発光素子、発光装置及び電子機器
【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。
【解決手段】第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質と電子輸送性の有機化合物を有する。第１と第２の発光物質の最低空軌道準位と、電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、それぞれ０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、第１と第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、それぞれ０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差が、０．３ｅＶより大きい物質を選択する。
【解決手段】第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質と電子輸送性の有機化合物を有する。第１と第２の発光物質の最低空軌道準位と、電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、それぞれ０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、第１と第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、それぞれ０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差が、０．３ｅＶより大きい物質を選択する。
【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ている発光素子に関する。また、その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（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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、薄膜軽量に製造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】
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大きな理由の一つに、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ゆく劣化を起こす。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、駆動回路面、封止面、素子構造面や材料面など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、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質と電子輸送性の有機化合物を有する発光素子である。また、その発光素子において、第１の発光物質の最低空軌道準位と、第２の発光物質の最低空軌道準位と、電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、第１の発光物質の最高被占軌道準位と、第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差は、０．３ｅＶより大きい。
【０００９】
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質及び電子輸送性の有機化合物を有する発光素子である。また、その発光素子において、正孔輸送性の有機化合物は、アリールアミン骨格を有する化合物であり、電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、第１の発光物質及び第２の発光物質は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格及びアリールアミン骨格を有する化合物である。
【００１０】
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質及び電子輸送性の有機化合物と、を有する発光素子である。また、その発光素子において、正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であり、電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、第１の発光物質及び第２の発光物質は、下記一般式（２）で表される化合物である。
【００１１】
【化１】
【００１２】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【００１３】
【化２】
【００１４】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していても良い。また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【００１５】
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質及び電子輸送性の有機化合物を有する発光素子である。また、その発光素子において、正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（３）で表される化合物であり、電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、第１の発光物質及び第２の発光物質は、下記一般式（４）で表される化合物である。
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ５は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ６は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【００１８】
【化４】
【００１９】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ８は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記構成において第１の発光層における第１の発光物質の割合が、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下である発光素子である。
【００２１】
また、本発明の一態様は、上記構成において第１の発光層と、第２の発光層とが、同じ発光色を呈する発光素子である。
【００２２】
また、本発明の一態様は、上記構成において第１の発光層及び第２の発光層からの発光スペクトルの最大ピークは、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の領域に位置する発光素子である。
【００２３】
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、又は、その発光装置を含む電子機器である。
【００２４】
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。
【００２５】
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もしくは照明装置を含む。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。
【００２６】
なお、本明細書において、第１または第２などとして付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【００２７】
また、本明細書において、「電子輸送性の有機化合物」とは、少なくとも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、「正孔輸送性の有機化合物」とは少なくとも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】
【００２８】
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】
【００２９】
【図１】発光素子の素子構造及びバンド図を示す図。
【図２】発光素子の素子構造を示す図。
【図３】パッシブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図４】パッシブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図５】アクティブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図６】電子機器を示す図。
【図７】照明器具を示す図。
【図８】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図９】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１０】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１１】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１２】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１３】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１４】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１５】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１６】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図１７】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図１８】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図１９】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２０】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【図２１】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【図２２】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【図２３】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。但し、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、本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、本明細書中において量関係を述べる際、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、発光材料を含む層に正孔を注入する電極のこと示し、陰極とは、発光材料を含む層に電子を注入する電極のことを示す。
【００３１】
（実施の形態１）
本実施の形態の発光素子１１０の概念図の一例を図１（Ａ）に示す。本実施の形態の発光素子１１０は陽極１００と陰極１０１との間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有している。ＥＬ層１０３は少なくとも発光層１０２を有しており、発光層１０２は陽極１００側から第１の発光層１０２ａ、第２の発光層１０２ｂの２層を積層することによって構成されている。なお、当該２層は接して形成される。
【００３２】
第１の発光層１０２ａは第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物とを含む層である。また、第２の発光層１０２ｂは第２の発光物質と電子輸送性の有機化合物とを含む層である。発光素子１１０は、陽極１００、陰極１０１間に順電圧を加えた際、第１の発光層１０２ａにおいては、第１の発光物質からの発光が得られ、第２の発光層１０２ｂにおいては、第２の発光物質からの発光が得られる。
【００３３】
本実施の形態に記載の発光素子１１０のバンド図の一例を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において、１２０は、陽極１００のフェルミ準位を、１４０は、陰極１０１のフェルミ準位をそれぞれ示す。また、１２２は、第１の発光層１０２ａに含まれる正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ（最高被占軌道準位：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位を、１４６は、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位を、１２４は、第１の発光層１０２ａに含まれる第１の発光物質のＨＯＭＯ準位を、１４８は、第１の発光物質のＬＵＭＯ準位をそれぞれ示す。また、１２６は、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位を、１４２は、電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位を、１２８は、第２の発光層１０２ｂに含まれる第２の発光物質のＨＯＭＯ準位を、１４４は、第２の発光物質のＬＵＭＯ準位をそれぞれ示す。
【００３４】
陽極１００から注入された正孔は、第１の発光層１０２ａに注入される。第１の発光層１０２ａに注入された正孔は、第１の発光層１０２ａを輸送され、第２の発光層１０２ｂとの界面近傍でその一部が第２の発光層１０２ｂから注入された電子と再結合し、残りが第２の発光層１０２ｂに注入される。
【００３５】
図１（Ｂ）に示すように、第１の発光層１０２ａに含まれる正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位１２２、第１の発光物質のＨＯＭＯ準位１２４、及び第２の発光層１０２ｂに含まれる第２の発光物質のＨＯＭＯ準位１２８が同程度であると、正孔輸送性の有機化合物、第１の発光物質及び第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。具体的には、それぞれの物質のＨＯＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下であるのが好ましい。さらに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質であるため、第２の発光層１０２ｂに注入された正孔は、輸送されにくくなる。その結果、第２の発光層１０２ｂにおけるキャリアの再結合の確率が高くなり、正孔が電子と再結合せずに陰極側に突き抜けてしまう現象が抑制される。
【００３６】
一方、陰極１０１から注入された電子は、第２の発光層１０２ｂに注入される。第２の発光層１０２ｂに注入された電子は、第２の発光層１０２ｂを輸送され、第１の発光層１０２ａとの界面近傍でその一部が第１の発光層１０２ａから注入された正孔と再結合し、残りが第１の発光層１０２ａに注入される。
【００３７】
発光素子１１０において、第１の発光層１０２ａに含まれる第１の発光物質のＬＵＭＯ準位１４８、第２の発光層１０２ｂに含まれる第２の発光物質のＬＵＭＯ準位１４４、及び電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位１４２が同程度であると、第１の発光物質、第２の発光物質、及び電子輸送性の有機化合物との間で、キャリアである電子の輸送を容易に行うことができる。よって、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂの界面に電子が蓄積するのを抑制することができるため、発光素子の経時的な劣化を抑制することができる。具体的には、それぞれの物質のＬＵＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下であるのが好ましい。
【００３８】
また、第１の発光層１０２ａから、陽極１００側への電子の突き抜けを防止するために、正孔輸送性の有機化合物として、そのＬＵＭＯ準位１４６が、第１の発光物質のＬＵＭＯ準位１４８よりも高い物質を用いる。すなわち、電子ブロック性の物質を用いる。これによって、第１の発光物質から正孔輸送性の有機化合物への電子の注入障壁が高くなり、第１の発光物質の単層の場合と比較して第１の発光層１０２ａ内で電子が輸送されにくくなる。その結果、第１の発光層１０２ａにおけるキャリアの再結合の確率が高くなり、電子が正孔と再結合せずに陽極側に突き抜けてしまう現象が抑制される。また、第１の発光層１０２ａにおける再結合領域が不必要に広がり、発光スペクトルがブロードになる（色度が低下する）現象を抑制することができる。なお、具体的には、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位１４６と、第１の発光物質のＬＵＭＯ準位１４８との差が、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。
【００３９】
以上のことから、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂの界面近傍における電子の蓄積を抑制しつつ、当該界面近傍における電子と正孔の再結合の確率を高くすることができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００４２】
まず、絶縁表面を有する支持体上に陽極１００を形成する。陽極１００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、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。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。
【００４３】
続いて、ＥＬ層１０３を形成する。ＥＬ層１０３は、第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂを有する発光層１０２を少なくとも含んで形成されていればよく、発光層以外の層が形成された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、発光層以外には、正孔注入層、正孔輸送層、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のように陽極１００側から順に正孔注入層１０４、正孔輸送層１０５、発光層１０２（第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂ）、電子輸送層１０６、電子注入層１０７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。
【００４４】
正孔注入層１０４は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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、正孔注入層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。正孔注入層は陽極に接して形成され、正孔注入層１０４を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。
【００４５】
また、正孔注入層１０４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材料（以下、複合材料という）を用いることもできる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極とのオーム接触が可能となり、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ようになる。つまり、陽極として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数のあまり大きくない材料や、小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、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）、クロラニル等の有機化合物や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、酸化レニウム等が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。
【００４６】
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。
【００４７】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる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、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。
【００４８】
例えば、複合材料に用いることのできる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。
【００４９】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’−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。
【００５０】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、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、１×１０−６ｃｍ２／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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、正孔注入層の材料として上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層として用いてもよい。
【００５３】
このような、複合材料を正孔注入層１０４として用いた場合、陽極１００には仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、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。そのため、陽極としては前述した材料の他、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、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）、ユーロピウム（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を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００５４】
正孔輸送層１０５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、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，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−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）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，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等の適当な材料を用いることができる。正孔輸送層としては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多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。
【００５５】
また、正孔輸送層１０５として、正孔注入層１０４の材料として上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。この場合は、インクジェット法やスピンコートなど溶液プロセスを使用することができる。
【００５６】
発光層１０２は、正孔輸送層１０５側から第１の発光層１０２ａ、第２の発光層１０２ｂの２層を積層して形成する。第１の発光層１０２ａは、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物とを含む。また、第２の発光層１０２ｂは、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物とを含む。
【００５７】
第１の発光層１０２ａに含まれる正孔輸送性の有機化合物は、第１の発光層１０２ａに正孔が注入され、且つ、電子が陽極側に突き抜けないようにするために、正孔輸送性及び電子ブロック性を有する化合物を用いる必要がある。このような正孔輸送性の有機化合物として、アリールアミン骨格を有する化合物を好ましく用いることができる。
【００５８】
また、正孔輸送性の有機化合物がアリールアミン骨格と、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格と、を有している場合、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格の電子受容性が高く、また当該骨格が電子輸送性を有しているために、アリールアミン骨格を有することで正孔輸送性の高い材料となっていても、ある程度電子を輸送する能力も保持する。このような正孔輸送性の有機化合物を第１の発光層に用いた場合、電子の突き抜けによる劣化の影響及び効率の低下が条件によっては大きくなってしまう。そこで、正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（１）で示すように、アリールアミン骨格を有し、且つ、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有しない化合物を用いるのがより好ましい。
【００５９】
【化５】
【００６０】
但し、式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。なお、Ａ、Ｒ１及びＲ２に結合可能な置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下の芳香族炭化水素骨格で構成されるアリール基が挙げられる。
【００６１】
または、下記一般式（３）で示す化合物は、高い正孔輸送性と化学的安定性、及び耐熱性を示すことから、正孔輸送性の有機化合物として好適に用いることができる。
【００６２】
【化６】
【００６３】
式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ５は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ６は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。なお、Ａ、Ｒ５及びＲ６に結合可能な置換基としては、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下のアリール基が挙げられる。
【００６４】
第１の発光層１０２ａに用いる正孔輸送性の有機化合物として、具体的には、例えば、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４−（１−ナフチル）−４’−フェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉＮＢ）、４−［９−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＢＣＢＡ１ＢＰ）、４−［９−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：ＢＣＢＡＮＢ）、４−［９−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−（１−ナフチル）−４’’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＢＣＢＢｉＮＢ）、４−｛９−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−イル｝−４’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＮＢＣＢＡ１ＢＰ）、４−［９−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＮＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰＩＩＩ）、４−（１−ナフチル）−４’−フェニルトリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジ−（１−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）等を好ましく用いることができる。
【００６５】
第１の発光物質は、第１の発光層１０２ａにおいて、発光中心物質となりうる物質である。また、第２の発光物質は、第２の発光層１０２ｂにおいて、発光中心物質となりうる物質である。それぞれの発光は蛍光でも燐光でもどちらでもよい。
【００６６】
