有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
【課題】安価に製造することが可能な、青色りん光を呈する有機金属錯体を提供する。
【解決手段】５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の１位の窒素が第９族または第１０族の金属に配位し、アリール基が第９族または第１０族の金属に結合し、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類である有機金属錯体を提供する。当該有機金属錯体は緑色から青色のりん光を呈し、且つコスト的にも優れている。
【解決手段】５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の１位の窒素が第９族または第１０族の金属に配位し、アリール基が第９族または第１０族の金属に結合し、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類である有機金属錯体を提供する。当該有機金属錯体は緑色から青色のりん光を呈し、且つコスト的にも優れている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
三重項励起エネルギーを発光に変換できる新規な有機金属錯体に関する。また、該有機金属錯体を用いた発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光材料として用いた発光素子の開発が盛んである。特に、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子と呼ばれる発光素子の構成は、電極間に発光材料を含む発光層を設けただけの単純な構造であり、薄型軽量化できる・入力信号に高速に応答できる・直流低電圧駆動が可能であるなどの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、これらの発光素子は面状光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考えられている。
【０００３】
発光物質が発光性の有機化合物である場合、発光素子の発光機構は、キャリア注入型である。すなわち、電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。ここで、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＊）があり、発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。
【０００４】
発光性の有機化合物は通常、基底状態が一重項状態である。したがって、一重項励起状態（Ｓ＊）からの発光は、同じ多重度間の電子遷移である。これは、蛍光と呼ばれる。一方、三重項励起状態（Ｔ＊）からの発光は、異なる多重度間の電子遷移である。これは、りん光と呼ばれる。そのため、蛍光を発する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）は、通常、室温においてりん光は観測されず蛍光のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であることを根拠に２５％とされている。
【０００５】
一方、りん光を発する化合物（以下、りん光性化合物と称す）を用いた発光素子の内部量子効率は、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を経た発光も含め、理論上は１００％まで可能となる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、りん光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００６】
りん光性化合物としては、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体が注目されている。赤色から青色まで様々な波長のりん光性化合物が開発されているが、一重項励起準位よりも、エネルギー的に低い位置にある三重項準位からの光であるりん光において、緑色から青色のエネルギーの大きい光を得るためには非常に広いエネルギーギャップを有するリン光性化合物が必要である。しかし、そのような物質は開発が困難であり、その種類は未だ多くない。
【０００７】
特許文献１には、短波長なりん光を発するりん光性化合物としてイミダゾール誘導体を配位子としたイリジウム錯体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／０２９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
青色りん光材料を用いた発光素子の実用化を念頭に置いた場合、材料自体のコストも問題となる。特に、白熱電球や蛍光灯など成熟した市場を形成する照明分野においては、コスト的な競争力は非常に重要である。
【００１０】
そこで、本発明では、安価に製造することが可能な、青色りん光を呈する有機金属錯体を提供することを課題とする。
【００１１】
また、そのような有機金属錯体を用いることで、安価に製造することが可能であり、且つ、青緑色〜青色の波長域に高効率な発光を示す発光素子を提供することを課題とする。また、該発光素子を用いた安価な発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の１位の窒素が第９族または第１０族の金属に配位し、アリール基が第９族または第１０族の金属に結合し、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類である有機金属錯体が、りん光発光を示すことを見出した。特に当該金属がイリジウムであり、トリス型の有機金属錯体が、緑色から青色のりん光を呈し、且つコスト的にも優れていることを見出した。
【００１３】
また、上記有機金属錯体を一対の電極間に有する発光素子が、電圧を印加することにより、青色の波長域に効率の高い発光を示し、且つ安価に提供できることを見出した。
【００１４】
したがって、本発明の一態様は、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体を配位子とする、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体である。具体的な本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体である。
【００１５】
【化１】
【００１６】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体である。
【００１７】
【化２】
【００１８】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体である。
【００１９】
【化３】
【００２０】
一般式（Ｇ１）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。また、一般式（Ｇ２）において、Ｒ１１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基のいずれかを表す。
【００２１】
また、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、及び一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。なお、橋架け構造を形成しても良い。
【００２２】
なお、Ｒ１乃至Ｒ８及びＲ１１乃至Ｒ１４がすべて水素である有機金属錯体は、原料の入手が容易であり、また、当該原料の価格もより安価であることから、さらにコスト的に優れた有機金属錯体である。
【００２３】
すなわち、本発明の他の構成は、下記構造式（１００）で表される有機金属錯体である。
【００２４】
【化４】
【００２５】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に上記の有機金属錯体を有する発光素子である。特に、上記の有機金属錯体を発光層に含むことが好ましい。
【００２６】
また、上記発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び照明装置も本発明の範疇に含めるものとする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、光源を含む。また、パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）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。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様は、緑色〜青色の波長域のりん光を呈し、コスト的に有利な有機金属錯体を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の一態様は、安価に製造することが可能であり、且つ、青緑色〜青色の波長域に高効率な発光を示す発光素子を提供することができる。また、該発光素子を用いた安価な発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の一態様は、上記有機金属錯体を用いた発光素子、該発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図３】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図４】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図５】アクティブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図６】電子機器について説明する図。
【図７】照明装置について説明する図。
【図８】本発明の一態様に係る車載表示装置の一例を示す図。
【図９】構造式（１００）に示す有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］の１Ｈ ＮＭＲチャート。
【図１０】構造式（１００）に示す有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］のジクロロメタン溶液における紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【図１１】実施例１で作製した発光素子の電流密度−輝度特性。
【図１２】実施例１で作製した発光素子の電圧−輝度特性。
【図１３】実施例１で作製した発光素子の輝度−電流効率特性。
【図１４】実施例１で作製した発光素子の電圧−電流特性。
【図１５】実施例１で作製した発光素子の発光スペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施の形態について、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。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の有機金属錯体について説明する。
【００３３】
本実施の形態における有機金属錯体は、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体を配位子とする有機金属錯体である。この有機金属錯体における中心金属は第９族または第１０族の金属であることで、りん光発光が実現する。特に、当該中心金属がイリジウムである有機金属錯体は、りん光量子収率が良好であるため好ましい構成である。なお、トリス型の有機金属錯体であることが、より短波長のりん光を得やすいため好ましい構成である。
【００３４】
また、配位子である５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体は３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類であるとする。当該５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体は合成のステップ数が少なく、合成が容易であるため、コスト的に有利となる。また、錯形成反応が比較的進行しやすいため、収率的にも有利であり、よりコスト削減につながる。
【００３５】
以上の構成を有する有機金属錯体は、青緑から青色のりん光を発し、且つ安価に製造することができることから、コスト的に有利な有機金属錯体である。
【００３６】
上記構成を有する本実施の形態における有機金属錯体を、より具体的に下記一般式（Ｇ１）で示す。
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
【化７】
【００４０】
一般式（Ｇ１）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Ａｒが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、イソブチルスルフィニル基、ｓｅｃ−ブチルスルフィニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニル基、フルオロ基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロ基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基などを適用することができる。
【００４１】
また、一般式（Ｇ２）において、Ｒ１１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基のいずれかを表す。Ｒ１１乃至Ｒ１４の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、イソブチルスルフィニル基、ｓｅｃ−ブチルスルフィニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニル基、フルオロ基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロ基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基などが挙げられる。
【００４２】
また、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、及び一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。Ｒ１乃至Ｒ８の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙げられる。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで環を形成しても良い。
【００４３】
なお、Ｒ１乃至Ｒ８及びＲ１１乃至Ｒ１４がすべて水素である有機金属錯体は、原料の入手が容易であり、また、当該原料の価格もより安価であることから、さらにコスト的に優れた有機金属錯体である。
【００４４】
続いて、本実施の形態における有機金属錯体の合成方法の一例について説明する。
【００４５】
＜一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体の合成法＞
まず、下記一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体の合成法の一例について説明する。
【００４６】
【化８】
【００４７】
一般式（Ｇ０）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Ａｒが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。また、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。
【００４８】
例えば、下記スキーム（ａ）に示すように、アリールヒドラジド（Ａ１）とＯ−メチルバレロラクタム誘導体（Ａ２）を反応させることにより得られる。
【００４９】
【化９】
【００５０】
上記式中（Ａ１）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表し、（Ａ２）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。
【００５１】
なお、上述の化合物（Ａ１）、（Ａ２）は、様々な種類が市販されているか、または合成可能である。このように、一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体は数多くの種類を合成することができる。したがって、一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様の有機金属錯体は、その配位子のバリエーションが豊富であるという特徴を有する。そして、このように配位子のバリエーションが豊富な有機金属錯体を発光素子の作製の際に用いることにより、発光素子に求められる素子特性の微調整を容易に行うことができる。
【００５２】
＜一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法＞
一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様である有機金属錯体は、下記合成スキーム（ｂ）により合成することができる。すなわち、一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物（塩化イリジウム、臭化イリジウム、ヨウ化イリジウムなど）、またはイリジウムの有機金属錯体化合物（アセチルアセトナト錯体、ジエチルスルフィド錯体等）とを混合した後、加熱することにより、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体を得ることができる。また、この加熱プロセスは、一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物、またはイリジウムの有機金属錯体化合物とをアルコール系溶媒（グリセロール、エチレングリコール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール等）に溶解した後に行ってもよい。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
【００５３】
【化１０】
【００５４】
スキーム（ｂ）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Ａｒが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。また、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。
【００５５】
上記一般式（Ｇ１）で表される構造を含む有機金属錯体の具体例としては、構造式（１００）〜（１２４）で表される有機金属錯体が挙げられる。ただし、本発明はこれらの構造式で表される有機金属錯体のみに限定されるものではない。なお、構造式（１２１）乃至（１２４）は配位子中に橋架け構造を有している有機金属錯体の例である。
【００５６】
【化１１】
【００５７】
【化１２】
【００５８】
【化１３】
【００５９】
【化１４】
【００６０】
【化１５】
【００６１】
なお、上記構造式（１００）〜（１２４）で表される有機金属錯体には、配位子の種類によっては立体異性体が存在しうるが、本発明の一態様の有機金属錯体にはこれらの異性体も全て含まれる。
【００６２】
以上に示す本発明の一態様である有機金属錯体は、青色のりん光を発光することが可能な新規物質である。また、安価に製造することができる有機金属錯体である。
【００６３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００６４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様として実施の形態１で示した有機金属錯体を用いた発光素子として、上記有機金属錯体を発光層に用いた発光素子について図１を用いて説明する。
【００６５】
本実施の形態に示す発光素子は、図１に示すように一対の電極（第１の電極１０１と第２の電極１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔（または、ホール）輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、電荷発生層１１６などを含んで形成される。
【００６６】
なお、本実施の形態において、第１の電極１０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極１０３は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極１０１と第２の電極１０３の少なくとも一方を透光性を有するように形成することによってＥＬ層１０２からの光を外部に取り出して用いることができる。
【００６７】
このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第１の電極１０１側から注入された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合し、有機金属錯体を励起状態にする。そして、励起状態の有機金属錯体が基底状態に戻る際に発光する。このように、本発明の一態様において有機金属錯体は、発光素子における発光物質として機能する。
【００６８】
なお、ＥＬ層１０２における正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層、もしくは正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む複合材料を含む層である。正孔注入層が複合材料を含む層である場合には、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれることにより正孔（ホール）が発生する。従って、正孔注入層１１１から正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。
【００６９】
また、電荷発生層１１６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層である。アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれるため、引き抜かれた電子が、電子注入性を有する電子注入層１１５から電子輸送層１１４を介して発光層１１３に注入される。
