シール材４０５、４０６で囲まれた空間４０８は、真空
や、減圧雰囲気であっても良いが、その他、乾燥した空気、水分と酸素を含まない空気、
乾燥した窒素などの気体、シール材などの液体や固体によって充填されていても良い。

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。

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。

（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駆動
時間の蓄積に伴う輝度劣化の小さい（寿命の長い）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、信頼性の高い発光部を有する電子機器とすることが可能である
。

上記発光素子を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテ
レビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタル
ビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう
）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機など
が挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。

図８（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０
１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体
７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可
能であり、表示部７１０３は、実施の形態１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、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化の小
さい（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信頼性の高いテレビジョン装置とするこ
とができる。

テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作
機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９
により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を
操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０
から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般
のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信
ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者
と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図８（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、このコンピュータは、実施の形態１及び実施の形態２で説明したものと同様の発
光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図８（
Ｂ１）のコンピュータは、図８（Ｂ２）のような形態であっても良い。図８（Ｂ２）のコ
ンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の
表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており
、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによ
って入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、そ
の他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても
良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を
傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。なお、このコンピュ
ータは、実施の形態１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表示
部７２０３に用いることにより作製される。当該発光素子は駆動時間の蓄積に伴う輝度劣
化の小さい（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７２０３を有するコンピュータは信頼性の高いコンピュータとすること
ができる。

図８（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施の
形態１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
８（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７
、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３
１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化
学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動
、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１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８（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒
体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携
帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図８（Ｃ）に示す携
帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。上述の
ような表示部７３０４を有する携帯型遊技機は、表示部７３０４に用いられている発光素
子が、駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化が小さい（寿命が長い）ことから、信頼性の高い携
帯型遊技機とすることができる。

図８（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込ま
れた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４
０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機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。当該発光素子は駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化の小さい（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
する携帯電話機は信頼性の高い携帯電話機とすることができる。

図８（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力す
ることができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成
するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表
示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示
モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を
主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合
、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好
ましい。

また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検
出装置を設けることで、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画
面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作
ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類に
よって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画の
データであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示
部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モード
から表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４
０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態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。

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、信頼性の高い電子
機器を得ることができる。

図９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９に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バ
ックライトユニット９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と
接続されている。また、バックライト９０３には、実施の形態１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。

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、信頼性の高いバックライトが得られる。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用いることで、面発光の照明装置が作製でき、また大面積化も
可能である。これにより、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積
化も可能になる。さらに、実施の形態１及び実施の形態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。

図１０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１０に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２
を有し、光源２００２として、実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子を用いた
発光装置が用いられている。

図１１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や表示装置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
光素子は駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化が小さい（寿命が長い）発光素子であるため、信
頼性の高い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。

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１２に実施の形態１及び実施の形態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。表示領域５０
００乃至表示領域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。

表示領域５０００と表示領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形
態１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への設置や、飛行機
のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）として使用しても、視界の妨げになることなく好
適に適用することができる。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さらに好ましい。

表示領域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。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段か
らの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また
、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視
界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補
い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによっ
て、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。

表示領域５００４や表示領域５００５はナビゲーション情報、スピードメーターやタコ
メーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供
することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更
することができる。なお、これら情報は表示領域５０００乃至表示領域５００３にも設け
ることができる。また、表示領域５０００乃至表示領域５００５は照明装置として用いる
ことも可能である。

実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子は駆動時間の蓄積に伴う輝度劣化が小
さい（寿命が長い）発光素子とすることができる。このことから、安全性能要求の高い車
載用の発光装置や照明装置であっても好適に用いることができる。

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図１
３（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ
、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省
電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有す
る。なお、当該タブレット端末は、実施の形態１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。

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示され
た操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３
１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域
がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３
１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６
３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示
画面として用いることができる。

また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一
部をタッチパネル領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード
表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで
表示部９６３１ｂにキーボードボタンを表示することができる。

また、タッチパネル領域９６３２ａとタッチパネル領域９６３２ｂに対して同時にタッ
チ入力することもできる。

また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向き
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置
を内蔵させてもよい。

また、図１３（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示
しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表
示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネ
ルとしてもよい。

図１３（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐
体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤ
Ｃコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１３（Ｂ）では充放電制御回路９６３
４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について
示している。

なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態
にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、
耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