また、図１（Ｂ）を用いて先に説明した通り、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとの間で容易に正孔および電子の授受が行われるように、第１の発光物質及び第２の発光物質としては、それぞれのＨＯＭＯ準位と、正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位とが同程度、好ましくは３つの物質のＨＯＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下であり、且つ、それぞれのＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位とが同程度、好ましくは３つの物質のＬＵＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下である材料を用いる。また、第２の発光層１０２ｂから第１の発光層１０２ａへ注入された電子が陽極側へ突き抜けないように、第１の発光物質は、そのＬＵＭＯ準位が正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位よりも低く、その差が好ましくは０．３ｅＶより大きくなる材料を用いる。このような第１の発光物質及び第２の発光物質として、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格及びアリールアミン骨格を有する化合物を好ましく用いることができる。
【００６７】
第１の発光物質及び第２の発光物質が、アリールアミン骨格を有することで、アリールアミン骨格を有する正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と同程度のＨＯＭＯ準位を有する化合物とすることができる。また、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有することで、第１の発光物質及び第２の発光物質のＬＵＭＯ準位と正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差を０．３ｅＶより大きくすることができる。さらに、第１の発光物質、第２の発光物質、および電子輸送性の有機化合物における多環芳香族炭化水素骨格を同一の骨格とすることで、ＬＵＭＯ準位をより近づけることができる。なお、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格としては、具体的には、アントラセン骨格、ピレン骨格、クリセン骨格、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン骨格等が挙げられる。
【００６８】
また、第１の発光物質及び第２の発光物質の有するアリールアミン骨格は、正孔輸送性の有機化合物の有するアリールアミン骨格と同じ骨格であるのが好ましい。よって、第１の発光物質及び第２の発光物質は、以下の一般式（２）で表される化合物であるのが好ましい。
【００６９】
【化７】
【００７０】
ただし式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。なお、Ｂ、Ｒ３及びＲ４に結合可能な置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下の芳香族炭化水素骨格で構成されるアリール基が挙げられる。
【００７１】
また第１の発光物質及び第２の発光物質としては、高い発光効率と化学的安定性、及び耐熱性を示すことから、下記一般式（４）で示す化合物を好適に用いることができる。
【００７２】
【化８】
【００７３】
式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ８は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。なお、Ｂ、Ｒ７及びＲ８に結合可能な置換基としては、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下のアリール基が挙げられる。
【００７４】
第１の発光物質又は第２の発光物質として、具体的には、例えば、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）、４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）、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：２ＴＰＰＡ）等を用いることができる。第１の発光物質と第２の発光物質とが同じ物質でなくても構わない。但し、第１の発光物質と第２の発光物質とは、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位がそれぞれ同程度であるため、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとは、同じ発光色を呈する。従って、本実施の形態で示す発光素子の構成は、単色の発光を呈する発光素子に好適である。また、一般に、発光物質が青色の発光を呈する場合、発光物質がキャリアをトラップしにくく、発光層からのキャリアの突き抜けが起こりやすいが、本実施の形態で示す発光素子では、電子ブロック性を有する正孔輸送性の有機化合物を有することで、電子が陽極側へ突き抜けるのを抑制することができるため、青色を呈する発光素子、すなわち第１の発光層及び第２の発光層からの発光スペクトルの最大ピークが、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の領域に位置する発光素子に特に有効である。
【００７５】
また、第１の発光層１０２ａにおいて、第１の発光物質の割合は、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下とするのが好ましい。第１の発光物質を３０ｗｔ％以上含有させることで、第２の発光層１０２ｂから容易に電子を受け取ることができる。また、第１の発光物質の含有量を７０ｗｔ％以下（すなわち、正孔輸送性の有機化合物の含有量を３０ｗｔ％以上）とすることで、陽極側への電子の突き抜けを抑制することができる。
【００７６】
また、電子輸送性の有機化合物は第２の発光層１０２ｂにおいて、発光中心物質である第２の発光物質を分散するホストとして用いられている。第２の発光層１０２ｂでは、電子輸送性の有機化合物が最多成分であり、第２の発光物質は０．００１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の割合で含まれているのが好ましい。電子輸送性の有機化合物はそのエネルギーギャップが第２の発光物質のエネルギーギャップより大きい物質を用いることが好ましい。また、電子輸送性の有機化合物としては、そのＬＵＭＯ準位が第１の発光物質及び第２の発光物質とのＬＵＭＯ準位と同程度である材料を用いる。このような電子輸送性の有機化合物としては、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物を用いることができる。３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等が挙げられる。特に、第１の発光物質、第２の発光物質、および電子輸送性の有機化合物における多環芳香族炭化水素骨格を同一の骨格とすることで、ＬＵＭＯ準位をより近づけることができる。
【００７７】
電子輸送性の有機化合物として、具体的には、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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）等を用いることができる。
【００７８】
電子輸送層１０６を用いる場合、発光層１０２と電子注入層１０７との間に設置される。電子輸送層１０６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−ヒドロキシ−ビフェニリル）−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などを用いることができる。また、この他に、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］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）、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。電子輸送層としては１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いることが好ましいが、正孔より電子の輸送性の高い物質であれば電子輸送層として用いることができる。また、電子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多層構造の層であってもよい。電子輸送層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。
【００７９】
また、電子輸送層として、高分子化合物を用いることもできる。例えば、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）などを用いることができる。この場合、インクジェット法やスピンコートなどの溶液プロセスを適用することができる。
【００８０】
なお、第２の発光層１０２ｂと接する電子輸送層１０６には、第２の発光層１０２ｂの発光中心物質である第２の発光物質よりも大きいエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）を有する物質を用いることが好ましい。このような構成にすることにより、発光層１０２から電子輸送層１０６へのエネルギー移動を抑制することができ、高い発光効率を実現することができる。
【００８１】
電子注入層１０７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、例えば、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、酸化リチウムや塩化リチウムなどのアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを好適に用いることができる。あるいは、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）やバソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの、いわゆる電子輸送性の材料にリチウムやマグネシウムなどアルカリ金属またはアルカリ土類金属を組み合わせた層も使用できる。電子注入層は陰極に接して形成され、電子注入層を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、陰極からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい構成である。電子注入層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。電子注入層１０７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用いることができる。
【００８２】
なお、ＥＬ層１０３の形成には、上述した作製方法の他に蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法など、湿式、乾式を問わず、用いることができる。
【００８３】
この後、陰極１０１を形成して発光素子１１０が完成する。陰極１０１としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、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、元素周期表の１族または２族に属する金属、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など）、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。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。また、陰極１０１と電子輸送層１０６との間に、電子注入層１０７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用いることができる。
【００８４】
なお、陽極１００または陰極１０１として導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、陽極１００又は陰極１０１として形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８５】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【００８６】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロール）、ポリ（３−ブチルピロール）、ポリ（３−オクチルピロール）、ポリ（３−デシルピロール）、ポリ（３，４−ジメチルピロール）、ポリ（３，４−ジブチルピロール）、ポリ（３−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メトキシピロール）、ポリ（３−エトキシピロール）、ポリ（３−オクトキシピロール）、ポリ（３−カルボキシルピロール）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロール）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【００８７】
上記導電性高分子は、単独で陽極１００又は陰極１０１に使用してもよいし、膜特性を調整するために有機樹脂を添加して導電性組成物として使用することができる。
【００８８】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、光硬化性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【００８９】
さらに、上記導電性高分子又は導電性組成物の電気伝導度を調整するために、アクセプタ性またはドナー性ドーパントをドーピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【００９０】
アクセプタ性ドーパントとしては、ハロゲン化合物、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。また、五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等や、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸も用いることができる。有機カルボン酸及び有機スルホン酸としては、前記カルボン酸化合物及びスルホン酸化合物を使用することができる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。
【００９１】
ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を挙げることができる。
【００９２】
上記導電性高分子又は導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により陽極１００又は陰極１０１となる薄膜を形成することができる。
【００９３】
上記導電性高分子又は導電性組成物を溶解する溶媒としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子及び有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよい。例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【００９４】
導電性組成物の成膜は上述のように溶媒に溶解した後、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて成膜することができる。溶媒の乾燥は、熱処理を行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【００９５】
なお、陽極１００や陰極１０１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１００を光透過性とすることで、陽極１００側から光を射出する構成となり、また、陽極１００を遮光性（特に反射性）とし、陰極１０１を光透過性とすることで、陰極１０１の側から光を射出する構成となる。さらに、陽極１００、陰極１０１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。
【００９６】
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。
【００９７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した発光素子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。
【００９８】
図３、図４にパッシブマトリクス型の発光装置の例を示す。
【００９９】
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。
【０１００】
図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図が図３（Ｄ）である。
【０１０１】
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３（Ａ））。なお、第１の電極６０３は、実施の形態１の陽極１００に相当する。
【０１０２】
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、アルキル基を含む酸化珪素膜））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３（Ｂ））。
【０１０３】
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３（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。
【０１０４】
図３（Ｃ）に示すように逆テーパ状の隔壁６０６を形成した後、図３（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において示したＥＬ層１０３に相当し、少なくとも発光層を含み、発光層は陽極側から第１の発光層、及び第１の発光層に接する第２の発光層の２層を積層することによって構成されている。なお、本実施の形態において、第２の電極６０８は、実施の形態１の陰極１０１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３（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
次に、図３（Ａ）乃至図３（Ｄ）に示したパッシブマトリクス型の発光装置にＦＰＣなどを実装した場合の上面図を図４に示す。
【０１０８】
図４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。
【０１０９】
ここで、図３における第１の電極６０３が、図４の走査線７０３に相当し、図３における第２の電極６０８が、図４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３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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
なお、図４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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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５を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板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。
【０１１５】
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ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０８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。
【０１１６】
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板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。
【０１１７】
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、駆動回路部を形成する回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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５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における陽極１００、ＥＬ層１０３、陰極１０１に相当する。
【０１２２】
また、図５（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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２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６を用いて説明する。
【０１２８】
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などのカメラ、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６に示す。
【０１２９】
図６（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、実施の形態２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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
図６（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、マウス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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図６（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６（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、におい又は赤外線等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。
【０１３６】
図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１３７】
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。
【０１３８】
図６（Ｄ）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。
【０１３９】
図６（Ｄ）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。
【０１４０】
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及び入力モードである。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
図６（Ｅ）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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
図７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７に示すように、室内の照明装置１００１を備えた部屋で、図６（Ｅ）で説明した卓上照明器具１００３を併用してもよい。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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】
【０１５２】
実施例１の発光素子について、比較素子の結果も示しながら説明する。
【０１５３】
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）〜（１６）に示す。素子構造は図２と同様である。
【０１５４】
【化９】
【０１５５】
【化１０】
【０１５６】
以下に、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子２の作製方法を示す。
【０１５７】
まず、陽極１００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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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）＝４：１（質量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層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。次に、ＮＰＢを１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１０５を形成した。
【０１６０】
さらに正孔輸送層１０５上に、第１の発光層１０２ａを形成した。
【０１６１】
発光素子１及び発光素子２は、第１の発光物質である上記構造式（１１）で表される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）と、正孔輸送性の有機化合物である上記構造式（１２）で表される４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、発光素子１ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ＝１：０．５、発光素子２ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ＝１：２となるように成膜した（全て質量比）。また、比較発光素子１は、ＰＣＢＡＰＡを蒸着して第１の発光層１０２ａとし、比較発光素子２は、ＰＣＢＡＮＢを蒸着して第１の発光層１０２ａとした。それぞれの発光素子において、第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０１６２】
続いて、第１の発光層１０２ａ上にそれぞれ第２の発光層１０２ｂを、電子輸送性の有機化合物である上記構造式（１３）で表される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）と、第２の発光物質である上記構造式（１４）で表される４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の共蒸着により形成した。これによって、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂと、からなる発光層１０２を形成した。なお、第２の発光層１０２ｂ中のＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡの質量比はＣｚＰＡ：ＰＣＢＮＡＰＡ＝１：０．１、膜厚は３０ｎｍとした。
【０１６３】
次に、上記構造式（１５）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（１６）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１０６を形成した。さらに電子輸送層１０６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１０７を形成した。最後に、陰極１０１としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１６４】
以上のように作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子２の素子構造を表１に示す。ここで、発光素子１及び発光素子２が実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。また、比較発光素子１は、第１の発光物質であるＰＣＢＡＰＡからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造、比較発光素子２は、正孔輸送性の有機化合物であるＰＣＢＡＮＢからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造の発光素子となっている。
【０１６５】
【表１】
【０１６６】
以上により得られた発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子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。
【０１６７】
各発光素子の電流密度−輝度特性を図８、電圧−輝度特性を図９、輝度−外部量子効率特性を図１０に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表２に示す。
