JP2019149550A - 発光素子、発光装置、表示装置、電子機器及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率および寿命の良好な発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極１０１、１０２間に、発光層１１３を有し、発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、蛍光物質とを含み、第１の有機化合物と第２の有機化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、第１の有機化合物は、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物のいずれかであり、第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格を有し、トリアリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つがｐ−ビフェニル骨格を含む基である発光素子。【選択図】図１

Description

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

有機化合物を発光物質として用いた電流励起の発光素子、いわゆる有機ＥＬ素子は、光
源や照明、ディスプレイなどの応用化が進んでいる。

有機ＥＬ素子の励起子の生成割合は一重項励起状態１に対し、三重項励起状態３である
ことが知られている。そのため、一重項励起エネルギーを発光に変換する蛍光発光の内部
量子効率の限界は２５％であるが、三重項励起エネルギーを発光に変換するりん光発光は
、一重項励起準位からの項間交差を介したエネルギー移動を考慮すると、内部量子効率１
００％が実現可能である。このことから、効率良く発光を得るために、りん光発光材料を
発光物質として適用した有機ＥＬ素子（りん光発光素子）が選択されることが多い。

しかし、三重項励起エネルギーを効率良く発光に変換することが可能な物質は、その多
くが有機金属錯体であり、その中心金属は産出量の少ない希少金属であることが殆どであ
る。このような希少金属は、高価であることはもちろんのこと、価格の変動が激しく、ま
た、世界情勢による供給の不安定さも付きまとう。そのため、りん光発光素子は、コスト
や安定供給の面で不安がある。

三重項励起エネルギーを発光に変換するための他の手段として、遅延蛍光を利用する方
法がある。これは、三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差を利用したもので
あり、この時の発光は一重項励起状態から起こるためりん光ではなく、蛍光である。これ
は、一重項励起状態と三重項励起状態とのエネルギー差が小さい場合に起こりやすく、当
該方法を利用した発光素子において実際に蛍光発光の理論的限界を超える発光効率が得ら
れたことも報告されている

また、二種類の物質から、一重項励起準位と三重項励起準位のエネルギー差が小さい励
起錯体（エキサイプレックス、またはエキシプレックスともいう）を生成し、当該励起錯
体からの遅延蛍光を利用することにより効率の良い発光素子を実現したことも報告されて
いる。

Ｋ．合志 他、「アプライド・フィジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，２０１２年， １０１号，０２３３０６／１−０２３３０６／４頁．

しかし、上記励起錯体を用いた発光素子の場合、効率の良い発光が得られないことが多
い。実際、有機ＥＬ素子の開発の歴史において、励起錯体は効率を落とすものとして、そ
の形成が起きないように設計することが通常であった。

また、励起錯体を発光中心として用いた発光素子は、駆動時間に対する輝度低下が大き
く、寿命が短い場合が多い。

そこで、本発明の一態様では、発光効率の良好な発光素子を提供することを課題とする
。また、本発明の一態様では、希少金属を発光材料として使用せずに発光効率の良好な発
光素子を提供することを課題とする。また、本発明の一態様では、励起錯体を利用した発
光素子において、発光効率の良好な発光素子を提供することを課題とする。また、本発明
の一態様では、蛍光物質からの発光を発する発光素子において、発光効率の良好な発光素
子を提供することを課題とする。また、本発明の一態様では、励起錯体からのエネルギー
移動を経て発光する蛍光発光素子において、発光効率の良好な発光素子を提供することを
課題とする。また、本発明の一態様では、上記課題を実現しつつ、寿命の良好な発光素子
を提供することを課題とする。

また、本発明の一態様は、上述の発光素子を用いることにより、発光効率の高い発光装
置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを課題とする。また、本発明
の他の一態様は、上記課題を実現しつつ、寿命の良好な発光装置、表示装置、電子機器、
及び照明装置を各々提供することを課題とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、これらの課題の全てを必ずしも同時に解決する必要はないものとする。なお、
これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなることも
ある。

上記課題を実現するための本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１
の電極及び前記第２の電極との間に形成された有機化合物を含む層とを有し、前記有機化
合物を含む層は、少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物と蛍光物質を含む発光
層を有し、前記第１の有機化合物は電子輸送性を有する物質であり、前記第２の有機化合
物は正孔輸送性を有する物質であり、前記第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格
を有し、前記トリアリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つがｐ−
ビフェニル骨格を含む基である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記トリアリールア
ミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも２つがｐ−ビフェニル骨格を含む基であ
る発光素子である。

また、本発明の他の構成は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第
２の電極との間に形成された有機化合物を含む層とを有し、前記有機化合物を含む層は、
少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物と蛍光物質を含む発光層を有し、前記第
１の有機化合物は電子輸送性を有する物質であり、前記第２の有機化合物は正孔輸送性を
有する物質であり、前記第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格を有し、前記トリ
アリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つがフルオレン骨格を含む
基である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第
２の電極との間に形成された有機化合物を含む層とを有し、前記有機化合物を含む層は、
少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物と蛍光物質を含む発光層を有し、前記第
１の有機化合物は電子輸送性を有する物質であり、前記第２の有機化合物は正孔輸送性を
有する物質であり、前記第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格を有し、前記トリ
アリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つが置換又は無置換のｐ−
ビフェニル基である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記トリアリールア
ミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも二つが置換又は無置換のｐ−ビフェニル
基である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極及び前記第
２の電極との間に形成された有機化合物を含む層とを有し、前記有機化合物を含む層は、
少なくとも第１の有機化合物と第２の有機化合物と蛍光物質を含む発光層を有し、前記第
１の有機化合物は電子輸送性を有する物質であり、前記第２の有機化合物は正孔輸送性を
有する物質であり、前記第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格を有し、前記トリ
アリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つが置換又は無置換のフル
オレン−２−イル基である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第２の有機化合
物における前記トリアリールアミン骨格において、さらに少なくとも一つのアリール基が
ｐ−ビフェニル骨格を含む基である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記ｐ−ビフェニル
骨格を含む基は、置換又は無置換のｐ−ビフェニル基、置換又は無置換のフルオレン−２
−イル基、置換又は無置換のスピロフルオレニル基、及び置換又は無置換の４−（９−フ
ェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル基のいずれか一である発光素子である
。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第２の有機化合
物における前記トリアリールアミン骨格において、さらに少なくとも一つのアリール基が
置換又は無置換の４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル基であ
る発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第２の有機化合
物がナフタレン骨格を含まない物質である発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の有機化合
物と前記第２の有機化合物が励起錯体を形成する発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記第１の有機化合
物と前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギーは、前記第１の有機化合物と前記第２
の有機化合物からなる励起錯体の発光波長に相当するエネルギーよりも大きいことを特徴
とする発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子において、前記蛍光物質の最大
発光波長は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物が形成する励起錯体の最大発
光波長より長波長であることを特徴とする発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子における発光が、遅延蛍光を含
むことを特徴とする発光素子である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を有する照明装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子と、当該発光素子を制御する手段
を備えた発光装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を表示部に有し、発光素子を制御
する手段を備えた表示装置である。

