発光素子、発光装置、照明装置、及び電子機器
【課題】寿命が向上された発光素子を提供することを課題とする。また、その発光素子を用いた発光装置、照明装置及び電子機器を提供することを課題とする。
【解決手段】陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、正孔輸送層の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質と、を含み、発光物質を含む層は、第２の有機化合物と、発光物質とを含み、且つ、少なくとも電子輸送性を有する発光素子を提供する。また、その発光素子を含む発光装置、若しくは、その発光装置を含む照明装置または電子機器を提供する。
【解決手段】陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、正孔輸送層の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質と、を含み、発光物質を含む層は、第２の有機化合物と、発光物質とを含み、且つ、少なくとも電子輸送性を有する発光素子を提供する。また、その発光素子を含む発光装置、若しくは、その発光装置を含む照明装置または電子機器を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流励起型の発光素子、特に電極間に有機化合物を含む層が設けられた発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、及びその発光装置を用いた照明装置、又は電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子の研究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性の物質を挟んだものである。この発光素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、このような発光素子は、薄膜且つ軽量に製造することができる点も大きな利点である。また、応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
また、これらの発光素子は、膜状に形成することが可能であるため、面状の発光を容易に得ることができる。よって、面状の発光を利用した大面積の素子を形成することができる。このことは、白熱電球や、ＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特徴であるため、照明装置等に応用できる面光源としても利用価値も高い。
【０００５】
利点の多いこのような発光素子、及びそれを用いた発光装置が一部の実用化に留まっている理由の一つに、発光素子の劣化の問題がある。発光素子は同じ電流量を流していたとしても、駆動時間の蓄積に伴い、その輝度が低下していく劣化を起こす。この劣化の度合いが、実製品として許容されうる程度である発光素子を得ることが、当該発光装置が広く普及するためには必要不可欠であり、駆動回路、封止、素子構造、材料等多くの側面から研究がなされている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０４９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、発光素子の長寿命化を図ることを課題の一とする。また、本発明の一態様は、長寿命な発光素子を用いた照明装置、または電子機器を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、正孔輸送層の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質と、を含み、発光物質を含む層は、第２の有機化合物と発光物質とを含み、且つ、少なくとも電子輸送性を有する発光素子である。
【０００９】
また、上述の発光素子において、発光物質を含む層は、バイポーラ性を有していることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、正孔輸送層の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、発光物質を含む層は、陽極側に位置する第１の発光層と、第１の発光層の陰極側に接する第２の発光層と、を有し、正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含み、第１の発光層は、ホスト材料として第２の有機化合物を、ゲスト材料として発光物質を含み、第２の発光層は、ホスト材料として第３の有機化合物を、ゲスト材料として発光物質を含み、発光物質を含む層は、少なくとも電子輸送性を有し、第２の発光層において、発光物質はホールトラップ性を有する発光素子である。
【００１１】
また、上述の発光素子において、第１の発光層が含む発光物質の濃度は、第２の発光層が含む発光物質の濃度よりも高いのが好ましい。
【００１２】
また、上述の発光素子において、抗還元物質として金属酸化物を含むのが好ましく、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とするのがより好ましく、該濃度を８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることがさらに好ましい。
【００１３】
また、上述の発光素子において、陽極と正孔輸送層とが接しているのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記構成のいずれかの発光素子を含む発光装置、若しくは、その発光装置を含む照明装置または電子機器である。
【００１５】
上述した本発明の態様は、上記課題の少なくとも一を解決する。
【００１６】
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装置を含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもしくは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、または発光素子に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。
【００１７】
また、本明細書において、「電子輸送性を有する有機化合物」とは、少なくとも電子の輸送性を有し、且つ、電子の輸送性が正孔の輸送性より高い有機化合物を指し、「正孔輸送性を有する有機化合物」とは少なくとも正孔の輸送性を有し、且つ、正孔の輸送性が電子の輸送性より高い有機化合物を指すものとする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様を実施することによって、長寿命化を実現した発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様に係る発光素子の概要を示す図。
【図２】本発明の一態様に係る発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図３】本発明の一態様に係る発光素子の概要を示す図。
【図４】ゲスト材料を添加した層の正孔輸送性と添加濃度の関係の概念図。
【図５】本発明の一態様に係る発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図６】本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す図。
【図７】本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す図。
【図８】本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す図。
【図９】本発明の一態様に係る電子機器の例を示す図。
【図１０】本発明の一態様に係る照明装置の例を示す図。
【図１１】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１２】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１３】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１４】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１５】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１６】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図１７】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図１８】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図１９】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図２０】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図２１】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２２】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２３】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２４】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２５】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２６】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図２７】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図２８】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図２９】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図３０】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図３１】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３２】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３３】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３４】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３５】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３６】金属酸化物を含む薄膜の耐溶剤性を示す図。
【図３７】本発明の一態様に係る発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図３８】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図３９】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図４０】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図４１】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図４２】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の実施の形態および実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本明細書中において量関係について述べる際、特に断りがない場合は質量換算したものとする。また、本明細書中における陽極とは、発光物質を含む層に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは、発光物質を含む層に電子を注入する電極のことを示す。
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態の発光素子１００の概念図を図１（Ａ）に示す。本実施の形態の発光素子１００は陽極１０２と陰極１０８との間に、複数の層からなるＥＬ層１０３を有している。ＥＬ層１０３は、正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層１０６と、を少なくとも有している。
【００２２】
正孔輸送層１０４は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含む層である。また、発光物質を含む層１０６は、第２の有機化合物と発光物質とを含む層である。
【００２３】
本実施の形態で示す発光素子１００のバンド図の一例を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において、２０２は、陽極１０２のフェルミ準位、２０４は正孔輸送層１０４に含まれる第１の有機化合物のＨＯＭＯ（最高被占有軌道：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位、２０６は第１の有機化合物のＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位、２０８は、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質のＨＯＭＯ（又はドナー）準位、２１０は、抗還元物質のＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位、２１２は、発光物質を含む層１０６のＨＯＭＯ準位、２１４は、発光物質を含む層１０６のＬＵＭＯ準位、２１６は、陰極１０８のフェルミ準位をそれぞれ示す。
【００２４】
図１（Ｂ）において、陽極１０２から注入された正孔は、正孔輸送層１０４を通り、発光物質を含む層１０６に注入される。一方、陰極１０８から注入された電子は、発光物質を含む層１０６へと注入され、発光物質を含む層１０６において正孔と再結合し、発光する。
【００２５】
陰極１０８から発光物質を含む層１０６へと注入された電子は、発光物質を含む層１０６が電子輸送性を有する場合には、発光物質を含む層１０６内を移動して正孔輸送層１０４に達してしまうことがある。正孔輸送層１０４に抗還元物質を含まない従来の素子構成の場合、電子が正孔輸送層１０４に達してしまうと、正孔輸送層１０４に含まれる有機化合物を還元し、正孔輸送層の劣化を引き起こす。すなわち、発光物質を含む層から再結合することなく正孔輸送層側へ通り抜けた電子は、発光素子１００の劣化を招き、信頼性を損ねる原因となる。
【００２６】
しかしながら、本実施の形態で示す発光素子１００は、発光物質を含む層１０６に接した正孔輸送層１０４中に、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位２０６よりも低いＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位２１０を有する、すなわち、第１の有機化合物よりも電子を受け取りやすい抗還元物質が含まれる。このため、発光物質を含む層１０６を通り抜けて電子が正孔輸送層１０４へ到達したとしても、抗還元物質が電子を受け取り、正孔輸送層１０４を通る正孔と抗還元物質のＬＵＭＯ準位２１０にある電子が、励起状態を経ることなく再結合し、熱失活することが可能である。これによって、第１の有機化合物が還元されるのを阻害することができるため、正孔輸送層１０４の劣化を抑制することができる。従って、信頼性の高く、長寿命な発光素子１００を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態で示す発光素子１００は、発光物質を含む層１０６からの電子の突き抜けによる正孔輸送層１０４の劣化を抗還元物質によって抑制することができるため、発光物質を含む層１０６は電子輸送性を有することが好ましい。また、発光物質を含む層１０６をバイポーラ性とすることで、発光物質を含む層１０６と正孔輸送層１０４との界面に発光領域が偏りにくくなり、発光効率の低下が少ない良好な特性を有する発光素子を作製することができるため、より好ましい。
【００２８】
続いて、以上のような発光素子をより具体的に作製方法を交えながら図２を用いて説明する。なお、ここで説明する素子構成や作製方法はあくまで例示であり、本実施の形態の趣旨を損なわない範囲においてその他公知の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００２９】
まず、基板１０１上に陽極１０２を形成する。陽極１０２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、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、または珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム、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が、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウムは、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。その他、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）等を用いることも可能である。
【００３０】
続いて、ＥＬ層１０３を形成する。ＥＬ層１０３は、少なくとも正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層１０６を含んで形成されていればよく、これら以外の層をさらに含む積層構造であっても良い。ＥＬ層１０３には、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、ＥＬ層１０３を構成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。また、正孔輸送層１０４及び発光物質を含む層１０６以外には、正孔注入層、正孔阻止層（正孔ブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等、各々の機能を有する機能層が挙げられる。ＥＬ層１０３には、それぞれの層の有する機能を２つ以上同時に有する層が形成されていても良い。もちろん、上記した機能層以外の層が設けられていても良い。本実施の形態ではＥＬ層１０３として、図２（Ａ）のように基板１０１上に、陽極１０２側から順に正孔輸送層１０４、発光物質を含む層１０６、電子輸送層１１０、電子注入層１１２の積層構造を有する発光素子を例に説明を行うこととする。
【００３１】
正孔輸送層１０４は、正孔輸送性の高い第１の有機化合物と、抗還元物質とを含む層である。正孔輸送層１０４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、正孔輸送性の高い物質としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。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、第１の有機化合物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。
【００３２】
例えば、芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−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）、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）、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。
【００３３】
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）、４，４’−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。
【００３４】
また、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）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、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、テトラセン等が挙げられる。なお、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。
【００３５】
なお、第１の有機化合物として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。正孔輸送層としては１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いることが好ましいが、電子より正孔の輸送性の高い物質であれば正孔輸送層として用いることができる。また、正孔輸送層は単層構造のものだけではなく、上述した条件に当てはまる物質から成る層を二層以上組み合わせた積層構造の層であってもよい。正孔輸送層は真空蒸着法等を用いて形成することができる。
【００３６】
また、正孔輸送層１０４に用いる抗還元物質としては、正孔輸送層に用いる第１の有機化合物よりも、電子受容性の高い物質を用いることができる。例えば、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、酸化レニウム等はアクセプタ準位が低く、特に電子受容性が高いため好ましい材料である。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい材料である。
【００３７】
また、抗還元物質として、有機化合物を用いることもできる。抗還元物質として有機化合物を用いる場合、当該抗還元物質として用いる有機化合物は、第１の有機化合物よりも電子受容性が高い物質とする必要がある。従って、抗還元物質として用いる有機化合物は、そのＬＵＭＯ準位が第１の有機化合物よりも深い（絶対値が大きい）物質を選択して使用する。また、正孔輸送層１０４において正孔の輸送を妨げないよう、抗還元物質として用いる有機化合物は、そのＨＯＭＯ準位が第１の有機化合物とほぼ同等、または深い物質を選択する。ただし、発光物質を含む層１０６に含まれる発光物質のエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）より抗還元物質として用いる有機化合物のエネルギーギャップが小さいと、発光物質から抗還元物質として用いる有機化合物にエネルギーが移動してしまい、発光効率の低下や、色純度の悪化が引き起こされる場合があるため、抗還元物質として用いる有機化合物は発光物質のエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）より大きいエネルギーギャップを有する物質を選択することが好ましい。
【００３８】
ただし、金属酸化物は、有機化合物よりも低コストであり、且つ、電子を受容した際に分子形状が変わらないために発光素子の寿命改善効果をより実現することができるため、抗還元物質としては金属酸化物を用いるのが好ましい。また、抗還元物質として金属酸化物を用いることで、正孔輸送材料としての第１の有機化合物にワイドギャップを有する材料を用いることが可能となる。さらに、抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満、好ましくは８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることで、発光物質を含む層１０６を湿式法により形成することができ、発光物質を含む層１０６を低コストで作製することができる。
【００３９】
また、抗還元物質として用いることが可能な金属酸化物は、非常に電子受容性の高い物質である。従って、これらの金属酸化物を正孔輸送層１０４に含ませることで、正孔輸送層１０４を陽極１０２に接して形成した場合も、正孔の注入障壁が低減し、発光物質を含む層１０６へ効率よく正孔を注入することができる。
【００４０】
なお、正孔輸送層１０４と陽極１０２との間に、正孔注入性の高い物質を含む正孔注入層を設けてもよい。正孔注入性の高い物質としては、例えば、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物等が挙げられる。あるいは、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等を用いることができる。また、正孔輸送層１０４としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００４１】
発光物質を含む層１０６は、正孔輸送層１０４の陰極１０８側に接して形成され、第２の有機化合物と、発光物質とを含む。本実施の形態においては、発光物質を含む層１０６が単層構造の場合を例に説明する。ただし、発光物質を含む層１０６は、単層構造のものだけではなく、二層以上組み合わせた積層構造の層であってもよい。
【００４２】
発光物質を含む層１０６に含まれる発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用いることができる。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：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、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：２ＰＣＡＰＡ）、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。
【００４３】
また、発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることもできる。例えば、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］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，Ｃ２’］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，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）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））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニルフェニル）］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（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））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００４４】
なお、これらの発光物質は、ホスト材料として機能する第２の有機化合物に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、電子輸送性を有する有機化合物、好ましくは、電子輸送性と正孔輸送性の両方（すなわちバイポーラ性）を有する有機化合物を用いる。
【００４５】
電子輸送性を有する有機化合物の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−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）、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）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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）、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）等を用いることができる。
【００４６】
