発光素子、発光装置、照明装置、電子機器
【課題】三重項励起子のエネルギーを有効に用いて、発光素子の発光効率を向上させることを目的とする。また、発光素子、発光装置および電子機器の消費電力を低減させることを目的とする。
【解決手段】短波長の蛍光を発光する発光層を、燐光性化合物を含む発光層で挟む構成とすることにより、短波長の蛍光を発光する発光層で生じた三重項励起子のエネルギーを有効に利用できる。さらに、蛍光を発光する発光層の構成を工夫することにより、燐光性化合物を含む発光層と蛍光を発光する発光層との発光のバランスが向上させることができる。
【解決手段】短波長の蛍光を発光する発光層を、燐光性化合物を含む発光層で挟む構成とすることにより、短波長の蛍光を発光する発光層で生じた三重項励起子のエネルギーを有効に利用できる。さらに、蛍光を発光する発光層の構成を工夫することにより、燐光性化合物を含む発光層と蛍光を発光する発光層との発光のバランスが向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子に関する。また、発光素子を有
する発光装置、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（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用し
た発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の
電極間に発光性の物質を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光
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
適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも
大きな利点である。また、非常に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、大面積の素子を形成す
ることにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに
代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明
等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、
無機化合物であるかによって大きく分けられる。
【０００６】
発光性の物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電
極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる
。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化
合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカ
ニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０００７】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態
が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼
ばれている。
【０００８】
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に起因した問題が
多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
【０００９】
例えば、非特許文献１では、トリプレットハーベスト（Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｈａｖｅｓｔｉ
ｎｇ）という方法を用い、高効率の発光素子を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｍ．Ｅ．Ｋｏｎｄａｋｏｖａ，他８名，ＳＩＤ ０８ ＤＩＧＥＳＴ，ＰＰ２１９−２２２（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献１に記載の構成では、青色蛍光性化合物を含む発光層（Ｂｌｕｅ ＬＥＬ）の
陰極側に黄色燐光性化合物を含む発光層（Ｙｅｌｌｏｗ ＬＥＬ）が設けられており、青
色蛍光性化合物の三重項エネルギーのうち、一部は陰極側へ移動してＹｅｌｌｏｗ ＬＥ
Ｌ中の黄色燐光性化合物を発光させることができる。一方、Ｂｌｕｅ ＬＥＬから陽極側
に移動する三重項エネルギーに関しては、Ｂｌｕｅ ＬＥＬよりも三重項励起エネルギー
の大きい電子ブロック層（ＥＢＬ）がＢｌｕｅＬＥＬの陽極側に設けられているため、Ｂ
ｌｕｅ ＬＥＬから陽極側へは移動しない。その結果、青色蛍光性化合物の三重項エネル
ギーの一部は無放射過程によって消費され、発光に寄与しない。
【００１２】
よって、本発明の一態様では、さらに三重項励起子のエネルギーを有効に用いて、発光素
子の発光効率を向上させることを目的とする。
【００１３】
また、発光素子、発光装置および電子機器の消費電力を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、短波長の蛍光を発光する発光層に対して、燐光を発光する物質（以下、燐
光性化合物という）を含む発光層で挟む構成とすることにより、短波長の蛍光を発光する
発光層で生じた三重項励起子のエネルギーを有効に利用できることを見いだした。また、
単に短波長の蛍光を発光する発光層に対して、燐光性化合物を含む発光層で挟むだけでは
、蛍光を発光する発光層をキャリアが突き抜けてしまい、発光強度のバランスが崩れてし
まう。しかし、蛍光を発光する発光層の構成を工夫することにより、燐光性化合物を含む
発光層と蛍光を発光する発光層との発光強度のバランスが向上することを見いだした。
【００１５】
よって、本発明の一態様は、陽極と陰極の間に、陽極側から順に設けられた第１の層、第
２の層、第３の層、第４の層を有し、第１の層および第２の層は、正孔輸送性であり、第
３の層および第４の層は、電子輸送性であり、第１の層は、第１の燐光性化合物と第１の
正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第１の蛍光性化合物と第２の正孔輸送性
の有機化合物とを有し、第３の層は、第２の蛍光性化合物と第１の電子輸送性の有機化合
物とを有し、第４の層は、第２の燐光性化合物と第２の電子輸送性の有機化合物とを有し
、第２の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギーは、第１の正孔輸送性の有機化
合物の三重項励起エネルギー以上であり、第１の電子輸送性の有機化合物の三重項励起エ
ネルギーは、第２の電子輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギー以上であることを特
徴とする発光素子である。
【００１６】
上記構成において、第１の正孔輸送性の有機化合物と第２の正孔輸送性の有機化合物が同
じ有機化合物であることが好ましい。第１の正孔輸送性の有機化合物と第２の正孔輸送性
の有機化合物が同じ有機化合物であることにより、キャリアの移動におけるエネルギー障
壁が小さくなる。
【００１７】
また、上記構成において、第１の電子輸送性の有機化合物と第２の電子輸送性の有機化合
物が同じ有機化合物であることが好ましい。第１の電子輸送性の有機化合物と第２の電子
輸送性の有機化合物が同じ有機化合物であることにより、キャリアの移動におけるエネル
ギー障壁が小さくなる。
【００１８】
また、上記構成において、第１の層と第２の層の間には、第１の正孔輸送性の有機化合物
もしくは第２の正孔輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層が設けられてい
ることが好ましい。また、第３の層と第４の層の間には、第１の電子輸送性の有機化合物
もしくは第２の電子輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層が設けられてい
ることが好ましい。間隔層を設けることにより、第２の層から第１の層および第３の層か
ら第４の層へのエネルギー移動を調整することができる。
【００１９】
また、上記構成において、第２の層の膜厚と第３の層の膜厚の合計は、５ｎｍ乃至２０ｎ
ｍであることが好ましい。第２の層と第３の層の膜厚の合計が厚くなりすぎると、第１の
層および第４の層からの発光が弱くなり、第２の層と第３の層の膜厚の合計が薄くなりす
ぎると、第２の層と第３の層の発光が弱くなってしまう。このような範囲の膜厚にするこ
とにより、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、それぞれの層からの発光をバラン
ス良く得ることができる。
【００２０】
また、上記構成において、第２の層における第１の蛍光性化合物の濃度は、０．１ｗｔ％
乃至１０ｗｔ％であることが好ましい。また、第３の層における第２の蛍光性化合物の濃
度は、０．１ｗｔ％乃至１０ｗｔ％であることが好ましい。このような濃度範囲にするこ
とにより、第２の層や第３の層の発光が強くなり第１の層や第４の層の発光が弱くなって
しまうことを抑制し、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、それぞれの層からの発
光をバランス良く得ることができる。
【００２１】
また、上記構成において、第１の蛍光性有機化合物と第２の蛍光性有機化合物が同じ有機
化合物であることが好ましい。第１の蛍光性有機化合物と第２の蛍光性有機化合物が同じ
有機化合物であることにより、発光素子の作製が容易となる。
【００２２】
また、上記構成において、第１の蛍光性有機化合物および第２の蛍光性有機化合物の発光
色は青色であり、第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物の発光色は、それぞれ緑色と
赤色であることが好ましい。このような構成とすることにより、白色発光素子を得ること
ができる。
【００２３】
また、上記構成において、第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物で
あることが好ましい。第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物である
ことにより、発光素子の作製が容易となる。
【００２４】
また、上記構成において、第１の蛍光性有機化合物と第２の蛍光性有機化合物が同じ有機
化合物であり、第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物であり、第１
の燐光性化合物および第２の燐光性化合物の発光色と、第１の蛍光性化合物および第２の
蛍光性化合物の発光色とが補色の関係であることが好ましい。このような構成とすること
により、白色発光素子を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の態様は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。
本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照
明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ
（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａ
ｕｔｏｍａｔｅｄ 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。
【００２６】
また、本発明の態様の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものと
する。したがって、本発明の態様の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光
素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の態様を適用することにより、発光層で生じた一重項励起子および三重項励起子を
有効に用いることができ、高い発光効率の発光素子を実現することができる。
【００２８】
また、本発明の態様を適用することにより、発光素子、発光装置、電子機器の消費電力を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子を説明するバンド図。
【図３】本発明の一態様の発光素子を説明するバンド図。
【図４】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図５】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図６】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図７】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図８】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１１】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１２】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１３】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１４】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図１５】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図１６】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明の態様は
以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び
詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下
に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する
本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図
面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略することがある。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１乃至図４を用いて以下に説明する。
【００３２】
本発明の一態様の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。本明細書中において、
一対の電極間に設けられた複数の層をまとめて、以下、ＥＬ層という。ＥＬ層は少なくと
も発光層を有する。
【００３３】
本形態において、発光素子は、図１に示すように、第１の電極１０２と、第２の電極１０
４と、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成
されている。なお、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０４
は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０２の方が第
２の電極１０４よりも電位が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電
圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
【００３４】
基板１０１は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、
またはプラスチック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。
【００３５】
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい。
）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。
具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘ
ｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム
−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸
化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化
物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わ
ない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０
ｗｔ％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。この他、
金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、
モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）
、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００３６】
第２の電極１０４としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下が好ましい。
）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。こ
のような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、す
なわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍ
ｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれ
らを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）
等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０
４と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、
Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々
な導電性材料を第２の電極１０４として用いることができる。
【００３７】
ＥＬ層１０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または
正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（
電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、本実施の形態で示す発光層と
を適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホ
ールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等を実施の形態１で示す発光層と適宜組
み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。図
１では、一例として、第１の電極１０２、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層
１１４、第２の電極１０４が順に積層した構成を示している。
【００３８】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質とし
ては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ
’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４
，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴ
Ａ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略
称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピ
ロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：Ｂ
ＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に
１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸
送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物
質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとし
てもよい。
【００３９】
また、正孔輸送層１１２として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポ
リ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−
［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル
）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニ
ル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分
子化合物を用いることもできる。
【００４０】
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層である。本発明の一態様の発光素子において
、発光層１１３は、陽極として機能する第１の電極１０２側から順に設けられた、第１の
層１２１、第２の層１２２、第３の層１２３、第４の層１２４を有する。
【００４１】
第１の層１２１は正孔輸送性であり、第１の燐光を発光する物質（以下、燐光性化合物と
いう）と第１の正孔輸送性の有機化合物とを有する。第１の燐光性化合物の三重項励起エ
ネルギーは、第１の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギーよりも同じまたは小
さい。
【００４２】
第２の層１２２は正孔輸送性であり、第１の蛍光を発光する物質（以下、蛍光性化合物と
いう）と第２の正孔輸送性の有機化合物と有する。第１の蛍光性化合物の一重項励起エネ
ルギーは、第２の正孔輸送性の有機化合物の一重項励起エネルギーよりも同じまたは小さ
い。
【００４３】
第３の層１２３は電子輸送性であり、第２の蛍光性化合物と第１の電子輸送性の有機化合
物とを有する。第２の蛍光性化合物の一重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性の有機
化合物の一重項励起エネルギーよりも同じまたは小さい。
