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技術 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置

出願人 株式会社半導体エネルギー研究所
発明者 下垣智子瀬尾哲史大澤信晴井上英子高橋正弘鈴木邦彦
出願日 2016年7月29日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-149685
公開日 2016年10月20日 (4年1ヶ月経過) 公開番号 2016-184773
状態 特許登録済
技術分野 エレクトロルミネッセンス光源
主要キーワード NBB エネルギー移動過程 相関エネルギー 複合材料層 TSO ゲスト材 分子半径 有効距離
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

外部量子効率が高い発光素子を提供する。また、寿命の長い発光素子を提供する。

解決手段

一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を有し、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとが重なり、ホスト材料の励起エネルギーがゲスト材料の励起エネルギーに変換され燐光を発する発光素子を提供する。ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルの重なりを利用して、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が円滑に行われるため、該発光素子はエネルギー移動効率が高い。したがって、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。

概要

背景

有機EL素子研究開発が盛んに行われている。有機EL素子の基本的な構成は、一対の
電極間発光性有機化合物を含む層(以下、発光層とも記す)を挟んだものであり、薄
型軽量化できる・入力信号高速応答できる・直流低電圧駆動が可能であるなどの特性
から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、このよう
発光素子を用いたディスプレイは、コントラスト画質に優れ、視野角が広いという特
徴も有している。さらに、有機EL素子は面光源であるため、液晶ディスプレイバック
ライト照明等の光源としての応用も考えられている。

有機EL素子の発光機構は、キャリア注入型である。すなわち、電極間に発光層を挟んで
電圧印加することにより、電極から注入された電子およびホール正孔)が再結合して
発光物質励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。そして、励起
状態の種類としては、一重項励起状態(S*)と三重項励起状態(T*)が可能である。
また、発光素子におけるその統計的な生成比率は、S*:T*=1:3であると考えられ
ている。

発光性の有機化合物は通常、基底状態が一重項状態である。したがって、一重項励起状態
(S*)からの発光は、同じスピン多重度間の電子遷移であるため蛍光と呼ばれる。一方
、三重項励起状態(T*)からの発光は、異なるスピン多重度間の電子遷移であるため燐
光と呼ばれる。ここで、蛍光を発する化合物(以下、蛍光性化合物と記す)は室温におい
て、通常、燐光観測されず蛍光のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた
発光素子における内部量子効率(注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合)の
理論的限界は、S*:T*=1:3であることを根拠に25%とされている。

一方、燐光を発する化合物(以下、燐光性化合物と記す)を用いれば、内部量子効率は1
00%にまで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べて高い発光効率を得るこ
とが可能になる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、燐光性化合
物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。特に、燐光性化合物としては、そ
の燐光量子収率の高さゆえに、イリジウム等を中心金属とする有機金属錯体が注目されて
おり、例えば、特許文献1には、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体が燐光材料
して開示されている。

上述した燐光性化合物を用いて発光素子の発光層を形成する場合、燐光性化合物の濃度消
光や三重項−三重項消滅による消光を抑制するために、他の化合物からなるマトリクス
に該燐光性化合物が分散するようにして形成することが多い。この時、マトリクスとなる
化合物はホスト材料、燐光性化合物のようにマトリクス中に分散される化合物はゲスト材
料と呼ばれる。

概要

外部量子効率が高い発光素子を提供する。また、寿命の長い発光素子を提供する。一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を有し、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとが重なり、ホスト材料の励起エネルギーがゲスト材料の励起エネルギーに変換され燐光を発する発光素子を提供する。ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルの重なりを利用して、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が円滑に行われるため、該発光素子はエネルギー移動効率が高い。したがって、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を有し、前記ホスト材料の発光スペクトルと前記ゲスト材料の吸収スペクトルが重なり、前記ホスト材料の励起エネルギーが前記ゲスト材料の励起エネルギーに変換されることで、燐光を発する発光素子

技術分野

0001

有機エレクトロルミネッセンス(EL:Electroluminescence)現象
を利用した発光素子(以下、有機EL素子とも記す)に関する。

背景技術

0002

有機EL素子の研究開発が盛んに行われている。有機EL素子の基本的な構成は、一対の
電極間発光性有機化合物を含む層(以下、発光層とも記す)を挟んだものであり、薄
型軽量化できる・入力信号高速応答できる・直流低電圧駆動が可能であるなどの特性
から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されている。また、このよう
な発光素子を用いたディスプレイは、コントラスト画質に優れ、視野角が広いという特
徴も有している。さらに、有機EL素子は面光源であるため、液晶ディスプレイバック
ライト照明等の光源としての応用も考えられている。

0003

有機EL素子の発光機構は、キャリア注入型である。すなわち、電極間に発光層を挟んで
電圧印加することにより、電極から注入された電子およびホール正孔)が再結合して
発光物質励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。そして、励起
状態の種類としては、一重項励起状態(S*)と三重項励起状態(T*)が可能である。
また、発光素子におけるその統計的な生成比率は、S*:T*=1:3であると考えられ
ている。

0004

発光性の有機化合物は通常、基底状態が一重項状態である。したがって、一重項励起状態
(S*)からの発光は、同じスピン多重度間の電子遷移であるため蛍光と呼ばれる。一方
、三重項励起状態(T*)からの発光は、異なるスピン多重度間の電子遷移であるため燐
光と呼ばれる。ここで、蛍光を発する化合物(以下、蛍光性化合物と記す)は室温におい
て、通常、燐光観測されず蛍光のみが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた
発光素子における内部量子効率(注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合)の
理論的限界は、S*:T*=1:3であることを根拠に25%とされている。

0005

一方、燐光を発する化合物(以下、燐光性化合物と記す)を用いれば、内部量子効率は1
00%にまで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べて高い発光効率を得るこ
とが可能になる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、燐光性化合
物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。特に、燐光性化合物としては、そ
の燐光量子収率の高さゆえに、イリジウム等を中心金属とする有機金属錯体が注目されて
おり、例えば、特許文献1には、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体が燐光材料
して開示されている。

0006

上述した燐光性化合物を用いて発光素子の発光層を形成する場合、燐光性化合物の濃度消
光や三重項−三重項消滅による消光を抑制するために、他の化合物からなるマトリクス
に該燐光性化合物が分散するようにして形成することが多い。この時、マトリクスとなる
化合物はホスト材料、燐光性化合物のようにマトリクス中に分散される化合物はゲスト材
料と呼ばれる。

先行技術

0007

国際公開第00/70655号パンフレット

発明が解決しようとする課題

0008

しかし、一般に、有機EL素子における光取り出し効率は20%〜30%程度と言われて
いる。したがって、反射電極透明電極による光の吸収を考慮すると、燐光性化合物を用
いた発光素子の外部量子効率の限界は、25%程度と考えられている。

0009

そこで、本発明の一態様は、外部量子効率が高い発光素子を提供することを目的の一とす
る。また、本発明の一態様は、寿命の長い発光素子を提供することを目的の一とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明の一態様は、一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を有し、ホ
スト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとが重なり、ホスト材料の励起
エネルギーがゲスト材料の励起エネルギーに変換されることで、燐光を発する発光素子で
ある。

0011

また、本発明の一態様は、一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を有
し、ホスト材料の発光スペクトルと、ゲスト材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長
低エネルギー)側の吸収帯とが重なり、ホスト材料の励起エネルギーがゲスト材料の励起
エネルギーに変換されることで、燐光を発する発光素子である。

0012

上記発光素子において、最も長波長側の吸収帯が、三重項MLCT(Metal to
Ligand Charge Transfer)遷移由来する吸収を含むことが好ま
しい。

0013

上記発光素子において、ホスト材料の発光スペクトルとしては、蛍光スペクトルが好まし
い。

0014

上記発光素子において、ゲスト材料は、有機金属錯体であることが好ましく、イリジウム
錯体であることが特に好ましい。

0015

上記発光素子において、発光スペクトルのピークエネルギー値と、吸収スペクトルの最
も低エネルギー側の吸収帯のピークのエネルギー値との差が0.3eV以内であることが
好ましい。

0016

上記発光素子において、吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯のモル吸光係数が、50
00M−1・cm−1以上であることが好ましい。

発明の効果

0017

本発明の一態様では、外部量子効率が高い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、寿命の長い発光素子を提供することができる。

図面の簡単な説明

0018

実施例1に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例の発光素子の構成を示す図。
実施例2の発光素子の電流密度輝度特性を示す図。
実施例2の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例2の発光素子の輝度電流効率特性を示す図。
実施例2の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例2の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例2の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例3の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例3の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例3の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例3の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例3の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例3の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
本発明の一態様の発光素子を示す図。
実施例1に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例4に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例5の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例5の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例5の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例5の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例5の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例6に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例7の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例7の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例7の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例7の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例7の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例7の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例8に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例9の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例9の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例9の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例9の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例9の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例9の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例10に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例11の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例11の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例11の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例11の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例11の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例12に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例13の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例13の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例13の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例13の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例13の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例14に係る吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例15の発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。
実施例15の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例15の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例15の発光素子の輝度−外部量子効率特性を示す図。
実施例15の発光素子の発光スペクトルを示す図。

0019

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。

0020

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について説明する。

0021

本実施の形態の発光素子は、発光物質であるゲスト材料と、該ゲスト材料を分散するホス
ト材料とを発光層に有する。ゲスト材料としては、燐光性化合物を用いる。ホスト材料と
しては、1種類以上の有機化合物を用いることができる。

0022

ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層の結晶化を抑制する
ことができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制し、発光素子の
発光効率を高くすることができる。

0023

なお、本実施の形態において、ホスト材料として用いる有機化合物の三重項励起エネルギ
ーの準位(T1準位)は、ゲスト材料のT1準位よりも高いことが好ましい。ホスト材料
のT1準位がゲスト材料のT1準位よりも低いと、発光に寄与するゲスト材料の三重項励
起エネルギーをホスト材料が消光(クエンチ)してしまい、発光効率の低下を招くためで
ある。

0024

<発光の素過程
まず、燐光性化合物をゲスト材料として用いる発光素子における発光の一般的な素過程を
説明する。

0025

(1)電子及びホールがゲスト分子において再結合し、ゲスト分子が励起状態となる場合
直接再結合過程)。
(1−1)ゲスト分子の励起状態が三重項励起状態のとき
ゲスト分子は燐光を発する。
(1−2)ゲスト分子の励起状態が一重項励起状態のとき
一重項励起状態のゲスト分子は三重項励起状態に項間交差し、燐光を発する。

0026

つまり、上記(1)の直接再結合過程においては、ゲスト分子の項間交差効率及び燐光量
収率さえ高ければ、高い発光効率が得られることになる。なお、上述した通り、ホスト
分子のT1準位は、ゲスト分子のT1準位よりも高いことが好ましい。