また、本発明の他の構成は、上記構成を有する発光素子を有する電子機器である。

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。ま
た、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム、又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒ
ｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板
が設けられたモジュール、又は発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式に
よりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

本発明の一態様では発光効率の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明
の一態様では、希少金属を発光材料として使用せずに発光効率の良好な発光素子を提供す
ることができる。また、本発明の一態様では、励起錯体を利用した発光素子において、効
率の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、励起錯体から
の発光を発する発光素子において、効率の良好な発光素子を提供することができる。また
、本発明の一態様では、励起錯体からのエネルギー移動を経て発光する蛍光発光素子にお
いて、効率の良好な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、上記
課題を実現しつつ、寿命の良好な発光素子を提供することができる。

また、本発明の一態様では、発光効率の高い発光装置、表示装置、電子機器、及び照明
装置を各々提供することができる。また、本発明の他の一態様は、発光効率が高く、寿命
の良好な発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。

発光素子の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置の概念図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 発光素子１及び比較発光素子１の電流密度−輝度特性。 発光素子１及び比較発光素子１の輝度−電流効率特性。 発光素子１及び比較発光素子１の電圧−輝度特性。 発光素子１及び比較発光素子１の輝度−パワー効率特性。 発光素子１及び比較発光素子１の輝度−外部量子効率特性。 発光素子１及び比較発光素子１の発光スペクトル。 発光素子１及び比較発光素子１の規格化輝度時間変化特性。 発光素子２及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性。 発光素子２及び比較発光素子２の輝度−電流効率特性。 発光素子２及び比較発光素子２の電圧−輝度特性。 発光素子２及び比較発光素子２の輝度−パワー効率特性。 発光素子２及び比較発光素子２の輝度−外部量子効率特性。 発光素子２及び比較発光素子２の発光スペクトル。 発光素子２及び比較発光素子２の規格化輝度時間変化特性。 発光素子３及び比較発光素子３の電流密度−輝度特性。 発光素子３及び比較発光素子３の輝度−電流効率特性。 発光素子３及び比較発光素子３の電圧−輝度特性。 発光素子３及び比較発光素子３の輝度−パワー効率特性。 発光素子３及び比較発光素子３の輝度−外部量子効率特性。 発光素子３及び比較発光素子３の発光スペクトル。 発光素子３及び比較発光素子３の規格化輝度時間変化特性。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
三重項励起エネルギーを発光に変換する方法としては代表的には、三重項励起準位から
の直接発光であるりん光を利用する方法と、三重項励起準位から一重項励起準位への逆項
間交差を経て、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換し、その一重項励起
エネルギーを一重項励起準位から発光する遅延蛍光を利用する方法がある。

りん光材料を用いた発光素子は、実際に非常に高い効率で発光する構成の報告も見られ、
三重項励起準位を発光に利用することの優位性は実際に証明されている。しかし、りん光
材料は、中心金属がレアメタルであることが殆どであるため、量産化された際のコストや
安定供給に不安がある。

一方、遅延蛍光材料を用いた発光素子も、近年では一定の成果が報告されている。しか
し、比較的高い効率で遅延蛍光を発する物質は、一重項励起準位と三重項励起準位が近接
するという、非常に稀な状態を有する物質である必要があり、そのため、特殊な分子構造
を有し、種類も限られているのが現実である。

励起錯体は、２種類の分子から電荷移動相互作用によって形成される励起状態の錯体で
あり、その一重項励起準位と三重項励起準位は近接している場合が多い。

そのため、励起錯体は室温環境下においても遅延蛍光を発現しやすく、発光効率の良好
な蛍光発光素子を得られる可能性がある。さらに、励起錯体の発光は、当該錯体を形成す
る二つの物質のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と深い方のＬＵＭＯ準位との差に相当する波
長の光となる。このため、励起錯体を形成する物質の選択によって所望の波長の光を得る
ことが比較的容易である。

しかし、励起錯体からの発光を積極的に利用するための研究は未だ途上であり、どのよ
うな物質を用いれば三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差が良好な効率で起
こるかどうかといった指針は少なく、そして、何の指針もなく素子を作製してもよい結果
はまず得られない。

ここで、良好な効率で三重項励起状態を一重項励起状態に変換することが可能な励起錯
体を蛍光発光物質のエネルギーホストとして用いることができれば、蛍光発光物質からも
、従来よりも良好な効率で発光を得ることができるようになる。そこで、本実施の形態で
は、当該励起錯体をエネルギーホストとし、蛍光発光物質を発光中心として用いた高効率
で発光する発光素子の構成について説明する。

本実施の形態における発光素子は、一対の電極間に有機化合物を含む層（無機化合物を
含んでいても良い）を挟んで構成されており、当該有機化合物を含む層は、少なくとも発
光層を有する。発光層は、電子輸送性を有する第１の有機化合物と、正孔輸送性を有する
第２の有機化合物と、蛍光物質とを含む。

第１の有機化合物と第２の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせである。励起
錯体を形成するためには、第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位が第２の有
機化合物のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位よりも各々深いことが好ましい。

励起錯体の形成過程については、以下の２つの過程が考えられる。

１つ目の形成過程は、電子輸送性を有する第１の有機化合物と正孔輸送性を有する第２
の有機化合物がそれぞれキャリアを持った状態（カチオン又はアニオン）から、励起錯体
を形成する形成過程である。

２つ目の形成過程は、電子輸送性を有する第１の有機化合物又は正孔輸送性を有する第
２の有機化合物の一方が一重項励起子を形成した後、基底状態の他方と相互作用して励起
錯体を形成する素過程である。

本実施の形態における励起錯体はそのどちらの過程で生成されたものであっても良い。

ここで、正孔輸送性を有する第２の有機化合物がトリアリールアミン骨格を有し、当該
トリアリールアミン骨格における３つのアリール基のうち、少なくとも１つがｐ−ビフェ
ニル骨格を含む基であると、効率良い発光を得ることができる。また、当該ｐ−ビフェニ
ル骨格を含む基はフルオレン骨格を含む基であるとより良好な特性を示す発光素子を得る
ことができるため、好ましい構成である。

ｐ−ビフェニル骨格を含む基としては、置換又は無置換のｐ−ビフェニル基、置換又は
無置換のフルオレニル基、置換又は無置換のスピロフルオレニル基及び置換又は無置換の
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル基などを挙げることがで
きる。

このうち、ｐ−ビフェニル骨格を含む基が置換又は無置換のフルオレニル基（ｐ−ビフ
ェニル骨格を含むのでフルオレン−２−イル基）である構成は、より良好な発光特性（電
流効率や、外部量子効率などの発光効率）を示すため、好ましい構成である。

また、トリアリールアミン骨格には３つのアリール基が結合しているが、当該３つのア
リール基のうち２つ以上が上述の基から選ばれた基であるとより好ましい。

さらに、トリアリールアミン骨格の３つのアリール基の１つが置換又は無置換のｐ−ビ
フェニル基であった場合、他のアリール基のうち、少なくとも一つが置換又は無置換の４
−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル基又は９−フェニル−９Ｈ
−カルバゾール−３−イル基であると、発光効率が良好な発光素子を提供できるため好ま
しい構成である。

なお、これらの基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアル
キル基、及びフェニル基が挙げられる。