【０１６８】
【表２】
【０１６９】
図１０及び表２より、発光素子１及び発光素子２は、比較発光素子１と比較して高い外部量子効率が得られた。また、発光素子１及び発光素子２は、比較発光素子１と比較して色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子１及び発光素子２では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＡＮＢ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されるのに対して、第１の発光層が第１の発光物質の単膜でなる比較発光素子１では、第１の発光層１０２ａ内で電子が輸送されやすく、第１の発光層１０２ａ全域に渡り発光領域が形成されうるためと示唆される。
【０１７０】
また、作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子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１１に示す。図１１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。
【０１７１】
図１１より、９３０時間の駆動後においても、発光素子１は初期輝度の７６％の輝度を保っており、また、発光素子２は初期輝度の７２％の輝度を保っていた。一方、９３０時間駆動後の比較発光素子１は初期輝度の７１％の輝度であったが、比較発光素子２は初期輝度の６５％の輝度まで劣化していた。よって、発光素子１及び発光素子２は、本実施例における比較発光素子、特に比較発光素子２よりも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。
【０１７２】
発光素子１及び発光素子２では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれるため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送される。一方、第１の発光層１０２ａが正孔輸送性の有機化合物の単膜でなる比較発光素子２では、注入障壁が高く、電子が注入されにくいため、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとの界面に電子が蓄積し、発光素子の経時的な劣化が起こったものと示唆される。
【０１７３】
以上から、本実施例の発光素子１及び発光素子２は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例２】
【０１７４】
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比較素子の結果も示しながら説明する。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を参照されたい。
【０１７５】
【化１１】
【０１７６】
以下に、本実施例の発光素子３、発光素子４、発光素子５及び比較発光素子３の作製方法を示す。なお、本実施例の比較発光素子１は、実施例１で示した比較発光素子１の作製方法と同様に作製した。
【０１７７】
発光素子３、発光素子４、発光素子５及び比較発光素子３は、共に正孔輸送層１０５を形成するまでは実施例１における発光素子１、２及び比較発光素子１、２と同様に作製した。
【０１７８】
次いで、正孔輸送層１０５上に、第１の発光層１０２ａをそれぞれ形成した。発光素子３、発光素子４、発光素子５は、第１の発光物質である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）と、正孔輸送性の有機化合物である上記構造式（１７）で表される４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、発光素子３ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡ１ＢＰ＝１：０．５、発光素子４ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡ１ＢＰ＝１：１、発光素子５ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡ１ＢＰ＝１：２となるように成膜した（全て質量比）。また、比較発光素子３は、ＰＣＢＡ１ＢＰを蒸着して第１の発光層１０２ａとした。それぞれの発光素子において、第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０１７９】
次いで、第１の発光層１０２ａ上に、第２の発光層１０２ｂを積層させ、第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂよりなる発光層１０２を形成した。その後、発光層１０２上に、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、及び陰極１０１を順に積層させ、発光素子又は比較発光素子を完成させた。これらの層は、実施例１における発光素子１、２及び比較発光素子１、２と同様に作製した。
【０１８０】
以上のように作製した発光素子３、発光素子４、発光素子５、比較発光素子１、及び比較発光素子３の素子構造を表３に示す。ここで、発光素子３、発光素子４及び発光素子５が実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。また、比較発光素子１は、第１の発光物質であるＰＣＢＡＰＡからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造、比較発光素子２は、正孔輸送性の有機化合物であるＰＣＢＡ１ＢＰからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造の発光素子となっている。
【０１８１】
【表３】
【０１８２】
以上により得られた発光素子３、発光素子４、発光素子５、比較発光素子１、及び比較発光素子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、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。
【０１８３】
各発光素子の電流密度−輝度特性を図１２、電圧−輝度特性を図１３、輝度−外部量子効率特性を図１４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表４に示す。
【０１８４】
【表４】
【０１８５】
図１４及び表４より、発光素子３、発光素子４、及び発光素子５は、比較発光素子１と比較して高い外部量子効率が得られた。また、発光素子３、発光素子４、及び発光素子５は、比較発光素子１と比較して色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子３、発光素子４、及び発光素子５では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＡ１ＢＰ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されるのに対して、第１の発光層が第１の発光物質の単膜でなる比較発光素子１では、第１の発光層内で電子が輸送されやすく、第１の発光層１０２ａ全域に渡り発光領域が形成されうるためと示唆される。
【０１８６】
また、作製した発光素子３、発光素子４、発光素子５、比較発光素子１及び比較発光素子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。
【０１８７】
図１５より、９３０時間の駆動後でも発光素子３は初期輝度の７８％の輝度を保っており、また、発光素子４及び発光素子５は初期輝度の７５％の輝度を保っていた。一方、９３０時間の駆動後の比較発光素子１は、初期輝度の７１％の輝度であったが、比較発光素子３は６４％まで劣化していた。よって、発光素子３、発光素子４及び発光素子５は、本実施例における比較発光素子、特に比較発光素子３よりも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。
【０１８８】
発光素子３、発光素子４及び発光素子５では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれるため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送される。一方、第１の発光層１０２ａが正孔輸送性の有機化合物の単膜でなる比較発光素子３では、注入障壁が高く、電子が注入されにくいため、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとの界面に電子が蓄積し、発光素子の経時的な劣化が起こったものと示唆される。
【０１８９】
以上から、本実施例の発光素子３、発光素子４及び発光素子５は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例３】
【０１９０】
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。なお、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を参照されたい。
【０１９１】
本実施例の発光素子６の作製方法を以下に示す。なお、正孔輸送層１０５を形成するまでは実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１９２】
次いで、正孔輸送層１０５上に、第１の発光物質である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）と、正孔輸送性の有機化合物である４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、ＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ＝１：１となるように成膜した（質量比）。第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０１９３】
次いで、第１の発光層１０２ａ上に、第２の発光層１０２ｂを積層させ、第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂよりなる発光層１０２を形成した。その後、発光層１０２上に、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、及び陰極１０１を順に積層させ、発光素子６を完成させた。これらの層は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１９４】
以上のように作製した発光素子６の素子構造を表５に示す。
【０１９５】
【表５】
【０１９６】
以上により得られた発光素子６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。
【０１９７】
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−外部量子効率特性を図１８に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表６に示す。
【０１９８】
【表６】
【０１９９】
図１８及び表６より、発光素子６は、高い外部量子効率が得られることがわかる。また、表６より、発光素子６は色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子６では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＡＮＢ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されたためと示唆される。
【０２００】
また、作製した発光素子６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１９に示す。図１９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１９より、１１００時間の駆動後でも発光素子６は初期輝度の８６％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。発光素子６では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれるため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送され、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】
以上から、本実施例の発光素子６は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例４】
【０２０３】
本実施例では、他の実施例で用いた材料について説明する。
【０２０４】
≪ＰＣＢＡＰＡ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）の合成方法の一例を記載する。
【０２０５】
［ステップ１：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成スキームを下記反応式（ａ−１）に示す。
【０２０６】
【化１２】
【０２０７】
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ収率８６％で得た。
【０２０８】
［ステップ２：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
ＰＣＢＡの合成スキームを下記反応式（ａ−２）に示す。
【０２０９】
【化１３】
【０２１０】
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、ステップ１で合成した９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（０．２ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬ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、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃１０時間還流した。還流後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。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 ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物の白色固体を４．９ｇ収率４５％で得た。
【０２１１】
なお、上記ステップ２で得られた白色固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡを合成するための原料であるＰＣＢＡが得られたことがわかった。
【０２１２】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．０８−７．１４（ｍ、３Ｈ）、７．３２−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２１３】
［ステップ３：ＰＣＢＡＰＡの合成］
ＰＣＢＡＰＡの合成スキームを下記反応式（ａ−３）に示す。
【０２１４】
【化１４】
【０２１５】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＡ４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ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、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬ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、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物のＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体６．６ｇ収率７５％で得た。得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇ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でながしながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ、回収率９０％で得た。
【０２１６】
得られた固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。
【０２１７】
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６、３００ＭＨｚ）：δ＝７．０８−７．１４（ｍ、３Ｈ）、，７．３２−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２１８】
≪ＰＣＢＡＮＢの合成例≫
以下に、実施例１及び実施例３で使用した、構造式（１２）で表される４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）の合成方法の一例を記載する。
【０２１９】
［ステップ１：３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成］
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記反応式（ｂ−１）に示す。
【０２２０】
【化１５】
【０２２１】
３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．７ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモフェニルボロン酸を２．０ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンを０．６１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、２００ｍＬの三口フラスコへ入れ、この混合物へ、５０ｍＬの１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭＥ）と、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液１０ｍＬ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、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。
【０２２２】
この混合物へ、０．１１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、８０℃で９．５時間攪拌した。攪拌後、この混合物を室温まで冷ました後、水で２回洗浄した。得られた水層をトルエンで２回抽出し、抽出液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過してから、ろ液を濃縮した。
【０２２３】
得られた油状物を約２０ｍＬのトルエンに溶かし、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）により精製したところ、目的物の白色粉末状固体を１．９ｇ、収率４９％で得た。
【０２２４】
［ステップ２：４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンの合成］
４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（ｂ−２）に示す。
【０２２５】
【化１６】
【０２２６】
４−ブロモジフェニルアミンを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）、１−ナフチルボロン酸を８．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を２２ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを６０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、２００ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、トルエン５０ｍＬ、エタノール２０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液３５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気したのち、窒素雰囲気下、９０℃で２時間加熱撹拌した。
【０２２７】
撹拌後、この混合物にトルエン１００ｍＬを加え、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、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。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物をろ過し、得られたろ液を濃縮して得た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン：酢酸エチル＝１：８：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮して得た化合物に、メタノールを加えて超音波を照射し、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量３．０ｇ、収率２０％で得た。
【０２２８】
［ステップ３：４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）の合成］
ＰＣＢＡＮＢの合成スキームを下記反応式（ｂ−３）に示す。
【０２２９】
【化１７】
【０２３０】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンを０．９ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを０．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を６．０ｍｇ（０．０１ｍｍｏｌ）、５０ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、脱水キシレン１５ｍＬ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、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．０６ｍＬ（０．０３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１２０℃で４．５時間加熱撹拌した。
【０２３１】
撹拌後、この混合物にトルエン２５０ｍＬを加え、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、シリカゲル、アルミナ、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。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、シリカゲル、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波を照射し、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量１．５ｇ、収率８２％で得た。
【０２３２】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．３４、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールは０．４６、４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンは０．２５だった。
【０２３３】
上記ステップ３で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果からＰＣＢＡＮＢが得られたことがわかった。
【０２３４】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０７（ｔ、Ｊ＝６．６Ｈｚ、１Ｈ）、７．２５−７．６７（ｍ、２６Ｈ）、７．８４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．８９−７．９２（ｍ、１Ｈ）、８．０３−８．０７（ｍ、１Ｈ）、８．１８（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３５（ｄ、Ｊ＝０．９Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２３５】
≪ＰＣＢＮＡＰＡ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（１４）で表される４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成方法の一例を記載する。
【０２３６】
［ステップ１：４−（１−ナフチル）アニリンの合成］
４−（１−ナフチル）アニリンの合成スキームを下記反応式（ｃ−１）に示す。
【０２３７】
【化１８】
【０２３８】
４−ブロモアニリン５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、１−ナフチルボロン酸５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．４５ｍｇ（１．５ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）３１ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６６．２ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２．３時間還流した。還流後、この混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで２回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。この油液物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、目的物の油状物を２．５ｇ、収率４０％で得た。
【０２３９】
［ステップ２：４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＡ）の合成］
ＰＣＢＮＡの合成スキームを下記反応式（ｃ−２）に示す。
【０２４０】
【化１９】
【０２４１】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール０．８ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．６ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン４ｍＬに溶かした４−（１−ナフチル）アニリン０．４ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を加えた後、トルエンを１．８ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３７ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で３時間攪拌した。攪拌後、混合物にトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、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＝３：２）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、目的物の褐色固体を０．７ｇ、収率６３％で得た。
【０２４２】
なお、上記のステップ２で得られた固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＮＡが得られたことがわかった。
【０２４３】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．２５−７．７０（ｍ、２３Ｈ）、７．８４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．９１（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．０３（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、１Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３４（ｓ、１Ｈ）。
【０２４４】
［ステップ３：４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成］
ＰＣＢＮＡＰＡの合成スキームを下記反応式（ｃ−３）に示す。
【０２４５】
【化２０】