また、発光物質を含む層１０６のホスト材料としては、バイポーラ性を有する有機化合物を用いるのが好ましい。本明細書において、バイポーラ性を有する有機化合物とは、電子または正孔のいずれのキャリアの輸送も可能であり、且つ、これらのキャリアの輸送によっても化学変化しにくい物質をいう。バイポーラ性の有機化合物として、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）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）や４，４’−ビス（９−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等が挙げられる。あるいは、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＤＮＡ）、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）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ）、９−〔４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル〕−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡＰ）、９，１０−ビス［４−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−２−ｔ―ブチルアントラセン（略称：ＰＣｚＢＰＡ）、３−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡＦＬ）、９−｛４−〔３−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル〕フェニル｝−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡαＮ）、９−〔３−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル〕−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＣｚＰＡ）などのアントラセン誘導体や、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）等の多環縮合環誘導体を用いることができる。発光物質を含む層１０６のホスト材料として、バイポーラ性を有する有機化合物を用いた場合、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定な化合物で形成されているため、電子と正孔の再結合による発光を繰り返しても発光物質を含む層１０６が劣化しにくい。よって、より長寿命の発光素子を得ることができる。
【００４７】
なお、発光物質を含む層１０６は、第２の有機化合物、発光物質以外に、さらに他の物質を含んでいてもよい。
【００４８】
また、上述したように、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上、好ましくは８０ｗｔ％以上とすることで、正孔輸送層１０４は耐溶剤性が強くなり、発光物質を含む層１０６を湿式法を用いても形成することができる。なお、正孔輸送層１０４を金属酸化物の単膜とすると、正孔輸送層１０４の膜厚を厚くするのが困難となるため、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物は１００ｗｔ％未満とするのが好ましい。
【００４９】
湿式法による成膜は、発光物質、ホスト材料及び溶媒を含む組成物を塗布することによって行う。また、当該組成物には、他に別の有機材料が含まれていてもよい。また、成膜した膜の性質を向上させるためのバインダーがさらに含まれていてもよい。バインダーとしては、電気的に不活性な高分子化合物を用いることが好ましい。具体的には、ポリメチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）や、ポリイミドなどを用いることができる。
【００５０】
当該組成物を用いた成膜方法としては、スピンコート法、ロールコート法、スプレー法、キャスト法、ディップ法、液滴吐出（噴出）法（インクジェット法）、ディスペンサ法、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）などを用いることができる。なお、液状の組成物を用いて成膜が可能な方法であれば上記に限定されない。なお、本明細書において湿式法により形成される膜は、その形成条件によっては非常に薄膜である場合があり、一部非連続的な島状構造であるなど、膜として形態を保っていないものも含むものとする。
【００５１】
発光物質を含む層１０６を湿式法で作製する場合、成膜は大気圧下で行うことができるため、真空装置などにかかる設備を軽減することができる。さらに、真空装置を用いずとも良いことから、真空チャンバーの大きさに処理基板の大きさが制限されず、基板の大型化にも対応できる。また、プロセス温度の側面から見ると、組成物中の溶媒を除去する程度の温度の加熱処理が必要なだけであるので、高い加熱処理では分解や変質、変形が生じてしまう基板、材料も用いることができる。
【００５２】
また、流動性を有する液状の組成物を用いて形成するために、材料の混合が容易であり、また、被形成領域に対する被覆性もよい。
【００５３】
また、所望のパターンに組成物を吐出できる液滴吐出法や、組成物を所望のパターンに転写、または描写できる印刷法などは、選択的に薄膜を形成することができるので、材料のロスを防ぎ有効利用することができるため、生産コストを低減することができる。さらに、フォトリソグラフィ工程による薄膜の形状加工が不要となるため、工程が簡略化し、生産性が向上するという効果もある。
【００５４】
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、ＢＡｌｑ（略称）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（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）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（略称）や、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称））、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）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物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。
【００５５】
これ以外にも、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などの高分子化合物を電子輸送層に用いることができる。
【００５６】
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性を有する物質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、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることもできる。この様な構造とすることにより、陰極１０８からの電子注入効率をより高めることができる。
【００５７】
なお、陽極１０２や陰極１０８の材料を変えることで、本実施の形態の発光素子は様々なバリエーションを提供することができる。例えば、陽極１０２を光透過性とすることで、陽極１０２側から光を射出する構成となり、また、陽極１０２を遮光性（特に反射性）とし、陰極１０８を光透過性とすることで、陰極１０８の側から光を射出する構成となる。さらに、陽極１０２、陰極１０８の両方を光透過性とすることで、陽極側、陰極側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【００５８】
また、絶縁表面を有し、発光素子の支持体として用いる基板１０１としては、例えばガラス、またはプラスチック、金属などを用いることができる。なお、発光素子の支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。なお、発光素子からの発光を基板を通して外部へ取り出す場合には、基板は透光性を有する基板であることが好ましい。
【００５９】
なお、図２（Ｂ）に示すように、発光素子の支持体として用いる基板１０１上に、陰極１０８、ＥＬ層１０３、陽極１０２とが順に積層された構成としてもよい。この場合のＥＬ層は、例えば陰極１０８上に電子注入層１１２、電子輸送層１１０、発光物質を含む層１０６、正孔輸送層１０４が順次積層された構造となる。
【００６０】
以上で説明した本実施の形態における発光素子は、長寿命化を実現できる発光素子とすることができる。
【００６１】
また、発光物質を含む層１０６をバイポーラ性とすることで、高効率な発光素子とすることができる。
【００６２】
また、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満、好ましくは８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることで、発光物質を含む層１０６を湿式法により形成することができる。溶媒に溶解した組成物を用いて湿式法により作製した薄膜は、膜に欠陥等のない良好な膜質とすることができるため、そのような薄膜を用いて信頼性の高い発光素子（デバイス）を作製することができる。また、湿式法を用いて薄膜及び発光素子を作製することにより、材料の利用効率がよく、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができるため、低コスト化、高生産化を達成することができる。従って、本実施の形態を用いることにより、高信頼性の発光装置、照明装置及び電子機器を低コストで生産性よく得ることができる。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した基本構成に含まれる発光素子の一例について、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。具体的には、実施の形態１で示した発光素子のうち、発光物質を含む層１０６を、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの積層とした場合について説明する。
【００６４】
本実施の形態で示す発光素子１２０は、図３（Ａ）に示すように、一対の電極（陽極１０２、陰極１０８）間にＥＬ層１０３が挟まれており、ＥＬ層１０３は、正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層１０６と、を少なくとも有している。また、発光物質を含む層１０６は、第１の発光層１０６ａと、第１の発光層１０６ａの陰極側に接する第２の発光層１０６ｂを有する。
【００６５】
本実施の形態で示す発光素子１２０において、正孔輸送層１０４は、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と抗還元物質とを有する。また、陽極１０２、陰極１０８、及び正孔輸送層１０４には、実施の形態１で示したものと同様の材料を用いることができる。
【００６６】
第１の発光層１０６ａには、発光中心となる発光物質と、発光物質を分散するホスト材料としての第２の有機化合物が含まれる。また、第２の発光層１０６ｂには、発光中心となる発光物質と、発光物質を分散するホスト材料としての第３の有機化合物が含まれる。発光物質を含む層１０６は少なくとも電子輸送性を有するように、第２の有機化合物及び第３の有機化合物としては、それぞれ電子輸送性を有する有機化合物を用いるのが好ましい。第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂには、同じ発光物質を用いるものとする。また、第２の発光層１０６ｂにおいて、発光物質はホールトラップ性を有する。
【００６７】
第１の発光層１０６ａ及び第２の発光層１０６ｂは発光素子１２０における発光を担う層となっている。なお、第１の発光層または第２の発光層における発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満とすることが好ましい。
【００６８】
本実施の形態で示す発光素子１２０のバンド図の一例を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）において、２０２は、陽極１０２のフェルミ準位、２０４は正孔輸送層１０４に含まれる第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位、２０６は第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位、２０８は、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質のＨＯＭＯ（又はドナー）準位、２１０は、抗還元物質のＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位、２１８は、第１の発光層１０６ａに含まれる発光物質のＨＯＭＯ準位、２２０は、第１の発光層１０６ａに含まれる第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位、２２４は、第２の発光層１０６ｂに含まれる第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位、２２２は第２の発光層１０６ｂに含まれる発光物質のＨＯＭＯ準位、２１６は、陰極１０８のフェルミ準位をそれぞれ示す。
【００６９】
図３（Ｂ）において、陰極１０８から注入された電子は、第２の発光層１０６ｂへと注入される。一方、陽極１０２から注入された正孔は、正孔輸送層１０４を通り、第１の発光層１０６ａに注入され、発光物質のＨＯＭＯ準位２１８を通って第２の発光層１０６ｂへ注入される。第２の発光層１０６ｂへ注入された正孔はホールトラップ性を有する発光物質により移動が遅くなり、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの界面近傍において電子と再結合し、発光する。
【００７０】
本実施の形態で示す発光素子１２０において、第１の発光層１０６ａの発光物質と第２の発光層１０６ｂには同じ発光物質を用いるため、それぞれのＨＯＭＯ準位２１８とＨＯＭＯ準位２２２が同じとなり、第１の発光物質と第２の発光物質との間で、キャリアである正孔の輸送を容易に行うことができる。
【００７１】
第１の発光層１０６ａのホスト材料としての第２の有機化合物には、発光物質のＨＯＭＯ準位２１８と同じ程度か、又は発光物質のＨＯＭＯ準位２１８よりも深いＨＯＭＯ準位２２０を有する材料を用いることができる。第２の発光層１０６ｂのホスト材料としての第３の有機化合物には、発光物質のＨＯＭＯ準位２２２よりも深いＨＯＭＯ準位２２４を有する材料を用いる。これによって、第２の発光層１０６ｂにおいて正孔が発光物質によってトラップされるため、第２の発光層１０６ｂから陰極側への正孔の突き抜けを防止することができる。なお、具体的には、第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位２２４と、発光物質のＨＯＭＯ準位２２２との絶対値の差が、少なくとも０．２ｅＶよりも大きい必要があり、０．３ｅＶより大きいのが好ましい。
【００７２】
図４にホスト材料のＨＯＭＯ準位より浅い（絶対値が小さい）ＨＯＭＯ準位を有するゲスト材料を添加した発光層における、正孔輸送性とゲスト材料の添加濃度の関係の概念図を示す。図４に示すように、高濃度でゲスト材料を添加した場合は、ゲスト材料のＨＯＭＯ準位が正孔を輸送するパスとなるため、発光層内で正孔が輸送される。
【００７３】
本実施の形態で示す発光素子１２０において、第２の発光層１０６ｂの発光物質はホールトラップ性を有する。また、第２の発光層１０６ｂへとすみやかに正孔を輸送できるよう、第１の発光層が含む発光物質は、第２の発光層が含む発光物質よりも高濃度で含まれているのが好ましい。なお、ホールトラップ性を有する濃度は、物質によって異なるが、第２の発光層１０６ｂに含まれる発光物質の濃度は、概ね５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とするのが好ましい。また、第１の発光層１０６ａに含まれる発光物質の濃度は、発光物質が正孔のパスを作り、ホールトラップ性が弱くなる濃度、すなわち概ね１０ｗｔ％よりも高濃度とするのが好ましい。
【００７４】
なお、最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）および最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）の測定方法としては、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定から算出する方法がある。または、薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを光電子分光装置により測定し、ＨＯＭＯ準位を算出することができる。また、その結果と、薄膜状態における吸収スペクトルから求めることができるエネルギーギャップとからＬＵＭＯ準位を算出することができる。
【００７５】
本実施の形態で示す発光素子１２０は、実施の形態１で示した発光素子１００と同様に、発光物質を含む層１０６に接した正孔輸送層１０４中に、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位２０６よりも低いＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位２１０を有する、すなわち、第１の有機化合物よりも電子を受け取りやすい抗還元物質が含まれる。このため、発光物質を含む層１０６を通り抜けて電子が正孔輸送層１０４へ到達したとしても、抗還元物質が電子を受け取り、正孔輸送層１０４を通る正孔と抗還元物質のＬＵＭＯ準位２１０にある電子が、励起状態を経ることなく再結合し、熱失活することが可能である。これによって、第１の有機化合物が還元されるのを阻害することができるため、正孔輸送層１０４の劣化を抑制することができる。従って、信頼性の高く、長寿命な発光素子１００を得ることができる。
【００７６】
また、本実施の形態で示す発光素子１２０は、第１の発光層１０６ａが発光物質を高濃度で含有することで、発光物質のＨＯＭＯ準位を通った正孔が第２の発光層１０６ｂへと輸送され、また、第２の発光層１０６ｂにおいてホールトラップ性を有する発光物質によってトラップされる。これによって、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの界面近傍、すなわち、発光物質を含む層１０６の内部に発光領域を制御することができるため、発光効率の低下が少ない良好な特性を有する発光素子を作製することができる。
【００７７】
本実施の形態において、第１の発光層１０６ａ又は第２の発光層１０６ｂに用いることのできる第２又は第３の有機化合物としては、実施の形態１で示した発光物質を含む層１０６のホスト材料として用いる電子輸送性を有する有機化合物、又はバイポーラ性を有する有機化合物を適宜選択して用いることができる。また、発光物質としては、実施の形態１で示した発光物質を適宜選択して用いることができる。ただし、第２の発光層１０６ｂにおいて、発光物質がホールトラップ性を有するように、第３の有機化合物には、発光物質のＨＯＭＯ準位よりも、好ましくは０．３ｅＶ以上深いＨＯＭＯ準位を有する材料を用いる。
【００７８】
なお、発光物質を分散するホスト材料として好適な物質として、アントラセン誘導体に代表される縮合多環芳香族化合物などの縮合多環系の材料がある。これらの材料は、バンドギャップが広いことから、発光物質から励起エネルギーの移動が起こりにくく、発光効率の低下や色純度の悪化を招きにくい。また、発光物質を高濃度で添加した場合にも、濃度消光が起こりにくいため、好ましい。また、置換基によっては電子輸送性にも正孔輸送性にもなり、様々な構成の発光素子に適用が可能である。しかし、縮合多環系の材料は正孔輸送性の高い材料であっても、ある程度電子を輸送する能力も保持しており、条件によっては電子の突き抜けによる劣化の影響が大きくなってしまうことがある。このような場合に、本実施の形態の発光素子である発光素子１２０の構成を用いると、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質が正孔輸送層１０４まで突き抜けた電子と再結合することで、有効に劣化を抑制することができる。なお、ホスト材料として用いる縮合多環系の材料としては、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、クリセン、トリフェニレン、ペリレン、ジベンゾクリセン等の３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物が特に有用である。
【００７９】
以上で説明した本実施の形態における発光素子は、高効率化及び長寿命化を実現できる発光素子とすることができる。ここでは、発光物質を含む層１０６を、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの２層の積層とした場合について説明したが、発光物質を含む層１０６において３層以上の発光層を積層とした発光素子としてもよい。なお、発光物質を含む層１０６を３層以上の発光層の積層とする場合、各発光層に含まれる発光物質の濃度は、陽極１０２側から陰極１０８側に向けて、順に高濃度から低濃度になるように調整されていることが好ましい。
【００８０】
また、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満、好ましくは８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることで、発光物質を含む層１０６を湿式法により形成することができる。溶媒に溶解した組成物を用いて湿式法により作製した薄膜は、膜に欠陥等のない良好な膜質とすることができるため、そのような薄膜を用いて信頼性の高い発光素子（デバイス）を作製することができる。また、湿式法を用いて薄膜及び発光素子を作製することにより、材料の利用効率がよく、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができるため、低コスト化、高生産化を達成することができる。従って、本実施の形態を用いることにより、高信頼性の発光装置および電子機器も低コストで生産性よく得ることができる。
【００８１】
なお、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。
【００８２】
（実施の形態３）
本実施の形態は、複数のＥＬ層を積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図５を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数のＥＬ層を有する積層型発光素子である。各ＥＬ層の構成としては、実施の形態１又は２で示した構成と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態１又は２で示した発光素子は、１つのＥＬ層を有する発光素子であり、本実施の形態では、複数のＥＬ層を有する発光素子について説明する。
【００８３】
図５（Ａ）において、第１の電極５２１と第２の電極５２２との間には、第１のＥＬ層５１１と第２のＥＬ層５１２が積層されている。第１の電極５２１と第２の電極５２２は一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。第１の電極５２１及び第２の電極５２２の材料は、実施の形態１で示した陽極または陰極の材料と同様なものを適用することができる。また、第１のＥＬ層５１１と第２のＥＬ層５１２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１又は２と同様なものを適用することができる。
【００８４】
電荷発生層５１３は、第１の電極５２１と第２の電極５２２に電圧を印加したときに、一方の側のＥＬ層に電子を注入し、他方の側のＥＬ層に正孔を注入する層であり、単層でも複数の層を積層した構成であってもよい。複数の層を積層した構成としては、正孔を注入する層と電子を注入する層とを積層する構成であることが好ましい。
【００８５】
正孔を注入する層としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ルテニウム等の半導体や絶縁体を用いることができる。あるいは、正孔輸送性の高い物質に、アクセプター物質が添加された構成であってもよい。正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層は、アクセプター物質として、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）や、酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。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、ポリマーなど、種々の化合物を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質としては、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。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。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は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【００８６】
電子を注入する層としては、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の絶縁体や半導体を用いることができる。あるいは、電子輸送性の高い物質に、ドナー性物質が添加された構成であってもよい。ドナー性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第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ドナー性物質として用いてもよい。電子輸送性の高い物質としては、実施の形態１で示した材料を用いることができる。なお、電子輸送性の高い物質としては、電子移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。電子輸送性の高い物質とドナー性物質とを有する複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【００８７】
また、電荷発生層５１３として、例えば、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物を含む層と透明導電膜とを組み合わせて形成しても良い。なお、光取り出し効率の点から、電荷発生層は透光性の高い層とすることが好ましい。
【００８８】
いずれにしても、第１のＥＬ層５１１と第２のＥＬ層５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５２１と第２の電極５２２に電圧を印加したときに、一方の側のＥＬ層に電子を注入し、他方の側のＥＬ層に正孔を注入するものであれば良い。例えば、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１のＥＬ層５１１に電子を注入し、第２のＥＬ層５１２に正孔を注入するものであればいかなる構成でもよい。
【００８９】
図５（Ａ）では、２つのＥＬ層を有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上のＥＬ層を積層した発光素子についても、適用することが可能である。例えば図５（Ｂ）に示すように一対の電極間にＥＬ層５００が、例えばｎ（ｎは２以上の自然数）層積層された構造とすることができる。この場合には、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、電荷発生層５１３が挟まれた構造を有する。
【００９０】
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層を電荷発生層で仕切って配置することで電流密度を低く保ったまま高輝度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。
【００９１】
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。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。
【００９２】
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。
【００９３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した発光素子を用いて作製される発光装置の一例として、パッシブマトリクス型の発光装置およびアクティブマトリクス型の発光装置について説明する。
【００９４】
図６、図７にパッシブマトリクス型の発光装置の例を示す。
【００９５】
パッシブマトリクス型（単純マトリクス型ともいう）の発光装置は、ストライプ状（帯状）に並列された複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設けられており、その交差部に発光層が挟まれた構造となっている。従って、選択された（電圧が印加された）陽極と選択された陰極との交点にあたる画素が点灯することになる。