本実施の形態における第２の有機化合物の上述した基以外のアリール基としては、炭素
数６乃至５０のアリール基、炭素数１乃至５０のヘテロアリール基などを使用することが
できる。ただし、ナフタレン骨格を有する基は形成する励起錯体の三重項励起準位を低下
させ、当該励起錯体によっては効率の良い発光を得ることができないため、ナフタレン骨
格を含む基は避けることが好ましい。

また、上述したようなトリアリールアミンのいずれかのアリール基に、さらにジアリー
ルアミノ基が結合した物質を第２の有機化合物として用いることもできる。この際、当該
ジアリールアミノ基に含まれる二つのアリール基は、それぞれ独立に上記ｐ−ビフェニル
骨格を含む基、上記炭素数６乃至５０のアリール基及び上記炭素数１乃至５０のヘテロア
リール基のいずれかであることが好ましい。

第２の有機化合物は、下記一般式（Ｇ１）を用いて表すこともできる。

ただし、上記一般式（Ｇ１）中、Ａｒ^１はｐ−ビフェニル骨格を含む基を表し、Ａｒ^２
及びＡｒ^３はそれぞれ独立に炭素数６乃至５０のアリール基又は炭素数１乃至５０のヘテ
ロアリール基を表す。

また、より好ましい構成は、上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ^１、Ａｒ^２の双方が、
それぞれ独立に、ｐ−ビフェニル骨格を含む基を表し、Ａｒ^３が炭素数６乃至５０のアリ
ール基又は炭素数１乃至５０のヘテロアリール基を表す構成である。

また、上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ^１乃至Ａｒ^３が、それぞれ独立に、ｐ−ビフ
ェニル骨格を含む基であっても良い。

また、第２の有機化合物は下記一般式（Ｇ２）を用いて表すこともできる。

ただし、上記一般式（Ｇ２）中、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^５及びＡｒ^６の少なくとも一は
ｐ−ビフェニル骨格を含む基を表し、それ以外はそれぞれ独立に炭素数６乃至５０のアリ
ール基又は炭素数１乃至５０のヘテロアリール基を表す。また、Ａｒ^４は置換又は無置換
のフェニレン基、置換又は無置換のビフェニルジイル基、置換又は無置換のフルオレンジ
イル基及び置換又は無置換のスピロフルオレンジイル基のいずれかを表す。なお、一般式
（Ｇ２）で表される第２の有機化合物はナフタレン骨格を含まないことが好ましい。

また、より好ましい構成は、上記一般式（Ｇ２）において、Ａｒ^１、Ａｒ^２の双方が、
それぞれ独立に、ｐ−ビフェニル骨格を含む基を表し、Ａｒ^５及びＡｒ^６が、それぞれ独
立に、炭素数６乃至５０のアリール基又は炭素数１乃至５０のヘテロアリール基を表す。
なお、これらはナフタレン骨格を含まないことが好ましい。

また、上記一般式（Ｇ２）において、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^５及びＡｒ^６が、それぞれ
独立に、ｐ−ビフェニル骨格を含む基であっても良い。

なお、上記第２の有機化合物の説明において、ｐ−ビフェニル骨格を含む基は、置換又
は無置換のｐ−ビフェニル基、置換又は無置換のフルオレン−２−イル基、置換又は無置
換のスピロフルオレニル基、及び置換又は無置換の４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾ
ール−３−イル）フェニル基のいずれか一であることが好ましい。

また、上記炭素数６乃至５０のアリール基及び炭素数１乃至５０のヘテロアリール基は
、ナフタレン骨格を有さないことが大きな三重項励起エネルギーを保つためには好ましく
、具体的には置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無
置換のフルオレニル基、置換又は無置換のスピロフルオレニル基、置換又は無置換のジベ
ンゾフラニル基が結合したフェニル基、置換又は無置換のジベンゾチオフェニル基が結合
したフェニル基、置換又は無置換の９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル基など
が好ましい。

また、上記第２の有機化合物の各置換基の説明において、当該置換基がさらに置換基を有
する場合、当該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、フェニル基及びビフェニル基を適
用することができる。

上述のような第２の有機化合物としては、具体的には下記構造式（１００）乃至（１０９
）のようなものを挙げることができる。但し、本実施の形態で用いることが可能な第２の
有機化合物は以下の例示に限られない。

なお、第１の有機化合物及び第２の有機化合物の三重項励起エネルギー（三重項励起準
位と一重項基底準位との差に当たるエネルギー）は、励起錯体の三重項励起エネルギーよ
りも大きいことが好ましい。第１の有機化合物と第２の有機化合物の三重項励起エネルギ
ーが励起錯体のそれよりも小さいと、励起錯体の三重項励起エネルギーが移動してしまい
、良好な効率の発光を得ることが困難となるからである。

このような不都合を排除するためには、第１の有機化合物及び第２の有機化合物には、
ナフタレン骨格が含まれていないことが好ましい。

なお、一重項励起準位と三重項励起準位のエネルギー差が小さい励起錯体の三重項励起
エネルギーは、励起錯体の発光波長に相当するエネルギーとして見積もることができる。

電子輸送性を有する第１の有機化合物としては、主として１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の
電子移動度を有する電子輸送性材料を用いることができ、具体的には、含窒素複素芳香族
化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物が好ましく、例えば、２−（４−ビフェニ
リル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称
：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフ
ェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：
ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）
フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５
−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰ
ＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ
−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する
複素環化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，
ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェ
ン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ
−ＩＩ）、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］
キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン
−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢ
ＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３
−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）などのキノキサ
リン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、４，６−ビス［３−（フ
ェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，
６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴ
Ｐ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピ
リミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、４−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イ
ル）ビフェニル−３−イル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ｍＤＢＴＢ
ＰＢｆｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格（ピリミジン骨格やピラジン骨格）を有する複素
環化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（
略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼ
ン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、３，３’，５，５’−テトラ［（ｍ−ピリジル）−フェン−
３−イル］ビフェニル（略称：ＢＰ４ｍＰｙ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物
が挙げられる。上述した中でも、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有す
る複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合
物は、信頼性が良好であり好ましい。その他、第１の有機化合物としては、フェニル−ジ
（１−ピレニル）ホスフィンオキシド（略称：ＰＯＰｙ_２）、スピロ−９，９’−ビフル
オレン−２−イル−ジフェニルホスフィンオキシド（略称：ＳＰＰＯ１）、２，８−ビス
（ジフェニルホスホリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］チオフェン（略称：ＰＰＴ）、３−（ジフ
ェニルホスホリル）−９−［４−（ジフェニルホスホリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾ
ール（略称：ＰＰＯ２１）のようなトリアリールホスフィンオキシドや、トリス［２，４
，６−トリメチル−３−（３−ピリジル）フェニル］ボラン（略称：３ＴＰＹＭＢ）のよ
うなトリアリールボランなども挙げられる。なお、これらの中でも、良好な効率で発光す
る励起錯体を形成するためには、ジアジン骨格を有する物質が有効であり、中でもピリミ
ジン骨格を有する物質が好適である。