【００７０】
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。
【００７１】
第１の電極１０１および第２の電極１０３には、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。
【００７２】
陽極である第１の電極１０１を形成する物質としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、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、通常スパッタにより成膜される。例えば、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ことができる。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ができる。なお、スパッタリング法を用いず、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。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。また、グラフェンも用いることができる。
【００７３】
陰極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）、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。この他、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属化合物（例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）など）の膜と積層することによって、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陰極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。
【００７４】
正孔注入層１１１は、陽極に接して設けられ、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００７５】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質に当該正孔輸送性の高い物質に対してアクセプター性を示す物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性を示す物質を含有させた複合材料を陽極に接して形成することにより、仕事関数に依らず陽極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極を構成する材料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。アクセプター性を示す物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を用いることもできる。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。
【００７６】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、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、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００７７】
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。
【００７８】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００７９】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【００８０】
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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。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、１×１０−６ｃｍ２／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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、このような複合材料からなる層は、その膜厚が厚くても薄くても駆動電圧の変化がほとんど無いことから、発光層１１３から発する光の取り出し効率や指向性などを制御するための光学設計を行う際に非常に好適に用いることができる。
【００８４】
正孔輸送層１１２は正孔輸送性の高い物質を用いて形成する。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性の高い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。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、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。
【００８５】
また、正孔輸送層１１２として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【００８６】
発光層１１３は、実施の形態１で示した有機金属錯体を発光物質となるゲスト材料として含み、この有機金属錯体よりも三重項励起エネルギーの大きい物質をホスト材料として用いて形成される層である。
【００８７】
上記有機金属錯体を分散状態にするために用いる物質（すなわちホスト材料）としては、例えば、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、ＮＰＢのようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、ＣＢＰ、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）等のカルバゾール誘導体や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、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−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）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等の金属錯体が好ましい。また、ＰＶＫのような高分子化合物を用いることもできる。
【００８８】
なお、発光層１１３において、上述した有機金属錯体（ゲスト材料）とホスト材料とを含んで形成することにより、発光層１１３からは、発光効率の高い緑から青色のりん光発光を得ることができる。
【００８９】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層１１４には、Ａｌｑ３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ＢＡｌｑ、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）などの金属錯体を用いることができる。また、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）、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−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。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。
【００９０】
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。
【００９１】
電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５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（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）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（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層１１４を構成する物質を用いることもできる。
【００９２】
あるいは、電子注入層１１５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を構成する物質（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。
【００９３】
なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、電荷発生層１１６は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【００９４】
上述した発光素子は、第１の電極１０１および第２の電極１０３との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０２において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そして、この発光は、第１の電極１０１および第２の電極１０３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および第２の電極１０３のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。
【００９５】
以上により説明した発光素子は、有機金属錯体に基づくりん光発光が得られることから、蛍光性化合物を用いた発光素子に比べて、高効率な発光素子を実現することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様である有機金属錯体を適用して作製される発光素子の一例である。また、上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
【００９７】
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＴＦＴを適宜用いることができる。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、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
【００９８】
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。
【００９９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、りん光性有機金属イリジウム錯体に加え、他の２種類以上の有機化合物を発光層に用いた発光素子について説明する。
【０１００】
本実施の形態に示す発光素子は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように一対の電極（第１の電極２０１、及び第２の電極２０２）間にＥＬ層２０３を有する構造である。なお、ＥＬ層２０３には、少なくとも発光層２０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層には、それぞれ、実施の形態２に示した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、及び電荷発生層１１６と同様の物質を用いることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態において、第１の電極２０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極２０２は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極２０１および第２の電極２０２は、実施の形態２に示した第１の電極１０１、及び第２の電極１０３と同様な構成を用いることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態に示す発光層２０４には、実施の形態１に示した有機金属錯体を用いたりん光性化合物２０５、第１の有機化合物２０６および第２の有機化合物２０７が含まれている。なお、りん光性化合物２０５は、発光層２０４におけるゲスト材料である。また、第１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７のうち発光層２０４に含まれる割合の多い方を発光層２０４におけるホスト材料とする。図２（Ａ）は第１の有機化合物が、図２（Ｂ）は第２の有機化合物がそれぞれホスト材料である場合の図である。なお、発光層２０４にはこれら以外の物質が含まれていても良い。
【０１０３】
発光層２０４において、上記ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。
【０１０４】
第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７、それぞれの三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）は、りん光性化合物２０５のＴ１準位よりも高いことが好ましい。第１の有機化合物２０６、や第２の有機化合物２０７のＴ１準位がりん光性化合物２０５のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与するりん光性化合物２０５の三重項励起エネルギーが第１の有機化合物２０６や第２の有機化合物２０７に移動してしまい、発光効率の低下を招くためである。
【０１０５】
ここで、ホスト材料の発光スペクトル（蛍光スペクトル、りん光スペクトル）とゲスト材料の吸収スペクトル（より詳細には、最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯におけるスペクトル）はその重なりが大きくなることが好ましい。
【０１０６】
しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ねることは困難である。なぜならば、蛍光発光は、りん光発光より高いエネルギー準位からの発光であるため、蛍光スペクトルがゲスト材料の最も長波長側の吸収スペクトルに近接するような波長にあるホスト材料のＴ１準位は、ゲスト材料のＴ１準位を下回ってしまうからである。
【０１０７】
そこで本実施の形態においては、第１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７は、励起錯体（エキサイプレックスとも言う）を形成する組み合わせであることが好ましい。この場合、発光層２０４におけるキャリア（電子及びホール）の再結合の際に、第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７は、電子及び正孔の再結合によってエネルギーを得ると、励起錯体を形成する。励起錯体からの蛍光発光は、第１の有機化合物２０６単体、及び第２の有機化合物２０７単体の蛍光スペクトルより長波長側にスペクトルを有する発光となる。これにより、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のＴ１準位をゲスト材料のＴ１準位より高く保ったまま、蛍光発光をゲスト材料の長波長側の吸収帯に重ねることができるようになり、一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることができる。
【０１０８】
りん光性化合物２０５としては、実施の形態１で示したりん光性有機金属イリジウム錯体を用いる。また、第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７としては、励起錯体を生じる組み合わせが好ましく、電子を受け取りやすい化合物（電子トラップ性化合物）と、ホールを受け取りやすい化合物（正孔トラップ性化合物）とを組み合わせることがより好ましい。
【０１０９】
電子を受け取りやすい化合物としては、例えば、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−［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）が挙げられる。
【０１１０】
ホールを受け取りやすい化合物としては、例えば、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−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’，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）、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，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−（９，９−ジメチル−２−Ｎ’，Ｎ’−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）、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）、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−［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）、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、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−（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）、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−［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：ＰＣｚＤＰＡ２）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−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：ＤＮＴＰＤ）、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）、３，６−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）が挙げられる。
【０１１１】
上述した第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７は、これらに限定されることなく、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、りん光性化合物２０５の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが、りん光性化合物２０５の吸収スペクトルのピークよりも長波長であればよい。
【０１１２】
なお、電子を受け取りやすい化合物とホールを受け取りやすい化合物で第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７を構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを制御することができる。
【０１１３】
本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルとりん光性化合物の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めることができるため、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。
【０１１４】
なお、本発明に含まれる別の構成として、ゲスト材料であるりん光性化合物２０５と、他の２種類の有機化合物として、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子を用いて発光層２０４を形成し、２種類のホスト分子中に存在するゲスト分子に正孔と電子を導いて、ゲスト分子を励起状態とする現象（すなわち、Ｇｕｅｓｔ Ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｈｏｓｔｓ：ＧＣＣＨ）が得られるように発光層２０４を形成する構成も可能である。
【０１１５】
この時、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子としては、それぞれ、上述した正孔を受け取りやすい化合物、および電子を受け取りやすい化合物を用いることができる。
【０１１６】
上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
【０１１７】
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＴＦＴを適宜用いることができる。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、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでＥＬ層を複数有する構造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。
【０１２０】
本実施の形態に示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極３０１および第２の電極３０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。
【０１２１】