【００９６】
図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図が図６（Ｄ）である。
【００９７】
基板６０１上には、下地絶縁層として絶縁層６０２を形成する。なお、下地絶縁層が必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層６０２上には、ストライプ状に複数の第１の電極６０３が等間隔で配置されている（図６（Ａ））。なお、第１の電極６０３は、実施の形態１及び実施の形態２の陽極１０２に相当する。
【００９８】
また、第１の電極６０３上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁６０４が設けられ、開口部を有する隔壁６０４は絶縁材料（感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜））で構成されている。なお、各画素に対応する開口部６０５が発光領域となる（図６（Ｂ））。
【００９９】
開口部を有する隔壁６０４上に、第１の電極６０３と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁６０６が設けられる（図６（Ｃ））。逆テーパ状の隔壁６０６はフォトリソグラフィ法に従い、未露光部分がパターンとして残るポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
【０１００】
図６（Ｃ）に示すように逆テーパ状の隔壁６０６を形成した後、図６（Ｄ）に示すようにＥＬ層６０７および第２の電極６０８を順次形成する。なお、本実施の形態で示すＥＬ層６０７は、実施の形態１及び２において示したＥＬ層１０３に相当し、少なくとも正孔輸送層及び正孔輸送層に接する発光物質を含む層を有する。また、第２の電極６０８は、実施の形態１及び２の陰極１０８に相当する。開口部を有する隔壁６０４及び逆テーパ状の隔壁６０６を合わせた高さは、ＥＬ層６０７及び第２の電極６０８の膜厚より大きくなるように設定されているため、図６（Ｄ）に示すように複数の領域に分離されたＥＬ層６０７と、第２の電極６０８とが形成される。なお、複数に分離された領域は、それぞれ電気的に独立している。
【０１０１】
第２の電極６０８は、第１の電極６０３と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁６０６上にもＥＬ層６０７及び第２の電極６０８を形成する導電層の一部が形成されるが、ＥＬ層６０７、及び第２の電極６０８とは分断されている。
【０１０２】
また、必要であれば、基板６０１に封止缶やガラス基板などの封止材をシール材などの接着剤で貼り合わせて封止し、発光素子が密閉された空間に配置されるようにしても良い。これにより、発光素子の劣化を防止することができる。なお、密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填しても良い。さらに、水分などによる発光素子の劣化を防ぐために基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥剤によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。なお、乾燥剤としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸収する物質を用いることが可能である。その他の乾燥剤として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
【０１０３】
次に、図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）に示したパッシブマトリクス型の発光装置にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）などを実装した場合の上面図を図７に示す。
【０１０４】
図７において、画像表示を構成する画素部は、走査線群とデータ線群が互いに直交するように交差している。
【０１０５】
ここで、図６における第１の電極６０３が、図７の走査線７０３に相当し、図６における第２の電極６０８が、図７のデータ線７０８に相当し、逆テーパ状の隔壁６０６が隔壁７０６に相当する。データ線７０８と走査線７０３の間には、図６のＥＬ層６０７が挟まれており、領域７０５で示される交差部が画素１つ分となる。
【０１０６】
なお、走査線７０３は配線端で接続配線７０９と電気的に接続され、接続配線７０９が入力端子７１０を介してＦＰＣ７１１ｂに接続される。また、データ線７０８は入力端子７１２を介してＦＰＣ７１１ａに接続される。
【０１０７】
また、必要であれば、射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１０８】
なお、図７では、駆動回路を基板上に設けない例を示したが、基板上に駆動回路を有するＩＣチップを実装させてもよい。
【０１０９】
また、ＩＣチップを実装させる場合には、画素部の周辺（外側）の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側ＩＣ、走査線側ＩＣをＣＯＧ方式によりそれぞれ実装する。ＣＯＧ方式以外の実装技術としてＴＣＰやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい。ＴＣＰはＴＡＢテープにＩＣを実装したものであり、ＴＡＢテープを素子形成基板上の配線に接続してＩＣを実装する。データ線側ＩＣ、および走査線側ＩＣは、シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にＴＦＴで駆動回路を形成したものであってもよい。
【０１１０】
次に、アクティブマトリクス型の発光装置の例について、図８を用いて説明する。なお、図８（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図８（Ｂ）は図８（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８０１上に設けられた画素部８０２と、駆動回路部（ソース側駆動回路）８０３と、駆動回路部（ゲート側駆動回路）８０４と、を有する。画素部８０２、駆動回路部８０３、及び駆動回路部８０４は、シール材８０５によって、素子基板８０１と封止基板８０６との間に封止されている。
【０１１１】
また、素子基板８０１上には、駆動回路部８０３、及び駆動回路部８０４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８０７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ８０８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。
【０１１２】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。素子基板８０１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、ソース側駆動回路である駆動回路部８０３と、画素部８０２が示されている。
【０１１３】
駆動回路部８０３はｎチャネル型ＴＦＴ８０９とｐチャネル型ＴＦＴ８１０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。
【０１１４】
また、画素部８０２はスイッチング用ＴＦＴ８１１と、電流制御用ＴＦＴ８１２と電流制御用ＴＦＴ８１２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陽極８１３とを含む複数の画素により形成される。なお、陽極８１３の端部を覆って絶縁物８１４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。
【０１１５】
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８１４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８１４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８１４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８１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型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。
【０１１６】
陽極８１３上には、ＥＬ層８１５及び陰極８１６が積層形成されている。なお、陽極８１３をＩＴＯ膜とし、陽極８１３と接続する電流制御用ＴＦＴ８１２の配線として窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層膜、或いは窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層膜を適用すると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯ膜との良好なオーミックコンタクトがとれる。なお、ここでは図示しないが、陰極８１６は外部入力端子であるＦＰＣ８０８に電気的に接続されている。
【０１１７】
上述のように、陽極８１３、ＥＬ層８１５及び陰極８１６によって発光素子が構成されるが、発光素子の詳しい構造及び材料については実施の形態１乃至３において説明したため、繰り返しとなる説明を省略する。なお、図８における陽極８１３、ＥＬ層８１５、及び陰極８１６はそれぞれ実施の形態１または２における陽極１０２、ＥＬ層１０３、陰極１０８に相当する。
【０１１８】
また、図８（Ｂ）に示す断面図では発光素子８１７を１つのみ図示しているが、画素部８０２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８０２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。
【０１１９】
さらにシール材８０５で封止基板８０６を素子基板８０１と貼り合わせることにより、素子基板８０１、封止基板８０６、およびシール材８０５で囲まれた空間８１８に発光素子８１７が備えられた構造になっている。なお、空間８１８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８０５で充填される構成も含むものとする。
【０１２０】
なお、シール材８０５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８０６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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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を適宜組み合わせて用いることができることとする。
【０１２３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した発光装置を用いて完成させた様々な電子機器および照明器具について、図９を用いて説明する。
【０１２４】
本実施の形態で示す電子機器として、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。これらの電子機器および照明器具の具体例を図９に示す。
【０１２５】
図９（Ａ）は、テレビジョン装置９１００の一例を示している。テレビジョン装置９１００は、筐体９１０１に表示部９１０３が組み込まれている。表示部９１０３により、映像を表示することが可能であり、上記実施の形態で示した発光装置を表示部９１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド９１０５により筐体９１０１を支持した構成を示している。
【０１２６】
テレビジョン装置９１００の操作は、筐体９１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９１１０により行うことができる。リモコン操作機９１１０が備える操作キー９１０９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９１０３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９１１０に、当該リモコン操作機９１１０から出力する情報を表示する表示部９１０７を設ける構成としてもよい。
【０１２７】
なお、テレビジョン装置９１００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。
【０１２８】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光装置であるため、テレビジョン装置の表示部９１０３に用いることで、長寿命なテレビジョン装置を提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、テレビジョン装置の表示部９１０３に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１２９】
図９（Ｂ）はコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。なお、コンピュータは、上記実施の形態を適用して形成される発光装置をその表示部９２０３に用いることにより作製される。
【０１３０】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光装置であるため、コンピュータの表示部９２０３に用いることで、長寿命なコンピュータを提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、コンピュータの表示部９２０３に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１３１】
図９（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体９３０１と筐体９３０２の２つの筐体で構成されており、連結部９３０３により、開閉可能に連結されている。筐体９３０１には表示部９３０４が組み込まれ、筐体９３０２には表示部９３０５が組み込まれている。また、図９（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他に、操作キー９３０９、接続端子９３１０、センサ９３１１（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９３１２等の入力手段を備えている。また、スピーカ部９３０６、記録媒体挿入部９３０７、ＬＥＤランプ９３０８等を備えていてもよい。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９３０４および表示部９３０５の両方、または一方に上記実施の形態を適用して形成される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。
【０１３２】
図９（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９（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。
【０１３３】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命化されているため、携帯型遊技機の表示部（９３０４、９３０５）に用いることで、長寿命な携帯型遊技機を提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、携帯型遊技機の表示部（９３０４、９３０５）に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１３４】
図９（Ｄ）は卓上照明器具であり、照明部９４０１、傘９４０２、可変アーム９４０３、支柱９４０４、台９４０５、電源スイッチ９４０６を含む。なお、卓上照明器具は、上記実施の形態を適用して形成される発光装置を照明部９４０１に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。
【０１３５】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命化されているため、卓上照明器具の照明部９４０１に用いることで、長寿命な卓上照明器具を提供することができる。
【０１３６】
図９（Ｅ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機９５００は、筐体９５０１に組み込まれた表示部９５０２の他、操作ボタン９５０３、外部接続ポート９５０４、スピーカ９５０５、マイク９５０６などを備えている。なお、携帯電話機９５００は、上記実施の形態を適用して形成される発光装置を表示部９５０２に用いることにより作製される。
【０１３７】
図９（Ｅ）に示す携帯電話機９５００は、表示部９５０２を指などで触れることで、情報を入力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部９５０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１３８】
表示部９５０２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。
【０１３９】
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９５０２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９５０２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。
【０１４０】
また、携帯電話機９５００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９５００の向き（縦か横か）を判断して、表示部９５０２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。
【０１４１】
また、画面モードの切り替えは、表示部９５０２を触れること、又は筐体９５０１の操作ボタン９５０３の操作により行われる。また、表示部９５０２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。
【０１４２】
また、入力モードにおいて、表示部９５０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部９５０２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。
【０１４３】
表示部９５０２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９５０２に掌や指を触れることで、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。
【０１４４】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光装置であるため、携帯電話機の表示部９５０２に用いることで、長寿命な携帯電話機を提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、携帯電話機の表示部９５０２に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１４５】
図１０は、上記実施の形態を適用して形成される発光装置を、室内の照明装置１００１として用いた例である。上記実施の形態で示した発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、上記実施の形態で示した発光装置は、薄型化が可能であるため、ロール型の照明装置１００２として用いることもできる。なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光素子を有しているため、長寿命な照明装置として用いることが可能となる。なお、図１０に示すように、室内の照明装置１００１を備えた部屋で、図９（Ｅ）で説明した卓上照明器具１００３を併用してもよい。
【０１４６】
以上のようにして、上記実施の形態で示した発光装置を適用して電子機器や照明器具を得ることができる。当該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。
【０１４７】
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こととする。
【実施例１】
【０１４８】
本実施例では、上記実施の形態で示す構成を有する発光素子について具体的に説明する。
【０１４９】
なお、本実施例で用いる有機化合物の分子構造を下記構造式（１０）〜（１４）に示す。また、本実施例の発光素子の素子構成を図２（Ａ）に示す。
【０１５０】
【化１】
【０１５１】
以下に、本実施例の発光素子１の作製方法を示す。
【０１５２】
（発光素子１）
まず、陽極１０２として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（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。
【０１５３】
次に、ＩＴＳＯ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。
【０１５４】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、構造式（１０）で表される４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＮＰＢ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝１：４（質量比）となるように共蒸着することにより、正孔輸送層１０４を形成した。膜厚は２０ｎｍ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。
【０１５５】
さらに正孔輸送層１０４上に、発光物質を含む層１０６を形成した。
【０１５６】
発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）と上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、２ＰＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．１となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１５７】
続いて、発光物質を含む層１０６上に、上記構造式（１３）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ、上記構造式（１４）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１０を形成した。さらに電子輸送層１１０上に、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように形成することによって電子注入層１１２を形成した。最後に、陰極１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、本実施例の発光素子１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。
【０１５８】
以上のように作製した発光素子１の素子構造を表１に示す。ここで、発光素子１は実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１５９】
【表１】
【０１６０】
以上により得られた発光素子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封止する作業を行った後、これら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。
【０１６１】
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に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表２に示す。
【０１６２】
【表２】
【０１６３】
また、作製した発光素子１の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図１５に示す。図１５において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０１６４】
図１５より、４９００時間の駆動後においても、発光素子１は初期輝度の８６％の輝度を保っていた。よって、発光素子１は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。これは、発光素子１では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０１６５】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子１は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例２】
【０１６６】
本実施例においては、実施例１と異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１５）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０１６７】
【化２】
【０１６８】
以下に、本実施例の発光素子２の作製方法を示す。本実施例の発光素子２は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１６９】
（発光素子２）
発光素子２において、発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）と上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、２ＰＣｚＰＡ：ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝０．５：０．５：０．１となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１７０】
作製した発光素子２の素子構造を表３に示す。発光素子２は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１７１】
【表３】
【０１７２】
以上により得られた発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これら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。
【０１７３】
発光素子の電流密度−輝度特性を図１６、電圧−輝度特性を図１７、輝度−電流効率特性を図１８に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１９に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表４に示す。
【０１７４】
【表４】
【０１７５】
また、作製した発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図２０に示す。図２０において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０１７６】
図２０より、３９００時間の駆動後においても、発光素子２は初期輝度の９７％の輝度を保っていた。よって、発光素子２は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。これは、発光素子２では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０１７７】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子２は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例３】
【０１７８】
本実施例においては、実施例１、実施例２とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１６）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０１７９】
【化３】
【０１８０】
本実施例の発光素子３の作製方法を以下に示す。なお、本実施例の発光素子３は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１８１】
（発光素子３）