【０２４６】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．４５ｇ（１．１ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．４ｇ（４．３ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１０ｍＬに溶かしたＰＣＢＮＡ０．８ｇ（１．４ｍｍｏｌ）を入れた後、トルエンを４．３ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）２３ｍｇ（４．０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。攪拌後、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、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＝３：７）により精製し、得られたフラクションを濃縮し、目的物の黄色固体を得た。得られた固体を、トルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を１．０７ｇ、収率８５％で得た。
【０２４７】
得られた黄色固体０．８４ｇ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４．５Ｐａ、アルゴンガスを流量５ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３８０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．７６ｇ、回収率９１％で得た。
【０２４８】
上記ステップ３で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果からＰＣＢＮＡＰＡが得られたことがわかった。
【０２４９】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．２８−７．６６（ｍ、３１Ｈ）、７．７０−７．７８（ｍ、６Ｈ）、７．８５−７．９４（ｍ、４Ｈ）、８．０９−８．１２（ｍ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．４０（ｄ、Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２５０】
≪ＰＣＢＡ１ＢＰの合成例≫
以下に、実施例２で使用した、構造式（１７）で表される４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）の合成方法の一例を記載する。
【０２５１】
４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）の合成スキームを下記反応式（ｄ−１）に示す。
【化２１】
【０２５２】
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）２．０ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモビフェニル１．１ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド２．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ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、トルエン５０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬ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、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．１０ｇを加えた。
【０２５３】
次に、この混合物を、８０℃で５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、硫酸マグネシウムを除去してろ液を得た。
【０２５４】
得られたろ液を濃縮して得た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーはまずトルエン：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を展開溶媒として用い、ついでトルエン：ヘキサン＝３：７の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状白色固体を収量２．３ｇ、収率８４％で得た。
【０２５５】
得られた白色固体１．２ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして２８０℃で２０時間行った。収量は１．１ｇ、収率は８９％であった。
【０２５６】
得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＡ１ＢＰが得られたことがわかった。
【０２５７】
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０５−７．２０（ｍ、７Ｈ），７．２８−７．７８（ｍ、２１Ｈ），８．３４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．５７（ｓ、１Ｈ）。
【実施例５】
【０２５８】
本実施例では、実施例１乃至３で作製した発光素子１〜６、及び比較発光素子１〜３に用いた材料のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を測定した。
【０２５９】
（測定例１：ＰＣＢＡＰＡ）
本測定例では、構造式（１１）で表されるＰＣＢＡＰＡのＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＡＰＡは、発光素子１〜６、及び比較発光素子１において第１の発光物質として用いた。ＰＣＢＡＰＡの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４０ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４０ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．８２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．５８ｅＶであった。
【０２６０】
（測定例２：ＰＣＢＡＮＢ）
本測定例では構造式（１２）で表されるＰＣＢＡＮＢの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＡＮＢは、発光素子１、２、６及び比較発光素子２において正孔輸送性の有機化合物として用いた。ＰＣＢＡＮＢの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４４ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４４ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＡＮＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは３．２５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．１９ｅＶであった。
【０２６１】
（測定例３：ＰＣＢＡ１ＢＰ）
本測定例では、構造式（１７）で表されるＰＣＢＡ１ＢＰの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＡ１ＢＰは、発光素子３〜５、及び比較発光素子３において正孔輸送性の有機化合物として用いた。ＰＣＢＡ１ＢＰの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４２ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４２ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＡ１ＢＰの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは３．２１ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．２１ｅＶであった。
【０２６２】
（測定例４：ＰＣＢＮＡＰＡ）
本測定例では、構造式（１４）で表されるＰＣＢＮＡＰＡの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＮＡＰＡは、発光素子１〜６、及び比較発光素子１〜３において第２の発光物質として用いた。ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４７ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４７ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．５５ｅＶであった。
【０２６３】
（測定例５：ＣｚＰＡ）
本測定例では、構造式（１３）で表されるＣｚＰＡの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＣｚＰＡは、発光素子１〜６、及び比較発光素子１〜３において電子輸送性の有機化合物として用いた。ＣｚＰＡの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．６４ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．６４ｅＶであることがわかった。さらに、ＣｚＰＡの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．６９ｅＶであった。
【実施例６】
【０２６４】
本実施例においては、実施例１、実施例２及び実施例３とは異なる構成を有する発光素子について説明する。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）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を参照されたい。
【０２６５】
【化２２】
【０２６６】
本実施例の発光素子７及び８の作製方法を以下に示す。なお、正孔輸送層１０５を形成するまでは実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０２６７】
次いで、正孔輸送層１０５上に、第１の発光物質である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）と、正孔輸送性の有機化合物である上記構造式（１８）で表される４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、発光素子７ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＮＢＢ＝１：１、発光素子８ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＮＢＢ＝１：２となるように成膜した（全て質量比）。第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０２６８】
続いて、第１の発光層１０２ａ上にそれぞれ第２の発光層１０２ｂを、電子輸送性の有機化合物である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）と、第２の発光物質である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）の共蒸着により形成した。これによって、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂと、からなる発光層１０２を形成した。なお、本実施例において、第１の発光物質と第２の発光物質には、同一の化合物を用いた。第２の発光層１０２ｂ中のＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡの質量比はＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１、膜厚は３０ｎｍとした。
【０２６９】
次いで、発光層１０２上に、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、及び陰極１０１を順に積層させ、発光素子７及び発光素子８を完成させた。これらの層は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０２７０】
以上のように作製した発光素子７及び発光素子８の素子構造を表７に示す。
【０２７１】
【表７】
【０２７２】
以上により得られた発光素子７及び発光素子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、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。
【０２７３】
発光素子の電流密度−輝度特性を図２０、電圧−輝度特性を図２１、輝度−外部量子効率特性を図２２に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表８に示す。
【０２７４】
【表８】
【０２７５】
図２２及び表８より、発光素子７及び発光素子８は、高い外部量子効率が得られることがわかる。また、表８より、発光素子７及び発光素子８は色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子７及び発光素子８では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＮＢＢ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されたためと示唆される。
【０２７６】
また、作製した発光素子７及び発光素子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２３に示す。図２３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。
【０２７７】
図２３より、１０００時間の駆動後でも発光素子７は初期輝度の７５％の輝度を、発光素子８は初期輝度の７６％をそれぞれ保っており、本実施例の発光素子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。発光素子７及び発光素子８では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれ、また、第１の発光物質と第２の発光物質として同一の化合物を用いているため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送され、界面における電子の蓄積が抑制されたため、発光素子が長寿命化したと示唆される。
【０２７８】
以上から、本実施例の発光素子７及び発光素子８は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例７】
【０２７９】
本実施例では、他の実施例で用いた材料について説明する。
【０２８０】
≪ＰＣＢＮＢＢの合成例≫
以下に、実施例６で使用した、構造式（１８）で表される４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）の合成例を示す。
【０２８１】
［ステップ１：４，４’−ジブロモトリフェニルアミンの合成］
４，４’−ジブロモトリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−１）に示す。
【０２８２】
【化２３】
【０２８３】
トリフェニルアミンを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三角フラスコ中にて酢酸エチル２５０ｍＬの混合溶媒に溶かした後、ここにＮ−ブロモこはく酸イミド（略称；ＮＢＳ）１８ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加えて２４時間室温にて撹拌した。反応終了後、この混合液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この混合液をろ過し、得られたろ液を濃縮乾固させ、目的物の白色固体を収量２０ｇ、収率９９％で得た。
【０２８４】
［ステップ２：４，４’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成］
４，４’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−２）に示す。
【０２８５】
【化２４】
【０２８６】
４，４’−ジブロモトリフェニルアミンを６．０ｇ（１５ｍｍｏｌ）、１−ナフタレンボロン酸を５．２ｇ（３０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を２．０ｍｇ（０．０１ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンを６．０ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）、１００ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、トルエン２０ｍＬ、エタノール５ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液２０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気したのち、窒素雰囲気下、９０℃で４．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２８７】
反応後、この反応混合物にトルエン１５０ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、シリカゲル、セライトを通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量６．４ｇ、収率８６％で得た。
【０２８８】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．５３、４，４’−ジブロモトリフェニルアミンは０．６９だった。
【０２８９】
［ステップ３：４−ブロモ−４’，４’’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成］
４−ブロモ−４’，４’’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−３）に示す。
【０２９０】
【化２５】
【０２９１】
４，４’−ジ−（１−ナフチル）トリフェニルアミンを６．４ｇ（１３ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三角フラスコ中にて酢酸エチル１５０ｍＬに溶かした後、ここにＮ−ブロモこはく酸イミド（略称；ＮＢＳ）２．３ｇ（１３ｍｍｏｌ）を加えて２４時間室温にて撹拌した。反応終了後、この混合液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この混合液をろ過し、得られたろ液を濃縮した。ここにメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したのち、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：５）による精製を行った。目的物の白色粉末を収量１．６ｇ、収率２２％で得た。
【０２９２】
［ステップ４：４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称；ＰＣＢＮＢＢ）の合成］
４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−４）に示す。
【０２９３】
【化２６】
【０２９４】
４−ブロモ−４’，４’’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンを１．４ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル−ボロン酸を０．７ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を４．０ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンを６．０ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）、５０ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、トルエン２０ｍＬ、エタノール５ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液２．５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気したのち、窒素雰囲気下、９０℃で６．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２９５】
反応後、この反応混合物にトルエン１５０ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、シリカゲル、セライトを通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量０．４ｇ、収率２２％で得た。
【０２９６】
上記ステップ４で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。測定結果から、ＰＣＢＮＢＢが得られたことがわかった。
【０２９７】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．２８−７．７２ （ｍ、３０Ｈ）、７．８５（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．９０−７．９３（ｍ、２Ｈ）、８．０６−８．０９（ｍ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ）、８．３８（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２９８】
また、ＰＣＢＮＢＢの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４６ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４６ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＮＢＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは３．１５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップと、ＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．３１ｅＶであった。
【符号の説明】
【０２９９】
１００ 陽極
１０１ 陰極
１０２ 発光層
１０２ａ 第１の発光層
１０２ｂ 第２の発光層
１０３ ＥＬ層
１０４ 正孔注入層
１０５ 正孔輸送層
１０６ 電子輸送層
１０７ 電子注入層
１１０ 発光素子
１２２ ＨＯＭＯ準位
１２４ ＨＯＭＯ準位
１２８ ＨＯＭＯ準位
１４２ ＬＵＭＯ準位
１４４ ＬＵＭＯ準位
１４６ ＬＵＭＯ準位
１４８ ＬＵＭＯ準位
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
７１１ａ ＦＰＣ
７１１ｂ ＦＰＣ
７１２ 入力端子
８０１ 素子基板
８０２ 画素部
８０３ 駆動回路部
８０４ 駆動回路部
８０５ シール材
８０６ 封止基板
８０７ 配線
８０８ ＦＰＣ
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
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 マウス
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
９５００ 携帯電話機
９５０１ 筐体
９５０２ 表示部
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ている発光素子に関する。また、その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（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）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、薄膜軽量に製造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】
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大きな理由の一つに、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ゆく劣化を起こす。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、駆動回路面、封止面、素子構造面や材料面など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、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質と電子輸送性の有機化合物を有する発光素子である。また、その発光素子において、第１の発光物質の最低空軌道準位と、第２の発光物質の最低空軌道準位と、電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、第１の発光物質の最高被占軌道準位と、第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差は、０．３ｅＶより大きい。
【０００９】
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質及び電子輸送性の有機化合物を有する発光素子である。また、その発光素子において、正孔輸送性の有機化合物は、アリールアミン骨格を有する化合物であり、電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、第１の発光物質及び第２の発光物質は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格及びアリールアミン骨格を有する化合物である。
【００１０】
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質及び電子輸送性の有機化合物と、を有する発光素子である。また、その発光素子において、正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であり、電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、第１の発光物質及び第２の発光物質は、下記一般式（２）で表される化合物である。
【００１１】
【化１】
【００１２】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【００１３】
【化２】
【００１４】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していても良い。また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【００１５】
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第１の電極上に形成された第１の発光層と、第１の発光層上に、第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、第１の発光層は、第１の発光物質及び正孔輸送性の有機化合物を有し、第２の発光層は、第２の発光物質及び電子輸送性の有機化合物を有する発光素子である。また、その発光素子において、正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（３）で表される化合物であり、電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、第１の発光物質及び第２の発光物質は、下記一般式（４）で表される化合物である。
【００１６】
【化３】
【００１７】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ５は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ６は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【００１８】
【化４】
【００１９】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ８は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記構成において第１の発光層における第１の発光物質の割合が、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下である発光素子である。
【００２１】
また、本発明の一態様は、上記構成において第１の発光層と、第２の発光層とが、同じ発光色を呈する発光素子である。
【００２２】
また、本発明の一態様は、上記構成において第１の発光層及び第２の発光層からの発光スペクトルの最大ピークは、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の領域に位置する発光素子である。
【００２３】
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、又は、その発光装置を含む電子機器である。
【００２４】
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。
【００２５】