本実施の形態において、第１の電極３０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極３０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極３０１および第２の電極３０４は、実施の形態２に示した第１の電極１０１、及び第２の電極１０３と同様な構成を用いることができる。
【０１２２】
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））は、実施の形態２または実施の形態３で示したＥＬ層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第１のＥＬ層３０２（１）と第２のＥＬ層３０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２または実施の形態３と同様なものを適用することができる。
【０１２３】
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））の間には、電荷発生層３０５が設けられている。電荷発生層３０５は、第１の電極３０１と第２の電極３０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。例えば、第１の電極３０１に第２の電極３０４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３０５から第１のＥＬ層３０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層３０２（２）に正孔が注入される。
【０１２４】
なお、電荷発生層３０５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３０５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３０５は、第１の電極３０１や第２の電極３０４よりも低い導電率であっても機能する。
【０１２５】
電荷発生層３０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添加された構成（実施の形態２で説明した複合材料）であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（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。
【０１２６】
正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、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）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
【０１２７】
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：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１２８】
なお、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成としては、実施の形態２で既に説明した複合材料がそれに当てはまり、同様の構成を用いることができるが、その説明は繰り返しとなるため割愛する。実施の形態２における複合材料の説明を参照されたい。
【０１２９】
一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、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を用いることができる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、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、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
【０１３０】
また、電子供与体としては、アルカリ金属、マグネシウム及びアルカリ土類金属、希土類金属または元素周期表における第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。
【０１３１】
なお、上述した材料を用いて電荷発生層３０５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。
【０１３２】
図３（Ａ）においては、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図３（Ｂ）に示すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上の自然数）のＥＬ層を積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数のＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間に電荷発生層を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿命素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１３３】
また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。
【０１３４】
また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【０１３５】
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。
【０１３６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様であるりん光発光に基づく発光装置として、りん光性有機金属イリジウム錯体を用いた発光装置について説明する。
【０１３７】
本実施の形態に示す発光装置は、一対の電極間での光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティー）構造を有しており、図４に示す様に一対の電極（反射電極４０１及び半透過・半反射電極４０２）間に少なくともＥＬ層４０５を有する構造である発光素子を複数、有している。また、ＥＬ層４０５は、少なくとも発光領域となる発光層４０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、発光層４０４には、本発明の一態様であるりん光性有機金属イリジウム錯体が含まれている。
【０１３８】
本実施の形態では、図４に示すように構造の異なる発光素子（第１の発光素子４１０Ｒ、第２の発光素子４１０Ｇ、第３の発光素子４１０Ｂ）を有した発光装置について説明する。
【０１３９】
第１の発光素子４１０Ｒは、反射電極４０１上に第１の透明導電層４０３ａと、ＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２と、が順次積層された構造を有する。また、第２の発光素子４１０Ｇは、反射電極４０１上に第２の透明導電層４０３ｂと、ＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２と、が順次積層された構造を有する。また、第３の発光素子４１０Ｂは、反射電極４０１上にＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２と、が順次積層された構造を有する。
【０１４０】
なお、上記発光素子（第１の発光素子４１０Ｒ、第２の発光素子４１０Ｇ、及び第３の発光素子４１０Ｂ）において、反射電極４０１、ＥＬ層４０５、半透過・半反射電極４０２は共通である。
【０１４１】
また、ＥＬ層４０５は、第１の発光層４０４Ｂと、第２の発光層４０４Ｇと、第３の発光層４０４Ｒと、を含んだ構造である。なお、第１の発光層４０４Ｂは、波長λＢにピークを有する光を発光し、第２の発光層４０４Ｇは、波長λＧにピークを有する光を発光し、第３の発光層４０４Ｒは波長λＲにピークを有する光を発光する。これにより、いずれの発光素子（第１の発光素子４１０Ｒ、第２の発光素子４１０Ｇ、第３の発光素子４１０Ｂ）からも、第１の発光層４０４Ｂ、第２の発光層４０４Ｇ、および第３の発光層４０４Ｒからの発光が重ね合わされた光が得られる。なお、波長の長さは、λＢ＜λＧ＜λＲとなる関係であるとする。
【０１４２】
本実施の形態に示す各発光素子は、それぞれ反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２との間にＥＬ層４０５を挟んでなる構造を有しており、ＥＬ層４０５に含まれる各発光層から全方向に射出される発光は、微小光共振器（マイクロキャビティー）としての機能を有する反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２とによって共振される。なお、反射電極４０１は、反射性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射率が４０％〜１００％、好ましくは７０％〜１００％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極４０２は、反射性および光透過性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射率が２０％〜８０％、好ましくは４０％〜７０％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
【０１４３】
また、本実施の形態では、各発光素子で、第１の発光素子４１０Ｒと第２の発光素子４１０Ｇにそれぞれ設けられた透明導電層（第１の透明導電層４０３ａ、第２の透明導電層４０３ｂ）の厚みを変えることにより、発光素子毎に反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２の間の光学的距離を変えている。つまり、各発光素子の各発光層から発光するブロードな光は、反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができるため、素子毎に反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２の間の光学的距離を変えることにより、異なる波長の光を強めて取り出すことができる。
【０１４４】
なお、光学的距離（光路長ともいう）とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本実施の形態においては、実膜厚にｎ（屈折率）をかけたものを表している。すなわち、「光学的距離＝実膜厚×ｎ」である。
【０１４５】
また、第１の発光素子４１０Ｒでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離をｍλＲ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）、第２の発光素子４１０Ｇでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離をｍλＧ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）、第３の発光素子４１０Ｂでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離をｍλＢ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）としている。
【０１４６】
以上より、第１の発光素子４１０Ｒからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第３の発光層４０４Ｒで発光した光（λＲ）が強められて取り出され、第２の発光素子４１０Ｇからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第２の発光層４０４Ｇで発光した光（λＧ）が強められて取り出され、第３の発光素子４１０Ｂからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第１の発光層４０４Ｂで発光した光（λＢ）が強められて取り出される。なお、各発光素子から取り出される光は、半透過・半反射電極４０２側からそれぞれ射出される。
【０１４７】
なお、上記構成において、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離は、厳密には反射電極４０１における反射領域から半透過・半反射電極４０２における反射領域までの距離である。しかし、反射電極４０１や半透過・半反射電極４０２における反射領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２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。
【０１４８】
また、第１の発光素子４１０Ｒにおいて、第３の発光層４０４Ｒからの発光のうち、反射電極４０１によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、第３の発光層４０４Ｒから半透過・半反射電極４０２に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極４０１と第３の発光層４０４Ｒの光学的距離を（２ｎＲ−１）λＲ／４（ただし、ｎＲは１以上の自然数）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ、第３の発光層４０４Ｒからの発光をより増幅させることができる。
【０１４９】
なお、反射電極４０１と第３の発光層４０４Ｒとの光学的距離とは、厳密には反射電極４０１における反射領域と第３の発光層４０４Ｒにおける発光領域との光学的距離ということができる。しかし、反射電極４０１における反射領域や第３の発光層４０４Ｒにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４０１と第３の発光層４０４Ｒの任意の位置を、それぞれ反射領域、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。
【０１５０】
次に、波長λＧの発光を呈する第２の発光素子４１０Ｇ、波長λＢの発光を呈する発光素子４１０Ｂに関しても同様に光学的距離を調節することによって、それぞれの発光素子からの発光を増幅させることができる。
【０１５１】
なお、上記構成において、いずれの発光素子もＥＬ層に複数の発光層を有する構造を有しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、実施の形態４で説明したタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成としてもよい。
【０１５２】
本実施の形態で示した発光装置は、マイクロキャビティー構造を有しており、同じＥＬ層を有していても発光素子ごとに異なる波長の光を取り出すことができるためＲＧＢの塗り分けが不要となる。従って、高精細化を実現することが容易であるなどの理由からフルカラー化を実現する上で有利である。また、同時にカラーフィルタを用いることによって、より色純度の高い発光を得ることができ、色再現性が豊かな発光装置とすることができる。また、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。この構成は、３色以上の画素を用いたカラーディスプレイ（画像表示装置）に適用する場合に、特に有用であるが、照明などの用途に用いても良い。
【０１５３】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を発光層に用いた発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１５４】
また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型の発光装置でもよい。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。
【０１５５】
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５を用いて説明する。
【０１５６】
なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４と、を有する。画素部５０２、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４は、シール材５０５によって、素子基板５０１と封止基板５０６との間に封止されている。
【０１５７】
また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４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、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を設ける例を示している。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。
【０１５８】
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板５０１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、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３と、画素部５０２が示されている。
【０１５９】
駆動回路部５０３はｎチャネル型ＴＦＴ５０９とｐチャネル型ＴＦＴ５１０とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、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ー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１６０】
また、画素部５０２はスイッチング用ＴＦＴ５１１と、電流制御用ＴＦＴ５１２と電流制御用ＴＦＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の電極５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極５１３の端部を覆って絶縁物５１４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を用いることにより形成する。
【０１６１】
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物５１４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のが好ましい。例えば、絶縁物５１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物５１４の上端部に曲率半径（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５１４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、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することができる。
【０１６２】
第１の電極５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６が積層形成されている。ＥＬ層５１５は、少なくとも発光層が設けられており、発光層には、本発明の一態様である有機金属錯体が含まれている。また、ＥＬ層５１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。
【０１６３】
また、第１の電極５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６との積層構造で、発光素子５１７が形成されている。第１の電極５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６に用いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示しないが、第２の電極５１６は外部入力端子であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。
【０１６４】
なお、本実施の形態において、第１の電極５１３は、陽極として機能する電極であり、第２の電極５１６は、陰極として機能する電極である。
【０１６５】
また、図５（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部５０２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５０２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、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。
【０１６６】
さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、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５０５で充填される構成も含むものとする。
【０１６７】
なお、シール材５０５にはエポキシ系樹脂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５０６に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を適用して作製された発光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図６を用いて説明する。
【０１７１】
発光装置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、又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図６に示す。
【０１７２】
図６（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７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。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。
【０１７３】
テレビジョン装置７１００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。
