(57)【要約】【課題】低電流で通電した場合であっても、白色発光させることができる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い発光装置、表示装置および電子機器を提供すること。【解決手段】発光素子１は、陰極１２と、陽極３と、陰極１２と陽極３との間に設けられ、赤色に発光する赤色発光層６と、赤色発光層６と陰極１２との間に設けられ、青色に発光する青色発光層８と、青色発光層８と陰極１２との間に設けられ、緑色に発光する緑色発光層９と、赤色発光層６と青色発光層８との層間にこれらに接するように設けられ、赤色発光層６と青色発光層８との間で正孔および電子の移動を調整する機能を有する中間層７とを有し、中間層７は、第１の材料と、該第１の材料とは異なる第２の材料とを含んで構成され、赤色発光層６は、第１の材料と同種の材料を含んで構成され、青色発光層８および緑色発光層９は、それぞれ、第２の材料と同種の材料を含んで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、赤色に発光する赤色発光層と、
前記赤色発光層と前記陰極との間に設けられ、青色に発光する青色発光層と、
前記青色発光層と前記陰極との間に設けられ、緑色に発光する緑色発光層と、
前記赤色発光層と前記青色発光層との層間にこれらに接するように設けられ、前記赤色発光層と前記青色発光層との間で正孔および電子の移動を調整する機能を有する中間層とを有し、
前記中間層は、第１の材料と、該第１の材料とは異なる第２の材料とを含んで構成され、
前記赤色発光層は、前記第１の材料と同種の材料を含んで構成され、
前記青色発光層および前記緑色発光層は、それぞれ、前記第２の材料と同種の材料を含んで構成されていることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第１の材料は、ベンジジン誘導体であり、前記第２の材料は、アントラセン誘導体である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記赤色発光層は、赤色に発光する赤色発光材料であるゲスト材料と、該ゲスト材料を添加されるホスト材料とを含んで構成され、
前記第１の材料は、前記赤色発光層の前記ゲスト材料および前記ホスト材料とは異なる種類の材料である請求項１または２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記赤色発光層の前記ゲスト材料は、ジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン誘導体であり、
前記赤色発光層の前記ホスト材料は、テトラセン誘導体である請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記青色発光層は、青色に発光すする青色発光材料であるゲスト材料と、該ゲスト材料を添加されるホスト材料とを含んで構成され、
前記第２の材料は、前記青色発光層の前記ホスト材料と同種の材料である請求項１ないし４のいずれかに記載の発光素子。
【請求項６】
前記緑色発光層は、緑色に発光する緑色発光材料であるゲスト材料と、該ゲスト材料を添加されるホスト材料とを含んで構成され、
前記第２の材料は、前記緑色発光層の前記ホスト材料と同種の材料である請求項１ないし５のいずれかに記載の発光素子。
【請求項７】
前記赤色発光層の前記中間層とは反対の面に接するように設けられ、正孔輸送性を有する正孔輸送層を有し、
前記正孔輸送層は、前記第１の材料と同種の材料を含んで構成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の発光素子。
【請求項８】
前記中間層は、前記第１の材料および前記第２の材料の混合材料を主材料として構成されている請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子。
【請求項９】
前記中間層は、前記赤色発光層に接するように設けられ、前記第１の材料を主材料として構成された第１の層と、該第１の層と前記青色発光層との間にこれらに接するように設けられ、前記第２の材料を主材料として構成された第２の層とを有している請求項１ないし７のいずれかに記載の発光素子。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子、発光装置、表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネセンス素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に少なくとも１層の発光性有機層を介挿した構造を有する発光素子である。このような発光素子では、陰極と陽極との間に電界を印加することにより、発光層に陰極側から電子が注入されるとともに陽極側から正孔が注入され、発光層中で電子と正孔が再結合することにより励起子が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に、そのエネルギー分が光として放出される。
【０００３】
このような発光素子としては、例えば、陰極と陽極との間に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色に対応する３層の発光層を積層し、白色発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような白色発光する発光素子は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色が画素ごとに塗り分けられたカラーフィルタと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
特許文献１にかかる発光素子では、発光層同士の間に、正孔輸送材料で構成された中間層が設けられている。このような中間層は、陰極側の発光層から陽極側の発光層への電子の輸送を制限する機能を有する。そのため、かかる発光素子は、所定の駆動電圧のもとで、白色発光させることができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１にかかる発光素子では、陰極と陽極との間の電流が小さくなると、３層の発光層の発光バランスが崩れ、白色発光させることができないと言う問題があった。また、光取り出しがトップエミッションの場合には光学共振を利用して光を取り出すため、内部では白色発光でも取り出す光はほぼ赤色、ほぼ緑色、ほぼ青色に調整することが可能であるが、内部の白色発光の波形が崩れると取り出せる赤色、緑色、青色の波形も崩れて狙いとは全く異なる色になってしまう問題があった。
例えば、特許文献１にかかる発光素子は、暗電流等の微弱電流が流れたときでも、僅かに発光するが、その発光色が白色とは異なるものとなってしまい、その結果、表示装置に用いた場合、コントラストの低下（いわゆる黒浮き現象）を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１００９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低電流で通電した場合であっても、白色発光させることができる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い発光装置、表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、赤色に発光する赤色発光層と、
前記赤色発光層と前記陰極との間に設けられ、青色に発光する青色発光層と、
前記青色発光層と前記陰極との間に設けられ、緑色に発光する緑色発光層と、
前記赤色発光層と前記青色発光層との層間にこれらに接するように設けられ、前記赤色発光層と前記青色発光層との間で正孔および電子の移動を調整する機能を有する中間層とを有し、
前記中間層は、第１の材料と、該第１の材料とは異なる第２の材料とを含んで構成され、
前記赤色発光層は、前記第１の材料と同種の材料を含んで構成され、
前記青色発光層および前記緑色発光層は、それぞれ、前記第２の材料と同種の材料を含んで構成されていることを特徴とする。
【０００８】
これにより、中間層が青色発光層から赤色発光層への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層から青色発光層への電子輸送性、および、青色発光層から中間層への電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層から中間層への正孔輸送性を高めることができる。