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もしくは照明装置を含む。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。
【００２６】
なお、本明細書において、第１または第２などとして付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示すものではない。また、本明細書において発明を特定するための事項として固有の名称を示すものではない。
【００２７】
また、本明細書において、「電子輸送性の有機化合物」とは、少なくとも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、「正孔輸送性の有機化合物」とは少なくとも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】
【００２８】
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】
【００２９】
【図１】発光素子の素子構造及びバンド図を示す図。
【図２】発光素子の素子構造を示す図。
【図３】パッシブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図４】パッシブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図５】アクティブマトリクス型の発光装置を示す図。
【図６】電子機器を示す図。
【図７】照明器具を示す図。
【図８】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図９】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１０】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１１】実施例１の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１２】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１３】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１４】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１５】実施例２の発光素子及び比較発光素子の特性を示す図。
【図１６】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図１７】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図１８】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図１９】実施例３の発光素子の特性を示す図。
【図２０】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【図２１】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【図２２】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【図２３】実施例６の発光素子の特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。但し、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、本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、本明細書中において量関係を述べる際、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、発光材料を含む層に正孔を注入する電極のこと示し、陰極とは、発光材料を含む層に電子を注入する電極のことを示す。
【００３１】
（実施の形態１）
本実施の形態の発光素子１１０の概念図の一例を図１（Ａ）に示す。本実施の形態の発光素子１１０は陽極１００と陰極１０１との間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有している。ＥＬ層１０３は少なくとも発光層１０２を有しており、発光層１０２は陽極１００側から第１の発光層１０２ａ、第２の発光層１０２ｂの２層を積層することによって構成されている。なお、当該２層は接して形成される。
【００３２】
第１の発光層１０２ａは第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物とを含む層である。また、第２の発光層１０２ｂは第２の発光物質と電子輸送性の有機化合物とを含む層である。発光素子１１０は、陽極１００、陰極１０１間に順電圧を加えた際、第１の発光層１０２ａにおいては、第１の発光物質からの発光が得られ、第２の発光層１０２ｂにおいては、第２の発光物質からの発光が得られる。
【００３３】
本実施の形態に記載の発光素子１１０のバンド図の一例を図１（Ｂ）に示す。図１（Ｂ）において、１２０は、陽極１００のフェルミ準位を、１４０は、陰極１０１のフェルミ準位をそれぞれ示す。また、１２２は、第１の発光層１０２ａに含まれる正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ（最高被占軌道準位：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位を、１４６は、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ（最低空分子軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位を、１２４は、第１の発光層１０２ａに含まれる第１の発光物質のＨＯＭＯ準位を、１４８は、第１の発光物質のＬＵＭＯ準位をそれぞれ示す。また、１２６は、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位を、１４２は、電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位を、１２８は、第２の発光層１０２ｂに含まれる第２の発光物質のＨＯＭＯ準位を、１４４は、第２の発光物質のＬＵＭＯ準位をそれぞれ示す。
【００３４】
陽極１００から注入された正孔は、第１の発光層１０２ａに注入される。第１の発光層１０２ａに注入された正孔は、第１の発光層１０２ａを輸送され、第２の発光層１０２ｂとの界面近傍でその一部が第２の発光層１０２ｂから注入された電子と再結合し、残りが第２の発光層１０２ｂに注入される。
【００３５】
図１（Ｂ）に示すように、第１の発光層１０２ａに含まれる正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位１２２、第１の発光物質のＨＯＭＯ準位１２４、及び第２の発光層１０２ｂに含まれる第２の発光物質のＨＯＭＯ準位１２８が同程度であると、正孔輸送性の有機化合物、第１の発光物質及び第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。具体的には、それぞれの物質のＨＯＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下であるのが好ましい。さらに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質であるため、第２の発光層１０２ｂに注入された正孔は、輸送されにくくなる。その結果、第２の発光層１０２ｂにおけるキャリアの再結合の確率が高くなり、正孔が電子と再結合せずに陰極側に突き抜けてしまう現象が抑制される。
【００３６】
一方、陰極１０１から注入された電子は、第２の発光層１０２ｂに注入される。第２の発光層１０２ｂに注入された電子は、第２の発光層１０２ｂを輸送され、第１の発光層１０２ａとの界面近傍でその一部が第１の発光層１０２ａから注入された正孔と再結合し、残りが第１の発光層１０２ａに注入される。
【００３７】
発光素子１１０において、第１の発光層１０２ａに含まれる第１の発光物質のＬＵＭＯ準位１４８、第２の発光層１０２ｂに含まれる第２の発光物質のＬＵＭＯ準位１４４、及び電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位１４２が同程度であると、第１の発光物質、第２の発光物質、及び電子輸送性の有機化合物との間で、キャリアである電子の輸送を容易に行うことができる。よって、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂの界面に電子が蓄積するのを抑制することができるため、発光素子の経時的な劣化を抑制することができる。具体的には、それぞれの物質のＬＵＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下であるのが好ましい。
【００３８】
また、第１の発光層１０２ａから、陽極１００側への電子の突き抜けを防止するために、正孔輸送性の有機化合物として、そのＬＵＭＯ準位１４６が、第１の発光物質のＬＵＭＯ準位１４８よりも高い物質を用いる。すなわち、電子ブロック性の物質を用いる。これによって、第１の発光物質から正孔輸送性の有機化合物への電子の注入障壁が高くなり、第１の発光物質の単層の場合と比較して第１の発光層１０２ａ内で電子が輸送されにくくなる。その結果、第１の発光層１０２ａにおけるキャリアの再結合の確率が高くなり、電子が正孔と再結合せずに陽極側に突き抜けてしまう現象が抑制される。また、第１の発光層１０２ａにおける再結合領域が不必要に広がり、発光スペクトルがブロードになる（色度が低下する）現象を抑制することができる。なお、具体的には、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位１４６と、第１の発光物質のＬＵＭＯ準位１４８との差が、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。
【００３９】
以上のことから、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂの界面近傍における電子の蓄積を抑制しつつ、当該界面近傍における電子と正孔の再結合の確率を高くすることができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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の構成、材料、作製方法を適用することができる。
【００４２】
まず、絶縁表面を有する支持体上に陽極１００を形成する。陽極１００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、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。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。
【００４３】
続いて、ＥＬ層１０３を形成する。ＥＬ層１０３は、第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂを有する発光層１０２を少なくとも含んで形成されていればよく、発光層以外の層が形成された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、発光層以外には、正孔注入層、正孔輸送層、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のように陽極１００側から順に正孔注入層１０４、正孔輸送層１０５、発光層１０２（第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂ）、電子輸送層１０６、電子注入層１０７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。
【００４４】
正孔注入層１０４は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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、正孔注入層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。正孔注入層は陽極に接して形成され、正孔注入層１０４を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。
【００４５】
また、正孔注入層１０４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材料（以下、複合材料という）を用いることもできる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極とのオーム接触が可能となり、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ようになる。つまり、陽極として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数のあまり大きくない材料や、小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては、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）、クロラニル等の有機化合物や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、酸化レニウム等が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。
【００４６】
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。
【００４７】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる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、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。
【００４８】
例えば、複合材料に用いることのできる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。
【００４９】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’−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。
【００５０】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、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、１×１０−６ｃｍ２／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。
【００５１】
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。
【００５２】
また、正孔注入層の材料として上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層として用いてもよい。
【００５３】
このような、複合材料を正孔注入層１０４として用いた場合、陽極１００には仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、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。そのため、陽極としては前述した材料の他、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、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）、ユーロピウム（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を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００５４】
正孔輸送層１０５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、Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）、４，４’，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−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）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，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）アミノ］ベンゼン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等の適当な材料を用いることができる。正孔輸送層としては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多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。
【００５５】
また、正孔輸送層１０５として、正孔注入層１０４の材料として上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。この場合は、インクジェット法やスピンコートなど溶液プロセスを使用することができる。
【００５６】
発光層１０２は、正孔輸送層１０５側から第１の発光層１０２ａ、第２の発光層１０２ｂの２層を積層して形成する。第１の発光層１０２ａは、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物とを含む。また、第２の発光層１０２ｂは、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物とを含む。
【００５７】
第１の発光層１０２ａに含まれる正孔輸送性の有機化合物は、第１の発光層１０２ａに正孔が注入され、且つ、電子が陽極側に突き抜けないようにするために、正孔輸送性及び電子ブロック性を有する化合物を用いる必要がある。このような正孔輸送性の有機化合物として、アリールアミン骨格を有する化合物を好ましく用いることができる。
【００５８】
また、正孔輸送性の有機化合物がアリールアミン骨格と、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格と、を有している場合、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格の電子受容性が高く、また当該骨格が電子輸送性を有しているために、アリールアミン骨格を有することで正孔輸送性の高い材料となっていても、ある程度電子を輸送する能力も保持する。このような正孔輸送性の有機化合物を第１の発光層に用いた場合、電子の突き抜けによる劣化の影響及び効率の低下が条件によっては大きくなってしまう。そこで、正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（１）で示すように、アリールアミン骨格を有し、且つ、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有しない化合物を用いるのがより好ましい。
【００５９】
【化５】
【００６０】
但し、式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。なお、Ａ、Ｒ１及びＲ２に結合可能な置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下の芳香族炭化水素骨格で構成されるアリール基が挙げられる。
【００６１】
または、下記一般式（３）で示す化合物は、高い正孔輸送性と化学的安定性、及び耐熱性を示すことから、正孔輸送性の有機化合物として好適に用いることができる。
【００６２】
【化６】
【００６３】
式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ５は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ６は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。なお、Ａ、Ｒ５及びＲ６に結合可能な置換基としては、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下のアリール基が挙げられる。
【００６４】
第１の発光層１０２ａに用いる正孔輸送性の有機化合物として、具体的には、例えば、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４−（１−ナフチル）−４’−フェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉＮＢ）、４−［９−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＢＣＢＡ１ＢＰ）、４−［９−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：ＢＣＢＡＮＢ）、４−［９−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−（１−ナフチル）−４’’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＢＣＢＢｉＮＢ）、４−｛９−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−イル｝−４’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＮＢＣＢＡ１ＢＰ）、４−［９−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−４’−フェニル−トリフェニルアミン（略称：ＮＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰＩＩＩ）、４−（１−ナフチル）−４’−フェニルトリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジ−（１−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）等を好ましく用いることができる。
【００６５】
第１の発光物質は、第１の発光層１０２ａにおいて、発光中心物質となりうる物質である。また、第２の発光物質は、第２の発光層１０２ｂにおいて、発光中心物質となりうる物質である。それぞれの発光は蛍光でも燐光でもどちらでもよい。
【００６６】
また、図１（Ｂ）を用いて先に説明した通り、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとの間で容易に正孔および電子の授受が行われるように、第１の発光物質及び第２の発光物質としては、それぞれのＨＯＭＯ準位と、正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位とが同程度、好ましくは３つの物質のＨＯＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下であり、且つ、それぞれのＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位とが同程度、好ましくは３つの物質のＬＵＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以下である材料を用いる。また、第２の発光層１０２ｂから第１の発光層１０２ａへ注入された電子が陽極側へ突き抜けないように、第１の発光物質は、そのＬＵＭＯ準位が正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位よりも低く、その差が好ましくは０．３ｅＶより大きくなる材料を用いる。このような第１の発光物質及び第２の発光物質として、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格及びアリールアミン骨格を有する化合物を好ましく用いることができる。
【００６７】
第１の発光物質及び第２の発光物質が、アリールアミン骨格を有することで、アリールアミン骨格を有する正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と同程度のＨＯＭＯ準位を有する化合物とすることができる。また、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有することで、第１の発光物質及び第２の発光物質のＬＵＭＯ準位と正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差を０．３ｅＶより大きくすることができる。さらに、第１の発光物質、第２の発光物質、および電子輸送性の有機化合物における多環芳香族炭化水素骨格を同一の骨格とすることで、ＬＵＭＯ準位をより近づけることができる。なお、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格としては、具体的には、アントラセン骨格、ピレン骨格、クリセン骨格、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン骨格等が挙げられる。
【００６８】
また、第１の発光物質及び第２の発光物質の有するアリールアミン骨格は、正孔輸送性の有機化合物の有するアリールアミン骨格と同じ骨格であるのが好ましい。よって、第１の発光物質及び第２の発光物質は、以下の一般式（２）で表される化合物であるのが好ましい。
【００６９】
【化７】
【００７０】
ただし式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。なお、Ｂ、Ｒ３及びＲ４に結合可能な置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下の芳香族炭化水素骨格で構成されるアリール基が挙げられる。
【００７１】
また第１の発光物質及び第２の発光物質としては、高い発光効率と化学的安定性、及び耐熱性を示すことから、下記一般式（４）で示す化合物を好適に用いることができる。
【００７２】
【化８】
【００７３】
式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ８は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。なお、Ｂ、Ｒ７及びＲ８に結合可能な置換基としては、メチル基、エチル基、又はプロピル基等のアルキル基、若しくは、フェニル基、ナフチル基等の２環以下のアリール基が挙げられる。
【００７４】
第１の発光物質又は第２の発光物質として、具体的には、例えば、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）、４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）、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：２ＴＰＰＡ）等を用いることができる。第１の発光物質と第２の発光物質とが同じ物質でなくても構わない。但し、第１の発光物質と第２の発光物質とは、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位がそれぞれ同程度であるため、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとは、同じ発光色を呈する。従って、本実施の形態で示す発光素子の構成は、単色の発光を呈する発光素子に好適である。また、一般に、発光物質が青色の発光を呈する場合、発光物質がキャリアをトラップしにくく、発光層からのキャリアの突き抜けが起こりやすいが、本実施の形態で示す発光素子では、電子ブロック性を有する正孔輸送性の有機化合物を有することで、電子が陽極側へ突き抜けるのを抑制することができるため、青色を呈する発光素子、すなわち第１の発光層及び第２の発光層からの発光スペクトルの最大ピークが、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の領域に位置する発光素子に特に有効である。
【００７５】
また、第１の発光層１０２ａにおいて、第１の発光物質の割合は、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下とするのが好ましい。第１の発光物質を３０ｗｔ％以上含有させることで、第２の発光層１０２ｂから容易に電子を受け取ることができる。また、第１の発光物質の含有量を７０ｗｔ％以下（すなわち、正孔輸送性の有機化合物の含有量を３０ｗｔ％以上）とすることで、陽極側への電子の突き抜けを抑制することができる。
【００７６】
また、電子輸送性の有機化合物は第２の発光層１０２ｂにおいて、発光中心物質である第２の発光物質を分散するホストとして用いられている。第２の発光層１０２ｂでは、電子輸送性の有機化合物が最多成分であり、第２の発光物質は０．００１ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満の割合で含まれているのが好ましい。電子輸送性の有機化合物はそのエネルギーギャップが第２の発光物質のエネルギーギャップより大きい物質を用いることが好ましい。また、電子輸送性の有機化合物としては、そのＬＵＭＯ準位が第１の発光物質及び第２の発光物質とのＬＵＭＯ準位と同程度である材料を用いる。このような電子輸送性の有機化合物としては、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物を用いることができる。３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等が挙げられる。特に、第１の発光物質、第２の発光物質、および電子輸送性の有機化合物における多環芳香族炭化水素骨格を同一の骨格とすることで、ＬＵＭＯ準位をより近づけることができる。