また、この他にも図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な
情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻な
どを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ
入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有する
ことができる。

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は
、筐体９６３０の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。

また、図１３（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１３（
Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１３（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９
６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３
、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３
６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１３（Ｂ）に示す充放電制御
回路９６３４に対応する箇所となる。

まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する
。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣ
ＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に
太陽電池９６３３で充電された電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コン
バータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また
、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバ
ッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。

なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に
限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電
手段によってバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。無線（非接触）で電
力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて
行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。

また、上記表示部９６３１を具備していれば、図１３に示した形状のタブレット型端末
に限定されない。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１乃至発光素子３）及び比較発光素
子１について図１（ａ）（ｂ）を用いて説明する。本実施例で用いる材料の化学式を以下
に示す。なお、発光素子１乃至発光素子３はホスト材料の異なる２層構造の発光層を有し
、当該２層の発光層のうち、陰極側の発光層におけるホスト材料に、陽極側の発光層にお
けるホスト材料よりもＬＵＭＯ準位が低い材料を用いている。なお、比較発光素子１は、
陰極側の発光層におけるホスト材料と、陽極側の発光層におけるホスト材料が同じである
。

以下に、本実施例の発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の作製方法を示す。

（発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子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。

次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェ
ン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔
注入層１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデ
ンの比率は、重量比で４：１（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節
した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着
法である。

次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、４−フェニル−４’−（
９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を２０
ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と上
記構造式（ｉｖ）で表されるトリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（略称：Ｉｒ
（ｐｐｙ）_３）とを重量比１：０．０８（＝ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）
となるように２０ｎｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した。

その後、発光素子１では上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３’−（ジベンゾチオ
フェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２
ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）とＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量比１：０．０４（＝２ｍＤＢＴ
ＢＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１
１３ｂを形成することによって発光層１１３を形成した。その後、発光層１１３上に２ｍ
ＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｖ）
で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍとなるように成膜して
、電子輸送層１１４を形成した。なお、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの溶液状態における
ＬＵＭＯ準位は−２．９４ｅＶであり、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭ
Ｏ準位、−２．３６ｅＶより０．５８ｅＶ程低い位置にある。

発光素子２では、正孔輸送層１１２上に、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩとＩｒ（ｐｐｙ）_３とを
重量比１：０．０８（＝ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎ
ｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した後、上記構造式（ｖｉ）で表される２−［
４−（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：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）とＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量比１：０．０４（＝Ｄ
ＢＴＢＩｍ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１
１３ｂを形成することによって発光層１１３を形成した。その後、発光層１１３上にＤＢ
ＴＢＩｍ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｖ）で表され
るバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍとなるように成膜して、電子輸
送層１１４を形成した。なお、ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位は−
２．５２ｅＶであり、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位、−２．３
６ｅＶより０．１６ｅＶ程低い位置にある。

発光素子３では、正孔輸送層１１２上に、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩとＩｒ（ｐｐｙ）_３とを
重量比１：０．０８（＝ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎ
ｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した後、上記構造式（ｖｉｉ）で表される２−
［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］
キノリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ）とＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量比１：０
．０４（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共
蒸着し、第２の発光層１１３ｂを形成することによって発光層１１３を形成した。その後
、発光層１１３上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、
さらに、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０
ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。なお、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱ
ｕ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位は−２．５９ｅＶであり、ｍＤＢＴＰＴｐ−Ｉ
Ｉの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位、−２．３６ｅＶより０．２３ｅＶ程低い位置にある
。

比較発光素子１では、正孔輸送層１１２上に、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩとＩｒ（ｐｐｙ）_３
とを重量比１：０．０８（＝ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２
０ｎｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した後、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩとＩｒ（ｐ
ｐｙ）_３とを重量比１：０．０４（＝ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となる
ように２０ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１１３ｂを形成することによって発光層１１３を
形成した。その後、発光層１１３上にｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように
成膜し、さらに、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ
）を２０ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成した。

最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚
となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１
を作製した。

なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

また、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩの分子量は４８６、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの分子量は
５６４、ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩの分子量は４５２、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩの分子量
は５６３である。

以上により得られた発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の素子構造を表１に示
す。

発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内にお
いて、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。

発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１の輝度−電流効率特性を図１４に示す。図
１４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、
電圧−輝度特性を図１５に示す。図１５において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ
／ｍ^２）を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図１６に示す。図１６において、横軸
は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は外部量子効率（％）を示す。