その結果、本発明の発光素子は、低電流で通電した場合であっても、白色発光させることができる。
【０００９】
本発明の発光素子では、前記第１の材料は、ベンジジン誘導体であり、前記第２の材料は、アントラセン誘導体であることが好ましい。
これにより、緑色発光層から青色発光層への電子輸送性、および、青色発光層から中間層への電子輸送性をそれぞれより高めるとともに、赤色発光層から中間層への正孔輸送性をより高めることができる。
【００１０】
本発明の発光素子では、前記赤色発光層は、赤色に発光する赤色発光材料であるゲスト材料と、該ゲスト材料を添加されるホスト材料とを含んで構成され、
前記第１の材料は、前記赤色発光層の前記ゲスト材料および前記ホスト材料とは異なる種類の材料であることが好ましい。
これにより、中間層が青色発光層から赤色発光層への電子の移動を適度に制限するような材料を第１の材料として選定しながら、赤色発光層を効率的に発光させることができる。
本発明の発光素子では、前記赤色発光層の前記ゲスト材料は、ジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン誘導体であり、
前記赤色発光層の前記ホスト材料は、テトラセン誘導体であることが好ましい。
これにより、赤色発光層の発光効率を優れたものとすることができる。
【００１１】
本発明の発光素子では、前記青色発光層は、青色に発光すする青色発光材料であるゲスト材料と、該ゲスト材料を添加されるホスト材料とを含んで構成され、
前記第２の材料は、前記青色発光層の前記ホスト材料と同種の材料であることが好ましい。
これにより、青色発光層から中間層への電子輸送性を高めつつ、青色発光層を効率的に発光させることができる。
【００１２】
本発明の発光素子では、前記緑色発光層は、緑色に発光する緑色発光材料であるゲスト材料と、該ゲスト材料を添加されるホスト材料とを含んで構成され、
前記第２の材料は、前記緑色発光層の前記ホスト材料と同種の材料であることが好ましい。
これにより、緑色発光層から青色発光層への電子輸送性を高めつつ、緑色発光層を効率的に発光させることができる。
【００１３】
本発明の発光素子では、前記赤色発光層の前記中間層とは反対の面に接するように設けられ、正孔輸送性を有する正孔輸送層を有し、
前記正孔輸送層は、前記第１の材料と同種の材料を含んで構成されていることが好ましい。
これにより、正孔輸送層から赤色発光層への正孔輸送性を高めることができる。
【００１４】
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記第１の材料および前記第２の材料の混合材料を主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、中間層が青色発光層から赤色発光層への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層から青色発光層への電子輸送性、および、青色発光層から中間層への電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層から中間層への正孔輸送性を高めることができる。
【００１５】
本発明の発光素子では、前記中間層は、前記赤色発光層に接するように設けられ、前記第１の材料を主材料として構成された第１の層と、該第１の層と前記青色発光層との間にこれらに接するように設けられ、前記第２の材料を主材料として構成された第２の層とを有していることが好ましい。
これにより、中間層が青色発光層から赤色発光層への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層から青色発光層への電子輸送性、および、青色発光層から中間層への電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層から中間層への正孔輸送性を高めることができる。
また、中間層と青色発光層との界面付近に蓄積する電子の量を抑えることができる。その結果、青色発光層の劣化・変質等を防止し、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【００１６】
本発明の発光装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い発光装置を提供することができる。
本発明の表示装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、高コントラストな画像を表示でき、信頼性の高い表示装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、高コントラストな画像を表示でき、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。
【図３】本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【図７】実施例および各比較例にかかる発光素子の発光色度の通電電流による変遷を示す図（ＣＩＥ１９３１色度座標）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の発光素子、発光装置、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００１９】
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）を発光させて、白色発光するものである。
このような発光素子１は、陽極３と正孔注入層４と正孔輸送層５と赤色発光層（第１の発光層）６と中間層７と青色発光層（第２の発光層）８と緑色発光層（第３の発光層）９と電子輸送層１０と電子注入層１１と陰極１２とがこの順に積層されてなるものである。
【００２０】
言い換えすれば、発光素子１は、２つの電極間（陽極３と陰極１２との間）に、陽極３側から陰極１２側へ、正孔注入層４と正孔輸送層５と赤色発光層６と中間層７と青色発光層８と緑色発光層９と電子輸送層１０と電子注入層１１とがこの順に積層で積層された積層体１５が介挿されて構成されている。
そして、発光素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材１３で封止されている。
【００２１】
このような発光素子１にあっては、赤色発光層６、青色発光層８、および緑色発光層９の各発光層に対し、陰極１２側から電子が供給（注入）されるとともに、陽極３側から正孔が供給（注入）される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。これにより、発光素子１は、白色発光する。
【００２２】
基板２は、陽極３を支持するものである。本実施形態の発光素子１は、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２３】
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
なお、発光素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
以下、発光素子１を構成する各部を順次説明する。
【００２４】
（陽極）
陽極３は、後述する正孔注入層４を介して正孔輸送層５に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００２５】
（陰極）
一方、陰極１２は、後述する電子注入層１１を介して電子輸送層１０に電子を注入する電極である。この陰極１２の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極１２の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
【００２６】
特に、陰極１２の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極１２の構成材料として用いることにより、陰極１２の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極１２の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極１２に、光透過性は、特に要求されない。
【００２７】
（正孔注入層）
正孔注入層４は、陽極３からの正孔注入効率を向上させる機能を有するものである。