【０１７４】
なお、テレビジョン装置７１００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又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）又は双方向（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。
【０１７５】
図６（Ｂ）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、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。
【０１７６】
図６（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６（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７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、又は一方に発光装置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６（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６（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。
【０１７７】
図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００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７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
【０１７８】
図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００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。また、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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１８１】
また、携帯電話機７４００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７４００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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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７４０２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又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。
【０１８５】
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることができる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１８６】
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。
【０１８７】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光装置を適用した照明装置の一例について、図７を用いて説明する。
【０１８８】
図７は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８００３を備えても良い。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
（実施の形態９）
本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、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８に、本発明の一態様である有機金属錯体を含む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。領域５０００乃至領域５００５は本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を用いて設けられた表示である。
【０１９２】
領域５０００と領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を搭載した発光装置である。本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、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発光装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
【０１９３】
領域５００２はピラー部分に設けられた本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を搭載した発光装置である。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。
【０１９４】
領域５００４や領域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、これら情報は領域５０００乃至領域５００３にも設けることができる。また、領域５０００乃至領域５００５は照明として用いることも可能である。
【０１９５】
本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができ、消費電力が小さい発光素子である。また、安価に製造できる発光素子である。このことから、領域５０００乃至領域５００５のような大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負荷をかけることが少なく、快適に使用することができることから本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を用いた発光装置は、車載用の発光装置として好適に用いることができる。また、安価にその発光装置を搭載することが可能となる。
【実施例１】
【０１９６】
≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１に記載の有機金属錯体である、トリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）の合成例を具体的に例示する。なお、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］（略称）の構造式を以下に示す。
【０１９７】
【化１６】
【０１９８】
＜ステップ１：３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン（略称：ＨｐｔｚｐｙｔＨ）の合成＞
３００ｍＬ三ツ口フラスコにベンゾイルヒドラジン６．０ｇとキシレン１００ｍＬを加えた。この混合物にＯ−メチルバレロラクタム５．０ｇを加え、窒素気流下、１４０℃で３時間加熱還流した。還流後、反応溶液を濃縮して固体を得た。得られた固体に酢酸エチルを少量加え、吸引ろ過して３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン（略称：ＨｐｔｚｐｙｔＨ）を得た（白色固体、収率７７％）。ステップ１の合成スキームを（ａ−１）に示す。
【０１９９】
【化１７】
【０２００】
＜ステップ２：トリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）の合成＞
ステップ１で得られた配位子ＨｐｔｚｐｙｔＨ７．３ｇ、トリス（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．７１ｇを、三方コックを付けた反応容器に入れ、内部をアルゴン置換した。２５０℃にて４８時間加熱し反応させた。得られた反応混合物をジクロロメタンに溶解し、アルミナカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒にはジクロロメタンを用いた。得られたフラクションを濃縮して、固体を得た。得られた固体をジクロロメタンと酢酸エチルの混合溶媒で再結晶し、有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］を得た（黄色粉末、収率３０％）。ステップ２の合成スキームを（ｂ−１）に示す。
【０２０１】
【化１８】
【０２０２】
上記ステップ２で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図９に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式（１００）で表される本発明の有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］が得られたことがわかった。
【０２０３】
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．８１−１．９１（ｍ，２Ｈ），２．０４（ｂｒ，２Ｈ），２．９２−３．１３（ｍ，２Ｈ），４．３０−４．４４（ｍ，２Ｈ），６．４２（ｂｒ，１Ｈ），６．６６（ｔ，１Ｈ），６．８９（ｔ，１Ｈ），７．４８（ｄ，１Ｈ）
【０２０４】
次に、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、ジクロロメタン溶液（０．１０２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用い、脱気したジクロロメタン溶液（０．１０２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１０に示す。横軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。なお、図１０に示す吸収スペクトルは、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］のジクロロメタン溶液を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
【０２０５】
図１０に示す通り、本発明の有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は、４５９、４８７ｎｍに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは青色の発光が観測された。
【０２０６】
以上のように、本実施例で合成した実施の形態１に記載の有機金属錯体である［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は青色のりん光を呈する発光物質である。また、２ステップという少ないステップ数により合成することができる上、その収率も良好であることから、安価に製造が可能な有機金属錯体であることがわかった。なお、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］の配位子の４位と５位に脂環ではなく、共にメチル基がついた物質であるトリス（４，５−ジメチル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ−Ｍｅ）３］）は収率が非常に悪かった。本実施例のように、配位子が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類である有機金属錯体、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は、上述のように収率良く合成が可能であり、且つ合成ステップ数も少ないことから非常に安価に合成することが可能な青色りん光材料である。
【実施例２】
【０２０７】
本実施例では、実施の形態１に記載の有機金属錯体である、トリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）を発光中心物質として用いた発光素子を作製した。本実施例で用いた有機化合物の分子構造を以下に示す。
【０２０８】
【化１９】
【０２０９】
≪発光素子の作製≫
まず、第１の電極１０１として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この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。
【０２１０】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０２１１】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（ｉ）で表される４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣＢＰ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０２１２】
続いて、上記構造式（ｉｉ）で表される１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２を形成した。
【０２１３】
さらに、正孔輸送層１１２上に、ｍＣＰと上記構造式（１００）で表される実施の形態１の有機金属錯体の一つであるトリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）とをｍＣＰ：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉｉ）で表される２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）と［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］とをｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように１０ｎｍ蒸着して積層することにより、発光層１１３を形成した。
【０２１４】
次に、上記構造式（ｉｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を形成した。
【０２１５】
さらに電子輸送層１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着することによって電子注入層１１５を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極１０３としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２１６】
以下に完成させた発光素子の素子構成を示す。
【０２１７】
【表１】
【０２１８】
≪発光素子の動作特性≫
以上により得られた発光素子を、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封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２１９】
発光素子の電流密度−輝度特性を図１１、電圧−輝度特性を図１２、輝度−電流効率特性を図１３に、電圧−電流特性を図１４に示す。図１１では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示す。図１２では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。図１３では縦軸が電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図１４では縦軸が電流（ｍＡ）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。
【０２２０】
図１３から、実施例である発光素子は良好な輝度−電流効率特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。
【０２２１】
また、作製した発光素子に０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１５に示す。図１５では縦軸が発光強度（任意単位）、横軸が波長（ｎｍ）を示す。発光強度は最大発光強度を１とした相対的な値として示す。図１５より、本実施例における発光素子は、４６０ｎｍ付近に最大発光波長を有する青色の発光を呈する発光素子であることがわかった。
【０２２２】
なお、本実施例の発光素子の発光中心物質である［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は、青色りん光を呈することが可能な有機金属錯体であり、低コストで製造ができる有機金属錯体であることから、本実施例の発光素子も青色の波長領域に効率の高い発光を呈しつつ、安価に製造することができる発光素子ということができる。
【符号の説明】
【０２２３】
１０１ 電極
１０２ ＥＬ層
１０３ 電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
２０１ 電極
２０２ 電極
２０３ ＥＬ層
２０４ 発光層
２０５ りん光性化合物
２０６ 有機化合物
２０７ 有機化合物
３０１ 電極
３０２ ＥＬ層
３０４ 電極
３０５ 電荷発生層
４０１ 反射電極
４０２ 半透過・半反射電極
４０３ａ 透明導電層
４０３ｂ 透明導電層
４０４ 発光層
４０４Ｂ 発光層
４０４Ｇ 発光層
４０４Ｒ 発光層
４０５ ＥＬ層
４１０Ｂ 発光素子
４１０Ｇ 発光素子
４１０Ｒ 発光素子
５０１ 素子基板
５０２ 画素部
５０３ 駆動回路部
５０４ 駆動回路部
５０５ シール材
５０６ 封止基板
５０７ 配線
５０８ ＦＰＣ
５０９ ｎチャネル型ＴＦＴ
５１０ ｐチャネル型ＴＦＴ
５１１ スイッチング用ＴＦＴ
５１２ 電流制御用ＴＦＴ
５１３ 電極
５１４ 絶縁物
５１５ ＥＬ層
５１６ 電極
５１７ 発光素子
５１８ 空間
５０００ 領域
５００１ 領域
５００２ 領域
５００３ 領域
５００４ 領域
５００５ 領域
７１００ テレビジョン装置
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
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
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
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
８００１ 照明装置
８００２ 照明装置
８００３ 照明装置
【技術分野】
【０００１】
三重項励起エネルギーを発光に変換できる新規な有機金属錯体に関する。また、該有機金属錯体を用いた発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物や無機化合物を発光材料として用いた発光素子の開発が盛んである。特に、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子と呼ばれる発光素子の構成は、電極間に発光材料を含む発光層を設けただけの単純な構造であり、薄型軽量化できる・入力信号に高速に応答できる・直流低電圧駆動が可能であるなどの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、コントラストや画質に優れ、視野角が広いという特徴も有している。さらに、これらの発光素子は面状光源であるため、液晶ディスプレイのバックライトや照明等の光源としての応用も考えられている。
【０００３】
発光物質が発光性の有機化合物である場合、発光素子の発光機構は、キャリア注入型である。すなわち、電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。ここで、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＊）があり、発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。
【０００４】
発光性の有機化合物は通常、基底状態が一重項状態である。したがって、一重項励起状態（Ｓ＊）からの発光は、同じ多重度間の電子遷移である。これは、蛍光と呼ばれる。一方、三重項励起状態（Ｔ＊）からの発光は、異なる多重度間の電子遷移である。これは、りん光と呼ばれる。そのため、蛍光を発する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）は、通常、室温においてりん光は観測されず蛍光のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であることを根拠に２５％とされている。
【０００５】
一方、りん光を発する化合物（以下、りん光性化合物と称す）を用いた発光素子の内部量子効率は、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を経た発光も含め、理論上は１００％まで可能となる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、りん光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００６】
りん光性化合物としては、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体が注目されている。赤色から青色まで様々な波長のりん光性化合物が開発されているが、一重項励起準位よりも、エネルギー的に低い位置にある三重項準位からの光であるりん光において、緑色から青色のエネルギーの大きい光を得るためには非常に広いエネルギーギャップを有するリン光性化合物が必要である。しかし、そのような物質は開発が困難であり、その種類は未だ多くない。
【０００７】
特許文献１には、短波長なりん光を発するりん光性化合物としてイミダゾール誘導体を配位子としたイリジウム錯体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／０２９４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
青色りん光材料を用いた発光素子の実用化を念頭に置いた場合、材料自体のコストも問題となる。特に、白熱電球や蛍光灯など成熟した市場を形成する照明分野においては、コスト的な競争力は非常に重要である。