発光素子３において、発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）と上記構造式（１６）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］アントラセン（略称：２ＤＰＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、２ＰＣｚＰＡ：２ＤＰＡＰＡ＝１：０．２となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１８２】
作製した発光素子３の素子構造を表５に示す。発光素子３は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１８３】
【表５】
【０１８４】
以上により得られた発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、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。
【０１８５】
発光素子の電流密度−輝度特性を図２１、電圧−輝度特性を図２２、輝度−電流効率特性を図２３に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表６に示す。
【０１８６】
【表６】
【０１８７】
また、作製した発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図２５に示す。図２５において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０１８８】
図２５より、４０００時間の駆動後でも発光素子３は初期輝度の９９％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかる。これは、発光素子３では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０１８９】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子３は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例４】
【０１９０】
本実施例においては、上記実施例とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１７）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０１９１】
【化４】
【０１９２】
本実施例の発光素子４及び発光素子５の作製方法を以下に示す。なお、本実施例の発光素子４は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。また、本実施例の発光素子５は、発光素子を含む層１０６及び電子輸送層１１０以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１９３】
（発光素子４）
発光素子４において、発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．１となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１９４】
（発光素子５）
発光素子５において、発光物質を含む層１０６は、上述の発光素子４と同様に作製した。また、発光物質を含む層１０６上に、上記構造式（１３）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）と、上記構造式（１７）で表されるＮ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）とを１０ｎｍ共蒸着し、さらに上記構造式（１４）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１０を形成した。なお、ＡｌｑとＤＰＱｄの質量比は、１：０．００５（＝Ａｌｑ：ＤＰＱｄ）とした。
【０１９５】
作製した発光素子４及び発光素子５の素子構造を表７に示す。発光素子４及び発光素子５は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１９６】
【表７】
【０１９７】
以上により得られた発光素子４及び発光素子５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、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。
【０１９８】
発光素子の電流密度−輝度特性を図２６、電圧−輝度特性を図２７、輝度−電流効率特性を図２８に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２９に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表８に示す。
【０１９９】
【表８】
【０２００】
また、作製した発光素子４及び発光素子５の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図３０に示す。図３０において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０２０１】
図３０より、発光素子４は、４９００時間の駆動後でも初期輝度の８７％の輝度を保っており、また、発光素子５は、１２００時間の駆動後でも初期輝度の９５％の輝度を保っていた。よって、発光素子４及び発光素子５は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかる。これは、発光素子４及び発光素子５では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０２０２】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子４及び発光素子５は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例５】
【０２０３】
本実施例においては、上記実施例とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物は、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物であるためその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０２０４】
本実施例の発光素子６及び発光素子７の作製方法を以下に示す。なお、本実施例の発光素子６は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。また、本実施例の発光素子７は、正孔輸送層１０４及び発光素子を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０２０５】
（発光素子６）
発光素子６において、発光物質を含む層１０６は湿式法を用いて作製した。具体的には、上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を０．１５ｇ、上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を０．０３１ｇはかりとったサンプル瓶に、低水分濃度（＜０．１ｐｐｍ）低酸素濃度（〜１０ｐｐｍ）の環境で脱水トルエン（関東化学製）１５ｍＬを加え、蓋をしめて終夜攪拌を行い溶液を作製した。
【０２０６】
正孔輸送層１０４を作製した基板上に、低水分濃度（＜０．１ｐｐｍ）低酸素濃度（〜１０ｐｐｍ）の環境下で溶液を滴下し、３００ｒｐｍの回転数で３秒間、１０００ｒｐｍの回転数で６０秒間、２５００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコートを行った。端子部上の溶液のスピンコート膜を、トルエンを用いて除去し、ロータリーポンプで減圧しながら１１０℃に設定した真空オーブン内で１時間加熱乾燥をすることで、発光物質を含む層１０６を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。その後減圧した真空蒸着装置内で膜形成面が下側に向くように基板を設置し、電子輸送層１１０を形成した。
【０２０７】
（発光素子７）
発光素子７において、正孔輸送層１０４は、陽極１０２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、真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣｚＰＡ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝１：４（質量比）となるように共蒸着することにより形成した。膜厚は２０ｎｍとした。
【０２０８】
さらに正孔輸送層１０４上に、発光物質を含む層１０６を形成した。発光物質を含む層１０６は、上述した発光素子６と同様の方法で作製した。
【０２０９】
作製した発光素子６及び発光素子７の素子構造を表９に示す。発光素子６及び発光素子７は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０２１０】
【表９】
【０２１１】
以上により得られた発光素子６及び発光素子７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、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。
【０２１２】
発光素子の電流密度−輝度特性を図３１、電圧−輝度特性を図３２、輝度−電流効率特性を図３３に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表１０に示す。
【０２１３】
【表１０】
【０２１４】
また、作製した発光素子６及び発光素子７の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図３５に示す。図３５において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０２１５】
図３５より、発光素子６は、７９００時間の駆動後でも初期輝度の６１％の輝度を保っており、また、発光素子７は、７９００時間の駆動後でも初期輝度の６９％の輝度を保っていた。発光素子６及び発光素子７は、初期劣化は大きいものの、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかる。これは、発光素子６及び発光素子７では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０２１６】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子６及び発光素子７は、発光物質を含む層を湿式法で作製した場合であっても高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例６】
【０２１７】
本実施例では、湿式法の溶媒として用いるトルエン溶液を塗布した後の、正孔輸送性の有機化合物及び金属酸化物を含む薄膜の耐溶剤性評価を行った。
【０２１８】
本実施例では、石英基板上に、構造式（１０）で表される４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、５０ｎｍの膜厚の薄膜を形成した。なお、ＮＰＢ中の酸化モリブデン（ＶＩ）の質量比を異ならせた以下の４種類の試料を作製した。作製した試料の内訳を以下の表１１に示す。
【０２１９】
【表１１】
【０２２０】
作成例１、２及び比較例１、２を作製後、それぞれの薄膜の吸収スペクトルを測定した。その後、それぞれの薄膜上に湿式法の溶媒として用いるトルエン溶液を滴下し、３００ｒｐｍの回転数で３秒間、１０００ｒｐｍの回転数で６０秒間、２５００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコートを行った。
【０２２１】
図３６にトルエン溶液をスピンコートする前後における薄膜の吸収スペクトルを示す。図３６（Ａ）は、作成例１における吸収スペクトルを示し、図３６（Ｂ）は作成例２における吸収スペクトルを示し、図３６（Ｃ）は比較例１における吸収スペクトルを示し、図３６（Ｄ）は比較例２における吸収スペクトルを示す。
【０２２２】
図３６に示すように、作成例１はトルエン溶液をスピンコート前後において吸収スペクトルの変化がみられなかった。また、作成例２においては、多少の吸収スペクトルの変化がみられるものの、薄膜の膜質に影響を与える程の大きな変化はみられなかった。一方、比較例１及び比較例２では、トルエン溶液をスピンコート前後で吸収スペクトルが大きく変化しており、薄膜がトルエン溶液によって溶解していた。従って、有機化合物に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上とすることで、膜質を変化させることなく湿式法に用いる溶媒（本実施例においてはトルエン溶液）を塗布することが可能であると言える。
【０２２３】
以上のことから、正孔輸送性を有する有機化合物に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上とすることで、正孔輸送層上に発光物質を含む層を湿式法により形成することができることが示された。
【実施例７】
【０２２４】
本実施例においては、上記実施例とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１８）及び構造式（１９）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。また、本実施例の発光素子８の素子構成を図３７に示す。
【０２２５】
【化５】
【０２２６】
以下に、本実施例の発光素子８の作製方法を示す。
【０２２７】
（発光素子８）
まず、陽極１０２として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（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。
【０２２８】
次に、ＩＴＳＯ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。
【０２２９】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、構造式（１８）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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝４：２（質量比）となるように共蒸着することにより、正孔輸送層１０４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。
【０２３０】
さらに正孔輸送層１０４上に、第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃより構成される発光物質を含む層１０６を形成した。
【０２３１】
第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃは、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩと上記構造式（１９）で表されるトリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）とを共蒸着することにより形成した。第１の発光層１０６ａ中のこれらの質量比は、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．３とし、膜厚は１０ｎｍとした。また、第２の発光層１０６ｂのこれらの質量比は、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．０８とし、膜厚は１０ｎｍとした。また、第３の発光層１０６ｃのこれらの質量比は、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．０４とし、膜厚は２０ｎｍとした。
【０２３２】
発光素子８において、発光物質を含む層１０６を構成する第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃには、それぞれ同じ発光物質及び同じホスト材料を、質量比を変えて用いる。なお、第１の発光層１０６ａ乃至第３の発光層１０６ｃにおいて発光物質として用いるＩｒ（ｐｐｙ）３のＨＯＭＯ準位は、−５．３２ｅＶであり、ホスト材料として用いるｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩのＨＯＭＯ準位は−５．８７ｅＶである。また、発光物質の濃度は、第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ、第３の発光層１０６ｃの順に高濃度から低濃度になるよう調整されている。
【０２３３】
続いて、発光物質を含む層１０６上に、上記構造式（１３）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ、上記構造式（１４）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１０を形成した。さらに電子輸送層１１０上に、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように形成することによって電子注入層１１２を形成した。最後に、陰極１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、本実施例の発光素子８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。
【０２３４】
以上のように作製した発光素子８の素子構造を表１２に示す。ここで、発光素子８は実施の形態２に記載された構成を有する発光素子である。
【０２３５】
【表１２】
【０２３６】
以上により得られた発光素子８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、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。
【０２３７】
発光素子の電流密度−輝度特性を図３８、電圧−輝度特性を図３９、輝度−電流効率特性を図４０に示す。また、０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４１に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表１３に示す。
【０２３８】
【表１３】
【０２３９】
また、作製した発光素子８の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図４２に示す。図４２において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０２４０】
図４２より、１０００時間の駆動後においても、発光素子８は初期輝度の７７％の輝度を保っていた。よって、発光素子８は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。これは、発光素子８では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０２４１】
また、本実施例で示す発光素子８は、発光物質を含む層１０６を構成する第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃには、それぞれ同じ発光物質が含まれるため、発光物質を含む層１０６内においてキャリアである正孔の輸送を容易に行うことができる。さらに、ホスト材料には、発光物質のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有する材料を用いているため、発光物質（ゲスト材料）の添加濃度の低い発光層においては、正孔が発光物質によってトラップされる。つまり、発光物質を高濃度で含有する第１の発光層１０６ａでは発光物質のＨＯＭＯ準位を通った正孔が第２の発光層１０６ｂへと輸送されるが、発光物質の濃度の低い第２の発光層１０６ｂ、または、さらに発光物質の濃度の低い第３の発光層１０６ｃではホールトラップ性を有する発光物質によって正孔が輸送されにくくなる。よって、発光物質を含む層１０６の内部に発光領域を制御することができるため、発光効率の低下が少ない発光素子を作製することができると示唆される。
【０２４２】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子８は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【０２４３】
（参考例）
本参考例では、上記実施例で用いた材料の合成方法について具体的に説明する。
【０２４４】
≪２ＰＣｚＰＡの合成例≫
以下に、実施例１乃至実施例３で使用した、構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）の合成方法の一例を記載する。
【０２４５】
２ＰＣｚＰＡの合成スキームを（Ａ−１）に示す。
【化６】
【０２４６】
１．５ｇ（３．７ｍｍｏｌ）の２−ブロモ−９、１０−ジフェニルアントラセンと、１．１ｇ（３．７ｍｍｏｌ）の９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸と、０．１６ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを１００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、２０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールと、１３ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、フラスコ内を窒素置換した。
【０２４７】
この混合物へ、２８ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、１１０℃で１２時間還流した。還流後、この混合物を室温までさました後、約２０ｍＬのトルエンを加えてから、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過した。得られた混合物の有機層を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然ろ過して、得られたろ液を濃縮したところ、褐色油状物を得た。この油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝７：３）により精製し、得られた淡黄色固体をエタノールにより再結晶したところ、淡黄色粉末状固体を１．２ｇ、収率５８％で得た。
【０２４８】
得られた淡黄色粉末状固体１．２ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２８０℃で加熱した。昇華精製後、淡黄色固体０．８３ｇを収率７４％で得た。
【０２４９】
核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）であることを確認した。以下に、１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。
【０２５０】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０−７．３４（ｍ、３Ｈ）、７．４１−７．４９（ｍ、４Ｈ）、７．５３−７．６５（ｍ、１５Ｈ）、７．７０−７．７４（ｍ、２Ｈ）、７．７９−７．８４（ｍ、２Ｈ）、７．９８（ｓ、１Ｈ）、８．１５（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３１（ｄ、Ｊ＝２．１Ｈｚ、１Ｈ）。
【符号の説明】
【０２５１】
１００ 発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽極
１０３ ＥＬ層
１０４ 正孔輸送層
１０６ 発光物質を含む層
１０８ 陰極
１１０ 電子輸送層
１１２ 電子注入層
１２０ 発光素子
２０６ ＬＵＭＯ準位
２１０ ＬＵＭＯ準位
２１８ ＨＯＭＯ準位
２２０ ＨＯＭＯ準位
２２２ ＨＯＭＯ準位
２２４ ＨＯＭＯ準位
５００ ＥＬ層
５１１ ＥＬ層
５１２ ＥＬ層
５１３ 電荷発生層
５２１ 電極
５２２ 電極
６０１ 基板
６０２ 絶縁層
６０３ 電極
６０４ 隔壁
６０５ 開口部
６０６ 隔壁
６０７ ＥＬ層
６０８ 電極
７０３ 走査線
７０５ 領域
７０６ 隔壁
７０８ データ線
７０９ 接続配線
７１０ 入力端子
７１２ 入力端子
８０１ 素子基板
８０２ 画素部
８０３ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
８０４ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
８０５ シール材
８０６ 封止基板
８０７ 配線
８０８ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
８０９ ｎチャネル型ＴＦＴ
８１０ ｐチャネル型ＴＦＴ
８１１ スイッチング用ＴＦＴ
８１２ 電流制御用ＴＦＴ
８１３ 陽極
８１４ 絶縁物
８１５ ＥＬ層
８１６ 陰極
８１７ 発光素子
８１８ 空間
１００１ 照明装置
１００２ 照明装置
１００３ 卓上照明器具
９１００ テレビジョン装置
９１０１ 筐体
９１０３ 表示部
９１０５ スタンド
９１０７ 表示部
９１０９ 操作キー
９１１０ リモコン操作機
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９３０１ 筐体
９３０２ 筐体
９３０３ 連結部
９３０４ 表示部
９３０５ 表示部
９３０６ スピーカ部
９３０７ 記録媒体挿入部
９３０８ ＬＥＤランプ
９３０９ 操作キー
９３１０ 接続端子
９３１１ センサ
９３１２ マイクロフォン
９４０１ 照明部
９４０２ 傘
９４０３ 可変アーム
９４０４ 支柱
９４０５ 台
９４０６ 電源スイッチ
９５００ 携帯電話機
９５０１ 筐体
９５０２ 表示部
９５０３ 操作ボタン
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ スピーカ
９５０６ マイク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流励起型の発光素子、特に電極間に有機化合物を含む層が設けられた発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、及びその発光装置を用いた照明装置、又は電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子の研究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性の物質を挟んだものである。この発光素子に電圧を印加することにより、発光性の物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、このような発光素子は、薄膜且つ軽量に製造することができる点も大きな利点である。また、応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
また、これらの発光素子は、膜状に形成することが可能であるため、面状の発光を容易に得ることができる。よって、面状の発光を利用した大面積の素子を形成することができる。このことは、白熱電球や、ＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特徴であるため、照明装置等に応用できる面光源としても利用価値も高い。
【０００５】
利点の多いこのような発光素子、及びそれを用いた発光装置が一部の実用化に留まっている理由の一つに、発光素子の劣化の問題がある。発光素子は同じ電流量を流していたとしても、駆動時間の蓄積に伴い、その輝度が低下していく劣化を起こす。この劣化の度合いが、実製品として許容されうる程度である発光素子を得ることが、当該発光装置が広く普及するためには必要不可欠であり、駆動回路、封止、素子構造、材料等多くの側面から研究がなされている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０４９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一態様は、発光素子の長寿命化を図ることを課題の一とする。また、本発明の一態様は、長寿命な発光素子を用いた照明装置、または電子機器を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、正孔輸送層の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質と、を含み、発光物質を含む層は、第２の有機化合物と発光物質とを含み、且つ、少なくとも電子輸送性を有する発光素子である。
【０００９】