この正孔注入層４の構成材料（正孔注入材料）としては、特に限定されないが、例えば、下記化１で表わされる化合物（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ｐ−ジアミノベンゼン）またはその誘導体等のアミン系化合物が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２８】
【化１】
2010231997.tif 000003
【００２９】
上記化１で表わされる化合物の誘導体としては、例えば、下記化２〜１０で表わされるものが挙げられる。
【００３０】
【化２】
2010231997.tif 000004
【００３１】
【化３】
2010231997.tif 000005
【００３２】
【化４】
2010231997.tif 000006
【００３３】
【化５】
2010231997.tif 000007
【００３４】
【化６】
2010231997.tif 000008
【００３５】
【化７】
2010231997.tif 000009
【００３６】
【化８】
2010231997.tif 000010
【００３７】
【化９】
2010231997.tif 000011
【００３８】
【化１０】
2010231997.tif 000012
【００３９】
このような正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔注入層４、または後述する正孔輸送層５のどちらかは省略することができる。
【００４０】
（正孔輸送層）
正孔輸送層５は、陽極３から正孔注入層４を介して注入された正孔を赤色発光層６まで輸送する機能（正孔輸送性）を有するものである。
この正孔輸送層５は、後述する赤色発光層６の中間層７とは反対の面に接するように設けられている。
この正孔輸送層５の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、下記化１１で表わされる化合物（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン）またはその誘導体等のアミン系材料が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４１】
【化１１】
2010231997.tif 000013
【００４２】
また、上記化１１で表わされる化合物の誘導体としては、例えば、下記化１２〜１６で表わされる化合物等が挙げられる。
【００４３】
【化１２】
2010231997.tif 000014
【００４４】
【化１３】
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【００４５】
【化１４】
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【００４６】
【化１５】
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【００４７】
【化１６】
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【００４８】
このような正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔輸送層５、または前述した正孔注入層４のどちらかは省略することができる。
【００４９】
（赤色発光層）
この赤色発光層（第１の発光層）６は、赤色（第１の色）に発光する（６００ｎｍ付近の波長域にピークを有する光を発する）赤色発光材料を含んで構成されている。
特に、赤色発光層６は、後述する中間層７の第１の材料と同種の材料を含んで構成されている。なお、第１の材料については、中間層７の説明にて詳述する。
【００５０】
赤色発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
赤色蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、下記化１７で表わされる化合物（ジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン）等のジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッド、２−（１，１−ジメチルエチル）−６−（２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ（ｉｊ）キノリジン−９−イル）エテニル）−４Ｈ−ピラン−４Ｈ−イリデン）プロパンジニトリル（ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等を挙げられる。
【００５１】
【化１７】
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【００５２】
中でも、赤色発光材料としては、ジベンゾ｛［ｆ，ｆ’]−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン誘導体を用いるのが好ましい。これにより、赤色発光層６をより高輝度で赤色発光させることができる。
赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものも挙げられる。より具体的には、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（ＩＩ）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。
また、赤色発光層６中には、前述した赤色発光材料の他に、赤色発光材料をゲスト材料として添加されるホスト材料が含まれていてもよい。
【００５３】
ホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、赤色発光材料を励起する機能を有する。このようなホスト材料を用いる場合、例えば、ゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。
【００５４】
このようなホスト材料としては、用いる赤色発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、下記化１８で表わされる化合物等のナフタセン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ペリレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの４量体等のトリアリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ジカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００５５】
【化１８】
2010231997.tif 000020
【００５６】
中でも、赤色発光層６のホスト材料としては、ナフタセン誘導体を用いるのが好ましい。特に、赤色発光材料としてジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン誘導体を用いる場合、赤色発光層６がナフタセン誘導体を含んで構成されていると、赤色発光層６をより高輝度かつ高効率で赤色発光させることができる。すなわち、赤色発光層６の発光効率を優れたものとすることができる。
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、ホスト材料としては、例えば、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニルカルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００５７】
前述したような赤色発光材料（ゲスト材料）およびホスト材料を用いる場合、赤色発光層６中における赤色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１〜５ｗｔ％であるのよりに好ましい。赤色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
また、前述したような赤色の発光材料はバンドギャップが比較的小さく、正孔や電子を捕獲しやすく、発光しやすい。したがって、陽極３側に赤色発光層を設けることで、バンドギャップが大きく発光し難い青色発光層８や緑色発光層９を陰極側とし、各発光層をバランスよく発光させることができる。
このような赤色発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００５８】
（中間層）