【００１０】
そこで、本発明では、安価に製造することが可能な、青色りん光を呈する有機金属錯体を提供することを課題とする。
【００１１】
また、そのような有機金属錯体を用いることで、安価に製造することが可能であり、且つ、青緑色〜青色の波長域に高効率な発光を示す発光素子を提供することを課題とする。また、該発光素子を用いた安価な発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の１位の窒素が第９族または第１０族の金属に配位し、アリール基が第９族または第１０族の金属に結合し、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類である有機金属錯体が、りん光発光を示すことを見出した。特に当該金属がイリジウムであり、トリス型の有機金属錯体が、緑色から青色のりん光を呈し、且つコスト的にも優れていることを見出した。
【００１３】
また、上記有機金属錯体を一対の電極間に有する発光素子が、電圧を印加することにより、青色の波長域に効率の高い発光を示し、且つ安価に提供できることを見出した。
【００１４】
したがって、本発明の一態様は、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体を配位子とする、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体である。具体的な本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体である。
【００１５】
【化１】
【００１６】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体である。
【００１７】
【化２】
【００１８】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体である。
【００１９】
【化３】
【００２０】
一般式（Ｇ１）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。また、一般式（Ｇ２）において、Ｒ１１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基のいずれかを表す。
【００２１】
また、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、及び一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。なお、橋架け構造を形成しても良い。
【００２２】
なお、Ｒ１乃至Ｒ８及びＲ１１乃至Ｒ１４がすべて水素である有機金属錯体は、原料の入手が容易であり、また、当該原料の価格もより安価であることから、さらにコスト的に優れた有機金属錯体である。
【００２３】
すなわち、本発明の他の構成は、下記構造式（１００）で表される有機金属錯体である。
【００２４】
【化４】
【００２５】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に上記の有機金属錯体を有する発光素子である。特に、上記の有機金属錯体を発光層に含むことが好ましい。
【００２６】
また、上記発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び照明装置も本発明の範疇に含めるものとする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、光源を含む。また、パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）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。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様は、緑色〜青色の波長域のりん光を呈し、コスト的に有利な有機金属錯体を提供することができる。
【００２８】
また、本発明の一態様は、安価に製造することが可能であり、且つ、青緑色〜青色の波長域に高効率な発光を示す発光素子を提供することができる。また、該発光素子を用いた安価な発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することができる。
【００２９】
また、本発明の一態様は、上記有機金属錯体を用いた発光素子、該発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図３】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図４】本発明の一態様の発光素子について説明する図。
【図５】アクティブマトリクス型の発光装置を説明する図。
【図６】電子機器について説明する図。
【図７】照明装置について説明する図。
【図８】本発明の一態様に係る車載表示装置の一例を示す図。
【図９】構造式（１００）に示す有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］の１Ｈ ＮＭＲチャート。
【図１０】構造式（１００）に示す有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］のジクロロメタン溶液における紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【図１１】実施例１で作製した発光素子の電流密度−輝度特性。
【図１２】実施例１で作製した発光素子の電圧−輝度特性。
【図１３】実施例１で作製した発光素子の輝度−電流効率特性。
【図１４】実施例１で作製した発光素子の電圧−電流特性。
【図１５】実施例１で作製した発光素子の発光スペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
実施の形態について、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。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の有機金属錯体について説明する。
【００３３】
本実施の形態における有機金属錯体は、５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体を配位子とする有機金属錯体である。この有機金属錯体における中心金属は第９族または第１０族の金属であることで、りん光発光が実現する。特に、当該中心金属がイリジウムである有機金属錯体は、りん光量子収率が良好であるため好ましい構成である。なお、トリス型の有機金属錯体であることが、より短波長のりん光を得やすいため好ましい構成である。
【００３４】
また、配位子である５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体は３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類であるとする。当該５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体は合成のステップ数が少なく、合成が容易であるため、コスト的に有利となる。また、錯形成反応が比較的進行しやすいため、収率的にも有利であり、よりコスト削減につながる。
【００３５】
以上の構成を有する有機金属錯体は、青緑から青色のりん光を発し、且つ安価に製造することができることから、コスト的に有利な有機金属錯体である。
【００３６】
上記構成を有する本実施の形態における有機金属錯体を、より具体的に下記一般式（Ｇ１）で示す。
【００３７】
【化５】
【００３８】
【化６】
【００３９】
【化７】
【００４０】
一般式（Ｇ１）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Ａｒが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、イソブチルスルフィニル基、ｓｅｃ−ブチルスルフィニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニル基、フルオロ基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロ基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基などを適用することができる。
【００４１】
また、一般式（Ｇ２）において、Ｒ１１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基のいずれかを表す。Ｒ１１乃至Ｒ１４の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、プロピルスルフィニル基、イソプロピルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、イソブチルスルフィニル基、ｓｅｃ−ブチルスルフィニル基、ｔｅｒｔ−ブチルスルフィニル基、フルオロ基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロ基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、２，２，２−トリフルオロエチル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロピル基などが挙げられる。
【００４２】
また、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、及び一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。Ｒ１乃至Ｒ８の具体例としては、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基などが挙げられる。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで環を形成しても良い。
【００４３】
なお、Ｒ１乃至Ｒ８及びＲ１１乃至Ｒ１４がすべて水素である有機金属錯体は、原料の入手が容易であり、また、当該原料の価格もより安価であることから、さらにコスト的に優れた有機金属錯体である。
【００４４】
続いて、本実施の形態における有機金属錯体の合成方法の一例について説明する。
【００４５】
＜一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体の合成法＞
まず、下記一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体の合成法の一例について説明する。
【００４６】
【化８】
【００４７】
一般式（Ｇ０）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Ａｒが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。また、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。
【００４８】
例えば、下記スキーム（ａ）に示すように、アリールヒドラジド（Ａ１）とＯ−メチルバレロラクタム誘導体（Ａ２）を反応させることにより得られる。
【００４９】
【化９】
【００５０】
上記式中（Ａ１）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表し、（Ａ２）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。
【００５１】
なお、上述の化合物（Ａ１）、（Ａ２）は、様々な種類が市販されているか、または合成可能である。このように、一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体は数多くの種類を合成することができる。したがって、一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様の有機金属錯体は、その配位子のバリエーションが豊富であるという特徴を有する。そして、このように配位子のバリエーションが豊富な有機金属錯体を発光素子の作製の際に用いることにより、発光素子に求められる素子特性の微調整を容易に行うことができる。
【００５２】
＜一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法＞
一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様である有機金属錯体は、下記合成スキーム（ｂ）により合成することができる。すなわち、一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物（塩化イリジウム、臭化イリジウム、ヨウ化イリジウムなど）、またはイリジウムの有機金属錯体化合物（アセチルアセトナト錯体、ジエチルスルフィド錯体等）とを混合した後、加熱することにより、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体を得ることができる。また、この加熱プロセスは、一般式（Ｇ０）で表される５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール誘導体と、ハロゲンを含むイリジウム化合物、またはイリジウムの有機金属錯体化合物とをアルコール系溶媒（グリセロール、エチレングリコール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール等）に溶解した後に行ってもよい。加熱手段として特に限定はなく、オイルバス、サンドバス、又はアルミブロックを用いてもよい。また、マイクロ波を加熱手段として用いることも可能である。
【００５３】
【化１０】
【００５４】
スキーム（ｂ）において、Ａｒは、置換又は無置換のフェニレン基もしくはナフチレン基を表す。Ａｒが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基などを挙げることができる。また、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に水素又は炭素数１乃至炭素数４のアルキル基を表す。
【００５５】
上記一般式（Ｇ１）で表される構造を含む有機金属錯体の具体例としては、構造式（１００）〜（１２４）で表される有機金属錯体が挙げられる。ただし、本発明はこれらの構造式で表される有機金属錯体のみに限定されるものではない。なお、構造式（１２１）乃至（１２４）は配位子中に橋架け構造を有している有機金属錯体の例である。
【００５６】
【化１１】
【００５７】
【化１２】
【００５８】
【化１３】
【００５９】
【化１４】
【００６０】
【化１５】
【００６１】
なお、上記構造式（１００）〜（１２４）で表される有機金属錯体には、配位子の種類によっては立体異性体が存在しうるが、本発明の一態様の有機金属錯体にはこれらの異性体も全て含まれる。
【００６２】
以上に示す本発明の一態様である有機金属錯体は、青色のりん光を発光することが可能な新規物質である。また、安価に製造することができる有機金属錯体である。
【００６３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００６４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様として実施の形態１で示した有機金属錯体を用いた発光素子として、上記有機金属錯体を発光層に用いた発光素子について図１を用いて説明する。
【００６５】
本実施の形態に示す発光素子は、図１に示すように一対の電極（第１の電極１０１と第２の電極１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔（または、ホール）輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、電荷発生層１１６などを含んで形成される。
【００６６】
なお、本実施の形態において、第１の電極１０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極１０３は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極１０１と第２の電極１０３の少なくとも一方を透光性を有するように形成することによってＥＬ層１０２からの光を外部に取り出して用いることができる。
【００６７】
このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第１の電極１０１側から注入された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合し、有機金属錯体を励起状態にする。そして、励起状態の有機金属錯体が基底状態に戻る際に発光する。このように、本発明の一態様において有機金属錯体は、発光素子における発光物質として機能する。
【００６８】
なお、ＥＬ層１０２における正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層、もしくは正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む複合材料を含む層である。正孔注入層が複合材料を含む層である場合には、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれることにより正孔（ホール）が発生する。従って、正孔注入層１１１から正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。
【００６９】
また、電荷発生層１１６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層である。アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれるため、引き抜かれた電子が、電子注入性を有する電子注入層１１５から電子輸送層１１４を介して発光層１１３に注入される。
【００７０】
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。
【００７１】
第１の電極１０１および第２の電極１０３には、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。
【００７２】
陽極である第１の電極１０１を形成する物質としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、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、通常スパッタにより成膜される。例えば、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ことができる。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ができる。なお、スパッタリング法を用いず、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。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。また、グラフェンも用いることができる。
【００７３】
陰極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）、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。この他、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、または希土類金属化合物（例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化リチウム（ＬｉＯｘ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）など）の膜と積層することによって、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陰極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。
【００７４】
正孔注入層１１１は、陽極に接して設けられ、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００７５】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質に当該正孔輸送性の高い物質に対してアクセプター性を示す物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性を示す物質を含有させた複合材料を陽極に接して形成することにより、仕事関数に依らず陽極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極を構成する材料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。アクセプター性を示す物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を用いることもできる。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。
【００７６】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、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、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００７７】
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。
【００７８】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００７９】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【００８０】
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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。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、１×１０−６ｃｍ２／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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、このような複合材料からなる層は、その膜厚が厚くても薄くても駆動電圧の変化がほとんど無いことから、発光層１１３から発する光の取り出し効率や指向性などを制御するための光学設計を行う際に非常に好適に用いることができる。