【００４４】
第４の層１２４は電子輸送性であり、第２の燐光性化合物と第２の電子輸送性の有機化合
物と有する。第２の燐光性化合物の三重項励起エネルギーは、第２の電子輸送性の有機化
合物の三重項励起エネルギーよりも同じまたは小さい。
【００４５】
このような構成とすることにより、第１の電極１０２の方が第２の電極１０４よりも電位
が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電圧を印加したときに、第２
の層１２２と第３の層１２３との界面付近に再結合領域が形成される。
【００４６】
つまり、図２に示すように、第１の電極１０２から注入された正孔は、正孔輸送層１１２
を通り、第１の層１２１へ輸送される。第１の層１２１は正孔輸送性であるため、正孔は
第１の層１２１を通り、第２の層１２２へ輸送される。第２の層１２２も正孔輸送性であ
るため、正孔は、第２の層１２２と第３の層１２３の界面付近へ輸送される。一方、第２
の電極１０４から注入された電子は、電子輸送層１１４を通り、第４の層１２４へ輸送さ
れる。第４の層１２４は電子輸送性であるため、電子は、第４の層１２４を通り、第３の
層１２３へ輸送される。第３の層１２３も電子輸送性であるため、電子は、第３の層１２
３と第２の層１２２の界面付近へ輸送される。そして、第２の層１２２と第３の層１２３
との界面付近で、正孔と電子が再結合する。この再結合領域１３１では、一重項励起状態
（Ｓ＊）の励起子と三重項励起状態（Ｔ＊）の励起子が生成し、その統計的な生成比は、
Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。一重項励起状態の励起子は、第２の層１２
２に含まれる第１の蛍光性化合物の一重項励起状態および第３の層１２３に含まれる第２
の蛍光性化合物の一重項励起状態へエネルギー移動し、第１の蛍光性化合物および第２の
蛍光性化合物が発光する。
【００４７】
一方、再結合領域１３１で生成した三重項励起状態の励起子は、従来の発光素子では、発
光に寄与することなく失活してしまっていた。もしくは、非特許文献１に記載されるよう
に、その一部だけが利用されていた。
【００４８】
本発明の一態様の発光素子において、第２の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起エネル
ギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）は、第１の正孔輸送性の有機化合物
の三重項励起エネルギーと同じまたはそれ以上の大きさであり、第１の電子輸送性の有機
化合物の三重項励起エネルギーは、第２の電子輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギ
ーと同じまたはそれ以上の大きさである。このような構成とすることにより、再結合領域
１３１で発生した三重項励起状態の励起エネルギーは第２の層を介して第１の層１２１へ
移動することができ、第２の層を介して第１の層１２１へ移動した励起エネルギーから第
１の層１２１に含まれる第１の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起状態へのエネルギー
移動が可能となる。また、再結合領域１３１で発生した三重項励起状態の励起エネルギー
は第３の層を介して第４の層１２４へ移動することができ、第３の層を介して第４の層１
２４へ移動した励起エネルギーから第４の層１２４に含まれる第２の電子輸送性の有機化
合物の三重項励起状態へのエネルギー移動が可能となる。
【００４９】
その結果、第１の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起状態から、第１の燐光性化合物の
三重項励起状態へエネルギー移動が起こり、第１の燐光性化合物が発光する。また、第２
の電子輸送性の有機化合物の三重項励起状態から、第２の燐光性化合物の三重項励起状態
へのエネルギー移動が起こり、第２の燐光性化合物が発光する。
【００５０】
すなわち、本発明の態様を適用することにより、再結合領域１３１で生成した一重項励起
状態の励起子および三重項励起状態の励起子をより有効に発光に利用することができる。
【００５１】
また、本発明の一態様の発光素子は、上述した発光層１１３の構成を採用することにより
、再結合領域１３１を発光層１１３の中央付近に調整することが可能となり、キャリアの
突き抜けを抑制することができ、発光強度バランスを向上させることができる。また、各
層（第１の層１２１、第２の層１２２、第３の層１２３、第４の層１２４）の膜厚をそれ
ぞれ調整することにより、再結合領域１３１からの距離を調整することができるので、さ
らに発光バランスを向上させることが可能となる。
【００５２】
また、上記構成において、第１の層１２１に含まれる第１の正孔輸送性の有機化合物と第
２の層１２２に含まれる第２の正孔輸送性の有機化合物が同じ有機化合物であることが好
ましい。同じ有機化合物であることにより、再結合領域１３１で発生した三重項励起状態
の励起エネルギーは移動しやすくなり、第１の層１２１に含まれる第１の正孔輸送性の有
機化合物の三重項励起状態へのエネルギー移動がよりスムーズに行われる。また、発光素
子の作製も容易となる。
【００５３】
同様に、第３の層１２３に含まれる第１の電子輸送性の有機化合物と第４の層１２４に含
まれる第２の電子輸送性の有機化合物が同じ有機化合物であることが好ましい。同じ有機
化合物であることにより、再結合領域１３１で発生した三重項励起状態の励起エネルギー
は移動しやすくなり、第４の層１２４に含まれる第２の電子輸送性の有機化合物の三重項
励起状態へのエネルギー移動がよりスムーズに行われる。また、発光素子の作製も容易と
なる。
【００５４】
また、図３に示すように、第１の層１２１と第２の層１２２との間には、第１の正孔輸送
性の有機化合物もしくは第２の正孔輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層
１４１が設けられていることが好ましい。図３では、一例として、第２の正孔輸送性の有
機化合物からなる間隔層１４１を図示した。間隔層１４１が設けられていることにより、
再結合領域１３１と第１の層１２１との距離を調整することが容易となり、三重項励起状
態からのエネルギーの移動に応じて、第１の層１２１からの発光強度を調整することが容
易となる。また、第２の層１２２に含まれる第１の蛍光性化合物の一重項励起エネルギー
が、フェルスター機構によるエネルギー移動により、第１の層１２１に含まれる第１の燐
光性化合物に移動してしまうことを防ぐことができる。さらに、間隔層１４１として、第
１の正孔輸送性の有機化合物もしくは第２の正孔輸送性の有機化合物の一方または両方を
用いることにより、三重項励起状態からのエネルギー移動をスムーズに行うことができる
。また、容易に間隔層を形成することができる。
【００５５】
同様に、第３の層１２３と第４の層１２４との間には、第１の電子輸送性の有機化合物も
しくは第２の電子輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層が設けられている
ことが好ましい。図３では、一例として、第１の電子輸送性の有機化合物からなる間隔層
１４２を図示した。間隔層が設けられていることにより、再結合領域１３１と第４の層１
２４との距離を調整することが容易となり、三重項励起状態からのエネルギーの移動に応
じて、第４の層１２４からの発光強度を調整することが容易となる。また、第３の層１２
３に含まれる第２の蛍光性化合物の一重項励起エネルギーが、フェルスター機構によるエ
ネルギー移動により、第４の層１２４に含まれる第２の燐光性化合物に移動してしまうこ
とを防ぐことができる。さらに、間隔層として、第１の電子輸送性の有機化合物もしくは
第２の電子輸送性の有機化合物の一方または両方を用いることにより、三重項励起状態か
らのエネルギー移動をスムーズに行うことができる。また、容易に間隔層を形成すること
ができる。
【００５６】
また、第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚の合計は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚が薄すぎると、キャリアが突き抜
けてしまい再結合領域が広がってしまう。また、第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚
が厚すぎると、再結合領域からの三重項励起エネルギーの移動が第１の層１２１および第
４の層１２４まで届かず、第１の燐光性化合物および第２の燐光性化合物が発光しなくな
ってしまう。よって、第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚の合計は５ｎｍ以上２０ｎ
ｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
また、第２の層１２２における第１の蛍光性化合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ
％以下であることが好ましい。第１の蛍光性化合物の濃度が低すぎると、第１の蛍光性化
合物からの発光が弱くなってしまう。また、第１の蛍光性化合物の濃度が高すぎると、再
結合領域からの三重項励起エネルギーからのエネルギーを第１の蛍光性化合物が受け取っ
てしまい、発光せずに失活してしまう。よって、第２の層１２２における第１の蛍光性化
合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００５８】
同様に、第３の層１２３における第２の蛍光性化合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗ
ｔ％以下であることが好ましい。第２の蛍光性化合物の濃度が低すぎると、第２の蛍光性
化合物からの発光が弱くなってしまう。また、第２の蛍光性化合物の濃度が高すぎると、
再結合領域からの三重項励起エネルギーからのエネルギーを第２の蛍光性化合物が受け取
ってしまい、発光せずに失活してしまう。よって、第３の層１２３における第２の蛍光性
化合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００５９】
また、第２の層１２２に含まれる第１の蛍光性化合物と、第３の層１２３に含まれる第２
の蛍光性化合物は同じ有機化合物であることが好ましい。同じ有機化合物であることによ
り、再結合領域１３１から生じた励起子から、第２の層１２２および第３の層１２３への
エネルギー移動が、より均等に起こる。よって、発光バランスを向上させることができる
。また、発光素子の作製も容易になる。
【００６０】
また、本発明の一態様の発光素子は、複数の発光性の高い物質からの発光を得ることがで
きるため、白色発光素子に好適に用いることができる。白色発光素子に適用することによ
り、高効率の白色発光素子を得ることができる。
【００６１】
例えば、第１の蛍光性化合物の発光色と第１の燐光性化合物の発光色を補色の関係とする
ことで、白色発光素子を得ることができる。また、さらに、第２の蛍光性化合物の発光色
と第２の燐光性化合物の発光色を補色の関係とすることで、演色性に優れた白色発光素子
を得ることができる。
【００６２】
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。
【００６３】
また、例えば、第１の蛍光性化合物の発光色と第２の燐光性化合物の発光色を補色の関係
とすることで、白色発光素子を得ることができる。また、さらに、第２の蛍光性化合物の
発光色と第１の燐光性化合物の発光色を補色の関係とすることで、演色性に優れた白色発
光素子を得ることができる。
【００６４】
また、第１の蛍光性化合物および第２の蛍光性化合物の発光色は青色であり、第１の燐光
性化合物と第２の燐光性化合物の発光色は、それぞれ緑色と赤色とすることで、演色性に
優れた白色発光素子を得ることができる。
【００６５】
また、第１の蛍光性化合物と第２の蛍光性化合物が同じ有機化合物であり、第１の燐光性
化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物であり、第１の燐光性化合物および第２の
燐光性化合物の発光色と、第１の蛍光性化合物および第２の蛍光性化合物の発光色とを補
色の関係とすることで白色発光素子を得ることができる。第１の蛍光性化合物と第２の蛍
光性化合物が同じ有機化合物であることにより、再結合領域から、第２の層１２２および
第３の層１２３へのエネルギー移動が、より均等に起こり、発光バランスを向上させるこ
とができる。また、発光素子の作製も容易になる。さらに、第１の燐光性化合物と第２の
燐光性化合物とが同じ有機化合物とすることで、より容易に白色発光素子を作製すること
ができる。
【００６６】
第２の層１２２および第３の層１２３における燐光性化合物としては種々の材料を用いる
ことができる。例えば、青色系の燐光性化合物として、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：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などの有機金属錯体が挙げられる。
また、緑色系の燐光性化合物として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）２（ａｃａ
ｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）
アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）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（ａｃ
ａｃ））などの有機金属錯体が挙げられる。また、黄色系の燐光性化合物として、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］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（ａｃａ
ｃ））などの有機金属錯体が挙げられる。また、橙色系の燐光性化合物として、トリス（
２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）
、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナ
ート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジ
メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍ
ｅ）２（ａｃａｃ）］などの有機金属錯体が挙げられる。また、赤色系の燐光性化合物と
して、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（Ｆ
ｄｐｑ）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）などの有機金属錯体が
挙げられる。また、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（Ｔ
ＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多
重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【００６７】
また、第１の層１２１および第４の層１２４における蛍光性化合物としては、種々の材料
を用いることができる。例えば、青色系の蛍光性化合物として、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）、２，５，
８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）などが挙げられる。ま
た、緑色系の蛍光性化合物として、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）などが挙げられる。また、黄色系の蛍光性化合物として、
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）などが挙げられる。また、赤色系の蛍光性化合物として、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）、７，１３−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）などが挙げられる。
【００６８】
第１の層１２１および第２の層１２２における正孔輸送性の有機化合物としては、種々の
材料を用いることができる。例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチ
ルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン
（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニル
アミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ト
リフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチル
フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４
’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］
ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここ
に述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し
、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また
、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルア
ミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ
）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：
ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニ
ル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる
。
【００６９】
第３の層１２３および第４の層１２４における電子輸送性の有機化合物としては、種々の
材料を用いることができる。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：
Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）
、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称
：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いる
ことができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト
］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチア
ゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を
有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフ
ェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（
略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４
−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、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］カルバゾール（略称：ＣＯ
１１）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ
）なども用いることができる。ここに述べた物質は、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、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−
ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，
９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６
’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００７０】
例えば、第１の層における第１の燐光性化合物として赤色に発光する（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））を用い、第１の正孔輸送性の有機化合物と
して４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：
ＴＣＴＡ）を用い、第２の層における第１の蛍光性化合物として青色に発光する２，５，
８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）を用い、第２の正孔輸
送性化合物として第１の正孔輸送性の化合物と同じＴＣＴＡを用い、第３の層における第
２の蛍光性化合物として第１の蛍光性化合物と同じＴＢＰを用い、第１の電子輸送性の有
機化合物として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］カルバゾール（略称：ＣＯ１１）を用い、第４の層における第２の燐光性化合
物として緑色に発光するビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））を用い、第２の電子
輸送性の有機化合物として第１の電子輸送性の有機化合物と同じＣＯ１１を用いることに
より、本発明の一態様を適用した白色発光素子を得ることができる。
【００７１】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質とし
ては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４
−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロ
キシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キ
ノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、
この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（
ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：
Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども
用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１