発光層に含まれる蛍光物質としては、励起錯体よりも長波長側に極大を有する発光を呈
する物質であれば特に制限はなく、様々な材料を用いることができる。具体的には、５，
６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン
（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）
ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’
−ビス〔４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジ
フェニル−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス
［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン
−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−
４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、
４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリ
ル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（
１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称
：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略
称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ
−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−
（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス
［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ
）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニ
ル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１
０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４
−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’
，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１
５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２
−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣ
ＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル
］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）
、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１
，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−
ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−
フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニ
ル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニ
ルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルア
ントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェ
ニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェ
ニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２
−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イ
リデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，
３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニ
ル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称
：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メ
チルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：
ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメ
チル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イ
ル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ
）、｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６
，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−
４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６
−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリ
デン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メ
トキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−
ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロ
パンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などを挙げることができる。

上述の蛍光を発する材料の、発光層中の濃度は５ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以下
がより好ましい。

また、第１の有機化合物と第２の有機化合物とからなる励起錯体の発光スペクトルと、
蛍光物質の最も長波長側の吸収帯が重なるような材料を選択することによって、エネルギ
ー移動の効率を高め、より良好な外部量子効率を示す発光素子を得ることができる。

蛍光物質における最も長波長側の吸収帯は、当該物質の一重項基底準位から一重項励起
準位への遷移に相当する吸収である。そのため、当該吸収帯と、励起錯体の発光スペクト
ルとを重ねることで効率よく励起錯体から蛍光物質へのエネルギー移動を実現することが
可能となる。この結果、良好な外部量子効率を示す発光素子を得ることができる。

また、励起錯体の発光波長に相当するエネルギーは、第１の有機化合物と第２の有機化
合物のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と深い方のＬＵＭＯ準位との差に相当するため、適当
な準位の組み合わせを適当に選択することによって、所望の蛍光物質の上記吸収帯に励起
錯体の発光波長を大きく重ね合わせることができ、エネルギーの移動効率を簡便に高める
ことができる。

また、第１の有機化合物と第２の有機化合物とからなる励起錯体からの発光は、非常に外
部量子効率が高く、遅延蛍光も多く含む蓋然性が高い。このため、当該励起錯体からのエ
ネルギー移動を経ることによって、「励起状態のホスト材料における項間交差の発生を前
提としない従来の理論的限界」を超える外部量子効率を示す蛍光発光素子を提供すること
が可能となる。取り出し効率の対策を施さない蛍光発光素子における外部量子効率の理論
的限界は、５乃至７％と一般に言われているが、それを超える外部量子効率を示す発光素
子を提供することも本実施の形態の発光素子の構成を用いることで容易に可能となる。

このように、本実施の形態の構成を用いることによって、三重項励起準位から一重項励
起準位への逆項間交差を利用することで、三重項励起エネルギーを蛍光発光に変換するこ
とが可能であり、かつ高効率で発光する発光素子を提供することができる。これにより、
レアメタル供給に不安のある材料を用いずに簡便に高効率な発光素子を提供することが可
能となる。また、このような特徴を有し、且つ、寿命の良好な発光素子を提供することが
できる。

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

図１（Ａ）において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の
電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられた有機化合物を含む層１０３とから構成
されている。なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２
は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０１の方が第
２の電極１０２よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電
圧を印加したときに、発光が得られる構成となっている。有機化合物を含む層１０３は少
なくとも発光層１１３を有していればよい。図１（Ａ）に示した正孔注入層１１１、正孔
輸送層１１２、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５は例示であり、設けても設けなく
ともよい。また、これら以外の機能を有する他の層が設けられていても良い。

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

有機化合物を含む層１０３の積層構造については、発光層１１３が実施の形態１に示し
たような構成となっていれば他は特に限定されない。図１（Ａ）では例えば、正孔注入層
、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、電荷発生層等を
適宜組み合わせて構成することができる。本実施の形態では、有機化合物を含む層１０３
は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層
１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５を有する構成について説明する。各層を構
成する材料について以下に具体的に示す。

正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナ
ジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いること
ができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）
等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル
）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス
（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフ
ェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポ
リ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ
／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。

また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料にアクセプター性物質を含有
させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプター性
物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料
を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく
、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。アクセプター性物質としては
、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称
：Ｆ_４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げ
ることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げ
ることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム
、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高い
ため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱
いやすいため好ましい。

複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、芳香族アミン化合物、カルバゾー
ル誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）な
ど、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物として
は、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０^−６ｃｍ^２／
Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における
正孔輸送性を有する材料として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。

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

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

また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−
ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−
カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−
９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［
４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用
いることができる。

また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ
−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−
ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，
５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９
，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１
０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラ
セン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎ
ｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）
、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセ
ン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−
テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメ
チル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１
０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニ
ル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフ
ェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、
ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。ま
た、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０^−６
ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４から４２である芳香族炭化水素を用い
ることがより好ましい。

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

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

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

正孔輸送層は、正孔輸送性を有する材料を含む層である。正孔輸送性を有する材料とし
ては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−
トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４
’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニル
アミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレ
ン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−
４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ
）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、正孔輸送性
が高く、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の
複合材料における正孔輸送性を有する材料として挙げた有機化合物も正孔輸送層に用いる
ことができる。また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビ
ニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる
。なお、正孔輸送性を有する材料を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる
層が二層以上積層したものとしてもよい。

発光層１１３は電子輸送性を有する第１の有機化合物と正孔輸送性を有する第２の有機
化合物と蛍光物質とを含む層である。各物質の材料、構成などは実施の形態１に記載のと
おりである。このような構成を有することで、本実施の形態の発光素子は、レアメタルな
どを用いない蛍光発光素子でありながら、非常に良好な外部量子効率を示す。また、良好
な寿命を有する発光素子とすることもできる。

電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する材料を含む層である。例えば、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト
）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト
）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェ
ニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノ
リン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキ
シフェニル）ベンゾオキサゾラト］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：ＯＸ
Ｄ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェ
ニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂ
Ｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べ
た物質は、電子輸送性が高く、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質
である。なお、上述した電子輸送性を有する第１の有機化合物を電子輸送層１１４に用い
ても良い。

また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積
層したものとしてもよい。例えば、図１（Ａ）では、第１の電子輸送層１１４ｍと第２の
電子輸送層１１４ｎが積層された構造を示している。

また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。
これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加し
た層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節す
ることが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発
生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。

また、電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、第２の電極１０２に接して電子
注入層１１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、
フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等のようなアルカリ金属又は
アルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有す
る物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させ
たものを用いることができる。なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質
からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより
、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。

第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ
以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる
。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアル
カリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）
等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ
、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこ
れらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に
、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケ
イ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２
の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やイン
クジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。

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

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

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

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

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

また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における発光
領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動
を抑制するため、そのバンドギャップが発光層に含まれる励起錯体のバンドギャップより
大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。

図１（Ｂ）には図１（Ａ）と異なる構成を有する発光素子を示した。図１（Ｂ）を参照
して、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子ともいう）の態
様を説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニット
を有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示した有機化合物を含む
層１０３と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）で示した発光素子は、１つの発光ユ
ニットを有する発光素子であり、図１（Ｂ）で示した発光素子は、複数の発光ユニットを
有する発光素子ということができる。