この中間層７は、前述した赤色発光層６と後述する青色発光層８との層間にこれらに接するように設けられている。そして、中間層７は、赤色発光層６と青色発光層８との間でキャリア（正孔および電子）の移動を調整する機能を有する。
また、中間層７は、赤色発光層６と青色発光層８との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。
これらの機能により、赤色発光層６および青色発光層８をそれぞれ効率よく発光させることができる。
特に、この中間層７は、少なくとも２種の材料を含んで構成されている。
【００５９】
そして、中間層７に含まれる少なくとも２種の材料のうち、１種は赤色発光層６にも含まれる材料と同種であり、他の１種が青色発光層８および緑色発光層９にもそれぞれ含まれる材料と同種である。すなわち、中間層７および赤色発光層６は、互いに共通の材料（以下、「第１の材料」とも言う）を含んで構成され、中間層７、青色発光層８および緑色発光層９は、第１の材料とは異なり、かつ、互いに共有の材料（以下、「第２の材料」とも言う）を含んで構成されている。
【００６０】
これにより、中間層７が青色発光層８から赤色発光層６への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層９から青色発光層８への電子輸送性、および、青色発光層８から中間層７への電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層６から中間層７への正孔輸送性を高めることができる。
その結果、本発明の発光素子１は、低電流で通電した場合であっても、白色発光させることができる。すなわち、発光素子１は、電流の変化に対する色（発色）の変化が少なく、かつ、白色発光させることができる。
【００６１】
より具体的に説明すると、中間層７の構成材料としては、前述したような機能を発揮することができれば、特に限定されないが、例えば、正孔輸送材料と、ナフタレン、またはアセン骨格を有する材料（以下、「アセン系材料」とも言う）とを含むものが好適に用いられる。
例えば、中間層７が正孔輸送材料およびアセン系材料を含んで構成されている場合、中間層７に含まれる正孔輸送材料と同種の正孔輸送材料が第１の材料として赤色発光層６に含まれる。また、この場合、中間層７に含まれるアセン系材料と同種のアセン系材料が第２の材料として青色発光層８および緑色発光層９にそれぞれ含まれる。
【００６２】
中間層７に用いる正孔輸送材料としては、それぞれ、正孔輸送性に優れるものであれば、特に限定されないが、前述した正孔輸送層５の構成材料と同様のものを用いることができる。
特に、前述したような正孔輸送材料（アミン系材料）は、正孔輸送性に優れている。したがって、このような正孔輸送材料を含む中間層７は、赤色発光層６から青色発光層８へ正孔を円滑に受け渡すことができる。また、このような中間層７は、青色発光層８から赤色発光層６への電子の輸送量を制限する機能をも有する。
【００６３】
一方、中間層７に用いられるアセン系材料としては、アセン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ナフタレン誘導体、下記化１９〜３０で表わされる化合物等のアントラセン誘導体、ナフタセン誘導体（テトラセン誘導体）、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６４】
【化１９】
2010231997.tif 000021
【００６５】
【化２０】
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【００６６】
【化２１】
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【００６７】
【化２２】
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【００６８】
【化２３】
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【００６９】
【化２４】
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【００７０】
【化２５】
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【００７１】
【化２６】
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【００７２】
【化２７】
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【００７３】
【化２８】
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【００７４】
【化２９】
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【００７５】
【化３０】
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【００７６】
アントラセン誘導体は、優れた電子輸送性を有しながらも、気相成膜法により簡単に成膜することができる。したがって、アセン系材料としてアントラセン誘導体を用いることにより、アセン系材料（ひいては中間層７）の電子輸送性を優れたものとしつつ、均質な中間層７の形成を容易なものとすることができる。
このようなアセン系材料は、電子輸送性に優れている。したがって、このようなアセン系材料と前述したような正孔輸送材料との混合材料を主材料とする中間層７は、赤色発光層６から青色発光層８へ正孔を円滑に受け渡すととともに、青色発光層８から赤色発光層６へ電子を円滑に受け渡すことができる。すなわち、このような中間層７は、バイポーラ性を有する。そのため、中間層７は、電子および正孔に対して優れた耐性を有する。そのため、中間層７の劣化を防止し、その結果、発光素子１の耐久性を向上させることができる。
【００７７】
また、中間層７は、第１の材料として前述した化１１〜１６で表わされる化合物等のベンジジン誘導体を含み、かつ、第２の材料として前述した１９〜３０で表わされる化合物等のアントラセン誘導体を含んでいるのが好ましい。
このように、第１の材料がベンジジン誘導体であり、かつ、第２の材料がアントラセン誘導体であると、緑色発光層９から青色発光層８への電子輸送性、および、青色発光層８から中間層７への電子輸送性をそれぞれより高めるとともに、赤色発光層６から中間層７への正孔輸送性をより高めることができる。
【００７８】
また、前述したように赤色発光層６がゲスト材料およびホスト材料を含んで構成されている場合、第１の材料は、赤色発光層６のゲスト材料およびホスト材料とは異なる種類の材料であるのが好ましい。これにより、中間層７が青色発光層８から赤色発光層６への電子の移動を適度に制限するような材料を第１の材料として選定しながら、赤色発光層６を効率的に発光させることができる。言い換えると、赤色発光層６のゲスト材料およびホスト材料の選択の幅が広がるので、赤色発光層６のゲスト材料およびホスト材料を最適化しやすく、赤色発光層６の発光効率を優れたものとすることができる。
【００７９】
また、後述するように青色発光層８がゲスト材料およびホスト材料を含んで構成されている場合、第２の材料は、青色発光層８のホスト材料と同種の材料であるのが好ましい。これにより、青色発光層８から中間層７への電子輸送性を高めつつ、青色発光層８を効率的に発光させることができる。
また、後述するように緑色発光層９がゲスト材料およびホスト材料を含んで構成されている場合、第２の材料は、緑色発光層９のホスト材料と同種の材料であるのが好ましい。これにより、緑色発光層９から青色発光層８への電子輸送性を高めつつ、緑色発光層９を効率的に発光させることができる。
【００８０】
また、第１の材料は、前述した正孔輸送層５にも含まれているのが好ましい。正孔輸送層５が第１の材料と同種の材料を含んで構成されていると、正孔輸送層５から赤色発光層６への正孔輸送性を高めることができる。
また、中間層７は、前述した第１の材料および第２の材料以外の材料が含まれていてもよいが、第１の材料および第２の材料の混合材料を主材料として構成されているのが好ましい。より具体的には、中間層７中における第１の材料および第２の材料の混合材料の含有量は、７０質量％以上１００質量％以下であるのが好ましく、８０質量％以上１００質量％以下であるのがより好ましく、９０質量％以上１００質量％以下であるのがさらに好ましい。これにより、中間層７が青色発光層８から赤色発光層６への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層９から青色発光層８への電子輸送性、および、青色発光層８から中間層７への電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層６から中間層７への正孔輸送性を高めることができる。