0027

(2)電子及びホールがホスト分子において再結合し、ホスト分子が励起状態となる場合
エネルギー移動過程)。
(2−1)ホスト分子の励起状態が三重項励起状態のとき
ホスト分子のT1準位がゲスト分子のT1準位よりも高い場合、ホスト分子からゲスト
分子に励起エネルギーが移動し、ゲスト分子が三重項励起状態となる。三重項励起状態と
なったゲスト分子は燐光を発する。なお、ゲスト分子の一重項励起エネルギーの準位(S
1準位)へのエネルギー移動形式上あり得るが、多くの場合ゲスト分子のS1準位の方
がホスト分子のT1準位よりも高エネルギー側に位置しており、主たるエネルギー移動過
程になりにくいため、ここでは割愛する。
(2−2)ホスト分子の励起状態が一重項励起状態のとき
ホスト分子のS1準位がゲスト分子のS1準位およびT1準位よりも高い場合、ホスト
分子からゲスト分子に励起エネルギーが移動し、ゲスト分子が一重項励起状態又は三重項
励起状態となる。三重項励起状態となったゲスト分子は燐光を発する。また、一重項励起
状態となったゲスト分子は、三重項励起状態に項間交差し、燐光を発する。

0028

つまり、上記(2)のエネルギー移動過程においては、ホスト分子の三重項励起エネルギ
ー及び一重項励起エネルギーの双方が、いかにゲスト分子に効率よく移動できるかが重要
となる。

0029

<エネルギー移動過程>
以下では、分子間のエネルギー移動過程について詳説する。

0030

まず、分子間のエネルギー移動の機構として、以下の2つの機構が提唱されている。ここ
で、励起エネルギーを与える側の分子をホスト分子、励起エネルギーを受け取る側の分子
をゲスト分子と記す。

0031

≪フェルスター機構(双極子−双極子相互作用)≫
フェルスター機構は、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要としない。ホスト分
子及びゲスト分子間の双極子振動共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる。双極子振
動の共鳴現象によってホスト分子がゲスト分子にエネルギーを受け渡し、ホスト分子が基
底状態になり、ゲスト分子が励起状態になる。フェルスター機構の速度定数kh*→gを
数式(1)に示す。

0032

0033

数式(1)において、νは、振動数を表し、f’h(ν)は、ホスト分子の規格化された
発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、
三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、εg(ν
)は、ゲスト分子のモル吸光係数を表し、Nは、アボガドロ数を表し、nは、媒体屈折
率を表し、Rは、ホスト分子とゲスト分子の分子間距離を表し、τは、実測される励起状
態の寿命(蛍光寿命燐光寿命)を表し、cは、光速を表し、φは、発光量子収率(一重
項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエ
ネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率)を表し、K2は、ホスト分子とゲスト分子の
遷移双極子モーメント配向を表す係数(0〜4)である。なお、ランダム配向の場合は
K2=2/3である。

0034

デクスター機構(電子交換相互作用)≫
デクスター機構は、ホスト分子とゲスト分子が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づ
き、励起状態のホスト分子の電子と基底状態のゲスト分子の電子の交換を通じてエネルギ
ー移動が起こる。デクスター機構の速度定数kh*→gを数式(2)に示す。

0035

0036

数式(2)において、hは、プランク定数であり、Kは、エネルギーの次元を持つ定数
あり、νは、振動数を表し、f’h(ν)は、ホスト分子の規格化された発光スペクトル
(一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態
からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル)を表し、ε’g(ν)は、ゲスト
分子の規格化された吸収スペクトルを表し、Lは、実効分子半径を表し、Rは、ホスト分
子とゲスト分子の分子間距離を表す。

0037

ここで、ホスト分子からゲスト分子へのエネルギー移動効率ΦETは、数式(3)で表さ
れると考えられる。krは、ホスト分子の発光過程(一重項励起状態からのエネルギー移
動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光)の速
度定数を表し、knは、ホスト分子の非発光過程(熱失活や項間交差)の速度定数を表し
、τは、実測されるホスト分子の励起状態の寿命を表す。

0038

0039

まず、数式(3)より、エネルギー移動効率ΦETを高くするためには、エネルギー移動
の速度定数kh*→gを、他の競合する速度定数kr+kn(=1/τ)に比べて遙かに
大きくすればよい。そして、そのエネルギー移動の速度定数kh*→gを大きくするため
には、数式(1)及び数式(2)より、フェルスター機構、デクスター機構のどちらの機
構においても、ホスト分子の発光スペクトル(一重項励起状態からのエネルギー移動を論
じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光ス
クトル)とゲスト分子の吸収スペクトルとの重なりが大きい方が良いことがわかる。

0040

ここで、本発明の一態様は、一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を
有し、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとが重なり、ホスト材
料の励起エネルギーがゲスト材料の励起エネルギーに変換されることで、燐光を発する発
光素子である。

0041

本発明の一態様では、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルの重な
りを利用して、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が円滑に行われるため、エ
ネルギー移動効率が高い。したがって、本発明の一態様では、外部量子効率の高い発光素
子を実現することができる。

0042

また、前述のエネルギー移動過程を鑑みれば、ホスト分子からゲスト分子に励起エネルギ
ーが移動する前に、ホスト分子自体がその励起エネルギーを光又は熱として放出して失活
してしまうと、発光効率や寿命が低下することになる。しかしながら、本発明の一態様で
は、エネルギー移動が円滑に行われるため、励起エネルギーの失活を抑制することができ
る。したがって、寿命の長い発光素子を実現することができる。

0043

ここで、本発明者等は、ホスト分子の発光スペクトルとゲスト分子の吸収スペクトルとの
重なりを考える上で、ゲスト分子の吸収スペクトルにおける最も長波長(低エネルギー)
側の吸収帯が重要であると考えた。

0044

本実施の形態では、ゲスト材料として燐光性化合物を用いる。燐光性化合物の吸収スペ
トルにおいて、最も発光に強く寄与すると考えられている吸収帯は、一重項基底状態から
三重項励起状態への直接遷移に相当する吸収波長とその近傍であり、それは最も長波長側
に現れる吸収帯である。このことから、ホスト材料の発光スペクトル(蛍光スペクトル及
び燐光スペクトル)は、燐光性化合物の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる
ことが好ましいと考えられる。

0045

例えば、有機金属錯体、特に発光性のイリジウム錯体において、最も長波長側の吸収帯は
、500〜600nm付近ブロードな吸収帯として現れる場合が多い(無論、発光波長
によっては、より短波長側やより長波長側に現れる場合もある)。この吸収帯は、主とし
て、三重項MLCT(Metal to Ligand Charge Transfe
r)遷移に由来する。ただし、該吸収帯には三重項π−π*遷移や一重項MLCT遷移に
由来する吸収も一部含まれ、これらが重なって、吸収スペクトルの最も長波長側にブロー
ドな吸収帯を形成していると考えられる。したがって、ゲスト材料に、有機金属錯体(特
にイリジウム錯体)を用いるときは、このように最も長波長側に存在するブロードな吸収
帯と、ホスト材料の発光スペクトルが大きく重なる状態が好ましい。

0046

したがって、本発明の一態様は、一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光
層を有し、ホスト材料の発光スペクトルと、ゲスト材料の吸収スペクトルにおいて最も長
波長側の吸収帯とが重なり、ホスト材料の励起エネルギーがゲスト材料の励起エネルギー
に変換されることで、燐光を発する発光素子である。

0047

上記発光素子において、該吸収帯が、三重項MLCT遷移に由来する吸収を含むことが好
ましい。三重項MLCT励起状態は、ゲスト材料である燐光性化合物の最低三重項励起状
態であるため、燐光性化合物はこの励起状態から燐光を発する。つまり、三重項MLCT
励起状態からは、発光以外の失活過程が少なく、この励起状態の存在率をできる限り多く
するのが高い発光効率に繋がると考えられる。このような理由から、三重項MLCT遷移
に由来する吸収を利用して、ホスト材料から三重項MLCT励起状態に直接エネルギー移
動するエネルギー移動過程が多いことが好ましいと言える。また、上記発光素子において
、ゲスト材料は有機金属錯体、特にイリジウム錯体が好ましい。

0048

また、本発明者等は、ホスト分子が一重項励起状態である場合(上記(2−2))は、三
重項励起状態である場合(上記(2−1))に比べて、燐光性化合物であるゲスト分子へ
のエネルギー移動が起こりにくく、発光効率が低下しやすいことを見出し、課題の一とし
て着目した。

0049

ホスト材料としては、通常、蛍光性化合物が用いられるが、その蛍光寿命(τ)はナノ秒
ベルと非常に短い(kr+knが大きい)。これは、一重項励起状態から基底状態(一
重項)への遷移が許容遷移だからである。数式(3)から、このことはエネルギー移動効
率ΦETに対して不利に働く。このことも考慮すると、ホスト材料の一重項励起状態から
ゲスト材料へのエネルギー移動は、総じて起こりにくい傾向にある。

0050

しかしながら本発明の一態様は、このようなホスト材料の一重項励起状態からのゲスト材
料へのエネルギー移動効率に関する問題点を克服できる。すなわち、本発明の一態様の発
光素子は、一対の電極間に、ゲスト材料及びホスト材料を含む発光層を有し、ホスト材料
の蛍光スペクトルは、ゲスト材料の吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重な
りを有し、重なりを利用して、ホスト材料の励起エネルギーがゲスト材料の励起エネルギ
ーに変換されることで、燐光を発することが好ましい。

0051

つまり、本発明の一態様の発光素子では、ホスト材料の蛍光スペクトルは、ゲスト材料の
吸収スペクトルにおいて最も長波長側の吸収帯と重なりを有し、該重なりを利用して、ホ
スト材料の励起エネルギーがゲスト材料の励起エネルギーに変換されることで、燐光を発
する。このような構成とすることで、一重項励起エネルギーの失活を抑制することができ
る。したがって、素子の効率だけでなく寿命にも影響すると考えられるホスト材料の一重
項励起エネルギーの失活を、本発明の一態様を適用することにより抑制することができ、
寿命の長い発光素子を実現することができる。なお、このとき、ホスト材料の励起エネル
ギーは燐光性化合物に十分にエネルギー移動し、一重項励起状態からの蛍光発光は実質的
に観察されないことが好ましい。

0052

なお、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルを十分に重ねるために
は、発光スペクトルのピークのエネルギー値と、吸収スペクトルの最も低エネルギー側の
吸収帯のピークのエネルギー値との差が0.3eV以内であることが好ましい。より好ま
しくは0.2eV以内であり、特に好ましくは0.1eV以内である。

0053

さらに、ホスト材料の一重項励起状態からのエネルギー移動は、フェルスター機構が重要
と考えられる。このことを考慮すると、数式(1)から、ゲスト材料の最も長波長側に位
置する吸収帯のモル吸光係数は、2000M−1・cm−1以上が好ましく、5000M
−1・cm−1以上がより好ましい。

0054

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

0055

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について図15を用いて説明する。

0056

図15(A)は、第1の電極103と第2の電極108との間にEL層102を有する発
光素子を示した図である。図15(A)における発光素子は、第1の電極103の上に順
に積層した正孔注入層701、正孔輸送層702、発光層703、電子輸送層704、電
注入層705と、さらにその上に設けられた第2の電極108から構成されている。

0057

第1の電極103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、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば
酸化インジウム酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素又は
酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(Indiu
m Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム
(IWZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法
より成膜されるが、ゾルゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化イン
ジウム−酸化亜鉛膜は、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、IWZO膜は、酸化
インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含
有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、グラ
フェン、金、白金ニッケルタングステンクロムモリブデン、鉄、コバルト、銅、
パラジウム、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。