図１（Ｂ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユ
ニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１
と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極
５０１と第２の電極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極
１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。ま
た、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる
構成であってもよい。

電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機
化合物と金属酸化物の複合材料は、図１（Ａ）で示した正孔注入層に用いることができる
複合材料を用いることができる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾー
ル化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）な
ど、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１×
１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。ただし、電子よりも正
孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸
化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低
電流駆動を実現することができる。なお、陽極側の界面が電荷発生層に接している発光ユ
ニットは、電荷発生層が正孔輸送層の役割も担うことができるため、正孔輸送層を設けな
くとも良い。

なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と他の材料に
より構成される層を積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の
複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化
合物とを含む層とを積層して形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料
を含む層と、透明導電膜とを積層して形成してもよい。

いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電
荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方
の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い
。例えば、図１（Ｂ）において、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くな
るように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を
注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。

図１（Ｂ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上
の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。図１
（Ｂ）で示した発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕
切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿
命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現するこ
とができる。

また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体とし
て、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子
において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得
ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。

なお、上記構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせるこ
とが可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する
。

本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光素子を用いて作製された発光装置につい
て図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図
２（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発
光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素
部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基
板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になってい
る。

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

次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路
部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１
と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。

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

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

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

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

また、有機化合物を含む層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、
スピンコート法等の種々の方法によって形成される。有機化合物を含む層６１６は、実施
の形態１で説明したような構成を含んでいる。また、有機化合物を含む層６１６を構成す
る他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを
含む）であっても良い。

さらに、有機化合物を含む層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１
７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれ
らの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、
有機化合物を含む層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の
電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２乃至２０ｗｔ％
の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。

なお、第１の電極６１３、有機化合物を含む層６１６、第２の電極６１７でもって、発
光素子が形成されている。当該発光素子は実施の形態１の構成を有する発光素子である。
なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装
置では、実施の形態１に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含
まれていても良い。

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

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

以上のようにして、実施の形態１に記載の発光素子を用いて作製された発光装置を得る
ことができる。

本実施の形態における発光装置は、実施の形態１に記載の発光素子を用いているため、
良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１で示した発
光素子は発光効率の良好な発光素子であり、消費電力の低減された発光装置とすることが
できる。

図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けるこ
とによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶
縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１
の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、
駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０
２４Ｂ、隔壁１０２５、有機化合物を含む層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、
封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。

また、図３（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青
色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマ
トリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材
１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オ
ーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、光が着色層を透
過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり
、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の
画素で映像を表現することができる。

図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色
層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例
を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていて
も良い。

また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴが形成されている基板１００１側に光を取
り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を
取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型
の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いる
ことができる。ＴＦＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトム
エミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極
１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間
絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成する
ことができる。

発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽
極とするが、陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光
装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。有機化合物を含む層１０
２８の構成は、実施の形態１において有機化合物を含む層１０３として説明したような構
成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。

図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の
着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うこ
とができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように黒色層（ブラック
マトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色
層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）１０３５は
図３（Ａ）のようにオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０３
１は透光性を有する基板を用いることとする。

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

本実施の形態における発光装置は、実施の形態１に記載の発光素子を用いているため、
良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１で示した発
光素子は発光効率の良好な発光素子であり、消費電力の低減された発光装置とすることが
できる。また、実施の形態１で示した発光素子は、所望の波長帯の発光が得やすい、汎用
性の高い発光装置を提供することができる。

ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッ
シブマトリクス型の発光装置について説明する。図５には本発明を適用して作製したパッ
シブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５
（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には
、電極９５２と電極９５６との間には有機化合物を含む層９５５が設けられている。電極
９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４
が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他
方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方
向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９
５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３
と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因
した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置におい
ても、実施の形態１で示した発光効率の良好な発光素子であり、消費電力の低減された発
光装置とすることができる。また、実施の形態１で示した発光素子は、所望の波長帯の発
光が得やすい、汎用性の高い発光装置を提供することができる。

以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子をそれぞ
れ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発
光装置である。

また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光素子を照明装置として用いる例を図６を
参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけ
るｅ−ｆ断面図である。

本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１
の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態２における第１の電極１
０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光
性を有する材料により形成する。

第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。

第１の電極４０１上には有機化合物を含む層４０３が形成されている。有機化合物を含
む層４０３は実施の形態２における有機化合物を含む層１０３の構成、又は発光ユニット
５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構
成については当該記載を参照されたい。

有機化合物を含む層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は
実施の形態２における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り
出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４
はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。

以上、第１の電極４０１、有機化合物を含む層４０３、及び第２の電極４０４を有する
発光素子を本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効率の高い素
子であるため、本実施の形態における照明装置は発光効率が高い照明装置とすることがで
きる。

以上の構成を有する発光素子を、シール材４０５、４０６を用いて封止基板４０７を固
着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一
方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤
を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる
。また、シール材と基板との間に挟まれた空間４０８には、樹脂や液晶材料などの高屈折
率材料を封入することで、発光の取り出し効率を改善させることもできる。

また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張し
て設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーター
などを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。

以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１に記載の発光素子を
有することから、発光効率が高い照明装置とすることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光素子をその一部に含む電子機器の例につ
いて説明する。実施の形態１に記載の発光素子は発光効率の良好な発光素子であるため、
当該発光素子を含む本実施の形態における電子機器は消費電力の小さい電子機器とするこ
とができる。

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

図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０
１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体
７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可
能であり、表示部７１０３は、実施の形態１に記載の発光素子をマトリクス状に配列して
構成されている。当該発光素子は、発光効率の高い発光素子とすることが可能である。そ
のため、当該発光素子で構成される表示部７１０３を有するテレビジョン装置は消費電力
の小さいテレビジョン装置とすることができる。

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

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

図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、このコンピュータは、実施の形態１で説明したものと同様の発光素子をマトリク
ス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュ
ータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キ
ーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が
設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７
２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うこ
とができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示
することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面
がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損す
るなどのトラブルの発生も防止することができる。なお、このコンピュータは、実施の形
態１に記載の発光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製
される。そのため、当該発光素子で構成される表示部７２０３を有するコンピュータは消
費電力の小さいコンピュータとすることができる。

図７（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成され
ており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には、実施の
形態１で説明した発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７３０４が組み込
まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図７（Ｃ）に示す携
帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７
３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、
位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時
間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外
線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、
携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部
７３０５の両方、または一方に実施の形態１に記載の発光素子をマトリクス状に配列して
作製された表示部を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすること
ができる。図７（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７（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限
定されず、様々な機能を有することができる。上述のような表示部７３０４を有する携帯
型遊技機は、表示部７３０４に実施の形態１で示した発光素子を用いていることから、消
費電力の小さい携帯型遊技機を提供することができる。

図７（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込ま
れた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４
０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態１に記載の発
光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。そのため、消
費電力の小さい携帯電話機を提供することができる。

図７（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力す
ることができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作製
するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

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

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

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

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

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

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

なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した構成を適宜組
み合わせて用いることができる。

以上の様に実施の形態１に記載の発光素子を備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、
この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１に記
載の発光素子を用いることにより、消費電力の小さい電子機器を得ることができる。