また、上述の発光素子において、発光物質を含む層は、バイポーラ性を有していることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の一態様は、陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、正孔輸送層の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、発光物質を含む層は、陽極側に位置する第１の発光層と、第１の発光層の陰極側に接する第２の発光層と、を有し、正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含み、第１の発光層は、ホスト材料として第２の有機化合物を、ゲスト材料として発光物質を含み、第２の発光層は、ホスト材料として第３の有機化合物を、ゲスト材料として発光物質を含み、発光物質を含む層は、少なくとも電子輸送性を有し、第２の発光層において、発光物質はホールトラップ性を有する発光素子である。
【００１１】
また、上述の発光素子において、第１の発光層が含む発光物質の濃度は、第２の発光層が含む発光物質の濃度よりも高いのが好ましい。
【００１２】
また、上述の発光素子において、抗還元物質として金属酸化物を含むのが好ましく、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とするのがより好ましく、該濃度を８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることがさらに好ましい。
【００１３】
また、上述の発光素子において、陽極と正孔輸送層とが接しているのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記構成のいずれかの発光素子を含む発光装置、若しくは、その発光装置を含む照明装置または電子機器である。
【００１５】
上述した本発明の態様は、上記課題の少なくとも一を解決する。
【００１６】
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装置を含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもしくは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、または発光素子に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。
【００１７】
また、本明細書において、「電子輸送性を有する有機化合物」とは、少なくとも電子の輸送性を有し、且つ、電子の輸送性が正孔の輸送性より高い有機化合物を指し、「正孔輸送性を有する有機化合物」とは少なくとも正孔の輸送性を有し、且つ、正孔の輸送性が電子の輸送性より高い有機化合物を指すものとする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様を実施することによって、長寿命化を実現した発光素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一態様に係る発光素子の概要を示す図。
【図２】本発明の一態様に係る発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図３】本発明の一態様に係る発光素子の概要を示す図。
【図４】ゲスト材料を添加した層の正孔輸送性と添加濃度の関係の概念図。
【図５】本発明の一態様に係る発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図６】本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す図。
【図７】本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す図。
【図８】本発明の一態様に係る発光装置の一例を示す図。
【図９】本発明の一態様に係る電子機器の例を示す図。
【図１０】本発明の一態様に係る照明装置の例を示す図。
【図１１】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１２】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１３】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１４】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１５】実施例１の発光素子の特性を示す図。
【図１６】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図１７】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図１８】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図１９】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図２０】実施例２の発光素子の特性を示す図。
【図２１】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２２】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２３】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２４】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２５】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２６】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図２７】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図２８】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図２９】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図３０】実施例４の発光素子の特性を示す図。
【図３１】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３２】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３３】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３４】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３５】実施例５の発光素子の特性を示す図。
【図３６】金属酸化物を含む薄膜の耐溶剤性を示す図。
【図３７】本発明の一態様に係る発光素子の素子構造の一例を示す図。
【図３８】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図３９】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図４０】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図４１】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【図４２】実施例７の発光素子の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、以下の実施の形態および実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本明細書中において量関係について述べる際、特に断りがない場合は質量換算したものとする。また、本明細書中における陽極とは、発光物質を含む層に正孔を注入する電極のことを示し、陰極とは、発光物質を含む層に電子を注入する電極のことを示す。
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態の発光素子１００の概念図を図１（Ａ）に示す。本実施の形態の発光素子１００は陽極１０２と陰極１０８との間に、複数の層からなるＥＬ層１０３を有している。ＥＬ層１０３は、正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層１０６と、を少なくとも有している。
【００２２】
正孔輸送層１０４は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含む層である。また、発光物質を含む層１０６は、第２の有機化合物と発光物質とを含む層である。
【００２３】
本実施の形態で示す発光素子１００のバンド図の一例を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において、２０２は、陽極１０２のフェルミ準位、２０４は正孔輸送層１０４に含まれる第１の有機化合物のＨＯＭＯ（最高被占有軌道：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位、２０６は第１の有機化合物のＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位、２０８は、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質のＨＯＭＯ（又はドナー）準位、２１０は、抗還元物質のＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位、２１２は、発光物質を含む層１０６のＨＯＭＯ準位、２１４は、発光物質を含む層１０６のＬＵＭＯ準位、２１６は、陰極１０８のフェルミ準位をそれぞれ示す。
【００２４】
図１（Ｂ）において、陽極１０２から注入された正孔は、正孔輸送層１０４を通り、発光物質を含む層１０６に注入される。一方、陰極１０８から注入された電子は、発光物質を含む層１０６へと注入され、発光物質を含む層１０６において正孔と再結合し、発光する。
【００２５】
陰極１０８から発光物質を含む層１０６へと注入された電子は、発光物質を含む層１０６が電子輸送性を有する場合には、発光物質を含む層１０６内を移動して正孔輸送層１０４に達してしまうことがある。正孔輸送層１０４に抗還元物質を含まない従来の素子構成の場合、電子が正孔輸送層１０４に達してしまうと、正孔輸送層１０４に含まれる有機化合物を還元し、正孔輸送層の劣化を引き起こす。すなわち、発光物質を含む層から再結合することなく正孔輸送層側へ通り抜けた電子は、発光素子１００の劣化を招き、信頼性を損ねる原因となる。
【００２６】
しかしながら、本実施の形態で示す発光素子１００は、発光物質を含む層１０６に接した正孔輸送層１０４中に、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位２０６よりも低いＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位２１０を有する、すなわち、第１の有機化合物よりも電子を受け取りやすい抗還元物質が含まれる。このため、発光物質を含む層１０６を通り抜けて電子が正孔輸送層１０４へ到達したとしても、抗還元物質が電子を受け取り、正孔輸送層１０４を通る正孔と抗還元物質のＬＵＭＯ準位２１０にある電子が、励起状態を経ることなく再結合し、熱失活することが可能である。これによって、第１の有機化合物が還元されるのを阻害することができるため、正孔輸送層１０４の劣化を抑制することができる。従って、信頼性の高く、長寿命な発光素子１００を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態で示す発光素子１００は、発光物質を含む層１０６からの電子の突き抜けによる正孔輸送層１０４の劣化を抗還元物質によって抑制することができるため、発光物質を含む層１０６は電子輸送性を有することが好ましい。また、発光物質を含む層１０６をバイポーラ性とすることで、発光物質を含む層１０６と正孔輸送層１０４との界面に発光領域が偏りにくくなり、発光効率の低下が少ない良好な特性を有する発光素子を作製することができるため、より好ましい。
【００２８】
続いて、以上のような発光素子をより具体的に作製方法を交えながら図２を用いて説明する。なお、ここで説明する素子構成や作製方法はあくまで例示であり、本実施の形態の趣旨を損なわない範囲においてその他公知の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００２９】
まず、基板１０１上に陽極１０２を形成する。陽極１０２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、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、または珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウム、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が、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む酸化インジウムは、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。その他、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）等を用いることも可能である。
【００３０】
続いて、ＥＬ層１０３を形成する。ＥＬ層１０３は、少なくとも正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層１０６を含んで形成されていればよく、これら以外の層をさらに含む積層構造であっても良い。ＥＬ層１０３には、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、ＥＬ層１０３を構成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。また、正孔輸送層１０４及び発光物質を含む層１０６以外には、正孔注入層、正孔阻止層（正孔ブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等、各々の機能を有する機能層が挙げられる。ＥＬ層１０３には、それぞれの層の有する機能を２つ以上同時に有する層が形成されていても良い。もちろん、上記した機能層以外の層が設けられていても良い。本実施の形態ではＥＬ層１０３として、図２（Ａ）のように基板１０１上に、陽極１０２側から順に正孔輸送層１０４、発光物質を含む層１０６、電子輸送層１１０、電子注入層１１２の積層構造を有する発光素子を例に説明を行うこととする。
【００３１】
正孔輸送層１０４は、正孔輸送性の高い第１の有機化合物と、抗還元物質とを含む層である。正孔輸送層１０４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、正孔輸送性の高い物質としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。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、第１の有機化合物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。
【００３２】
例えば、芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα―ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−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）、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）、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。
【００３３】
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）、４，４’−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。
【００３４】
また、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）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン、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、テトラセン等が挙げられる。なお、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。
【００３５】
なお、第１の有機化合物として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。正孔輸送層としては１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質を用いることが好ましいが、電子より正孔の輸送性の高い物質であれば正孔輸送層として用いることができる。また、正孔輸送層は単層構造のものだけではなく、上述した条件に当てはまる物質から成る層を二層以上組み合わせた積層構造の層であってもよい。正孔輸送層は真空蒸着法等を用いて形成することができる。
【００３６】
また、正孔輸送層１０４に用いる抗還元物質としては、正孔輸送層に用いる第１の有機化合物よりも、電子受容性の高い物質を用いることができる。例えば、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、酸化レニウム等はアクセプタ準位が低く、特に電子受容性が高いため好ましい材料である。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい材料である。
【００３７】
また、抗還元物質として、有機化合物を用いることもできる。抗還元物質として有機化合物を用いる場合、当該抗還元物質として用いる有機化合物は、第１の有機化合物よりも電子受容性が高い物質とする必要がある。従って、抗還元物質として用いる有機化合物は、そのＬＵＭＯ準位が第１の有機化合物よりも深い（絶対値が大きい）物質を選択して使用する。また、正孔輸送層１０４において正孔の輸送を妨げないよう、抗還元物質として用いる有機化合物は、そのＨＯＭＯ準位が第１の有機化合物とほぼ同等、または深い物質を選択する。ただし、発光物質を含む層１０６に含まれる発光物質のエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）より抗還元物質として用いる有機化合物のエネルギーギャップが小さいと、発光物質から抗還元物質として用いる有機化合物にエネルギーが移動してしまい、発光効率の低下や、色純度の悪化が引き起こされる場合があるため、抗還元物質として用いる有機化合物は発光物質のエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）より大きいエネルギーギャップを有する物質を選択することが好ましい。
【００３８】
ただし、金属酸化物は、有機化合物よりも低コストであり、且つ、電子を受容した際に分子形状が変わらないために発光素子の寿命改善効果をより実現することができるため、抗還元物質としては金属酸化物を用いるのが好ましい。また、抗還元物質として金属酸化物を用いることで、正孔輸送材料としての第１の有機化合物にワイドギャップを有する材料を用いることが可能となる。さらに、抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満、好ましくは８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることで、発光物質を含む層１０６を湿式法により形成することができ、発光物質を含む層１０６を低コストで作製することができる。
【００３９】
また、抗還元物質として用いることが可能な金属酸化物は、非常に電子受容性の高い物質である。従って、これらの金属酸化物を正孔輸送層１０４に含ませることで、正孔輸送層１０４を陽極１０２に接して形成した場合も、正孔の注入障壁が低減し、発光物質を含む層１０６へ効率よく正孔を注入することができる。
【００４０】
なお、正孔輸送層１０４と陽極１０２との間に、正孔注入性の高い物質を含む正孔注入層を設けてもよい。正孔注入性の高い物質としては、例えば、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物等が挙げられる。あるいは、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等を用いることができる。また、正孔輸送層１０４としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもできる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００４１】
発光物質を含む層１０６は、正孔輸送層１０４の陰極１０８側に接して形成され、第２の有機化合物と、発光物質とを含む。本実施の形態においては、発光物質を含む層１０６が単層構造の場合を例に説明する。ただし、発光物質を含む層１０６は、単層構造のものだけではなく、二層以上組み合わせた積層構造の層であってもよい。
【００４２】
発光物質を含む層１０６に含まれる発光物質としては、以下に示す蛍光性化合物を用いることができる。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：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、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：２ＰＣＡＰＡ）、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。
【００４３】
また、発光物質としては、以下に示す燐光性化合物を用いることもできる。例えば、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］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，Ｃ２’］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，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト）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））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニルフェニル）］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（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））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））などが挙げられる。
【００４４】
なお、これらの発光物質は、ホスト材料として機能する第２の有機化合物に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、電子輸送性を有する有機化合物、好ましくは、電子輸送性と正孔輸送性の両方（すなわちバイポーラ性）を有する有機化合物を用いる。
【００４５】
電子輸送性を有する有機化合物の具体例としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−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）、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）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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）、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）等を用いることができる。
【００４６】
また、発光物質を含む層１０６のホスト材料としては、バイポーラ性を有する有機化合物を用いるのが好ましい。本明細書において、バイポーラ性を有する有機化合物とは、電子または正孔のいずれのキャリアの輸送も可能であり、且つ、これらのキャリアの輸送によっても化学変化しにくい物質をいう。バイポーラ性の有機化合物として、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）、２，３−ビス｛４−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：ＮＰＡＤｉＢｚＱｎ）や４，４’−ビス（９−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等が挙げられる。あるいは、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＤＮＡ）、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）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９−［４−（９―フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ）、９−〔４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル〕−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡＰ）、９，１０−ビス［４−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−２−ｔ―ブチルアントラセン（略称：ＰＣｚＢＰＡ）、３−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡＦＬ）、９−｛４−〔３−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル〕フェニル｝−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡαＮ）、９−〔３−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル〕−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＣｚＰＡ）などのアントラセン誘導体や、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）等の多環縮合環誘導体を用いることができる。発光物質を含む層１０６のホスト材料として、バイポーラ性を有する有機化合物を用いた場合、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定な化合物で形成されているため、電子と正孔の再結合による発光を繰り返しても発光物質を含む層１０６が劣化しにくい。よって、より長寿命の発光素子を得ることができる。
【００４７】
なお、発光物質を含む層１０６は、第２の有機化合物、発光物質以外に、さらに他の物質を含んでいてもよい。
【００４８】
また、上述したように、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上、好ましくは８０ｗｔ％以上とすることで、正孔輸送層１０４は耐溶剤性が強くなり、発光物質を含む層１０６を湿式法を用いても形成することができる。なお、正孔輸送層１０４を金属酸化物の単膜とすると、正孔輸送層１０４の膜厚を厚くするのが困難となるため、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物は１００ｗｔ％未満とするのが好ましい。
【００４９】
湿式法による成膜は、発光物質、ホスト材料及び溶媒を含む組成物を塗布することによって行う。また、当該組成物には、他に別の有機材料が含まれていてもよい。また、成膜した膜の性質を向上させるためのバインダーがさらに含まれていてもよい。バインダーとしては、電気的に不活性な高分子化合物を用いることが好ましい。具体的には、ポリメチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）や、ポリイミドなどを用いることができる。
【００５０】
当該組成物を用いた成膜方法としては、スピンコート法、ロールコート法、スプレー法、キャスト法、ディップ法、液滴吐出（噴出）法（インクジェット法）、ディスペンサ法、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）などを用いることができる。なお、液状の組成物を用いて成膜が可能な方法であれば上記に限定されない。なお、本明細書において湿式法により形成される膜は、その形成条件によっては非常に薄膜である場合があり、一部非連続的な島状構造であるなど、膜として形態を保っていないものも含むものとする。