0058

但し、EL層102のうち、第1の電極103に接して形成される層が、後述する有機
合物と電子受容体アクセプター)とを混合してなる複合材料を用いて形成される場合に
は、第1の電極103に用いる物質は、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。例えば、アルミ
ウム、銀、アルミニウムを含む合金(例えば、Al−Si)等も用いることもできる。

0059

第1の電極103は、例えばスパッタリング法や蒸着法(真空蒸着法を含む)等により形
成することができる。

0060

第2の電極108は、仕事関数の小さい(好ましくは3.8eV以下)金属、合金、電気
伝導性化合物、及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、
元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウムセシウム等のアル
リ金属、カルシウムストロンチウム等のアルカリ土類金属マグネシウム、およびこれ
らを含む合金(例えば、Mg−Ag、Al−Li)、ユーロピウムイッテルビウム等の
希土類金属およびこれらを含む合金の他、アルミニウムや銀などを用いることができる。

0061

但し、EL層102のうち、第2の電極108に接して形成される層が、後述する有機化
合物と電子供与体ドナー)とを混合してなる複合材料を用いる場合には、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。

0062

なお、第2の電極108を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いるこ
とができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法インクジェット法などを
用いることができる。

0063

EL層102は、少なくとも発光層703を有する。EL層102の一部には公知の物質
を用いることもでき、低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもでき
る。なお、EL層102を形成する物質には、有機化合物のみからなるものだけでなく、
無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。

0064

EL層102は、発光層703の他、図15(A)に示すように正孔注入性の高い物質を
含んでなる正孔注入層701、正孔輸送性の高い物質を含んでなる正孔輸送層702、電
輸送性の高い物質を含んでなる電子輸送層704、電子注入性の高い物質を含んでなる
電子注入層705などを適宜組み合わせて積層することにより形成される。

0065

正孔注入層701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、モリブデン酸化物チタン酸化物バナジウム酸化物レニウム酸化物ルテニウ
酸化物クロム酸化物ジルコニウム酸化物ハフニウム酸化物タンタル酸化物、銀
酸化物、タングステン酸化物マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることができる。ま
た、フタロシアニン略称:H2Pc)、銅(II)フタロシアニン(略称:CuPc)
等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。

0066

また、低分子の有機化合物である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−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:DNT
D)、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)、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:P
CzPCN1)等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。

0067

さらに、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
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/PS
S)等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。

0068

また、正孔注入層701として、有機化合物と電子受容体(アクセプター)とを混合して
なる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子受容体によって有機化合物に
正孔が発生するため、正孔注入性および正孔輸送性に優れている。この場合、有機化合物
としては、発生した正孔の輸送に優れた材料(正孔輸送性の高い物質)であることが好ま
しい。

0069

複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体芳香
炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高
い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動
度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれ
ば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化
合物を具体的に列挙する。

0070

複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、TDATA、MTDATA
、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN
1、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(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−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:BPAF
P)等の芳香族アミン化合物や、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−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン
(略称:CzPA)、9−フェニル−3−[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:PCzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバ
リル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体
を用いることができる。

0071

また、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−t
ert−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−B
uDBA)、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)アントラセン等の芳香
炭化水素化合物を用いることができる。

0072

さらに、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、ペンタセンコロネン、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)等の芳香族炭化水素化合物を用いることが
できる。

0073

また、電子受容体としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフ
ルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル等の有機化合物や、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
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
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。

0074

なお、上述したPVK、PVTPA、PTPDMA、Poly−TPD等の高分子化合物
と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層701に用いてもよい。

0075

正孔輸送層702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、NPB、TPD、BPAFLP、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオ
レン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4
’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N—フェニルアミノ]
ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに
述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、
電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、
正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層
上積層したものとしてもよい。

0076

また、正孔輸送層702には、CBP、CzPA、PCzPAのようなカルバゾール誘導
体や、t−BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良
い。

0077

また、正孔輸送層702には、PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly−TPDな
どの高分子化合物を用いることもできる。

0078

発光層703は、発光物質を含む層である。本実施の形態の発光層703は、ゲスト材料
及びホスト材料を含む。ホスト材料は、複数種用いることができる。具体的には実施の形
態1を参照することができる。

0079

ゲスト材料の燐光性化合物としては、有機金属錯体が好ましく、イリジウム錯体が特に好
ましい。なお、上述のフェルスター機構によるエネルギー移動を考慮すると、燐光性化合
物の最も長波長側に位置する吸収帯のモル吸光係数は、2000M−1・cm−1以上が
好ましく、5000M−1・cm−1以上がより好ましい。このような大きなモル吸光
数を有する化合物としては、具体的には、ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジ
ナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me
)2(dpm)])や、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト
)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)2(acac)])、ビス(2,3
,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称
:[Ir(tppr)2(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4
−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)2(aca
c)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジ
ナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)2(acac)])などが
挙げられる。特に、[Ir(dppm)2(acac)]のように、モル吸光係数が50
00M−1・cm−1以上に達する材料を用いると、外部量子効率が30%程度に達する
高効率な発光素子が得られる。

0080

ホスト材料として、電子を受け取りやすい化合物(代表的には、複素環化合物)とホール
を受け取りやすい化合物(代表的には、芳香族アミン化合物やカルバゾール化合物)とを
混合した材料を用いることが好ましい。このような構成とすることで、発光層内でのホー
ル輸送と電子輸送キャリアバランスを整えることによる発光効率及び寿命の向上の効果
を得ることができる。ホスト材料の具体例としては、例えば、2−[3−(ジベンゾチオ
フェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPD
Bq−II)と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)を混合した材料や、2mDBTPDBq−
IIと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)を混合した材料、あるいは2−[
4−(3,6−ジフェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジベンゾ[f,
h]キノキサリン(略称:2CzPDBq−III)とPCBNBBを混合した材料、2
−[4−(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
ミダゾール(略称:DBTBIm−II)と4,4’,4’’−トリス[N−(1−ナフ
チル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’−TNATA)を混合し
た材料などが挙げられる。また、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)、4−(1−ナフチル)−4’−フェニルトリフェ
ニルアミン(略称:αNBA1BP)、2,7−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェ
ニル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPA2SF
)、9−フェニル−9H−3−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)カルバ
ゾール(略称:PCCP)、又は1’−TNATAを、2mDBTPDBq−IIと混合
した材料もホスト材料として用いることができる。ただし、これらに限定されることなく
、他の公知のホスト材料を用いることができる。

0081

また、発光層を複数設け、それぞれの層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全
体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、発光層を2つ有する発光素子に
おいて、第1の発光層の発光色と第2の発光層の発光色を補色の関係になるようにするこ
とで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色と
は、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光す
る物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、発光層を3つ
以上有する発光素子の場合でも同様である。

0082

電子輸送層704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、Alq3、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alm
q3)、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)、BAlq、Zn(BOX)2、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチア
ゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などの金属錯体が挙げられる。また、2−(4
ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾ
ール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3
,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ter
t−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリア
ゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチル
ェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTA
Z)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)
、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:Bz
Os)などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ(2,5−ピリジン
ジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)
−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオ
クチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイ
ル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べ
た物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔
よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよ
い。

0083

また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したも
のとしてもよい。

0084

電子注入層705は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層705には、リ
チウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム
リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用
いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることがで
きる。また、上述した電子輸送層704を構成する物質を用いることもできる。

0085

あるいは、電子注入層705に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複
合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が
発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物として
は、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述し
た電子輸送層704を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることがで
きる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体
的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム
、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アル
カリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化
物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用い
ることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いる
こともできる。

0086

なお、上述した正孔注入層701、正孔輸送層702、発光層703、電子輸送層704
、電子注入層705は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗
布法等の方法で形成することができる。

0087

EL層は、図15(B)に示すように、第1の電極103と第2の電極108との間に複
数積層されていても良い。この場合、積層された第1のEL層800と第2のEL層80
1との間には、電荷発生層803を設けることが好ましい。電荷発生層803は上述の複
合材料で形成することができる。また、電荷発生層803は複合材料からなる層と他の材
料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与
性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることが
できる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こ
り難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子と
することが容易である。また、一方のEL層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容
易である。この構造は上述のEL層の構造と組み合わせて用いることができる。

0088

また、それぞれのEL層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望
の色の発光を得ることができる。例えば、2つのEL層を有する発光素子において、第1
のEL層の発光色と第2のEL層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素
子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。また、3つ以上のEL層を
有する発光素子の場合でも同様である。

0089

EL層102は、図15(C)に示すように、第1の電極103と第2の電極108との
間に、正孔注入層701、正孔輸送層702、発光層703、電子輸送層704、電子注
バッファー層706、電子リレー層707、及び第2の電極108と接する複合材料層
708を有していても良い。

0090

第2の電極108と接する複合材料層708を設けることで、特にスパッタリング法を用
いて第2の電極108を形成する際に、EL層102が受けるダメージを低減することが
できるため、好ましい。複合材料層708は、前述の、正孔輸送性の高い有機化合物にア
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。

0091

さらに、電子注入バッファー層706を設けることで、複合材料層708と電子輸送層7
04との間の注入障壁緩和することができるため、複合材料層708で生じた電子を電
輸送層704に容易に注入することができる。

0092

電子注入バッファー層706には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およ
びこれらの化合物(アルカリ金属化合物酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロ
ン化物、炭酸塩を含む)、または希土類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を
含む))等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。

0093

また、電子注入バッファー層706が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形
成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、0.001以上0.1以下
比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物(アルカリ金属化合物(
酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む
)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、または希土類
属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン(略
称:TTN)、ニッケロセンデカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもで
きる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層704の材料と同
様の材料を用いて形成することができる。

0094

さらに、電子注入バッファー層706と複合材料層708との間に、電子リレー層707
を形成することが好ましい。電子リレー層707は、必ずしも設ける必要は無いが、電子
輸送性の高い電子リレー層707を設けることで、電子注入バッファー層706へ電子を
速やかに送ることが可能となる。

0095

複合材料層708と電子注入バッファー層706との間に電子リレー層707が挟まれた
構造は、複合材料層708に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層70
6に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造で
ある。したがって、駆動電圧の上昇を防ぐことができる。

0096

電子リレー層707は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のLUM
O準位は、複合材料層708に含まれるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送
層704に含まれる電子輸送性の高い物質のLUMO準位との間となるように形成する。
また、電子リレー層707がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準
位も複合材料層708におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、電子輸送層704
に含まれる電子輸送性の高い物質のLUMO準位との間となるようにする。具体的なエネ
ルギー準位の数値としては、電子リレー層707に含まれる電子輸送性の高い物質のLU
MO準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよ
い。

0097

電子リレー層707に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又
は金属−酸素結合芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。

0098

電子リレー層707に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはCuPc、S
nPc(Phthalocyanine tin(II) complex)、ZnPc
(Phthalocyanine zinc complex)、CoPc(Cobal
t(II)phthalocyanine, β−form)、FePc(Phthal
ocyanine Iron)及びPhO−VOPc(Vanadyl 2,9,16,
23−tetraphenoxy−29H,31H−phthalocyanine)の
いずれかを用いることが好ましい。