図８は、実施の形態１に記載の発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例
である。図８に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライトユニッ
ト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。
また、バックライトユニット９０３には、実施の形態１に記載の発光素子が用いられおり
、端子９０６により、電流が供給されている。

実施の形態１に記載の発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用したことにより、
消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、実施の形態１に記載の発光素子を
用いることで、面発光の照明装置が作製でき、また大面積化も可能である。これにより、
バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、
実施の形態１に記載の発光素子を適用した発光装置は従来と比較し厚みを小さくできるた
め、表示装置の薄型化も可能となる。

図９は、実施の形態１に記載の発光素子を、照明装置である電気スタンドに用いた例で
ある。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２
として、実施の形態４に記載の照明装置が用いられている。

図１０は、実施の形態１に記載の発光素子を、室内の照明装置３００１として用いた例
である。実施の形態１に記載の発光素子は消費電力の小さい発光素子であるため、消費電
力の小さい照明装置とすることができる。また、実施の形態１に記載の発光素子は大面積
化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１
に記載の発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能とな
る。

実施の形態１に記載の発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載
することができる。図１１に実施の形態１に記載の発光素子を自動車のフロントガラスや
ダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５０００乃至表示領域５００５は実施の
形態１に記載の発光素子を用いて設けられた表示である。

表示領域５０００と表示領域５００１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形
態１に記載の発光素子を搭載した表示装置である。実施の形態１に記載の発光素子は、第
１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見
える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示で
あれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置す
ることができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材
料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有する
トランジスタを用いると良い。

表示領域５００２はピラー部分に設けられた実施の形態１に記載の発光素子を搭載した
表示装置である。表示領域５００２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出
すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシ
ュボード部分に設けられた表示領域５００３は車体によって遮られた視界を、自動車の外
側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高め
ることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違
和感なく安全確認を行うことができる。

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

実施の形態１に記載の発光素子は消費電力の小さい発光素子とすることができる。

このため、表示領域５０００乃至表示領域５００５などの大きな画面を数多く設けても
、バッテリーに負荷をかけることが少なく、快適に使用することができることから実施の
形態１に記載の発光素子を用いた発光装置または照明装置は、車載用の発光装置又は照明
装置として好適に用いることができる。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図１
２（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ
、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省
電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３を有する。なお、当該タブレット
端末は、実施の形態１に記載の発光素子を備えた発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９
６３１ｂの一方又は両方に用いることにより作製される。

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

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

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

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

また、図１２（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示
しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよい。ま
た、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表
示パネルとしてもよい。

図１２（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐
体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤ
Ｃコンバータ９６３６を備える例を示す。なお、図１２（Ｂ）では充放電制御回路９６３
４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について
示している。

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

また、この他にも図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な
情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻な
どを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ
入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有する
ことができる。

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は
、筐体９６３０の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー９６３５の充電
を行う構成とすることができるため好適である。

また、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図１２（
Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１２（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９
６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３
、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３
６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図１２（Ｂ）に示す充放電制御
回路９６３４に対応する箇所となる。

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

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

また、上記表示部９６３１を具備していれば、図１２に示した形状のタブレット型端末
に限定されない。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子１）及び比較発光素子１について説
明する。発光素子１は発光層１１３における第２の有機化合物としてｐ−ビフェニル骨格
を含む基及びフルオレン−２−イル骨格を有する基の両方を有するアリールアミンである
Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニ
ル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称
：ＰＣＢＢｉＦ）を用い、且つ、発光物質として５，６，１１，１２−テトラフェニルナ
フタセン（慣用名：ルブレン）を用いた構成を有する。また、比較発光素子１は、第２の
有機化合物を用いず、第１の有機化合物と、発光物質としてのルブレンのみを発光層１１
３に含む構成を有する。なお、第１の有機化合物としてはどちらも４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
を用いている。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

以下に、発光素子１及び比較発光素子１の作製方法を示す。

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

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

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

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェ
ン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔
注入層１１１を形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデ
ンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節
した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着
法である。

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

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
、上記構造式（ｉｖ）で表されるＰＣＢＢｉＦ及び上記構造式（ｖ）で表されるルブレン
とを、重量比０．８：０．２：０．００７５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：
ルブレン）となるように４０ｎｍ共蒸着し、発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さ
らに、上記構造式（ｖｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５
ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の
発光素子１を作製した。

なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

（比較発光素子１の作製方法）
比較発光素子１は、発光素子１における発光層１１３を４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍとルブレ
ンとを、重量比１：０．００５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ルブレン）となるように４０
ｎｍ共蒸着して作製した。その他の材料、構成はすべて発光素子１と同一である。すなわ
ち、比較発光素子１は、発光素子１において、第２の有機化合物を用いない発光素子とい
うことができる。

発光素子１及び比較発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期
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。

発光素子１及び比較発光素子１の電流密度−輝度特性を図１３に、輝度−電流効率特性
を図１４に、電圧−輝度特性を図１５に、輝度−パワー効率特性を図１６に、輝度−外部
量子効率特性を図１７に、発光スペクトルを図１８に示す。

発光素子１及び比較発光素子１の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性値を表１
に示す。

以上の結果より、第２の有機化合物として、ｐ−ビフェニル骨格を含む基及びフルオレ
ン−２−イル骨格を有する基の両方を有するアリールアミンであるＰＣＢＢｉＦを用いた
発光素子１が、第２の有機化合物を含まない比較発光素子１よりも良好な結果を示した。
具体的には電流効率が向上し、駆動電圧が低くなり、パワー効率や外部量子効率が向上し
た。

図１７より発光素子１の外部量子効率を参照すると、７％を超える非常に良好な特性を
示していることがわかる。これは、第１の有機化合物と第２の有機化合物とがエキサイプ
レックスを形成し、そのエネルギーがルブレンに効率よく移動していることを示している
。また、７％以上という良好な発光効率から、エキサイプレックスにおいて、三重項励起
エネルギーの三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差により生成した一重項励
起エネルギーもルブレンの発光に貢献していることが示唆される。

また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子１及び比較
発光素子１を駆動して、信頼性試験を行った結果を図１９に示す。図１９では、初期輝度
を１とした規格化輝度の変化を示している。この結果から、発光素子１は、比較発光素子
１よりも駆動時間に伴う輝度低下の小さい、良好な信頼性を有する発光素子であることが
わかる。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子２）及び比較発光素子２について説
明する。発光素子２は発光層１１３における第２の有機化合物としてｐ−ビフェニル骨格
を含む基及びフルオレン−２−イル骨格を有する基の両方を有するアリールアミンである
Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニ
ル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称
：ＰＣＢＢｉＦ）を用い、且つ、発光物質として３−（ベンゾチアゾール−２−イル）−
７−（ジエチルアミノ）クマリン（慣用名：クマリン６）を用いた構成を有する。また、
比較発光素子２は、第２の有機化合物を用いず、第１の有機化合物と、発光物質としての
クマリン６のみを発光層１１３に含む構成を有する。なお、第１の有機化合物としてはど
ちらも４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを用いている。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す
。

以下に、発光素子２及び比較発光素子２の作製方法を示す。

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

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

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

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェ
ン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔
注入層１１１を形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデ
ンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節
した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着
法である。