，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−
２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バ
ソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に
１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸
送性の高い物質であれば、上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としてもよい。
【００７２】
また、電子輸送層１１４として、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイ
ル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−
ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−
ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００７３】
また、図４に示すように、第１の電極１０２と正孔輸送層１１２との間に正孔注入層１１
１を設けてもよい。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化
物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等の
フタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ
（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形
成することができる。
【００７４】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させ
た複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を
含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶ
ことができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事
関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８
−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ
）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。
また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。
具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン
、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中
でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ま
しい。
【００７５】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の
材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００７６】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香
族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高
い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動
度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれ
ば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化
合物を具体的に列挙する。
【００７７】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−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：ＤＰＡ
Ｂ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００７８】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（
９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾ
ール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−
イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、
３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−
９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００７９】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ
（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カ
ルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９
−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス
［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を
用いることができる。
【００８０】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−
ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔ
ｅｒｔ−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−ＢｕＡｎｔ
ｈ）、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、ルブレン、ペ
リレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また
、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃ
ｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いるこ
とがより好ましい。
【００８１】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい
。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジ
フェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジ
フェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００８２】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニ
ルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【００８３】
また、図４に示すように、電子輸送層１１４と第２の電極１０４との間に、電子注入層１
１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セ
シウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ
土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質か
らなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、
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ができる。電子
注入層１１５として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ
土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０４からの電子注入が効率
良く行われるためより好ましい。
【００８４】
ＥＬ層１０３の形成方法としては、種々の方法を用いることができ、乾式法、湿式法のど
ちらでも用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコー
ト法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成し
ても構わない。
【００８５】
以上のような構成を有する本発明の一態様の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極
１０４との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０３において正孔と電子とが再
結合し、発光するものである。より具体的には、ＥＬ層１０３中の発光層１１３において
発光領域が形成されるような構成となっている。
【００８６】
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４のいずれか一方または両方を通って外
部に取り出される。従って、第１の電極１０２または第２の電極１０４のいずれか一方ま
たは両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極で
ある場合、図５（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出
される。また、第２の電極１０４のみが透光性を有する電極である場合、図５（Ｂ）に示
すように、発光は第２の電極１０４を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１
０２および第２の電極１０４がいずれも透光性を有する電極である場合、図５（Ｃ）に示
すように、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０４を通って、基板側および基板
側と逆側の両方から取り出される。
【００８７】
なお第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられるＥＬ層１０３の構成は、上
記のものには限定されない。発光領域と第１の電極１０２あるいは第２の電極１０４とが
近接することによって生じる消光を防ぐように、第１の電極１０２および第２の電極１０
４から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であり、発光層１１
３が上述した構成を有するのであれば、上記以外のものでもよい。
【００８８】
つまり、ＥＬ層１０３の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質また
は正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性
（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明
の一態様の発光層１１３と自由に組み合わせて構成すればよい。
【００８９】
図６に示す発光素子は、基板１０１上に、陰極として機能する第２の電極１０４、ＥＬ層
１０３、陽極として機能する第１の電極１０２とが順に積層された構成となっている。Ｅ
Ｌ層１０３は、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４を有し、発光層１１
３は、第１の電極１０２側から順に、第１の層１２１、第２の層１２２、第３の層１２３
、第４の層１２４を有する。
【００９０】
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製し
ている。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の
発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、
例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発
光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクテ
ィブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。
スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に形成さ
れる駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくは
Ｎ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いら
れる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、
結晶性半導体膜を用いてもよい。
【００９１】
本発明の一態様の発光素子は、再結合領域で生成した一重項励起状態の励起子と三重項励
起状態の励起子をともに有効利用することにより、高い発光効率を実現することができる
。
【００９２】
また、高い発光効率が得られるため、発光素子の消費電力を低減することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明の一態様に係る複数の発光ユニット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７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、複数の発光ユニットを有する発光素子である。発光ユ
ニットとしては、少なくとも発光層を有していればよく、実施の形態１で示したＥＬ層と
同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態１で示した発光素子は、１つの発
光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発
光素子について説明する。
【００９５】
図７において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５
１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の
発光ユニット５１２との間には、電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１
と第２の電極５０２は実施の形態１と同様なものを適用することができる。また、第１の
発光ユニット５１１と第２の発光ユニット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と同様なものを適用することができる。
【００９６】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化
合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態１で示した複合材料であり、有機化合物と酸
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。有機化合物と
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
、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が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。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、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。
【００９７】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わ
せて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与
性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせ
て形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜と
を組み合わせて形成してもよい。
【００９８】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷
発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の
側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれ
ば良い。例えば、図７において、第１の電極５０１の電位の方が第２の電極５０２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の発光ユニット５
１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【００９９】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上
の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実
施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕
切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域で発光が可能であり、そ
のため長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗によ
る電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が
可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１００】
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。
【０１０１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１０２】
本実施の形態では、画素部に本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について図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、図８（Ｂ）は図８（Ａ）
をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を
制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６
０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、
６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０１０３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力
される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリ
ントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等
を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配
線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装
置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとす
る。
【０１０４】
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６１０上には駆動回路部
及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と
、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１０５】
なお、ソース側駆動回路６０１はＮチャネル型ＴＦＴ６２３とＰチャネル型ＴＦＴ６２４
とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、
ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、画素部
が形成された基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要は
なく、駆動回路を画素部が形成された基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１０６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのド
レインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。な
お、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型
の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１０７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有す
る曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アク
リルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有す
る曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチ
ャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射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る。
【０１０８】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されて
いる。ここで、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝
導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極６１３を陽極とし
て用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合