0099

電子リレー層707に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては
、金属−酸素二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結
合はアクセプター性(電子を受容しやすい性質)を有するため、電子の移動(授受)がよ
り容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる
。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低
電圧でより安定に駆動することが可能になる。

0100

金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好まし
い。具体的には、VOPc(Vanadyl phthalocyanine)、SnO
Pc(Phthalocyanine tin(IV) oxide complex)
及びTiOPc(Phthalocyanine titanium oxide co
mplex)のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用
しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。

0101

なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。
具体的にはPhO−VOPcのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好
ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、
発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、
成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。

0102

電子リレー層707はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物(アルカリ金属化合物
(酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩
を含む)、アルカリ土類金属化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む)、又は希土
類金属の化合物(酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む))の他、テトラチアナフタセン
(略称:TTN)、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いるこ
とができる。電子リレー層707にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の
移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。

0103

電子リレー層707にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記
した材料の他、複合材料層708に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より
高いLUMO準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては
、−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下の範囲にLUMO準
位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導
体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安
定であるため、電子リレー層707を形成する為に用いる材料として、好ましい材料であ
る。

0104

ペリレン誘導体の具体例としては、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸無水
物(略称:PTCDA)、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボキシリックビスベン
イミダゾール(略称:PTCBI)、N,N’−ジオクチル−3,4,9,10−ペリ
レンテトラカルボン酸ジイミド(略称:PTCDI−C8H)、N,N’−ジヘキシル−
3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:Hex PTC)等が挙
げられる。

0105

また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ[2,3−f][1,10]
フェナントロリン−2,3−ジカルボニトリル(略称:PPDN)、2,3,6,7,1
0,11−ヘキサシアノ−1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレン(略称
HAT(CN)6)、2,3−ジフェニルピリド[2,3−b]ピラジン(略称:2P
YPR)、2,3−ビス(4−フルオロフェニル)ピリド[2,3−b]ピラジン(略称
:F2PYPR)等が挙げられる。

0106

その他にも、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン(略称:TCNQ)、1,4,
5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(略称:NTCDA)、パーフルオロペン
タセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン(略称:F16CuPc)、N,N’−ビ
ス(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオ
オクチル)−1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド(略称:NTCD
I−C8F)、3’,4’−ジブチル−5,5’’−ビス(ジシアノメチレン)−5,5
’’−ジヒドロ−2,2’:5’,2’’−テルチオフェン)(略称:DCMT)、メタ
フラーレン(例えば、[6,6]−フェニルC61酪酸メチルエステル)等を用いるこ
とができる。

0107

なお、電子リレー層707にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナ
ー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層707を形成すれば良い。

0108

正孔注入層701、正孔輸送層702、発光層703、及び電子輸送層704は前述の材
料を用いてそれぞれ形成すれば良い。

0109

以上により、本実施の形態のEL層102を作製することができる。

0110

上述した発光素子は、第1の電極103と第2の電極108との間に生じた電位差により
電流が流れ、EL層102において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そし
て、この発光は、第1の電極103または第2の電極108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103または第2の電極108のいずれ
か一方、または両方が可視光に対する透光性を有する電極となる。

0111

なお、第1の電極103と第2の電極108との間に設けられる層の構成は、上記のもの
に限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、第
1の電極103及び第2の電極108から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領
域を設けた構成であれば上記以外のものでもよい。

0112

つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質、正孔輸送性の
高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性の物質(電子及
び正孔の輸送性の高い物質)、又は正孔ブロック材料等から成る層を、発光層と自由に組
み合わせて構成すればよい。

0113

本実施の形態で示した発光素子を用いて、パッシブマトリクス型の発光装置や、トラン
スタによって発光素子の駆動が制御されたアクティブマトリクス型の発光装置を作製する
ことができる。また、該発光装置を電子機器又は照明装置等に適用することができる。

0114

以上のように、本発明の一態様の発光素子を作製することができる。

0115

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

0116

本実施例では、本発明の一態様の発光素子に用いることができるゲスト材料及びホスト材
料について図1及び図16を用いて説明する。

0117

本実施例で用いるゲスト材料は、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリ
ミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)2(acac)])、ビス
(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(
III)(略称:[Ir(mppr−Me)2(dpm)])、及び(アセチルアセト
ト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[I
r(mppm)2(acac)])の3種類である。また、本実施例で用いるホスト材料
は、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)と、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)との混合
材料である。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。

0118

0119

≪ゲスト材料の吸収スペクトル、及びホスト材料の発光スペクトルの測定結果
<吸収スペクトル>
図1(A)、図16に[Ir(dppm)2(acac)]のジクロロメタン溶液紫外
可視吸収スペクトル(以下、吸収スペクトルと記す)を吸収スペクトル1として示す。同
様に、吸収スペクトル2として、[Ir(mppr−Me)2(dpm)]の吸収スペク
トルを、吸収スペクトル3として、[Ir(mppm)2(acac)]の吸収スペクト
ルを示す。

0120

それぞれの吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日本分光製 V55
0型)を用い、ジクロロメタン溶液を石英セルに入れ、室温で測定を行った。

0121

<発光スペクトル>
また、図1(A)、図16に、2mDBTPDBq−IIとPCBA1BPの混合材料
薄膜の発光スペクトル(発光スペクトル)を示す。図1(A)において、横軸は、波長(
nm)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強度任意単位
を示す。図16において、横軸は、エネルギー(eV)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε
(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を示す。

0122

図1(A)、図16より、吸収スペクトル1〜3は、それぞれ、発光スペクトルと重なり
を有することがわかった。したがって、本実施例で用いたゲスト材料のいずれか一と、本
実施例のホスト材料とを共に発光層に用いた発光素子は、ホスト材料の発光スペクトルと
ゲスト材料の吸収スペクトルの重なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー
移動効率が高いことが示唆された。

0123

ここで、図1(A)、図16において、吸収スペクトルの最も長波長(低エネルギー)側
の吸収帯(発光に強く寄与すると考えられる吸収帯)のピークと、発光スペクトルのピー
クに着目する。吸収スペクトル1〜3の該ピークのうち、発光スペクトルのピークと最も
近い位置に、吸収スペクトル1のピークがあり、発光スペクトルのピークと最も遠い位置
に、吸収スペクトル3のピークがある。

0124

具体的には、図16において、吸収スペクトル1のピークと発光スペクトルのピークとの
差は0.02eVであり、吸収スペクトル2のピークと発光スペクトルのピークとの差は
0.12eVであり、吸収スペクトル3のピークと発光スペクトルのピークとの差は0.
23eVであった。

0125

次に、図1(A)において、吸収スペクトルの最も長波長(低エネルギー)側の吸収帯の
ピークでのモル吸光係数に着目する。吸収スペクトル1〜3のうち、吸収スペクトル1の
モル吸光係数が最も大きく、吸収スペクトル2のモル吸光係数が最も小さい。

0126

つまり、吸収スペクトル1〜3のうち、吸収スペクトル1が、最も長波長(低エネルギー
)側の吸収帯において、ピークが発光スペクトルのピークと最も近い、かつ、ピークのモ
吸光係数が最も大きいと言える。

0127

上より、吸収スペクトル1と発光スペクトルは、重なりが特に大きいことがわかる。よ
って、2mDBTPDBq−IIとPCBA1BPの混合材料をホスト材料、[Ir(d
ppm)2(acac)]をゲスト材料に用いた発光素子は、該混合材料の発光スペクト
ルと[Ir(dppm)2(acac)]の吸収スペクトルとの重なりを利用して、エネ
ルギー移動をするため、エネルギー移動効率が特に高いことが示唆された。

0128

≪ゲスト材料の吸収スペクトルの計算結果
次に、上記測定で得られた[Ir(dppm)2(acac)]及び[Ir(mppr−
Me)2(dpm)]の吸収スペクトル(図1(A)における吸収スペクトル1及び2)
を、計算により再現することを試みた。

0129

[Ir(dppm)2(acac)]及び[Ir(mppr−Me)2(dpm)]の吸
スペクトルを求めるために、それぞれの分子の基底状態における最安定構造を用いて、
励起エネルギー及び振動子強度を求めた。そして、算出した振動子強度をもとに、吸収ス
ペクトルを得た。具体的な計算方法を以下に記す。

0130

密度汎関数法DFT)を用いて、[Ir(dppm)2(acac)]及び[Ir(m
ppr−Me)2(dpm)]の基底状態における最安定構造を計算した。さらに、時間
依存密度汎関数(TD−DFT)を用いて、[Ir(dppm)2(acac)]及び[
Ir(mppr−Me)2(dpm)]の励起エネルギーと振動子強度を求め、この結果
から吸収スペクトルを計算した。DFTの全エネルギーは、ポテンシャルエネルギー、電
子間静電エネルギー、電子の運動エネルギー、及び複雑な電子間の相互作用を全て含む交
相関エネルギーの和で表される。DFTでは、交換相関相互作用を電子密度表現され
た一電子ポテンシャルの汎関数(関数の関数の意)で近似しているため、計算は高精度で
ある。ここでは、混合汎関数であるB3PW91を用いて、交換と相関エネルギーに係る
パラメータの重みを規定した。また、基底関数として、LanL2DZをIr原子に、
6−311(それぞれの原子価軌道に三つの短縮関数を用いたtriple split
valence基底系の基底関数)をIr原子以外に適用した。上述の基底関数により
、例えば、水素原子であれば、1s〜3sの軌道が考慮され、また、炭素原子であれば、
1s〜4s、2p〜4pの軌道が考慮されることになる。さらに、計算精度向上のため、
分極基底系として、水素原子にはp関数を、水素原子以外にはd関数を加えた。

0131

なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian 09を使用した。計算は、
ハイパフォーマンスコンピュータ(SGI社製、Altix4700)を用いて行った。

0132

図1(B)に、計算から得られた吸収スペクトルを示す。また、比較として、先に示した
測定から得られた吸収スペクトルを示す。具体的には、[Ir(dppm)2(acac
)]の測定から得られた吸収スペクトルを、吸収スペクトル1として示し、計算から得ら
れた吸収スペクトルを吸収スペクトル1’として示す。また、[Ir(mppr−Me)
2(dpm)]の測定から得られた吸収スペクトルを、吸収スペクトル2として示し、計
算から得られた吸収スペクトルを吸収スペクトル2’として示す。図1(B)において、
横軸は、波長(nm)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強
度(任意単位)を示す。

0133

図1(B)に示す通り、測定から得た吸収スペクトル1、2の形状と、計算から得た吸収
スペクトル1’、2’の形状は、ほぼ一致した。特に、吸収スペクトル1、2で見られた
以下の2つの傾向が、吸収スペクトル1’、2’においても確認できた。
傾向1)吸収スペクトル2(2’)のピーク波長よりも、吸収スペクトル1(1’)の
ピーク波長の方が、発光スペクトルのピーク波長と近い位置にある。
傾向2)吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯のピーク波長のモル吸光係数は、吸収
スペクトル1(1’)の方が、吸収スペクトル2(2’)よりも大きい。