【００５１】
発光物質を含む層１０６を湿式法で作製する場合、成膜は大気圧下で行うことができるため、真空装置などにかかる設備を軽減することができる。さらに、真空装置を用いずとも良いことから、真空チャンバーの大きさに処理基板の大きさが制限されず、基板の大型化にも対応できる。また、プロセス温度の側面から見ると、組成物中の溶媒を除去する程度の温度の加熱処理が必要なだけであるので、高い加熱処理では分解や変質、変形が生じてしまう基板、材料も用いることができる。
【００５２】
また、流動性を有する液状の組成物を用いて形成するために、材料の混合が容易であり、また、被形成領域に対する被覆性もよい。
【００５３】
また、所望のパターンに組成物を吐出できる液滴吐出法や、組成物を所望のパターンに転写、または描写できる印刷法などは、選択的に薄膜を形成することができるので、材料のロスを防ぎ有効利用することができるため、生産コストを低減することができる。さらに、フォトリソグラフィ工程による薄膜の形状加工が不要となるため、工程が簡略化し、生産性が向上するという効果もある。
【００５４】
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、例えば、Ａｌｑ（略称）、Ａｌｍｑ３（略称）、ＢｅＢｑ２（略称）、ＢＡｌｑ（略称）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（略称）、Ｚｎ（ＢＴＺ）２（略称）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（略称）や、ＯＸＤ−７（略称）、ＣＯ１１（略称）、ＴＡＺ（略称））、ＢＰｈｅｎ（略称）、ＢＣＰ（略称）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物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものを用いてもよい。
【００５５】
これ以外にも、ＰＦ−Ｐｙ（略称）、ＰＦ−ＢＰｙ（略称）などの高分子化合物を電子輸送層に用いることができる。
【００５６】
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物が挙げられる。また、電子輸送性を有する物質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、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることもできる。この様な構造とすることにより、陰極１０８からの電子注入効率をより高めることができる。
【００５７】
なお、陽極１０２や陰極１０８の材料を変えることで、本実施の形態の発光素子は様々なバリエーションを提供することができる。例えば、陽極１０２を光透過性とすることで、陽極１０２側から光を射出する構成となり、また、陽極１０２を遮光性（特に反射性）とし、陰極１０８を光透過性とすることで、陰極１０８の側から光を射出する構成となる。さらに、陽極１０２、陰極１０８の両方を光透過性とすることで、陽極側、陰極側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【００５８】
また、絶縁表面を有し、発光素子の支持体として用いる基板１０１としては、例えばガラス、またはプラスチック、金属などを用いることができる。なお、発光素子の支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。なお、発光素子からの発光を基板を通して外部へ取り出す場合には、基板は透光性を有する基板であることが好ましい。
【００５９】
なお、図２（Ｂ）に示すように、発光素子の支持体として用いる基板１０１上に、陰極１０８、ＥＬ層１０３、陽極１０２とが順に積層された構成としてもよい。この場合のＥＬ層は、例えば陰極１０８上に電子注入層１１２、電子輸送層１１０、発光物質を含む層１０６、正孔輸送層１０４が順次積層された構造となる。
【００６０】
以上で説明した本実施の形態における発光素子は、長寿命化を実現できる発光素子とすることができる。
【００６１】
また、発光物質を含む層１０６をバイポーラ性とすることで、高効率な発光素子とすることができる。
【００６２】
また、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満、好ましくは８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることで、発光物質を含む層１０６を湿式法により形成することができる。溶媒に溶解した組成物を用いて湿式法により作製した薄膜は、膜に欠陥等のない良好な膜質とすることができるため、そのような薄膜を用いて信頼性の高い発光素子（デバイス）を作製することができる。また、湿式法を用いて薄膜及び発光素子を作製することにより、材料の利用効率がよく、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができるため、低コスト化、高生産化を達成することができる。従って、本実施の形態を用いることにより、高信頼性の発光装置、照明装置及び電子機器を低コストで生産性よく得ることができる。
【００６３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した基本構成に含まれる発光素子の一例について、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。具体的には、実施の形態１で示した発光素子のうち、発光物質を含む層１０６を、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの積層とした場合について説明する。
【００６４】
本実施の形態で示す発光素子１２０は、図３（Ａ）に示すように、一対の電極（陽極１０２、陰極１０８）間にＥＬ層１０３が挟まれており、ＥＬ層１０３は、正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の陰極側に接して設けられた発光物質を含む層１０６と、を少なくとも有している。また、発光物質を含む層１０６は、第１の発光層１０６ａと、第１の発光層１０６ａの陰極側に接する第２の発光層１０６ｂを有する。
【００６５】
本実施の形態で示す発光素子１２０において、正孔輸送層１０４は、正孔輸送性を有する第１の有機化合物と抗還元物質とを有する。また、陽極１０２、陰極１０８、及び正孔輸送層１０４には、実施の形態１で示したものと同様の材料を用いることができる。
【００６６】
第１の発光層１０６ａには、発光中心となる発光物質と、発光物質を分散するホスト材料としての第２の有機化合物が含まれる。また、第２の発光層１０６ｂには、発光中心となる発光物質と、発光物質を分散するホスト材料としての第３の有機化合物が含まれる。発光物質を含む層１０６は少なくとも電子輸送性を有するように、第２の有機化合物及び第３の有機化合物としては、それぞれ電子輸送性を有する有機化合物を用いるのが好ましい。第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂには、同じ発光物質を用いるものとする。また、第２の発光層１０６ｂにおいて、発光物質はホールトラップ性を有する。
【００６７】
第１の発光層１０６ａ及び第２の発光層１０６ｂは発光素子１２０における発光を担う層となっている。なお、第１の発光層または第２の発光層における発光物質の割合は０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満とすることが好ましい。
【００６８】
本実施の形態で示す発光素子１２０のバンド図の一例を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）において、２０２は、陽極１０２のフェルミ準位、２０４は正孔輸送層１０４に含まれる第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位、２０６は第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位、２０８は、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質のＨＯＭＯ（又はドナー）準位、２１０は、抗還元物質のＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位、２１８は、第１の発光層１０６ａに含まれる発光物質のＨＯＭＯ準位、２２０は、第１の発光層１０６ａに含まれる第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位、２２４は、第２の発光層１０６ｂに含まれる第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位、２２２は第２の発光層１０６ｂに含まれる発光物質のＨＯＭＯ準位、２１６は、陰極１０８のフェルミ準位をそれぞれ示す。
【００６９】
図３（Ｂ）において、陰極１０８から注入された電子は、第２の発光層１０６ｂへと注入される。一方、陽極１０２から注入された正孔は、正孔輸送層１０４を通り、第１の発光層１０６ａに注入され、発光物質のＨＯＭＯ準位２１８を通って第２の発光層１０６ｂへ注入される。第２の発光層１０６ｂへ注入された正孔はホールトラップ性を有する発光物質により移動が遅くなり、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの界面近傍において電子と再結合し、発光する。
【００７０】
本実施の形態で示す発光素子１２０において、第１の発光層１０６ａの発光物質と第２の発光層１０６ｂには同じ発光物質を用いるため、それぞれのＨＯＭＯ準位２１８とＨＯＭＯ準位２２２が同じとなり、第１の発光物質と第２の発光物質との間で、キャリアである正孔の輸送を容易に行うことができる。
【００７１】
第１の発光層１０６ａのホスト材料としての第２の有機化合物には、発光物質のＨＯＭＯ準位２１８と同じ程度か、又は発光物質のＨＯＭＯ準位２１８よりも深いＨＯＭＯ準位２２０を有する材料を用いることができる。第２の発光層１０６ｂのホスト材料としての第３の有機化合物には、発光物質のＨＯＭＯ準位２２２よりも深いＨＯＭＯ準位２２４を有する材料を用いる。これによって、第２の発光層１０６ｂにおいて正孔が発光物質によってトラップされるため、第２の発光層１０６ｂから陰極側への正孔の突き抜けを防止することができる。なお、具体的には、第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位２２４と、発光物質のＨＯＭＯ準位２２２との絶対値の差が、少なくとも０．２ｅＶよりも大きい必要があり、０．３ｅＶより大きいのが好ましい。
【００７２】
図４にホスト材料のＨＯＭＯ準位より浅い（絶対値が小さい）ＨＯＭＯ準位を有するゲスト材料を添加した発光層における、正孔輸送性とゲスト材料の添加濃度の関係の概念図を示す。図４に示すように、高濃度でゲスト材料を添加した場合は、ゲスト材料のＨＯＭＯ準位が正孔を輸送するパスとなるため、発光層内で正孔が輸送される。
【００７３】
本実施の形態で示す発光素子１２０において、第２の発光層１０６ｂの発光物質はホールトラップ性を有する。また、第２の発光層１０６ｂへとすみやかに正孔を輸送できるよう、第１の発光層が含む発光物質は、第２の発光層が含む発光物質よりも高濃度で含まれているのが好ましい。なお、ホールトラップ性を有する濃度は、物質によって異なるが、第２の発光層１０６ｂに含まれる発光物質の濃度は、概ね５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下とするのが好ましい。また、第１の発光層１０６ａに含まれる発光物質の濃度は、発光物質が正孔のパスを作り、ホールトラップ性が弱くなる濃度、すなわち概ね１０ｗｔ％よりも高濃度とするのが好ましい。
【００７４】
なお、最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）および最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）の測定方法としては、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定から算出する方法がある。または、薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを光電子分光装置により測定し、ＨＯＭＯ準位を算出することができる。また、その結果と、薄膜状態における吸収スペクトルから求めることができるエネルギーギャップとからＬＵＭＯ準位を算出することができる。
【００７５】
本実施の形態で示す発光素子１２０は、実施の形態１で示した発光素子１００と同様に、発光物質を含む層１０６に接した正孔輸送層１０４中に、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位２０６よりも低いＬＵＭＯ（又はアクセプター）準位２１０を有する、すなわち、第１の有機化合物よりも電子を受け取りやすい抗還元物質が含まれる。このため、発光物質を含む層１０６を通り抜けて電子が正孔輸送層１０４へ到達したとしても、抗還元物質が電子を受け取り、正孔輸送層１０４を通る正孔と抗還元物質のＬＵＭＯ準位２１０にある電子が、励起状態を経ることなく再結合し、熱失活することが可能である。これによって、第１の有機化合物が還元されるのを阻害することができるため、正孔輸送層１０４の劣化を抑制することができる。従って、信頼性の高く、長寿命な発光素子１００を得ることができる。
【００７６】
また、本実施の形態で示す発光素子１２０は、第１の発光層１０６ａが発光物質を高濃度で含有することで、発光物質のＨＯＭＯ準位を通った正孔が第２の発光層１０６ｂへと輸送され、また、第２の発光層１０６ｂにおいてホールトラップ性を有する発光物質によってトラップされる。これによって、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの界面近傍、すなわち、発光物質を含む層１０６の内部に発光領域を制御することができるため、発光効率の低下が少ない良好な特性を有する発光素子を作製することができる。
【００７７】
本実施の形態において、第１の発光層１０６ａ又は第２の発光層１０６ｂに用いることのできる第２又は第３の有機化合物としては、実施の形態１で示した発光物質を含む層１０６のホスト材料として用いる電子輸送性を有する有機化合物、又はバイポーラ性を有する有機化合物を適宜選択して用いることができる。また、発光物質としては、実施の形態１で示した発光物質を適宜選択して用いることができる。ただし、第２の発光層１０６ｂにおいて、発光物質がホールトラップ性を有するように、第３の有機化合物には、発光物質のＨＯＭＯ準位よりも、好ましくは０．３ｅＶ以上深いＨＯＭＯ準位を有する材料を用いる。
【００７８】
なお、発光物質を分散するホスト材料として好適な物質として、アントラセン誘導体に代表される縮合多環芳香族化合物などの縮合多環系の材料がある。これらの材料は、バンドギャップが広いことから、発光物質から励起エネルギーの移動が起こりにくく、発光効率の低下や色純度の悪化を招きにくい。また、発光物質を高濃度で添加した場合にも、濃度消光が起こりにくいため、好ましい。また、置換基によっては電子輸送性にも正孔輸送性にもなり、様々な構成の発光素子に適用が可能である。しかし、縮合多環系の材料は正孔輸送性の高い材料であっても、ある程度電子を輸送する能力も保持しており、条件によっては電子の突き抜けによる劣化の影響が大きくなってしまうことがある。このような場合に、本実施の形態の発光素子である発光素子１２０の構成を用いると、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質が正孔輸送層１０４まで突き抜けた電子と再結合することで、有効に劣化を抑制することができる。なお、ホスト材料として用いる縮合多環系の材料としては、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、クリセン、トリフェニレン、ペリレン、ジベンゾクリセン等の３環以上６環以下の縮合多環芳香族化合物が特に有用である。
【００７９】
以上で説明した本実施の形態における発光素子は、高効率化及び長寿命化を実現できる発光素子とすることができる。ここでは、発光物質を含む層１０６を、第１の発光層１０６ａと第２の発光層１０６ｂの２層の積層とした場合について説明したが、発光物質を含む層１０６において３層以上の発光層を積層とした発光素子としてもよい。なお、発光物質を含む層１０６を３層以上の発光層の積層とする場合、各発光層に含まれる発光物質の濃度は、陽極１０２側から陰極１０８側に向けて、順に高濃度から低濃度になるように調整されていることが好ましい。
【００８０】
また、正孔輸送層１０４に含まれる抗還元物質として金属酸化物を用いた場合、第１の有機化合物中に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満、好ましくは８０ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満とすることで、発光物質を含む層１０６を湿式法により形成することができる。溶媒に溶解した組成物を用いて湿式法により作製した薄膜は、膜に欠陥等のない良好な膜質とすることができるため、そのような薄膜を用いて信頼性の高い発光素子（デバイス）を作製することができる。また、湿式法を用いて薄膜及び発光素子を作製することにより、材料の利用効率がよく、大型の真空装置などの高価な設備を軽減することができるため、低コスト化、高生産化を達成することができる。従って、本実施の形態を用いることにより、高信頼性の発光装置および電子機器も低コストで生産性よく得ることができる。
【００８１】
なお、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。
【００８２】
（実施の形態３）
本実施の形態は、複数のＥＬ層を積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図５を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数のＥＬ層を有する積層型発光素子である。各ＥＬ層の構成としては、実施の形態１又は２で示した構成と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態１又は２で示した発光素子は、１つのＥＬ層を有する発光素子であり、本実施の形態では、複数のＥＬ層を有する発光素子について説明する。
【００８３】
図５（Ａ）において、第１の電極５２１と第２の電極５２２との間には、第１のＥＬ層５１１と第２のＥＬ層５１２が積層されている。第１の電極５２１と第２の電極５２２は一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。第１の電極５２１及び第２の電極５２２の材料は、実施の形態１で示した陽極または陰極の材料と同様なものを適用することができる。また、第１のＥＬ層５１１と第２のＥＬ層５１２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１又は２と同様なものを適用することができる。
【００８４】
電荷発生層５１３は、第１の電極５２１と第２の電極５２２に電圧を印加したときに、一方の側のＥＬ層に電子を注入し、他方の側のＥＬ層に正孔を注入する層であり、単層でも複数の層を積層した構成であってもよい。複数の層を積層した構成としては、正孔を注入する層と電子を注入する層とを積層する構成であることが好ましい。
【００８５】
正孔を注入する層としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ルテニウム等の半導体や絶縁体を用いることができる。あるいは、正孔輸送性の高い物質に、アクセプター物質が添加された構成であってもよい。正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層は、アクセプター物質として、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）や、酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。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、ポリマーなど、種々の化合物を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質としては、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。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。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は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【００８６】
電子を注入する層としては、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の絶縁体や半導体を用いることができる。あるいは、電子輸送性の高い物質に、ドナー性物質が添加された構成であってもよい。ドナー性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第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ドナー性物質として用いてもよい。電子輸送性の高い物質としては、実施の形態１で示した材料を用いることができる。なお、電子輸送性の高い物質としては、電子移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。電子輸送性の高い物質とドナー性物質とを有する複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【００８７】
また、電荷発生層５１３として、例えば、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物を含む層と透明導電膜とを組み合わせて形成しても良い。なお、光取り出し効率の点から、電荷発生層は透光性の高い層とすることが好ましい。
【００８８】
いずれにしても、第１のＥＬ層５１１と第２のＥＬ層５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５２１と第２の電極５２２に電圧を印加したときに、一方の側のＥＬ層に電子を注入し、他方の側のＥＬ層に正孔を注入するものであれば良い。例えば、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１のＥＬ層５１１に電子を注入し、第２のＥＬ層５１２に正孔を注入するものであればいかなる構成でもよい。
【００８９】
図５（Ａ）では、２つのＥＬ層を有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上のＥＬ層を積層した発光素子についても、適用することが可能である。例えば図５（Ｂ）に示すように一対の電極間にＥＬ層５００が、例えばｎ（ｎは２以上の自然数）層積層された構造とすることができる。この場合には、ｍ（ｍは自然数、１≦ｍ≦ｎ−１）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間には、電荷発生層５１３が挟まれた構造を有する。
【００９０】
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層を電荷発生層で仕切って配置することで電流密度を低く保ったまま高輝度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。
【００９１】
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。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。
【００９２】
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。
【００９３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した発光素子を用いて作製される発光装置の一例として、パッシブマトリクス型の発光装置およびアクティブマトリクス型の発光装置について説明する。
【００９４】
図６、図７にパッシブマトリクス型の発光装置の例を示す。
【００９５】
パッシブマトリクス型（単純マトリクス型ともいう）の発光装置は、ストライプ状（帯状）に並列された複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設けられており、その交差部に発光層が挟まれた構造となっている。従って、選択された（電圧が印加された）陽極と選択された陰極との交点にあたる画素が点灯することになる。
【００９６】
図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図が図６（Ｄ）である。
【００９７】
基板６０１上には、下地絶縁層として絶縁層６０２を形成する。なお、下地絶縁層が必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層６０２上には、ストライプ状に複数の第１の電極６０３が等間隔で配置されている（図６（Ａ））。なお、第１の電極６０３は、実施の形態１及び実施の形態２の陽極１０２に相当する。
【００９８】
また、第１の電極６０３上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁６０４が設けられ、開口部を有する隔壁６０４は絶縁材料（感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜））で構成されている。なお、各画素に対応する開口部６０５が発光領域となる（図６（Ｂ））。
【００９９】
開口部を有する隔壁６０４上に、第１の電極６０３と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁６０６が設けられる（図６（Ｃ））。逆テーパ状の隔壁６０６はフォトリソグラフィ法に従い、未露光部分がパターンとして残るポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
【０１００】
図６（Ｃ）に示すように逆テーパ状の隔壁６０６を形成した後、図６（Ｄ）に示すようにＥＬ層６０７および第２の電極６０８を順次形成する。なお、本実施の形態で示すＥＬ層６０７は、実施の形態１及び２において示したＥＬ層１０３に相当し、少なくとも正孔輸送層及び正孔輸送層に接する発光物質を含む層を有する。また、第２の電極６０８は、実施の形態１及び２の陰極１０８に相当する。開口部を有する隔壁６０４及び逆テーパ状の隔壁６０６を合わせた高さは、ＥＬ層６０７及び第２の電極６０８の膜厚より大きくなるように設定されているため、図６（Ｄ）に示すように複数の領域に分離されたＥＬ層６０７と、第２の電極６０８とが形成される。なお、複数に分離された領域は、それぞれ電気的に独立している。
【０１０１】
第２の電極６０８は、第１の電極６０３と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁６０６上にもＥＬ層６０７及び第２の電極６０８を形成する導電層の一部が形成されるが、ＥＬ層６０７、及び第２の電極６０８とは分断されている。
【０１０２】
また、必要であれば、基板６０１に封止缶やガラス基板などの封止材をシール材などの接着剤で貼り合わせて封止し、発光素子が密閉された空間に配置されるようにしても良い。これにより、発光素子の劣化を防止することができる。なお、密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填しても良い。さらに、水分などによる発光素子の劣化を防ぐために基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥剤によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。なお、乾燥剤としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸収する物質を用いることが可能である。その他の乾燥剤として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
【０１０３】
次に、図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）に示したパッシブマトリクス型の発光装置にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）などを実装した場合の上面図を図７に示す。
【０１０４】
図７において、画像表示を構成する画素部は、走査線群とデータ線群が互いに直交するように交差している。
【０１０５】