【００７７】
電子輸送性の有機化合物として、具体的には、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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）等を用いることができる。
【００７８】
電子輸送層１０６を用いる場合、発光層１０２と電子注入層１０７との間に設置される。電子輸送層１０６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−ヒドロキシ−ビフェニリル）−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などを用いることができる。また、この他に、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］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）、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。電子輸送層としては１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いることが好ましいが、正孔より電子の輸送性の高い物質であれば電子輸送層として用いることができる。また、電子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多層構造の層であってもよい。電子輸送層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。
【００７９】
また、電子輸送層として、高分子化合物を用いることもできる。例えば、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）などを用いることができる。この場合、インクジェット法やスピンコートなどの溶液プロセスを適用することができる。
【００８０】
なお、第２の発光層１０２ｂと接する電子輸送層１０６には、第２の発光層１０２ｂの発光中心物質である第２の発光物質よりも大きいエネルギーギャップ（又は三重項エネルギー）を有する物質を用いることが好ましい。このような構成にすることにより、発光層１０２から電子輸送層１０６へのエネルギー移動を抑制することができ、高い発光効率を実現することができる。
【００８１】
電子注入層１０７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、例えば、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、酸化リチウムや塩化リチウムなどのアルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物などを好適に用いることができる。あるいは、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）やバソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの、いわゆる電子輸送性の材料にリチウムやマグネシウムなどアルカリ金属またはアルカリ土類金属を組み合わせた層も使用できる。電子注入層は陰極に接して形成され、電子注入層を用いることによって、キャリアの注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果、駆動電圧の低減を図ることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、陰極からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい構成である。電子注入層は真空蒸着法などを用いて作製することができる。電子注入層１０７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用いることができる。
【００８２】
なお、ＥＬ層１０３の形成には、上述した作製方法の他に蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法など、湿式、乾式を問わず、用いることができる。
【００８３】
この後、陰極１０１を形成して発光素子１１０が完成する。陰極１０１としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、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、元素周期表の１族または２族に属する金属、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など）、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。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。また、陰極１０１と電子輸送層１０６との間に、電子注入層１０７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用いることができる。
【００８４】
なお、陽極１００または陰極１０１として導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いることもできる。導電性組成物は、陽極１００又は陰極１０１として形成する場合、薄膜におけるシート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８５】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン及びまたはその誘導体、ポリピロール及びまたはその誘導体、ポリチオフェン及びまたはその誘導体、これらの２種以上の共重合体などがあげられる。
【００８６】
共役導電性高分子の具体例としては、ポリピロ−ル、ポリ（３−メチルピロール）、ポリ（３−ブチルピロール）、ポリ（３−オクチルピロール）、ポリ（３−デシルピロール）、ポリ（３，４−ジメチルピロール）、ポリ（３，４−ジブチルピロール）、ポリ（３−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メチル−４−ヒドロキシピロール）、ポリ（３−メトキシピロール）、ポリ（３−エトキシピロール）、ポリ（３−オクトキシピロール）、ポリ（３−カルボキシルピロール）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルピロール）、ポリＮ−メチルピロール、ポリチオフェン、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−ブチルチオフェン）、ポリ（３−オクチルチオフェン）、ポリ（３−デシルチオフェン）、ポリ（３−ドデシルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３−エトキシチオフェン）、ポリ（３−オクトキシチオフェン）、ポリ（３−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３−メチル−４−カルボキシルチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリアニリン、ポリ（２−メチルアニリン）、ポリ（２−オクチルアニリン）、ポリ（２−イソブチルアニリン）、ポリ（３−イソブチルアニリン）、ポリ（２−アニリンスルホン酸）、ポリ（３−アニリンスルホン酸）等が挙げられる。
【００８７】
上記導電性高分子は、単独で陽極１００又は陰極１０１に使用してもよいし、膜特性を調整するために有機樹脂を添加して導電性組成物として使用することができる。
【００８８】
有機樹脂としては、導電性高分子と相溶または混合分散可能であれば熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよく、光硬化性樹脂であってもよい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のポリイミド系樹脂、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド１２、ポリアミド１１等のポリアミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル等のビニル樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、アラミド樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、メラミン樹脂、フェノール系樹脂、ポリエーテル、アクリル系樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられる。
【００８９】
さらに、上記導電性高分子又は導電性組成物の電気伝導度を調整するために、アクセプタ性またはドナー性ドーパントをドーピングすることにより、共役導電性高分子の共役電子の酸化還元電位を変化させてもよい。
【００９０】
アクセプタ性ドーパントとしては、ハロゲン化合物、有機シアノ化合物、有機金属化合物等を使用することができる。ハロゲン化合物としては、塩素、臭素、ヨウ素、塩化ヨウ素、臭化ヨウ素、フッ化ヨウ素等が挙げられる。有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。また、五フッ化燐、五フッ化ヒ素、五フッ化アンチモン、三フッ化硼素、三塩化硼素、三臭化硼素等や、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等の無機酸、有機カルボン酸、有機スルホン酸等の有機酸も用いることができる。有機カルボン酸及び有機スルホン酸としては、前記カルボン酸化合物及びスルホン酸化合物を使用することができる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等を挙げられる。
【００９１】
ドナー性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等を挙げることができる。
【００９２】
上記導電性高分子又は導電性組成物を、水または有機溶剤（アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、芳香族系溶剤など）に溶解させて、湿式法により陽極１００又は陰極１０１となる薄膜を形成することができる。
【００９３】
上記導電性高分子又は導電性組成物を溶解する溶媒としては、特に限定することはなく、上記した導電性高分子及び有機樹脂などの高分子樹脂化合物を溶解するものを用いればよい。例えば、水、メタノール、エタノール、プロピレンカーボネート、Ｎ‐メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエンなどの単独もしくは混合溶剤に溶解すればよい。
【００９４】
導電性組成物の成膜は上述のように溶媒に溶解した後、塗布法、コーティング法、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、印刷法等の湿式法を用いて成膜することができる。溶媒の乾燥は、熱処理を行ってもよいし、減圧下で行ってもよい。また、有機樹脂が熱硬化性の場合は、さらに加熱処理を行い、光硬化性の場合は、光照射処理を行えばよい。
【００９５】
なお、陽極１００や陰極１０１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１００を光透過性とすることで、陽極１００側から光を射出する構成となり、また、陽極１００を遮光性（特に反射性）とし、陰極１０１を光透過性とすることで、陰極１０１の側から光を射出する構成となる。さらに、陽極１００、陰極１０１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。
【００９６】
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。
【００９７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した発光素子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。
【００９８】
図３、図４にパッシブマトリクス型の発光装置の例を示す。
【００９９】
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。
【０１００】
図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図が図３（Ｄ）である。
【０１０１】
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３（Ａ））。なお、第１の電極６０３は、実施の形態１の陽極１００に相当する。
【０１０２】
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、アルキル基を含む酸化珪素膜））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３（Ｂ））。
【０１０３】
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３（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。
【０１０４】
図３（Ｃ）に示すように逆テーパ状の隔壁６０６を形成した後、図３（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において示したＥＬ層１０３に相当し、少なくとも発光層を含み、発光層は陽極側から第１の発光層、及び第１の発光層に接する第２の発光層の２層を積層することによって構成されている。なお、本実施の形態において、第２の電極６０８は、実施の形態１の陰極１０１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３（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
次に、図３（Ａ）乃至図３（Ｄ）に示したパッシブマトリクス型の発光装置にＦＰＣなどを実装した場合の上面図を図４に示す。
【０１０８】
図４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。
【０１０９】
ここで、図３における第１の電極６０３が、図４の走査線７０３に相当し、図３における第２の電極６０８が、図４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３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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
なお、図４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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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５を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板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。
【０１１５】
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ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）８０８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。
【０１１６】
次に、断面構造について図５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板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。
【０１１７】
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、駆動回路部を形成する回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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５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における陽極１００、ＥＬ層１０３、陰極１０１に相当する。
【０１２２】
また、図５（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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２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６を用いて説明する。
【０１２８】
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などのカメラ、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６に示す。
【０１２９】
図６（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、実施の形態２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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
図６（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、マウス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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図６（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６（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、におい又は赤外線等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。
【０１３６】
図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１３７】
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。
【０１３８】
図６（Ｄ）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。
【０１３９】
図６（Ｄ）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。
【０１４０】
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及び入力モードである。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
図６（Ｅ）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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
図７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７に示すように、室内の照明装置１００１を備えた部屋で、図６（Ｅ）で説明した卓上照明器具１００３を併用してもよい。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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】
【０１５２】
実施例１の発光素子について、比較素子の結果も示しながら説明する。
【０１５３】
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）〜（１６）に示す。素子構造は図２と同様である。
【０１５４】
【化９】
【０１５５】
【化１０】
【０１５６】
以下に、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子２の作製方法を示す。
【０１５７】
まず、陽極１００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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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）＝４：１（質量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層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。次に、ＮＰＢを１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１０５を形成した。
【０１６０】
さらに正孔輸送層１０５上に、第１の発光層１０２ａを形成した。
【０１６１】
発光素子１及び発光素子２は、第１の発光物質である上記構造式（１１）で表される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）と、正孔輸送性の有機化合物である上記構造式（１２）で表される４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、発光素子１ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ＝１：０．５、発光素子２ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ＝１：２となるように成膜した（全て質量比）。また、比較発光素子１は、ＰＣＢＡＰＡを蒸着して第１の発光層１０２ａとし、比較発光素子２は、ＰＣＢＡＮＢを蒸着して第１の発光層１０２ａとした。それぞれの発光素子において、第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０１６２】
続いて、第１の発光層１０２ａ上にそれぞれ第２の発光層１０２ｂを、電子輸送性の有機化合物である上記構造式（１３）で表される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）と、第２の発光物質である上記構造式（１４）で表される４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の共蒸着により形成した。これによって、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂと、からなる発光層１０２を形成した。なお、第２の発光層１０２ｂ中のＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡの質量比はＣｚＰＡ：ＰＣＢＮＡＰＡ＝１：０．１、膜厚は３０ｎｍとした。
【０１６３】
次に、上記構造式（１５）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（１６）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１０６を形成した。さらに電子輸送層１０６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１０７を形成した。最後に、陰極１０１としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１６４】
以上のように作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子２の素子構造を表１に示す。ここで、発光素子１及び発光素子２が実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。また、比較発光素子１は、第１の発光物質であるＰＣＢＡＰＡからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造、比較発光素子２は、正孔輸送性の有機化合物であるＰＣＢＡＮＢからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造の発光素子となっている。
【０１６５】
【表１】
【０１６６】
以上により得られた発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子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。
【０１６７】
各発光素子の電流密度−輝度特性を図８、電圧−輝度特性を図９、輝度−外部量子効率特性を図１０に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表２に示す。
【０１６８】
【表２】
【０１６９】
図１０及び表２より、発光素子１及び発光素子２は、比較発光素子１と比較して高い外部量子効率が得られた。また、発光素子１及び発光素子２は、比較発光素子１と比較して色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子１及び発光素子２では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＡＮＢ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されるのに対して、第１の発光層が第１の発光物質の単膜でなる比較発光素子１では、第１の発光層１０２ａ内で電子が輸送されやすく、第１の発光層１０２ａ全域に渡り発光領域が形成されうるためと示唆される。
【０１７０】
また、作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１及び比較発光素子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１１に示す。図１１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。
【０１７１】
図１１より、９３０時間の駆動後においても、発光素子１は初期輝度の７６％の輝度を保っており、また、発光素子２は初期輝度の７２％の輝度を保っていた。一方、９３０時間駆動後の比較発光素子１は初期輝度の７１％の輝度であったが、比較発光素子２は初期輝度の６５％の輝度まで劣化していた。よって、発光素子１及び発光素子２は、本実施例における比較発光素子、特に比較発光素子２よりも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。
【０１７２】
発光素子１及び発光素子２では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれるため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送される。一方、第１の発光層１０２ａが正孔輸送性の有機化合物の単膜でなる比較発光素子２では、注入障壁が高く、電子が注入されにくいため、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとの界面に電子が蓄積し、発光素子の経時的な劣化が起こったものと示唆される。
【０１７３】
以上から、本実施例の発光素子１及び発光素子２は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例２】
【０１７４】
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比較素子の結果も示しながら説明する。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を参照されたい。
【０１７５】
【化１１】
【０１７６】
以下に、本実施例の発光素子３、発光素子４、発光素子５及び比較発光素子３の作製方法を示す。なお、本実施例の比較発光素子１は、実施例１で示した比較発光素子１の作製方法と同様に作製した。
【０１７７】
発光素子３、発光素子４、発光素子５及び比較発光素子３は、共に正孔輸送層１０５を形成するまでは実施例１における発光素子１、２及び比較発光素子１、２と同様に作製した。
【０１７８】
次いで、正孔輸送層１０５上に、第１の発光層１０２ａをそれぞれ形成した。発光素子３、発光素子４、発光素子５は、第１の発光物質である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）と、正孔輸送性の有機化合物である上記構造式（１７）で表される４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、発光素子３ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡ１ＢＰ＝１：０．５、発光素子４ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡ１ＢＰ＝１：１、発光素子５ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡ１ＢＰ＝１：２となるように成膜した（全て質量比）。また、比較発光素子３は、ＰＣＢＡ１ＢＰを蒸着して第１の発光層１０２ａとした。それぞれの発光素子において、第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０１７９】