金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、珪
素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、窒化チタン膜、ク
ロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウム
を主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン
膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も
低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１０９】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法
等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した発光層を有
している。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分
子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）でのいずれを用いてもよい。また、ＥＬ層
６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
【０１１０】
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合
物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極を陰極として用いる場合に
は、その中でも、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性
化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１
族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカ
リ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等
のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙げられる。
なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６
１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴ
Ｏ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸
化亜鉛（ＩＺＯ）、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）との積層を用いることも可能である。
【０１１１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素
子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子
６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており
、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される
場合もある。
【０１１２】
なお、シール材６０５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６０４に
用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎ
ｆｏｒｃｅｄ 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。
【０１１３】
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１１４】
本発明の一態様の発光装置は、実施の形態１乃至実施の形態２で示した発光素子を有する
。そのため、発光効率の高い発光装置を得ることができる。また、発光装置の消費電力を
低減することができる。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態では、薄膜トランジスタによって発光素子の駆動を制御する
アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型
の発光装置であってもよい。図９には本発明の一態様を適用して作製したパッシブマトリ
クス型の発光装置を示す。なお、図９（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図９（Ｂ）は図
９（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図９において、基板９５１上には、電極９５
２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９
５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁
層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭く
なっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であ
り、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が
上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短
い。このように、隔壁層９５４を設けることで、陰極をパターニングすることができる。
また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、発光効率の高い本発明の一態様の発
光素子を含むことによって、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の一態様の電子
機器について説明する。本発明の一態様の電子機器は、実施の形態１乃至実施の形態２で
示した発光素子を有し、発光効率の高い表示部を有する。また、消費電力の低い表示部を
有する。
【０１１８】
本発明の一態様の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタル
カメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーデ
ィオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコン
ピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装
置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体
を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電
子機器の具体例を図１０に示す。
【０１１９】
図１０（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、
表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ
装置において、表示部９１０３は、実施の形態１乃至実施の形態２で説明したものと同様
の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く
、消費電力が低いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も
同様の特徴を有するため、このテレビ装置は低消費電力化が図られている。このような特
徴により、テレビ装置において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができる
ので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形
態に係るテレビ装置は、低消費電力及び小型軽量化が図られているので、それにより住環
境に適合した製品を提供することができる。
【０１２０】
図１０（Ｂ）は本実施の形態に係る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。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態１乃至
実施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている
。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。その発光
素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費
電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、電源回路を大幅
に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化
を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは、低消費電力及び小型軽量
化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。
【０１２１】
図１０（Ｃ）はカメラであり、本体９３０１、表示部９３０２、筐体９３０３、外部接続
ポート９３０４、リモコン受信部９３０５、受像部９３０６、バッテリー９３０７、音声
入力部９３０８、操作キー９３０９、接眼部９３１０等を含む。このカメラにおいて、表
示部９３０２は、実施の形態１乃至実施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマト
リクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低い
という特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９３０２も同様の特徴を有す
るため、このカメラは低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにお
いて、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９３０１の小型
軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るカメラは、低消費電力及び小型軽量
化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１２２】
図１０（Ｄ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示
部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポ
ート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、
実施の形態１乃至実施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列し
て構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有し
ている。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯
電話は低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、電源回
路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小
型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話は、低消費電力及び小型
軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１２３】
図１６には、図１０（Ｄ）とは異なる構成の携帯電話の一例を示す。図１６（Ａ）が正面
図、図１６（Ｂ）が背面図、図１６（Ｃ）が展開図である。図１６に示す携帯電話は、電
話と携帯情報端末の双方の機能を備えており、コンピュータを内蔵し、音声通話以外にも
様々なデータ処理が可能な所謂スマートフォンである。
【０１２４】
図１６に示す携帯電話は、筐体１００１及び１００２二つの筐体で構成されている。筐体
１００１には、表示部１１０１、スピーカー１１０２、マイクロフォン１１０３、操作キ
ー１１０４、ポインティングデバイス１１０５、カメラ用レンズ１１０６、外部接続端子
１１０７等を備え、筐体１００２には、キーボード１２０１、外部メモリスロット１２０
２、カメラ用レンズ１２０３、ライト１２０４、イヤホン端子１１０８等を備えている。
また、アンテナは筐体１００１内部に内蔵されている。
【０１２５】
また、上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。
【０１２６】
表示部１１０１には、実施の形態３で示した発光装置を組み込むことが可能であり、使用
形態に応じて表示の方向が適宜変化する。表示部１１０１と同一面上にカメラ用レンズ１
１０６を備えているため、テレビ電話が可能である。また、表示部１１０１をファインダ
ーとしカメラ用レンズ１２０３及びライト１２０４で静止画及び動画の撮影が可能である
。スピーカー１１０２及びマイクロフォン１１０３は音声通話に限らず、テレビ電話、録
音、再生等が可能である。操作キー１１０４では、電話の発着信、電子メール等の簡単な
情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等が可能である。更に、重なり合った筐体１
００１と筐体１００２（図１６（Ａ））は、スライドし図１６（Ｃ）のように展開し、携
帯情報端末として使用できる。この場合、キーボード１２０１、ポインティングデバイス
１１０５を用い円滑な操作が可能である。外部接続端子１１０７はＡＣアダプタ及びＵＳ
Ｂケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電及びコンピュータ等とのデータ通信
が可能である。また、外部メモリスロット１２０２に記録媒体を挿入しより大量のデータ
保存及び移動に対応できる。
【０１２７】
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能等を備えたものであってもよ
い。
【０１２８】
図１１は音響再生装置、具体例としてカーオーディオであり、本体７０１、表示部７０２
、操作スイッチ７０３、７０４を含む。表示部７０２は実施の形態３の発光装置（パッシ
ブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表
示部７０２はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明の一
態様に係る発光素子を用いることにより、車両用電源（１２〜４２Ｖ）を使って、低消費
電力化を図りつつ、明るい表示部を構成することができる。また、本実施の形態では車載
用オーディオを示すが、携帯型や家庭用のオーディオ装置に用いても良い。
【０１２９】
図１２は、音響再生装置の一例としてデジタルプレーヤーを示している。図１２に示すデ
ジタルプレーヤーは、本体７１０、表示部７１１、メモリ部７１２、操作部７１３、イヤ
ホン７１４等を含んでいる。なお、イヤホン７１４の代わりにヘッドホンや無線式イヤホ
ンを用いることができる。表示部７１１として、実施の形態３の発光装置（パッシブマト
リクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７
１１はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明の一態様に
係る発光素子を用いることにより、二次電池（ニッケル−水素電池など）を使っても表示
が可能であり、低消費電力化を図りつつ、明るい表示部を構成することができる。メモリ
部７１２は、ハードディスクや不揮発性メモリを用いている。例えば、記録容量が２０〜
２００ギガバイト（ＧＢ）のＮＡＮＤ型不揮発性メモリを用い、操作部７１３を操作する
ことにより、映像や音声（音楽）を記録、再生することができる。なお、図１１における
表示部７０２及び図１２における表示部７１１は黒色の背景に白色の文字を表示すること
で消費電力を抑えられる。これは携帯型のオーディオ装置において特に有効である。
【０１３０】
以上の様に、本発明の一態様を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この
発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の一態様を適用
することにより、発光効率が高く、低消費電力の表示部を有する電子機器を作製すること
が可能となる。
【０１３１】
また、本発明の一態様の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の一態
様の発光素子を照明装置として用いる例を、図１３を用いて説明する。
【０１３２】
図１３には、本発明の一態様に係る発光装置を照明装置として用いた電子機器の一例とし
て、本発明の一態様を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置を示す
。図１３に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐
体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バック
ライト９０３は、本発明の一態様を適用した発光装置が用いられおり、端子９０６により
、電流が供給されている。
【０１３３】
本発明の一態様に係る発光装置は薄型で発光効率が高く、低消費電力であるため、本発明
の一態様に係る発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、表示装
置の薄型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明の一態様に係る発光装置は、面発
光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、
液晶表示装置の大面積化も可能になる。
【０１３４】
図１４は、本発明の一態様に係る発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた
例である。図１４に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２
００２として、本発明の一態様に係る発光装置が用いられている。本発明の発光装置は発
光効率が高く、低消費電力であるため、電気スタンドも消費電力が低い。
【０１３５】
図１５は、本発明の一態様を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた
例である。本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る発光装置は、発光効率が高く
、低消費電力であるため、低消費電力の照明装置として用いることが可能となる。このよ
うに、本発明の一態様を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋
に、図１０（Ａ）で説明したような、本発明の一態様に係るテレビ装置３００２を設置し
て公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力である
ので、環境への負荷を低減することができる。
【０１３６】
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。
【符号の説明】
【０１３７】
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ ＥＬ層
１０４ 第２の電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１２１ 第１の層
１２２ 第２の層
１２３ 第３の層
１２４ 第４の層
１３１ 再結合領域
１４１ 間隔層
１４２ 間隔層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ Ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 筐体
１００２ 筐体
１１０１ 表示部
１１０２ スピーカー
１１０３ マイクロフォン
１１０４ 操作キー
１１０５ ポインティングデバイス
１１０６ カメラ用レンズ
１１０７ 外部接続端子
１１０８ イヤホン端子
１２０１ キーボード
１２０２ 外部メモリスロット
１２０３ カメラ用レンズ
１２０４ ライト
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
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 本体
９３０２ 表示部
９３０３ 筐体
９３０４ 外部接続ポート
９３０５ リモコン受信部
９３０６ 受像部
９３０７ バッテリー
９３０８ 音声入力部
９３０９ 操作キー
９３１０ 接眼部
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子に関する。また、発光素子を有
する発光装置、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（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用し
た発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の
電極間に発光性の物質を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光
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
適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも
大きな利点である。また、非常に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、大面積の素子を形成す
ることにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに
代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明
等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、
無機化合物であるかによって大きく分けられる。
【０００６】
発光性の物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電
極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる
。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化
合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカ
ニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０００７】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態
が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼
ばれている。
【０００８】
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に起因した問題が
多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
【０００９】
例えば、非特許文献１では、トリプレットハーベスト（Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｈａｖｅｓｔｉ
ｎｇ）という方法を用い、高効率の発光素子を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｍ．Ｅ．Ｋｏｎｄａｋｏｖａ，他８名，ＳＩＤ ０８ ＤＩＧＥＳＴ，ＰＰ２１９−２２２（２００８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献１に記載の構成では、青色蛍光性化合物を含む発光層（Ｂｌｕｅ ＬＥＬ）の
陰極側に黄色燐光性化合物を含む発光層（Ｙｅｌｌｏｗ ＬＥＬ）が設けられており、青
色蛍光性化合物の三重項エネルギーのうち、一部は陰極側へ移動してＹｅｌｌｏｗ ＬＥ
Ｌ中の黄色燐光性化合物を発光させることができる。一方、Ｂｌｕｅ ＬＥＬから陽極側
に移動する三重項エネルギーに関しては、Ｂｌｕｅ ＬＥＬよりも三重項励起エネルギー
の大きい電子ブロック層（ＥＢＬ）がＢｌｕｅＬＥＬの陽極側に設けられているため、Ｂ
ｌｕｅ ＬＥＬから陽極側へは移動しない。その結果、青色蛍光性化合物の三重項エネル
ギーの一部は無放射過程によって消費され、発光に寄与しない。
【００１２】
よって、本発明の一態様では、さらに三重項励起子のエネルギーを有効に用いて、発光素
子の発光効率を向上させることを目的とする。
【００１３】
また、発光素子、発光装置および電子機器の消費電力を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、短波長の蛍光を発光する発光層に対して、燐光を発光する物質（以下、燐
光性化合物という）を含む発光層で挟む構成とすることにより、短波長の蛍光を発光する
発光層で生じた三重項励起子のエネルギーを有効に利用できることを見いだした。また、
単に短波長の蛍光を発光する発光層に対して、燐光性化合物を含む発光層で挟むだけでは
、蛍光を発光する発光層をキャリアが突き抜けてしまい、発光強度のバランスが崩れてし
まう。しかし、蛍光を発光する発光層の構成を工夫することにより、燐光性化合物を含む
発光層と蛍光を発光する発光層との発光強度のバランスが向上することを見いだした。
【００１５】
よって、本発明の一態様は、陽極と陰極の間に、陽極側から順に設けられた第１の層、第
２の層、第３の層、第４の層を有し、第１の層および第２の層は、正孔輸送性であり、第
３の層および第４の層は、電子輸送性であり、第１の層は、第１の燐光性化合物と第１の
正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第１の蛍光性化合物と第２の正孔輸送性
の有機化合物とを有し、第３の層は、第２の蛍光性化合物と第１の電子輸送性の有機化合
物とを有し、第４の層は、第２の燐光性化合物と第２の電子輸送性の有機化合物とを有し
、第２の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギーは、第１の正孔輸送性の有機化
合物の三重項励起エネルギー以上であり、第１の電子輸送性の有機化合物の三重項励起エ
ネルギーは、第２の電子輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギー以上であることを特
徴とする発光素子である。
【００１６】
上記構成において、第１の正孔輸送性の有機化合物と第２の正孔輸送性の有機化合物が同
じ有機化合物であることが好ましい。第１の正孔輸送性の有機化合物と第２の正孔輸送性
の有機化合物が同じ有機化合物であることにより、キャリアの移動におけるエネルギー障
壁が小さくなる。
【００１７】
また、上記構成において、第１の電子輸送性の有機化合物と第２の電子輸送性の有機化合
物が同じ有機化合物であることが好ましい。第１の電子輸送性の有機化合物と第２の電子
輸送性の有機化合物が同じ有機化合物であることにより、キャリアの移動におけるエネル
ギー障壁が小さくなる。
【００１８】
また、上記構成において、第１の層と第２の層の間には、第１の正孔輸送性の有機化合物
もしくは第２の正孔輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層が設けられてい
ることが好ましい。また、第３の層と第４の層の間には、第１の電子輸送性の有機化合物
もしくは第２の電子輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層が設けられてい
ることが好ましい。間隔層を設けることにより、第２の層から第１の層および第３の層か
ら第４の層へのエネルギー移動を調整することができる。
【００１９】
また、上記構成において、第２の層の膜厚と第３の層の膜厚の合計は、５ｎｍ乃至２０ｎ
ｍであることが好ましい。第２の層と第３の層の膜厚の合計が厚くなりすぎると、第１の
層および第４の層からの発光が弱くなり、第２の層と第３の層の膜厚の合計が薄くなりす
ぎると、第２の層と第３の層の発光が弱くなってしまう。このような範囲の膜厚にするこ
とにより、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、それぞれの層からの発光をバラン
ス良く得ることができる。
【００２０】
また、上記構成において、第２の層における第１の蛍光性化合物の濃度は、０．１ｗｔ％
乃至１０ｗｔ％であることが好ましい。また、第３の層における第２の蛍光性化合物の濃
度は、０．１ｗｔ％乃至１０ｗｔ％であることが好ましい。このような濃度範囲にするこ
とにより、第２の層や第３の層の発光が強くなり第１の層や第４の層の発光が弱くなって
しまうことを抑制し、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、それぞれの層からの発
光をバランス良く得ることができる。
【００２１】
また、上記構成において、第１の蛍光性有機化合物と第２の蛍光性有機化合物が同じ有機
化合物であることが好ましい。第１の蛍光性有機化合物と第２の蛍光性有機化合物が同じ
有機化合物であることにより、発光素子の作製が容易となる。
【００２２】
また、上記構成において、第１の蛍光性有機化合物および第２の蛍光性有機化合物の発光
色は青色であり、第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物の発光色は、それぞれ緑色と
赤色であることが好ましい。このような構成とすることにより、白色発光素子を得ること
ができる。
【００２３】
また、上記構成において、第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物で
あることが好ましい。第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物である
ことにより、発光素子の作製が容易となる。
【００２４】
また、上記構成において、第１の蛍光性有機化合物と第２の蛍光性有機化合物が同じ有機
化合物であり、第１の燐光性化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物であり、第１
の燐光性化合物および第２の燐光性化合物の発光色と、第１の蛍光性化合物および第２の
蛍光性化合物の発光色とが補色の関係であることが好ましい。このような構成とすること
により、白色発光素子を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の態様は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。
本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照
明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ
（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａ
ｕｔｏｍａｔｅｄ 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。
【００２６】
また、本発明の態様の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものと
する。したがって、本発明の態様の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光
素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の態様を適用することにより、発光層で生じた一重項励起子および三重項励起子を
有効に用いることができ、高い発光効率の発光素子を実現することができる。
【００２８】
また、本発明の態様を適用することにより、発光素子、発光装置、電子機器の消費電力を
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子を説明するバンド図。
【図３】本発明の一態様の発光素子を説明するバンド図。
【図４】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図５】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図６】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図７】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図８】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図１０】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１１】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１２】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１３】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図１４】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図１５】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図１６】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明の態様は
以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び
詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下
に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する
本発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図
面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略することがある。
【００３１】
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１乃至図４を用いて以下に説明する。
【００３２】
本発明の一態様の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。本明細書中において、
一対の電極間に設けられた複数の層をまとめて、以下、ＥＬ層という。ＥＬ層は少なくと
も発光層を有する。
【００３３】
本形態において、発光素子は、図１に示すように、第１の電極１０２と、第２の電極１０
４と、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成
されている。なお、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０４
は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０２の方が第
２の電極１０４よりも電位が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電
圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下説明をする。
【００３４】
基板１０１は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、
またはプラスチック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。
【００３５】
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上が好ましい。
）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。
具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘ
ｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム
−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸
化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化
物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わ
ない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０
ｗｔ％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。この他、
金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、
モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）
、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００３６】
第２の電極１０４としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下が好ましい。
）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。こ
のような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、す
なわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍ
ｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれ
らを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）
等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０
４と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、
Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々
な導電性材料を第２の電極１０４として用いることができる。
【００３７】
ＥＬ層１０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または
正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（
電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、本実施の形態で示す発光層と
を適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホ
ールブロッキング層）、電子輸送層、電子注入層等を実施の形態１で示す発光層と適宜組
み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。図
１では、一例として、第１の電極１０２、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層
１１４、第２の電極１０４が順に積層した構成を示している。
【００３８】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質とし
ては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ
’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４
，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴ
Ａ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略
称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピ
ロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：Ｂ
ＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に
１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸
送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物
質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとし
てもよい。
【００３９】
また、正孔輸送層１１２として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポ
リ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−
［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル
）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニ
ル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分
子化合物を用いることもできる。
【００４０】
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層である。本発明の一態様の発光素子において
、発光層１１３は、陽極として機能する第１の電極１０２側から順に設けられた、第１の
層１２１、第２の層１２２、第３の層１２３、第４の層１２４を有する。
【００４１】
第１の層１２１は正孔輸送性であり、第１の燐光を発光する物質（以下、燐光性化合物と
いう）と第１の正孔輸送性の有機化合物とを有する。第１の燐光性化合物の三重項励起エ
ネルギーは、第１の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギーよりも同じまたは小
さい。
【００４２】
第２の層１２２は正孔輸送性であり、第１の蛍光を発光する物質（以下、蛍光性化合物と
いう）と第２の正孔輸送性の有機化合物と有する。第１の蛍光性化合物の一重項励起エネ
ルギーは、第２の正孔輸送性の有機化合物の一重項励起エネルギーよりも同じまたは小さ
い。
【００４３】
第３の層１２３は電子輸送性であり、第２の蛍光性化合物と第１の電子輸送性の有機化合
物とを有する。第２の蛍光性化合物の一重項励起エネルギーは、第１の電子輸送性の有機
化合物の一重項励起エネルギーよりも同じまたは小さい。
【００４４】
第４の層１２４は電子輸送性であり、第２の燐光性化合物と第２の電子輸送性の有機化合
物と有する。第２の燐光性化合物の三重項励起エネルギーは、第２の電子輸送性の有機化
合物の三重項励起エネルギーよりも同じまたは小さい。
【００４５】
このような構成とすることにより、第１の電極１０２の方が第２の電極１０４よりも電位
が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電圧を印加したときに、第２
の層１２２と第３の層１２３との界面付近に再結合領域が形成される。
【００４６】
つまり、図２に示すように、第１の電極１０２から注入された正孔は、正孔輸送層１１２
を通り、第１の層１２１へ輸送される。第１の層１２１は正孔輸送性であるため、正孔は
第１の層１２１を通り、第２の層１２２へ輸送される。第２の層１２２も正孔輸送性であ
るため、正孔は、第２の層１２２と第３の層１２３の界面付近へ輸送される。一方、第２
の電極１０４から注入された電子は、電子輸送層１１４を通り、第４の層１２４へ輸送さ
れる。第４の層１２４は電子輸送性であるため、電子は、第４の層１２４を通り、第３の
層１２３へ輸送される。第３の層１２３も電子輸送性であるため、電子は、第３の層１２
３と第２の層１２２の界面付近へ輸送される。そして、第２の層１２２と第３の層１２３
との界面付近で、正孔と電子が再結合する。この再結合領域１３１では、一重項励起状態
（Ｓ＊）の励起子と三重項励起状態（Ｔ＊）の励起子が生成し、その統計的な生成比は、
Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。一重項励起状態の励起子は、第２の層１２
２に含まれる第１の蛍光性化合物の一重項励起状態および第３の層１２３に含まれる第２
の蛍光性化合物の一重項励起状態へエネルギー移動し、第１の蛍光性化合物および第２の
蛍光性化合物が発光する。
【００４７】
一方、再結合領域１３１で生成した三重項励起状態の励起子は、従来の発光素子では、発
光に寄与することなく失活してしまっていた。もしくは、非特許文献１に記載されるよう
に、その一部だけが利用されていた。
【００４８】
本発明の一態様の発光素子において、第２の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起エネル
ギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）は、第１の正孔輸送性の有機化合物
の三重項励起エネルギーと同じまたはそれ以上の大きさであり、第１の電子輸送性の有機
化合物の三重項励起エネルギーは、第２の電子輸送性の有機化合物の三重項励起エネルギ
ーと同じまたはそれ以上の大きさである。このような構成とすることにより、再結合領域
１３１で発生した三重項励起状態の励起エネルギーは第２の層を介して第１の層１２１へ