ここで、図６における第１の電極６０３が、図７の走査線７０３に相当し、図６における第２の電極６０８が、図７のデータ線７０８に相当し、逆テーパ状の隔壁６０６が隔壁７０６に相当する。データ線７０８と走査線７０３の間には、図６のＥＬ層６０７が挟まれており、領域７０５で示される交差部が画素１つ分となる。
【０１０６】
なお、走査線７０３は配線端で接続配線７０９と電気的に接続され、接続配線７０９が入力端子７１０を介してＦＰＣ７１１ｂに接続される。また、データ線７０８は入力端子７１２を介してＦＰＣ７１１ａに接続される。
【０１０７】
また、必要であれば、射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
【０１０８】
なお、図７では、駆動回路を基板上に設けない例を示したが、基板上に駆動回路を有するＩＣチップを実装させてもよい。
【０１０９】
また、ＩＣチップを実装させる場合には、画素部の周辺（外側）の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側ＩＣ、走査線側ＩＣをＣＯＧ方式によりそれぞれ実装する。ＣＯＧ方式以外の実装技術としてＴＣＰやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい。ＴＣＰはＴＡＢテープにＩＣを実装したものであり、ＴＡＢテープを素子形成基板上の配線に接続してＩＣを実装する。データ線側ＩＣ、および走査線側ＩＣは、シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にＴＦＴで駆動回路を形成したものであってもよい。
【０１１０】
次に、アクティブマトリクス型の発光装置の例について、図８を用いて説明する。なお、図８（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図８（Ｂ）は図８（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８０１上に設けられた画素部８０２と、駆動回路部（ソース側駆動回路）８０３と、駆動回路部（ゲート側駆動回路）８０４と、を有する。画素部８０２、駆動回路部８０３、及び駆動回路部８０４は、シール材８０５によって、素子基板８０１と封止基板８０６との間に封止されている。
【０１１１】
また、素子基板８０１上には、駆動回路部８０３、及び駆動回路部８０４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８０７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ８０８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。
【０１１２】
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。素子基板８０１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、ソース側駆動回路である駆動回路部８０３と、画素部８０２が示されている。
【０１１３】
駆動回路部８０３はｎチャネル型ＴＦＴ８０９とｐチャネル型ＴＦＴ８１０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。
【０１１４】
また、画素部８０２はスイッチング用ＴＦＴ８１１と、電流制御用ＴＦＴ８１２と電流制御用ＴＦＴ８１２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陽極８１３とを含む複数の画素により形成される。なお、陽極８１３の端部を覆って絶縁物８１４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。
【０１１５】
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８１４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８１４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８１４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８１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型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。
【０１１６】
陽極８１３上には、ＥＬ層８１５及び陰極８１６が積層形成されている。なお、陽極８１３をＩＴＯ膜とし、陽極８１３と接続する電流制御用ＴＦＴ８１２の配線として窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層膜、或いは窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層膜を適用すると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯ膜との良好なオーミックコンタクトがとれる。なお、ここでは図示しないが、陰極８１６は外部入力端子であるＦＰＣ８０８に電気的に接続されている。
【０１１７】
上述のように、陽極８１３、ＥＬ層８１５及び陰極８１６によって発光素子が構成されるが、発光素子の詳しい構造及び材料については実施の形態１乃至３において説明したため、繰り返しとなる説明を省略する。なお、図８における陽極８１３、ＥＬ層８１５、及び陰極８１６はそれぞれ実施の形態１または２における陽極１０２、ＥＬ層１０３、陰極１０８に相当する。
【０１１８】
また、図８（Ｂ）に示す断面図では発光素子８１７を１つのみ図示しているが、画素部８０２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８０２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。
【０１１９】
さらにシール材８０５で封止基板８０６を素子基板８０１と貼り合わせることにより、素子基板８０１、封止基板８０６、およびシール材８０５で囲まれた空間８１８に発光素子８１７が備えられた構造になっている。なお、空間８１８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８０５で充填される構成も含むものとする。
【０１２０】
なお、シール材８０５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８０６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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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を適宜組み合わせて用いることができることとする。
【０１２３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した発光装置を用いて完成させた様々な電子機器および照明器具について、図９を用いて説明する。
【０１２４】
本実施の形態で示す電子機器として、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。これらの電子機器および照明器具の具体例を図９に示す。
【０１２５】
図９（Ａ）は、テレビジョン装置９１００の一例を示している。テレビジョン装置９１００は、筐体９１０１に表示部９１０３が組み込まれている。表示部９１０３により、映像を表示することが可能であり、上記実施の形態で示した発光装置を表示部９１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド９１０５により筐体９１０１を支持した構成を示している。
【０１２６】
テレビジョン装置９１００の操作は、筐体９１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９１１０により行うことができる。リモコン操作機９１１０が備える操作キー９１０９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９１０３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９１１０に、当該リモコン操作機９１１０から出力する情報を表示する表示部９１０７を設ける構成としてもよい。
【０１２７】
なお、テレビジョン装置９１００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。
【０１２８】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光装置であるため、テレビジョン装置の表示部９１０３に用いることで、長寿命なテレビジョン装置を提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、テレビジョン装置の表示部９１０３に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１２９】
図９（Ｂ）はコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。なお、コンピュータは、上記実施の形態を適用して形成される発光装置をその表示部９２０３に用いることにより作製される。
【０１３０】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光装置であるため、コンピュータの表示部９２０３に用いることで、長寿命なコンピュータを提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、コンピュータの表示部９２０３に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１３１】
図９（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体９３０１と筐体９３０２の２つの筐体で構成されており、連結部９３０３により、開閉可能に連結されている。筐体９３０１には表示部９３０４が組み込まれ、筐体９３０２には表示部９３０５が組み込まれている。また、図９（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他に、操作キー９３０９、接続端子９３１０、センサ９３１１（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９３１２等の入力手段を備えている。また、スピーカ部９３０６、記録媒体挿入部９３０７、ＬＥＤランプ９３０８等を備えていてもよい。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９３０４および表示部９３０５の両方、または一方に上記実施の形態を適用して形成される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。
【０１３２】
図９（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９（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。
【０１３３】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命化されているため、携帯型遊技機の表示部（９３０４、９３０５）に用いることで、長寿命な携帯型遊技機を提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、携帯型遊技機の表示部（９３０４、９３０５）に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１３４】
図９（Ｄ）は卓上照明器具であり、照明部９４０１、傘９４０２、可変アーム９４０３、支柱９４０４、台９４０５、電源スイッチ９４０６を含む。なお、卓上照明器具は、上記実施の形態を適用して形成される発光装置を照明部９４０１に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。
【０１３５】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命化されているため、卓上照明器具の照明部９４０１に用いることで、長寿命な卓上照明器具を提供することができる。
【０１３６】
図９（Ｅ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機９５００は、筐体９５０１に組み込まれた表示部９５０２の他、操作ボタン９５０３、外部接続ポート９５０４、スピーカ９５０５、マイク９５０６などを備えている。なお、携帯電話機９５００は、上記実施の形態を適用して形成される発光装置を表示部９５０２に用いることにより作製される。
【０１３７】
図９（Ｅ）に示す携帯電話機９５００は、表示部９５０２を指などで触れることで、情報を入力ことができる。また、電話を掛ける、或いはメールを打つなどの操作は、表示部９５０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１３８】
表示部９５０２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。
【０１３９】
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９５０２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９５０２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。
【０１４０】
また、携帯電話機９５００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９５００の向き（縦か横か）を判断して、表示部９５０２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。
【０１４１】
また、画面モードの切り替えは、表示部９５０２を触れること、又は筐体９５０１の操作ボタン９５０３の操作により行われる。また、表示部９５０２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。
【０１４２】
また、入力モードにおいて、表示部９５０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部９５０２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。
【０１４３】
表示部９５０２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９５０２に掌や指を触れることで、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。
【０１４４】
なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光装置であるため、携帯電話機の表示部９５０２に用いることで、長寿命な携帯電話機を提供することができる。また、色度が良好な発光装置であるため、携帯電話機の表示部９５０２に用いることで、画質の向上した画像を表示することが可能となる。
【０１４５】
図１０は、上記実施の形態を適用して形成される発光装置を、室内の照明装置１００１として用いた例である。上記実施の形態で示した発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、上記実施の形態で示した発光装置は、薄型化が可能であるため、ロール型の照明装置１００２として用いることもできる。なお、上記実施の形態を適用して形成される発光装置は、長寿命な発光素子を有しているため、長寿命な照明装置として用いることが可能となる。なお、図１０に示すように、室内の照明装置１００１を備えた部屋で、図９（Ｅ）で説明した卓上照明器具１００３を併用してもよい。
【０１４６】
以上のようにして、上記実施の形態で示した発光装置を適用して電子機器や照明器具を得ることができる。当該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。
【０１４７】
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こととする。
【実施例１】
【０１４８】
本実施例では、上記実施の形態で示す構成を有する発光素子について具体的に説明する。
【０１４９】
なお、本実施例で用いる有機化合物の分子構造を下記構造式（１０）〜（１４）に示す。また、本実施例の発光素子の素子構成を図２（Ａ）に示す。
【０１５０】
【化１】
【０１５１】
以下に、本実施例の発光素子１の作製方法を示す。
【０１５２】
（発光素子１）
まず、陽極１０２として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（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。
【０１５３】
次に、ＩＴＳＯ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。
【０１５４】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、構造式（１０）で表される４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＮＰＢ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝１：４（質量比）となるように共蒸着することにより、正孔輸送層１０４を形成した。膜厚は２０ｎｍ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。
【０１５５】
さらに正孔輸送層１０４上に、発光物質を含む層１０６を形成した。
【０１５６】
発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）と上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、２ＰＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．１となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１５７】
続いて、発光物質を含む層１０６上に、上記構造式（１３）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ、上記構造式（１４）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１０を形成した。さらに電子輸送層１１０上に、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように形成することによって電子注入層１１２を形成した。最後に、陰極１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、本実施例の発光素子１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。
【０１５８】
以上のように作製した発光素子１の素子構造を表１に示す。ここで、発光素子１は実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１５９】
【表１】
【０１６０】
以上により得られた発光素子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封止する作業を行った後、これら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。
【０１６１】
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に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表２に示す。
【０１６２】
【表２】
【０１６３】
また、作製した発光素子１の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図１５に示す。図１５において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０１６４】
図１５より、４９００時間の駆動後においても、発光素子１は初期輝度の８６％の輝度を保っていた。よって、発光素子１は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。これは、発光素子１では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０１６５】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子１は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例２】
【０１６６】
本実施例においては、実施例１と異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１５）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０１６７】
【化２】
【０１６８】
以下に、本実施例の発光素子２の作製方法を示す。本実施例の発光素子２は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１６９】
（発光素子２）
発光素子２において、発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）と上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、２ＰＣｚＰＡ：ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝０．５：０．５：０．１となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１７０】
作製した発光素子２の素子構造を表３に示す。発光素子２は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１７１】
【表３】
【０１７２】
以上により得られた発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これら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。
【０１７３】
発光素子の電流密度−輝度特性を図１６、電圧−輝度特性を図１７、輝度−電流効率特性を図１８に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１９に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表４に示す。
【０１７４】
【表４】
【０１７５】
また、作製した発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図２０に示す。図２０において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０１７６】
図２０より、３９００時間の駆動後においても、発光素子２は初期輝度の９７％の輝度を保っていた。よって、発光素子２は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。これは、発光素子２では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０１７７】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子２は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例３】
【０１７８】
本実施例においては、実施例１、実施例２とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１６）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０１７９】
【化３】
【０１８０】
本実施例の発光素子３の作製方法を以下に示す。なお、本実施例の発光素子３は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１８１】
（発光素子３）
発光素子３において、発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）と上記構造式（１６）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］アントラセン（略称：２ＤＰＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、２ＰＣｚＰＡ：２ＤＰＡＰＡ＝１：０．２となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１８２】
作製した発光素子３の素子構造を表５に示す。発光素子３は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１８３】
【表５】
【０１８４】
以上により得られた発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、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。
【０１８５】
発光素子の電流密度−輝度特性を図２１、電圧−輝度特性を図２２、輝度−電流効率特性を図２３に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表６に示す。
【０１８６】
【表６】
【０１８７】
また、作製した発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図２５に示す。図２５において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０１８８】
図２５より、４０００時間の駆動後でも発光素子３は初期輝度の９９％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかる。これは、発光素子３では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０１８９】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子３は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例４】
【０１９０】
本実施例においては、上記実施例とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１７）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０１９１】
【化４】
【０１９２】
本実施例の発光素子４及び発光素子５の作製方法を以下に示す。なお、本実施例の発光素子４は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。また、本実施例の発光素子５は、発光素子を含む層１０６及び電子輸送層１１０以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１９３】
（発光素子４）
発光素子４において、発光物質を含む層１０６は、上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより形成した。発光物質を含む層１０６中のこれらの質量比は、ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．１となるように成膜した。また、発光物質を含む層１０６の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１９４】
（発光素子５）
発光素子５において、発光物質を含む層１０６は、上述の発光素子４と同様に作製した。また、発光物質を含む層１０６上に、上記構造式（１３）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）と、上記構造式（１７）で表されるＮ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）とを１０ｎｍ共蒸着し、さらに上記構造式（１４）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１０を形成した。なお、ＡｌｑとＤＰＱｄの質量比は、１：０．００５（＝Ａｌｑ：ＤＰＱｄ）とした。
【０１９５】
作製した発光素子４及び発光素子５の素子構造を表７に示す。発光素子４及び発光素子５は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０１９６】