次いで、第１の発光層１０２ａ上に、第２の発光層１０２ｂを積層させ、第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂよりなる発光層１０２を形成した。その後、発光層１０２上に、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、及び陰極１０１を順に積層させ、発光素子又は比較発光素子を完成させた。これらの層は、実施例１における発光素子１、２及び比較発光素子１、２と同様に作製した。
【０１８０】
以上のように作製した発光素子３、発光素子４、発光素子５、比較発光素子１、及び比較発光素子３の素子構造を表３に示す。ここで、発光素子３、発光素子４及び発光素子５が実施の形態１に記載された構成を有する発光素子である。また、比較発光素子１は、第１の発光物質であるＰＣＢＡＰＡからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造、比較発光素子２は、正孔輸送性の有機化合物であるＰＣＢＡ１ＢＰからなる第１の発光層１０２ａを設けた構造の発光素子となっている。
【０１８１】
【表３】
【０１８２】
以上により得られた発光素子３、発光素子４、発光素子５、比較発光素子１、及び比較発光素子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、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。
【０１８３】
各発光素子の電流密度−輝度特性を図１２、電圧−輝度特性を図１３、輝度−外部量子効率特性を図１４に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表４に示す。
【０１８４】
【表４】
【０１８５】
図１４及び表４より、発光素子３、発光素子４、及び発光素子５は、比較発光素子１と比較して高い外部量子効率が得られた。また、発光素子３、発光素子４、及び発光素子５は、比較発光素子１と比較して色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子３、発光素子４、及び発光素子５では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＡ１ＢＰ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されるのに対して、第１の発光層が第１の発光物質の単膜でなる比較発光素子１では、第１の発光層内で電子が輸送されやすく、第１の発光層１０２ａ全域に渡り発光領域が形成されうるためと示唆される。
【０１８６】
また、作製した発光素子３、発光素子４、発光素子５、比較発光素子１及び比較発光素子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。
【０１８７】
図１５より、９３０時間の駆動後でも発光素子３は初期輝度の７８％の輝度を保っており、また、発光素子４及び発光素子５は初期輝度の７５％の輝度を保っていた。一方、９３０時間の駆動後の比較発光素子１は、初期輝度の７１％の輝度であったが、比較発光素子３は６４％まで劣化していた。よって、発光素子３、発光素子４及び発光素子５は、本実施例における比較発光素子、特に比較発光素子３よりも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。
【０１８８】
発光素子３、発光素子４及び発光素子５では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれるため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送される。一方、第１の発光層１０２ａが正孔輸送性の有機化合物の単膜でなる比較発光素子３では、注入障壁が高く、電子が注入されにくいため、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂとの界面に電子が蓄積し、発光素子の経時的な劣化が起こったものと示唆される。
【０１８９】
以上から、本実施例の発光素子３、発光素子４及び発光素子５は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例３】
【０１９０】
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。なお、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を参照されたい。
【０１９１】
本実施例の発光素子６の作製方法を以下に示す。なお、正孔輸送層１０５を形成するまでは実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１９２】
次いで、正孔輸送層１０５上に、第１の発光物質である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）と、正孔輸送性の有機化合物である４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、ＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＡＮＢ＝１：１となるように成膜した（質量比）。第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０１９３】
次いで、第１の発光層１０２ａ上に、第２の発光層１０２ｂを積層させ、第１の発光層１０２ａ及び第２の発光層１０２ｂよりなる発光層１０２を形成した。その後、発光層１０２上に、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、及び陰極１０１を順に積層させ、発光素子６を完成させた。これらの層は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０１９４】
以上のように作製した発光素子６の素子構造を表５に示す。
【０１９５】
【表５】
【０１９６】
以上により得られた発光素子６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。
【０１９７】
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−外部量子効率特性を図１８に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表６に示す。
【０１９８】
【表６】
【０１９９】
図１８及び表６より、発光素子６は、高い外部量子効率が得られることがわかる。また、表６より、発光素子６は色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子６では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＡＮＢ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されたためと示唆される。
【０２００】
また、作製した発光素子６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１９に示す。図１９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１９より、１１００時間の駆動後でも発光素子６は初期輝度の８６％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。発光素子６では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれるため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送され、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】
以上から、本実施例の発光素子６は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例４】
【０２０３】
本実施例では、他の実施例で用いた材料について説明する。
【０２０４】
≪ＰＣＢＡＰＡ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）の合成方法の一例を記載する。
【０２０５】
［ステップ１：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成スキームを下記反応式（ａ−１）に示す。
【０２０６】
【化１２】
【０２０７】
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウムで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ収率８６％で得た。
【０２０８】
［ステップ２：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
ＰＣＢＡの合成スキームを下記反応式（ａ−２）に示す。
【０２０９】
【化１３】
【０２１０】
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、ステップ１で合成した９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（０．２ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬ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、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃１０時間還流した。還流後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。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 ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物の白色固体を４．９ｇ収率４５％で得た。
【０２１１】
なお、上記ステップ２で得られた白色固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡを合成するための原料であるＰＣＢＡが得られたことがわかった。
【０２１２】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．０８−７．１４（ｍ、３Ｈ）、７．３２−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２１３】
［ステップ３：ＰＣＢＡＰＡの合成］
ＰＣＢＡＰＡの合成スキームを下記反応式（ａ−３）に示す。
【０２１４】
【化１４】
【０２１５】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＡ４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ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、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬ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、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物のＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体６．６ｇ収率７５％で得た。得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇ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でながしながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ、回収率９０％で得た。
【０２１６】
得られた固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。
【０２１７】
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６、３００ＭＨｚ）：δ＝７．０８−７．１４（ｍ、３Ｈ）、，７．３２−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２１８】
≪ＰＣＢＡＮＢの合成例≫
以下に、実施例１及び実施例３で使用した、構造式（１２）で表される４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）の合成方法の一例を記載する。
【０２１９】
［ステップ１：３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成］
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記反応式（ｂ−１）に示す。
【０２２０】
【化１５】
【０２２１】
３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．７ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモフェニルボロン酸を２．０ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンを０．６１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、２００ｍＬの三口フラスコへ入れ、この混合物へ、５０ｍＬの１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭＥ）と、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液１０ｍＬ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、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。
【０２２２】
この混合物へ、０．１１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、８０℃で９．５時間攪拌した。攪拌後、この混合物を室温まで冷ました後、水で２回洗浄した。得られた水層をトルエンで２回抽出し、抽出液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過してから、ろ液を濃縮した。
【０２２３】
得られた油状物を約２０ｍＬのトルエンに溶かし、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）により精製したところ、目的物の白色粉末状固体を１．９ｇ、収率４９％で得た。
【０２２４】
［ステップ２：４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンの合成］
４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（ｂ−２）に示す。
【０２２５】
【化１６】
【０２２６】
４−ブロモジフェニルアミンを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）、１−ナフチルボロン酸を８．６ｇ（５０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を２２ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを６０ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、２００ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、トルエン５０ｍＬ、エタノール２０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液３５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気したのち、窒素雰囲気下、９０℃で２時間加熱撹拌した。
【０２２７】
撹拌後、この混合物にトルエン１００ｍＬを加え、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、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。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物をろ過し、得られたろ液を濃縮して得た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン：酢酸エチル＝１：８：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮して得た化合物に、メタノールを加えて超音波を照射し、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量３．０ｇ、収率２０％で得た。
【０２２８】
［ステップ３：４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）の合成］
ＰＣＢＡＮＢの合成スキームを下記反応式（ｂ−３）に示す。
【０２２９】
【化１７】
【０２３０】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンを０．９ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを０．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を６．０ｍｇ（０．０１ｍｍｏｌ）、５０ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、脱水キシレン１５ｍＬ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、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．０６ｍＬ（０．０３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１２０℃で４．５時間加熱撹拌した。
【０２３１】
撹拌後、この混合物にトルエン２５０ｍＬを加え、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、シリカゲル、アルミナ、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。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、シリカゲル、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波を照射し、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量１．５ｇ、収率８２％で得た。
【０２３２】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．３４、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールは０．４６、４−（１−ナフチル）ジフェニルアミンは０．２５だった。
【０２３３】
上記ステップ３で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果からＰＣＢＡＮＢが得られたことがわかった。
【０２３４】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０７（ｔ、Ｊ＝６．６Ｈｚ、１Ｈ）、７．２５−７．６７（ｍ、２６Ｈ）、７．８４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．８９−７．９２（ｍ、１Ｈ）、８．０３−８．０７（ｍ、１Ｈ）、８．１８（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．３５（ｄ、Ｊ＝０．９Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２３５】
≪ＰＣＢＮＡＰＡ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（１４）で表される４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成方法の一例を記載する。
【０２３６】
［ステップ１：４−（１−ナフチル）アニリンの合成］
４−（１−ナフチル）アニリンの合成スキームを下記反応式（ｃ−１）に示す。
【０２３７】
【化１８】
【０２３８】
４−ブロモアニリン５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、１−ナフチルボロン酸５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．４５ｍｇ（１．５ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）３１ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６６．２ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２．３時間還流した。還流後、この混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで２回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。この油液物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、目的物の油状物を２．５ｇ、収率４０％で得た。
【０２３９】
［ステップ２：４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＡ）の合成］
ＰＣＢＮＡの合成スキームを下記反応式（ｃ−２）に示す。
【０２４０】
【化１９】
【０２４１】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール０．８ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．６ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン４ｍＬに溶かした４−（１−ナフチル）アニリン０．４ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を加えた後、トルエンを１．８ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３７ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で３時間攪拌した。攪拌後、混合物にトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、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＝３：２）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、目的物の褐色固体を０．７ｇ、収率６３％で得た。
【０２４２】
なお、上記のステップ２で得られた固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＮＡが得られたことがわかった。
【０２４３】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．２５−７．７０（ｍ、２３Ｈ）、７．８４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．９１（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．０３（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、１Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３４（ｓ、１Ｈ）。
【０２４４】
［ステップ３：４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成］
ＰＣＢＮＡＰＡの合成スキームを下記反応式（ｃ−３）に示す。
【０２４５】
【化２０】
【０２４６】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．４５ｇ（１．１ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．４ｇ（４．３ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１０ｍＬに溶かしたＰＣＢＮＡ０．８ｇ（１．４ｍｍｏｌ）を入れた後、トルエンを４．３ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）２３ｍｇ（４．０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。攪拌後、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、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＝３：７）により精製し、得られたフラクションを濃縮し、目的物の黄色固体を得た。得られた固体を、トルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を１．０７ｇ、収率８５％で得た。
【０２４７】
得られた黄色固体０．８４ｇ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４．５Ｐａ、アルゴンガスを流量５ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３８０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．７６ｇ、回収率９１％で得た。
【０２４８】
上記ステップ３で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果からＰＣＢＮＡＰＡが得られたことがわかった。
【０２４９】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ＝７．２８−７．６６（ｍ、３１Ｈ）、７．７０−７．７８（ｍ、６Ｈ）、７．８５−７．９４（ｍ、４Ｈ）、８．０９−８．１２（ｍ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．４０（ｄ、Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２５０】
≪ＰＣＢＡ１ＢＰの合成例≫
以下に、実施例２で使用した、構造式（１７）で表される４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）の合成方法の一例を記載する。
【０２５１】
４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）の合成スキームを下記反応式（ｄ−１）に示す。
【化２１】
【０２５２】
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）２．０ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモビフェニル１．１ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド２．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ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、トルエン５０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬ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、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．１０ｇを加えた。
【０２５３】
次に、この混合物を、８０℃で５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、硫酸マグネシウムを除去してろ液を得た。
【０２５４】
得られたろ液を濃縮して得た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーはまずトルエン：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を展開溶媒として用い、ついでトルエン：ヘキサン＝３：７の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状白色固体を収量２．３ｇ、収率８４％で得た。
【０２５５】
得られた白色固体１．２ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして２８０℃で２０時間行った。収量は１．１ｇ、収率は８９％であった。
【０２５６】
得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定結果を示す。測定結果から、ＰＣＢＡ１ＢＰが得られたことがわかった。
【０２５７】