0134

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いた材料の化学式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の化学式は省略する。

0135

0136

以下に、本実施例の発光素子1乃至発光素子3の作製方法を示す。

0137

(発光素子1)
まず、ガラス基板1100上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパ
タリング法にて成膜し、陽極として機能する第1の電極1101を形成した。なお、そ
膜厚は110nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。

0138

次に、基板1100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
、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。

0139

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1100を3
0分程度放冷した。

0140

次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、第1の電極1101が形
成された基板1100を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4P
a程度まで減圧した後、第1の電極1101上に、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)と酸化モリブデン(
VI)を共蒸着することで、正孔注入層1111を形成した。その膜厚は、40nmとし
、BPAFLPと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=BPAFLP:酸化モリ
ブデン)となるように調節した。

0141

次に、正孔注入層1111上に、BPAFLPを20nmの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層1112を形成した。

0142

さらに、2mDBTPDBq−II、PCBA1BP、及び[Ir(dppm)2(ac
ac)]を共蒸着し、正孔輸送層1112上に発光層1113を形成した。ここで、2m
DBTPDBq−II、PCBA1BP及び[Ir(dppm)2(acac)]の重量
比は、0.8:0.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:PCBA1BP:[I
r(dppm)2(acac)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚
は40nmとした。

0143

次に、発光層1113上に2mDBTPDBq−IIを膜厚10nmとなるよう成膜し、
第1の電子輸送層1114aを形成した。

0144

次に、第1の電子輸送層1114a上に、バソフェナントロリン(略称:BPhen)を
膜厚20nmとなるように成膜し、第2の電子輸送層1114bを形成した。

0145

さらに、第2の電子輸送層1114b上に、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚で
蒸着し、電子注入層1115を形成した。

0146

最後に、陰極として機能する第2の電極1103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。

0147

(発光素子2)
発光素子2の発光層1113は、2mDBTPDBq−II、PCBA1BP、及び[I
r(mppr−Me)2(dpm)]を共蒸着することで形成した。ここで、2mDBT
PDBq−II、PCBA1BP、及び[Ir(mppr−Me)2(dpm)]の重量
比は、0.8:0.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:PCBA1BP:[I
r(mppr−Me)2(dpm)])となるように調節した。また、発光層1113の
膜厚は40nmとした。発光層1113以外は、発光素子1と同様に作製した。

0148

(発光素子3)
発光素子3の発光層1113は、2mDBTPDBq−II、PCBA1BP、及び[I
r(mppm)2(acac)]を共蒸着することで形成した。ここで、2mDBTPD
Bq−II、PCBA1BP及び[Ir(mppm)2(acac)]の重量比は、0.
8:0.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:PCBA1BP:[Ir(mpp
m)2(acac)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚は40nm
とした。発光層1113以外は、発光素子1と同様に作製した。

0149

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。

0150

以上により得られた発光素子1乃至発光素子3の素子構造を表1に示す。

0151

0152

これらの発光素子を、窒素雰囲気グローブボックス内において、発光素子が大気に曝さ
れないように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお
、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。

0153

発光素子1乃至発光素子3の電流密度−輝度特性を図3に示す。図3において、横軸は電
流密度(mA/cm2)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、電圧−輝度特性を
図4に示す。図4において、横軸は電圧(V)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。ま
た、輝度−電流効率特性を図5に示す。図5において、横軸は輝度(cd/m2)を、縦
軸は電流効率(cd/A)を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図6に示す。図6
おいて、横軸は、輝度(cd/m2)を、縦軸は外部量子効率(%)を示す。

0154

また、発光素子1乃至発光素子3における輝度1000cd/m2付近のときの電圧(V
)、電流密度(mA/cm2)、CIE色度座標(x、y)、電流効率(cd/A)、パ
ワー効率(lm/W)、外部量子効率(%)を表2に示す。

0155

0156

また、発光素子1乃至発光素子3に0.1mAの電流を流した際の発光スペクトルを、図
7に示す。図7において、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。ま
た、表2に示す通り、840cd/m2の輝度の時の発光素子1のCIE色度座標は(x
,y)=(0.56,0.44)であり、1000cd/m2の輝度の時の発光素子2の
CIE色度座標は(x,y)=(0.55,0.45)であり、940cd/m2の輝度
の時の発光素子3のCIE色度座標は(x,y)=(0.44,0.55)であった。こ
の結果から、発光素子1は、[Ir(dppm)2(acac)]に由来する発光が得ら
れ、発光素子2は、[Ir(mppr−Me)2(dpm)]に由来する発光が得られ、
発光素子3は、[Ir(mppm)2(acac)]に由来する発光が得られたことがわ
かった。

0157

表2及び図3乃至図6からわかるように、発光素子1乃至発光素子3は、電流効率、パワ
ー効率、外部量子効率がそれぞれ高い値を示した。

0158

本実施例の発光素子では、実施例1に示したホスト材料及びゲスト材料を発光層に用いた
。実施例1より、発光素子1乃至発光素子3に用いたそれぞれのゲスト材料の吸収スペク
トルは、ホスト材料の発光スペクトルと重なりを有する。本実施例の発光素子は、該重な
りを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高く、外部量子効率が高
いと考えられる。

0159

また、発光素子1は、発光素子2及び発光素子3に比べて、外部量子効率が高い値を示し
た。実施例1の結果では、発光素子1に用いたゲスト材料の吸収スペクトルの最も低エネ
ルギー側の吸収帯において、ピークが発光スペクトルのピークと最も近い(ピークの差は
0.02eV)、かつ、ピーク波長のモル吸光係数が最も大きかった(>5000M−1
・cm−1)。これらから、発光素子1はエネルギー移動効率が特に高いため、外部量子
効率が高い値を示したと示唆される。

0160

また、発光素子2は、発光素子3に比べて、外部量子効率が高い値を示した。実施例1の
結果では、吸収スペクトル3のピーク波長よりも、吸収スペクトル2のピーク波長は、発
光スペクトルのピーク波長と近い位置にあった。これにより、発光素子2と発光素子3の
外部量子効率特性に差が生じたと示唆される。

0161

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、外部量子効率の高い素子を実現でき
ることが示された。

0162

次に、発光素子1乃至発光素子3の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図8に示す
図8において、縦軸は初期輝度を100%とした時の規格化輝度(%)を示し、横軸は
素子の駆動時間(h)を示す。

0163

信頼性試験は、初期輝度を5000cd/m2に設定し、電流密度一定の条件で発光素子
1乃至発光素子3をそれぞれ駆動した。

0164

発光素子1は、470時間後の輝度が、初期輝度の85%の値であった。また、発光素子
2は、470時間後の輝度が、初期輝度の72%の値であった。また、発光素子3は、2
80時間後の輝度が、初期輝度の72%の値であった。

0165

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、寿命が長い素子を実現できることが
示された。

0166

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いる材料は、先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。

0167

以下に、本実施例の発光素子4の作製方法を示す。

0168

(発光素子4)
まず、ガラス基板1100上に、ITSOをスパッタリング法にて成膜し、陽極として機
能する第1の電極1101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2
mm×2mmとした。

0169

次に、基板1100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。

0170

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1100を3
0分程度放冷した。

0171

次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、第1の電極1101が形
成された基板1100を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4P
a程度まで減圧した後、第1の電極1101上に、BPAFLPと酸化モリブデン(VI
)を共蒸着することで、正孔注入層1111を形成した。その膜厚は、40nmとし、B
PAFLPと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=BPAFLP:酸化モリブ
ン)となるように調節した。

0172

次に、正孔注入層1111上に、BPAFLPを20nmの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層1112を形成した。

0173

さらに、2mDBTPDBq−II、PCBA1BP、及び[Ir(dppm)2(ac
ac)]を共蒸着し、正孔輸送層1112上に発光層1113を形成した。ここで、2m
DBTPDBq−II、PCBA1BP及び[Ir(dppm)2(acac)]の重量
比は、0.8:0.2:0.1(=2mDBTPDBq−II:PCBA1BP:[Ir
(dppm)2(acac)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚は
40nmとした。

0174

次に、発光層1113上に2mDBTPDBq−IIを膜厚15nmとなるよう成膜し、
第1の電子輸送層1114aを形成した。

0175

次に、第1の電子輸送層1114a上に、BPhenを膜厚15nmとなるように成膜し
、第2の電子輸送層1114bを形成した。

0176

さらに、第2の電子輸送層1114b上に、LiFを1nmの膜厚で蒸着し、電子注入層
1115を形成した。

0177

最後に、陰極として機能する第2の電極1103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4を作製した。

0178

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。

0179

以上により得られた発光素子4の素子構造を表3に示す。

0180

0181

発光素子4を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定
は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。

0182

発光素子4の電流密度−輝度特性を図9に示す。図9において、横軸は電流密度(mA/
cm2)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、電圧−輝度特性を図10に示す。
図10において、横軸は電圧(V)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、輝度−
電流効率特性を図11に示す。図11において、横軸は輝度(cd/m2)を、縦軸は電
流効率(cd/A)を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図12に示す。図12にお
いて、横軸は、輝度(cd/m2)を、縦軸は外部量子効率(%)を示す。

0183

また、発光素子4における輝度1100cd/m2のときの電圧(V)、電流密度(mA
/cm2)、CIE色度座標(x、y)、電流効率(cd/A)、パワー効率(lm/W
)、外部量子効率(%)を表4に示す。

0184

0185

また、発光素子4に0.1mAの電流を流した際の発光スペクトルを、図13に示す。図
13において、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。また、表4に
示す通り、1100cd/m2の輝度の時の発光素子4のCIE色度座標は(x,y)=
(0.57,0.43)であった。この結果から、発光素子4は、[Ir(dppm)2
(acac)]に由来する橙色発光が得られたことがわかった。

0186

表4及び図9乃至図12からわかるように、発光素子4は、電流効率、パワー効率、外部
量子効率がそれぞれ高い値を示した。特に、1100cd/m2の輝度の時の外部量子効
率が31%と極めて高い値を示した。先に記したとおり、外部量子効率の限界は25%程
度と言われている。しかしながら、今回の結果はそれを上回っている。

0187

本実施例の発光素子では、実施例1に示したホスト材料及びゲスト材料を発光層に用いた
。実施例1より、発光素子4に用いたゲスト材料の吸収スペクトルは、ホスト材料の発光
スペクトルと重なりを有する。本実施例の発光素子は、該重なりを利用してエネルギー移
動をするため、エネルギー移動効率が高く、外部量子効率が高いと考えられる。

0188

また、実施例1の結果では、発光素子4に用いたゲスト材料の吸収スペクトルの最も長波
長側の吸収帯において、ピーク波長が発光スペクトルのピーク波長と近い(ピークの差は
0.02eV)、かつ、ピーク波長のモル吸光係数が大きかった(>5000M−1・c
m−1)。これらから、発光素子4はエネルギー移動効率が特に高いため、外部量子効率
が従来にはない高い値を示したと考えられる。

0189

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、外部量子効率の高い素子を実現でき
ることが示された。

0190

次に、発光素子4の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図14に示す。図14にお
いて、縦軸は初期輝度を100%とした時の規格化輝度(%)を示し、横軸は素子の駆動
時間(h)を示す。