以上のように、発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１はいずれも良好な素子特性
を示すことがわかった。

また、発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１に０．１ｍＡの電流を流した際の発
光スペクトルを、図１７に示す。図１７において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度
（任意単位）を表す。図１７より、発光素子１乃至発光素子３及び比較発光素子１はＩｒ
（ｐｐｙ）_３起因の緑色の発光を呈することがわかった。

続いて、信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ^２、電流密度一
定の条件で、初期輝度を１００％として駆動時間の経過に伴う輝度変化を測定することに
より行った。結果を図１８に示す。図１８においては、縦軸が初期輝度を１００％とした
、規格化輝度、横軸が時間である。図から、２層構造の発光層を有する発光素子において
、当該２層の発光層のホスト材料が同一である比較発光素子１に対して、陰極側の発光層
のホスト材料が陽極側の発光層のホスト材料より低いＬＵＭＯ準位を有する発光素子１乃
至発光素子３の方が、時間の経過による輝度低下が小さく、信頼性の良好な発光素子であ
ることがわかった。特に、陰極側の発光層におけるホスト材料のＬＵＭＯ準位が、陽極側
の発光層におけるホスト材料のＬＵＭＯ準位より０．５８ｅＶ程低い構成を有する発光素
子１は特に信頼性の良好な発光素子であることがわかった。

なお、各材料のＬＵＭＯ準位の算出は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によっ
て行った。ＣＶ測定では参照電極に対する作用電極の電位を適切な範囲で変化させて還元
ピーク電位Ｅ_ｐｃ及び酸化ピーク電位Ｅ_ｐａを得た。ＬＵＭＯ準位は還元反応測定におけ
る還元ピーク電位Ｅ_ｐｃと酸化ピーク電位Ｅ_ｐａとから半波電位Ｅ_１／２（Ｅ_ｐａとＥ_ｐ
ｃの中間の電位）を算出し、半波電位Ｅ_１／２を用いた参照電極の真空準位に対するポテ
ンシャルエネルギーから差し引くことにより算出した。

ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（
Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い
、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）
（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるよ
うに溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した
。

作用電極は白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極とし
ては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））
を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ^＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系
参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０〜２５℃）で行った。また、ＣＶ
測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。

なお、参照電極（Ａｇ／Ａｇ^＋電極）の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、
Ａｇ／Ａｇ^＋電極のフェルミ準位に相当し、その算出は、真空準位からのポテンシャルエ
ネルギーが既知の物質を当該参照電極（Ａｇ／Ａｇ^＋電極）を用いて測定した値から行え
ば良い。

本実施例で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ^＋電極）の真空準位に対するポテンシャルエネ
ルギー（ｅＶ）の算出方法を具体的に説明する。メタノール中におけるフェロセンの酸化
還元電位は、標準水素電極に対して＋０．６１０Ｖ［ｖｓ． ＳＨＥ］であることが知ら
れている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．，
「Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．」， Ｖｏｌ．１２４， Ｎｏ．１，８３−９６， ２
００２）。一方、本実施例で用いる参照電極を用いて、メタノール中におけるフェロセン
の酸化還元電位を求めたところ、＋０．１１Ｖ［ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋］であった。したが
って、この参照電極のポテンシャルエネルギーは、標準水素電極に対して０．５０［ｅＶ
］低くなっていることがわかった。

ここで、標準水素電極の真空準位からのポテンシャルエネルギーは−４．４４ｅＶであ
ることが知られている（参考文献；大西敏博・小山珠美著、「高分子ＥＬ材料」（共立出
版）、ｐ．６４−６７）。以上のことから、用いた参照電極の真空準位に対するポテンシ
ャルエネルギーは、−４．４４−０．５０＝−４．９４［ｅＶ］であると算出できる。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子４）及び比較発光素子２乃至比較発
光素子４について図１（ａ）（ｂ）を用いて説明する。本実施例で用いる材料の化学式を
以下に示す。なお、発光素子４はホスト材料が各々異なる２層構造の発光層を有し、当該
２層の発光層のうち、陰極側の発光層におけるホスト材料に、陽極側の発光層におけるホ
スト材料よりもＬＵＭＯ準位が低い材料を用い、比較発光素子２乃至比較発光素子４は、
陰極側の発光層におけるホスト材料に、陽極側の発光層におけるホスト材料と同じ、もし
くはより高いＬＵＭＯ準位を有する材料を用いている。