【表７】
【０１９７】
以上により得られた発光素子４及び発光素子５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、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。
【０１９８】
発光素子の電流密度−輝度特性を図２６、電圧−輝度特性を図２７、輝度−電流効率特性を図２８に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２９に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表８に示す。
【０１９９】
【表８】
【０２００】
また、作製した発光素子４及び発光素子５の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図３０に示す。図３０において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０２０１】
図３０より、発光素子４は、４９００時間の駆動後でも初期輝度の８７％の輝度を保っており、また、発光素子５は、１２００時間の駆動後でも初期輝度の９５％の輝度を保っていた。よって、発光素子４及び発光素子５は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかる。これは、発光素子４及び発光素子５では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０２０２】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子４及び発光素子５は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例５】
【０２０３】
本実施例においては、上記実施例とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物は、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物であるためその記載を省略する。素子構造に関しては実施例１と同様であり、図２（Ａ）を参照されたい。
【０２０４】
本実施例の発光素子６及び発光素子７の作製方法を以下に示す。なお、本実施例の発光素子６は発光物質を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。また、本実施例の発光素子７は、正孔輸送層１０４及び発光素子を含む層１０６以外は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０２０５】
（発光素子６）
発光素子６において、発光物質を含む層１０６は湿式法を用いて作製した。具体的には、上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を０．１５ｇ、上記構造式（１２）で表される９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）を０．０３１ｇはかりとったサンプル瓶に、低水分濃度（＜０．１ｐｐｍ）低酸素濃度（〜１０ｐｐｍ）の環境で脱水トルエン（関東化学製）１５ｍＬを加え、蓋をしめて終夜攪拌を行い溶液を作製した。
【０２０６】
正孔輸送層１０４を作製した基板上に、低水分濃度（＜０．１ｐｐｍ）低酸素濃度（〜１０ｐｐｍ）の環境下で溶液を滴下し、３００ｒｐｍの回転数で３秒間、１０００ｒｐｍの回転数で６０秒間、２５００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコートを行った。端子部上の溶液のスピンコート膜を、トルエンを用いて除去し、ロータリーポンプで減圧しながら１１０℃に設定した真空オーブン内で１時間加熱乾燥をすることで、発光物質を含む層１０６を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。その後減圧した真空蒸着装置内で膜形成面が下側に向くように基板を設置し、電子輸送層１１０を形成した。
【０２０７】
（発光素子７）
発光素子７において、正孔輸送層１０４は、陽極１０２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、真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（１５）で表される９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣｚＰＡ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝１：４（質量比）となるように共蒸着することにより形成した。膜厚は２０ｎｍとした。
【０２０８】
さらに正孔輸送層１０４上に、発光物質を含む層１０６を形成した。発光物質を含む層１０６は、上述した発光素子６と同様の方法で作製した。
【０２０９】
作製した発光素子６及び発光素子７の素子構造を表９に示す。発光素子６及び発光素子７は、実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。
【０２１０】
【表９】
【０２１１】
以上により得られた発光素子６及び発光素子７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、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。
【０２１２】
発光素子の電流密度−輝度特性を図３１、電圧−輝度特性を図３２、輝度−電流効率特性を図３３に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表１０に示す。
【０２１３】
【表１０】
【０２１４】
また、作製した発光素子６及び発光素子７の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図３５に示す。図３５において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０２１５】
図３５より、発光素子６は、７９００時間の駆動後でも初期輝度の６１％の輝度を保っており、また、発光素子７は、７９００時間の駆動後でも初期輝度の６９％の輝度を保っていた。発光素子６及び発光素子７は、初期劣化は大きいものの、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかる。これは、発光素子６及び発光素子７では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０２１６】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子６及び発光素子７は、発光物質を含む層を湿式法で作製した場合であっても高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【実施例６】
【０２１７】
本実施例では、湿式法の溶媒として用いるトルエン溶液を塗布した後の、正孔輸送性の有機化合物及び金属酸化物を含む薄膜の耐溶剤性評価を行った。
【０２１８】
本実施例では、石英基板上に、構造式（１０）で表される４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、５０ｎｍの膜厚の薄膜を形成した。なお、ＮＰＢ中の酸化モリブデン（ＶＩ）の質量比を異ならせた以下の４種類の試料を作製した。作製した試料の内訳を以下の表１１に示す。
【０２１９】
【表１１】
【０２２０】
作成例１、２及び比較例１、２を作製後、それぞれの薄膜の吸収スペクトルを測定した。その後、それぞれの薄膜上に湿式法の溶媒として用いるトルエン溶液を滴下し、３００ｒｐｍの回転数で３秒間、１０００ｒｐｍの回転数で６０秒間、２５００ｒｐｍの回転数で１０秒間スピンコートを行った。
【０２２１】
図３６にトルエン溶液をスピンコートする前後における薄膜の吸収スペクトルを示す。図３６（Ａ）は、作成例１における吸収スペクトルを示し、図３６（Ｂ）は作成例２における吸収スペクトルを示し、図３６（Ｃ）は比較例１における吸収スペクトルを示し、図３６（Ｄ）は比較例２における吸収スペクトルを示す。
【０２２２】
図３６に示すように、作成例１はトルエン溶液をスピンコート前後において吸収スペクトルの変化がみられなかった。また、作成例２においては、多少の吸収スペクトルの変化がみられるものの、薄膜の膜質に影響を与える程の大きな変化はみられなかった。一方、比較例１及び比較例２では、トルエン溶液をスピンコート前後で吸収スペクトルが大きく変化しており、薄膜がトルエン溶液によって溶解していた。従って、有機化合物に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上とすることで、膜質を変化させることなく湿式法に用いる溶媒（本実施例においてはトルエン溶液）を塗布することが可能であると言える。
【０２２３】
以上のことから、正孔輸送性を有する有機化合物に含まれる金属酸化物の濃度を６７ｗｔ％以上とすることで、正孔輸送層上に発光物質を含む層を湿式法により形成することができることが示された。
【実施例７】
【０２２４】
本実施例においては、上記実施例とは異なる構成を有する発光素子について説明する。また、本実施例において用いた有機化合物の分子構造を以下の構造式（１８）及び構造式（１９）に示す。なお、既に他の実施例で分子構造を示した有機化合物についてはその記載を省略する。また、本実施例の発光素子８の素子構成を図３７に示す。
【０２２５】
【化５】
【０２２６】
以下に、本実施例の発光素子８の作製方法を示す。
【０２２７】
（発光素子８）
まず、陽極１０２として１１０ｎｍの膜厚でインジウム錫珪素酸化物（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。
【０２２８】
次に、ＩＴＳＯ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。
【０２２９】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、構造式（１８）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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：酸化モリブデン（ＶＩ）＝４：２（質量比）となるように共蒸着することにより、正孔輸送層１０４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。
【０２３０】
さらに正孔輸送層１０４上に、第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃより構成される発光物質を含む層１０６を形成した。
【０２３１】
第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃは、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩと上記構造式（１９）で表されるトリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）とを共蒸着することにより形成した。第１の発光層１０６ａ中のこれらの質量比は、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．３とし、膜厚は１０ｎｍとした。また、第２の発光層１０６ｂのこれらの質量比は、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．０８とし、膜厚は１０ｎｍとした。また、第３の発光層１０６ｃのこれらの質量比は、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．０４とし、膜厚は２０ｎｍとした。
【０２３２】
発光素子８において、発光物質を含む層１０６を構成する第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃには、それぞれ同じ発光物質及び同じホスト材料を、質量比を変えて用いる。なお、第１の発光層１０６ａ乃至第３の発光層１０６ｃにおいて発光物質として用いるＩｒ（ｐｐｙ）３のＨＯＭＯ準位は、−５．３２ｅＶであり、ホスト材料として用いるｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩのＨＯＭＯ準位は−５．８７ｅＶである。また、発光物質の濃度は、第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ、第３の発光層１０６ｃの順に高濃度から低濃度になるよう調整されている。
【０２３３】
続いて、発光物質を含む層１０６上に、上記構造式（１３）で表されるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ、上記構造式（１４）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１０を形成した。さらに電子輸送層１１０上に、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように形成することによって電子注入層１１２を形成した。最後に、陰極１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、本実施例の発光素子８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。
【０２３４】
以上のように作製した発光素子８の素子構造を表１２に示す。ここで、発光素子８は実施の形態２に記載された構成を有する発光素子である。
【０２３５】
【表１２】
【０２３６】
以上により得られた発光素子８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、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。
【０２３７】
発光素子の電流密度−輝度特性を図３８、電圧−輝度特性を図３９、輝度−電流効率特性を図４０に示す。また、０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４１に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧及び色度を表１３に示す。
【０２３８】
【表１３】
【０２３９】
また、作製した発光素子８の信頼性試験を行った。信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子を駆動し、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。信頼性試験によって得られた結果を図４２に示す。図４２において、横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０２４０】
図４２より、１０００時間の駆動後においても、発光素子８は初期輝度の７７％の輝度を保っていた。よって、発光素子８は、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。これは、発光素子８では、抗還元物質として酸化モリブデンが含まれる正孔輸送層１０４が、発光物質を含む層１０６に隣接しているため、当該発光物質を含む層１０６を突き抜けて電子が正孔輸送層側へ到達したとしてもその電子が抗還元物質と再結合することが可能となり、正孔輸送層１０４と発光物質を含む層１０６の界面における電子の蓄積が抑制されたためと示唆される。
【０２４１】
また、本実施例で示す発光素子８は、発光物質を含む層１０６を構成する第１の発光層１０６ａ、第２の発光層１０６ｂ及び第３の発光層１０６ｃには、それぞれ同じ発光物質が含まれるため、発光物質を含む層１０６内においてキャリアである正孔の輸送を容易に行うことができる。さらに、ホスト材料には、発光物質のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有する材料を用いているため、発光物質（ゲスト材料）の添加濃度の低い発光層においては、正孔が発光物質によってトラップされる。つまり、発光物質を高濃度で含有する第１の発光層１０６ａでは発光物質のＨＯＭＯ準位を通った正孔が第２の発光層１０６ｂへと輸送されるが、発光物質の濃度の低い第２の発光層１０６ｂ、または、さらに発光物質の濃度の低い第３の発光層１０６ｃではホールトラップ性を有する発光物質によって正孔が輸送されにくくなる。よって、発光物質を含む層１０６の内部に発光領域を制御することができるため、発光効率の低下が少ない発光素子を作製することができると示唆される。
【０２４２】
以上示したように、本実施例により、本実施例の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、本実施例の発光素子８は、高信頼性を実現した発光素子とすることが可能である。
【０２４３】
（参考例）
本参考例では、上記実施例で用いた材料の合成方法について具体的に説明する。
【０２４４】
≪２ＰＣｚＰＡの合成例≫
以下に、実施例１乃至実施例３で使用した、構造式（１１）で表される３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）の合成方法の一例を記載する。
【０２４５】
２ＰＣｚＰＡの合成スキームを（Ａ−１）に示す。
【化６】
【０２４６】
１．５ｇ（３．７ｍｍｏｌ）の２−ブロモ−９、１０−ジフェニルアントラセンと、１．１ｇ（３．７ｍｍｏｌ）の９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸と、０．１６ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを１００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、２０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールと、１３ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、フラスコ内を窒素置換した。
【０２４７】
この混合物へ、２８ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、１１０℃で１２時間還流した。還流後、この混合物を室温までさました後、約２０ｍＬのトルエンを加えてから、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過した。得られた混合物の有機層を水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然ろ過して、得られたろ液を濃縮したところ、褐色油状物を得た。この油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝７：３）により精製し、得られた淡黄色固体をエタノールにより再結晶したところ、淡黄色粉末状固体を１．２ｇ、収率５８％で得た。
【０２４８】
得られた淡黄色粉末状固体１．２ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２８０℃で加熱した。昇華精製後、淡黄色固体０．８３ｇを収率７４％で得た。
【０２４９】
核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：２ＰＣｚＰＡ）であることを確認した。以下に、１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。
【０２５０】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０−７．３４（ｍ、３Ｈ）、７．４１−７．４９（ｍ、４Ｈ）、７．５３−７．６５（ｍ、１５Ｈ）、７．７０−７．７４（ｍ、２Ｈ）、７．７９−７．８４（ｍ、２Ｈ）、７．９８（ｓ、１Ｈ）、８．１５（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３１（ｄ、Ｊ＝２．１Ｈｚ、１Ｈ）。
【符号の説明】
【０２５１】
１００ 発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽極
１０３ ＥＬ層
１０４ 正孔輸送層
１０６ 発光物質を含む層
１０８ 陰極
１１０ 電子輸送層
１１２ 電子注入層
１２０ 発光素子
２０６ ＬＵＭＯ準位
２１０ ＬＵＭＯ準位
２１８ ＨＯＭＯ準位
２２０ ＨＯＭＯ準位
２２２ ＨＯＭＯ準位
２２４ ＨＯＭＯ準位
５００ ＥＬ層
５１１ ＥＬ層
５１２ ＥＬ層
５１３ 電荷発生層
５２１ 電極
５２２ 電極
６０１ 基板
６０２ 絶縁層
６０３ 電極
６０４ 隔壁
６０５ 開口部
６０６ 隔壁
６０７ ＥＬ層
６０８ 電極
７０３ 走査線
７０５ 領域
７０６ 隔壁
７０８ データ線
７０９ 接続配線
７１０ 入力端子
７１２ 入力端子
８０１ 素子基板
８０２ 画素部
８０３ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
８０４ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
８０５ シール材
８０６ 封止基板
８０７ 配線
８０８ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
８０９ ｎチャネル型ＴＦＴ
８１０ ｐチャネル型ＴＦＴ
８１１ スイッチング用ＴＦＴ
８１２ 電流制御用ＴＦＴ
８１３ 陽極
８１４ 絶縁物
８１５ ＥＬ層
８１６ 陰極
８１７ 発光素子
８１８ 空間
１００１ 照明装置
１００２ 照明装置
１００３ 卓上照明器具
９１００ テレビジョン装置
９１０１ 筐体
９１０３ 表示部
９１０５ スタンド
９１０７ 表示部
９１０９ 操作キー
９１１０ リモコン操作機
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９３０１ 筐体
９３０２ 筐体
９３０３ 連結部
９３０４ 表示部
９３０５ 表示部
９３０６ スピーカ部
９３０７ 記録媒体挿入部
９３０８ ＬＥＤランプ
９３０９ 操作キー
９３１０ 接続端子
９３１１ センサ
９３１２ マイクロフォン
９４０１ 照明部
９４０２ 傘
９４０３ 可変アーム
９４０４ 支柱
９４０５ 台
９４０６ 電源スイッチ
９５００ 携帯電話機
９５０１ 筐体
９５０２ 表示部
９５０３ 操作ボタン
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ スピーカ
９５０６ マイク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、前記正孔輸送層の前記陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、
前記正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質と、を含み、
前記発光物質を含む層は、第２の有機化合物と、発光物質とを含み、且つ、少なくとも電子輸送性を有する発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、前記正孔輸送層の前記陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、
前記正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含み、
前記発光物質を含む層は、第２の有機化合物と、発光物質とを含み、且つ、バイポーラ性を有する発光素子。
【請求項３】
陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、前記正孔輸送層の前記陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、
前記発光物質を含む層は、陽極側に位置する第１の発光層と、前記第１の発光層の前記陰極側に接する第２の発光層と、を有し、
前記正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含み、
前記第１の発光層は、ホスト材料として第２の有機化合物を、ゲスト材料として発光物質を含み、
前記第２の発光層は、ホスト材料として第３の有機化合物を、ゲスト材料として前記発光物質を含み、
前記発光物質を含む層は、少なくとも電子輸送性を有し、
前記第２の発光層において、前記発光物質はホールトラップ性を有する発光素子。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の発光層が含む前記発光物質の濃度は、前記第２の発光層が含む前記発光物質の濃度よりも高い発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記抗還元物質として、金属酸化物を含む発光素子。
【請求項６】
請求項５において、
前記正孔輸送層において、前記第１の有機化合物中に含まれる前記金属酸化物の濃度は６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満である発光素子。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記陽極と、前記正孔輸送層と、が接する発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発光装置を用いた照明装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の発光装置を用いた電子機器。
【請求項１】
陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、前記正孔輸送層の前記陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、
前記正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質と、を含み、
前記発光物質を含む層は、第２の有機化合物と、発光物質とを含み、且つ、少なくとも電子輸送性を有する発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、前記正孔輸送層の前記陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、
前記正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含み、
前記発光物質を含む層は、第２の有機化合物と、発光物質とを含み、且つ、バイポーラ性を有する発光素子。
【請求項３】
陽極と陰極との間に、正孔輸送層と、前記正孔輸送層の前記陰極側に接して設けられた発光物質を含む層と、を有し、
前記発光物質を含む層は、陽極側に位置する第１の発光層と、前記第１の発光層の前記陰極側に接する第２の発光層と、を有し、
前記正孔輸送層は、第１の有機化合物と抗還元物質とを含み、
前記第１の発光層は、ホスト材料として第２の有機化合物を、ゲスト材料として発光物質を含み、
前記第２の発光層は、ホスト材料として第３の有機化合物を、ゲスト材料として前記発光物質を含み、
前記発光物質を含む層は、少なくとも電子輸送性を有し、
前記第２の発光層において、前記発光物質はホールトラップ性を有する発光素子。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１の発光層が含む前記発光物質の濃度は、前記第２の発光層が含む前記発光物質の濃度よりも高い発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記抗還元物質として、金属酸化物を含む発光素子。
【請求項６】
請求項５において、
前記正孔輸送層において、前記第１の有機化合物中に含まれる前記金属酸化物の濃度は６７ｗｔ％以上１００ｗｔ％未満である発光素子。
【請求項７】
請求項５又は６において、
前記陽極と、前記正孔輸送層と、が接する発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発光装置を用いた照明装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の発光装置を用いた電子機器。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【公開番号】特開２０１１−９７２９（Ｐ２０１１−９７２９Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２００８９（Ｐ２０１０−１２００８９）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【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２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【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）】
[ Back to top ]