0191

信頼性試験は、初期輝度を5000cd/m2に設定し、電流密度一定の条件で発光素子
4を駆動した。

0192

170時間後の輝度について、発光素子4は、初期輝度の95%を保っていた。

0193

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、信頼性の高い素子を実現できること
が示された。

0194

本実施例では、本発明の一態様の発光素子に適用することができるゲスト材料及びホスト
材料の一例について図17を用いて説明する。

0195

本実施例で用いるゲスト材料は、[Ir(dppm)2(acac)]である。また、本
実施例で用いるホスト材料は、2mDBTPDBq−IIと、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)との混合材料である。
本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の化学式は
省略する。

0196

0197

<吸収スペクトル>
図17(A)(B)に[Ir(dppm)2(acac)]のジクロロメタン溶液の紫外
可視吸収スペクトル(吸収スペクトルa)を示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視
分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.093
mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。

0198

<発光スペクトル>
また、図17(A)(B)に、2mDBTPDBq−IIとNPBの混合材料の薄膜の発
光スペクトル(発光スペクトルa)を示す。図17(A)において、横軸は、波長(nm
)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を示
す。図17(B)において、横軸は、エネルギー(eV)を示し、縦軸は、モル吸光係数
ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を示す。

0199

図17(A)の吸収スペクトルaから、[Ir(dppm)2(acac)]が、520
nm付近にブロードな吸収帯を有することがわかる。この吸収帯が、発光に強く寄与する
吸収帯であると考えられる。

0200

発光スペクトルaのピークは、吸収スペクトルaにおいて発光に強く寄与すると考えられ
る吸収帯と重なりが大きいことがわかった。具体的には、吸収スペクトルaにおける該吸
収帯のピーク(515nm)と発光スペクトルaのピークの差は0.09eVであった。
よって、本実施例で用いたゲスト材料とホスト材料とを共に発光層に用いた発光素子は、
ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりを利用して、エネ
ルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高いことが示唆された。したがって、外部
量子効率が高い発光素子を得られることが示唆された。

0201

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いた材料の化学式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の化学式は省略する。

0202

0203

以下に、本実施例の発光素子5の作製方法を示す。

0204

(発光素子5)
まず、ガラス基板1100上に、ITSOをスパッタリング法にて成膜し、陽極として機
能する第1の電極1101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2
mm×2mmとした。

0205

次に、基板1100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。

0206

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1100を3
0分程度放冷した。

0207

次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、第1の電極1101が形
成された基板1100を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4P
a程度まで減圧した後、第1の電極1101上に、4,4’,4’’−(1,3,5−ベ
ンゼントリイル)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1111を形成した。その膜厚は、40n
m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。

0208

次に、正孔注入層1111上に、BPAFLPを20nmの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層1112を形成した。

0209

さらに、2mDBTPDBq−II、NPB、及び[Ir(dppm)2(acac)]
を共蒸着し、正孔輸送層1112上に発光層1113を形成した。ここで、2mDBTP
DBq−II、NPB及び[Ir(dppm)2(acac)]の重量比は、0.8:0
.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:NPB:[Ir(dppm)2(aca
c)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚は40nmとした。

0210

次に、発光層1113上に2mDBTPDBq−IIを膜厚10nmとなるよう成膜し、
第1の電子輸送層1114aを形成した。

0211

次に、第1の電子輸送層1114a上に、BPhenを膜厚20nmとなるように成膜し
、第2の電子輸送層1114bを形成した。

0212

さらに、第2の電子輸送層1114b上に、LiFを1nmの膜厚で蒸着し、電子注入層
1115を形成した。

0213

最後に、陰極として機能する第2の電極1103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5を作製した。

0214

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。

0215

以上により得られた発光素子5の素子構造を表5に示す。

0216

0217

発光素子5を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、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。

0218

発光素子5の電流密度−輝度特性を図18に示す。図18において、横軸は電流密度(m
A/cm2)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、電圧−輝度特性を図19に示
す。図19において、横軸は電圧(V)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、輝
度−電流効率特性を図20に示す。図20において、横軸は輝度(cd/m2)を、縦軸
は電流効率(cd/A)を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図21に示す。図21
において、横軸は、輝度(cd/m2)を、縦軸は外部量子効率(%)を示す。

0219

また、発光素子5における輝度1100cd/m2のときの電圧(V)、電流密度(mA
/cm2)、CIE色度座標(x、y)、電流効率(cd/A)、パワー効率(lm/W
)、外部量子効率(%)を表6に示す。

0220

0221

また、発光素子5に0.1mAの電流を流した際の発光スペクトルを、図22に示す。図
22において、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。また、表6に
示す通り、1100cd/m2の輝度の時の発光素子5のCIE色度座標は(x,y)=
(0.57,0.43)であった。この結果から、発光素子5は、[Ir(dppm)2
(acac)]に由来する橙色発光が得られたことがわかった。

0222

表6及び図18乃至図21からわかるように、発光素子5は、電流効率、パワー効率、外
部量子効率がそれぞれ高い値を示した。

0223

発光素子5は、実施例4に示した2mDBTPDBq−II、NPB及び[Ir(dpp
m)2(acac)]を発光層に用いた。実施例4より、2mDBTPDBq−IIとN
PBの混合材料の発光スペクトルは、[Ir(dppm)2(acac)]の吸収スペク
トルにおいて発光に強く寄与すると考えられる吸収帯との重なりが大きい。発光素子5は
、該重なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高く、外部量子
効率が高いと考えられる。

0224

また、実施例4の結果では、発光素子5に用いたゲスト材料の吸収スペクトルの最も長波
長側の吸収帯において、ピークがホスト材料の発光スペクトルのピークと近い、かつ、ピ
ークのモル吸光係数が大きかった(>5000M−1・cm−1)。これらから、発光素
子5はエネルギー移動効率が特に高いため、外部量子効率が従来にはない高い値を示した
と考えられる。

0225

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、外部量子効率の高い素子を実現でき
ることが示された。

0226

本実施例では、本発明の一態様の発光素子に適用することができる、ゲスト材料及びホス
ト材料の一例について図23を用いて説明する。

0227

本実施例で用いるゲスト材料は、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバ
ロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)2(dpm)])で
ある。また、本実施例で用いるホスト材料は、2mDBTPDBq−IIとNPBとの混
合材料である。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた
材料の化学式は省略する。

0228

0229

<吸収スペクトル>
図23(A)(B)に[Ir(tppr)2(dpm)]のジクロロメタン溶液の紫外可
視吸収スペクトル(吸収スペクトルb)を示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分
光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.094m
mol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。

0230

<発光スペクトル>
また、図23(A)(B)に、2mDBTPDBq−IIとNPBの混合材料の薄膜の発
光スペクトル(発光スペクトルb)を示す。図23(A)において、横軸は、波長(nm
)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を示
す。図23(B)において、横軸は、エネルギー(eV)を示し、縦軸は、モル吸光係数
ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を示す。

0231

図23(A)の吸収スペクトルbから、[Ir(tppr)2(dpm)]が、530n
m付近にブロードな吸収帯を有することがわかる。この吸収帯が、発光に強く寄与する吸
収帯であると考えられる。

0232

発光スペクトルbのピークは、吸収スペクトルbにおいて発光に強く寄与すると考えられ
る吸収帯と重なりが大きいことがわかった。具体的には、吸収スペクトルbにおける該吸
収帯のピーク(530nm付近のショルダーピーク)と発光スペクトルbのピークの差は
0.01eVであった。よって、本実施例で用いたゲスト材料とホスト材料とを共に発光
層に用いた発光素子は、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの
重なりを利用して、エネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高いことが示唆さ
れた。したがって、外部量子効率が高い発光素子を得られることが示唆された。

0233

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。

0234

以下に、本実施例の発光素子6の作製方法を示す。

0235

(発光素子6)
発光素子6の発光層1113は、2mDBTPDBq−II、NPB及び[Ir(tpp
r)2(dpm)]を共蒸着することで形成した。ここで、2mDBTPDBq−II、
NPB及び[Ir(tppr)2(dpm)]の重量比は、0.8:0.2:0.05(
=2mDBTPDBq−II:NPB:[Ir(tppr)2(dpm)])となるよう
に調節した。また、発光層1113の膜厚は40nmとした。発光層1113以外は、実
施例5に示した発光素子5と同様に作製した。

0236

以上により得られた発光素子6の素子構造を表7に示す。

0237

0238

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、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。

0239

発光素子6の電流密度−輝度特性を図24に示す。図24において、横軸は電流密度(m
A/cm2)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、電圧−輝度特性を図25に示
す。図25において、横軸は電圧(V)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、輝
度−電流効率特性を図26に示す。図26において、横軸は輝度(cd/m2)を、縦軸
は電流効率(cd/A)を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図27に示す。図27
において、横軸は、輝度(cd/m2)を、縦軸は外部量子効率(%)を示す。

0240

また、発光素子6における輝度1100cd/m2のときの電圧(V)、電流密度(mA
/cm2)、CIE色度座標(x、y)、電流効率(cd/A)、パワー効率(lm/W
)、外部量子効率(%)を表8に示す。

0241

0242

また、発光素子6に0.1mAの電流を流した際の発光スペクトルを、図28に示す。図
28において、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。また、表8に
示す通り、1100cd/m2の輝度の時の発光素子6のCIE色度座標は(x,y)=
(0.66,0.34)であった。この結果から、発光素子6は、[Ir(tppr)2
(dpm)]に由来する赤色発光が得られたことがわかった。

0243

表8及び図24乃至図27からわかるように、発光素子6は、電流効率、パワー効率、外
部量子効率がそれぞれ高い値を示した。

0244

発光素子6では、実施例6に示した2mDBTPDBq−II、NPB及び[Ir(tp
pr)2(dpm)]を発光層に用いた。実施例6より、2mDBTPDBq−IIとN
PBの混合材料の発光スペクトルは、[Ir(tppr)2(dpm)]の吸収スペクト
ルにおいて発光に強く寄与すると考えられる吸収帯との重なりが大きい。発光素子6は、
該重なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高く、外部量子効
率が高いと考えられる。

0245

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、外部量子効率の高い素子を実現でき
ることが示された。

0246

次に、発光素子6の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図29に示す。図29にお
いて、縦軸は初期輝度を100%とした時の規格化輝度(%)を示し、横軸は素子の駆動
時間(h)を示す。

0247

信頼性試験は、初期輝度を5000cd/m2に設定し、電流密度一定の条件で発光素子
6を駆動した。

0248

発光素子6は、98時間後の輝度が、初期輝度の87%であった。この結果から、発光素
子6は、寿命の長い素子であることがわかった。

0249

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、信頼性の高い素子を実現できること
が示された。

0250

本実施例では、本発明の一態様の発光素子に適用することができる、ゲスト材料及びホス
ト材料の一例について図30を用いて説明する。

0251

本実施例で用いるゲスト材料は、[Ir(mppm)2(acac)]である。また、本
実施例で用いるホスト材料は、2mDBTPDBq−IIとPCBA1BPの混合材料、
及び2mDBTPDBq−IIと4−(1−ナフチル)−4’−フェニルトリフェニルア
ミン(略称:αNBA1BP)の混合材料の2種類である。本実施例で用いた材料の化学
式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の化学式は省略する。