【００８１】
また、中間層７中における第１の材料の含有量をＡ［質量％］とし、中間層７中における第２の材料の含有量をＢ［質量％］としたときに、Ａ：Ｂは、１０：９０〜９０：１０であるのが好ましく、３０：７０〜７０：３０であるのがより好ましく、４０：６０〜６０：４０であるのがさらに好ましい。これにより、中間層７の電子輸送性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
これに対し、かかるＡおよびＢが前記範囲から外れると、発光素子１の発光バランスが低下したり、発光素子１の駆動電圧が著しく上昇したりする傾向を示す。
【００８２】
また、中間層７の平均厚さは、特に限定されないが、２．５〜２０ｎｍであるのが好ましく、６〜１７ｎｍであるのがより好ましく、７〜１６ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を抑えつつ、中間層７が赤色発光層６と青色発光層８との間での励起子のエネルギー移動をより確実に阻止することができる。
これに対し、中間層７の平均厚さが前記上限値を超えると、中間層７の構成材料等によっては、駆動電圧が著しく高くなったり、発光素子１の発光（特に白色発光）が難しくなったりする場合がある。一方、中間層７の平均厚さが前記下限値未満であると、中間層７の構成材料や駆動電圧等によっては、中間層７が赤色発光層６と青色発光層８との間での励起子によるエネルギー移動を防止または抑制するのが難しく、また、キャリアや励起子に対する中間層７の耐久性が低下する傾向を示す。
【００８３】
（青色発光層）
青色発光層（第２の発光層）８は、青色（第２の色）に発光する青色発光材料を含んで構成されている。
また、青色発光層８は、前述した第２の材料と同種の材料を含んで構成されている。
このような青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００８４】
青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、下記化３１で表わされる化合物、ジスチリルモノアミン誘導体、ジスチリルジアミン誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ポリ［（９．９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルオキシフルオレン−２，７−ジイル）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−｛２−エトキシヘキシルオキシ｝フェニレン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（エチルニルベンゼン）］等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００８５】
【化３１】
2010231997.tif 000033
【００８６】
青色燐光材料としては、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。より具体的には、ビス［４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、トリス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム、ビス［２−（３，５−トリフルオロメチル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。
また、青色発光層８の構成材料としては、赤色発光層６と同様に、前述したような青色発光材料に加えて、この青色発光材料をゲスト材料として添加されるホスト材料を用いることができる。
【００８７】
前述したような青色発光材料（ゲスト材料）およびホスト材料を用いる場合、青色発光層８中における青色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。
このような青色発光層８の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００８８】
（緑色発光層）
緑色発光層（第３の発光層）９は、緑色（第３の色）に発光する緑色発光材料を含んで構成されている。
また、緑色発光層９は、前述した第２の材料と同種の材料を含んで構成されている。
このような緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００８９】
緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記化３２で表わされる化合物等のキナクリドン誘導体、９，１０−ビス［（９−エチル−３−カルバゾール）−ビニレニル］−アントラセン、ポリ（９，９−ジヘキシル−２，７−ビニレンフルオレニレン）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（１，４−ジフェニレン−ビニレン−２−メトキシ−５−｛２−エチルヘキシルオキシ｝ベンゼン）］、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−（２−エトキシルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン）］等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００９０】
【化３２】
2010231997.tif 000034
【００９１】
緑色燐光材料としては、緑色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）、ファク−トリス［５−フルオロ−２−（５−トリフルオロメチル−２−ピリジン）フェニル−Ｃ，Ｎ］イリジウムが挙げられる。
また、緑色発光層９の構成材料としては、赤色発光層６と同様に、前述したような緑色発光材料に加えて、この緑色発光材料をゲスト材料として添加されるホスト材料を用いることができる。
【００９２】
前述したような緑色発光材料（ゲスト材料）およびホスト材料を用いる場合、緑色発光層９中における緑色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。
このような緑色発光層９の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００９３】
（電子輸送層）
電子輸送層１０は、陰極１２から電子注入層１１を介して注入された電子を緑色発光層９に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層１０の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、下記化３３で表わされるトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００９４】
【化３３】
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【００９５】
電子輸送層１０の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００９６】
（電子注入層）
電子注入層１１は、陰極１２からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層１１の構成材料（電子注入材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
【００９７】
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層１１を構成することにより、発光素子１は、高い輝度が得られるものとなる。
【００９８】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等が挙げられる。
【００９９】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