移動することができ、第２の層を介して第１の層１２１へ移動した励起エネルギーから第
１の層１２１に含まれる第１の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起状態へのエネルギー
移動が可能となる。また、再結合領域１３１で発生した三重項励起状態の励起エネルギー
は第３の層を介して第４の層１２４へ移動することができ、第３の層を介して第４の層１
２４へ移動した励起エネルギーから第４の層１２４に含まれる第２の電子輸送性の有機化
合物の三重項励起状態へのエネルギー移動が可能となる。
【００４９】
その結果、第１の正孔輸送性の有機化合物の三重項励起状態から、第１の燐光性化合物の
三重項励起状態へエネルギー移動が起こり、第１の燐光性化合物が発光する。また、第２
の電子輸送性の有機化合物の三重項励起状態から、第２の燐光性化合物の三重項励起状態
へのエネルギー移動が起こり、第２の燐光性化合物が発光する。
【００５０】
すなわち、本発明の態様を適用することにより、再結合領域１３１で生成した一重項励起
状態の励起子および三重項励起状態の励起子をより有効に発光に利用することができる。
【００５１】
また、本発明の一態様の発光素子は、上述した発光層１１３の構成を採用することにより
、再結合領域１３１を発光層１１３の中央付近に調整することが可能となり、キャリアの
突き抜けを抑制することができ、発光強度バランスを向上させることができる。また、各
層（第１の層１２１、第２の層１２２、第３の層１２３、第４の層１２４）の膜厚をそれ
ぞれ調整することにより、再結合領域１３１からの距離を調整することができるので、さ
らに発光バランスを向上させることが可能となる。
【００５２】
また、上記構成において、第１の層１２１に含まれる第１の正孔輸送性の有機化合物と第
２の層１２２に含まれる第２の正孔輸送性の有機化合物が同じ有機化合物であることが好
ましい。同じ有機化合物であることにより、再結合領域１３１で発生した三重項励起状態
の励起エネルギーは移動しやすくなり、第１の層１２１に含まれる第１の正孔輸送性の有
機化合物の三重項励起状態へのエネルギー移動がよりスムーズに行われる。また、発光素
子の作製も容易となる。
【００５３】
同様に、第３の層１２３に含まれる第１の電子輸送性の有機化合物と第４の層１２４に含
まれる第２の電子輸送性の有機化合物が同じ有機化合物であることが好ましい。同じ有機
化合物であることにより、再結合領域１３１で発生した三重項励起状態の励起エネルギー
は移動しやすくなり、第４の層１２４に含まれる第２の電子輸送性の有機化合物の三重項
励起状態へのエネルギー移動がよりスムーズに行われる。また、発光素子の作製も容易と
なる。
【００５４】
また、図３に示すように、第１の層１２１と第２の層１２２との間には、第１の正孔輸送
性の有機化合物もしくは第２の正孔輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層
１４１が設けられていることが好ましい。図３では、一例として、第２の正孔輸送性の有
機化合物からなる間隔層１４１を図示した。間隔層１４１が設けられていることにより、
再結合領域１３１と第１の層１２１との距離を調整することが容易となり、三重項励起状
態からのエネルギーの移動に応じて、第１の層１２１からの発光強度を調整することが容
易となる。また、第２の層１２２に含まれる第１の蛍光性化合物の一重項励起エネルギー
が、フェルスター機構によるエネルギー移動により、第１の層１２１に含まれる第１の燐
光性化合物に移動してしまうことを防ぐことができる。さらに、間隔層１４１として、第
１の正孔輸送性の有機化合物もしくは第２の正孔輸送性の有機化合物の一方または両方を
用いることにより、三重項励起状態からのエネルギー移動をスムーズに行うことができる
。また、容易に間隔層を形成することができる。
【００５５】
同様に、第３の層１２３と第４の層１２４との間には、第１の電子輸送性の有機化合物も
しくは第２の電子輸送性の有機化合物の一方または両方からなる間隔層が設けられている
ことが好ましい。図３では、一例として、第１の電子輸送性の有機化合物からなる間隔層
１４２を図示した。間隔層が設けられていることにより、再結合領域１３１と第４の層１
２４との距離を調整することが容易となり、三重項励起状態からのエネルギーの移動に応
じて、第４の層１２４からの発光強度を調整することが容易となる。また、第３の層１２
３に含まれる第２の蛍光性化合物の一重項励起エネルギーが、フェルスター機構によるエ
ネルギー移動により、第４の層１２４に含まれる第２の燐光性化合物に移動してしまうこ
とを防ぐことができる。さらに、間隔層として、第１の電子輸送性の有機化合物もしくは
第２の電子輸送性の有機化合物の一方または両方を用いることにより、三重項励起状態か
らのエネルギー移動をスムーズに行うことができる。また、容易に間隔層を形成すること
ができる。
【００５６】
また、第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚の合計は５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚が薄すぎると、キャリアが突き抜
けてしまい再結合領域が広がってしまう。また、第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚
が厚すぎると、再結合領域からの三重項励起エネルギーの移動が第１の層１２１および第
４の層１２４まで届かず、第１の燐光性化合物および第２の燐光性化合物が発光しなくな
ってしまう。よって、第２の層１２２と第３の層１２３の膜厚の合計は５ｎｍ以上２０ｎ
ｍ以下であることが好ましい。
【００５７】
また、第２の層１２２における第１の蛍光性化合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ
％以下であることが好ましい。第１の蛍光性化合物の濃度が低すぎると、第１の蛍光性化
合物からの発光が弱くなってしまう。また、第１の蛍光性化合物の濃度が高すぎると、再
結合領域からの三重項励起エネルギーからのエネルギーを第１の蛍光性化合物が受け取っ
てしまい、発光せずに失活してしまう。よって、第２の層１２２における第１の蛍光性化
合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００５８】
同様に、第３の層１２３における第２の蛍光性化合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗ
ｔ％以下であることが好ましい。第２の蛍光性化合物の濃度が低すぎると、第２の蛍光性
化合物からの発光が弱くなってしまう。また、第２の蛍光性化合物の濃度が高すぎると、
再結合領域からの三重項励起エネルギーからのエネルギーを第２の蛍光性化合物が受け取
ってしまい、発光せずに失活してしまう。よって、第３の層１２３における第２の蛍光性
化合物の濃度は、０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。
【００５９】
また、第２の層１２２に含まれる第１の蛍光性化合物と、第３の層１２３に含まれる第２
の蛍光性化合物は同じ有機化合物であることが好ましい。同じ有機化合物であることによ
り、再結合領域１３１から生じた励起子から、第２の層１２２および第３の層１２３への
エネルギー移動が、より均等に起こる。よって、発光バランスを向上させることができる
。また、発光素子の作製も容易になる。
【００６０】
また、本発明の一態様の発光素子は、複数の発光性の高い物質からの発光を得ることがで
きるため、白色発光素子に好適に用いることができる。白色発光素子に適用することによ
り、高効率の白色発光素子を得ることができる。
【００６１】
例えば、第１の蛍光性化合物の発光色と第１の燐光性化合物の発光色を補色の関係とする
ことで、白色発光素子を得ることができる。また、さらに、第２の蛍光性化合物の発光色
と第２の燐光性化合物の発光色を補色の関係とすることで、演色性に優れた白色発光素子
を得ることができる。
【００６２】
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。
【００６３】
また、例えば、第１の蛍光性化合物の発光色と第２の燐光性化合物の発光色を補色の関係
とすることで、白色発光素子を得ることができる。また、さらに、第２の蛍光性化合物の
発光色と第１の燐光性化合物の発光色を補色の関係とすることで、演色性に優れた白色発
光素子を得ることができる。
【００６４】
また、第１の蛍光性化合物および第２の蛍光性化合物の発光色は青色であり、第１の燐光
性化合物と第２の燐光性化合物の発光色は、それぞれ緑色と赤色とすることで、演色性に
優れた白色発光素子を得ることができる。
【００６５】
また、第１の蛍光性化合物と第２の蛍光性化合物が同じ有機化合物であり、第１の燐光性
化合物と第２の燐光性化合物が同じ有機化合物であり、第１の燐光性化合物および第２の
燐光性化合物の発光色と、第１の蛍光性化合物および第２の蛍光性化合物の発光色とを補
色の関係とすることで白色発光素子を得ることができる。第１の蛍光性化合物と第２の蛍
光性化合物が同じ有機化合物であることにより、再結合領域から、第２の層１２２および
第３の層１２３へのエネルギー移動が、より均等に起こり、発光バランスを向上させるこ
とができる。また、発光素子の作製も容易になる。さらに、第１の燐光性化合物と第２の
燐光性化合物とが同じ有機化合物とすることで、より容易に白色発光素子を作製すること
ができる。
【００６６】
第２の層１２２および第３の層１２３における燐光性化合物としては種々の材料を用いる
ことができる。例えば、青色系の燐光性化合物として、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：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などの有機金属錯体が挙げられる。
また、緑色系の燐光性化合物として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）２（ａｃａ
ｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）
アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）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（ａｃ
ａｃ））などの有機金属錯体が挙げられる。また、黄色系の燐光性化合物として、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］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（ａｃａ
ｃ））などの有機金属錯体が挙げられる。また、橙色系の燐光性化合物として、トリス（
２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）
、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナ
ート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジ
メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍ
ｅ）２（ａｃａｃ）］などの有機金属錯体が挙げられる。また、赤色系の燐光性化合物と
して、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（Ｆ
ｄｐｑ）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）などの有機金属錯体が
挙げられる。また、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（Ｔ
ＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多
重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【００６７】
また、第１の層１２１および第４の層１２４における蛍光性化合物としては、種々の材料
を用いることができる。例えば、青色系の蛍光性化合物として、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）、２，５，
８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）などが挙げられる。ま
た、緑色系の蛍光性化合物として、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）などが挙げられる。また、黄色系の蛍光性化合物として、
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）などが挙げられる。また、赤色系の蛍光性化合物として、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）、７，１３−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）などが挙げられる。
【００６８】
第１の層１２１および第２の層１２２における正孔輸送性の有機化合物としては、種々の
材料を用いることができる。例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチ
ルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン
（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニル
アミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ト
リフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチル
フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４
’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］
ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここ
に述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し
、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。また
、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルア
ミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ
）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：
ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニ
ル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる
。
【００６９】
第３の層１２３および第４の層１２４における電子輸送性の有機化合物としては、種々の
材料を用いることができる。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：
Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）
、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称
：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いる
ことができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト
］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチア
ゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を
有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフ
ェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（
略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４
−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、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］カルバゾール（略称：ＣＯ
１１）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ
）なども用いることができる。ここに述べた物質は、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、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−
ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，
９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６
’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００７０】
例えば、第１の層における第１の燐光性化合物として赤色に発光する（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））を用い、第１の正孔輸送性の有機化合物と
して４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：
ＴＣＴＡ）を用い、第２の層における第１の蛍光性化合物として青色に発光する２，５，
８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）を用い、第２の正孔輸
送性化合物として第１の正孔輸送性の化合物と同じＴＣＴＡを用い、第３の層における第
２の蛍光性化合物として第１の蛍光性化合物と同じＴＢＰを用い、第１の電子輸送性の有
機化合物として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］カルバゾール（略称：ＣＯ１１）を用い、第４の層における第２の燐光性化合
物として緑色に発光するビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））を用い、第２の電子
輸送性の有機化合物として第１の電子輸送性の有機化合物と同じＣＯ１１を用いることに
より、本発明の一態様を適用した白色発光素子を得ることができる。
【００７１】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質とし
ては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４
−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロ
キシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キ
ノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、
この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（
ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：
Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども
用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１
，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−
２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バ
ソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に
１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸
送性の高い物質であれば、上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としてもよい。
【００７２】
また、電子輸送層１１４として、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイ
ル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−
ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−
ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【００７３】
また、図４に示すように、第１の電極１０２と正孔輸送層１１２との間に正孔注入層１１
１を設けてもよい。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化
物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等の
フタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ
（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形
成することができる。
【００７４】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させ
た複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を
含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶ
ことができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事
関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８
−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ
）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。
また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。
具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン
、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中
でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ま
しい。