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０５−７．２０（ｍ、７Ｈ），７．２８−７．７８（ｍ、２１Ｈ），８．３４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．５７（ｓ、１Ｈ）。
【実施例５】
【０２５８】
本実施例では、実施例１乃至３で作製した発光素子１〜６、及び比較発光素子１〜３に用いた材料のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を測定した。
【０２５９】
（測定例１：ＰＣＢＡＰＡ）
本測定例では、構造式（１１）で表されるＰＣＢＡＰＡのＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＡＰＡは、発光素子１〜６、及び比較発光素子１において第１の発光物質として用いた。ＰＣＢＡＰＡの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４０ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４０ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．８２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．５８ｅＶであった。
【０２６０】
（測定例２：ＰＣＢＡＮＢ）
本測定例では構造式（１２）で表されるＰＣＢＡＮＢの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＡＮＢは、発光素子１、２、６及び比較発光素子２において正孔輸送性の有機化合物として用いた。ＰＣＢＡＮＢの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４４ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４４ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＡＮＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは３．２５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．１９ｅＶであった。
【０２６１】
（測定例３：ＰＣＢＡ１ＢＰ）
本測定例では、構造式（１７）で表されるＰＣＢＡ１ＢＰの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＡ１ＢＰは、発光素子３〜５、及び比較発光素子３において正孔輸送性の有機化合物として用いた。ＰＣＢＡ１ＢＰの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４２ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４２ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＡ１ＢＰの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは３．２１ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．２１ｅＶであった。
【０２６２】
（測定例４：ＰＣＢＮＡＰＡ）
本測定例では、構造式（１４）で表されるＰＣＢＮＡＰＡの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＰＣＢＮＡＰＡは、発光素子１〜６、及び比較発光素子１〜３において第２の発光物質として用いた。ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４７ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４７ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．５５ｅＶであった。
【０２６３】
（測定例５：ＣｚＰＡ）
本測定例では、構造式（１３）で表されるＣｚＰＡの、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について測定した。なお、ＣｚＰＡは、発光素子１〜６、及び比較発光素子１〜３において電子輸送性の有機化合物として用いた。ＣｚＰＡの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．６４ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．６４ｅＶであることがわかった。さらに、ＣｚＰＡの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．６９ｅＶであった。
【実施例６】
【０２６４】
本実施例においては、実施例１、実施例２及び実施例３とは異なる構成を有する発光素子について説明する。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）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を参照されたい。
【０２６５】
【化２２】
【０２６６】
本実施例の発光素子７及び８の作製方法を以下に示す。なお、正孔輸送層１０５を形成するまでは実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０２６７】
次いで、正孔輸送層１０５上に、第１の発光物質である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）と、正孔輸送性の有機化合物である上記構造式（１８）で表される４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）を共蒸着することにより第１の発光層１０２ａを形成した。第１の発光層１０２ａ中のこれらの質量比は、発光素子７ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＮＢＢ＝１：１、発光素子８ではＰＣＢＡＰＡ：ＰＣＢＮＢＢ＝１：２となるように成膜した（全て質量比）。第１の発光層１０２ａの膜厚は２５ｎｍとした。
【０２６８】
続いて、第１の発光層１０２ａ上にそれぞれ第２の発光層１０２ｂを、電子輸送性の有機化合物である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）と、第２の発光物質である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）の共蒸着により形成した。これによって、第１の発光層１０２ａと第２の発光層１０２ｂと、からなる発光層１０２を形成した。なお、本実施例において、第１の発光物質と第２の発光物質には、同一の化合物を用いた。第２の発光層１０２ｂ中のＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡの質量比はＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１、膜厚は３０ｎｍとした。
【０２６９】
次いで、発光層１０２上に、電子輸送層１０６、電子注入層１０７、及び陰極１０１を順に積層させ、発光素子７及び発光素子８を完成させた。これらの層は、実施例１における発光素子１と同様に作製した。
【０２７０】
以上のように作製した発光素子７及び発光素子８の素子構造を表７に示す。
【０２７１】
【表７】
【０２７２】
以上により得られた発光素子７及び発光素子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、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。
【０２７３】
発光素子の電流密度−輝度特性を図２０、電圧−輝度特性を図２１、輝度−外部量子効率特性を図２２に示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、外部量子効率、色度及び発光ピーク波長を表８に示す。
【０２７４】
【表８】
【０２７５】
図２２及び表８より、発光素子７及び発光素子８は、高い外部量子効率が得られることがわかる。また、表８より、発光素子７及び発光素子８は色度が良好な青色発光が得られた。これは、発光素子７及び発光素子８では、第１の発光層１０２ａに第１の発光物質（本実施例ではＰＣＢＡＰＡ）と正孔輸送性の有機化合物（本実施例ではＰＣＢＮＢＢ）とが含まれるため、第１の発光層１０２ａ内で電子の輸送が制御され、第１の発光層と第２の発光層の界面近傍に発光領域が形成されたためと示唆される。
【０２７６】
また、作製した発光素子７及び発光素子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２３に示す。図２３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。
【０２７７】
図２３より、１０００時間の駆動後でも発光素子７は初期輝度の７５％の輝度を、発光素子８は初期輝度の７６％をそれぞれ保っており、本実施例の発光素子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。発光素子７及び発光素子８では、第１の発光層１０２ａに、第２の発光層１０２ｂに含まれる電子輸送性の有機化合物（本実施例ではＣｚＰＡ）と同程度のＬＵＭＯ準位を有する第１の発光物質が含まれ、また、第１の発光物質と第２の発光物質として同一の化合物を用いているため、第２の発光層１０２ｂと第１の発光層１０２ａ間で容易に電子が輸送され、界面における電子の蓄積が抑制されたため、発光素子が長寿命化したと示唆される。
【０２７８】
以上から、本実施例の発光素子７及び発光素子８は、発光効率の改善と長寿命化を実現した発光素子とすることが可能である。また、色純度の高い発光素子とすることが可能である。
【実施例７】
【０２７９】
本実施例では、他の実施例で用いた材料について説明する。
【０２８０】
≪ＰＣＢＮＢＢの合成例≫
以下に、実施例６で使用した、構造式（１８）で表される４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）の合成例を示す。
【０２８１】
［ステップ１：４，４’−ジブロモトリフェニルアミンの合成］
４，４’−ジブロモトリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−１）に示す。
【０２８２】
【化２３】
【０２８３】
トリフェニルアミンを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三角フラスコ中にて酢酸エチル２５０ｍＬの混合溶媒に溶かした後、ここにＮ−ブロモこはく酸イミド（略称；ＮＢＳ）１８ｇ（１００ｍｍｏｌ）を加えて２４時間室温にて撹拌した。反応終了後、この混合液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この混合液をろ過し、得られたろ液を濃縮乾固させ、目的物の白色固体を収量２０ｇ、収率９９％で得た。
【０２８４】
［ステップ２：４，４’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成］
４，４’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−２）に示す。
【０２８５】
【化２４】
【０２８６】
４，４’−ジブロモトリフェニルアミンを６．０ｇ（１５ｍｍｏｌ）、１−ナフタレンボロン酸を５．２ｇ（３０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を２．０ｍｇ（０．０１ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンを６．０ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）、１００ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、トルエン２０ｍＬ、エタノール５ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液２０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気したのち、窒素雰囲気下、９０℃で４．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２８７】
反応後、この反応混合物にトルエン１５０ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、シリカゲル、セライトを通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量６．４ｇ、収率８６％で得た。
【０２８８】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．５３、４，４’−ジブロモトリフェニルアミンは０．６９だった。
【０２８９】
［ステップ３：４−ブロモ−４’，４’’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成］
４−ブロモ−４’，４’’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−３）に示す。
【０２９０】
【化２５】
【０２９１】
４，４’−ジ−（１−ナフチル）トリフェニルアミンを６．４ｇ（１３ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三角フラスコ中にて酢酸エチル１５０ｍＬに溶かした後、ここにＮ−ブロモこはく酸イミド（略称；ＮＢＳ）２．３ｇ（１３ｍｍｏｌ）を加えて２４時間室温にて撹拌した。反応終了後、この混合液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この混合液をろ過し、得られたろ液を濃縮した。ここにメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したのち、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：５）による精製を行った。目的物の白色粉末を収量１．６ｇ、収率２２％で得た。
【０２９２】
［ステップ４：４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称；ＰＣＢＮＢＢ）の合成］
４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記反応式（Ｋ−４）に示す。
【０２９３】
【化２６】
【０２９４】
４−ブロモ−４’，４’’−ジ（１−ナフチル）トリフェニルアミンを１．４ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル−ボロン酸を０．７ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を４．０ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンを６．０ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）、５０ｍＬ三口フラスコへ入れ、この混合物へ、トルエン２０ｍＬ、エタノール５ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液２．５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気したのち、窒素雰囲気下、９０℃で６．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２９５】
反応後、この反応混合物にトルエン１５０ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をフロリジール、アルミナ、シリカゲル、セライトを通してろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量０．４ｇ、収率２２％で得た。
【０２９６】
上記ステップ４で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。測定結果から、ＰＣＢＮＢＢが得られたことがわかった。
【０２９７】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．２８−７．７２ （ｍ、３０Ｈ）、７．８５（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．９０−７．９３（ｍ、２Ｈ）、８．０６−８．０９（ｍ、２Ｈ）、８．１９（ｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ）、８．３８（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）。
【０２９８】
また、ＰＣＢＮＢＢの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．４６ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．４６ｅＶであることがわかった。さらに、ＰＣＢＮＢＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは３．１５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップと、ＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．３１ｅＶであった。
【符号の説明】
【０２９９】
１００ 陽極
１０１ 陰極
１０２ 発光層
１０２ａ 第１の発光層
１０２ｂ 第２の発光層
１０３ ＥＬ層
１０４ 正孔注入層
１０５ 正孔輸送層
１０６ 電子輸送層
１０７ 電子注入層
１１０ 発光素子
１２２ ＨＯＭＯ準位
１２４ ＨＯＭＯ準位
１２８ ＨＯＭＯ準位
１４２ ＬＵＭＯ準位
１４４ ＬＵＭＯ準位
１４６ ＬＵＭＯ準位
１４８ ＬＵＭＯ準位
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
７１１ａ ＦＰＣ
７１１ｂ ＦＰＣ
７１２ 入力端子
８０１ 素子基板
８０２ 画素部
８０３ 駆動回路部
８０４ 駆動回路部
８０５ シール材
８０６ 封止基板
８０７ 配線
８０８ ＦＰＣ
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
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 マウス
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
９５００ 携帯電話機
９５０１ 筐体
９５０２ 表示部
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】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、前記第２の発光物質の最低空軌道準位と、前記電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、前記第１の発光物質の最高被占軌道準位と、前記第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差は、０．３ｅＶより大きい発光素子。
【請求項２】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第１の発光層における前記第１の発光物質の割合は、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であり、
前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、前記第２の発光物質の最低空軌道準位と、前記電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、前記第１の発光物質の最高被占軌道準位と、前記第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差は、０．３ｅＶより大きい発光素子。
【請求項３】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記正孔輸送性の有機化合物は、アリールアミン骨格を有する化合物であり、
前記電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、
前記第１の発光物質及び前記第２の発光物質は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格及びアリールアミン骨格を有する化合物である発光素子。
【請求項４】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であり、
前記電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、
前記第１の発光物質及び前記第２の発光物質は、下記一般式（２）で表される化合物である発光素子。
【化１】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【化２】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していても良い。また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【請求項５】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（３）で表される化合物であり、
前記電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、
前記第１の発光物質及び前記第２の発光物質は、下記一般式（４）で表される化合物である発光素子。
【化３】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ５は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ６は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【化４】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ８は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一において、
前記第１の発光層における前記第１の発光物質の割合は、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下である発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、は、同じ発光色を呈する発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光層及び前記第２の発光層からの発光スペクトルの最大ピークは、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の領域に位置する発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の発光素子を含む発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置を含む電子機器。
【請求項１】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、前記第２の発光物質の最低空軌道準位と、前記電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、前記第１の発光物質の最高被占軌道準位と、前記第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差は、０．３ｅＶより大きい発光素子。
【請求項２】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第１の発光層における前記第１の発光物質の割合は、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であり、
前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、前記第２の発光物質の最低空軌道準位と、前記電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と、前記第１の発光物質の最高被占軌道準位と、前記第２の発光物質の最高被占軌道準位と、の差は、いずれも０．２ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と、前記第１の発光物質の最低空軌道準位と、の差は、０．３ｅＶより大きい発光素子。
【請求項３】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記正孔輸送性の有機化合物は、アリールアミン骨格を有する化合物であり、
前記電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、
前記第１の発光物質及び前記第２の発光物質は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格及びアリールアミン骨格を有する化合物である発光素子。
【請求項４】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であり、
前記電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、
前記第１の発光物質及び前記第２の発光物質は、下記一般式（２）で表される化合物である発光素子。
【化１】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【化２】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していても良い。また、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、又は、置換又は無置換のカルバゾリル基のいずれか一を表す。）
【請求項５】
第１の電極と、
前記第１の電極上に形成された第１の発光層と、
前記第１の発光層上に、前記第１の発光層と接して形成された第２の発光層と、
前記第２の発光層上に形成された第２の電極と、を有し、
前記第１の発光層は、第１の発光物質と、正孔輸送性の有機化合物と、を有し、
前記第２の発光層は、第２の発光物質と、電子輸送性の有機化合物と、を有し、
前記正孔輸送性の有機化合物は、下記一般式（３）で表される化合物であり、
前記電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を有する化合物であり、
前記第１の発光物質及び前記第２の発光物質は、下記一般式（４）で表される化合物である発光素子。
【化３】
（式中、Ａは、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。また、Ｒ５は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ６は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【化４】
（式中、Ｂは、３環以上６環以下の多環芳香族炭化水素骨格を表し、置換基を有していてもよい。また、Ｒ７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。またＲ８は、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、又は、置換又は無置換のナフチル基のいずれか一を表す。）
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか一において、
前記第１の発光層における前記第１の発光物質の割合は、３０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下である発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光層と、前記第２の発光層と、は、同じ発光色を呈する発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記第１の発光層及び前記第２の発光層からの発光スペクトルの最大ピークは、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の領域に位置する発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一に記載の発光素子を含む発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置を含む電子機器。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１９２４３１（Ｐ２０１０−１９２４３１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０６６２（Ｐ２０１０−１０６６２）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【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２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【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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