【００８４】
正孔輸送層１１２は正孔輸送性の高い物質を用いて形成する。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性の高い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。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、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。
【００８５】
また、正孔輸送層１１２として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【００８６】
発光層１１３は、実施の形態１で示した有機金属錯体を発光物質となるゲスト材料として含み、この有機金属錯体よりも三重項励起エネルギーの大きい物質をホスト材料として用いて形成される層である。
【００８７】
上記有機金属錯体を分散状態にするために用いる物質（すなわちホスト材料）としては、例えば、２，３−ビス（４−ジフェニルアミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、ＮＰＢのようなアリールアミン骨格を有する化合物の他、ＣＢＰ、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）等のカルバゾール誘導体や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）、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−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）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等の金属錯体が好ましい。また、ＰＶＫのような高分子化合物を用いることもできる。
【００８８】
なお、発光層１１３において、上述した有機金属錯体（ゲスト材料）とホスト材料とを含んで形成することにより、発光層１１３からは、発光効率の高い緑から青色のりん光発光を得ることができる。
【００８９】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層１１４には、Ａｌｑ３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ＢＡｌｑ、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）などの金属錯体を用いることができる。また、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）、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−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。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。
【００９０】
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。
【００９１】
電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５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（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）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（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層１１４を構成する物質を用いることもできる。
【００９２】
あるいは、電子注入層１１５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を構成する物質（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。
【００９３】
なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、電荷発生層１１６は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【００９４】
上述した発光素子は、第１の電極１０１および第２の電極１０３との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０２において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そして、この発光は、第１の電極１０１および第２の電極１０３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および第２の電極１０３のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。
【００９５】
以上により説明した発光素子は、有機金属錯体に基づくりん光発光が得られることから、蛍光性化合物を用いた発光素子に比べて、高効率な発光素子を実現することができる。
【００９６】
なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様である有機金属錯体を適用して作製される発光素子の一例である。また、上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
【００９７】
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＴＦＴを適宜用いることができる。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、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
【００９８】
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。
【００９９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、りん光性有機金属イリジウム錯体に加え、他の２種類以上の有機化合物を発光層に用いた発光素子について説明する。
【０１００】
本実施の形態に示す発光素子は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように一対の電極（第１の電極２０１、及び第２の電極２０２）間にＥＬ層２０３を有する構造である。なお、ＥＬ層２０３には、少なくとも発光層２０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層には、それぞれ、実施の形態２に示した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、及び電荷発生層１１６と同様の物質を用いることができる。
【０１０１】
なお、本実施の形態において、第１の電極２０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極２０２は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極２０１および第２の電極２０２は、実施の形態２に示した第１の電極１０１、及び第２の電極１０３と同様な構成を用いることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態に示す発光層２０４には、実施の形態１に示した有機金属錯体を用いたりん光性化合物２０５、第１の有機化合物２０６および第２の有機化合物２０７が含まれている。なお、りん光性化合物２０５は、発光層２０４におけるゲスト材料である。また、第１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７のうち発光層２０４に含まれる割合の多い方を発光層２０４におけるホスト材料とする。図２（Ａ）は第１の有機化合物が、図２（Ｂ）は第２の有機化合物がそれぞれホスト材料である場合の図である。なお、発光層２０４にはこれら以外の物質が含まれていても良い。
【０１０３】
発光層２０４において、上記ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。
【０１０４】
第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７、それぞれの三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）は、りん光性化合物２０５のＴ１準位よりも高いことが好ましい。第１の有機化合物２０６、や第２の有機化合物２０７のＴ１準位がりん光性化合物２０５のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与するりん光性化合物２０５の三重項励起エネルギーが第１の有機化合物２０６や第２の有機化合物２０７に移動してしまい、発光効率の低下を招くためである。
【０１０５】
ここで、ホスト材料の発光スペクトル（蛍光スペクトル、りん光スペクトル）とゲスト材料の吸収スペクトル（より詳細には、最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯におけるスペクトル）はその重なりが大きくなることが好ましい。
【０１０６】
しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ねることは困難である。なぜならば、蛍光発光は、りん光発光より高いエネルギー準位からの発光であるため、蛍光スペクトルがゲスト材料の最も長波長側の吸収スペクトルに近接するような波長にあるホスト材料のＴ１準位は、ゲスト材料のＴ１準位を下回ってしまうからである。
【０１０７】
そこで本実施の形態においては、第１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７は、励起錯体（エキサイプレックスとも言う）を形成する組み合わせであることが好ましい。この場合、発光層２０４におけるキャリア（電子及びホール）の再結合の際に、第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７は、電子及び正孔の再結合によってエネルギーを得ると、励起錯体を形成する。励起錯体からの蛍光発光は、第１の有機化合物２０６単体、及び第２の有機化合物２０７単体の蛍光スペクトルより長波長側にスペクトルを有する発光となる。これにより、第１の有機化合物及び第２の有機化合物のＴ１準位をゲスト材料のＴ１準位より高く保ったまま、蛍光発光をゲスト材料の長波長側の吸収帯に重ねることができるようになり、一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることができる。
【０１０８】
りん光性化合物２０５としては、実施の形態１で示したりん光性有機金属イリジウム錯体を用いる。また、第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７としては、励起錯体を生じる組み合わせが好ましく、電子を受け取りやすい化合物（電子トラップ性化合物）と、ホールを受け取りやすい化合物（正孔トラップ性化合物）とを組み合わせることがより好ましい。
【０１０９】
電子を受け取りやすい化合物としては、例えば、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−［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）が挙げられる。
【０１１０】
ホールを受け取りやすい化合物としては、例えば、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−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’，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）、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，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−（９，９−ジメチル−２−Ｎ’，Ｎ’−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）、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）、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−［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）、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、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−（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）、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−［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：ＰＣｚＤＰＡ２）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−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：ＤＮＴＰＤ）、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）、３，６−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）が挙げられる。
【０１１１】
上述した第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７は、これらに限定されることなく、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、りん光性化合物２０５の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが、りん光性化合物２０５の吸収スペクトルのピークよりも長波長であればよい。
【０１１２】
なお、電子を受け取りやすい化合物とホールを受け取りやすい化合物で第１の有機化合物２０６と第２の有機化合物２０７を構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを制御することができる。
【０１１３】
本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルとりん光性化合物の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めることができるため、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。
【０１１４】
なお、本発明に含まれる別の構成として、ゲスト材料であるりん光性化合物２０５と、他の２種類の有機化合物として、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子を用いて発光層２０４を形成し、２種類のホスト分子中に存在するゲスト分子に正孔と電子を導いて、ゲスト分子を励起状態とする現象（すなわち、Ｇｕｅｓｔ Ｃｏｕｐｌｅｄ ｗｉｔｈ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｈｏｓｔｓ：ＧＣＣＨ）が得られるように発光層２０４を形成する構成も可能である。
【０１１５】
この時、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子としては、それぞれ、上述した正孔を受け取りやすい化合物、および電子を受け取りやすい化合物を用いることができる。
【０１１６】
上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。
【０１１７】
なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＴＦＴを適宜用いることができる。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、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでＥＬ層を複数有する構造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。
【０１２０】
本実施の形態に示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極３０１および第２の電極３０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。
【０１２１】
本実施の形態において、第１の電極３０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極３０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極３０１および第２の電極３０４は、実施の形態２に示した第１の電極１０１、及び第２の電極１０３と同様な構成を用いることができる。
【０１２２】
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））は、実施の形態２または実施の形態３で示したＥＬ層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第１のＥＬ層３０２（１）と第２のＥＬ層３０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２または実施の形態３と同様なものを適用することができる。
【０１２３】
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））の間には、電荷発生層３０５が設けられている。電荷発生層３０５は、第１の電極３０１と第２の電極３０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。例えば、第１の電極３０１に第２の電極３０４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３０５から第１のＥＬ層３０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層３０２（２）に正孔が注入される。
【０１２４】
なお、電荷発生層３０５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３０５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３０５は、第１の電極３０１や第２の電極３０４よりも低い導電率であっても機能する。
【０１２５】
電荷発生層３０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添加された構成（実施の形態２で説明した複合材料）であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（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。
【０１２６】
正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、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）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
【０１２７】
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：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０１２８】
なお、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成としては、実施の形態２で既に説明した複合材料がそれに当てはまり、同様の構成を用いることができるが、その説明は繰り返しとなるため割愛する。実施の形態２における複合材料の説明を参照されたい。
【０１２９】
一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、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を用いることができる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、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、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
【０１３０】
また、電子供与体としては、アルカリ金属、マグネシウム及びアルカリ土類金属、希土類金属または元素周期表における第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。
【０１３１】
なお、上述した材料を用いて電荷発生層３０５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。
【０１３２】