電子注入層１１の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．２〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましく、０．２〜５０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
【０１００】
（封止部材）
封止部材１３は、陽極３、積層体１５、および陰極１２を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材１３を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
【０１０１】
封止部材１３の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材１３の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材１３と陽極３、積層体１５、および陰極１２との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
また、封止部材１３は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
【０１０２】
以上のように構成された発光素子１によれば、中間層７および赤色発光層６に第１の材料が含まれ、中間層７、青色発光層８おおよび緑色発光層９に第１の材料とは異なる第２の材料が含まれているので、中間層７が青色発光層８から赤色発光層６への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層９から青色発光層８への電子輸送性、および、青色発光層８から中間層７への電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層６から中間層７への正孔輸送性を高めることができる。
その結果、本発明の発光素子１は、低電流で通電した場合であっても、白色発光させることができる。
【０１０３】
以上のような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
［１］  まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【０１０４】
［２］  次に、陽極３上に正孔注入層４を形成する。
正孔注入層４は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔注入層４は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極３上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１０５】
正孔注入層形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層４を比較的容易に形成することができる。
正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
【０１０６】
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
【０１０７】
［３］  次に、正孔注入層４上に正孔輸送層５を形成する。
正孔輸送層５は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、正孔注入層４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１０８】
［４］  次に、正孔輸送層５上に、赤色発光層６を形成する。
赤色発光層６は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
［５］  次に、赤色発光層６上に、中間層７を形成する。
中間層７は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１０９】
［６］  次に、中間層７上に、青色発光層８を形成する。
青色発光層８は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
［７］  次に、青色発光層８上に、緑色発光層９を形成する。
緑色発光層９は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【０１１０】
［８］  次に、緑色発光層９上に電子輸送層１０を形成する。
電子輸送層１０は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、電子輸送層１０は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、緑色発光層９上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
【０１１１】
［９］  次に、電子輸送層１０上に、電子注入層１１を形成する。
電子注入層１１の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層１１は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
［１０］  次に、電子注入層１１上に、陰極１２を形成する。
陰極１２は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子１が得られる。
最後に、得られた発光素子１を覆うように封止部材１３を被せ、基板２に接合する。
【０１１２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図２は、本発明の第２実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図２中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
本実施形態にかかる発光素子は、中間層の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態にかかる発光素子と同様である。
なお、以下の説明では、第２実施形態の発光素子に関し、第１実施形態の発光素子との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。
【０１１３】
本実施形態の発光素子１Ａは、赤色発光層６と青色発光層８との間にこれらに接するように設けられた中間層７Ａを有している。
この中間層７Ａは、赤色発光層６に接する第１の層７１と、該第１の層７１に接するとともに青色発光層８に接する第２の層７２との２層で構成されている。
そして、第１の層７１は、第１の材料を主材料として構成され、第２の層７２は、第２の材料を主材料として構成されている。
このような２層で構成された中間層７Ａを有する発光素子１Ａでは、中間層７Ａが青色発光層８から赤色発光層６への電子の移動を適度に制限しながら、緑色発光層９から青色発光層８への電子輸送性、および、青色発光層８から中間層７Ａへの電子輸送性をそれぞれ高めるとともに、赤色発光層６から中間層７Ａへの正孔輸送性を高めることができる。
【０１１４】
また、中間層７Ａと青色発光層８との界面付近に蓄積する電子の量を抑えることができる。その結果、青色発光層８の劣化・変質等を防止し、発光素子１Ａの長寿命化を図ることができる。
このような発光素子１Ａにおいて、中間層７Ａの第１の層７１中における第１の材料の含有量は、特に限定されないが、６０質量％以上１００質量％以下であるのが好ましい。これにより、中間層７Ａが青色発光層８から赤色発光層６への電子の移動を適度に制限しながら、赤色発光層６から中間層７Ａへの正孔輸送性を高めることができる。
【０１１５】
また、第１の層７１中には、第２の材料が含まれているのが好ましい。これにより、中間層７Ａから赤色発光層６への電子輸送性を高めることができる。
この場合、第１の層７１中における第１の材料の含有量をＣ［質量％］とし、第１の層７１中における第２の材料の含有量をＤ［質量％］としたときに、Ｃ：Ｄは、６０：４０〜９０：１０であるのが好ましく、６０：４０〜８０：２０であるのがより好ましく、６０：４０〜７０：３０であるのがさらに好ましい。これにより、中間層７Ａの電子輸送性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
これに対し、かかるＣおよびＤが前記範囲から外れると、発光素子１の発光バランスが低下したり、発光素子１Ａの駆動電圧が著しく上昇したりする傾向を示す。
【０１１６】