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

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
、上記構造式（ｉｖ）で表されるＰＣＢＢｉＦ及び上記構造式（ｖｉｉ）で表される３−
（ベンゾチアゾール−２−イル）−７−（ジエチルアミノ）クマリン（慣用名：クマリン
６）とを、重量比０．８：０．２：０．００５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ
：クマリン６）となるように４０ｎｍ共蒸着し、発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さ
らに、上記構造式（ｖｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５
ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の
発光素子２を作製した。

なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

（比較発光素子２の作製方法）
比較発光素子２は、発光素子２における発光層１１３を４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍとクマリ
ン６とを、重量比１：０．００５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：クマリン６）となるように
４０ｎｍ共蒸着して作製した。その他の材料、構成はすべて発光素子２と同一である。す
なわち、比較発光素子２は、発光素子２において、第２の有機化合物を用いない発光素子
ということができる。

発光素子２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ガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にＵＶ処理及び８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初
期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。

発光素子２及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図２０に、輝度−電流効率特性
を図２１に、電圧−輝度特性を図２２に、輝度−パワー効率特性を図２３に、輝度−外部
量子効率特性を図２４に、発光スペクトルを図２５に示す。

発光素子２及び比較発光素子２の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性値を表２
に示す。

以上の結果より、第２の有機化合物として、ｐ−ビフェニル骨格を含む基及びフルオレ
ン−２−イル骨格を有する基の両方を有するアリールアミンであるＰＣＢＢｉＦを用いた
発光素子２が、第２の有機化合物を含まない比較発光素子２よりも良好な結果を示した。
具体的には電流効率が向上し、駆動電圧が低くなり、パワー効率や外部量子効率が向上し
た。

図２４より発光素子２の外部量子効率を参照すると、６％を超える非常に良好な特性を
示していることがわかる。これは、第１の有機化合物と第２の有機化合物とがエキサイプ
レックスを形成し、そのエネルギーがクマリン６に効率よく移動していることを示してい
る。また、６％以上という良好な発光効率から、エキサイプレックスにおいて、三重項励
起エネルギーの三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差により生成した一重項
励起エネルギーがクマリン６の発光に貢献していることが示唆される。

また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子２及び比較
発光素子２を駆動して、信頼性試験を行った結果を図２６に示す。図２６では、初期輝度
を１とした規格化輝度の変化を示している。この結果から、発光素子２は、比較発光素子
２よりも駆動時間に伴う輝度低下の小さい、良好な信頼性を有する発光素子であることが
わかる。

本実施例では、本発明の一態様の発光素子（発光素子３）及び比較発光素子３について説
明する。発光素子３は発光層１１３における第２の有機化合物としてｐ−ビフェニル骨格
を含む基及びフルオレン−２−イル骨格を有する基の両方を有するアリールアミンである
Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニ
ル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称
：ＰＣＢＢｉＦ）を用い、且つ、発光物質として｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（
１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［
ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニ
トリル（慣用名：ＤＣＪＴＢ）を用いた構成を有する。また、比較発光素子３は、第２の
有機化合物を用いず、第１の有機化合物と、発光物質としてのＤＣＪＴＢのみを発光層１
１３に含む構成を有する。なお、第１の有機化合物としてはどちらも４，６ｍＣｚＰ２Ｐ
ｍを用いている。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

以下に、発光素子３及び比較発光素子３の作製方法を示す。

（発光素子３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリン
グ法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極
面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。ここで、第１の電極１０１は、発光素子の陽極として機能
する電極である。

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

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

次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成さ
れた基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０^−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表
される４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェ
ン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔
注入層１１１を形成した。その膜厚は、２０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデ
ンの比率は、重量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節
した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着
法である。

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

さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ
、上記構造式（ｉｖ）で表されるＰＣＢＢｉＦ及び上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される｛
２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−
テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−
ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（慣用名：ＤＣＪＴＢ）とを、重量比０．８
：０．２：０．００５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＰＣＢＢｉＦ：ＤＣＪＴＢ）となるよ
うに４０ｎｍ共蒸着し、発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さ
らに、上記構造式（ｖｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５
ｎｍとなるように成膜して、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成したら、その後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚とな
るように蒸着し、電子注入層１１５を形成し、最後に、陰極として機能する第２の電極１
０２として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の
発光素子３を作製した。

なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

（比較発光素子３の作製方法）
比較発光素子３は、発光素子３における発光層１１３を４，６ｍＣｚＰ２ＰｍとＤＣＪ
ＴＢとを、重量比１：０．００５（＝４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：ＤＣＪＴＢ）となるように
４０ｎｍ共蒸着して作製した。その他の材料、構成はすべて発光素子３と同一である。す
なわち、比較発光素子３は、発光素子３において、第２の有機化合物を用いない発光素子
ということができる。

発光素子３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ガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗
布し、封止時にＵＶ処理及び８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初
期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。

発光素子３及び比較発光素子３の電流密度−輝度特性を図２７に、輝度−電流効率特性
を図２８に、電圧−輝度特性を図２９に、輝度−パワー効率特性を図３０に、輝度−外部
量子効率特性を図３１に、発光スペクトルを図３２に示す。

発光素子３及び比較発光素子３の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性値を表３
に示す。

以上の結果より、第２の有機化合物として、ｐ−ビフェニル骨格を含む基及びフルオレ
ン−２−イル骨格を有する基の両方を有するアリールアミンであるＰＣＢＢｉＦを用いた
発光素子３が、第２の有機化合物を含まない比較発光素子３よりも良好な結果を示した。
具体的には電流効率が向上し、駆動電圧が低くなり、パワー効率や外部量子効率が向上し
た。

図３１より発光素子３の外部量子効率を参照すると、８％近い非常に良好な特性を示し
ていることがわかる。これは、第１の有機化合物と第２の有機化合物とがエキサイプレッ
クスを形成し、そのエネルギーがＤＣＪＴＢに効率よく移動していることを示している。
また、８％近い良好な発光効率から、エキサイプレックスにおいて、三重項励起エネルギ
ーの三重項励起準位から一重項励起準位への逆項間交差により生成した一重項励起エネル
ギーがＤＣＪＴＢの発光に貢献していることが示唆される。

また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２とし、電流密度一定の条件で発光素子３及び比較
発光素子３を駆動して、信頼性試験を行った結果を図３３に示す。図３３では、初期輝度
を１とした規格化輝度の変化を示している。この結果から、発光素子３は、比較発光素子
３よりも駆動時間に伴う輝度低下の小さい、良好な信頼性を有する発光素子であることが
わかる。

（参考例１）
本参考例では、実施例で用いたＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジ
メチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ
−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）の合成方法について説明する。

＜ステップ１：Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−フェ
ニル−９Ｈ−フルオレン−２−アミンの合成＞
１Ｌ三口フラスコに、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−９
Ｈ−フルオレン−２−アミン４５ｇ（０．１３ｍｏｌ）と、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキ
シド３６ｇ（０．３８ｍｏｌ）と、ブロモベンゼン２１ｇ（０．１３ｍｏｌ）と、トルエ
ン５００ｍＬを入れた。この混合物を減圧しながら撹拌することで脱気し、脱気後、フラ
スコ内を窒素置換した。その後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．
８ｇ（１．４ｍｍｏｌ）と、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン
溶液）１２ｍＬ（５．９ｍｍｏｌ）を加えた。ステップ１の合成スキームを下に示す。