以下に、本実施例の発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の作製方法を示す
。

（発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリン
グ法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極
面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能
する電極である。

次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００
℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着
装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度
放冷した。

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェ
ン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔
注入層１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデ
ンの比率は、重量比で４：１（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節
した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着
法である。

次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される、４−フェニル−４’−（
９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を２０
ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１２を形成した。

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｖｉｉ）で表される２−［３’−（ジベン
ゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノリン（略称：
２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ）と上記構造式（ｉｖ）で表されるトリス（２−フェニル
ピリジナト）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）とを重量比１：０．０８（＝２ｍＤ
ＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第１の発
光層１１３ａを形成した後、発光素子４では上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３
’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノ
キサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）とＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量比１：０．
０４（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸着
し、第２の発光層１１３ｂを形成することによって発光層１１３を形成した。その後、発
光層１１３上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに
、上記構造式（ｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍと
なるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。なお、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ
の溶液状態におけるＬＵＭＯ準位は−２．９４ｅＶであり、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−Ｉ
Ｉの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位、−２．５９ｅＶより０．３５ｅＶ程低い位置にある
。

比較発光素子２では、正孔輸送層１１２上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩとＩｒ（ｐ
ｐｙ）_３とを重量比１：０．０８（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３
）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した後、上記構造式（ｖ
ｉ）で表される２−［４−（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：ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）とＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量
比１：０．０４（＝ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸
着し、第２の発光層１１３ｂを形成することによって発光層１１３を形成した。その後、
発光層１１３上にＤＢＴＢＩｍ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、ＢＰ
ｈｅｎを２０ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。なお、ＤＢＴＢ
Ｉｍ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位は−２．５２ｅＶであり、２ｍＤＢＴＢＰＤ
ＢＱｕ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位、−２．５９ｅＶより０．０７ｅＶ程高い
位置にある。

比較発光素子３では、正孔輸送層１１２上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩとＩｒ（ｐ
ｐｙ）_３とを重量比１：０．０８（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３
）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した後、２ｍＤＢＴＢＰ
ＤＢＱｕ−ＩＩとＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量比１：０．０４（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ
−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１１３ｂを形
成することによって発光層１１３を形成した。その後、発光層１１３上に２ｍＤＢＴＢＰ
ＤＢＱｕ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、ＢＰｈｅｎを２０ｎｍとな
るように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

比較発光素子４では、正孔輸送層１１２上に、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩとＩｒ（ｐ
ｐｙ）_３とを重量比１：０．０８（＝２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３
）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第１の発光層１１３ａを形成した後、上記構造式（ｉ
ｉｉ）で表される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）とＩｒ（ｐｐｙ）_３とを重量比１：０．０４（＝ｍＤ
ＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）となるように２０ｎｍ共蒸着し、第２の発光層１
１３ｂを形成することによって発光層１１３を形成した。その後、発光層１１３上にｍＤ
ＢＴＰＴｐ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、上記構造式（ｖ）で表さ
れるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍとなるように成膜して、電子
輸送層１１４を形成した。なお、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準位
は−２．３６ｅＶであり、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩの溶液状態におけるＬＵＭＯ準
位、−２．５９ｅＶより０．２３ｅＶ程高い位置にある。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成した。

最後に、陰極として機能する第２の電極１０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚
となるように蒸着することで、本実施例の発光素子４および比較発光素子２乃至比較発光
素子４を作製した。

なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

また、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩの分子量は４８６、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの分子量は
５６４、ＤＢＴＢＩｍ−ＩＩの分子量は４５２、２ｍＤＢＴＢＰＤＢＱｕ−ＩＩの分子量
は５６３である。

以上により得られた発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の素子構造を表２
に示す。

発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内
において、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
。

発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４の輝度−電流効率特性を図１９に示す
。図１９において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。ま
た、電圧−輝度特性を図２０に示す。図２０において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（
ｃｄ／ｍ^２）を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図２１に示す。図２１において、
横軸は輝度（ｃｄ／ｍ^２）、縦軸は外部量子効率（％）を示す。

以上のように、発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４はいずれも良好な素子
特性を示すことがわかった。