0252

0253

<吸収スペクトル>
図30(A)(B)に[Ir(mppm)2(acac)]のジクロロメタン溶液の紫外
可視吸収スペクトル(吸収スペクトルc)を示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視
分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.10m
mol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。

0254

<発光スペクトル>
また、図30(A)(B)に、2mDBTPDBq−IIとPCBA1BPの混合材料の
薄膜の発光スペクトル(発光スペクトルc−1)、及び2mDBTPDBq−IIとαN
BA1BPの混合材料の薄膜の発光スペクトル(発光スペクトルc−2)を示す。図30
(A)において、横軸は、波長(nm)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm
−1)及び発光強度(任意単位)を示す。図30(B)において、横軸は、エネルギー(
eV)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)
を示す。

0255

図30(A)の吸収スペクトルcから、[Ir(mppm)2(acac)]が、490
nm付近にブロードな吸収帯を有することがわかる。この吸収帯が、発光に強く寄与する
吸収帯であると考えられる。

0256

発光スペクトルc−1及び発光スペクトルc−2のピークは、吸収スペクトルcにおいて
発光に強く寄与すると考えられる吸収帯と重なりが大きいことがわかった。よって、本実
施例で用いたゲスト材料とどちらかのホスト材料とを共に発光層に用いた発光素子は、ホ
スト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりを利用して、エネル
ギー移動をするため、エネルギー移動効率が高いことが示唆された。したがって、外部量
子効率が高い発光素子を得られることが示唆された。

0257

ここで、発光スペクトルc−2は、発光スペクトルc−1よりも短波長(高エネルギー)
側にピークを有する。そして、発光スペクトルc−2のピークは、発光スペクトルc−1
のピークに比べて、該吸収帯と近い位置に存在する。具体的には、吸収スペクトルcにお
ける該吸収帯のピーク(490nm付近のショルダーピーク)と発光スペクトルc−1の
ピークの差は0.15eVであり、吸収スペクトルcにおける該吸収帯のピーク(490
nm付近のショルダーピーク)と発光スペクトルc−2のピークの差は0.01eVであ
った。

0258

発光スペクトルc−1と発光スペクトルc−2のピークの差は、PCBA1BPとαNB
A1BPのHOMO準位の差によるものと考えられる。具体的には、PCBA1BPのH
OMO準位が−5.43eVであるのに対し、αNBA1BPのHOMO準位は−5.5
2eVであった(いずれもサイクリックボルタンメトリCV)測定により算出した値)
。PCBA1BPに比べてαNBA1BPは、HOMO準位が低い(深い)ため、発光ス
ペクトルc−2のピークは、発光スペクトルc−1よりも短波長(高エネルギー)になっ
たと考えられる。

0259

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。

0260

以下に、本実施例の発光素子7及び発光素子8の作製方法を示す。

0261

(発光素子7)
まず、ガラス基板1100上に、ITSOをスパッタリング法にて成膜し、陽極として機
能する第1の電極1101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2
mm×2mmとした。

0262

次に、基板1100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。

0263

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1100を3
0分程度放冷した。

0264

次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、第1の電極1101が形
成された基板1100を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4P
a程度まで減圧した後、第1の電極1101上に、BPAFLPと酸化モリブデン(VI
)を共蒸着することで、正孔注入層1111を形成した。その膜厚は、40nmとし、B
PAFLPと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=BPAFLP:酸化モリブデ
ン)となるように調節した。

0265

次に、正孔注入層1111上に、BPAFLPを20nmの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層1112を形成した。

0266

さらに、2mDBTPDBq−II、PCBA1BP、及び[Ir(mppm)2(ac
ac)]を共蒸着し、正孔輸送層1112上に発光層1113を形成した。ここで、2m
DBTPDBq−II、PCBA1BP及び[Ir(mppm)2(acac)]の重量
比は、0.8:0.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:PCBA1BP:[I
r(mppm)2(acac)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚
は40nmとした。

0267

次に、発光層1113上に2mDBTPDBq−IIを膜厚10nmとなるよう成膜し、
第1の電子輸送層1114aを形成した。

0268

次に、第1の電子輸送層1114a上に、BPhenを膜厚20nmとなるように成膜し
、第2の電子輸送層1114bを形成した。

0269

さらに、第2の電子輸送層1114b上に、LiFを1nmの膜厚で蒸着し、電子注入層
1115を形成した。

0270

最後に、陰極として機能する第2の電極1103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7を作製した。

0271

(発光素子8)
発光素子8の発光層1113は、2mDBTPDBq−II、αNBA1BP及び[Ir
(mppm)2(acac)]を共蒸着することで形成した。ここで、2mDBTPDB
q−II、αNBA1BP及び[Ir(mppm)2(acac)]の重量比は、0.8
:0.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:αNBA1BP:[Ir(mppm
)2(acac)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚は40nmと
した。発光層1113以外は、発光素子7と同様に作製した。

0272

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。

0273

以上により得られた発光素子7及び発光素子8の素子構造を表9に示す。

0274

0275

これらの発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝さ
れないように封止する作業を行った後、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。

0276

発光素子7及び発光素子8の電流密度−輝度特性を図31に示す。図31において、横軸
は電流密度(mA/cm2)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、電圧−輝度特
性を図32に示す。図32において、横軸は電圧(V)を、縦軸は輝度(cd/m2)を
表す。また、輝度−電流効率特性を図33に示す。図33において、横軸は輝度(cd/
m2)を、縦軸は電流効率(cd/A)を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図34
に示す。図34において、横軸は、輝度(cd/m2)を、縦軸は外部量子効率(%)を
示す。

0277

また、発光素子7及び発光素子8における輝度1000cd/m2付近のときの電圧(V
)、電流密度(mA/cm2)、CIE色度座標(x、y)、電流効率(cd/A)、パ
ワー効率(lm/W)、外部量子効率(%)を表10に示す。

0278

0279

また、発光素子7及び発光素子8に0.1mAの電流を流した際の発光スペクトルを、図
35に示す。図35において、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す
。また、表10に示す通り、1100cd/m2の輝度の時の発光素子7のCIE色度
標は(x,y)=(0.43,0.56)であり、860cd/m2の輝度の時の発光素
子8のCIE色度座標は(x,y)=(0.43,0.56)であった。この結果から、
発光素子7及び発光素子8は、[Ir(mppm)2(acac)]に由来する黄緑色発
光が得られたことがわかった。

0280

表10及び図31乃至図34からわかるように、発光素子7及び発光素子8は、電流効率
、パワー効率、外部量子効率がそれぞれ高い値を示した。

0281

発光素子7及び発光素子8は、実施例8に示したPCBA1BP又はαNBA1BPと、
2mDBTPDBq−IIと、[Ir(mppm)2(acac)]と、を発光層に用い
た。実施例8より、2mDBTPDBq−IIと、PCBA1BP又はαNBA1BPと
の混合材料の発光スペクトルは、[Ir(mppm)2(acac)]の吸収スペクトル
において発光に強く寄与すると考えられる吸収帯との重なりが大きい。発光素子7及び発
光素子8は、該重なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高く
、外部量子効率が高いと考えられる。

0282

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、外部量子効率の高い素子を実現でき
ることが示された。

0283

次に、発光素子7及び発光素子8の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図36に示
す。図36において、縦軸は初期輝度を100%とした時の規格化輝度(%)を示し、横
軸は素子の駆動時間(h)を示す。

0284

信頼性試験は、初期輝度を5000cd/m2に設定し、電流密度一定の条件で発光素子
7及び発光素子8を駆動した。

0285

発光素子7は、260時間後の輝度が、初期輝度の74%であった。また、発光素子8は
、260時間後の輝度が、初期輝度の75%であった。この結果から、発光素子7及び発
光素子8は、寿命の長い素子であることがわかった。

0286

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、信頼性の高い素子を実現できること
が示された。

0287

本実施例では、本発明の一態様の発光素子に適用することができる、ゲスト材料及びホス
ト材料の一例について図37を用いて説明する。

0288

本実施例で用いるゲスト材料は、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−
4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)2(
acac)])である。また、本実施例で用いるホスト材料は、2mDBTPDBq−I
IとNPBとの混合材料、及び2mDBTPDBq−IIと2,7−ビス[N−(4−ジ
フェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(
略称:DPA2SF)との混合材料の2種類である。本実施例で用いた材料の化学式を以
下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の化学式は省略する。

0289

0290

<吸収スペクトル>
図37(A)(B)に[Ir(tBuppm)2(acac)]のジクロロメタン溶液の
紫外可視吸収スペクトル(吸収スペクトルd)を示す。吸収スペクトルの測定には、紫外
可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.0
93mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。

0291

<発光スペクトル>
また、図37(A)(B)に、2mDBTPDBq−IIとDPA2SFの混合材料の薄
膜の発光スペクトル(発光スペクトルd−1)、及び2mDBTPDBq−IIとNPB
の混合材料の薄膜の発光スペクトル(発光スペクトルd−2)を示す。図37(A)にお
いて、横軸は、波長(nm)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び
発光強度(任意単位)を示す。図37(B)において、横軸は、エネルギー(eV)を示
し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を示す。

0292

図37(A)の吸収スペクトルdから、[Ir(tBuppm)2(acac)]が、4
90nm付近にブロードな吸収帯を有することがわかる。この吸収帯が、発光に強く寄与
する吸収帯であると考えられる。

0293

発光スペクトルd−1及び発光スペクトルd−2のピークは、吸収スペクトルdにおいて
発光に強く寄与すると考えられる吸収帯と重なりが大きいことがわかった。よって、本実
施例で用いたゲスト材料とどちらかのホスト材料とを共に発光層に用いた発光素子は、ホ
スト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりを利用して、エネル
ギー移動をするため、エネルギー移動効率が高いことが示唆された。したがって、外部量
子効率が高い発光素子を得られることが示唆された。

0294

ここで、発光スペクトルd−2は、発光スペクトルd−1よりも短波長(高エネルギー)
側にピークを有する。そして、発光スペクトルd−2のピークは、発光スペクトルd−1
のピークに比べて、該吸収帯と近い位置に存在する。以上のことから、図37において、
吸収スペクトルdの発光に強く寄与する吸収帯と最も重なりが大きい発光スペクトルは、
発光スペクトルd−2であることがわかった。具体的には、吸収スペクトルdにおける該
吸収帯のピークと発光スペクトルd−1のピークの差は0.39eVであり、吸収スペク
トルdにおける該吸収帯のピークと発光スペクトルd−2のピークの差は0.19eVで
あった。

0295

発光スペクトルd−1と発光スペクトルd−2のピークの差は、DPA2SFとNPBの
HOMO準位の差によるものと考えられる。具体的には、DPA2SFのHOMO準位が
−5.09eVであるのに対し、NPBのHOMO準位は−5.38eVであった(いず
れもCV測定により算出した値)。DPA2SFに比べて、NPBはHOMO準位が低い
(深い)ため、発光スペクトルd−2のピークは、発光スペクトルd−1よりも短波長(
高エネルギー)になったと考えられる。