図３（Ａ）においては、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図３（Ｂ）に示すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上の自然数）のＥＬ層を積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数のＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間に電荷発生層を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿命素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１３３】
また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。
【０１３４】
また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【０１３５】
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。
【０１３６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様であるりん光発光に基づく発光装置として、りん光性有機金属イリジウム錯体を用いた発光装置について説明する。
【０１３７】
本実施の形態に示す発光装置は、一対の電極間での光の共振効果を利用した微小光共振器（マイクロキャビティー）構造を有しており、図４に示す様に一対の電極（反射電極４０１及び半透過・半反射電極４０２）間に少なくともＥＬ層４０５を有する構造である発光素子を複数、有している。また、ＥＬ層４０５は、少なくとも発光領域となる発光層４０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層などが含まれていても良い。なお、発光層４０４には、本発明の一態様であるりん光性有機金属イリジウム錯体が含まれている。
【０１３８】
本実施の形態では、図４に示すように構造の異なる発光素子（第１の発光素子４１０Ｒ、第２の発光素子４１０Ｇ、第３の発光素子４１０Ｂ）を有した発光装置について説明する。
【０１３９】
第１の発光素子４１０Ｒは、反射電極４０１上に第１の透明導電層４０３ａと、ＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２と、が順次積層された構造を有する。また、第２の発光素子４１０Ｇは、反射電極４０１上に第２の透明導電層４０３ｂと、ＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２と、が順次積層された構造を有する。また、第３の発光素子４１０Ｂは、反射電極４０１上にＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２と、が順次積層された構造を有する。
【０１４０】
なお、上記発光素子（第１の発光素子４１０Ｒ、第２の発光素子４１０Ｇ、及び第３の発光素子４１０Ｂ）において、反射電極４０１、ＥＬ層４０５、半透過・半反射電極４０２は共通である。
【０１４１】
また、ＥＬ層４０５は、第１の発光層４０４Ｂと、第２の発光層４０４Ｇと、第３の発光層４０４Ｒと、を含んだ構造である。なお、第１の発光層４０４Ｂは、波長λＢにピークを有する光を発光し、第２の発光層４０４Ｇは、波長λＧにピークを有する光を発光し、第３の発光層４０４Ｒは波長λＲにピークを有する光を発光する。これにより、いずれの発光素子（第１の発光素子４１０Ｒ、第２の発光素子４１０Ｇ、第３の発光素子４１０Ｂ）からも、第１の発光層４０４Ｂ、第２の発光層４０４Ｇ、および第３の発光層４０４Ｒからの発光が重ね合わされた光が得られる。なお、波長の長さは、λＢ＜λＧ＜λＲとなる関係であるとする。
【０１４２】
本実施の形態に示す各発光素子は、それぞれ反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２との間にＥＬ層４０５を挟んでなる構造を有しており、ＥＬ層４０５に含まれる各発光層から全方向に射出される発光は、微小光共振器（マイクロキャビティー）としての機能を有する反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２とによって共振される。なお、反射電極４０１は、反射性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射率が４０％〜１００％、好ましくは７０％〜１００％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極４０２は、反射性および光透過性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射率が２０％〜８０％、好ましくは４０％〜７０％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
【０１４３】
また、本実施の形態では、各発光素子で、第１の発光素子４１０Ｒと第２の発光素子４１０Ｇにそれぞれ設けられた透明導電層（第１の透明導電層４０３ａ、第２の透明導電層４０３ｂ）の厚みを変えることにより、発光素子毎に反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２の間の光学的距離を変えている。つまり、各発光素子の各発光層から発光するブロードな光は、反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができるため、素子毎に反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２の間の光学的距離を変えることにより、異なる波長の光を強めて取り出すことができる。
【０１４４】
なお、光学的距離（光路長ともいう）とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本実施の形態においては、実膜厚にｎ（屈折率）をかけたものを表している。すなわち、「光学的距離＝実膜厚×ｎ」である。
【０１４５】
また、第１の発光素子４１０Ｒでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離をｍλＲ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）、第２の発光素子４１０Ｇでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離をｍλＧ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）、第３の発光素子４１０Ｂでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離をｍλＢ／２（ただし、ｍは１以上の自然数）としている。
【０１４６】
以上より、第１の発光素子４１０Ｒからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第３の発光層４０４Ｒで発光した光（λＲ）が強められて取り出され、第２の発光素子４１０Ｇからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第２の発光層４０４Ｇで発光した光（λＧ）が強められて取り出され、第３の発光素子４１０Ｂからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第１の発光層４０４Ｂで発光した光（λＢ）が強められて取り出される。なお、各発光素子から取り出される光は、半透過・半反射電極４０２側からそれぞれ射出される。
【０１４７】
なお、上記構成において、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの光学的距離は、厳密には反射電極４０１における反射領域から半透過・半反射電極４０２における反射領域までの距離である。しかし、反射電極４０１や半透過・半反射電極４０２における反射領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２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。
【０１４８】
また、第１の発光素子４１０Ｒにおいて、第３の発光層４０４Ｒからの発光のうち、反射電極４０１によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、第３の発光層４０４Ｒから半透過・半反射電極４０２に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極４０１と第３の発光層４０４Ｒの光学的距離を（２ｎＲ−１）λＲ／４（ただし、ｎＲは１以上の自然数）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ、第３の発光層４０４Ｒからの発光をより増幅させることができる。
【０１４９】
なお、反射電極４０１と第３の発光層４０４Ｒとの光学的距離とは、厳密には反射電極４０１における反射領域と第３の発光層４０４Ｒにおける発光領域との光学的距離ということができる。しかし、反射電極４０１における反射領域や第３の発光層４０４Ｒにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４０１と第３の発光層４０４Ｒの任意の位置を、それぞれ反射領域、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。
【０１５０】
次に、波長λＧの発光を呈する第２の発光素子４１０Ｇ、波長λＢの発光を呈する発光素子４１０Ｂに関しても同様に光学的距離を調節することによって、それぞれの発光素子からの発光を増幅させることができる。
【０１５１】
なお、上記構成において、いずれの発光素子もＥＬ層に複数の発光層を有する構造を有しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、実施の形態４で説明したタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成としてもよい。
【０１５２】
本実施の形態で示した発光装置は、マイクロキャビティー構造を有しており、同じＥＬ層を有していても発光素子ごとに異なる波長の光を取り出すことができるためＲＧＢの塗り分けが不要となる。従って、高精細化を実現することが容易であるなどの理由からフルカラー化を実現する上で有利である。また、同時にカラーフィルタを用いることによって、より色純度の高い発光を得ることができ、色再現性が豊かな発光装置とすることができる。また、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。この構成は、３色以上の画素を用いたカラーディスプレイ（画像表示装置）に適用する場合に、特に有用であるが、照明などの用途に用いても良い。
【０１５３】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を発光層に用いた発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１５４】
また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型の発光装置でもよい。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。
【０１５５】
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５を用いて説明する。
【０１５６】
なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４と、を有する。画素部５０２、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４は、シール材５０５によって、素子基板５０１と封止基板５０６との間に封止されている。
【０１５７】
また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４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、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を設ける例を示している。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。
【０１５８】
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板５０１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、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３と、画素部５０２が示されている。
【０１５９】
駆動回路部５０３はｎチャネル型ＴＦＴ５０９とｐチャネル型ＴＦＴ５１０とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、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ー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１６０】
また、画素部５０２はスイッチング用ＴＦＴ５１１と、電流制御用ＴＦＴ５１２と電流制御用ＴＦＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の電極５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極５１３の端部を覆って絶縁物５１４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を用いることにより形成する。
【０１６１】
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物５１４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のが好ましい。例えば、絶縁物５１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物５１４の上端部に曲率半径（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５１４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、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することができる。
【０１６２】
第１の電極５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６が積層形成されている。ＥＬ層５１５は、少なくとも発光層が設けられており、発光層には、本発明の一態様である有機金属錯体が含まれている。また、ＥＬ層５１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。
【０１６３】
また、第１の電極５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６との積層構造で、発光素子５１７が形成されている。第１の電極５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極５１６に用いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示しないが、第２の電極５１６は外部入力端子であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。
【０１６４】
なお、本実施の形態において、第１の電極５１３は、陽極として機能する電極であり、第２の電極５１６は、陰極として機能する電極である。
【０１６５】
また、図５（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部５０２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５０２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、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。
【０１６６】
さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、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５０５で充填される構成も含むものとする。
【０１６７】
なお、シール材５０５にはエポキシ系樹脂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５０６に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を適用して作製された発光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図６を用いて説明する。
【０１７１】
発光装置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、又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図６に示す。
【０１７２】
図６（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７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。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。
【０１７３】
テレビジョン装置７１００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。
【０１７４】
なお、テレビジョン装置７１００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又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）又は双方向（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。
【０１７５】
図６（Ｂ）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、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。
【０１７６】
図６（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６（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７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、又は一方に発光装置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６（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６（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。
【０１７７】
図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００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７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
【０１７８】
図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００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。また、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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１８１】
また、携帯電話機７４００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７４００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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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７４０２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又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。
【０１８５】
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることができる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１８６】
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。
【０１８７】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光装置を適用した照明装置の一例について、図７を用いて説明する。
【０１８８】
図７は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８００３を備えても良い。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
（実施の形態９）
本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、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８に、本発明の一態様である有機金属錯体を含む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。領域５０００乃至領域５００５は本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を用いて設けられた表示である。
【０１９２】