この混合物を窒素気流下、９０℃で２時間撹拌した。その後、混合物を室温まで冷やして
から、吸引濾過により固体を濾別した。得られた濾液を濃縮し、褐色液体約２００ｍＬを
得た。この褐色液体をトルエンと混合してから、得られた溶液をセライト（和光純薬工業
株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５、以下に記すセライトについても同様であ
るが繰り返しの記載は省略する）、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、以下に記すフロリジールについても同様であるが繰り
返しの記載は省略する）を用いて精製した。得られた濾液を濃縮して淡黄色液体を得た。
この淡黄色液体をヘキサンにて再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を収量５２ｇ、収
率９５％で得た。

＜ステップ２：Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（４−ブロモフェニル）
−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミンの合成＞
１Ｌマイヤーフラスコに、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル
−Ｎ−フェニル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン４５ｇ（０．１０ｍｏｌ）を入れ、トル
エン２２５ｍＬを加えて加熱しながら撹拌して溶解した。この溶液を室温まで放冷した後
、酢酸エチル２２５ｍＬを加えて、Ｎ−ブロモこはく酸イミド（略称：ＮＢＳ）１８ｇ（
０．１０ｍｏｌ）を加えて、２．５時間室温にて撹拌した。撹拌終了後、この混合物を飽
和炭酸水素ナトリウム水溶液で３回、飽和食塩水で１回洗浄した。得られた有機層に硫酸
マグネシウムを加えて２時間静置し、乾燥した。この混合物を自然濾過して硫酸マグネシ
ウムを除去し、得られた濾液を濃縮したところ、黄色液体を得た。この黄色液体をトルエ
ンと混合し、この溶液をセライト、アルミナ、フロリジールを用いて精製した。得られた
溶液を濃縮して淡黄色固体を得た。この淡黄色固体をトルエン／エタノールにて再結晶し
たところ、目的物の白色粉末を収量４７ｇ、収率８９％で得た。ステップ２の合成スキー
ムを下に示す。

＜ステップ３：ＰＣＢＢｉＦの合成＞
１Ｌ三口フラスコにＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（４−ブロモフェニ
ル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン４１ｇ（８０ｍｍｏｌ）、９−
フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イルボロン酸２５ｇ（８８ｍｍｏｌ）を入れ、トル
エン２４０ｍＬとエタノール８０ｍＬと炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）１２０
ｍＬを加えて、この混合物を減圧しながら撹拌することで脱気し、脱気後、フラスコ内を
窒素置換した。さらに、酢酸パラジウム（ＩＩ）２７ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、トリ（
オルト−トリル）ホスフィン１５４ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）を加え、再度、減圧しながら
撹拌することで脱気し、脱気後、フラスコ内を窒素置換した。この混合物を窒素気流下、
１１０℃で１．５時間撹拌した。ステップ３の合成スキームを示す。

その後、撹拌しながら室温まで放冷した後、この混合物の水層をトルエンで２回抽出した
。得られた抽出液と有機層をあわせてから、水で２回、飽和食塩水で２回洗浄した。この
溶液に硫酸マグネシウムを加えて静置し、乾燥した。この混合物を自然濾過して硫酸マグ
ネシウムを除去し、得られた濾液を濃縮して褐色溶液を得た。この褐色溶液をトルエンと
混合してから、得られた溶液をセライト、アルミナ、フロリジールを通して精製した。得
られた濾液を濃縮して淡黄色固体を得た。この淡黄色固体を酢酸エチル／エタノールを用
いて再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を収量４６ｇ、収率８８％で得た。

得られた淡黄色粉末３８ｇ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
は、圧力３．７Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、淡黄色粉末を３４５℃で
加熱して行った。昇華精製後、目的物の淡黄色固体を収量３１ｇ、回収率８３％で得た。

核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるＮ−（１，１’−ビフェニ
ル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−
３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）であるこ
とを確認した。

得られた淡黄色固体の^１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
^１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ_３，５００ＭＨｚ）：δ＝１．４５（ｓ、６Ｈ）、７．１８（
ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、１Ｈ）、７．２７−７．３２（ｍ、８Ｈ）、７．４０−７．５０（
ｍ、７Ｈ）、７．５２−７．５３（ｍ、２Ｈ）、７．５９−７．６８（ｍ、１２Ｈ）、８
．１９（ｄ、Ｊ＝８．０Ｈｚ、１Ｈ）、８．３６（ｄ、Ｊ＝１．１Ｈｚ、１Ｈ）。

１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ 有機化合物を含む層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ 有機化合物を含む層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４０８ 空間
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ 有機化合物を含む層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライトユニット
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 有機化合物を含む層
９５６ 電極
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｒ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｇ 発光素子の第１の電極
１０２４Ｂ 発光素子の第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ 有機化合物を含む層
１０２９ 発光素子の第２の電極
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 透明な基材
１０３４Ｒ 赤色の着色層
１０３４Ｇ 緑色の着色層
１０３４Ｂ 青色の着色層
１０３５ 黒色層（ブラックマトリックス）
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
５０００ 表示領域
５００１ 表示領域
５００２ 表示領域
５００３ 表示領域
５００４ 表示領域
５００５ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 第２の表示部
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
９０３３ 留め具
９０３４ スイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ スイッチ
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネル領域
９６３２ｂ タッチパネル領域
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３７ 操作キー
９６３８ コンバータ
９６３９ ボタン

Claims (12)

1. 一対の電極間に、発光層を有し、
   前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、蛍光物質とを含み、
   前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
   前記第１の有機化合物は、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物のいずれかであり、
   前記第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格を有し、前記トリアリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つがｐ−ビフェニル骨格を含む基である発光素子。
2. 請求項１において、
   前記トリアリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも２つがｐ−ビフェニル骨格を含む基である発光素子。
3. 一対の電極間に、発光層を有し、
   前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、蛍光物質とを含み、
   前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、
   前記第１の有機化合物は、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物のいずれかであり、
   前記第２の有機化合物は、トリアリールアミン骨格を有し、前記トリアリールアミン骨格の３つのアリール基のうち、少なくとも一つがフルオレン骨格を含む基である発光素子。
4. 請求項３において、
   前記トリアリールアミン骨格において、さらに、少なくとも一つのアリール基がｐ−ビフェニル骨格を含む基である発光素子。
5. 請求項４において、
   前記ｐ−ビフェニル骨格を含む基は、置換又は無置換のｐ−ビフェニル基、置換又は無置換のフルオレン−２−イル基、置換又は無置換のスピロフルオレニル基及び置換又は無置換の４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル基のいずれか一である発光素子。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記トリアリールアミン骨格において、さらに少なくとも一つのアリール基が置換又は無置換の４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル基である発光素子。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記第１の有機化合物の三重項励起エネルギー及び前記第２の有機化合物の三重項励起エネルギーは、前記励起錯体の発光波長に相当するエネルギーよりも大きい発光素子。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   前記励起錯体の発光スペクトルと、前記蛍光物質の最も長波長側の吸収帯とが重なる発光素子。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を有する照明装置。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。
11. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。
12. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。