0296

以上のことから、2mDBTPDBq−IIとNPBの混合材料、及び[Ir(tBup
pm)2(acac)]とを共に発光層に用いた発光素子は、2mDBTPDBq−II
とDPA2SFの混合材料、及び[Ir(tBuppm)2(acac)]とを共に発光
層に用いた発光素子に比べて、ホスト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクト
ルとのより大きな重なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率がよ
り高いことが示唆された。したがって、外部量子効率がより高い発光素子を得られること
が示唆された。

0297

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。

0298

以下に、本実施例の発光素子9及び発光素子10の作製方法を示す。

0299

(発光素子9)
まず、ガラス基板1100上に、ITSOをスパッタリング法にて成膜し、陽極として機
能する第1の電極1101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2
mm×2mmとした。

0300

次に、基板1100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。

0301

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1100を3
0分程度放冷した。

0302

次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、第1の電極1101が形
成された基板1100を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4P
a程度まで減圧した後、第1の電極1101上に、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1111を形成した。その膜厚は、40nm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。

0303

次に、正孔注入層1111上に、BPAFLPを20nmの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層1112を形成した。

0304

さらに、2mDBTPDBq−II、DPA2SF、及び[Ir(tBuppm)2(a
cac)]を共蒸着し、正孔輸送層1112上に発光層1113を形成した。ここで、2
mDBTPDBq−II、DPA2SF及び[Ir(tBuppm)2(acac)]の
重量比は、0.8:0.2:0.05(=2mDBTPDBq−II:DPA2SF:[
Ir(tBuppm)2(acac)])となるように調節した。また、発光層1113
の膜厚は40nmとした。

0305

次に、発光層1113上に2mDBTPDBq−IIを膜厚10nmとなるよう成膜し、
第1の電子輸送層1114aを形成した。

0306

次に、第1の電子輸送層1114a上に、BPhenを膜厚20nmとなるように成膜し
、第2の電子輸送層1114bを形成した。

0307

さらに、第2の電子輸送層1114b上に、LiFを1nmの膜厚で蒸着し、電子注入層
1115を形成した。

0308

最後に、陰極として機能する第2の電極1103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9を作製した。

0309

(発光素子10)
発光素子10の発光層1113は、2mDBTPDBq−II、NPB及び[Ir(tB
uppm)2(acac)]を共蒸着することで形成した。ここで、2mDBTPDBq
−II、NPB及び[Ir(tBuppm)2(acac)]の重量比は、0.8:0.
2:0.05(=2mDBTPDBq−II:NPB:[Ir(tBuppm)2(ac
ac)])となるように調節した。また、発光層1113の膜厚は40nmとした。発光
層1113以外は、発光素子9と同様に作製した。

0310

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。

0311

以上により得られた発光素子9及び発光素子10の素子構造を表11に示す。

0312

0313

これらの発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝さ
れないように封止する作業を行った後、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。

0314

発光素子9及び発光素子10の電流密度−輝度特性を図38に示す。図38において、横
軸は電流密度(mA/cm2)を、縦軸は輝度(cd/m2)を表す。また、電圧−輝度
特性を図39に示す。図39において、横軸は電圧(V)を、縦軸は輝度(cd/m2)
を表す。また、輝度−電流効率特性を図40に示す。図40において、横軸は輝度(cd
/m2)を、縦軸は電流効率(cd/A)を表す。また、輝度−外部量子効率特性を図4
1に示す。図41において、横軸は、輝度(cd/m2)を、縦軸は外部量子効率(%)
を示す。

0315

また、発光素子9及び発光素子10における輝度1000cd/m2付近のときの電圧(
V)、電流密度(mA/cm2)、CIE色度座標(x、y)、電流効率(cd/A)、
パワー効率(lm/W)、外部量子効率(%)を表12に示す。

0316

0317

また、発光素子9及び発光素子10に0.1mAの電流を流した際の発光スペクトルを、
図42に示す。図42において、横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表
す。また、表12に示す通り、890cd/m2の輝度の時の発光素子9のCIE色度座
標は(x,y)=(0.43,0.56)であり、820cd/m2の輝度の時の発光素
子10のCIE色度座標は(x,y)=(0.42,0.57)であった。この結果から
、発光素子9及び発光素子10は、[Ir(tBuppm)2(acac)]に由来する
黄緑色発光が得られたことがわかった。

0318

表12及び図38乃至図41からわかるように、発光素子9及び発光素子10は、電流効
率、パワー効率、外部量子効率がそれぞれ高い値を示した。

0319

発光素子9及び発光素子10は、実施例10に示したDPA2SF又はNPBと、2mD
BTPDBq−IIと、[Ir(tBuppm)2(acac)]と、を発光層に用いた
。実施例10より、2mDBTPDBq−IIと、DPA2SF又はNPBとの混合材料
の発光スペクトルは、[Ir(tBuppm)2(acac)]の吸収スペクトルにおい
て発光に強く寄与すると考えられる吸収帯との重なりが大きい。発光素子9及び発光素子
10は、該重なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率が高く、外
部量子効率が高いと考えられる。特に、2mDBTPDBq−IIとNPBの混合材料の
発光スペクトルは、2mDBTPDBq−IIとDPA2SFの混合材料の発光スペクト
ルに比べて、該吸収帯との重なりが大きい。したがって、発光素子10は、該大きな重な
りを利用してエネルギー移動をするため、発光素子9に比べてエネルギー移動効率が高く
、外部量子効率が高いと考えられる。また、実施例10の結果を合わせて参照することで
、発光層において、ホスト材料の発光スペクトルのピークのエネルギー値と、ゲスト材料
の吸収スペクトルの最も低エネルギー側の吸収帯のピークのエネルギー値との差は、0.
3eV以内であると好ましいことがわかる。

0320

以上の結果から、本発明の一態様を適用することで、外部量子効率の高い素子を実現でき
ることが示された。

0321

本実施例では、本発明の一態様の発光素子に適用することができる、ゲスト材料及びホス
ト材料の一例について図43を用いて説明する。

0322

本実施例で用いるゲスト材料は、[Ir(mppr−Me)2(dpm)]である。また
、本実施例で用いるホスト材料は、2mDBTPDBq−IIと4,4’,4’’−トリ
ス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’−T
NATA)との混合材料、及び2−[4−(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:DBTBIm−II)と1’−TN
ATAとの混合材料の2種類である。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお
、先の実施例で用いた材料の化学式は省略する。

0323

0324

<吸収スペクトル>
図43(A)(B)に[Ir(mppr−Me)2(dpm)]のジクロロメタン溶液の
紫外可視吸収スペクトル(吸収スペクトルe)を示す。吸収スペクトルの測定には、紫外
可視分光光度計((株)日本分光製 V550型)を用い、ジクロロメタン溶液(0.0
93mmol/L)を石英セルに入れ、室温で測定を行った。

0325

<発光スペクトル>
また、図43(A)(B)に、2mDBTPDBq−IIと1’−TNATAの混合材料
の薄膜の発光スペクトル(発光スペクトルe−1)、及びDBTBIm−IIと1’−T
NATAの混合材料の薄膜の発光スペクトル(発光スペクトルe−2)を示す。図43
A)において、横軸は、波長(nm)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−
1)及び発光強度(任意単位)を示す。図43(B)において、横軸は、エネルギー(e
V)を示し、縦軸は、モル吸光係数ε(M−1・cm−1)及び発光強度(任意単位)を
示す。

0326

図43(A)の吸収スペクトルeから、[Ir(mppr−Me)2(dpm)]が、5
20nm付近にブロードな吸収帯を有することがわかる。この吸収帯が、発光に強く寄与
する吸収帯であると考えられる。

0327

発光スペクトルe−1及び発光スペクトルe−2のピークは、吸収スペクトルeにおいて
発光に強く寄与すると考えられる吸収帯と重なりが大きいことがわかった。よって、本実
施例で用いたゲスト材料とどちらかのホスト材料とを共に発光層に用いた発光素子は、ホ
スト材料の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりを利用して、エネル
ギー移動をするため、エネルギー移動効率が高いことが示唆された。したがって、外部量
子効率が高い発光素子を得られることが示唆された。

0328

ここで、発光スペクトルe−2は、発光スペクトルe−1よりも短波長(高エネルギー)
側にピークを有する。そして、発光スペクトルe−2のピークは、発光スペクトルe−1
のピークに比べて、該吸収帯と近い位置に存在する。以上のことから、図43において、
吸収スペクトルeの発光に強く寄与する吸収帯と最も重なりが大きい発光スペクトルは、
発光スペクトルe−2であることがわかった。具体的には、吸収スペクトルeにおける該
吸収帯のピーク(520nm付近のショルダーピーク)と発光スペクトルe−1のピーク
の差は0.35eVであり、吸収スペクトルeにおける該吸収帯のピーク(520nm付
近のショルダーピーク)と発光スペクトルe−2のピークの差は0.01eVであった。

0329

発光スペクトルe−1と発光スペクトルe−2のピークの差は、2mDBTPDBq−I
IとDBTBIm−IIのLUMO準位の差によるものと考えられる。具体的には、2m
DBTPDBq−IIのLUMO準位が−2.95eVであるのに対し、DBTBIm−
IIのLUMO準位は−2.52eVであった(いずれもCV測定により算出した値)。
2mDBTPDBq−IIに比べて、DBTBIm−IIはLUMO準位が高い(浅い)
ため、HOMO準位が高い1’−TNATAと混合しても、混合材料の発光スペクトルの
ピークは長波長になりすぎなかった(つまり、発光スペクトルe−2が、発光スペクトル
e−1に比べて短波長側にピークを有した)と考えられる。

0330

以上のことから、DBTBIm−IIと1’−TNATAの混合材料、及び[Ir(mp
pr−Me)2(dpm)]を用いた発光素子は、2mDBTPDBq−IIと1’−T
NATAの混合材料、及び[Ir(mppr−Me)2(dpm)]を用いた発光素子に
比べて、該混合材料の発光スペクトルと燐光性化合物の吸収スペクトルとのより大きな重
なりを利用してエネルギー移動をするため、エネルギー移動効率がより高いことが示唆さ
れた。したがって、外部量子効率がより高い発光素子を得られることが示唆された。

0331

本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図2を用いて説明する。本実施例で
用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。

0332

以下に、本実施例の発光素子11及び発光素子12の作製方法を示す。

0333

(発光素子11)
まず、ガラス基板1100上に、ITSOをスパッタリング法にて成膜し、陽極として機
能する第1の電極1101を形成した。なお、その膜厚は110nmとし、電極面積は2
mm×2mmとした。

0334

次に、基板1100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。

0335

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1100を3
0分程度放冷した。

0336

次に、第1の電極1101が形成された面が下方となるように、第1の電極1101が形
成された基板1100を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、10−4P
a程度まで減圧した後、第1の電極1101上に、BPAFLPと酸化モリブデン(VI
)を共蒸着することで、正孔注入層1111を形成した。その膜厚は、40nmとし、B
PAFLPと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=BPAFLP:酸化モリブデ
ン)となるように調節した。

0337

次に、正孔注入層1111上に、BPAFLPを20nmの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層1112を形成した。

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