領域５０００と領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を搭載した発光装置である。本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、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発光装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
【０１９３】
領域５００２はピラー部分に設けられた本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を搭載した発光装置である。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。
【０１９４】
領域５００４や領域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、これら情報は領域５０００乃至領域５００３にも設けることができる。また、領域５０００乃至領域５００５は照明として用いることも可能である。
【０１９５】
本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることができ、消費電力が小さい発光素子である。また、安価に製造できる発光素子である。このことから、領域５０００乃至領域５００５のような大きな画面を数多く設けても、バッテリーに負荷をかけることが少なく、快適に使用することができることから本発明の一態様である有機金属錯体を含む発光素子を用いた発光装置は、車載用の発光装置として好適に用いることができる。また、安価にその発光装置を搭載することが可能となる。
【実施例１】
【０１９６】
≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１に記載の有機金属錯体である、トリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）の合成例を具体的に例示する。なお、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］（略称）の構造式を以下に示す。
【０１９７】
【化１６】
【０１９８】
＜ステップ１：３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン（略称：ＨｐｔｚｐｙｔＨ）の合成＞
３００ｍＬ三ツ口フラスコにベンゾイルヒドラジン６．０ｇとキシレン１００ｍＬを加えた。この混合物にＯ−メチルバレロラクタム５．０ｇを加え、窒素気流下、１４０℃で３時間加熱還流した。還流後、反応溶液を濃縮して固体を得た。得られた固体に酢酸エチルを少量加え、吸引ろ過して３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン（略称：ＨｐｔｚｐｙｔＨ）を得た（白色固体、収率７７％）。ステップ１の合成スキームを（ａ−１）に示す。
【０１９９】
【化１７】
【０２００】
＜ステップ２：トリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）の合成＞
ステップ１で得られた配位子ＨｐｔｚｐｙｔＨ７．３ｇ、トリス（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）０．７１ｇを、三方コックを付けた反応容器に入れ、内部をアルゴン置換した。２５０℃にて４８時間加熱し反応させた。得られた反応混合物をジクロロメタンに溶解し、アルミナカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒にはジクロロメタンを用いた。得られたフラクションを濃縮して、固体を得た。得られた固体をジクロロメタンと酢酸エチルの混合溶媒で再結晶し、有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］を得た（黄色粉末、収率３０％）。ステップ２の合成スキームを（ｂ−１）に示す。
【０２０１】
【化１８】
【０２０２】
上記ステップ２で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図９に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式（１００）で表される本発明の有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］が得られたことがわかった。
【０２０３】
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．８１−１．９１（ｍ，２Ｈ），２．０４（ｂｒ，２Ｈ），２．９２−３．１３（ｍ，２Ｈ），４．３０−４．４４（ｍ，２Ｈ），６．４２（ｂｒ，１Ｈ），６．６６（ｔ，１Ｈ），６．８９（ｔ，１Ｈ），７．４８（ｄ，１Ｈ）
【０２０４】
次に、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、ジクロロメタン溶液（０．１０２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用い、脱気したジクロロメタン溶液（０．１０２ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、室温で測定を行った。得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１０に示す。横軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。なお、図１０に示す吸収スペクトルは、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］のジクロロメタン溶液を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた結果を示している。
【０２０５】
図１０に示す通り、本発明の有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は、４５９、４８７ｎｍに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは青色の発光が観測された。
【０２０６】
以上のように、本実施例で合成した実施の形態１に記載の有機金属錯体である［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は青色のりん光を呈する発光物質である。また、２ステップという少ないステップ数により合成することができる上、その収率も良好であることから、安価に製造が可能な有機金属錯体であることがわかった。なお、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］の配位子の４位と５位に脂環ではなく、共にメチル基がついた物質であるトリス（４，５−ジメチル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ−Ｍｅ）３］）は収率が非常に悪かった。本実施例のように、配位子が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類である有機金属錯体、［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は、上述のように収率良く合成が可能であり、且つ合成ステップ数も少ないことから非常に安価に合成することが可能な青色りん光材料である。
【実施例２】
【０２０７】
本実施例では、実施の形態１に記載の有機金属錯体である、トリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）を発光中心物質として用いた発光素子を作製した。本実施例で用いた有機化合物の分子構造を以下に示す。
【０２０８】
【化１９】
【０２０９】
≪発光素子の作製≫
まず、第１の電極１０１として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この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。
【０２１０】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０２１１】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（ｉ）で表される４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣＢＰ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０２１２】
続いて、上記構造式（ｉｉ）で表される１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２を形成した。
【０２１３】
さらに、正孔輸送層１１２上に、ｍＣＰと上記構造式（１００）で表される実施の形態１の有機金属錯体の一つであるトリス（３−フェニル−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−１，２，４−トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］）とをｍＣＰ：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉｉ）で表される２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）と［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］とをｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように１０ｎｍ蒸着して積層することにより、発光層１１３を形成した。
【０２１４】
次に、上記構造式（ｉｖ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を形成した。
【０２１５】
さらに電子輸送層１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着することによって電子注入層１１５を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極１０３としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２１６】
以下に完成させた発光素子の素子構成を示す。
【０２１７】
【表１】
【０２１８】
≪発光素子の動作特性≫
以上により得られた発光素子を、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封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２１９】
発光素子の電流密度−輝度特性を図１１、電圧−輝度特性を図１２、輝度−電流効率特性を図１３に、電圧−電流特性を図１４に示す。図１１では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示す。図１２では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。図１３では縦軸が電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図１４では縦軸が電流（ｍＡ）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。
【０２２０】
図１３から、実施例である発光素子は良好な輝度−電流効率特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。
【０２２１】
また、作製した発光素子に０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１５に示す。図１５では縦軸が発光強度（任意単位）、横軸が波長（ｎｍ）を示す。発光強度は最大発光強度を１とした相対的な値として示す。図１５より、本実施例における発光素子は、４６０ｎｍ付近に最大発光波長を有する青色の発光を呈する発光素子であることがわかった。
【０２２２】
なお、本実施例の発光素子の発光中心物質である［Ｉｒ（ｐｔｚｐｙｔＨ）３］は、青色りん光を呈することが可能な有機金属錯体であり、低コストで製造ができる有機金属錯体であることから、本実施例の発光素子も青色の波長領域に効率の高い発光を呈しつつ、安価に製造することができる発光素子ということができる。
【符号の説明】
【０２２３】
１０１ 電極
１０２ ＥＬ層
１０３ 電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
２０１ 電極
２０２ 電極
２０３ ＥＬ層
２０４ 発光層
２０５ りん光性化合物
２０６ 有機化合物
２０７ 有機化合物
３０１ 電極
３０２ ＥＬ層
３０４ 電極
３０５ 電荷発生層
４０１ 反射電極
４０２ 半透過・半反射電極
４０３ａ 透明導電層
４０３ｂ 透明導電層
４０４ 発光層
４０４Ｂ 発光層
４０４Ｇ 発光層
４０４Ｒ 発光層
４０５ ＥＬ層
４１０Ｂ 発光素子
４１０Ｇ 発光素子
４１０Ｒ 発光素子
５０１ 素子基板
５０２ 画素部
５０３ 駆動回路部
５０４ 駆動回路部
５０５ シール材
５０６ 封止基板
５０７ 配線
５０８ ＦＰＣ
５０９ ｎチャネル型ＴＦＴ
５１０ ｐチャネル型ＴＦＴ
５１１ スイッチング用ＴＦＴ
５１２ 電流制御用ＴＦＴ
５１３ 電極
５１４ 絶縁物
５１５ ＥＬ層
５１６ 電極
５１７ 発光素子
５１８ 空間
５０００ 領域
５００１ 領域
５００２ 領域
５００３ 領域
５００４ 領域
５００５ 領域
７１００ テレビジョン装置
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
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
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
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
８００１ 照明装置
８００２ 照明装置
８００３ 照明装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属と、
５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体と、を有し、
前記金属は、第９族元素または第１０族元素であり、
前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の１位の窒素が前記金属に配位しており、
前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類であり、
前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の５位のアリール基が前記金属に結合した有機金属錯体を一対の電極間に有する発光素子。
【請求項２】
請求項１において、前記金属がイリジウムである発光素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記有機金属錯体は、前記金属に前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３つ配位したトリス体である発光素子。
【請求項４】
下記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体。
【化１】
（但し、（Ｇ１）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はナフチレン基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ８はそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで、環を形成していても良い。）
【請求項５】
下記一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体。
【化２】
（但し、（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ８はそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで、環を形成していても良い。Ｒ１１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基のいずれかを表す。）
【請求項６】
下記一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体。
【化３】
（但し、（Ｇ３）中、Ｒ１乃至Ｒ８はそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで、環を形成していても良い。）
【請求項７】
下記構造式（１００）で表される有機金属錯体。
【化４】
【請求項８】
請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を用いた発光素子。
【請求項９】
請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を発光中心物質として用いた発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子を光源として用いた発光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子と当該発光素子を駆動する手段を備えた表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子を光源として備えた照明装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子を用いた電子機器。
【請求項１】
金属と、
５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体と、を有し、
前記金属は、第９族元素または第１０族元素であり、
前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の１位の窒素が前記金属に配位しており、
前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３−アリール−５，６，７，８−テトラヒドロ−４Ｈ−［１，２，４］トリアゾロ［４，３−ａ］ピリジン類であり、
前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体の５位のアリール基が前記金属に結合した有機金属錯体を一対の電極間に有する発光素子。
【請求項２】
請求項１において、前記金属がイリジウムである発光素子。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記有機金属錯体は、前記金属に前記５−アリール−４Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル誘導体が３つ配位したトリス体である発光素子。
【請求項４】
下記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体。
【化１】
（但し、（Ｇ１）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はナフチレン基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ８はそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで、環を形成していても良い。）
【請求項５】
下記一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体。
【化２】
（但し、（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ８はそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで、環を形成していても良い。Ｒ１１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１乃至４のアルコキシ基、炭素数１乃至４のアルキルチオ基、炭素数１乃至４のハロアルキル基、ハロゲノ基及びフェニル基のいずれかを表す。）
【請求項６】
下記一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体。
【化３】
（但し、（Ｇ３）中、Ｒ１乃至Ｒ８はそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。なお、向かい合う炭素が２価の置換基を共有することで、環を形成していても良い。）
【請求項７】
下記構造式（１００）で表される有機金属錯体。
【化４】
【請求項８】
請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を用いた発光素子。
【請求項９】
請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の有機金属錯体を発光中心物質として用いた発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子を光源として用いた発光装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子と当該発光素子を駆動する手段を備えた表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子を光源として備えた照明装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項３、請求項８及び請求項９のいずれか一項に記載の発光素子を用いた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−３３９５４（Ｐ２０１３−３３９５４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４６６０４（Ｐ２０１２−１４６６０４）
【出願日】平成２４年６月２９日（２０１２．６．２９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２９日（２０１２．６．２９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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