また、中間層７Ａの第２の層７２中における第２の材料の含有量は、特に限定されないが、６０質量％以上１００質量％以下であるのが好ましい。これにより、青色発光層８から中間層７Ａへの電子輸送性を高めることができる。
また、第２の層７２中には、第１の材料が含まれているのが好ましい。これにより、中間層７Ａから青色発光層８への正孔輸送性を高めることができる。
【０１１７】
この場合、第２の層７２中における第２の材料の含有量をＥ［質量％］とし、第２の層７２中における第１の材料の含有量をＦ［質量％］としたときに、Ｅ：Ｆは、６０：４０〜９０：１０であるのが好ましく、６０：４０〜８０：２０であるのがより好ましく、６０：４０〜７０：３０であるのがさらに好ましい。これにより、中間層７Ａの電子ブロック性を適度なものとしつつ電子輸送性および正孔輸送性を優れたものとすることができる。
これに対し、かかるＥおよびＦが前記範囲から外れると、発光素子１の発光バランスが低下したり、発光素子１Ａの駆動電圧が著しく上昇したりする傾向を示す。
【０１１８】
上述したように第１の層７１および第２の層７２がそれぞれ第１の材料および第２の材料を含んで構成され、かつ、第１の層７１と第２の層７２とで第１の材料および第２の材料の含有量が異なるようにすることで、中間層７Ａが適度な電子ブロック性を有しながらも、中間層７Ａの正孔輸送性および電子輸送性をより高めることができる。
また、中間層７Ａの平均厚さは、前述した第１実施形態の中間層７の厚さと同様、特に限定されないが、２．５〜２０ｎｍであるのが好ましく、６〜１７ｎｍであるのがより好ましく、７〜１６ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を抑えつつ、中間層７Ａが赤色発光層６と青色発光層８との間での励起子のエネルギー移動をより確実に阻止することができる。
また、中間層７Ａの第１の層７１の平均厚さと第２の層７２の平均厚さとの比は、第１の層７１および第２の層７２の構成材料等によっても異なり、特に限定されない。
また、図２では、説明の便宜上、第１の層７１と第２の層７２との境界が図示されているが、第１の層７１と第２の層７２との間には実質的な境界が存在せず、例えば、第１の層７１側から第２の層側へ第１の材料の含有量が増すように傾斜材料で構成されていてもよい。
以上説明したような発光素子１Ａによっても、前述した第１実施形態の発光素子１と同様の効果を発揮することができる。
【０１１９】
以上説明したような発光素子１、１Ａは、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１をマトリックス状に配置することにより、照明器具や液晶ディスプレイのバックライト等の発光装置、ディスプレイ装置等の表示装置を構成することができる。このような発光装置および表示装置は、信頼性の高いものとなる。また、このような表示装置は、高コントラストな画像を表示できる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
【０１２０】
次に、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図３は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図３に示すディスプレイ装置１００は、基板２１と、サブ画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに対応して設けられた複数の発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂおよびカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１０Ｂと、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂをそれぞれ駆動するための複数の駆動用トランジスタ２４とを有している。ここで、ディスプレイ装置１００は、トップエミッション構造のディスプレイパネルである。
【０１２１】
基板２１上には、複数の駆動用トランジスタ２４が設けられ、これらの駆動用トランジスタ２４を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層２２が形成されている。
各駆動用トランジスタ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
【０１２２】
平坦化層２２上には、各駆動用トランジスタ２４に対応して発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが設けられている。
発光素子１Ｒは、平坦化層２２上に、反射膜３２、腐食防止膜３３、陽極３、積層体（有機ＥＬ発光部）１５、陰極１２、陰極カバー３４がこの順に積層されている。本実施形態では、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用トランジスタ２４のドレイン電極２４５に導電部（配線）２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陰極１２は、共通電極とされている。
【０１２３】
なお、発光素子１Ｇ、１Ｂの構成は、発光素子１Ｒの構成と同様である。また、図３では、図１と同様の構成に関しては、同一符号を付してある。また、反射膜３２の構成（特性）は、光の波長に応じて、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ間で異なっていてもよい。
隣接する発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ同士の間には、隔壁３１が設けられている。また、これらの発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上には、これらを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層３５が形成されている。
【０１２４】
カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂは、前述したエポキシ層３５上に、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに対応して設けられている。
カラーフィルタ１９Ｒは、発光素子１Ｒからの白色光Ｗを赤色に変換するものである。また、カラーフィルタ１９Ｇは、発光素子１Ｇからの白色光Ｗを緑色に変換するものである。また、カラーフィルタ１９Ｂは、発光素子１Ｂからの白色光Ｗを青色に変換するものである。このようなカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
【０１２５】
また、隣接するカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ同士の間には、遮光層３６が形成されている。これにより、意図しないサブ画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが発光するのを防止することができる。
そして、カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂおよび遮光層３６上には、これらを覆うように封止基板２０が設けられている。
【０１２６】
以上説明したようなディスプレイ装置１００は、単色表示であってもよく、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１００（本発明の表示装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。このような電子機器は、高コントラストな画像を表示でき、信頼性の高いものとなる。
【０１２７】
図４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
【０１２８】
図５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
【０１２９】
図６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１３０】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
【０１３１】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１３２】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１３３】