また、発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子４に０．１ｍＡの電流を流した際
の発光スペクトルを、図２２に示す。図２２において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光
強度（任意単位）を表す。図２２より、発光素子４及び比較発光素子２乃至比較発光素子
４はＩｒ（ｐｐｙ）_３起因の緑色の発光を呈することがわかった。

続いて、信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度５０００ｃｄ／ｍ^２、電流密度一
定の条件で、初期輝度を１００％として駆動時間の経過に伴う輝度変化を測定することに
より行った。結果を図２３に示す。図２３においては、縦軸が初期輝度を１００％とした
、規格化輝度、横軸が時間である。図から、２層構造の発光層を有する発光素子において
、当該２層の発光層のホスト材料が同一もしくは陰極側のホスト材料のＬＵＭＯ準位の方
が高い材料である比較発光素子２乃至比較発光素子４に対して、陰極側の発光層のホスト
材料が陽極側の発光層のホスト材料より低いＬＵＭＯ準位を有する発光素子４が、時間の
経過による輝度低下が小さく、信頼性の良好な発光素子であることがわかった。

なお、各材料のＬＵＭＯ準位の算出方法は実施例１と同様であるので割愛する。

１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１３ａ 第１の発光層
１１３ｂ 第２の発光層
１１３ｇ ＬＵＭＯの段差
１１３ｋ 界面
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０２ 補助電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
６２５ 乾燥材
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライトユニット
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ 発光素子の第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ 有機化合物を含む層
１０２９ 発光素子の第２の電極
１０３０ 黒色層（ブラックマトリックス）
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 透明な基材
１０３４Ｒ 赤色の着色層
１０３４Ｇ 緑色の着色層
１０３４Ｂ 青色の着色層
１０３５ 黒色層（ブラックマトリックス）
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
１０４４Ｗ 白色の発光領域
１０４４Ｒ 赤色の発光領域
１０４４Ｂ 青色の発光領域
１０４４Ｇ 緑色の発光領域
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
３００２ 表示装置
５０００ 表示領域
５００１ 表示領域
５００２ 表示領域
５００３ 表示領域
５００４ 表示領域
５００５ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 第２の表示部
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４００ 携帯電話機
９０３３ 留め具
９０３４ スイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ スイッチ
９０３７ 操作キー
９０３８ 操作スイッチ
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネル領域
９６３２ｂ タッチパネル領域
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３８ コンバータ
９６３９ ボタン

Claims (3)

1. 陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられたＥＬ層と、を有し、
   前記ＥＬ層は、発光層を有し、
   前記発光層は、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、前記陽極と前記第２の発光層との間に設けられ、
   前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の発光中心物質と、を有し、
   前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、第２の発光中心物質と、を有し、
   前記第１の発光層及び前記第２の発光層は共に電子輸送性を有し、
   前記第１のホスト材料及び前記第２のホスト材料は共に分子量３００以上２０００以下の物質であり、且つ、電子輸送骨格に６員環の芳香環を有し、
   前記第１のホスト材料及び前記第２のホスト材料の前記６員環の芳香環に含まれる窒素原子の数は同じであり、
   前記第１のホスト材料の前記６員環の芳香環は単環であり、
   前記第２のホスト材料の前記６員環の芳香環にはさらに芳香環が縮合していることを特徴とする発光素子。
2. 陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられたＥＬ層と、を有し、
   前記ＥＬ層は、発光層を有し、
   前記発光層は、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、前記陽極と前記第２の発光層との間に設けられ、
   前記第１の発光層は、第１のホスト材料と、第１の発光中心物質と、を有し、
   前記第２の発光層は、第２のホスト材料と、第２の発光中心物質と、を有し、
   前記第１の発光層及び前記第２の発光層は共に電子輸送性を有し、
   前記第１のホスト材料及び前記第２のホスト材料は共に分子量３００以上２０００以下の物質であり、且つ、ＬＵＭＯが分布する骨格に６員環の芳香環を有し、
   前記第１のホスト材料及び前記第２のホスト材料の前記６員環の芳香環に含まれる窒素原子の数は同じであり、
   前記第１のホスト材料の前記６員環の芳香環は単環であり、
   前記第２のホスト材料の前記６員環の芳香環にはさらに芳香環が縮合していることを特徴とする発光素子。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第１のホスト材料の前記６員環の芳香環と、前記第２のホスト材料の前記６員環の芳香環は同じであることを特徴とする発光素子。