【００７５】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の
材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００７６】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香
族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高
い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動
度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれ
ば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化
合物を具体的に列挙する。
【００７７】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−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：ＤＰＡ
Ｂ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル
（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００７８】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（
９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾ
ール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−
イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、
３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−
９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００７９】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ
（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カ
ルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９
−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス
［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を
用いることができる。
【００８０】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−
ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔ
ｅｒｔ−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−ＢｕＡｎｔ
ｈ）、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、ルブレン、ペ
リレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また
、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃ
ｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いるこ
とがより好ましい。
【００８１】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい
。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジ
フェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジ
フェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００８２】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニ
ルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【００８３】
また、図４に示すように、電子輸送層１１４と第２の電極１０４との間に、電子注入層１
１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セ
シウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ
土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質か
らなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、
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ができる。電子
注入層１１５として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ
土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０４からの電子注入が効率
良く行われるためより好ましい。
【００８４】
ＥＬ層１０３の形成方法としては、種々の方法を用いることができ、乾式法、湿式法のど
ちらでも用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコー
ト法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成し
ても構わない。
【００８５】
以上のような構成を有する本発明の一態様の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極
１０４との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０３において正孔と電子とが再
結合し、発光するものである。より具体的には、ＥＬ層１０３中の発光層１１３において
発光領域が形成されるような構成となっている。
【００８６】
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４のいずれか一方または両方を通って外
部に取り出される。従って、第１の電極１０２または第２の電極１０４のいずれか一方ま
たは両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極で
ある場合、図５（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出
される。また、第２の電極１０４のみが透光性を有する電極である場合、図５（Ｂ）に示
すように、発光は第２の電極１０４を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１
０２および第２の電極１０４がいずれも透光性を有する電極である場合、図５（Ｃ）に示
すように、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０４を通って、基板側および基板
側と逆側の両方から取り出される。
【００８７】
なお第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられるＥＬ層１０３の構成は、上
記のものには限定されない。発光領域と第１の電極１０２あるいは第２の電極１０４とが
近接することによって生じる消光を防ぐように、第１の電極１０２および第２の電極１０
４から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であり、発光層１１
３が上述した構成を有するのであれば、上記以外のものでもよい。
【００８８】
つまり、ＥＬ層１０３の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質また
は正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性
（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明
の一態様の発光層１１３と自由に組み合わせて構成すればよい。
【００８９】
図６に示す発光素子は、基板１０１上に、陰極として機能する第２の電極１０４、ＥＬ層
１０３、陽極として機能する第１の電極１０２とが順に積層された構成となっている。Ｅ
Ｌ層１０３は、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４を有し、発光層１１
３は、第１の電極１０２側から順に、第１の層１２１、第２の層１２２、第３の層１２３
、第４の層１２４を有する。
【００９０】
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製し
ている。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の
発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、
例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発
光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクテ
ィブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。
スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に形成さ
れる駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくは
Ｎ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いら
れる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、
結晶性半導体膜を用いてもよい。
【００９１】
本発明の一態様の発光素子は、再結合領域で生成した一重項励起状態の励起子と三重項励
起状態の励起子をともに有効利用することにより、高い発光効率を実現することができる
。
【００９２】
また、高い発光効率が得られるため、発光素子の消費電力を低減することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明の一態様に係る複数の発光ユニット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７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、複数の発光ユニットを有する発光素子である。発光ユ
ニットとしては、少なくとも発光層を有していればよく、実施の形態１で示したＥＬ層と
同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態１で示した発光素子は、１つの発
光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発
光素子について説明する。
【００９５】
図７において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５
１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の
発光ユニット５１２との間には、電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１
と第２の電極５０２は実施の形態１と同様なものを適用することができる。また、第１の
発光ユニット５１１と第２の発光ユニット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と同様なものを適用することができる。
【００９６】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化
合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態１で示した複合材料であり、有機化合物と酸
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。有機化合物と
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
、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が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。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、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。
【００９７】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わ
せて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与
性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせ
て形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜と
を組み合わせて形成してもよい。
【００９８】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷
発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の
側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれ
ば良い。例えば、図７において、第１の電極５０１の電位の方が第２の電極５０２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の発光ユニット５
１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【００９９】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上
の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実
施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕
切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域で発光が可能であり、そ
のため長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗によ
る電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が
可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１００】
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。
【０１０１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１０２】
本実施の形態では、画素部に本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について図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、図８（Ｂ）は図８（Ａ）
をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を
制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６
０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、
６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０１０３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力
される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリ
ントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等
を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配
線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装
置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとす
る。
【０１０４】
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６１０上には駆動回路部
及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と
、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１０５】
なお、ソース側駆動回路６０１はＮチャネル型ＴＦＴ６２３とＰチャネル型ＴＦＴ６２４
とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、
ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、画素部
が形成された基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要は
なく、駆動回路を画素部が形成された基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１０６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのド
レインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。な
お、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型
の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１０７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有す
る曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アク
リルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有す
る曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチ
ャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射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る。
【０１０８】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されて
いる。ここで、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝
導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極６１３を陽極とし
て用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合
金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、珪
素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、窒化チタン膜、ク
ロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウム
を主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン
膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も
低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１０９】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法
等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した発光層を有
している。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分
子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）でのいずれを用いてもよい。また、ＥＬ層
６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
【０１１０】
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合
物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極を陰極として用いる場合に
は、その中でも、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性
化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１
族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカ
リ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等
のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙げられる。
なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６
１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴ
Ｏ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸
化亜鉛（ＩＺＯ）、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）との積層を用いることも可能である。
【０１１１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素
子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子