なお、本発明の電子機器は、図４のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図５の携帯電話機、図６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光素子、発光装置、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
【実施例】
【０１３４】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１３５】
１．発光素子の製造
（実施例）
＜１＞  まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
そして、基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
＜２＞  次に、ＩＴＯ電極上に、前述した化７で表わされる化合物を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ５０ｎｍの正孔注入層を形成した。
＜３＞  次に、正孔注入層上に、前述した化１６で表わされる化合物（第１の材料）を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１３６】
＜４＞  次に、正孔輸送層上に、赤色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１０ｎｍの赤色発光層（第１の発光層）を形成した。赤色発光層の構成材料としては、赤色発光材料（ゲスト材料  ＲＤ）として前述した化１７で表わされる化合物（ジベンゾ｛［ｆ，ｆ’］−４，４’７，７’−テトラフェニル｝ジインデノ｛１，２，３−ｃｄ：１’２’３’−ｌｍ｝ペリレン誘導体）を用い、ホスト材料（ＲＨ）として前述した化１８で表わされる化合物（ナフタセン誘導体）を用い、第１の材料として前述した化１６で表わされる化合物を用いた。また、赤色発光層中の発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、１．０ｗｔ％とし、赤色発光層中の第１の材料の含有量は、１５ｗｔ％とした。
【０１３７】
＜５＞  次に、赤色発光層上に、中間層の構成材料をそれぞれ真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１５ｎｍの中間層を形成した。
ここで、中間層の構成材料としては、第１の材料として前述した化１６で表される化合物（ベンジジン誘導体）を用い、第２の材料として前述した化２０で表される化合物（アントラセン誘導体）を用いた（これらの混合材料を用いた）。また、中間層中における第１の材料の含有量は、６０ｗｔ％とし、中間層中における第２の材料の含有量は、４０ｗｔ％とした。
【０１３８】
＜６＞  次に、中間層上に、青色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１５ｎｍの青色発光層（第２の発光層）を形成した。青色発光層の構成材料としては、青色発光材料（ゲスト材料  ＢＤ）として前述した化３１で表わされる化合物を用い、ホスト材料として前述した化２０で表される化合物（第２の材料）を用いた。また、青色発光層中の青色発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、１０．０ｗｔ％とした。
【０１３９】
＜７＞  次に、青色発光層上に、緑色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１５ｎｍの緑色発光層（第３の発光層）を形成した。緑色発光層の構成材料としては、緑色発光材料（ゲスト材料  ＧＤ）として前述した化３２で表されるキナクリドン誘導体を用い、ホスト材料として化２０で表される化合物（第２の材料）を用いた。また、緑色発光層中の緑色発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、２．０ｗｔ％とした。
【０１４０】
＜８＞  次に、緑色発光層上に、前述した化３３で表されるＡｌｑ３を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ５ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜９＞  次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ１ｎｍの電子注入層を形成した。
＜１０＞  次に、電子注入層上に、Ａｌを真空蒸着法により成膜した。これにより、Ａｌで構成される平均厚さ１００ｎｍの陰極を形成した。
＜１１＞  次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図１に示すような発光素子を製造した。
【０１４１】
（比較例１）
赤色発光層の構成材料として前述した化１６で表わされる化合物（第１の材料）を用いずに、赤色発光層を形成するとともに、前述した化１６で表される化合物（ベンジジン誘導体）のみで中間層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した（表１参照）。
【０１４２】
【表１】
2010231997.tif 000036
【０１４３】
（比較例２）
赤色発光層の構成材料として前述した化１６で表わされる化合物（第１の材料）を用いずに、赤色発光層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した（表１参照）。
【０１４４】
２．評価
実施例および各比較例の発光素子について、１０ｍＡ／ｃｍ２、１ｍＡ／ｃｍ２、０．１ｍＡ／ｃｍ２、０．０１ｍＡ／ｃｍ２、０．００１ｍＡ／ｃｍ２の各電流密度で電流を流し、そのときの輝度および色度を測定した。
その結果を表２および図７に示す。
【０１４５】
【表２】
2010231997.tif 000037
【０１４６】
表２および図７からわかるように、実施例の発光素子は、いずれの電流密度の電流を流しても、白色発光させることができ、また、色度の変化が少なかった。特に、実施例の発光素子は、極めて小さい電流密度であっても、白色発光させることができた。
これに対し、各比較例の発光素子は、電流密度が高いときは、白色発光することができるが、電流密度が低くなると、色度が変化し、白色発光させることができなかった。
【符号の説明】
【０１４７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｇ、１Ｒ……発光素子  ２……基板  ３……陽極  ４……正孔注入層  ５……正孔輸送層  ６……赤色発光層  ７、７Ａ……中間層  ７１……第１の層  ７２……第２の層  ８……青色発光層  ９……緑色発光層  １０……電子輸送層  １１……電子注入層  １２……陰極  １３……封止部材  １５……積層体  １９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ……カラーフィルタ  １００……ディスプレイ装置  １００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ……サブ画素  ２０……封止基板  ２１……基板  ２２……平坦化層  ２４……駆動用トランジスタ  ２４１……半導体層  ２４２……ゲート絶縁層  ２４３……ゲート電極  ２４４……ソース電極  ２４５……ドレイン電極  ２６……第２層間絶縁層  ２７……配線  ３１……隔壁  ３２……反射膜  ３３……腐食防止膜  ３４……陰極カバー  ３５……エポキシ層  ３６……遮光層  １１００……パーソナルコンピュータ  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００……ディジタルスチルカメラ  １３０２……ケース（ボディー）  １３０４……受光ユニット  １３０６……シャッタボタン  １３０８……回路基板  １３１２……ビデオ信号出力端子  １３１４……データ通信用の入出力端子  １４３０……テレビモニタ  １４４０……パーソナルコンピュータ
【図１】
2010231997.tif 000038
【図２】
2010231997.tif 000039
【図３】
2010231997.tif 000040
【図４】
2010231997.tif 000041
【図５】
2010231997.tif 000042
【図６】
2010231997.tif 000043
【図７】
2010231997.tif 000044