６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており
、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される
場合もある。
【０１１２】
なお、シール材６０５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６０４に
用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎ
ｆｏｒｃｅｄ 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。
【０１１３】
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１１４】
本発明の一態様の発光装置は、実施の形態１乃至実施の形態２で示した発光素子を有する
。そのため、発光効率の高い発光装置を得ることができる。また、発光装置の消費電力を
低減することができる。
【０１１５】
以上のように、本実施の形態では、薄膜トランジスタによって発光素子の駆動を制御する
アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型
の発光装置であってもよい。図９には本発明の一態様を適用して作製したパッシブマトリ
クス型の発光装置を示す。なお、図９（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図９（Ｂ）は図
９（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図９において、基板９５１上には、電極９５
２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９
５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁
層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭く
なっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であ
り、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が
上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短
い。このように、隔壁層９５４を設けることで、陰極をパターニングすることができる。
また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、発光効率の高い本発明の一態様の発
光素子を含むことによって、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の一態様の電子
機器について説明する。本発明の一態様の電子機器は、実施の形態１乃至実施の形態２で
示した発光素子を有し、発光効率の高い表示部を有する。また、消費電力の低い表示部を
有する。
【０１１８】
本発明の一態様の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタル
カメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーデ
ィオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコン
ピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装
置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体
を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電
子機器の具体例を図１０に示す。
【０１１９】
図１０（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、
表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ
装置において、表示部９１０３は、実施の形態１乃至実施の形態２で説明したものと同様
の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く
、消費電力が低いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も
同様の特徴を有するため、このテレビ装置は低消費電力化が図られている。このような特
徴により、テレビ装置において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができる
ので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形
態に係るテレビ装置は、低消費電力及び小型軽量化が図られているので、それにより住環
境に適合した製品を提供することができる。
【０１２０】
図１０（Ｂ）は本実施の形態に係る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。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態１乃至
実施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている
。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。その発光
素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは低消費
電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、電源回路を大幅
に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化
を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは、低消費電力及び小型軽量
化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。
【０１２１】
図１０（Ｃ）はカメラであり、本体９３０１、表示部９３０２、筐体９３０３、外部接続
ポート９３０４、リモコン受信部９３０５、受像部９３０６、バッテリー９３０７、音声
入力部９３０８、操作キー９３０９、接眼部９３１０等を含む。このカメラにおいて、表
示部９３０２は、実施の形態１乃至実施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマト
リクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低い
という特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９３０２も同様の特徴を有す
るため、このカメラは低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにお
いて、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９３０１の小型
軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るカメラは、低消費電力及び小型軽量
化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１２２】
図１０（Ｄ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示
部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポ
ート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、
実施の形態１乃至実施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列し
て構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有し
ている。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯
電話は低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、電源回
路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小
型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話は、低消費電力及び小型
軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１２３】
図１６には、図１０（Ｄ）とは異なる構成の携帯電話の一例を示す。図１６（Ａ）が正面
図、図１６（Ｂ）が背面図、図１６（Ｃ）が展開図である。図１６に示す携帯電話は、電
話と携帯情報端末の双方の機能を備えており、コンピュータを内蔵し、音声通話以外にも
様々なデータ処理が可能な所謂スマートフォンである。
【０１２４】
図１６に示す携帯電話は、筐体１００１及び１００２二つの筐体で構成されている。筐体
１００１には、表示部１１０１、スピーカー１１０２、マイクロフォン１１０３、操作キ
ー１１０４、ポインティングデバイス１１０５、カメラ用レンズ１１０６、外部接続端子
１１０７等を備え、筐体１００２には、キーボード１２０１、外部メモリスロット１２０
２、カメラ用レンズ１２０３、ライト１２０４、イヤホン端子１１０８等を備えている。
また、アンテナは筐体１００１内部に内蔵されている。
【０１２５】
また、上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。
【０１２６】
表示部１１０１には、実施の形態３で示した発光装置を組み込むことが可能であり、使用
形態に応じて表示の方向が適宜変化する。表示部１１０１と同一面上にカメラ用レンズ１
１０６を備えているため、テレビ電話が可能である。また、表示部１１０１をファインダ
ーとしカメラ用レンズ１２０３及びライト１２０４で静止画及び動画の撮影が可能である
。スピーカー１１０２及びマイクロフォン１１０３は音声通話に限らず、テレビ電話、録
音、再生等が可能である。操作キー１１０４では、電話の発着信、電子メール等の簡単な
情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等が可能である。更に、重なり合った筐体１
００１と筐体１００２（図１６（Ａ））は、スライドし図１６（Ｃ）のように展開し、携
帯情報端末として使用できる。この場合、キーボード１２０１、ポインティングデバイス
１１０５を用い円滑な操作が可能である。外部接続端子１１０７はＡＣアダプタ及びＵＳ
Ｂケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電及びコンピュータ等とのデータ通信
が可能である。また、外部メモリスロット１２０２に記録媒体を挿入しより大量のデータ
保存及び移動に対応できる。
【０１２７】
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能等を備えたものであってもよ
い。
【０１２８】
図１１は音響再生装置、具体例としてカーオーディオであり、本体７０１、表示部７０２
、操作スイッチ７０３、７０４を含む。表示部７０２は実施の形態３の発光装置（パッシ
ブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表
示部７０２はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明の一
態様に係る発光素子を用いることにより、車両用電源（１２〜４２Ｖ）を使って、低消費
電力化を図りつつ、明るい表示部を構成することができる。また、本実施の形態では車載
用オーディオを示すが、携帯型や家庭用のオーディオ装置に用いても良い。
【０１２９】
図１２は、音響再生装置の一例としてデジタルプレーヤーを示している。図１２に示すデ
ジタルプレーヤーは、本体７１０、表示部７１１、メモリ部７１２、操作部７１３、イヤ
ホン７１４等を含んでいる。なお、イヤホン７１４の代わりにヘッドホンや無線式イヤホ
ンを用いることができる。表示部７１１として、実施の形態３の発光装置（パッシブマト
リクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７
１１はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明の一態様に
係る発光素子を用いることにより、二次電池（ニッケル−水素電池など）を使っても表示
が可能であり、低消費電力化を図りつつ、明るい表示部を構成することができる。メモリ
部７１２は、ハードディスクや不揮発性メモリを用いている。例えば、記録容量が２０〜
２００ギガバイト（ＧＢ）のＮＡＮＤ型不揮発性メモリを用い、操作部７１３を操作する
ことにより、映像や音声（音楽）を記録、再生することができる。なお、図１１における
表示部７０２及び図１２における表示部７１１は黒色の背景に白色の文字を表示すること
で消費電力を抑えられる。これは携帯型のオーディオ装置において特に有効である。
【０１３０】
以上の様に、本発明の一態様を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この
発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の一態様を適用
することにより、発光効率が高く、低消費電力の表示部を有する電子機器を作製すること
が可能となる。
【０１３１】
また、本発明の一態様の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の一態
様の発光素子を照明装置として用いる例を、図１３を用いて説明する。
【０１３２】
図１３には、本発明の一態様に係る発光装置を照明装置として用いた電子機器の一例とし
て、本発明の一態様を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置を示す
。図１３に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐
体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バック
ライト９０３は、本発明の一態様を適用した発光装置が用いられおり、端子９０６により
、電流が供給されている。
【０１３３】
本発明の一態様に係る発光装置は薄型で発光効率が高く、低消費電力であるため、本発明
の一態様に係る発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、表示装
置の薄型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明の一態様に係る発光装置は、面発
光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、
液晶表示装置の大面積化も可能になる。
【０１３４】
図１４は、本発明の一態様に係る発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた
例である。図１４に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２
００２として、本発明の一態様に係る発光装置が用いられている。本発明の発光装置は発
光効率が高く、低消費電力であるため、電気スタンドも消費電力が低い。
【０１３５】
図１５は、本発明の一態様を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた
例である。本発明の一態様に係る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、本発明の一態様に係る発光装置は、発光効率が高く
、低消費電力であるため、低消費電力の照明装置として用いることが可能となる。このよ
うに、本発明の一態様を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋
に、図１０（Ａ）で説明したような、本発明の一態様に係るテレビ装置３００２を設置し
て公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力である
ので、環境への負荷を低減することができる。
【０１３６】
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。
【符号の説明】
【０１３７】
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ ＥＬ層
１０４ 第２の電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１２１ 第１の層
１２２ 第２の層
１２３ 第３の層
１２４ 第４の層
１３１ 再結合領域
１４１ 間隔層
１４２ 間隔層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ Ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 筐体
１００２ 筐体
１１０１ 表示部
１１０２ スピーカー
１１０３ マイクロフォン
１１０４ 操作キー
１１０５ ポインティングデバイス
１１０６ カメラ用レンズ
１１０７ 外部接続端子
１１０８ イヤホン端子
１２０１ キーボード
１２０２ 外部メモリスロット
１２０３ カメラ用レンズ
１２０４ ライト
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
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 本体
９３０２ 表示部
９３０３ 筐体
９３０４ 外部接続ポート
９３０５ リモコン受信部
９３０６ 受像部
９３０７ バッテリー
９３０８ 音声入力部
９３０９ 操作キー
９３１０ 接眼部
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に、前記陽極側から順に設けられた、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層を有し、
前記第１の層および前記第２の層は、正孔輸送性であり、
前記第３の層および前記第４の層は、電子輸送性であり、
前記第１の層は、第１の発光性を有する物質と第１のホスト材料とを有し、
前記第２の層は、第２の発光性を有する物質と第２のホスト材料とを有し、
前記第３の層は、第３の発光性を有する物質と第３のホスト材料とを有し、
前記第４の層は、第４の発光性を有する物質と第４のホスト材料とを有し、
前記第２のホスト材料の三重項励起エネルギーは、前記第１のホスト材料の三重項励起エネルギー以上であり、
前記第３のホスト材料の三重項励起エネルギーは、前記第４のホスト材料の三重項励起エネルギー以上であり、
前記第２の層で発生した三重項励起エネルギーが前記第１の層へ移動し、前記第１の層に含まれる前記第１の発光性を有する物質の三重項励起状態から発光し、
前記第３の層で発生した三重項励起エネルギーが前記第４の層へ移動し、前記第４の層に含まれる前記第４の発光性を有する物質の三重項励起状態から発光することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の発光性を有する物質および前記第３の発光性を有する物質の発光色は青色であり、
前記第１の発光性を有する物質と前記第４の発光性を有する物質の発光色は、それぞれ緑色と赤色であることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第２の発光性を有する物質と前記第３の発光性を有する物質が同じ種類の物質であることを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明装置。
【請求項６】
表示部を有し、
前記表示部は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
陽極と陰極の間に、前記陽極側から順に設けられた、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層を有し、
前記第１の層および前記第２の層は、正孔輸送性であり、
前記第３の層および前記第４の層は、電子輸送性であり、
前記第１の層は、第１の発光性を有する物質と第１のホスト材料とを有し、
前記第２の層は、第２の発光性を有する物質と第２のホスト材料とを有し、
前記第３の層は、第３の発光性を有する物質と第３のホスト材料とを有し、
前記第４の層は、第４の発光性を有する物質と第４のホスト材料とを有し、
前記第２のホスト材料の三重項励起エネルギーは、前記第１のホスト材料の三重項励起エネルギー以上であり、
前記第３のホスト材料の三重項励起エネルギーは、前記第４のホスト材料の三重項励起エネルギー以上であり、
前記第２の層で発生した三重項励起エネルギーが前記第１の層へ移動し、前記第１の層に含まれる前記第１の発光性を有する物質の三重項励起状態から発光し、
前記第３の層で発生した三重項励起エネルギーが前記第４の層へ移動し、前記第４の層に含まれる前記第４の発光性を有する物質の三重項励起状態から発光することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の発光性を有する物質および前記第３の発光性を有する物質の発光色は青色であり、
前記第１の発光性を有する物質と前記第４の発光性を有する物質の発光色は、それぞれ緑色と赤色であることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第２の発光性を有する物質と前記第３の発光性を有する物質が同じ種類の物質であることを特徴とする発光素子。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明装置。
【請求項６】
表示部を有し、
前記表示部は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２３８８８８（Ｐ２０１２−２３８８８８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７３５４５（Ｐ２０１２−１７３５４５）
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【分割の表示】特願２００９−１９０１７１（Ｐ２００９−１９０１７１）の分割
【原出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【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２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月６日（２０１２．８．６）
【分割の表示】特願２００９−１９０１７１（Ｐ２００９−１９０１７１）の分割
【原出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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